摘要：通过对襄阳市16个点位农田土壤实地调查、采集及实验室分析测定其重金属含量，采用单项污染指数法和综合污染指数法，评
>>农田土壤重金属污染及修复技术分析杭州市土壤和蔬菜重金属污染现状及评价体系武汉市新城区菜地土壤重金属含量状况及污染评价湖南某尾矿库周边农田土壤及蔬菜重金属污染与健康风险评价探析长期污灌农田土壤重金属污染与潜在环境风险评价山东省典型农田土壤中重金属污染评价农田土壤重金属污染与防治农田土壤重金属污染的植物修复技术及工程示范我国农田土壤重金属污染修复及安全利用综述白银市东大沟污灌区表层土壤重金属污染及潜在生态风险评价大理市不同生态区表层土壤重金属污染初步评价兰州市蔬菜基地土壤重金属污染评价与分析包头市绿地土壤重金属污染分析与评价十堰市畜禽养殖场周边土壤重金属污染评价常熟市土壤重金属污染研究郫县土壤重金属污染状况调查探析土壤重金属的污染及其评价方法不同土壤重金属污染评价方法对比研究关于土壤重金属污染评价方法研究三峡库区土壤重金属元素含量分析及污染评价常见问题解答当前所在位置：
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关键词：土壤重金属；城市绿地；污染评价；包头市
中图分类号：X53；X825文献标识码：A文章编号：0439-8114（2016）16-4124-05
DOI：10.14088/ki.issn0439-8114.2016.16.013
城市化发展和城市人口的高度集中给土壤环境带来了严重的破坏，土壤重金属污染日益严重。在工业发达地区，土壤重金属含量要比自然本底值超出几倍甚至更高。城市重金属污染以Cu、Zn、Pb、Cd和Cr最为常见，如广东韶关、湖南株洲和广西龙江均发生过严重的Cd污染事件，湖南郴州、陕西凤翔和安徽怀宁均发生过严重的Pb中毒事件，可见重金属污染问题在中国局部地区形势非常严峻。
重金属具有难降解、移动性差和易富集等特点，是土壤长期、潜在的污染物，且其可通过大气、水体或生物链直接或间接地进入人体，危害到人类的健康[1，2]。因此，土壤重金属污染逐渐备受人们的关注，有关重金属污染和治理的研究日趋深入，研究范围也越来越广。目前土壤重金属的研究方向已由传统的农林业转向城市，对象涵盖城市工业区、郊区、农田、矿区以及逐渐受到重视的城市绿地等。
包头市作为典型的重工业城市，土壤重金属污染现象较为严重。目前有关包头土壤重金属的研究主要集中在农田、郊区、工厂企业周边和矿区等，对城市绿地的研究则较少[3-8]。鉴于此，本研究以包头市典型城市绿地为研究对象，通过采集分析土壤中的Cu、Zn、Pb、Cr、Cd5种元素的含量，并使用污染指数法、地累积指数法、潜在生态危害评价法和生物毒性单位法对包头市典型城市绿地重金属污染进行评价，以期为包头市城市土壤环境的保护及土地资源的合理利用提供一定的依据。
1材料与方法
1.1样品采集
2014年10月，根据在包头市区内的实地调查，选取受人类活动影响较大的包钢公园、赛罕塔拉城中草原、南海湿地公园和八一公园作为研究对象。用竹铲采集地表0～20cm的土壤样品不少于1kg，保存于聚乙烯塑料袋中，注明采样日期、地点等。为避免土壤分布不均造成的影响，根据相应区域的地形特点，用梅花布点法或蛇形布点法随机采集4～5个样品进行混合。
1.2样品的处理及分析
土壤样品在室内自然风干后，用木棍细细碾压，剔除植物残体、碎石等杂质，混匀后，过20目和100目尼龙筛，装入聚乙烯塑料袋中保存待测[9]。
利用HCl-HNO3-HF-HClO3（优级纯）对样品进行消解，定容后采用火焰原子吸收分光光度法和石墨炉原子吸收分光光度法分别对Cu、Zn、Cr（GB/T17138-1997，HJ491-2009）和Pb、Cd（GB/T17141-1997）进行测定。试验所用Cu、Zn、Pb、Cr、Cd的标准液均购于国家物质研究中心，所用玻璃器皿和塑料器皿均用10%硝酸溶液浸泡24h，然后用超纯水洗涤；消解过程中设置空白样品，分析过程均加入国家标准土壤参比物质（GSS-1）进行质量控制。
2结果与分析
2.1土壤中重金属含量
