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遙感技術(shù)具有宏觀性和現(xiàn)勢(shì)性強(qiáng)、綜合信息豐富等優(yōu)勢(shì)，為礦區(qū)土壤重金屬污染評(píng)價(jià)提供了可行的方法。本文綜述了遙感技術(shù)在礦區(qū)土壤重金屬污染評(píng)價(jià)方面的研究，并對(duì)其進(jìn)行了展望。

關(guān)鍵詞：

遙感；土壤；重金屬

1.引言

礦產(chǎn)資源是生產(chǎn)資料和生活資料的重要來(lái)源，人類(lèi)社會(huì)的發(fā)展進(jìn)步與礦產(chǎn)的開(kāi)發(fā)利用密不可分。礦產(chǎn)的開(kāi)采、冶煉、加工過(guò)程中大量的鉛、鋅、鉻、鎘、鈷、銅、鎳等重金屬以及類(lèi)金屬砷等進(jìn)入大氣、水、土壤引起嚴(yán)重的環(huán)境污染。根據(jù)2014年4月17日環(huán)境保護(hù)部、國(guó)土資源部的《全國(guó)土壤污染調(diào)查公報(bào)》，“全國(guó)土壤環(huán)境狀況總體不容樂(lè)觀，部分地區(qū)土壤污染較重，總的超標(biāo)率達(dá)16.1%”、“在調(diào)查的70個(gè)礦區(qū)的1672個(gè)土壤點(diǎn)位中，超標(biāo)點(diǎn)位占33.4%，主要污染物為鎘、鉛、砷和多環(huán)芳烴”。資源、環(huán)境是制約社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的兩大瓶頸，如何克服這個(gè)瓶頸問(wèn)題同時(shí)又能實(shí)現(xiàn)礦山開(kāi)發(fā)的可持續(xù)發(fā)展，是我國(guó)社會(huì)必須面對(duì)和解決的緊迫的社會(huì)問(wèn)題［1］。傳統(tǒng)的土壤重金屬污染監(jiān)測(cè)方法有實(shí)驗(yàn)室監(jiān)測(cè)、現(xiàn)場(chǎng)快速監(jiān)測(cè)等方法。實(shí)驗(yàn)室監(jiān)測(cè)方法雖然測(cè)量精度高，但是存在勞動(dòng)強(qiáng)度大、采樣分析費(fèi)時(shí)，適用范圍小的缺點(diǎn)；現(xiàn)場(chǎng)快速監(jiān)測(cè)法雖然具有大面積、連續(xù)、高密度獲取信息的特點(diǎn)，但是還大多處于定性或半定量的試驗(yàn)階段，易受周?chē)蛩赜绊懀?］。各種巖石、土壤、植被及水體等均有各自獨(dú)特的光譜特征。地物光譜特征的差異，是遙感技術(shù)識(shí)別各類(lèi)地物的主要依據(jù)，也是應(yīng)用遙感技術(shù)開(kāi)展土壤重金屬污染評(píng)價(jià)的理論基礎(chǔ)。遙感技術(shù)以其宏觀性和現(xiàn)勢(shì)性強(qiáng)、綜合信息豐富等優(yōu)勢(shì)，在礦區(qū)土壤重金屬污染評(píng)價(jià)中起到了積極的先導(dǎo)作用，并取得了良好的應(yīng)用效果。一般情況下，土壤中的有機(jī)質(zhì)、水分、鐵氧化物、重金屬等對(duì)土壤光譜反射率有一定影響。國(guó)外相關(guān)研究起步較早，始自20世紀(jì)六十年代土壤光譜研究［3］。國(guó)外有研究中表明，當(dāng)土壤有機(jī)質(zhì)含量超過(guò)2％，鐵氧化物、重金屬等光譜信息有可能被土壤中的有機(jī)質(zhì)的光譜信息所掩蓋，進(jìn)一步加大了光譜信息提取的難度；同時(shí)土壤的反射率會(huì)因鐵氧化物的存在而在整個(gè)波譜范圍內(nèi)有明顯的下降趨勢(shì)，土壤的光譜反射率都朝著藍(lán)波方向下降，并且這種下降趨勢(shì)可以擴(kuò)展到紫外區(qū)域［4］，相關(guān)研究陸續(xù)拓展至礦區(qū)重金屬污染中來(lái)［5］；國(guó)內(nèi)自20世紀(jì)八十年代在云南騰沖系統(tǒng)地開(kāi)展土壤光譜與理化性狀關(guān)系的研究［6~7］，并于九十年代末開(kāi)展遙感技術(shù)在礦區(qū)重金屬污染監(jiān)測(cè)的探索。目前遙感技術(shù)對(duì)礦區(qū)土壤重金屬污染評(píng)價(jià)研究主要有兩個(gè)方向：一是植被反演。根據(jù)地表植被覆蓋以及重金屬在植被根莖、葉片中富集，植被在重金屬脅迫下葉綠素等光譜特征發(fā)生變化的特點(diǎn)，通過(guò)植被光譜數(shù)據(jù)反演土壤中的重金屬含量，間接評(píng)價(jià)重金屬污染。二是土壤監(jiān)測(cè)。利用重金屬對(duì)土壤波譜特性的影響，通過(guò)土壤光譜數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)重金屬含量［8-10］。

2.植被反演方法

植被在生長(zhǎng)發(fā)育的過(guò)程中，礦區(qū)土壤中的重金屬被吸收和富集，對(duì)植物的產(chǎn)生的影響主要體現(xiàn)在長(zhǎng)勢(shì)方面產(chǎn)生了生物地球化學(xué)效應(yīng)，如色素含量、水含量、葉面溫度的變化，進(jìn)而影響植被的光譜反射率，植被光譜的變化能夠在遙感光譜信息中有所體現(xiàn)?；谝陨险J(rèn)識(shí)，可以通過(guò)植被光譜信息、波譜曲線(xiàn)變化的分析提取污染信息［11］。不同植物對(duì)重金屬敏感性不同，重金屬脅迫導(dǎo)致植物體內(nèi)生物化學(xué)成分發(fā)生改變，使電磁波譜反射特性不同。植被反演方法的原理是，運(yùn)用遙感技術(shù)研究重金屬污染條件下植被光譜特征變化，建立植被光譜特征與重金屬污染條件下植被生長(zhǎng)狀態(tài)參數(shù)變化之間的關(guān)系［7］；研究葉綠素含量與重金屬污染之間的關(guān)系，分析葉綠素變化敏感的光譜指數(shù)及其響應(yīng)規(guī)律，并進(jìn)行了區(qū)域應(yīng)用與驗(yàn)證［11-13］。研究表明，隨著土壤中重金屬含量增加，植被近紅外、可見(jiàn)光反射光譜特征發(fā)生顯著變化，表現(xiàn)為可見(jiàn)光光譜反射增強(qiáng)，近紅外光譜減少，紅邊移動(dòng)范圍減少［14-15］。此方法適用于礦區(qū)植被覆蓋較茂密的區(qū)域。王杰等（2005年）以江西德興銅礦去為實(shí)驗(yàn)區(qū)，采用美國(guó)陸地衛(wèi)星（Landsat）ETM+數(shù)據(jù)，采用比值分析、彩色合成、影像融合等方法增強(qiáng)影像視覺(jué)效果，對(duì)污染區(qū)的植被的波譜曲線(xiàn)與正常區(qū)的同種植被的光譜特征作對(duì)比，總結(jié)出受毒化植物葉冠的波譜形態(tài)與正常植物葉冠的波譜形態(tài)相比發(fā)生的形態(tài)變異的特征，總結(jié)對(duì)照區(qū)和污染區(qū)植被的波譜特征差異和各污染區(qū)的受污染程度，分析出不同污染區(qū)植物的受毒害程度［16］。雷國(guó)靜等（2006年）在南方植被茂密區(qū)離子型稀土礦區(qū)采用高分辨率QuickBird遙感數(shù)據(jù)采取坐標(biāo)換的方式，消除土壤信息干擾，獲取了較真實(shí)的植被受污染影響程度的信息，運(yùn)用了歸一化植被指數(shù)密度分割方法和通過(guò)旋轉(zhuǎn)二維散點(diǎn)圖獲得植被綠度方法來(lái)提取植被污染信息，取得了較好的效果［17］。李新芝等（2010年）以肥城煤礦區(qū)為實(shí)驗(yàn)區(qū)，將SPOT-5數(shù)據(jù)2.5米分辨率的全色波段進(jìn)行小波變換、主成分分析等融合方法提高圖像的空間信息量，綜合運(yùn)用纓帽變換、植被與土壤相關(guān)性分析、支持向量機(jī)分類(lèi)等方法提取礦區(qū)植被信息，并制作了植被等級(jí)分布圖，確定了不同污染程度的植被覆蓋面積，與礦區(qū)污染分布的規(guī)律具有較好的一致性［11］。黃鐵蘭等（2014年）以廣東大寶山礦區(qū)及周邊10公里范圍作為研究區(qū)，分別以ASTER及QuickBird為數(shù)據(jù)源，采用植被指數(shù)法和植被綠度法對(duì)植被污染信息進(jìn)行識(shí)別，對(duì)獲取的植被綠度信息圖像進(jìn)行密度分割，獲得植被污染程度及分布情況。同時(shí)建議大范圍的礦山植被污染信息的識(shí)別，考慮到項(xiàng)目綜合成本等因素，采用ASTER等低分辨率的數(shù)據(jù)源，選擇植被綠度指數(shù)法進(jìn)行識(shí)別。對(duì)于小范圍的典型礦區(qū)，可選用QuickBird等高分辨率的數(shù)據(jù)源，用植被指數(shù)法進(jìn)行識(shí)別［18］。由于混合像元、大氣效應(yīng)的存在，植被信息提取過(guò)程中容易出現(xiàn)錯(cuò)分、漏分現(xiàn)象；相關(guān)系數(shù)的設(shè)置易受經(jīng)驗(yàn)的影響。同時(shí)信息提取易受云層、山體陰影和人類(lèi)生產(chǎn)活動(dòng)的影響，均存在一定的誤提現(xiàn)象。未來(lái)應(yīng)加強(qiáng)信息提取技術(shù)、多源遙感數(shù)據(jù)在植被反演中的應(yīng)用研究，以解決上述問(wèn)題。

