重金屬污染的特征精品(七篇)

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篇(1)

（臺(tái)州學(xué)院 生命科學(xué)學(xué)院，浙江 臺(tái)州 318000）

摘 要：本文以浙江省臺(tái)州市路橋區(qū)峰江地區(qū)電子廢物拆解回收?qǐng)龅貫閷?duì)象，主要考察了電子廢物拆解地土壤中重金屬污染的分布特征.結(jié)果表明，在考察的5種（Cu、Zn、Pb、Cr、Cd）重金屬中，除了Cr和Zn外均在一定程度上超過(guò)《國(guó)家土壤環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》二類土壤環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，污染最嚴(yán)重的是Cu、Cd，其次為Pb.以國(guó)家土壤環(huán)境質(zhì)量二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)計(jì)算該典型區(qū)Cu、Zn、Pb、Cr、Cd的綜合污染指數(shù)為4.3，已達(dá)嚴(yán)重污染程度.表明該電子廢物回收跡地土壤存在嚴(yán)重的重金屬?gòu)?fù)合污染問(wèn)題，已不適合農(nóng)業(yè)耕作.

關(guān)鍵詞 ：電子廢物；重金屬污染；土壤；分布特征

中圖分類號(hào)：X705 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1673-260X（2015）01-0140-03

1 前言

電子廢物，又稱電子垃圾，是指各類報(bào)廢的電子產(chǎn)品，包括各種廢舊電腦、通信設(shè)備、電視機(jī)、電冰箱以及被淘汰的精密電子儀器儀表等[1,2].20世紀(jì)以來(lái)，隨著電子信息等高科技產(chǎn)業(yè)迅猛發(fā)展，電子技術(shù)的更新不斷加快，全球越來(lái)越多的廢舊電子和電器設(shè)備被淘汰.在許多發(fā)達(dá)國(guó)家，電子廢物已成為增長(zhǎng)最快的垃圾流[2,7,9,10].世界上約80%的電子廢物被轉(zhuǎn)運(yùn)到亞洲，其中有90%以“回收”等名義輸入到中國(guó)[11].

電子廢物中含有大量的銅、鎳、鉛、鎘等重金屬，電子廢物的拆解回收可以帶來(lái)廉價(jià)的原材料和豐厚的利潤(rùn)[3,4].但是電子廢物不合適的處理方式，同時(shí)也導(dǎo)致有害重金屬進(jìn)入環(huán)境，對(duì)人類的身體健康和生存環(huán)境造成嚴(yán)重的危害[5-8].浙江臺(tái)州地區(qū)是中國(guó)最大的電子廢物拆解回收處理中心之一.當(dāng)?shù)鼐用癫捎秒娋€電纜的露天焚燒、電路板的烤制熔化酸洗等原始粗放的方式進(jìn)行電子廢物的拆解，嚴(yán)重污染了當(dāng)?shù)厣鷳B(tài)環(huán)境[4,5].

在電子廢物回收活動(dòng)對(duì)環(huán)境和人類造成的巨大環(huán)境危害引起國(guó)際關(guān)注的情況下，國(guó)內(nèi)環(huán)保部門嚴(yán)令禁止電子垃圾的公開(kāi)焚燒和隨意傾倒，但在暴利的驅(qū)使下，收效甚微[5,6,12].雖然路橋地區(qū)環(huán)保部門對(duì)當(dāng)?shù)仉娮訌U物拆解回收進(jìn)行了集中的整治與規(guī)劃，將所有電子廢物拆解回收作坊集中在同一條街道進(jìn)行，但是由于拆解方式相對(duì)比較落后，拆解活動(dòng)所帶來(lái)的環(huán)境污染問(wèn)題還在繼續(xù).因此，本研究選擇浙江省臺(tái)州路橋地區(qū)典型電子廢物不當(dāng)處置地區(qū)峰江開(kāi)展研究工作，通過(guò)對(duì)該地區(qū)電子廢物回收跡地土壤中重金屬的含量水平、分布特征的研究，對(duì)該地區(qū)電子廢物回收活動(dòng)帶來(lái)的重金屬污染進(jìn)行了初步的評(píng)價(jià).

1 材料與方法

1.1 土壤樣采集

選取峰江地區(qū)某一拆解時(shí)間為20多年的電子廢物拆解地.其拆卸的電子廢物主要成分為家用電器的外殼、電板以及廢舊的電線等.采樣時(shí)，以電子廢物拆解地為中心，在離電子廢物拆解點(diǎn)邊緣0m、100m、200m、300m處分別采集3個(gè)平行樣.梅花狀采樣，分別取約1kg土壤(取距離地表2cm以下的混合土樣)，將所取土壤均勻混合，土壤樣品經(jīng)自然風(fēng)干后，用瑪瑙棒研壓，通過(guò)200目尼龍篩，混勻后備用.

1.2 樣品的處理

稱取備用的土壤樣品0.5000±0.0005g,置于大玻璃管中,采用硝酸-高氯酸-氫氟酸全量消解法處理土壤樣品[13].采用ICP-OES測(cè)定土壤處理液中Cu、Cd、Zn、Pb、Cr的含量.實(shí)驗(yàn)所用試劑均為分析純，所用水均為去離子水.并采用國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)土壤標(biāo)準(zhǔn)參考樣GSS24、GSS25參比進(jìn)行分析質(zhì)量控制，分析誤差均在允許范圍內(nèi)，并設(shè)置空白樣品同步分析.

2 結(jié)果與分析

2.1 電子垃圾拆解點(diǎn)土壤性質(zhì)

本文對(duì)路橋電子產(chǎn)品拆解地周邊土壤的pH、總有機(jī)碳TOC(mg/g)、總氮(mg/g)、總磷(μg/g)及銨態(tài)氮(μg/g)含量做了測(cè)試分析，結(jié)果如表1所示.該地區(qū)土壤pH、總有機(jī)碳、總氮、銨態(tài)氮及總磷無(wú)顯著差異，表明各個(gè)采樣點(diǎn)土壤基本物理化學(xué)性質(zhì)無(wú)顯著差異.與全國(guó)第二次土壤普查中該地區(qū)水稻土養(yǎng)分含量平均值(有機(jī)碳:24.5g/kg；總氮:2.45g/kg；總磷:0.41g/kg)相比，土壤養(yǎng)分含量均有所增加，而該地區(qū)土壤的pH則略低于該區(qū)全國(guó)土壤第二次普查結(jié)果(pH為6.0).可見(jiàn)，研究區(qū)電子廢物拆解活動(dòng)并未降低其周邊農(nóng)田土壤的肥力質(zhì)量，卻降低了土壤的pH值，使得該地區(qū)土壤有一定的酸化.這可能與周邊電子廢物拆解的重金屬回收工藝流程有關(guān).該工藝是將含貴金屬的廢舊電子產(chǎn)品以濃酸處理，取得貴金屬的剝離沉淀物，再分別將其還原成金、銀、鈀等金屬產(chǎn)品.而在該典型區(qū)，多半企業(yè)采用傳統(tǒng)的手工作坊式生產(chǎn)，很少集中處理剩余的大量殘留酸液，而是直接排于周邊溝渠、農(nóng)田等場(chǎng)地，大量酸性廢水的灌溉破壞了土壤的緩沖能力從而造成土壤的酸化[10].而土壤酸化一方面會(huì)破壞土壤結(jié)構(gòu)，使得土壤板結(jié)，抗逆能力下降，另一方面更為重要的是土壤酸化有利于土壤中重金屬向水溶態(tài)、交換態(tài)的轉(zhuǎn)化[7-9]，增加重金屬在生物環(huán)境介質(zhì)的移動(dòng)性及其污染風(fēng)險(xiǎn)，從而降低土壤的環(huán)境功能，因此，該地區(qū)農(nóng)田土壤環(huán)境問(wèn)題應(yīng)該引起我們高度重視[10].

2.2 電子廢物拆解地周邊重金屬的分布特征

表2為該電子廢物回收跡地土壤中重金屬的含量.該地區(qū)表層土壤Cu、Cd、Pb、Zn、Cr的全量均明顯高于浙江省該地區(qū)土壤背景值(Cu:19.77mg kg-1，Cd：0.20mg kg-1，Pb:24.49mg kg-1，Zn:84.84mg kg-1，Cr:58.51mg kg-1)[13,14].由表1可見(jiàn)，該地區(qū)土壤中Cu和Cd的污染最為嚴(yán)重，Cu的最大濃度為519.3mg/kg，最小濃度為249.0mg/kg，最大濃度為《土壤環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》(GB 15618-2008)中農(nóng)業(yè)用地二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)50mg/kg的10.4倍，最低濃度為《土壤環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》(GB 15618-2008)中農(nóng)業(yè)土地二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)的5.0倍.其次，該地區(qū)土壤中Cd最大濃度和最小濃度分別為4.5mg/kg和0.8mg/kg，為《土壤環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》(GB 15618-2008)中農(nóng)用土地二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)0.3mg/kg的9.0倍和2.7倍.調(diào)查還發(fā)現(xiàn)Pb的最大濃度達(dá)到56.9mg/kg，這個(gè)值已經(jīng)超過(guò)《土壤環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》(GB 15618-2008)中水田、旱地、菜地的二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，表明不適合耕種，尚可作為果園用地.Cr和Zn的含量較低，沒(méi)有超過(guò)《土壤環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》(GB 15618-2008)中農(nóng)業(yè)用地標(biāo)準(zhǔn)，主要是該拆解場(chǎng)地中幾乎不含或含有少量含Cr、Zn較多的電子垃圾, 如磁帶、錄像帶等.

由表1，各采樣點(diǎn)處Cu和Cd的含量均超出《土壤環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》(GB 15618-2008)中的二級(jí)標(biāo)準(zhǔn),而Pb則是在回收跡地中心超出《土壤環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》(GB 15618-2008)中水田、旱地、菜地的二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，這說(shuō)明電子產(chǎn)品回收活動(dòng)隊(duì)對(duì)周圍土壤污染比較嚴(yán)重.在電子產(chǎn)品回收基地周圍300m范圍的土壤中,Cd、Cr、Cu、Pb、Zn含量隨距離增加快速降低.以國(guó)家土壤環(huán)境質(zhì)量二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)計(jì)算該典型區(qū)Cu、Zn、Pb、Cr、Cd的綜合污染指數(shù)為4.3，已達(dá)嚴(yán)重污染程度,表明該電子廢物回收跡地土壤存在嚴(yán)重的重金屬?gòu)?fù)合污染問(wèn)題，已不適合農(nóng)業(yè)耕作.

徐莉等[10]調(diào)查了浙江東部廢舊電子產(chǎn)品拆解場(chǎng)地周邊農(nóng)田土壤重金屬污染特，發(fā)現(xiàn)檢測(cè)土壤中存在Cu、Cd總量超過(guò)土壤環(huán)境質(zhì)量二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，Cu和Pd的濃度范圍與本研究相當(dāng)，而Cd的濃度則是本研究的2~3倍，而相應(yīng)地區(qū)土壤酸化很明顯（3.8~4.4），可能是導(dǎo)致Cd濃度較高的原因.潘紅梅等[11]于2006年考查了同一地區(qū)重金屬污染的狀況，發(fā)現(xiàn)Cu含量為435.67mg/kg,與本研究的結(jié)果比較接近.羅勇等[13]考察了廣東省龍?zhí)伶?zhèn)和石角鎮(zhèn)的電子廢物堆場(chǎng)附近農(nóng)田土壤重金屬含量，發(fā)現(xiàn)Cu的超標(biāo)率為63.7%,Pd的超標(biāo)率為48.5%，Cd的超標(biāo)率為78.8%，這與研究的結(jié)果也比較相近，可能是這兩地與本研究地所回收的電子廢物的種類和回收工藝比較接近.鄭茂坤等[12]考察了同一地區(qū)廢舊電子產(chǎn)品拆解區(qū)農(nóng)田土壤重金屬污染特征及空間分布規(guī)律，發(fā)現(xiàn)Cu、Zn、Pb、Cd含量分別為Cu 118 mg kg-1、Pb 47.9 mg kg-1、Zn 169.0 mg kg-1、Cd 1.21 mg kg-1，其中Cu的含量為本調(diào)查結(jié)果的1/2~1/5,明顯較小,Cd的含量也較本研究低,可能是由于Cu、Cd的富集速度比較快，經(jīng)過(guò)近兩年電子廢物的拆解回收，Cu、Cd的含量明顯增加了.

