重金属污染原因(6篇)
重金属污染原因篇1
关键词：土壤污染重金属危害修复方法
土壤是人类赖以生存的主要自然资源之一，也是人类生态环境的重要组成部分[1-2]。随着近年来经济发展，工农业生产不断扩大，所产生的废水和废渣也不断增多，不但破坏地表植被，而且其中有毒有害重金属还随废水的排放及废渣堆的风化和淋滤进入周边土壤环境[3-6]。目前我国受镉、砷、铬、铅等重金属污染耕地面积近2，000万公顷，约占总耕地面积的1/5，其中工业“三废”污染耕地1，000万公顷，污水灌溉的农田面积已达330多万公顷。
1.土壤重金属污染的定义
在自然界，重金属以各种形态存在，常见的金属元素有铜、铅、锌、铁、钴、镍、锰、镉、汞、钼、金、银等；其中既有对生命活动所需要的微量元素，如锰、铜、锌等；但大多数重金属元素在环境中对环境都会有一定的污染作用，主要包括汞、镉、铅、铬以及类金属砷等对生物体具有显著毒害作用的元素[7]。重金属的密度一般在4.0以上，约60种元素。但是由于不同的重金属在土壤中的毒性差别很大，所以在环境科学中人们通常关注锌、铜、钴、镍、锡、钒、汞、镉、铅、铬、钴等。砷、硒是非金属，但是它的毒性及某些性质与重金属相似，所以将砷、硒列入重金属污染物范围内。由于土壤中铁和锰含量较高，因而一般不太注意它们的污染问题，但在强还原条件下，铁和锰所引起的毒害亦应引起足够的重视。
土壤重金属污染是指由于人类在生产活动中将重金属带入到土壤中，致使土壤中重金属累积到一定程度，含量明显高于背景，并可造成土壤质量的退化、生态与环境的恶化现象[8]。土壤本身含有一定量的重金属元素，如植物生长所必需的Mn、Cu、Zn等。因此，只有当叠加进入土壤的重金属元素累积的浓度超过了作物需要和忍受程度，作物才表现出受毒害症状，或作物生长并未受害但产品中某种金属的含量超过标准，造成对人畜的危害时，才能认为土壤已被重金属污染[9]。如土壤环境质量标准值（GB15618-1995）[10]。
2.土壤中重金属的来源、种类
土壤重金属污染主要是由工业产生的“三废”以及污水灌溉、农药和化肥的不合理施用等农业措施引起的。随着工农业生产的发展，重金属对土壤和农作物的污染问题越来越突出，部分地区土壤重金属污染现象十分严重。总体来讲，土壤重金属污染源较广泛，即有自然来源，又有包括人类活动带入土壤的部分，目前主要来源为人为因素。主要包括大气尘降、污水灌溉、工业废弃物得不当堆放、采矿及冶炼活动、农药和化肥的过多施用等[11-12]。
2.1污水灌溉
污水灌溉通常指的是使用经过一定处理的城市污水灌溉农田、森林和草地。中国水资源较为紧缺，部分灌区常把污水作为灌溉水源来利用。污水的种类按其来源可分为城市生活污水、石油化工污水、工业矿山污水和城市混合污水等。城市生活污水中重金属含量虽然不多，但由于我国工业发展迅速，许多工矿企业污水未经分流处理而排入下水道与生活污水混合排放，从而造成污灌区土壤Hg、As、Cr、Pb、Cd、Zn等重金属含量逐年累积[15-16]。在分布上，往往是靠近污染源头和城市工业区土壤污染严重，远离污染源头和城市工业区，土壤几乎不受污水中的重金属污染。
污灌在北方比较严重，因为我国北方比较干旱，水资源短缺严重，并且许多大城市都是重工业大城市，所以农业用水更加紧张，污水灌溉在这些地区较为普遍。据统计，我国北方旱作地区污灌面积约占全国90%以上。南方地区相对较小，仅占6%，其余则在西北地区。污灌不仅导致土壤中重金属元素含量的增加，而且还会在人体内富集。研究显示我国沈阳、温州和遂昌等地由于污水灌溉引发了人体镉中毒；鞍山宋三污灌区土壤中Hg、Cd的累积显著，污染严重；用处理过的污水灌溉是解决干旱地区作物需水问题的一条可行途径。但由此导致的土壤污染特别是重金属污染必须引起重视。
2.2农药和化肥污染
农药和化肥是重要的农用物资，对农业生产发展起到重要的推动作用，但如果不合理施用，则可导致土壤中重金属污染。部分农药在其组成中含有Hg、As、Cu、Zn等重金属元素，过量或不合理使用将会造成土壤重金属污染。肥料中含有大量的重金属元素，其中氮、钾肥料含量相对较低，而磷肥中则含有较多的有害重金属，另外复合肥的重金属含量也相对较高。施用含有重金属元素的农药和化肥，都可能导致土壤中重金属的污染。
2.3矿山开采和冶炼加工
我国重金属矿产相对丰富，在金属矿山的开采、冶炼过程中，会产生大量废渣及废水，而这些废渣和废水随着矿山排水和降雨进入土壤环境中，便可直接地造成土壤重金属污染，这在我国南方地区表现得尤为突出。
3.重金属污染的特点及危害
3.1重金属元素污染土壤的主要特点
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，二是重金属元素在不同介质中所表现的特点。具体特点如下：（1）形态变换较为复杂，重金属多为过渡元素，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。重金属形态不同则其毒性也不同；（2）有机态比无机态的毒性大；（3）毒性与价态和化合物的种类有关；（4）环境中的迁移转化形式多样化；（5）生物毒性效应的浓度较低；（6）在生物体内积累和富集；（7）在土壤环境中不易被察觉；（8）在环境中不会降解和消除；（9）在人体内呈慢性毒性过程。（10）土壤环境分布呈区域性；