3.土壤監(jiān)測(cè)方法

土壤是由多種物理化學(xué)特性不同的物質(zhì)的組成的混合體，例如有機(jī)質(zhì)、重金屬、水、其他礦物質(zhì)等。各種物質(zhì)均有發(fā)射、反射、吸收光譜的特性，都會(huì)對(duì)土壤光譜特征產(chǎn)生影響，同時(shí)植被覆蓋也對(duì)土壤光譜的監(jiān)測(cè)有較大影響，因此對(duì)于通過(guò)土壤光譜數(shù)據(jù)直接監(jiān)測(cè)土壤重金屬含量的研究，尚處于探索階段。土壤監(jiān)測(cè)方法的原理是，利用光譜分析方法室內(nèi)測(cè)定土壤發(fā)射光譜數(shù)據(jù)，經(jīng)線(xiàn)性回歸分析或指數(shù)回歸分析、標(biāo)準(zhǔn)化比值計(jì)算、特征光譜寬化處理后，利用回歸分析方法建立重金屬元素含量與發(fā)射率變量之間的土壤重金屬反演模型，定量反演出礦區(qū)土壤重金屬含量［19-23］。此類(lèi)方法適用于植被覆蓋率較低的地區(qū)。ThomasKemper等（1998年）在西班牙Aznalcóllar尾礦庫(kù)潰壩事件土壤重金屬污染監(jiān)測(cè)中，基于多元線(xiàn)性回歸分析（MLR）和人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)（ANN）方法分別通過(guò)化學(xué)分析、特征光譜--近紅外反射光譜（0.35−0.35μm）手段監(jiān)測(cè)土壤重金屬含量，兩種手段對(duì)As、Fe、Hg、Pb、S、Sb等六種元素監(jiān)測(cè)有較高的相似度。為相似礦區(qū)環(huán)境的監(jiān)測(cè)提供了較好的借鑒意義［13］。李淑敏等（2010年）以北京為研究區(qū)，研究土壤中8種重金屬（Cr、Ni、Cu、Zn、As、Cd、Pb、Hg）的含量與熱紅外發(fā)射率的關(guān)系，分析了土壤重金屬的特征光譜，并模擬預(yù)測(cè)了重金屬含量的回歸模型，為基于遙感光譜的土壤重金屬含量監(jiān)測(cè)奠定了基礎(chǔ)［24］。宋練等（2014年）以重慶市萬(wàn)盛采礦區(qū)為研究區(qū)，通過(guò)光譜特征物質(zhì)之間的自相關(guān)性來(lái)分析土壤中光譜特征物質(zhì)，在回歸分析的基礎(chǔ)上建立As、Cd、Zn重金屬含量的遙感定量反演模型，監(jiān)測(cè)三種重金屬含量，結(jié)果表明土壤在近紅外波段和可見(jiàn)光波段的反射值比值與土壤中As、Cd、Zn含量存在較好相關(guān)性［25］。部分研究對(duì)波段選擇和光譜分辨率的重要性認(rèn)識(shí)不高，影響了重金屬元素光譜信息識(shí)別、重金屬污染預(yù)測(cè)精度；土壤中絕大部分重金屬，如鉛、鋅、鉻、砷等在可見(jiàn)光—近紅外波段區(qū)間的光譜特征較弱，易被植被、土壤波譜信息掩蓋，對(duì)直接利用土壤重金屬光譜特征來(lái)提取污染信息帶來(lái)了難度。研究發(fā)現(xiàn)，鐵氧化物的波譜特征較明顯，今后需加強(qiáng)土壤中重金屬與鐵氧化物相關(guān)性的研究，以提高污染信息提取的準(zhǔn)確性。

4.未來(lái)展望

近年來(lái)，遙感技術(shù)用于礦區(qū)土壤重金屬評(píng)價(jià)取得了一定進(jìn)展，今后要在以下幾個(gè)方面尋求突破：

（1）研究遙感信息提取新技術(shù)新方法。地物波譜特性易受土壤成分、大氣效應(yīng)、植被等環(huán)境噪音的影響，需進(jìn)一步加強(qiáng)波譜信息提取技術(shù)的研究，以提高遙感信息提取的準(zhǔn)確性。

（2）加強(qiáng)田間光譜測(cè)量研究。目前對(duì)土壤重金屬監(jiān)測(cè)僅局限于實(shí)驗(yàn)室級(jí)別的光譜監(jiān)測(cè)，需要進(jìn)一步探討其他因素對(duì)重金屬吸附的影響以建立準(zhǔn)確的土壤重金屬含量光譜估算模型，并進(jìn)行大量而精確的實(shí)驗(yàn)室與田間的光譜測(cè)量工作。

（3）由定性監(jiān)測(cè)向定量監(jiān)測(cè)轉(zhuǎn)變。遙感技術(shù)在礦區(qū)土壤重金屬污染評(píng)價(jià)方面的研究大多是定性或半定量評(píng)價(jià)，尚達(dá)不到定量評(píng)價(jià)。需在遙感反演土壤污染信息模型與理論方法、土壤重金屬含量與光譜變量的相關(guān)關(guān)系等方面加強(qiáng)研究，以接近或達(dá)到定量評(píng)價(jià)污染的水平，進(jìn)而利用遙感技術(shù)評(píng)價(jià)大面積土壤污染及修復(fù)。

（4）研制高性能的衛(wèi)星，提高遙感信息獲取能力。作為中國(guó)16個(gè)重大科技專(zhuān)項(xiàng)（2006年~2020年）之一的高分辨率對(duì)地觀測(cè)系統(tǒng)已進(jìn)入全面建設(shè)階段，其中2014年8月發(fā)射升空的高分二號(hào)衛(wèi)星空間分辨優(yōu)于1m，這必將改變遙感數(shù)據(jù)普遍采用國(guó)外遙感數(shù)據(jù)（SPOT、Landsat、QuickBrid等）的局面。

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關(guān)鍵詞：農(nóng)田土壤；重金屬污染；監(jiān)測(cè)技術(shù)；空間估值方法

中圖分類(lèi)號(hào)：X833 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A DOI：10.11974/nyyjs.20170133031

農(nóng)田土壤為各種糧食作物提供了基本生長(zhǎng)環(huán)境，一旦受到污染就會(huì)直接威脅到人們的身體健康。但就目前來(lái)看，農(nóng)田土壤已經(jīng)遭受了鉛、汞、鎘等重金屬元素的污染。而這些污染物具有毒性大、難降解和易積累的特點(diǎn)，還會(huì)伴隨作物被人體吸收。加強(qiáng)農(nóng)田土壤重金屬污染的監(jiān)測(cè)，并對(duì)污染進(jìn)行空間估值，則能夠更好的進(jìn)行農(nóng)田土壤污染的監(jiān)管，進(jìn)而為人們的生產(chǎn)、生活提供更多安全保障。

1 農(nóng)田土壤重金屬污染監(jiān)測(cè)技術(shù)分析

1.1 實(shí)驗(yàn)室監(jiān)測(cè)技術(shù)

在農(nóng)田土壤重金屬污染監(jiān)測(cè)方面，實(shí)驗(yàn)室監(jiān)測(cè)為傳統(tǒng)監(jiān)測(cè)技術(shù)，包含原子熒光光譜法、電化學(xué)儀器分析法、分光光度法和極譜分析法等多種方法，都需要完成樣本田間采樣，然后對(duì)土樣進(jìn)行處理、分析，以完成土壤重金屬污染監(jiān)測(cè)。使用實(shí)驗(yàn)室監(jiān)測(cè)法，具有基體干擾小、檢出限低、準(zhǔn)確度高和分析范圍寬等特點(diǎn)。但是，采取該種監(jiān)測(cè)方法需完成監(jiān)測(cè)區(qū)土壤|量現(xiàn)狀調(diào)查和重金屬污染土壤修復(fù)試驗(yàn)等工作，采樣工作量較大，并且監(jiān)測(cè)成本較高，需要的分析時(shí)間較長(zhǎng)。此外，只要樣品在采集、運(yùn)輸、存儲(chǔ)和測(cè)定過(guò)程中出現(xiàn)差錯(cuò)，就會(huì)導(dǎo)致測(cè)量結(jié)果失真。

1.2 現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)技術(shù)

為克服實(shí)驗(yàn)室監(jiān)測(cè)的局限性，現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)技術(shù)在農(nóng)田土壤重金屬污染監(jiān)測(cè)中得到了應(yīng)用。目前，可以連續(xù)完成土壤重金屬監(jiān)測(cè)的技術(shù)主要包含土壤磁化率監(jiān)測(cè)技術(shù)和激光誘導(dǎo)擊穿光譜技術(shù)等。應(yīng)用前一種技術(shù)，可以利用土壤在外磁場(chǎng)中受感應(yīng)產(chǎn)生的磁化強(qiáng)度和外加磁場(chǎng)強(qiáng)度比重完成土壤中重金屬污染的監(jiān)測(cè)。因?yàn)?，重金屬污染將?dǎo)致土壤磁性增強(qiáng)，所以能夠利用土壤磁化率和地球化學(xué)元素含量進(jìn)行重金屬污染表征。該技術(shù)具有無(wú)破壞性、快速、經(jīng)濟(jì)和靈敏的特點(diǎn)，在土壤研究工作中得到了廣泛應(yīng)用。但是，由于會(huì)對(duì)土壤磁化率產(chǎn)生影響的因素較多，因此使用該技術(shù)也無(wú)法完成污染程度及污染來(lái)源的準(zhǔn)確判斷[1]。應(yīng)用后一種技術(shù)，主要是利用原子發(fā)射光譜分析法對(duì)土壤重金屬污染進(jìn)行快速、實(shí)時(shí)探測(cè)，可同時(shí)完成多種元素分析，并且只有很小幾率會(huì)對(duì)研究對(duì)象造成再污染。但作為半定量測(cè)量手段，其在監(jiān)測(cè)靈敏度和檢測(cè)限上仍然有一定的局限性。

2 農(nóng)田土壤重金屬污染空間估值方法

2.1 局部高值分布區(qū)劃分

在完成農(nóng)田土壤重金屬污染監(jiān)測(cè)的基礎(chǔ)上，還要對(duì)影響土壤重金屬含量變化的外源因素的空間分布信息進(jìn)行獲取，以便更好的完成土壤重金屬含量分布規(guī)律的描述。為此，還要采取關(guān)聯(lián)規(guī)則、統(tǒng)計(jì)對(duì)比和回歸分析等方法確定外源因素，然后進(jìn)行有直接影響的外源因子的提取。在此基礎(chǔ)上，需利用統(tǒng)計(jì)的半方差函數(shù)完成土壤重金屬歷史樣點(diǎn)空間結(jié)構(gòu)提取，以便對(duì)不同元素空間變異范圍進(jìn)行判斷。而通過(guò)實(shí)地取樣調(diào)查，則能完成土壤重金屬含量的局部高值分布區(qū)的劃分。