将“1.2”中测得土壤重金属含量列于表2。与内蒙古土壤背景值相比，Cu、Pb、Cd在4个研究区域均偏高，Zn在包钢公园和赛罕塔拉城中草原偏高，Cr在4个区域均低于背景值；与全国土壤背景值比较，Cd在4个区域均偏高，Pb、Zn仅在赛罕塔拉城中草原偏高，Cu和Cr未达到背景值。综上分析，4个区域Cd污染现象普遍，其次是Pb和Cu，部分区域出现Zn污染，Cr处于清洁状态。
2.2内梅罗综合污染指数法评价结果
根据式1、式2并结合单因子和内梅罗综合指数法评价标准（表3）可知，除Cr外，包钢公园其余重金属均为轻污染；赛罕塔拉城中草原Pb和Cd为重污染，Cu和Zn为轻污染，而Cr处于清洁状态；南海湿地公园Cd处于重污染状态，Pb处于中污染状态，Cu处于轻污染状态，Zn和Cr处于清洁状态；八一公园Cd处于重污染状态，Cu和Pb处于轻污染状态，Zn和Cr处于清洁状态。在4个研究区域污染程度依次为Cd：南海湿地公园>赛罕塔拉城中草原>八一公园>包钢公园；Cu、Pb：赛罕塔拉城中草原>南海湿地公园>包钢公园>八一公园；Zn：赛罕塔拉城中草原>包钢公园>南海湿地公园>八一公园。内梅罗综合指数评价结果为：南海湿地公园>赛罕塔拉城中草原>八一公园>包钢公园，说明人为活动的影响是巨大的。
2.3地累积指数法评价结果
由“2.1”和“2.2”结论可知，包头市并未出现Cr污染，故地累积指数法仅对Cu、Zn、Pb、Cd4种重金属进行评价。根据式3和地累积指数法评价标准（表4）可知，5种重金属元素的地累积指数范围为：Igeo（Cd）0.26～2.05，Igeo（Pb）0.53～1.45，Igeo（Zn）1.11～0.04，Igeo（Cu）0.40～0.02。4个区域的土壤样品均受到不同程度的Cd污染，其中南海湿地公园为中-强污染，赛罕塔拉城中草原和八一公园为中污染，包钢公园为轻污染；Pb除在赛罕塔拉城中草原为中污染外，其他3个区域表现为轻污染或者无污染；其他两种重金属在4个区域表现为轻污染或者无污染。
2.4潜在生态危害指数评价结果
对包头市典型城市绿地土壤潜在生态危害指数及风险程度进行评价（表5）可知，Cd在赛罕塔拉城中草原和南海湿地公园处于很强的潜在生态危害，在八一公园表现为强潜在生态危害，在包钢公园处于中等潜在生态危害；而研究区域Cu、Zn、Pb、Cr均处于轻微潜在生态危害状态，其中Pb和Cu在以上评价中因含量超过背景值较多而表现出较重的污染，但因其毒性系数较小，仅为Cd的1/6，表现出较低的潜在生态危害。通过比较RI可知，除包钢公园处于轻微潜在生态危害以外，其他3个研究区域均处于中等潜在生态危害，表明包头市城市绿地已经受到很大程度的人为污染。
2.5土壤重金属生态毒性评价结果
土壤重金属含量超过最低效应（LEL，当重金属含量低于LEL时，不利于生物生长的毒性效应很少发生[14]）或严重效应（SEL，重金属元素含量高于SEL时，不利于生物生长的毒性效应将频繁发生[14]）阈值时，会对生态系统产生不同程度的环境风险和毒性效应[12，13]。通过与土壤重金属产生的生态阈值（表2）对比发现，评价的5种重金属元素在所有研究区域内均未超过SEL，但Cu在4个研究区域、Pb在赛罕塔拉城中草原均超过了LEL，Zn、Cd则在4个研究区域均未超过LEL。
根据土壤重金属含量与SEL的比值累积得到土壤重金属毒性单位（∑TU），见图1。由∑TU可知，4个区域的土壤毒性排序：赛罕塔拉城中草原>南海湿地公园>包钢公园>八一公园，其中4个研究对象土壤∑TU
3讨论
研究结果发现，污染严重的主要为南海湿地公园和赛罕塔拉城中草原区域，这可能是由于这两个区域作为旅游区人动密集，且南海湿地公园位于包头二里半机场附近造成其浓度较高。
不同的评价方法在计算手段和侧重点上的不同导致所得结果有所不同。尤其是毒性单位法与其他3种方法评价结果有很大不同，结果显示包头市城市绿地重金属污染较轻，无急性生物毒性。前3种评价放大都表明Cd是4个研究区域污染最严重的元素，但Cd对土壤毒性的贡献却不大，主要是由于Cd的SEL（10mg/kg）相对较大，导致其毒性值较小。宋玉芳等[17]研究也表明蔬菜对Cu的毒性效应最敏感，而对Cd的毒性效应不敏感，在大量吸收Cd的情况下仍能良好地生长。
