昌吉回族自治州环境监测站 新疆昌吉州 831100
摘要：随着社会经济发展，工业化背景下造成大量重金属物质进入到土壤中，直接造成严重的土壤重金属污染问题，影响到土壤环境质量、结构等，最终对人的身体健康产生危害。文中分析土壤重金属污染的主要成因，给出常见的治理措施，解决土壤重金属污染问题。
关键词：重金属污染；成因；治理措施
近年来，我国在各领域均取得了显著发展，资源消耗巨大，但民众的环境保护意识淡薄，大面积土壤受到重金属污染，对耕地质量、土壤、动植物、粮食生产都造成了极大危害。目前，人们极为重视土壤污染问题，并积极探索相应的解决方法。
1、土壤重金属污染研究的重要性
土壤是生态系统的基本要素之一，直接关系着国家粮食、生态安全以及居民的身体健康，是推进经济社会可持续发展的重要保障。而重金属是土壤环境中一类具有潜在危害的污染物，长期累积将改变农用地土壤的功能，影响农作物的质量，并经过食物链的富集和放大作用危及人类健康。
我国是以一个农业为基础的发展中国家，在经济发展、工业化和城市化建设过程中，农业现代化和乡镇企业得到了发展，同时相伴的是环境问题的加重。环境污染在国际上出现了向发展中国家转移的趋势，在我国出现了城市向农村扩散和转移的趋势。因此，我国正面临着土壤污染严重的趋势。为了保证农畜产品安全和人体健康，开展农用地土壤污染状况详查已是刻不容缓的热点研究内容。
2、土壤重金属污染的主要成因
2.1 污水灌溉
污水灌溉是指利用生活和工业废水等进行灌溉而引起土壤中的重金属富集。由于我国水资源的短缺和分布不均，污水灌溉较为普遍，尤其是北方地区。污水灌溉可以显著提高土壤的肥力，有效缓解农业用水紧张，解决城市污水排放等问题。但同时，污水灌溉也会导致各种重金属在土壤中富集，在土壤-农作物体系中迁移转化，最终通过食物链在人体内富集，危害人类身体健康。
2.2 农药、化肥的使用
农药和化肥是现代农业的主要增产手段，可以提高土壤肥力，促进农作物的生长。但是不合理地使用含有重金属的农药和化肥会导致土壤重金属污染。一般来说，含重金属的不同类型化肥中，由高到低分别为：磷肥＞复合肥＞钾肥＞氮肥，以重金属镉和砷为主。由于矿物类型和加工流程的不同导致我国磷肥中重金属镉的含量差别较大。
2.3 大气沉降
汽车尾气和工业废气会产生大量含重金属的气体和粉尘，通过大气沉降进入土壤，这种途径主要以工厂周围和道路两侧为主，并受多种因素的影响。例如，我国北方冬季因供暖排放到大气中的重金属含量明显高于南方，重工业为支柱地区的大气沉降的重金属质量浓度明显高于其平均水平。
2.4 交通运输
随着交通工具的普及，高速公路、城市主干道和铁路等运输线周边的土壤是重金属污染的主要地区。一般而言，距离路面 2~50m 范围内的土壤污染最严重，其中铜、锌、铅、铬和镉是土壤中的主要污染物。
2.5 废弃物的堆积
废弃物的种类多，包括化工、皮革、电镀行业产生的固体废弃物和生活垃圾，其污染范围大，大多以废弃物为中心向四周开始扩散。安徽省南部山区农用地土壤重金属来源中，工矿污染源的贡献率达到 39.6 %。
3、土壤重金属污染的治理措施
3.1 改土法
改土法是指将指标正常的土壤与被污染土壤混合均匀或者将被污染的土壤从表层移除。改土法大多通过上述途径减少土壤重金属含量，降低其危害性。此类方法最早被少数发达国家所运用，具有显著效果，适合各种土壤条件。