2.2 土壤單元類(lèi)獲取

不同于全局地理空間的土壤重金屬空間分布，局部地理空間的土壤重金屬空間分布具有一定連續(xù)性。通過(guò)獲取土壤單元類(lèi)，則能夠?qū)⑷之愘|(zhì)空間的重金屬含量空間估值問(wèn)題轉(zhuǎn)化為局部空間最優(yōu)估值問(wèn)題。為此，還應(yīng)采取自收斂分類(lèi)方法完成環(huán)境變量分類(lèi)。使用譜分割方法，則可以完成景觀要素特征向量分類(lèi)，從而獲得土壤單元分類(lèi)。但獲得的單元類(lèi)僅為粗略分類(lèi)結(jié)果，還應(yīng)將同為空間異質(zhì)的單元類(lèi)進(jìn)行歸并子類(lèi)，以減少分類(lèi)數(shù)目。為此，還應(yīng)對(duì)2個(gè)單元類(lèi)包含的監(jiān)測(cè)樣點(diǎn)的重金屬含量數(shù)據(jù)展開(kāi)方差分析，以確定2個(gè)單元類(lèi)是否為空間異質(zhì)。

2.3 重金屬污染空間估值

針對(duì)獲得的多個(gè)土壤空間分類(lèi)集，需利用土壤單元分類(lèi)圖將在相同單元類(lèi)中的監(jiān)測(cè)樣點(diǎn)劃分為一類(lèi)，以獲得監(jiān)測(cè)樣點(diǎn)集。利用二分樹(shù)索引方法，則能完成空間估值方法的構(gòu)建。在估值操作前，需輸入?yún)⑴c估值的最小估值單元數(shù)和最大搜索半徑，以完成已知位點(diǎn)數(shù)的估值單元搜索，用于進(jìn)行未知單元的屬性值的估算。利用土壤單元類(lèi)包含樣點(diǎn)的已知觀測(cè)值和所有樣點(diǎn)觀測(cè)值的均值之差和對(duì)應(yīng)的權(quán)重，就可以得到未知位點(diǎn)的估算值。

3 結(jié)論

使用科學(xué)的土壤重金屬污染監(jiān)測(cè)技術(shù)進(jìn)行農(nóng)田土壤重金屬污染監(jiān)測(cè)，然后結(jié)合監(jiān)測(cè)樣點(diǎn)數(shù)據(jù)進(jìn)行重金屬污染的空間估值，則能進(jìn)一步了解農(nóng)田土壤重金屬空間分布規(guī)律，繼而更好的完成農(nóng)田土壤重金屬污染的調(diào)查評(píng)估工作。

篇4

關(guān)鍵詞：重金屬污染；環(huán)境監(jiān)管；問(wèn)題分析；防治措施

1 概述

重金屬污染造成的環(huán)境污染以及危害人民生活的問(wèn)題，使社會(huì)愈來(lái)愈重視重金屬污染的監(jiān)管工作。且在環(huán)境監(jiān)管方面，我國(guó)對(duì)重金屬污染防治的研究比較少，從而導(dǎo)致了政府在整個(gè)監(jiān)管過(guò)程中，出現(xiàn)了各種各樣的難題，包括企業(yè)中重金屬污染規(guī)劃結(jié)構(gòu)較分散，因此妨礙了企業(yè)對(duì)污染物的集中處理；缺乏長(zhǎng)期有效的監(jiān)管體制；不完善的重金屬污染控制審批權(quán)限機(jī)制，導(dǎo)致了建設(shè)項(xiàng)目中估算不平衡；數(shù)據(jù)信息量龐大，其管理機(jī)制和技術(shù)手段不完善等。因此，重金屬污染的環(huán)境監(jiān)管是每個(gè)企業(yè)迫在眉睫要解決的問(wèn)題。

2 我國(guó)重金屬污染環(huán)境監(jiān)管的現(xiàn)狀

目前，我國(guó)采用的主要是直接監(jiān)管的方式對(duì)重金屬污染進(jìn)行監(jiān)管，即為遏制工業(yè)企業(yè)的重金屬污染物的排放，采取收費(fèi)政策；其次，在監(jiān)管工作中的自我監(jiān)管和刺激性監(jiān)管將會(huì)起到輔助效果，尤其是刺激性監(jiān)管方法，不健全的排污收費(fèi)市場(chǎng)機(jī)制就會(huì)造成市場(chǎng)在重金屬污染處理中的影響不足。

3 重金屬污染監(jiān)管工作的問(wèn)題

3.1 企業(yè)分布格局較為分散

就我國(guó)當(dāng)下情況而言，與重金屬污染相關(guān)的企業(yè)在分布格局方面普遍較為分散，這樣，一方面為集中管理重金屬污染造成了困難，線(xiàn)性地?cái)U(kuò)大了重金屬污染對(duì)土地、水體等自然環(huán)境的影響范圍，從而直接增加了企業(yè)對(duì)于重金屬的污染防治的成本；另一方面，使得環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)在時(shí)間和空間上大幅增加。企業(yè)想做到防治重金屬污染工作的高效，就要保證環(huán)境監(jiān)管的實(shí)用效果和能力，必須做好企業(yè)布局的合理規(guī)劃。

3.2 項(xiàng)目環(huán)境管理失衡

與重金屬污染相關(guān)的建設(shè)項(xiàng)目，其環(huán)境審批權(quán)限在我國(guó)體制下并沒(méi)有得到充分的重視。且在該種類(lèi)型的環(huán)境評(píng)價(jià)方面，而在不同項(xiàng)目中，關(guān)于重金屬的污染防治、監(jiān)測(cè)、控制以及風(fēng)險(xiǎn)防范等內(nèi)容的分析都出現(xiàn)了不平衡的現(xiàn)象，從而導(dǎo)致了環(huán)境影響報(bào)告書(shū)的質(zhì)量高低不等。且在現(xiàn)有的環(huán)境影響報(bào)告中，污染防治的可行性、監(jiān)測(cè)和計(jì)劃以及設(shè)備規(guī)范管理等相關(guān)措施內(nèi)容還沒(méi)有得到企業(yè)的重視。并且，對(duì)于缺少針對(duì)和可操作性的重金屬污染的不同規(guī)模建設(shè)項(xiàng)目，給環(huán)境審批部門(mén)提供的決策是無(wú)用的。

3.3 竣工環(huán)保驗(yàn)收難度大

在建設(shè)項(xiàng)目實(shí)施過(guò)程中，會(huì)有很多方面都牽涉到重金屬污染問(wèn)題，類(lèi)似于一些危險(xiǎn)廢物的處理、廢水和污泥、工業(yè)廢氣等。但是對(duì)于涉及重金屬等污染物的竣工驗(yàn)收方案，其相關(guān)體制并未明顯地與別的污染物區(qū)別開(kāi)。而對(duì)于不能驗(yàn)收大氣環(huán)境防護(hù)距離、衛(wèi)生防護(hù)距離以及檢測(cè)計(jì)劃等重要內(nèi)容，不能及時(shí)排查生產(chǎn)過(guò)程中所積累的環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)和污染問(wèn)題，因此目前只是對(duì)其防治設(shè)施的狀態(tài)進(jìn)行驗(yàn)收，而不能完全把握環(huán)境問(wèn)題。

3.4 日常監(jiān)管工作困難多

重金屬污染防治的主要內(nèi)容是長(zhǎng)效監(jiān)管設(shè)計(jì)工作，特別是監(jiān)管其項(xiàng)目中的廢物、廢氣和廢水等，從而做到有效的防治管理工作，同時(shí)也保證了企業(yè)自身監(jiān)測(cè)工作的效率。然而，在當(dāng)前的企業(yè)中，有將近90%的企業(yè)沒(méi)有重金屬監(jiān)測(cè)的能力，而且監(jiān)測(cè)頻率低、監(jiān)測(cè)點(diǎn)位分布少，在大部分企業(yè)中，污染處理設(shè)施的運(yùn)營(yíng)管理記錄都不是很規(guī)范，所以相關(guān)的源強(qiáng)和設(shè)施處理效果的數(shù)據(jù)質(zhì)量在污染源的普查和動(dòng)態(tài)更新工作中遭到了非常嚴(yán)重的影響，大部分地區(qū)的人都處于一種環(huán)境污染風(fēng)險(xiǎn)失控的狀態(tài)。

4 環(huán)境監(jiān)管在防治重金屬污染中的具體措施

4.1 合理規(guī)劃企業(yè)布局

企業(yè)要想達(dá)到重金屬污染的有效防治目的，就要合理的進(jìn)行企業(yè)布局。在整體規(guī)劃過(guò)程中，要及時(shí)的將環(huán)境影響評(píng)價(jià)工作加入其中。結(jié)合風(fēng)向、區(qū)位、交通和地理環(huán)境等條件，根據(jù)等級(jí)來(lái)規(guī)劃企業(yè)不適宜、基本適宜和適宜區(qū)域的布局，而對(duì)于重金屬污染管理要采用集中式的方法，降低污染對(duì)自然環(huán)境和人文環(huán)節(jié)的風(fēng)險(xiǎn)程度，進(jìn)而減小污染對(duì)土壤和大氣等環(huán)境的影響，和重金屬污染防治管理工作所花費(fèi)的成本。

在社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的背景下，環(huán)境影響評(píng)價(jià)要根據(jù)不同地區(qū)的差異性，來(lái)進(jìn)行針對(duì)性的布局指導(dǎo)工作，從而降低重金屬擴(kuò)散和遷移的風(fēng)險(xiǎn)。并且對(duì)于調(diào)整城市規(guī)劃有極大的影響力，實(shí)現(xiàn)資源的最優(yōu)配置，能夠?yàn)槌鞘姓w規(guī)劃工作提供了依據(jù)。

4.2 整合污染環(huán)節(jié)監(jiān)管的工具

在環(huán)境污染的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中，對(duì)于監(jiān)管工具需要進(jìn)行靈活的使用和整理，譬如由具有重金屬污染治理專(zhuān)業(yè)資質(zhì)的企業(yè)來(lái)實(shí)現(xiàn)治理服務(wù)的提供，完成治理重金屬污染的專(zhuān)業(yè)市場(chǎng)的培育。在這種市場(chǎng)模式下，一方面，對(duì)企業(yè)為降低治污費(fèi)用成本而進(jìn)行綠色生產(chǎn)起到了促進(jìn)作用；另一方面，為重金屬污染的治理贏得了大量的社會(huì)資金。同時(shí)，可以通過(guò)政府補(bǔ)助政策等方式，將通過(guò)污染治理得到的稅收和收益補(bǔ)償給治污企業(yè)，而在整個(gè)實(shí)施過(guò)程中，政府一定要嚴(yán)格發(fā)揮其監(jiān)管作用。

4.3 實(shí)行產(chǎn)品稅和補(bǔ)償制度

為了控制產(chǎn)品中的重金屬污染物，企業(yè)可以運(yùn)用押金-補(bǔ)償制度。其制度是指消費(fèi)者在購(gòu)買(mǎi)產(chǎn)品時(shí)，需要交一定的押金，而押金能夠在使用回收完成后取回。電子產(chǎn)品中含有鋅、鎳等重金屬，押金-補(bǔ)償制度的確立，能保證降低電子產(chǎn)品的污染物進(jìn)入水體、土壤的風(fēng)險(xiǎn)，從而完成末端回收工作，同時(shí)將補(bǔ)償制度和產(chǎn)品稅制度相互結(jié)合，對(duì)重金屬物質(zhì)的產(chǎn)生和污染起到了有效的控制作用。

