何為重金屬污染

重金屬污染指由重金屬或其化合物造成的環(huán)境污染。重金屬指比重大于 5 的金屬，(一般指密度大于 4.5 克每立方厘米的金屬)，約有 45 種，如銅、鉛、鋅、鐵、鈷、鎳、釩、鈮、鉭、鈦、錳、鎘、汞、鎢、鉬、金、銀等。盡管錳、銅、鋅等重金屬是生命活動(dòng)所需要的微量元素，但是大部分重金屬如汞、鉛、鎘等并非生命活動(dòng)所必須，而且所有重金屬超過(guò)一定濃度都對(duì)人體有毒，汞，鎘，鉛，砷，鉻稱(chēng)為“五毒”元素，含有汞、鎘、鉻、鉛及砷等生物毒性顯著的重金屬元素及其化合物對(duì)環(huán)境的污染較大。

重金屬污染的特點(diǎn)

重金屬污染的特點(diǎn)

重金屬產(chǎn)生毒性的濃度范圍較低；一般情況下，重金屬不能被微生物降解，只能發(fā)生形態(tài)的轉(zhuǎn)化；毒性與存在的形態(tài)和價(jià)態(tài)有關(guān)；重金屬污染多為復(fù)合污染，來(lái)源較為復(fù)雜，常以無(wú)機(jī)和有機(jī)混合物的形式進(jìn)入環(huán)境，同時(shí)含有多種金屬，共同產(chǎn)生一定的協(xié)同作用或拮抗作用，對(duì)生物和生態(tài)系統(tǒng)產(chǎn)生影響；重金屬通過(guò)食物鏈進(jìn)行生物放大，進(jìn)入人體，對(duì)人體產(chǎn)生慢性中毒。

重金屬污染在土壤中的特點(diǎn)

在土壤環(huán)境中重金屬污染特點(diǎn)可以分為兩部分：一是土壤環(huán)境中重金屬自身的特點(diǎn)，二是區(qū)別與水體和大氣等介質(zhì)中的特點(diǎn)。重金屬在土壤中形態(tài)變換較為復(fù)雜，多為過(guò)渡元素，有著較多的價(jià)態(tài)變化，且隨環(huán)境 Eh，pH 配位體[2]的不同呈現(xiàn)不同的價(jià)態(tài)、化合態(tài)和結(jié)合態(tài)，毒性與價(jià)態(tài)和化合物的種類(lèi)有關(guān)，有機(jī)態(tài)比無(wú)機(jī)態(tài)的毒性大；重金屬在土壤環(huán)境不易被察覺(jué)，不會(huì)降解和消除，遷移轉(zhuǎn)化形式多樣化，分布呈區(qū)域性；在生物體內(nèi)積累和富集，在人體內(nèi)呈慢性毒性過(guò)程。

土壤重金屬污染的現(xiàn)狀

根據(jù)相關(guān)調(diào)查研究表明，現(xiàn)階段我國(guó)約有近 20% 的土地已經(jīng)受到了嚴(yán)重的重金屬污染，其總計(jì)面積約為 0.11 億 km2，其將引起的后果不堪設(shè)想。不僅如此，我國(guó)農(nóng)業(yè)糧食產(chǎn)量正在以每年一千萬(wàn)噸產(chǎn)量的速度持續(xù)銳減，遭受重金屬污染的糧食產(chǎn)量達(dá)到了上千萬(wàn)噸，直接導(dǎo)致經(jīng)濟(jì)損失達(dá)到 200 億余元。土壤重金屬污染詳細(xì)的表現(xiàn)如下：

土壤重金屬污染呈現(xiàn)區(qū)域性分布

根據(jù)可靠數(shù)據(jù)調(diào)查表明，我國(guó)土壤重金屬污染總體呈現(xiàn)區(qū)域性分布的現(xiàn)象。其中，我國(guó)的東、中、西部地區(qū)由于區(qū)域不同，污染程度存在一定的差異性，以中部地區(qū)污染較為嚴(yán)重，東部與西部地區(qū)的污染相對(duì)較弱。究其原因在于，中部地區(qū)的煤炭礦區(qū)與金屬礦區(qū)較多，其開(kāi)采過(guò)程中導(dǎo)致土壤受到重金屬的污染。

