【关键词】土壤；重金属污染；治理
土壤重金属污染是指由于人类活动，土壤中的微量金属元素在土壤中的含量超过背景值，过量沉积而引起的含量过高。土壤重金属是指由于人类活动将金属加入到土壤中，致使土壤中重金属明显高于原生含量、并造成生态环境质量恶化的现象。随着工业的发展、城市化的扩大和农用化学物质的频繁使用，重金属大量进入土壤环境，造成生态环境恶化又由于重金属不可降解，对土壤造成的长期的污染，已经成为现今危害最大的环境问题之一。
一、土壤污染的原因
中国的海陆总面积有1260万平方公里，其中陆地面积就占了960万平方公里，由此说明我们国家有大约2/3的面积都是土地，我们在这片土地上面建设自己的家园，可就因为这快速发展的科技和文化，我们面对的问题也逐渐变多，其中最为严重也最为重要的就是土壤问题，当我们的土壤问题逐步加重，我们将失去我们赖以生存的家园，同时，土壤污染也会给我们的生命造成威胁，经过调查土壤污染可以分为很多种类，根据污染类型可以分为大气污染，污水污染，化学污染等，根据污染种类又可以分为铅，铬汞等污染，本文主要将土壤的污染分为了两大类：工业污染和农业污染。
1.工业污染
（1）污水污染：工业废水里面含有很多种元素，其中包括氮、钾、磷等土壤所需要的元素，所以少量污水排放到土壤中还可以起到增肥的作用，但是如果不经过处理直接排放到土壤中的话，污水中的氰化物和其他重金属物质比如说汞和铅之类的元素则会富集到土壤中，当大量排放后土壤的结构就会被这些重金属物质所破坏，从而不能继续使用。
（2）大气污染：工业排放出来的有毒气体也是致命的打击，工业废气中主要含有二氧化硫、一氧化碳等有毒有害气体，这些气体排放到大气中之后则会引起酸雨等酸性过高的雨水，这些雨水不仅会破坏植株，更会影响到土壤中的酸碱平衡，杀死很多农作物，这些气体以雨水为媒介进入土壤中，而一些颗粒状的物质则因为大量排放而聚集沉淀到土壤中，直接对土壤造成了污染。
2.农业污染
（1）化肥污染
化肥的作用就是通过人工的手法增加农作物的产量，少量的使用氮肥磷肥或者其他的硝化肥料可以增加农作物的产量，但是如果盲目的或者一味的使用这些肥料会使土壤出现富营养化，破坏土壤的结构，使土壤灰化。土壤结构遭到破坏，农作物就不能生长，影响了我们的食物生产，就算还可以得到农作物，也会影响到人体的健康。
（2）农药污染
r药的作用就是防止植物被虫害或者使农作物能够经得起极端条件，恰当的使用可以使农作物增产，但是农药里面含有大量的氰化物，杀虫剂和防腐剂等物质，这些物质大量的使用或者沉积同样也会破坏土壤的组织结构，而且这些农药也会导致一些鸟类或者对植株有益的动物远离，这样不仅破坏了生态环境也减弱了粮食的生产。
二、土壤重金属污染对人体的危害
重金属污染导致土壤中金属离子超标，又因为土壤污染很难自身降解，所以就会不断的积累，这些重金属离子根据生态系统的物质循环进入人体内，这种高浓度的金属会与人体内的蛋白质氨基酸结合被人体吸收，引起重金属中毒。
1.最引人关注的就是铅中毒，相传伟大的罗马帝国就是因为铅中毒而灭亡的，罗马人在生活中大多使用铅制品，大量的摄入铅会使人的神经系统崩溃，消化系统损坏，当铅进入人体血液之后会干扰血红蛋白的合成，从而引起人贫血，铅中毒也会影响生育能力，1931年的日本也因为铅中毒出现了一种名为“痛痛病”的怪病。
2.重金属污染的另一种危害就是镉污染，镉主要是通过肺或者食物进入人体，镉中毒会导致人体的肾功能衰竭或肺水肿等致命疾病。典型的镉污染案例有：湖南省浏阳市镇头镇双桥村事件；广东北江流域镉超标事件；稻米镉超标事件。
3.汞中毒，汞中毒则会引起呼吸道，消化道，肾功能等等功能的衰竭，从而致死。典型的汞污染案例：贵州万山汞污染事件；河南汞污染等等。
4.砷中毒，砷和含砷金属的开采、冶炼，用砷或砷化合物作原料的玻璃、颜料、原药、纸张的生产以及煤的燃烧等过程，都可产生含砷废水、废气和废渣。砷污染主要来自工业生产及含砷农药的使用、煤的燃烧。含砷废水、农药及烟尘都会污染土壤，砷和砷化物一般可通过水、大气和食物等途径进入人体，造成危害。元素砷的毒性极低，砷化物均有毒性，三价砷化合物比其他砷化合物毒性更强。典型的砷污染案例有：湖南岳阳砷污染事件湖南石门砷污染事件等等。
5.铬中毒，主要来源于劣质化妆品原料、皮革制剂、金属部件镀铬部分，工业颜料以及鞣革、橡胶和陶瓷原料等；如误食饮用，可致腹部不适及腹泻等中毒症状，引起过敏性皮炎或湿疹，呼吸进入，对呼吸道有刺激和腐蚀作用，引起咽炎、支气管炎等。工业废水中主要是六价铬的化合物，常以铬酸根离子[（CrO4）2-]存在。煤和石油燃烧的废气中含有颗粒态铬。而六价的铬毒性较强，易被人体吸收，在人体积攒时间一长更容易致癌。典型的铬污染案例：云南铬污染事件；大连某工厂铬污染危害土壤事件等等。
少量的金属元素的吸入对人体是有益的，但是由于排放出来的金属元素价态的改变或者结构的变化就会对人体有致命的打击，过度的吸入有害物质对人们的生长发育也会有阻碍作用，其实土壤对人体危害不仅至来源于农作物，很多时候皮肤的接触也会导致各种疾病，所以如果不加以防治，只会变得越来越严重。
三、土壤重金属污染现行治理方法
1.化学方法
化学修复是利用加入到土壤中的化学修复剂与污染物发生一定的化学反应，使污染物被降解和毒性被去除或降低的修复技术，包括施用有机物料、施用沉淀剂、吸附剂或粘合剂，施用化学改良剂等方法。对于重金属轻度污染的土壤，使用化学改良剂可使重金属转为难溶性物质，减少植物对它们的吸收。常用的化学改良剂有石灰、石膏、磷石膏、硫酸亚铁，硫磺、腐殖酸、腐殖酸钙等。例如，施石灰于酸性土壤，可减弱土壤的酸度，使镉、锌、铜、汞等形成氢氧化物沉淀，从而降低它们在土壤中的浓度，减少对植物的危害。对于硝态氮累积过多并已流入地下水体的土壤，一则大幅度减少氮肥施用量，二是配施脲酶抑制剂、硝化抑制剂等化学抑制剂，以控制硝酸盐和亚硝酸盐的大量累积。
化学治理措施的有点事治理效果和费用适中，缺点是容易再度活化。
2.工程治理方法
工程治理措施主要包括：客土、换土、去表土和深耕翻土等措施。
改变耕作制度会引起土壤环境条件的变化，消除某些污染物的危害。对于污染严重的土壤，采取铲除表土和换客土的方法；对于轻度污染的土壤，采取深翻土或换无污染客土的方法[1]。这些方法适用于小面积改良。但对于大面积污染土壤的改良，非常费事，难以推行。
3.生物治理方法
（1）微生物土壤生态改良剂
能够促进离子交换、调节pH值，具有良好的吸附、代换能力，可以净化土壤，改善土壤年理化性状和生物活性。作物施用后可以有效改善农产品外观，促进可溶性氨基酸、维生素等营养元素的合成，降低硝酸盐、重金属等有害物质含量。
（2）植物修复
严重污染的土壤可改种一些非食用的植物如花卉、林木、纤维作物等，具体方法包括植物提取，植物降解，植物稳定，植物挥发。
4.农业治理方法
（1）施加有机肥料
施加有机肥料可增加土壤有机质和养分含量，既能改善土壤理化性质特别是土壤交替性质，又能增大土壤容量，提高土壤净化能力。收到重金属和农药污染的土壤，增施有机肥料可增加土壤交替对其的吸附能力，同事土壤腐殖质可络合污染物质，显著提高土壤钝化污染物的能力，从而减弱其对植物的危害。
（2）改变轮作制度
改变轮作制度会引起土壤环境条件的变化，可消除某些污染物的毒害。据研究，实现水旱轮作是减轻和消除农药污染的有效措施。如DDT农药在棉田中的降解速度很慢，残留量大，而棉田改水之后，可在很大程度上加速DDT的降解[2]。
四、土壤重金属污染的现状
环境保护部和国土资源部公布的《全国土壤污染状况调查公报（2014）》披露，我国部分地区土壤污染较重，耕地土壤环境质量堪忧，工矿业废弃地土壤环境问题突出。
（1）全国土壤总超标率为16.1%，其中重度污染点位比例为1.1%。土壤污染以无机型为主。南方土壤污染重于北方，长三角、珠三角、东北老工业基地等部分区域土壤污染问题较为突出，西南、中南地区土壤重金属超标范围较大。镉、汞、砷、铅4种无机污染物含量分布呈现从西北到东南、从东北到西南方向逐渐升高的态势。
（2）耕地土壤点位超标率为19.4%，其中轻微、轻度、中度和重度污染点位比例分别为13.7%、2.8%、1.8%和1.1%，主要污染物为镉、镍、铜、砷、汞、铅、滴滴涕和多环芳烃。林地点位超标率为10.0%，草地点位超标率为10.4%，未利用地点位超标率为11.4%。
（3）k、汞、砷、铜、铅、铬、锌、镍8种无机污染物点位超标率分别为7.0%、1.6%、2.7%、2.1%、1.5%、1.1%、0.9%、4.8%，其中镉重度污染点位比例为0.5%。六六六、滴滴涕、多环芳烃3类有机污染物点位超标率分别为0.5%、1.9%、1.4%。
（4）在调查的690家重污染企业用地及周边土壤点位中，超标点位占36.3%，主要涉及黑色金属、有色金属、皮革制品、造纸、石油煤炭、化工医药、化纤橡塑、矿物制品、金属制品、电力等行业。调查的工业废弃地中超标点位占34.9%，工业园区中超标点位占29.4%。
（5）在调查的188处固体废物处理处置场地中，超标点位占21.3%，以无机污染为主，垃圾焚烧和填埋场有机污染严重。
调查的采油区中超标点位占23.6%，矿区中超标点位占33.4%，55个污水灌溉区中有39个存在土壤污染，267条干线公路两侧的1578个土壤点位中超标点位占20.3%。
不难看出我们国家的污染现状是多么的恐怖，在我们亲身的实践经历中我们发现，很多地区的土壤颜色各不相同，当我们走访各小区或者街道进行调查的时候，很多人都不了解土壤污染是什么，都不知道土壤污染的严重性，就是这样的无知和不重视才会导致土壤问题越来越严重。而且根据我们测量的数据趋势也不难看出土壤污染正在逐年恶化。
2010年，中国水稻研究所与农业部稻米及制品质量监督检验测试中心《我国稻米质量安全现状及发展对策研究》称，我国1/5的稻米耕地受重金属污染。2011年全国人大常委会会议上，环保部部长周生贤披露的数字是：中国受污染耕地约有1.5亿亩，占18亿亩耕地的8.3%。2013年年底国土资源部副部长王世元在土地调查新闻会上公布中国内地中重度污染耕地大约为5000万亩。2014年4月17日环境保护部和国土资源部公布的《全国土壤污染状况调查公报》中显示全国土壤总超标率为16.1%，其中重度污染点位比例为1.1%。
根据这些数据我们大胆的猜测，在多少年之后我们的土壤将全部被污染，或者换一种说法，我们还有多少时间去浪费？虽然到目前为止，这些大数据后隐藏的信息，受影响的地区和人群，给人们生活带来的影响等等，都还未公布于众。但我们可以看出，土壤污染问题从来都没有消退，他一直存在并且愈加愈烈。
五、展望
国务院关于印发土壤污染防治行动计划的通知指出，要到2022年，全国土壤污染加重趋势得到初步遏制，土壤环境质量总体保持稳定，农用地和建设用地土壤环境安全得到基本保障，土壤环境风险得到基本管控。受污染耕地安全利用率达到90%左右，污染地块安全利用率达到90%以上。到2030年，全国土壤环境质量稳中向好，农用地和建设用地土壤环境安全得到有效保障，土壤环境风险得到全面管控。受污染耕地安全利用率达到95%以上，污染地块安全利用率达到95%以上。到本世纪中叶，土壤环境质量全面改善，生态系统实现良性循环。
这是国家对土壤问题所提出的解决办法，而我们则应该从身边做起。
这是我们赖以生存的土地，他现在已经被我们破坏的千疮百孔，不知道什么时候就会被人类全部毁灭，虽然国家出台了各种法律来保护防治土壤的问题，但是我们更应该从科学的角度来治理土壤，研究出更多的生物化学方面的东西来更加有效的改善土壤问题。
参考文献：
[1]赵美微，塔莉，李萍.土壤重金属污染及防治/修复研究[J].北方环境，2007.