4.4 引入環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)和生命周期評(píng)價(jià)

在重金屬污染監(jiān)管工作中，可以將環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)手段與生命周期評(píng)價(jià)方法相結(jié)合，從而及時(shí)地監(jiān)測(cè)到重金屬在產(chǎn)品中的含量，按照標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)重金屬的濃度進(jìn)行嚴(yán)格控制，從而完成綠色生產(chǎn)的目的；同時(shí)，在最終階段中還能回收再利用，從而大大的降低了其參與到地球化學(xué)循環(huán)過(guò)程中，進(jìn)而減小了重金屬物質(zhì)對(duì)人體傷害的風(fēng)險(xiǎn)，這樣就使重金屬污染的產(chǎn)生在源頭上得到了控制。此外，企業(yè)可以建立重金屬污染預(yù)警系統(tǒng)，以及應(yīng)急方案。

4.5 實(shí)現(xiàn)跨部門(mén)、區(qū)域合作

在重金屬污染的防治過(guò)程中，因相關(guān)部門(mén)較多，因此就容易造成溝通困難的現(xiàn)象，從而增加了費(fèi)用。所以，政府可以在每個(gè)部門(mén)中派出代表，組成一個(gè)專(zhuān)業(yè)機(jī)構(gòu)，用于協(xié)調(diào)治理工作，并對(duì)治理情況做出及時(shí)的匯報(bào)。與此同時(shí)，還可以在績(jī)效考核和管理目標(biāo)中納入環(huán)境健康風(fēng)險(xiǎn)的預(yù)防和治理，加強(qiáng)各部門(mén)的溝通與交流，優(yōu)化環(huán)境執(zhí)法績(jī)效。

4.6 信息公開(kāi)化

在重金屬污染物防治和治理工作中，媒體所占的份額愈來(lái)愈大。信息的公開(kāi)化能夠讓企業(yè)形成有效的管理體制，同時(shí)也促進(jìn)了企業(yè)的自覺(jué)減排行動(dòng)力，提高了其監(jiān)管的能力和工作效率。因此政府要重視媒體在此工作中的影響力。及時(shí)的向媒體公開(kāi)企業(yè)污染信息，對(duì)公眾信息及時(shí)進(jìn)行調(diào)整，幫助企業(yè)建立信用制度，以及開(kāi)展環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)和生命周期評(píng)價(jià)工作，從而完善企業(yè)在實(shí)施過(guò)程中，政府監(jiān)管工作所發(fā)揮的作用。

5 結(jié)束語(yǔ)

文章針對(duì)當(dāng)前我國(guó)重金屬污染環(huán)境監(jiān)管的實(shí)際情況，并對(duì)其工作中存在的問(wèn)題進(jìn)行了研究和分析，主要現(xiàn)象為：企業(yè)布局分散、環(huán)境保護(hù)管理失衡、環(huán)保設(shè)施驗(yàn)收難度大等，并具有針對(duì)性的對(duì)問(wèn)題的解決提出了相關(guān)的任務(wù)以及措施。

參考文獻(xiàn)

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篇5

關(guān)鍵詞：重金屬污染土壤；微生物功能；植物-微生物聯(lián)合修復(fù)

引言

伴隨著農(nóng)業(yè)、工業(yè)以及生活污水的大量排放，我國(guó)環(huán)境污染中重金屬污染的負(fù)面影響也日益加劇。在污染治理過(guò)程中，作為土壤中最為活躍的有機(jī)體，土壤中的微生物將土壤中的物質(zhì)和能量進(jìn)行循環(huán)與轉(zhuǎn)換，以維持土壤中的生態(tài)平衡，凈化重金屬所造成的污染。因此，微生物在當(dāng)前重金屬污染治理中起著重要作用。

1.重金屬污染土壤的植物-微生物聯(lián)合修復(fù)的不同形式

微生物與植物聯(lián)合作用于重金屬污染土壤的修復(fù)屬于當(dāng)前微生物發(fā)揮功能的一種形式。植物的生長(zhǎng)為微生物提供滋養(yǎng)，同時(shí)其根區(qū)所產(chǎn)生的一些分泌物能夠進(jìn)一步促進(jìn)微生物降解功能的發(fā)揮；微生物則可以通過(guò)自身的降解功能，把土壤中的有機(jī)酸、鐵載體等轉(zhuǎn)換成為植物根基可吸收物質(zhì)，甚至改變植物當(dāng)中重金屬的生長(zhǎng)形態(tài)，為植物提供可吸收的營(yíng)養(yǎng)，促進(jìn)植物的進(jìn)一步生長(zhǎng)。

從現(xiàn)有修復(fù)形式來(lái)看，植物-微生物聯(lián)合修復(fù)主要通過(guò)以下兩種形式實(shí)現(xiàn)：第一，與微生物菌體共同作用。俄羅斯科學(xué)家研究發(fā)現(xiàn)，在Zn、Ni、Cd、Co等土壤條件下，會(huì)產(chǎn)生某種耐受菌體，其能夠通過(guò)自動(dòng)復(fù)制環(huán)狀DNA的形式，阻止重金屬污染源伴隨植物根基的吸收作用進(jìn)入植物體內(nèi)，進(jìn)而能夠起到保護(hù)植物的作用。因此，綜合對(duì)該種菌類(lèi)的研究結(jié)果可以發(fā)現(xiàn)，在重金屬污染過(guò)程中，可以在土壤中接種專(zhuān)性的菌株，一方面能夠轉(zhuǎn)換植物生長(zhǎng)環(huán)境中的微生物結(jié)構(gòu)，另一方面也可以達(dá)到降解重金屬，提高植物生長(zhǎng)環(huán)境周?chē)鸀樯锘钚?、進(jìn)而促進(jìn)植物生長(zhǎng)的作用。第二，將植物與菌根結(jié)合修復(fù)土壤中的重金屬污染。菌根主要指的是存在于土壤中的生物植物和菌落的聯(lián)合體。該種生物一般生長(zhǎng)在重金屬含量較高的礦區(qū)土壤中，其自身即具有極高的酸溶和酶解能力，能夠通過(guò)轉(zhuǎn)換重金屬當(dāng)中的污染物質(zhì)，為植物生長(zhǎng)提供營(yíng)養(yǎng)。另外，菌根還能夠通過(guò)自身活動(dòng)，改善土壤當(dāng)中的微生物活動(dòng)狀態(tài)，進(jìn)而改變植物根基的微型生態(tài)環(huán)境，從而提高植物整體的逆環(huán)境生長(zhǎng)能力，促進(jìn)植物的進(jìn)一步生長(zhǎng)。事實(shí)上，雖然菌根本身能夠提高植物的抗逆性，同時(shí)其較強(qiáng)的重金屬吸附和降解功能促進(jìn)了當(dāng)前對(duì)重金屬污染土壤的治理，但是由于該種植物不易獲得，因此菌根和植物相互作用的重金屬污染治理模式還具有相當(dāng)廣闊的研究空間和應(yīng)用前景。

2.重金屬污染土壤植物-微生物聯(lián)合修復(fù)技術(shù)的影響因素

2.1土壤中重金屬污染特性

重金屬是否會(huì)造成土壤污染以及其污染的方式與土壤中重金屬的總體含量不直接相關(guān)。一般來(lái)說(shuō)，土壤中的重金屬以各種不同形態(tài)存在，且因?yàn)榭傮w重金屬結(jié)構(gòu)狀態(tài)的不同，土壤中重金屬的能量狀態(tài)以及污染特性也不相同。當(dāng)然，綜合現(xiàn)有污染土壤來(lái)看，由于土壤中所含的有機(jī)質(zhì)以及某些礦物質(zhì)成分具有一定的重金屬吸附效果，因此土壤中水溶態(tài)的重金屬含量較少。從這一現(xiàn)象來(lái)看，土壤可以利用微生物和植物的重金屬毒性抑制功能以及重金屬的降解和轉(zhuǎn)化功能等，改變土壤中重金屬的平衡結(jié)構(gòu)，為植物和微生物的生長(zhǎng)提供更多滋養(yǎng)，進(jìn)而提高土壤的修復(fù)率。

2.2植物本身生理生化特性

植物是土壤中重金屬修復(fù)的主體，其自身也具有一定的重金屬降解、吸收等功能，而該功能同樣能夠影響土壤中的重金屬含量。當(dāng)前全世界范圍內(nèi)共有約400種超累積植物。該類(lèi)植物通過(guò)吸收、儲(chǔ)存和利用土壤中的重金屬，改變?cè)械耐寥澜Y(jié)構(gòu)，進(jìn)而促進(jìn)植物生長(zhǎng)環(huán)境的轉(zhuǎn)變。一般來(lái)說(shuō)，這類(lèi)富集植物需具有以下特征：第一，對(duì)于重金屬的吸收速率較高，即是當(dāng)土壤當(dāng)中的重金屬含量低于土壤污染水平時(shí)，其重金屬吸收和運(yùn)輸?shù)乃俾室廊惠^高。第二，具有良好的重金屬累積效果。對(duì)于某些濃度較高的污染物，富集植物同樣能夠起到吸附和積累作用，且其累積能力是普通植物的10-500倍以上。第三，富集植物可能具備同時(shí)吸附多種重金屬的功能。第四，富集植物的生命力頑強(qiáng)，生長(zhǎng)速度較快，同時(shí)自身抗病能力較強(qiáng)。

2.3根際環(huán)境因素

根際環(huán)境是土壤中獨(dú)特的生態(tài)修復(fù)環(huán)境，該環(huán)境下，PH值被改變，氧化還原作用得以發(fā)揮。同時(shí)還能夠利用根系分泌物，與植物和土壤進(jìn)行能量和信息交流，改變根際的物質(zhì)生存環(huán)境。當(dāng)然，根際分泌物也能夠促進(jìn)根際微生物的成長(zhǎng)，進(jìn)而改變根細(xì)胞的特性，提高土壤中有機(jī)酸、氨基酸等活性較大的重金屬溶解物質(zhì)的含量，或者通過(guò)與重金屬相互作用有效降低其結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性和毒性，也可以運(yùn)輸細(xì)胞內(nèi)的富集重金屬到體內(nèi)，進(jìn)而提高植物的生長(zhǎng)能力和抗逆性。另外，根際礦物質(zhì)的改變同樣能夠吸收和降解土壤中的重金屬，進(jìn)而提高植物-微生物的聯(lián)合修復(fù)效果。

3.結(jié)論與展望

雖然可以通過(guò)植物-微生物聯(lián)合的形式修復(fù)被重金屬污染的土壤，但是由于重金屬本身的污染特性，植物的生理生化結(jié)構(gòu)的變化以及植物根基環(huán)境等的影響，微生物對(duì)于重金屬污染的修復(fù)功能的發(fā)揮研究還有待進(jìn)一步的深入。在接下來(lái)的研究過(guò)程中，筆者希望，可以從重金屬污染如何改變土壤中的微生物群落結(jié)構(gòu)、菌根的特性、菌根發(fā)揮作用的方式以及菌根的培養(yǎng)方式等入手，以期更加充分地證明微生物修復(fù)土壤中重金屬污染的作用機(jī)理和主要作用方式，進(jìn)而為重金屬污染土壤的治理提供可行建議。

參考文獻(xiàn)：

[1] 李小林，顏森，張小平，等.鉛鋅礦區(qū)重金屬污染對(duì)微生物數(shù)量及放線(xiàn)菌群落結(jié)構(gòu)的影響[J].農(nóng)業(yè)環(huán)境科學(xué)學(xué)報(bào)，2011，30（3）.

