土壤中重金属污染的原因、危害及解决措施

李玘

（河北农业大学 国土资源学院，河北 保定 071000）

1 中国重金属污染的原因

土壤是人类赖以生存的物质基础，是人类最基本的生产资料和劳动对象，也是人类时代相传的生存和生产条件，是人类的生命线[1]。

土壤重金属污染指的是土壤中的各种重金属元素超标，超过土壤能够承受的极限值。近年来由于盲目施肥现象较为严重，不合理的农药、化肥、塑料薄膜的使用，高矿企业的无序开采，导致土壤重金属污染日益严重。

1.1 自然原因

由于自然环境的影响，成土母质在风化过程中会积累一些重金属元素，在风和雨的作用下，经过物理和化学变化，土壤中的重金属含量会发生改变[2]。

1.2 农业污染源

在农业生产生活中，可能会造成土壤重金属的污染，尤其是农药、化肥的过量使用。虽然肥料在增加作物产量、提高作物品质和保证粮食安全方面起到了作用，但在其补充作物生长所需要的营养元素的同时，不可避免地将一些有毒有害重金属元素带入到了土壤中，这些有害物质积累到一定程度，超出土壤自净能力时，会影响植物的生长，进而影响农作物的产量和品质[3-4]。此外，农用塑料薄膜生产应用的热稳定剂中含有Cd、Pb等，塑料大棚和地膜的过量使用也会造成土壤重金属污染。

1.3 工业污染源

工业污染是重金属的主要污染源，科技是一把双刃剑，随着社会主义工业化的发展，中国在很多方面取得了显著的进步，但由此带来的土壤危害越来越严重。例如工矿业的发展，工业废渣、废气中重金属会继续扩散、吸附、沉降等导致重金属累积；此外，采矿及金属的冶炼会导致重金属含量增加，如湿法炼铜则会使土壤中铜的含量增加；化工生产的废水直接用于灌溉也会造成土壤中重金属含量增加。

1.4 交通污染源

随着社会经济的迅速发展以及交通道路的建设，汽车工业的迅速发展，一些交通较发达地区的土壤重金属污染更加严重，这是因为汽车尾气的排放以及尾气中含有的重金属可能会通过大气的作用沉降到土壤中，造成土壤重金属污染。汽车尾气中含有上百种化合物，其中污染物主要有悬浮固体颗粒、铝、氮氧化合物、铅等，其中铅是有毒的重金属元素，汽车用油大多数掺有防爆剂四乙基铅或甲基铅，含铅汽油的燃烧会使铅这种重金属元素存在于大气中，并且可能会随着大气的沉降作用进入土壤，造成土壤重金属污染。此外，汽车可能会引起扬尘以及交通运输过程中轮胎、车体的老化磨损等也会造成土壤重金属的污染[5]。

2 中国重金属污染的危害

2.1 影响农作物的质量安全

农作物生长在土壤中，而土壤中有重金属污染，过多的重金属元素进入农作物中，影响农作物的细胞及功能，影响这些细胞器的结构和功能，最终导致农作物生长缓慢[6]，重金属可能会富集在农作物中，影响农作物的质量安全。例如土壤中镉元素含量过高，会抑制根系增长，进而造成植物的生理障碍，降低农产品的产量和品质；土壤中铜元素含量过高会使植物根系伸长受到阻碍，褐变畸形，叶片黄化并有褐斑，会抑制种子萌发以及氨基酸的形成；镉元素含量过高会破坏植物叶片的叶绿素结构，减少根系对水分和养分的吸收，抑制根系生长，会造成植物生理障碍而降低产量。

2.2 危害人体健康

土壤重金属具有长期性、滞后性、潜伏期长、危害大等特点，可以通过多种途径进入人体，严重影响人类健康[7-8]。例如铅含量过高会导致人的生殖功能下降，机体免疫力降低会出现头晕、头疼、记忆力减退等一系列症状；汞含量过高会与人体内酶或蛋白质中许多带负电的基团结合，影响蛋白质的形成，从而影响细胞的功能；铬含量过高可能会造成遗传性缺陷、恶心、腹痛，经皮肤侵入可能会造成皮炎等。