[2]陈晶中，陈杰，谢学俭，等.土壤污染及环境效应[J].土壤，2003.
关键词:土壤污染、生物修复、研究进展
前言
土壤重金属污染是指由于人类活动将金属加入到土壤中，致使土壤中重金属明显高于原生含量、并造成生态环境质量恶化的现象。加之重金属离子难移动性，长期滞留性和不可分解性的特点，对土壤生态环境造成了极大破坏，同时食物通过食物链最终进入人体，严重危害人体健康，已成为不可忽视的环境问题。随着我国人民生活水平的提高,生态环境保护日趋受到重视,国家对污染土壤治理和修复的人力，物力的投入逐年增加，土壤污染物的去除以及修复问题,已成为土壤环境研究领域的重要课题。而生物修复技术是近20年发展起来的一项用于污染土壤治理的新技术,同传统处理技术相比具有明显优势，例如其处理成本低,只为焚烧法的1/2-1/3，处理效果好,生化处理后污染物残留量可达到很低水平;对环境影响小,无二次污染,最终产物CO2、H2O和脂肪酸对人体无害，可以就地处理,避免了集输过程的二次污染,节省了处理费用，因而该技术成为最有发展潜力和市场前景的修复技术。
1.污染土壤生物修复的基本原理和特点
土壤生物修复的基本原理是利用土壤中天然的微生物资源或人为投加目的菌株,甚至用构建的特异降解功能菌投加到各污染土壤中,将滞留的污染物快速降解和转化成无害的物质,使土壤恢复其天然功能。由于自然的生物修复过程一般较慢,难于实际应用,因而生物修复技术是工程化在人为促进条件下的生物修复,利用微生物的降解作用,去除土壤中石油烃类及各种有毒有害的有机污染物，降解过程可以通过改变土壤理化条件(温度、湿度、pH值、通气及营养添加等)来完成,也可接种经特殊驯化与构建的工程微生物提高降解速率。
2.污染土壤生物修复技术的种类
目前,微生物修复技术方法主要有3种:原位修复技术、异位修复技术和原位-异位修复技术。
2.1原位修复技术：
原位修复技术是在不破坏土壤基本结构的情况下的微生物修复技术。有投菌法、生物培养法和生物通气法等,主要用于被有机污染物污染的土壤修复。投菌法是直接向受到污染的土壤中接入外源污染物降解菌,同时投加微生物生长所需的营养物质,通过微生物对污染物的降解和代谢达到去除污染物的目的。生物培养法是定期向土壤中投加过氧化氢和营养物,过氧化氢则在代谢过程中作为电子受体,以满足土壤微生物代谢,将污染物彻底分解为CO2和H2O。生物通气法是一种加压氧化的生物降解方法,它是在污染的土壤上打上几眼深井,安装鼓风机和抽真空机,将空气强行排入土壤中,然后抽出,土壤中的挥发性有机物也随之去除。在通入空气时,加入一定量的氨气,可为土壤中的降解菌提供所需要的氮源,提高微生物的活性,增加去除效率。
2.2异位修复技术：
异位修复处理污染土壤时,需要对污染的土壤进行大范围的扰动,主要技术包括预制床技术、生物反应器技术、厌氧处理和常规的堆肥法。预制床技术是在平台上铺上砂子和石子,再铺上15-30cm厚的污染土壤,加入营养液和水,必要时加入表面活性剂,定期翻动充氧,以满足土壤微生物对氧的需要,处理过程中流出的渗滤液,即时回灌于土层,以彻底清除污染物。生物反应器技术是把污染的土壤移到生物反应器,加水混合成泥浆,调节适宣的pH值,同时加入一定量的营养物质和表面活性剂,底部鼓入空气充氧,满足微生物所需氧气的同时,使微生物与污染物充分接触,加速污染物的降解,降解完成后,过滤脱水这种方法处理效果好、速度快,但仅仅适宜于小范围的污染治理。厌氧处理技术适于高浓度有机污染的土壤处理,但处理条件难于控制。常规堆肥法是传统堆肥和生物治理技术的结合,向土壤中掺入枯枝落叶或粪肥,加入石灰调节pH值,人工充氧,依靠其自然存在的微生物使有机物向稳定的腐殖质转化,是一种有机物高温降解的固相过程。上述方法要想获得高的污染去除效率,关键是菌种的驯化和筛选。由于几乎每一种有机污染物或重金属都能找到多种有益的降解微生物。因此,寻找高效污染物降解菌是生物修复技术研究的热点。
3.影响污染土壤生物修复的主要因子
3.1污染物的性质：
重金属污染物在土壤中常以多种形态贮存,不同的化学形态对植物的有效性不同。某种生物可能对某种单一重金属具有较强的修复作用。此外,重金属污染的方式(单一污染或复合污染)，污染物浓度的高低也是影响修复效果的重要因素。有机污染物的结构不同,其在土壤中的降解差异也较大。
3.2环境因子：
了解和掌握土壤的水分、营养等供给状况,拟订合适的施肥、灌水、通气等管理方案,补充微生物和植物在对污染物修复过程中的养分和水分消耗,可提高生物修复的效率。一般来说土壤盐度、酸碱度和氧化还原条件与重金属化学形态、生物可利用性及生物活性有密切关系,也是影响生物对重金属污染土壤修复效率的重要环境条件。
3.3生物体本身：
微生物的种类和活性直接影响修复的效果。由于微生物的生物体很小,吸收的金属量较少,难以后续处理,限制了利用微生物进行大面积现场修复的应用，
植物体由于生物量大且易于后续处理,利用植物对金属污染位点进行修复成为解决环境中重金属污染问题的一个很有前景的选择。但由于超积累重金属植物一般生长缓慢,且对重金属存在选择作用,不适于多种重金属复合污染土壤的修复。因此,在选择修复技术时,应根据污染物性质、土壤条件、污染程度、预期修复目标、时间限制、成本及修复技术的适用范围等因素加以综合考虑。
4.发展中存在的问题：
生物修复技术作为近20年发展起来的一项用于污染土壤治理的新技术,虽取得很大进步和成功,但处于实验室或模拟实验阶段的研究结果较多,商业性应用还待开发。此外,由于生物修复效果受到如共存的有毒物质(Co-toxicants)(如重金属)对生物降解作用的抑制；电子受体(营养物)释放的物理性障碍;物理因子(如低温)引起的低反应速率;污染物的生物不可利用性;污染物被转化成有毒的代谢产物;污染物分布的不均一性;缺乏具有降解污染物生物化学能力的微生物等因素制约。因此,目前经生物修复处理的污染土壤,其污染物含量还不能完全达到指标的浓度要求。
土壤微生物重金属污染
0引言
所谓土壤重金属污染是指由于人类活动，使重金属含量明显高于原有含量，并造成环境质量恶化的现象。面对土壤重金属污染的加剧，迫切需要监测和防治重金属污染的有效措施。近几年兴起的微生物修复，引起人们越来越多的关注。
1重金属对土壤微生物生物量的影响
土壤微生物生物量在一定程度上能代表参与调控土壤中能量和养分循环以及有机质转化的对应微生物的数量。Dar研究指出砂壤土、壤土和粘土中施用0.75%的污泥，土壤微生物生物量碳增加7%-18%左右，砂壤土中增加较明显，壤土和粘土中则较少。Khan等试验研究了镉和铅对红壤中微生物的影响，当其浓度分别为30ng/g和150ag/g时导致生物量显著下降。
2重金属对微生物活性的影响
2.1重金属污染对土壤基础呼吸的影响
土壤呼吸是土壤与大气交换CO2的过程，是土壤碳素同化和异化平衡的结果。Fliebbach等报道在土壤中施人含低浓度重金属和高浓度重金属的淤泥时，其土壤呼吸强度会随着重金属浓度的增加而上升。Chander等研究认为，含高浓度重金属的土壤中微生物利用有机碳更多地作为能量代谢，以CO2的形式释放，而低浓度重金属的土壤中微生物能更有效地利用有机碳转化为生物量碳。
2.2重金属污染对土壤酶的影响
酶是一种生物催化剂，土壤中进行的各种生物化学过程，都是在酶的参与下实现的。Marzador等研究指出，在Pb污染土壤中脱氢酶活性的大小明显地受土壤水分含量的影响，但土壤水分变化对磷酸酶活性的影响不十分明显。因此，磷酸酶活性被认为是评价Pb污染土壤的一种较为合适的指标。
2.3重金属污染对土壤生化作用过程的影响
通常把土壤生化作用强度作为土壤微生物活性的综合指标之一。Wilke研究了几种重金属和非重金属污染物（如Cd、Cr、Pb）如对氮素转化的长期影响，发现除Se和Sn外，其它污染物均能抑制有机氮素的矿化作用。重金属污染引起微生物体内代谢过程的紊乱，也影响微生物的代谢功能，而微生物生理生化反应必然影响到土壤的生化过程，改变了土壤的质量状况。
3土壤重金属污染的微生物修复
微生物本身及其产物都能吸附和转化重金属。微生物还可以通过直接、间接的代谢活动溶解重金属离子。代谢产生的有机酸和氨基酸可溶解重金属及含重金属的矿物，也可以加速重金属元素从风化壳中的释放。
鉴于土壤微生物本身对重金属的吸附和转化，国内外已经开展了对微生物的金属抗性和生物修复的可行性研究，并将此技术应用于实践。这必将缓解土壤重金属污染的严重局面，带来健康的环境。充分利用微生物在土壤修复方面的特性，加强微生物修复的综合技术的研究，是治理不同重金属污染土壤的有效措施。
参考文献：
[1]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.