篇6

[關(guān)鍵詞]環(huán)境監(jiān)測(cè)；土壤；重金屬污染

中圖分類(lèi)號(hào)：X830 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009-914X（2015）26-0340-01

引言

在經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展的過(guò)程中產(chǎn)生了許多有毒有害物質(zhì)，這些物質(zhì)來(lái)源于生活垃圾、工業(yè)廢物、礦山廢渣等生活和生產(chǎn)的多個(gè)環(huán)節(jié)，這些物質(zhì)往往含有多種重金屬。隨著沉淀和富集，無(wú)法被凈化的重金屬慢慢滲透并富集到土壤中。土壤是環(huán)境中的重要組成部分，承受著環(huán)境中約90%的污染物。同大氣和水體環(huán)境中的污染物相比，土壤中的污染物更不易遷移，更易集中富集。由于重金屬大多對(duì)人體有毒害作用，這種毒害作用隨著含量的增多而增大；當(dāng)重金屬的濃度在一定范圍下時(shí)，其毒害作用因在短時(shí)間內(nèi)無(wú)法發(fā)現(xiàn)而容易被忽略；當(dāng)重金屬對(duì)人體的毒害作用顯著發(fā)生時(shí)，多數(shù)是屬于無(wú)法治愈且不可逆轉(zhuǎn)的。

土壤中的重金屬一般是通過(guò)食物鏈進(jìn)而在人體內(nèi)富集，當(dāng)某種重金屬的量超過(guò)安全閾值時(shí)就會(huì)嚴(yán)重危害人體健康。研究表明，人體內(nèi)的有70%鎘來(lái)源于大米和蔬菜，而大米和蔬菜中積累的鎘大部分來(lái)源于土壤，少量來(lái)源于灌溉水和空氣。鎘會(huì)影響酶的活性，影響人正常的新陳代謝，可引發(fā)貧血、高血壓、骨痛病等疾病，其危害長(zhǎng)達(dá)數(shù)十年。

一、土壤中重金屬的來(lái)源及我國(guó)的污染現(xiàn)狀

工業(yè)“三廢”排放、采礦和冶煉、家庭燃煤、生活垃圾滲出、汽車(chē)尾氣排放等是我國(guó)重金屬污染的主要來(lái)源。工業(yè)廢水、礦坑涌水、垃圾滲濾液等液體成分復(fù)雜，是土壤重金屬污染物的主要來(lái)源。

目前我國(guó)受污染的耕地約1.5億畝，固廢堆存地約300萬(wàn)畝，合計(jì)超過(guò)1.8億畝。這些受污染的土地大多數(shù)集中在經(jīng)濟(jì)較發(fā)達(dá)的地區(qū)。全國(guó)每年受重金屬污染的糧食多達(dá)1200萬(wàn)噸、因重金屬污染而導(dǎo)致糧食減產(chǎn)高達(dá)1000多萬(wàn)噸，合計(jì)經(jīng)濟(jì)損失至少200億元。農(nóng)業(yè)部環(huán)保監(jiān)測(cè)系統(tǒng)曾對(duì)全國(guó)24省、市320個(gè)嚴(yán)重污染區(qū)土壤調(diào)查發(fā)現(xiàn)，大田類(lèi)農(nóng)產(chǎn)品超標(biāo)面積占污染區(qū)農(nóng)田面積的20%，其中重金屬超標(biāo)占污染土壤和農(nóng)作物的80%。農(nóng)業(yè)部調(diào)查發(fā)現(xiàn)：我國(guó)污灌區(qū)面積約140×104公頃，遭受重金屬污染的土地面積占污染總面積的64.8%，其中輕度污染占46.7%，中度污染占9.7%，嚴(yán)重污染占8.4%，其中以汞和鎘的污染面積最大。全國(guó)目前約有1.3×104公頃耕地受到鎘的污染，涉及11個(gè)省市的25個(gè)地區(qū)；約有3.2×104公頃的耕地受到汞的污染，涉及15個(gè)省市的21個(gè)地區(qū)。國(guó)內(nèi)蔬菜重金屬污染調(diào)查結(jié)果顯示：中國(guó)菜地土壤重金屬污染形勢(shì)更為嚴(yán)峻。珠三角地區(qū)近40%菜地重金屬污染超標(biāo)，其中10%屬“嚴(yán)重”超標(biāo)。重慶蔬菜重金屬污染程度為鎘>鉛>汞，經(jīng)調(diào)查其近郊蔬菜基地土壤重金屬汞和鎘均出現(xiàn)超標(biāo)，超標(biāo)率分別為6.7%和36.7%。廣州市蔬菜地鉛污染最為普遍，砷污染次之。保定市污灌區(qū)土壤中鉛、鎘、銅和鋅的檢出超標(biāo)率分別為50.0%、87.5%、27.5%和100%，蔬菜中鎘的檢出超標(biāo)率為89.3%。

二、防治土壤重金屬污染的措施

1）施加改良劑

施加改良劑的主要目的是加速有機(jī)物的分解與使重金屬固定在土壤中，如添加有機(jī)質(zhì)可加速土壤中農(nóng)藥的降解，減少農(nóng)藥的殘留量。

施用重金屬吸收抑制劑（改良劑），即向土壤施加改良抑制物（如石灰、磷酸鹽、硅酸鈣等），使它與重金屬污染物作用生成難溶化合物，降低重金屬在土壤及土壤植物體內(nèi)的遷移能力。這種方法起到臨時(shí)性的抑制作用，時(shí)間過(guò)長(zhǎng)會(huì)引起污染物的積累，并在條件變化時(shí)重金屬又轉(zhuǎn)成可溶性，因而只在污染較輕地區(qū)尚能使用。

2）控制土壤氧化-還原狀況

控制土壤氧化-還原條件，也是減輕重金屬污染危害的重要措施。據(jù)研究，在水稻抽穗到成熟期，無(wú)機(jī)成分大量向穗部轉(zhuǎn)移，淹水可明顯地抑制水稻對(duì)鎘的吸收，落干則促進(jìn)水稻對(duì)鎘的吸收。

重金屬元素均能與土壤中的硫化氫反應(yīng)生成硫化物沉淀。因此，加強(qiáng)水漿管理，可有效地減少重金屬的危害。但砷相反，隨著土壤氧化-還原電位的降低而毒性增加。

3）改變耕作制度

通過(guò)土壤耕作改變土壤環(huán)境條件，可消除某些污染物的危害。旱田改水田，DDT與六六六在旱田中的降解速度慢，積累明顯；在水田中DDT的降解速度加快，利用這一性質(zhì)實(shí)行水旱輪作，是減輕或消除農(nóng)業(yè)污染的有效措施。

4）客土深翻

污染土壤的排除，特別是重金屬的土壤污染，在土壤中產(chǎn)生積累，阻礙作物的生長(zhǎng)發(fā)育。防治的根本辦法是徹底挖去污染土層，換上新土的排土與客土法，以根除污染物。但如果是地區(qū)性的污染，實(shí)際采用客土法是不現(xiàn)實(shí)的。

耕翻土層，即采用深耕，將上下土層翻動(dòng)混合，使表層土壤污染物含量減低。這種方法動(dòng)土量較少，但在嚴(yán)重污染的地區(qū)不宜采用。

5）采用農(nóng)業(yè)生態(tài)工程措施

在污染土壤上繁殖非食用的種子、種經(jīng)濟(jì)作物或種屬，從而減少污染物進(jìn)入食物鏈的途徑。或利用某些特定的動(dòng)植物與微生物較快地吸走或降解土壤中的污染物質(zhì)，而達(dá)到凈化土壤的目的。

6）工程治理

利用物理（機(jī)械）、物理化學(xué)原理治理污染土壤，主要有隔離法，清洗法，熱處理，電化法等，是一種最為徹底、穩(wěn)定、治本的措施。但投資大，適于小面積的重度污染區(qū)。

近年來(lái)，把其它工業(yè)領(lǐng)域，特別是污水、大氣污染治理技術(shù)引入土壤治理過(guò)程中，為土壤污染治理研究開(kāi)辟了新途徑，如磁分離技術(shù)、陰陽(yáng)離子膜代換法、生物反應(yīng)器等。雖然大多數(shù)處于試驗(yàn)探索階段，但積極吸收、轉(zhuǎn)化新技術(shù)、新材料，在保證治理效果的基礎(chǔ)上降低治理成本，提高工程實(shí)用性，有著重要的實(shí)際意義。

結(jié)語(yǔ)

土壤中的重金屬除了會(huì)通過(guò)植物吸收進(jìn)而對(duì)生物產(chǎn)生毒害作用外，還會(huì)經(jīng)由雨水淋濾及地表徑流作用轉(zhuǎn)移進(jìn)入地表水系統(tǒng)，通過(guò)地表水和地下水的交互作用污染地下水體，進(jìn)而對(duì)飲用水的安全構(gòu)成威脅；土壤中的重金屬還可能會(huì)緩慢的、微量的釋放到空氣中，對(duì)大氣環(huán)境造成污染。土壤重金屬污染是一個(gè)比較嚴(yán)峻的問(wèn)題。開(kāi)展土壤重金屬的整治工作對(duì)社會(huì)、對(duì)人類(lèi)意義重大。

參考文獻(xiàn)

[1] 陳懷滿(mǎn).土壤-植物系統(tǒng)中的重金屬污染[M].北京：科學(xué)出版社，1996：27-28.

[2] 戴軍，劉騰輝.廣州菜地生態(tài)環(huán)境的污染特征[J].土壤通報(bào)，1995，26（3）：102-104.

[3] 夏來(lái)坤，郭天財(cái)，康園章等.土壤里金屬污染與修復(fù)技術(shù)研究進(jìn)展[J].河南農(nóng)業(yè)科學(xué)，2005（5）：88-92.

