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中圖分類號：X53 文獻標識碼：A DOI 編碼：10.3969/j.issn.1006-6500.2016.07.002
Abstract： The application of pesticide， fertilizer and industrial waste emission result in heavy metals to the environment. And it`s hard to transfer by food chain and also not easy to degradation. So it caused serious influence to human and environmental. The method of fixing and passivation of heavy metals in soil by applying the modifier is widely used because of its simple operation and economical and practical characteristics. At present， the improved agent types mainly include organic matter， alkaline substances， and clay minerals. The effect of the improved agent was mainly derived from the soil pH and the adsorption， complexation and precipitation of the modified agent itself and heavy metals. In the region where the soil heavy metal pollution is serious， the effect of the application of single modified agents is not very ideal， using the modified agent mixed with different agent can increase the effect to a certain extent.
Key words： heavy metal；soil improvement；improvement agent
1 土壤重金屬污染途徑
隨著工業(yè)化進程的逐步深入，農(nóng)業(yè)發(fā)展加速，廢棄物逐步增多且相關(guān)處理措施不當，這導致農(nóng)田中土壤重金屬含量逐步增加。農(nóng)業(yè)部曾對全國土壤調(diào)查發(fā)現(xiàn)，重金屬超標農(nóng)產(chǎn)品占污染物超標農(nóng)產(chǎn)品總面積80%以上[1]，土壤重金屬超標率更是達到了12.1%[2]。據(jù)國外相關(guān)研究得知，土壤重金屬含量已經(jīng)達到影響作物生長的地步[3-4]。而龍新憲等人的研究發(fā)現(xiàn)：土壤重金屬離子含量達到一定程度，這些重金屬離子將通過被植物吸收而進入食物鏈，最終威脅人類身體健康[5-7]。同時，重金屬污染的表層土還會通過風力和水力等作用進入大氣引發(fā)大氣污染、地表水污染等生態(tài)環(huán)境問題[8]。
1.1 大氣運動
大氣運動是土壤重金屬污染來源的一個重要途徑[9]。大氣成分并不是一直不變而是隨著地球演化而變化，大氣中的成分做周而復始的循環(huán)，這其中就包括某些重金屬。近年來工業(yè)飛速發(fā)展，大量化石燃料被燃燒，其釋放的酸性氣體和某些重金屬粒子參與到大氣循環(huán)當中。
大氣運動主要有2個方面體現(xiàn)。一方面來自工業(yè)、交通的影響，Bermudied等[10]研究發(fā)現(xiàn)，工業(yè)、交通影響重金屬的大氣沉降，如阿根廷爾多瓦省的小麥和農(nóng)田地表中的Ni、Pb、Sb等來自于此。Kong[11]通過對撫順市不同類型大氣PM10顆粒中的Cr、Mn、Co等多種重金屬含量檢測發(fā)現(xiàn)，機動車排放、工業(yè)廢氣向大氣中排放重金屬而后進行大氣沉降。另一方面來自礦山開采和冶煉[9]所帶來的大氣沉降也是土壤重金屬的重要來源，常熟某電鍍廠附近土地發(fā)現(xiàn)Zn和Ni的污染現(xiàn)象，該污染隨著距離增加而污染減輕，同時Zn的污染逐年加劇[12]
1.2 污水農(nóng)用
污水農(nóng)用指的是利用下水道污水、工業(yè)廢水、地面超標污水等對農(nóng)田灌溉。據(jù)我國農(nóng)業(yè)部的調(diào)查，發(fā)現(xiàn)灌溉區(qū)內(nèi)重金屬污染面積占灌溉總面積的64.8%，其中輕度污染占46.7%，中度占9.7%，重度占8.4%[13]。天津種植的油麥菜有60%受到污染[14]。昊學麗等[15]調(diào)查發(fā)現(xiàn)，沈陽市渾河、細河等河渠周邊農(nóng)田中Hg、Cd含量分數(shù)高于遼寧土壤背影值，更是嚴重高出國家二級土壤標準。根據(jù)相關(guān)人員對保定、西安、北京等地調(diào)查，發(fā)現(xiàn)上述地區(qū)的污灌區(qū)表層土出現(xiàn)不同程度的重金屬污染現(xiàn)象[16-17]。不僅國內(nèi)如此，國外也同樣有此問題，如倫敦、米蘭等地一直使用污水灌溉[18]。在缺水地區(qū)污水農(nóng)灌更是應(yīng)用廣泛，巴基斯坦26%的地方使用污水灌溉，加納則約有11 500 hm2使用污水灌溉，而墨西哥則達到了2.6×105 hm2[19]。杜娟等[20]模擬污灌的研究發(fā)現(xiàn)，表層土中的Zn、Cd、As等含量均有增加，同時還發(fā)現(xiàn)土壤中的鹽分含量逐步累積
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Abstract: this paper analyzes the heavy metal pollution of soil bioremediation technology research status, and the future prospect.
Keywords: heavy metal pollution of soil soil repair
中圖分類號： Q938.1+3 文獻標識碼：A文章編號：
土壤中的重金屬污染有長期性、不可逆性和隱蔽性的特點。當有害重金屬累積到一定數(shù)量,不僅會使土壤發(fā)生退化,降低農(nóng)作物的品質(zhì)和產(chǎn)量,還會通過淋洗、徑流作用污染到地表水甚至地下水,甚至可能因為人類吃到了直接受到毒害的植物而危害到身體。一直以來，國內(nèi)外的技術(shù)人員都在積極研究對受重金屬污染土壤的修復技術(shù),并取得了不錯的成績。本文將具體介紹幾種修復技術(shù)并展望其未來的發(fā)展。
一、重金屬污染土壤修復技術(shù)的研究現(xiàn)狀分析
（一）工程措施。主要分為深耕翻土、換土和客土。土壤僅受輕度污染時采用深耕翻土的方法, 而治理重污染區(qū)時則采用客土或者換土的方法。工程措施對于修復土壤的重金屬污染有很好的效果, 它的優(yōu)點在于穩(wěn)定和徹底, 但也存在實施工程較大、投資費用較高, 且容易破壞土體結(jié)構(gòu)使土壤肥力下降等問題。
（二）物理修復技術(shù)。主要分為電熱修復、土壤淋洗、電動修復等。針對面積小且污染重的土壤進行修復, 適應(yīng)性廣，也是一種治本的措施, 但在操作中可能發(fā)生二次污染破壞土壤結(jié)構(gòu)并導致肥力下降。
1、電熱修復。電熱修復是指通過高頻電壓產(chǎn)生熱能和電磁波,加熱土壤, 將土壤顆粒中的污染物解吸出來, 并從土壤內(nèi)分離出易揮發(fā)的重金屬,達到修復的效果。主要針對修復土壤被Se或Hg等重金屬污染的情況。此外，也可以將土壤置于高溫高壓中,使之變成玻璃態(tài)物質(zhì), 最終從根本上修復了土壤中重金屬的污染。
2、土壤淋洗。淋洗法是指用淋洗液沖洗受到污染的土壤,將吸附在土壤顆粒中的重金屬變成金屬試劑絡(luò)合物或溶解性離子,再收集淋洗液并回收重金屬。此法適用于輕質(zhì)土壤,修復效果相對較好, 但其花費也相對較高。
3、電動修復。電動修復是指在電場的作用下, 用電遷移、電泳或電滲透的方式, 將污染物從土壤中帶至電極的兩端, 通過工程化的收集系統(tǒng)對其進行集中清理。目前該技術(shù)因其良好的修復效果已被發(fā)展進入商業(yè)化的階段。
（三）化學修復?；瘜W修復是指將天然礦物、有機質(zhì)、固化劑以及化學試劑等物質(zhì)加入土壤, 改變其Eh、PH值等理化性質(zhì), 并通過氧化還原、吸附、沉淀、抑制、絡(luò)合螯合及拮抗等作用降低重金屬本身的生物有效性。
（四）生物修復。生物修復是一種通過生物技術(shù)來修復土壤的新方法。主要利用生物去削減、凈化重金屬或降低其毒性。此法效果好又易于操作, 因而越來越受到人們的青睞, 成為幾年來污染土壤修復研究中的熱點。
1、植物修復技術(shù)。這是一種通過自然生長和遺傳作用來培育植物對受重金屬污染的土壤進行修復的技術(shù)。根據(jù)機理和作用過程的不同, 此修復技術(shù)又可分為植物提取、植物穩(wěn)定和植物揮發(fā)三種類型。
⑴植物提取。用重金屬超積累植物把從土壤中吸收到的重金屬污染物轉(zhuǎn)移到地上的部分, 再收割地上部分并對其進行集中處理,從而降低土壤中的重金屬含量，并達到可以接受的水平。
⑵植物穩(wěn)定。用超累積植物或耐重金屬植物使重金屬的活性降低, 減少了重金屬通過空氣擴散而污染環(huán)境或是被淋洗入地下水中的可能性。
2、微生物修復技術(shù)。通過土壤中存在的某些微生物能氧化、沉淀、吸收或還原金屬物質(zhì), 從而降低了土壤中金屬的毒性。此外, 存在于微生物細胞中的金屬硫蛋白對Cu、Hg、Cd、Zn等重金屬有強烈的親和性,而且它對重金屬也有富集作用最終能抑制毒性的擴散。但微生物只能對小范圍污染的土壤進行修復，因此其能力有限。
二、對重金屬污染土壤修復技術(shù)未來發(fā)展的展望
防止污染最根本的措施是控制并消除污染土壤的源頭。所謂控制污染源，是指控制土壤中進入污染物的速度和數(shù)量，并通過自身的自然凈化作用消化污染物，消除土壤污染。其具體措施包括：①推廣閉路循環(huán)和無毒工藝，減少甚至消除排放污染物的行為，回收處理工業(yè)“三廢”，變害為利；②加強對污灌區(qū)中用于灌溉的污水的水質(zhì)監(jiān)測，掌握水中污染物的含量、成分及動態(tài)，消除含有高殘留污染物且不易降解的污染物隨水流入土壤中的情況；③建立監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)，對轄區(qū)內(nèi)土壤環(huán)境的質(zhì)量定期進行檢測，并建立檔案，按優(yōu)先次序開展調(diào)查研究并制定實施相應(yīng)對策。
