土壤重金属污染及修复研究现状

安徽农业科学,JournalofAnhuiAgr.iSc.i2011,39(13):7665-7666,7756责任编辑 刘月娟 责任校对 李岩

土壤重金属污染及修复研究现状

丁华,吴景贵

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(吉林农业大学资源与环境学院,吉林长春130118)

摘要 阐述土壤中重金属污染来源和存在形式,对比分析物理修复法、化学修复法和生物修复法修复技术的优缺点,提出了当前土壤重金属污染与修复技术研究的重点,为针对复合污染进行的联合修复提供理论依据。关键词 农业废弃物;重金属;土壤污染;修复中图分类号 X131.3 文献标识码 A 文章编号 0517-6611(2011)13-07665-02CurrentResearchforHeavyMetalPollutionandRemediationinSoilDINGHuaetal (DepartmentofResourcesandEnvironmen,tJilinAgriculturalUniversity,Changchun,Jilin130118)Abstract Thesourceandexistenceformationoftheheavymetalinsoilwereanalyzed.Atthesametmie,theadvantagesanddisadvantagesofeveryremediationtechnologyandtheirfuturedevelopmentwerereviewed.Atlas,tthedirectionsforfurtherresearchontheremediationtechniqueswerepointedou,tandtheoreticalevidenceformixturepollutionwithcombinedremediationwasprovided.Keywords Agriculturewaste;Heavymeta;lSoilpollution;Remediation

土壤是人类赖以生存的自然环境和农业生产的重要资源。然而,环境污染和生态破坏日益严峻,严重影响到人类的健康和生存,其中重金属元素对环境的污染和破坏作用尤为严重。土壤重金属污染及其修复已成为当前环境科学研究的重点。重金属是一类毒性大,具有潜在危害的无机污染物,可在土壤和生物体内富集。与大气和水体中重金属污染相比,土壤重金属污染具有隐蔽性、滞后性、累积性以及难治理和修复周期长且毒性较强、易被生物吸收的特点。重金属污染不仅导致土壤的退化、农作物产量和品质的降低,而且可能通过直接接触、食物链危及人类的生命和健康。因此,对重金属污染土壤的治理和修复,是十分紧迫的任务。1 土壤重金属污染来源

1.1 自然来源 主要分为土壤来源和大气来源。土壤来源

[6]

主要有成土母质和成土过程。大气来源主要有火山爆发、森林火灾、海浪飞溅、植被排出、风力扬尘等

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排放重金属最主要的工业污染源。工业生产造成土壤重金属污染的环境问题日益严重。包头市重金属Cu、Zn含量分

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别为全国土壤几何均值的1.85和2.26倍。云南省某选冶矿厂周边由于长期的工业生产使该区域受到Pb、Cd、Cr和

[16]

Zn等重金属污染严重。大型综合城市成都城郊土壤重金属含量中以Cu、Pb、Zn最为突出

[17]

,在东郊热电厂附近为

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Hg、Cd、As的高值区。这与Nriagu等研究结果相吻合。1.2.3 农业污染。农业污染主要是农药、化肥的施用和农业废弃物不科学处置造成的污染。长期对果园喷洒各类防病虫害的农药,使各类重金属含量的累积量均有不同程度的增加

[23]

[20-22]

[19]

。化肥与农药中的重金属都是可能的污染

源,且化肥中的重金属具有较高的可溶性,易被作物吸收,危害更大。农作物秸秆和畜禽废弃物等农业废弃物年排放量庞大。据统计,我国每年产生各类农作物秸秆约6.5亿,t畜禽粪便约2010亿,t是我国工业废弃物产生量的3.2倍

[24]

。空气中的重

金属元素部分被植物吸收,部分通过尘降进入水体、土壤。

1.2 人为来源 人为来源是指工农业的生产活动对土壤的污染,主要包括工业污染源、农业污染源及交通运输等造成的土壤污染。研究表明,人为因素造成的土壤重金属污

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染主要富集在土壤表层。这使得生态系统和人身健康存在一定的隐患

[10][8]