篇7

關(guān)鍵詞：化工，土壤污染，重金屬，防治

土壤是人類(lèi)賴(lài)以生存的主要自然資源之一，也是人類(lèi)生態(tài)環(huán)境的重要組成部分。隨著工業(yè)、城市污染的加劇和農(nóng)用化學(xué)物質(zhì)種類(lèi)、數(shù)量的增加，土壤重金屬污染日益嚴(yán)重，土壤重金屬是指由于人類(lèi)活動(dòng)將金屬加入到土壤中，致使土壤中重金屬明顯高于原生含量、并造成生態(tài)環(huán)境質(zhì)量惡化的現(xiàn)象。

一、重金屬的來(lái)源、種類(lèi)

1.土壤重金屬來(lái)源廣泛，主要包括有大氣降塵、污水灌溉、工業(yè)廢棄物得不當(dāng)堆置、礦業(yè)　活動(dòng)、農(nóng)藥和化肥等。首先是成土母質(zhì)本身含有重金屬，不同的母質(zhì)、成土過(guò)程所形成的土壤含有重金屬量差異很大。此外，人類(lèi)工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)活動(dòng)，也造成重金屬對(duì)大氣、水體和土壤的污染。

2.大氣中重金屬沉降、大氣中的重金屬主要來(lái)源于工業(yè)生產(chǎn)、汽車(chē)尾氣排放及汽車(chē)輪胎磨損產(chǎn)生的大量含重金屬的有害氣體和粉塵等。它們主要分布在工礦的周?chē)凸?、鐵路的兩側(cè)。公路、鐵路兩側(cè)土壤中的重金屬污染，主要是Pb、Zn、Cd、Cr、Co、Cu　的污染為主。它們來(lái)自于含鉛汽油的燃燒，汽車(chē)輪胎磨損產(chǎn)生的含鋅粉塵等。它們成條帶狀分布，以公路、鐵路為軸向兩側(cè)重金屬污染強(qiáng)度逐漸減弱；隨著時(shí)間的推移，公路、鐵路土壤重金屬污染具有很強(qiáng)的疊加性。

3.農(nóng)藥、化肥和塑料薄膜使用　施用含有鉛、汞、鎘、砷等的農(nóng)藥和不合理地施用化肥，都可以導(dǎo)致土壤中重金屬的污染。一般過(guò)磷酸鹽中含有較多的重金屬　Hg、Cd、As、Zn、Pb，磷肥次之，氮肥和鉀肥含量較低，但氮肥中鉛含量較高，其中　As　和　Cd　污染嚴(yán)重。農(nóng)用塑料薄膜生產(chǎn)應(yīng)用的熱穩(wěn)定劑中含有　Cd、Pb，在大量使用塑料大棚和地膜過(guò)程中都可以造成土壤重金屬的污染。

4.污水灌溉　污水灌溉一般指使用經(jīng)過(guò)一定處理的城市污水灌溉農(nóng)田、森林和草地。城市污水　包括生活污水、商業(yè)污水和工業(yè)廢水。由于城市工業(yè)化的迅速發(fā)展，大量的工業(yè)廢水涌入河道，使城市污水中含有的許多重金屬離子，隨著污水灌溉而進(jìn)入土壤。

5.含重金屬?gòu)U棄物堆積含重金屬?gòu)U棄物種類(lèi)繁多，不同種類(lèi)其危害方式和污染程度都不一樣。污染的范圍一般以廢棄堆為中心向四周擴(kuò)散重金屬在土壤中的含量和形態(tài)分布特征受其垃圾中釋放率的影響，且隨距離的加大重金屬的含量而降低。由于廢棄物種類(lèi)不同，各重金屬污染程度也不盡相同，如鉻渣堆存區(qū)的　Cd、Hg、Pb　為重度污染，Zn　為　中度污染，Cr、Cu　為輕度污染。

6.金屬礦山酸性廢水污染金屬礦山的開(kāi)采、冶煉、重金屬尾礦、冶煉廢渣和礦渣堆放等，可以被酸溶出含重金屬離子的礦山酸性廢水，隨著礦山排水和降雨使之帶入水環(huán)境（如河流等）或直接進(jìn)入土壤，都可以間接或直接地造成土壤重金屬污染。

二、土壤中重金屬污染物現(xiàn)行治理方法

1.工程治理方法

工程治理是指用物理或物理化學(xué)的原理來(lái)治理土壤重金屬污染。主要有：客土是　在污染的土壤上加入未污染的新土；換土是將以污染的土壤移去，換上未污染的　新土；翻土是將污染的表土翻至下層；去表土是將污染的表土移去等。

2.此外淋洗法

用淋洗液來(lái)淋洗污染的土壤；熱處理法是將污染土壤加熱，使土壤中的揮發(fā)性污染物（Hg）揮發(fā)并收集起來(lái)進(jìn)行回收或處理；電解法是使土壤中重金屬在電解、電遷移、電滲和電泳等的作用下在陽(yáng)極或陰極被移走。以上措施具有效果徹底、穩(wěn)定等優(yōu)點(diǎn)，但實(shí)施復(fù)雜、治理費(fèi)用高和易引起土壤肥力降低等缺點(diǎn)。

3.生物治理方法

生物治理是指利用生物的某些習(xí)性來(lái)適應(yīng)、抑制和改良重金屬污染。主要有：動(dòng)物治理是利用土壤中的某些低等動(dòng)物蚯蚓、鼠類(lèi)等吸收土壤中的重金屬；微生物治理是利用土壤中的某些微生物等對(duì)重金屬具有吸收、沉淀、氧化和還原等作用，降低土壤中重金屬的毒性，如原核生物（細(xì)菌、放線(xiàn)菌）比真核生物（真菌）對(duì)重金屬更敏感。

4.植物治理

利用某些植物能忍耐和超量積累某種重金屬的特性來(lái)清除土壤中的重金屬；目前已發(fā)現(xiàn)400多種，超積累植物積累Cr、　Co、　Cu的含量一般在　0.1%　Ni、　Pb　以上，積累　Mn、Zn　含量一般在　1%以上。生物治理措施的優(yōu)點(diǎn)是實(shí)施較簡(jiǎn)便、投資較少和對(duì)環(huán)境破壞小，缺點(diǎn)是治理效果不顯著。

5.化學(xué)治理方法

化學(xué)治理就是向污染土壤投入改良劑、抑制劑，增加土壤有機(jī)質(zhì)、陽(yáng)離子代換量和粘粒的含量，　改變　pH、　和電導(dǎo)等理化性質(zhì)，Eh　使土壤重金屬發(fā)生氧化、還原、沉淀、吸附、抑制和拮抗等作用，以降低重金屬的生物有效性。

三、總結(jié)

土壤重金屬污染首先應(yīng)從源頭抓起，控制污染源，土壤重金屬的污染已經(jīng)達(dá)到相當(dāng)嚴(yán)重的程度，要充分認(rèn)識(shí)土壤重金屬污染的長(zhǎng)期性、隱匿性、不可逆性以及不能完全被分解或消逝的特點(diǎn)。土壤質(zhì)量問(wèn)題是經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展和社會(huì)全面進(jìn)步的戰(zhàn)略問(wèn)題，它直接影響土壤質(zhì)別、水質(zhì)狀況、作物生長(zhǎng)、農(nóng)業(yè)產(chǎn)量、農(nóng)產(chǎn)品品質(zhì)等，并通過(guò)食物鏈對(duì)人體健康造成危害。對(duì)土壤質(zhì)量的保護(hù)便是對(duì)耕地生產(chǎn)能力的保護(hù)，更是提高土地利用效率的強(qiáng)有力措施之一。對(duì)于我國(guó)這樣一個(gè)人口眾多的農(nóng)業(yè)大國(guó)，開(kāi)展國(guó)土質(zhì)量調(diào)查評(píng)價(jià)，對(duì)土壤重金屬污染物進(jìn)行試驗(yàn)研究，開(kāi)發(fā)耕地污染的治理方法和技術(shù)，顯得更為必要和迫切。

參考文獻(xiàn)

[1]崔德杰，張玉龍.土壤重金屬污染現(xiàn)狀與修復(fù)技術(shù)研究進(jìn)展[J].土壤通報(bào)，　2004，35

篇8

關(guān)鍵詞：農(nóng)村；飲用水源地；重金屬；污染特征；江西省

中圖分類(lèi)號(hào)：X502 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：0439－8114（2012）16－3597-04

Analysis on Heavy Metal Contamination at Drinking Water Source of Countryside in Typical Mineral Region of Jiangxi Province

WANG Tao1，LIU Zu－gen1，CHEN Hong－wen1，XU Qiu－jin2，PENG Kun－guo1

（1． Jiangxi Academy of Environmental Sciences， Nanchang 330029， China；

2． Chinese Research Academy of Environmental Sciences， Beijing 100012， China）

Abstract： Two enterprises concerning with heavy metals in typical mineral region of Jiangxi province were chosen as pollution sources where sampling sites were set and samples were collected． The contents of heavy metals in surface water／underground water and soils were determined， and it would provided scientific basis for the division and protection of drinking water source in countryside． The results showed that drinking water was protected well near pollution source A and not subjected to the contamination of heavy metals； near pollution source B， the surface water had been contaminated by Cd and Pb， while underground water was slightly contaminated by Pb； as for the investigated area， the contamination of Zn and Pb in dry season needed more attention， while in wet season， the contamination of Cr and Cd needed more attention； Zn and Pb in the soils near drinking water sources could be detected easily in dry season， especially Zn， which couldn’t be detected in wet seasons， but in dry season， the contents were over 100 mg／kg； except for some sites， the contents of Cu in soils were higher in dry seasons； the contents of Cr in the soil of some sites were higher in dry seasons， while that in some sites were higher in wet seasons．

Key words： countryside； drinking water source； heavy metal； contamination characteristics； Jiangxi province

篇9

1 土壤重金屬污染物的來(lái)源

土壤重金屬污染是指土壤中重金屬過(guò)量累積引起的污染。污染土壤的重金屬包括生物毒性顯著的元素如Cd、Pb、Hg、Cr、As，以及有一定毒性的元素如Cu、Zn、Ni等[1]。成土母質(zhì)本身含有一定量的重金屬，但由于土壤環(huán)境是個(gè)開(kāi)放的體系，外源重金屬通過(guò)各種途徑不可避免地進(jìn)入土壤，包括人為污染源和天然污染源，土壤重金屬污染的控制在源頭上主要是人為源的控制。人為污染源的污染途徑主要包括大氣沉降、污水灌溉、固體廢棄物的處理，以及農(nóng)用物資的不合理施用等。

1.1 大氣沉降

工業(yè)生產(chǎn)（如能源、冶金和建筑材料等）產(chǎn)生了大量廢氣和粉塵，其中含有重金屬的部分在大氣中通過(guò)自然沉降和降水淋洗進(jìn)入土壤。Lisk估計(jì)全世界每年約有1600噸的Hg通過(guò)煤及其他化石燃料的燃燒排放到大氣中，例如比利時(shí)每年從大氣進(jìn)入土壤的重金屬每公頃達(dá)到Pb 250g、Cd 19g、As 15g、Zn 3750g[2]。這些污染物以工廠企業(yè)的煙塵為中心，順著風(fēng)向向外延伸，污染范圍一般呈圓形或橢圓形。