3 結(jié)論和討論

電子廢物回收活動(dòng)，由于回收方式的粗放化，導(dǎo)致重金屬在周圍環(huán)境中不斷積累.電子產(chǎn)品回收跡地土壤中Cd、Cr、Cu、Pb、Zn中，除了Cr和Zn外均超過(guò)《國(guó)家土壤環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》二類土壤環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，污染最嚴(yán)重的是Cu、Cd，其次為Pb.以國(guó)家土壤環(huán)境質(zhì)量二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)計(jì)算該典型區(qū)Cu、Zn、Pb、Cr、Cd的綜合污染指數(shù)為4.3，已達(dá)嚴(yán)重污染程度.表明該電子廢物回收跡地土壤存在嚴(yán)重的重金屬?gòu)?fù)合污染問(wèn)題，已不適合農(nóng)業(yè)耕作.

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篇(2)

關(guān)鍵詞：城市土壤；重金屬污染；植物修復(fù)技術(shù)；大生物量非超富集植物；綜合評(píng)估篩選法

中圖分類號(hào)：X53 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A DOI編碼：10.3969/j.issn.1006-6500.2014.03.011

城市土壤因受人類活動(dòng)強(qiáng)烈影響而區(qū)別于自然土壤，主要指厚度大于50 cm的非農(nóng)用土壤，通常出現(xiàn)在城市和城郊區(qū)域[1-3]。城市化過(guò)程中的工業(yè)發(fā)展、城建工程的實(shí)施和居民日常生活等人類活動(dòng)排放的污染物，以各種形式直接或間接地進(jìn)入城市土壤，改變了城市土壤的理化屬性，造成了城市土壤的重金屬污染[4]。城市土壤重金屬既可通過(guò)直接接觸密集的城市人群而危害人體健康，又可通過(guò)對(duì)大氣、水體的影響而影響城市生態(tài)環(huán)境，進(jìn)而影響生命安全[5-6]。城市土壤既可以為城市綠色植物的生長(zhǎng)提供養(yǎng)分，是其必不可少的生長(zhǎng)介質(zhì)，又可以為土壤微生物提供棲息地，是其能量的重要來(lái)源之一，所以城市土壤是城市生態(tài)系統(tǒng)尤為重要的組成部分，與城市生態(tài)環(huán)境息息相關(guān)[5]。因此，城市土壤重金屬污染修復(fù)技術(shù)成為國(guó)內(nèi)外學(xué)者研究的熱點(diǎn)領(lǐng)域。

1 城市土壤重金屬污染現(xiàn)狀

原成土母質(zhì)和人為活動(dòng)是城市土壤重金屬的來(lái)源，其中工業(yè)生產(chǎn)、機(jī)動(dòng)車輛尾氣排放、生活垃圾堆棄等人為活動(dòng)是造成城市土壤重金屬污染的主要因素。一方面，人為活動(dòng)產(chǎn)生的重金屬以氣溶膠的形式進(jìn)入大氣，經(jīng)過(guò)干濕沉降間接進(jìn)入土壤；另一方面，附著于廢棄物中，直接排入城市土壤，造成重金屬污染，甚至污染地下水。并且城市土壤重金屬污染具有一定的空間分布特征，總體表現(xiàn)為城區(qū)內(nèi)部土壤重金屬含量明顯高于郊區(qū)，并且交通干線兩側(cè)、人類活動(dòng)密集區(qū)、老工業(yè)區(qū)重金屬污染較為嚴(yán)重，而受人為活動(dòng)影響較小的風(fēng)景區(qū)、公園等功能區(qū)土壤重金屬污染則屬于中低度污染和輕微生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)。

城市土壤Pb、Zn、Cu、Cd等重金屬多介質(zhì)復(fù)合污染給人體健康帶來(lái)了極大的風(fēng)險(xiǎn)。食物鏈傳遞研究表明，重金屬已經(jīng)不同程度地污染了我國(guó)的城市郊區(qū)菜地土壤[7-9]，重金屬含量已超標(biāo)的蔬菜大量向城市供應(yīng)。除此之外，以揚(yáng)塵為載體進(jìn)入大氣的城市土壤重金屬，最終可通過(guò)人體的新陳代謝作用而進(jìn)入體內(nèi)并逐漸積累，從而直接威脅到人體健康。研究表明，北方沙塵暴天氣發(fā)生時(shí)，大氣環(huán)境中土壤重金屬元素濃度迅速增加，Pb、Zn、Cu、Cd的濃度比平常高出3～12倍[10-11]。據(jù)相關(guān)研究部門統(tǒng)計(jì)，上海市大約有1/3的大氣顆粒物來(lái)自于土壤揚(yáng)塵[7]。此外，城市土壤重金屬元素的積累對(duì)植物、動(dòng)物、微生物的生理生態(tài)等方面也產(chǎn)生一定的毒害，導(dǎo)致城市土壤的退化。

2 土壤重金屬污染修復(fù)研究現(xiàn)狀

近年來(lái)，科研工作者不斷探索重金屬污染土壤的修復(fù)技術(shù)，使物理、化學(xué)和生物等修復(fù)技術(shù)得到了較快的發(fā)展。由表1可知，盡管這些物理、化學(xué)修復(fù)手段對(duì)治理重金屬污染土壤具有非常重要的實(shí)踐意義，但仍具有投資大、修復(fù)效率低、對(duì)周圍環(huán)境干擾性大、易導(dǎo)致次生污染等諸多缺點(diǎn)。相比較而言，盡管植物修復(fù)技術(shù)有著種質(zhì)資源較少、修復(fù)效果待改善和植物生長(zhǎng)條件等局限性，但其仍具有技術(shù)和經(jīng)濟(jì)上的雙重優(yōu)勢(shì)，不僅能夠利用綠色植物的新陳代謝活動(dòng)來(lái)修復(fù)土壤環(huán)境中的重金屬污染，而且具有一定的觀賞價(jià)值，有助于園林城市的建設(shè)。

廣義的植物修復(fù)技術(shù)是在多學(xué)科交叉點(diǎn)上發(fā)展起來(lái)的新技術(shù)，建立在植物對(duì)某種或某些化學(xué)元素的耐性和積累性基礎(chǔ)之上，利用植物及其根際共存微生物體系的吸收、揮發(fā)、降解和轉(zhuǎn)化作用來(lái)清除環(huán)境中的污染物的一門環(huán)境污染治理技術(shù)[12]。通常所說(shuō)的植物修復(fù)技術(shù)是指選擇具有吸收富集土壤中污染元素能力的植物，并將該植物種植于特定重金屬污染的土壤上，隨著該植物收獲和植物組織器官的妥善處理，便可移除土體中的該種污染重金屬，最終達(dá)到污染治理與生態(tài)修復(fù)污染土壤的目的[13]。這種技術(shù)因?yàn)槠湓谕寥牢廴局卫矸矫娴木薮髴?yīng)用潛力，吸引了各國(guó)相關(guān)領(lǐng)域的科學(xué)家進(jìn)行相關(guān)研究，并取得了一定的進(jìn)展。

2.1 超富集植物修復(fù)技術(shù)

現(xiàn)今已經(jīng)發(fā)現(xiàn)的超富集植物約500多種，主要分布在氣候溫和的歐洲、美國(guó)、新西蘭及澳大利亞的污染區(qū)，但利用植物修復(fù)污染土壤則是近幾十年的工作。目前，關(guān)于超富集植物對(duì)重金屬耐性和積累性機(jī)理、修復(fù)性能改進(jìn)及應(yīng)用技術(shù)等方面的研究已經(jīng)在全世界范圍內(nèi)展開(kāi)，并且也取得了一定的進(jìn)展。此外，植物修復(fù)技術(shù)商業(yè)化因其工程性的試驗(yàn)研究以及實(shí)地應(yīng)用效果，在未來(lái)具有巨大的商業(yè)前景。

2.2 超富集植物修復(fù)的局限性

超富集植物在修復(fù)土壤重金屬污染方面表現(xiàn)出顯著的生態(tài)效益、社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益。盡管利用植物修復(fù)技術(shù)修復(fù)重金屬污染土壤具有廉價(jià)、有效、使土壤免受擾動(dòng)等優(yōu)點(diǎn)，但是在實(shí)際應(yīng)用中，超富集植物由于其固有的特點(diǎn)，大大限制了在植物修復(fù)技術(shù)中的應(yīng)用。第一，大部分超富集植物生物量低下，嚴(yán)重制約了修復(fù)效率，且植株矮小，不便于機(jī)械化作業(yè)；第二，超富集植物引種易受到地域性限制，因其多為野生植物種質(zhì)資源，區(qū)域性分布較強(qiáng)，難以適應(yīng)新的生物氣候條件；第三，超富集植物往往只適用于某種特定的重金屬元素，具有較強(qiáng)的專一性，對(duì)土壤中其他含量較高的重金屬則表現(xiàn)出中毒癥狀，從而在重金屬?gòu)?fù)合污染土壤修復(fù)中的應(yīng)用受到了限制；最后，超富集植物根、葉、果實(shí)等器官機(jī)械折斷、凋謝或腐爛等途徑使重金屬重返土壤，易造成二次污染，間接降低了修復(fù)效率。

2.3 大生物量非超富集植物與超富集植物修復(fù)技術(shù)

Ebbs等[16]認(rèn)為超富集植物以外的其他大生物量非超富集植物也具有修復(fù)重金屬污染土壤的可能性，并提出農(nóng)作物地上部可觀的生物量能夠補(bǔ)償?shù)厣喜枯^低的重金屬含量的觀點(diǎn)。周振民等[17]指出了大生物量非超富集植物修復(fù)技術(shù)是一項(xiàng)非常有發(fā)展?jié)摿Φ闹参镄迯?fù)技術(shù)。因此植物修復(fù)技術(shù)走向工程實(shí)踐的主要任務(wù)是篩選與開(kāi)發(fā)大生物量、富集重金屬能力強(qiáng)且具有觀賞性的復(fù)合型修復(fù)植物。

3 土壤重金屬污染大生物量植物修復(fù)技術(shù)研究進(jìn)展

現(xiàn)有超富集植物種質(zhì)資源貧乏，并且其具有自身的局限性，修復(fù)效果也有待于進(jìn)一步加強(qiáng)，故植物修復(fù)技術(shù)還不成熟。另外，評(píng)價(jià)植物修復(fù)重金屬污染的標(biāo)準(zhǔn)是重金屬遷移總量，然而已經(jīng)發(fā)現(xiàn)的超富集植物因其生物量小、生長(zhǎng)緩慢而使重金屬遷移總量相對(duì)較低，自然種群中存在著對(duì)重金屬具有一定耐性的大生物量植物，雖然其單位質(zhì)量的重金屬含量尚不滿足超富集植物的定義，但此時(shí)其所積累的重金屬絕對(duì)量反而比超積累植物的絕對(duì)量大。因此大生物量非超富集植物對(duì)城市土壤重金屬的修復(fù)作用更大。

3.1 大生物量修復(fù)植物的優(yōu)勢(shì)