4结论
在4个研究区域，Cd均超过土壤背景值；Pb、Cu偏高于内蒙古土壤背景值，在赛罕塔拉城中草原Pb、Zn超过全国土壤背景值；Zn在包钢公园和赛罕塔拉城中草原高于内蒙古土壤背景值；Cr均未超过土壤背景值。
单因子和地累积指数法评价结果为在4个研究区域Cd污染最为严重，其次是Pb，其他3种重金属表现为无污染或者轻污染；内梅罗污染指数显示除在包钢公园为轻污染外，其他3个区域均表现为重污染。
Cd在4个区域均为中等以上的潜在生态危害，其他4种重金属处于轻微潜在生态危害；除包钢公园整体处于轻微潜在危害外，其他3个研究区域均处于中等潜在生态危害。
土壤毒性大小为赛罕塔拉城中草原>南海湿地公园>包钢公园>八一公园，但其均表现为无毒性。
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[关键词]重金属污染土壤水防治
[中图分类号]X52[文献标识码]A[文章编号]1003-1650（2013）08-0230-01
重金属对水体及土壤的污染形势是很严峻的，据资料显示，每年我国有1200万吨粮食收到不同程度的不同重金属的污染，直接经济损失超过200亿元，每年能多养活4000万人，并且这一数字还在逐年增长，这些污染大都是由于土壤或灌溉用水受重金属污染而造成，重金属污染有着较强的不可预见性，因此对其防治有很大的困难，而预防才是王道。
一、重金属的来源及其种类
1.重金属的来源
重金属的主要来源还是工业污染，当然，或多或少也有来自交通以及我们生活垃圾的污染，在工业污染中，来自化工行业的污染占了相当大的比例，其次就是发电厂、钢铁厂，最常见的就是工业中的三废：废水、废弃、废渣，三废当中含有大量的重金属及其化合物，不经处理便直接排放，直接导致水资源和土壤污染，当人们用了这种被污染的水去灌溉庄稼，在被污染的土地上种庄稼，就会严重影响庄稼的收成，重金属也就随植物链传到人类，对人们的健康造成了严重的影响[1]。近几年，有环保学者提出：中国的化工企业的工艺、设备、技术研发较落后，是造成污染严重的主要原因，而人为的环保意识以及地方保护环保意识的淡薄，加剧了污染，强化治理迫在眉睫。生产企业应放眼未来，倡导环保，化工生产过程尽量使用少污染和无污染的原材料。
2.重金属的分类
2.1汞污染
汞是一种唯一的在常温下为液态的金属，在自然界中普遍存在，一般动物植物中都含有微量的汞，因此我们的食物中，都有微量的汞存在，可以通过排泄、毛发等代谢，不影响健康。
但是，随着工农业的迅速发展，目前国内对汞的需求量还是很高的，问题在于这些重金属用完之后生成的其氧化物或杂质如何处理，过量的汞如何处理，这些都是问题的关键之处，据调查，每年因汞中毒而死亡的人数并不在少数，如何防范含汞废水进入农业用水系统，已经迫在眉睫，是我们不得不去面对的问题。
2.3铅污染
铅是一种柔软的白色金属，是我国最早发现的元素之一，很容易生锈，但不失光泽，铅在工业中最重要的用途就是制造蓄电池，因此，水资源和土壤中铅污染的主要来源就是人们对废弃蓄电池的随意丢弃，而铅的化合物，常被用于合成五彩缤纷的颜料，在铅的众多化合物中，最重要的就是四乙基铅，常用于汽油防爆剂，铅的毒性随量而增大，其主要是通过人的皮肤接触，或者是消化道、呼吸道等进入人体器官，铅含量多者可引起器官病变，铅的主要毒性表现在贫血，神经受到损伤或者造成肾功能不全，生活中的铅给我们带来了无限的色彩和快乐，但是食物中的铅却能给人带来痛苦。
二、重金属对水体及土壤污染现状
1.重金属对水体污染现状
水体中重金属污染物的来源十分广泛，最主要的是工矿企业排放的废物和污水。由于这些工厂排放的污染物数量大，分布范围广，因而受污染的区域很大，较难控制，危害严重[2]。重金属在人体内能和蛋白质及各种酶发生强烈的相互作用，使它们失去活性，也可能在人体的某些器官中富集，如果超过人体所能耐受的限度，会造成人体急性中毒、亚急性中毒、慢性中毒等，对人体会造成很大的危害。在我国，最近的一起重金属污染事件是2011年3月中旬，浙江台州市路桥区峰江街道，一座建在居民区中央的“台州市速起蓄电池有限公司”引起168名居民血铅超标，是近几年来浙江发生的最严重的一次重金属污染事件，其原因就是电池公司将含有大量铅的废水排入河渠，渗入地下，居民喝了地下水之后铅严重超标，而作为最大的洋垃圾市场，台州市每年从垃圾中拆解的价值高达200亿人民币，但是拆解之后的剩余物却随意丢弃，丢弃的重金属垃圾对空气和水资源造成了严重的污染。目前，我国的重金属对水体的污染正在逐年加剧，如若不采取措施，不过十几年的时间，我们将生活在一个被重金属污染的世界，想治理都治理不完。