在過去的20 年里,我國對重金屬污染土壤修復技術(shù)的研究工程越來越重視,政府也一直致力于制定相應(yīng)的策略來修復受到污染的土壤,但由于其高額的支出而難以被大規(guī)模應(yīng)用在改良污染土壤的工作中。此外，實施中還常常因為措施不當而破壞了土壤結(jié)構(gòu)，降低了生物活性，最終導致土壤肥力退化。鑒于我國國土寬廣，土壤類型復雜多樣，在對土壤污染現(xiàn)狀進行調(diào)查時，要著重制定重金屬在土壤中含量限額的環(huán)境質(zhì)量標準，積極出臺有關(guān)的土壤污染防止法，實施土壤污染的防治規(guī)劃及具體措施,修訂并貫徹開展污灌水質(zhì)、粉煤灰及其余廢棄物在農(nóng)田中施用的標準等相關(guān)的基礎(chǔ)研究?？傊?當前我們迫切需要緊密結(jié)合土壤學、農(nóng)業(yè)、遺傳學、化學、微生物學、植物學、環(huán)境和生態(tài)學、微生物學等多種學科, 研究開發(fā)修復污染土壤的應(yīng)用技術(shù),加快對重金屬污染土壤進行修復的步伐。
土壤重金屬污染問題越來越引起人們的關(guān)注，它具有長期性、累積性、潛伏性和不可逆性等特點。土壤一旦遭受重金屬污染，不僅危害大、治理成本高，而且較難以消除。 “十二五”期間，我國將元素鉛（Pb）、汞（Hg）、鎘（Cd）、鉻（Cr）和砷（As）列為重金屬污染防控的重點元素。2014年4月，環(huán)保部和國土部聯(lián)合的《全國土壤污染狀況調(diào)查公報》顯示，全國土壤環(huán)境狀況總體不容樂觀，部分地區(qū)土壤污染嚴重。全國第二次土地調(diào)查結(jié)果顯示，我國中重度污染耕地大約為5000萬畝。
被重金屬污染的土壤不僅對作物的生長發(fā)育、產(chǎn)量及品質(zhì)有影響，而且會通過食物鏈放大富集進入人體，極低濃度就能破壞人體正常的生理活動，損害人體健康[1]。土壤污染影響到整個人類生存環(huán)境的質(zhì)量。重金屬污染已成為一個亟待解決的環(huán)境問題。
1、土壤中重金屬的來源及危害
土壤中重金屬的來源可分為天然來源和人為來源。天然來源是由于土母質(zhì)本身含有重金屬，不同的母質(zhì)、成土過程所形成的土壤含有重金屬量差異很大。人為來源主要是來自人類的工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)活動以及生活垃圾，工礦業(yè)廢棄地土壤環(huán)境問題突出，黑色金屬、有色金屬、皮革制品、造紙、石油煤炭、化工醫(yī)藥、礦物制品、金屬制品和電力等行業(yè)，重污染企業(yè)用地及周邊土壤存在超標現(xiàn)象。
近年來，突發(fā)性的環(huán)境污染事件驟增，特別是重金屬污染事件。突發(fā)的環(huán)境事件會導致重金屬在短時間內(nèi)高濃度地進入環(huán)境，產(chǎn)生嚴重的污染。2008年，我國相繼發(fā)生了貴州獨山縣、湖南辰溪縣、廣西河池、云南陽宗海等多起砷污染事件。2009年8月以來，又發(fā)生了陜西鳳翔兒童血鉛超標、湖南瀏陽鎘污染及山東臨沂砷污染事件。2014年，湖南衡東縣兒童血鉛超標事件，300多名兒童被查出血鉛含量超標。據(jù)美國學者統(tǒng)計表明，城市兒童血鉛與城市土壤鉛含量呈顯著的指數(shù)關(guān)系[2]。據(jù)統(tǒng)計，我國約有3萬多公傾土地受汞的污染，有1萬多公傾土地受鎘的污染，每年僅生產(chǎn)“鎘米”就達5萬t以上，而每年因污染而損失的糧食約1200萬t，嚴重影響了我國的糧食生產(chǎn)和食品安全[3]。這些重金屬污染事件有些是由于管理不當、交通事故等人為原因?qū)е碌?，有些則是環(huán)境長期受到污染、污染物含量超過環(huán)境容量而突然爆發(fā)的結(jié)果?！吧槎尽薄把U”“鎘米”等重金屬污染事件頻發(fā)，讓重金屬污染成為最受關(guān)注的公共事件之一。重金屬污染問題已日益嚴重，土壤重金屬的治理和修復已迫在眉睫。
2.重金屬土壤污染治理生物修復技術(shù)
目前，國內(nèi)外較成熟的土壤重金屬污染修復技術(shù)有物理修復法、化學修復法和生物修復法等，本文主要就土壤重金屬修復領(lǐng)域的研究熱點生物修復技術(shù)進行重點介紹。生物修復技術(shù)主要有植物修復技術(shù)、微生物修復技術(shù)、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)修復技術(shù)和組合修復技術(shù)。
2.1植物修復技術(shù)
根據(jù)Cunningham等人的定義，植物修復是利用綠色植物來轉(zhuǎn)移、容納或轉(zhuǎn)化污染物，使其對環(huán)境無害[4]。根據(jù)機理的不同，土壤重金屬污染的植物修復技術(shù)有3中類型：植物固定、植物揮發(fā)和植物提取。目前研究最多且最有發(fā)展前景的植物修復技術(shù)為植物提取。植物提取是指將某種特定的植物種植在重金屬污染的土壤上，該種植物對土壤中的污染元素具有特殊的吸收富集能力，將植物收獲并進行妥善處理（如灰化處理）后即可將該重金屬從土體中去除，達到治理污染與生態(tài)修復的目的，這種特定的植物被稱為超積累植物。植物修復法成本低，可有效避免二次污染，對環(huán)境擾動小。目前，全球已發(fā)現(xiàn)的超積累植物大約500種，大部分是關(guān)于鎳的超富集植物。在我國已經(jīng)發(fā)現(xiàn)寶山堇菜、龍葵、馬藺、三葉鬼針草對Cd有富集作用，蜈蚣草[5]和大葉井口邊草[6]對As有富集作用，圓錐南芥[7]屬多重金屬富集植物，對Pb、Zn、Cd均有富集作用。植物修復技術(shù)可同時修復土壤及周邊水體；成本低；能夠美化環(huán)境，可提高土壤的肥力。植物修復技術(shù)的缺點：超富集植物個體矮小，生長緩慢，修復周期很長；超富集植物對重金屬具有較強的選擇性和拮抗性；植物收割后，需要進行特殊處理，否則易造成二次污染；異地引種將對當?shù)氐纳锒鄻有詷?gòu)成潛在威脅。適用于大面積農(nóng)田土壤修復。
2.2微生物修復技術(shù)
微生物修復技術(shù)是利用微生物（如藻類、細菌、真菌等）的生物活性對重金屬的親和吸附或轉(zhuǎn)化為低毒產(chǎn)物，從而降低重金屬的污染程度。微生物不能降解和破壞重金屬，但可通過改變它們的化學或物理特性而影響金屬在環(huán)境中的遷移與轉(zhuǎn)化。研究證明，土壤中鉻可以在微生物還原作用、生物吸附、富集等作用下降低其生物可利用性和毒性，以達到修復鉻污染土壤的目的[8]。微生物修復效果好、投資小、費用低、易于管理與操作、不產(chǎn)生二次污染。但是微生物修復的專一性強，很難同時修復多種復合重金屬污染土壤；應(yīng)用難度大。
2.3農(nóng)業(yè)生態(tài)修復技術(shù)
農(nóng)業(yè)生態(tài)修復包括農(nóng)藝修復和生態(tài)修復，前者是改變耕作制度，調(diào)節(jié)種植作物品種，種植不進入食物鏈的植物，選擇能降低土壤重金屬污染的化肥，或增施能夠固定重金屬的有機肥等來降低土壤重金屬污染；后者調(diào)節(jié)土壤水分、養(yǎng)分、pH值和土壤氧化還原狀況及氣溫、濕度等生態(tài)因素，調(diào)控污染物所處環(huán)境介質(zhì)，但該技術(shù)修復周期長、效果不明顯。農(nóng)業(yè)生態(tài)修復技術(shù)環(huán)境友好，代價小。但需要大量的調(diào)研，基礎(chǔ)研究，改變種植習慣。適用于大面積低污染農(nóng)田土壤。
2.4組合修復技術(shù)
植物組合修復技術(shù)是將植物修復技術(shù)與其他土壤重金屬污染治理方法（比如物理、化學等修復技術(shù)）綜合利用形成的組合技術(shù)，與單一重金屬治理技術(shù)相比，植物組合修復技術(shù)具有獨特的優(yōu)點。有代表的有螯合劑-植物組合修復技術(shù)，螯合劑與土壤中的重金屬發(fā)生螯合作用，形成水溶性的金屬―螯合劑絡(luò)合物，改變重金屬在土壤中的賦存形態(tài)，提高重金屬的生物有效性，強化植物對重金屬的吸收。另外還有基因工程-植物組合修復技術(shù)及微生物-植物組合修復技術(shù)等。
3、展望
隨著社會的發(fā)展進步，人們對土壤重金屬污染的認識越來越深刻，越來越重視，如何防控和治理土壤重金屬已成為人們關(guān)注的焦點。在今后的土壤重金屬污染治理中，首先應(yīng)以源頭控制，即有效地降低重金屬污染物的排放，這主要有賴于國家環(huán)境政策與法規(guī)的不斷完善和工礦企業(yè)技術(shù)革新的落實。其次就是土壤的修復技術(shù)，針對土壤污染的復雜性、多樣性及復合性，在修復時要綜合考慮污染物的性質(zhì)、土壤條件、投資成本等各方面的因素，從單一的修復技術(shù)向多數(shù)聯(lián)合的修復技術(shù)、綜合集成的工程修復技術(shù)發(fā)展，選擇最適合的修復技術(shù)或組合， 達到高效、節(jié)約的雙重效果。
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中圖分類號 X820.4 文獻標識碼 A 文章編號 1007-5739（2013）22-0208-03
Research Progress of Heavy Metal Pollution in Vegetables
YAO Li-xia RU Qiao-mei HE Liang-xing
（Yuhang District Agro-product Monitoring Center in Hangzhou City of Zhejiang Province，Hangzhou Zhejiang 311119）
Abstract With the ever serious environmental pollution，vegetables have been subjected to varying degrees of pollution. Heavy metal is one of the important factors，which affect vegetable growth and human health. The paper studied aspects of hazards of heavy metal pollution，evaluation of heavy metal contamination in vegetables，and status quo of vegetables polluted by heavy metals in China. It also discussed vegetables polluted by heavy metals in the future and prospects，which would provide reference and experience for the research on vegetables polluted by heavy metals.