过量的重金属会引起动植物生理功能紊乱、营养失调、发生病变，重金属不易被土壤微生物降解，可在土壤中累积，也可通过食物链在人体内积累，危害人体健康。土壤一旦遭受重金属污染，就很难彻底消除，污染物还会向地下水和地表水中迁移，从而扩大其污染。因此重金属对土壤的污染是一类后果非常严重的环境问题。
3.2人类因土壤重金属污染而遭受的危害[25]
（1）土壤污染使本来就紧张的耕地资源更加短缺；（2）土壤污染给农业发展带来很大的不利影响；（3）土壤污染中的污染物具有迁移性和滞留性，有可能继续造成新的土地污染；（4）土壤污染严重危及后代人的利益，不利于可持续发展；（5）土壤污染造成严重的经济损失；（6）土壤污染给人民的身体健康带来极大的威胁；（7）土壤污染也是造成其他污染的重要原因。
4.对重金属污染的防治及修复
4.1对土壤污染的预防
目前，仍未找到可广泛应用且行之有效的重金属污染治理方法，但控制污染源，是防止土壤污染的根本措施之一，同时利用土壤的自净作用对污染物净化具有一定的预防作用。控制土壤重金属污染源，即控制进入土壤中的重金属污染物的数量和速度，通过土体自身的净化作用，降低污染。
（1）控制和消除工业“三废”
尽量利用循环无毒工艺，减少和消除重金属污染物的排放，对工业“三废”进行回收改善，使其化害为利，并严格控制工业生产中污染物排放量和浓度，使之符合排放标准。
（2）土壤污灌区的监测和管理
在污灌区对灌溉污水的重金属元素进行控制，监测水中重金属污染物质的成分、含量及其变化，避免引起土壤污染。
（3）合理施用化肥和农药
对于农药和化肥的施用，应以环保无毒为准则，禁止或限制使用高残留农药，大力发展高效、低毒、低残留农药，发展生物防治措施。为保证农业的增产，合理施用化学肥料和农药是必需的，但需控制好施用量，否则会造成土壤或地下水的污染。
（4）土壤容量和土壤净化能力的提高
在农业生产过程中，施用有机肥，改良松散型沙土，改善土壤胶体的种类和数量，增加土壤对有害重金属的吸附能力和吸附量，从而减少重金属在土壤中的生物有效性。利用微生物品降解土壤中的重金属，提高土壤净化能力。
4.2土壤中重金属污染的修复方法
（1）工程措施
工程治理措施是指在土壤环境中，用物理或物理化学的原理来减少重金属污染物的措施。主要包括客土，换土，翻土，淋洗液热处理以及电解等方法。以上方法措施的治理效果相对彻底，但实工过程复杂、所需治理费用较高且比较容易引起土壤肥力效果降低。
（2）生物措施
生物治理是指利用能够在土壤中生存的生物的某些习性来抑制和改良土壤重金属污染。NandaKumarPBA等发现某些特殊植物对土壤中的重金属元素具有富集作用。寇冬梅等研究认为食用菌对重金属具有吸附作用。所用方法有动物治理，微生物治理，植物治理等。生物措施的优点是实施较为简便易行、投资较少且对环境破坏小，而缺点是在短期内不易得到治理效果。
（3）化学措施
化学治理方法是利用化学物质和天然矿物对重金属污染进行的原位修复技术，目前，在许多区域得到应用。化学治理措施主要包括利用土壤改良剂、抑制剂，增加土壤有机质、阳离子代换量和粘粒的含量，改变pH、Eh和电导等理化性质，使土壤重金属发生氧化、还原、沉淀、吸附、抑制和拮抗等作用，以降低重金属的生物有效性。化学治理措施优点是治理效果相对较明显，而缺点是容易再度活化。
（4）农业措施
农业治理措施是通过改变耕作方式和管理制度来达到降低土壤重金属危害的方法。M.Puschenreiter等探讨了利用农业耕作措施治理土壤重金属的方法，得出在不同污染地区种植不同的农作物可有效降低重金属的污染。治理方法主要包括控制土壤水分，选择合适的农药、化肥，增施有机肥，选择农作物品种等。农业治理措施的优点在于操作简单、费用不高，而缺点是需要较长治理周期却治理效果不显著。
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重金属污染原因篇2
关键词：土壤；重金属污染；修复标准；效果评价
引言
在进行土壤重金属污染修复的过程中，土壤本身的特性也会随之变化，土壤中重金属污染物的减少，并不意味着土壤从生态学的角度就是清洁的和安全的。因此，重金属污染的土壤经修复后能否够达到我们对于修复效果的预期、土壤的生态功能能否最大限度的恢复，我们就需要通过科学的方法进行评价，从而确定修复后的土壤能否达标，能否从根源消除土壤污染对人类健康和生态系统产生的威胁。
1土壤重金属污染评价方法
主要的土壤重金属污染评价方法包括单因子污染指数法、内梅罗综合污染指数法、潜在生态风险指数法，具体方法如下：
1.1单因子污染指数法
该方法是基于单因子污染指数法对土壤中各种重金属做单一污染评价，其公式如下：
Pi=Ci/Si
式中：Pi为土壤中污染物i的环境质量指数；Ci为污染物i的实测质量分数（mg・kg-1）；Si为污染物i的评价标准（mg・kg-1）[1]，一般取二类标准。
1.2内梅罗综合污染指数法
该方法是综合考虑个重金属的污染情况，从而更加全面反应重金属的联合污染程度，同时突出某一种严重污染的重金属的危害，其公式如下：
P综=■
式中：P综为某地区的综合污染指数；（Ci/Si）max为土壤污染物中污染指数最大值；（Ci/Si）av为土壤污染物中污染指数平均值。P综>1表示污染，P综
1.3潜在生态风险指数法
该方法是将重金属的含量、生态影响及毒性特点综合在一起考量的，其公式如下：