[2]蒋先军，骆永明，赵其国.重金属污染土壤的微生物学评价[J].土壤，2000，32，（3）：130-134.
[3]王嘉，王仁卿，郭卫华.重金属污染对土壤微生物学影响的研究进展[J].山东农业科学，2006，1：101-104.
[4]DarGH.Impactofleadandsewagesludgeonsoilmicrobialbiomassandcarbonandnitrogenmineralization.EnvironmentalContaminationToxicology，1997，58：234-240.
[5]KhanKS.Effectofcadmium，leadonsizeofmicrobialbio-mass[J].Pedosphere，1998，8：27-32.
[6]FliebbachA.，MartensR.，ReberH.Soilmicrobialbiomassandactivityinsoilstreatedwithheavymetalcontaminatedsewagesludge.SoilBiologyandBiochemistry，1994，26：1201-1205.
[7]ChanderK.，BrookesPC.Synthesisofmicrobialbiomassfromaddedglucoseinmetal-contaminatedandnon-contaminatedsoilsfollowingrepeatedfumigation.SoilBiologyandBiochemistry，1992，24：613-614.
关键词:土壤污染、生物修复、研究进展
前言
土壤重金属污染是指由于人类活动将金属加入到土壤中，致使土壤中重金属明显高于原生含量、并造成生态环境质量恶化的现象。加之重金属离子难移动性，长期滞留性和不可分解性的特点，对土壤生态环境造成了极大破坏，同时食物通过食物链最终进入人体，严重危害人体健康，已成为不可忽视的环境问题。随着我国人民生活水平的提高,生态环境保护日趋受到重视,国家对污染土壤治理和修复的人力，物力的投入逐年增加，土壤污染物的去除以及修复问题,已成为土壤环境研究领域的重要课题。而生物修复技术是近20年发展起来的一项用于污染土壤治理的新技术,同传统处理技术相比具有明显优势，例如其处理成本低,只为焚烧法的1/2-1/3，处理效果好,生化处理后污染物残留量可达到很低水平;对环境影响小,无二次污染,最终产物CO2、H2O和脂肪酸对人体无害，可以就地处理,避免了集输过程的二次污染,节省了处理费用，因而该技术成为最有发展潜力和市场前景的修复技术。
1.污染土壤生物修复的基本原理和特点
土壤生物修复的基本原理是利用土壤中天然的微生物资源或人为投加目的菌株,甚至用构建的特异降解功能菌投加到各污染土壤中,将滞留的污染物快速降解和转化成无害的物质,使土壤恢复其天然功能。由于自然的生物修复过程一般较慢,难于实际应用,因而生物修复技术是工程化在人为促进条件下的生物修复,利用微生物的降解作用,去除土壤中石油烃类及各种有毒有害的有机污染物，降解过程可以通过改变土壤理化条件(温度、湿度、pH值、通气及营养添加等)来完成,也可接种经特殊驯化与构建的工程微生物提高降解速率。
2.污染土壤生物修复技术的种类
目前,微生物修复技术方法主要有3种:原位修复技术、异位修复技术和原位-异位修复技术。
2.1原位修复技术：
原位修复技术是在不破坏土壤基本结构的情况下的微生物修复技术。有投菌法、生物培养法和生物通气法等,主要用于被有机污染物污染的土壤修复。投菌法是直接向受到污染的土壤中接入外源污染物降解菌,同时投加微生物生长所需的营养物质,通过微生物对污染物的降解和代谢达到去除污染物的目的。生物培养法是定期向土壤中投加过氧化氢和营养物,过氧化氢则在代谢过程中作为电子受体,以满足土壤微生物代谢,将污染物彻底分解为CO2和H2O。生物通气法是一种加压氧化的生物降解方法,它是在污染的土壤上打上几眼深井,安装鼓风机和抽真空机,将空气强行排入土壤中,然后抽出,土壤中的挥发性有机物也随之去除。在通入空气时,加入一定量的氨气,可为土壤中的降解菌提供所需要的氮源,提高微生物的活性,增加去除效率。
2.2异位修复技术：
异位修复处理污染土壤时,需要对污染的土壤进行大范围的扰动,主要技术包括预制床技术、生物反应器技术、厌氧处理和常规的堆肥法。预制床技术是在平台上铺上砂子和石子,再铺上15-30cm厚的污染土壤,加入营养液和水,必要时加入表面活性剂,定期翻动充氧,以满足土壤微生物对氧的需要,处理过程中流出的渗滤液,即时回灌于土层,以彻底清除污染物。生物反应器技术是把污染的土壤移到生物反应器,加水混合成泥浆,调节适宣的pH值,同时加入一定量的营养物质和表面活性剂,底部鼓入空气充氧,满足微生物所需氧气的同时,使微生物与污染物充分接触,加速污染物的降解,降解完成后,过滤脱水这种方法处理效果好、速度快,但仅仅适宜于小范围的污染治理。厌氧处理技术适于高浓度有机污染的土壤处理,但处理条件难于控制。常规堆肥法是传统堆肥和生物治理技术的结合,向土壤中掺入枯枝落叶或粪肥,加入石灰调节pH值,人工充氧,依靠其自然存在的微生物使有机物向稳定的腐殖质转化,是一种有机物高温降解的固相过程。上述方法要想获得高的污染去除效率,关键是菌种的驯化和筛选。由于几乎每一种有机污染物或重金属都能找到多种有益的降解微生物。因此,寻找高效污染物降解菌是生物修复技术研究的热点。
3.影响污染土壤生物修复的主要因子
3.1污染物的性质：
重金属污染物在土壤中常以多种形态贮存,不同的化学形态对植物的有效性不同。某种生物可能对某种单一重金属具有较强的修复作用。此外,重金属污染的方式(单一污染或复合污染)，污染物浓度的高低也是影响修复效果的重要因素。有机污染物的结构不同,其在土壤中的降解差异也较大。
3.2环境因子：
了解和掌握土壤的水分、营养等供给状况,拟订合适的施肥、灌水、通气等管理方案,补充微生物和植物在对污染物修复过程中的养分和水分消耗,可提高生物修复的效率。一般来说土壤盐度、酸碱度和氧化还原条件与重金属化学形态、生物可利用性及生物活性有密切关系,也是影响生物对重金属污染土壤修复效率的重要环境条件。
3.3生物体本身：
微生物的种类和活性直接影响修复的效果。由于微生物的生物体很小,吸收的金属量较少,难以后续处理,限制了利用微生物进行大面积现场修复的应用，
植物体由于生物量大且易于后续处理,利用植物对金属污染位点进行修复成为解决环境中重金属污染问题的一个很有前景的选择。但由于超积累重金属植物一般生长缓慢,且对重金属存在选择作用,不适于多种重金属复合污染土壤的修复。因此,在选择修复技术时,应根据污染物性质、土壤条件、污染程度、预期修复目标、时间限制、成本及修复技术的适用范围等因素加以综合考虑。
4.发展中存在的问题：
生物修复技术作为近20年发展起来的一项用于污染土壤治理的新技术,虽取得很大进步和成功,但处于实验室或模拟实验阶段的研究结果较多,商业性应用还待开发。此外,由于生物修复效果受到如共存的有毒物质(Co-toxicants)(如重金属)对生物降解作用的抑制；电子受体(营养物)释放的物理;物理因子(如低温)引起的低反应速率;污染物的生物不可利用性;污染物被转化成有毒的代谢产物;污染物分布的不均一性;缺乏具有降解污染物生物化学能力的微生物等因素制约。因此,目前经生物修复处理的污染土壤,其污染物含量还不能完全达到指标的浓度要求。
5.应用前景及建议：
随着生物技术和基因工程技术的发展,土壤生物修复技术研究与应用将不断深入并走向成熟,特别是微生物修复技术、植物生物修复技术和菌根技术的综合运用将为有毒、难降解、有机物污染土壤的修复带来希望。为此,建议今后在生物修复技术的研究和开发方面加强做好以下几项工作:
(1)进一步深入研究植物超积累重金属的机理,超积累效率与土壤中重金属元素的价态、形态及环境因素的关系。
(2)加强微生物分解污染物的代谢过程、植物-微生物共存体系的研究以及植物-微生物联合修复对污染物的修复作用与植物种类具有密切关系。
(3)应用现代分子生物学与基因工程技术,使超积累植物的生物学性状(个体大小、生物量、生长速率、生长周期等)进一步改善与提高,培养筛选专一或广谱性的微生物种群(类),并构建高效降解污染物的微生物基因工程菌,提高植物与微生物对污染土壤生物修复的效率。
(4)创造良好的土壤环境,协调土著微生物和外来微生物的关系,使微生物的修复效果达到最佳，并充分发挥生物修复与其他修复技术(如化学修复)的联合修复作用。
(5)尽快建立生物修复过程中污染物的生态化学过程量化数学模型、生态风险及安全评价、监测和管理指标体系。
结论
综上所述，我们不难发现由于土壤重金属来源复杂,土壤中重金属不同形态、不同重金属之间及与其它污染物的相互作用产生各种复合污染物的复杂性增加了对土壤重金属治理和修复难度,且重金属对动植物和人体的危害具有长期性、潜在性和不可逆性,同时进一步恶化了土壤条件，严重制约了我国农业生产的加速发展，所以要更好的防治土壤重金属污染还需要广大科研工作者不懈的努力，研发出更好的效率更高的修复治理技术，同时我们还不应该忘记必须加强企业自身的环保意识，提高企业自我约束能力，始终将防治污染积极治理作为企业工作的头等大事来抓，把企业对环境的污染程度降到最低限度，形成全社会都来重视土壤污染问题的良好环保氛围，逐步改善我们的土壤生态环境。
参考文献：
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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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关键词：蔬菜基地；土壤；重金属污染；湖北省
中图分类号：X53文献标识码：A文章编号：0439-8114（2016）24-6563-05
DOI：10.14088/ki.issn0439-8114.2016.24.060
土壤是人类生产食物最基本的生产资料和人类活动的基本场所。随着现代工业和农业的迅速发展、城市化进程不断加快和人类活动的影响，重金属通过各种途径进入土壤并累积吸附在土壤中。由于重金属迁移程度小，在土壤中很难去除，通过蔬菜根部到植株中，严重影响品质，同时对人体健康带来较大隐患。因此，深入了解重金属污染对蔬菜的影响，提高农产品质量安全，减少重金属对人类的危害十分必要[1]。
2000年初，对蔬菜产地重金属污染状况开始了研究。自2004年实行食品质量安全市场准入制度以来，人们对食品安全更加重视。农业部门积极大力推进“三品一标”工作，将“三品一标”认证工作作为确保农产品质量安全的重要抓手，开展产地环境评价和产品认证检验工作。对“三品一标”产地环境的评价工作，可以更进一步掌控蔬菜基地的重金属污染状况。如吉林省采用单因子污染指数法和综合污染指数法，对龙井市近郊农田土壤重金属Cu、Zn、Pb、Cd含量进行调查，重金属污染程度为轻度污染，主要污染元素为Cd[2]。重庆市曾对永川区近郊蔬菜地土壤重金属污染进行调查，其主要污染元素为Pb；从综合污染指数方面来看，土壤污染处于警戒级和轻污染级[3]。