以大生物量植物種質(zhì)資源作為篩選修復(fù)植物對(duì)象是有依據(jù)的，一方面，大生物量修復(fù)植物具備普通植物的功能特點(diǎn)；另一方面，大生物量修復(fù)植物還有普通植物不具備的諸多優(yōu)點(diǎn)。主要表現(xiàn)為：

（1）高生物量植物種質(zhì)資源豐富，有著巨大的潛力，可為篩選提供堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)；

（2）在進(jìn)行城市土壤修復(fù)、調(diào)控大氣環(huán)境的同時(shí)，能夠美化環(huán)境，一舉兩得；

（3）具備觀賞性的大生物量修復(fù)植物，不會(huì)進(jìn)行食物鏈的傳遞積累，減少了對(duì)人體的危害；

（4）大生物量植物對(duì)人類健康也有著一定的作用，如油松、核桃、桑樹(shù)等對(duì)桿菌和球菌的殺菌力均極強(qiáng)，花卉芳香油可抗菌，提高人體免疫力，可作為保健食品或調(diào)控大氣環(huán)境；

（5）在長(zhǎng)期的生產(chǎn)實(shí)踐中，品種選育、植物栽培以及病蟲(chóng)害防治等經(jīng)驗(yàn)日益豐富。因此，篩選大生物量植物修復(fù)城市土壤重金屬污染是可行的。

3.2 大生物量植物的耐性與積累性研究

4 大生物量修復(fù)植物的判斷標(biāo)準(zhǔn)與篩選

由周振民等[17]對(duì)重金屬污染土壤大生物量修復(fù)植物進(jìn)行的綜合研究可知，其篩選對(duì)象主要為部分農(nóng)作物、雜草、樹(shù)木和花卉。修復(fù)城市土壤的大生物量植物應(yīng)具有一定的生態(tài)功能和觀賞價(jià)值，按觀賞部位可分為觀花的、觀葉的、觀芽的、觀莖的、觀果的五類；從低等到高等植物，從水生到陸生；有草本也有木本，有灌木、喬木和藤木，種類繁多。因此篩選既具有觀賞性又具有生態(tài)修復(fù)功能的大生物量修復(fù)植物就尤為重要了。

為了便于采取定性與定量相結(jié)合的綜合評(píng)估分析法篩選出具備此能力的大生物量修復(fù)植物，這就要求植物符合一定的判定標(biāo)準(zhǔn)。耐性特征、積累特征、觀賞性和生態(tài)調(diào)控功能是主要的評(píng)定指標(biāo)，其中耐性特征和積累特征是最基本的判斷標(biāo)準(zhǔn)。耐性植物應(yīng)該能夠在較高重金屬污染濃度的土壤上完成生命周期，并且污染處理的植物地上部生物量與對(duì)照植物的地上部生物量相比沒(méi)有明顯的下降，這才說(shuō)明該植物對(duì)重金屬污染的土壤具有一定的耐性。積累特征以轉(zhuǎn)移系數(shù)和富集系數(shù)綜合表示，李庚飛等[25]研究表明，在利用大生物量非超富集植物進(jìn)行重金屬污染修復(fù)時(shí)，若植物對(duì)某重金屬元素的轉(zhuǎn)移系數(shù)和地上部分富集系數(shù)均大于0.1，說(shuō)明植物對(duì)該金屬元素具有富集的潛力。此外，植物觀賞性和固碳釋氧、吸收有毒有害氣體等生態(tài)調(diào)控功能等指標(biāo)的納入，對(duì)采用綜合評(píng)估篩選法進(jìn)行復(fù)合型修復(fù)植物的篩選更有意義。

大生物量植物種類繁多，盲目地篩選是不科學(xué)的。因此首先應(yīng)該搜集資料，調(diào)查各種植物的特點(diǎn)及其本身生長(zhǎng)習(xí)性，從中初選出最有可能成為修復(fù)植物的種質(zhì)資源進(jìn)行研究，之后再進(jìn)一步確認(rèn)。例如，可從受污染嚴(yán)重的區(qū)域采集仍然能夠正常生長(zhǎng)的物種進(jìn)行試驗(yàn)，或從生長(zhǎng)不易受環(huán)境影響的物種著手。初選大生物量修復(fù)植物在一定程度上可由植物的根、莖、葉初步判斷[26]。生物量與株高成正比，而生物量越大，修復(fù)效率也相應(yīng)增大，因此株高是修復(fù)植物的重要選擇依據(jù)。為使篩選出的修復(fù)植物具有更好的實(shí)踐性，也應(yīng)盡量地人為模擬與特定重金屬污染城市土壤條件相一致的環(huán)境條件，利用盆栽試驗(yàn)篩選出大生物量復(fù)合型修復(fù)植物。

5 結(jié) 語(yǔ)

我國(guó)對(duì)植物修復(fù)重金屬污染土壤的研究起步較晚，篩選工作做得不多，大量有潛力的修復(fù)植物還有待發(fā)現(xiàn)，尤其是以大生物量修復(fù)植物為篩選對(duì)象將成為一個(gè)突破口。總的來(lái)說(shuō)，用大生物量修復(fù)植物修復(fù)污染土壤的潛力巨大。在城市污染土壤修復(fù)中，大面積地應(yīng)用與其他手段相結(jié)合的大生物量修復(fù)植物，既可以美化環(huán)境，又能帶來(lái)巨大的經(jīng)濟(jì)效益。因此進(jìn)一步提高大生物量修復(fù)植物的修復(fù)效率，應(yīng)從生態(tài)位的理論出發(fā)，開(kāi)展植物品種的篩選與培育、復(fù)合修復(fù)技術(shù)應(yīng)用、修復(fù)效果驗(yàn)證試驗(yàn)等方面的研究，以適應(yīng)城市需要，并將植物修復(fù)、觀賞植物苗木生產(chǎn)、園林景觀建設(shè)與生物質(zhì)能利用有機(jī)結(jié)合，形成環(huán)境污染修復(fù)產(chǎn)業(yè)，走循環(huán)利用綠色發(fā)展之路。

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篇(3)

關(guān)鍵詞 重金屬污染；蔬菜；現(xiàn)狀

中圖分類號(hào) X820.4 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A 文章編號(hào) 1007-5739（2013）22-0208-03

Research Progress of Heavy Metal Pollution in Vegetables

YAO Li-xia RU Qiao-mei HE Liang-xing

（Yuhang District Agro-product Monitoring Center in Hangzhou City of Zhejiang Province，Hangzhou Zhejiang 311119）

Abstract With the ever serious environmental pollution，vegetables have been subjected to varying degrees of pollution. Heavy metal is one of the important factors，which affect vegetable growth and human health. The paper studied aspects of hazards of heavy metal pollution，evaluation of heavy metal contamination in vegetables，and status quo of vegetables polluted by heavy metals in China. It also discussed vegetables polluted by heavy metals in the future and prospects，which would provide reference and experience for the research on vegetables polluted by heavy metals.

Key words heavy metal pollution；vegetables；present situation

重金屬是指密度在5×103 kg/m3以上的金屬，如金（Au）、銀（Ag）、鎘（Cd）、汞（Hg）、鉻（Cr）、銅（Cu）、鉛（Pb）等。部分重金屬通過(guò)食物進(jìn)入人體，對(duì)人體正常生理功能造成干擾，危害人體健康，被稱為有毒重金屬，如鋅、汞、鉛、鉻、砷、錫、鎘等。

隨著農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中化肥、農(nóng)藥等的大量使用，土壤、水體的重金屬污染逐漸加重，不僅影響植物生長(zhǎng)發(fā)育，而且在植物葉、莖、根、籽實(shí)中大量積累。蔬菜作為人們?nèi)粘z入量最大的食物之一，含有豐富的膳食纖維、維生素、必需礦質(zhì)元素等，但食入重金屬超標(biāo)的蔬菜會(huì)對(duì)人體健康造成極大危害，其危害具有一定的隱蔽性，一般不會(huì)發(fā)生急性中毒，只是在人體中不斷積累，逐漸危害人體健康。近年來(lái)，監(jiān)測(cè)、防治重金屬污染已成為各國(guó)普遍關(guān)注的熱點(diǎn)問(wèn)題。蔬菜作為人類日常生活攝入量較大的食品之一，分析、評(píng)價(jià)其受重金屬污染狀況，對(duì)保障人們的飲食安全、促進(jìn)蔬菜生產(chǎn)具有重要意義。

1 重金屬污染的危害

鉻、鋅、汞、鉛、砷、錫、鎘等有毒重金屬中，對(duì)人體危害最大的是鉛，毒害人體各系統(tǒng)，尤其常使造血系統(tǒng)、神經(jīng)系統(tǒng)、血管等發(fā)生病變。人體攝入過(guò)量的鉛不僅會(huì)抑制血紅素的合成，降低紅細(xì)胞中血紅蛋白量，導(dǎo)致人體出現(xiàn)貧血，損傷中樞神經(jīng)系統(tǒng)及其周圍神經(jīng)，輕度中毒時(shí)，出現(xiàn)失眠、頭痛、記憶減退、頭暈等癥狀。特別是對(duì)于大腦處于發(fā)育期的兒童來(lái)講，更容易受鉛的危害，嚴(yán)重影響兒童的智力發(fā)育和行為。

有毒重金屬中危害人類健康的其次是砷、汞。砷大都以烷基砷、無(wú)機(jī)砷的形態(tài)存在，2種類型的砷差別較大。無(wú)機(jī)砷毒性較大，有機(jī)砷毒性較小，其中砷糖甚至被認(rèn)為無(wú)毒。長(zhǎng)期接觸砷，會(huì)引起細(xì)胞中毒，誘發(fā)惡性腫瘤，其還能透過(guò)胎盤(pán)損害胎兒。無(wú)機(jī)砷是致癌物質(zhì)，常誘發(fā)肺癌、皮膚癌。汞容易被植物吸收，通過(guò)食物進(jìn)入人體，也可以蒸汽形式進(jìn)入人體，危害人體健康。汞毒性因形態(tài)不同存在較大差異，其中甲基汞毒性最大，容易被人體吸收，在腎、骨髓、心、腦、肝、肺等部位蓄積，使腎、神經(jīng)系統(tǒng)、肝臟等產(chǎn)生不可逆的損害。另外，金屬汞、無(wú)機(jī)汞通過(guò)水中厭氧微生物甲基化可轉(zhuǎn)化為甲基汞危害。

相對(duì)鉛來(lái)說(shuō)，鎘容易被植物吸收，但其不容易造成植物毒性，反對(duì)人體容易造成毒害，具有致畸、致癌、致突變等作用。鎘進(jìn)入體內(nèi)可損害血管導(dǎo)致組織缺血，損傷多系統(tǒng)，干擾鈷、銅、鋅等代謝，阻礙腸道吸收鐵，抑制血紅蛋白的合成，抑制肺泡巨噬細(xì)胞的氧化磷酰化的代謝過(guò)程，對(duì)腎、肺、肝造成損害。

鉻的急性中毒會(huì)對(duì)皮膚造成刺激和腐蝕，使皮膚糜爛或變態(tài)反應(yīng)發(fā)生皮膚炎。亞急性或慢性中毒會(huì)引起咽炎、鼻炎、支氣管炎等。另外，鉻還有致畸變、致癌變、致突變作用。六價(jià)鉻和三價(jià)絡(luò)均有致癌作用，且六價(jià)鉻的毒性比三價(jià)鉻大100倍，某些鉻化合物的致癌性是目前世界公認(rèn)的，被稱為“鉻癌”。

可見(jiàn)，重金屬對(duì)人體健康的危害具有富集性、隱蔽性、不可逆性，且其污染一旦出現(xiàn)就難以逆轉(zhuǎn)，治理非常困難，成本高。

2 蔬菜重金屬污染評(píng)價(jià)

內(nèi)梅羅綜合污染指數(shù)是土壤或沉積物重金屬污染評(píng)價(jià)中較為常用的方法。目前，該方法已在蔬菜重金屬污染評(píng)價(jià)方面得到應(yīng)用[1]。

