土壤中重金屬的危害及防治措施

摘 要：隨著工農業的迅速發展，土壤中重金屬的含量逐年增加，不僅導致土壤退化，地下水資源污染，而且農作物生長也受到嚴重影響，某些重金屬通過食物被人體吸收，就可能危害人類的生命安全，所以防治土壤污染，保護有限的土地資源已經成為全球性的緊迫問題。

關鍵詞：重金屬污染;污染物來源;預防措施

中圖分類號：F124.5 文獻標志碼：A 文章編號：1673-291X（2014）31-0300-02

土壤污染是指由于具有生理毒性的物質或過量的植物營養元素進入土壤，超過土壤的自凈能力，從而導致環境惡化。而土壤重金屬污染主要受人類活動的影響，通過大氣、水以及農資等使重金屬進入到土壤中，導致土壤中重金屬的含量明顯高于環境背景值，并造成土壤環境惡化和污染。

一、土壤重金屬污染的概念

通常地說，重金屬是指密度大于5.0以上的元素，這些元素大約有45種元素。但由于不同的重金屬在土壤中的毒性差別較大，所以在環境科學中人們通常關注鋅、銅、鈷、鉻、鈷、汞、鎳、錫、鎘、鉛、釩等。硒、砷雖然不是金屬，但由于它的某些性質及毒性與重金屬相似，因而也將硒、砷列為重金屬范疇。由于錳和鐵在土壤中自然含量相對較高，一般不列為重金屬。

土壤重金屬污染是指人類不合理活動將重金屬物質帶入到土壤中，導致土壤中重金屬含量明顯高于可承受的合理含量、并造成土壤質量退化、生態與環境惡化與破壞的現象。有些重金屬是土壤本身含有的，如植物生長所必須的錳、銅、鐵、鋅等。只有當進入土壤的重金屬元素累積的濃度超過了作物需要和可忍受范圍時，作物才會出現中毒癥狀，或作物生長并未受重金屬的危害但是其金屬的含量超過人畜承受的標準，造成人畜的重金屬危害時，也可以認為土壤已經被重金屬污染了。

二、重金屬的來源與分布

土壤中重金屬元素按其化學生物性質可以分為兩類：一類是在一定濃度范圍內可以促進并維持生物健康生長的必需元素，但如果金屬濃度超過可承受范圍，就會有機體中毒現象的發生，如鋅、銅、錳等;另一類則是影響生物正常生長且有害與生物的健康的元素，如鎘、汞等。

引起土壤重金屬污染的途徑有許多種，土壤中本身含有的重金屬，不屬于污染的對象，因為這些重金屬的含量一般不構成對土壤的污染。從環境學上來看，土壤重金屬的污染來源，主要是人類的工農業生產活動和生活活動引起的土壤重金屬遠高于土壤本身含有的重金屬的含量，造成土壤污染[1]。

（一）有毒氣體的排放

有毒氣體如汽車尾氣、煤的燃燒、化工廠產生的有毒氣體以及輪胎轉動磨損產生含重金屬的大量粉塵等，進入大氣后隨著大氣流動把有毒氣體中的重金屬帶進土壤或水體中。以陜西省為例，2012年全省的工業廢氣排放總量達到14 767.4億立方米，煙塵排放量為385 522.4噸，這些廢氣和煙塵含有大量的Cu、Zn、Pb、Co、Cd，主要來自含鉛汽油的燃燒，汽車輪胎磨損產生的含鉛的粉塵等。污染物的分布呈現一定的規律，一般成條帶狀和片狀分布，如果汽車尾氣作為重金屬的污染源，它的分布主要以公路、鐵路為中心向兩側輻射，中心污染較重，遠離公路兩側的土壤污染程度逐漸減弱，另外隨著時間的推移，不同重金屬污染在土壤中具有很強的疊加效應，加劇了土壤污染[2]。而經過自然和雨水沉降進入土壤的重金屬污染，多以有毒廢棄的堆積物、工廠煙囪為中心，向四周擴散，導致城市的郊區土壤污染為主，距離城市越遠污染也就越小，其中污染程度還與人口密度，城市土地利用程度，重工業水平等密切相關。

