下载文档原格式
关于土壤重金属污染及检测方法探讨土壤重金属污染是指人类活动导致土壤中出现超过自然背景水平的重金属元素，对土壤生态系统和人类健康产生不良影响的现象。
重金属是指在自然界中相对比较密集分布的元素，如铜、铅、镉、汞、锌等。
这些重金属元素含量较高时会对土壤生态系统造成显著的危害。
土壤重金属污染主要由3个途径引起：工业废弃物的不当处理和排放、农药及化肥的使用以及交通运输等造成的尾气和颗粒物的排放。
这些重金属通过空气和水的传播，进入土壤体系并积累，导致土壤中重金属含量超过自然背景水平，形成土壤重金属污染。
土壤重金属污染对环境产生威胁，也对人类健康造成危害。
重金属可以通过食物链的形式进入人体，严重影响人体的代谢和免疫功能，导致肝肾功能异常、血液疾病、神经系统疾病甚至癌症等。
对土壤中的重金属污染进行监测和评估显得尤为重要。
土壤中重金属的检测方法多种多样，常见的主要有原子吸收光谱法、电感耦合等离子体发射光谱法、质谱法等。
这些方法具有灵敏度高、检测速度快、准确性较高的优点。
原子吸收光谱法适用于各种重金属元素的测定，可以准确测量微量重金属元素的含量。
质谱法则可利用其高分辨率的特点，进行多元素的同时测定。
还有一些简便快速的土壤重金属检测方法，如离子选择电极法、导电度测定法和土壤酶测定法等。
这些方法使用简单、便于操作，适用于野外和现场等环境样品的测试。
离子选择电极法可以通过选择性电极测定土壤中特定重金属元素的浓度，快速得到结果。
土壤酶测定法则通过测量土壤中的酶活性变化来推断土壤中重金属的含量。
土壤重金属污染是对土壤生态系统和人类健康造成严重危害的环境问题，及时准确地检测土壤中的重金属含量对于污染治理和健康食品生产至关重要。
各种方法的选择应根据实际情况和目标进行，以达到准确、高效和经济的检测效果。
三种土壤重金属检测仪的原理方法土壤重金属污染目前是我国面临非常严峻的问题，所以市场上检测土壤重金属仪器层出不穷。
测量土壤重金属目前主要是有下面几种方法：1、原子吸收光谱法这种方法是相对比较传统的测量重金属的方法，先将土壤风干，再经过消解处理、定容，之后制备标准溶液，之后上机操作测量。
测量原理是利用待测元素的共振辐射，通过其原子蒸汽，测定其吸光度；它有单光束，双光束，双波道，多波道等结构形式。
其基本结构包括光源，原子化器，光学系统和检测系统。
这种原理测出来相对精度较高，只是测量的时间上相对过长，通常整个过程需要24小时出结果。
2、伏安极谱法这种方法也是先将土壤风干，再经过消解处理，然后将浸提液放入极谱仪中，直接测量。
其原理是通过将一个变化的电压信号施加到电极上，而后测量电极的响应电流来测量重金属的含量，这种方法与原子吸收光谱法相比，测量精度更高，运行成本低，可以做形态分析等。
目前市面上这个产品做的比较好的有瑞士万通的884型的，全自动型。
3、X射线荧光光谱法X射线荧光光谱分析法利用初级X射线光子或其他微观离子激发待测物质中的原子，使之产生荧光(次级X射线)而进行物质成分分析和化学态研究的方法。
这种方式测量土壤重金属无需将土壤进行前处理，测量速度快，精度也能达到ppm级。
非常适合拿到野外走哪儿测哪儿，测量结果还能保存，有些还可以进行GPS定位，记录什么地方土壤测量的结果是多少。
并且测量时不存在任何耗材，无需任何使用成本。
目前做的比较好的品牌有加拿大Torontech，EXDpert XRF型，设备小巧，配有专门分析土壤模块，所以相对测量精度高。
非常适合野外快速测量土壤重金属。
以上介绍的这些测量土壤重金属的方法都是目前市场上相对成熟的测量土壤重金属的方法，也是比较常规的方法。
可以根据自己的需要选择合适的土壤重金属检测仪。
