土壤污染与防治

重金属污染土壤植物修复研究

山东农业大学 资源与环境学院 08级环境工程一班 韩升 20086219

摘要：

土壤重金属污染是当今世界面临的主要环境问题之一。植物修复定义为利用绿色植物去除环境中的污染物或使其无害化的生物技术。与传统环境修复技术相比，植物修复技术具有治理成本的低廉性，环境美学的兼容性，治理过程的原位性。本文主要对超富集植物的概念和特征、土壤重金属污染植物修复的方法和原理以及土壤重金属植物修复技术的强化措施进行了综述。

关键词：植物修复；重金属；土壤污染；超积累植物

1 前言

20世纪50年代后，全球环境问题的出现，迫使人类反思已经走过的历程和自己的行为，尤其是1962年美国海洋生物学家Rachel Carson出版了划时代的科普名著《寂静的春天》，引起世人对环境问题的高度关注。随着日本1953—1956年水俣病（Hg污染）、1955—1972年骨痛病（Cd污染）以及1961年四日市哮喘病（SO2和重金属粉尘复合污染）等事件的发生，重金属污染问题研究被提上了议事日程。目前，重金属引起的土壤污染正日益成为环境、土壤科学家们的研究热点问题。

重金属是指原子密度大于5 g/cm3的一类金属元素，大约有40种，主要包括Cd、Cr、Hg、Pb、Cu、Zn、Ag、Sn等。重金属离子（如Cu2＋、Zn2＋、Mn2＋、Fe2＋等）是植物代谢必需的微量元素，可是一旦过量同样具有相当毒性。

土壤重金属污染是多途径的，既有自然因素也有人为因素。自然因素主要包括成土母质和大气沉降等；人为因素主要包括农药、化肥和塑料薄膜的使用，污水灌溉和污泥农用等。土壤一旦被重金属污染，不仅导致土壤退化、农作物产量和品质的降低，而且通过径流和淋洗作用污染地表水和地下水，恶化水文环境，并可能通过直接接触、食物链等途径危及人类的生命和健康。尤其严重的是有毒重金属在土壤系统中的污染过程常具有隐蔽性、长期性和不可逆性的特点。因此，污染土壤的修复问题已成为环境科学研究日益活跃的领域，同时也是世界性的难题[1]。

土壤污染与防治

一 、 什么是土壤污染

土壤是指陆地表面具有肥力、能够生长植物的疏松表层，其厚度一般在2 m左右。土壤不但为植物生长提供机械支撑能力，并能为植物生长发育提供所需要的水、肥、气、热等肥力要素。近年来，由于人口急剧增长，工业迅猛发展，固体废物不断向土壤表面堆放和倾倒，有害废水不断向土壤中渗透，大气中的有害气体及飘尘也不断随雨水降落在土壤中，导致了土壤污染。凡是妨碍土壤正常功能，降低作物产量和质量，还通过粮食、蔬菜、水果等间接影响人体健康的物质，都叫做土壤污染物。

土壤污染物的来源广、种类多，大致可分为无机污染物和有机污染物两大类。无机污染物主要包括酸、碱、重金属（铜、汞、铬、镉、镍、铅等）盐类、放射性元素铯、锶的化合物、含砷、硒、氟的化合物等。有机污染物主要包括有机农药、酚类、氰化物、石油、合成洗涤剂、3，4-苯并以及由城市污水、污泥及厩肥带来的有害微生物等。当土壤中含有害物质过多，超过土壤的自净能力，就会引起土壤的组成、结构和功能发生变化，微生物活动受到抑制，有害物质或其分解产物在土壤中逐渐积累，通过“土壤→植物→人体”，或通过“土壤→水→人体” 间接被人体吸收，达到危害人体健康的程度，就是土壤污染。

二、我国土壤污染的现状

土壤污染大致可以分为：重金属污染、农药和有机物污染、放射性污染、病原菌污染等多种类型。

据报道，目前我国受镉、砷、铬、铅等重金属污染的耕地面积近 2000 万公顷，约占总耕地面积的 1/5，其中工业“三废”污染耕地 1000 万公顷，污水灌溉的农田面积已达 330 多万公顷。例如：某省曾对 47 个县和郊区的 259 万公顷耕地（占全省耕地面积的五分之二）进行过调查。其结果表明，75% 的县已受到不同程度的重金属污染的潜在威胁，而且污染趋势仍在加重。

