土壤重金属污染现状及其治理方法

1、土除重金属汚染及其治理的方出1现状1.1国国家环境保护部抽样监测30万公顷基本农.田保护区土壤，发现有3.6万公 顷土垠重全厲超标，超标率达12.1%o据国土姿源部诡息，目前全国耕地面积的10%以上已受重全厲汚染，约有 15亿亩，污水灌溉污染耕地3250万亩，固体废弃场堆积占地和毀田200万亩， 其中多数集中亦经济和对发达地区。据我国农业部调杳数据，在全国约140万公顷的汚灌区中，受重全厲汚染的 土地面积占汚灌区面积的64.8%,其中轻度污染46.7%,中度污染9.7%,严重污 染 &4%。华南部分城T 50%的耕地連受镉、冲、汞等有春重全厲汚染；长三角地区有 些城市丸片农田受多种重全

2、厲汚染，10%的土壤基本丧失生庐力。2005年，长三角等地土壤重全厲汚染严重的情况，曾見诸援羯，并引发輿 论普遍关注和争议。土壤汚染立出迫衣眉張。对浙北、浙东和浙中的236.5万公顷农用地调杳发现，不适合种农作场的农 用地面积为47.2万公顷，占20%；浙北、浙中、浙东沿海三个区城中，厲轻度、 中度与重度重全厲汚染的面积分别占3&12%、9.04%、1.61%,城郊传统的统莱 基地、部分基本农田都受到了较严重的影响。第九届亚丈烟草和健康丸会中一项名为中目销的香烟：设计、烟度排放 与重全厲的研克圾告称：13个中国醃牌国产香烟中铅、珅、镉等重全厲成分 含量严重超标，其含量最壽超过拿丸尹香烟

3、3僖以上！2009年8月，凤翔县发现大量儿音血铅舍量严重超标，后确认是附近的东岭 治炼公司的铅排放所导致。1.2国外英国早期开采煤炭、铁矿、铜矿遗留下的土壤重全厲汚染经过300年依然存 Ao 1996 fj 1999年间，英格兰和成余士尝沈挖岀汚染土垠并移至别处，但并未 根本解决问題。从20世纪中叶开始，英国肚续制定相关的汚捺控制和管理的出 律出规，并进行土垠改良剂和场地汚柴修复研克。可本的土地重全厲污染连.上世纪夫七十年代非常严重。其经济的快速增长导 玫了全国各地岀现许多严重环境汚染事件，彼称为四丸公害的痛痛病、水俣病. 第二水俣病、四可市病，就有三超和重全厲汚染有关。椅兰柱工业化初期土地汚

4、第问題严重。从20世纪80年代中期开始，加强土 垠的环境管理，免善了土垠环境管理的比律及相关标准。国土面积4.15万平方 公里的持兰每年要抡卷4亿欧元修1 1500-2000个场地，预计列2015年基本能 修复全部汚染土垠。1.3全球工业、城市汚染的加剧，农用化学杨质种凑、数量的增加，使得土痩重全厲 汚染目益严重。据调杳，全世界平均每年排放约15万吨Hg, 340万吨Cu, 500 万吨Pb, 1500万吨Mn和100万吨Ni。2来源与分布2.1大毛沉阵能源、运输、治全和建筑材抖生尹等尹生的含有重全厲的毛体和粉尘进入丸 毛，通过勺然汎吟和吟水进人土垠。据估计全世界每年约有1600吨的汞通过化

5、石燃抖燃烧排放到丸毛中。含铅汽油的燃烧和九车轮於康损尹生的粉尘对丸宅和 土垠凌成Pb、Zn, Cd、Cr. Cu等污染。例如比利肘每年从大毛进入土垠的重全 厲每公顷就有 Pb 250g. Cd 19g. As 15g, Zn 3750go2.2污水未经处理的工矿企业汚水排人下水道与生活汚水混合，凌成汚谨区土壤重全 4 Hg, Cd、Cr, Pb. Cd等的舍量逐年增加。如谁阳汚灌区土壤Hg、Ca, Cr, Pb. As等重金属1995年已超过警戒线，其它磁区部分重全厲含量也运远超过当 地背景值。2.3固体废弃杨工矿业固体废弃炀堆放或处理过程中，由于q 雨淋、水洗重全厲圾易移 动，以輛射状、漏斗