（二）農藥、化肥和塑料薄膜的使用

在用農藥噴灑作物時一般只有少部分落在農作物體上，而大部分都落到地表從而進入土壤，其中一些農藥中含有某些有害的重金屬如汞、鉛、砷等，其殘留有效期長達幾十年。因此，長期使用含重金屬農藥也會在一定程度上造成農田土壤的重金屬污染;尤其化學肥料中的磷肥含有大量的重金屬，雖然在短時期內會對農作物的生長起到促進作用，然而長期使用會對土壤起到破壞作用。農用塑料薄膜在土壤中長期存在，在陽光照射下分解產生大量的Cd、Pb也會造成土壤重金屬的污染。

（三）污水灌溉農田

污水灌溉也是造成土壤重金屬污染的一個重要途徑，城市里的生活污水、商業污水和工業污水等未經處理直接排入河流，造成河流污染。河流水體中含有大量的重金屬離子，農民朋友們利用這些污水灌溉農田，長期灌溉就造成土壤中重金屬含量過高，引起突然污染。據相關資料顯示，2014年上半年西安日排生活污水130萬噸，其中110萬噸得到處理，有20萬噸的污水直接排放。浐河全段水質Ⅳ類，污染源主要為生活污水，因該地區市政管網沒有接通，導致周邊樓盤小區的生活污水流入浐河。在位于西安市阿房一路附近的不足2公里的河段上，兩岸分別有30多個大小不一的排污管，這些排污管正在不斷地向河內排放黑黃色污水，河面上泛起一片白色泡沫，氣味刺鼻難聞。這些污水流入渭河，然后被渭河兩岸的農民抽水灌溉農田，造成土壤污染。

（四）礦山廢水污染

各種有色金屬礦山的開采、治煉、礦渣排放的過程中都會產生酸溶液的礦液，并通過礦山排水和降水沉降進入土壤直接或間接地導致土壤的重金屬污染，對人們的健康構成嚴重威脅。根據近期的全國土壤污染調查結果來看，部分地區土壤重金屬污染嚴重，全國土壤總的點位超標率為16.1%，從污染分布看，南方土壤污染重于北方;長江三角洲、珠江三角洲和東北老工業基地等部分區域土壤重金屬污染突出。西南、中南地區土壤重金屬超標范圍大;隔、汞、砷、鉛含量分布呈現從西北到東南逐漸升高的趨勢。在有色金屬長期開采的地區，金屬冶煉以及含重金屬的工業廢水廢渣排放造成土壤污染，導致糧食重金屬超標。最近令人擔憂的“鎘大米”和重金屬蔬菜事件還縈繞在人們的心里。

三、土壤重金屬的危害

土壤重金屬產生的危害主要有以下幾個途徑：（1）暴露的土壤受到重金屬的污染，通過土壤影響植物，又經過食物鏈為動物和人類所吸收。（2）通過降水作用使重金屬溶于雨水中，通過雨水的沉降地表和地下徑流使水體發生污染。（3）外界環境條件因素的刺激下提高了土壤中重金屬的活性，使重金屬較容易為植物吸收利用通過食物鏈進而對人類和動物產生毒害作用。（4）為提高土壤肥力和病蟲害的防治，往往會在植物生長期添加含有微量重金屬的化肥和農藥，植物會吸收部分重金屬，進而進入食物鏈而導致動植物受害。據國家環保局統計，中國每年重金屬污染的糧食達1 200萬噸，直接經濟損失200億以上。

