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土壤重金属污染的来源范文1
关键词：重金属；污染；土壤；
Abstract: At present, the soil heavy metal pollution research in our countries is a rather hot topic. In a broad range of data collection, based on the prevention and control of soil heavy metal pollution, the paper put forward some Suggestions and ideas.
Key Words: heavy metal; pollution; soil;
中图分类号：[TE991.3]文献标识码：A 文章编号：
一项由原国家环保总局进行的土壤调查结果显示，广东省珠江三角洲近40％的农田菜地土壤遭重金属污染，其中10％属严重超标。由于土壤重金属污染具有隐蔽性、不可逆性和持久性，对生态环境和人类健康影响深远，所以土壤重金属污染问题越来越受到人们的关注和重视。
一、土壤质量的涵义与土壤重金属污染
根据联合国粮食及农业组织（FAO）相关专家对土壤质量的定义，结合国内外尤其是美国、澳大利亚、欧盟等一些国家学者对土壤质量的普遍看法，所谓土壤的质量，与土壤中的重金属含量是决不可能画上等号的。我们不能认为土壤中重金属的含量低就认定土壤的质量高，反之亦然。根据对土壤质量的比较权威的定义，土壤的质量并不就是指土壤的质地，也不是指土壤为植物提供P、N、K等一些营养成分的能力，而是指能够支撑农产品的生产能力、保护生态环境、保护动物以及人类的健康与保护食品的安全等综合能力。FAO对土壤质量的定义主要是从测定土壤的生物、物理和化学性质的大概100多种指标而来。其中生物参数的指标是比较重要的。也就是说，代表土壤的生命活力主要是土壤中生物以及生物的多样性，其中土壤中的生物多样性就是土壤质量的核心组成，也就是土壤质量的内涵。
土壤具有同化和代谢外界环境进入土体的物质的能力，也就是常说的自净能力。当土壤中重金属的含量超过土壤的自净能力或者明显高于土壤环境基准或土壤环境标准，并引起土壤环境质量的恶化，这就是土壤重金属污染。
二、土壤中重金属污染的危害
（1）在自然生态系统中，大气环境、水环境和土壤环境的物质循环联系紧密，土壤的污染物会随着土层的迁移与地表径流，从而污染地下水、地表水，也会污染其他新的土壤，甚至会通过挥发产生大气污染。
（2）土壤中的重金属污染让紧张的耕地越来越短缺。由重金属污染造成土壤质量下降而导致耕地面积的减少，更加剧了对我国耕地红线的冲击。目前这种情况并没有出现减缓的趋势。
（3）重金属污染物通过影响土壤中某些微生物的数量与活性，从而影响土壤的活性。另外，重金属污染物大多对生物具有一定的毒害作用，因此土壤重金属的含量对农作物的产量有很大的影响，甚至会导致农作物的减产，所以土壤的重金属污染影响到农业生产的可持续发展。
（4）大多数重金属污染物难以降解，在生态系统中，生物富集现象显著，将直接或间接危害到处于食物链顶端的人类的身体健康。
（5）土壤的重金属污染物在迁移和转化的过程中，除了浓度的累积，毒性也可能会增加，例如汞的生物甲基化，这更加剧了土壤污染带来的危害。
三、土壤重金属污染的来源
（1）污灌。在缺水地区，污水灌溉解决了农用供水不足的问题，起着保证农作物产量的作用，同时也带来了土壤污染及地下水污染等问题。
（2）化肥、农药以及塑料薄膜的大量使用。不合理的农药和化肥的使用会使土壤被重金属所污染，某些化肥含有过量的重金属Zn、Cd、Pb等。农用塑料薄膜释出的Cd、Pb也会造成土壤重金属污染
（3）大气的沉降。工厂排放的烟气、粉尘等气体污染物经大气环流扩散，以干、湿的沉降方式进入到水体与土壤中。
（4）含重金属固体废弃物。工业废弃物、矿产的开采与冶炼产生的废渣、涉重金属企业污水处理系统产生的污泥等含重金属危险废物是土壤重金属污染的主要来源。
（5）交通运输的污染。交通运输中重金属的污染来源于汽车排放的尾气及轮胎磨损产生粉尘。
四、政府对防治土壤中重金属污染采取的措施
（1）提高涉重金属建设项目的准入门槛，有效控制新增污染源。对不符合产业布局、行业发展规划、环保规划的建设项目坚决不予上马。符合产业政策的涉重金属项目实行入园建设、统一规划布局、统一管理。
（2）摸清管理辖区地域，特别是农作物产地土壤质量状况，强化土壤重金属污染物的跟踪监测，划分种植功能区，对超标受污染的土壤进行修复。落实环保目标责任考核、行政问责制度，对超标区域实行挂牌督办、区域限批。
（3）推行清洁生产，加快涉重金属行业转型升级。通过实施清洁生产审核，从源头上削减重金属污染物的排放，提高资源利用效率，减少污染物末端治理的压力。
（4）加密对涉重金属企业污染物排放情况的监督性监测，对国控、省控重点企业至少每两月监测一次。强化企业自行监测，适时推行涉重金属污染源、重点流域在线监测监控。
（5）加强环境监管，严格环境执法。严厉打击涉重金属行业违法排污行为，对环保设施运行不正常、偷排、超标超总量排放等环保违法行为从严处罚，严格执行含重金属危险废物转移联单制度。
五、治理土壤中重金属污染的方法
（1）生物修复法。这种方法主要是通过一些特殊的微生物与植物把土壤中的重金属利用新陈代谢的作用去除或者转化其形态，降低重金属的毒性，使土壤得到一定程度的净化。
（2）热处理方法。热修复处理法的原理其实就是运用了污染物的热挥发性，利用高频电压所产生出来的电磁波，把土壤进行加热，使土壤中的污染物能够解吸出来，由此达到修复的目的。该方法对重金属汞的治理效果显著。
（3）排土、客土和水洗法。排土就是剥去表层受污染的土壤，客土就是在被污染的土壤上覆盖未受污染的土壤。水洗法是通过清水灌溉稀释或洗去重金属离子从而降低重金属污染物的含量。
（4）化学修复方法。这个方法是利用某些化合物与土壤中的重金属反应所形成的络合物，很容易和酸根离子发生反应产生沉淀的特点，通过投加一些改良剂到土壤里来降低土壤中重金属的迁移性，减少其含量，从而达到修复以及治理土壤的目的。
六、结束语
土壤中重金属污染问题隐蔽、危害大，难以治理。国土资源部曾公开表示，中国每年有1200万吨粮食遭到重金属污染，直接经济损失超过200亿元。经济发达地区普遍存在着土壤重金属污染问题。随着产业转移，一些东部地区的高能耗、高污染项目开始往中西部省份转移，中西部欠发达地区的土壤环境也面临着重金属污染的威胁。近年来频繁见报的重金属污染事故，时刻警醒着人们要重视土壤中的重金属污染的问题。
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土壤重金属污染的来源范文2
关键词：土壤污染；重金属；蔬菜基地
收稿日期：2011-05-20
基金项目：国家自然科学基金项目（编号：40963001）资助
作者简介：金联平（1985―），男,安徽颍上人,硕士研究生,主要从事热带海岛地表过程与环境评价的学习与研究。
中图分类号：X852
文献标识码：A
文章编号：1674-9944（2011）06-0001-02
1 引言
重金属是指密度4.0以上的约60种元素或密度在5.0以上的45 种元素。As 和Se是非金属,但是它们的毒性及某些性质与重金属相似,所以将砷和硒列入重金属污染物范围内［1］。重金属污染已成为全世界人们极为关注的焦点之一。随着全球经济化的迅速发展,重金属的污染物通过各种途径进入土壤,造成土壤严重污染。重金属在土壤中的高富集直接影响农作物的产量并使其品质下降［2］，并可通过食物链危害人类的健康; 也可导致大气和水环境质量的进一步恶化; 即使重金属富集程度不高,亦可能阻碍土壤中微生物群体的多样性和活力,从而严重影响作为营养循环和持续农业基础的土壤的生物量和肥力［3］。蔬菜基地的健康发展关系着人们的饮食安全和我国蔬菜的正常出口,因此治理蔬菜基地土壤重金属污染具有重要的理论意义和现实意义。