Key words heavy metal pollution；vegetables；present situation
重金屬是指密度在5×103 kg/m3以上的金屬，如金（Au）、銀（Ag）、鎘（Cd）、汞（Hg）、鉻（Cr）、銅（Cu）、鉛（Pb）等。部分重金屬通過食物進入人體，對人體正常生理功能造成干擾，危害人體健康，被稱為有毒重金屬，如鋅、汞、鉛、鉻、砷、錫、鎘等。
隨著農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中化肥、農(nóng)藥等的大量使用，土壤、水體的重金屬污染逐漸加重，不僅影響植物生長發(fā)育，而且在植物葉、莖、根、籽實中大量積累。蔬菜作為人們?nèi)粘z入量最大的食物之一，含有豐富的膳食纖維、維生素、必需礦質(zhì)元素等，但食入重金屬超標的蔬菜會對人體健康造成極大危害，其危害具有一定的隱蔽性，一般不會發(fā)生急性中毒，只是在人體中不斷積累，逐漸危害人體健康。近年來，監(jiān)測、防治重金屬污染已成為各國普遍關(guān)注的熱點問題。蔬菜作為人類日常生活攝入量較大的食品之一，分析、評價其受重金屬污染狀況，對保障人們的飲食安全、促進蔬菜生產(chǎn)具有重要意義。
1 重金屬污染的危害
鉻、鋅、汞、鉛、砷、錫、鎘等有毒重金屬中，對人體危害最大的是鉛，毒害人體各系統(tǒng)，尤其常使造血系統(tǒng)、神經(jīng)系統(tǒng)、血管等發(fā)生病變。人體攝入過量的鉛不僅會抑制血紅素的合成，降低紅細胞中血紅蛋白量，導致人體出現(xiàn)貧血，損傷中樞神經(jīng)系統(tǒng)及其周圍神經(jīng)，輕度中毒時，出現(xiàn)失眠、頭痛、記憶減退、頭暈等癥狀。特別是對于大腦處于發(fā)育期的兒童來講，更容易受鉛的危害，嚴重影響兒童的智力發(fā)育和行為。
有毒重金屬中危害人類健康的其次是砷、汞。砷大都以烷基砷、無機砷的形態(tài)存在，2種類型的砷差別較大。無機砷毒性較大，有機砷毒性較小，其中砷糖甚至被認為無毒。長期接觸砷，會引起細胞中毒，誘發(fā)惡性腫瘤，其還能透過胎盤損害胎兒。無機砷是致癌物質(zhì)，常誘發(fā)肺癌、皮膚癌。汞容易被植物吸收，通過食物進入人體，也可以蒸汽形式進入人體，危害人體健康。汞毒性因形態(tài)不同存在較大差異，其中甲基汞毒性最大，容易被人體吸收，在腎、骨髓、心、腦、肝、肺等部位蓄積，使腎、神經(jīng)系統(tǒng)、肝臟等產(chǎn)生不可逆的損害。另外，金屬汞、無機汞通過水中厭氧微生物甲基化可轉(zhuǎn)化為甲基汞危害。
相對鉛來說，鎘容易被植物吸收，但其不容易造成植物毒性，反對人體容易造成毒害，具有致畸、致癌、致突變等作用。鎘進入體內(nèi)可損害血管導致組織缺血，損傷多系統(tǒng)，干擾鈷、銅、鋅等代謝，阻礙腸道吸收鐵，抑制血紅蛋白的合成，抑制肺泡巨噬細胞的氧化磷?；拇x過程，對腎、肺、肝造成損害。
鉻的急性中毒會對皮膚造成刺激和腐蝕，使皮膚糜爛或變態(tài)反應(yīng)發(fā)生皮膚炎。亞急性或慢性中毒會引起咽炎、鼻炎、支氣管炎等。另外，鉻還有致畸變、致癌變、致突變作用。六價鉻和三價絡(luò)均有致癌作用，且六價鉻的毒性比三價鉻大100倍，某些鉻化合物的致癌性是目前世界公認的，被稱為“鉻癌”。
可見，重金屬對人體健康的危害具有富集性、隱蔽性、不可逆性，且其污染一旦出現(xiàn)就難以逆轉(zhuǎn)，治理非常困難，成本高。
2 蔬菜重金屬污染評價
內(nèi)梅羅綜合污染指數(shù)是土壤或沉積物重金屬污染評價中較為常用的方法。目前，該方法已在蔬菜重金屬污染評價方面得到應(yīng)用[1]。
（1）單因子污染指數(shù)：
Pi=■
Pi、Ci、Si分別為計算出的重金屬單項污染指數(shù)、重金屬的實測值、各項評價標準值。
當Pi≤1時，表示蔬菜未受污染；Pi>1時，表示蔬菜受到污染，Pi數(shù)值越大，說明受到的重金屬污染越嚴重。
（2）尼梅羅綜合污染指數(shù)：
P綜=■
Pave為蔬菜各單因子污染指數(shù)的Pi 平均值，Pmax為蔬菜各單項污染指數(shù)中最大值。
通常，設(shè)定綜合污染指數(shù)P綜合≤0.7為安全等級，P綜合≤1.0為警戒限，P綜合≤2.0為輕污染，P綜合≤3.0為中污染，P綜合>3.0為重污染。
3 我國蔬菜重金屬的污染現(xiàn)狀
3.1 華東地區(qū)（包括山東、江蘇、安徽、浙江、福建、上海市）
王淑娥等[2]調(diào)查發(fā)現(xiàn)濟南市8種蔬菜中重金屬含量均未超出無公害蔬菜限量標準。馬桂云等[3]也報道鹽城市區(qū)少數(shù)蔬菜受到Cd的污染。而蚌埠市市售蔬菜中，葉菜類蔬菜中主要是Pb、Cd超標，這可能與含鉛的汽車尾氣污染大氣有關(guān)[4]。孫美俠等[5]對徐州市市場上15種蔬菜、水果進行抽樣檢查，測定240個樣品中重金屬Cu、Pb、Cd、Cr、Zn的含量狀況，結(jié)果表明所測樣品中僅重金屬Cd、Zn有部分超標，其中Cd的污染需引起有關(guān)部門的重視。然而，廈門市售蔬菜僅部分品種如菠菜、甘藍、花菜、蘿卜的Pb超標，有潛在污染風險；大部分蔬菜中As、Hg、Cr3種重金屬的含量都較低，潛在的污染風險不大[6]。許 靜等[7]對福建省4個區(qū)域的4類19種蔬菜品種進行分析和評價，結(jié)果顯示福建省蔬菜重金屬污染主要為Cd和Pb，品種涵蓋小白菜、芥菜、空心菜。林梅[8]采用原子吸收分光光度法對福州市油菜番茄茄子3種上市蔬菜中重金屬Pb、Cu、Cr、Cd和微量元素Zn的含量進行了檢測，并運用單因子污染評價指數(shù)進行了蔬菜重金屬污染的評價，結(jié)果表明：自由集市中個別蔬菜存在Cr輕度污染，部分蔬菜存在Pb輕中度污染；從大型超市和自由集市購買的所有蔬菜樣品均存在Cd含量超標現(xiàn)象，其中自由集市蔬菜的Cd甚至達到中度污染級；所有樣品中Cu含量均低于全國代表值，Zn含量則與全國代表值相當。
3.2 華南地區(qū)（包括廣東、廣西、海南）
廣東省蔬菜重金屬調(diào)查已有不少研究報道。馬 瑾等[9]報道東莞市蔬菜重金屬污染以Pb的污染情況最普遍，20.9%的葉菜類蔬菜Pb含量超標。其次是Cd和Hg，分別有11.6%和2.3%的葉菜類蔬菜超標。但張 沖等[10]對東莞市主要蔬菜產(chǎn)區(qū)的112個蔬菜樣品進行重金屬污染現(xiàn)狀調(diào)查，發(fā)現(xiàn)這些蔬菜受到不同程度的重金屬污染，但大多數(shù)只是輕度污染，并未達到危險級別。佛山市禪城區(qū)居民食用蔬菜樣品中有46.6%的蔬菜重金屬含量超標，Pb和Cr超標率分別為32.9%和19.2%[11]。李傳紅等[12]調(diào)查表明，惠州市蔬菜重金屬含量整體質(zhì)量尚好，但蔬菜Cd污染較為嚴重，超標率為15.8%。珠海市蔬菜中Cd、Cr、Ni、Pb、Hg元素有超標情況，其中Cd元素超標率最高，需要引起有關(guān)重視[13]。秦文淑[14-15]通過對廣州城區(qū)各居民菜場主要蔬菜進行采樣，發(fā)現(xiàn)主要重金屬污染為Cr、Pb、Cd，其超標率分別為38.9% 、22.2%、13.9%。利用單因子污染指數(shù)法進行了評價，發(fā)現(xiàn)廣州市蔬菜的污染比例在50%以上，其中28.9% 為輕度污染。然而，趙 凱等發(fā)現(xiàn)As、Pb是廣州市郊地區(qū)蔬菜中的主要污染元素，而且各類蔬菜的綜合污染指數(shù)均小于1，表明絕大部分蔬菜可以放心食用。楊國義等評價結(jié)果表明，在廣東省典型區(qū)域所采集的171個蔬菜樣品中，有13.45%的樣品受到不同程度的重金屬污染，以Cd和Pb污染為主，Ni、Hg、As和Cr污染相對輕一些。
南寧市相當部分蔬菜的重金屬含量超過國家規(guī)定的無公害蔬菜標準，其中污染最嚴重的是Hg和Pb，超標率分別達41.9%和40.4%。秦波和白厚義研究發(fā)現(xiàn)南寧市郊蔬菜已受Pb和Cd的污染，其中Pb的污染最重，其次為Cd污染，但未受Cr的污染。
3.3 華中地區(qū)（包括湖北、湖南、河南、江西）
劉堯蘭等[16]報道環(huán)鄱陽湖區(qū)葉菜類蔬菜有2/3樣品的重金屬含量超標，超標率在50%以上，其中白菜Pb超標最為嚴重，超標率高達85.2%；單因子污染指數(shù)評價表明，環(huán)鄱陽湖區(qū)葉菜類蔬菜的安全和優(yōu)良級別所占比例為66.9%，已受到一定程度的重金屬污染，其中以芹菜受污染的程度最大，污染主要來源于Cr和Pb。黃石市售蔬菜重金屬污染主要表現(xiàn)為As、Pb污染。葉菜類重金屬含量最高，其次是瓜豆類，茄果類含量最低。調(diào)查的6種蔬菜中，萵筍葉和小白菜遭受到嚴重污染，黃瓜受到輕度污染，四季豆處于警戒水平，僅番茄和茄子是安全的[17]。
成玉梅和康業(yè)斌[18]用單因子和綜合因子污染指數(shù)評價，洛陽市郊區(qū)葉菜類蔬菜重金屬污染大部分已處于警戒級到輕度污染，加強蔬菜重金屬污染的預防與治理十分必要。新鄉(xiāng)市蔬菜Cd、Pb的污染明顯，其中Pb污染較嚴重[19]。商丘市售蔬菜中存在超標的元素為Pb、Cd，Cu、Hg、Cr 含量較低[20]。沈 彤等[21]研究表明，長沙地區(qū)蔬菜中，Cr、As、Hg的含量未超標，尚未構(gòu)成污染，但Pb、Cd污染嚴重，超標率分別為60%和51%。南昌市售蔬菜中均含有重金屬Cu、Zn、Pb 和Cd，其中Cu、Zn含量較低，遠低于食品衛(wèi)生標準，僅部分樣品存在Pb、Cd超標現(xiàn)象[22]。
3.4 華北地區(qū)（包括北京、天津、河北、山西、內(nèi)蒙古）
中國科學院地理研究所調(diào)查認為，北京市生產(chǎn)的蔬菜重金屬超標的占30%[23]。薄博[24]對大同縣主要蔬菜產(chǎn)地調(diào)查研究，結(jié)果發(fā)現(xiàn)調(diào)查的5種蔬菜污染程度為茄子>西紅柿>黃瓜>青椒=西葫蘆，但均未超標，屬于安全等級。對天津市郊的36種蔬菜樣品進行檢測，發(fā)現(xiàn)重金屬檢出率為100%，其中Cd達到警戒線水平，單項污染指數(shù)最高值達19.22，總超標率為30.41%。