（1）單因子污染指數(shù)：

Pi=■

Pi、Ci、Si分別為計(jì)算出的重金屬單項(xiàng)污染指數(shù)、重金屬的實(shí)測(cè)值、各項(xiàng)評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)值。

當(dāng)Pi≤1時(shí)，表示蔬菜未受污染；Pi>1時(shí)，表示蔬菜受到污染，Pi數(shù)值越大，說(shuō)明受到的重金屬污染越嚴(yán)重。

（2）尼梅羅綜合污染指數(shù)：

P綜=■

Pave為蔬菜各單因子污染指數(shù)的Pi 平均值，Pmax為蔬菜各單項(xiàng)污染指數(shù)中最大值。

通常，設(shè)定綜合污染指數(shù)P綜合≤0.7為安全等級(jí)，P綜合≤1.0為警戒限，P綜合≤2.0為輕污染，P綜合≤3.0為中污染，P綜合>3.0為重污染。

3 我國(guó)蔬菜重金屬的污染現(xiàn)狀

3.1 華東地區(qū)（包括山東、江蘇、安徽、浙江、福建、上海市）

王淑娥等[2]調(diào)查發(fā)現(xiàn)濟(jì)南市8種蔬菜中重金屬含量均未超出無(wú)公害蔬菜限量標(biāo)準(zhǔn)。馬桂云等[3]也報(bào)道鹽城市區(qū)少數(shù)蔬菜受到Cd的污染。而蚌埠市市售蔬菜中，葉菜類蔬菜中主要是Pb、Cd超標(biāo)，這可能與含鉛的汽車尾氣污染大氣有關(guān)[4]。孫美俠等[5]對(duì)徐州市市場(chǎng)上15種蔬菜、水果進(jìn)行抽樣檢查，測(cè)定240個(gè)樣品中重金屬Cu、Pb、Cd、Cr、Zn的含量狀況，結(jié)果表明所測(cè)樣品中僅重金屬Cd、Zn有部分超標(biāo)，其中Cd的污染需引起有關(guān)部門的重視。然而，廈門市售蔬菜僅部分品種如菠菜、甘藍(lán)、花菜、蘿卜的Pb超標(biāo)，有潛在污染風(fēng)險(xiǎn)；大部分蔬菜中As、Hg、Cr3種重金屬的含量都較低，潛在的污染風(fēng)險(xiǎn)不大[6]。許 靜等[7]對(duì)福建省4個(gè)區(qū)域的4類19種蔬菜品種進(jìn)行分析和評(píng)價(jià)，結(jié)果顯示福建省蔬菜重金屬污染主要為Cd和Pb，品種涵蓋小白菜、芥菜、空心菜。林梅[8]采用原子吸收分光光度法對(duì)福州市油菜番茄茄子3種上市蔬菜中重金屬Pb、Cu、Cr、Cd和微量元素Zn的含量進(jìn)行了檢測(cè)，并運(yùn)用單因子污染評(píng)價(jià)指數(shù)進(jìn)行了蔬菜重金屬污染的評(píng)價(jià)，結(jié)果表明：自由集市中個(gè)別蔬菜存在Cr輕度污染，部分蔬菜存在Pb輕中度污染；從大型超市和自由集市購(gòu)買的所有蔬菜樣品均存在Cd含量超標(biāo)現(xiàn)象，其中自由集市蔬菜的Cd甚至達(dá)到中度污染級(jí)；所有樣品中Cu含量均低于全國(guó)代表值，Zn含量則與全國(guó)代表值相當(dāng)。

3.2 華南地區(qū)（包括廣東、廣西、海南）

廣東省蔬菜重金屬調(diào)查已有不少研究報(bào)道。馬 瑾等[9]報(bào)道東莞市蔬菜重金屬污染以Pb的污染情況最普遍，20.9%的葉菜類蔬菜Pb含量超標(biāo)。其次是Cd和Hg，分別有11.6%和2.3%的葉菜類蔬菜超標(biāo)。但張 沖等[10]對(duì)東莞市主要蔬菜產(chǎn)區(qū)的112個(gè)蔬菜樣品進(jìn)行重金屬污染現(xiàn)狀調(diào)查，發(fā)現(xiàn)這些蔬菜受到不同程度的重金屬污染，但大多數(shù)只是輕度污染，并未達(dá)到危險(xiǎn)級(jí)別。佛山市禪城區(qū)居民食用蔬菜樣品中有46.6%的蔬菜重金屬含量超標(biāo)，Pb和Cr超標(biāo)率分別為32.9%和19.2%[11]。李傳紅等[12]調(diào)查表明，惠州市蔬菜重金屬含量整體質(zhì)量尚好，但蔬菜Cd污染較為嚴(yán)重，超標(biāo)率為15.8%。珠海市蔬菜中Cd、Cr、Ni、Pb、Hg元素有超標(biāo)情況，其中Cd元素超標(biāo)率最高，需要引起有關(guān)重視[13]。秦文淑[14-15]通過(guò)對(duì)廣州城區(qū)各居民菜場(chǎng)主要蔬菜進(jìn)行采樣，發(fā)現(xiàn)主要重金屬污染為Cr、Pb、Cd，其超標(biāo)率分別為38.9% 、22.2%、13.9%。利用單因子污染指數(shù)法進(jìn)行了評(píng)價(jià)，發(fā)現(xiàn)廣州市蔬菜的污染比例在50%以上，其中28.9% 為輕度污染。然而，趙 凱等發(fā)現(xiàn)As、Pb是廣州市郊地區(qū)蔬菜中的主要污染元素，而且各類蔬菜的綜合污染指數(shù)均小于1，表明絕大部分蔬菜可以放心食用。楊國(guó)義等評(píng)價(jià)結(jié)果表明，在廣東省典型區(qū)域所采集的171個(gè)蔬菜樣品中，有13.45%的樣品受到不同程度的重金屬污染，以Cd和Pb污染為主，Ni、Hg、As和Cr污染相對(duì)輕一些。

南寧市相當(dāng)部分蔬菜的重金屬含量超過(guò)國(guó)家規(guī)定的無(wú)公害蔬菜標(biāo)準(zhǔn)，其中污染最嚴(yán)重的是Hg和Pb，超標(biāo)率分別達(dá)41.9%和40.4%。秦波和白厚義研究發(fā)現(xiàn)南寧市郊蔬菜已受Pb和Cd的污染，其中Pb的污染最重，其次為Cd污染，但未受Cr的污染。

3.3 華中地區(qū)（包括湖北、湖南、河南、江西）

劉堯蘭等[16]報(bào)道環(huán)鄱陽(yáng)湖區(qū)葉菜類蔬菜有2/3樣品的重金屬含量超標(biāo)，超標(biāo)率在50%以上，其中白菜Pb超標(biāo)最為嚴(yán)重，超標(biāo)率高達(dá)85.2%；單因子污染指數(shù)評(píng)價(jià)表明，環(huán)鄱陽(yáng)湖區(qū)葉菜類蔬菜的安全和優(yōu)良級(jí)別所占比例為66.9%，已受到一定程度的重金屬污染，其中以芹菜受污染的程度最大，污染主要來(lái)源于Cr和Pb。黃石市售蔬菜重金屬污染主要表現(xiàn)為As、Pb污染。葉菜類重金屬含量最高，其次是瓜豆類，茄果類含量最低。調(diào)查的6種蔬菜中，萵筍葉和小白菜遭受到嚴(yán)重污染，黃瓜受到輕度污染，四季豆處于警戒水平，僅番茄和茄子是安全的[17]。

成玉梅和康業(yè)斌[18]用單因子和綜合因子污染指數(shù)評(píng)價(jià)，洛陽(yáng)市郊區(qū)葉菜類蔬菜重金屬污染大部分已處于警戒級(jí)到輕度污染，加強(qiáng)蔬菜重金屬污染的預(yù)防與治理十分必要。新鄉(xiāng)市蔬菜Cd、Pb的污染明顯，其中Pb污染較嚴(yán)重[19]。商丘市售蔬菜中存在超標(biāo)的元素為Pb、Cd，Cu、Hg、Cr 含量較低[20]。沈 彤等[21]研究表明，長(zhǎng)沙地區(qū)蔬菜中，Cr、As、Hg的含量未超標(biāo)，尚未構(gòu)成污染，但Pb、Cd污染嚴(yán)重，超標(biāo)率分別為60%和51%。南昌市售蔬菜中均含有重金屬Cu、Zn、Pb 和Cd，其中Cu、Zn含量較低，遠(yuǎn)低于食品衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)，僅部分樣品存在Pb、Cd超標(biāo)現(xiàn)象[22]。

3.4 華北地區(qū)（包括北京、天津、河北、山西、內(nèi)蒙古）

中國(guó)科學(xué)院地理研究所調(diào)查認(rèn)為，北京市生產(chǎn)的蔬菜重金屬超標(biāo)的占30%[23]。薄博[24]對(duì)大同縣主要蔬菜產(chǎn)地調(diào)查研究，結(jié)果發(fā)現(xiàn)調(diào)查的5種蔬菜污染程度為茄子>西紅柿>黃瓜>青椒=西葫蘆，但均未超標(biāo)，屬于安全等級(jí)。對(duì)天津市郊的36種蔬菜樣品進(jìn)行檢測(cè)，發(fā)現(xiàn)重金屬檢出率為100%，其中Cd達(dá)到警戒線水平，單項(xiàng)污染指數(shù)最高值達(dá)19.22，總超標(biāo)率為30.41%。

3.5 西北地區(qū)（包括寧夏、新疆、青海、陜西、甘肅）

1996—1997年彭玉魁等對(duì)陜西省咸陽(yáng)、西安、寶雞等6個(gè)城市郊區(qū)的14種蔬菜進(jìn)行調(diào)查研究，分析其As、Hg、Cr、Cd、Pb等污染情況，結(jié)果表明Cr、Pb在某些蔬菜中超標(biāo)嚴(yán)重。陜西省主要蔬菜產(chǎn)區(qū)蔬菜重金屬污染也以Pb污染為主。李桂麗等[25]調(diào)查發(fā)現(xiàn)西安市10種蔬菜總體合格率為83%，Pb是蔬菜中的主要污染元素，總體超標(biāo)率為77.5%；Hg和Cr只在芹菜和茼蒿上出現(xiàn)污染，總體超標(biāo)率分別為10%和2.5%。然而，馬文哲等[26]調(diào)查了楊凌示范區(qū)4類9種蔬菜重金屬的污染現(xiàn)狀，發(fā)現(xiàn)Cr對(duì)蔬菜的污染程度最為嚴(yán)重，其次Pb、Cd也有一定程度的污染。

烏魯木齊市安寧渠區(qū)蔬菜中Cd、Pb的超標(biāo)率最高[27]。殷 飛等[28]報(bào)道新疆喀什市三大批發(fā)市場(chǎng)蔬菜的Pb、Cd、Cr、Cu 4種主要重金屬含量，平均值均低于相應(yīng)的食品衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)，只有個(gè)別蔬菜樣品存在重金屬 Pb、Cd 含量超標(biāo)現(xiàn)象，超標(biāo)率均不高。因此，從重金屬污染這個(gè)角度來(lái)說(shuō)，喀什市市售的蔬菜基本上是安全的，消費(fèi)者可以放心消費(fèi)。