另外，繁忙的運(yùn)輸也使得公路、鐵路兩側(cè)的土壤中重金屬（Pb、Zn、Cd、Cr、Co、Cu等）遠(yuǎn)高于土壤背景值。在法國(guó)索洛涅地區(qū)A-71號(hào)高速公路沿途，重金屬Pb、Zn、Cd的沉降粒子濃度超過(guò)當(dāng)?shù)赝寥辣尘爸?～8倍，而公路旁土壤重金屬濃度比沉降粒子的濃度還要高7～26倍[3]。這些重金屬主要來(lái)自于含鉛汽油的燃燒和汽車(chē)輪胎磨損產(chǎn)生的粉塵，以公路為中心，向四周及兩側(cè)擴(kuò)散，污染范圍呈條帶狀。

1.2 污水灌溉

污水灌溉一般指使用經(jīng)過(guò)一定處理的城市污水灌溉農(nóng)田、森林和草地。城市污水包括生活污水、商業(yè)污水和工業(yè)廢水。[4]隨著城市工業(yè)化的迅速發(fā)展，大量未經(jīng)處理或處理不到位的工礦企業(yè)污水進(jìn)入城市污水，通過(guò)污灌造成土壤中重金屬Hg、Cd、Cr、Pb、Cd等含量的逐年增加[5]。其中Cd污染最為嚴(yán)重。在日本，有472125公頃農(nóng)田被Cd污染，占重金屬污染總面積的82%。[6]我國(guó)有140萬(wàn)公頃污灌區(qū)，64.8%受重金屬污染，其中嚴(yán)重污染的占8.4%[7]，沈陽(yáng)張士灌區(qū)、上海沙川灌區(qū)、廣東廣州和韶關(guān)地區(qū)、廣西陽(yáng)朔、湖南衡陽(yáng)、江西大余等地，因長(zhǎng)期污灌Cd污染嚴(yán)重，頻頻出現(xiàn)“鎘米”[8]。

1.3 固體廢棄物的處理

在工礦業(yè)固體廢棄物的堆放、填埋等處理過(guò)程中，由于日曬、雨淋、水洗等，重金屬極易移動(dòng)，以輻射狀、漏斗狀向周?chē)寥?、水體擴(kuò)散。煤矸石的堆放對(duì)土壤會(huì)造成嚴(yán)重的重金屬污染[9]。沈陽(yáng)冶煉廠的礦渣自1971年開(kāi)始就堆放在一個(gè)洼地，主要含Zn、Cd，目前已擴(kuò)散到離堆放場(chǎng)700米以外的范圍；武漢市垃圾堆放場(chǎng)、杭州鉻渣堆放區(qū)附近土壤中重金屬Cd、 Hg、Cr、 Cu、Zn、Pb、As等的含量均高于當(dāng)?shù)赝寥辣尘爸礫10]。

有一些固體廢棄物被作為肥料施入土壤，造成土壤重金屬污染。磷石膏是化肥工業(yè)廢物，含有一定量的正磷酸以及不同形態(tài)的含磷化合物，并可改良酸性土壤，因而被大量施入土壤，造成了土壤中Cr、 Pb、Mn、As含量增加。同樣的，磷鋼渣也常作為磷源施入土壤，造成土壤中Cr累積。污水處理廠產(chǎn)生的污泥含有較高的N、P養(yǎng)分及有機(jī)質(zhì)，常回填農(nóng)田以肥田，而污泥中的Cr、 Cu、Zn、Pb、As往往超標(biāo)，所以污泥回填也可使土壤重金屬含量增加[11]。

1.4 農(nóng)用物資的不合理施用

農(nóng)田耕種過(guò)程中為了增產(chǎn)、穩(wěn)產(chǎn)，必須使用農(nóng)藥、化肥和地膜等農(nóng)用物資。這些農(nóng)用物資如果長(zhǎng)期不合理施用，也會(huì)導(dǎo)致土壤重金屬污染。少數(shù)農(nóng)藥含重金屬，如殺菌劑抗枯寧、菌枯靈等含Cu、Zn，被大量地施用于果樹(shù)和溫室作物，造成土壤Cu、Zn累積；殺菌劑西力生含Hg，它的使用使每公頃土壤中的Hg增加6～9 g。馬耀華等對(duì)上海地區(qū)菜園土研究發(fā)現(xiàn)，施肥后，Cd的含量從0.134 mg/kg升到0.316 mg/kg，Hg的含量從0.22 mg/kg升到0.39 mg/kg，Cu、Zn 增長(zhǎng)2/3[12]。Taylor對(duì)新西蘭施用磷肥達(dá)50年的同一地點(diǎn)的58個(gè)土樣進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)Cd從0.39 mg/kg升至0.85 mg/kg[13]。在阿根廷由于傳統(tǒng)無(wú)機(jī)磷肥的施入，導(dǎo)致土壤重金屬Cd、Cr、Cu、Zn、Ni、Pb的污染[14]。

隨著近年來(lái)地膜的大面積推廣使用，不僅造成了土壤的白色污染，而且地膜生產(chǎn)過(guò)程中加入的熱穩(wěn)定劑含Cd、Pb，又增加了土壤重金屬污染來(lái)源。

2 土壤重金屬的污染特性

與大氣、水體及廢棄物污染相比，土壤重金屬污染有比較明顯的隱蔽性與滯后性，以及累積性與可變性，使污染治理和土壤修復(fù)的效果沒(méi)有大氣及水體污染治理那么見(jiàn)效明顯，并且治理周期長(zhǎng)，通常成本較高，大大增加了土壤污染控制的難度。

2.1 隱蔽性與滯后性

土壤有巨大的自?xún)艋芰?，其體系內(nèi)的重金屬容納量其實(shí)是比較大的，所以，重金屬污染物進(jìn)入土壤后，很長(zhǎng)一段時(shí)間都不會(huì)體現(xiàn)出其污染性，往往要通過(guò)土壤樣品分析、農(nóng)殘檢測(cè)及有關(guān)人畜健康狀況檢查，才能發(fā)現(xiàn)和確定。因此土壤重金屬污染有明顯的隱蔽性。而發(fā)現(xiàn)土壤受重金屬污染時(shí)，往往土壤中重金屬的含量已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)超標(biāo)，受污染局部區(qū)域及其周邊的生態(tài)環(huán)境已經(jīng)呈現(xiàn)出明顯的毒害副作用，這一特點(diǎn)也使得土壤重金屬污染的治理往往具有滯后性，所采取的各種方法、措施是補(bǔ)救性質(zhì)的，因此對(duì)土壤重金屬污染的控制，預(yù)防更顯重要。

2.2 累積性與可變性

土壤中的固相物質(zhì)占土壤總體積的50%，占總重量的95%以上，重金屬污染物進(jìn)入土壤體系后不象在流體態(tài)環(huán)境中那樣比較易于擴(kuò)散和稀釋?zhuān)灾亟饘傥廴疚镌谕寥赖木植靠臻g容易積累并達(dá)到很高濃度，其污染具有很強(qiáng)的累積性，污染物量越大，污染越嚴(yán)重。

然而重金屬在土壤中的存在狀態(tài)會(huì)受很多因素影響，重金屬元素在土壤中主要以可溶態(tài)、可交換態(tài)、碳酸鹽態(tài)、鐵錳氧化態(tài)、有機(jī)態(tài)及殘?jiān)鼞B(tài)的形式存在，外源重金屬進(jìn)入土壤之后，其形態(tài)不斷變化，氧化還原電位、pH值、離子強(qiáng)度、金屬元素濃度、各種無(wú)機(jī)及有機(jī)組分的種類(lèi)和濃度等因素都可能引起土壤重金屬形態(tài)的變化，其中可溶態(tài)和可交換態(tài)重金屬的生物有效性最強(qiáng)，易于被生物吸收、吸附，使重金屬能在土壤中的空間位置進(jìn)行一定的遷移轉(zhuǎn)化，由此出現(xiàn)重金屬富集或分散，因此土壤重金屬污染又具有可變性。根據(jù)這一特點(diǎn)，對(duì)土壤重金屬污染進(jìn)行控制的時(shí)候，可以通過(guò)改變重金屬存在狀態(tài)，增大或者減小其生物有效性，從而達(dá)到污染治理的目標(biāo)。

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基金項(xiàng)目：中央財(cái)政支持作物生產(chǎn)技術(shù)專(zhuān)業(yè)

篇10

關(guān)鍵詞：綠地土壤；重金屬；環(huán)境質(zhì)量評(píng)價(jià)；長(zhǎng)春市

中圖分類(lèi)號(hào)：X825文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：0439－8114（2011）12－2421-03

Heavy Metal Pollution in Green Space Soil of Chaoyang District, Changchun City

LIU Gang，JIN Yan－ming，HU Hao

（Graduate School of Jilin Agricultural University，Changchun 130118，China）

Abstract： To investigate the soil heavy metal pollution status of several important function zones in Chaoyang district， Changchun city， 15 soil samples were collected from community， schools， squares， parks and street． Analyses on physicochemical properties including pH， soil organic matter， available N， available P and available K were conducted． The content of heavy metals（Cu，Zn，Pb，Cd） in soil samples was determined by atomic adsorption spectrophotometry． Adopting the single factor index and Nemerow multi－factor index methods， the pollution indices were calculated to assess the pollution extent． Cu pollution index of sample area C1 （Nanhu square）， E1 （Jiefang road） and E2 （Kaiyun street） were higher and the maximum of them were 2．03， which showed that these areas were in the status of light Cu pollution． All pollution factors in other areas were potential． The evaluation result of Nemerow synthetic pollution index method indicated that all soil in sample areas was slightly polluted． The pollution sources of heavy metals were mainly large－scale enterprises， then some ordinary enterprises．

Key words： green land soil； heavy metal； evaluation of soil environmental quality；Changchun city

長(zhǎng)春市是我國(guó)重要老工業(yè)基地之一，目前基本形成以交通運(yùn)輸設(shè)備制造業(yè)為主體、門(mén)類(lèi)比較齊全的工業(yè)體系。隨著社會(huì)的不斷進(jìn)步，工業(yè)的發(fā)展和人口的增加，長(zhǎng)春市土壤已受到一定程度的重金屬污染［1］。相關(guān)研究表明，交通運(yùn)輸、工業(yè)排放、市政建設(shè)和大氣沉降等造成城市綠地土壤重金屬的污染越來(lái)越嚴(yán)重［2，3］。土壤中的重金屬不僅影響和改變城市土壤的生態(tài)功能，危害人體健康，而且制約了城市的可持續(xù)發(fā)展。

