土壤不能承受之“重”

中国地质调查局长沙自然资源综合调查中心 张俊，贺灿，龙思佳

我国土壤重金属污染现状不容乐观，铅是重要的有毒重金属之一，也是环境中主要的重金属污染物之一。一句据说是印第安土著的谚语让人深思，“我们没有从父辈继承土地,而是从我们的孩子借来的”。如何能有一个健康的生态环境，有一个可持续性的土地，将从下一辈手中借来的土地再完整还到他们手里，我们还有很多工作必须去做。

一、有毒的重金属元素—铅

铅是一种银白色或浅灰色有毒的重金属元素，是所有稳定的化学元素中原子序数最高的。它是最软的金属，也是比重较大的金属之一。人类早在7000年以前就已经认识铅了，从古希腊时代起，欧洲人就是手握夹在木棍里的铅条在纸上写字，这正是今天“铅笔”这一名称的由来。在田径运动中，有一个项目是投掷铅球，因为铅很重，1m3的铅重达11.3吨。在子弹的弹头中也常灌有铅，防止前进时受风力影响而改变方向。在生活中，我们有很多途径都会接触到铅，若是我们对铅的防范意识不够，便会造成环境污染，从而危到害我们自身的健康。

二、什么是土壤铅污染

土壤是地球陆地表面的一层能生长绿色植物的疏松物质，作物如果生长在被重金属污染的土地上，就会不同程度地吸收土壤中的重金属元素。

铅是植物生长的非必需元素，但它却是土壤环境污染的重要污染物。如果土壤中的铅元素过多，土壤的自净能力没有办法去化解，那么会使土壤的结构成分和功能发生变化，微生物的活动也会受到抑制，有害物质或其分解产物在土壤中逐渐积累，造成土壤铅污染。

三、土壤铅污染的现状及来源

（一）土壤铅污染现状

目前，全世界每年排放约500万吨铅，其中大部分进入土壤，我国的城市土壤环境普遍存在铅的累积现象。从中国的铅污染分布来看，呈现出从东部往西部递减的趋势，其中东部沿海地区的铅污染最高（图1）。除了城市工业结构和经济水平外，土壤的铅含量是重要因素。土壤铅超标首先会影响其所种植的作物，并且最终通过食物链危害到我们的健康。在我国，污染物超标农产品的主要污染就是重金属含量超标，其中铅是最严重的污染元素之一。

图1 中国铅污染分布

（二）土壤铅污染的来源

土壤铅污染的主要来源之一来自大气，而大气中铅的来源主要有两个方面。一是机动车尾气的排放，近年来随着经济的飞速发展，汽车的普及率越来越高，机动车排气对环境的污染日趋严重。在汽车的燃油中，通常会含有四乙基铅，四乙基铅在燃烧过程中会转化为一些可溶性较高的化合物，等其沉降后便造成空气和土壤污染。另一方面，铅矿的开采、冶炼过程中所产生的工业性污染也是造成土壤铅污染的重要来源。两年前巴黎圣母院突发大火，这起事件导致大约400吨铅材料融化，部分铅在巴黎圣母院周边扩散，使得周边居民和现场作业的工作人员暴露在有毒粉尘的环境中。时隔2年，巴黎圣母院周边的铅粉尘仍未完全消除。

四、土壤铅污染造成的危害

如果土壤中含有过量的铅，便会对土壤上的种植作物生长产生不利的影响。更为严重的是，它还可以通过植物根系在植物体内富积，从而通过食物链进入人和动物体内。我们需要知道的是，人体内的理想的血铅水平应为零，如果人体内的铅含量超过正常水平就会危害到我们的健康。而它还有个非常可怕的特点：一旦摄入体内，基本上很难排出体外，是一种累积性毒物。所以铅以慢性中毒为主，初期不会有明显症状。等到血铅水平较高时，所患者口中便会出现金属味，可能引发脑水肿，进而发展成为弥漫性的脑损伤。

对于儿童来说，铅的危害更是极大。儿童对铅的吸收率约为成人的 5倍，而他们的排铅能力只有成人的30%。据世界卫生组织报告，儿童血铅水平每增加100微克/升，智商平均降低1-3分。其原因与儿童正处在生长发育阶段，许多器官尚不成熟，解毒功能较差，生活中与铅接触的机会较多有关（图2）。

图2 儿童铅中毒

2007年，甘肃省徽县水阳乡发生了血铅超标事件，致使当地的村民遭受铅污染的人数达到数百人，其中大部分是儿童。经过调查，该起铅污染事故的主要原因，是当地一家冶炼公司的非法冶炼和超标排污，造成当地的土壤受到不同程度的铅污染。

土壤中的铅污染已经成为危害人体健康的重要因素。

五、对土壤铅污染的防治

随着世界各国经济的快速发展，我们在追求经济利益的同时，也把环境污染留给了自己。在治理铅污染方面，尽管在物理和化学修复技术方面有了一定的进展，但这两种治理手段的费用十分昂贵，不适用于治理大规模污染土壤。而且此方法会导致土壤结构破坏，甚至会造成二次污染。在当前的科学技术中，用生物修复技术，以生态学为原理来解决污染土壤的修复问题，无论是成本，还是修复的合理性，都是最为合适的一种手段。

生物修复技术的治理对于环境相对来说是友好的，它净化土壤的方法是利用一些特定的植物和微生物降解或清除土壤中的污染物质，微生物修复技术主要包括植物修复和微生物修复（图3）。

图3 生物修复技术

土壤微生物修复技术是指通过微生物的自身的代谢作用，清除土壤中的污染物，或是使其降解成无害物质。它分为自然条件下和人为控制条件下的污染物降级或无害化的过程。土壤生态系统的重要生命体便是土壤微生物，它除了具有指示污染土壤的生态系统稳定性的功能外，它的潜在环境修复功能也十分巨大。生物降解是微生物修复的实质，即微生物对物质的分解作用。微生物具有繁殖快、适应性强、个体小、易变异等特点，可以随着环境的变化而产生新的自发突变株，也可能通过形成诱导酶产生新的酶系具备新的代谢功能以适应新的环境，从而达到土壤污染修复的目的。

植物修复技术的基础理论是植物忍耐和超量积累某种物理或某些化学元素，利用植物及其共存微生物体系清除环境中的污染物。一般来说，土壤中植物吸收铅的能力较低，我们可以在土壤中加入络合剂，来增加植物对铅的吸收能力。另外，植物可以将污染物吸收并将其转化为气态物质，释放到大气中，可有效处理土壤铅污染。

除了“治”，“防”也至关重要，在土壤被铅污染之前，我们就要保护好它。

而首当其冲的便是提高人们对铅污染的认识,应充分利用广播、电视、报刊等媒体,广泛宣传其危害性，对土壤铅污染说“不”。此外，在城市不断发展的今天，我们要在追求经济效益的同时应处理好人与自然的关系，在易造成铅污染的场所周边修建防护带。在工业方面，也要加强对工业“三废”的处理，汽车不使用含铅汽油。

我国著名土壤学家赵其国院士提到土壤保护时曾说“人地和谐，地力常新”。无论是什么样的土壤，只有通过人的保护，才能保持土壤生态系统平衡。