二、重金属对水体污染的防治措施
1.加快含重金属废水废气治理
废水和废气是化工行业最普遍的污染物，也是和人类息息相关的一些污染，针对这些废水和废气，怎么处理成为了一个棘手的问题，对于废水的处理，目前，有三种最为让人接受的方法，物理处理法，即利用污染物的物化性质来除掉废水中的污染物，化学处理法，是指利用化学反应原理处理或回收废水中的溶解物或胶体中的物质，包括中和，氧化，还原絮凝法。最后一种方法是生化处理法，这种方法是指利用微生物在废水中对有机物进行氧化分解的新陈代谢过程，包括活性污泥法，生物滤池，氧化塘等方法。
2.强化含重金属固体废物污染防治
固体废弃物是化工三废中种类最多数量最大的一种污染物，其每年排出的数量有数亿吨，破坏了植被，排入水源，对农业用水造成了严重的污染，进一步转化就会进入大气，化工废渣的种类繁多，成分复杂，处理方法并不像废水废气那样有成套的系统和装置。而是根据其化学组成选用不同的方法，对于有机化工废物的处理，目前，采用较多的方法有热分解法，焚烧法和再生利用法，近几年发展最受欢迎的是再生利用法，将废物经过多次的回收利用，将其中有用成分提取出来，加工成其他产品。其次就是对无极废物的处理，其主要方法有3种，分别是可以作为二次原料资源，或者是提取其中的有用成分用于农业生产，对那些没有什么利用价值或者已经提取有用成分的部分废物，可以再加工为建筑材料。
三、结论
目前，我国重金属对水体污染已经相当严重了，尤其是化工行业，是最主要的重金属污染源中，如若不及时治理，将对国民经济造成严重损失，对人们的身心健康造成巨大的伤害，因此，解决重金属污染问题已经迫在眉睫。
参考文献
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关键词：城市土壤；重金属污染；土壤环境
中图分类号：X53文献标识码：A
前言
因城市土壤吸收了工业污染源、燃煤污染源及交通污染源等释放的重金属，在一定程度上对人类的健康造成影响，且对地表水及地下水等水生生态系统造成污染，导致水质系统紊乱，所以土壤重金属污染问题在城市土壤研究中占据重要地位。目前，对城市土壤重金属污染采取有效的管理及治理措施是必要的，避免土壤重金属污染导致大气和地下水质量的进一步恶化及循环。
1我国城市土壤重金属污染危害分析
回顾性分析导致城市土壤出现重金属污染问题，其“罪魁祸首”多是由于人类日常活动造成的，如不同工矿企业生产对土壤重金属的额外输入及农业生产活动影响下的土壤重金属输入、交通运输对土壤重金属污染的影响等。自然成土条件也会对土壤重金属污染造成影响，如风力与水力的自然物理、化学迁移过程等带来的影响，又如成本母质的风化过程对土壤重金属本底含量的改变[1]。目前，我国很多大城市的土壤仍旧面临着铅、贡及镉等主要污染元素的继续污染，例如，北京、上海、重庆、广州等，土壤都受到不同程度的重金属污染。随着工业、城市污染的加剧以及农业使用化学药剂的增加，城市重金属污染程度日益严重，有关研究统计，目前我国受铅、镉、砷及铬等重金属污染的耕地及城市环境面积共约2000万hm2，占总耕面积的20%。随着土壤重金属污染面积的扩大，我国大量植物生长受到影响，植株叶片失绿，出现大小不等的棕色斑块，同时，根部的颜色加深，导致根部发育不良，形成珊瑚状根，阻碍植株生长，甚至死亡。此外，大量研究证实，土壤重金属污染影响农业作物的产量与质量，人类通过食用这些农作物产品会对健康及生命造成一定威胁。例如，体内重金属镉含量的增加会导致人类出现高血压，从而引发心脑血管疾病；基于铅属于土壤污染中毒性极高的重金属，临床验证一经进入人体，将难以排出，从而影响身体健康，其能对人的脑细胞造成危害，尤其是处于孕期中的胎儿，其神经系统受到影响，导致新生儿智力低下；再者，重金属砷具有剧毒，人类长期接触少量的砷，会导致身体慢性中毒，是皮肤癌产生的明确因素。