3.5 西北地區(qū)（包括寧夏、新疆、青海、陜西、甘肅）
1996—1997年彭玉魁等對陜西省咸陽、西安、寶雞等6個城市郊區(qū)的14種蔬菜進行調(diào)查研究，分析其As、Hg、Cr、Cd、Pb等污染情況，結(jié)果表明Cr、Pb在某些蔬菜中超標嚴重。陜西省主要蔬菜產(chǎn)區(qū)蔬菜重金屬污染也以Pb污染為主。李桂麗等[25]調(diào)查發(fā)現(xiàn)西安市10種蔬菜總體合格率為83%，Pb是蔬菜中的主要污染元素，總體超標率為77.5%；Hg和Cr只在芹菜和茼蒿上出現(xiàn)污染，總體超標率分別為10%和2.5%。然而，馬文哲等[26]調(diào)查了楊凌示范區(qū)4類9種蔬菜重金屬的污染現(xiàn)狀，發(fā)現(xiàn)Cr對蔬菜的污染程度最為嚴重，其次Pb、Cd也有一定程度的污染。
烏魯木齊市安寧渠區(qū)蔬菜中Cd、Pb的超標率最高[27]。殷 飛等[28]報道新疆喀什市三大批發(fā)市場蔬菜的Pb、Cd、Cr、Cu 4種主要重金屬含量，平均值均低于相應(yīng)的食品衛(wèi)生標準，只有個別蔬菜樣品存在重金屬 Pb、Cd 含量超標現(xiàn)象，超標率均不高。因此，從重金屬污染這個角度來說，喀什市市售的蔬菜基本上是安全的，消費者可以放心消費。
3.6 西南地區(qū)（包括四川、云南、貴州、、重慶）
李江燕等[29]通過現(xiàn)場調(diào)查及室內(nèi)分析，對云南省個舊市大屯鎮(zhèn)的蔬菜重金屬污染現(xiàn)狀進行評價。當?shù)厥卟司C合污染指數(shù)從大到小的重金屬為Cd、Pb、Zn、Cu，Cd、Pb污染較嚴重。重慶市主城區(qū)市售蔬菜有39.2%受到重金屬污染，其15.7%蔬菜處于重度污染狀態(tài)[30]，Cd、Pb和 Hg是主要污染元素。羅曉梅研究發(fā)現(xiàn)，成都地區(qū)蔬菜Cd和Pb污染嚴重，在檢測的蔬菜樣品中，Pb、Cd超標率分別為22.0%、29.4%，最高超標分別為5.60倍和2.86倍，Hg和As則無超標現(xiàn)象出現(xiàn)。
3.7 東北地區(qū)（包括遼寧、吉林、黑龍江）
周炎對沈陽市近郊受重金屬污染農(nóng)田上生產(chǎn)的大白菜進行取樣分析，Cd、Pb超標率分別為58.3%、100.0%。遼寧省農(nóng)業(yè)環(huán)保監(jiān)測站調(diào)查發(fā)現(xiàn)，各種蔬菜已受重金屬不同程度的污染，蔬菜綜合超標率為 36.1%。
4 研究方向與展望
（1）從蔬菜重金屬污染的來源及危害途徑可以看出，重金屬主要是通過土壤污染造成蔬菜重金屬殘留超標的，且由于土壤重金屬污染具有不可逆、隱蔽性、滯后性、積累性和。因此，應(yīng)開展菜地土壤重金屬污染的調(diào)查研究及風險評估，了解土壤重金屬污染的基本情況和態(tài)勢，分析其空間變異與分布規(guī)律，開展土壤環(huán)境質(zhì)量標準的研究和制定工作，加強無公害糧食蔬菜生產(chǎn)基地建設(shè)[31-34]。
（2）開展蔬菜中重金屬含量與土壤中重金屬及其向食物鏈傳遞關(guān)系的定量研究，同時加強蔬菜對重金屬吸收積累的基因型差異研究，利用豐富的植物物種資源，研究其對重金屬的吸收轉(zhuǎn)運機制，以降低土壤中重金屬的污染，同時篩選和培育低吸收低富集重金屬的蔬菜品種，減少重金屬進入食物鏈[35-38]。
（3）為檢查蔬菜質(zhì)量，我國出臺相應(yīng)標準，其中將重金屬列入標準中優(yōu)先控制的污染物之一，為蔬菜質(zhì)量控制發(fā)揮了巨大作用，但僅以污染物含量作為蔬菜質(zhì)量評價標準難以衡量污染物對人體健康危害的大小，因此應(yīng)用健康風險評價方法評估污染物對人體健康的危害已成為趨勢[39-40]。
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中圖分類號：X5 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2013）07（c）-0137-03
隨著我國工業(yè)化的不斷加速，開發(fā)利用的重金屬種類、數(shù)量和方式越來越多，涉及重金屬的行業(yè)越來越多，再加上一些污染企業(yè)的違法開采、超標排污等問題突出，使重金屬污染呈蔓延趨勢，污染事件出現(xiàn)高發(fā)態(tài)勢，表現(xiàn)出長期積累和近期集中爆發(fā)、歷史遺留問題和新出現(xiàn)問題相交織的特點[1]。2011年2月，國務(wù)院批復了《重金屬污染綜合防治“十二五”規(guī)劃》。體現(xiàn)了我國對重金屬污染防治的高度重視。
銅陵市是一個有著三千多年開采歷史的極具特色的有色多金屬礦區(qū)，是我國重要的有色金屬工業(yè)基地，有著悠久的采冶銅歷史[2]。目前已形成以采、選、煉、加工為一體的“銅”產(chǎn)業(yè)鏈，對推動銅陵地區(qū)社會經(jīng)濟發(fā)展發(fā)揮了巨大作用.但也帶來了一系列的重金屬環(huán)境污染和生態(tài)破壞問題，對公眾身體健康構(gòu)成了潛在或現(xiàn)實的危害。銅陵縣、銅官山區(qū)是國家60個重金屬砷控制區(qū)之一，46家企業(yè)被列為環(huán)保部重點監(jiān)控企業(yè)，重金屬污染防治任務(wù)十分艱巨[3]。
1 銅陵重金屬污染研究分布
目前有關(guān)銅陵重金屬污染的研究，主要集中在礦區(qū)土壤、尾礦庫、水及水體沉積物污染、大氣沉降物及城區(qū)表土與灰塵和潛在生態(tài)風險的評估。
1.1 礦區(qū)土壤
土壤中的重金屬，在自然情況下，主要來源于成土母巖和殘落的生物物質(zhì)。但是近代以來，工農(nóng)業(yè)的快速發(fā)展，人類活動加劇了土壤重金屬的污染，污染程度越來越重，范圍越來越廣。胡圓圓等[4]對銅陵銅官山銅礦區(qū)土壤重金屬含量進行了研究。研究結(jié)果表明，銅官山銅礦區(qū)土壤Cu、Zn、As、Hg平均含量高于銅陵市土壤背景值，土壤已受Cu、Zn、As重污染，受Hg輕污染。
楊西飛[5]運用Matlab軟件模糊推理系統(tǒng)（FIS）對銅陵礦區(qū)農(nóng)田表層土壤重金屬污染進行了評價，發(fā)現(xiàn)該礦區(qū)農(nóng)田表層土壤普遍受到了重金屬不同程度的污染，其中Cd污染最嚴重，其次是Cu，其它各元素依次為Pb>As>Zn>Hg。土壤中Hg、Cd、Cu和Pb元素在表層明顯富集，各元素總量在不同深度均明顯高于土壤自然背景值，Hg、Cd、Cu、Pb和Zn在垂向上呈遞減趨勢，且在橫向上主要以洋河、順安河和新橋河為中心向四周遞減。不同形態(tài)重金屬在總量中的百分含量隨深度變化明顯不同。
王嘉[6]對銅陵的兩個礦區(qū)（獅子山區(qū)朝山金礦主井和銅陵縣順安鎮(zhèn)新橋礦業(yè)公司主井）土壤重金屬污染問題進行了較詳細的研究，運用內(nèi)梅羅指數(shù)法和地質(zhì)累積指數(shù)法對研究區(qū)進行了現(xiàn)狀評價，研究表明，As和Cd為嚴重超標污染物；As的致癌風險和非致癌風險都大，Cr的致癌風險最大；Cd、Hg、As對生態(tài)危害的潛在風險很大；所研究的兩礦區(qū)均存在很高的致癌風險和生態(tài)風險，朝山金礦區(qū)相對更高些。
白曉宇等[7]運用地統(tǒng)計學分析手段對銅陵礦區(qū)土壤中若干重金屬元素進行空間變異分析及空間插值和污染分析，結(jié)果表明，As、Cd、Pb、Zn元素的變異函數(shù)表現(xiàn)為各向異性，其方向性可能主要受礦床分布控制；Hg元素因受小尺度因子影響較大而呈現(xiàn)塊金效應(yīng)較大。As元素污染的主要是由于銅礦、鉛鋅礦、褐鐵礦礦床及其開發(fā)；Cd元素的污染與鉛鋅礦床及其開發(fā)，以及農(nóng)業(yè)污灌有關(guān)；Pb、Zn元素的污染與鉛鋅礦床及其開發(fā)密切相關(guān)。
1.2 尾礦庫
銅陵市是安徽省境內(nèi)重要的銅生產(chǎn)基地。在銅礦生產(chǎn)的同時，產(chǎn)出了大量尾礦堆存于附近的尾砂庫中。尾礦庫多建于山間谷地、河流上游地區(qū)，其下游是經(jīng)濟、農(nóng)業(yè)發(fā)達地區(qū)。近幾年來，隨著經(jīng)濟發(fā)展和城市的擴容，部分郊區(qū)的尾礦庫已經(jīng)進入市區(qū)，尾礦庫的環(huán)境效應(yīng)及其安全性令人關(guān)注。徐曉春等[8]對安徽銅陵林沖尾礦庫復墾土壤采樣檢測的結(jié)果表明復墾土壤中Cu的污染極其嚴重，As、Zn、Pb的污染較輕。徐曉春[9]還對銅陵鳳凰山礦林沖尾礦庫中重金屬元素的空間分布特征及相關(guān)土壤、水系沉積物和植物中重金屬元素含量變化進行了研究，發(fā)現(xiàn)長期堆存的尾礦會發(fā)生元素的次生淋濾與富集。
惠勇[10]等對銅陵市鳳凰山尾礦庫三個不同鳳丹種植地進行了研究，結(jié)果表明，尾礦土壤中的Cu、Zn、Cd含量均較高，其中Cu、Cd的含量分別是國家土壤環(huán)境質(zhì)量二級標準的1.04～1.30倍和6.58～9.34倍。礦區(qū)近年來種植的作物對重金屬的吸收富集作用不明顯。
王少華[11]等采集了銅陵市楊山?jīng)_尾礦庫、尾礦庫周邊及較遠距離土壤、水、植物樣品，測定了其中的重金屬含量，發(fā)現(xiàn)所采集的土壤、水和植物中都存在不同程度的As，Hg，Cu，Zn和Pb等元素的富集現(xiàn)象，且不同元素之間的富集程度也有所差異；重金屬元素含量隨著遠離尾礦庫，有逐漸遞減的趨勢。周元祥[12]等對楊山?jīng)_尾礦庫尾砂重金屬元素的遷移規(guī)律進行了研究，發(fā)現(xiàn)在自然風化條件下，Cu、As、Hg、Cd和Pb的淋濾遷移速度相對較快，Zn略慢；Zn、Pb、Hg和Cd在50～60 cm深處會發(fā)生二次富集；風化后尾砂中Cu、Pb、As和Hg以殘渣態(tài)為主要賦存形式，其次為鐵錳氧化態(tài)，其中Zn和Cd以鐵錳氧化態(tài)含量在表層最高。
1.3 水及水體沉積物