6、状向周阖土壤、水体犷散。冶炼厂冶嫁铎庐生的驴渣主要令 Zn, Cd, 1971年开始堆放在一个洼地场所，目前已护敬到富堆敖场700卷以外 的禽。市域坂堆放场，络渣堆放区附近土垠中重全厲Cd、Hg, Cr. Cu. Zn, Pb. As等的舍量均爲于生地土痕背景值。有一些固体废弃杨彼作为肥抖施入土垠，凌成土集重全厲污染。璘石青是化 肥工业废杨，舍有一龙量的正璘酸以及不同形态的舍确化合场，并可敌良酸性土 壤，因而彼丸量施入土垠，凌成了 土壤中Cr、 Pb、Mn. As令量增加。确钢渣 作为璘源施入土垠，凌成土壤中Cr累积。2.4农用物资农药、化肥和地朕长期不合理施用，导玫土集重全厲污染。杀真前农药

7、含有 Cu和Zn,拔大量地施用于果树和温宝作杨，凌成土圾Cu、Zn累积达到有寿的 浓度。如在莫余达维亚，葡萄生长季节要喷512次波余多液戎类似的制剂，4 致每年约有60008000吨的铜彼施入土壤。近年来，地般的大面积推/使用，不仅凌成了土痕的勺色污染，而且地般生 产过程中加入了含Cd、Pb的热稔龙利，增加了土壤重全厲汚染。3 土媒重舍属席辣修复技术3.1工程措施主要包括鑒土、换土和深耕翻土等榕施。轻度污染的土痩用深耕翻土，重汚 染区常用容土和换土比。工程播施治理土痩重金厲污染彻底、稔主，但工程量丸、 仪姿费用壽，破坏土体结构，引起土壤肥力下吟，并且还要对换岀的汚土进行堆 放或处理。3.2物理

8、修复3.2.1电动修复通过电浇使土垠中的重全厲富子（如Pb、Cd、Cr. Zn等）和无机富子以电遗 渗和电迁移的方无向电圾运输，再集中收集处理。该方比适用于低湊透的粘土和 淤泥土，可以控制汚染炀的浇动方向。A沙土上的卖殓，土垠中Pb2+、03+等 重全厲富子的除去率也可达90%以上。电动修复不攪动土层，修复肘间短，是一 种经济可行的原伐修复枝术。3.2.2电热修复利用壽频电庄产生的电礙波对土壤进行加热，使汚染杨从土壤顋耘解吸出 来，加快一些易捧发性重金厲从土痕中分禽，从而达列修复的目的。该枝术可以 修复彼Hg和Se等重全属污染的土圾。3.2.3 土孃.淋洗利用淋洗液把土垠固相中的重全厲转移到土

9、垠液相中去，冉把當舍重全厲的 废水进一步回收处理。该枝术要求寻找一种既能提取各种形态的重金厲，又不破 坏土垠结构的淋洗液。目前用于淋洗土壤的淋洗液，包括有机或无机酸、喊、盐 和螯金利。3.3化学修复化学修复就是向土垠仪入改良利，将重金厲吸附、氧化还療、拮抗或沉涂， 降低重全厲的生物有效性。常用孜良剂有石灰、嫌石、嗾馥钙、确酸盐、硅酸盐 和促进还原作用的有机賜质，不同改良剂对重金厲的作用机理不同。化学修复简 单易行，但它只改变了重全厲淮.土壤中的存柱形态，全厲元素仍保爼衣.土圾中， 家易再度活化危害植炀。3.4生杨修复生炀修复是利用生炀削减、净化土痩中的重金厲丸吟低重金厲毒性。该方冻 效果好，易

10、于標作，受到人们的重视，目益成为修复汚染土垠研究的热点。 3.4.1植杨修复技术是一种利用勺然界存症或人工培养的植杨修复重全属汚染土壤的枝术，分为 植场提取、植杨捋发和植杨稳龙三种。植杨提取是依靠重全厲起积累植杨从土壤 中双取重全厲富子，摟着收制地上部分并进行处理。连续种植该植杨，可有数吟 低或去除土垠重全厲。目前己发现700多种超积累重全厲植杨。植杨挥发是依靠 植物根糸双收重全厲，将其转化为毛态物质挥发到丸毛中。目甫研丸最多的是 Hg和Se。植场稔走是依靠耐重全属植扬戎起累积植物障低重全属的活性，防止 重全厲彼淋洗到地下水或护散至空宅中。其机理是让金厲雀根部积累、沉法戎菠 根表双收，以达到固