2防治措施与发展展望
2.1综合措施的运用
应对城市土壤重金属污染问题采取必要的措施，现阶段采用物理化学法结合生物修复法的综合措施进行干预。顾名思义，物理化学法即是运用物理、化学的理论知识研究出治理土壤重金属污染的有效方法。基于土壤重金属污染前期，污染具有集中的特点，易采取的方法为电动化学法、物理固化法。通常采用物理化学法治理重金属污染重且面积较小的土壤，过程中能体现物理化学法效果显著且迅速的特点。例如，我国对城市园林土壤重金属污染，采用物理化学法进行干预，减少了园林植株受损的数量。但对于重金属污染面积过大的城市园林不易采用物理化学法，因土壤污染面积过大，致使人力与财力的投入量增加，且易破坏土壤结构，从而降低土壤肥力。利用生物的新陈代谢活动降低土壤重金属的浓度，使土壤的污染环境得到大部分或彻底恢复，这一过程称为生物修复。实践中，生物修复具有效果佳，无二次污染的优点，且能降低投资费用，便于管理，利于操作[2]。随着生物修复在治理污染问题中的技术运用逐渐推进，已纳入土壤污染修复方法中的焦点行列。
2.2发展趋势
现阶段，基于我国土壤重金属污染治理法中的生物修复法尚处于初级阶段，有待于提升其应用价值。就我国领土拥有丰富的植被资源而言，为尽可能保护植被资源，应尽快从植被中选取出能抵抗超量重金属的植物，并从能抵抗超量重金属的植物种类中选取相对应的突变体，从而构建起能抵抗超量重金属的植物数据库，并依次对数据库中的植物进行生理及生化的研究。在研究中，采用先进信息技术GPS加强城市区域土壤重金属镉、铅、砷及铬等含量的空间变异与分布控制研究。同时，对土壤中复合重金属污染中各元素间的作用与关系进行研究，从而不断优化物理化学法。
有关文献表明，我国城市土壤重金属污染治理在未来将会面向以下几方面发展，其发展趋势具有极大突破点。以我国各个城市土壤重金属污染的数据为依据，建立起综合的城市土壤数据库，以便于全面且彻底的开展城市土壤重金属污染的调查，有关内容包括：重金属的种类、含量、分布地段及其来源；着手于我国各个城市土壤中污染物质的含量研究，分析生物效应以及人类健康风险，从而为治理土壤污染问题奠定基础；土壤重金属污染涉及面较广，除影响生物及人类健康之外，对土壤、水质、空气质量及大自然整个生态系统都造成了不可避免的影响。因此，将这一课题纳入研究中是必要的，未来将面向对土壤重金属污染与地表及地下水、空气可吸入颗粒物含量与其性质存在的关系进行研究[3]；不断优化判断重金属污染来源的相关技术；我国区域城市土壤重金属污染研究主要依据的工具是可视化计算机软件（GIS），利用其强大的空间分析功能与空间数据管理功能运用在判断重金属污染源及其分布地段的研究中，同时能对我国区域城市重金属污染的风险评估进行分析。
3结语
综上所述，对土壤生态系统的结构、功能与水、土、气、生等其他生态系统的友好关系进行维护是污染治理的前提。目前，我国土壤重金属污染治理正处于上升阶段，面向深化研究，势必探讨出更有成效的治理方法，使人们的生活及健康得到保障。
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关键词重金属；河道整治；修复；东大沟上游河道；甘肃白银
中图分类号X522文献标识码A文章编号1007-5739（2013）16-0224-01
白银市地处黄河中上游，东大沟地区作为白银市的主要工业区之一，流域内分布着以资源开发、加工为主的有色金属、化工行业企业，流域周边企业排放废水和废渣中含有大量重金属，重金属具有高度迁移性，长期堆置不仅造成大量有价金属流失，而且对土壤、地下水等周边生态环境构成潜在污染威胁[1]。
1东大沟污染现状
1.1水环境质量现状
东大沟流域多个断面水质监测数据均不能满足《污水综合排放标准（GB8978-1996）》中一级标准的要求。水质偏酸，氟化物含量超标，上游Zn、Cd的污染较为突出，下游COD、Cu、As污染显著。
1.2土壤质量现状