土壤重金属测试仪检测土壤重金属污染治理方法概述自古以来,土壤一直就是我国广大农民的衣食之源和生存之本,即使是在现代经济生活中,土壤依然是最基本的生产要素和各种经济关系的载体。
但随着现代经济的高速发展,环境污染物的排放量与日剧增,环境污染和生态破坏越来越严重,给人类赖以生存的土壤带来了严重的污染。
由于重金属进入土壤后不易分解、转化或富集,以及土壤系统本身结构的复杂性,使得土壤重金属污染的治理变得十分困难。
据统计,我国约有3万多公顷土地受汞的污染,有1万多公顷土地受镉的污染,每年仅生产镉米就达5万吨以上,而每年因污染而损失的粮食约1200万吨,严重影响了我国的粮食生产和食物安全[1]。
因此,土壤的重金属污染与治理一直是国际上研究的热点与难点问题,也是我国农业可持续发展和环境质量改善中许多学科共同感兴趣的问题。
目前,国内外用来降解或消除土壤重金属污染的方法基本上可分为物理法、化学法和生物修复法等3大类。
采用物理法不仅成本昂贵,且需要特殊的仪器和经过培训的专业人员,更主要的是无法从根本上解决问题。
因此,本文将着重就治理土壤重金属污染的化学方法,特别是生物修复法的最新研究进展作一简要论述,以明确新世纪土壤重金属污染防治研究的重点和趋势,促进农业可持续发展。
1 化学法主要是指通过添加外来物质,以改变土壤的化学性质,如通过调节土壤酸碱度、氧化还原电位和阳离子交换量及其它化学性质(如土壤氧化铁、氧化锰和氧化硅等的活性),或者直接与重金属相结合,从而改变重金属的形态及其生物有效性等,最终抑制或降低作物对重金属的吸收。
常见的添加物主要有有机物料、化学改良剂、沉淀剂和粘合剂等。
111 施用有机物料施用有机物料来降解土壤中的重金属已得到普遍认同。
常见的用于治理土壤重金属污染的有机物料主要有稻草、紫云英、泥炭、家畜(主要是猪、牛)粪肥以及腐殖酸[2～4]等。
有机物料分解生成的有机酸,如胡敏酸、富里酸、氨基酸,或者糖类及含氮、硫杂环化合物等所具有的活性基团(如:COO—、—NH、=NH、=PO4、—S—、—O—等),很容易作为配位体与重金属元素Zn、Mn、Cu、Fe等络合或螯合,从而影响其有效性。
土壤重金属测试仪检测土壤重金属污染的来源及改良措施在科学技术迅速发展的当今时代，人们对生活质量的要求越来越高，全社会都在掀起一股绿色食品革命，人们对绿色事业的认识也逐渐加强。
绿色食品必须保证食品的原料产地、加工工艺及生产成品绿色化、无害化，不危及人类健康。
土壤作为农业的基础，是农产品吸取营养的躯体，它的污染将对农产品的品质产生极大的影响。
但是，随着工业化及交通运输业等的发展，土壤污染极为严重，特别是土壤中的重金属污染现象严重。
重金属污染物进入土壤后不能为土壤微生物所分解，易被作物吸收，在土壤中积累，甚至在土壤中可能转化为毒性更大的甲基化合物，还能通过食物链的作用进入人体，影响人体健康。
土壤中的重金属污染同时具有普遍性、隐蔽性、长期性等特点，容易被人忽视。
因此，对土壤重金属污染的研究已成为当今的热点话题。
一、土壤重金属污染的原因分析通常情况下，重金属指化学元素周期表金属栏内原子量超过４０以上之金属元素，如：铜、汞、镉、锌、铅、镍、铬、锰、铁等，另外砷虽不是重金属，但它的污染特性与重金属类似，通常人们也把它归为重金属污染。
重金属极易因吸附沉淀作用而富集于土壤中，成为长期的次生污染源。
水中各种无机配位体（氯离子、硫酸离子、氢氧离子等）和有机配位体（腐蚀质等）会与其生成络合物或螯合物，而使其被带入土壤，形成污染物。
如：镉在土壤中以离子或络合态存在，它可以破坏红血球以致骨骼疼痛；汞进入土壤可以在细菌的作用下转化成有机汞，毒性加大，危害人的神经系统；砷的化合物中亚砷酸能与蛋白质发生反应，引起皮肤癌及肺癌等。
