土壤重金属污染作物体内分布特征和富集能力研究_周振民

第31卷第4期2010年8月华 北 水 利 水 电 学 院 学 报

Journa l o f N orth Ch i na Institute ofW ate r Conse rvancy and H ydro electr i c Pow er V o l 131N o 14A ug 12010

收稿日期:2010-05-05

基金项目:水利部公益性科研资助项目(200801015).

作者简介:周振民(1953)),男,河南封丘人,省级特聘教授,博士,主要从事农业水土环境方面的研究.

文章编号:1002-5634(2010)04-0001-05

土壤重金属污染作物体内分布特征和富集能力研究

周振民

(华北水利水电学院,河南郑州450011)

摘 要:随着污水灌溉面积的持续扩大,研究污水灌溉带来的土壤重金属污染问题,特别是重金属污染物对土壤-作物系统的影响显得尤为重要.通过玉米作物污水灌溉实验、采样分析和生态调查,研究了由于污水灌溉造成的土壤重金属污染(Pb ,Cd ,C r ,Cu)在玉米体内分布特征和富集能力.研究结果证明,重金属Pb ,Cr 和Cu 主要富集在玉米根部,少量向玉米作物地上部分迁移.玉米籽粒中4种重金属(P b ,Cd ,C r ,Cu)的含量均在粮食及其制品中重金属元素限量之内,说明玉米籽粒基本没有受到污染,粮食生产处于安全状态.关键词:土壤重金属污染;作物影响;分布特征;富集能力中图分类号:X 53 文献标识码:A

重金属是农业生态系统中一类具有潜在危害的化学污染物.重金属Pb ,Cd ,C r ,Cu 是污水的主要组

分之一,它们对作物、土壤和地下水都有潜在的威胁.土壤重金属污染在世界范围内广泛存在且日趋严重,全世界平均每年排放汞约1.5万t 、铜约340万t 、

铅约500万t 、锰约1500万t 、镍约100万t [1]

.中国受汞、铬、镉、铅、镍等重金属污染的耕地面积超过2@1011

m 2

,约占总耕地面积的1/5[2]

,每年受重金属

污染的粮食约1200万t [3]

,重金属污染土壤对农作物生长的影响研究已迫在眉睫.

国内外研究成果大多是在土壤重金属污染条件下,农作物受到的定性影响[4]

,而在土壤重金属污染下,作物的生理机理影响以及定量指标研究成果较少

[5]

,尤其是对作物的生长生理过程和作物产

量指标以及遗传性毒理指标等方面的研究很少[6]

.

1 试验场地基本情况

[3]

污灌试验区选定在位于开封市东15km 的兴隆乡太平岗村二组.试验区紧邻惠济河,惠济河是淮河的一条重要支流,是开封市污染严重的一条河流.该区多年平均地下水埋深3.40m.该地区地势平坦,地面比降为1/2500~1/3000.土壤为黄河冲积平

原土质,质地为壤土或沙壤土,有机质少,p H 值为8.45~8.60,孔隙度为43.40%~50.26%,密度为

1.32~1.50g /c m 3

.主要作物有水稻、玉米、棉花、花生、大豆等,自然条件在河南省平原地区有一定的代表性.

2 采样与分析方法

2.1 污水灌溉水源采样与水质分析

每次灌溉前,沿引水处的河流横断面(即左岸,中,右岸)取水样,利用火焰原子吸收分光光度计分别测水样中Pb ,Cd ,Cr 和Cu 的含量.2.2 土壤含水率与土壤理化性质分析

用对角线布点法采集土壤样品,采样点有5个,取土深度为0~20c m,20~40c m 和40~60c m.每月1日、11日和21日以及玉米收获时间为取样时间.土壤含水率采用/田间法0进行测定[7]

;土壤容

重采用/环刀法0[7];p H 值采用玻璃电极法[8]

;土壤中总氮、全磷以及速效钾分别采用过硫酸钾氧化紫外分光光度法、钼锑抗分光光度法和醋酸铵提取法进行测定;有机质采用油浴外加热-重铬酸钾容量法.

将土样放置实验室风干后碾磨,过200目筛,称

取部分样品用HNO 3+HCL+H F 法消解后,用火焰原子吸收分光光度计分别测定土样中Pb ,Cd ,C r 和Cu 的含量.

2.3 玉米样品的化学分析

玉米的采样点有3个,每个点1株,分别在玉米的播种、幼苗、拔节、灌浆、乳熟和成熟期采样.

采集整株玉米,将取得的玉米鲜样洗净,放置在干燥通风处风干.待风干后,将样品去除灰尘、杂物,用剪刀剪碎,再用植物粉碎机(FZ102型)粉碎,过200目筛,然后放入保鲜袋中保存,以备化验.称取部分样品用HNO 3硝解,用火焰原子吸收分光光度计分别测定根、茎、叶和籽实中Pb ,Cd ,C r 和Cu 的含量.

2.4 玉米生态调查

选择有代表性的9株玉米,于每个月1号、11号和21号对它们进行株高和叶面积调查.

株高和叶面积均用直尺来测量.对于每株玉米,用直尺量出所有叶片的最长和最宽长度,每株夏玉米的叶面积

[9]

LAI =0.73E n

i=1

(a i b i ),

(1)

式中:a i 为每个叶片的最长长度,c m;b i 为每个叶片的最宽宽度,c m;LAI 为叶面积,c m 2

,夏玉米叶面积计算修正系数取为0.73.

2.5 玉米考种

取具有代表性的9株玉米于收获期对其进行考种.考种的内容包括果穗长、果穗粗、秃尖长度、穗粒数粒、株籽粒重、百粒重、小区产量和玉米芯重等.

3 土壤重金属污染在玉米体内的分布

特征研究

污水灌溉水源样本水质化验证明,重金属Pb,Cd ,C r ,Cu 是重金属污染的主要组分之一.主要对Pb ,Cd ,C r ,Cu 造成的土壤重金属污染在玉米体内的分布特征进行研究.

3.1 Pb 在玉米体内的含量及分布情况

Pb 在玉米各部位的平均含量见表1.

表1 Pb 在玉米各部位的平均含量

m g /kg

器官根茎叶籽粒含量

27.79300

12.31500

5.39220

0.29957

在各个生育期,Pb 在玉米体内的含量分布情况均为:根>茎>叶>籽粒,根中Pb 含量的平均值是茎中的2.26倍,叶的5.15倍,籽粒的92.70倍.可

见,Pb 主要集中在玉米的根部.

图1是玉米根、茎、叶中重金属Pb 随生育期的变化规律.由图1可知,玉米根中Pb 含量幼苗期最大,拔节灌浆期平稳上升,以后逐渐下降.玉米根部的干物质积累从拔节期到灌浆期上升幅度较大,随后逐渐下降.在幼苗期,土壤中Pb 含量较大,因此根系对Pb 的吸收量也大.拔节灌浆期,虽然根部的干物重一直变大,但是根中Pb 含量仍然处于上升的趋势,这是由于土壤中Pb 含量在增加,而且活性Pb 的含量较高.乳熟成熟期,根部干物重渐小,理论上根部Pb 的浓度相对变大,根中Pb 的含量将上升.而事实上,根中Pb 的含量略有下降,这和土壤中Pb 含量的下降有关.

图1 玉米根茎叶中Pb 含量的时期变化

Pb 在玉米茎中的分布特征为:从幼苗期到抽雄期含量降低,随后含量逐渐升高.玉米茎杆干物质积累在拔节期到灌浆期不断上升,而灌浆成熟期则略

有下降.幼苗抽雄期,茎部干物重一直增加,一部分重金属离子固定在根部,致使茎中Pb 的含量处于下降的趋势.抽雄灌浆期,茎部的干物重仍在增加,由于土壤中Pb 的含量增大,此时茎中的Pb 含量呈上升趋势.灌浆成熟期,茎部干物重略有下降,土壤中Pb 含量增大,致使茎中的Pb 含量增大.

