發(fā)布時間：2024-01-16 16:17:30
序言：寫作是分享個人見解和探索未知領(lǐng)域的橋梁，我們?yōu)槟x了8篇的重金屬污染處理樣本，期待這些樣本能夠?yàn)槟峁┴S富的參考和啟發(fā)，請盡情閱讀。
關(guān)鍵詞：高濃度；有機(jī)污染；土壤；處理技術(shù)
1引言
隨著我國工業(yè)化和城市化發(fā)展及《斯德哥爾摩國際公約》的履約進(jìn)程，近幾年出現(xiàn)了一大批關(guān)閉搬遷或待關(guān)閉搬遷的化工有機(jī)農(nóng)藥生產(chǎn)企業(yè)，留下大量污染場地。據(jù)不完全統(tǒng)計，2006～2012年，全國共有近10萬個工業(yè)搬遷場地[1]。僅上?；堫^上海華誼的旗下就有300多家企業(yè)關(guān)停和搬遷[2]。中科院南京土壤研究所[3]對南京郊區(qū)某鋼鐵企業(yè)附近土壤進(jìn)行調(diào)查的結(jié)果表明，所有土壤中15種優(yōu)先控制PAHs均有檢出，南京某大型礦業(yè)企業(yè)[4]周邊農(nóng)業(yè)土壤中PAHs檢出率為100%。尤其是機(jī)氯農(nóng)藥禁用已達(dá)20余年，至今在許多土壤中依然能檢測到不同含量的DDT[5]。土壤受到污染后，含污染物質(zhì)濃度較高的污染表土容易在風(fēng)力和水力作用下分別進(jìn)入到大氣和水體中，導(dǎo)致大氣污染、地表水和地下水污染，對地表植物和攝取植物的動物和鳥類均有毒害作用[6]，造成生態(tài)系統(tǒng)退化等其它次生生態(tài)環(huán)境問題，最終引起人類慢性中毒，干擾內(nèi)分泌系統(tǒng)，影響生殖機(jī)能等[7]。土壤污染已成為繼水污染、大氣污染、噪聲污染和固體廢物污染后，受到社會關(guān)注最多的污染問題之一。
2有機(jī)物污染土壤的修復(fù)技術(shù)
有機(jī)化合物污染土壤的修復(fù)技術(shù)主要可以分為物理修復(fù)技術(shù)、化學(xué)修復(fù)技術(shù)和生物修復(fù)技術(shù)三類。
2.1物理修復(fù)技術(shù)
2.1.1熱解吸法
熱解吸法是通過直接或間接熱交換系統(tǒng)，將污染物或所含污染物的介質(zhì)加熱到一定溫度（通常被加熱到150～540℃），以使得污染物能夠揮發(fā)出來，從而起到分離的效果。空氣、燃?xì)饣蚨栊詺怏w常被作為被蒸發(fā)成分的傳遞介質(zhì)。目前，熱解吸法主要應(yīng)用于苯類或石油烴化合物等易揮發(fā)污染物的研究[8～11]。影響土壤中有機(jī)物熱解吸處理的主要因素有：土壤處理溫度、總處理時間、不同溫度下相應(yīng)的處理時間及土壤的特征。其中主要的土壤特征為：土壤濕度、顆粒粒徑分布和腐蝕物質(zhì)與土壤的比重[12]。土壤水分的揮發(fā)不僅消耗大量能量，還會影響處理時間，而土壤顆粒的粒徑將會影響有機(jī)物的傳質(zhì)和吸收[13，14]。
2.1.2土壤氣相抽提法
土壤氣相抽提法（Soil Vapor Extraction）最早由美國Terra Vac公司于1984年開發(fā)成功并獲得專利權(quán)，逐漸發(fā)展成為20世紀(jì)80年代最常用的土壤有機(jī)物污染的修復(fù)技術(shù)。該技術(shù)是用處于負(fù)壓狀態(tài)的處理裝置將土壤中的有機(jī)化合物從土壤中解析出來，再將解析氣體進(jìn)行吸附處理的一種物理化學(xué)修復(fù)技術(shù)[15]。賀曉珍等[16]曾以我國南方典型土壤-紅壤為實(shí)驗(yàn)土樣，選用最常見的揮發(fā)性有機(jī)物苯作為污染物，采用一維土柱通風(fēng)模擬SVE過程，研究了通風(fēng)流量、土壤含水率以及間歇操作對苯污染紅壤去污過程的影響。
2.1.3土壤淋洗法
淋洗技術(shù)是通過水或含有某些能夠促進(jìn)土壤環(huán)境中污染物溶解或遷移的化合物（或沖洗助劑）的水溶液滲入或注入到被污染的土壤中，然后再將這些含有污染物的水溶液從土壤中抽提出來并送到污水處理廠進(jìn)行再處理的過程。Villa等[17]研究了非離子型表面活性劑海衛(wèi)X-100（Triton X-100）對土壤DDT和DDE的淋洗效果。田齊東[18]等研究了3種表面活性劑對有機(jī)氯農(nóng)藥污染場地土壤的增效洗脫修復(fù)的效果。Occulti等[19]使用從大豆中提取的卵磷脂作為表面活性劑，研究其對土壤中多氯聯(lián)苯（PCB）的淋洗效果，并與Triton X-100作為淋洗劑的淋洗效果做比較，結(jié)果發(fā)現(xiàn)大豆卵磷脂不僅其生物毒性較低，并且能在較少地脫除土壤中組分的同時，有效地清除土壤中的多氯聯(lián)苯。除表面活性劑外，有機(jī)溶劑也用來清除土壤中的有機(jī)污染物。如甲醇、2-丙醇被用來清除土壤中的DDT、DDD、DDE以及毒殺芬，當(dāng)溶劑/土壤比為1∶6時，農(nóng)藥去除率達(dá)到99%以上[20]。
2.2化學(xué)修復(fù)技術(shù)
2.2.1氧化還原法
對于氯代有機(jī)化合物而言，通常加入還原劑（如零價鐵）使土壤中的氯代有機(jī)化合物進(jìn)行脫氯反應(yīng)。Gillham等[21]對金屬鐵屑修復(fù)地下水進(jìn)行了研究，結(jié)果表明金屬鐵能夠有效的還原氯代有機(jī)化合物。該方法適用的氯代化合物種類和濃度范圍廣，反應(yīng)條件溫和，操作簡單，金屬鐵還原劑價格便宜。目前認(rèn)為金屬鐵對有機(jī)氯化合物的還原脫氯有4種可能的反應(yīng)途徑：氫解、還原消除、加氫還原、吸附作用[22]。Arnold等[13]的研究發(fā)現(xiàn)，氯代烯烴的反應(yīng)性隨鹵化度的增加而顯著降低，說明FeO對有機(jī)氯化物的轉(zhuǎn)化是與脫氯還原反應(yīng)在金屬鐵表面的吸附過程同時進(jìn)行的。除了可以使用零價鐵作為還原劑進(jìn)行脫氯反應(yīng)，還可以使用氧化劑將有機(jī)氯化合物氧化如H2O2。
2.2.2光催化氧化法
光催化氧化法是在光的作用下進(jìn)行的化學(xué)反應(yīng)，光化學(xué)反應(yīng)需要分子吸收特定波長的電磁輻射，受激產(chǎn)生分子激發(fā)態(tài)，發(fā)生化學(xué)反應(yīng)生成新的物質(zhì)或變成引發(fā)熱反應(yīng)的中間化學(xué)產(chǎn)物，是一項(xiàng)新興的土壤氧化修復(fù)技術(shù)，它有不需要另加化學(xué)試劑、可在低壓下進(jìn)行，對溫度要求不高，而且不產(chǎn)生光環(huán)產(chǎn)物，催化劑成本較低等許多優(yōu)點(diǎn)，可應(yīng)用于對揮發(fā)性有機(jī)物及農(nóng)藥等污染物的處理[23，24]。常用的光催化劑包括二氧化鈦（TiO2）、氧化鋅（ZnO）、氧化錫（SnO2）、二氧化鋯（ZrO2）、硫化鎘（CdS）等多種氧化物硫化物半導(dǎo)體，其中二氧化鈦因其氧化能力強(qiáng)，化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定無毒，成為世界上最常用的納米光觸媒材料。
2.2.3電化學(xué)修復(fù)法
電化學(xué)修復(fù)法是利用插入土壤的2個電極在污染土壤兩端加上低壓直流電場，在低強(qiáng)度電流作用下，水溶的或吸附在土壤顆粒表層的污染物根據(jù)各自所帶電荷的不同而向不同電極方向運(yùn)動。對于與土壤結(jié)合緊密的污染物，電解所致的陽極酸化可打破其與土壤的結(jié)合鍵。此時，大量的水以電滲流方式在土壤中流動，土壤毛隙孔中的液體被帶到陽極附近，這樣溶解于土壤溶液中的污染物遷移至土壤表層而得以去除[25]。有研究表明，電化學(xué)法對污染物的轉(zhuǎn)移和去除主要取決于以下幾個因素：電極反應(yīng)、pH值、土壤表面化學(xué)、水系統(tǒng)平衡化學(xué)、污染物的電化學(xué)特征和土壤基質(zhì)的水文特征。而污染物去除的關(guān)鍵在于陽極反應(yīng)形成的酸面的轉(zhuǎn)移[14]。
2.2.4微波分解法
微波是指頻率在300MHz～300GHz之間的電磁波，對應(yīng)的波長范圍為1mm～1m[26，27]，其中最常用的工業(yè)微波頻率主要為2450MHz[28]和915MHz[29]。微波能夠使介電材料[30，31]發(fā)熱，且具有選擇性加熱的特點(diǎn)，可以只對污染物進(jìn)行加熱，提高了能量的利用率，節(jié)約了成本。Abramovitch[32]小組使用微波修復(fù)技術(shù)分別對六氯苯、五氯酚、多氯聯(lián)苯污染土壤的異位修復(fù)進(jìn)行模擬研究。研究發(fā)現(xiàn)，在最佳條件下，六氯苯的去除率達(dá)到96%。Abramovitch[33，34]小組選取石墨纖維、金屬棒作等吸波材料，對污染土壤的原位修復(fù)技術(shù)進(jìn)行模擬研究，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明多環(huán)芳烴的去除率為100%。王世強(qiáng)等[35]研究了微波法對土壤中氯丹降解的影響，結(jié)果表明，微波法對氯丹去除率能達(dá)到89%。Yuan等[36]使用微波修復(fù)技術(shù)對六氯苯污染土壤進(jìn)行修復(fù)研究，實(shí)驗(yàn)表明，在酸性條件下，六氯苯的最高去除率為956%。Liu等[37，38]使用微波修復(fù)技術(shù)對多氯聯(lián)苯污染土壤進(jìn)行修復(fù)研究，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，選取活性炭作為吸波材料，多氯聯(lián)苯的去除率達(dá)到95%以上。
2.3生物修復(fù)技術(shù)
2.3.1植物修復(fù)技術(shù)
植物去除土壤中的氯代有機(jī)化合物的機(jī)理復(fù)雜，既可通過吸收并轉(zhuǎn)移至木質(zhì)素中濃縮固化，也可將其降解[39]?？偟膩碚f，植物主要通過3種機(jī)制去除環(huán)境中的氯代有機(jī)化合物，即植物直接吸收氯代有機(jī)化合物、植物直接釋放分泌物和酶去除氯代有機(jī)化合物和植物增強(qiáng)區(qū)微生物礦化氯代有機(jī)化合物的作用[40，41]。氯代有機(jī)化合物被植物吸收以后，要么被植物分解，要么通過木質(zhì)化作用使其轉(zhuǎn)化成二氧化碳和水，或轉(zhuǎn)化成無毒性作用的中間代謝產(chǎn)物（如：木質(zhì)素等）儲存在植物細(xì)胞內(nèi)，達(dá)到去除環(huán)境中氯代有機(jī)化合物的作用。環(huán)境中大多數(shù)的含氯溶劑和短鏈的脂肪族化合物都是通過此途徑去除的[14]。植物根系釋放到土壤中的酶可直接降解有關(guān)化合物，植物死亡后釋放到環(huán)境中的酶還可以繼續(xù)發(fā)揮分解作用。