日本研究人员曾在如何修复被镉污染的土壤（易引发痛痛病）的研究过程中发现，把受污染土壤的表层去掉，压上实心土，加入水进行适当处理，在此条件下生产的稻米，镉含量小于 0.4 mg/kg，若去除表层土后进行客土，则可以生产出达标的稻米。
3.2 热解吸法
热解吸法即对污染土壤进行加热，达到一定温度后，一些重金属便会挥发，再对其进行收集处理。此技术的缺点是整个过程需要消耗大量能量。另外，如何有效地收集处理挥发物质，也需要更多研究人员进一步探索
3.3 淋洗提取法
淋洗提取法即使化学淋洗试剂与重金属发生作用，形成可溶的重金属离子或者络合物，再对提取液进行回收处理，使被污染土壤得到净化。例此方法也可与植物修复技术相结合，先用淋洗法提取大部分土壤重金属，当去除效率降低时，改用植物修复技术，将这两种技术相结合既可以降低成本，避免淋洗提取后期修复效率降低的问题，也可以缩短植物修复周期，修复效果明显。
3.4 植物修复法
植物修复法利用特殊植物对土壤重金属进行超富集，降低土壤中的重金属含量。
（1）植物提取。利用植物吸收、转运土壤中的重金属并储存在植物体中，经过对植物体的收集处理，可有效减少土壤的重金属含量。例如研究发现，遏蓝菜属植物能有效提取土壤中的锌和镉。Brown 等人在研究中发现，遏蓝菜株中的锌含量为 33 600 mg/kg，镉含量为 1 140 mg/kg，修复效果显著。（2）植物挥发。土壤重金属被植物吸收转化为气态，最后通过挥发将其从土壤中清除。此方法主要适用于清除重金属汞和硒。
（3）利用植物根系改变周围的 p H 值等微环境条件，改变重金属的形态，使其积累于植物根系，达到清除土壤重金属的作用。植物修复技术相比物理化学方法具有节省资金、美化环境、适用范围广、增强土壤肥力等优点。不足之处在于具有超富集作用的植物种类较少，而且植物生长比较缓慢，修复的速率比较低。科研人员为解决这一问题，积极探究如何将植物修复技术与其他方法相结合，以达到更好的修复效果。例如可以添加螯合剂强化植物的修复能力
3.5 微生物修复法
微生物修复技术可以利用特殊的微生物对土壤重金属进行降解转化，使其变成无毒产物。微生物修复主要有 3 种方式。（1）某些微生物可以通过自身产生的酸性物质与重金属作用，使其溶解或沉淀。例如柠檬酸菌在自身代谢过程中会产生的 HPO42-，可与重金属镉离子形成沉淀。
（2）一些微生物可通过氧化还原作用将金属离子氧化为高价金属离子，降低其活性，达到减毒的作用。
（3）微生物可以通过亲和吸附，将重金属离子沉积在细胞内，也可以将其与胞外基质结合，或者进行络合，形成沉淀。有时为更彻底地清除重金属污染物，也会将微生物修复与其他修复方法结合运用。
3.6 动物修复法
土壤中的动物能起到降低土壤中重金属含量的作用。例如在考虑蚯蚓耐受性的基础上使其摄食土壤中的重金属，之后便可以通过各种方法清除土壤中的此类蚯蚓，达到清除土壤重金属的目的。蚯蚓的代谢过程也会使重金属发生钝化，降低毒性。动物修复技术方便简单，节约资金，但治理效率低，仅适用于污染较轻的土壤。
4、结语
越来越严重的重金属污染威胁着社会的可持续发展。虽然目前的修复技术已经广泛应用于各种土壤环境，但是各种技术依然存在着不同的局限，所以大力开发更加高效廉价的新型土壤重金属污染修复技术依然十分必要。除此之外，政府应制定更加严格的管控条例，严查工业排放，督促企业工厂升级设备，控制化学农药使用量，加大土壤保护宣传力度，提高人们保护土壤的意识。
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