玉米叶中的Pb 含量抽雄期最低,其他生育期变化不大.玉米叶片干物质积累呈现先升后降的趋势,高峰出现在灌浆乳熟期.幼苗拔节期土壤中Pb 的含量稍有下降,叶中干物质量增加,理论上叶中Pb 含量会变小,但是事实却相反.这是由于土壤中存在多种污染物,它们之间的相互作用可能促进了叶对Pb 的吸收.拔节抽雄期,叶中干物质重一直增加,土壤中Pb 的含量升高.由于叶片中干物质积累的量远远超过玉米吸收重金属的量,因而叶片中Pb 含量降低.抽雄乳熟期,叶片中干物重一直增加,土壤中Pb 的含量也增加,土壤中Pb 的含量占主导,叶中Pb 含量略有升高.乳熟成熟期和抽雄乳熟期恰好相反.3.2 Cd 在玉米体内的含量及分布情况

Cd 在玉米体内的含量见表2.

2 华 北 水 利 水 电 学 院 学 报 2010年8月

表2 Cd 在玉米各部位的平均含量

m g /kg

器官根茎叶籽粒含量

0.94555

0.14989

1.11513

0.01005

由表2可知,Cd 在玉米体内含量的分布情况为:叶>根>茎>籽粒,叶中Cd 含量的平均值是茎中的7.44倍,是根的1.18倍,是籽粒的110倍.可

见,Cd 主要集中在玉米的叶中,玉米叶子容易吸收土壤中的Cd.

图2中Cd 在玉米根和叶中的含量随生育期的变化规律大体一致,以叶为例进行分析.在玉米的整个生育期,叶中Cd 的含量先上升后下降,乳熟期含量最高.玉米灌浆乳熟期土壤中Cd 含量较大,叶中干物重也达到最大.理论上,此时叶中Cd 的含量较低,事实却恰好相反.这与土壤中重金属的复合污染以及叶对重金属吸收的选择性有关.随着叶片干物质积累的下降,同一时期内叶片干物质积累的量低于玉米吸收重金属的量,土壤中Cd 的含量降低,致使叶片中Cd 的含量下降

.

图2 玉米根茎叶中Cd 含量的时期变化

Cd 在玉米茎中的分布情况为:从幼苗期到抽雄期逐渐上升,灌浆期下降,随后一直上升.幼苗抽雄期,土壤中Cd 的含量下降,根中干物质重上升,而茎中Cd 的含量一直处于上升的状态.这可能与土壤重金属的复合污染有关.抽雄灌浆期,茎中干物重一直升高,虽然土壤中Cd 含量一直增加,但是茎中干物质积累量远远超过玉米吸收重金属的量,因而茎中Cd 的含量下降.灌浆成熟期,玉米茎杆干物重略有下降,土壤中Cd 的含量在降低,干物重起主导作用,茎中Cd 的含量稍有升高.3.3 C r 在玉米体内的含量及分布情况

C r 在玉米体内的平均含量见表3.由表可知,Cr 在玉米体内的分布特征为:根>茎>叶>籽粒.

表3 C r 在玉米各部位的平均含量

m g /kg

器官根茎叶籽粒含量

15.81760

3.16350

2.37264

0.66899

图3是玉米根茎叶Cr 含量随生育时期的变化

规律,Cr 在根中的含量先降低,而后升高,在灌浆期

时含量下降.最高峰值出现在幼苗期,最低值出现在成熟期,最高峰值含量是最低值的1.92倍,其他时期Cr 的含量变化不大.玉米茎中Cr 含量的变化趋势是从幼苗到灌浆期一直升高,乳熟期下降,成熟期含量最高.玉米叶子中Cr 的含量总是处于不断变化中,C r 含量的最高、最低值分别出现在成熟期和幼苗期.

图3 玉米根中Cr 含量的时期变化

3.4 Cu 在玉米体内中的含量及分布情况

Cu 在玉米体内的含量见表4.由表可知,Cu 在玉米各部位分布的规律为根>叶>茎>籽粒.

表4 Cu 在玉米各部位的平均含量

mg /kg

器官根茎叶籽粒含量

13.9720

5.8334

6.8993

1.7248

图4中玉米根部的Cu 含量抽雄期最高,拔节期最低.Cu 在玉米茎中的含量先下降而后上升.拔节

期含量最低,成熟期含量最高.乳熟成熟期,玉米茎中干物重降低,土壤中Cu 的含量升高,因此该时期茎中Cu 的含量继续升高.Cu 在玉米叶中的含量从幼苗期到抽雄期一直下降,从抽雄期到乳熟期一直上升,乳熟成熟期下降.

图4 玉米根中Cu 含量的时期变化

Cu 是植物体内许多氧化酶的成份,或是某些

酶的活化剂,参与许多氧化还原反应,它还参与光合作用,影响氮的代谢,促进花器官的发育.尽管Cu 是植物生长所必需的元素,但是一旦过量,同样具有相当毒性.

3第31卷第4期周振民: 土壤重金属污染作物体内分布特征和富集能力研究

玉米籽粒中4种重金属的含量均在粮食及制品中重金属元素限量[10]之内,因此,玉米籽粒没有受到污染.

4土壤重金属污染在玉米体内的富集能力分析

重金属在土壤-作物系统运移的研究,目前主要用富集系数和转运系数来评价作物的富集能力.

4.1重金属污染在玉米不同部位的富集特征

植物对重金属的吸收具有选择性,对于不同的重金属元素在同一作物中的转运特性,可以通过作物对土壤中重金属元素的富集系数(吸收系数, BCF)来反映.富集系数是衡量作物对重金属积累能力大小的一个重要指标,富集系数越大,说明植物越易从土壤中吸收该元素,亦即该元素的迁移能力越强.可将某种重金属含量与土壤中该种重金属含量做比,即为富集系数A i.计算公式

A i=L i/N i,(2)式中:A i为重金属元素i的富集系数;L i为重金属元素i在植物中的含量;N i为重金属元素i在植物生长介质中的含量.

利用上述公式计算玉米各部位不同重金属的富集系数见表5.

表5玉米各器官重金属的富集系数

器官Pb C d C r Cu

根0.429540.526690.394500.32134

茎0.190600.113060.078140.14046

叶0.083290.601880.057150.16972

籽粒0.004490.004660.019310.03775

由表5可知,重金属在玉米根部富集系数的大小为Cd>Pb>C r>Cu,重金属在玉米茎中富集系数大小为Pb>Cu>Cd>C r,重金属在玉米叶中富集系数大小为Cd>Cu>Pb>C r,重金属在玉米籽粒中的富集系数大小为Cu>C r>Pb>Cd.玉米根、茎、叶和籽粒对不同重金属元素的富集能力存在差异,说明重金属在土壤-作物系统中迁移转化规律的复杂性.

重金属Pb,C r和Cu主要富集在玉米根部,少量的向地上部分迁移,说明重金属在植物体内的分布规律是在新陈代谢旺盛的器官中蓄积量较大.原因可能是土壤中重金属直接与根系接触,植物根部有大量的微生物,能将重金属元素吸收或者固定,增强了根部对重金属的吸收能力.根系所吸收的Pb, C r和Cu向地上部输送困难,这在一定程度上提高了玉米的耐性.

重金属元素的富集系数大小为Cd>Pb>Cu> C r,这说明Cd易于从土壤中迁移到玉米中,Pb和Cu次之,C r的迁移能力最弱.匡少平[11]和H uang[12]等人也证实了玉米对土壤中的Pb具有强烈的吸收性,并可残留在作物的各个部位.

4.2重金属在玉米不同部位的转运特征

转运系数反映重金属在土壤-植物系统中迁移的难易程度.所谓转运系数,就是植物富集的某种重金属元素地上部分含量与根部含量之比,用来评价植物将重金属从地下根部向地上部分运输和富集能力[13].其计算公式

B i=F i/R i,(3)式中:B i为重金属元素i的转运系数;F i为重金属元素i地上部分的含量;R i为重金属元素i根部含量.

依据转运系数的确定方法,计算玉米中不同重金属的转运系数,见表6.

表6玉米中重金属的转运系数

重金属Pb Cd C r C u

转运系数0.648071.366260.347970.52069

由表6可知,玉米中重金属的转运系数大小为Cd>Pb>Cu>Cr.Cd的转运系数大于1,这说明玉米地上部分更容易吸收Cd.其他3种重金属的转运系数都小于1,说明地上部分重金属的含量小于根部的含量.