水體及沉積物因其獨特的環(huán)境特點，往往會成為重金屬元素的“源”和“匯”，學者們也因此對其進行了眾多研究。張敏[13]等通過測定長江銅陵段枯、豐水期江水中Cu、Pb、Zn和Cd不同形態(tài)的含量，分析了四種金屬在江水中的存在形態(tài)分布，不同水期含量變化，水中懸浮物對金屬吸附能力大小，以及近20年來含量的變化情況。發(fā)現(xiàn)長江銅陵段江水中各重金屬總量豐水期時大于枯水期，重金屬各形態(tài)含量之間均有差異。與近20年江水中的重金屬背景值比較，長江銅陵段重金屬含量有普遍升高的趨勢。
徐曉春[14]等對相思河的重金屬污染情況進行了調(diào)查和研究，采用潛在危害指數(shù)法對沉積物中重金屬進行了評價。研究表明，相思河中下游受到的重金屬污染明顯比上游嚴重，Cu和Cd的富集系數(shù)和生態(tài)危害高。
李如忠[15]等對惠溪河濱岸帶土壤重金屬形態(tài)分布及風險評估進行了研究，研究表明，惠溪河濱岸帶土壤中Cd和As達到極高風險等級，Cu為中等風險等級；根據(jù)綜合污染及潛在生態(tài)風險貢獻率水平，初步判定As和Cd為惠溪河濱岸土壤重金屬污染治理和修復的優(yōu)先控制對象。
王嵐[16]等對長江水系表層沉積物重金屬污染特征及生態(tài)風險性評價的研究中表明，安徽順安河位點為極強生態(tài)危害范疇。
葉宏萌[17]對銅陵礦區(qū)的新橋至順安河沉積物中五種重金屬的全量和形態(tài)進行了研究，并結(jié)合環(huán)境條件分析了它們的橫向和縱向遷移變化特征，研究表明該區(qū)域沉積物重金屬中Cu、Zn、Pb、Cd的均值皆遠超長江下游沉積物背景值，其中以Cu和Cd最顯著。對重金屬橫向遷移分析發(fā)現(xiàn)，礦山重金屬會隨著沉積物的距離增加而顯著降低，新橋河沉積物的遷移變化顯著高于順安河沉積物。在遷移過程中，Cu、Zn、Cr殘渣態(tài)逐步增加，毒性減弱，Pb、Cd的活性態(tài)比例增大。重金屬的縱向遷移分析結(jié)果表明，離礦山的位置遠近對沉積柱金屬的總量和形態(tài)起決定作用，礦區(qū)下游河流沉積物既受尾礦的影響，也受河流流域物質(zhì)本身的影響。
1.4 大氣沉降物及城區(qū)表土與灰塵
隨著城市化進程的加快，而帶來的交通污染以及其他方面的污染使得大氣環(huán)境質(zhì)量越來越差，大氣環(huán)境污染問題越來越引起人們的注意。李如忠[18]利用美國國家環(huán)保局（US EPA）推薦的健康風險評價模型對銅陵市區(qū)表土與灰塵重金屬污染健康風險進行了研究。研究表明，銅陵城區(qū)土壤和地表灰塵已遭受較為嚴重的重金屬污染；不同功能用地的致癌風險均顯著超過US EPA推薦的可接受風險閾值范圍和國際輻射防護委員會（ICRP）推薦的最大可接受風險值；銅陵市表土與地表灰塵已對公眾身體健康構(gòu)成危害；其中主導致癌與非致癌風險效應(yīng)的主要污染因子是As，主要暴露途徑是手-口攝入途徑。
吳開明[19]用蘚袋法對銅陵市大氣重金屬污染進行了研究，發(fā)現(xiàn)銅陵市Cu污染最嚴重，有色金屬冶煉工業(yè)是銅陵市最主要的污染源，交通運輸對大氣重金屬污染也日趨嚴重。
殷漢琴[20]對銅陵市大氣降塵中銅元素的污染特征進行了研究，采用富集因子法定性地判斷各采樣點銅元素的來源，研究表明，銅陵市大氣降塵中銅元素污染嚴重并且形成了以銅開采和冶煉企業(yè)為中心的污染區(qū)域。研究發(fā)現(xiàn)銅礦石的開采和冶煉對大氣降塵中的銅元素污染貢獻較大， 是主要的污染源。
2 重金屬污染修復技術(shù)與控制措施研究
重金屬在土壤、水體、大氣、生物體中廣泛分布。由于大氣和生物體中重金屬的特殊性及其主要直接或間接來源于土壤和水體，所以對于重金屬的污染修復技術(shù)主要集中在對土壤和水體中的重金屬污染進行修復。
重金屬在土壤中不易隨水淋溶，不能被微生物分解，具有明顯的生物富集作用且土壤污染具有較長潛伏期；由于土壤、污染物及地域的復雜性，土壤一旦受到污染，其治理不僅見效慢、費用高，而且受到多種因素的制約。目前，治理土壤重金屬污染的途徑主要有兩種：（1）改變重金屬在土壤中的存在形態(tài)、使其固定，降低其在環(huán)境中的遷移性和生物可利用性；（2）從土壤中去除重金屬[21]。圍繞這兩種途徑展開的土壤重金屬治理措施有物理及物化措施、化學措施、農(nóng)業(yè)生態(tài)措施、生物修復等[21～23]。
王華等[24]對我國底泥重金屬污染防治研究做了相應(yīng)綜述，提出目前我國底泥重金屬污染治理的常用方法有工程治理方法、生物治理方法和化學治理方法。
重金屬污染物進入水生生態(tài)系統(tǒng)后對水生植物和動物均產(chǎn)生影響，并通過食物鏈發(fā)生富集，引起人體病變，危害人類。目前水體重金屬污染治理修復方法主要有物理方法、化學方法、物理化學方法、集成技術(shù)、生物方法等[25]。
為控制銅陵市重金屬污染、提高環(huán)境質(zhì)量，銅陵市環(huán)保局組織編制了《銅陵市重金屬污染綜合防治“十二五”規(guī)劃》，該規(guī)劃以國家《重金屬污染綜合防治“十二五”規(guī)劃》為指導，落實源頭預防、過程阻斷、清潔生產(chǎn)、末端治理的全過程綜合防治理念，提出了一系列重金屬污染防治措施，以求能遏制重金屬污染趨勢，改善區(qū)域環(huán)境質(zhì)量，保護人民身體健康和環(huán)境權(quán)益。
3 結(jié)語
對銅陵市重金屬污染研究情況進行了介紹，對重金屬污染防治措施與修復技術(shù)經(jīng)行了總結(jié)。根據(jù)目前研究結(jié)果表明，銅陵市重金屬污染已比較嚴重。Cd、As、Cu和Pb為主要的污染元素，Hg雖然含量較低，但因為其毒性較大，亦當引起足夠的重視。礦石的開采和冶煉以及尾礦的堆積成為銅陵市重金屬污染的主要來源，所以首先應(yīng)控制源頭，治理礦石的開采和冶煉，清理尾礦的堆積。由于植被等生物體對重金屬具有良好的吸附阻攔作用，可在采礦廠四周設(shè)置重金屬吸收強防護帶，阻止污染向更遠擴散。對于已經(jīng)受到污染的土壤，可以采用生物方法、物理或化學方法去除。
健全重金屬污染防治法律體系、做好污染綜合防治規(guī)劃和強化行政管理是防治重金屬污染的重要管理手段?！躲~陵市重金屬污染綜合防治“十二五”規(guī)劃》的提出對銅陵市重金屬污染防治具有重要的指導和實踐意義。健全重金屬污染防治法律體系，實施清潔生產(chǎn)，監(jiān)督實施環(huán)境影響評價驗收工作，開發(fā)研究重金屬污染防治技術(shù)等是目前重金屬污染防治的重要任務(wù)。
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收稿日期：2011-05-20
基金項目：國家自然科學基金項目（編號：40963001）資助
作者簡介：金聯(lián)平（1985―），男,安徽潁上人,碩士研究生,主要從事熱帶海島地表過程與環(huán)境評價的學習與研究。
中圖分類號：X852
文獻標識碼：A
文章編號：1674-9944（2011）06-0001-02
1 引言
重金屬是指密度4.0以上的約60種元素或密度在5.0以上的45 種元素。As 和Se是非金屬,但是它們的毒性及某些性質(zhì)與重金屬相似,所以將砷和硒列入重金屬污染物范圍內(nèi)［1］。重金屬污染已成為全世界人們極為關(guān)注的焦點之一。隨著全球經(jīng)濟化的迅速發(fā)展,重金屬的污染物通過各種途徑進入土壤,造成土壤嚴重污染。重金屬在土壤中的高富集直接影響農(nóng)作物的產(chǎn)量并使其品質(zhì)下降［2］，并可通過食物鏈危害人類的健康; 也可導致大氣和水環(huán)境質(zhì)量的進一步惡化; 即使重金屬富集程度不高,亦可能阻礙土壤中微生物群體的多樣性和活力,從而嚴重影響作為營養(yǎng)循環(huán)和持續(xù)農(nóng)業(yè)基礎(chǔ)的土壤的生物量和肥力［3］。蔬菜基地的健康發(fā)展關(guān)系著人們的飲食安全和我國蔬菜的正常出口,因此治理蔬菜基地土壤重金屬污染具有重要的理論意義和現(xiàn)實意義。
2 蔬菜基地土壤重金屬污染物來源
土壤中重金屬元素的來源主要有兩種方式：自然因素來源,主要受成土母質(zhì)和成土過程對土壤重金屬含量的影響；受人為因素的影響,在各種人為因素中,則主要包括工業(yè)、農(nóng)業(yè)和交通等來源引起的土壤重金屬污染。
2.1 大氣降塵污染
大氣中的有害氣體主要是由工廠排出的有毒廢氣,因其成分復雜,遷移擴散污染面大,長期對土壤造成嚴重污染。工業(yè)廢氣的污染大致分為兩類，氣體污染,如二氧化硫、氟化物、臭氧、氮氧化物、碳氫化合物等; 氣溶膠污染,如工業(yè)粉塵、煙塵等固體粒子及煙霧、霧氣等液體粒子,它們通過沉降或降水進入土壤,造成污染［4］。公路、鐵路兩側(cè)農(nóng)田土壤中的重金屬污染主要是以Pb、Zn、Cd、Cr、Co、Cu 的污染為主,它們來自于含鉛汽油的燃燒,汽車輪胎磨損產(chǎn)生的含Zn 粉塵等,汽油中添加的抗暴劑烷基鉛會隨著汽車尾氣污染公路兩側(cè)100m范圍內(nèi)的土壤［5］。
2.2 農(nóng)藥、化肥等農(nóng)用物資的不合理使用
農(nóng)藥能防治病、蟲、草害,如果使用得當,可保證作物的增產(chǎn),但它是一類危害性很大的土壤污染物,施用不當,會引起土壤污染。施用化肥是農(nóng)業(yè)增產(chǎn)的重要措施,但不合理的使用,也會引起土壤污染［6］。長期大量使用氮肥,會破壞土壤結(jié)構(gòu),造成土壤板結(jié),生物學性質(zhì)惡化,影響農(nóng)作物的產(chǎn)量和質(zhì)量。
2.3 固體廢物對土壤的污染
工業(yè)廢物和城市垃圾是土壤的固體污染物。例如,各種農(nóng)用塑料薄膜作為大棚、地膜覆蓋物被廣泛使用,如果管理、回收不善,大量殘膜碎片散落田間,會造成蔬菜基地“白色污染”。還有一些固體廢棄物被直接或通過加工作為肥料施入農(nóng)田,造成土壤重金屬污染,如磷鋼渣作為磷源施入農(nóng)田時,土壤中發(fā)現(xiàn)有Cr 的累積［7］。