2 蔬菜基地土壤重金属污染物来源
土壤中重金属元素的来源主要有两种方式：自然因素来源,主要受成土母质和成土过程对土壤重金属含量的影响；受人为因素的影响,在各种人为因素中,则主要包括工业、农业和交通等来源引起的土壤重金属污染。
2.1 大气降尘污染
大气中的有害气体主要是由工厂排出的有毒废气,因其成分复杂,迁移扩散污染面大,长期对土壤造成严重污染。工业废气的污染大致分为两类，气体污染,如二氧化硫、氟化物、臭氧、氮氧化物、碳氢化合物等; 气溶胶污染,如工业粉尘、烟尘等固体粒子及烟雾、雾气等液体粒子,它们通过沉降或降水进入土壤,造成污染［4］。公路、铁路两侧农田土壤中的重金属污染主要是以Pb、Zn、Cd、Cr、Co、Cu 的污染为主,它们来自于含铅汽油的燃烧,汽车轮胎磨损产生的含Zn 粉尘等,汽油中添加的抗暴剂烷基铅会随着汽车尾气污染公路两侧100m范围内的土壤［5］。
2.2 农药、化肥等农用物资的不合理使用
农药能防治病、虫、草害,如果使用得当,可保证作物的增产,但它是一类危害性很大的土壤污染物,施用不当,会引起土壤污染。施用化肥是农业增产的重要措施,但不合理的使用,也会引起土壤污染［6］。长期大量使用氮肥,会破坏土壤结构,造成土壤板结,生物学性质恶化,影响农作物的产量和质量。
2.3 固体废物对土壤的污染
工业废物和城市垃圾是土壤的固体污染物。例如,各种农用塑料薄膜作为大棚、地膜覆盖物被广泛使用,如果管理、回收不善,大量残膜碎片散落田间,会造成蔬菜基地“白色污染”。还有一些固体废弃物被直接或通过加工作为肥料施入农田,造成土壤重金属污染,如磷钢渣作为磷源施入农田时,土壤中发现有Cr 的累积［7］。
2.4 污水灌溉和污泥施肥
污水中的重金属随着污水灌溉进入农田后以不同的方式被土壤截留固定从而引起污染。污泥中含有大量的有机质和N、P、K等营养元素,但同时也含有大量的重金属,随着大量的污泥进入农田,农田中的重金属的含量在不断增高,导致农作物中的重金属残留过多,如施用污泥和污水是造成蔬菜重金属残留的一个主要原因［8］。
3 蔬菜基地土壤重金属污染的特点
3.1 潜伏性和滞后性
重金属在土壤中不易随水淋溶,不能被微生物分解,具有明显的生物富集作用,重金属主要通过对作物的产量和品质的影响来表现其危害。因此,土壤污染具有较长潜伏期。由于土壤、污染物及地域的复杂性,土壤一旦受到污染,其治理不仅见效慢、费用高,而且受到多种因素的制约［9］。
3.2 单向性和难治理性
进入土壤中的重金属不能被微生物降解,易积累,所以一旦土壤被重金属污染,很难恢复。某些被重金属污染的土壤可能要100～200年时间才能够恢复,因此土壤的重金属污染一旦发生通常很难治理,而且其治理成本较高、治理周期较长。
3.3 间接性和综合性
土壤重金属对人的危害主要是通过食物链或者渗滤进入地下水体实现的。在生态环境中,往往是多种重金属污染同时发生,形成复合污染,且污染强度显示出放大性［10］。
4 蔬菜基地土壤重金属污染的危害
4.1 直接危害农产品的产量和质量,造成经济损失
土壤重金属污染物直接危害农作物的正常生长和发育,导致产量下降,品质降低［11］,造成经济损失。中国每年因重金属污染导致的粮食减产超过1 000万t,被重金属污染的粮食多达1 200万t,合计经济损失至少200亿元［12］。加入WTO之后,农产品的重金属超标问题对我国农业冲击更大。
4.2 威胁生态环境安全与人类的生存健康
土壤一旦被重金属污染后,其危害性远远大于大气和水体的污染。有研究表明,重金属污染能明显影响土壤微生物群落,降低土壤微生物量和活性细菌量,对土壤重金属综合污染指数的相关分析表明,在土壤综合污染较轻的情况下,土壤微生物多样性较高,随着重金属综合污染指数的增加,微生物多样性呈指数式迅速下降［13］。土壤重金属污染使污染物在植物、蔬菜、水果等食物中Cd、Pb、Cr 、As 等重金属含量超标或接近临界值,从而使重金属通过食物链富集到动物和人体,最终危害人类健康［14］。
5 蔬菜基地土壤重金属污染的治理
由于农田土壤重金属污染的特点,其治理应立足于“防重于治”的基本方针［15］,坚持“预防为主、防治结合、综合治理”。对未被污染的土壤采取预防措施,要控制或消除污染源；对已经污染的土壤则要采取积极治理措施,将污染控制在最低限度。目前,大多数治理方法尚处于探索阶段,治理方法各有利弊［16］。
5.1 控制污染源,减少污染的排放
控制污染源,即控制进入农田土壤中的污染物的数量和速度,使其在土体中缓慢地自然降解,而不致迅速而大量地进入农田,超过土壤的承受能力,引起土壤污染［17，18］。严格做好蔬菜基地的规划,做到土壤的合理安全有效利用,按规划的目标实施,防患于未然。合理使用化肥、农药,重视开发高效低毒低残留的化肥、农药。
5.2 修复被重金属污染的蔬菜基地土壤
修复措施主要包括客土、换土和深耕翻土等。通过客土、换土和深耕翻土与污土混合,可以降低土壤中重金属的含量,减少重金属对土壤植物系统产生的毒害,从而使农产品达到食品卫生标准［19］。对土壤重金属污染严重的地段,依靠切断污染源的方法则往往很难恢复,有时要靠深耕客土、淋洗土壤等方法才能解决问题。另外开展植物修复技术的研究及培养抗性微生物等。其他治理技术见效较慢、成本较高、治理周期较长。
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土壤重金属污染的来源范文3
关键词：铜陵市 重金属污染 研究进展
中图分类号：X5 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2013）07（c）-0137-03
随着我国工业化的不断加速，开发利用的重金属种类、数量和方式越来越多，涉及重金属的行业越来越多，再加上一些污染企业的违法开采、超标排污等问题突出，使重金属污染呈蔓延趋势，污染事件出现高发态势，表现出长期积累和近期集中爆发、历史遗留问题和新出现问题相交织的特点[1]。2011年2月，国务院批复了《重金属污染综合防治“十二五”规划》。体现了我国对重金属污染防治的高度重视。
铜陵市是一个有着三千多年开采历史的极具特色的有色多金属矿区，是我国重要的有色金属工业基地，有着悠久的采冶铜历史[2]。目前已形成以采、选、炼、加工为一体的“铜”产业链，对推动铜陵地区社会经济发展发挥了巨大作用.但也带来了一系列的重金属环境污染和生态破坏问题，对公众身体健康构成了潜在或现实的危害。铜陵县、铜官山区是国家60个重金属砷控制区之一，46家企业被列为环保部重点监控企业，重金属污染防治任务十分艰巨[3]。
1 铜陵重金属污染研究分布
目前有关铜陵重金属污染的研究，主要集中在矿区土壤、尾矿库、水及水体沉积物污染、大气沉降物及城区表土与灰尘和潜在生态风险的评估。
1.1 矿区土壤
土壤中的重金属，在自然情况下，主要来源于成土母岩和残落的生物物质。但是近代以来，工农业的快速发展，人类活动加剧了土壤重金属的污染，污染程度越来越重，范围越来越广。胡圆圆等[4]对铜陵铜官山铜矿区土壤重金属含量进行了研究。研究结果表明，铜官山铜矿区土壤Cu、Zn、As、Hg平均含量高于铜陵市土壤背景值，土壤已受Cu、Zn、As重污染，受Hg轻污染。
