吉林省土壤重金属污染物的危害及土壤修复方式

徐长营　葛善欣　徐哲明　金玄吉

摘要：吉林省土壤重金属的污染情况正在不断恶化。本文介绍了吉林省重金属主要污染物铅（Pb）、汞（Hg）、镉（Cd）、铬（Cr）和砷（As）的来源、存在形式、危害方式及治理方式。希望通过本文的介绍，能够引起业内外人士对吉林省土壤重金属污染的重视。采取有效措施，预防和治理吉林省土壤重金属污染。

关键词：土壤；重金属污染；土壤修复

中图分类号： Q938.1+3 文献标识码： A DOI编号： 10.14025/j.cnki.jlny.2014.20.0074

土壤是人类生存最重要的自然条件之一。近年来，随着科技的不断发展、电子产品的不断增多、现代农业的不断进步，土壤污染已经成为除了土壤流失以外，最大的土壤问题。土壤污染情况已对土地资源可持续利用与农产品生态安全构成了严重的威胁。人们现在倡导绿色农业、低碳出行，但还远远认识不到一个小小的电子元件对土壤的污染程度，因此重金属污染已经成继农药和有机污染物等多种类型污染之后最主要的，也是最难修复的土壤污染方式。

1 吉林省主要重金属污染物及其危害

吉林省土壤的主要金属污染物为铅（Pb）、汞（Hg）、镉（Cd）、铬（Cr）和类金属砷（As）。

铅（Pb）：铅是重金属污染土壤中分布较广、具强蓄积性的环境污染物。土壤中的铅主要来源于频繁的人类活动。虽然世界各国和地区都开始认识到铅已成为土壤污染的主要成份之一，并开始有组织的治理。但随着采矿业、冶金业、IT业、农业、汽车产业的不断发展和各种污水的排放，铅污染的情况并没有得到好转，更有愈演愈烈的趋势。

在进入土壤后，铅大部分只停留在土壤表层，与土壤中的有机物结合，极难溶解。过量的铅会导致植物的叶绿素含量降低，光合作用速率下降，造成植物生长发育停滞。大田表现为植株矮小，叶片偏黄，产量明显降低。铅的富集性很强，当人食用带有过量铅的食物后，体内的铅会不断富集，然后与人体内的多种酶结合，从而破坏正常的人体机能。

汞（Hg）：汞，又名水银，在自然界的存在形式极其丰富，大气、水体和土壤中都存在着不同形式的汞并可相互传播。人类排放汞的形式主要是燃烧，包括生活垃圾、医疗垃圾、石化燃料等，其燃烧过程中产生大量的含汞化合物，已占人类汞排放的80%。绝大部分的汞在进入土壤后都会很快的被固定，积累在表层土壤和耕层中，不再向下迁移。

对动植物及人体构成直接威胁的通常是甲基汞（MeHg），其不仅可以造成作物产量降低甚至死亡、造成皮肤灼痛、肌肉运动失调、神经损伤，还可以造成胎儿出现严重的缺陷，如失明、大脑性麻痹、智力迟钝等症状。历史上汞中毒的事件已经屡见不鲜，必须予以足够的重视。

镉（Cd）：镉在土壤中存在形式多样，如水溶态、还原态、残渣态、交换态等，能够显著影响植物对镉吸收的为可交换态和碳酸盐结合态两种。土壤中的镉基本上都来自于工业的废水、废气，含有镉的水一旦用来灌溉农田，便开始在土壤中富集，被作物吸收进而危害人体。镉主要通过呼吸道吸收，主要积累在肾脏和肝脏内，对肾的危害尤为明显，还可导致骨质疏松和软化变形。

铬（Cr）：铬与其他土壤污染元素不同，它是人体必需的微量元素，被誉为是糖尿病的“克星”，而且近视的形成也和铬缺乏有极大的关系。但是铬过量同样会对人体造成不可估量的损害。土壤中的铬主要来自于工业废水。对人体有直接危害的为六价铬化合物，有报道说可诱发肺癌和鼻咽癌。其次是三价铬，对人体有至畸作用。实际上在自然环境中三价铬和六价铬是可以相互转换的。