二、土壤中重金属的来源类型２．１工业三废对土壤中重金属的影响随着经济的发展，人们对工业的开发利用越来越重视，在一些经济欠发达的地区，人们的环保意识较弱，加上我国目前的科技发展水平低和经济实力差，工业发展带来的废水、废气、废渣未经处理直接投放环境。
其中的重金属也经过自然的沉降、雨水的淋溶等途径进入土壤，进而进入正常循环的生态系统。
关于土壤重金属污染及检测方法探讨土壤重金属污染是指土壤中重金属元素超过一定浓度，对土壤和环境产生一定程度的危害。
重金属污染是当前土壤环境问题中的热点和难点之一，对农作物生长、食品安全和人体健康都会造成一定的影响。
对土壤中重金属污染的监测和检测方法进行探讨和研究显得尤为重要。
土壤中的重金属主要来源于工业废水、废气的排放、化肥、农药、兽药等的使用以及城市污水等。
这些重金属元素一旦超过一定浓度，就会对土壤生态环境和人体健康产生不良影响，甚至可能引发环境污染事件。
针对土壤中重金属污染的监测和检测方法的研究显得尤为紧迫。
目前，对土壤中重金属污染的监测和检测主要采用的方法包括化学分析、物理分析和生物分析三种。
化学分析是指通过化学试剂对土壤中的重金属进行提取和分析，包括酸溶解法、过氧化钠法、酶促法等，这些方法具有灵敏度高、精确度高的优点，但需要专业的设备和操作技术，成本较高。
物理分析则是利用物理参数对土壤中重金属进行检测，包括X射线荧光光谱法、原子吸收光谱法等，这些方法操作简便，但检测效果受土壤成分影响较大。
生物分析方法则是利用微生物或植物对土壤中重金属进行生化反应或吸附，包括细菌感应法、植物生物检测法等，这些方法的特点是检测过程简单、快速，并且对土壤环境造成较小损害，但检测精度相对较低。
除了以上常见的检测方法外，近年来还出现了一些新的土壤重金属污染检测技术，如纳米技术、光谱技术、光电化学技术等。
这些新技术在土壤重金属污染的检测方面具有很好的应用前景，可以有效提高检测的灵敏度和准确度。
针对土壤重金属污染的检测方法，我们还应该关注一些相关政策和标准。
当前，国家对土壤环境质量的监测与评价采用的标准是《土壤环境质量标准》（GB 15618-1995）和《土壤环境质量评价标准》（GB 15608-1995），它们对土壤中重金属元素的允许含量和监测方法都有详细规定。
未来，我们应该进一步完善相关标准和方法，以适应土壤重金属污染检测工作的需求。
土壤重金属检测仪的检测原理及操作规程食品、土壤、水质逐渐被工业废气、废水、废渣所污染，甚至有些人直接用工业废水浇灌庄稼，造成土壤耕作层内的重金属大量富积、积累，特别是城市郊区现象更为严重；加上大量使用无机化学农药等致使蔬菜和鱼类体内的重金属含量严重超标的情况，不断在人体内积累，导致消费者重金属慢性中毒现象发生，国内已发生多起重金属集体中毒事件，已引起政府的高度重视和社会各界的广泛关注。
一、影响土壤正常值的重金属都有哪些？影响土壤正常值的重金属主要包括砷、铅、镉、铬、汞、镍、铁、铝、锌、锰、铜等。
二、土壤中各种重金属的危害：1、汞：食入后直接沉入肝脏，对大脑视力神经破坏极大。
天然水每升水中含0.01毫克，就会强烈中毒。
含有微量的汞饮用水，长期食用会引起蓄积性中毒。
2、铬：会造成人体四肢麻木，精神异常。
3、砷：会使皮肤色素沉着，导致异常角质化。
4、镉：导致高血压，引起心脑血管疾病；破坏骨钙，引起肾功能失调。
5、铅：是重金属污染中毒性较大的一种，一但进入人体很难排除。
直接伤害人的脑细胞，特别是胎儿的神经。
6、锰：超量时会使人甲状腺机能亢进。
7、锡：与铅是古代巨毒药‘鸩’中的重要成分，入腹后凝固成块，使人至死。
8、锌：过量时会得锌热病。
9、铁：是在人体内对氧化有催化作用，但铁过量时会损伤细胞的基本成分，如脂眆酸、蛋白质、核酸等；导致其他微量元素失衡，特别是钙、镁的需求量。