3.6 西南地區(qū)（包括四川、云南、貴州、、重慶）

李江燕等[29]通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查及室內(nèi)分析，對(duì)云南省個(gè)舊市大屯鎮(zhèn)的蔬菜重金屬污染現(xiàn)狀進(jìn)行評(píng)價(jià)。當(dāng)?shù)厥卟司C合污染指數(shù)從大到小的重金屬為Cd、Pb、Zn、Cu，Cd、Pb污染較嚴(yán)重。重慶市主城區(qū)市售蔬菜有39.2%受到重金屬污染，其15.7%蔬菜處于重度污染狀態(tài)[30]，Cd、Pb和 Hg是主要污染元素。羅曉梅研究發(fā)現(xiàn)，成都地區(qū)蔬菜Cd和Pb污染嚴(yán)重，在檢測(cè)的蔬菜樣品中，Pb、Cd超標(biāo)率分別為22.0%、29.4%，最高超標(biāo)分別為5.60倍和2.86倍，Hg和As則無(wú)超標(biāo)現(xiàn)象出現(xiàn)。

3.7 東北地區(qū)（包括遼寧、吉林、黑龍江）

周炎對(duì)沈陽(yáng)市近郊受重金屬污染農(nóng)田上生產(chǎn)的大白菜進(jìn)行取樣分析，Cd、Pb超標(biāo)率分別為58.3%、100.0%。遼寧省農(nóng)業(yè)環(huán)保監(jiān)測(cè)站調(diào)查發(fā)現(xiàn)，各種蔬菜已受重金屬不同程度的污染，蔬菜綜合超標(biāo)率為 36.1%。

4 研究方向與展望

（1）從蔬菜重金屬污染的來(lái)源及危害途徑可以看出，重金屬主要是通過(guò)土壤污染造成蔬菜重金屬殘留超標(biāo)的，且由于土壤重金屬污染具有不可逆、隱蔽性、滯后性、積累性和。因此，應(yīng)開(kāi)展菜地土壤重金屬污染的調(diào)查研究及風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估，了解土壤重金屬污染的基本情況和態(tài)勢(shì)，分析其空間變異與分布規(guī)律，開(kāi)展土壤環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的研究和制定工作，加強(qiáng)無(wú)公害糧食蔬菜生產(chǎn)基地建設(shè)[31-34]。

（2）開(kāi)展蔬菜中重金屬含量與土壤中重金屬及其向食物鏈傳遞關(guān)系的定量研究，同時(shí)加強(qiáng)蔬菜對(duì)重金屬吸收積累的基因型差異研究，利用豐富的植物物種資源，研究其對(duì)重金屬的吸收轉(zhuǎn)運(yùn)機(jī)制，以降低土壤中重金屬的污染，同時(shí)篩選和培育低吸收低富集重金屬的蔬菜品種，減少重金屬進(jìn)入食物鏈[35-38]。

（3）為檢查蔬菜質(zhì)量，我國(guó)出臺(tái)相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)，其中將重金屬列入標(biāo)準(zhǔn)中優(yōu)先控制的污染物之一，為蔬菜質(zhì)量控制發(fā)揮了巨大作用，但僅以污染物含量作為蔬菜質(zhì)量評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)難以衡量污染物對(duì)人體健康危害的大小，因此應(yīng)用健康風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)方法評(píng)估污染物對(duì)人體健康的危害已成為趨勢(shì)[39-40]。

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篇(4)

1.實(shí)驗(yàn)方法

1.1采樣點(diǎn)的位置河流水樣的采集首先需要在河段上選擇監(jiān)測(cè)斷面，然后在監(jiān)測(cè)斷面上布設(shè)監(jiān)測(cè)垂線，最后在檢測(cè)垂線上確定采樣點(diǎn)。

1.2水樣采集本次采樣時(shí)間為2014年4月11日，地點(diǎn)為武河人工濕地，利用采樣器在每個(gè)采樣點(diǎn)采集水樣500ml，裝入玻璃瓶中，并做好標(biāo)記，帶回實(shí)驗(yàn)室備用。

1.3實(shí)驗(yàn)原理電感耦合等離子體焰炬溫度可達(dá)6000-8000k，當(dāng)將樣品由進(jìn)樣器引入霧化器并被氬載器帶入焰炬時(shí)，樣品中的組分被原子化、電離、激發(fā)，以光的形式發(fā)射出能量。不同元素的原子在激發(fā)或電離時(shí)，發(fā)射不同波長(zhǎng)的特征光，根據(jù)特征光的波長(zhǎng)可進(jìn)行定性分析。元素的含量不同時(shí)，發(fā)射特征光的強(qiáng)度也不同，據(jù)此可以進(jìn)行定量分析[15]。

1.4實(shí)驗(yàn)儀器和試劑

1.4.1實(shí)驗(yàn)儀器（1）燒杯；（2）0.45μm孔徑濾膜；（3）10ml針管；（4）100ml容量瓶；（5）移液管1支；（6）電感耦合等離子體原子發(fā)射光譜儀（ICP-AES）；

1.4.2實(shí)驗(yàn)試劑（1）優(yōu)級(jí)純濃硝酸

1.5實(shí)驗(yàn)過(guò)程與步驟（1）水樣處理：樣品采集后立即通過(guò)0.45微米濾膜過(guò)濾，棄去初始的50~100ml溶液，收集所需體積的濾液并用（1+1）硝酸把溶液調(diào)節(jié)至pH<2。廢水試樣加入硝酸至含量達(dá)到1%。（2）空白樣品：測(cè)定每批樣品時(shí)，應(yīng)取與樣品相同體積的水按以上處理方法相同的步驟獲取空白樣品。（3）測(cè)定：調(diào)節(jié)好儀器工作參數(shù)，先測(cè)定試劑空白溶液、水樣的值，將消解好的樣品放入電感耦合等離子體原子發(fā)射光譜儀（ICP-AES）中進(jìn)行測(cè)定，扣除空白值后的元素測(cè)定值即為水樣中該重金屬元素的濃度。

1.6實(shí)驗(yàn)結(jié)果根據(jù)儀器的性能，對(duì)每個(gè)元素選定2～3個(gè)譜線進(jìn)行測(cè)定。然后，綜合分析觀察每條譜線的譜圖強(qiáng)度及干擾情況，選擇測(cè)定各元素的最佳波長(zhǎng)。

2.結(jié)果與分析

經(jīng)上述運(yùn)算得到所測(cè)重金屬單項(xiàng)質(zhì)量等級(jí)Pi及綜合質(zhì)量等級(jí)七參數(shù)7G、五參數(shù)5G（不含Cd與Hg），評(píng)價(jià)結(jié)果如表4。上述數(shù)據(jù)表明:各重金屬的單項(xiàng)質(zhì)量等級(jí)Gi隨重金屬的不同而有較大差別?？傮w上看重金屬元素、Cr、Cu、Pb等級(jí)較低，在1左右且都沒(méi)有超過(guò)2，這說(shuō)明、Cr、Cu、Pb這幾種金屬元素在武河濕地中污染較輕，水質(zhì)為Ⅰ類。由圖1可知，的質(zhì)量等級(jí)在3號(hào)點(diǎn)略有下降，這是由于此處陷泥河河水匯入起到了稀釋作用。此后質(zhì)量等級(jí)迅速升高在6號(hào)點(diǎn)達(dá)到最大0.84，這是由于兩側(cè)的河水再次匯聚，重金屬在此富集，但是水質(zhì)仍然為Ⅰ類。由圖2可知，Cr的質(zhì)量等級(jí)在1、2、3、7、8號(hào)點(diǎn)為0，在4、5、6號(hào)點(diǎn)的質(zhì)量等級(jí)超過(guò)1但是不到2。質(zhì)量等級(jí)在1、2、3、7、8號(hào)點(diǎn)為0在4、5、6號(hào)點(diǎn)升高說(shuō)明武河濕地中的Cr元素是由陷泥河和南涑河帶來(lái)的，但是質(zhì)量等級(jí)低，污染并不嚴(yán)重，水質(zhì)屬Ⅱ類。由圖6可知，在1、2、4、7、8號(hào)點(diǎn)Cu的質(zhì)量等級(jí)為0，即重金屬Cu的濃度為0，并未檢測(cè)出重金屬Cu污染。3、5、6質(zhì)量等級(jí)升高這是由于陷泥河和南涑河匯入帶來(lái)的。由圖7可知，Cr的質(zhì)量等級(jí)在1、2號(hào)點(diǎn)為0.9左右，3、4號(hào)點(diǎn)為0.4左右呈下降趨勢(shì)，這是由于陷泥河河水匯入起到了一定的稀釋作用。7號(hào)點(diǎn)到6號(hào)點(diǎn)質(zhì)量等級(jí)上升則是由于南涑河匯入帶來(lái)的Cr元素，則南涑河是武河濕地Cr污染源之一。

由圖3可知，重金屬元素Cd的質(zhì)量等級(jí)在各采樣點(diǎn)中均超過(guò)1，但是最大等級(jí)仍未達(dá)到3，說(shuō)明總體水質(zhì)較好污染并不嚴(yán)重。由圖5可知，重金屬元素Zn的質(zhì)量等級(jí)在各采樣點(diǎn)中波動(dòng)較大最小可為0最大則超過(guò)3，水質(zhì)在不同河段變化較大。在5號(hào)點(diǎn)達(dá)到最大值，是由于此處河流較寬水流流速慢重金屬Zn在此大量富集。由圖4可知，重金屬元素Hg的質(zhì)量等級(jí)數(shù)值較大普遍在4以上，最大可達(dá)7.24，水質(zhì)為劣Ⅴ類，Hg含量嚴(yán)重超標(biāo)污染嚴(yán)重。綜合質(zhì)量等級(jí)評(píng)價(jià)，選用了、Cr、Cu、Pb、Cd、Zn、Hg七個(gè)參數(shù)和、Cr、Cu、Pb、Zn五個(gè)參數(shù)的評(píng)價(jià)。由圖8七參數(shù)綜合質(zhì)量等級(jí)變化可知，全河段綜合質(zhì)量等級(jí)均在4以上，水質(zhì)為Ⅴ類和劣Ⅴ類，污染嚴(yán)重。圖9五參數(shù)綜合質(zhì)量等級(jí)變化表明，河段質(zhì)量等級(jí)在1左右，水質(zhì)為Ⅰ類和Ⅱ類，水質(zhì)好污染較輕。五參數(shù)和七參數(shù)評(píng)價(jià)結(jié)果出現(xiàn)較大差距主要是由于七參數(shù)中Hg元素在全河段中濃度較大污染十分嚴(yán)重，其權(quán)重大拉高了該河段的綜合質(zhì)量等級(jí)，表明了該河段的主要重金屬污染是Hg元素。圖4Hg的質(zhì)量等級(jí)變化和圖8七參數(shù)綜合質(zhì)量等級(jí)變化無(wú)論是數(shù)值還是變化趨勢(shì)都十分相似，也表明了Hg元素是該河段的主要重金屬污染物。

由表4和圖10可知：1號(hào)點(diǎn)的重金屬污染物污染情況是Hg>Cd>Zn>Pb，無(wú)、Cr、Cu污染；2號(hào)點(diǎn)的重金屬污染物污染情況是Hg>Cd>Zn>Pb>，無(wú)Cr、Cu污染；3號(hào)點(diǎn)的重金屬污染物污染情況是Hg>Cu>Cd>Pb>>Zn，無(wú)Cr污染；4號(hào)點(diǎn)的重金屬污染物污染情況是Hg>Cd>Zn>Cr>>Pb，無(wú)Cu污染；5號(hào)點(diǎn)的重金屬污染物污染情況是Hg>Zn>Cd>Cr>Cu>>Pb；6號(hào)點(diǎn)的重金屬污染物污染情況是Hg>Cd>Zn>Cr>>Cu>Pb；7號(hào)點(diǎn)的重金屬污染物污染情況是Hg>Cd>>Pb，無(wú)Cr、Cu、Zn污染；8號(hào)點(diǎn)的重金屬污染物污染情況是Hg>Cd>Zn>>Pb，無(wú)Cr、Cu污染。

3.結(jié)論

篇(5)