刘秀梅[14]等认为转移系数大于0.5的植物,对该重金属有较好的耐性;也有研究者认为,转移系数小于1的植物,可以把重金属固定在根部,限制重金属向地上部转移,减少重金属的毒害作用.植物的这种能力称为植物对重金属的耐性机制,植物的这种耐性机制说明它们在重金属污染情况下可以很好地平衡重金属的吸收和转移过程[15],可能与植物对重金属的控制吸收、体内螯合固定、生化忍耐策略及其他体内平衡机制有关[16].

玉米根、茎、叶和籽粒对不同重金属元素的富集能力存在差异,造成这种差异的原因也是很复杂的.除了与重金属的种类及其形态有关外,土壤的性质、营养元素的竞争以及其它污染物等都是影响重金属由土壤向作物迁移的因素.植物对有些元素容易吸收而对另一些元素很难吸收,同一元素的不同价态吸收系数差别很大.另外,养分也是影响植物吸收重金属的重要因素,有些已成为调控金属植物毒性的途径和措施.至于影响植物吸收重金属的诸多要素,有待进一步研究.

4华北水利水电学院学报2010年8月

5 结 语

a .P

b 在玉米体内的分布情况基本上是根>茎>叶>籽粒;Cd 在玉米体内的分布情况基本上是叶>根>茎>籽粒;C r 在玉米体内的分布特征为:根>茎>叶>籽粒;Cu 在玉米各部位分布的规律为根>叶>茎>籽粒.重金属在玉米体内的分布不仅与玉米的生育期有关,而且与玉米各个部位干物质的积累有关,除此之外,重金属类型以及土壤中重金属的浓度也是极为重要的影响因素.4种重金属在玉米体内的时期变化各不相同,造成它们变化的原因也有所不同.

b.重金属在玉米体内富集系数的大小为:根部Cd>Pb>C r>Cu ,茎部Pb >Cu>Cd >C r ,叶Cd>Cu>Pb >C r ,籽粒Cu>Cr>Pb >Cd .这说明玉米根、茎、叶和籽粒对不同重金属元素的富集能力存在差异.4种重金属元素的富集系数大小为Cd>Pb>Cu>C r ,这说明Cd 迁移能力最强.玉米中重金属的转运系数大小为Cd>Pb>Cu>C r ,说明玉米将重金属Cd 从地下部分向地上部分的运输和富集的能力最强,而C r 最弱.

参 考 文 献

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D istri b ution Character istics and Concentration Abilities of Soil HeavyM et a lP ollution i n M aize

Z HOU Zhen -m i n

(N orth Chi na Institute o fW a ter Conservancy and H ydroelectric Pow er ,Zheng zhou 450011,Ch i na)

Abstrac t :W ith t he deve l op m ent o fw astewa ter irrigati on ,it is very i m po rtant to study i n fluence of heavy m eta l po ll uti on ,espetia ll y i nfl u -ence o f heavy m eta l po lluti on on so i-l crop sy stem s .T hrough experi m ent ,samp l e ana l ys i s and eco log ical i nvesti g ati on ,d istri buti on cha r -ac teristi cs and concentration abilities of so il heavy m e tal (Pb ,Cd ,Cr ,Cu)po lluti on in m aize ,due to wastewater irr i gation ,w ere stud -ied .It is shown tha t the heavy m eta l po ll uti on w as concentra ted m a i nly i n t he roo ts ,and A littl e part of t he heavy me tal po ll u ti on moves to the uppart o f the m a ize .T he content of four heavy m eta ls (Pb ,Cd ,C r ,Cu)i n m a ize gra i ns is w ithi n the li m ited index of nationa l food and the re l evan t product standard .It is proved tha t the m a ize grains are not po ll u ted and food producti on i s i n safe cond iti on .K ey word s :soil heavy m eta l po lluti on ;crop i n fluence ;distributi on f ea t ures ;concen tra ti on ab ilit y

(责任编辑:孙垦)

5第31卷第4期周振民: 土壤重金属污染作物体内分布特征和富集能力研究

土壤重金属污染评价方法的比较

随着近代工业的发展，人们对重金属资源的需求越来越大，在生产、加工的过程中产生的重金属废弃物也越来越多。如果土壤中重金属含量超过一定范围，就会对生态环境造成一定的影响和破坏。国家环境保护总局发布的 2000年中国环境状况公报上的数据显示：在30万hm2基本农田保护区土壤有害重金属抽样监测中，有3.6万hm2土壤重金属超标，超标率达12.1%[1]。日本重金属污染的农田面积达37029.4hm2，我国重金属镉污染的农田面积达1.2万hm2[2]。沈阳张士灌区用含镉污水灌溉20多年后，污染耕地2500多hm2，稻田含镉5~7mg/kg[3]。 重金属进入环境后不易被环境中的微生物分解，易在土壤中积累，并在农作物中残留，最终通过食物链在动物、人体内积累，严重影响人体健康[4-11]。如1955~1972年，日本富山县神通川流域的“骨痛病”，就是由于居民食用了镉含量高的稻米和饮用镉含量高的河水而引起的[12]，同样在1953~ 1972年由于日本熊本县水俣湾的居民食用被汞废水污染的鱼虾，导致近万人患中枢神经疾病—水俣病[13]。由此可见，土壤重金属污染的危害是严重的，被污染的区域是广泛的，因此对土壤重金属污染评价方法的研究是十分必要的。 1重金属污染评价方法 1.1单因子指数法单因子指数法是国内通用的一种重金属污染评价的方法，是国内评价土壤、水、大气和河流沉积物重金属污染的常用方法[14-16]。 计算公式如下： P i=C i S 式中，P i为污染物单因子指数；C i为实测浓度，mg/kg；S为土壤环境质量标准，mg/kg。P i<1则表明未受污染，P i>1则表示己经受到污染，P i数值越大，说明受到的污染越严重。 单因子指数法可以判断出环境中的主要污染因子，但环境是一个复杂的体系，环境污染往往是由多个污染因子复合污染导致的，因此这种方法仅适用于单一因子污染特定区域的评价；单因子指数法是其他环境质量指数、环境质量分级和综合评价的基础。 1.2尼梅罗综合指数法单因子污染指数法只能分别反映各个污染物的污染程度，不能全面、综合地反映土壤的污染程度，因此当评定区域内土壤质量作为一个整体与外区域土壤质量比较，或土壤同时被多种重金属元素污染时，需将单因子污染指数按一定方法综合起来进行评价，即应用综合污染指数法评价。重金属元素综合污染评价采用兼顾单元素污染指数平均值和最大值的尼梅罗综合污染指数法。计算公式如下： I=P i2最大+（1/n∑P i）2 2 √式中，I为尼梅罗综合污染指数；P i为土壤中i元素标准化 污染指数（污染物单因子指数）；P i最大为所有元素污染指数中的最大值。 尼梅罗综合指数法的计算公式中含有评价参数中最大的单项污染分指数，其突出了污染指数最大的污染物对环境质量的影响和作用，刘哲民应用单因子指数和尼梅罗综合污染指数法结合对宝鸡土壤的重金属污染进行了评价[16]。通过这种方法对宝鸡的土壤重金属污染的现状进行了分级并指出了对环境污染贡献最大的元素，但是没有考虑土壤中各种污染物对作物毒害的差别。同时根据尼梅罗指数法计算出来的综合污染指数，只能反映污染的程度而难于反映污染的质变特征。 1.3污染负荷指数法污染负荷指数法是Tomlinson等在从事重金属污染水平的分级研究中提出来的一种评价方法，该方法被广泛应用于土壤和河流沉积物重金属污染的评价[17-18]。某一点的污染负荷指数的公式如下： F i=C i/C0i I PL=F1×F2×F3…F n n√ 式中，F i为元素i的最高污染系数；C i为元素i的实测含量，mg/kg；C0i为元素i的评价标准，即背景值，一般选用全球页 土壤重金属污染评价方法的比较 徐燕1，2，李淑芹1，郭书海2，李凤梅2，刘婉婷2 （1.东北农业大学资源与环境学院，黑龙江哈尔滨150030；2.中国科学院沈阳应用生态研究所，辽宁沈阳110016）摘要综述了国内外典型的土壤重金属污染的评价方法，分析了各种方法的优劣之处和适用范围，论述了GIS在土壤重金属污染评价方面的应用，最后提出用潜在生态危害指数法和污染负荷指数法相结合，重金属污染评价方法与ArcGIS软件相结合的方法来克服各种评价方法的不足和局限之处。 关键词土壤；重金属污染；评价方法 中图分类号X53文献标识码A文章编号0517-6611（2008）11-04615-03 Comparison of Assessment Methods of Heavy Metal Pollution in Soil XU Yan et al（College of Resource and Environment,Northeast Agricultural University,Haerbin,Heilongjiang150030） Abstract Several representative assessment methods about heavy metal pollution were summarized.The advantages,disadvantage and application range of those methods were analyzed.Application of GIS in assessment of heavy metal pollution in soil was discussed.Finally,the mehods for conquering the disadvantages and limitations of evaluation methods were put forward,which were the combination of potential ecological risk index and pollution load index and the combination assessment method of heavy metal pollution and ArcGIS software. Key words Soil;Heavy metal pollution;Assessment method 基金项目国家重点基础研究发展计划项目（2004CB418501）；辽宁省 重大科技项目（06KJT11001）。 作者简介徐燕（1983-），女，黑龙江鹤岗人，硕士研究生，研究方向：土 壤重金属污染的评价。通讯作者。 收稿日期2007-11-28 安徽农业科学,Journal of Anhui Agri.Sci.2008,36(11):4615-4617责任编辑王淼责任校对况玲玲