三、土壤重金属检测仪器：合理的利用仪器可以有效的对土壤中的重金属进行检测。
如HM-ZSA土壤重金属检测仪、恒美土壤重金属速测仪等。
四、土壤重金属检测仪检测原理：样品经消化后，所有形态的重金属(包括砷、铅、镉、铬、汞、镍、铁、铝、锌、锰、铜等)都转化为离子型态，加入相关检测试剂后显色，在一定浓度范围内溶液颜色的深浅与重金属的含量呈呈正相关，并服从朗伯—比尔定律。
即：E = K×C×L，式中E：消光度，K：消光系数，C：溶液浓度，L：溶液厚度。
土壤中重金属检测方法土壤中重金属是指地壳中含有一定量的稀有金属元素，具有较高的密度和相对较高的毒性。
由于人类活动的不当和工业排放等原因，土壤中重金属污染已成为全球环境问题之一。
为了保护土壤质量和人类健康，需要进行重金属的检测。
下面将介绍几种常见的土壤中重金属检测方法。
1. 原子吸收光谱法（AAS）原子吸收光谱法是一种常用的重金属检测方法。
该方法通过测量样品中重金属元素的吸光度，来分析重金属元素的含量。
首先，将土壤样品化学分解，提取重金属元素，然后将提取液用比色皿放入原子吸收光谱仪中进行测量。
该方法对于多种重金属元素的检测都具有较高的灵敏度和准确性。
2. X射线荧光光谱法（XRF）X射线荧光光谱法是一种无损检测方法，不需要样品的前处理，可以直接对土壤样品进行分析。
该方法通过射线照射样品，激发样品中的原子，使其发射特定的荧光光谱。
通过测量荧光光谱的强度和能量，可以确定样品中的重金属元素含量。
X射线荧光光谱法具有快速、准确和非破坏性等优点。
3. 电感耦合等离子体质谱法（ICP-MS）电感耦合等离子体质谱法是一种高灵敏度、高分辨率的分析方法。
它通过将土壤样品中的重金属元素离子化，然后通过质谱仪进行离子计数，从而确定重金属元素的含量。
ICP-MS可以同时测定多种元素，具有较高的灵敏度和准确性。
该方法适用于多元素分析，对于研究土壤中不同重金属元素的迁移和积累具有重要意义。
4. 石墨炉原子吸收光谱法（GFAAS）石墨炉原子吸收光谱法是一种分析重金属元素含量的常见方法。
该方法通过将土壤样品化学分解后进样到石墨炉中，然后加热石墨炉，使样品中的重金属元素蒸发和原子化，进而进行光谱测量。
石墨炉原子吸收光谱法具有较高的灵敏度和准确性，特别适用于低浓度、微量重金属元素的测定。
以上是几种常见的土壤中重金属检测方法，它们在实际应用中可以互相结合，以提高分析结果的准确性和可靠性。
在进行土壤重金属检测时，应根据具体情况选择适当的方法，并在实验过程中注意标准操作规程和安全措施，以保障检测结果的准确性和人员安全。
土壤重金属元素前处理和检测方法概述2咸阳市食品药品检验检测中心陕西省咸阳市 712000摘要：土壤作为人类赖以生存和发展的根基，其重金属的研究与治理仍是未来关注的重点，样品前处理及其检测方法作为影响实验结果的关键一环，各种土壤重金属前处理和检测方法都有优点和局限性，选择的关键在于准确把握不同土壤重金属前处理和检测方法的优缺点，针对目标样品的特性，选择最适合的方法，在实验过程中做好注意事项。
只有消解方法选择适当、操作正确、检测方法适宜，才能准确地测定土壤重金属的含量，为更好地治理土壤污染、打赢环保攻坚战奠定基础。
关键词：土壤重金属元素；前处理；检测方法引言土壤是种植业发展的物质基础，良好的耕地质量是粮食安全的保障。
伴随经济的快速发展，各种废弃物排放量增加，农药和化肥的滥用日益严重，很多地区出现了生态环境事件。
土壤重金属会对人体和农作物产生严重的危害。
一方面，通过对农作物根系及生产发育过程产生影响，造成农作物死亡，粮食减产；另一方面，被重金属污染的农作物通过进食消化等方式在人体中逐渐积累，对人体器官造成伤害。