杨西飞[5]运用Matlab软件模糊推理系统（FIS）对铜陵矿区农田表层土壤重金属污染进行了评价，发现该矿区农田表层土壤普遍受到了重金属不同程度的污染，其中Cd污染最严重，其次是Cu，其它各元素依次为Pb>As>Zn>Hg。土壤中Hg、Cd、Cu和Pb元素在表层明显富集，各元素总量在不同深度均明显高于土壤自然背景值，Hg、Cd、Cu、Pb和Zn在垂向上呈递减趋势，且在横向上主要以洋河、顺安河和新桥河为中心向四周递减。不同形态重金属在总量中的百分含量随深度变化明显不同。
王嘉[6]对铜陵的两个矿区（狮子山区朝山金矿主井和铜陵县顺安镇新桥矿业公司主井）土壤重金属污染问题进行了较详细的研究，运用内梅罗指数法和地质累积指数法对研究区进行了现状评价，研究表明，As和Cd为严重超标污染物；As的致癌风险和非致癌风险都大，Cr的致癌风险最大；Cd、Hg、As对生态危害的潜在风险很大；所研究的两矿区均存在很高的致癌风险和生态风险，朝山金矿区相对更高些。
白晓宇等[7]运用地统计学分析手段对铜陵矿区土壤中若干重金属元素进行空间变异分析及空间插值和污染分析，结果表明，As、Cd、Pb、Zn元素的变异函数表现为各向异性，其方向性可能主要受矿床分布控制；Hg元素因受小尺度因子影响较大而呈现块金效应较大。As元素污染的主要是由于铜矿、铅锌矿、褐铁矿矿床及其开发；Cd元素的污染与铅锌矿床及其开发，以及农业污灌有关；Pb、Zn元素的污染与铅锌矿床及其开发密切相关。
1.2 尾矿库
铜陵市是安徽省境内重要的铜生产基地。在铜矿生产的同时，产出了大量尾矿堆存于附近的尾砂库中。尾矿库多建于山间谷地、河流上游地区，其下游是经济、农业发达地区。近几年来，随着经济发展和城市的扩容，部分郊区的尾矿库已经进入市区，尾矿库的环境效应及其安全性令人关注。徐晓春等[8]对安徽铜陵林冲尾矿库复垦土壤采样检测的结果表明复垦土壤中Cu的污染极其严重，As、Zn、Pb的污染较轻。徐晓春[9]还对铜陵凤凰山矿林冲尾矿库中重金属元素的空间分布特征及相关土壤、水系沉积物和植物中重金属元素含量变化进行了研究，发现长期堆存的尾矿会发生元素的次生淋滤与富集。
惠勇[10]等对铜陵市凤凰山尾矿库三个不同凤丹种植地进行了研究，结果表明，尾矿土壤中的Cu、Zn、Cd含量均较高，其中Cu、Cd的含量分别是国家土壤环境质量二级标准的1.04～1.30倍和6.58～9.34倍。矿区近年来种植的作物对重金属的吸收富集作用不明显。
王少华[11]等采集了铜陵市杨山冲尾矿库、尾矿库周边及较远距离土壤、水、植物样品，测定了其中的重金属含量，发现所采集的土壤、水和植物中都存在不同程度的As，Hg，Cu，Zn和Pb等元素的富集现象，且不同元素之间的富集程度也有所差异；重金属元素含量随着远离尾矿库，有逐渐递减的趋势。周元祥[12]等对杨山冲尾矿库尾砂重金属元素的迁移规律进行了研究，发现在自然风化条件下，Cu、As、Hg、Cd和Pb的淋滤迁移速度相对较快，Zn略慢；Zn、Pb、Hg和Cd在50～60 cm深处会发生二次富集；风化后尾砂中Cu、Pb、As和Hg以残渣态为主要赋存形式，其次为铁锰氧化态，其中Zn和Cd以铁锰氧化态含量在表层最高。
1.3 水及水体沉积物
水体及沉积物因其独特的环境特点，往往会成为重金属元素的“源”和“汇”，学者们也因此对其进行了众多研究。张敏[13]等通过测定长江铜陵段枯、丰水期江水中Cu、Pb、Zn和Cd不同形态的含量，分析了四种金属在江水中的存在形态分布，不同水期含量变化，水中悬浮物对金属吸附能力大小，以及近20年来含量的变化情况。发现长江铜陵段江水中各重金属总量丰水期时大于枯水期，重金属各形态含量之间均有差异。与近20年江水中的重金属背景值比较，长江铜陵段重金属含量有普遍升高的趋势。
徐晓春[14]等对相思河的重金属污染情况进行了调查和研究，采用潜在危害指数法对沉积物中重金属进行了评价。研究表明，相思河中下游受到的重金属污染明显比上游严重，Cu和Cd的富集系数和生态危害高。
李如忠[15]等对惠溪河滨岸带土壤重金属形态分布及风险评估进行了研究，研究表明，惠溪河滨岸带土壤中Cd和As达到极高风险等级，Cu为中等风险等级；根据综合污染及潜在生态风险贡献率水平，初步判定As和Cd为惠溪河滨岸土壤重金属污染治理和修复的优先控制对象。
王岚[16]等对长江水系表层沉积物重金属污染特征及生态风险性评价的研究中表明，安徽顺安河位点为极强生态危害范畴。
叶宏萌[17]对铜陵矿区的新桥至顺安河沉积物中五种重金属的全量和形态进行了研究，并结合环境条件分析了它们的横向和纵向迁移变化特征，研究表明该区域沉积物重金属中Cu、Zn、Pb、Cd的均值皆远超长江下游沉积物背景值，其中以Cu和Cd最显著。对重金属横向迁移分析发现，矿山重金属会随着沉积物的距离增加而显著降低，新桥河沉积物的迁移变化显著高于顺安河沉积物。在迁移过程中，Cu、Zn、Cr残渣态逐步增加，毒性减弱，Pb、Cd的活性态比例增大。重金属的纵向迁移分析结果表明，离矿山的位置远近对沉积柱金属的总量和形态起决定作用，矿区下游河流沉积物既受尾矿的影响，也受河流流域物质本身的影响。
1.4 大气沉降物及城区表土与灰尘
随着城市化进程的加快，而带来的交通污染以及其他方面的污染使得大气环境质量越来越差，大气环境污染问题越来越引起人们的注意。李如忠[18]利用美国国家环保局（US EPA）推荐的健康风险评价模型对铜陵市区表土与灰尘重金属污染健康风险进行了研究。研究表明，铜陵城区土壤和地表灰尘已遭受较为严重的重金属污染；不同功能用地的致癌风险均显著超过US EPA推荐的可接受风险阈值范围和国际辐射防护委员会（ICRP）推荐的最大可接受风险值；铜陵市表土与地表灰尘已对公众身体健康构成危害；其中主导致癌与非致癌风险效应的主要污染因子是As，主要暴露途径是手-口摄入途径。
吴开明[19]用藓袋法对铜陵市大气重金属污染进行了研究，发现铜陵市Cu污染最严重，有色金属冶炼工业是铜陵市最主要的污染源，交通运输对大气重金属污染也日趋严重。
殷汉琴[20]对铜陵市大气降尘中铜元素的污染特征进行了研究，采用富集因子法定性地判断各采样点铜元素的来源，研究表明，铜陵市大气降尘中铜元素污染严重并且形成了以铜开采和冶炼企业为中心的污染区域。研究发现铜矿石的开采和冶炼对大气降尘中的铜元素污染贡献较大， 是主要的污染源。
2 重金属污染修复技术与控制措施研究
重金属在土壤、水体、大气、生物体中广泛分布。由于大气和生物体中重金属的特殊性及其主要直接或间接来源于土壤和水体，所以对于重金属的污染修复技术主要集中在对土壤和水体中的重金属污染进行修复。
重金属在土壤中不易随水淋溶，不能被微生物分解，具有明显的生物富集作用且土壤污染具有较长潜伏期；由于土壤、污染物及地域的复杂性，土壤一旦受到污染，其治理不仅见效慢、费用高，而且受到多种因素的制约。目前，治理土壤重金属污染的途径主要有两种：（1）改变重金属在土壤中的存在形态、使其固定，降低其在环境中的迁移性和生物可利用性；（2）从土壤中去除重金属[21]。围绕这两种途径展开的土壤重金属治理措施有物理及物化措施、化学措施、农业生态措施、生物修复等[21～23]。
王华等[24]对我国底泥重金属污染防治研究做了相应综述，提出目前我国底泥重金属污染治理的常用方法有工程治理方法、生物治理方法和化学治理方法。
重金属污染物进入水生生态系统后对水生植物和动物均产生影响，并通过食物链发生富集，引起人体病变，危害人类。目前水体重金属污染治理修复方法主要有物理方法、化学方法、物理化学方法、集成技术、生物方法等[25]。
为控制铜陵市重金属污染、提高环境质量，铜陵市环保局组织编制了《铜陵市重金属污染综合防治“十二五”规划》，该规划以国家《重金属污染综合防治“十二五”规划》为指导，落实源头预防、过程阻断、清洁生产、末端治理的全过程综合防治理念，提出了一系列重金属污染防治措施，以求能遏制重金属污染趋势，改善区域环境质量，保护人民身体健康和环境权益。
