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土壤污染的植物修复技术

花匠小妙招
2024-10-14 07:09

1、土壤污染的植物修复技术重金属的植物修复目录 1.我国现阶段土壤污染现状 2.土壤污染物植物修复技术 3.植物修复土壤的前景我国现阶段土壤污染现状1 引言目前大陆受重金属污染的耕地面积近 2000 万公顷。约占耕地总面积的 1/5。1，受矿区污染土地达 200 万公顷，石油污染土地约 500 万公顷，固体废弃物堆放污染约 5 万公顷；2，“工业三废”污染耕地近 1000 万公顷，污水灌溉的农田面积达 330 多万公顷，土壤污染使全国农业粮食减产已超过 1300 万吨；（3）有机物污染，放射性污染，病原菌污染等其他类型的污染所导致的经济损失难以估计。由于污染，土壤的营养功能，净化功能，缓冲功能和有机体的支持功能正在丧失。土壤是生态环境系统的有机组成部分，是人类生存与发展最重要和最基本的综合性自然资源。我们不能坐以待毙，要加强研究，采取措施，切实阻止土壤污染继续扩大的趋势，清除被称为“化学定时炸弹”的土壤污染。 2 国土壤污染现状 2.1 土壤重金属污染现状随着工业，城市污染的加剧和农用化学物质种类，数量的增加，我国土壤重金属污染日益严重。污染程度在加剧，面积逐年扩大。根据农业部环保

2、监测系统对全国 24 个省市，320个严重污染区约 548 万公顷土壤调查发现，大田类农产品污染超标面积占污染区农田面积的 20，其中重金属污染占 80，对全国粮食调查发现，重金属 Pb，Cd，Hg，As 超标率占 10。重金属污染物在土壤中移动性差，滞留时间长，大多数微生物不能使之降解。并可经水，植物等介质最终危害人类健康。 2.1.1 随着大气沉降进入土壤的重金属人类活动产生的重金属粉尘以气溶胶的形式进入大气，经过自然沉降和降水进入土壤，造成土壤污染。特别是汽车运输对公路沿线污染严重。江苏省高速公路两边的土壤“病情”严重，公路两边 100 米成为铅污染区，铅对土壤的污染已深达 30cm，而这一深度往往正是农作物生长的深度，这直接导致蔬菜等农作物中铅含量超标，在 30 个观测点中，蔬菜中的铅含量最高超标居然高达 6 倍。专家研究认为污染来源于汽车尾气排放的铅和未燃尽的四乙基铅残渣以及汽车轮胎磨损产生的粉尘进入土壤。专家呼吁在交通干线两侧多种植树木和花卉，不要种植蔬菜和粮食作物4。我国地质化学勘查学科的创始人，中科院资深院士谢学锦指出，部分地区土壤重金属污染加重与我国当前粗放式的生产

3、方式有很大关系。由于煤炭等资源消耗量大，加重了大气污染，导致了酸雨增加，从而加速了土壤中镉，汞，铅，砷等重金属的累积，造成“中毒”土壤增加。在宁杭公路南京段两侧的土壤形成 Pb，Cr，Co 污染带，且沿公路延长方向分布，自公路两侧污染程度减弱。大气中经自然沉降与雨淋进入土壤的重金属污染，与重工业发达程度，城市人口密度，土地利用率，交通发达程度有直接关系。污染强弱顺序为：城市-郊区-农村5。 2.1.2 随着污水灌溉进入土壤的重金属污水按来源和数量可分为城市生活污水，石油化工污水，工矿企业污水和城市混合污水等。由于我国工业迅速发展，工矿企业污水未经分流处理而排入下水道与生活污水混和排放，从而造成污灌区重金属 Hg，Cd，Cr，Pb 等含量逐年增加。根据我国农业部进行的全国污灌区调查，在约 140 万公顷的污灌区中，遭受重金属污染的土地面积占污灌区面积的 64.8，其中轻度污染占 46.7，中度污染占 9.7，严重污染占 8.45。根据2004 年辽宁省环境质量通报披露，辽宁省 8 个主要污灌区的土壤环境质量均受到不同程度污染，污染面积达 6.46 万公顷。污灌区主要污染物质为镉，其次为