2.3.2微生物修復(fù)法
微生物修復(fù)法是指利用天然存在的或所培養(yǎng)的功能微生物群，在適宜環(huán)境條件下，促進(jìn)或強(qiáng)化微生物代謝功能從而達(dá)到降低有毒污染物活性或降解成無毒物質(zhì)的生物修復(fù)技術(shù)[42]。實(shí)驗(yàn)證明，環(huán)境中農(nóng)藥的清除主要靠細(xì)菌、放線菌、真菌等微生物的作用。如DDT可被芽孢桿菌屬、棒桿菌屬、諾卡氏菌屬等降解；五氯硝基苯可被鏈霉菌屬、諾卡氏菌屬等降解；敵百蟲可被曲霉、青霉等降解。殘留于土壤內(nèi)的農(nóng)藥，經(jīng)過種種復(fù)雜的轉(zhuǎn)化、分解，最終將農(nóng)藥分解為二氧化碳和水[43]。處在土壤中不同深度的微生物其降解機(jī)理不同，在表層土壤中由于氧氣充足，常常發(fā)生氯代有機(jī)化合物的好氧生物降解，而在一定深度的土壤中往往處于缺氧狀態(tài)，氯代有機(jī)化合物主要進(jìn)行厭氧脫氯反應(yīng)。同時，在植物根系附近的微生物也能發(fā)生植物微生物聯(lián)合體系對有機(jī)氯農(nóng)藥的轉(zhuǎn)化[40]。
3有機(jī)氯污染土壤修復(fù)技術(shù)比較和展望
分離濃縮技術(shù)中熱解吸法、土壤氣相抽提法和淋洗法雖然作用原理不同，但都是一種將污染物從土壤中分離，然后對分離收集的污染物再處理的方法，上述方法對土壤的孔隙率有一定的要求，并且收集到的污染物需進(jìn)行二次處理，增加了污染土壤的修復(fù)成本。植物修復(fù)法和轉(zhuǎn)化分解技術(shù)中的生物修復(fù)法雖然處理成本低，可適用于大面積的土壤修復(fù)，但對污染土壤的修復(fù)環(huán)境要求高，在季節(jié)變化大的北方地區(qū)很難得到推廣，同時高濃度、高毒性的有機(jī)物會殺死修復(fù)中使用的植物或微生物，限制了這兩種方法的推廣和應(yīng)用。化學(xué)修復(fù)法是一種傳統(tǒng)的修復(fù)方法，適用性較強(qiáng)，但藥劑費(fèi)用高，對于大規(guī)模的土壤污染，化學(xué)修復(fù)法在具體操作上存在一定的困難。電化學(xué)法操作簡單，對現(xiàn)有景觀、建筑影響較小，但修復(fù)時間長，并主要適用于粘土含量高的污染土壤修復(fù)，同時容易造成土壤pH值的變化。光催化氧化法、微波分解與放射性分解法是近十幾年來研究的新技術(shù)，其處理效率高，不易造成二次污染，但仍處于實(shí)驗(yàn)室研究階段。
隨著經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，城市改擴(kuò)建步伐的不斷加快，近幾年來我國將關(guān)閉搬遷一大批工業(yè)和農(nóng)藥生產(chǎn)企業(yè)，這些污染場地污染物種類多、毒性大、濃度高，采用單一處理技術(shù)很難滿足處理要求，因此協(xié)同兩種或以上修復(fù)技術(shù)，形成聯(lián)合修復(fù)技術(shù)，不僅可以提高單一污染土壤的修復(fù)速率與效率，而且可以克服單項(xiàng)修復(fù)技術(shù)的局限性，實(shí)現(xiàn)對多種污染物的復(fù)合/混合污染土壤修復(fù)，這已成為土壤修復(fù)技術(shù)中的重要研究趨勢。
2014年11月綠色科技第11期參考文獻(xiàn)：
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[關(guān)鍵詞]重金屬污染 存在問題 防治對策
重金屬污染是指由重金屬或其化合物造成的環(huán)境污染，主要由采礦、廢氣排放、污水灌溉和使用重金屬制品等人為因素所致。因人類活動導(dǎo)致環(huán)境中的重金屬含量增加，超出正常范圍，并導(dǎo)致環(huán)境質(zhì)量惡化。近年來，關(guān)于重金屬污染事件屢見不鮮，從湖南兒童血鉛超標(biāo)、陜西風(fēng)翔數(shù)百兒童鉛超標(biāo)、福建紫金礦業(yè)含銅酸性廢水滲漏到重金屬污染“菜籃子”等事件的發(fā)行，重金屬污染已影響到我們的生活環(huán)境。該問題已經(jīng)引起了世界各國科學(xué)家的高度重視，解決這個問題迫在眉睫。
1 廈門市重金屬污染現(xiàn)狀
廈門市重金屬污染主要是金屬表面處理加工業(yè)（電鍍行業(yè)）、金屬結(jié)構(gòu)制造業(yè)、皮革及其制品業(yè)等行業(yè)發(fā)展過程中污染物排放逐漸累積形成的。根據(jù)全國污染源普查結(jié)果，2010年廈門市廢水中汞、鎘、總鉻、鉛、類金屬砷等5種重金屬排放量以區(qū)域來劃分的話，集美區(qū)占全市的72.75%；同安區(qū)占全市的17.59%；海滄區(qū)占全市的7.96%；思明區(qū)占全市的1.09%；翔安區(qū)占全市的0.57%；湖里區(qū)占全市的0.05%。5種重金屬污染物按排放量大小排序?yàn)椋嚎傘t占全市總排放量的94.83%；鉛占全市的3.78%；砷占全市的1.24%；鎘占全市的0.05%；汞占全市的0.1%。從2010年污染源普查數(shù)據(jù)看，我市主要重金屬污染元素是鉻，重金屬污染集中區(qū)域是集美區(qū)，主要污染來源為工業(yè)廢水污染?？傘t排放量較大的行業(yè)有：金屬表面處理加工業(yè)（電鍍）、金屬制廚房調(diào)理及衛(wèi)生器具制造業(yè)、金屬結(jié)構(gòu)制造業(yè)等行業(yè)。主要涉鉛行業(yè)有：鎢、鉬冶煉業(yè)等行業(yè)。
重金屬污染具有隱蔽性、潛伏性、不可逆性和長期性等特點(diǎn)，污染危害大，持續(xù)時間長、治理成本高。重金屬污染物通過大氣、水體、土壤的遷移轉(zhuǎn)化和食物鏈的生物放大作用污染環(huán)境，危害糧食、食品安全和人體健康。
2 廈門市重金屬污染防治存在的問題
2.1布局分散，發(fā)展方式粗放
由于廈門市涉重金屬的企業(yè)入駐較早，粗放型增長方式尚未根本改變，改革開放初期環(huán)境準(zhǔn)入制度幾乎空白，項(xiàng)目環(huán)境影響評價中未對環(huán)境與健康風(fēng)險評估進(jìn)行評估，地方引進(jìn)企業(yè)僅從經(jīng)濟(jì)發(fā)展角度考慮，造成涉重金屬行業(yè)和企業(yè)無序發(fā)展，布局分散，結(jié)構(gòu)污染比較突出，對環(huán)境造成一定程度的污染。
2.2企業(yè)對重金屬污染防治工作重視不夠
近年來，廈門市不斷加強(qiáng)對涉重金屬企業(yè)的監(jiān)管，并建立了先鋒電鍍企業(yè)集中控制區(qū)，但重金屬排放企業(yè)依然比較分散，監(jiān)管難度大，源頭預(yù)防控制未能全面落實(shí)。企業(yè)對重金屬污染防治重視不夠，有些企業(yè)對現(xiàn)有排放標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行不嚴(yán)，一些中小企業(yè)不嚴(yán)格執(zhí)行環(huán)評和環(huán)?！叭瑫r”等環(huán)保制度。企業(yè)自我監(jiān)測措施不完善，尚未建立特征污染物日監(jiān)測報告制度；重金屬污染突發(fā)事件的應(yīng)急裝備和技術(shù)水平不高。
2.3環(huán)境監(jiān)管能力不足，基礎(chǔ)工作有待進(jìn)一步加強(qiáng)
當(dāng)前，廈門市環(huán)保隊伍人員不足，環(huán)境監(jiān)察與環(huán)境監(jiān)測力量有待加強(qiáng)，重金屬污染物在線監(jiān)控能力相對薄弱，尚末建立重金屬污染預(yù)警應(yīng)急體系。通過近幾年的摸排調(diào)查，全市重金屬污染物整體排放情況基本摸清，但對環(huán)境影響程度尚未進(jìn)行全面評估，污染治理技術(shù)產(chǎn)業(yè)支撐不夠，重金屬污染的基礎(chǔ)調(diào)查、科學(xué)研究、技術(shù)政策等還滯后于污染防治。
3 主要重金屬污染防治對策
3.1加大結(jié)構(gòu)調(diào)整力度
堅持以“調(diào)結(jié)構(gòu)、促減排”為手段，嚴(yán)格執(zhí)行國家有關(guān)產(chǎn)業(yè)政策和產(chǎn)業(yè)調(diào)整振興規(guī)劃，建立落后產(chǎn)能淘汰機(jī)制，分區(qū)域制定和實(shí)施重點(diǎn)防控行業(yè)落后產(chǎn)能淘汰措施，明確淘汰進(jìn)度。對于重金屬排放企業(yè)主動淘汰落后產(chǎn)能的，安排財政資金予以支持。
3.2嚴(yán)格項(xiàng)目準(zhǔn)入條件
3.2.1嚴(yán)格區(qū)域準(zhǔn)入
禁止在飲用水源保護(hù)區(qū)等重要生態(tài)功能區(qū)新建涉及重金屬污染物排放的項(xiàng)目。非工業(yè)區(qū)和食品、生物醫(yī)藥等有特殊要求的產(chǎn)業(yè)園區(qū)以及工業(yè)區(qū)通用廠房原則上不再審批有重金屬污染物排放的項(xiàng)目，其它區(qū)域按行業(yè)準(zhǔn)人要求審批。改建、擴(kuò)建項(xiàng)目要達(dá)到廈門市“十二五”，重金屬減排和增產(chǎn)不增污的要求。
3.2.2嚴(yán)格產(chǎn)業(yè)準(zhǔn)入
凡涉及重金屬排放的新建項(xiàng)目，除高科技（科技局批文）及高附加值（經(jīng)發(fā)局批文）項(xiàng)目、并能解決總量指標(biāo)的區(qū)域外，一律不予審批。
3.2.3嚴(yán)格限制排放重金屬相關(guān)項(xiàng)目
新建、改建、擴(kuò)建項(xiàng)目堅持新增產(chǎn)能與淘汰產(chǎn)能“等量置換”域“減量置換”的原則，實(shí)施“以大帶小”、“以新帶老”；嚴(yán)格控制企業(yè)建設(shè)項(xiàng)目選址，合理確定重金屬企業(yè)的排放濃度和環(huán)境安全防護(hù)距離，確保周邊群眾身體健康。
3.3積極推進(jìn)清潔生產(chǎn)