砷（As）：砷元素的毒性极低，但含砷的化合物均有毒性，土壤中的砷除了来自工业生产的废渣外，含砷农药的使用也是主要的来源。砷在自然条件下可以被作物吸收，而进入人体。日本历史上曾发生过砷中毒的恶性事件，当时有12100多人中毒，130人因脑麻痹而死亡。

2 吉林省重金属污染土壤的修复

土壤重金属污染的治理，首先要做到减少甚至停止重金属污染物排放。人们在生产生活中要尽量注意垃圾特别是富含重金属污染物的垃圾处理。有关部门也应该尽职尽责，加大监督力度，尽可能地减少重金属污染物进入土壤的方式和数量，争取从根本上解决土壤重金属污染问题。对于已经污染的土壤，要及时采取措施，进行土壤修复。目前世界上对土壤重金属污染的修复方式主要有以下几种：

2.1 工程技术措施

治理重金属污染，最简单的方法就是将原有的土壤换成新的无污染的土壤，或者把有污染的表层土壤深翻到下层，减少与作物根系的接触。也可将无污染的土壤混入受污染土壤以达到稀释污染物的效果。该方法具有稳定、彻底的特点，但需要耗费大量的人力物力，破坏土壤结构，而且还要对置换出的土壤进行处理，治标不治本，仅适合于小块污染田使用。

2.2 物理技术措施

可采用加热、电动修复技术，这种措施主要是使土壤中的重金属污染物发生移动，离开或者转移到其他土壤中。与工程技术措施相比，物理技术措施无需大量人力、不会改变土壤结构，但其热、电等能源的供给是制约该项技术的关键，如果能够开发太阳能加热和风能发电技术将起到事半功倍的效果。

2.3 化学技术措施

向土壤中加入特定的化学试剂或药品，通过土壤淋洗、土壤固化以及离子拮抗作用等方式，改善土壤环境。但化学方法的局限性大，且目前还很少有人将各种修复技术相互结合，形成一个综合的体系，不能相互弥补，极有可能造成二次污染和资源浪费。

2.4 生物技术措施

2.4.1采用超积累植物进行土壤修复 所谓超积累植物简单讲就是对某一种或多种重金属具有强吸收富集能力的植物。目前已经有大量研究证实了超级累植物的存在，如遏蓝菜是常见的超积累镉植物、蜈蚣草是常见的超积累砷植物、苎麻是常见的超积累汞植物。

2.4.2土壤中含有大量的微生物 一些微生物对重金属具有吸收、沉淀、还原—氧化等作用，能够有效降低土壤中有毒状态重金属的含量。现在已经有相当多的人开始重视微生物修复，并且不断发现微生物对土壤的修复机理。与其他修复方式比微生物修复具有费用低、效果好和操作简单等优点，尤其是对环境的影响极小。

吉林省已经将土壤重金属污染的修复纳入了“十二五”的规划，说明已经对重金属污染及其修复引起了高度的重视。结合我国整体的重金属土壤污染修复来看，还远远达不到世界先进水平，绝大多是还是靠工程技术措施来体现。但随着研究力度的不断加大和西方成熟技术的不断引用，土壤修复将慢慢形成产业化、规模化，并进一步细分化和有序化。

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作者简介：徐长营，硕士，长春市农业科学院水稻研究所，助理研究员，研究方向：水稻栽培育种研究；葛善欣，硕士，长春市农业科学院园艺所，助理研究员，研究方向：蔬菜栽培育种研究；徐哲明，长春市农业科学院水稻研究所，助理研究员，研究方向：水稻育种研究；金玄吉，博士，长春市农业科学院水稻研究所，研究员，研究方向：水稻育种研究。