1土壤中(zhōng)重金屬污染源及其危害
1.1镉
1.1.1土壤中(zhōng)镉污染的主要來源
土壤及自然環境中(zhōng)的镉污染主要來自人為(wèi)活動的排放，可(kě)分(fēn)為(wèi)3個方面。
（1）在金屬冶煉、電(diàn)子工(gōng)業、礦山(shān)開采等重工(gōng)業生産(chǎn)中(zhōng)，廢氣中(zhōng)的镉自然沉降進入土壤、河流。
（2）化工(gōng)、采礦影響城市生活産(chǎn)生的污水，用(yòng)以農業灌溉，造成污染。
（3）磷肥生産(chǎn)過程中(zhōng)，不溶态的镉轉化為(wèi)水溶态，有(yǒu)效性與毒性大大的提高，造成土壤镉的積累。
1.1.2镉的作(zuò)用(yòng)機理(lǐ)及毒性
镉在土壤中(zhōng)發生溶解、凝聚、螯合等反應生成不同形态的镉。其中(zhōng)，以水溶交換态的有(yǒu)效性最強，最易被植物(wù)吸收，進而經食物(wù)鏈被人體(tǐ)吸收。镉中(zhōng)毒對肺功能(néng)和腎髒功能(néng)造成嚴重損害。長(cháng)期生活在镉污染區(qū)将會導緻骨頭脆化、骨質(zhì)疏松、腰椎、脊柱畸形。
1.2鉛
1.2.1土壤中(zhōng)鉛污染的主要來源
土壤中(zhōng)鉛的來源是母質(zhì)和礦物(wù)，在風化沉積過程中(zhōng)釋放鉛元素。人為(wèi)的來源主要有(yǒu)3個方面。
（1）含鉛廢氣和顆粒物(wù)随着雨水沉降進入土壤，造成污染。
（2）廢棄鉛産(chǎn)品。比如，鉛酸電(diàn)池、電(diàn)纜包皮和建築垃圾等處理(lǐ)不當，造成污染。
（3）含鉛污水用(yòng)于農業灌溉，造成耕層土壤鉛積累量顯著增加。
1.2.2鉛的毒性
土壤中(zhōng)的鉛被植物(wù)吸收後，通過食物(wù)鏈最終影響人體(tǐ)。除直接攝入鉛污染食品外，鉛還可(kě)以通過皮膚接觸，呼吸道途徑進入人體(tǐ)。鉛污染對人體(tǐ)健康的危害程度比較顯著。它的污染物(wù)中(zhōng)毒性很(hěn)大，且以神經毒性為(wèi)主的一種重金屬元素。重金屬鉛對人體(tǐ)的骨髓造血系統、神經系統、生殖系統和消化系統等均有(yǒu)不同程度的損害。研究表明，長(cháng)期受鉛污染的孕婦血鉛含量明顯高于正常孕婦，而胎兒成活率和健康程度明顯低于正常胎兒。
1.3汞
1.3.1土壤汞污染的來源
土壤汞的最基本來源是母質(zhì)風化。其汞元素的含量直接決定着土壤的汞含量。進入土壤的外源汞主要來自工(gōng)業生産(chǎn)和城市生活的“三廢”排放。其中(zhōng)，含汞廢氣通過大氣沉降進入土壤。農業生産(chǎn)中(zhōng)，使用(yòng)的含汞肥料、農藥也是重要來源。
1.3.2汞的毒性
元素汞不能(néng)被人體(tǐ)消化系統吸收，即使誤服也可(kě)很(hěn)快排出。汞的氧化物(wù)會造成輕微腹瀉，大多(duō)數人無臨床症狀。
2重金屬污染土壤的修複技(jì )術
2.1概述
目前，重金屬污染土壤修複技(jì )術基于2種思路：（1）把重金屬污染物(wù)活化，并從土壤中(zhōng)移除。（2）盡可(kě)能(néng)将重金屬污染物(wù)穩定在土壤中(zhōng)，減少遷移。
2.2物(wù)理(lǐ)修複技(jì )術
物(wù)理(lǐ)技(jì )術包括排土、客土、深耕、淋洗、電(diàn)解和熱處理(lǐ)法等措施。排土、換土、去表土、客土等一般被認為(wèi)是治理(lǐ)土壤重金屬污染的根本途徑。但是，工(gōng)程量較大。深耕是通過上下翻動土壤，使得表土中(zhōng)的重金屬含量降低。
（1）淋洗法是把土壤中(zhōng)的重金屬提取到淋洗劑中(zhōng)，進而移除土壤中(zhōng)的重金屬。
（2）電(diàn)解法是在污染土壤中(zhōng)插入電(diàn)極，調節土壤的pH。重金屬通過土壤溶液向兩級富集，進而去除重金屬離子。實驗結果顯示，在粘土内鉛離子、鉻離子等的去除率可(kě)以達到90%以上。
（3）熱處理(lǐ)法是通過人工(gōng)升溫或降壓，使得重金屬元素及其化合物(wù)揮發而得以去除。在何姗姗等的汞污染修複研究中(zhōng)，熱處理(lǐ)去除汞的效率一般在50%以上，有(yǒu)時也可(kě)達到90%。
2.3化學(xué)修複技(jì )術