金属矿山土壤重金属污染现状及治理对策(通用版)

( 安全论文 ) 单位：_________________________ 姓名：_________________________ 日期：_________________________ 精品文档 / Word文档 / 文字可改 金属矿山土壤重金属污染现状及治理对策(通用版) Safety is inseparable from production and efficiency. Only when safety is good can we ensure better production. Pay attention to safety at all times.

金属矿山土壤重金属污染现状及治理对策 (通用版) 摘要：矿山开采为经济发展提供了资源保证,但同时也带来了一系列生态环境问题。文章介绍了我国部分地区日益发达的金属矿业造成的土壤重金属污染状况,分析了重金属元素的在环境中的存在形态、释放机理、污染特征及其生物危害。指出了金属矿山土壤重金属污染目前尚存在的问题并提出了防治土壤重金属污染的具体措施。 关键词：重金属污染；修复技术；土壤；金属矿山 CurrentSituationofHeavyMetalPollutioninSoils andCountermeasures Abstract：Miningforeconomicdevelopmenttoprovidetheresources,butalsob

ringsaseriesofecologicalenvironmentproblems.Thispaperintro ducestheareaofourcountrypartincreasinglydevelopedmetalmini ngcausedthesoilheavymetalpollutionstatus,analysisofheavyme talelementsintheenvironmentofexistenceform,releasemechanis m,thepollutioncharacteristicsandbiologicalhazards.Metalmin esoilheavymetalpollutionispointedoutexistingproblemsandput sforwardspecificmeasurestocontrolsoilheavymetalpollution. 金属矿山既是资源集中地,又是天然的土水生态环境污染源。在开采过程中流失的重金属Ｐｂ、Ｈｇ、Ａｓ、Ｃｄ、Ｃｒ等是土水生态环境的重要毒害元素。。随着矿山开采年份的增加,矿山周边土壤环境中重金属不断积累,污染现象日趋严重。重金属进入土壤环境后,扩散迁移比较缓慢,且不被微生物降解,通过溶解、沉淀、凝聚、络合、吸附等过程后,容易形成不同的化学形态。当其在土壤中积累到一定程度时,就有可能通过土壤—植物(作物)系统,经食物链为动物或人体所摄入,潜在危害性极大。因此,金属矿山土壤的重金属污染问题必须引起高度关注,并采取相应措施加以防治。

数学建模A题 城市表层土壤重金属污染分析(基础教资)

2011高教社杯全国大学生数学建模竞赛 承诺书 我们仔细阅读了中国大学生数学建模竞赛的竞赛规则. 我们完全明白，在竞赛开始后参赛队员不能以任何方式（包括电话、电子邮 件、网上咨询等）与队外的任何人（包括指导教师）研究、讨论与赛题有关的问 题。 我们知道，抄袭别人的成果是违反竞赛规则的, 如果引用别人的成果或其他 公开的资料（包括网上查到的资料），必须按照规定的参考文献的表述方式在正 文引用处和参考文献中明确列出。 我们郑重承诺，严格遵守竞赛规则，以保证竞赛的公正、公平性。如有违反 竞赛规则的行为，我们将受到严肃处理。 我们参赛选择的题号是（从A/B/C/D中选择一项填写）： A 我们的参赛报名号为（如果赛区设置报名号的话）： 所属学校（请填写完整的全名）：重庆交通大学 参赛队员 (打印并签名) ：1. 陈训教 2. 范雷 3. 陈芮 指导教师或指导教师组负责人 (打印并签名)：胡小虎 日期：2011 年9 月 12日赛区评阅编号（由赛区组委会评阅前进行编号）：

2011高教社杯全国大学生数学建模竞赛 编号专用页 赛区评阅编号（由赛区组委会评阅前进行编号）： 评 阅 人 评 分 备 注 全国统一编号（由赛区组委会送交全国前编号）： 全国评阅编号（由全国组委会评阅前进行编号）：

城市表层土壤重金属污染分析 摘要 本文针对城市表层土壤重金属污染做出了详细的分析，对于本题中所提出的问题一，我们利用MATLAB软件对所给的数值进行空间作图，然后分别作出了八种重金属元素的空间分布特征，然后，我们利用综合指数（内梅罗指数）评价的方法，对五个区域进行了综合评价，得出结果令人满意。对于问题二，我们根据第一问和题目所给的数据进行综合分析，得出了重金属污染的主要原因来自于交通区含铅为主的大量排放，和工业区污水的大量排放等等。对于问题三，我们通过对问题一中的八张重金属元素空间分布的图可以看出，发现大多数金属都呈中心发散性传播，同时经过分析，我们发现，如果考虑大气传播和固态传播，很难得出结论，在交通区，由于是汽车尾气造成的传播，发现重金属的传播无规律可循等，所以，我们考虑液态形式的传播，以针对地表水污染物的物理运动过程，以偏微分方程为建模基础，通过和假设和模型参数的估计，得出了可能污染源位置，最后，我们对模型进行了稳定性检验即灵敏性分析和拟合检验，发现在参数变化在10%左右，模型的稳定性良好。最后我们全面分析了模型的优缺点，，最后可以用MATLAB软件得出相应的结果。为更好地研究城市地质环境的演变模式，测定污染源范围还应收集该地区的每年生活、工业等重要污染源的垃圾排放量，地下水流动方向以及每年的生物降解量，降雨量对重金属元素扩散的影响。一但有污染证据，我们可以在该污染源附近沿地下水流动方向设定更多采样点，由此，我们可以构造一个三维公式来计算污染物质浓度的浮动就可以模拟三维空间内的重金属分布影响。 关键字：表层土壤重金属污染 MATLAB 内梅罗指数偏微分方程稳定性检验灵敏性分析地质演变生物降解量

中国耕地土壤重金属污染概况

中国耕地土壤重金属污染概况 摘要：依托收集的耕地土壤重金属污染案例资料，建立了我国138个典型区域的耕地土壤重金属污染数据库，并利用《土壤环境质量标准》（GB15618—1995）中的二级标准作为评价标准，测算了我国耕地的土壤重金属污染概况。研究表明：（１）我国耕地的土壤重金属污染概率为16.67%左右，据此推断我国耕地重金属污染的面积占耕地总量的1/6左右；（２）耕地土壤重金属污染等别中，尚清洁、清洁、轻污染、中污染、重污染比重分别为68.12%，15.22%，14.49%，1.45%，0.72%；（３）８种土壤重金属元素中，Ｃｄ污染概率为25.20%，远超过其他几种土壤重金属元素；此外，也有一些区域发生Ni，Hg，As和Pb土壤污染，但是Ｚｎ、Ｃｒ和Ｃｕ元素发生污染的概率较小；（４）辽宁、河北、江苏、广东、山西、湖南、河南、贵州、陕西、云南、重庆、新疆、四川和广西１４个省、市和自治区可能是我国耕地重金属污染的多发区域，特别是辽宁和山西的耕地土壤重金属污染可能尤其严重。 关键词：土壤污染；重金属；耕地；污染概率 过去的50年中，大约有2.2万ｔ的Cr，9.39×10５ｔ的Cu，7.89×10５ｔ的Pb 和1.35×10６ｔ的Zn排放到全球环境中，其中大部分进入土壤，引起了土壤重金属污染。随着我国工业和城市化的不断发展，工业和生活废水排放、污水灌溉、汽车废气排放等造成的土壤重金属污染问题也日益严重。重金属污染不仅能够引起土壤的组成、结构和功能的变化，还能够抑制作物根系生长和光合作用，致使作物减产甚至绝收。更为重要的是，重金属还可能通过食物链迁移到动物、人体内，严重危害动物、

