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關(guān)鍵詞：土壤污染修復(fù) 鐵錳氧化物 作用
隨著工業(yè)的發(fā)展和人們對于環(huán)境保護(hù)不當(dāng)導(dǎo)致我國的土壤污染逐漸嚴(yán)重，但是我國的土壤污染治理工作并沒有發(fā)揮出應(yīng)有的作用。鐵錳氧化物在當(dāng)前的土壤污染修復(fù)中占據(jù)著十分重要的位置，對于改善土壤的質(zhì)量有著十分重要的作用。但是由于當(dāng)前我國的土壤污染缺少規(guī)范的治理導(dǎo)致污染土壤難以及時有效地恢復(fù)。在今后的土壤污染治理工作中需要采取有效的措施，保障土壤污染質(zhì)量工作的順利進(jìn)行。
一、當(dāng)前我國土壤污染現(xiàn)狀
隨著我國工業(yè)的發(fā)展，當(dāng)前我國的土壤污染情況逐漸嚴(yán)重，這對于我國的環(huán)境建設(shè)和人們的生活造成了十分不利的影響。尤其是在農(nóng)村等人們依靠土地生活的地方，土壤污染嚴(yán)重影響了人們的正常生活。一些土壤污染很難進(jìn)行短時間的修復(fù)，這對于環(huán)境的保護(hù)有著十分不利的影響。當(dāng)前土壤污染比較嚴(yán)重的主要是以下兩種情況：
1.重金屬對于土壤的污染
重金屬對于土壤的污染在當(dāng)期的土壤污染治理中比較難治理，由于重金屬在土壤中具有難降解，毒性強和積累效應(yīng)等等特征。我國土壤的重金屬污染主要是當(dāng)前一些化工企業(yè)的污染五未能及時合理的處理，將一些污染物進(jìn)行掩埋等造成的土壤污染。但是重金屬對于土壤的污染十分嚴(yán)重并且難以治理，這對于土壤污染治理部門提出了眾多的挑戰(zhàn)。當(dāng)前對于我國土壤重金屬污染的主要治理方法就是一方面在土壤中去除重金屬另一方面改變重金屬在土壤中的存在狀態(tài)。當(dāng)前主要的技術(shù)就是采用物理方法，化學(xué)方法，生物方法等等，但是并沒有取得比較好的效果，土壤污染現(xiàn)狀并沒有得到有效地改善。
2.土壤的有機(jī)污染
當(dāng)前我國土壤污染的另一重大來源就是有機(jī)物污染，相對于重金屬污染，這一污染更加嚴(yán)重，污染的種類比較繁多。在有機(jī)物污染中其中塑料對于土壤的污染十分嚴(yán)重，而且大部分的塑料污染物是難以降解的，這對于土壤污染的治理工作造成了十分不利的影響，并且這一污染還會對人們的生活造成傷害甚至傷害人們的身體健康。另外由于化學(xué)農(nóng)藥對于土壤的污染也是土壤污染的重要原因之一，這對于土壤的危害十分嚴(yán)重，甚至?xí)绊懙降叵掠盟?，影響人們的生活健康。但是?dāng)前我國的土壤有機(jī)污染并沒有得到合理的整治，一些相關(guān)的治理方法仍然存在一定的缺陷性，并且治理并不徹底。
二、鐵錳氧化物在土壤污染修復(fù)中的重要作用
鐵錳氧化物在當(dāng)前的土壤污染修復(fù)中逐漸得到應(yīng)用，并發(fā)揮出一些作用，大大改善了當(dāng)前的土壤質(zhì)量。但是鐵錳氧化物對于土壤污染的治理并沒有得到充分的利用，鐵錳氧化物的應(yīng)用范圍還有待于進(jìn)一步擴(kuò)展。
1.鐵錳氧化物在治理土壤重金屬污染中的應(yīng)用