东大沟上游有色金属加工企业重金属粉尘、尾水、废渣排放，导致河岸两侧土壤中重金属严重超标，土壤中重金属主要富集在地表以下0～20cm，部分区域污染深度达到50cm，土壤污染现状呈现以Zn为主的多种重金属复合污染现象。
1.3底泥质量现状
底泥的污染来源于有色金属加工企业冶炼废渣堆放以及含重金属废水排放，通过对底泥样品的采样调查，底泥中重金属As、Pb、Cu、Zn的含量最高值均高于加拿大制订的NOAA标准，Pb、Zn2种重金属的最大峰值分别出现于20、80cm，而Cu的最大峰值则出现于40、80cm，As的最大峰值出现于80cm。
2治理工艺及技术可行性
重金属污染河道治理工程主体工艺包括废渣及表层污染底泥异位贮存，表层污染底泥重金属固化/稳定化修复工程以及重金属污染植物修复[2-3]。
2.1废渣及表层污染底泥异位贮存
2.1.1治理工艺。由于河道自身情况较为复杂，底泥的深度也难以在抽样调查中完全体现，根据已有的调查数据，研究区域河道底泥挖掘深度拟定为50～120cm，具体的挖掘情况应根据现场挖据底泥的颜色等进行定性判断，并且在挖掘过程中对50cm深度的底泥进行再次取样分析，如果效果仍不能达标，需要继续向下挖掘，具体深度视分析结果而定。
河道疏浚的目的是对污染底泥沉积层采用工程措施，最大限度地将储积在该层中的污染物质移出，改善水生态循环，遏制自然水体退化。该次治理区域大部分底泥含水量较低，为了不增加底泥的水力负荷以及废水处理强度，采用机械疏浚的方式，底泥自然蒸发脱水干化与废渣密闭运至弃渣场妥善处置。
2.1.2技术可行性。含Cu、Pb、Zn、As等重金属的废渣、底泥及土壤均未列入《国家危险废物名录》。根据对研究区域废渣及表层污染底泥的重金属浓度监测，pH值均在6～9，未超出《危险废弃物鉴别标准——浸出毒性鉴别（GB5085.3-2007）》中要求的pH值范围，属于一般工业固废。采用异位贮存方式是一种最为经济、适宜处理大量工业废渣且不受工业废渣种类限制的处理方式。
2.2表层污染底泥重金属固化/稳定化修复
2.2.1治理工艺。通过采样分析，选取含As、Zn、Cu、Pb等重金属离子污染程度均严重区域底泥进行固化/稳定化修复，由于底泥中含有As、Zn、Cu、Pb等多种重金属离子，且所含各种重金属离子的种类和含量存在不稳定性，为确保固化/稳定化处理达标，需要根据污染元素和污染浓度来选取药剂。
针对Zn、Cu、Pb的固化，通过加入天然矿物质混合药剂，经氧化还原反应、矿化作用、分子键合反应和共沉淀反应将交换态重金属离子转化为重金属的单质、硅铝酸盐、硅酸盐和多金属羟基沉淀物等自然环境中极稳定的物质，防止其被植物的根系所吸收；针对As的固化，采样铁锰复合氧化物，经吸附、氧化作用，实现重金属污染底泥的固定化修复。
2.2.2技术可行性。固化/稳定化是向污染底泥、土壤或废渣中投加固化/稳定化制剂，改变土壤的酸碱性、氧化还原条件或离子构成情况，进而对重金属的吸附、氧化还原、拮抗或沉淀作用产生影响的稳定化技术，实现重金属污染土壤的修复。采用该工艺处理后底泥中重金属的浸出浓度低于一般工业固废的入场标准，满足Pb浸出毒性低于5mg/L、Cu浸出毒性低于75mg/L、Zn浸出毒性低于75mg/L、As浸出毒性低于2.5mg/L的要求。
2.3重金属污染植物修复
2.3.1治理工艺。在清除废渣和浅层底泥后回填基质土种植重金属超富集植物，对剩余底泥和部分河岸进行植物修复。普通植物体内Pb含量一般不超过5mg/kg，Cu的正常含量为5～20mg/kg，过量重金属对普通植物有很大的毒性，在Zn、Pb、Cu复合污染土壤中，种植普通植物很难达到从污染土壤中快速清除Zn、Pb、Cu复合污染物目的。因此，需要选择对重金属有较强耐受及吸收能力的植物作为首选修复物种，并且超富集植物必须适应白银市当地气候，能够在当地很好地生长，才能保证较好的修复效果[4]。根据白银市当地土质情况及需修复的土壤现状，选取的修复植物为枸杞、红柳、沙枣、国槐、火炬、垂柳、土荆芥、披碱草、芦苇、紫花苜蓿等。
