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土壤重金属污染现状及其治理方法

作者：申瑞玲郝云龙蒋士飞来源：《西部资源》2014年第06期

摘要：随着社会的快速发展，土壤重金属污染日益严重。本文介绍了土壤重金属污染的现状，治理和修复技术的基本原理和方法，给出了各种重金属污染治理与修复方法的优缺点和适用范围，并对土壤重金属污染修复技术研究进行了展望。

关键词：土壤重金属污染生物修复超积累植物

引言

随着社会的快速发展，土壤重金属污染日益严重。土壤重金属污染是指土壤中重金属过量累积引起的污染，污染土壤的重金属包括生物毒性显著的元素如Cd、Pb、Hg、Cr、As，以及有一定毒性的元素如Cu、Zn、Ni，这类污染范围广、持续时间长、污染隐蔽、无法被生物降解，将导致土壤退化，农作物产量和质量下降，并通过径流、淋失作用污染地表水和地下水。

过量重金属将对植物生理功能产生不良影响，使其营养失调。汞、砷能抑制土壤中硝化、氨化细菌活动，阻碍氮素供应。重金属可通过食物链富集并生成毒性更强的甲基化合物，毒害食物链生物，最终在人体内积累，危害人类健康。因此涌现了许多修复技术，其基本原理是将重金属清除或改变其在土壤中的存在形态，降低迁移性和生物可利用性。

一、何为重金属污染

重金属污染指由重金属或其化合物造成的环境污染。重金属指比重大于5的金属，（一般指密度大于4.5克每立方厘米的金属），约有45种，如铜、铅、锌、铁、钴、镍、钒、铌、钽、钛、锰、镉、汞、钨、钼、金、银等。尽管锰、铜、锌等重金属是生命活动所需要的微量元素，但是大部分重金属如汞、铅、镉等并非生命活动所必须，而且所有重金属超过一定浓度都对人体有毒，汞，镉，铅，砷，铬称为“五毒”元素，含有汞、镉、铬、铅及砷等生物毒性显著的重金属元素及其化合物对环境的污染较大。

二、重金属污染的特点

（一）重金属污染的特点

重金属产生毒性的浓度范围较低；一般情况下，重金属不能被微生物降解，只能发生形态的转化；毒性与存在的形态和价态有关；重金属污染多为复合污染，来源较为复杂，常以无机和有机混合物的形式进入环境，同时含有多种金属，共同产生一定的协同作用或拮抗作用，对生物和生态系统产生影响；重金属通过食物链进行生物放大，进入人体，对人体产生慢性中毒。

（二）重金属污染在土壤中的特点

在土壤环境中重金属污染特点可以分为两部分：一是土壤环境中重金属自身的特点，二是区别与水体和大气等介质中的特点。

重金属在土壤中形态变换较为复杂，多为过渡元素，有着较多的价态变化，且随环境Eh，pH配位体的不同呈现不同的价态、化合态和结合态，毒性与价态和化合物的种类有关，有机态比无机态的毒性大；重金属在土壤环境不易被察觉，不会降解和消除，迁移转化形式多样化，分布呈区域性；在生物体内积累和富集，在人体内呈慢性毒性过程。

三、重金属污染的来源

重金属污染来源于自然界的地质活动和人类的生产活动。自然污染源为火山爆发、地震、重金属矿物的风化和矿化、泥石流和水土流失等；人为污染源包括工业三废、矿山的开采和冶炼、金属腐蚀、化肥和农药的施用、城市生活垃圾、污灌、污泥的农田使用、森林与木材工业、运动与休闲活动、汽车尾气和大气沉降等。

四、重金属污染的危害

（一）对植物的危害

（1）对植物的光合作用和蒸腾作用强度的影响，一般随着重金属污染程度的加重，光合作用和蒸腾作用的强度逐渐降低。铅对植物的危害表现为叶绿素下降，阻碍植物的呼吸及光合作用。谷类作物吸铅量较大，但多数集中在根部，茎秆次之，籽实中较少，因此铅污染的土壤所生产的禾谷类茎秆不宜作饲料。

（2）对植物细胞超微结构的影响，会导致核膜内陷或核变形肿胀、核仁破碎。对种子生活力的影响，导致胚发育受阻，有丝分裂减慢。砷对植物危害的最初症状是叶片卷曲枯萎，进一步是根系发育受阻，最后是植物根、茎、叶全部枯死。

（3）对植物生长的影响，导致植株矮小，生长缓慢，叶面积下降，叶片失绿，作物产量下降，品质下降。汞对植物的危害因作物的种类和生育而异。汞在一定浓度下使作物减产，在较高浓度下甚至使作物死亡。不同植物对汞吸收能力是：针叶植物落叶植物，水稻玉米高粱小麦，叶菜类根菜类果菜类。

（4）对植物生理生化的影响，导致植物呼吸作用下降。

（二）常见重金属对人体的危害

（1）汞汞及其化合物对人体的损害与进入人体的量有关，汞对人体的危害主要累及中枢神经系统、消化系统及肾脏，此外对呼吸系统、皮肤、血液及眼睛也有一定影响。

（2）镉镉进入人体后，会得骨痛病，损伤肾小管，出现糖尿病，引起血压升高，出现心血管病，甚至还有致癌、致畸的报道。

（3）铅铅对动物的危害则是累积中毒，人体中铅能与多种酶结合从而干扰有机体多方面的生理活动，导致对全身器官产生危害。

（4）铬铬对人体与动物也是有利有弊，人体中含铬过低会产生食欲减退症状，但饮水中超标400倍时，会发