污水灌溉等废弃物对农田已造成大面积的土壤污染。如沈阳张士灌区用污水灌溉 20 多年后，污染耕地 2500 多公顷，造成了严重的镉污染，稻田含镉 5-7mg/kg。天津近郊因污水灌溉导致 2.3 万公顷农田受到污染。广州近郊因为污水灌溉而污染农田 2700 公顷，因施用含污染物的底泥造成 1333 公顷的土壤被污染，污染面积占郊区耕地面积的 46%。80

防止土壤污染措施

1. 强化土壤监测与评估

土壤监测是预防土壤污染的基础。通过建立全面的土壤监测网络，定期对土壤中的重金属、有机物等有害物质进行检测，及早发现、评估和管控潜在的土壤污染源。此外，还应结合环境质量标准，制定土壤污染风险评估指标，为土壤污染的风险评估提供科学依据。

2. 加强土壤修复技术研发

针对已受到污染的土壤区域，应加强土壤修复技术研发，探索适用于不同类型土壤的修复技术。如化学修复、物理修复、生物修复等方法，可以通过土壤调理剂和微生物等手段，还原、分解有害物质，恢复土壤的自然功能。同时，要推动土壤修复技术与经济发展相结合，形成可持续的修复模式。

3. 加强农业持续发展

农业是土壤污染的主要来源之一，因此应加强农业可持续发展，降低对土壤的污染风险。首先，要加强农业非点源污染的治理，例如合理使用化肥和农药，控制农村垃圾的不当排放。其次，推广有机农业和绿色种植技术，减少化学物质的使用量。最后，加强农田污水的处理和利用，减少农田污水对土壤的污染。

4. 控制工业与城市建设过程中的土壤污染

工业与城市建设过程中的土壤污染是重要的环境问题。加强工业排污治理，确保工业园区内污染物的减排和处理。对城市建设中的土地开发和施工过程进行严格监管，确保施工垃圾、废弃土壤等的安全处理，避免对周边土壤造成污染。

5. 完善土壤保护法律法规 构建完善的土壤保护法律法规体系，是保障土壤安全的重要保障。要加强对土壤污染领域的立法工作，制定具体、可操作的法律法规，明确土壤污染的防控责任。同时，要加强监管力度，加大对违法行为的打击力度，加强对土壤污染案件的查处力度，形成威慑效应。

6. 提升公众环境保护意识

公众的环境保护意识是实施土壤污染防控措施的基础。要通过教育宣传和媒体渠道，加强对土壤污染的宣传教育，提高公众对土壤环境的关注度和重视程度。发起和组织环保活动，培养公众的环保意识和责任感，形成全社会共同参与土壤污染防治的良好氛围。

土壤污染及治理措施

1.工业废弃物排放：工业生产过程中产生的废弃物和排放物质会被排放到土壤中，这些物质中包含重金属、有机化合物、无机盐等，对土壤造成严重污染。

针对土壤污染

1.土壤修复技术：土壤修复技术是目前最常用的治理土壤污染的方法之一、这包括物理修复、化学修复和生物修复等。物理修复是通过土壤剥离、曝气等方法处理受污染的土壤以去除有害物质。化学修复是利用化学添加剂改变土壤中有毒物质的性质，使其变得无害或固定。生物修复则是利用微生物、植物等生物体来降解、吸收或固定污染物。

2.污染土壤隔离：在处理无法完全清除污染物的情况下，一种常见的方式是将受污染的土壤隔离起来，以防止其对周围环境造成进一步的污染。这可以通过建立防护层或用人工材料封闭受污染土壤来实现。

3.基于土壤污染风险评估的防治：土壤污染风险评估是识别和评估土壤污染的潜在风险，从而制定相应的防治措施。这种做法能够让我们了解土壤污染对环境和人体健康的潜在风险，有助于制定目标和计划来降低土壤污染的风险。

4.环境法规的制定和执行：制定和执行环境法规是解决土壤污染问题的关键。政府应该加强对污染源的管控，建立相关的法律法规和标准，并加强对违规行为的打击力度，以确保企业和个人都严格遵守环境保护的法律法规。

总之，土壤污染治理是一项复杂而艰巨的任务。通过采取物理、化学、生物修复等技术手段以及制定和执行环境法规，我们可以降低土壤污染的风险，保护环境和人类健康。同时，加强环境教育和公众宣传，提高人们的环保意识，也是解决土壤污染问题的重要举措。