研究发现，禾本科多年生草本植物披碱草具有修复Pb污染土壤的潜力，狗尾草等对As有一定累积效果，且生物量大，为适宜的土壤重金属污染修复植物。紫花苜蓿等牧草对Pb等有较强的富集能力，是土壤Pb污染的理想修复植物，且拥有强大的根系和顽强的生命力，兼具水土保持效果，可用于干旱地区重金属污染的修复。灌木灯心草中的Pb含量测定符合Pb超富集植物，地上部分Pb富集量大于1000mg/kg的临界标准，转运系数大于1，在重金属污染土壤修复方面具有潜在的应用价值。上述植物均为当地常见物种，可以很好地适应当地环境，确保生长，同时对重金属具有一定的修复效果。
2.3.2技术方案可行性。植物修复技术是利用植物来转移、容纳或转化污染物，通过植物的吸收、挥发、根滤、降解、稳定等作用达到土壤修复目的的方法，是一种成熟且发展迅速的清除环境污染的绿色技术[5]。该项目建设区表层50～120cm表层污染底泥、废渣经处理后，剩余底泥仍具有不同程度的污染，需种植适应在当地生长的重金属超富集植物，以达到较好的治理效果。植物修复技术成本低廉，能增加土壤有机质肥力，且环境扰动小，大面积处理易为公众所接受，并有很好的绿化作用。
3结语
由于长期遭受重金属毒害作用，东大沟河道生态功能已经完全丧失。针对东大沟典型重金属复合污染问题及生态脆弱的现状，采用异位贮存、固化/稳定化修复以及植物修复等重金属治理技术对区域内的底泥、废渣等介质进行无害化处理与处置，并建立重金属污染土壤植物修复示范区，可实现河道生态恢复和景观重建，初步恢复遭到重金属污染胁迫的东大沟河道生境。
4参考文献
[1]黄河上游白银段东大沟流域重金属污染整治与生态系统修复规划[M].北京：北京大学出版社，2012.
[2]蒋培.土壤镉污染对芦蒿生长和品质安全的影响及调控措施研究[D].南京：南京农业大学，2009.
[3]卜全民，李凤英.污染河道生态修复技术研究[J].安徽农业科学，2008（36）：16084-16085，16090.
关键词：塌陷区；土壤；重金属；评价
DOI：10.16640/ki.37-1222/t.2017.02.119
1背景概况
随着经济的高速发展，各类含有重金属的污染物通过各种渠道进入土壤中，造成土壤中重金属富集。土壤中重金属会通过各种途径进入大气，水体以及动植物，进而在人体类富集，危害人类健康。随着近年来多地出现重金属污染影响人类健康事件的发生后，重金属问题日益被人们重视。
淮南矿业谢桥煤矿位于安徽省颍上县东北部，谢桥煤矿位于淮南煤田潘谢矿区西部，处于凤台、颍上两县交界，距颍上县城约20公里。并且隶属于安徽省淮南市矿业集团的谢桥矿区共划分为东一、东二、西一、西二四个采煤区，总面积大约为50km2[1]。
由于煤炭的过量开采，导致地面塌陷，从而出现采煤沉陷区这一环境问题。采煤沉陷区形成后，其巨大洼地在下雨积水后，形成了大面积的水域，并且随着时间的推移，水底逐渐长出水草并且产生微生物，由于附近居民在沉陷水域中养殖鱼类，使得之前的陆生环境完全演变为了水生环境。谢桥矿区采煤塌陷水域周边堆积的煤矸石矿山等给水体，给塌陷塘输入了大量的持续性有机污染物、重金属等[2]。随着后期煤炭开采规模的不断增加，沉陷区水域面积不断扩展，水体水质受到严重影响，渔牧业等也会受到影响，严重制约了当地经济水平和养殖业的发展[3]。
2材料与方法
2.1研究区域概况
研究区域位于安徽省淮南市谢桥矿区，谢桥沉陷水域主要分为西北沉陷水域和东南沉陷水域。所选择的土壤采样点位于沉陷水域的两侧，塌陷水域北侧依次分布5个采样点，南侧接近村庄和河流布设2个采样点（如图所示）。每个采样点采取1个表层土壤样品，土壤深度为0～20cm。
2.2样品分析测定
将土壤样品烘干研磨过0.149mm尼龙筛，称取0.5g样品置于聚四氟乙烯坩埚中，用去离子水润湿样品，然后加入10ml浓盐酸；在电热板上低温消解蒸发至剩5ml左右，加入15ml浓硝酸；接着加热使液体蒸发至粘稠状，然后加入10ml氢氟酸继续加热；坩埚中溶液快干时，加入5ml的高氯酸，继续消解至冒白烟，残渣呈现均匀的浅色取下坩埚，加入1ml（1+1）硝酸，加热溶解残渣，至溶液完全澄清，转入50ml容量瓶中，定容，过滤，上原子吸收分光光度计检测。
2.3污染评价方法