2土壤重金属污染[1]

土壤重金属污染 生科2009211637 董锐芝 【摘要】：土壤是人类赖以生存的主要自然资源之一，也是人类生态环境的重要组成部分。但随着工业、城市污染的加剧和农用化学物质种类、数量的增加，土壤重金属污染日益严重。据我国农业部进行的全国污灌区调查，在约140万公顷的污水灌区中，遭受重金属污染的土地面积占污水灌区面积的64.8%，其中轻度污染的占46.7%，中度污染的占9.7%，严重污染的占8.4%。土壤重金属污染具有污染物在土壤中移动性差、滞留时间长、不能被微生物降解的特点，并可经水、植物等介质最终影响人类健康。因此，治理和恢复的难度大，但也是迫在眉睫的大工程。本文主要就土壤重金属的概念、来源种类、特点危害、采样检测、防治修复等方面都做了一定的阐述，旨在为土壤重金属污染的有效修复提供一定的科学依据。 【关键词】：重金属土壤污染危害 一土壤重金属污染的定义 重金属系指密度4.0以上约60种元素或密度在5.0以上的45种元素。但是由于不同的重金属在土壤中的毒性差别很大，所以在环境科学中人们通常关注锌、铜、钴、镍、锡、钒、汞、镉、铅、铬、钴等。砷、硒是非金属，但是它的毒性及某些性质与重金属相似，所以将砷、硒列入重金属污染物范围内。由于土壤中铁和锰含量较高，因而一般不太注意它们的污染问题，但在强还原条件下，铁和锰所引起的毒害亦应引起足够的重视。 土壤重金属污染是指由于人类活动将重金属带入到土壤中，致使土壤中重金属含量明显高于背景含量、并可能造成现存的或潜在的土壤质量退化、生态与环境恶化的现象。[1] 但是土壤本身含有一定量的重金属元素，如植物生长所必须的Mn、Cu、Zn 等。因此，只有当叠加进入土壤的重金属元素累积的浓度超过了作物需要和忍受程度，作物才表现出受毒害症状，或作物生长并未受害但产品中某种金属的含量超过标准，造成对人畜的危害时，才能认为土壤已被重金属污染。[2] 二重金属的来源、种类 土壤重金属来源广泛，主要包括有大气降尘、污水灌溉、工业废弃物得不当堆置、矿业活动、农药和化肥等。 1、大气中重金属沉降 大气中的重金属主要来源于工业生产、汽车尾气排放及汽车轮胎磨损产生的大量含重金属的有害气体和粉尘等。它们主要分布在工矿的周围和公路、铁路的两侧。大气中的大多数重金属是经自然沉降和雨淋沉降进入土壤的。经过自然沉降和雨淋沉降进入土壤的重金属污染，主要以工矿烟囱、废物堆和公路为中心，向四周及两侧扩散；由城市—郊区—农区，随距城市的距离加大而降低，特别是城市的郊区污染较为严重。此外，还与城市的人口密度、城市土地利用率、机动

关于土壤重金属污染评价方法探讨

关于土壤重金属污染评价方法探讨 发表时间：2019-06-13T09:34:31.367Z 来源：《建筑学研究前沿》2019年4期作者：洪运 [导读] 结合个人工作经验，对传统的重金属污染评价方法进行了分析，仅供相关人士参考。 广东清慧综合环保咨询科技有限公司 523000 摘要：随着城镇化和工业化进程的加快，各行各业对重金属资源的需求与日俱增，重金属的使用也在一定程度上给环境带来了污染，使土壤中的重金属超标，对土壤造成难以逆转的污染，进而破坏生态平衡。所以为了有效的避免这一问题，应该客观准确的对土壤中重金属的污染程度进行分析。目前我国有许多中分析方法，本文主要阐述了土壤重金属污染的成因及特点，结合个人工作经验，对传统的重金属污染评价方法进行了分析，仅供相关人士参考。 关键词：重金属污染；污染评价；土壤污染 土壤是人类赖以生存的资源之一，是农业生产的基础，而且也是人类和动物生存的基本环境要素，随着工业化和城市化的快速发展，导致工业废气和生活污水的大量排放，城镇人口的增加，使得汽车数量也增加，导致汽车尾气的过度排放，加上农药化肥的过度使用，以及矿产资源的不合理开发，使得土壤环境系统中重金属含量日益增加，土壤重金属污染具有极大的危害性，会使得土壤生态环境质量下降，而且潜伏期长，会危害到人类的身体健康，针对这一现状，必须加强对土壤重金属污染评价方法的研究，加强对土壤污染的预防控制。 1土壤重金属污染的成因及特点 土壤是人类社会生存和发展的基本前提，土壤的形成来之不易，而且更新周期十分漫长，通常被认为是不可再生资源，但它也是大量残余废物最重要的调节环节之一。随着现代工业的快速发展，人们的生活领域不断扩大，生活方式也在变化，一些不合理的垃圾处理方式，比如焚烧、直接填埋给土壤造成了严重的污染，工厂的生产、矿产开采等都会造成土壤中重金属的污染。 1.1土壤重金属污染的成因分析 1.1.1自然原因 在自然界中，土壤中重金属的污染不是单一的原因造成，而是受多种因素的影响。在土壤形成的初始阶段，母质中的重金属含量直接决定了土壤中重金属的含量。随着土壤的生长，母质对重金属的影响也在不断增加，加上一些自然的生物残落也会加重土壤的重金属污染。例如火山爆发、森林火灾等自然灾害可能使许多重金属漂浮于空中，植物叶片会吸收部分重金属，随着树木的凋零，进而被微生物吸收进入土壤，从而增加了土壤中重金属的含量。 1.1.2人为原因 随着工业化程度的不断加深，人类活动给土壤带来了许多不可逆转的破坏，已经逐渐上升成为土壤重金属污染的主要来源。 1、废气、烟雾等空气污染。工业生产会向大气排放大量废气和烟雾，汽车尾气的过度排放，火电厂使用煤炭发电等都会造成大气污染。而这些废气又会通过大气沉降渗透到土壤中，久而久之，会给土壤造成重金属污染。 2、化肥和农药的使用。城镇化的加快导致农耕地面积的减少，为了满足人们的日常食物需要，种植商不得不使用化肥和农药，从而达到缩短农作物的生长周期，提高农作物的产量和质量的目的，或者为了种植一些反季节食物，这些化学农药的使用，会在土壤中释放许多重金属物质，导致土壤中的重金属污染加重，进而威胁人类健康。 3、水污染。我国的水资源分布十分不均，西北沙漠地区干涸，而沿海地区水资源充裕，导致在某些地区，农业用地灌溉时引入的水来自于工业废水，这种污水本身就含有大量的重金属，进入农田后会使得土壤中沉淀大量重金属，加上水资源的流动性，进一步恶性循环，造成土壤污染和地下水污染。 4、其他生产生活活动。比如城市居民生活垃圾的堆放，垃圾土壤填埋，直接焚烧，重金属工业废弃物直接排放等生产生活活动，都会造成土壤的重金属污染。 1.2土壤重金属污染的特点 重金属的化学性质稳定，潜伏周期长，极难被微生物进行分解，而且具有协同性、扩散性。一旦进入土壤，就会对土壤的质量造成难以逆转的破坏，而人类和动物作为食物链的顶端，长期食用重金属污染土壤种植的食物，会对健康造成危害，低汞浓度可以促进小麦早期萌发的生长，但随着时间的增长，最终会抑制小麦生长，而高毒性的砷、镉等，都会给人们的身体健康造成危害。 2传统评价方法 2.1指标法 指标法主要是根据测得的元素含量和土壤元素的背景值，采用不同的公式计算，并与评价标准进行比较，对污染程度进行比较的方法。该方法简单易操作，但忽略了实际污染情况的复杂性，检测结果不够可靠。常用的有Nemero指数法。 综合指数法又称Nemero综合指数法，利用该法能够准确判断出多种重金属对受测区域的污染等级，但是没办法分析出元素对土壤污染的差别，即只能反映各种重金属元素对土壤的污染程度。 2.2数学模型索引方法 该方法是基于指标方法的基础上，即在有限的已知数据的基础上，通过计算软件进行数学模型建立，对未知结果进行预测，这种方法能够有效弥补指标法的不足，但是在具体的评估过程必须应用大量的函数进行计算，操作复杂且难以控制。主要包括模糊数学法和灰色聚类法。 在使用模糊数学法时，相关影响因子的影响需要重点考虑，这对确定重金属元素污染程度的等级有着至关重要的影响。该模型可用于评估重金属造成的土壤污染，然后根据不同的隶属函数，对土壤质量进行测定，得到对应的关系模糊数学矩阵，最后根据重金属评价因子，得到权重模糊数学矩阵，从而可以分析计算得到污染评价结果。 而灰色聚类法主要是由模糊数学法演变过来的，是对已知白信息进行不同程度的白化，并通过相应的系统，确保实现物化或者量化问题。在实际计算过程中，必须首先确定白化函数，并使用该公式进行计算，得到污染物与污染水平之间的关系。