近几年来，湖北省城镇化的进度加快，多地遭受重金属污染比较严重，曾有黄石市和大冶市关于重金属污染整治方面的报道[4，5]。但关于湖北省蔬菜基地重金属污染的系统研究报道却不多。2012年张媛媛等[6]对武汉市蔬菜基地重金属污染现状进行了调查，选取武汉市江夏区、洪山区等地的24个蔬菜基地，分别对土壤的pH、EC、有机质含量以及Cu、Zn、Cd和Pb4种重金属含量进行调查和分析。结果显示，24个采样点的土壤重金属含量均在《GB15618-1995土壤环境质量标准》[7]限量标准以内，为蔬菜安全生产基地，但同时也提出采取多种措施控制重金属污染源，高度重视土壤酸化比较严重的部分蔬菜基地。
湖北省是蔬菜种植大省，为保障蔬菜质量安全，各级政府大力推进“三品一标”产品认证。本研究以湖北省武汉、宜昌、荆门、荆州、恩施州、十堰、咸宁和黄冈8个地区的45个主要绿色食品蔬菜基地为调查样点，通过实地采集土壤样品，测定土壤pH和重金属元素（Cd、Hg、As、Pb、Cr、Cu）含量，分析并评价了8个地区蔬菜基地土壤重金属的污染现状，旨在为保障湖北省蔬菜基地的土壤安全和防治等提供一定参考依据。由于《GB15618-1995土壤环境质量标准》的污染限量要求比较宽泛，可能会放松对土壤重金属的污染预警。为了与目前高品质的食品安全要求相适应，同时采用《NY/T391-2013绿色食品产地环境质量》[8]标准对6种重金属含量进行评价。
1材料与方法
1.1样品采集与处理
根据《HJ/T166-2004土壤环境监测技术规范》[9]标准布设监测点并采集0～20cm耕层土壤，每个蔬菜生产基地采集3个不同位置、不同点数的土样，即每个基地抽取3份土样，共采集土壤样品135份。采集的土壤样品经自然风干后，研磨过100目尼龙筛后混匀，保存于采样袋中，待测。
1.2样品分析方法
土壤浸提后采用电位法测定土壤pH（PHS-3C型酸度计）；土壤镉、铅的测定方法采取石墨炉原子吸收分光光度法（GB/T17141-1997）[10]；汞的测定方法采用原子荧光法（GB/T22105.1-2008）[11]；砷的测定方法采用原子荧光法（GB/T22105.2-2008）[12]；铬的测定方法采用火焰原子吸收分光光度法（HJ491-2009）[13]；铜的测定方法采用火焰原子吸收分光光度法（GB/T17138-1997）[14]。
1.3土壤重金属含量评价
以《NY/T391-2013绿色食品产地环境质量》标准中的旱田土壤环境质量要求标准值作为评价标准（表1），采用单因子污染指数法和内罗梅（Nemerow）综合污染指数法[15]对土壤污染现状进行评价。
单因子污染指数的计算公式为：Pi=Ci/Si
式中，Pi为土壤中第i种污染物的环境质量指数；Ci为第i种污染物的实际浓度；Si为第i种污染物的评价标准值。
式中，P综为土壤重金属的综合污染指数；Pimax为测定点的单项污染指数中的最大值；Pave为测定点的所有污染物单项污染指数的平均值。
单因子污染指数法常用于评价土壤被某一重金属的污染程度。而综合污染指数法是一种兼极值的综合评价方法，既考虑了单项元素的作用，又突出污染最严重元素的重要性，可以评定每一个测试点的土壤综合污染水平。根据内梅罗污染综合指数法，将土壤的污染情况划分为5个等级，污染等级划分标准如表2所示。
2结果与分析
2.1不同地区蔬菜基地土壤pH和重金属含量比较
湖北省武汉、宜昌、荆门、荆州、恩施州、十堰、咸宁和黄冈8个地区的45个主要蔬菜基地土壤的pH分布情况如图1所示。由图1可以看出，pH分布范围为4.59～8.42。在45个蔬菜基地中，19个基地pH
如表3所示，湖北省8个地区的蔬菜基地土壤重金属含量均没有超出绿色食品产地环境质量标准（NY/T391-2013）对旱田土壤环境质量的要求。参照湖北省土壤背景值[16]（未受人类污染影响的自然环境中化学元素和化合物的含量），45个基地中有6个基地的Hg、As和Pb含量超出湖北省土壤背景值，其中Hg的累积最明显，宜昌市有3个基地、黄冈市有1个基地Hg含量超出背景值；另外荆州市有1个基地的Pb含量超出了背景值，恩施州有1个基地的As含量超出背景值；但总体来说，超标率都不超过20%。被调查的所有基地重金属Cd、Cr和Cu含量均低于土壤背景值，无明显累积；武汉、荆门、十堰和咸宁被调查的蔬菜基地6种重金属含量均低于土壤背景值。
2.2不同地区蔬菜基地重金属的含量差异
如表4所示，宜昌和十堰市蔬菜基地的Cd含量平均值最高，荆州市的最低；黄冈市蔬菜基地的Hg平均含量最高，是荆门市的3.8倍；恩施州土壤As含量高，是十堰市的2.6倍；黄冈市的Pb平均含量最高，咸宁市的最低；黄冈市的Cr平均含量最高，比恩施州的高出28.84mg/kg；黄冈市蔬菜基地的Cu平均含量最高，咸宁市的最低。但相同市区不同取样地点的重金属含量差异比较大，如黄冈市编号为J44基地的Cd含量是J45的3.6倍，而J45基地的As含量是J44的3.2倍。
2.3土壤重金属污染评价结果
2.3.1单因子污染指数评价湖北省各地区蔬菜基地土壤中Cd、Hg、As、Pb、Cr和Cu6种重金属元素的单因子污染指数和评价结果见表5。由表5可以看出，湖北省8个地区45个被调查的基地上述6种重金属单项污染指数均小于1，说明8个地区蔬菜基地的Cd、Hg、As、Pb、Cr、Cu含量均未超恕5荆州地区的Cr和黄冈地区的Cr、Cu的单项污染指数均超过0.7，表明这两个地区的Cr、Cu污染处于警戒线级别，需要及时预防。
2.3.2综合污染指数评价仅使用单因子污染指数法进行评价不能反映土壤的整体污染情况。而综合污染指数法是一种兼极值的综合评价方法，可以评定土壤综合污染水平。从表5还可以看出，湖北省8个地区的综合污染指数均小于1，根据土壤环境质量分级标准可以判断这些地区的蔬菜基地污染水平处于尚清洁状态。但是黄冈市的土壤综合污染指数大于0.7，表明该地区的蔬菜基地污染水平虽然处于尚清洁状态，但重金属污染达到了警戒线。
3结论与讨论
3.1结论
通过对湖北省武汉、宜昌、荆门、荆州、恩施州、十堰、咸宁和黄冈8个地区的45个主要绿色食品蔬菜生产基地进行田间采样和室内分析，试验结论如下：
1）所调查的45个基地pH
2）武汉、荆门、十堰和咸宁地区被调查的蔬菜基地6种重金属含量均低于土壤背景值。另外4个地区有6个基地的Hg、As和Pb含量超出湖北省土壤背景值，其中Hg的累积最明显，表现为宜昌市的3个基地、黄冈市的1个基地Hg含量超出背景值。但总体来说，超标率都低于20%。
3）不同地区蔬菜基地重金属的含量差异比较大。黄冈市蔬菜基地的Hg平均含量是荆门市的3.8倍，Cr平均含量比恩施州的高出28.84mg/kg；相同市区不同取样地点的重金属含量差异也比较大，如黄冈市2个蔬菜基地的Cd和As含量差异达到了3倍以上。
4）单因子污染指数评价结果表明，湖北省8个地区的Cd、Hg、As、Pb、Cr和Cu6种重金属单项污染指数虽然均小于1，含量未超标，但黄冈Cr、Cu和荆州Cr的单项污染指数均超过0.7，表明这两个地区的Cr、Cu污染临近警戒线。
5）综合污染指数评价结果表明，黄冈市的重金属综合污染指数大于0.7，土壤等级为2级，临近警戒线。其他地区的土壤重金属综合污染指数均小于0.7，土壤等级为1级，均处于安全状态。
3.2讨论
所调查的湖北省45个蔬菜基地中有19个基地土壤pH小于6.5，占比42.2%，接近50%，一般造成土壤酸化的原因有3个方面：①降水量大而且集中，淋溶作用强烈，钙、镁、钾等碱性盐基大量流失；②施石灰、烧火粪、施有机肥等传统农业措施的缺失，使耕地土壤养分失衡；③长期大量施用化肥是造成土壤酸化的重要原因。Singh等[17]认为土壤重金属含量与土壤pH大小有关，pH越小，重金属被解吸的越多，活性越强，越容易被植物吸收，因此土壤酸化会导致重金属向植物体内迁移和累积。应结合不同蔬菜对土壤pH不同要求采取合适措施改良土壤的酸碱性，例如对于酸性土壤，可增施熟石灰、草木灰等[18]来中和土壤的酸性；对于碱性土壤，可施用沸石[19]和燃煤烟气脱硫副产物[20]等减少土壤的碱性，并且每年应对土壤pH进行跟踪调查。
8个地区蔬菜基地重金属Cd、Hg、As、Pb、Cr和Cu含量均没有超出绿色食品环评标准的限量值，适合发展绿色食品。但是根据湖北省土壤背景值的要求，有个别蔬菜基地的重金属超标，特别是宜昌市有3个基地的Hg超标。由于土壤中重金属的来源是多途径的，根据该地区所处的环境推测原因主要有：①基地多处于山区地带，地矿中含有一定量的重金属元素，地质背景的原因可能导致土壤重金属含量超标；②该地区的蔬菜种植基地多属于传统蔬菜种植基地，常年施肥（肥料中含有一定量重金属元素）使得土壤中重金属含量增加。虽然Hg含量超标率不到20%，但是还是要引起重视。
被调查的8个地区只有黄冈市的综合污染指数达到2级，处于警戒线，其他地区均处于安全状态。可能原因有：①该地区被调查的蔬菜基地太少，数据离散程度过大；②蔬菜基地位于山区地带，地质背景的原因可能导致土壤重金属含量较高。由于综合污染指数计算时只是依据pH分级，没有科学地细分，当综合污染指数大于0.7时，酸性和碱性土壤对重金属吸附水平差别较大，特别是土壤pH0.7时，重金属活性将会大大增加，很容易吸附在土壤中最后被植物吸收；而另一方面不同植物可能对重金属吸附水平也不同，故P综>0.7时，蔬菜中重金属含量也不一定超标。因此如何更加科学评价基地污染还需要做进一步研究。
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关键词：土壤铅污染；生物有效性；污染成因；研究
铅是一种金属元素，在化学元素周期表中铅属于IVA族，是一种重要的矿物质，但同时也是一个主要的环境污染元素。铅在自然界中主要是以+2价离子和+4离子的形式存在。并且其氧化铅的状态较为稳定，而二氧化铅的状态则相对不太稳定，具有极强的氧化性。因而在土壤污染中铅主要是以+2价离子的状态存在。在地壳中，含有大量的铅矿资源，其中富含铅的矿产种类大概有200多种。随着工业的不断发展，人们对铅的开采与利用越来越多，但同时也造成了大量的水体铅污染和土壤铅污染。为了有效防治铅污染，就需要及时确定土壤中铅的含量。近年来，利用土壤中铅的生物有效性进行铅含量测定逐渐备受业界关注，并且也取得了一定的研究成果。以下本文中就针对铅污染问题以及其生物有效性评价研究进展进行探讨。
1土壤中铅污染的来源
土壤中铅污染的来源形式大致可以分为两类，即自然形成与非自然形成。自然形成的土壤铅污染主要是通过地壳运动、火山喷发、海啸以及森林火灾等自然因素的影响而促使自然界的铅被散布在更多的土壤中。并且事实上，自然形成的土壤铅污染并不是特别严重，导致现在土壤铅污染越来越眼中的主要因素还是在于非自然形成的因素，也就是人为活动所造成的。主要体现在以下几方面：
1.1大气沉降
在汽车工业的发展中，人们发现在汽油中加入铅就可以有效的防止汽油燃烧爆裂，因此铅作为防爆剂被广泛应用在汽油生产制造中。但铅会随着汽车尾气排入空气中，经过一定的沉淀落入土壤中，就会造成一定的铅污染。据相关调查显示，在汽车或工业较为密集的地区，土壤中铅的含量就相对很高。同时，大气中的铅会随着空气散步到更远的地方，甚至在没有人烟的地方都能检测到土壤铅污染的痕迹。
1.2城市垃圾
在当前的城市固体垃圾中，有很多都含有大量的铅以及其他重金属，若将这些城市垃圾直接掩埋在土壤下面，就会造成严重的重金属污染，有些重金属很难被分解，能够污染几十年甚至更久，铅就是这样一种性质较为稳定的金属污染物质。
1.3污水灌溉
这主要是指城市工业的废水中含有大量的重金属，而这些污水又直接排入了河流中，被用作农业灌溉用水。从而使铅在农田中不断沉淀，形成了土壤铅污染，不但给自然环境造成很大影响，也不利于农业产品的健康生长。
1.4采矿与金属加工业