。在集约化养殖的发展趋势下,人们普遍采用含重金

属元素的饲料添加剂。辜玉红等研究发现,随着日粮中Cu、Zn、As添加量的增加,猪鲜粪中Cu、Zn、As含量及每日排泄粪中相应微量元素的含量也增加,高剂量组甚至是成几倍或

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几十倍的增加,给环境造成了极大的污染。2 土壤中重金属污染物的存在形式

土壤重金属元素在介质中的存在形态是衡量其环境效应的关键参数,可以揭示土壤重金属中的存在状态、迁移转化规律、生物有效性、毒性及可能产生的环境效应,预测重金

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属的长期变化和环境风险。研究重金属在土壤中的形态分布对了解重金属的变化形式、迁移规律和对生物的毒害作用等具有重要意义。

由于提取方法不同,重金属形态的分级不同。目前常用的重金属形态提取分析方法是Tessier法

[27]

。

1.2.1 交通运输污染。汽车轮胎及排放的废气是重金属主要交通污染源。含Pb汽油的燃烧是城市Pb污染的重要来源

[11]

。Pb、Zn、Cd、Cr、Cu等为道路两侧土壤中的主要污染

物。Dilek等对公路旁土壤重金属污染作了研究,结果表明

[12]

Cu、Pb、Zn污染与机动车尾气排放有关。Fakayode研究了尼日利亚Osogbo公路旁土壤中Pb、Cd、Cu、Ni和Zn的分布规律,得出重金属含量与距公路距离呈负相关关系的结[13][14]

论。我国公路旁土壤重金属污染也符合这个结论。1.2.2 工业污染。有色重金属矿床的开发冶炼是向环境中

基金项目 科技部松辽平原区农牧结合循环生产技术集成研究与示范

项目(2007BAD89B06);农业部现代农业产业技术体系建设项目(肉牛专项2008-2012)。

作者简介 丁华(1981-),女,吉林延边人,硕士研究生,研究方向:农

业面源污染防控。*通讯作者,教授,博士,从事土壤环境化学与有机培肥方面的研究,E-mai:ljgwu68@http://doc.guandang.net。

。该法将重金属

赋存形态分为可交换态、碳酸盐结合态、铁锰氧化物结合态、

有机结合态和硫化物结合态、残渣态。其中,残渣态是存在于原生矿物晶格中的重金属,又称为原生相重金属。而弱酸溶解态、铁锰结合态和有机态重金属是原生矿物经风化破坏,重金属被释放后,在地表环境中通过各种物理化学作用与土壤各相重新结合而成的,因此这3种形态的重金属被称,,弱

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安徽农业科学 2011年

酸溶解态易为生物利用,铁锰结合态次之,而有机结合态活性较差。在表生环境下,土壤中原生相(残渣态)重金属一般不参与水-土壤系统的再平衡分配,人为污染则主要叠加在土壤次生相(可给态或生物有效态)中。因此,次生相重金属的含量及其所占百分比不仅可以表征沉积物中重金属的形态转化趋势,而且可以标定水-土壤交换反应过程中重金属活化迁出的难易程度及二次污染的可能性3 现行土壤重金属污染修复技术

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3.3.1 微生物修复。土壤微生物种类繁多,数量庞大。有些微生物具有嗜重金属性,如动胶菌、蓝细菌、硫酸还原菌及某些藻类,能够产生胞外聚合物,与重金属离子形成络合物。国内外对此都有过相关的报道。耿春女等利用菌根

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吸收和固定重金属Fe、Mn、Zn、Cu,取得了良好的效果。日本学者发现一种嗜重金属菌,能有效地吸收土壤中的重金属,但存在着土壤与细菌分离的难题。如果这一问题能得到妥善解决,那么微生物修复将是很有发展前景的处理方法。3.3.2 植物修复。植物修复技术指利用植物提取、吸收、分解、转化或固定土壤、沉积物、污泥或地表和地下水中有毒有

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害污染物技术的总称。据Reeves等统计,迄今已发现超积累植物700种,广泛分布于约50个科中,但绝大多数属于镍超积 …… 此处隐藏：10589字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……