2.4 污水灌溉和污泥施肥
污水中的重金屬隨著污水灌溉進入農(nóng)田后以不同的方式被土壤截留固定從而引起污染。污泥中含有大量的有機質(zhì)和N、P、K等營養(yǎng)元素,但同時也含有大量的重金屬,隨著大量的污泥進入農(nóng)田,農(nóng)田中的重金屬的含量在不斷增高,導致農(nóng)作物中的重金屬殘留過多,如施用污泥和污水是造成蔬菜重金屬殘留的一個主要原因［8］。
3 蔬菜基地土壤重金屬污染的特點
3.1 潛伏性和滯后性
重金屬在土壤中不易隨水淋溶,不能被微生物分解,具有明顯的生物富集作用,重金屬主要通過對作物的產(chǎn)量和品質(zhì)的影響來表現(xiàn)其危害。因此,土壤污染具有較長潛伏期。由于土壤、污染物及地域的復雜性,土壤一旦受到污染,其治理不僅見效慢、費用高,而且受到多種因素的制約［9］。
3.2 單向性和難治理性
進入土壤中的重金屬不能被微生物降解,易積累,所以一旦土壤被重金屬污染,很難恢復。某些被重金屬污染的土壤可能要100～200年時間才能夠恢復,因此土壤的重金屬污染一旦發(fā)生通常很難治理,而且其治理成本較高、治理周期較長。
3.3 間接性和綜合性
土壤重金屬對人的危害主要是通過食物鏈或者滲濾進入地下水體實現(xiàn)的。在生態(tài)環(huán)境中,往往是多種重金屬污染同時發(fā)生,形成復合污染,且污染強度顯示出放大性［10］。
4 蔬菜基地土壤重金屬污染的危害
4.1 直接危害農(nóng)產(chǎn)品的產(chǎn)量和質(zhì)量,造成經(jīng)濟損失
土壤重金屬污染物直接危害農(nóng)作物的正常生長和發(fā)育,導致產(chǎn)量下降,品質(zhì)降低［11］,造成經(jīng)濟損失。中國每年因重金屬污染導致的糧食減產(chǎn)超過1 000萬t,被重金屬污染的糧食多達1 200萬t,合計經(jīng)濟損失至少200億元［12］。加入WTO之后,農(nóng)產(chǎn)品的重金屬超標問題對我國農(nóng)業(yè)沖擊更大。
4.2 威脅生態(tài)環(huán)境安全與人類的生存健康
土壤一旦被重金屬污染后,其危害性遠遠大于大氣和水體的污染。有研究表明,重金屬污染能明顯影響土壤微生物群落,降低土壤微生物量和活性細菌量,對土壤重金屬綜合污染指數(shù)的相關(guān)分析表明,在土壤綜合污染較輕的情況下,土壤微生物多樣性較高,隨著重金屬綜合污染指數(shù)的增加,微生物多樣性呈指數(shù)式迅速下降［13］。土壤重金屬污染使污染物在植物、蔬菜、水果等食物中Cd、Pb、Cr 、As 等重金屬含量超標或接近臨界值,從而使重金屬通過食物鏈富集到動物和人體,最終危害人類健康［14］。
5 蔬菜基地土壤重金屬污染的治理
由于農(nóng)田土壤重金屬污染的特點,其治理應(yīng)立足于“防重于治”的基本方針［15］,堅持“預防為主、防治結(jié)合、綜合治理”。對未被污染的土壤采取預防措施,要控制或消除污染源；對已經(jīng)污染的土壤則要采取積極治理措施,將污染控制在最低限度。目前,大多數(shù)治理方法尚處于探索階段,治理方法各有利弊［16］。
5.1 控制污染源,減少污染的排放
控制污染源,即控制進入農(nóng)田土壤中的污染物的數(shù)量和速度,使其在土體中緩慢地自然降解,而不致迅速而大量地進入農(nóng)田,超過土壤的承受能力,引起土壤污染［17，18］。嚴格做好蔬菜基地的規(guī)劃,做到土壤的合理安全有效利用,按規(guī)劃的目標實施,防患于未然。合理使用化肥、農(nóng)藥,重視開發(fā)高效低毒低殘留的化肥、農(nóng)藥。
5.2 修復被重金屬污染的蔬菜基地土壤
修復措施主要包括客土、換土和深耕翻土等。通過客土、換土和深耕翻土與污土混合,可以降低土壤中重金屬的含量,減少重金屬對土壤植物系統(tǒng)產(chǎn)生的毒害,從而使農(nóng)產(chǎn)品達到食品衛(wèi)生標準［19］。對土壤重金屬污染嚴重的地段,依靠切斷污染源的方法則往往很難恢復,有時要靠深耕客土、淋洗土壤等方法才能解決問題。另外開展植物修復技術(shù)的研究及培養(yǎng)抗性微生物等。其他治理技術(shù)見效較慢、成本較高、治理周期較長。
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1 引言
在環(huán)保領(lǐng)域?qū)χ亟饘傥廴镜亩x是能夠使生物遭受顯著毒性的金屬，這些物質(zhì)包括汞元素、鉛元素、鋅元素、鈷元素、鎳元素、鋇元素等，有時候也包括鋰元素與鋁元素等等。一項來自研究機構(gòu)的調(diào)查統(tǒng)計數(shù)據(jù)表明，近年來全球汞排放量達每年1.5萬噸，鉛排放量達每年500萬噸，這些元素進入農(nóng)田和城市，為所經(jīng)地區(qū)的土壤帶來嚴重的重金屬污染，這些污染一方面能夠影響地下水和農(nóng)作物的品質(zhì)，另一方面也通過食物鏈對當?shù)鼐用癞a(chǎn)生不容忽視的影響。當前，如何進行土壤重金屬污染的分析、評估、預防和治理，是一個世界性的問題，本文首先從土壤重金屬的主要來源和土壤重金屬污染的危害兩個方面分析了重金屬污染的現(xiàn)狀，在此基礎(chǔ)上進一步闡述了土壤重金屬污染的空間差異以及污染整體的形態(tài)特征，最后深入論述了土壤重金屬污染的預防以及修復策略。本文的成果對于環(huán)境保護和土地利用均有著比較好的理論價值和實踐意義。
2 土壤重金屬污染現(xiàn)狀分析
2.1重金屬來源分析
（1）交通運輸
我國正在進行著大規(guī)模的城鎮(zhèn)化建設(shè)，各類交通工具的數(shù)量近年來一直呈現(xiàn)出大幅攀升的態(tài)勢，因此其排放的廢氣也逐年增加，導致土壤里重金屬元素逐步累積，形成污染。以汽車為例，污染源包括尾氣排放、汽油燃燒、輪胎磨損等，會逐漸排放出鉛、汞、銅、鋅等重金屬元素，一方面對大氣質(zhì)量造成破壞，另一方面也導致土壤重金屬超標。
（2）工業(yè)和礦產(chǎn)業(yè)
工業(yè)生產(chǎn)會排放出重金屬元素，以煙塵或者廢氣廢水的形式進入大氣與土壤，而大氣中的重金屬則會逐漸沉降入土。工業(yè)生產(chǎn)中的廢渣是更加主要的重金屬污染來源，比如金屬冶煉企業(yè)、電解鋁企業(yè)、電鍍企業(yè)等，在其日常生產(chǎn)排放的廢渣中含有大量的重金屬元素，如果在不經(jīng)處理的情況下隨意露天堆放，或者直接傾倒進土壤中，會為土壤帶來極大的污染。
（3）燃煤釋放
煤的燃燒會向大氣中排放大量的污染物質(zhì)，并逐漸沉降入土壤中。我國的燃煤企業(yè)，包括火力發(fā)電廠和鋼鐵企業(yè)等，會排放大量的汞金屬，其中約三分之一的汞元素最終進入土壤。一些經(jīng)濟發(fā)達的大城市，汞元素的排放有其嚴重，這些污染能夠為城市的環(huán)境質(zhì)量和生態(tài)系統(tǒng)帶來致命的影響。
（4）居民垃圾
居民如果將大量垃圾不加分類地堆放在戶外，由于垃圾中存在不少未經(jīng)處理的廢棄物，例如電池等，將會使其中的重金屬逐步滲透和擴散至周圍的環(huán)境中，逐步導致土壤的重金屬污染。
3 土壤重金屬的污染治理策略
土壤重金屬的污染的治理，可以從預防和修復兩方面進行著手。
3.1重金屬污染預防策略
控制污染，應(yīng)從源頭做起。因此在農(nóng)村地區(qū)，應(yīng)注重灌溉用水的質(zhì)量，謹慎使用污水灌溉。在農(nóng)田使用殺蟲劑和肥料時也應(yīng)合理用量，并且堅決杜絕汞含量超標的農(nóng)藥，也應(yīng)禁止使用含鎘化肥等對環(huán)境帶來危害的農(nóng)藥和殺蟲劑。對于城市地區(qū)的工業(yè)企業(yè)，則應(yīng)嚴格控制對三廢的排放。而居民區(qū)則應(yīng)對廢棄垃圾進行再回收利用或者分類處理。對于日益增多的交通工具，則應(yīng)改善燃油質(zhì)量、并積極鼓勵以新型環(huán)保燃料代替?zhèn)鹘y(tǒng)燃油，從而減少廢棄物的排放。
此外還應(yīng)以完善的法規(guī)控制重金屬排放。土壤污染已經(jīng)被國際相關(guān)領(lǐng)域視為化學炸彈，是一個極其嚴峻而棘手的問題。只有通過立法的方式才能使污染的防范和治理進入可持續(xù)發(fā)展的軌道。而我國的環(huán)保法治進程目前尚需加速。舉例來講，當前有不少養(yǎng)殖戶所購買的飼料里往往含有銅、鉛等重金屬，而禽類和畜類一旦食用并排出體外，便會對土壤形成污染，而我國當前并未將重金屬列在畜禽養(yǎng)殖業(yè)污染物排放標準里，形成管理的漏洞。因此，亟需制定切合我國實際的法律法規(guī)進行重金屬污染的防范。
3.2重金屬污染治理策略
隨著國際上對于土壤重金屬污染的重視以及研究成果的和應(yīng)用，在重金屬污染治理方面有許多值得借鑒的策略，下面分別進行簡述：
3.2.1 基于物理法的重金屬污染治理
物理法治理又可以進一步分為以下幾種方法：
一是熱解吸法，這種方法以加熱來把一些具有較強會發(fā)特性的重金屬進行解吸和收集，再妥善處理或者合理利用。以汞元素為例，美國已經(jīng)形成了比較成熟的基于熱解析法的汞元素回收，并在現(xiàn)場治理中取得了較好的效果，使用此項處理方法的地域已經(jīng)在汞含量方面達標。
二是電化法，這種方法以電解原理進行污染土壤的處理。在受到污染的土壤里設(shè)置石磨電極，并以1～5毫安的電流進行激勵，從而在陰極收集到金屬陽離子，并進行處理或者再利用。這種方法對于鉛元素和二甲苯等物質(zhì)的處理效果比較好。
三是洗土法，這種方法通過試劑與土壤里所含有的重金屬物質(zhì)發(fā)生反應(yīng)，并最終生成可溶于水的金屬離子，通過對提取液進行處理，得到重金屬，再進行處理或者回收利用。這種方法非常適合于對銅金屬、鎳金屬、鉛金屬和鉑金屬的回收處理。
四是玻璃化法，這種方法以電極對受到污染的土壤進行加熱，從而使之進入熔化狀態(tài)，在其最后冷卻時，便會變成玻璃狀態(tài)。這種方法尚在實驗中，其成本較高，目前尚未得到的面積推廣。
3.2.2基于化學法的重金屬污染治理