目前采矿业以及金属加工业不断发展，使得铅等重金属得到了大量的开采、提炼与应用，主要在汽油、蓄电池、玻璃制造业、粉末冶金等行业领域有着广泛应用。另外，还在涂料、颜料、彩釉、医药、化装品、化学试剂及其他含铅制品的生产和使用中有着广泛应用，这些都是造成土壤铅污染的主要来源。经过相关调查显示，在有这些工厂的周边土壤检测中发现其中铅的含量大都严重超标，铅污染问题较为严重。
1.5农药与化肥
在农业生产中所使用的农药和化肥也大都含有一定的铅成分，当这些农药应用在农业生产中，就会造成铅在土壤中的不断累积。例如果树栽植中对砷酸铅的使用就会使果园土地中不断积累铅含量，最终形成土壤的铅污染。而某些化肥中铅的含量更大，且化肥的用量较大，更是促使了土壤中铅的含量不断增大。
2土壤中铅的形态及其生物有效性
土壤铅的生物有效性与铅在土壤中的形态分布有关。目前，对土壤中铅进行形态分级大多采用Tessler方法，将土壤中的铅分为：水溶态、交换态、碳酸盐态、铁锰氧化物结合态、有机质硫化物形态及残渣态。对我国一些土壤中铅的形态分布研究表明，土壤中残渣态铅约占总铅的35%-75%。中国10个自然土壤中各形态含铅量的分配都以铁锰氧化态最高，占非残渣态的40%-80%；其次是有机质硫化物态过碳酸盐态；交换态和水溶态最低，在对外源可溶性重金属进入土壤后的形态分布及其形态随时间的转化进行研究后，研究结果表明外源铅进入土壤后主要以铁锰氧化物结合态、有机态和残渣态形式存在，有些还会存在一定碳酸盐态积累。有些学者将土壤中的铅分为可交换态（EXCH）、碳酸盐态（CARB）、易还原态（EASR）、较难还原态（MODR）、有机态和硫化物（ORGS）和残渣态（RESD）。并认为低铅污染土壤的各部分铅含量顺序为：RESE>ORGS>CARB>MODR>RESD。高铅污染土壤的各部分铅含量顺序为：ORGS>MODR>CARB>EASR>RESD。还有一些研究表明，植物吸收铅的主要形态为交换态铅（包括水溶态），碳酸盐态铅及铁锰氧化物结合形态铅在一定条件下可被植物吸收，有机质硫化物态铅及残渣态铅植物难以利用。铅的生物有效态主要包括水溶态、交换态和一部分的碳酸态及铁锰氧化物结合形态。
3土壤铅生物有效性的评价
在对一长时间开采的铅V周围土壤进行研究后表明，土壤中铅的总量与萝卜叶子中铅的含量具有很好的线性相关性，说明在一定情况下，土壤中铅的总量可以评估其在土壤中的生物有效性。但更多研究表明，土壤全铅含量与作物的产量和含铅量的相关性低于有效铅。因此，阐明铅的生物效应、研究土壤有效铅更有意义。而研究铅有效性的关键在于铅有效态浸提剂的选择，目前对于这方面的研究很多，但因土壤性质、栽培作物、提取条件等的不同而结论各异，始终没有形成一个统一的标准，最初有人建议用0.1mol/L盐酸作为通用的重金属有效提取剂，但这对石灰性土壤不太适宜，因为它能把很多非交换态的金属也溶解下来。在对酸性土壤上比较了0.05mol/L盐酸、0.5mol/L醋酸、2%柠檬酸和1mol/L醋酸铵的提取效果后，发现它们所浸提出的铅含量均与糙米中铅含量显著相关，因而很难确定这些浸提剂的优劣。而用0.5mol/L氯化钡提取土壤中的铅有很好的效果，我们认为这可能是由于Ba2+半径和Pb2+半径相近的缘故；而比较了不同提取剂后认为NH4Ac、CaCl2、EDTA均是棕壤、褐土潮土中铅较好的提取剂，但NaNO3和0.1mol/LHCl仅适用于酸性土壤（棕壤）；还有相关分析表明，以0.05mg/LEDTA或5%醋酸溶液提取的铅能较好地预测作物对铅的吸收，其相关系数分别达到0.89和0.83，在近几年被许多研究者采用。
结束语
综上所述，用土壤全量铅作为国家土壤环境质量标准唯一的评价依据很难对我国不同地区的土壤铅污染水平作出客观的评价，而通过开展土壤铅植物有效性评价研究，寻找到一种广谱的土壤植物有效铅的提取剂，用土壤铅植物有效态含量作为评价指标，将为我国铅的土壤环境质量标准的完善提供更为切实的依据。
参考文献
关键词：国内；土壤污染；现状；治理措施
在国家建设和社会经济发展过程中，环境污染问题始终得不到有效解决，甚至有不断恶化的趋势，最近几年，土壤污染现象越来越严重。我国是农业国家，土壤是十数亿国人赖以生存的重要条件，若是任由土壤污染现象自然发展而不予以有效治理，土壤污染问题会严重危害到农产品食用安全，并且土壤中的重金属污染物还会迁移到大气中，进而严重降低我国的国民综合健康水平。由此可见，土壤污染问题绝对不容忽视，而深入分析国内土壤污染现状及治理措施，有利于促进我国土壤污染治理工作的有效开展[1]。
1国内土壤污染现状
经济的高速发展往往伴随着环境问题，当前我国的土壤环境问题比较严重，尤其是在农业以及工业活动较为频繁的地区，土壤污染的问题非常严重，这些规模化的生产活动，对土壤造成了较为严重的破坏。经过对多个地区的土壤进行监测后发现，超过两成的监测土壤存在污染超标的问题，其污染物主要为锌，镉，铜，铅等重金属污染。在对土壤分布进行研究时发现，我国南方地区的污染程度比北方地区更加严重，尤其是在长三角以及珠三角和传统的工业基地东三省的污染问题尤为严重，这也说明了经济发展程度较高以及工业发展程度较高的地区的土壤污染问题较为严重[2]。
2土壤污染治理策略
2.1土壤有机污染物治理策略
2.1.1原位修复技术治理策略为了保证土壤污染物的处理效果，应尽量根据污染状况选择科学的治理技术，原位修复技术相对来说比较适合受破坏较小的土壤，在众多的土壤修复技术和方法中，原位修复技术能够有效地降低修复成本，并实现土壤污染物的有效降解，原位修复技术能够对土壤的深层污染进行有效地治理。在利用原位修复技术处理土壤污染时，应注意尽量对废弃物进行分离和控制，防止出现二次污染，降低修复效果。2.1.2异位修复技术治理策略除了原位修复技术外，还有相对应的异位修复技术，这种修复技术通常采用原地处理和异地处理两种方法进行修复活动。这种修复方法能够有效地对修复过程中的各类措施进行控制，相比较原位修复技术因为修复技术不会产生较多的废物副产品，所以修复效果更好。但在采用异位修复技术时，需要大量的土方开挖，所以会产生较多的运输问题，这大大的增加了修复的成本投入。2.1.3物理治理及热处理策略除了原位和异位修复技术之外，还需要有针对性解决土壤有机污染的策略，所以会用到更多的土壤污染治理方法，如覆土稀释法以及玻璃化和蒸汽提取等方法，对土壤进行有机物污染处理。这些处理方法通常被分类为物理污染处理方法，采用物理方法进行污染处理时，不会对土壤造成较大的破坏，治理效果较好，并且在土壤修复的控制过程中，作业条件更加灵活和方便。在开展有机物污染处理过程中首先应当对土壤的结构特点进行分析，通过分析结果来确定采用哪一种有机物污染处理方法，从而制定有效的治理方案[3]。2.1.4化学治理策略除了物理方式治理有机污染物，还可以通过化学方法对有机污染物进行处理，具体方法是通过微波放射或者催化氧化来对有机污染物进行处理，在进行化学治理过程中应当对具体的流程进行严格规范，通过科学的分析针对不同的有机污染物进行有效的治理。2.1.5微生物治理策略微生物治理有机污染物也是常见的一种治理措施，其依据的工作原理是土壤中的有机污染物可以作为微生物生长繁殖所需要的能源，所以通过在土壤中投放微生物，来消耗土壤中的有机污染物，在这个消耗过程中有机污染物被转化为水和二氧化碳，这是一种非常优质的处理方法，操作过程中不会产生大量的废物副产品。在进行微生物治理有机污染物的过程中，可以通过植物与微生物的伴生关系来提升处理效果，因为植物本身具备较强的吸收污染物的能力，这能够有效地提升微生物分解效率。这种处理有机污染物的方法虽然非常有效，但其弊端是需要花费比其他修复方法更长久的时间，因为生物可能会产生的降解酶具有针对不同污染物的差异性，所以要通过监测结果来对微生物的数量和类型进行控制，以增强有机物污染的处理效果[4]。
2.2土壤重金属等无机物污染治理措施
2.2.1物理、化学治理策略在进行土壤重金属污染物的处理过程中，较为常见的处理方法为淋洗法、电解法以及热解析法等多种不同的方法，其中热解析法的治理效果最为明显。通过热解析法能够吸收土壤中99%以上的汞。而对于铅、铬等类型的金属通过电化法处理能够取得较好的效果，电化法能够去除土壤污染物中超过90%的铅、铬重金属。而淋洗法则适用于提取土壤污染物中的无机污染物，并进行有效的回收处理。因此，淋洗法对无机污染物具备较好的治理效果。一般来说，利用化学方法对土壤进行处理主要是通过使用不同的稳定剂吸附或改变不同污染物中重金属的状态，来减少重金属对土壤的污染。这种治理方法能够暂时性地改善土壤的污染问题，但却无法根除土壤中的污染物，虽然该方法效果较好，但土壤污染物的隐患始终存在。2.2.2植物联合微生物超积累治理策略通过利用植物与微生物的特性，将二者进行联合应用来对土壤中的无机物以及重金属进行治理，这种方法能够对相关污染物进行快速地吸收转化、分解和固定。在具体的操作过程中，可以寻找适应性植物，通过在污染土壤中培育这种植物，使得植物在生长过程中能够对重金属产生吸附效果，在某种情况下还可以对植物进行基因改善，使得植物能够适应这种受到污染的环境提升吸收效果，这种方法几乎不会产生其他危害，治理成本较低，效果较好，并且具备一定的美化功能。2.2.3植物、微生物、化学等联合治理策略化学螯合剂能够有效地将土壤中的重金属转化成螯合物，通过在土壤中种植植物可以对螯合物进行吸收和降解，并配合电压法对被污染的土壤中的重金属进行溶解，此时正处在污染土壤中的植物就可以对这些溶解后的重金属进行有效地吸收。依照微生物与植物共同对土壤污染进行治理的原理，实现了对污染物的吸收并处理的目的。某些情况下，相关人员能够通过有机肥料与微生物进行结合，并通过有机肥料来促进微生物对重金属的吸收能力，从而实现污染物的治理目标[5]。
3土壤污染的有效治理策略
3.1加强法制建设，完善相关法律法规
为了解决我国当前的土壤污染治理问题，除了要提高重金属以及有机物的污染处理水平之外，还应当加强法律法规的建设工作，通过不断完善法律法规来促进社会各界参与到土壤污染控制和治理工作中。通过法律手段对污染地区及污染目标进行监控，并通过对污染程度的监测来设定污染预警机制，从而可以通过监测预防以及治理来缓解土地污染的现状。政府应当对已经存在的相关制度及法规进行有效落实，通过对生产过程中的污染情况进行监督，避免企业为了片面地追求经济利益而忽略了环境污染问题。而且要设立责任人制度，以便从制度上监督企业，通过对土壤的监测以及责任划分来解决工农业生产过程中所产生的污染问题。
3.2科学规划土壤管理
依据我国当前农业发展的现状，应当对土壤进行有效的规划和科学设计，对农业生产过程中土壤的使用方式进行相关标准的制定，通过农业生产的方式以及各类投入来提升农业生产的效率，降低对化肥的依赖，不断推广绿色有机农业，通过对农作物的研究和改良，增强农作物的抗病能力并以此解决农业生产活动中对农药和化肥的使用数量。通过改善农业活动的灌溉方式来降低水污染程度，保护水资源，建立符合现代特征的农业生产方式。
4结语
在上面的论述中，详细说明了目前国内土壤污染现状，鉴于土壤污染问题的严重性，当务之急就是积极探寻导致土壤污染问题的实际原因，并针对土壤污染治理措施进行更加深入、更加细致地研究探讨，而政府部门也需要对土壤污染治理给予政策及法律法规方面的支持，加强土壤管理措施规划，为土壤污染治理的有效实施提供良好条件。
参考文献：
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[4]解丽娟，谢志远，郭光光.试论我国土壤污染的现状、危害及治理策略[J].新农业，2022（19）：63-64.