化學(xué)修複技(jì )術主要使用(yòng)改良劑和化學(xué)淋洗法等。改良劑的機理(lǐ)是穩定固化重金屬。通過向污染土壤中(zhōng)投入改良劑，調節土壤pH，使土壤重金屬發生吸附、螯合、沉澱及其他(tā)氧化還原反應，從而降低重金屬元素的有(yǒu)效性或使之以毒性較低的價态存在，實現固化、穩定化。現在生産(chǎn)實踐中(zhōng)常用(yòng)的改良劑有(yǒu)石灰、磷酸鹽、碳酸鈣、矽酸鹽等。其中(zhōng)，以磷酸鹽為(wèi)改良劑是目前減少汞有(yǒu)效性和溶解性研究最徹底的方法。席歡等的研究，是向鉛污染潮土中(zhōng)加入蜂窩煤灰渣，并分(fēn)析土壤性質(zhì)的變化，發現土壤有(yǒu)效磷含量上升，有(yǒu)效鉛含量降低，pH值升高，這可(kě)能(néng)是由于蜂窩煤灰渣本身的pH值較高。化學(xué)淋洗法采用(yòng)生物(wù)或化學(xué)溶劑作(zuò)為(wèi)淋洗劑，将污染土壤的重金屬溶解後再分(fēn)離，即達到修複土壤的目的。唐敏等在砷污染土壤研究中(zhōng)，采用(yòng)檸檬酸作(zuò)為(wèi)砷淋洗劑。結果顯示，土壤砷的去除率最高可(kě)達70%以上。
2.4生物(wù)修複技(jì )術
生物(wù)修複技(jì )術包含植物(wù)修複、動物(wù)修複、微生物(wù)修複。
2.4.1植物(wù)修複
植物(wù)修複是将特定的重金屬耐受性的植物(wù)種植在被污染的土壤上，污染重金屬被吸收到植物(wù)中(zhōng)富集，收獲後達到修複土壤的目的。植物(wù)修複技(jì )術根據作(zuò)用(yòng)機理(lǐ)不同，還可(kě)進一步分(fēn)為(wèi)植物(wù)穩定、植物(wù)提取和植物(wù)揮發。
（1）植物(wù)穩定是起植物(wù)根系的吸附和根系分(fēn)泌物(wù)的沉澱作(zuò)用(yòng)，可(kě)有(yǒu)效降低污染土壤中(zhōng)重金屬的有(yǒu)效性，并阻止其通過地下水和食物(wù)鏈途徑危害人體(tǐ)。
（2）植物(wù)提取能(néng)夠吸收有(yǒu)毒金屬污染物(wù)，運輸到植物(wù)的莖葉中(zhōng)儲存起來，收獲後即達到修複土壤的目的。目前世界上發現的超積累植物(wù)接近500種，研究較多(duō)的有(yǒu)蜈蚣草(cǎo)對砷的富集，景天對鋅的富集，苜蓿對銅的富集，向日葵對镉的富集等。邢維芹等的研究中(zhōng)，在鉛污染貧磷潮土上種植黑麥草(cǎo)并補施磷肥進行土壤修複，結果顯示，種植黑麥草(cǎo)增加了土壤的鉛有(yǒu)效性；施加磷肥促進植物(wù)生長(cháng)，降低土壤鉛含量。
（3）植物(wù)揮發是通過種植一些植物(wù)，促進土壤中(zhōng)的重金屬污染物(wù)轉化為(wèi)可(kě)揮發的狀态。一般是通過植物(wù)根系分(fēn)泌物(wù)、根際微生物(wù)與重金屬反應實現的。
2.4.2動物(wù)修複
某些低等動物(wù)特别是土壤小(xiǎo)動物(wù)，對重金屬具(jù)有(yǒu)耐受性，利用(yòng)動物(wù)的這個特性吸收土壤中(zhōng)的重金屬，達到土壤修複的目的。根據高岩等的研究，對于砷污染土壤，蚯蚓具(jù)有(yǒu)一定的吸收修複能(néng)力。
2.4.3微生物(wù)修複
微生物(wù)憑借自身生化反應被用(yòng)以重金屬污染土壤的修複，具(jù)體(tǐ)通過吸附、沉澱、甲基化等反應進行。目前，可(kě)用(yòng)于重金屬吸附的微生物(wù)有(yǒu)細菌、絲狀真菌、酵母和藻類等。生物(wù)沉澱、甲基化反應作(zuò)用(yòng)于重金屬離子，使之轉化為(wèi)低毒或無毒價态。微生物(wù)的分(fēn)泌物(wù)也可(kě)以與重金屬離子結合反應，産(chǎn)物(wù)為(wèi)穩定的沉澱或絡合物(wù)，有(yǒu)效減弱了重金屬毒性。微生物(wù)影響植物(wù)根際環境，增強植物(wù)根系對重金屬的吸附、轉化和積累，也可(kě)達到修複土壤的目的。相比于其他(tā)修複技(jì )術，微生物(wù)修複的優點在于：不破壞土壤環境、操作(zuò)簡易、成本低等。但微生物(wù)的活性易受土壤的環境影響，且不同微生物(wù)的修複效果存在差異，都限制了微生物(wù)修複技(jì )術的推廣應用(yòng)。