前处理技术对土壤重金属含量的测定影响很大，不同的检测方法对重金属元素的分析结果也存在差异。
因此，如何对土壤重金属元素进行处理，使用何种仪器和检测方法，以增加结果的针对性和准确性，对土壤的治理十分重要。
1土壤中重金属的污染土壤是自然环境中的重要组成部分，近年来，随着经济社会的迅速发展，进入土壤中的污染物无论是含量还是种类都在持续不断的增加，造成了土壤污染。
在自然界中,重金属的浓度是天然的,它们的相对含量较低,所以对人类的生活并没有太大的影响。
然而,近几年随着人们对重金属的过度开采、熔炼、处理,导致Pb、Hg等重金属进入土壤、水和空气中,这些都与人们的生存环境密切相关,给人们的日常生活带来了极大的威胁。
重金属污染通常会存在于和附着于某些介质,这些介质有土壤、水和大气。
一旦污染物附着于空气中,在生态系统中不断循环、储存、迁移,从而给环境带来严重的破坏。
土壤重金属快速检测仪检测土壤重金属污染来源及修复对策随着我国现代工业和农业的发展，土壤受到重金属的污染越来越多。
重金属可以通过食物链不断富集，残留在一些初级农产品中，对人类健康产生严重危害，所以减少土壤重金属污染及污染后的修复是迫在眉睫的问题。
本文从重金属污染的现状及修复方面进行了探讨。
比重大于4或5的金属为重金属，如铁、锰、铜、锌、钴、镍、钛、钼、汞、铅、镉、砷等。
铁、锰、铜、锌等重金属是生命活动所需要的微量元素，汞、铅、镉、砷等并非生命活动所必需，而且所有重金属含量超过一定浓度时对人体有毒有害。
重金属污染，指由重金属或其化合物造成的环境污染。
土壤重金属来源广泛，包括采矿、冶金、化工、金属加工、废电池处理、电子制革和塑料等工业排放的三废及汽车尾气排放，农药和化肥的施用等。
如，镉大米，重金属镉毒性很大，可在人体内积蓄，主要积蓄在肾脏，引起泌尿系统的功能变化。
农灌水中含镉0.007mg/L时，即可造成污染。
一、土壤污染现状土壤是农业最基本的生产资料，是农业发展的基础，是不可再生的自然资源。
而污染企业的快速发展，农业中肥料的大量投入，经济效益提高的同时，环境的污染也日趋严重，使得重金属在大气、水体、土壤、生物体中广泛分布，而土壤往往是重金属的储存库和最后的归宿。
当环境变化时，底泥中的重金属形态将发生转化并释放造成污染。
重金属不能被生物降解，但具有生物累积性，重金属可以通过食物链不断富集，残留在一些初级农产品中，传递进入人体内，对人类健康产生严重危害。
中国目前有耕地1.35亿多hm2，但优质耕地数量不断减少，近期发布的第二次全国土地调查结果显示，中重度污染耕地超过300万hm2，而每年因土壤污染致粮食减产100亿kg。
中国中央农村工作领导小组副组长陈锡文介绍说，今后受重金属污染的耕地将退出食用农产品生产，启动重金属污染耕地修复试点。
二、控制与消除土壤污染源在“十二五”规划中，把重金属污染的防治列为重要工作，要求到2015年，重点区域铅、汞、铬、镉和类金属砷等重金属污染物的排放，比2007年削减15%，非重点区域的重点重金属污染排放量不超过2007年的水平。
手持式土壤重金属检测仪的工作原理及应用情况
手持式土壤重金属检测仪是一种新型的化学分析仪器，它可以实时对土壤中的重金属元素进行快速、准确的检测。
这种仪器的出现为我们开展农业生产提供了新的手段。
下面为大家介绍下手持式土壤重金属检测仪的工作原理及应用情况。
工作原理
手持式土壤重金属检测仪工作原理基于电化学分析原理。
其利用新的纳米技术和荧光分析技术，结合化学计量学的相关理论，可以有效地吸附和测量土壤中的各种重金属。
其核心部分是传感器，该传感器把化学反应转换成电信号，再接入仪器的运算系统，实现对土壤中的重金属元素的快速、准确检测和分析。
应用情况
手持式土壤重金属检测仪的应用范围非常广泛。