随着全球水资源日趋紧张，污水灌溉已被许多国家作为重要的灌溉水源。但污水也是我国城镇近郊重要的灌溉水源之一。我国污灌面积90％以上集中在北方水资源严重短缺的黄、淮、海、辽河流域，5大污灌区为北京、天津武宝宁、辽宁沈抚、山西惠明和新疆石河子污灌区［1］。美国污水灌溉区域主要集中在弗洛里达州和加利福尼亚州，这2个州是最早建筑浇灌管道利用再生水进行灌溉的地区。加拿大经历了近10年的干旱期之后，污水灌溉在全国范围内引起了广泛的关注，很多州已经开始建设污水灌溉工程。欧洲基金组织研究中显示“欧洲和很多地中海国家在这方面的发展相对滞后，主要是由于这种污水利用的观念被政府和公众完全接受还有一定的困难”。2010年以色列80％以上的污水处理后用作农田灌溉和其他社会用水。西班牙全国20％的污水处理后重新利用［2］。污水灌溉是重要的灌溉补充水源，又是污水资源化的重要方式，同时污水中的氮、磷、钾等营养元素又为作物提供必不可少的养分；但是对于环保而言，污水中的有毒物质不仅污染环境还会在土壤和作物中积累，通过食物链富集，最终危害人类健康。近年来，重金属对土壤－植物系统的污染问题逐渐成为人们关注的焦点。
1土壤中重金属的来源
（1）随着大气沉降进入土壤的重金属。大气中的重金属主要来源于能源、运输、冶金和建筑材料生产产生的气体和粉尘，除汞以外，重金属基本上是以气溶胶的形态进入大气，经过自然沉降和降水进入土壤。（2）随固体废弃物进入土壤的重金属。固体废弃物种类繁多，成分复杂，最主要的有工矿业和工业固体废弃物污染，这类废弃物在堆放和处理过程中，由于日晒、雨淋、水洗重金属极易移动，以辐射状、漏斗状向周围土壤、水体扩散。由于固体废弃物直接或通过加工作为肥料施入土壤，造成重金属污染。（3）随农用物资进入土壤的重金属。农药、化肥和地膜是重要的农用物资，对农业生产的发展起着重大的推动作用，但长期不合理使用，也可以导致土壤重金属污染。（4）随污水进入土壤的重金属。利用污水灌溉是现代农业灌溉的重要技术之一，主要是把污水作为灌溉水源利用。污水按来源和数量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。生活污水中重金属含量很少，但是，由于我国工业迅速发展，工矿企业污水未经分流处理而排入地下水道与生活污水混合排放，从而在污灌区土壤重金属含量逐年增加。这是重金属进入土壤中的主要来源。重金属元素进入土壤－植物系统，不会被分解转化，只能在不同介质之间完成吸收、累积、转移等过程。重金属在从一种介质向另一种介质的迁移转化过程中，常常伴有重金属元素在介质中的积累和残留。污灌区土壤中的重金属随植物生长被吸收并在植物体内积累，积累浓度超过一定限值就会对农作物产生危害，随着污水灌溉时间的延长，重金属对作物的危害越来越严重。刘登义等［3］研究表明，经污水浇灌的小麦幼苗与对照组相比，植株矮小，根短，根数目少，茎、叶、根的干重、鲜重和可溶性蛋白含量均明显减少，并出现叶尖枯黄，叶片色素含量下降。郑春霞等［4］研究表明，当铅浓度为1000μg／L时，玉米苗在10天之内全部死亡。进入农作物中的重金属会随着食物链进入人体，最终对人体造成危害。因此，重金属在土壤中的转移、转化是研究其对土壤污染、作物危害的重要方面。
2重金属在土壤中的形态、迁移、转化特点
重金属是土壤环境中一类具有潜在危害的污染物。重金属在土壤中不易随水淋滤，不能被微生物分解；相反地，生物体可以富集重金属，使其在环境中积累，在积累初期可能不易觉察，一旦危害作用较明显地表现出来就难以消除［5］。自20世纪50年代前后日本出现“水俣病”和“骨痛病”，并且查明这些病分别是由汞和镉污染所引起的“公害病”以后，重金属的环境污染问题才受到人们的极大关注。重金属在环境中的赋存形态主要有水溶态、交换态、碳酸盐结合态、铁锰氧化物结合态、有机结合态和残留态。由于水溶态一般含量较低，又不容易与交换态区分，常将水溶态合并到交换态之中。朱桂芬等［6］研究得出土壤中Cd、Cr主要以铁－锰氧化物结合态存在，Ni、Zn主要以残留态存在，Cu主要以有机结合态存在。王玉红［7］通过Tessier形态分析结果表明，元素Cu的形态分布规律为：残余态＞铁锰氧化物结合态＞碳酸盐结合态＞有机物结合态＞可交换态；Zn：残余态＞铁锰氧化物结合态＞有机物结合态＞碳酸盐结合态＞可交换态；Cr：残余态＞铁锰氧化物结合态＞有机物结合态＞碳酸盐结合态＞可交换态；Cd：残余态＞铁锰氧化物结合态＞碳酸盐结合态＞可交换态＞有机物结合态；Pb和Ni：残余态＞铁锰氧化物结合态＞有机物结合态＞碳酸盐结合态＞可交换态。在不同环境条件下，由于土壤类型、土地利用方式（水田、旱地、果园、牧场、林地等）、土壤pH值、Eh、土壤有机无机胶体的含量等因素的差异，重金属元素赋存形态的不同。重金属在环境中的迁移转化，几乎包括水体中的所有物理化学过程，而且具有可逆性，无论是形态转化或物相转化，都能随环境条件变化。因此，沉积的可以再溶解，氧化的可以再还原，吸附的可以再解吸，各种形态存在于动态平衡中。重金属通过物理迁移、化学迁移、物理化学迁移和生物迁移等方式在土壤－植物体系中累积、迁移。该过程一般取决于重金属在土壤中的存在形态、含量以及植物种类和环境条件变化等因素。重金属的毒性作用通常并不单纯的是剂量与效应的关系，其进入土壤环境后的活性高低更大程度上取决于其化学形态即价态、化合态、结合态和结构状态4个方面，也就是指一种元素在环境中以某种离子或分子存在的实际形式，有可能表现出不同的生物毒性和环境行为［8］。通常情况下，重金属进入土壤中后很大一部分是被土壤通过静电和络合作用吸附，还有少部分残留于土壤溶液中，两者处于吸持和解析的动态平衡中，土壤溶液中重金属含量的高低直接影响作物的吸收量，以动态平衡为主要界面迁移行为是控制重金属在土壤－植物系统中转化迁移的重要机制。
3污水灌溉对土壤重金属含量的影响
不合理的污水灌溉会使重金属对土壤的毒害作用增强，尤其是长期污水灌溉会增加土壤中重金属的积累，灌溉污水进入土壤一方面直接增加土壤溶液中重金属的含量，另一方面通过螯合作用和酸化作用增加难溶态重金属的溶解度［9］。赵庆良等［10］在不同水质（3级处理水、2级处理水、污水、清水）、相同土壤重金属起始含量的试验区对农作物进行处理，结果发现对于黄瓜和白菜生长期较短的作物，灌溉水量较少，植物本身还要吸收一部分，因此在土壤中残留较少；对于玉米生长期较长，浇水量较多，长期灌溉土壤中重金属的累积规律为：污水＞2级水＞3级水＞清水。姜勇等［11］对农田污灌区的污水和土壤监测结果表明污灌可不同程度污染农田生态环境，若灌溉不当则造成农田土壤重金属的积累，破坏土壤内部及土壤与其他系统间的生态平衡。同时用污水和污土进行了水稻灌溉盆栽实验，设污土污灌、污土清灌、清土污灌和清土清灌4个处理。其中污水和污土中重金属含量均超出国家标准，结果表明，各处理较清土清灌对秧苗长势均产生一定影响，以污土处理较为严重，污土清灌处理秧苗长势有好转，清土污灌对秧苗生长影响相对较小，表明洁净土壤具有较强的缓冲能力，污水污灌处理秧苗生长期较短。由该试验可以推想，重金属对土壤的污染作用的来源主要有2种方式：一是土壤本身存在的重金属即土壤起始含量；二是外来重金属，对于大多数农田土壤而言这部分重金属主要来自灌溉水。两者对土壤重金属含量的影响主要可以从以下3种情况分析。
第1种情况，土壤本身重金属含量较低而灌溉水中重金属的浓度较高。首先，灌溉水会使土壤积累重金属，由于土壤本身具有一定的缓存能力，一方面可以通过吸附或络合作用降低土壤溶液中的重金属浓度，另外植物体也会吸收部分重金属，因此尽管土壤中重金属的积累量随灌溉时间的增加而增加，但是要使土壤中重金属含量超过土壤环境质量标准还与灌溉水中重金属浓度的有关。灌溉水中重金属浓度限值即污水灌溉标准，用低于国家水质标准的水灌溉，土壤中重金属的累积量不会超过土壤环境质量标准。郭凤台等［12］分别用井水、中水、生活污水、生活工业混合污水和工业污水灌溉10年以上，灌溉水中铅含量分别为0．049，0．068，0．051，0．06，0．14mg／L，土壤铅的起始含量小于35mg／kg进行小麦、玉米生产试验得出污灌区土壤中重金属的积累都有明显增加，但没有超过国家土壤环境质量标准。MunirJ．MohammadRusan等［13］通过实验，分别对经过2年、5年和10年用污水（该污水是经过污水处理的，重金属含量符合国家污水灌溉标准）灌溉的试验点进行土壤测定，发现不同灌溉时间对Cu积累无明显差异；Zn、Fe、Mn积累量不稳定，但在表土中的积累量稳定。不同灌溉时间和土层深度土壤中的Pb和Cd积累量均无显著差异。O．Al－Lahhama等［14］通过在污水（处理水）灌溉的大田试验研究了重金属在马铃薯中的迁移问题，结果显示土壤中重金属铜、锰、铁积累随灌溉水中重金属浓度的增加呈上升趋势，但是不会超过约旦国家标准限值。杨庆娥等［15］研究发现用铅含量在0．052～0．14mg／L的污水灌溉下生长的白菜根和叶中铅含量均超出标准（1．0＞0．2mg／kg，GB14935－94），土壤中铅累积量明显增加但是没有超过国家标准。杨朝晖［16］研究发现经过30年的污水灌溉已对土壤造成污染，土壤铅含量均为42～48mg／kg，略高于清灌区（高出0．