土壤重金属污染现状

土壤重金属污染现状 摘要: 重金属作为一种持久性污染物已越来越多地被关注和重视. 重金属矿山的开采利用是造成当今世界重金属污染的主要原因,并已经严重威胁和影响人类的生存和发展.本文从我国重金属的利用入手,总结了我国近几年重金属污染的现状,分析了重金属污染物进入环境介质的途径和方式. 为促进我国矿业开发与环境的可持续发展和和谐发展,对重金属资源的合理开发利用提出措施和建议. 关键词: 重金属; 利用; 重金属污染 引言 所谓重金属污染,是指由重金属及其化合物引起的环境污染. 重金属矿山的开采及其产品的利用是重金属污染的重灾区,也是全球重金属污染的源头所在,对于矿山环境,重金属污染的主要危害对象是农作物和人. 其主要原因在于重金属被排入环境后具有永久性,且有明显的累积效应.随着人们对金属矿产品的需求量的不断增大,由此引发的环境问题日趋严重,重金属污染就是其中最为典型的一个. 以云南铅锌矿为例,云南拥有国内储量最大的兰坪铅锌矿和国内品位最富的会泽铅锌矿,它的开采量日益增大,产生的环境问题也随之日益增多,由于云南铅锌矿山布局分散,规模偏小,工艺技术落后,装备水平低,并且有相当一部分乡镇和个体私营企业没有专门的尾矿坝,尾矿、废水随意排放,加之由于当地开发无序,滥采滥挖,环保投入不足,导致矿山特别是铅锌矿山老化,品位下降,开采难度增大,造成了一定的环境污染,并使得生态环境的修复、改造和维护难以进行。 一土壤重金属污染的定义 重金属系指密度4.0以上约60种元素或密度在5.0以上的45种元素。但是由于不同的重金属在土壤中的毒性差别很大，所以在环境科学中人们通常关注锌、铜、钴、镍、锡、钒、汞、镉、铅、铬、钴等。砷、硒是非金属，但是它的毒性及某些性质与重金属相似，所以将砷、硒列入重金属污染物范围内。由于土壤中铁和锰含量较高，因而一般不太注意它们的污染问题，但在强还原条件下，铁和锰所引起的毒害亦应引起足够的重视。 土壤重金属污染是指由于人类活动将重金属带入到土壤中，致使土壤中重金

土壤中重金属污染研究现状的文献综述

土壤中重金属污染研究现状 【摘要】近几十年来,随着人类对自然资源的过度开发和利用，农用化学物质种类、数量逐年增加，工业、城市污染逐渐加剧，导致土壤重金属污染日益严重。通过翻阅一些资料和文献，深入了解了土壤重金属污染的现状。本文分析了土壤重金属污染的概念，土壤重金属污染的相关特点，并归纳了土壤重金属污染的治理方式[1]。 关键词：土壤污染；重金属；防治措施；治理措施 2008年以来，全国已发生百余起重大污染事故，包括砷、镉、铅等重金属污染事故达30多起。频繁爆发的污染事故损失惨重，不仅增加了环境保护治理成本，也使社会稳定成本大增，而土壤污染修复所需的费用更是天价。 污染的加剧导致土壤中的有益菌大量减少，土壤质量下降，自净能力减弱，影响农作物的产量与品质，危害人体健康，甚至出现环境报复风险。一是生态关系失衡，引起生态环境恶化[2]。 1 土壤重金属污染的概念 土壤重金属污染是指由于人类活动，土壤中的微量有害元素在土壤中的含量超过背景值，过量沉积而引起的含量过高，统称为土壤重金属污染[3]。污染土壤的重金属主要包括汞(Hg)、镉(Cd)、铅(Pb)、铬(Cr)和类金属砷(As)等生物毒性显著的元素，以及有一定毒性的锌(Zn)、铜(Cu)、镍(Ni)等元素。主要来自农药、废水、污泥和大气沉降等，如汞主要来自含汞废水，镉、铅污染主要来自冶炼排放和汽车废气沉降，砷则被大量用作杀虫剂、杀菌剂、杀鼠剂和除草剂。 2 土壤重金属污染的影响 2.1 重金属在土壤中的形态 土壤中重金属形态的划分有两层含义，其一是土壤中化合物或矿物的类型，其二是操作定义上的重金属形态。土壤中重金属存在的形态不同，其活性、生物毒性及迁移特征不同，其生态效应和植物效应也不同。重金属能在一定的幅度内

土壤重金属污染现状及其治理方法

论文课题土壤重金属污染现状及其治理方法 小组组长12549025 李思远 小组成员12549026 李康 12549028 王鑫 12549030 吴义超 土壤重金属污染现状及其治理方法随着社会的快速发展，土壤重金属污染日益严重。针对此，涌现了许多修复技术，而生物修复前景广阔，正日益受到重视。 现代工农业等快速发展的同时，土壤重金属污染的形势也越来越严峻。其治理方法很多，而生物修复以其无可比拟的优势正受到关注，应用前景广阔。但生物修复仍存在许多问题待解决，如超积累植物吸收重金属的机理还未研究清楚。所有这些，都阻碍了生物修复的大规模应用。 土壤重金属污染是指土壤中重金属过量累积引起的污染。污染土壤的重金属包括生物毒性显著的元素如Cd、Pb、Hg、Cr、As，以及有一定毒性的元素如Cu、Zn、Ni。这类污染范围广、持续时间长、污染隐蔽、无法被生物降解，将导致土壤退化，农作物产量和质量下降，并通过径流、淋失作用污染地表水和地下水。过量重金属将对植物生理功能产生不良影响，使其营养失调。汞、砷能抑制土壤中硝化、氨化细菌活动，阻碍氮素供应。重金属可通过食物链富集并生成毒性更强的甲基化合物，毒害食物链生物，最终在人体内积累，危害人类健康。 1现状 1.1国内