3 结语
对铜陵市重金属污染研究情况进行了介绍，对重金属污染防治措施与修复技术经行了总结。根据目前研究结果表明，铜陵市重金属污染已比较严重。Cd、As、Cu和Pb为主要的污染元素，Hg虽然含量较低，但因为其毒性较大，亦当引起足够的重视。矿石的开采和冶炼以及尾矿的堆积成为铜陵市重金属污染的主要来源，所以首先应控制源头，治理矿石的开采和冶炼，清理尾矿的堆积。由于植被等生物体对重金属具有良好的吸附阻拦作用，可在采矿厂四周设置重金属吸收强防护带，阻止污染向更远扩散。对于已经受到污染的土壤，可以采用生物方法、物理或化学方法去除。
健全重金属污染防治法律体系、做好污染综合防治规划和强化行政管理是防治重金属污染的重要管理手段。《铜陵市重金属污染综合防治“十二五”规划》的提出对铜陵市重金属污染防治具有重要的指导和实践意义。健全重金属污染防治法律体系，实施清洁生产，监督实施环境影响评价验收工作，开发研究重金属污染防治技术等是目前重金属污染防治的重要任务。
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土壤重金属污染的来源范文4
关键词：襄汾溃坝区;土壤;农作物;重金属污染;生态风险
中图分类号：X825 文献标识码：A 文章编号：0439-8114（2014）20-4821-05
DOI：10.14088/ki.issn0439-8114.2014.20.013
Pollution Characteristics and Risk Assessment of Heavy Metals in Soil and Crops in Dam-breaking Areas of Xiangfen
YAN Jiao， ZHANG Yong-qing， SONG Zhi-ping， HE Xiao-qin， LI Yu-peng
（College of Urban and Environmental Science， Shanxi Normal University， Linfen 041004， Shanxi， China）
Abstract： The contents of eight heavy metals（Cu、Zn、Cr、Cd、Pb、Ni、As、Hg） in soil and crops in dam-breaking areas of Xiangfen were analyzed. Tailing contained Cu and Zn was found. The contents of Cu and Zn in soil of the covered areas were higher than those in soil of the non-covered areas. The levels of other six elements in soil of the covered areas were lower than those in soil of the non-covered areas. The contents of Cu and Zn in crops of the covered areas were lower than those in crops of the non-covered areas. The levels of other six elements in crops of the covered areas were higher than those in crops of the non-covered areas. The correlation analysis showed that Cu and Zn in the coverage areas were from tailing. The other six heavy metals were homologous or associated in the coverage areas and non-covered areas. The single pollution index， Nemerow's synthetical pollution index and the potential ecological risk index showed that soil in the coverage areas was polluted slightly by heavy metals. Enrichment coefficients showed that the uptake capacity of the other six heavy metals by wheat was higher in the coverage areas than that in non-covered areas with the exception of Cu and Zn.
Key words： dam-breaking areas of Xiangfen; soil; crop; heavy metal pollution; ecological risk
重金属毒害是矿区普遍存在且最为严重的问题之一[1，2]。由于尾矿渣含有多种重金属，这些重金属随尾矿渣进入土壤环境发生积累、迁移，不仅对区域生态安全构成潜在危害，可能影响动植物的生长发育，甚至通过食物链进入人体，危害人体健康，导致一些慢性病、畸形、癌症等的发生[3]。矿山尾砂库垮坝导致的污染物迁移和扩散，不仅威胁人体健康和生命安全，而且会导致大面积的土地污染，使下游土地的重金属含量升高，土壤酸化，有机质含量降低和土壤板结[4]。例如，西班牙南部的Aznalcollar硫铁矿尾砂坝坍塌导致Agrio和Guadiamar流域55 km2范围内的土壤受到重金属污染，土壤Pb、Zn、As、Cd和Cu的含量分别增加到1 786、1 449、589、5.9、420 mg/kg[4]，受污染土壤的pH最低可以下降到2[5， 6];1985年，湖南郴州市竹园矿区尾砂坝坍塌，致使尾砂冲入东河两岸农田，即使农田中的尾砂已被清理，该地区农田土壤的As和Cd含量仍然高达709、7.6 mg/kg[7，8]。
目前，关于矿业的开采活动对矿区周围环境的影响有很多研究。曲蛟等[9]对钼矿尾矿周围蔬菜地的土壤的分析表明，重金属含量从大到小的顺序为残余态、有机结合态、氧化结合态和酸可提取态，由于尾矿石中可能释放重金属，当地的重金属污染很严重，预警类型为重警;李祥平等[10]对粤西黄铁矿区的土壤做了详细的研究，证实铁矿开采和尾渣堆放给矿区环境带来严重的危害，土壤重金属含量已超过中国土壤背景值的30余倍，Cd、Zn等已达到中度甚至重度污染，且污染物已渗透到土壤深层;王素娟等[11]对广西德保几个矿区尾矿的研究发现，土壤中Cd和Pb含量都超出了广西土壤环境质量标准的背景值，且Cd含量随pH的升高显著增加，Pb含量随pH的升高而减少。而矿山尾砂坝坍塌是一种较常见的事故，但对其导致下游土壤污染问题的研究至今仍较少。2008年9月8日，襄汾县云合村塔儿山的尾矿坝坍塌，尾砂冲入下游地区的居民区和农田，不仅造成了巨大的人员伤害和经济损失，而且造成下游农田土壤被大量的尾砂所覆盖，可能导致土壤和农作物的重金属污染。正确评价该区土壤的污染状况及潜在生态风险具有重要的理论和现实意义。为此，本研究采用单项污染指数法、内梅罗综合污染指数法和潜在生态风险指数法对研究区内土壤及农作物重金属污染状况和潜在生态风险进行评价，以期为土壤污染控制和污染农田修复提供科学依据。
1 材料与方法
1.1 研究区概况