评价方法采用指数法，分别求出各重金属离子的单因子指数和区域土壤重金属的综合污染指数，对谢桥区塌陷水域各采样点的土壤中重金属污染现状进行评价分析。
（1）单因子指数法：国内外常用的评价方法之一，是用区域某污染物的实测值与土壤背景值进行相比，用比值表示该区域内此项污染物受污染的程度。
Pi=Ci/Si
式中：Pi为土壤中污染物i的环境质量指数；Ci为土壤中污染物i的实测浓度（mg/kg）；Si为该区域土壤中污染物i的环境背景值（mg/kg）。
（2）综合指数法：采用内梅罗污染指数法计算其综合污染指数
式中：PN为内梅罗污染综合指数；maxPi为各项污染物中污染指数最大值；为各项污染物污染指数平均值。
根据单因子指数法和内梅罗综合污染指数法，可以将土壤重金属污染等级分为5个污染级别。
3实验结果与讨论
3.1土壤重金属检测结果
采样点土壤中重金属含量如下图所示：
由表2可知，1号采样点处各项理化性质含量均较高，主要原因可能是因为其距离河流较近，河流的汇入给塌陷区土壤带来大量的污染物质。由上面三个折线图可知，Hg、Cu、Pb、Ni、Zn和Fe在各点位土壤中分布较为均匀；Cd、Cr在各点位土壤中分布变化较大；4号采样点出Cd含量比其他点位高，可能与该处点源污染有关。谢桥区土壤中不同重金属平均污染程度为：Cd
3.2谢桥塌陷区土壤重金属污染评价
参照1997年杨晓勇等人对淮南市土壤重金属背景值的研究结果，分别计算淮南谢桥塌陷区土壤重金属单因子污染指数和综合污染指数[6]。
从单因子指数结果可知，研究地区土壤的重金属污染以Zn最为突出，7个采样点处污染以达到严重污染；4号采样点土壤中Cd也达到严重污染，5号点土壤中Cd指数也大于2，属于中度污染；并且大部分采样点中的Ni污染均达到轻度污染，其他点属未污染。所有采样点处Cr和Cu的污染指数都小于1，属于未污染，说明塌陷水域附近基本无Cr污染；Hg除了6号点超过1，其他采样点处均未污染；1号点处Pb指数超过1，其他点处土壤均未污染。总结为，谢桥塌陷区土壤重金属污染水平为Zn>Cd>Ni>Pb>Cu>Hg>Cr。
从内梅罗综合指数结果可以看出，谢桥塌陷区土壤各采样点污染程度为：TR004>TR007>TR001>TR005>TR002>TR003>TR006。各点处的综合污染指数均大于3，属于严重污染。因为内梅罗指数法中最大污染因子Zn值较大，故综合指数法夸大了重金属Zn值对土壤的污染。由于内梅罗指数法突出了污染指数最大的污染物对环境质量的影响和作用，此种计算方法对所得结果的影响很大，有些时候可能会存在人为夸大了一些因子的影响作用的情况，同时根据内梅罗指数法计算出来的综合污染指数，只能在一定程度上反映污染的程度而难以反映出污染的质变特征[1]。因此研究中，内梅罗综合指数法存在一定的局限性。
4结论
（1）谢桥区土壤中不同重金属平均污染程度为：Cd
（2）根据单因子指数法，谢桥塌陷区土壤重金属污染水平为Zn>Cd>Ni>Pb>Cu>Hg>Cr，以Zn污染较为突出。内梅罗指数法显示，谢桥塌陷区土壤各采样点污染程度为：TR004>TR007>TR001>TR005>TR002>TR003>TR006，并且内梅罗指数法在本项研究中适用性较低。
参考文献：
[1]苏桂荣.淮南潘谢矿区底泥与土壤中重金属竖向分布规律研究[D].安徽理工大学，2012.
[2]苏桂荣，姚多喜，李守勤等.基于ARCGIS的塌陷塘水质特征研究及评价――以淮南矿业集团谢桥矿为例[J].安徽理工大学学报：自然科学版，2012，32（01）：39-42.
[3]淮南市环境保护局.淮南市生态环境现状调查报告[R].淮南：淮南市环境保护局出版，2001.
[4]郭伟，孙文惠，赵仁鑫等.呼和浩特市不同功能区土壤重金属污染特征及评价[J].环境科学，2013，34（04）：1561-1567.
[5]土壤环境质量标准GB15618-1995.
[6]杨晓勇，孙立广，张兆峰等.淮南市土壤元素背景值与土壤环境质量评估[J].土壤学报，1997（03）：344-347.
[7]方涛，刘剑彤，张晓华等.2002.河湖沉积物中酸挥发性硫化物对重金属吸附及释放的影响[J].环境科学学报，22（03）：324-329.