其可用于检测农田、果园、蔬菜大棚等种植环境中的重金属元素含量。
此外，该仪器还能用于矿山、工厂、污染地区等环境的重金属污染检测，可对土壤、水和气体进行污染源定位和区域划分。
具有特殊功能的手持式土壤重金属分析仪还可以对大气中的有害气体进行检测和分析。
手持式土壤重金属检测仪是一种便携、准确的化学分析仪器。
该仪器已经被广泛应用于农田、果园、蔬菜大棚等环境的重金属元素检测，对解决农产品安全问题具有重要意义。
未来的发展前景也十分广阔。
相信随着技术的进步和需求的不断增加，手持式土壤重金属检测仪的使用将会更加普及和广泛。
土壤重金属测试仪检测土壤重金属污染治理方法概述自古以来,土壤一直就是我国广大农民的衣食之源和生存之本,即使是在现代经济生活中,土壤依然是最基本的生产要素和各种经济关系的载体。
但随着现代经济的高速发展,环境污染物的排放量与日剧增,环境污染和生态破坏越来越严重,给人类赖以生存的土壤带来了严重的污染。
由于重金属进入土壤后不易分解、转化或富集,以及土壤系统本身结构的复杂性,使得土壤重金属污染的治理变得十分困难。
据统计,我国约有3万多公顷土地受汞的污染,有1万多公顷土地受镉的污染,每年仅生产镉米就达5万吨以上,而每年因污染而损失的粮食约1200万吨,严重影响了我国的粮食生产和食物安全[1]。
因此,土壤的重金属污染与治理一直是国际上研究的热点与难点问题,也是我国农业可持续发展和环境质量改善中许多学科共同感兴趣的问题。
目前,国内外用来降解或消除土壤重金属污染的方法基本上可分为物理法、化学法和生物修复法等3大类。
采用物理法不仅成本昂贵,且需要特殊的仪器和经过培训的专业人员,更主要的是无法从根本上解决问题。
因此,本文将着重就治理土壤重金属污染的化学方法,特别是生物修复法的最新研究进展作一简要论述,以明确新世纪土壤重金属污染防治研究的重点和趋势,促进农业可持续发展。
1 化学法主要是指通过添加外来物质,以改变土壤的化学性质,如通过调节土壤酸碱度、氧化还原电位和阳离子交换量及其它化学性质(如土壤氧化铁、氧化锰和氧化硅等的活性),或者直接与重金属相结合,从而改变重金属的形态及其生物有效性等,最终抑制或降低作物对重金属的吸收。
常见的添加物主要有有机物料、化学改良剂、沉淀剂和粘合剂等。
111 施用有机物料施用有机物料来降解土壤中的重金属已得到普遍认同。
常见的用于治理土壤重金属污染的有机物料主要有稻草、紫云英、泥炭、家畜(主要是猪、牛)粪肥以及腐殖酸[2～4]等。
有机物料分解生成的有机酸,如胡敏酸、富里酸、氨基酸,或者糖类及含氮、硫杂环化合物等所具有的活性基团(如:COO—、—NH、=NH、=PO4、—S—、—O—等),很容易作为配位体与重金属元素Zn、Mn、Cu、Fe等络合或螯合,从而影响其有效性。
有机物料可对土壤产生多种多样积极的影响,如通过改变土壤的酸碱度而使重金属(如铜等)的活性相应下降,这在南方酸性土壤中的表现尤为突出。
但有机物料对土壤中重金属的影响极其复杂,随其类福建农业学报15(增刊):200～203,2000型、土壤的性质以及重金属种类的不同而异。
施用化学改良剂常用的有石灰性物质、钢渣、高炉渣、粉煤灰及膨润土等[1]。
施用石灰能显著抑制水稻对镉的吸收,但这种效果具有地带性,仅适用于氢离子和非活性Al、Fe、Mn浓度高的土壤,而且该效果在很大程度上取决于石灰的质量及其施用方法[6]。
臧惠林等利用碳酸钙、钢渣和高炉渣进行镉污染土壤改良试验,均取得了良好的结果。
霍文瑞等在潮土中的试验则以每667平方米施用250公斤钢渣钙镁磷肥的处理,其改土增产及抑制效果最佳。
陈怀满等的研究认为,这是由于高炉渣能提高土壤pH值并增加可溶性有效硅含量,且水稻施用高炉渣的控制效果在90%以上。
