土壤重金属污染现状和治理办法调研

吕芯怡　王　健　张　敬　涂　毅/武汉东湖学院 生命科学与化学学院

土壤重金属污染现状和治理办法调研

吕芯怡王健张敬涂毅/武汉东湖学院 生命科学与化学学院

本文综述了土壤的工业和农业污染原因，分析了土壤重金属污染对人体的危害，指出了土壤重金属污染现行治理方法，探讨了土壤重金属污染的现状，提出了今后的发展趋势。

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

农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）镉、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发布《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发布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2020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。

[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.

项目来源：

武汉东湖学院禾下土实践队暑期社会实践项目。