6％～2．4％），超过土壤起始含量35mg／kg，小于350mg／kg，还没有超过国家土壤环境质量标准2级标准。重金属随着灌溉年限的增加积累量呈上升趋势，根据污染物质的输入输出总量及各种污染成分在土壤中的残留率，利用土壤中重金属的残留量的计算公式推测在未来50～100年中，灌溉水中重金属含量低于国家灌溉水质标准的情况下，灌溉区土壤中重金属的积累量不会超过国家标准。反之，灌溉水中重金属含量过高时，则会使土壤中重金属累积量超过土壤环境质量标准。段飞舟等［17］对鞍山宋三灌溉区稻田土壤重金属含量进行分析，结果表明，利用工业废水进行灌溉的稻田，土壤环境质量明显低于利用河水和城市生活废水进行灌溉的区域，也就是说明用重金属含量越高的水灌溉，土壤累积量越高。其中，工业废水中重金属Cd浓度为0．014mg／kg灌溉区土壤重金属累积量为0．54mg／kg，Hg浓度为0．00039mg／kg灌溉区土壤累积量为0．65mg／kg，超过国家标准。PeijunLia等［18］的研究发现长期工业废水灌溉造成镉浓度超过国家土壤环境质量标准3级标准，而锌和铅超过1级标准，Cu接近1级标准，Cd容易被植物体吸收累积，容易通过食物链富集，从而影响人类健康。其次，灌溉水中重金属浓度一定，土壤起始含量越高对作物的危害作用越强，土壤中重金属积累强度越大，因为土壤是一个生态系统对环境的容纳能力是有限的，重金属浓度越高，被污染程度越大，土壤的缓冲能力越弱，自身修复能力越差，这就可能导致更多的重金属被累积下来。也就是说土壤质量越差的土壤恶化速度越快。反之，土壤中重金属累积强度越小。近年来，随着污水灌溉对土壤、作物造成的危害越来越严重，在这方面的研究也逐渐引起人们的关注，但是大部分研究主要集中在污水灌溉对土壤和作物的影响方面。
第2种情况，土壤重金属含量较高而灌溉水中重金属的浓度较低。土壤起始含量较高时，用重金属含量较低的水灌溉，相当于稀释土壤溶液中重金属浓度，破坏了土壤重金属原有的平衡状态，促进难溶态向可溶态的转化，有利于重金属在土壤中的迁移。该过程一方面能够促进作物对重金属的吸收，另一方面有利于微生物对重金属的富集以及土壤的淋溶作用等。总之，土壤中重金属的累积量减少，有利于土壤的环境质量的提高。魏益华等［19］在再生水灌溉对菜地土壤次生盐渍化及盐分离子和重金属离子累积分布规律的影响做了研究，用全自来水和不同比例的再生水灌溉，结果显示重金属在各层土壤中的积累量并未随灌溉时间和灌溉量的增加而出现增加，灌溉55d土壤中重金属的含量明显低于32d时土壤中重金属含量。巫常林等［20］通过再生水短期灌溉对土壤－作物中重金属分布影响的实验研究中得出用清水和全再生水灌溉会使土壤中重金属含量降低，而且对2003－2004年冬小麦生长季节分析土壤－作物系统重金属的平衡状况，冬小麦收获时由地上部分带走的重金属含量均高于再生水灌溉的带入量。由此可以看出，重金属含量较低的灌溉水可以降低土壤重金属的累积量。但是由于大部分试验研究是在大田内完成，土壤重金属含量除受灌溉水的影响可能还与大气沉降、施肥等因素有关。在此方面可以通过室内盆栽试验做进一步的研究以确定灌溉水中重金属浓度对土壤重金属起始含量的影响。
第3种情况，土壤中重金属含量较低同时灌溉水中重金属浓度也较低时，由于作物吸收、淋滤、微生物富集等作用可能会使土壤得到缓慢的修复，而土壤起始含量较高时继续用污水灌溉可能会导致土壤恶化。在这方面的研究较少，还没有试验数据可以说明。
摘要：本文综述了蔬菜重金属的污染现状、重金属污染的危害、蔬菜对重金属的富集规律，分析了蔬菜和土壤中重金属含量之间的关系，最后根据菜对重金属的吸收和积累能力的差异提出了对土地的合理利用。
关键词：蔬菜富集重金属污染
导言
蔬菜是人们日常饮食中必不可少的食物,可提供人体所必需的多种维生素和矿物质,也是十分重要的经济作物，随着现代工业的发展，环境污染加剧，含重金属的农药、除草剂、化肥的不合理使用，含重金属废水的污灌等农业措施，重金属对土壤和农作物的污染问题越来越突出。土壤、水体一旦被重金属污染，不仅对植物生长和发育产生直接影响，而且重金属在植物根、茎、叶及籽粒中的大量积累会通过食物链进人人体，危及人类健康。因此，全面、系统的了解蔬菜重金属的污染现状以及不同种类蔬菜对重金属吸收的的差异，合理进行蔬菜的生产布局，掌握降低和控制蔬菜重金属污染的对策，不仅对蔬菜生产的持续发展具有积极的指导意义，而且对保障食品安全具有广泛的现实意义，还能指导人们科学的合理地食用蔬菜。
1、蔬菜重金属污染现状
据估测，目前我国受镉、砷、铬、铅等重金属污染的耕地面积近2000万hm3，约占耕地总面积的1／51，每年因土壤污染而减产粮食1000万吨，另外还有1200万吨粮食，其污染物超标，两者的直接经济损失达200多亿元。
我国的各大中城市如北京、上海、杭州、天津、等都曾较为系统地对郊区菜园土壤、蔬菜中重金属污染状况做过调查，基本摸清了蔬菜重金属的污染现状。
北京市污水灌溉影响的耕地面积为80万公顷，占北京市耕地面积的23％，其中有70％~80％受到轻度污染，5％~10%受到中度污染；20世纪90年代对上海市蔬菜的研究结果表明，上海市蔬菜受到重金属的污染，尤以镉和铅污染为甚，超标率分别为13.29％和12.0％。在天津市郊检测的大白菜、荠菜、水萝卜、小白菜4种蔬菜36个样品中，重金属的检出率为100％，镉超标40％。2002年魏秀国等调查了广州市蔬菜地的重金属污染情况，结果表明，蔬菜的铅污染比较普遍，但就污染程度而言，镉污染最为严重，其次为砷、汞。总的来看，根据中国的蔬菜食品卫生标准，我国主要大、中城市郊区的蔬菜都已受到一定程度的重金属污染。尽管各城市采用的评价标准不一，但是重金属元素在蔬菜中的积累明显，部分已达较高的残留水平，有的甚至已超过食品卫生标准。
2、重金属污染的危害
1）重金属对植物生物膜伤害机理
重金属是脂质过氧化诱导剂,当重金属处理植物时,细胞内自由基的产生和清除之间的平衡受到破坏,导致大量的活性氧自由基产生,自由基引发膜中不饱和脂肪酸产生过氧化反应,破坏膜的结构和功能。
2）重金属对植物生长代谢的影响
虽然有些重金属是植物生长必需元素，在一定浓度范围内可促进植物的生长发育，但所有重金属在较高浓度时对植物都会产生毒害作用。重金属毒害造成氧化胁迫、叶绿素和糖及蛋白质合成受阻、养分失调，引起光合强度和呼吸强度下降、碳水化合物代谢失调及其它一系列生理代谢紊乱，阻碍植物根系生长．影响种子萌发以及植株生长，最终导致生长量和产量的下降。
3、蔬菜重金属富集规律
1）蔬菜重金属富集系数
蔬菜中对土壤重金属元素的吸收是有选择性的，蔬菜种类不同其吸收各种重金元素的量与土壤中该元素的存在量是不一致的。因此可以用富集系数来衡量蔬菜吸收和富集土壤重金属元素的能力。所谓富集系数是指：蔬菜可食部位中某污染物含量占土壤中该污染物含量的百分率。富集系数愈大，表明蔬菜愈易从土壤中吸收该元素，也表明重金属的活动性强。
2）蔬菜不同品种间吸收积累重金属的差异
同一种蔬菜的不同基因型对重金属的吸收积累也存在差异。McLaughlin等发现不同品种马铃薯块茎的镉浓度相差2~3倍。Michalik，B等(1995)的研究发现，胡萝卜肉质根吸收重金属存在基因型差异。他们把4个变种的胡萝卜播种在3个不同程度重金属污染的地方，发现无论在何处，变种“Kama”肉质根中的Ph、Ni、Cr、Cu、Mn等重金属含量为最高。
3）蔬菜不同部位重金属累积差异
蔬菜从土壤中吸收的重金属在其体内的分布并不均匀，蔬菜不同的器官组织对重金属的富集能力是有差异的。
叶菜类蔬菜各部位重金属含量普遍为：茎，叶
4、蔬菜和土壤中重金属含量之间的关系
植物从土壤中吸收重金属的量和土壤中重金属的总量有一定关系，土壤中重金属含量是造成蔬菜重金属污染的主要因素。但士壤重金属总量并不是植物吸收程度的一个可靠指标。有研究表明，植物体内铬的累积量与土壤总铬量往往并不具有明显正相关。由于土壤组成的复杂性和土壤理化性状(pH，Eh等)的可变性，造成了重金属在土壤环境中形态的复杂和多样性。重金属的存在形态才是决定其危害的关键因素。研究表明，重金属在土壤环境中的存在形态分为水溶态、交换态、碳酸盐结合态、铁锰氧化物结合态、沉淀念，有机结合态和残渣态七种形态。这七种不同赋存形态的重金属，其生理活性和毒性均有差异。其中水溶态、交换态的活性、毒性最大，残留态的活性、毒性最小，其它态的活性、毒性居中。
5、合理利用蔬菜对重金属的富集规律
根据不同蔬菜对不同重金属具有不同的富集特性，重金属元素在不同种类的蔬菜中累积量不同，叶菜类富集量最高，根茎类次之，瓜果类最低。针对菜地重金属污染状况选择相应种植模式和蔬菜品种，对一些易受污染的根茎类和叶菜类蔬菜，如莴苣、葱、青菜、生菜等，可安排在土壤质量较好的地区种植；而西红柿、刀豆等瓜果类蔬菜，其抗污染性能较强，可在轻度或中度污染的土壤中种植，在铬高污染区尽量避开种植叶菜，可选择种植瓜果类蔬菜；对污染较重的土壤，应改为绿化用地或建筑用地,汪雅各等人在上海宝山区进行蔬菜重金属的富集轮作试验，他们根据各种蔬菜的重金属富集率强弱不一的特点，合理安排蔬菜轮作茬口。结果表明低富集轮作与普通轮作相比，可使污染田块的蔬菜镉含量降低50％～80％，有明显减少镉进入食物链的效果，而且还可明显提高蔬菜产量和产值。