以無(wú)機(jī)元素作為主要污染物

現(xiàn)階段，就我國(guó)土壤污染現(xiàn)狀來(lái)說(shuō)，存在土壤點(diǎn)位超標(biāo)的情況，主要以無(wú)機(jī)元素作為主要污染源，其中主要包括鉛、鉻、鋅、砷、汞、鎘、鎳、銅等無(wú)機(jī)元素。

其中，以鎘元素超標(biāo)點(diǎn)位最多。按照地區(qū)分布情況來(lái)說(shuō)，污染物在地區(qū)間的分布仍然存在一定的差異性。如華南地區(qū)受到砷、汞等重金屬污染較為嚴(yán)重；東北地區(qū)如吉林、遼寧等老工業(yè)基地，受到鉻、砷、汞等重金屬污染較為嚴(yán)重；西部地區(qū)如云南等地受到砷、汞、鎘等金屬污染物較為嚴(yán)重。

土壤重金屬污染治理相對(duì)復(fù)雜

一旦土壤遭受重金屬污染以后，是難以輕易降解的，而耕地如果遭受重金屬污染，基本無(wú)法恢復(fù)。與此同時(shí)，由于土壤之中富含膠體，使重金屬不斷富集，長(zhǎng)此以往，重金屬污染會(huì)越發(fā)嚴(yán)重。隨著人類(lèi)的正常生產(chǎn)與生活等，耕地 PH 值會(huì)發(fā)生一定的變化，土壤中重金屬含量會(huì)因化學(xué)反應(yīng)使其價(jià)態(tài)與形態(tài)都受到不同的影響。除此之外，因土壤重金屬污染是無(wú)法通過(guò)感官進(jìn)行輕易識(shí)別的，因此重金屬污染往往是長(zhǎng)時(shí)間以后才被發(fā)現(xiàn)，這使土壤重金屬污染治理難度不斷加大。

土壤重金屬污染的治理策略

采用工程法治理金屬污染

所謂工程治理法，主要是指替換土壤、客土、深耕翻土等方法。在實(shí)際的土壤治理過(guò)程中，可以按照土壤的污染程度不同而選擇不同的治理方法。對(duì)于輕度土壤污染來(lái)說(shuō)，可以運(yùn)用深耕翻土法；對(duì)于重度土壤污染來(lái)說(shuō)，可以運(yùn)用客土或者換土法。工程治理法是一種原始型的土壤重金屬污染治理法，具備治理效果高、治理徹底等優(yōu)勢(shì)；缺點(diǎn)在于：破壞土質(zhì)結(jié)構(gòu)、治理成本高、治理工程量大、換土無(wú)法處理等，使得土壤水肥嚴(yán)重失衡。

采用物理化學(xué)法治理金屬污染

對(duì)于土壤重金屬污染，采用的物理化學(xué)治理法有：熱解修復(fù)、土壤淋洗、電動(dòng)修復(fù)以及化學(xué)改良等。其中，電動(dòng)修復(fù)技術(shù)是一種創(chuàng)新性的原位復(fù)原技術(shù)，主要是運(yùn)用低功率電流在土壤中引導(dǎo)金屬離子不斷向電極運(yùn)輸，進(jìn)而消除土壤重金屬污染物。這一技術(shù)的優(yōu)勢(shì)有：治理成本低、技術(shù)原理簡(jiǎn)易；缺點(diǎn)在于：治理過(guò)程繁瑣、土壤性質(zhì)復(fù)雜，技術(shù)不成熟。而熱解修復(fù)技術(shù)，主要是加熱土壤，使土壤達(dá)到溫度沸點(diǎn)后充分發(fā)揮氣體，然后經(jīng)過(guò)冷卻處理隔離出土壤污染物。這種方法治理質(zhì)量與處理效率較高，但是工藝繁瑣，需要較高的處理成本。