關(guān)鍵詞：重金屬;污染;防治;對(duì)策

一個(gè)地區(qū)長(zhǎng)期進(jìn)行礦山開(kāi)采、加工以及利用重金屬作為原料的工業(yè)發(fā)展，如不重視對(duì)重金屬污染物有效防治，重金屬污染物將在土壤、大氣、水中逐漸累積，從而形成重金屬污染。本文以南京市重金屬污染的產(chǎn)生、排放為例，對(duì)重金屬污染產(chǎn)生的原因進(jìn)行分析，并提出治理污染的對(duì)策。

1.南京市重金屬污染物產(chǎn)生和排放現(xiàn)狀

南京市的重金屬污染主要來(lái)源于工業(yè)；南京市13個(gè)區(qū)縣中涉及重金屬污染物產(chǎn)排的企業(yè)數(shù)為82家；重金屬污染物排放主要通過(guò)廢水和廢氣排放。

涉重廢水排放總量為1075.24萬(wàn)噸/年，廢水中各重金屬污染物排放量分別為汞（Hg）0.27kg/a、鎘（Cd）25.86kg/a、總鉻（Cr）449.24kg/a、六價(jià)鉻（Cr6+）361.14 kg/a、鉛（Pb）174.67kg/a、砷（As）2.81 kg/a、銅（Cu）698.03 kg/a、鎳（Ni）96.23kg/a；涉重廢氣排放總量為74591.10×104m3/a，廢氣中各重金屬污染物排放量分別為汞（Hg）0.032kg/a、鎘（Cd）52.66kg/a、鉻（Cr）28.85kg/a、鉛（Pb）150.68kg/a、砷（As）39.43kg/a。

含重金屬危險(xiǎn)廢物產(chǎn)生量為4956.33t/a，其中綜合利用量為3123.67t/a，處置量為1706.06t/a，貯存量為126.6t/a，排放量為零。

2.南京市重金屬污染的主要原因

通過(guò)對(duì)南京市涉及重金屬污染的企業(yè)的調(diào)查分析，南京市重金屬污染的主要原因有以下幾個(gè)方面：

（1）企業(yè)規(guī)模以中小型為主，分布散亂

南京市涉重企業(yè)規(guī)模普遍偏小，分布散亂，遍布區(qū)縣各處，污染物未能全部穩(wěn)定達(dá)標(biāo)排放，廢水、廢氣治理措施較傳統(tǒng)、簡(jiǎn)單，很多企業(yè)大部分企業(yè)未能進(jìn)入工業(yè)園區(qū)進(jìn)行統(tǒng)一管理，為環(huán)境監(jiān)管帶來(lái)了很大的不便，也為加快區(qū)域內(nèi)資源共享、信息公開(kāi)化建設(shè)設(shè)置了障礙。

（2）產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)不盡合理，發(fā)展方式粗放

近年來(lái)，南京市一直致力于產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的調(diào)整，目前正處于產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)型期，仍有一部分高投入、高耗能、高污染的企業(yè)未被淘汰，特別是一些涉重的中小型企業(yè)，工藝落后，經(jīng)濟(jì)基礎(chǔ)薄弱，從經(jīng)濟(jì)、技術(shù)等各方面開(kāi)展重金屬污染治理的難度又都比較大，即使企業(yè)關(guān)閉，重金屬累積的特性也會(huì)給企業(yè)所在區(qū)域帶來(lái)隱患。

（3）法規(guī)制度建設(shè)滯后，環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)不健全

目前我國(guó)還沒(méi)有重金屬污染治理和土壤污染治理的專門法規(guī)，南京市主要按照現(xiàn)行的《環(huán)境空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》和《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》中對(duì)重金屬的控制要求對(duì)涉重企業(yè)進(jìn)行管理；現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)主要針對(duì)污染源達(dá)標(biāo)排放提出，不涉及重金屬的累積效應(yīng)，關(guān)于人體健康的重金屬環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)不健全。

（4）基礎(chǔ)工作薄弱，相關(guān)技術(shù)欠缺

由于長(zhǎng)期對(duì)重金屬污染忽視，重金屬的監(jiān)測(cè)、防治技術(shù)研究等基礎(chǔ)工作較為薄弱，南京市重金屬污染物整體排放情況和環(huán)境受污染程度尚未完全摸清，對(duì)重點(diǎn)防控企業(yè)、區(qū)域及污染隱患的危害程度掌握不夠。同時(shí)重金屬污染的科學(xué)研究、技術(shù)政策等還遠(yuǎn)遠(yuǎn)滯后于污染防治的迫切需求。

（5）污染隱蔽性強(qiáng)，治理周期長(zhǎng)

重金屬元素化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，通過(guò)水、氣、固廢等多種途徑可以在環(huán)境中長(zhǎng)期積累，并通過(guò)食物鏈逐級(jí)富集，最終進(jìn)入人體累積，使得留在人體的重金屬含量成倍放大，傳統(tǒng)的環(huán)境達(dá)標(biāo)觀念由于重金屬的富集特性失去效用，待累積到一定程度發(fā)生污染事件時(shí)大多已經(jīng)造成了極為嚴(yán)重的后果。一旦環(huán)境受到污染，需要比常規(guī)污染物治理更長(zhǎng)的治理周期、更多的治理成本和更高的治理難度。

（6）環(huán)境監(jiān)管能力不足，監(jiān)管難度大

長(zhǎng)期以來(lái)，南京市對(duì)重金屬污染重視力度不夠，各級(jí)環(huán)保管理仍主要針對(duì)常規(guī)污染物的管理，重金屬污染監(jiān)管措施不完善，特別是企業(yè)廢氣中重金屬污染的管理幾乎為空白；各級(jí)環(huán)保監(jiān)測(cè)系統(tǒng)建設(shè)均主要注重常規(guī)性污染物指標(biāo)監(jiān)測(cè)，重金屬監(jiān)測(cè)能力不足，缺乏高精確度重金屬檢測(cè)儀器。

3、重金屬污染防治對(duì)策

消除重金屬污染除了對(duì)污染進(jìn)行治理、對(duì)環(huán)境進(jìn)行修復(fù)外，更需要對(duì)可能出現(xiàn)的重金屬污染進(jìn)行預(yù)防，從根本上解決重金屬污染的問(wèn)題。

（1）大力推行清潔生產(chǎn)審核，提升企業(yè)清潔生產(chǎn)水平

通過(guò)清潔生產(chǎn)審核，對(duì)企業(yè)的生產(chǎn)、產(chǎn)品或提供服務(wù)全過(guò)程的定性和定量分析，找出高物耗、高能耗、高污染的原因，有的放矢的提出對(duì)策、制定方案，從源頭減少和防止重金屬污染物的產(chǎn)生。對(duì)國(guó)內(nèi)外現(xiàn)有的先進(jìn)技術(shù)、工藝進(jìn)行科研攻關(guān)，研究和開(kāi)發(fā)具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)、符合國(guó)內(nèi)重金屬行業(yè)發(fā)展要求的清潔生產(chǎn)核心技術(shù)和裝備。

（2）嚴(yán)格控制企業(yè)、區(qū)域內(nèi)部重金屬污染物排放

嚴(yán)格控制區(qū)域內(nèi)企業(yè)的重金屬?gòu)U氣排放，重金屬?gòu)U氣需進(jìn)行處理，排放口達(dá)標(biāo)率為100%；強(qiáng)化無(wú)組織廢氣收集、治理技術(shù)，在運(yùn)輸、生產(chǎn)的過(guò)程中減少無(wú)組織廢氣對(duì)環(huán)境的危害。區(qū)域嚴(yán)格執(zhí)行《中華人民共和國(guó)固體廢棄物污染環(huán)境防治法》等有關(guān)法規(guī)，實(shí)現(xiàn)固廢的全面無(wú)害化處理。

（3）開(kāi)展重金屬排放企業(yè)專項(xiàng)整治。

要結(jié)合環(huán)保專項(xiàng)行動(dòng)，對(duì)涉及排放重金屬的企業(yè)進(jìn)行全面排查和整治，徹底解決工藝落后、污染嚴(yán)重的鉛酸蓄電池、鉛冶煉等企業(yè)的環(huán)境安全隱患，嚴(yán)厲懲治涉及重金屬的環(huán)境違法違規(guī)問(wèn)題。對(duì)位于飲用水源保護(hù)區(qū)的企業(yè)一律停產(chǎn)關(guān)閉；對(duì)污染治理設(shè)施不正常運(yùn)行、長(zhǎng)期超標(biāo)及超量排放的企業(yè)一律停產(chǎn)治理；對(duì)發(fā)現(xiàn)重大環(huán)境安全隱患的企業(yè)一律停產(chǎn)整改，整改不到位的堅(jiān)決予以關(guān)閉。

（4）加快區(qū)域內(nèi)資源共享、信息公開(kāi)化建設(shè)

通過(guò)信息交換中心的企業(yè)環(huán)境行為公開(kāi)披露的功能，把建設(shè)項(xiàng)目審批程序、重金屬污染物排污費(fèi)繳納標(biāo)準(zhǔn)、資源型企業(yè)可持續(xù)發(fā)展準(zhǔn)備金制度、達(dá)不到環(huán)保要求的重金屬企業(yè)名單和來(lái)信來(lái)訪處理等信息全部向社會(huì)亮相公開(kāi)，主動(dòng)接受廣大公眾和社會(huì)各界監(jiān)督，督促企業(yè)保護(hù)環(huán)境。。

（5）加強(qiáng)政府行政干預(yù)、監(jiān)督管理

加強(qiáng)政府行政干預(yù)，建立健全環(huán)境執(zhí)法機(jī)構(gòu)，加強(qiáng)和充實(shí)環(huán)境執(zhí)法力量，制定賠償和生態(tài)補(bǔ)償?shù)裙芾碚吆推渌s束性政策。實(shí)施環(huán)境保護(hù)目標(biāo)責(zé)任制，明確環(huán)境保護(hù)目標(biāo)的分管部門和分管領(lǐng)導(dǎo)，獎(jiǎng)懲制度，并定期檢查與考核目標(biāo)落實(shí)情況；落實(shí)環(huán)境行政執(zhí)法責(zé)任制，規(guī)范環(huán)境執(zhí)法行為，加強(qiáng)環(huán)境執(zhí)法硬件水平；建立和落實(shí)崗位責(zé)任制及其考核要求。

（6）建設(shè)區(qū)域環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)預(yù)防和應(yīng)急體系

區(qū)域必須建立統(tǒng)一的風(fēng)險(xiǎn)防范組織管理機(jī)構(gòu)，根據(jù)《國(guó)家突發(fā)環(huán)境事件應(yīng)急預(yù)案》，制定區(qū)域重金屬環(huán)境事件應(yīng)急預(yù)案，建立環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)應(yīng)急監(jiān)測(cè)和管理系統(tǒng)，制定園區(qū)安全、健康與環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)防范政策，初步建立區(qū)域安全與健康、風(fēng)險(xiǎn)防范體系。開(kāi)展社會(huì)風(fēng)險(xiǎn)防范宣傳教

育，提高人們的風(fēng)險(xiǎn)防范意思，要求區(qū)域內(nèi)企業(yè)對(duì)緊急事故能夠做出快速反應(yīng)，及時(shí)采取補(bǔ)救措施，減少環(huán)境危害和企業(yè)的經(jīng)濟(jì)損失。

（7）加速已污染區(qū)域修復(fù)治理工作

對(duì)已造成重金屬排放的重點(diǎn)區(qū)域，要重點(diǎn)抓好土壤污染本底調(diào)查，布設(shè)更密集的監(jiān)測(cè)位點(diǎn)，采樣分析重金屬污染現(xiàn)狀，針對(duì)各區(qū)域的污染程度和污染特征，制定詳細(xì)的區(qū)域重金屬污染修復(fù)治理計(jì)劃，并作為重金屬污染修復(fù)試點(diǎn)，選擇成熟的修復(fù)方案，進(jìn)行可行性研究，改善質(zhì)量，防范風(fēng)險(xiǎn)。