四、控制土壤重金屬污染的對策和措施

（一）控制土壤重金屬污染的對策

目前治理土壤重金屬污染的技術主要集中在土壤修復，通常包括生物修復、化學修復、工程修復和農業修復。生物修復技術是最近十多年用于治理土壤重金屬污染的一種技術，主要是指利用各種類型生物的分解和凈化作用把土壤中的重金屬分解成各種無機鹽、水和二氧化碳的工程技術。這種技術通過兩種途徑來實現，一是通過生物各種形式的作用進而改變重金屬的化學形態，使重金屬得到固定或解毒，降低重金屬在土壤中的活性不易被植物吸收;二是通過生物吸收、代謝達到對重金屬的削減、凈化和固定作用。生物修復技術主要包括微生物和植物的修復技術，其修復效果較好、投資較低、且易操作和便于管理，且不易產生二次污染。因而逐漸受到重視，成為重金屬污染修復研究的熱點。

化學修復是通過向重金屬污染的土壤中施加改良劑，降低重金屬生物的有效性而達到修復的目的。如果被污染的土壤呈酸性，可采用石灰、礦渣等堿性物質作為改良劑，達到酸堿中和，降低重金屬的含量，從而有效降低植物體的重金屬濃度[3]。如果土壤中Hg污染為主，可使Hg形成難溶性的碳酸汞、氫氧化汞或水合碳酸汞，明顯降低汞的有效性和作物吸附[4]。在堿性土壤中施用磷酸鹽類物質可使重金屬形成難溶性磷酸鹽。在一定PH值下，重金屬能被鐵、錳氧化物所固定。常見的用于治理土壤重金屬污染的稻草、牧草、紫云英、家畜糞肥以及腐殖酸等，這些物質通過其活性與重金屬元素Zn、Mn、Cu、Fe發生化學反應，降低重金屬的有效性。

（二）控制土壤重金屬污染的預防措施

各種土壤修復的措施都有各自的優缺點，比如工程修復雖然治理比較徹底，然而大量被污染的土壤被置換或覆蓋，實施的費用非常高，不從根本上治理，被更新的無污染的土壤又很快再次被污染，并且還要對換出的污染土壤進行堆放或處理。其他的修復方法效果不是很好，局限的范圍很小。所以如果不解決污染的源頭，所有的治理都是治標不治本的措施，達不到根本解除土壤重金屬污染的目的。因此，預防比治理更重要。

1.宏觀上加大環保宣傳力度和提高工藝水平

土壤重金屬污染屬于環境污染的重要組成部分，把環境保護概念寫入學生教材，對國民進行全民生態教育。環境教育包括環保習慣和環境專業知識教育兩個部分，家庭垃圾分類等習慣養成教育從幼兒園開始進行，環境專業知識教育貫穿整個教育體系。環境保護不能只依靠法律法規去強制執行，重要的是改變人們的觀念，從根本上杜絕污染的源頭。

2.微觀上嚴格控制污染物的排放

土壤重金屬污染主要是由工業“三廢”排放，所以要嚴格控制污染物排放，城市和鄉鎮的新、擴、改建設項目要嚴格執行環境影響評價制度，以及污染物的總量控制系統，嚴格執行工業“三廢”排放標準頒發的狀態，盡量減少污染物的排放。化肥、農藥、農用塑料薄膜含有重金屬元素，建立一個科學合理的生產和使用技術規范，應該限制單位面積農田的數量，品種和施肥方法，更多的有機肥料和生物肥料，加強監測農田的化肥和農藥殘留。

參考文獻：

[1] "龐獎勵.西安污灌區土壤重金屬含量及對西紅柿影響的研究[J].土壤與環境，2001，（2）：94-97.

[2] "鄭喜珅.土壤中重金屬污染與防治[J].地質通報，2002，（1）：79-84.

[3] "高粱.土壤污染與防治措施[J].農業環境保護，1992，（6）：272-273.

[4] "趙英銘.工業區土壤重金屬污染的防治政策[J].內蒙古科技與經濟，2001，（3）：33-34.

[責任編輯 " 陳 鶴]