对于硅性植物,施用有效Si含量高的物料均可使其含镉量降低,因此活性Si可能是抑制镉吸收的一个重要因素[1]。
但降低镉等重金属污染土壤中作物对镉的吸收是一个与土壤化学性质和作物种类有关的复杂过程。
113 施用化学沉淀剂、吸附剂或粘合剂添加化学沉淀剂是依据其形成的化合物的溶度积的大小不同而进行的。
在已知的沉淀剂中,对Pb、Cd、Hg、Zn 等造成的污染,施用碳酸盐可达到较好的防治效果,但对Fe、Mn、Cr等造成的污染,施用熔磷的效果较佳,这是由于其中的Ca、Mg起着共沉淀剂的作用。
而砷则可通过施用ZnSO4或MgCl2使其形成难溶性的化合物;但若在施加MgCl2的同时施入适量Fe,除了会产生Mg(NH4)AsO4沉淀外,还可抑制土壤还原,且砷被Fe(OH)3吸附或与之发生共沉淀[7]。
在西欧,有人用pH为2的H4Fe(SO4)3・12H2O和pH为212的Fe2(SO4)3・CaSO4来改良粘重土壤的结构,其实这两种制剂同时也是土壤中重金属的良好置换剂。
另外,受重金属污染土壤中,若施入石灰硫磺合剂、硫化钠或硫磺等能促进还原的含硫物质,则可在生成硫化氢及其它硫化物的同时,与重金属发生沉淀,从而降低污染物的毒性。
美国环保局还将固化作用和稳定化作用确定为一有效治理技术,并且选择作为25%的超级基金治理项目的治理技术[8]。
而所谓技术,就是将污染土壤从现场挖出后置于一定的处理设施中,将污染土壤、沉积物与某种粘合剂混合,通过粘合剂使土壤、沉积物中的重金属发生固定,使其不再向周围环境迁移。
在众多的粘合剂中,水泥被认为是一种价廉、易得和有效的产品。
2 生物修复法生物修复法一般是利用生物对环境中的污染物进行降解,具有花费较少、对技术及设备要求不高等优点。
它主要包括微生物法和植物修复法两种。
211 微生物法微生物吸附与富集重金属在低等生物如藻类中的毒害临界值较高,有人认为蚯蚓和蕨类植物可以用来富集和指示重金属,也有人认为苔藓和地衣也可以考虑用于对重金属的监测和富集。
苔藓吸收重金属是一种离子交换和螯合作用的过程,但对地衣而言,则是一个被动扩散过程,重金属主要沉积在真菌共生体细胞壁外表面上,或者进入真菌细胞壁之内,且是一种非常有效的重金属蓄积器。
因此,正在致力于改进植物根部摄取金属的速度的微生物学家们正想方设法从植物根部去掉真菌根中的真菌,因为真菌能够阻止植物摄入更多的金属。
21112 微生物氧化还原目前,该法以铬和砷等多价重金属的研究较多。
一些微生物Geospirillumrsenophilus和Chrysigenesarsenatis等,在厌气条件下以As5+作为电子受体,可把其还原成As3+,从而促进砷的淋溶,因为As3+的溶解度大于As5+;在好气或厌气条件下,异养微生物可催化Cr6+还原成Cr3+,从而降低其毒性。
3植物修复法植物挥发是指利用一些植物来促进重金属转变为可挥发的形态,挥发出土壤和植物表面的过程。
一些金属,如硒、砷和汞等生物甲基化后可以形成可挥发性的分子。
Rugh等已成功地把细菌的Hg2+还原酶基因导入拟南芥植株,最终的转基因植株能忍耐并挥发汞;另一些植物则可将环境中的硒转化为可挥发的气态形式,从而降低硒对土壤生态系统的毒性[10]。
另有研究表明,根际细菌不仅能够增强植物对硒的吸收,而且还能提高硒的挥发率。
这主要是由于根际细菌能刺激产生一种热稳定化合物,并使其通过质膜进入植物根系内;而这种热稳定化合物进入植物根际后,硒盐就会在植物体内大量积累,并转化为可挥发的气态形式。
植物稳定或钝化即利用植物吸收和沉淀来固定土壤中的大量有毒金属,以降低其生物有效性和防止其进入地下水和食物链。
具体地说,主要是保护污染土壤不受侵蚀,减少土壤渗漏,防止金属污染物的淋移;或者是通过在根部累积和沉淀,或通过根表吸收金属来改变污染物的化学形态。