式中：T■■为重金属i的毒性相关系数；P■■为重金属i的污染参数；E■■为重金属i的单因子潜在风险，能反应各种金属的风险程度；Ri为重金属综合因子潜在生态风险指数，能反应多重重金属的综合风险。
2土壤重金属污染修复效果评价方法
主要的土壤重金属污染修复效果评价方法包括形态分析评价、植物毒性评价、陆生无脊椎动物评价、土壤微生物评价，具体方法如下：
2.1形态分析评价
该方法通常采用连续提取来描述土壤中重金属形态的分布。连续提取法主要分为分步提取法和BCR法。土壤中重金属的形态分为可交换态、有机结合态、碳酸盐结合态、铁锰氧化态和残渣态为主。而BCR连续提污染土壤修复的过程中，对修复后的土壤进行观察，并结合科学的方法及土壤进行诊断和评价。可以明确判断修复后的土壤是否达到我们预期，以及是否消除土壤重金属污取法通常将土壤中重金属的形态分为氧化还原态、酸溶态、残渣态，其中氧化还原和酸溶态的重金属形态容易被植物吸收利用，而可氧化态和残渣态比较稳定，不易被植株吸收利用，采用ICP-MS测定土壤修复前后重金属形态含量的变化来判断土壤重金属污染的修复效果。
2.2植物毒性评价
该方法是通在修复后在土壤中栽种植物，结合植物的生长状况、出苗率，以及生物量使植物体内酶活性的变化和植物体内重金属的量富特征，来表征经过土壤修复后重金属在土壤中毒性的变化，其原理是大多数重金属离子与外源物质结合后，就具备了在土壤中迁移和被植物吸收的可能。而植物在土壤中的形态变化特征可以通过肉眼观察，以及通过分子或细胞水平上对植物毒性评定，从而判断土壤重金属污染的修复效果，该法具有测定灵敏度高、测定周期较短的优点。
2.3陆生无脊椎动物评价
该方法是将不同的陆生无脊椎动物或对土壤具有敏感指示的动物作为研究的对象，将它们投放在经修复的重金属污染的土壤中，通过记录经修复的土壤对这些动物的危害影响程度来评价对重金属污染修复效果。
2.4土壤微生物评价
该方法是结合土壤中蕴含的大量且种类繁多的微生物，由于微生物直接或间接的能够参与土壤中的气体交换和降解土壤肥料等。因此可以通过检测经修复土壤中微生物的相关参数，从而来判断来判断土壤重金属污染的修复效果。
3展望
土壤重金属污染及修复评价过程中，涉及多门学科的相互交叉，其中包括生态学、环境科学、土壤学、地理学、生态毒理学、灾害学等，而整体的评价又是一个复杂的过程，无论是对于基础的理论研究还是在实践的工作都存在着较大的不足，因此，需要我们在以后的研究工作不断地深入和完善评价方法，才能使评价结果更为切实有效。
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重金属污染原因篇3
关键词：土壤；镉污染；来源；治理方法
中图分类号：F301.11文献标识码：A文章编号：1674-0432（2012）-04-0087-2
随着人们生活水平不断的提高，人们对生活质量的要求与日俱增。食品安全也日益被人们所重视，食品中重金属成为危害人体健康的一个重要因素。土壤中的重金属随着时间的变化从土壤—作物—人体也逐渐发生着迁移。近年来镉污染尤其严重，在我国由镉等重金属引起的土壤污染问题已有较多报道。在上世纪80年代中期对南方某省镉污染水灌溉导致的污染地区所做的研究表明，大米镉含量超标率为71.69%，肉禽蛋类未超限量。2005-2009年对南方某省食品镉污染情况进行的调查，镉的检出率为64.4%，超标率为7.3%；镉超标食品涉及粮食、水果、食用菌、水产品、动物内脏等，说明在某些地区镉污染情况已经比较普遍。
1镉危害
土壤镉含量的增加会使土壤中细菌、固氮菌的数量明显减少，会破坏植物体中的叶绿素，减少根系对水分和养分的吸收，抑制根系对氮的固定和硝酸还原酶活性[1]。镉通过食物链进入人体后，与人体内的特定蛋白质及各种酶发生强烈反应使它们失去活性，并在人体某些器官中积蓄起来造成慢性中毒，同时还干扰铜，钴，锌在体内的正常代谢，诱发各种疾病，甚至死亡[2]。
2镉来源
2.1工业污染
一些良田周围有单个或者多个工厂，有一条或者数条公路，工厂废气，汽车尾气中的镉进入土壤中最主要方式都是通过大气沉降。如瑞典中部Falun市区的镉污染，工厂废气中的镉，由于风的输送，从工厂中扩散到周边地区[3]。
2.2工业污泥利用
污泥是由水和污水处理过程中所产生的固体沉淀物，它具有含水量高，有机质含量高的特点，并且含有大量植物所必需的营养成分，如氮、磷、钾等和各种微量元素，同时具有不板结土壤，肥效高于一般农家肥和可以降低农业生产成本的优点，因此施用污泥既可肥田，又有利于土壤质量的改良[4]。但同时污泥中也程度不同地含有As，Cd等重金属元素，农田被迫接受着来自市政的污泥，其中使农田重金属含量升高的主要原因是土壤接受了来自城市污水处理厂所产生的污泥和被工业废水污染过江河湖泊的底泥。且土壤一旦遭受重金属污染，难以彻底消除[5]。
2.3土壤肥料污染
肥料分为化肥和有机肥两种，重金属进入两种肥的途径也是截然不同的。
化肥中重金属含量比有机肥的要少得多。化肥中的镉元素主要是来自如磷酸二铵等磷肥。在生产重钙和过磷酸钙过程中，由于有磷矿直接进入最终产品，所以含镉量高于用磷酸加工的磷酸一铵和磷酸二铵等产品，虽然热法磷酸工艺使其后加工产品中的镉含量降低，但是此法由于经济原因不用作肥料的加工。因此所选择的磷矿直接关系到最终产品中镉含量。在湿法磷肥加工过程中，磷矿石中大约70%-80%的镉最终会被转移至磷肥中。