依法實(shí)施強(qiáng)制性清潔生產(chǎn)審核，大力發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟(jì)。按照省環(huán)保廳、省經(jīng)貿(mào)委的工作部署，督促涉重金屬企業(yè)加快強(qiáng)制性清潔生產(chǎn)審核評估和驗(yàn)收進(jìn)度。對于經(jīng)公布要求進(jìn)行強(qiáng)制性清潔生產(chǎn)審核的企業(yè)，未實(shí)施清潔生產(chǎn)審核或者雖經(jīng)審核但不如實(shí)報告審核結(jié)果的企業(yè)，責(zé)令限期改正，對拒不改正的依法從重處罰。
3.4嚴(yán)格污染源監(jiān)管
3.4.1進(jìn)一步摸清重金屬污染情況
全面調(diào)查涉重金屬企業(yè)污染物排放、治理設(shè)施運(yùn)行情況及其周邊區(qū)域環(huán)境隱患，深入開展污染現(xiàn)狀評估，進(jìn)一步摸清重金屬污染情況，全面掌握轄區(qū)內(nèi)重金屬污染情況動態(tài)，有針對性地制定重金屬污染綜合防治計劃，加大監(jiān)控和治理力度。
3.4.2加強(qiáng)對污染源監(jiān)管，促進(jìn)企業(yè)穩(wěn)定達(dá)標(biāo)排放
進(jìn)行重金屬特征污染物自動監(jiān)控裝置試點(diǎn)工作，待條件成熟后逐步實(shí)現(xiàn)重點(diǎn)重金屬污染源安裝自動監(jiān)控裝置，實(shí)行“實(shí)時監(jiān)控、動態(tài)管理”，確保污染物穩(wěn)定達(dá)標(biāo)排放。督促涉重金屬企業(yè)進(jìn)一步完善突發(fā)環(huán)境事件應(yīng)急預(yù)案和應(yīng)急處置設(shè)施，配備應(yīng)急物資，定期組織應(yīng)急培訓(xùn)和應(yīng)急演練。
3.4.3規(guī)范企業(yè)日常環(huán)境管理，提高操作運(yùn)行水平
要求企業(yè)建立重金屬污染物產(chǎn)生、排放詳細(xì)臺帳，每月向環(huán)保部門報備污泥等危險廢物產(chǎn)生量、處置去向等環(huán)境管理信息資料，實(shí)施動態(tài)管理；指導(dǎo)企業(yè)完善治污設(shè)施，規(guī)范物料堆放場、廢渣場、排污口等建設(shè)，提升污染治理技術(shù)水平。
3.4.4嚴(yán)格執(zhí)行項(xiàng)目審批要求，清理違法企業(yè)
全面排查全市重金屬污染物排放企業(yè)，對于超過環(huán)評審批范圍、含重金屬廢水、廢渣、廢氣未經(jīng)處理或處理達(dá)不到要求、重金屬污染物超標(biāo)超總量的企業(yè)，依法嚴(yán)肅處理。
關(guān)鍵詞：重金屬污染；土壤修復(fù)淋洗劑；研究進(jìn)展
引言
隨著社會發(fā)展水平的提高，資源應(yīng)用率提高，環(huán)境問題逐漸成社會發(fā)展的關(guān)注焦點(diǎn)，工業(yè)發(fā)展造成的環(huán)境污染，嚴(yán)重破壞了社會自然環(huán)境，土壤淋洗技術(shù)是一種新型環(huán)境治理技術(shù)，結(jié)合現(xiàn)代科技手段，實(shí)現(xiàn)上環(huán)境污染全面治理的實(shí)施，結(jié)合我國環(huán)境治理的發(fā)展實(shí)際，對土壤淋洗技術(shù)的發(fā)展情況進(jìn)行分析，促進(jìn)我國環(huán)境治理水平得到提高。
1 土壤淋洗技術(shù)概述
土壤淋洗技術(shù)是現(xiàn)代環(huán)境治理中經(jīng)常應(yīng)用的一種先進(jìn)技術(shù)，從我國環(huán)境治理的技術(shù)應(yīng)用實(shí)際來看，土壤淋洗技術(shù)能夠從實(shí)現(xiàn)單一污染土壤、復(fù)合土壤等多種形式的污染土壤還原，為應(yīng)對環(huán)境污染帶來的重金屬土壤污染帶來了較大的發(fā)展空間。土壤淋洗技術(shù)在現(xiàn)代環(huán)境治理中的應(yīng)用，可以對重金屬污染中產(chǎn)生的多種污染進(jìn)行還原處理，其中包括還原氣體、固體、液體等形式的重金屬污染源技術(shù)，為促進(jìn)我國社會環(huán)境治理與發(fā)展提供技術(shù)指導(dǎo)。土壤淋洗技術(shù)是新技術(shù)手段在環(huán)境治理中的應(yīng)用，結(jié)合土壤淋洗技術(shù)在實(shí)際中應(yīng)用情況進(jìn)行分析，土壤淋洗技術(shù)的基本特點(diǎn)可以歸結(jié)為清潔性高，污染小等特點(diǎn)，對我國社會環(huán)境的治理提供了完善的發(fā)展空間，土壤淋洗技術(shù)在我國社會環(huán)境治理中的應(yīng)用，是我國社會發(fā)展實(shí)現(xiàn)綠色化、生態(tài)化發(fā)展的重要體現(xiàn)。
2 土壤淋洗技術(shù)的應(yīng)用流程
土壤淋洗技術(shù)在社會環(huán)境治理中的應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)環(huán)境治理的實(shí)際效果，對土壤淋洗技術(shù)的應(yīng)用流程進(jìn)行分析。其一，土壤淋洗技術(shù)的應(yīng)用中原位復(fù)位清洗技術(shù)實(shí)行初步清洗，原位復(fù)位技術(shù)結(jié)合超分子技術(shù)對重金屬污染土壤中的相關(guān)土壤進(jìn)行初步清理，這一階段結(jié)合淋洗液重力或在外力的作用下，對重金屬造成的污染進(jìn)行處理，從而達(dá)到保障環(huán)境清理的作用，土壤淋洗技術(shù)在初級清洗中應(yīng)用的主要原料采用復(fù)原技術(shù)為技術(shù)的清洗液，實(shí)現(xiàn)了重金屬土壤淋洗中，淋洗液對土壤的傷害性較低；其二，土壤淋洗技術(shù)應(yīng)用中采取現(xiàn)場淋洗技術(shù)，現(xiàn)場淋洗技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用作用性較高，可以對重金屬土壤污染中掩埋重金屬土壤，受到重金屬侵蝕的土壤進(jìn)行金屬處理，實(shí)現(xiàn)土壤淋洗技術(shù)在實(shí)際中的應(yīng)用，采用重金屬土壤污泥脫水處理后，采用高分子技術(shù)吸附污染中的重金屬原料，最終將經(jīng)過處理的土壤進(jìn)行土壤回收環(huán)境處理，完成土壤淋洗技術(shù)處理的過程。
3 重金屬污染土壤淋洗技術(shù)的應(yīng)用
3.1 無水淋洗劑的應(yīng)用
重金屬污染是土壤污染的主要形式之一，土壤淋洗技術(shù)在實(shí)際中的應(yīng)用，從土壤污染源產(chǎn)生的原因，實(shí)現(xiàn)重金屬土壤污染的合理性治理。土壤淋洗技術(shù)的應(yīng)用中，無水淋洗劑的應(yīng)用，是采用酸解或者絡(luò)合離子交換的形式處理被污染的重金屬土壤，這種淋洗技術(shù)的應(yīng)用，可以有效的通過離子置換的將土壤污染源置換出來，同時又在發(fā)生置換反應(yīng)的同時產(chǎn)生水和氧氣，從而避免了土壤治理帶來的副作用。應(yīng)用無水淋洗劑進(jìn)行重金屬處理中，要注意控制酸解的應(yīng)用比重，一般情況下，酸解溶液的配備比重為0.1%為最佳，避免強(qiáng)酸對土壤的營養(yǎng)成分造成破壞，實(shí)現(xiàn)土壤淋洗技術(shù)在環(huán)境治理中的科學(xué)應(yīng)用。
3.2 表面活性技術(shù)
重金屬污染土壤清洗技術(shù)的應(yīng)用中，表面活性技術(shù)也是常見的一種污染治理技術(shù)，表面活性技術(shù)的應(yīng)用是通過增加表面活性劑，提高土壤的層次之間的柔和性和親水性，達(dá)到提高表面土壤的度擴(kuò)張，而活性吸附技術(shù)可以在土壤表層技術(shù)的作用，將重金屬污染土壤中包含的中金屬離子實(shí)現(xiàn)離子之間的吸附作用，達(dá)到對重金屬污染土壤的治理作用。表面活性技術(shù)在實(shí)際中的應(yīng)用，一方面可以吸附水污染中的污染金屬，另一方面活性劑可以實(shí)現(xiàn)對土壤環(huán)境濕度調(diào)節(jié)，從而實(shí)現(xiàn)環(huán)境治理中，受到污染的土壤進(jìn)行調(diào)節(jié)，大大提高了污染土壤的環(huán)境治理的作用，提高環(huán)境治理在實(shí)際中取得的成效性。
3.3 氧化劑
重金屬土壤淋洗技術(shù)中，氧化劑應(yīng)用也是常用的淋洗技術(shù)之一。氧化劑作用是結(jié)合自然光合作用，對自然環(huán)境中的中金屬污染物進(jìn)行污染處理，而氧化劑僅僅作為氧化作用實(shí)現(xiàn)的催化部分，主要利用自然光對重金屬土壤淋洗進(jìn)行處理，達(dá)到提高土壤中重金屬處理作用。例如：氧化劑在重金屬污染土壤中的應(yīng)用，采用活性劑作為重金屬土壤淋洗技術(shù)實(shí)施的主要催化技術(shù)，受到自然陽光的光合作用，實(shí)現(xiàn)重金屬土壤中污染金屬的光合分解，達(dá)到對污染土壤治理的作用。
4 重金屬污染土壤淋洗技術(shù)應(yīng)用原則
4.1 整體性原則
重金屬污染土壤淋洗技術(shù)是解決環(huán)境污染的主要技術(shù)手段，能夠有效地控制和調(diào)節(jié)土壤的污染程度，技術(shù)在實(shí)際實(shí)施中，要注重遵守整體性原則，土壤凈化處理的技術(shù)應(yīng)用必須從環(huán)境治理的整體出發(fā)，積極進(jìn)行重金屬污染土壤淋洗技術(shù)的應(yīng)用與實(shí)際土壤情況相適應(yīng)；另一方面，重金屬污染土壤淋洗技術(shù)的開展不能以破壞其他自然資源為前提，例如：水資源，植物資源等，善于分析整體重金屬污染土壤淋洗技術(shù)的效果，把握環(huán)境治理大方向，采取合理的治理措施。
4.2 可持續(xù)性原則
重金屬污染土壤淋洗技術(shù)的實(shí)施開展遵守可持續(xù)性原則，我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展處于上升階段，環(huán)境治理是社會經(jīng)濟(jì)優(yōu)化發(fā)展的主要分支，我們進(jìn)行重金屬污染土壤淋洗技術(shù)的實(shí)施中，善于把握和運(yùn)用自然發(fā)展的基本規(guī)律，實(shí)現(xiàn)重金屬污染土壤淋洗技術(shù)在環(huán)境治理中持續(xù)性開展。例如：重金屬污染土壤淋洗技術(shù)實(shí)施人員，對即將凈化的土壤進(jìn)行全面的土壤分析，制定重金屬污染土壤淋洗技術(shù)實(shí)施的持續(xù)性計劃，降低后期鏡湖對土壤的損壞，從而為現(xiàn)代土壤堵塞治理提供新的發(fā)展規(guī)劃。