参考文献:
[1]王先进主编．中国权威人士论中国怎样养活养好中国人[M]．北京：中国财经出版社，1997
关键词：土壤；重金属；污染；修复技术
中图分类号：X53文献标识码：ADOI：10.11974/nyyjs.20161033020
1土壤重金属污染分析
造成土壤重金属污染严重化的主要原因就是人类活动的影响。土壤重金属污染主要来源是工业、农业以及城市生活垃圾等。特别是工业污染影响最为严重，产生的三废是主要的污染源。都会间接或者直接的排放到土壤中，对土壤成分的影响最为直接。城市汽车尾气等也会通过其他途径在土壤中得到释放，融合到土壤中改变其成分。一些农业生产活动将使用污水，或者是含农药成分较高的水源。长期使用以及堆砌垃圾也会提升土壤重金属含量。一些重金属含量较高的生活用品，例如温度计、电池等随意丢弃，能够加重对土壤的重金属污染。对环境资源的破坏也会使土壤成分发生改变。土壤重金属污染问题已经成为影响国民经济水平发展和人们生活质量提升的最为重要的因素。
2土壤修复技术
2.1玻璃化技术
将含有重金属的土壤放置在高温高压的环境中，通过长时间的放置，在经过冷却之后土壤中会形成较为坚硬的玻璃化物质。这是土壤中的重金属固化之后的表现。玻璃化技术能够避免土壤中的重金属物质发生转移，达到固定重金属的目的。但是玻璃化技术需要大量的电能，在修复成本上相对较高，没有得到广泛的应用。一般情况下只是针对较小面积的土壤开展的修复。玻璃化技术形成的物质不能够被充分的进行降解，只能够实现对土壤中的重金属进行固化。熔化重金属物质需要全面的计算成本。并且针对的重金属物质的不同特性，在价格的体现上也具有差异性。成本核算结果相对较大，因此为了能够控制资源、成本的投入使用。在技术开展的过程中需要控制含水量，适当添加粘土等，这样能够获取到特殊处理效果。并且玻璃化之后形成的物质能够进行循环使用，作为填充剂等材料。
2.2固化稳定
在受到重金属污染的土壤中添加固化稳定剂，在通过物理或者化学处理过程对土壤中的重金属物质进行降解的技术。固化主要是将土壤中的重金属物质进行包裹，这样重金属物质就会形成相对稳定的状态。避免重金属物质进一步的释放。在土壤中添加适当的稳定剂，能够对重金属物质进行沉淀，使重金属吸附在相对固定的物质上。降低重金属物质的移动。固化稳定方式是使重金属物质发生钝化，这样就能够使重金属物质减少向地下移动，控制重金属的沉积。也能够在一定程度上限制重金属通过食物链方式转移到人体中，使人们能够避免受到威胁。选择合适的固化稳定剂是进行重金属治理的关键。固化稳定剂自身不能够含有重金属，不要产生二次污染。固化稳定剂的成本要得到控制，能够持续的对重金属发挥固化稳定作用。赤泥、石灰、蒙脱石等都能够起到很好地固化稳定作用。土壤重金属污染程度是固化稳定剂应用量的主要因素。通过详细计算分析重金属污染程度，制定充分的用量。固化稳定技术需要对污染土壤开展长期监控，避免土壤中的重金属在特定条件下得到激活，再次污染土壤。
2.3生物修复技术
主要是利用植物、微生物等的生命代谢对污染的土壤进行的治理。通过微生物作用改变土壤中化学形态，起到固定重金属或者降解的作用。提升土壤生命物体的移动效果。植物对土壤中的重金属进行提取、分解，吸收其中存在的有毒物质，对土壤进行固化，转变成分。通过植物将重金属进行汇总集中处理。植物的根系能够更好地进行重金属过滤。植物修复技术是利用自然植物的综合效应开展的修复，受到植物种类、土壤成分等多种因素的影响。能够同时对污染的水资源进行修复。具有环境美化的功能，促进土壤中有机物质含量的提升。增强土壤肥力，构建有助于植物生长的环境。但是植物对于重金属修复的耐性受到限制，只能够对中等以下土壤重金属污染开展修复。特别是一种植物一般情况只能够针对一种重金属修复，并且在修复的过程中很有可能激活其他重金属。但是基因工程的发展正在逐渐的解决这种问题。针对植物修复技术的弱点进行了转基因植物的研究，更好地发挥植物修复技术的功能。生物吸收使重金属含量降低。生物修复技术效果明显，并且成本投入较少，方便开展管理。不会产生二次污染。生物修复技术受到人们的特别关注。
3结语
土壤重金属污染严重的威胁到人们的生命安全。使农作物生产受到影响。土壤与大气、水资源等环境有着密切的联系。开展土壤重金属修复技术的研究将会保证农产品质量，对提升人们的生命安全保障具有重要现实意义。通过多样化形式进行土壤重金属污染的修复。由于土壤重金属污染具有复杂性特点，因此要构建高效率、低成本、实用性的土壤修复技术体系，在实践中不断地进行检验推广。在不影响农产品产量的同时，充分的调动农民积极性参与到土壤治理过程中。
土壤重金属污染研究进展
重金属有多种不同的定义。在环境化学领域中，重金属是指比重大于4或5的金属。重金属污染物不但包括生物毒性显著的汞、镉、铅、铬和类金属砷，还包括毒性较弱的重金属锌、铜、钴、镍、锡、钒等重金属元素。土壤重金属污染隐蔽性强、毒性大、难降解且能沿食物链富集，是人们优先考虑去除的污染物。
1污染来源
土壤重金属污染来源大体可以分为工业来源、农业来源、交通来源。
1.1工业来源。煤和石油等化石燃料燃烧释放大量含有重金属的有害气体和粉尘，工厂排放的烟气、粉尘等气体污染物经大气环流扩散，以干、湿的沉降方式进入到水体与土壤中，造成土壤重金属污染。工业生产过程如采矿、选矿、矿物加工等排放的废水、废气、废渣是土壤中汞、铅、镉、砷等重金属污染的主要来源。
1.2农业来源。主要来源于农田污水灌溉、污泥利用，化肥、有机肥、农药和杀虫剂的滥用以及塑料薄膜的大量使用等。农用物资施用和农业污灌是农田土壤中汞、铬、砷、铜、锌等重金属污染的重要来源。
1.3城市交通来源。主要来源于汽车排放的尾气及轮胎磨损产生的粉尘。汽油、油的燃烧和发动机及其他镀金部件磨损可释放出铅、镉、铜、锌等重金属粉尘。
2污染危害
重金属一旦进入土壤，就很难被微生物降解或者从土壤中去除，因此重金属对土壤的理化性质、生物特性和微生物群落结构都产生重大危害。受到重金属污染的土壤，其物理结构和化学性质都会发生变化，危害极大。
2.1导致经济损失。土壤的重金属污染会造成耕地面积持续减少、土壤质量下降和生物毒害增多，导致农作物大幅度减产，从而影响到粮食供给、农业可持续发展和区域经济增长。
2.2危害人体健康。酸雨、土壤添加剂等外界环境条件的变化，提高了土壤中重金属的活性和生物有效性，使得重金属较易被植物吸收利用，重金属污染物难以降解，直接或间接地危害到处于食物链顶端的人类的身体健康，引发骨痛病、儿童血铅、高血压、心脑血管，癌症等疾病。
2.3导致其他污染。土壤受到污染后，含重金属浓度较高的污染表土容易在水力和风力的作用下分别进入到水体和大气中，导致水污染、大气污染和其他衍生环境问题。
3治理途径
重金属污染土壤的治理途径主要有两种：一种是将重金属污染物清除，削减土壤重金属总量；另一种是固化土壤重金属，降低其迁移性和生物可利用性，削减有效态重金属含量。具体来讲包括工程措施，化学措施，农业措施和生态措施。
3.1工程措施。工程措施包括排土、客土和淋洗等方法。排土法剥离表层受污染的土壤，客土法是在被污染的土壤上覆盖未被污染的土壤，淋洗法是通过清水灌溉稀释或洗去重金属离子。工程措施效果较为彻底，能使耕作层土壤中重金属的浓度降至临界浓度以下，或减少重金属污染物与植物根系的接触来控制危害。
3.2化学措施。第一，通过添加表面活性剂、有机螯合剂等一系列调控措施，改良土壤的理化性状，提高土壤重金属的生物有效性，使其易于被其他植物吸收，以达到修复土壤的目的。第二，通过添加固化材料，降低重金属的迁移性和生物有效性。
3.3农业措施。农业措施是因地制宜的修正和完善耕作管理制度来减轻重金属的危害，或者在受污染土壤上种植不进入食物链的植物。农业措施适合治理中、轻度受污染土壤。
3.4生物措施。生物措施：一是通过生物作用改变重金属在土壤中的化学形态，使重金属固定或解毒，降低其在土壤环境中的移动性和生物可利用性；二是通过生物吸收、代谢达到对重金属的削减、净化与固定作用。通过一些特殊的微生物与植物、动物去除或者转化土壤中的重金属，降低重金属的毒性。
3.4.1微生物修复。微生物修复技术主要有两种：原位修复技术和异位修复技术。受到重金属污染的土壤，往往富集多种耐重金属的真菌和细菌，微生物可通过多种作用方式降低土壤中重金属的毒性。
3.4.2植物修复。植物修复是利用植物吸收、富集、降解或固定土壤中重金属离子或其他污染物，以降低或消除污染程度，修复土壤。
3.4.3动物修复。动物修复是利用土壤中的某些鼠类等低等动物吸收土壤中的重金属。例如在受重金属污染的土壤中放养蛆虫，待其富集重金属后，采用电激、灌水等方法驱出蛆虫集中处理。
4展望
土壤重金属污染来源趋于多样化、综合性，对人类的危害也日趋严重。在未来很长时间内重金属污染仍将是我国所面临的重大环境问题之一，迫切需要解决。但对于不同种类、不同性质的重金属污染事件，应将物理、化学、生物等修复手段综合应用以便更好地治理土壤重金属污染，同时研制复合材料，已解决土壤重金属复合污染的问题。
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