中国磷肥大部分使用的是低镉磷矿资源，磷矿中含镉量一般低于3mg/kg，俄罗斯科拉磷矿含磷量也较低。而进口磷肥主要来自美国、摩洛哥等地区，磷矿含镉量则高达60-120mg/kg[6]。
有机肥料大多数是动物粪便和秸秆的混合物。近来年我国迅速发展的禽畜养殖业，其禽畜粪便成为有机肥主要来源，但我国禽畜饲料在生产中存在超量加入重金属元素现象[7]。当饲料在使用矿物质饲料原料时就可能造成镉的污染，特别是在使用加工不完全的锌矿物质原料时就会人为造成饲料中镉的污染，因此矿物质饲料原料使用不当是造成饲料中镉污染的主要原因。尤其是一些小作坊，为了降低成本，采用廉价原料或者恶意掺假用皮革粉掺入鱼粉并采用低劣的加工方法生产饲料，使其重金属含量升高，由此动物粪便和相应有机肥重金属含量也会升高。所以重金属的污染主要来自有机肥料。而且重金属在有机肥中会有所积累，因为有机肥中有机物主要由纤维素、半纤维素、胡敏酸、胡敏素、富里酸及简单有机物组成。其中活性较高的组分为胡敏酸、富里酸和低分子有机物，对重金属有强烈的吸持作用，在生产或制作过程中存在外源重金属污染物，则会导致重金属在有机肥中的积累[8]。
3镉活化机理及施肥对其影响
镉进入土壤后，被植物吸收过程是十分复杂的。它必须经过活化作用变成离子形式进入土壤溶液中才能被植物吸收。根据重金属元素在土壤中的活性大小可分为：可交换态、铁锰水合氧化物结合态、有机结合态、碳酸盐结合态和残留态[9]。残留态的重金属含量可以代表重金属元素在土壤中的背景值，除了它之外，其他形态都可以直接或者间接的被植物吸收。而吸收的部位则是植物的根际，所以根际环境直接影响着重金属固定，活化和吸收。例如根际的pH值、Eh值、根分泌物和根际微生物。大量试验也表明根系分泌物可以酸化，螯合还原重金属，从而使重金属成为植物可吸收的状态。植物体选择性的吸收土壤中的营养物质，也被迫的吸收着过量的重金属。通常pH值的降低，将促使碳酸盐态镉溶解，释放转化为可交换态镉[10]，无疑要加重污染。所以植物被重金属毒害一般发生在酸性条件下。
施用的肥料对重金属也有很大的影响。大量实验证明：氮肥能改变土壤中重金属镉的活性，加强对镉的吸收。而对于磷肥而言，有促进对重金属镉吸收的，也有抑制其吸收的。如磷酸盐能促进土壤镉的吸收，钙镁磷肥却能抑制植物吸收镉[11]。
4重金属污染治理
4.1客土法
此法就是向受到污染的土壤中加入大量的未污染土壤，覆盖其表面或者均匀的混合，尽量避免重金属元素与根系的接触或者使污染物含量下降到临界危害含量以下，从而达到减轻危害的目的。此法适用于污染面积不大的被污染土壤。但对于某些污染面积很大的土壤并不适用，因为成本太高，操作复杂。
4.2翻耕法
这种方法的原理是稀释耕层中污染物浓度，把污染物质浓度高的上层翻至下层，浓度低得就由下层翻至上层。当然这种方法也有一定的局限性，如耕层下面的污染物浓度也非常高或者是土层浅薄，则这个方法无效。
4.3化学治理措施
化学治理主要的方法就是向土壤中投入抑制剂，改良剂，增加土壤有机质，和粘粒的含量，阳离子代换量改变土壤中的Eh,Ph和电导等物理化性质，使土壤中的镉发生氧化还原等作用，从而降低镉的生物有效性[12]。土壤中的PH对镉活性影响很大，随着PH升高，可增加土壤表面负电荷对Cd2+的吸附。再者是投入石灰性物质，如碳酸钙，熟石灰等，使其生成沉淀活性逐渐降低。这也是在被镉污染的土壤上施用石灰从而降低植物吸收镉的有效方法之一。在土壤中增施易溶性正磷酸化合物，一方面可以提高土壤中磷含量，另外可促使重金属形成不溶性化合物，尤其是土壤污染比较严重时更加有效，因为要使重金属形成难溶性沉淀，就需要有一定浓度的该种重金属盐形成饱和溶液以保证使之产生沉淀。易溶性正磷酸化合物对镉的抑制作用同样有效。Gworek用膨润土合成沸石等硅铝酸盐作为添加剂可以钝化土壤中重金属，显著降低了受镉污染土壤中镉的作用浓度[13]。杨景辉研究表明，施用磷酸盐类物质可使重金属镉形成难溶性的磷酸盐[14]。李明德等通过人工模拟污染、盆栽试验的方法，研究了海泡石对镉污染土壤的改良效果，结果表明海泡石不仅能抑制空心菜对镉的吸收，还可降低镉在土壤中的有效性，也可作为土壤镉污染的改良剂[15]。
4.4农业生态修复措施
农业生态修复措施是依据可持续发展的战略思想，因地制宜的改变一些耕作习惯，从而减轻镉的危害，在被污染土壤中种植不吸附镉的植物或种植吸附镉植物将其移除以提高土壤质量[12]。选择抗污染的植物和不在镉污染的土壤种植进入食物链的植物。例如在含镉100mg/kg的土壤上改种苎麻，五年后，土壤的镉含量平均降低27.6%；因地制宜地种植玉米、水稻、大豆、小麦等作物[16]。
4.5生物修复
生物修复就是利用有某些特定的动植物去吸附或者吸收污染物质，从而降低污染物在土壤中的浓度。包括微生物修复，低等动物修复和植物修复。如微生物，蚯蚓，藕等。对镉有强吸附能力的植物有蕨类和十字花科植物。