国家环境保护部抽样监测30万公顷基本农田保护区土壤，发现有3.6万公顷土壤重金属超标，超标率达12.1%。 据国土资源部消息，目前全国耕地面积的10%以上已受重金属污染，约有1.5亿亩，污水灌溉污染耕地3250万亩，固体废弃物堆积占地和毁田200万亩，其中多数集中在经济相对发达地区。 据我国农业部调查数据，在全国约140万公顷的污灌区中，受重金属污染的土地面积占污灌区面积的64.8%，其中轻度污染46.7%，中度污染9.7%，严重污染8.4%。 华南部分城市50%的耕地遭受镉、砷、汞等有毒重金属污染；长三角地区有些城市大片农田受多种重金属污染， 10%的土壤基本丧失生产力。 2005年，长三角等地土壤重金属污染严重的情况，曾见诸报端，并引发舆论普遍关注和争议。土壤污染立法迫在眉睫。 对浙北、浙东和浙中的236.5万公顷农用地调查发现，不适合种农作物的农用地面积为47.2万公顷，占20%；浙北、浙中、浙东沿海三个区域中，属轻度、中度与重度重金属污染的面积分别占38.12%、9.04%、1.61%，城郊传统的蔬菜基地、部分基本农田都受到了较严重的影响。 第九届亚太烟草和健康大会中一项名为《中国销售的香烟：设计、烟度排放与重金属》的研究报告称：13个中国品牌国产香烟中铅、砷、镉等重金属成分含量严重超标，其含量最高超过拿大产香烟3倍以上！ 2009年8月，陕西凤翔县发现大量儿童血铅含量严重超标，后确认是附近的陕西东岭冶炼公司的铅排放所导致。 1.2国外 英国早期开采煤炭、铁矿、铜矿遗留下的土壤重金属污染经过300年依然存在。1996到1999年间，英格兰和威尔士尝试挖出污染土壤并移至别处，但并未根本解决问题。从20世纪中叶开始，英国陆续制定相关的污染控制和管理的法律法规，并进行土壤改良剂和场地污染修复研究。 日本的土地重金属污染在上世纪六七十年代非常严重。其经济的快速增长导致了全国各地出现许多严重环境污染事件，被称为四大公害的痛痛病、水俣病、第二水俣病、四日市病，就有三起和重金属污染有关。 荷兰在工业化初期土地污染问题严重。从20世纪80年代中期开始，加强土壤的环境管理，完善了土壤环境管理的法律及相关标准。国土面积4.15万平方

土壤中重金属污染的现状研究

龙源期刊网 https://www.sodocs.net/doc/0d16838990.html, 土壤中重金属污染的现状研究 作者：董续郎朗 来源：《科学与财富》2016年第05期 摘要：土壤中重金属污染存在着巨大的环境风险。城市环境中的土壤重金属污染已经成 为普遍关注的环境问题。本文针对重金属污染的特点与来源，以及各国对土壤中重金属污染的现状进行研究，阐述了土壤重金属污染不同的危害，包含改变土壤性质的直接危害以及对空气环境和水环境的污染的间接危害，最重要的是这些危害导致对人类健康生活的影响。加强社会各界对土壤中重金属元素污染的认识，以推动对土壤中重金属污染的重视及研究。 关键词：土壤；城市：污染；重金属元素 土壤中的重金属污染已经成为当今环境科学中重要的研究内容，尤其是城市的土壤重金属污染越来越多的被人们关注。城市作为人们生活和生产高度聚集的场所，人口相对集中，种种人类活动都非常容易造成城市的污染。本文针对土壤重金属污染的来源及危害加以阐述，增加读者对土壤污染的重视。 1 土壤重金属污染概况 重金属指的是密度大于5.0g/cm3的45种化学元素，但是因为每一种重金属元素在土壤中的毒性区别很大，所以在环境科学中通常关注锌、铜、锡、钒、汞、镉、钴、镍、铅、铬、钴等。硒和砷两种非金属元素它们的毒性及某些性质与重金属相似，因此也将硒元素和砷元素列入重金属污染物的范围内[1]。由于土壤中本身含有的铁和锰含量较高，因而一般不太注意它 们的污染问题，但在某些强还原条件下，铁和锰所引起的毒害却不能被忽视[2]。 中国作为发展中国家，工业科学上的发展越来越重要，但是由此造成的污染也在加剧。城市作为人口密集的区域，汽车尾气的排放成为了土壤中重金属污染的主要来源。吴学丽[3]等 人运用地累积指数法研究了沈阳地区浑河、细河及周边农田的土壤中重金属污染状况，发现这些地区土壤中汞元素和锌元素含量较高。兰砥中[4]等人研究湘南某铅锌矿区事故之后导致周 围土壤的重金属污染情况，运用单因子指数和潜在生态风险指数评价土壤污染状况，发现该地区土壤中铅、锌、铜、镉等重金属污染严重，其中镉的污染指数最高。 国外学者早在20世纪末就针对城市中土壤中重金属污染进行研究，在英国的几大城市中对土壤中的汞、铅等重金属元素进行调查，他们观察到这几个城市中的土壤重金属污染与英国的工业发展活动与周围居民区的繁荣与否有着直接的关系。世界各个国家正逐步开展城市中土壤中重金属污染的研究。在对葡萄牙、苏格兰、斯洛文尼亚、西班牙、意大利和瑞典这6个欧洲国家城市土壤中的重金属总浓度进行调查研究，发现葡萄牙地区中汞的浓度比苏格兰低，可能是由于燃煤发电和取暖导致的[5]。

矿区土壤重金属污染及治理研究进展

资源与环境科学现代农业科技2015年第1期 矿产资源是人类生产和生活的基本保障之一，而在矿山开采过程中产生的重金属元素严重污染了周边的生态环境[1-2]，这一现状使得重金属污染普遍受到学者的关注。 土壤中的重金属元素存在的潜在危害性较大，并且矿山资源开发引起的生态效应和毒理效应具有明显的滞后作用，因此土壤一旦受到重金属元素污染，治理和修复将十分困难。另外，土壤重金属可能导致植物出现生长问题，而且一些重金属元素会聚集在蔬菜中，人类食用后会对健康产生较大不利影响[3]。 1矿区土壤重金属污染的来源 在开发矿山时，废弃的硫化矿物经过长期自然氧化和雨水淋滤，导致大量重金属进入矿区。硫化矿物氧化反应速率与温度、反应时间、外界环境、硫化矿物含量及其种类有关。酸性废水的产生是这些原生硫化矿物的氧化、风化和分解以及水、酸、气、矿物综合反应的结果[4]。矿石表面的酸化作用会引起矿石中重金属的损耗，酸性矿山废水会引起固体废弃物中重金属的活化及迁移[5]。 重金属污染的来源可通过其特征元素及组合进行判断，通过同位素法可追踪重金属的污染源[6]。如：云浮硫铁矿区土壤中铊与铅的相关性分析，结合其分布特征，结果表明通过测定矿区主要污染源中铅同位素的组成，可以探讨铊在土壤中的迁移规律[7]。 2矿区土壤重金属污染状况研究 2.1矿区重金属污染物分布研究 矿区重金属污染物在一定的时间和空间内会显现出含量的分布性，研究重金属污染物总量的分布，通过某些区域的富集性，体现出污染程度的大小。但矿山活动对周边的污染要考虑多样复杂因素的影响。 李小虎[8]研究表明：不同区域环境中重金属呈现不同程度的累积，其中以Cu和Ni最为显著，含量从低到高依次为农田土壤、废渣堆、尾矿坝、尾矿坝排污沟，其不同地区的污染分别来源于尾矿、冶炼烟尘的排放和酸性废水的排放等。由此可见，由于污染区域的重金属含量不同，其影响的污染程度不同。 2.2矿区重金属元素化学形态研究 重金属元素污染研究的重要内容是矿山重金属元素在矿山环境介质中的分布和化学形态特征。不同化学形态的重金属具有不同的生物有效性，因此研究重金属的形态对于应对矿山开采过程中重金属的生态环境污染有重要意义，可以较好地评价重金属在矿区环境中的生态效应。 采用逐级连续化学浸提技术，根据Tessier五步连续提取法，认为重金属元素按照活性的大小可分为可交换态、碳酸盐结合态、铁锰氧化物结合态、有机物结合态和残渣态[9]。 G.Rauret等[10]在1999年对四步提取BCR再次提出了改进方法，该法被称为修正的BCR法，认为金属形态可以分为酸可交换态、易还原态、可氧化态和残渣态。刘恩玲等[11]认为水溶及可交换态可以被生物直接利用，主要是通过扩散作用和外层络合作用非专一性地吸附于土壤表面。 不同的重金属形态，其生态效应不同，研究矿区开采时周边的重金属污染现象，不仅要考虑到重金属含量的分布情况，更重要的是利用形态的分析反映重金属元素潜在的危害因素，以便提出可行性的治理对策。 3治理对策 矿山在开采过程中会产生污染的原因主要有酸性排放废水、尾矿库、尾矿渣等。因此，污染区域治理主要侧重于这些方面。治理的方法涉及物理、化学和生物等有关领域。 一是改变重金属在土壤中的赋存形态，使其稳定和固定。二是利用各种防渗材料，阻止重金属的迁移和扩散[12]。三是利用各种技术将重金属从土壤中去除，以回收和减少土壤中重金属含量。 植物修复技术是目前应用最为广泛的方法，相比较其他方法而言，具有经济、环保、简易方便、对环境扰动小的优点，而且不存在二次污染的因素。植物修复是利用植物及其根际微生物体系的吸收、挥发和转化、降解等来清除污染物的治理技术[9]。该技术分为植物提取、植物挥发、根际过滤、植物固定。其中植物提取是植物修复技术中最主要的方法[13]。植物提取是利用某些特定植物对重金属的超富集能力来清除土壤重金属污染。目前，已经发现多种植物可以作为超累积植物，而且选择超累积植物必须考虑到其是否适合于修复重金属污染区域的条件[14-15]。 应该进一步加强对矿区污染源—水系—沉积物及土壤—植物体系的重金属环境生态污染影响，考虑多方面综合因素，建立起时间和空间立体的研究系统。此外，在综合多种环境评价体系的基础上，应加强治理修复的实际应用。目前，应用最广泛的是植物生态修复技术，但对于其超富集植物的筛选和吸附效果方面需要大量工作[16]。 4参考文献 [1]谢淑云，鲍征宇，黄康俊，等.采矿活动与重金属的环境效应[J].矿物 （下转第210页） 矿区土壤重金属污染及治理研究进展 张耀文1邸利2 （1安乐工程有限公司，北京100020；2甘肃农业大学资源与环境学院） 摘要对矿区重金属污染的来源进行阐述，介绍了矿区重金属的污染分布及化学形态，并提出了治理矿区重金属污染的对策及今后的发展方向，以期降低矿区重金属污染的潜在危害，对矿区生态环境的保护具有重要意义。 关键词矿区；土壤重金属污染；治理；发展趋势 中图分类号X53；X751文献标识码A文章编号1007-5739（2015）01-0206-01 收稿日期2014-12-02 206