11、化的目的。3.4.2微生杨修复枝术微生杨可斧低土垠中重全厲的拳性；吸附积累重全厲；孜炙根际微环境，达 到提壽植物对重全厲的双收，挥发或固岌效率的目的。如动腕蔺、莹细蔺、戎酸 还原茵及芷些簇类，能够庐生胞外聚合场匀重金厲禽子结合成络合场；Macaskie 等分富的柠檬酸茵可分解有机质生成HPO2-4与Cd形成CdHPO4沉法；国研丸 人员发现有些微生杨能把剧寿的甲基汞吟解为寿性小、可挥发的单质Hgo3.5农业生态修复农业生态修复包括农艺修复和生态修复。前者改变耕作制度，调整作杨老种， 种植不进入金杨链的植炀,选挣能吟低土壤重金属污染的化肥，戎增施能够固定 重全厲的有机肥等来吟低土壤重全厲汚染；后

12、者调节土壤水分、养分.pH值和 土壤氧化还原状况及宅温、湿度等生恚因素，调控污染杨所戏环境介质。但该放 术修复周期长，效果不朗显。4.2微生物修复机理前抿植杨的抿糸通过根面上蔺丝与根际圈的重全厲接触从而对重全属庐生 吸收.屛障和螫合等直接作用。4.3 积累植杨(Hyperaccumulator)及其筛选超积累一般要求全厲富子柱植场中的含量丸于0.1%"% (干重丿；当达到这 个标准肘，回收植场组织中的金属才具右经济性。起积累植杨一般要求其重全厲 舍量丸于一个临界值(表1)o不同重全厲有翅积累作用的植场种的分布也是分 布不均匀的。在2和在3列举了几种全厲的超积累植场和数。表1通植畅中飽

13、平均浓友及其农起累积植输中的&界标准(mg/kg)求全為元素土壤中含量普通植杨中含量超累积植输临界标准镉Cd100姑Co1011000絡Cr6011000猛Mn850801000钙Ca20101000铢Ni4021000钙Pb1051000表2*坐已知起累积植畅地上却分的会属舍量Cmg/kgJ全禺起累积植杨含量镉Cd天蓝遏並菜 fThlaspi caerulescensj1800铜Cu离山甘笔 flpomoea alpina)12300CoHaumaniasturm robetii10200鉛Pb圖叶遏韭莱(T. rotundifoliumj8200銭Mn粗脉叶澳洲坚果Macadami

14、a neurophylla51800傑N1九节木為(P.douarrei)47500锌Zn天蓝遏藍莱 CT. caerulescens)51600表3已报道的会属起积累植輛(Baker,2003)全厲全舄浓皮标准(以干重计，地上部分)种类科散0 Sb>0.122冲As>0.122镉Cd>0.0111Co>0.12811铜Cu>0.13715钻Pb>0.1156镖Ni>0.131737硒Se>0.1177蛇Tl>0.111鎂Mg>1.095锌Zn>1.01155 土壤重会属污撫修复技忒研克爰矍工程措施、杨幾修复和化学修复重全厲汚染

15、土壤，缺点多，大规栈处理汚染 土垠不现实，并且会破坏土填结构，吟低生杨活性，使土痕肥力退化。而农业生 态措施又周期长，效果不刚显。生杨修复以其爲效性，良好的社会、生态综合败 盜而彼丸众棲受，应用前景/网。以下儿点将成为未来研兜的热点。5.1超.累积植物算选与培盲超累积植炀一般生长缓慢，生物量低，环境适应能力差，且只能哌收一种重 全厲。因此，弗选与培育吸收能力强，吸收重金厲种类多，且生杨量大的植杨是 生物修复的一个重点。5.2基因工程技术的应用将弗选与培育岀的超累积植杨和微生场基因导入生杨量大.生长速度快、适 应性好的植物中去已经卖现，所以，利用基因工程枝术提壽植物修复能力将取得 臾破性进袈。5

16、.3生杨修复综合技术的研允重全厲汚染土垠的修复是一个整体性的工程，需要多种修复放术。植杨修复 加上化学、微生扬及农业生恚播施，增加重金厲的生杨有效性，促进植物的生长 和双收，能更好地提爲土痕重金厲修复的效率。因此，生场修复综合枝术前景广 阔。参考丈故箔.目击中国重全厲汚染之痛J科学新网,2009,(20):20 21.2 韦康.各国如何应对重金属汚染Nq ,2010-11-11(A5)3 岳德亮：因土垠污染近20%农用地不产绿色农尹洗N/OL新华q圾，2010-11 -24. (2010-11 -24) 2010-11 -27. -24/content_1269501 .html4 南都立法组专家王树义：土痕汚染亟需专门立岀N.南方都市,2010-10-20(4)5 妍.国产香烟重全属含量不超标也