【關(guān)鍵詞】農(nóng)田；重金屬污染；生物修復(fù)
0 前言
近年來，我國食品安全形式非常嚴(yán)峻，有一部分原因就是農(nóng)田遭到污染，尤其是重金屬污染。據(jù)報道，目前我國受砷、鉻、鉛等重金屬污染的耕地而積近2000萬平方千米，約占總耕地而積的20%；其中工業(yè)“三廢”污染耕地1000萬平方千米，污水灌溉達(dá)330多萬平方千米。重金屬不能被土壤微生物所分解，易在土壤中蓄積或轉(zhuǎn)化為毒性更大的化合物。土壤重金屬污染的特點(diǎn)為長期累積效應(yīng)、隱蔽性、不可逆性和一定的交互作用。土壤受重金屬污染后，影響農(nóng)作物并通過食物鏈等影響人體健康，造成中毒危害。另據(jù)國土資源部的最新調(diào)查顯示：每年我國約有1200萬噸糧食被重金屬所污染，這些糧食足夠養(yǎng)活4000萬左右的人口，并且這種污染問題日益嚴(yán)重。因此，對農(nóng)田重金屬污染的治理顯得尤為迫切。當(dāng)前，土壤重金屬污染的治理方法主要有工程措施、物理化學(xué)方法、化學(xué)修復(fù)方法、以及生物修復(fù)方法。本文將重點(diǎn)介紹生物修復(fù)法在農(nóng)田重金屬污染治理中的研究進(jìn)展，同時對生物修復(fù)法治理農(nóng)田重金屬污染的研究前景進(jìn)行展望。
1 簡介
生物修復(fù)法是指利用生物的生命代謝活動降低環(huán)境中有毒有害物質(zhì)的濃度或使其完全無害，從而使污染的土壤局部地或完全地恢復(fù)到原始狀態(tài)。其優(yōu)點(diǎn)有：成本低、不破壞土壤生態(tài)環(huán)境、可以回收再利用貴金屬、造成二次污染機(jī)會較少。缺點(diǎn)有：周期長、一種植物一般只能提取一種或者幾種重金屬、而植物固定只是將重金屬暫時固定，如果土壤環(huán)境發(fā)生變化，重金屬的毒性作用還有可能再次出現(xiàn)[1]。
2 生物修復(fù)法的分類
生物修復(fù)作用治理農(nóng)田重金屬污染方法可以分為動物修復(fù)法、植物修復(fù)法以及微生物修復(fù)法。它們有著不同的優(yōu)缺點(diǎn)。因此，在利用生物技術(shù)處理重金屬污染時，要結(jié)合當(dāng)?shù)貙?shí)際，因地制宜，才能達(dá)到預(yù)期效果。
2.1 動物修復(fù)
動物修復(fù)是指土壤動物群通過直接的吸收、轉(zhuǎn)化和分解或間接的改善土壤理化性質(zhì)，提高土壤肥力，促進(jìn)植物和微生物的生長等作用而修復(fù)土壤污染的過程。有關(guān)動物修復(fù)的研究報道較少，主要集中在有機(jī)物和農(nóng)藥污染土壤的修復(fù)（如利用蚯蚓等修復(fù)）和富營養(yǎng)化水體的修復(fù)（如利用濾食性貝類、棘皮動物、河蟹等修復(fù)），對重金屬污染土壤的動物修復(fù)機(jī)理仍處于探索階段[2]。
2.2 微生物修復(fù)
利用土壤微生物的蓄積和降解作用來治理土壤重金屬污染是一種高效的途徑。國內(nèi)外許多研究己證明，菌根在修復(fù)遭受重金屬污染的土壤方面發(fā)揮著特殊的作用，他們減輕了植物在重金屬污染的土壤中的受害程度[3]。
土壤重金屬污染的微生物修復(fù)是利用微生物的生物活性對重金屬的親和吸附或轉(zhuǎn)化為低毒產(chǎn)物，從而降低重金屬的污染程度[4]。利用微生物（藻類、細(xì)菌和酵母等）來減輕或消除重金屬污染，雖然微生物不能降解和破壞重金屬，但是可以通過改變它們的物理或化學(xué)特性而影響金屬在環(huán)境中的遷移和轉(zhuǎn)化。其修復(fù)機(jī)理包括表面生物大分子吸收轉(zhuǎn)運(yùn)、細(xì)胞代謝、空泡吞飲、生物吸附和氧化還原反應(yīng)等。微生物對上壤中重金屬活性的影響主要體現(xiàn)在以下幾個方面：①溶解和沉淀作用；②生物吸附和富集作用；③氧化還原作用。微生物修復(fù)技術(shù)種類繁多，可進(jìn)行異位修復(fù)、原位修復(fù)以及原位/異位聯(lián)合修復(fù)。其中，原位修復(fù)操作簡單，對原有的土壤環(huán)境破壞程度低。微生物修復(fù)受各種環(huán)境因素的影響較大，氧氣、pH、溫度、水分等均可影響微生物活性進(jìn)而影響修復(fù)效果，其田間試驗(yàn)效果不是非常理想。因此，為降解菌提供適宜條件以促進(jìn)其生長繁殖至關(guān)重要，這也是今后研究的重點(diǎn)。
2.3 植物修復(fù)
植物修復(fù)技術(shù)是指通過植物自身及共存微生物體系，修復(fù)和消除由無機(jī)廢棄物和有機(jī)毒物造成的土壤環(huán)境污染的一種技術(shù)。
我國野生植物資源豐富，生長在天然的污染環(huán)境中的耐重金屬植物和野生超積累植物數(shù)不勝數(shù)。因此開發(fā)與利用這些野生植物資源對植物修復(fù)的意義十分重大。有關(guān)資料表明，大量植物對重金屬Cr，Cd，Co，Pb，Ni，Cu，Zn等有很強(qiáng)的吸收積累能力。比如國內(nèi)有人利用白菜修復(fù)重金屬污染土壤，如叢孚奇等將白菜用于鑰礦區(qū)重金屬污染土壤的修復(fù)研究，結(jié)果表明磷酸氫二鈉一檸檬酸緩沖溶液能顯著提高白菜的地上部富集土壤中重金屬元素的能力。李玉雙[5]等以沈陽張士灌區(qū)重金屬污染上壤為修復(fù)對象，采用盆栽試驗(yàn)，研究了乙二胺四乙酸（EDTA）對白菜富集重金屬及其生長狀況的影響。結(jié)果表明，EDTA能夠提高白菜對上壤中Cu，Cd，Pd 和Zn的植物提取效率。
但是，由于超富集植物一般只能積累某些重金屬元素，植物物種的選取受到不同地理氣候條件的限制，同時富集植物和超富集植物生物量一般較少，生長速度慢，積累效率低。所以，利用野生抗性植物進(jìn)行重金屬污染土壤的治理還未取得理想結(jié)果。這就需要相關(guān)科研人員做進(jìn)一步深入的研究，以求早日獲得生長周期短，能吸附多種重金屬，積累效率高的重金屬富集吸收植物。
2.4 綜合修復(fù)技術(shù)
由于每個地區(qū)的污染物來源不同造成各地污染情況有很大的差異。只用一種修復(fù)技術(shù)往很難達(dá)到目標(biāo)。因此，開發(fā)復(fù)合修復(fù)方法成為土壤重金屬污染修復(fù)的主要研究方向[6]。現(xiàn)今開始投入應(yīng)用的復(fù)合修復(fù)技術(shù)的主要類型有動物/植物聯(lián)合修復(fù)、化學(xué)/物化一生物聯(lián)合修復(fù)以及植物/微生物聯(lián)合修復(fù)。
3 展望
生物修復(fù)技術(shù)治理重金屬污染土壤以其低成本、高效率、適用范圍廣和無二次污染等優(yōu)點(diǎn)已成為重金屬污染農(nóng)田土壤治理中的一個全新研究領(lǐng)域和國內(nèi)外有關(guān)學(xué)者研究的熱點(diǎn)之一。但是由于其起步晚，難度大，其大部分研究還處于實(shí)驗(yàn)室階段，尚不能有效地應(yīng)用于重金屬農(nóng)田污染的治理中去，但隨著不同學(xué)科（遺傳學(xué)、土壤學(xué)、生態(tài)學(xué)、化學(xué)、生理學(xué)、環(huán)境保護(hù)學(xué)和生物工程）的相互配合。我們相信該技術(shù)會日趨成熟，并且為重金屬污染農(nóng)田的治理貢獻(xiàn)出巨大的力量。
【參考文獻(xiàn)】
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關(guān)鍵詞 工業(yè)化；重金屬污染；環(huán)境保護(hù)
引言
2012年全國兩會眾多代表和委員又一次的把目光聚焦到了“重金屬污染——這讓國民憂愁的痛楚。緊接著，2011年2月，《重金屬污染綜合防治“十二五”規(guī)劃》獲得國務(wù)院正式批復(fù)，為此成為首個獲批的“十二五”規(guī)劃。規(guī)劃要求控制5種重金屬：汞、鉻、鎘、鉛和類金屬砷 ，總體目標(biāo)是“到2015年，建立起比較完善的重金屬污染防治體系、事故應(yīng)急體系和環(huán)境與健康風(fēng)險評估體系，解決一批損害群眾健康的突出問題；進(jìn)一步優(yōu)化重金屬相關(guān)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)，基本遏制住突發(fā)性重金屬污染事件高發(fā)態(tài)勢；重點(diǎn)區(qū)域重點(diǎn)重金屬污染物排放量比2007年減少15%，非重點(diǎn)區(qū)域重點(diǎn)重金屬污染物排放量不超過2007年水平，重金屬污染得到有效控制” [1]。涉及采礦、冶煉、鉛蓄電池、皮革及其制品、化學(xué)原料及其制品五大行業(yè)。
1 什么是重金屬污染
1.1 重金屬污染。
重金屬污染是指由重金屬或其他含重金屬元素化合物所造成的環(huán)境污染，主要是由于人類活動導(dǎo)致環(huán)境中的重金屬含量增加，超出正常范圍而產(chǎn)生的[2]?；瘜W(xué)上根據(jù)金屬密度不同，把它們分為重金屬和輕金屬，其中把密度大于4.5g/m3的金屬稱為重金屬，它們主要包括銅、鉛、汞、鎳、鈷、鉻、錳、鎘等45種。我們?nèi)粘Ｉ钪兴f的重金屬污染是指汞、鎘、鉛、鉻和類金屬砷等生物毒性強(qiáng)的重金屬引起的污染。重金屬污染主要包括土壤污染、水污染（地表水和地下水）、大氣污染等，它們通過不同的途徑直接或間接地對人體產(chǎn)生危害，損害人體健康。
1.2 重金屬污染源。
在經(jīng)濟(jì)社會高速發(fā)展的今天，重金屬污染已是無孔不入，呈現(xiàn)多樣化的污染方式。重金屬污染源頭主要包括工礦業(yè)（有色金屬和化石燃料的開采與冶煉、化工廠與電鍍廠的偷排、電子產(chǎn)品生產(chǎn)）、農(nóng)業(yè)（農(nóng)藥噴灑、施用化肥）、城市（固體垃圾堆放、汽車尾氣排放、廢舊電子產(chǎn)品）、突發(fā)性環(huán)境事件（重金屬產(chǎn)品泄露）。經(jīng)現(xiàn)狀調(diào)查分析表明，各相關(guān)行業(yè)重金屬危險廢物產(chǎn)生量的是有色金屬冶煉行業(yè)，占總產(chǎn)生量的60.3%，其后的是基礎(chǔ)化學(xué)原料制造行業(yè)，占到28.4%的比重[3]。