土壤重金属污染现状及其治理方法

土壤重金属污染现状及其治理方法摘要随着社会的快速发展，土壤重金属污染日益严重。针对此，涌现了许多修复技术，而生物修复前景广阔，正日益受到重视。 关键词土壤重金属污染生物修复超积累植物 Abstract: With the rapid development of the society, the heavy metal pollution of the soil is growing worse and worse. Facing this situation, there have been many repairing technologies. The Bioremediation has a broad prospect and is at a premium. Keywords:heavy metal pollution of the soil；Bioremediation；hyper accumulator 现代工农业等快速发展的同时，土壤重金属污染的形势也越来越严峻。其治理方法很多，而生物修复以其无可比拟的优势正受到关注，应用前景广阔。但生物修复仍存在许多问题待解决，如超积累植物吸收重金属的机理还未研究清楚。所有这些，都阻碍了生物修复的大规模应用。 土壤重金属污染是指土壤中重金属过量累积引起的污染。污染土壤的重金属包括生物毒性显著的元素如Cd、Pb、Hg、Cr、As，以及有一定毒性的元素如Cu、Zn、Ni。这类污染范围广、持续时间长、污染隐蔽、无法被生物降解，将导致土壤退化，农作物产量和质量下降，并通过径流、淋失作用污染地表水和地下水。过量重金属将对植物生理功能产生不良影响，使其营养失调。汞、砷能抑制土壤中硝化、氨化细菌活动，阻碍氮素供应。重金属可通过食物链富集并生成毒性更强的甲基化合物，毒害食物链生物，最终在人体内积累，危害人类健康。 1现状 1.1国内 国家环境保护部抽样监测30万公顷基本农田保护区土壤，发现有3.6万公顷土壤重金属超标，超标率达12.1%。 据国土资源部消息，目前全国耕地面积的10%以上已受重金属污染，约有1.5亿亩，污水灌溉污染耕地3250万亩，固体废弃物堆积占地和毁田200万亩，其中多数集中在经济相对发达地区。 据我国农业部调查数据，在全国约140万公顷的污灌区中，受重金属污染的

农田重金属污染现状

农田重金属污染现状及修复技术综述 [摘要] 重金属污染因具有毒性、易通过食物链在植物，动物和人体内累积，对生态环境和人体健康构成严重威胁。随着工业快速发展、农药及化肥的广泛使用，农田土壤重金属污染越来越严重，研究农田土壤重金属污染现状及修复技术对农产品安全具有重要意义。综合国内外农田土壤重金属污染状况，农田土壤重金属污染主要来源于固体废弃物堆放及处置、工业废物大气沉降、污水农灌和农用物质的不合理施用。该文综述了国内外有关农田重金属污染土壤修复技术（物理修复、化学修复、生物修复、农业生态和联合修复）的研究进展，并针对各种修复方法，阐述了其原理、修复条件、应用实例及其优缺点 【关键词】农田土壤；重金属；污染；修复技术 1、重金属污染概述 随着矿产资源的大量开发利用，工业生产的迅猛发展和各种化学产品、农药及化肥的广泛使用，含重金属的污染物通过各种途径进入环境，造成土壤，尤其是农田土壤重金属污染日益严重。目前，世界各国土壤存在不同程度的污染，全世界平均每年排放Hg约1.5×104t、Cu约340万t、Pb约500万t、Mn约1500万t、Ni约100万t[1]。在欧洲，受重金属污染的农田有数百万公顷[2]；在日本受Cd、Cu、As等污染的农田面积为7224 hm2[3]。当前我国受Cd、Hg、As、Cr、Pb污染的耕地面积约2000×104 hm2，每年因重金属污染而损失的粮食约1000×104t，受污染粮食多达1200×104t，经济损失至少达200×108元[4]。 重金属污染物不能被化学或生物降解、易通过食物链途径在植物，动物和人体内积累、毒性大，对生态环境、食品安全和人体健康构成严重威胁[5]。因此，农田土壤重金属污染己成为当前日益严重的环境问题，其污染来源和修复技术也一直是国内外研究的热点和难点。了解农田重金属污染来源对重金属污染修复有着重要的指导意义。目前，重金属污染土壤的修复技术研究取得了长足发展，主要包括物理、化学、生物、农业生态和联合修复技术。本文综合了国内外农田重金属污染状况及来源，系统地介绍农田重金属污染土壤修复的不同技术，以及近年来国内外修复重金属污染农田土壤的一些重要案例，对农产品安全生产具有重要意义，同时为农田土壤重金属污染综合治理与修复提供。 2、我国农田重金属污染现状 对我国8个城市农田土壤中Cr、Cu、Pb、Zn、Ni、Cd、Hg和As的浓度进行统计分析，大部分城市高于其土壤背景值 [6]。农业部农产品污染防治重点实验室对全国24个省市土地调查显示，320个严重污染区，约548×104 hm2，重金属超标的农产品占污染物超标农产品总面积的80%以上。2006年前，环境保护部对

我国铅锌矿山土壤重金属污染综述及现状分析

Advances in Environmental Protection 环境保护前沿, 2014, 4, 187-194 Published Online October 2014 in Hans. https://www.sodocs.net/doc/0d16838990.html,/journal/aep https://www.sodocs.net/doc/0d16838990.html,/10.12677/aep.2014.45026 Analysis of Soil Heavy Metals Pollution and Its Present Situation around Lead-Zinc Mining Areas in China Pei Xu, Chao Wu School of Resources and Safety Engineering, Central South University, Changsha Email: 276534317@https://www.sodocs.net/doc/0d16838990.html, Received: Aug. 9th, 2014; revised: Sep. 10th, 2014; accepted: Sep. 22nd, 2014 Copyright ? 2014 by authors and Hans Publishers Inc. This work is licensed under the Creative Commons Attribution International License (CC BY). https://www.sodocs.net/doc/0d16838990.html,/licenses/by/4.0/ Abstract We analyze the source of heavy metals soil pollution, its pollution character and the harm of pol-lution, and review the condition of heavy metal soil pollution in lead-zinc mining areas in recent years to propose some suggestions for pollution control. Keywords Lead-Zinc Mines, Soil, Heavy Metals Pollution 我国铅锌矿山土壤重金属污染综述及现状分析 徐佩，吴超 中南大学资源与安全工程学院，长沙 Email: 276534317@https://www.sodocs.net/doc/0d16838990.html, 收稿日期：2014年8月9日；修回日期：2014年9月10日；录用日期：2014年9月22日 摘要 综述了我国铅锌矿山土壤重金属污染来源、特点和危害，分析了近几年我国铅锌矿山土壤重金属污染状