4、镍，汞和铜。个别重污染区域 70-100cm 深处土壤中镉和汞仍然超标6。中国科学院地理科学与资源研究所陈同斌研究员研究发现广西、云南等地遇到洪水时，上游堆积的开采矿产中含高浓度重金属的污水就顺势蔓延下来，造成下游上百公里的河道和农田遭受污染，从而大面积稻田严重减产，甚至绝收。郑州污灌区中 Hg 的浓度达 0.242mg/kg,而土壤中 Hg 含量 0.194 mg/kg 就会造成严重污染5。据许书军，魏世强等对三峡重庆 16 个市，县，区污灌旱地和水田土样分析，库区土壤重金属 As,Cd,Cu,Ni 的含量均超标，Cd 有最大超标。淮阳污灌区土壤 Hg,Co,Cr,Pb,As 等重金属早在 1995 年就超过警戒线，其他灌区部分重金属含量也远远超过当地背景值7。江苏宜兴污灌区，经中科院南京土壤研究所赵其国院士的检测发现，其稻米中含有 120 多种致癌物质。该所在江苏省部分地区检测也发现，其小麦，大米，面粉里铅检测率高达 88.1，根据无锡市疾病预防控制中心副主任徐明透露，无锡市最近几年肝癌，胃癌，肺癌发病率明显上升，据分析人士透露这与宜兴污灌区的大米一度畅销有关，而江苏宜兴的陶瓷企业

5、废水违规排放仍在进行1。2.1.3 随固体废弃物进入土壤的重金属固体废弃物种类繁多，成分复杂。其中矿业和工业固体废弃物污染最为严重。这类废弃物在堆放或处理过程中，由于日晒，雨淋，水洗重金属极易移动，以辐射状，漏斗状向周围土壤扩散。我国固体废弃物堆放污染约 5 万公顷2，其中的废旧电池对土壤的污染危害巨大。浙江省地质调查研究院对长兴县蓄电池企业最为集中的煤山镇进行调查结果显示，长兴县煤山镇一带的重金属镉，铅含量已超过国家标准。其污染源就是蓄电池废旧材料的乱堆放。土壤污染使长兴县林城镇上狮村玫瑰花种植基地玫瑰花铅含量超标，销路困难，不光玫瑰花，上狮村的大米，茶叶，桃子，青梅等农产品都被检测含铅量超标，市场前景暗淡8。而由于固体废弃物的大量堆积，南京城老居民区土壤中含铅量平均值达到 141.6mg/kg，远远超过 24.8mg/kg 的土壤背景值8。随着电子产业的发展，废旧干电池，锂电池，蓄电池等电子垃圾目前已成为重要的土壤污染源。据测算，1 节一号含汞电池烂在土壤中，可以使 1 平方米土地失去利用价值，江苏宜兴的大量陶瓷企业乱堆乱放的废料废渣同样是造成当地土壤重金属含量超标的重要原因。2

6、007 年 3 月 26 日据湖南省株洲市有关部门证实，茶陵县洣江乡一家炼铅企业的堆放废料污染土壤造成 14 名儿童铅中毒，株洲市环保局在含铅废料堆积处附近约 3 平方公里范围内采集样本进行检测，发现土壤，蔬菜，稻谷铅含量均超标，个别严重超标9。对武汉市垃圾堆放场，杭州路渣堆放区附近土壤重金属含量的研究发现，这些区域土壤中 Cd,Hg,Cr,Cu,Zn,Pb,As 等重金属含量均高于当地背景值10。一些含重金属固体废弃物因含有一定养分而被大量作为肥料施入农田，造成了农田土壤重金属含量超标5。磷石膏属于化肥工业废物，由于其含有一定量的正磷酸以及不同形态的含磷化合物，可以改良酸性土壤，从而被大量施入土壤，造成了土壤中 Cr,Pb,Mn,As 含量增加5。北京农田施入燕山石化污泥一年后，Hg,Cd 浓度均超标5。据房世波，潘剑君等对南京市土壤污染调查表明，南京市近郊土壤污染以汞和锌为主，江宁县附近为污染重区，污染原因有工矿企业废物的乱堆放，生活垃圾的农用，和各类肥料和农药的施用11。湖南省彬州市一砷制品厂附近村民被检测尿砷超标 143 人，共249 人住院治疗，具廖晓勇，陈同斌等人调查发现，

7、砷厂附近的水，蔬菜，土壤，谷物均受到不同程度的砷污染，因砷污染导致该区域约 50 公顷稻田及菜地弃耕荒芜，在污染土壤上种植的大白菜，萝卜，菠菜等砷含量严重超标，原因是该砷厂所产生的废渣都倾倒在厂区附近的自然洼地上12。 2.2 土壤有机物污染现状土壤中的有机物污染物质主要来源有机农药和“工业三废”，较常见的有有机农药类、多环芳烃（PAHs）、有机卤代物中的多氯联苯（PCBs）和二恶英（PCDDs）以及油类污染物质、邻苯二甲酸酯等有机化合物。另外，农膜对土壤的污染也相当严重。部分污染物质由于其独特的热稳定性能，化学稳定性能和绝缘性能，在生产和生活中用途很广，常造成严重的累积后果，特别是某些有激素效应的种类，对人和其他动物的生殖功能有干扰作用或负面影响，对其毒害效果的消除治理是人类面临的一大环境课题。 2.2.1 有机农药我国是农药生产和使用大国，每年使用的农药量达到 50- 60 万吨, 其中约有 80%的农药直接进入环境, 每年使用农药的土地面积在 2.8 亿公顷以上26。农药品种有 120 余种16，大多为有机农药。田间施药大部分农药将直接进入土壤环境中。另外，大气中的残留农药及