對調(diào)查數(shù)據(jù)分析還發(fā)現(xiàn)，有色金屬冶煉和含鉛蓄電池制造業(yè)是鉛污染的罪魁禍?zhǔn)?；皮革鞣制加工業(yè)是鎘污染的主要來源；基礎(chǔ)化學(xué)原料制造和溫度計生產(chǎn)是汞和砷污染的主要源頭。
2 重金屬污染的危害
2.1 重金屬污染危害。重金屬污染主要是通過水、大氣、固廢等三方面來直接對環(huán)境產(chǎn)生污染，進(jìn)而與人體產(chǎn)生聯(lián)系。其具有覆蓋范圍廣、持續(xù)時間長、污染隱藏性高、難以被降解等諸多頑固特點(diǎn)。隨著工業(yè)化的逐步推進(jìn)、城市化的快速發(fā)展以及農(nóng)業(yè)集約化的不斷施行，重金屬正慢慢地通過人類不注意的活動（主要包含污水排放與灌溉、大氣煙塵沉降、固廢垃圾填埋）進(jìn)入到土壤和水體當(dāng)中。由于這些重金屬具有極易富集和極不易分解等特點(diǎn)，往往使得它們儲存起來，并能在食物鏈的生物放大作用下，成千萬倍地富集，最后進(jìn)入人體。如魚類或貝類一旦積累重金屬而為人類所食，或者重金屬被稻谷、小麥等農(nóng)作物所吸收被人類所食用，重金屬就會進(jìn)入人體造成極大的健康危害。它已經(jīng)成為了人類的“隱形殺手”（見表1）。
2.2 慘痛教訓(xùn)。
據(jù)資料統(tǒng)計，我國自2009年以來已連續(xù)發(fā)生30多起重特大重金屬污染事件，僅2011年11月～8月就發(fā)生了11起，其中云南曲靖的鎘污染最引人關(guān)注。國家環(huán)保部數(shù)據(jù)顯示，2009年重金屬污染事件致使4035人血鉛超標(biāo)，182人鎘超標(biāo)，引發(fā)32起。據(jù)報載，廣東珠海那美科技發(fā)展有限公司偷排電鍍污水，多項(xiàng)重金屬指標(biāo)嚴(yán)重超標(biāo)。目前我國耕地總面的10%以上約1.5億畝已不同程度的受到了重金屬的污染，據(jù)估算全國每年受重金屬污染的糧食高達(dá)1200萬噸，直接經(jīng)濟(jì)損失超過200億[4]。
2010年1月，江蘇大豐51名兒童血鉛嚴(yán)重超標(biāo)，引起相關(guān)部門高度關(guān)注；3月四川昌隆縣漁箭鎮(zhèn)部分村民血鉛檢測結(jié)果異常；7月，福建紫金礦業(yè)發(fā)生含銅酸性廢水滲透事故，造成汀江大面水域污染，云南大理鶴慶39名兒童血鉛超標(biāo)[5]。這些污染事件正是殘酷的現(xiàn)實(shí)。
在日常生活中，重金屬污染也是與我們?nèi)缬半S形。很多金屬制品為了能夠防銹都或多或少地添加了一定量的重金屬，如我們的水龍頭和陶瓷以及不銹鋼餐具。在蔬菜、動物內(nèi)臟、海鮮、部分中藥、食物包裝紙、名貴日用化妝品、報紙、油墨打印等等與生活息息相關(guān)的物品中都存在帶來重金屬污染的隱患。
我們越來越發(fā)現(xiàn)，重金屬污染正日益走進(jìn)我們的生活，對我們的生活甚至生命安全產(chǎn)生越來越大的影響。
面對一件件觸目驚心的重金屬污染事件，我們需要思考以下幾個問題。
政府責(zé)任缺失，公共服務(wù)職能與監(jiān)管職責(zé)不到位是溫床。由于涉重企業(yè)屬關(guān)乎國計民生的基礎(chǔ)行業(yè)，很多地方政府把其當(dāng)做主導(dǎo)甚至支柱產(chǎn)業(yè)以換取高額的稅收，加之政府部門重GDP（政績）輕環(huán)保思想的存在，這就使得這些產(chǎn)業(yè)企業(yè)能夠輕松上馬，從而在源頭上就被忽視。
企業(yè)社會意識薄弱，重效益輕環(huán)保觀念大有人在。隨著工業(yè)的不斷發(fā)展，我國涉重企業(yè)也在不斷的增長，但由于部分企業(yè)管理經(jīng)驗(yàn)較差，廠房設(shè)備落后，小型分散的存在形式和忽視重金屬污染危害等，造成在涉重工礦企業(yè)附近重金屬污染事件頻頻發(fā)生。
公眾缺乏自我保護(hù)意識，對重金屬污染危害了解較少使得人們對重金屬污染視而不見，造成這些污染有機(jī)可乘，這也是一個重要的事實(shí)。
3 重金屬污染防治及建議
由于重金屬污染所帶來的種種后果以及給我們敲響的警鐘，我們必須加大力度對其進(jìn)行整治。政府需發(fā)揮領(lǐng)頭帶動作用，企業(yè)需負(fù)起應(yīng)盡的社會責(zé)任，個人要從身邊做起。
3.1 政府層面。
政府應(yīng)當(dāng)著眼大局，發(fā)揮公共管理和服務(wù)作用。應(yīng)當(dāng)加強(qiáng)相關(guān)立法，讓治理重金屬污染事件有法可依；依靠法律，抓管并行，控制增量，消化存量，對其進(jìn)行標(biāo)本兼治。建立健全監(jiān)管機(jī)制，狠抓落實(shí)，在保證法律行之有效的情況下開展一系列專項(xiàng)調(diào)查行動，把防污治污的精神和意識深入到工礦企業(yè)和城鎮(zhèn)鄉(xiāng)間。加大宣傳力度，特別是對普通民眾的宣傳，積極發(fā)揮媒體的公眾效應(yīng)。設(shè)立專項(xiàng)資金，加大中央投入，鼓勵和支持治理技術(shù)和措施的研發(fā)創(chuàng)新，幫助地方應(yīng)對污染事件。加快產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整，對涉重的工礦企業(yè)進(jìn)行專項(xiàng)整治，取締廠房設(shè)施差、技術(shù)設(shè)備落后、管理理念陳舊的小型、分散企業(yè)，鼓勵兼并重組，支持企業(yè)技術(shù)創(chuàng)新、設(shè)備更新?lián)Q代、國外先進(jìn)經(jīng)驗(yàn)學(xué)習(xí)。提高涉重項(xiàng)目的準(zhǔn)入門檻，嚴(yán)格限制其上馬，將重金屬污染防治納入政府官員考核范圍，強(qiáng)化政府職能。
建立涉重企業(yè)誠信檔案，對產(chǎn)生污染的企業(yè)實(shí)施懲罰性賠償，嚴(yán)格企業(yè)社會責(zé)任。增加企業(yè)和政府相關(guān)透明度，減少民眾恐慌。鼓勵群眾舉報涉重企業(yè)不法行為，保護(hù)群眾的知情權(quán)和表達(dá)權(quán)。建立相關(guān)醫(yī)療和環(huán)境修復(fù)機(jī)制，能及時應(yīng)對突發(fā)重金屬污染事件[6]。
3.2 企業(yè)層面。
“每個企業(yè)家身上都應(yīng)該流著道德的血液”。在針對企業(yè)而言，首先應(yīng)該承擔(dān)起自身的社會責(zé)任，樹立一個良好的公眾形象，還利于民。企業(yè)內(nèi)部應(yīng)該完善相關(guān)污染處理管理辦法，借鑒國外管理經(jīng)驗(yàn)，盡量避免不必要的事件發(fā)生，一旦發(fā)生污染，應(yīng)及時措施，將損失降到最低。在工藝設(shè)備方面，應(yīng)引進(jìn)國外先進(jìn)技術(shù)，對設(shè)備進(jìn)行升級換代。建立重金屬廢物回收處理生產(chǎn)環(huán)節(jié)，變廢為寶。
企業(yè)之間可進(jìn)行強(qiáng)強(qiáng)聯(lián)合與破財兼并，增強(qiáng)企業(yè)經(jīng)濟(jì)實(shí)力與競爭能力。
3.3 民眾層面。
增強(qiáng)環(huán)保意識和自我保護(hù)意識，發(fā)現(xiàn)重金屬污染現(xiàn)象應(yīng)及時向有關(guān)政府管理部門或監(jiān)督機(jī)構(gòu)報告，將污染程度降到最低。日常生活垃圾應(yīng)分類丟放，特別是電池、廢舊電腦、電視機(jī)等電子產(chǎn)品應(yīng)專門處理。盡量減少對海鮮頭部和皮蛋的食用，減少彩色艷麗的餐具購買和使用，減少化妝品的使用，將少染發(fā)燙發(fā)，做到真正從日常生活層面將重金屬污染拒之門外。
適當(dāng)涉獵有關(guān)重金屬污染和防止的書目報刊雜志，增加自我的知識面，減少恐慌情緒，避免盲目從眾或不知所措。
4 結(jié)語
重金屬污染隨著經(jīng)濟(jì)發(fā)展與工業(yè)化的進(jìn)一步深化，對于它的思考與防治正一步步成為一項(xiàng)涉及多方面的系統(tǒng)工程，也必將成為今后我國環(huán)境保護(hù)方面的重要工程。包括政府和企業(yè)管理人員在內(nèi)的每個民眾都應(yīng)警鐘長鳴，將重金屬污染當(dāng)成一項(xiàng)長期的任務(wù)來抓，消化存量，控制增量，敢于斗爭，重金屬污染問題將會得到最終的解決。
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關(guān)鍵詞：固化劑；重金屬污染底泥；固化/穩(wěn)定化修復(fù)技術(shù)
中圖分類號 X52 文獻(xiàn)標(biāo)識碼 A 文章編號 1007-7731（2016）13-0097-05
重金屬是指相對密度在4.5g/cm3以上，或比重大于5的金屬。與有機(jī)物不同，重金屬無法被微生物降解，且能夠富集在生物體內(nèi)，因此重金屬污染物潛在危害性大。由泥沙、黏土、有機(jī)質(zhì)及各種礦物混合形成的底泥，經(jīng)過一系列物理化學(xué)、生物、水體傳輸?shù)茸饔枚练e于水體底部形成。重金屬一旦進(jìn)入水體，可通過吸附、絡(luò)合、沉淀等作用，富集在河床表層底泥中，其在底泥中的含量可超過上覆水體含量數(shù)個數(shù)量級，成為水體重金屬的儲存庫和歸宿[1]。當(dāng)環(huán)境條件變化時，部分重金屬可能會通過解吸、溶解、氧化還原等作用，從底泥中釋放，引起水體二次污染[2]。底泥中重金屬的不斷積累不僅對水生生物、沿河居民飲用水和農(nóng)田安全灌溉構(gòu)成嚴(yán)重威脅，還可能通過食物鏈危害人體健康。因此，對重金屬污染底泥安全處置顯得尤為必要。
當(dāng)前國內(nèi)外對于底泥中污染物的修復(fù)方法主要有4種，分別是原位固定、原位處理、異位固定和異位處理[3]。原位固定或處理是指對污染的底泥不進(jìn)行疏浚而直接采用固化/穩(wěn)定化或者生物降解等手段消除底泥污染的行為；異位固定或處理是指將污染的底泥疏浚后再進(jìn)行處理，消除污染物對水體的危害的行為。原位處理的效率一般情況下低于異位處理的效率，且工藝過程控制較困難，不能徹底消除其毒性，所以原位處理技術(shù)并未在實(shí)際工程中廣泛應(yīng)用[4]。