植物修复技术是指将某种特定的植物种植在重金属污染的土壤上，该种植物对土壤中的污染元素具有特殊的吸收富集能力，将植物收获并进行妥善处理(如灰化回收)后即可将该种重金属移出土体，达到污染治理与生态修复的目的[17]。植物修复包括植物吸收，植物固定，植物挥发等，现在运用最广的是植物吸收。如：彭克俭表明龙须眼子菜能有效的从溶液中去除镉和铅，也可把它干样作为吸附剂去除工业中的镉和铅[18]。潘志明等采用正交试验法对肾蕨进行盆栽，通过对肾蕨根茎叶系列样品中镉进行分析，发现肾蕨对镉有较好的富集作用[19]。张志杰等用凤眼莲对含镉废水进行7-10天的养殖净化，去除率可达62%-89%[20]。刘威等人通过野外调查和温室试验，发现并证实宝山堇菜(Violabaoshanensis)是一种富集镉能力很强的植物。证明堇菜可以超量的吸附镉[21]。吴双桃研究表明，美人蕉可从土壤中带走大量的镉，它适合种植于低浓度污染土壤，在镉污染环境的修复方面具有良好的应用前景[22]。1989年，Baker在欧洲中西部发现了天蓝褐蓝菜，一种能富集Cd含量高达2130mg/kg的十字花科植物[23]。与传统的修复方法相比，植物修复具有绿色、环保、经济等优势。但是植物修复目前尚处于试验阶段，无法大规模大面积的进行实地修复，面对日益严重的重金属污染，当务之急还是要完善该技术，提高植物修复效率。
5建议
（1）污染较大的工厂应该建于居民区和农田的下风向，防止重金属由风输送进入土壤中。
（2）尽量少用工业污泥灌溉良田，或者先对工业污泥做相应的处理，减少工业污泥中重金属和有害物质。
（3）对减少工业化有机肥中重金属来说，主要从两方面来减少重金属污染。首先从饲料方面，要严格遵守国家关于微量元素添加量的有关规定，从根源上减少动物饲料里重金属含量。对动物粪便中加碳酸钙发酵堆制等方法，可钝化重金属离子，降低重金属离子对土壤危害。
（4）在被污染区先行种植吸附重金属性强的植物，把土壤中重金属含量降到最低，达到相关要求后，再种植可使用作物。或者直接选育抗性强，吸收量少的农作物品系在污染区推广种植。
6总结
镉污染及重金属污染的防治不单是单个技术问题和某个单位的责任，而是全面的技术问题和整个社会责任，需要有关部门和全部社会有机结合起来，加强环境管理，有效解决环境问题，为我们的子孙后代创造一个更美好的明天。
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重金属污染原因篇4
关键词蔬菜；重金属；污染；防治措施；广东东莞
中图分类号X56文献标识码A文章编号1007-5739（2016）13-0227-01
东莞市位于广东省中南部，属珠江、东江冲积平原，土地肥沃，有丰富的土地、森林资源，濒临南海，地处北回归线以南，属于南亚热带海洋性气候，年平均气温22.3℃，降水量1780.4mm，日照量1780.4h，具有良好的农业生产气候条件。蔬菜在东莞农业生产中占据了极其重要的地位，一直以来是我国供港蔬菜的生产和出口基地，2014年东莞蔬菜的播种面积保持在2万hm2左右，随着经济的发展，大量工厂产生的废气废水致使蔬菜中重金属检出率很高[1]。蔬菜重金属污染问题不仅影响了东莞市蔬菜出口和菜农收入，还影响消费者的健康。本文在综述东莞蔬菜重金属污染状况的基础上，提出生产过程中的多种防治措施。
1蔬菜重金属污染现状
近年来，东莞城市化和工业化快速发展，大量工厂的出现，给农业土壤带来了严重的污染过，特别是土壤重金属污染。经过调查，珠江三角洲典型地区中山市与东莞市铅、镉的污染比较严重，平均有13.2%的蔬菜样品中铅与镉的含量超过国家卫生标准的允许量[2]。土壤中镉污染为5种重金属中最严重，平均污染指数超过警戒线4倍，为严重污染等级[1]。东莞市菜地土壤整体受到了轻度的重金属污染，以西北部污染较为严重，东北部污染最轻[3]。东莞市土壤中主要受到Cd和Hg污染，许多蔬菜对重金属都有积累能力，例如芥兰对汞和铬积累的能力较强，空心菜、白菜和油菜对铅、镉的积累能力强。
2蔬菜重金属污染来源
2.1大气污染
东莞市有一些大型的蔬菜基地位于交通繁忙地带或毗邻高速公路。大气污染主要来源于工业生产、汽车尾气排放。大量的有害气体和粉尘中含有重金属。气体中的重金属经过自然沉降和水沉降进入土壤。污染物以二氧化硫、烟尘和粉尘为主，其次还有氮氧化物、一氧化碳、硫化氢、氟、铅等。
2.2水污染
东莞市的蔬菜用地环境受到周边企业工业“三废”、城镇生活垃圾和农业垃圾等涌入河道，使得河道里的水资源受到污染，污水中的重金属随着灌溉进入农田。
2.3土壤污染
土壤污染表现在肥料元素积累过多、多种重金属污染严重、农药和有机物污染物残留量高等方面。过度施肥造成土壤酸化，导致土壤盐渍化，土壤中的污染物主要包括Hg、Cd、As、Zn、Pb等重金属。
3防治措施
随着社会的不断发展，环境污染问题日益突出。蔬菜重金属污染具有潜伏性、地域性、长期性、难治理性等特点，其防治应坚持“预防为主，防治结合、综合治理”的基本方针。针对东莞蔬菜重金属污染提出几点防治措施。
3.1合理规划蔬菜生产基地
随着社会工业经济的不断发展，城镇化水平不断提高，工业产区与农业生产区不断向郊区转移。蔬菜生产基地应该远离工业产区和城市生活污染区，选择环境较好的地区作为蔬菜生产基地。除此之外，对基地的环境要进行实时动态监测与评价。
3.2隔绝污染源，控制重金属流入食物链
治理重金属污染问题，首先最重要的是从源头上做起，控制和消除污染源。在农业生产方面，减少化肥和农药的使用量，减少其在土壤中的残留。此外，对于用来灌溉的水源，要制定相应的标准，禁止使用污水进行灌溉。土壤中的重金属主要通过植物的吸收积累，进而通过食物链对人体造成危害。因此，控制植物对重金属的吸收，可减少其在植物可食部分的积累量。
3.3根据不同蔬菜累积重金属的能力，合理布局
对于不同区域主要污染重金属，筛选出选择可食部分低累积重金属的蔬菜作物或对污染重金属有强抗性的蔬菜品种栽培，并合理安排茬口进行轮作。
