土壤重金属污染及防治措施

　　摘要：当前土壤重金属污染是一项重要的问题，其中一部分污染物来自于成土母岩和残落的生物物质，然而更大的部分来自于人类工农业的发展造成的对自然界的破坏与污染，且这种破坏程度正在不断有加重的趋势。
　　
　　关键词：重金属;土壤污染;修复；植物修复
　　
　　一、土壤重金属的来源
　　1、自然环境形成的污染源。土壤重金属污染的一个来源是自然界本身的变化形成的。由于自然界的风雨变换，岩石受到了风化的反应。因为一些岩石含有不少的重金属元素，除了抗风能力强的岩石如石英受影响较小，基本很少会出现重金属物质风化泄露的问题外，一些抗风能力弱的岩石如碳酸盐类岩石就会较明显的影响到土壤中的重金属含量。另外，大气中也存在着一定的重金属，诸如火山爆发、森林火灾、风力扬尘这些自然状况发生的都会出现重金属物质悬浮在空气中，在降尘之后进入土壤，从而造成土壤重金属污染。一旦这些污染物被植物、水体吸收，还会进一步影响到更大的范围。最后，自然界的土质污染也是土壤重金属污染的一个主要源头，由于岩浆以及重金属本身的质变作用，部分含有大量重金属物质的工业矿床会随着地下水、土壤层本身的发育变化而发生性质改变，一些被搬运的突然和岩石物质会含有大量的重金属物质。
　　2、人为因素造成的土壤重金属污染。现代生活节奏越来越快，各种城市化的脚步也越来越快，工农业面临着大跨步式发展。工农业生产中各种有色金属的应用非常广泛，这就直接造成了重金属的环境污染。一些工矿企业，诸如采矿、冶金、纺织染料等等企业的重金属排放都是比较严重的，经常可见在这些企业对外排放的废水呈现深黑色、恶臭的状态。当然了，由于这些企业通常只在一些地区造成局部地区的土壤重金属污染，然而城市中的突然重金属污染同样不可小觑，最为严重的就是汞和铅的污染，如汽油的燃烧就造成了重金属污染物的排放，另外，农业中化肥、农药也是土壤重金属污染的主要始作俑者。由于化肥本身的原料中就含有一定的重金属物质，因此长期使用化肥务必会使土壤造成不可逆转的重金属污染。
　　
　　二、重金属污染土壤的治理途径
　　1、改土法。此法适用于小面积污染严重的土壤治理,一种方法是在被污染的土壤上覆盖一层非污染土壤;另一种方法是将污染土壤部分或全部换掉,覆土和换土的厚度应大于耕层土壤的厚度.此方法最早在英国、荷兰、美国等国家应用,对于降低作物体内重金属含量,治理土壤重金属污染是一种切实有效的方法.但是,由于该方法需花费大量的人力与财力,并且在换土过程中,存在着占用土地、渗漏、污染环境等不良因素的影响.因而,并不是一种理想土壤重金属污染的治理方法.
　　2、电化法。此法是由美国路易斯安那州立大学研究出的一种净化土壤污染的原位修复的方法,也可称为电动修复(Electroremediation).此法在欧美一些国家发展很快,已经进入商业化阶段.其原理是,在水分饱和的污染土壤中插入一些电极,然后通一低强度的直流电,金属离子在电场的作用下定向移动,在电极附近富集,从而达到清除重金属的目的,对Cr的清除效果要优于其它几种重金属.采用的电极最好是石墨,因为金属电极本身容易被腐蚀,容易引起二次土壤污染.电极的多少、间距及深度,电流的强度一般根据实际需要而定.此法经济合理,特别适合于低渗透性的黏土和淤泥土,每立方米污染土壤需要100美元左右.而且,可以回收多种重金属元素.但对于渗透性高、传导性差的砂质土壤清除重金属的效果较差.
　　3、冲洗络合法。用清水冲洗重金属污染的土壤,使重金属迁移至较深的根外层,减少作物根区重金属的离子浓度.为防止二次污染,再利用含有一定配位体的化合物冲淋土壤,使之与重金属形成具有稳定络合常数的络合物;或用带有阴离子的溶液,如碳酸盐、磷酸盐冲洗土壤,使重金属形成化合物沉淀,已有研究表明,CaCO3在酸性红壤和K2HPO4对碱性的碳酸盐褐土重金属Cd污染的治理效果较为显著[9].此种方法适用于对面积小、污染重的土壤治理,但同时也容易引起某些营养元素的淋失和沉淀.
　　4、热处理法。对于具有挥发性的重金属汞,热处理法可将其有效地从土壤中清除去.其原理是向汞污染土壤通入热蒸汽或用低频加热的方法,促使其从土壤中挥发并回收再处理.在处理土壤时,首先将土壤破碎,向土壤中加入能够使汞化合物分解的添加剂.然后,再分两个阶段通入低温气体和高温气体使土壤干燥,去除其它易挥发物质,最后使土壤汞汽化,并收集挥发的汞蒸汽.有试验表明,应用热处理法可使砂性土、粘土、壤土中Hg含量分别从15000mg/kg、900mg/kg、225mg/kg降至0.07mg/kg、0.12mg/kg和0.15mg/kg,回收的汞蒸汽纯度达99%.热处理法对于修复Hg污染土壤是一种行之有效的方法,并可以回收Hg.它的不足之处是易使土壤有机质和土壤水遭到破坏,而且需消耗大量能量。
　　总之,用工程治理土壤重金属污染,对于污染重、面积小的土壤具有治理效果明显、迅速的优点,但对于污染面积较大的土壤则需要消耗大量的人力与财力,而且容易导致土壤结构的破坏和土壤肥力的下降。
　　
　　三、结语
　　以上谈到的这些处理土壤重金属污染的方法经实践证明都有较好的效果，相关研究人员又发现了植物对重金属污染的防治技术，这是对付土壤重金属污染的更好方式。一些对重金属富集能力较强的植物往往是植株矮小，生长速度慢，且容易受到生长环境的限制，但是与常规的填埋法比起来仍然有很大的优势，因此我们下一步应该加大对植物的筛选和修复技术的研究，从而提高土壤重金属污染的处理力度。
　　
　　参考文献：
　　[1]李录久,许圣君,李光雄,张祥明,王允青,刘英,况晶.土壤重金属污染与修复技术研究进展[J]安徽农业科学,2004,(01).
　　[2]陈怀满.土壤—植物系统中的重金属污染[M].北京:科学出版社,1996:71-85
　　[3]何电源,王凯荣,胡荣桂.农田土壤污染对作物生长和产品质量影响的研究[J].农业现代化研究,1991,12(增
　　刊):1-8

《土壤重金属污染及防治措施》

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