固化主要是指向土壤或底泥中添加固化劑而形成石塊狀固體，并將污染物轉(zhuǎn)化為不易溶解、遷移能力弱和毒性小的狀態(tài)的過程[5]；或投加固化劑使底泥由顆粒狀或者流體狀變?yōu)槟軡M足一定工程特性（如路基填料）的緊密固體，并將重金屬包裹在固化體中，減少重金屬向外界的遷移[6]；穩(wěn)定化是指在底泥中投加螯合劑使重金屬由不穩(wěn)定態(tài)（水溶態(tài)、離子交換態(tài)）轉(zhuǎn)變成穩(wěn)定態(tài)（殘渣態(tài)），顯著降低重金屬的生物活性[7]。利用固化/穩(wěn)定化技術(shù)處理重金屬污染底泥，是現(xiàn)階段比較合理的處理方式[8-9]。本文將從當(dāng)前我國底泥重金屬污染現(xiàn)狀及固化/穩(wěn)定化修復(fù)技術(shù)發(fā)展進(jìn)行綜述，為底泥重金屬污染綜合治理與修復(fù)提供科學(xué)依據(jù)。
1 我國底泥重金屬污染現(xiàn)狀
1.1 底泥重金屬污染物的來源 底泥中重金屬的來源包括自然源和人為源2個方面。自然源中，成土母質(zhì)及成土過程對底泥中重金屬的含量影響較大；而人為源則是底泥中重金屬的最重要來源。重金屬通過各類廢水、土壤沖刷、地表徑流、大氣降塵、大氣降水及農(nóng)藥施用等途徑進(jìn)入水體后[10]，通過復(fù)雜的物理、化學(xué)、生物和沉積過程在底泥中逐漸富集。
1.1.1 各類廢水 工業(yè)廢水和城市生活污水是造成底泥重金屬污染的重要原因。通常，河流沿岸分布著大大小小的企業(yè)，如印染廠、制衣廠、皮革廠等等。一方面，一些未經(jīng)（充分）處理的廢水直接進(jìn)入水體；另一方面，盡管一些廢水重金屬污染物濃度未超標(biāo)，但由于廢水排放量巨大，使得水體和底泥吸納了大量污染物，呈現(xiàn)緩慢污染的現(xiàn)象。同時，很多地方的生活污水沒有連接到排污管網(wǎng)而直接排放入水體，當(dāng)進(jìn)入水體的污染物數(shù)量超過了水體的自凈能力，導(dǎo)致水體質(zhì)量下降和惡化，進(jìn)而造成水體和底泥的污染。
1.1.2 固體廢棄物 靠近城鎮(zhèn)的河流周邊經(jīng)常隨意堆放大量的建筑垃圾、生活垃圾，自然降水（尤其是酸雨）和排水使固體廢棄物中所含的重金屬元素以廢棄堆為中心向四周環(huán)境擴(kuò)散，進(jìn)入水體，被底泥富集。另外，大型工礦企業(yè)的礦渣場（如馇、鋼渣等）、灰渣場、粉煤灰場等，在雨水和地表徑流的沖刷下，重金屬會通過地表徑流進(jìn)入附近水體底泥中。
1.1.3 土壤沖刷 2014年國家環(huán)境保護(hù)部和國土資源部的《全國土壤污染狀況調(diào)查公報》顯示，我國耕地質(zhì)量堪憂，Cd成為首要污染物（點(diǎn)位超標(biāo)率7.0%），其含量呈從西北到東南、從東北到西南逐漸增加的趨勢。2015年《中國耕地地球化學(xué)報告》顯示，我國污染或超標(biāo)耕地約0.076億hm2，主要分布在湘鄂贛皖區(qū)、閩粵瓊區(qū)和西南區(qū)。土壤中的重金屬可通過降雨、地表徑流等方式轉(zhuǎn)移到底泥中。如磷肥中重金屬Cd的含量較高，長期施用磷肥，會造成土壤中重金屬Cd含量增大；規(guī)?；B(yǎng)殖場使用的有機(jī)肥料中大都含有重金屬添加劑（如Zn、Cu等），這些有機(jī)肥料在農(nóng)田施用時，會導(dǎo)致Zn、Cu等重金屬元素含量增加。
1.1.4 大氣沉降 交通運(yùn)輸、能源產(chǎn)業(yè)（發(fā)電廠）、冶金和建筑材料生產(chǎn)產(chǎn)生的氣體和粉塵，金屬礦山的開采和冶煉、電鍍等是大氣中重金屬污染物的主要來源。這類污染源中的重金屬基本上是以氣溶膠的形態(tài)進(jìn)入大氣中，通過干沉降（主要是顆粒物）或濕沉降（主要是雨水）的方式進(jìn)入水體、土壤，進(jìn)而沉積到底泥中并最終影響人類健康[11-12]。
1.2 底泥重金屬污染現(xiàn)狀 滑麗萍等[13]通過搜集我國不同區(qū)域湖泊底泥重金屬含量背景值發(fā)現(xiàn)，我國湖泊底泥重金屬污染程度不均，臨近工礦企業(yè)及人類經(jīng)濟(jì)活動區(qū)的湖泊底泥重金屬污染較重，遠(yuǎn)離這些區(qū)域的湖泊則保持比較潔凈的水體環(huán)境。張穎等[14]采用潛在生態(tài)風(fēng)險指數(shù)分析法對松花江全江段表層沉積物調(diào)查發(fā)現(xiàn)，松花江表層沉積物中重金屬Hg和As的空間分布離散性較大，Cd和Pb相對較均勻，整體上松花江重金屬污染處于低度風(fēng)險水平，僅個別斷面處于中度風(fēng)險水平。戴秀麗等[15]通過對太湖沉積物重金屬含量的分析發(fā)現(xiàn)，太湖Cu的污染級別高于其他污染金屬，且集中在太湖北部地區(qū)；Cr屬輕度污染，但其空間分布較廣且均衡，與周邊污染點(diǎn)源關(guān)系密切。李鳴等[16]通過測定鄱陽湖湖區(qū)、入湖口及出湖口水體及底泥中重金屬含量發(fā)現(xiàn)，鄱陽湖水體中重金屬含量較低（遠(yuǎn)低于國家標(biāo)準(zhǔn)），但鄱陽湖底泥中重金屬積累較嚴(yán)重，Zn、Cu、Pb、Cd的含量均超過背景值。張鑫等[17]對安徽銅陵礦區(qū)水系沉積物中重金屬進(jìn)行潛在生態(tài)危害評價表明，沉積物中Cu、Pb和Zn的含量變化大，Hg和Cr變化小，除Hg、Cr和Zn外，其他重金屬都為強(qiáng)和極強(qiáng)生態(tài)危害。
2 固化/穩(wěn)定化修復(fù)技術(shù)
底泥重金屬污染按修復(fù)原理可分為物理、化學(xué)、生物及聯(lián)合修復(fù)技術(shù)。由于目前尚缺乏經(jīng)濟(jì)高效的手段將重金屬從底泥中直接去除，因此，通過化學(xué)手段降低重金屬活性，減小污染物向食物鏈的遷移是進(jìn)行底泥重金屬污染修復(fù)的重要方法。固化/穩(wěn)定化的目的是封閉污染物，最大程度地減少污染物釋放到環(huán)境中，同時提高廢物的物理力學(xué)性質(zhì)。相比于微生物和植物修復(fù)的低效率、長周期以及物理修復(fù)高成本的缺點(diǎn)，固化/穩(wěn)定化技術(shù)具有操作簡單、成本低、效率高等優(yōu)點(diǎn)。
固化劑的選擇是重金屬固化/穩(wěn)定化修復(fù)技術(shù)的關(guān)鍵，固化/穩(wěn)定化所用的惰性材料稱為固化劑[18]，常用的固化劑類型為無機(jī)固化劑、有機(jī)固化劑和復(fù)配固化劑。無機(jī)固化劑主要有磷礦石、磷酸氫鈣、羥基磷灰石等磷酸鹽類物質(zhì)以及硅藻土、膨潤土、天然沸石等礦物；有機(jī)固化劑主要有草炭、農(nóng)家肥、綠肥等有機(jī)肥料[27]。固化材料有水泥、粉煤灰、石灰和石膏粉等。
水泥固化主要產(chǎn)生起膠結(jié)作用的水化硅酸鈣；粉煤灰與水泥混合使用產(chǎn)生水化鋁酸鈣和水化硅酸鈣；粉煤灰主要起充填作用；石灰固化產(chǎn)生碳酸鈣，具有一定的脫水作用；石膏固化產(chǎn)生鈣礬石，具有充填作用[20]，具體如表1。
2.2 磷酸鹽類固化劑 羥基磷灰石和磷酸氫鈣等磷酸鹽類固化劑效果好、性價比較高，磷酸鹽將重金屬元素吸附在其表面或與重金屬發(fā)生反應(yīng)生成沉淀或礦物[19]。陳世寶[21]等為了研究含磷化合物對固化/穩(wěn)定化土壤中有效態(tài)鉛的影響，向重金屬污染的土壤中施加了不同性質(zhì)的含磷化合物，結(jié)果表明，在重金屬污染的土壤中加入羥基磷灰石、磷酸氫鈣和磷礦粉能明顯降低土壤表層的有效態(tài)鉛含量，并且發(fā)現(xiàn)有效態(tài)鉛的含量隨施入的磷含量的增加而顯著降低。
2.3 含鐵類固化劑 一些研究表明，針鐵礦、鐵砂FeSO4、Fe2（SO4）3、FeCl3和石灰對As有良好的固定作用[25-27]。在堿性和氧化條件下，鐵主要以Fe3+存在，水解生成Fe（OH）3。Fe（OH）3既能吸附不穩(wěn)定擴(kuò)散狀態(tài)的膠體，起到水質(zhì)凈化的作用，又可以利用其自身帶有正電荷的特性，強(qiáng)烈地吸附磷，降低底泥磷的釋放。此外，F(xiàn)e（OH）3還能與磷反應(yīng)生成磷酸鐵以及絡(luò)合物（FeOOH-PO4）的形態(tài)而去除磷[28]。但含鐵類固化劑的處理效果容易受氧化還原電位和pH值的影響，通常都需結(jié)合其他的輔助措施[5]。近年來出現(xiàn)的復(fù)合鐵鹽與高分子聚合鐵鹽，如復(fù)合亞鐵、聚硫酸鐵等被逐漸應(yīng)用于重金屬污染底泥的固化處理中且效果較好[29]。
2.4 鋁鹽類 作為底泥固化/穩(wěn)定化應(yīng)用最早和最廣泛的鋁鹽，主要有硫酸鋁（明礬）、氯化鋁和聚合氯化鋁等，其水解后形成的A1（OH）3絮狀體，既能去除水體中的顆粒物并吸附底泥中溶出的磷[5]，又可以吸附水體中的重金屬離子，如鉻、銅、鉛、鋅等[30]。鋁鹽用于底泥鈍化效果較穩(wěn)定，不受氧化還原電位影響，成本低，且有效時間長。如在美國佛蒙特州的Morey lake，投加鋁酸鈉和明礬來控制底泥磷的釋放，5年后該湖上層水體總磷濃度由20～30μg/L下降至10μg/L以下[31]。
2.5 天然礦物類固化劑 海泡石、沸石等天然礦物材料，顆粒小、比表面積大，礦物表面富集負(fù)電荷，具有較強(qiáng)的離子交換能力和吸附性。章萍等[32]向蘇州河的污染底泥中加入了膨潤土，結(jié)果表明，鈣基膨潤土對銅、鉛和鋅均具有較大的吸附性能，且溶液pH值升高時，對這3種重金屬的吸附效果增強(qiáng)。
2.6 有機(jī)物料 農(nóng)家肥一類的有機(jī)質(zhì)用于固化/穩(wěn)定化底泥中的重金屬，作用機(jī)理主要是含有的胡敏素和胡敏酸等能夠與底泥中的重金屬離子發(fā)生絡(luò)合作用，形成難溶物，以此降低重金屬毒性及生物可利用性[19]。華珞[33]等向重金屬污染的土壤中施加了豬廄肥進(jìn)行固化/穩(wěn)定化研究，結(jié)果顯示，施入豬廄肥可以使土壤中的碳酸鹽態(tài)鋅和有效態(tài)鋅的含量升高，而鐵猛氧化物結(jié)合態(tài)鎘、有效態(tài)鎘及鐵猛氧化物結(jié)合態(tài)鋅的含量降低。Houben等[34]向重金屬污染底泥中施加有機(jī)肥后，可交換態(tài)的鉛、鎘和鋅的含量均有大幅度的減少，固化/穩(wěn)定化效果明顯。
2.7 復(fù)配固化劑 底泥和土壤中重金屬污染多為復(fù)合污染，多種重金屬之間有相互作用，且不同固化劑對不同重金屬的固化效果存在差異?，F(xiàn)階段，通常將多種固化劑復(fù)配后再使用，以此達(dá)到對多種重金屬污染高效修復(fù)的效果[19]。曾卉[22]等用海泡石、膨潤土、硅藻土、沸石分別與石灰石以不同的質(zhì)量比進(jìn)行復(fù)配，對重金屬污染的底泥進(jìn)行固化試驗(yàn)，結(jié)果表明，石灰石與硅藻土以質(zhì)量比2∶1復(fù)配時固化效果最好。
3 展望