這種方法在受到污染的土壤中按比例注入一定的化學試劑，從而改良土壤本身的性質(zhì)，達到減輕重金屬活性的作用，可以降低作物對土壤里重金屬的富集效應(yīng)?；瘜W法治理主要指的是土壤添加物法，把一定充分的有機物料或者改良劑加入受污染的土壤之中，能夠通過化學作用而使重金屬離子沉淀，再對其進行收集，從而減輕污染；還可以通過化學試劑中的酸性物質(zhì)與重金屬元素反應(yīng)，生成難溶于水的物質(zhì)，從而使土壤污染得到減輕。這種方法適用于鎳離子、鋅離子等重金屬物質(zhì)的治理。
3.2.3基于生態(tài)工程的重金屬污染治理
這種方法可以是在已經(jīng)被重金屬污染的土壤之上加厚一層正常土壤，或者把受到重金屬污染的土壤全部挖除，也可以通過灌溉的方式，逐漸使受污染土壤中的重金屬物質(zhì)漸漸遷移到地層深處等，也能對土壤污染起到一定的作用。
3.2.4基于生物的重金屬污染治理
這種方法可以通過植物或者微生物等來修復土壤質(zhì)量。某些植物的根系可以吸收被污染土壤中的重金屬，例如蜈蚣草被證實可以有效降低土壤中砷的含量；微生物則可以通過細胞轉(zhuǎn)化作用使被污染土壤中的重金屬沉淀或者氧化，從而使其對土壤的影響顯著降低。
4 結(jié)束語
在世界各地，尤其是經(jīng)濟較為發(fā)達的地區(qū)均存在著較為嚴重的土壤重金屬污染，重金屬的來源是多方面的，當前，學界和環(huán)保組織對重金屬的污染一般聚焦于污染程度的定性描述和分析。事實上怎樣才能實現(xiàn)對重金屬污染源進行量化分析，同樣對治理逐漸嚴重的土壤污染有著不容忽視的作用，因此量化分析將是重金屬污染研究的發(fā)展方向。當前，我國尚未構(gòu)建完善的城市和農(nóng)村地區(qū)土壤重金屬污染的監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)，因此并不能及時準確地檢測土壤重金屬污染狀況，也難以為土壤重金屬污染的治理提供必要的依據(jù)。只有制定出嚴格而適用的土壤重金屬評價標準，才能有利于土壤的保護，從而推動經(jīng)濟的可持續(xù)發(fā)展。■
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中圖分類號：S153 文獻標識碼：A DOI：10.11974/nyyjs.20170432024
1 我國農(nóng)田重金屬污染現(xiàn)狀
1.1 重金屬普遍超標
農(nóng)田重金屬污染主要是指Pb、Cu、Hg、Zn、Cr、Cd等重金屬元素在農(nóng)田土壤中的含量超過土壤背景值，根據(jù)農(nóng)田部、環(huán)保部等部門近年來報告數(shù)據(jù)顯示，全國有300多個重點污染區(qū)重金屬超標，占農(nóng)田污染的80%，抽取數(shù)據(jù)顯示，我國農(nóng)田平均重金屬超標率在2010年前就已經(jīng)高達12%，在一些大城市，例如北京、上海、深圳等地，各類重金屬元素在農(nóng)田土壤中的含量尤其高，城市發(fā)展對于農(nóng)田重金屬污染影響極為嚴重，目前我國農(nóng)田重金屬污染形勢嚴峻，污染情況已經(jīng)得到重視，各類措施也在緊急籌備和實施之中。我國農(nóng)田重金屬污染現(xiàn)狀具有范圍大，種類多，相對集中，分布不均，普遍嚴重的特點。雖然污染依然嚴重，但隨著環(huán)保力度的增強和范圍的擴大，污染情況正在逐步改善。
1.2 污染主要來源
農(nóng)田重金屬污染修復，關(guān)鍵在防、治二字，要做到對重金屬污染的防治，需要了解農(nóng)田中重金屬的來源，污染來源主要有4類，分別是：污水、大氣、農(nóng)業(yè)廢棄物以及固體垃圾?？諝馕廴臼俏覈h(huán)境保護的一大難題給農(nóng)田也帶來了極大的影響，空氣中夾雜著來自工業(yè)、交通、礦山等的污染物中，不乏各類重金屬物質(zhì)，在大氣沉降過程中，重金屬便進入了農(nóng)田土壤之中。大量數(shù)據(jù)實例表明，在工業(yè)區(qū)、道路旁，土壤中含重金屬量較其他地區(qū)明顯高出數(shù)倍，環(huán)保部研究青藏鐵路沿線兩側(cè)、北京等城市道路旁農(nóng)田土質(zhì)以及種植物，發(fā)現(xiàn)不僅土壤重金屬含量高，植物中也含有較高的重金屬元素。含重金屬的污水一旦進入農(nóng)田并沉淀，就容易造成農(nóng)田重金屬含量的增加，農(nóng)業(yè)材料，如農(nóng)藥、農(nóng)肥等，在大面積、長期使用之下，重金屬會慢慢滲入土壤之中，而一些固體堆積物更是含有大量重金屬，在堆積中容易滲入地下。
2 農(nóng)田重金屬污染修復技術(shù)
2.1 物理、化學修復技術(shù)
物理修復技術(shù)主要有換土、深耕翻土、填土以及加熱法，前3種方法原理一致，皆是使淺層土壤以舊換新，這些方法工程量大，效果穩(wěn)定，修復徹底，但是不僅換土需要大量工程，集中處理土壤的耗損也非常大，因此并不適合大規(guī)模應(yīng)用。加熱法是利用加熱使揮發(fā)性重金屬從土壤中揮發(fā)析出，雖然有一定作用，但是容易導致一些元素酸化或者相互反應(yīng)，產(chǎn)生更為嚴重的后果，且析出氣體的收集也很棘手。化學修復方法也是如此，無論是電動修復還是淋洗修復，都容易導致嚴重的污染，電動修復是通過土壤兩側(cè)通電以電場作用將重金屬帶到電極，在兩極集中收集并進行處理，淋洗是將水或者其他制劑放入土壤之中進行沖洗，制劑的選擇和二次污染的防治成為淋洗的重點，物理、化學方法雖然效果好，但是成本高且對環(huán)境極可能造成二次污染，因此實踐中應(yīng)用甚少，相關(guān)部門正在加緊研究改善重金屬污染治理之中。
2.2 生物修復技術(shù)
生物修復技術(shù)成本較低，有利于規(guī)?；僮?，并且生物法的優(yōu)勢在于其環(huán)境有益性，不僅能夠有效處理農(nóng)田土壤重金屬污染，更重要的是，生物修復有助于修復自然界的正常循環(huán)，有利于全面改善環(huán)境，目前的環(huán)境保護實踐對于生物方法也極為推崇。生物修復法主要是利用植物和微生物、動物進行土壤修復，利用植物根系固定重金屬，減少擴散，植物還能夠從土壤中吸收重金屬，儲存在植物體內(nèi)，我國已經(jīng)發(fā)現(xiàn)大量對重金屬具有吸收能力的植物，在實踐中也有一定研究和應(yīng)用，植物修復是較為推崇的方法，綠色植物的大量種植能夠固定土壤、防風固沙、凈化空氣，大量種植能夠吸收重金屬的植物，則一舉數(shù)得，值得注意的是，植物吸收重金屬存于體內(nèi)，勢必導致重金屬含量過高，這些植物一定不能作為食品銷售。微生物、動物與植物修復法類似，生物修復技術(shù)容易破壞生態(tài)平衡，尤其是微生物、動物修復，因此也需要進一步研究，目前而言，選取植物進行大規(guī)模種植修復土壤似乎是于環(huán)境保護最有益處的方法。
3 結(jié)語
環(huán)境于人類而言重如生命，l展中的破壞已經(jīng)造成，如何修復才是關(guān)鍵，農(nóng)田土壤重金屬污染，重在防治，切斷污染源的同時改良污染土壤方為可行之路。
關(guān)鍵詞：蔬菜富集重金屬污染
導言
蔬菜是人們?nèi)粘ｏ嬍持斜夭豢缮俚氖澄?可提供人體所必需的多種維生素和礦物質(zhì),也是十分重要的經(jīng)濟作物，隨著現(xiàn)代工業(yè)的發(fā)展，環(huán)境污染加劇，含重金屬的農(nóng)藥、除草劑、化肥的不合理使用，含重金屬廢水的污灌等農(nóng)業(yè)措施，重金屬對土壤和農(nóng)作物的污染問題越來越突出。土壤、水體一旦被重金屬污染，不僅對植物生長和發(fā)育產(chǎn)生直接影響，而且重金屬在植物根、莖、葉及籽粒中的大量積累會通過食物鏈進人人體，危及人類健康。因此，全面、系統(tǒng)的了解蔬菜重金屬的污染現(xiàn)狀以及不同種類蔬菜對重金屬吸收的的差異，合理進行蔬菜的生產(chǎn)布局，掌握降低和控制蔬菜重金屬污染的對策，不僅對蔬菜生產(chǎn)的持續(xù)發(fā)展具有積極的指導意義，而且對保障食品安全具有廣泛的現(xiàn)實意義，還能指導人們科學的合理地食用蔬菜。
1、蔬菜重金屬污染現(xiàn)狀
據(jù)估測，目前我國受鎘、砷、鉻、鉛等重金屬污染的耕地面積近2000萬hm3，約占耕地總面積的1／51，每年因土壤污染而減產(chǎn)糧食1000萬噸，另外還有1200萬噸糧食，其污染物超標，兩者的直接經(jīng)濟損失達200多億元。
我國的各大中城市如北京、上海、杭州、天津、等都曾較為系統(tǒng)地對郊區(qū)菜園土壤、蔬菜中重金屬污染狀況做過調(diào)查，基本摸清了蔬菜重金屬的污染現(xiàn)狀。
北京市污水灌溉影響的耕地面積為80萬公頃，占北京市耕地面積的23％，其中有70％~80％受到輕度污染，5％~10%受到中度污染；20世紀90年代對上海市蔬菜的研究結(jié)果表明，上海市蔬菜受到重金屬的污染，尤以鎘和鉛污染為甚，超標率分別為13.29％和12.0％。在天津市郊檢測的大白菜、薺菜、水蘿卜、小白菜4種蔬菜36個樣品中，重金屬的檢出率為100％，鎘超標40％。2002年魏秀國等調(diào)查了廣州市蔬菜地的重金屬污染情況，結(jié)果表明，蔬菜的鉛污染比較普遍，但就污染程度而言，鎘污染最為嚴重，其次為砷、汞?？偟膩砜矗鶕?jù)中國的蔬菜食品衛(wèi)生標準，我國主要大、中城市郊區(qū)的蔬菜都已受到一定程度的重金屬污染。盡管各城市采用的評價標準不一，但是重金屬元素在蔬菜中的積累明顯，部分已達較高的殘留水平，有的甚至已超過食品衛(wèi)生標準。
2、重金屬污染的危害
1）重金屬對植物生物膜傷害機理
重金屬是脂質(zhì)過氧化誘導劑,當重金屬處理植物時,細胞內(nèi)自由基的產(chǎn)生和清除之間的平衡受到破壞,導致大量的活性氧自由基產(chǎn)生,自由基引發(fā)膜中不飽和脂肪酸產(chǎn)生過氧化反應(yīng),破壞膜的結(jié)構(gòu)和功能。
2）重金屬對植物生長代謝的影響