（8）開(kāi)展重金屬污染健康危害監(jiān)測(cè)與診療

建立和完善覆蓋全市的重金屬污染健康監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)，建立重點(diǎn)防控區(qū)健康監(jiān)測(cè)和報(bào)告制度、敏感人群定期體檢制度，完善重金屬污染健康危害評(píng)價(jià)、人群健康體檢及診療和處置等工作規(guī)范。開(kāi)展重金屬環(huán)境與健康危害的調(diào)查研究。定期對(duì)重點(diǎn)防控區(qū)域內(nèi)潛在風(fēng)險(xiǎn)人群有計(jì)劃地進(jìn)行健康檢查，對(duì)可能發(fā)生的健康危害進(jìn)行預(yù)警，對(duì)需要治療的人群積極診療。

（9）對(duì)發(fā)生事故的區(qū)域?qū)嵭邢夼?/p>

重點(diǎn)防控區(qū)內(nèi)如發(fā)生涉重污染事故，需對(duì)肇事企業(yè)立即停產(chǎn)治理，情節(jié)嚴(yán)重則由地方政府責(zé)令關(guān)閉，對(duì)外環(huán)境造成的影響應(yīng)進(jìn)行評(píng)估，采取相應(yīng)措施，減輕或消除對(duì)外環(huán)境和人群造成的影響，在事故處理結(jié)束前對(duì)區(qū)域內(nèi)所有涉重項(xiàng)目實(shí)行區(qū)域限批。

4.總結(jié)

重金屬污染是一個(gè)長(zhǎng)期累積而形成的，必須在重金屬污染產(chǎn)生之前進(jìn)行預(yù)防，對(duì)重金屬污染必須進(jìn)行源頭治理，從根本上解決重金屬污染問(wèn)題。

參考文獻(xiàn)

[1]徐林通 土壤重金屬污染防治方法綜述 知識(shí)經(jīng)濟(jì) 2011年第21期 86；

篇(6)

關(guān)鍵詞：沸石；重金屬；土壤修復(fù)；應(yīng)用

中圖分類號(hào)：X53 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674-0432（2011）-03-0200-1

0 引言

隨著我國(guó)工業(yè)化進(jìn)程的加快，重金屬污染已成為我國(guó)土壤環(huán)境面臨的主要問(wèn)題之一。土壤重金屬已經(jīng)嚴(yán)重影響植物的生長(zhǎng)及作物的生產(chǎn)，并隨著食物鏈進(jìn)入人體，近年來(lái)不斷暴露的砷、鉛和鎘等重金屬中毒事件表明，重金屬已對(duì)部分地區(qū)人群健康構(gòu)成嚴(yán)重的危害。目前，重金屬污染已經(jīng)成為一個(gè)全球性的重大環(huán)境問(wèn)題，并由此針對(duì)污染的土壤進(jìn)行修復(fù)已經(jīng)成為各國(guó)研究的重點(diǎn)之一。

1 沸石在土壤改良中應(yīng)用前景良好

天然沸石是一種含水的堿金屬和堿土金屬的架狀鋁硅酸鹽礦物，具有較強(qiáng)的選擇吸附性能、離子交換性能和較大的吸附容量，在改良土壤方面有獨(dú)特的作用。我國(guó)天然沸石儲(chǔ)量達(dá)40億t，位列世界前茅，年生產(chǎn)能力800萬(wàn)t。沸石具有許多獨(dú)特的特征：晶體架狀結(jié)構(gòu)的沸石，中間形成很多的空腔和孔道，就使其能吸附并儲(chǔ)存大量分子，具有很強(qiáng)的吸附作用；沸石晶體骨架中陽(yáng)離子與骨架聯(lián)系較弱，當(dāng)其與某種金屬鹽的水溶液相接觸時(shí)，兩種容易發(fā)生陽(yáng)離子交換；沸石的內(nèi)部比表面積很大，每克沸石的比表面積可達(dá)355-1000m2，其結(jié)晶骨架上和平衡離子上的電荷局部密度較高，并在骨架上出現(xiàn)酸性位置，使其具有固體酸性質(zhì)，是有效的固體催化劑和載體。

除此之外，沸石還具有良好的熱穩(wěn)定性和耐酸性。由于沸石作為吸附劑和催化劑，在使用和再生時(shí)，往往要遭受高溫和強(qiáng)酸的作為，所以沸石的耐高溫和耐強(qiáng)酸的性能較好。

2 沸石在重金屬污染中的應(yīng)用現(xiàn)狀

據(jù)報(bào)道，世界各國(guó)礦業(yè)開(kāi)發(fā)所產(chǎn)生的尾礦每年就達(dá)50億t以上。而自20世紀(jì)50年代以來(lái)，我國(guó)大量開(kāi)采各種礦產(chǎn)資源，在礦產(chǎn)資源挖掘、選礦和冶煉過(guò)程中對(duì)周邊的土壤環(huán)境產(chǎn)生了不同程度的污染，尤其在廣西、云南、湖南等礦業(yè)大省更為嚴(yán)重，目前這種局面并沒(méi)得到很好改變。近幾年來(lái)，政府和相關(guān)部門通過(guò)各種措施，但由于技術(shù)不成熟和資金缺乏等問(wèn)題，土壤環(huán)境的根本性改善需要幾十年，甚至更長(zhǎng)的時(shí)間。

目前，針對(duì)土壤污染而展開(kāi)的修復(fù)工作層出不窮，一般集中在微生物修復(fù)、植物修復(fù)、化學(xué)修復(fù)和農(nóng)業(yè)措施等這四個(gè)方面進(jìn)行修復(fù)。

沸石在改善土壤養(yǎng)分狀況、鹽堿地改良、土壤物理性狀改善和污染土壤修復(fù)等方面的應(yīng)用受到廣泛關(guān)注，國(guó)內(nèi)外許多學(xué)者也開(kāi)始對(duì)沸石處理重金屬污染方面也進(jìn)行了相關(guān)研究。比如，江偉武等利用沸石分子篩處理含汞廢水時(shí)發(fā)現(xiàn)，沸石分子篩對(duì)二價(jià)汞有較強(qiáng)的去除作用，并有較大的吸附容量，按汞與分子篩質(zhì)量比為32mg/g進(jìn)行處理，汞的去除率達(dá)99%以上。劉伯元等發(fā)現(xiàn)，沸石還可以與化肥混合或者作為復(fù)合肥施用，可以減少有效營(yíng)養(yǎng)元素的流失(達(dá)20%以上)，并能改良土壤性能，顯著降低農(nóng)業(yè)種植成本。有研究表明，沸石配以骨炭施入土壤中可有效降低土壤有效態(tài)重金屬含量，使輕度污染土壤上的蔬菜達(dá)到衛(wèi)生安全標(biāo)準(zhǔn)。沸石對(duì)土壤重金屬鉛具有一定的鈍化效果，可有效抑制土壤鉛的遷移及生態(tài)有效性?？梢?jiàn)，合理施用天然沸石可鈍化土壤中重金屬，降低重金屬的活性，從而降低農(nóng)作物的重金屬含量，在低污染土壤中應(yīng)用廣泛。

沸石還可人工合成。Xavier Querol等施用粉煤灰合成沸石達(dá)到污染土壤中的重金屬固定的目的，降低其在環(huán)境中的遷移性和生物可利用性。經(jīng)過(guò)試驗(yàn)，當(dāng)每公頃土壤中使用25000kg的沸石時(shí)，大多數(shù)金屬（Cd, Co, Cu, Ni, Zn）的浸出能力就下降約95-99%，土壤中重金屬被鈍化了，對(duì)作物的毒害也就相應(yīng)減弱了。王焰新等也認(rèn)為合成的沸石在處理水中重金屬時(shí)，對(duì)水中重金屬的吸附容量比粉煤灰的高。Wei yu Shi等則綜述了天然沸石修復(fù)有害重金屬污染的相關(guān)方面的理論后認(rèn)為應(yīng)該側(cè)重于對(duì)天然沸石的單/聯(lián)合整治。但是，也有研究認(rèn)為，利用天然沸石能降低土壤中活性鋅的含量，但對(duì)酸溶性鉛和鎘的含量不產(chǎn)生影響。

3 沸石在土壤重金屬污染修復(fù)技術(shù)研究的展望

沸石的利用是一項(xiàng)新興的高效修復(fù)技術(shù)，其來(lái)源廣泛，成本低。我國(guó)煤礦資源豐富，鋼鐵水泥等工業(yè)比較發(fā)達(dá)，如果能利用粉煤灰合成沸石對(duì)污染土壤進(jìn)行固化，不僅成本降低了，而且還實(shí)現(xiàn)了在鋼鐵水泥工業(yè)中粉煤灰的回收利用，大大減少空氣中可吸入顆粒物含量，從而達(dá)到空氣與土壤的a雙重處理的效果。所以利用沸石來(lái)處理重金屬污染土壤的技術(shù)，具有良好的經(jīng)濟(jì)效益，社會(huì)效益和環(huán)境效益，因此具有廣闊的應(yīng)用前景。

參考文獻(xiàn)

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篇(7)

1指示生物的含義及其優(yōu)點(diǎn)

指示生物又叫生物指示物(BiologicalIndicator，Bioindicator)，是指在一定地區(qū)范圍內(nèi)，能通過(guò)特性、數(shù)量、種類或群落等變化，指示環(huán)境或某一環(huán)境因子特征的生物［1］。使用生物體來(lái)對(duì)環(huán)境狀況進(jìn)行監(jiān)測(cè)的歷史由來(lái)已久。早在古希臘時(shí)期，亞里士多德就把淡水魚(yú)放到鹽水中，觀察其行為。在工業(yè)革命時(shí)期，金絲雀被放到地下煤礦中，工人通過(guò)觀察金絲雀的特殊反應(yīng)，及時(shí)離開(kāi)煤礦避險(xiǎn);20世紀(jì)初期，歐美生物學(xué)家為了應(yīng)對(duì)河流湖泊污染，開(kāi)始研究利用水生生物監(jiān)測(cè)水環(huán)境污染。中國(guó)開(kāi)展指示生物監(jiān)測(cè)河流污染研究是從20世紀(jì)80年代開(kāi)始的，到目前還沒(méi)有完善的監(jiān)測(cè)指標(biāo)體系，尚需進(jìn)一步發(fā)展研究。使用指示生物監(jiān)測(cè)方法，監(jiān)測(cè)水體重金屬污染狀況，有著傳統(tǒng)理化監(jiān)測(cè)不可比擬的優(yōu)點(diǎn)，主要表現(xiàn)在［2］:(1)反映生物學(xué)效應(yīng)。常規(guī)分析技術(shù)只說(shuō)明污染程度偏離正常值，常常忽視生物個(gè)體以及種群對(duì)外源性污染物的效應(yīng);(2)靈敏性。重金屬在一般水體中，濃度很低，Cu、As、Cd、Hg在水體中的濃度通常在1×10－2～10μg/L之間，甚至在檢測(cè)限以下。生物監(jiān)測(cè)利用生物對(duì)重金屬的靈敏性、富集、放大作用，準(zhǔn)確快速監(jiān)測(cè)出水體中重金屬的污染狀況;(3)長(zhǎng)期性。指示生物可以持續(xù)監(jiān)測(cè)水體，可以反映出劑量小，長(zhǎng)期作用的慢性毒性效應(yīng);(4)綜合性。重金屬在生物體內(nèi)可以表現(xiàn)為協(xié)同效應(yīng)或拮抗效應(yīng)等復(fù)合污染效應(yīng)，指示生物可以反映出重金屬對(duì)其的綜合效應(yīng);(5)范圍廣。(6)成本低。