溃坝区位于山西省临汾市襄汾县云合村塔儿山，E 111°3′，N 35°53′，海拔679～769 m，属温带大陆性季风气候，年均气温11.5 ℃，1月年均气温4.5 ℃，7月年均气温26 ℃，年均降水量454 mm，年均日照数2 522 h，无霜期185 d。塔儿山富含磁铁矿，溃坝发生后，进行了紧急治理，利用大型机械开挖泥石流，对土壤物理性状造成了较严重的破坏，在原有土壤上覆盖了大量尾砂。
1.2 样品采集与检测
在溃坝物覆盖区，沿溃坝物流向，采用S型取样法，取0～20 cm的耕层土壤，5个点混成一个土样，同时在同一块农田的未覆盖区采集对照样品，覆盖区和未覆盖区各18个土样，装袋、编号、扎口，带回实验室。把土样置于室内自然风干，剔除大石块、植物根系等杂质，磨细后过孔径为0.15 mm的尼龙筛，装袋密封用于测定土壤重金属含量。在秋季，研究区主要的农作物是小麦，在土壤点位上采集相应的麦苗样品，带回实验室，用自来水冲洗干净，再用纯水洗3遍，风干，80 ℃烘干至恒重，用研钵研碎，装袋。
取备用土壤0.1 g放入聚四氟乙烯坩埚，加入5 mL HNO3和1 mL HF，HNO3和HF试剂均为优级纯，加盖，放在电热板上消解，得到样品消解液，用火焰原子吸收法检测消解液中铜（Cu）、锌（Zn）、铬（Cr）和镍（Ni）等重金属的含量， 用石墨炉原子吸收法检测消解液中镉（Cd）和铅（Pb）的含量，用双道原子荧光光度计检测消解液中砷（As）和汞（Hg）的含量。测定过程中用10%的平行样品和加标回收样进行质量控制，以保证数据的准确度和精度。植物样品中的重金属检测方法同上。
1.3 土壤重金属污染评价方法及标准
1.3.1 单项污染指数法
Pi=Ci/Si
式中：Pi为样品中某污染物的单项污染指数;Ci为样品中某污染物的实测浓度;Si为某污染物的评价标准。
1.3.2 内梅罗综合污染指数法
Pn=■
式中：Pi=Ci/Si，Pn是内梅罗综合污染指数，Pi是样品中某污染物的单项污染指数，MaxPi是样品污染物中污染物指数最大值。
依据单因子污染指数法和内梅罗综合污染指数法将土壤重金属污染划分为5个等级，见表1。
1.3.3 潜在生态风险指数法 该方法是瑞典学者 Hakanson根据重金属的性质及环境行为特点，从沉积学角度提出的一种对沉积物或土壤中重金属污染进行评价的方法[12]。它将重金属的含量、生态效应、环境效应与毒理学联系在一起，采用具有可比的等价属性指数分级法进行评价，可以定量地评价单一元素的风险等级，也可以评价多个元素的总体风险等级[13]。公式如下：
C■■=C■■/C■■;E■■=T■■×C■■;
RI=■E■■=■T■■×C■■=■T■■×C■■
式中：C■■为某一重金属的污染参数;C■■为土壤中重金属的实测含量;C■■为计算所需的参比值;E■■为潜在生态风险系数;T■■为某一重金属的毒性系数。参比值的选择，各地学者差异较大，大都以全球沉积物重金属的平均背景值为参比值[14]，或以当地土壤背景值为参比[15]，或以背景采样点值为参比[16]，为了更真实反映评价区域的重金属污染状况，本研究以未覆盖区土壤中重金属含量为参比值。不同重金属元素毒性水平不同，生物对重金属污染的敏感程度也不尽相同，用重金属元素毒性系数反映该特点[17]。根据“元素丰度原则”和“元素稀释度”，Hakanson认为某一重金属的潜在毒性与其丰度成反比，或者说与其稀少度成正比[17]，因此他指定的标准化重金属毒性系数为Zn（1）
1.3.4 富集系数 富集系数是植物中重金属的含量与土壤中重金属含量的比值，表示植物对重金属的富集能力[1]。富集系数越大，其富集能力就越强。
1.4 数据处理与统计分析
重金属含量用EXCEL 2003计算，重金属含量的最大值、最小值、平均值、变异系数、正态分布检验等描述性统计分析采用SPSS 19.0计算。
2 结果与分析
2.1 溃坝区下游土壤重金属分析
2.1.1 土壤重金属含量 溃坝区下游土壤重金属含量见表3。覆盖区和未覆盖区8种重金属的平均值和最大值均没有超过国家土壤环境质量标准的二级标准，两区域的Zn、Cr、Ni和As等4种重金属的平均浓度没有超过山西省土壤元素背景值，其他4种元素的平均浓度均超过山西省土壤元素背景值。覆盖区和未覆盖区相比，覆盖区Cu和Zn的平均浓度高于未覆盖区，其他6种元素的平均浓度均低于未覆盖区。这可能是因为尾矿砂中含有Cu和Zn覆盖在农田上，虽然经过清理，但还有残留，导致覆盖区的土壤中Cu和Zn的含量偏高;而Cr、Cd、Pb、Ni、As和Hg的情况正好相反，尾矿砂中可能没有这些元素，或者含量极少，进入土壤后反而降低了土壤中Cr、Cd、Pb、Ni、As和Hg的浓度，造成未覆盖区土壤中的含量偏高。
变异系数（CV）是衡量研究区各样品间的变异程度，CV大则说明土壤受外界干扰显著，空间分异明显，也说明土壤的污染是以复合污染的形式存在[19]。CV≤10%为弱变异，10%100%为强变异。覆盖区和未覆盖区8种重金属的变异都为中等变异，说明研究区内重金属的来源不相同，并不全部来自溃坝物。覆盖区内Hg的变异系数最高，说明不同采样点Hg的分布差异性很大，覆盖区内各重金属的变异系数从高到低依次为Hg、Pb、Cr、Ni、Cd、Zn、Cu、As。未覆盖区内也是Hg的变异系数最高，各重金属的变异系数从高到低依次为Hg、Pb、Cu、Cr、Cd、Ni、As、Zn。
研究土壤中重金属含量的相关性可以推测其来源是否相同。覆盖区和未覆盖区土壤重金属的相关系数分别见表4和表5。覆盖区内，Cu和Zn呈显著正相关，与其他6种元素（Cr、Cd、Pb、Ni、As和Hg）呈负相关，说明Cu和Zn来源相同，与其他6种重金属元素是异源关系;Ni与Cr显著相关;Cd与Pb、As、Hg显著相关，Pb与As、Hg显著相关，As与Hg显著相关，说明Cd、Pb、As和Hg为同一来源或者伴生关系。未覆盖区内，Ni和Cr、Pb、Hg，Cd和As、Hg，Pb和As、Hg，As和Hg，都呈显著正相关;而Cu和Zn相关性不显著，这与覆盖区完全不同。在覆盖区和未覆盖区内，Cr、Cd、Pb、Ni、As和Hg之间都具有很高的相关性，这些重金属可能是伴生关系或者来自同一污染源。
2.1.2 土壤重金属污染状况 以未覆盖区为背景值，计算出覆盖区土壤重金属单项污染指数和综合污染指数（表6）。Cr和Ni的污染指数在安全域内，Cd、As和Hg的污染指数在警戒线上，Cu、Zn和Pb的污染指数处于轻度污染级别。8种重金属的污染程度从高到低的依次为Pb>Cu>Zn>Cd>As=Hg>Ni>Cr。覆盖区的综合污染指数为1.3，处于轻度污染级别，这与Cu、Zn、Pb单项污染指数偏高有关。
2.1.3 土壤重金属生态风险评价 以未覆盖区为背景值，覆盖区土壤单个重金属的潜在生态危害指数（E■■）和多种重金属潜在生态危害指数（RI）见表7。8种重金属的潜在生态危害指数都处于轻微级别，它们的潜在生态风险趋势为E■■（Hg）>E■■（Cd）>E■■（Pb）>E■■（Cu）=E■■（As）>E■■（Ni）>E■■（Zn）>E■■（Cr）。多种重金属潜在生态危害指数RI也处于轻微级别。从重金属污染指数和潜在生态风险指数二者结合来看，溃坝物覆盖区土壤重金属污染比较轻微。
2.2 溃坝区麦苗体内重金属分析
2.2.1 麦苗体内重金属含量 为了进一步探索土壤对植物重金属污染的影响，采集了覆盖区与未覆盖区的麦苗，并对其重金属含量进行测定，结果见表8。覆盖区和未覆盖区的麦苗重金属含量差异较大，同种植物中不同重金属含量差异明显。与未覆盖区相比，覆盖区麦苗体内的Cr、Cd、Pb、Ni、As、Hg含量相对较高，Cu和Zn的含量相对较低，这与土壤中重金属含量规律相反，很可能与当地的铁矿开采活动有很大的关系。