運(yùn)用生物治理技術(shù)治理金屬污染

對(duì)于土壤重金屬污染來(lái)說(shuō)，生物治理技術(shù)主要是借助于植物、微生物等生物來(lái)降低土壤中的金屬含量或者金屬毒性等，主要分為植物治理與微生物治理等兩種方法。其中，植物治理技術(shù)是針對(duì)積累于土壤中的重金屬污染物，培育可以吸附重金屬的植物來(lái)治理污染，實(shí)現(xiàn)對(duì)土壤重金屬污染的治理。這種方法總體來(lái)看，成本投入較低，技術(shù)工藝較為簡(jiǎn)易，適用范圍相對(duì)廣泛，是一種被廣泛應(yīng)用的土壤治理手段。但是，這種技術(shù)對(duì)于植物的要求相對(duì)較高，治理期限相對(duì)較長(zhǎng)，甚至存在一定的潛在風(fēng)險(xiǎn)。

土壤重金屬污染修復(fù)技術(shù)研究展望

工程措施、物理修復(fù)和化學(xué)修復(fù)重金屬污染土壤，缺點(diǎn)多，大規(guī)模處理污染土壤不現(xiàn)實(shí)，并且會(huì)破壞土壤結(jié)構(gòu)，降低生物活性，使土壤肥力退化，而農(nóng)業(yè)生態(tài)措施又周期長(zhǎng)，效果不明顯。生物修復(fù)以其高效性，良好的社會(huì)、生態(tài)綜合效益而被大眾接受，應(yīng)用前景廣闊。以下幾點(diǎn)將成為未來(lái)研究的熱點(diǎn)：

超累積植物篩選與培育

超累積植物一般生長(zhǎng)緩慢，生物量低，環(huán)境適應(yīng)能力差，且只能吸收一種重金屬。因此，篩選與培育吸收能力強(qiáng)，吸收重金屬種類(lèi)多，且生物量大的植物是生物修復(fù)的一個(gè)重點(diǎn)。

基因工程技術(shù)的應(yīng)用

將篩選與培育出的超累積植物和微生物基因?qū)肷锪看?、生長(zhǎng)速度快、適應(yīng)性好的植物中去已經(jīng)實(shí)現(xiàn)，所以利用基因工程技術(shù)提高植物修復(fù)能力將取得突破性進(jìn)展。

生物修復(fù)綜合技術(shù)的研究

重金屬污染土壤的修復(fù)是一個(gè)整體性的工程，需要多種修復(fù)技術(shù)。植物修復(fù)加上化學(xué)、微生物及農(nóng)業(yè)生態(tài)措施，增加重金屬的生物有效性，促進(jìn)植物的生長(zhǎng)和吸收，能更好地提高土壤重金屬修復(fù)的效率。因此生物修復(fù)綜合技術(shù)前景廣闊。

總之，生態(tài)環(huán)境是時(shí)代永恒的話題，其保護(hù)情況與人類(lèi)生存有著不可分割的聯(lián)系，而土壤作為農(nóng)作物成長(zhǎng)的必要資源，在人類(lèi)生活中至關(guān)重要。因此，相關(guān)部門(mén)應(yīng)該高度重視土壤重金屬污染問(wèn)題，及時(shí)發(fā)現(xiàn)污染源頭，并采取相應(yīng)的策略加以解決。同時(shí)，應(yīng)該建立健全法律法規(guī)制度等，對(duì)工礦行業(yè)的排污情況加以控制，提升人們的環(huán)保意識(shí)，促進(jìn)土壤污染的防治，進(jìn)而恢復(fù)土壤健康，確保環(huán)境可持續(xù)發(fā)展。