3.4改良土壤结构，提高土壤重金属污染的抵抗能力
从源头上改善土壤的组成与结构，从而减少土壤中的重金属，降低作物对重金属的吸收累积量。改变土壤中重金属的存在形态，如增加有机肥的使用量，可增加土壤胶体对重金属的吸附能力，使得重金属元素不易被作物吸收，也可促使土壤中某些重金属的形态发生变化，从而有效降低其毒性[4]。
4参考文献
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重金属污染原因篇5
关键词：汾江河；重金属；潜在生态危害；评价
收稿日期：2011-03-31
作者简介：罗美（1984―），女，广东兴宁人，助理环境工程师，主要从事环境污染源（废水）的监测与分析工作。
中图分类号：X701
文献标识码：A
文章编号：1674-9944（2011）06-0023-04
1引言
汾江河是佛山市的母亲河,全长13.4km。随着佛山市经济的迅猛发展,城市人口的急剧增多,汾江河两岸的工业发展,印染、塑料、陶瓷、洗涤类和造纸等工业废水排入,严重污染了河道。水体沉积物既是重金属污染物的汇集地,又是对水质有潜在影响的次生污染源。重金属污染物进入水体后能较快地转移至沉积物和悬浮物中,结合了重金属的悬浮物在被水流搬运过程中,当其负荷量超过搬运能力时,便逐步转变为沉积物。沉积物中重金属得到积累,表现出明显的分布规律性。河流重金属Cr、Cu、Zn、Pb、As、Hg和Cd的污染存在一定的潜在生态危害,由于其可以在动、植物中积累,并通过食物链从而危害人类的食物安全。为了解汾江河河道污染的状况,以及周边环境对河道造成的影响,对汾江河底质（沉积物）重金属Cr、Cu、Zn、Pb、As、Hg和Cd的总体水平进行了监测与分析,本文根据底质中重金属的含量,运用瑞典科学家LarsHakanson潜在生态危害指数法,对其潜在生态危害进行了分析。
2调查方法与监测分析
汾江河又名佛山水道,西起佛山沙口,横贯市区北部,到南海平洲沙尾桥,进入东平水道。全年的平均流量是103m/s,但枯水期只有5～6m／s［1］。流经佛山市区、南海、广州3地,从东到西流经佛山境内、桂城、平洲、大沥、盐部等6个区镇。现在调查的主要是佛山城区的河段底质重金属的总体水平。通过现场的采样处理和底质样品试验分析,计算其重金属的质量比,从而了解河道的重金属污染状况。
2.1底质样品的采集和前处理
底质指江、河、湖、库、海等水体底部表面沉积物质,它反映了河流的历史和污染现状。经过调查研究,根据汾江河河流特点和沿河两岸的厂区布局,沿岸支涌和闸门分布情况,沿河道分别在罗沙、街边和横虿忌3个采样断面,罗沙属于河道上游,河道较为宽阔,街边在中游位置,河道较直且窄,下游的横窖是典型的淤积区域,并在各采样断面分左、中、右布点,采用抓斗式采样器对汾江河河道的表层（0～20cm）沉积物进行了采样。
在现场采样时,把采集的样品分存于双层洗净聚乙烯袋中,编号、贴好标签运回室内,冷藏保存。做试验时,剔除砾石、木屑及贝壳、杂草等动植物残体,用玻璃棒将自然风干的沉积物轻轻压碎,首先用20目尼龙网筛去掉粗沙粒和大块泥土,然后用四分法四分底质样品,取其中一份研磨成粉末样,再过100（80）目尼龙网筛,称取筛后的粉末样［2］。
2.2分析项目和分析方法
底质样品分析项目为Cr、Cu、Zn、Pb、As、Hg和Cd7种元素,测定其含量。
2.3底质样品的分解（全分解方法）
底质样品的测定,其主要的影响因素是样品是否消解的完全和所用的测试方法正确与否。测定Cu、Pb、Zn、Cd的消解运用的是HCl-HNO-3HF-HClO4分解法,而测定汞的是硫硝混酸-KMnO4消解法,测砷的是硝酸――盐酸――高氯酸消解法。样品的消解是测定的前期工作,关系到最后的试验结果,因而其的操作方法与步骤尤其重要,并要注意使用试剂安全。
2.4试验方法原理与计算
经过完全消解的底质样品,加入试剂和简单的再处理方可以进行样品试验。同时,各个的测定项目都要求重新配制标准溶液,在试验中绘制标准曲线。不同的测定项目,运用其最优的测定方法,测定Cd元素,使用石墨炉原子吸收法,测定As和Hg运用原子荧光法,而测定Cr、Cu、Pb、Zn运用的是火焰原子吸收分光光度法。所有的测定项目元素都带有国家标准试样试验,保证试验的准度。
3底质重金属污染评价
3.1评价方法和原理
这里选用瑞典科学家Hakanson提出的潜在生态危害指数法进行评价。某一区域沉积物中第i种重金属的潜在生态危害系数Eri及沉积物中多种重金属的潜在生态危害指数RI表示方法为:潜在生态危害指数法［3］。
瑞典科学家Hakanson提出的评价沉积物中重金属的潜在生态危害指数（RI）法是一种相对快速、简便和标准的方法,通过测定沉积物中主要重金属的含量,计算污染系数及生态危害指数,考虑到影响污染的各方面,潜在生态危害指数受下列因素的控制和影响，包括表层沉积物中重金属的浓度,即RI值应随表层金属污染程度的加重而增大；重金属污染物的种类,即受多种重金属污染的RI值应高于只受少数几种重金属污染的RI值；重金属的毒性水平,即毒性高的重金属应比毒性低的对RI值有较大贡献；水体对重金属污染的敏感性,即对重金属污染敏感性大的水体应比敏感性小的水体有较高的RI值。
3.2计算原理
（1）第i种重金属污染系数。
表1沉积物重金属污染生态危害指数法污染程度的划分