2.2.2 麦苗体内重金属富集系数 覆盖区和未覆盖区的麦苗体内重金属富集系数见表9。从表9可以看出，相同植物对不同重金属的吸收能力存在差异。除Cu和Zn外，覆盖区麦苗对其他6种重金属的吸收能力高于未覆盖区。覆盖区的麦苗吸收重金属的能力依次为Cr>Cd>Hg>Zn>Ni>Pb>As>Cu;未覆盖区的麦苗吸收重金属的能力依次为Zn>Hg>Cr>Cu=Cd>Pb>Ni>As。覆盖区和未覆盖区的麦苗吸收重金属的能力不同可能与土壤中重金属含量、形态等有关。
3 小结
由于尾矿砂中含有Cu和Zn，造成覆盖区土壤中Cu和Zn的含量高于未覆盖区，其他6种元素的含量均低于未覆盖区。覆盖区和未覆盖区8种重金属的变异都为中等变异，各金属元素在土壤中的含量还是比较稳定的。
通过相关分析可以推断出覆盖区内Cu和Zn来源于尾矿砂，其他6种重金属在覆盖区与未覆盖区都具有同源或者伴生关系。
以未覆盖区为背景值，从重金属污染指数和潜在生态风险指数二者结合来看，溃坝物覆盖区土壤重金属污染比较轻微。
覆盖区和未覆盖区对比，麦苗体内重金属含量规律与土壤中重金属含量规律相反，这很可能与当地的采矿活动有关。覆盖区和未覆盖区的麦苗吸收重金属的能力不相同可能与土壤重金属含量、形态有关系。
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土壤重金属污染的来源范文5
【关键词】 高速公路；重金属污染；防治措施
随着我国经济和社会的快速发展，交通在国民生活中日趋显示出它的重要性，高速公路的建设也势在必行。大规模地修建高速公路，有效地促进了国家经济快速发展，方便了人民生活；然而，与此同时，在高速公路建设及营运过程中也给我们带来了严重的生态破坏与环境污染问题。土壤是大气、水体及固体废弃物中污染物在环境中迁移、滞留和沉积的目标，是长期环境污染的承受者。随着社会经济的飞速发展和人口的不断增加，土壤作为人类赖以生息的资源，越来越暴露出不堪重负的迹象。因此，研究高速公路建设所带来的土壤污染问题及其防治对策就显得尤为重要，对于保护环境、促进我国高速公路的建设与发展具有重要的指导意义，同时也可为我国高速公路建设环境治理和管理提供科学依据。
1. 高速公路建设对环境的影响
高速公路作为人类生存和发展所必需的开发建设活动，会对周围的环境产生直接或间接的影响，这些影响一般可分为两大类：一类是对自然环境的破坏，如水土流失、植被破坏等，严重时引起生态平衡失调、气候异常；另一类是环境污染，如噪声、废水、废气和尘埃等。总的说来，主要有以下几个方面的影响。
1.1对社会、经济的影响。高速公路建成后，会对沿线的社会结构、经济发展、文化环境等产生影响：首先，公路建成后会增大沿线地区的交通量，增加该地区的交通事故，在一定程度上干扰附近居民的出行，割裂了村庄间的原有联系；其次，公路建成后，使沿线各地区的土地功能发生变化，将单一的农业用地、开发用地或商业用地转变为多行业提供服务的特殊用地，同时也促进了沿线土地资源的开发。公路建设会造成一定数量居民的拆迁，使沿线居民人口结构及需求发生变化，改变了原有居民的联系及交往方式；对沿线两侧居民交往产生阻隔，影响区域经济布局和产业结构；高速公路的修建，会破坏一些原有的历史文化遗址、名胜风景及保护区，产生视觉污染。高速公路建设在对沿线区域环境产生上述影响的同时，也提供了良好的交通条件，加速农产品、矿产、林业产品的输送，信息交流及劳动人口流动，提高了区域的工业产值，推动城乡的商品交换、文化交流及农业的综合开发，使城乡逐渐一体化[1]。
1.2对环境的污染
1.2.1废气污染。
（1）以汽油、柴油为燃料的汽车在发动和行驶过程中会排放大量废气和固体微粒，废气中含有水蒸气、一氧化碳、二氧化碳、氮氧化合物、硫化物、甲烷、乙烯、醛和铅颗粒等污染物[2]，这些污染物排放到大气中，渗透到水、土壤中，并逐渐积累，会对沿线的人类和动植物产生不良影响，使其生活环境进一步恶化，甚至会造成全球气候异常，这种污染的程度随着公路运营时间的增长及交通量的增加而不断加重。
（2）随着运输市场的放开，汽车产量和拥有量的增加，汽车排放物对大气的污染已成为主要公害，汽车排放物危害人体健康、污染环境、破坏生态平衡，已引起世界各国的普遍重视。
1.2.2噪声污染。
（1）高速公路的噪声源主要包括两个方面：一是在施工过程中，由于挖掘机、推土机、平地机、搅拌机以及各种运输车辆的使用而产生的噪声污染，这些噪声较强，对当地居民和施工人员影响严重，造成区域声学环境质量短期内恶化；二是在运营过程中，汽车车体振动、发动机运转、轮胎与路面摩擦、鸣喇叭以及公路沿线提供各种服务的设施、设备均会产生噪声，在公路沿线形成一条噪声带，这些噪声会对附近的人群产生心理和生理上的影响，降低人们的工作效率，尤其对公路两侧人口密度较大的敏感区域（学校、住宅区、商业区、医院等）干扰较为突出，而野外区域的干扰则相对较小[3]。
（2）随着高速公路建设速度的加快，交通噪声污染问题日趋严重，人们对于道路两侧环境的改善也越来越迫切。
1.3对生态环境的影响。高速公路建设对生态环境的影响可分为两个阶段：一是施工期间对自然环境造成的非污染性破坏，因施工机械的使用及大量的开挖取土破坏了土体原有的自然结构和水的循环路径，相应地改变了生物的生存环境，影响其生长、活动的规律，阻碍生态系统漫延[4]；二是公路建成运营后，路体分割了生物的生存空间，使公路附近的动物容易被汽车撞伤、压死；而且，由于汽车废气、噪声、有害物质的产生，会使生物栖息的生态环境（空气、水、土壤）逐渐恶化，引起生物发育不良、繁殖机能减退、疾病增多、抗病能力下降，从而造成种群数量减少（特别是珍稀物种），有时可能会影响整个生物群落。
1.4对工程地质、水文地质条件的影响。
1.4.1对工程地质条件的影响。高速公路施工时，由于填方和挖方对地表扰动较大，并改变了原有的地形、地貌，尤其是隧道的进出口及仰面坡的开挖，对局部山体稳定不利，可能会引发塌方滑坡、软土层滑移等不良地质病害；又因土表、土质松软，增加了水土冲刷量，造成河流、沟渠淤积，积水淹漫农田。此外，临时施工用地在机械碾压、人员踩踏下土壤结构发生了变化，一定时期内土壤的肥沃程度难以恢复。
1.4.2对水环境的影响。高速公路对水环境的影响主要包括施工、生活服务区污水和洗车等对公路沿线自然水系的影响。高速公路定距离设置加油站、收费站及洗车等配套设施，生活服务区污水和洗车废水都会对高速公路沿线自然水系产生影响[5]。由于公路建设阻隔原有水系的循环，影响地表水和地下水的流通路径，汽车尾气的排放和生活服务区的废物进入河道也会对水源造成污染；化学危险品运输中的泄露或交通事故的发生，则可对环境水质造成灾难性的破坏。另外，由于桥梁的修建减小了河床的过水断面，造成桥前局部堵水，水流速度减慢，泥砂下沉淤积、阻塞河道，从而容易引发洪涝灾害。
2. 高速公路两侧的土壤重金属污染
土壤是人类生态环境的重要组成部分，是人类赖以生存的基础。由于重金属在土壤中易蓄积，残留时间长，因而已成为土壤的主要污染。
2.1土壤重金属污染的特点及来源。
2.1.1土壤重金属污染的特点。
2.1.1.1持久性：重金属污染物进入土壤后，通过土壤对悬浮污染物的物理机械吸收、阻留、胶体的物理化学吸附、化学沉淀、生物吸收等过程，不断在土壤中积累。当达到一定数量时，便引起土壤成分、结构、性质和功能的变化，造成土壤污染。土壤污染以后很难消除，其净化过程需要相当长的时间，而且重金属污染是不可逆的持久积累过程。
2.1.1.2间接伤害性：首先，重金属污染物通过食物链危害动物和人体健康；其次，土壤污染物还能危害自然环境，污染地下水、地表水和大气，成为水和大气的污染源。
2.1.1.3高速公路重金属污染以公路为中心在其两侧呈带状顺公路延伸，污染程度自公路向其两侧逐渐减弱[6]，且主要分布在公路两侧50m范围内。