3 土壤重金属污染的解决对策

农业土壤中重金属污染主要有Cu、Zn、Ni、Cr、Pb、Cd、As和Hg等元素。研究表明，土壤重金属污染不但影响土壤自身理化性质，而且会影响农作物的产量和品质，影响人体健康，影响大气和水环境质量。此外，重金属污染具有隐蔽性、滞后性，土壤一旦受到污染，则需要较长的修复时间。由于土壤重金属污染具有难迁移、毒性大和难治理等特点，并可通过食物链进入动植物体内，最终威胁动植物生存和人类健康，因此，土壤重金属治理刻不容缓。

3.1 严格控制数量和质量

许多研究表明，土壤中重金属污染一部分是由于某些肥料中含有汞、镉和一些汞、镉杀菌剂造成的。因此，要加强对化肥、农药的监测，控制土壤重金属污染。同时还要不断研发新技术，争取在减少化肥用量的同时增加农作物产量。

3.2 采用植物修复技术

植物修复技术是解决土壤重金属污染的一项有效生态措施，是利用绿色植物及其根系微生物对土壤污染的吸收、挥发、转化和降解去除土壤中污染物的修复技术，通过某些植物对某些重金属的敏感性，从而对重金属进行吸收和转化，减少重金属造成的污染。植物修复技术具有高效性和经济型，不同地区要因地制宜，如种植超富集植物来减少土壤中重金属的含量。同时，可以采用植物和微生物的联合修复技术，该技术主要是对土壤中污染物进行分解，以便增强植物向上转移重金属的能力，提高植物修复效率[9]。

3.3 加大环境治理力度

土壤重金属污染防治要从源头防治，要不断制订相关详细的法律法规，不断宣传土壤对于人类生产生活的重要性，增强大众的环境保护意识，增强企业的减污意识，从源头上减少污染物的排放，从而降低土壤中重金属含量。有些政府部门为追求短期政绩，重视经济增长而轻环境保护，环境立法部门要制订相关法律法规，执法监督部门要加大环境监管力度，严格查处环境违法行为，做到执法必严、违法必究，严格控制污染物的排放量，例如要不断加强土壤环境监测，完善土壤环境监测治理体系，提高土壤重金属监测水平；要实施重金属企业的环境保护达标公告制度，强化环境管理，对于那些不符合国家产业政策和环保要求的企业，要坚决予以停产、关闭[10]；各个部门要协调配合，加强沟通合作，为减少土壤中重金属含量作出自己的贡献。

3.4 利用化学修复技术修复土壤重金属污染

化学修复技术是通过化学修复剂与土壤中污染物发生氧化、还原、吸附、沉淀、聚合、络合等反应，使污染物从土壤中分离、降解、转化或稳定成低毒、无毒、无害等形式或形成沉淀除去。化学修复剂与土壤中污染物的相互作用可以降低污染物的迁移性以及被植物的吸收性，可以避免其进入生态系统，通过食物链不断转移。化学修复技术的种类有很多，主要包括溶剂萃取法、化学淋洗法、氧化法、还原法以及钝化技术等，化学修复方法因投入低、修复迅速、操作简单等特点，对大面积土壤污染修复具有比较大的优越性，能更好地满足当前中国治理土壤中重金属污染以及保障农产品生产的迫切要求[11]。

4 结束语

土壤是人类赖以生存的基础，土壤重金属污染具有形态多变、容易在生物体内积累、不易被降解而消除、潜伏期长、危害大的特点，因此解决土壤重金属污染首先应从源头抓起，要充分认识土壤重金属污染的长期性，土壤重金属污染会导致农作物的产量降低，而且会通过食物链进入人体，因此要加强土对壤重金属污染的治理，不断改进方法，加强对土地的管理与保护。