此外,植物还可以通过改变根际环境(pH、Eh值等)来改变污染物的化学形态。
这种植物稳定与钝化技术相结合将会显示出更大的应用潜力。
植物提取又称植物吸取或吸收,是利用一些植物对重金属的吸收和在地上部的积累,并通过收获地上部来达到减少土壤重金属含量的目的。
包括超量积累植物和一些本不具有超量积累特性但通过一些过程和诱导物可以诱导出超量积累能力的可诱导的超量积累植物[12]。
超量积累植物之所以能被用于提取土壤中的重金属,是由于其对重金属具有很强的耐性,且其对重金属的超量吸收是由多基因(包括吸收和忍耐两个方面)控制的过程[13]。
当重金属进入植物体细胞后,即可通过区域化(如Al和Cd累积在细胞的液泡或细胞壁中),或者形成沉淀(如磷酸镉),或者通过螯合或络合作用而降低重金属的毒性。
一些真菌、动物或植物在受Cd、Zn、Cu等重金属胁迫后能诱导金属硫蛋白MT)等的合成,而MT可以与重金属结合成无毒或低毒的络合物,从而降低了重金属的毒性。
且已有人成功地将克隆了的人体金属硫蛋白基因转移到非金属抗性的烟草细胞中,首次证明了在植物系统中金属硫蛋白基因的遗传性表达[15]。
另有研究表明,植物体内一种被称作植络素的物质,可在高等植物中聚集重金属,从而降低重金属的毒性[16]。
目前,世界上已发现能够超量积累各种重金属的植物有400多种。
在不同的超量积累植物体中,已见报道的可积累的各种重金属最高含量(干重)分别为:镉,Thlaspicaerulescens,1800毫克 斤;钴,Haumaniastrumrobertii,10200毫克公斤;铜,Ipomeaalpina,12300毫克公斤;锰,Macadamianeurophylla,51800毫克 斤;镍,Psychtriadouarrei,47500毫克公斤;铅,T.rotundifolium,8200毫克公斤;锌,T.Caerulenscens,51600毫克 斤。
而美国杜邦生物技术实验室则选用豚草作为有效清除铅的植物。
试验还发现,高山植物水芹是摄取钙、锌、铅的最好的植物。
这种重金属超量积累植物可以把重金属贮存在叶片的表皮中,避免重金属对叶肉细胞的直接伤害,如芥菜(B.juncea)富集镉后,其叶片表皮毛中的Cd含量比叶片组织高43倍。
对于可诱导的超量积累植物,已发现的具有较高生物量的主要有印度芥菜、玉米和向日葵等。
一些人工合成的螯合剂,如EDTA、DTPA、CDTA、EGTA及柠檬酸等,在一定条件下可明显促进可诱导超量植物对镉和铅等的吸收。
平板电脑（带系统）4讨论与展望4.1随着可持续发展思想和现代生态农业的进一步发展和深入人心,净化、治理土壤重金属污染已引起许多科学工作者的极大兴趣,一些国家和机构纷纷投入巨大资金加大研究、推广力度。
而且如前所述,当前国际上土壤重金属污染治理研究主要集中于化学法和生物学修复法,尤其是植物修复法。
这主要是由于与物理的或化学的治理技术相比,植物修复法有其独特的优点:(1)成本低;(2)绿色净化,不破坏土壤生态环境,无需进行二次处理;(3)通过对植物的集中处理,造成二次污染的机会较少;(4)植物修复是一个自然过程,易为公众所接受。
因此,成为研究的热点和方向。
4.2与植物挥发或植物钝化相比,植物提取法具有更大的可行性,更不易造成二次污染。
用植物提取法来修复重金属污染土壤,成功与否取决于植物体内有毒重金属含量和植物生物量大小两个方面。
也就是说,理想的可用于植物修复的植物,其地上部必须有一个或一个以上的有毒重金属含量比在普通植物的含量高百倍甚至千倍以上,即使在污染物浓度较低时也有较高的积累速率,而且植株生长快,抗病虫能力强,干物质积累量大[18]。