近年來，水體污染治理力度不斷加大，2015年2月《水污染防治行動計劃》的頒布后，與水體水質(zhì)密切相關(guān)的底泥重金屬污染的治理也越來越得到人們的關(guān)注。2016年3月17日，中華人民共和國國民經(jīng)濟(jì)和社會發(fā)展第十三個五年規(guī)劃綱要提出開展66.67萬hm2受污染耕地治理修復(fù)和266.67萬hm2受污染耕地風(fēng)險管控，深入推進(jìn)以湘江流域?yàn)橹攸c(diǎn)的重金屬污染綜合治理。這些條例和規(guī)劃綱要的，都有助于我國大氣、土壤和水體環(huán)境質(zhì)量的改善。因此，當(dāng)前底泥重金屬污染治理重要的是進(jìn)一步減少進(jìn)入水體和底泥的污染物，達(dá)到“控源”目的，以及針對歷史遺留的重度污染底泥區(qū)進(jìn)行修復(fù)和治理，減少底泥污染物的總量，實(shí)現(xiàn)“減存”目標(biāo)。
然而，當(dāng)前能夠?qū)崿F(xiàn)底泥污染物“減存”的方法成本高，操作復(fù)雜，少有推廣應(yīng)用。更多的是采用固化方法，降低污染物的活性，減少污染物對其他生物的毒性，且目前已經(jīng)有一些實(shí)際應(yīng)用案例。如1996年長春南湖湖區(qū)內(nèi)用硫酸鋁鈍化底泥，顯著增加了底泥中可溶性磷酸鹽的去除率[35]。2006年，為了解決香港城門河水質(zhì)惡臭問題，特區(qū)政府按照“生化處理為主，疏浚為輔”的原則，疏浚底泥29×104m3，采用投加硝酸鈣原位鈍化方法從根本上治理城門河淤泥，改善了城門河的生態(tài)環(huán)境[36]。
盡管如此，固化方法當(dāng)前還存在很多不足。首先，對于固化劑材料本身，需要滿足高效、不產(chǎn)生二次污染、低成本且操作便捷；其次，由于底泥性質(zhì)差異大，對于多種重金屬復(fù)合污染，既要考慮到重金屬之間的相互作用，又要考慮到不同固化劑所針對不同重金屬的固化效果的不同（如能夠較好固定Cu、Cd、Pb的堿性固化劑，往往會增加As的活性），將多種固化劑復(fù)配之后使用，以達(dá)到高效修復(fù)的效果。
當(dāng)前已經(jīng)有不少學(xué)者在重金屬底泥固化方面進(jìn)行了大量的研究，但在實(shí)際的底泥固化中，仍存在固化效率不穩(wěn)定、底泥固化速率差異大等現(xiàn)象，尤其是酸雨的作用可能會導(dǎo)致固化后底泥污染物的二次釋放，可能會危害水生生物生存，甚至導(dǎo)致魚類死亡。關(guān)于底泥固化修復(fù)技術(shù)的實(shí)施，國內(nèi)還缺少自主生產(chǎn)的機(jī)械設(shè)備，如固化劑造粒設(shè)備、機(jī)械化投加固化劑設(shè)備等），需要加強(qiáng)研發(fā)，降低修復(fù)工程中對施工人員的健康的危害，提高可操作性。
因此，今后的一段時間內(nèi)，在固化劑產(chǎn)品的研發(fā)上，要加強(qiáng)復(fù)合固化劑的研發(fā)力度，研發(fā)出高效、綠色、低成本、效果持久的新產(chǎn)品。同時，要加強(qiáng)固化機(jī)理的研究，明確固化劑產(chǎn)品的最佳投加環(huán)境條件，加強(qiáng)對固化修復(fù)技術(shù)裝備的研發(fā)投入，降低對國外機(jī)械的依賴程度。最后，結(jié)合國內(nèi)底泥重金屬污染形勢（如湖南湘江流域、廣西環(huán)江流域、江西鄱陽湖流域），適當(dāng)選取部分嚴(yán)重污染區(qū)，開展重金屬污染底泥的固化修復(fù)示范試點(diǎn)，總結(jié)好的經(jīng)驗(yàn)，進(jìn)行更大范圍的推廣示范。
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關(guān)鍵詞重金屬污染；生物修復(fù)技術(shù)；起源；原理
中圖分類號：X53 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1671-7597（2014）12-0028-01
重金屬污染主要是指由重金屬或著其化合物造成的環(huán)境污染。重金屬污染與其他有機(jī)化合物的污染有所不同。不少有機(jī)化合物可以利用自然界本身的物理、化學(xué)或生物的凈化特點(diǎn)，使其害性成分降低或解除。而重金屬具有富集性，很難在環(huán)境中降解。所以，重金屬污染的物的降解和修復(fù)問題已經(jīng)成為環(huán)境研究領(lǐng)域的重要課題。近幾十年來，生物修復(fù)技術(shù)作為新型的重金屬治理技術(shù)，越來越被廣泛的應(yīng)用于實(shí)踐當(dāng)中。
1重金屬污染生物修復(fù)技術(shù)的起源與發(fā)展
作為一種新型的技術(shù)，生物修復(fù)技術(shù)大概出現(xiàn)在80年代，剛開始一般應(yīng)用于清除和治理環(huán)境污染的生物工程技術(shù)，它的原理就是通過生物本身具有的能夠分解有害物質(zhì)的能力，來分解污染環(huán)境的有害物質(zhì)，例如土壤中的污染物，并且還會通過增加通氣效率、補(bǔ)充營養(yǎng)、投加優(yōu)良菌種以及改善環(huán)境條件等方式來提高微生物的代謝作用和降解活性的水平，以便利于促進(jìn)對污染物的降解速度，最終可以完成對污染環(huán)境治理的任務(wù)。在剛開始的時候，這種技術(shù)主要被應(yīng)用在環(huán)境中石油烴污染的治理，并且結(jié)果也很完美。實(shí)踐結(jié)果表明，生物修復(fù)技術(shù)是實(shí)用的、有用的以及優(yōu)越的。此后，該技術(shù)也被不斷的廣泛的使用在對環(huán)境中其他污染類型的治理。在美國，他們的很多州對生物修復(fù)技術(shù)也抱有濃厚的興趣，認(rèn)為這種技術(shù)使用價值也是非常大的，例如在新澤西州、威斯康星州規(guī)定將該技術(shù)列為凈化受儲油罐泄漏污染土壤治理的常用方法之一。在研究領(lǐng)域中，這種技術(shù)最成功的例子是Jon E. Llidstrom等人在1990年夏到1991年，被應(yīng)用在投加營養(yǎng)和高效降解菌對阿拉斯加Exxon Valdez王子海灣由于油輪泄漏造成的污染進(jìn)行的處理，并且取得了非常顯著的效果，使得近百公里海岸的環(huán)境質(zhì)量得以改善。
2重金屬污染生物修復(fù)技術(shù)的基本原理
隨著人們對環(huán)境的保護(hù)意識越來越強(qiáng)烈，一些相關(guān)工作者開始研究在不破壞土壤生態(tài)環(huán)境的條件下來治理重金屬污染土壤的新方法。在現(xiàn)在使用的土壤重金屬污染治理技術(shù)中，生物修復(fù)技術(shù)被認(rèn)為是生命力最旺盛的，應(yīng)用也是最廣泛的。它的基本原理主要是利用土壤中天然的微生物資源或者人為投加目的菌株到各污染土壤中，將滯留的污染物快速降解和轉(zhuǎn)化成無害的物質(zhì)，使土壤恢復(fù)其天然功能。
3土壤中重金屬污染生物修復(fù)技術(shù)
1）植物修復(fù)。所謂的植物修復(fù)技術(shù)是在植物忍耐、超量積累或者某些化學(xué)元素的理論基礎(chǔ)上，利用植物以及其共存微生物清除環(huán)境污染物的能力，發(fā)展起來的一種環(huán)境污染治理技術(shù)。植物修復(fù)技術(shù)作為一種新型的應(yīng)用技術(shù)，從廣義上講，它包含了利用植物修復(fù)重金屬污染的土壤、利用植物凈化空氣、利用植物清除放射性核素以及利用植物和它的根系微生物共同作用凈化土壤有機(jī)污染物四個方面的內(nèi)容。而狹義上講，植物修復(fù)技術(shù)就是利用植物清除污染土壤的重金屬。一般來說植物修復(fù)技術(shù)可以劃分為植物提取法、植物揮發(fā)法、植物根系過濾法和植物固化穩(wěn)定化法。
2）微生物修復(fù)。微生物修復(fù)技術(shù)具體表現(xiàn)在微生物對土壤中重金屬活性的影響，主要包括生物吸附和生物轉(zhuǎn)化兩個方面的內(nèi)容。微生物可以利用有效的營養(yǎng)和能源，在土壤濾瀝過程中通過分泌有機(jī)酸絡(luò)合并溶解重金屬。微生物可以利用多種代謝活動直接或間接的對重金屬進(jìn)行溶解。微生物代謝活動可以生成像甲酸、乙酸、丁酸等多種低分子量的有機(jī)酸。微生物對重金屬的生物轉(zhuǎn)化和氧化還原，可以使土壤中的重金屬形成的不易遷移的高價離子化合物轉(zhuǎn)化為易遷移的低價離子化合物。微生物修復(fù)技術(shù)主要包括原位修復(fù)技術(shù)、異位修復(fù)技術(shù)和原位-異位修復(fù)技術(shù)。其中，原位修復(fù)技術(shù)是在不破壞土壤結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上形成的微生物修復(fù)技術(shù)，主要分為投菌法、生物培養(yǎng)法和生物通氣法。異位修復(fù)技術(shù)在治理污染土壤時，需要大面積的對污染土壤進(jìn)行擾動，其主要技術(shù)包括預(yù)制床技術(shù)、生物反應(yīng)器技術(shù)、厭氧處理和常規(guī)的堆肥法。
3）動物修復(fù)。動物修復(fù)技術(shù)是指利用一些低等動物如蚯蚓、鼠類等，在土壤具有吸收重金屬的特性發(fā)展起來的技術(shù)。通過對它們的利用，可以在一定程度上減少重金屬的污染，達(dá)到治理重金屬對土壤污染的目的。如在pb污染比較要種的地區(qū)，在土壤中投放大量的蚯蚓，通過電激、清水等方法驅(qū)出蚯蚓集中處理，對Pb污染的土壤具有一定的治理效果。
4水體中重金屬污染生物修復(fù)技術(shù)
1）植物修復(fù)。水體中植物修復(fù)技術(shù)是通過植物的吸收和代謝功能將環(huán)境介質(zhì)中的有毒有害污染物進(jìn)行分解、富集和穩(wěn)定的過程。人們也可以利用藻類對重金屬的吸收以及對重金屬的耐受機(jī)理，使用藻類生物修復(fù)重金屬污染水體。
2）微生物修復(fù)。所謂的微生物修復(fù)技術(shù)就是通過培育的生物或者培養(yǎng)、接種的微生物，利用它們對水中污染物進(jìn)行轉(zhuǎn)移、轉(zhuǎn)化及降解作用，使水體得到恢復(fù)。微生物修復(fù)技術(shù)在處理污水、廢水方面已經(jīng)有近百年的歷史，它是在以人為的條件為前提的條件下，利用自然環(huán)境中生存繁衍的微生物或人為投加的特效微生物的生命代謝活動，來分解污染物，達(dá)到修復(fù)受污染的環(huán)境的目的。