2指示生物的分類

生物監(jiān)測(cè)是使用活著的生物獲得定量的環(huán)境變化信息，而這些環(huán)境變化往往來(lái)自于人為活動(dòng)。指示生物是生物監(jiān)測(cè)的重要組成部分，根據(jù)物種不同，指示生物可以分為動(dòng)物、植物、微生物。根據(jù)不同的環(huán)境介質(zhì)，指示生物又可分為土壤、大氣、水體生物。根據(jù)生態(tài)學(xué)層次不同，可以分為個(gè)體以及系統(tǒng)水平上的指示生物;種群、群落、生態(tài)系統(tǒng)水平上的指示生物［3］。由于重金屬在不同的生態(tài)學(xué)層次中有不同的表達(dá)特征，掌握這些特征，對(duì)準(zhǔn)確監(jiān)測(cè)重金屬污染有重要作用。

2．1個(gè)體、系統(tǒng)水平上的指示生物研究

2．1．1水生植物監(jiān)測(cè)重金屬研究水生植物是指能正常生長(zhǎng)在水中的植物。按照水生植物的形態(tài)結(jié)構(gòu)和生活習(xí)性，水生植物可以分為三類:水生維管植物、水生蘚類、高等藻類。底棲植物長(zhǎng)期暴露在水環(huán)境中，能直接吸收水體和沉積物中的污染物，而積累的重金屬元素在其體內(nèi)不表現(xiàn)出生物響應(yīng)［4］。然而，環(huán)境重金屬的壓力會(huì)導(dǎo)致部分水生植物出現(xiàn)生理變化和生理功能減弱［5］，對(duì)指示生物的監(jiān)測(cè)，就是監(jiān)測(cè)其生理變化和生理功能改變，以反映水體重金屬的污染狀況。水生維管植物通過(guò)發(fā)達(dá)的根系和葉子吸收水體中重金屬，結(jié)合其定棲的習(xí)性，使其適用于監(jiān)測(cè)水環(huán)境狀況的變化［6］。Fawzy等［7］研究6種水生維管植物富集重金屬能力，發(fā)現(xiàn)維管植物提供一種具有成本效益的方式來(lái)監(jiān)測(cè)水體重金屬污染。Magdalena等研究波蘭南部沿海地區(qū)多種水生植物對(duì)汞的累積性時(shí)，發(fā)現(xiàn)開(kāi)花維管植物體內(nèi)汞濃度隨著河流中汞濃度上升而增加。苔蘚植物自1971年Goodman等人發(fā)明蘚袋法監(jiān)測(cè)重金屬開(kāi)始，蘚袋法在世界范圍得到了廣泛應(yīng)用。有研究表明，蘚袋法對(duì)于河流重金屬的慢性污染有良好的監(jiān)測(cè)效果。藻類植物種類繁多，主要有硅藻、綠藻、藍(lán)藻等。藻類吸收重金屬后，將影響藻類蛋白質(zhì)合成以及酶活性，引起藻類生長(zhǎng)代謝與生理功能紊亂、抑制光合作用、減少細(xì)胞色素、導(dǎo)致細(xì)胞畸變、組織壞死、甚至使機(jī)體死亡。同種重金屬由于價(jià)態(tài)、化合態(tài)和結(jié)合態(tài)的不同，藻類吸收后引起的毒性也不同，藻類監(jiān)測(cè)重金屬就是利用這種特異性。LalitK等利用硅藻監(jiān)測(cè)恒河重金屬Cu和Zn，發(fā)現(xiàn)細(xì)胞膜發(fā)生畸變，表明硅藻細(xì)胞膜形態(tài)異常可以用來(lái)監(jiān)測(cè)水體重金屬污染。Chakraborty使用海底藻類監(jiān)測(cè)海洋重金屬污染，發(fā)現(xiàn)綠藻和褐藻能高度富集重金屬，可以作為潛在生物指示物用于指示重金屬污染。

2．1．2水生動(dòng)物監(jiān)測(cè)重金屬研究水生動(dòng)物是生態(tài)系統(tǒng)重要組成部分，最常見(jiàn)的是魚(yú)類，此外還有腔腸動(dòng)物，如海葵、海蜇、珊瑚蟲(chóng);軟體動(dòng)物，如烏賊、章魚(yú);甲殼動(dòng)物，如蝦、蟹;其他動(dòng)物，如海豚、鯨(哺乳動(dòng)物)、龜(爬行動(dòng)物)等其他生物。水生動(dòng)物往往能夠積累某些重金屬，對(duì)重金屬毒性作出相應(yīng)的行為反應(yīng)或表現(xiàn)出某種遺傳特征，因此，這一類水生動(dòng)物能成為監(jiān)測(cè)重金屬污染的生物指示物。在突發(fā)性重金屬污染脅迫下，水生動(dòng)物常常能作出生物學(xué)行為反應(yīng)。水生動(dòng)物行為反應(yīng)能直觀、快速地反映水質(zhì)變化，常見(jiàn)的指標(biāo)有呼吸、生長(zhǎng)、心率、求偶行為和游動(dòng)行為等。Gendusa發(fā)現(xiàn)黑鱒暴露在Cr6+環(huán)境中時(shí)，快速的胸鰭運(yùn)動(dòng)能作為外部生物標(biāo)識(shí)監(jiān)測(cè)Cr。Svecevicius等研究虹鱒魚(yú)在Cr6+脅迫下的行為變化，發(fā)現(xiàn)虹鱒魚(yú)的游動(dòng)行為隨著Cr6+濃度增加而增加。黃東龍對(duì)斑馬魚(yú)行為反應(yīng)進(jìn)行研究發(fā)現(xiàn)在Zn2+和Cr6+的突發(fā)性脅迫下，其行為反應(yīng)快速而且敏感，表明斑馬魚(yú)的行為變化能對(duì)突發(fā)性重金屬污染進(jìn)行監(jiān)測(cè)，提供早期預(yù)警。

2．2種群、群落、生態(tài)系統(tǒng)水平上指示生物研究重金屬對(duì)生物的有害性研究往往側(cè)重個(gè)體或細(xì)胞水平，然而不同水平上的生物有害效應(yīng)具有非線性的層次性，即高一級(jí)的生物水平上的效應(yīng)可能具有不能從次一級(jí)水平上得到的預(yù)測(cè)的新特征。如生物標(biāo)志物的研究集中在細(xì)胞水平上，通常不能直接擴(kuò)展到個(gè)體甚至種群水平上，因?yàn)榧?xì)胞水平的毒性效應(yīng)可能被組織的補(bǔ)償機(jī)制所掩蓋。同樣，個(gè)體的重金屬濃度、行為特征等參數(shù)并不能直接推移到種群水平上，要監(jiān)測(cè)水體重金屬的生物效應(yīng)，更需要關(guān)注種群、群落甚至生態(tài)系統(tǒng)上的生物監(jiān)測(cè)研究。生物在重金屬脅迫作用下，群落內(nèi)不同生物具有不同的響應(yīng)，尤其是長(zhǎng)時(shí)間低劑量暴露的情況下，群落種數(shù)發(fā)生變化，同時(shí)群落結(jié)構(gòu)也發(fā)生變化，敏感種減少，耐受性種成為優(yōu)勢(shì)種。常用的利用微生物群落監(jiān)測(cè)水體重金屬的方法是國(guó)標(biāo)PFU法(GB/T12990－91)。PFU(polyure-thanefoamunit，聚氨酯泡沫塑料塊)法就是將PFU浸沒(méi)在水中，利用PFU的小孔徑(約150μm)，采集微型生物群落，并評(píng)價(jià)水質(zhì)。研究表明，高濃度重金屬影響底棲生物和浮游生物的多樣性。

3對(duì)指示生物進(jìn)行環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)的應(yīng)用研究

通過(guò)指示生物監(jiān)測(cè)獲得的環(huán)境狀況，往往是生物體內(nèi)重金屬濃度的數(shù)值，還需要使用適合的評(píng)價(jià)方法反映當(dāng)前環(huán)境的污染程度，以及后期可能帶來(lái)的環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)，提出合理的控制對(duì)策。當(dāng)前水體重金屬評(píng)價(jià)往往局限于對(duì)當(dāng)前濃度的評(píng)價(jià)達(dá)標(biāo)與否，忽視了長(zhǎng)期低劑量暴露下造成的生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)和對(duì)人體的健康風(fēng)險(xiǎn)。對(duì)指示生物的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)有利于量化這一不確定性的風(fēng)險(xiǎn)。風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)可分為生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)與健康風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)。生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)是一個(gè)預(yù)測(cè)環(huán)境污染物對(duì)生態(tài)系統(tǒng)或其中某些部分產(chǎn)生有害影響可能性的過(guò)程。環(huán)境健康風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)是以風(fēng)險(xiǎn)度作為評(píng)價(jià)指標(biāo)，把人體健康和環(huán)境污染相聯(lián)系，通過(guò)定量描述在污染環(huán)境中人暴露所受危害的風(fēng)險(xiǎn)。

3．1指示生物在生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)中的應(yīng)用目前，這些水生生物重金屬評(píng)價(jià)方法均能反映區(qū)域水質(zhì)生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)水平，實(shí)際應(yīng)用中，為了更全面評(píng)估各種風(fēng)險(xiǎn)水平，常常同時(shí)使用多種評(píng)價(jià)方法。其次，還有基于種群、群落的生物評(píng)價(jià)方法，如對(duì)于水體物種種群豐度、敏感種的生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)，常采用生物評(píng)價(jià)指數(shù)。生物評(píng)價(jià)指數(shù)有很多，如基于敏感種和耐污種的出現(xiàn)與否構(gòu)建的指數(shù)BMWP(Bi-ologicalMonitoringWorkingParty)、基于物種的耐污值及其在群落中的重要性構(gòu)建的FBI(FamilyBioticIndex)指數(shù)、基于物種豐度和耐污值構(gòu)建的BI(Biot-icIndex)指數(shù)等。這些評(píng)價(jià)指數(shù)對(duì)各種環(huán)境問(wèn)題的靈敏性不一，有研究發(fā)現(xiàn)，F(xiàn)BI指數(shù)可以有效指示酸污染與氨氮污染，BI指數(shù)可以評(píng)估流域土地利用和重金屬污染對(duì)河流生態(tài)的影響。

3．2指示生物在健康風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)中的應(yīng)用健康風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)將人體健康和環(huán)境污染聯(lián)系在一起，定量估算有害物質(zhì)對(duì)人體健康的危害程度，并提出減小環(huán)境健康風(fēng)險(xiǎn)的對(duì)策。指示生物能用于評(píng)估重金屬對(duì)人體健康風(fēng)險(xiǎn)水平，為食用水生生物、消費(fèi)水產(chǎn)品人群提出早期預(yù)警以及安全指導(dǎo)。健康風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)的程序分為:危害鑒定、劑量反應(yīng)評(píng)估、接觸評(píng)估、風(fēng)險(xiǎn)評(píng)定等四個(gè)階段。目前，健康風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)方法已被法國(guó)、荷蘭、日本、中國(guó)等許多國(guó)家和一些國(guó)際組織如經(jīng)濟(jì)發(fā)展與合作組織(OECD)、歐洲經(jīng)濟(jì)共同體(EEC)等所采用。計(jì)算生物體內(nèi)重金屬的潛在非致癌風(fēng)險(xiǎn)值，通常使用目標(biāo)風(fēng)險(xiǎn)系數(shù)(THQ)，而致癌風(fēng)險(xiǎn)的計(jì)算，則使用致癌系數(shù)(CR)表示。在重金屬防治對(duì)策制定的過(guò)程中，必須考慮重金屬對(duì)人體的危害程度，指示生物的環(huán)境健康風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)能科學(xué)地評(píng)估其風(fēng)險(xiǎn)值，從而指導(dǎo)決策的制定。

4結(jié)語(yǔ)