3.3各类参数的确定
河流底质中重金属的浓度值取本次采样的实测值。
3.3.1背景参比值的选择
目前研究中对参比值的选择差异较大,有的以页岩平均重金属含量值作为全球统一的沉积物重金属参比值；有的以当地沉积物的重金属背景值为参比值,Hakanson提出以工业化以前全球沉积物重金属的最高背景值为参比值。
本文评价采用当地最高背景值（1992年水利部组织的全国地表水沉积物背景值调查结果）为参比值［4］,相对定量性地反映沉积物重金属的污染程度,见表2。
表2背景参比值mg/kg
3.3.2重金属毒性系数
本研究选择的主要重金属为Hg、Cd、As、Cu、Pb、Cr和Zn。重金属的毒性表现为对人体和对水生生态系统两方面的风险,风险途径为水――底质（沉积物）――生物――鱼――人体。根据Hakanson提出的“元素丰度原则”和“元素释放度”,某一重金属元素的潜在生态毒性与其丰度成反比,与其稀少度成正比,亦即与“元素的释放度”（在水中含量与沉积物中含量的比值）有关,易于释放者其对生物的潜在毒性较大。经过对一系列基础数据的处理,上述7种重金属的毒性水平顺序为Hg>Cd>As>Pb
Cu>Cr>Zn,重金属毒性系数Tri值为Hg
表3本次沉积物重金属污染潜在生态危害指数法的划分
Hakanson潜在生态危害指数法不仅反映了某一特定环境中的每一种受污染物的影响,而且也反映了多种污染物的综合影响,并且用定量的方法划分出潜在生态危害的程度,是目前研究沉积物重金属污染评价中应用最广的一种,在国际上具有深刻的影响。
4实验结果与讨论
4.1重金属污染物程度及分布
汾江河底质（沉积物）重金属以当地最高背景值为参比值计算的单项污染系数Cif和多项污染系数Cd列于表4。从表7可见,单项污染系数Cif≥6的重金属有Zn、Cd、Cu、Cr,其中Zn、Cd在各个采样点的值都超出了单项污染系数Cif“6”,且有些数值较高,将近4倍之多；而Cu也只有S8
3.46没有超出外,其他的值都大于“6”；相对来说,Cr的Cif≥6只有S7和S2。3≤Cif
评价结果表明,汾江河段重金属的污染都在“很高”。监测断面最大值出现在横虻S2点,为78.83,原因是横虼τ诜诮河的下游,其积污量更大；第2大污染系数值是罗沙断面的S7,主要原因是罗沙两岸的工业厂房的排污口的直接排放,且得不到的上游东平河的水源充足补给；总体水平来说,横颉⒔直吆吐奚3个断面各个监测点的Zn、Cd、Cu、Cr的污染系数均为“高”。沿程分布无明显下降趋势,重金属污染顺序为Cd>Zn>Cu>Cr>As>Pb>Hg。
4.2表层沉积物重金属的潜在生态危害评价
汾江河底质（表层沉积物）重金属单项潜在生态危害系数（Eri）和潜在生态危害指数（RI）及排序结果列于表5、表6和图1。可以看出,单项潜在生态危害系数Eri≥320的重金属有Cd,主要出现在罗沙断面和S3、S6两个采样点；160≤Eri
图1河流断面各点RI分布
评价的结果是汾江河河河道9个监测点都具有“极高”的潜在生态风险,Cd属于很“极高”的潜在生态危害,Hg、Cu属于“中等”的潜在生态危害,As、Cr、Pb、Zn属于轻微风险。
表5汾江河底质重金属的潜在生态危害系数Eri和潜在生态危害指数RI
综合分析汾江河河段各个断面的底质（沉积物）重金属的单项污染系数Cif、多项污染系数Cd、单项潜在生态危害系数Eri和潜在生态危害指数RI,汾江河受到了较为严重的污染。污染最严重的是Cd、Cu,其次是Hg、As、Pb,Zn与Cr相对污染较轻。
5结语
采用Hakanson提出的潜在生态危害指数法,以当地最高背景值为参比值,对汾江河底质的重金属污染总体水平进行了评价,结果表明汾江河河段各监测断面的底质都受到重金属的极强的污染,具有很高的潜在生态危害,横颉⒙奚车暮佣沃亟鹗粑廴窘衔严重。污染最严重的重金属元素是Cd、Cu,其次是Hg、As、Pb,Zn与Cr相对污染较轻,已经对生态环境造成了严重的影响,尤其是镉。然而,其具体的来源还需探讨。污染元素Cd、Cu沿程分布无明显下降趋势,可能与沿岸的工业、厂房布局和河流水文条件、流量等相关,有待今后进一步研究。
表6汾江河底质重金属的潜在生态危害指数排序
（1）减少外源性重金属的进入。要大力控制污水中重金属的排放,尽可能建立污水处理厂或是废水再生回用工程。
（2）对严重污染的底泥的治理。对上底泥疏浚,并填入清洁泥沙或碎石,可以有力地抑制底泥对河水的二次污染,若用具有吸附功能的粘土作为铺填物,则有望进一步改善水质,或是建造引水稀污工程,这主要是上游与东平河相连设置的水闸需要定期补充一定的水量,用以冲稀污染物。
（3）进行水体生态修复与重建。有必要栽培一些耐性较强且速生的植物,萃取水体沉积物底泥中的重金属。合理规划沿岸土地利用,整治排污源,减少重金属污染的来源。使经济建设,人口增长,污染治理与水环境保护同步进行,建设和谐、共进的社会。
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重金属污染原因篇6
关键词：环境污染；土地资源；农业发展