8、喷洒附着在作物上的农药，经雨水淋洗也将落入土壤中，污水灌溉和地表径流也是造成土壤农药污染的原因。我国平均每公顷农田施用农药 13.9kg,比发达国家高约 1 倍，利用率不足 30，造成土壤大面积污染3。据陈同斌等人统计，我国目前受农药污染的土地面积已超过 1300-1600 万公顷25。有机农药按其化学性质可分为有机氯类农药，有机磷类农药，氨基甲酸酯类农药和苯氧基链烷酸酯类农药。前两类农药毒性巨大，且有机氯类农药在土壤中不易降解，对土壤污染较重，有机磷类农药虽然在土壤中容易降解，但由于使用量大污染也很广泛。后两类农药毒性较小，在土壤中均易降解，对土壤污染不大。（1）有机氯类农药（2）有机磷农药（3）除草剂类农药（苯氧基链烷酸酯类农药）2.2.2 多环芳烃土壤中多环芳烃的污染源较复杂，其中主要包括矿物油，化石燃料燃烧及木材燃烧产物等19 。土壤中的 PAHs 对人类健康危害巨大。许多 PAHs 可致癌，还具有破坏造血和淋巴系统的作用，并能使脾，胸腺和隔膜淋巴结退化，抑制骨骼形成。多环芳烃（PAHs）已成为我国土壤中一类较为常见的有机污染物，由此导致全国主要的农产品中

9、 PAHs 超标率高达 20以上。天津是中国重要的工业基地，污染严重，土壤中多环芳烃来源复杂，石油，煤，及其不完全燃烧产物为其主要来源。此外，由于水资源短缺，天津自 1958 年利用污水灌溉，污灌区面积 140000 公顷，污灌区土壤遭受严重污染，大气沉降进一步加剧了土壤多环芳烃污染，目前污灌区土壤大多呈黑褐色，有机质含量较高。最大达 23.1mg/g（TOC/干土） 20 。根据张枝焕等对天津地区表层土壤中芳香烃污染物的化学组成及分布特征研究表明，天津地区不同环境功能区表层土壤中分布有多种类型的烃类污染物，已经检测到的多环芳烃化合物有 100 种单体化合物，含量较高的主要有菲，甲基菲，萤蒽，芘等19 。但含量差别显著，污灌耕地和滨海盐土耕地四环以上芳香烃含量较高且随深度降低较大，而非污灌耕地和北部山区烷基取代物含量较高且随深度降低小，但剖面深部（40cm）芳香烃化合物组成特征基本趋于一致。这说明天津地区四环以上芳香烃污染土壤较重，且主要分布于污灌耕地和滨海盐土耕地20 。 2.2.3 二恶英随着我国杀虫剂，除草剂，防腐剂等的生产，金属冶炼以及部分其它农药的使用等，都会使二恶英（PCDDs）进入土壤。城市垃圾焚烧残渣，汽车尾气沉降，纸浆的漂白水任意排放是土壤中 PCDDs 的主要来源过程。我国从 1959 年起在长江中下游地区用五氯酚钠防治血吸虫病，其杂质二恶英已造成区域二恶英类污染。洞庭湖，鄱阳湖底泥中的二恶英含量也很高17 。据研究二恶英具有强脂溶性，可渗入人体细胞核中，与蛋白质结合，改变 DNA 的正常遗传功能，控制相应的基因活动，从而扰乱内分泌并致癌。 2.2.4 邻苯二甲酸酯邻苯二甲酸酯(PAEs)主要用作塑料的增塑剂，主要用于聚氯乙烯(PUC)加工行业，也可用作农药载体，驱虫剂，化妆品，润滑剂和去泡剂的生产原料。该化合物具有一般毒性和特殊毒性（如致畸，致突变，或具有致癌活性），可造成人体生殖功能异常，发挥着类雌性激素的作用，干扰内分泌，被人们称为第二个全球性 PCB 污染物。农业土壤中 PAEs 主要来源于大

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