2.1.2高速公路土壤重金属污染的来源及影响因素。
2.1.2.1土壤重金属污染的来源：目前公认的高速公路土壤重金属污染的主要来源是交通工具使用的油料燃烧所排放的尾气以及油料的挥发、泄漏等。事实上，油料中除了含有铅和锡外，尚含多种微量重金属元素，公路旁重金属污染以Pb、Cd污染为主。这些重金属污染物不但不易被自然净化，而且可通过食物链得以富集而对人体、家畜、农业生态及自然生态产生严重的潜在影响和危害。
2.1.2.2影响因素：影响土壤重金属污染的因素很多，也比较复杂。土壤受重金属污染的程度主要取决于交通量、土壤类型、植被、降雨、风力、风向以及公路两侧是否有影响重金属颗粒运动的障碍物，如树木、建筑物等。
2.2土壤重金属污染的危害。重金属污染物进入土壤后不能为土壤微生物所降解，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，影响农作物的产量和质量，也可以导致大气和水环境质量的进一步恶化。重金属污染物的长期积累、富集会使生物地球化学平衡遭到破坏，随食物链富集，也会对人体健康产生潜在危害。据报道，我国每年因土壤重金属污染而减产粮食1000多万t，另外被重金属污染的粮食每年也多达1200万t，合计经济损失至少200亿元人民币。
3. 重金属污染的预防及治理措施
由于重金属在土壤中不被微生物降解，且迁移性小，重金属污染具有长期性、潜伏性、累计性和不可逆转性[7]。一旦土壤中重金属含量超过环境容量，要清除污染则相当困难，故对重金属引起的土壤污染需要采取预防和治理相结合的措施。
3.1高速公路土壤重金属污染的预防措施。
3.1.1通过国家立法，健全有关环境保护的法律、标准和制度，制定相关的高速公路汽车尾气排放标准，加强汽车尾气排放管理，控制汽车尾气排放必须有法可依，有标准可据。
3.1.2管理部门要加强监管力度，减少交通事故的发生。加强对有害物资的运输管理，制定此类突发事件预案，防止有害物质泄漏事故的发生。加强防范措施，控制事态的发展，将损害减少到最小。
3.1.3完善汽车的自身结构，改进发动机，采用电子控制燃油喷射；研制和推广废气减毒装置，完善汽车保养和修理制度，推广节油装置。
3.1.4优先使用无铅汽油，推广应用气体燃料，使用符合规定的剂或燃油添加剂。
3.1.5公路设计部门在设计时应充分考虑汽车尾气排放对环境的影响，在普通路段加强绿化设计，隧道路段增加部分通风设备。
3.2重金属污染土壤的治理方法。污染土壤的治理是根据污染物和土壤的物理、化学性质及存在状态，进行有效分离或其它处理，使土壤特性得以恢复和利用，减轻或消除污染物对生态环境的不良影响。
3.2.1重金属以其在土壤中难降解、毒性强、具有积累效应等特征受到科学家们的广泛关注，已成为多学科研究的活跃领域。重金属污染的治理途径主要有两种：一是改变重金属形态，使其由活化态转变为稳定态；二是从土壤中去除重金属，使其存留浓度接近或达到背景值。现有的重金属污染土壤修复技术主要包括换土法、化学修复、生物修复、电修复和热修复等。常用的物理及物理化学方法有热解法、电化学法和提取法等[8]。
3.2.2化学治理就是向污染土壤中投入改良剂、抑制剂，增加土壤有机质、阳离子代换量和粘粒的含量，改变土壤的物理化学性质，使土壤重金属发生氧化、还原、沉淀、吸附、抑制等作用，以降低重金属的生物有效性。化学治理措施的优点是治理效果和费用适中，缺点是容易再度活化。
3.2.3生物措施是利用某些特定的动、植物和微生物，较快的吸收或降解土壤中的重金属污染物，从而达到净化土壤的目的。生物修复的途径主要有两条：（1）植物修复技术：利用金属超累积植物，通过植物自身具有的特定的吸收、挥发、根滤、稳定等作用，对重金属加以吸收、富集或与重金属结合成不具有生物活性的化合物，来清除或降低土壤中的重金属元素，从而达到净化土壤的目的。但其重金属生物载体可能产生二次污染，至今也未能找到有效的解决途径。（2）利用微生物沉积、氧化和还原等作用，降低或消除重金属对土壤的污染，该研究是目前环境科学研究中比较活跃的领域之一。
3.2.4在西方发达国家，为了降低污染土壤修复的成本并提高修复的效率，对原位微生物修复更为重视。目前，主要的技术包括：（1）生物啜食法，它主要采用本地微生物或实验室培养的具有特异功能的菌株降解污染物，采用把污染的地下水抽出加人营养物质和氧气（通常是过氧化氢或过氧化氢化合物）后再回灌到污染土壤中，或经垂直井的慢速渗漏，加人营养物质和氧气到污染土壤中，以优化降解生态条件，特别是加入表面活性物质等一些化学物质，以降低污染物的毒性来达到提高污染物的生物降解能力；（2）生物通气法，它结合了蒸汽浸取技术的优点，采用真空梯度井等方法把空气注人污染土壤中，以达到氧气的再补给，可溶性营养物质和水则经垂直井或表面渗入的方法予以补充。这两种方法结合了微生物修复和化学修复的内涵和优点，符合生态化学修复的原理和发展方向。更确切地说，这两种方法更趋于向生态化学修复领域迈进。
4. 结论与建议
长期以来，人类对土地资源的不合理开发、利用已造成比较严重的土壤污染，直接或间接地危及人类健康，因此，探讨合理的、有效的土壤重金属污染预防和治理措施显得尤为迫切。对于高速公路两侧土壤的重金属污染问题，要采取防与治相结合的处理措施：首先，应加强高速公路汽车尾气排放管理，严格控制尾气排放标准；其次，对于已经受到重金属污染的土壤，则应采取相应的治理措施进行治理。
开展高速公路旁土壤中重金属污染、富集程度的监测和评价，研究土壤重金属污染的预防和治理措施，对于保护生态环境、促进我国高速公路的建设和发展都具有重要的指导意义。
参考文献
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土壤重金属污染的来源范文6
关键词：重金属污染；主要原因；修复技术
Abstract: Since the implementation of the policy of reform and opening up, in a market economy environment and conditions, China's socialist modernization construction has made rapid development and progress, increasing international status, people's living standard and quality of life has been greatly improved, China has entered a new era of all-round development. But with the rapid development of economy, the environmental pollution problems have become increasingly prominent, decrease the quality of living environment, not only does harm to people's health, but also brings some serious consequences for the other, gradually become a global hot topic. This paper mainly from the two aspects of the main reasons causing soil heavy metal pollution and soil heavy metal pollution remediation technology were discussed.