雖然有些重金屬是植物生長必需元素，在一定濃度范圍內(nèi)可促進植物的生長發(fā)育，但所有重金屬在較高濃度時對植物都會產(chǎn)生毒害作用。重金屬毒害造成氧化脅迫、葉綠素和糖及蛋白質(zhì)合成受阻、養(yǎng)分失調(diào)，引起光合強度和呼吸強度下降、碳水化合物代謝失調(diào)及其它一系列生理代謝紊亂，阻礙植物根系生長．影響種子萌發(fā)以及植株生長，最終導致生長量和產(chǎn)量的下降。
3、蔬菜重金屬富集規(guī)律
1）蔬菜重金屬富集系數(shù)
蔬菜中對土壤重金屬元素的吸收是有選擇性的，蔬菜種類不同其吸收各種重金元素的量與土壤中該元素的存在量是不一致的。因此可以用富集系數(shù)來衡量蔬菜吸收和富集土壤重金屬元素的能力。所謂富集系數(shù)是指：蔬菜可食部位中某污染物含量占土壤中該污染物含量的百分率。富集系數(shù)愈大，表明蔬菜愈易從土壤中吸收該元素，也表明重金屬的活動性強。
2）蔬菜不同品種間吸收積累重金屬的差異
同一種蔬菜的不同基因型對重金屬的吸收積累也存在差異。McLaughlin等發(fā)現(xiàn)不同品種馬鈴薯塊莖的鎘濃度相差 2~3倍。Michalik，B等(1995)的研究發(fā)現(xiàn)，胡蘿卜肉質(zhì)根吸收重金屬存在基因型差異。他們把4個變種的胡蘿卜播種在3個不同程度重金屬污染的地方，發(fā)現(xiàn)無論在何處，變種“Kama”肉質(zhì)根中的Ph、Ni、Cr、Cu、Mn等重金屬含量為最高。
3）蔬菜不同部位重金屬累積差異
蔬菜從土壤中吸收的重金屬在其體內(nèi)的分布并不均勻，蔬菜不同的器官組織對重金屬的富集能力是有差異的。
葉菜類蔬菜各部位重金屬含量普遍為：莖，葉
4、蔬菜和土壤中重金屬含量之間的關(guān)系
植物從土壤中吸收重金屬的量和土壤中重金屬的總量有一定關(guān)系，土壤中重金屬含量是造成蔬菜重金屬污染的主要因素。但士壤重金屬總量并不是植物吸收程度的一個可靠指標。有研究表明，植物體內(nèi)鉻的累積量與土壤總鉻量往往并不具有明顯正相關(guān)。由于土壤組成的復雜性和土壤理化性狀(pH，Eh等)的可變性，造成了重金屬在土壤環(huán)境中形態(tài)的復雜和多樣性。重金屬的存在形態(tài)才是決定其危害的關(guān)鍵因素。研究表明，重金屬在土壤環(huán)境中的存在形態(tài)分為水溶態(tài)、交換態(tài)、碳酸鹽結(jié)合態(tài)、鐵錳氧化物結(jié)合態(tài)、沉淀念，有機結(jié)合態(tài)和殘渣態(tài)七種形態(tài)。這七種不同賦存形態(tài)的重金屬，其生理活性和毒性均有差異。其中水溶態(tài)、交換態(tài)的活性、毒性最大，殘留態(tài)的活性、毒性最小，其它態(tài)的活性、毒性居中。
5、合理利用蔬菜對重金屬的富集規(guī)律
根據(jù)不同蔬菜對不同重金屬具有不同的富集特性，重金屬元素在不同種類的蔬菜中累積量不同，葉菜類富集量最高，根莖類次之，瓜果類最低。針對菜地重金屬污染狀況選擇相應(yīng)種植模式和蔬菜品種，對一些易受污染的根莖類和葉菜類蔬菜，如萵苣、蔥、青菜、生菜等，可安排在土壤質(zhì)量較好的地區(qū)種植；而西紅柿、刀豆等瓜果類蔬菜，其抗污染性能較強，可在輕度或中度污染的土壤中種植，在鉻高污染區(qū)盡量避開種植葉菜，可選擇種植瓜果類蔬菜；對污染較重的土壤，應(yīng)改為綠化用地或建筑用地,汪雅各等人在上海寶山區(qū)進行蔬菜重金屬的富集輪作試驗，他們根據(jù)各種蔬菜的重金屬富集率強弱不一的特點，合理安排蔬菜輪作茬口。結(jié)果表明低富集輪作與普通輪作相比，可使污染田塊的蔬菜鎘含量降低50％～80％，有明顯減少鎘進入食物鏈的效果，而且還可明顯提高蔬菜產(chǎn)量和產(chǎn)值。
參考文獻:
[中圖分類號] S341.1 [文獻碼] B [文章編號] 1000-405X（2014）-1-161-1
0前言
科學技術(shù)的發(fā)展，帶動了經(jīng)濟的發(fā)展，同時也促進了人們生活水平的提高。但是，粗放型的經(jīng)濟發(fā)展方式也造成了嚴重的污染，尤其是重金屬對于農(nóng)田土壤的污染，使得我國的耕地面積不斷縮減，影響到了農(nóng)作物的生長，同時還可能對人體造成相應(yīng)的危害。因此，要充分重視起來，加強對于農(nóng)田重金屬污染的治理力度，切實保障農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的順利進行。
1重金屬污染概述
重金屬污染，指由重金屬或其化合物造成的環(huán)境污染，其產(chǎn)生的主要原因是人們的生產(chǎn)活動，如采礦、廢氣排放、污水灌溉和使用重金屬制品等人為因素造成的。重金屬污染的危害程度并不是固定的，而是取決于其在環(huán)境、物體中存在的化學形態(tài)和濃度。通常情況下，重金屬污染主要表現(xiàn)在水污染方面，氣體污染和固體廢棄物污染相對較少。
重金屬具有富集性，很難在環(huán)境中降解，因此，容易造成嚴重的環(huán)境污染，加上其具有不易移動溶解的特性，進入生物體后不能被排出，會造成慢性中毒。例如，日本爆發(fā)的骨痛病，就是由于重金屬元素鎘與人體內(nèi)部的蛋白質(zhì)和各種類型的酶發(fā)生強烈的相互作用，從而導致其失去活性，造成重金屬中毒，對骨骼產(chǎn)生了嚴重的影響，引發(fā)劇烈的疼痛。
2農(nóng)村耕地中重金屬污染的來源
目前已經(jīng)發(fā)現(xiàn)的，自然界存在的重金屬元素有45種，而對于農(nóng)村耕地影響較為嚴重的重金屬，則主要集中在汞、鎘、鉛、鉻、砷物種元素，其并稱為“五毒”。每年因重金屬污染所造成的農(nóng)業(yè)經(jīng)濟損失不計其數(shù)，不僅阻礙了經(jīng)濟的發(fā)展，更使得糧食產(chǎn)量大幅下降，影響社會的穩(wěn)定。對于農(nóng)村的耕地而言，重金屬污染的主要來源包括：
2.1污水
重金屬污染主要表現(xiàn)在水污染方面，因此污水是導致農(nóng)田重金屬污染最主要的原因。由于粗放型經(jīng)濟發(fā)展方式的影響，許多企業(yè)并沒有對排放的污水進行處理，而是直接排入河流或者土地之中，一方面，使得河流污染嚴重，農(nóng)民在引水灌溉的過程中，將污水中的重金屬帶入農(nóng)田，從而引發(fā)重金屬污染；另一方面，污水深入地下后，重金屬元素卻不會很快講解，在不斷的富集過程中，使得土壤中的重金屬含量不斷增加，對農(nóng)作物的生長造成影響。
2.2大氣
大氣中的重金屬主要來自于工業(yè)生產(chǎn)排放的廢氣、汽車尾氣等，如果沒有對其進行相應(yīng)的處理，重金屬就會以氣溶膠的形態(tài)，進入大氣之中，在自然沉降和降水的作用下，最終進入土壤，從而造成農(nóng)田的重金屬污染。一般來說，大氣污染對于農(nóng)田的影響程度取決與當?shù)氐慕?jīng)濟增長方式和工業(yè)化程度，以及人口的密度和經(jīng)濟發(fā)展程度等。
2.3固體廢棄物
主要指來自含有重金屬的工業(yè)企業(yè)以及礦業(yè)企業(yè)廢棄物，也包括城市的生活垃圾。這些固體廢棄物含有的重金屬元素會在存放和處理的過程中，進入土壤，造成污染。例如，重金屬礦業(yè)企業(yè)在對礦渣進行處理時，通常都是采用統(tǒng)一處理或掩埋的方式。在堆放的過程中，會受到雨水沖刷等的影響，使得重金屬元素流入水體或土壤；而在掩埋后，礦渣中含有的重金屬元素也不會分解，而是逐漸向周圍的土壤擴散，不斷的富集，進而導致土體中重金屬含量超標，造成污染。
2.4化學農(nóng)藥和肥料
一方面，部分化學農(nóng)藥的質(zhì)量不達標，含有超標的重金屬元素，在使用的過程中會隨之進入土壤，從而引發(fā)重金屬污染；另一方面，為了保證農(nóng)作物的產(chǎn)量，往往會長期使用化學肥料，提供農(nóng)作物生長需要的微量元素，但是肥料中的重金屬元素卻在不斷富集的過程中，出現(xiàn)污染現(xiàn)象。例如，如果某塊農(nóng)田長期使用磷肥，則可能導致土壤中的鎘含量超標，從而引發(fā)重金屬污染。
3農(nóng)村耕地中重金屬污染的治理對策
3.1對污染源進行控制
對于農(nóng)村耕地中重金屬污染的治理，首先必須采取必要的措施，對污染進行控制，減少污染源，之后才能對其進行處理，以免污染的重復發(fā)生。對于重金屬污染源的控制，需要做到以下幾點：
①對廢水、廢氣、固體廢棄物的排放進行控制，確保處理后排放，將其產(chǎn)生的污染降到最低。針對含有重金屬元素的污染物，更要加強管理力度。
②對農(nóng)藥肥料等的使用進行限制，對其成分進行改良和創(chuàng)新，盡可能減少農(nóng)藥中重金屬元素的殘留。
③對農(nóng)田土壤進行質(zhì)量監(jiān)測，及時發(fā)現(xiàn)潛在的風險，做到防患于未然。
3.2物理換土法
由于重金屬的治理成本大、耗時長，難度大，從經(jīng)濟角度出發(fā)，對于污染較為嚴重的農(nóng)田土壤而言，可以采用換土的方式進行處理，其優(yōu)點在于徹底、穩(wěn)定，雖然施工量較大，但是相對而言速度較快，而且操作簡單，不影響農(nóng)作物的種植。
3.3化學調(diào)節(jié)法
主要是利用相應(yīng)的化學藥劑等，對農(nóng)田土壤的有機質(zhì)、水分、pH值等進行調(diào)節(jié)，改變重金屬的水溶性和擴展性，從而降低污染的擴展速度以及其對于農(nóng)作物的影響。
3.4生物修復法
指利用植物、動物、微生物等，對土壤中的重金屬進吸收和轉(zhuǎn)化等，從而消減重金屬污染對于農(nóng)田的影響。例如，向日葵可以吸收重金屬，進而通過自身的作用將其排入空氣中，降低土壤重金屬的含量；部分藻類和蚯蚓等動物也可以對重金屬進行吸收。
4結(jié)語
總之，重金屬污染對于農(nóng)村耕地的影響是十分巨大的，農(nóng)業(yè)技術(shù)人員要加強對于重金屬污染來源的分析，通過預防和治理相結(jié)合的方式，解決土壤重金屬污染的問題。
參考文獻