由于城市綠地土壤的研究報(bào)道較少，且多數(shù)是以較大范圍的城市和農(nóng)村土壤相結(jié)合進(jìn)行調(diào)查研究，而對(duì)城市中單獨(dú)一個(gè)區(qū)域還很少有人進(jìn)行過(guò)系統(tǒng)的分類(lèi)調(diào)查。為此，以長(zhǎng)春市朝陽(yáng)區(qū)綠地土壤按不同功能區(qū)特點(diǎn)進(jìn)行分區(qū)，在功能分區(qū)典型的地點(diǎn)進(jìn)行采樣，通過(guò)相關(guān)的試驗(yàn)和分析，試圖了解不同的功能區(qū)土壤重金屬污染情況、污染特征、污染的空間分異性，為長(zhǎng)春市的城市園林綠化和養(yǎng)護(hù)提供科學(xué)依據(jù)。

1材料與方法

1．1樣區(qū)的選擇

樣區(qū)設(shè)置在長(zhǎng)春市朝陽(yáng)區(qū)，按功能區(qū)劃分選擇有代表性的土壤，分別為A．小區(qū)、B．學(xué)校、C．廣場(chǎng)、D．公園、E．街路，共采集了150個(gè)混合土樣，具置見(jiàn)圖1。

1．2土樣的采集、處理與分析

根據(jù)城市土壤特點(diǎn)，選擇代表性功能區(qū)進(jìn)行采樣，在選定區(qū)域上以“S”形選擇9個(gè)點(diǎn)，在各點(diǎn)取0～20 cm土層土樣，在塑料薄膜上將各點(diǎn)土壤均勻混合，用四分法逐次棄去多余部分，最后將剩余的1 kg左右的平均樣品裝入樣袋，帶回實(shí)驗(yàn)室。土壤樣品經(jīng)風(fēng)干、磨細(xì)過(guò)篩（1.00 mm、0．25 mm土壤篩），用于測(cè)定土壤pH值（電位法）、有機(jī)質(zhì)（重鉻酸鉀容量法――稀釋熱法：K2Cr2O7－H2SO4）、土壤速效磷（Olsen法：0．5 mol／L NaHCO3，pH值8．5）、速效鉀（1 mol／L NH4OAc，pH 值7．0）、土壤重金屬元素Cu、Cd、Pb、Zn的濃度（HF－HClO4消煮法）［4］。

2結(jié)果與分析

2．1土樣理化性質(zhì)和重金屬濃度

城市綠地土壤多為攪動(dòng)的深層土、建筑垃圾土、回填土等，其土層變異性大，呈現(xiàn)巖性不連續(xù)特性，導(dǎo)致不同土層的有機(jī)質(zhì)含量、pH值、容重及與其有關(guān)的孔隙度、含水量有顯著差異。城市土壤土層排列凌亂，許多土層之間沒(méi)有發(fā)生學(xué)上的聯(lián)系，多為沙石、垃圾和土所組成，有機(jī)質(zhì)含量少［5］。土樣理化性質(zhì)測(cè)定結(jié)果見(jiàn)表1，重金屬濃度比較見(jiàn)圖2。

從各土樣采集地點(diǎn)的功能區(qū)劃分來(lái)看，E1、E2、E3號(hào)街路綠地土壤的pH值、容重較高；D1、D2、D3號(hào)公園綠地土壤的孔隙度、含水量、有機(jī)質(zhì)、速效氮、速效磷、速效鉀相對(duì)較高，這與公園土壤所處的生態(tài)環(huán)境有一定的關(guān)系。

從各土樣采集地點(diǎn)的功能區(qū)劃分來(lái)看，E1、E2號(hào)街路的Cu、Cd重金屬含量都較高，A1、A2號(hào)居住小區(qū)的土壤含Zn量較高，C1、C2號(hào)交通要塞的土壤含Pb量較高。

2.2評(píng)價(jià)方法

土壤污染評(píng)價(jià)是土壤環(huán)境質(zhì)量現(xiàn)狀評(píng)價(jià)的核心部分，主要包括單項(xiàng)（單因子）污染評(píng)價(jià)和多項(xiàng)（多因子）污染綜合評(píng)價(jià)［6］。

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2．2．1單項(xiàng)污染分級(jí)指數(shù)法污染分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)參考吉林省地質(zhì)調(diào)查院《東北平原長(zhǎng)春經(jīng)濟(jì)區(qū)區(qū)域環(huán)境地球化學(xué)調(diào)查與評(píng)價(jià)》項(xiàng)目報(bào)告，以測(cè)區(qū)土壤地球化學(xué)背景為基礎(chǔ)，借鑒國(guó)家土壤環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，確定污染分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)。以測(cè)區(qū)背景上限為重金屬元素累積起始值（Xa），國(guó)家土壤環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的二類(lèi)標(biāo)準(zhǔn)作為污染起始值（Xc），土壤環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的三類(lèi)標(biāo)準(zhǔn)作為重污染起始值（Xp）（表2）。

污染分級(jí)指數(shù)是指某一污染物影響下的環(huán)境污染指數(shù)，可以反映出各污染物的污染程度。根據(jù)公式（1）計(jì)算出的單項(xiàng)污染分級(jí)指數(shù)，對(duì)單項(xiàng)污染程度進(jìn)行分級(jí)。

Ci≤Xa時(shí)，Pi＝Ci／Xa

Xa＜Ci≤Xc時(shí)，Pi＝1＋（Ci－Xa）／（Xc－Xa）

Xc＜Ci≤Xp時(shí)，Pi＝2＋（Ci－Xc）／（Xp－Xc）（1）

Ci≥Xp時(shí)，Pi＝3＋（Ci－Xp）／（Xp－Xc）

式中，Pi為污染分級(jí)指數(shù)，Ci為土壤中污染物i的實(shí)測(cè)濃度值，Xa為累積起始值，Xc為污染起始值，Xp為重污染起始值。土壤單項(xiàng)污染指數(shù)評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)見(jiàn)表3。

2．2．2內(nèi)梅羅綜合污染指數(shù)法單項(xiàng)污染分級(jí)指數(shù)法評(píng)價(jià)長(zhǎng)春市土壤重金屬污染狀況，只能分別了解每種重金屬在長(zhǎng)春市表層土壤的污染狀況。內(nèi)梅羅綜合指數(shù)法評(píng)價(jià)長(zhǎng)春市土壤重金屬污染狀況則可以了解這4種重金屬在長(zhǎng)春市表層土壤的綜合污染狀況。

為了突出環(huán)境要素中濃度最大的污染物對(duì)環(huán)境質(zhì)量的影響，采用內(nèi)梅羅綜合污染指數(shù)法對(duì)研究區(qū)土壤重金屬污染進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)［6，7］，計(jì)算公式為：

P綜＝［（Pimax2＋Piave2）／2］1／2 （2）

式中，P綜為內(nèi)梅羅綜合污染指數(shù)，Pi為單項(xiàng)污染分級(jí)指數(shù)，計(jì)算公式見(jiàn)公式（1），Pimax為所有元素污染指數(shù)最大值，Piave為所有元素污染指數(shù)平均值。內(nèi)梅羅綜合污染指數(shù)反映了各種污染物對(duì)土壤的作用，同時(shí)突出了高濃度污染物對(duì)土壤環(huán)境質(zhì)量的影響，可按內(nèi)梅羅綜合污染指數(shù)劃定污染等級(jí)，其中土壤污染評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)見(jiàn)表4。

2．3土壤重金屬污染評(píng)價(jià)

評(píng)價(jià)方法采用單項(xiàng)污染指數(shù)法和內(nèi)梅羅綜合污染指數(shù)法。內(nèi)梅羅綜合污染指數(shù)全面反映了各污染物對(duì)土壤污染的不同程度，同時(shí)又突出高濃度對(duì)土壤環(huán)境質(zhì)量的影響，因此用來(lái)評(píng)定和劃分土壤質(zhì)量等級(jí)更為客觀。評(píng)價(jià)結(jié)果見(jiàn)表5。從表5中的單項(xiàng)污染分級(jí)指數(shù)可以看出，樣區(qū)A3、B1、B2、B3的土壤Cd質(zhì)量等級(jí)為清潔，樣區(qū)C1、E1、E2的土壤已受到Cu的輕污染；其他樣點(diǎn)的各項(xiàng)污染因子為潛在污染。從各樣區(qū)綜合污染指數(shù)可知，土壤均受到輕度污染，這是由于樣區(qū)周?chē)鷽](méi)有較大規(guī)模的重金屬污染企業(yè)，而其他污染源的污染也應(yīng)得到足夠重視，如汽車(chē)尾氣中的Pb、居民生活垃圾中的Zn等。E1、E2的綠地土壤如果不進(jìn)行適當(dāng)?shù)酿B(yǎng)護(hù)管理，慢慢也會(huì)變成重度污染。

對(duì)各功能區(qū)重金屬單項(xiàng)污染平均值進(jìn)行比較，Cu單項(xiàng)污染的大小順序?yàn)樾^(qū)＜學(xué)校＜公園＜廣場(chǎng)＜街路；Zn單項(xiàng)污染的大小順序?yàn)閷W(xué)校＜廣場(chǎng)＜街路＜公園＜小區(qū)；Pb單項(xiàng)污染的大小順序?yàn)樾^(qū)＜學(xué)校＜公園＜廣場(chǎng)＜街路；Cd單項(xiàng)污染的大小順序?yàn)閷W(xué)校＜小區(qū)＜公園＜廣場(chǎng)＜街路；各功能區(qū)重金屬平均值綜合污染進(jìn)行比較，其大小為學(xué)校＜小區(qū)＜公園＜廣場(chǎng)＜街路。

3結(jié)論與討論

1）長(zhǎng)春市朝陽(yáng)區(qū)表層土壤中各重金屬元素含量變化范圍較大，表明城市表層土壤中重金屬元素已在一定程度上受到人為源輸入的影響，但與其他開(kāi)發(fā)歷史較長(zhǎng)的城市相比，長(zhǎng)春市城區(qū)表層土壤中重金屬元素含量總體上較低。

2）分析結(jié)果表明，長(zhǎng)春市城區(qū)表層土壤中不同重金屬來(lái)源存在著差異，其中Cu、Pb和Zn主要來(lái)自交通污染；而工業(yè)污染和居民生活污染也不容忽視，Cd主要來(lái)源于工業(yè)源及化肥施用。

3）試驗(yàn)選取具有代表性樣區(qū)，其結(jié)果反映朝陽(yáng)區(qū)目前總體的重金屬污染的現(xiàn)狀，但還需對(duì)多種樣品（如土壤樣品、大氣干濕沉降樣品、水樣品、植物樣品、有機(jī)樣品等）進(jìn)行綜合分析研究，想要更加準(zhǔn)確地反映該區(qū)的土壤質(zhì)量，需要更進(jìn)一步的詳細(xì)調(diào)查。因此，在進(jìn)行重金屬源解析時(shí)應(yīng)該結(jié)合各元素含量的空間分布特征及其周?chē)h(huán)境狀況進(jìn)行更加詳細(xì)的研究。

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