3）動物修復(fù)。在水體中，通過添加肉食性魚類，或減少浮游生物食性魚類使浮游動物生物量增加的方法，即動物操縱修復(fù)技術(shù)來控制藍(lán)藻、綠藻的生長?？梢岳脼V食性動物和腐食性動物的攝食習(xí)性來有效降低養(yǎng)殖對水體環(huán)境造成的負(fù)面影響。
5總結(jié)
根據(jù)上文的敘述我們可以了解到，不管是水體中重金屬的污染，還是土壤中重金屬的污染，一般都可以通過植物修復(fù)、動物修復(fù)、微生物修復(fù)這三種生物修復(fù)技術(shù)來治理因重金屬污染的環(huán)境。當(dāng)然針相應(yīng)的具體內(nèi)容會有所不同，我們在使用生物修復(fù)技術(shù)來治理環(huán)境的時候應(yīng)該結(jié)合當(dāng)時環(huán)境來選擇合適的修復(fù)技術(shù)與方法，即“因地制宜”。我相信只要我們采用的方法得當(dāng)，治理的及時，我們所生活的環(huán)境就會更加美好。
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關(guān)鍵詞：土壤重金屬污染 環(huán)境保護(hù) 單因子指數(shù)法 綜合指數(shù)法 GIS技術(shù)
中圖分類號：X5 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1674-098X（2014）01（b）-0113-02
據(jù)最新媒體報道數(shù)據(jù)顯示，近十年來，我國重金屬污染的農(nóng)田面積持續(xù)擴(kuò)大，著名的陜西鳳祥血鉛超標(biāo)事件、湖南瀏陽鎘中毒事件和貴州汞中毒事件等，都是由重金屬污染造成，引起社會各界高度關(guān)注。20世紀(jì)六七十年代，日本富山縣流傳的骨痛病，就是由于當(dāng)?shù)鼐用袷褂昧撕k大米和飲用了鎘含量超標(biāo)的河水而引起的，幾乎同一時期，也在日本，熊本縣的居民由于使用了被汞廢水污染的水產(chǎn)品，導(dǎo)致該流域上萬人患中樞神經(jīng)病，帶來了巨大的負(fù)面影響。由此可見，土壤重金屬污染具有極大的危害性、擴(kuò)散性、覆蓋性。當(dāng)前形勢下，研究土壤重金屬污染評價方法具有十分重要的現(xiàn)實(shí)意義和戰(zhàn)略意義。
1 土壤重金屬污染的成因及特點(diǎn)
水乃生命之源，土是立國之本，土壤是人類社會賴以存在和發(fā)展的根本前提，是最重要的基礎(chǔ)資源。在天然環(huán)境下，幾百年時間才能生成1厘米厚的土層，其更新周期十分緩慢，通常被認(rèn)為是不可再生資源，但也是眾多污染廢棄物殘留的主要介質(zhì)之一。隨著近現(xiàn)代工業(yè)的飛速發(fā)展，土壤中沉積了越來越多的廢棄污染物。工業(yè)生產(chǎn)、居民生活垃圾的不合理處置以及礦產(chǎn)開采等，都會帶來土壤重金屬污染。從化學(xué)理論角度來講，98%以上的金屬都屬于重金屬，從環(huán)境保護(hù)學(xué)領(lǐng)域來講，土壤重金屬污染中的重金屬主要包括汞、鉛、鋅、砷和鎳等。
1.1 土壤重金屬污染的成因分析
1.1.1 自然原因
自然界中，土壤重金屬的形成不是單方面作用的結(jié)果，而是受多方面因素影響，在不同時期，其主要影響因素又不同。土壤形成初始時期，其重金屬含量受成土母質(zhì)的影響較大，母質(zhì)中的重金屬含量及組成直接決定了土壤重金屬的值。隨著土壤的發(fā)育，母質(zhì)對其重金屬值的影響逐漸減弱。與此同時，生物殘落物的影響逐漸增強(qiáng)，受生物個體差異影響，其殘落物也呈現(xiàn)出多樣化的特點(diǎn)，對土壤重金屬組成的影響程度也各不相同。大氣沉降，如火山爆發(fā)、森林火災(zāi)等可能使許多重金屬漂浮于空中，其中一些被植物葉片吸收，進(jìn)而被微生物分解進(jìn)入土壤，從而改變土壤的重金屬含量與構(gòu)成。
1.1.2 人為原因
研究人員對近30年的土壤重金屬污染原因進(jìn)行統(tǒng)計，分析發(fā)現(xiàn)隨著工業(yè)化程度的不斷加深，人類活動已經(jīng)逐漸上升成為土壤重金屬污染的主要來源。具體來講，人類活動又突出表現(xiàn)在以下幾個方面：
（1）廢氣、煙塵等大氣污染。城市化進(jìn)程的加快在反映國民物質(zhì)生活水平提升的同時也帶來一系列環(huán)境問題，城市交通、工業(yè)生產(chǎn)等向大氣排放大量廢氣、煙塵，造成大氣污染，通過大氣沉降，這些物質(zhì)進(jìn)入土壤，造成土壤重金屬污染。經(jīng)調(diào)查研究發(fā)現(xiàn)，工礦生產(chǎn)集中區(qū)域、城市道路、鐵路周圍，土壤重金屬污染往往格外嚴(yán)重。
（2）化肥農(nóng)藥在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的使用。為了縮短農(nóng)作物生長周期，現(xiàn)代農(nóng)業(yè)生產(chǎn)常會選擇使用化肥農(nóng)藥，大量化肥與農(nóng)藥的使用在帶來生產(chǎn)效益的同時，也將其中所含的重金屬物質(zhì)帶入了農(nóng)作物與土壤，造成土壤重金屬污染，影響人體健康。
（3）水體污染。受水資源分布不均因素影響，在部分地區(qū)，農(nóng)田灌溉需要引入工業(yè)廢水和生活污水，這些未經(jīng)合理處置的污水進(jìn)入到農(nóng)田，造成土壤重金屬污染，由于污染水體中含有大量重金屬物質(zhì)，通過污水灌溉產(chǎn)生的土壤重金屬危害破壞性更大，極易造成循環(huán)性水土污染。
（4）其他活動。含重金屬的工業(yè)廢棄物，城市居民生活垃圾的堆放，金屬礦山酸性廢水的排放等也會造成土壤的重金屬污染。
1.2 土壤重金屬污染的特點(diǎn)
依據(jù)化學(xué)金屬元素相關(guān)理論，重金屬性質(zhì)穩(wěn)定，極難被微生物降解，一旦進(jìn)入土壤造成重金屬污染，勢必對農(nóng)作物的品質(zhì)和產(chǎn)量產(chǎn)生較大影響，加之其潛伏周期長，通過食物鏈的“生物富集效應(yīng)”嚴(yán)重影響動物和人體的健康。有研究表明，低濃度的汞在小麥萌發(fā)初期能起到促進(jìn)生長作用，但隨著時間的延長，最終表現(xiàn)為抑制作用；砷有劇毒，可致癌；鎘會危害人體的心腦血管。歸納起來，重金屬污染有以下幾個特點(diǎn)：（1）潛伏周期長，污染具有隱蔽性；（2）性質(zhì)穩(wěn)定，污染具有難降解性；（3）相互作用，污染具有協(xié)同性、擴(kuò)散性。因此，重金屬污染又有“化學(xué)定時炸彈”之稱。
2 污染土壤的危害與治理
當(dāng)土壤中的重金屬含量達(dá)到一定程度，不僅會導(dǎo)致土壤污染、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)收益下降，通過徑流，還會對水體（地表水、地下水）產(chǎn)生淋失作用，污染水資源、破壞水文環(huán)境；借助大氣沉降，極易形成大氣污染與水污染、土壤污染的“死循環(huán)”，進(jìn)而影響人體健康。
根據(jù)重金屬污染的隱蔽性、不可逆性及長期性等特點(diǎn)，與大氣污染、水污染等環(huán)境問題相比，土壤污染的治理難度更大?，F(xiàn)行的重金屬污染土壤治理主要有生物法、化學(xué)法、工程治理法等方法，就目前科學(xué)技術(shù)發(fā)展形勢來看，在治理方案設(shè)計上尚未形成統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，在實(shí)際操作中，不同的地理環(huán)境在方法的選用上存在區(qū)別，使用的技術(shù)也多種多樣。從總體上來講，治理污染土壤首先應(yīng)查明污染成因，以《土壤環(huán)境監(jiān)測技術(shù)規(guī)范》為指導(dǎo)，對污染區(qū)域進(jìn)行實(shí)地分層采樣調(diào)查，一般將受污染區(qū)域分為“污染源區(qū)”、“保護(hù)區(qū)”和“超標(biāo)污染區(qū)”三個區(qū)域，具體劃分及處理的原則見（表1）。
值得注意的是，無論采用何種方式，在對土壤污染進(jìn)行治理時，應(yīng)注意因地制宜，結(jié)合受污染區(qū)域的土質(zhì)情況、土地使用性質(zhì)與功能、重金屬污染物含量與構(gòu)成等特點(diǎn)，對治理效果、時間、經(jīng)費(fèi)等作出合理預(yù)期和科學(xué)規(guī)劃，選擇最佳方案。
3 土壤重金屬污染的評價方法淺析
3.1 單因子指數(shù)法
借助綜合指數(shù)法，可以對受測區(qū)域的重金屬污染情況進(jìn)行分級，指出土壤中污染最大的因素，但無法判定出不同元素對土壤污染的影響差別。根據(jù)這一方法計算出來的污染指數(shù)只能反映各種重金屬元素對土壤的污染程度，而無法精確反映污染的質(zhì)變特征。
3.3 GIS技術(shù)在土壤重金屬污染評價中的運(yùn)用
GIS是由計算機(jī)硬件、軟件及不同方法組成的系統(tǒng)，通過該系統(tǒng)，能夠?qū)崿F(xiàn)空間數(shù)據(jù)的采集、管理、處理、分析與建模，以解決復(fù)雜的規(guī)劃和管理類問題。通過GIS技術(shù)，將不同類型的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理變換，根據(jù)客觀需求對其進(jìn)行空間分析和統(tǒng)計，最終建立各種應(yīng)用模型，以便為研究決策提供依據(jù)。在對土壤重金屬污染進(jìn)行研究時，常利用GIS 技術(shù)的計算與圖形顯示功能，對受測區(qū)域指定采樣點(diǎn)進(jìn)行插值分析，實(shí)現(xiàn)土壤圖數(shù)字化，建立空間與屬性數(shù)據(jù)庫，最終繪出污染物空間分布圖，為土壤污染治理提供參考依據(jù)。
4 結(jié)語
重金屬具有不易分解、易積聚的特點(diǎn)，進(jìn)入土壤之后，改變土質(zhì)構(gòu)成、破壞土壤環(huán)境，借助食物鏈，殘留于農(nóng)作物上的有害物質(zhì)進(jìn)入動物、人體，對人體健康產(chǎn)生嚴(yán)重影響。如何科學(xué)地對土壤重金屬污染進(jìn)行評價，是污染治理的重要前提，相關(guān)人員應(yīng)加大對這一領(lǐng)域的研究力度，積極改善人類共同的生存環(huán)境。
參考文獻(xiàn)
[1] 范拴喜，甘卓亭，李美娟，等.土壤重金屬污染評價方法進(jìn)展[J].中國農(nóng)學(xué)通報，2010（17）：310-315.