土地资源一直以来都是人们生活之中极为珍贵的自然资源，土地资源不仅是建筑物施工建设的基础，更是农业工作者进行农业种植生产的基础。但在现阶段的社会之中，由于社会在工业化进程方面发展的较为迅猛，也就在一定程度上使得土壤环境受到了工业废水以及废气的污染，而这些未经处理的废水、废气之中，往往含有大量的污染物质，也就会直接造成土壤之中的肥力有所下降，并使得土壤之中的肥力无法满足农作物的正常生长，致使农业生产方面的产量受到影响。而我国又是农业大国，农业生产无论是对于国民生活还是国家发展都有着极为重要的地位，在这种情况下，为了保证农业生产能够具有良好的效果，促进农业生产的增产增收，就需对目前存在的突然污染问题进行全面的治理，从而在最大程度上提升农业生产的效果。
1当前阶段土壤污染治理方案分析
1.1重金属类型污染的防治分析
在我国目前的土地污染之中，由于种种原因存在着多种类型的土地污染，而在这些种类较多的污染之中，重金属类型的土地污染是现阶段土壤污染之中的主要类型。经过调查显示，重金属类型的污染主要成因是工业生产之中所产生的废水，在目前的工业生产中往往会含有数量比较巨大的金属离子，虽然目前我国已经积极的开展污染治理行动，但是在一些地区还是存在乱排污的情况，这些未经过科学处理的废水直接流入到土壤之中，在积年累月的污染之下，就会给土壤之中的结构造成严重的破坏，进而使得土壤失去原有的肥力。为了能够全面的处理好重金属类型的土地污染，现阶段治理人员主要通过化学方式对土壤进行处理，在保证不破坏土壤生态结构的基础上，使用能够和土壤之中重金属物质发生反应的化学元素，让土壤中的重金属元素在和化学元素相互作用的情况下被氧化或者还原，从而达到治理重金属污染的目标。
1.2化学类型污染的防治分析
除了重金属类型的污染之外，化学类型的污染对于土壤的危害也是极其严重的，并且相对于说其他污染来讲，化学污染的情况略显复杂，导致化学污染出现的成因也表现出多种多样的特点，其中最为突出的有两个方面，一个是化工行业产品种类上具有多样化，并且相应的生产工艺也在升级，这也就导致了其生产过程之中需要使用更多的化学原料，而这些原料在往往也就会使得废水对于土壤的污染更加的严重；另一方面，在目前的农业生产过程之中，为了能够达到良好的产量，农业工作者一般会使用相应的化肥以及杀虫剂，在使用不当的情况下就会造成土壤出现污染的情况。化学元素对于土壤产生污染的最根本原因就是，当这些化学元素进入到土壤之中的时候，会对土壤之中的酸碱性造成影响，使得土壤酸碱性失衡，最终造成土壤之中的肥力下降。面对这样的污染情况，目前的措施主要有2种，一种是通过分析土壤中的元素含量进行能够吸收或者是反应的元素利用，使土壤中的有害元素减少或者消失；另外一种就是通过改变土壤的酸碱性降低化学元素引起的土壤污染。
2土壤污染防治的科学原则
2.1整体优化原则
目前的土壤防治，遵循的最基本的原t就是整体优化的原则，整体优化的原则注重的是土壤防治的整体性效果，因此在利用此原则进行土壤污染防治时，主要进行3方面的工作：首先是污染效应要最小化，也就是在整个治污的过程中，要保证整体效应的最大化，将污染控制在最小的范围之内。其次是要进行污染控制和清洁生产。因为要考虑到整体最优，因此一方面进行治污，一方面进行清洁生产，投入和产出两不耽误。最后就是要做到整体环境效益的最佳。通过整体优化，实现土壤对环境的最小化污染或者是零污染，将土壤污染的影响降到最低。
2.2生态恢复原则
之所以要进行土壤污染的治理，其根本原因就是要恢复土壤的生态作用，使其产生经济效益，因此在土壤污染治理时要本着恢复生态的原则来进行。在此原则的指导下进行土壤生态作用的恢复，首先就是要协调这种因素对土壤的影响，做到元素的综合利用，通过综合效益实现土壤的生态型特征。其次就是要积极利用农家肥料进行对土壤的肥力改造。农家肥料的生态效益比较高，利用农家肥可以使得土壤快速恢复原始属性，具备良好的生态效益。
3土壤污染防治研究展望
3.1农业非点源污染问题
一般来说，工业点源污染由于具有固定的污染源，是看得见，摸得着的，只要给予一定的资金和适当的技术投入，就较容易得到治理。相反，农业非点源污染由于没有固定的污染源，往往具有潜在性、复杂性和隐蔽性的特点，因而是不容易得到有效地控制的。正因为如此，英美等发达国家最近几年来对这一问题给予了高度的重视。我国因农业生产的发展及肥料和农药的广泛使用，农业非点源污染日益严重，对农业非点源污染的研究也将受到应有的重视。
3.2环境生物技术与土壤生物多样性
生物技术在土壤污染治理中的应用已成为目前十分活跃的领域。然而，这些技术在应用的过程中，应十分注意生物多样性的保护和生物安全的问题，并进行生态风险分析。此外，还应该考虑到生物技术副产物的合理处置。在处置之前，应评价其潜在危害性，包括对土壤生物多样性、作物生长和发育的影响。
3.3土壤污染修复技术
近年来，土壤污染（包括重金属污染和有机污染等）修复技术的研究得到了较快的发展，其内容涉及固化修复、玻璃化修复、热处理修复、冲洗修复、泵出处理修复、动电修复和植物修复等。在植物修复技术中，植物抽提作用、根际过滤作用和植物固定作用有了比较深入的研究，特别是野生超积累植物的筛选和有目的的应用比较引人注目。可以预料，随着1997年全球土壤修复工作网亚洲与太平洋地区分中心在南京的成立和正式启动，土壤污染修复技术的研究将成为中国今后土壤污染防治工作中的热点问题之一。
结束语
生态农业发展是我国目前农业发展的一个重要方向，生态农业无论是在经济效益还是生态效益方面都具有突出的优势，为了更好地发展生态农业，对农业土壤进行科学的污染分析和污染治理具有重要的意义。因此，一定要在土壤污染现状的基础上加深认识，利用现代化的生态技术做好土壤污染的防治。
参考文献