Key words: heavy metal pollution; main reason; repair technology
中图分类号：[TU984.11+5]
引言：土壤重金属污染给人们所带来的危害具有长期性、潜在性的特点，近年来随着城镇化进程的不断加快和工业生产的发展，越来越多的有害物质进入到了土壤中，因此我们必须要充分了解土壤中重金属的来源，并积极应用各种各样的土壤重金属污染修复技术，最大限度地缓解土壤重金属污染，给人们创造一个更加健康舒适的生活环境，从根本上提高人们的生活质量。土壤重金属污染作为环境污染的一个重要方面，不仅破坏了生态环境，同时也给人们的正常生产和生活带来了极大的威胁，因此对于这一问题，相关部门和人员必须要给予足够的重视，积极采取有效措施加以解决。
一、造成土壤重金属污染的主要原因
1.工业三废的排放
在我国，矿产冶炼加工、化工、电镀、电池、以及塑料等行业所排放的重金属是造成土壤重金属污染的主要工业源，由于大多数工业企业污染物处理意识淡薄，并没有配备足够的处理设备，就使得工业废水、废气、废渣等不断排放到土壤或者是水体中，造成严重的环境污染，危害人们的身体健康。
2.燃煤释放
当前我国使用范围最广的能源依然是煤炭，不仅是因为我国的煤炭资源储量丰富，同时也是由于其价格相对较低，这就造成煤炭燃烧时向空气中排放大量的有害气体，这些气体经过沉降就会进入到土壤中，对土壤造成污染，进而对人体健康和整个生态系统产生长期效应。
3.垃圾的堆放
如果垃圾堆放的时间较长，就会使其中的重金属进入到土壤中，导致区域土壤的重金属含量大量增加。特别是城市垃圾中含有较多的重金属，在雨水的冲刷之下会将其中的有毒元素释放到土壤中，由于这些有毒元素大多以有效态的形式存在，难以结合成残渣状态，就使得其在土壤中具有较大的迁移能力，进而对地下水造成污染。
4.化肥和农药的使用
化肥和农药是农业生产中必不可少的物资，对于促进农业生产发展具有非常重要的意义，但是如果使用不合理就会使土壤遭受重金属污染。这是因为在化肥和农药中含有较多的重金属元素，而土壤自身的环境容量又相对较低，长期使用会积累超标含量的重金属，进而使农产品受到污染，一旦食用就会对人体造成伤害。
二、土壤重金属污染修复技术
1.工程修复
工程修复主要指的是采用换土、客土、以及深耕翻土等一些措施，有效降低土壤中的重金属含量，从而减少对植物系统的毒害，保障农产品安全。一般，换土法和客土法主要用来治理重污染区，而深耕翻土法则主要用于重金属污染程度较轻的区域。总的来讲，工程修复比较稳定、彻底，但是由于工程量比较大，成本费用较高，还容易对土体机构造成破坏。
2.物理修复技术
主要分为电热修复、土壤淋洗、电动修复等。针对面积小且污染重的土壤进行修复, 适应性广，也是一种治本的措施, 但在操作中可能发生二次污染破坏土壤结构并导致肥力下降。
（1）电热修复。电热修复是指通过高频电压产生热能和电磁波,加热土壤, 将土壤颗粒中的污染物解吸出来, 并从土壤内分离出易挥发的重金属,达到修复的效果。主要针对修复土壤被Se或Hg等重金属污染的情况。此外，也可以将土壤置于高温高压中,使之变成玻璃态物质, 最终从根本上修复了土壤中重金属的污染。
（2）土壤淋洗。淋洗法是指用淋洗液冲洗受到污染的土壤,将吸附在土壤颗粒中的重金属变成金属试剂络合物或溶解性离子,再收集淋洗液并回收重金属。此法适用于轻质土壤,修复效果相对较好, 但其花费也相对较高。
3.化学修复
化学修复即向土壤中施加改良剂，利用改良剂的吸附、拮抗、氧化还原、以及沉淀等作用，有效降低重金属自身的生物有效性。由于不同的改良剂对土壤中的重金属会产生不同的作用，因此这项技术的重点在于要选择最为合适的改良剂，比较常用的改良剂主要有石灰、硅酸盐、磷酸盐、以及碳酸钙等。但是化学修复是在土壤原位上进行的，并不具有永久性，它只是改变了土壤中的重金属形态，而重金属元素依然存留在土壤中，很容易活化再次危害植物。
4.生物修复
生物修复是一种通过生物技术来修复土壤的新方法。主要利用生物去削减、净化重金属或降低其毒性。此法效果好又易于操作, 因而越来越受到人们的青睐, 成为几年来污染土壤修复研究中的热点。
（1）植物修复技术。这是一种通过自然生长和遗传作用来培育植物对受重金属污染的土壤进行修复的技术。根据机理和作用过程的不同, 此修复技术又可分为植物提取、植物稳定和植物挥发三种类型。
①植物提取。用重金属超积累植物把从土壤中吸收到的重金属污染物转移到地上的部分, 再收割地上部分并对其进行集中处理,从而降低土壤中的重金属含量，并达到可以接受的水平。
②植物稳定。用超累积植物或耐重金属植物使重金属的活性降低, 减少了重金属通过空气扩散而污染环境或是被淋洗入地下水中的可能性。
（2）微生物修复技术。通过土壤中存在的某些微生物能氧化、沉淀、吸收或还原金属物质, 从而降低了土壤中金属的毒性。此外, 存在于微生物细胞中的金属硫蛋白对Cu、Hg、Cd、Zn等重金属有强烈的亲和性,而且它对重金属也有富集作用最终能抑制毒性的扩散。但微生物只能对小范围污染的土壤进行修复，因此其能力有限。
三、结束语
科学技术的发展在很大程度上促进了经济的发展和社会的进步，深刻改变了人们的生产和生活方式，具有非常重要的作用。因此，在当前土壤重金属污染日益严重的情况下，我们必须要积极利用各种形式的土壤修复技术来缓解重金属污染、改善土壤质量，为人们创造一个健康安全的生活环境，更好地促进社会主义现代化建设的发展。
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