鐵錳氧化物作為土壤中的主要礦物元素，在當(dāng)前的土壤污染修復(fù)中發(fā)揮著十分關(guān)鍵的作用。當(dāng)土壤被重金屬污染之后，土壤吸持重金屬例子時，土壤中的鐵錳氧化物會發(fā)揮重要的作用，土壤中Cu、Ni、Zn、Cr、Co 元素的吸附主要受鐵氧化物的控制。土壤中沉積的鐵錳氧化物對于土壤中重金屬元素的吸附作用，可以有效地控制重金屬污染物的遷移和富集，這對于減少重金屬對于土壤的污染有著十分重要的作用。鐵錳氧化物及其水化物和層狀硅酸鹽礦物質(zhì)對于吸附土壤中的重金屬元素有著十分重要的作用，但是由于人工合成的鐵錳氧化物和天然的鐵錳氧化物有著不同的作用，導(dǎo)致我國的土壤中鐵錳氧化物應(yīng)用于重金屬的土壤污染修復(fù)中仍然存在一定的問題，需要進(jìn)一步加強對鐵錳氧化物對于吸附重金屬作用的研究，盡量充分發(fā)揮鐵錳氧化物在重金屬土壤污染修復(fù)中的重要作用。
2.鐵錳氧化物在治理土壤有機(jī)物污染中的應(yīng)用
鐵錳氧化物對于土壤有著一定的凈化作用，當(dāng)前土壤的有機(jī)物污染逐漸嚴(yán)重，嚴(yán)重影響了土壤的肥力和土壤的正常應(yīng)用。鐵錳氧化物對于環(huán)境中的有機(jī)毒害物有一定的降解功能，可以利用于土壤污染的修復(fù)工作中。在污染土壤的修復(fù)工作中利用鐵錳氧化物對于土壤的修復(fù)作用和凈化工作，充分提高土壤自身的治污能力和降污能力。當(dāng)前土壤中含有一些天然的鐵錳氧化物可以充分利用自然規(guī)律，降解土壤中的有機(jī)污染物。鐵錳氧化物在土壤污染治理中有著節(jié)約成本，效果明顯的優(yōu)勢，在今后的土壤污染治理工作中需要進(jìn)一步提倡這一方法，充分利用鐵錳氧化物對于土壤污染的治理，緩解當(dāng)前土壤污染嚴(yán)重的現(xiàn)狀。
3.土壤污染治理的其他措施
土壤污染對于人們的生活和農(nóng)業(yè)的發(fā)展造成了十分不利的影響，特別是當(dāng)前國家逐漸重視可持續(xù)發(fā)展的前提下，土壤污染更需要進(jìn)一步加強治理。在今后的土壤污染治理工作中一方面需要建立完善的土壤污染治理法律法規(guī)。建立健全土壤污染治理法律可以有效地規(guī)范土壤污染治理工作，同時為土壤污染治理工作提供一定的保障。這在一定程度上也可以提高一些企業(yè)的污染治理積極性，減少企業(yè)污染物的排放，督促企業(yè)加強對污染物的處理工作。另一方面需要對于污染比較嚴(yán)重的企業(yè)進(jìn)行嚴(yán)格的懲治。對于一些對土壤污染比較嚴(yán)重的企業(yè)需要加強治理，對于企業(yè)的污染物處理要進(jìn)行嚴(yán)格的監(jiān)督，對于一些特別嚴(yán)重的企業(yè)可以進(jìn)行關(guān)閉，減少污染物的排放。除此之外還需要加強企業(yè)和工作人員的環(huán)境保護(hù)意識，尤其是土壤污染的教育，對于土壤污染造成的危害進(jìn)行宣傳教育，使企業(yè)和工作人員認(rèn)識到土壤污染的嚴(yán)重危害性。在土壤污染治理工作中還需要進(jìn)一步開發(fā)和研究一些新的土壤污染修復(fù)措施和方法，盡量減少污染物對于土壤的污染，保障人們的正常生活。
三、結(jié)語
隨著當(dāng)前工業(yè)的發(fā)展，我國的土壤污染逐漸嚴(yán)重，對人們的生活造成了十分不利的影響。當(dāng)前我國的土壤污染修復(fù)措施并不十分完善，一些方法的效果并不十分明顯，這導(dǎo)致我國的土壤污染治理工作難以進(jìn)行。鐵錳氧化物作為土壤中的一種豐富的物質(zhì)對于環(huán)境當(dāng)前的土壤污染有一定的作用，并且這一土壤污染修復(fù)的方法具有成本低，效果好的優(yōu)勢。在今后的土壤污染修復(fù)工作中需要進(jìn)一步充分利用鐵錳氧化物的土壤修復(fù)作用，同時還需要積極開發(fā)一些新的土壤污染修復(fù)方法，盡量減少土壤的污染程度。
參考文獻(xiàn)
【Key words】Electroplating industry soil remediation bioremediation combined remediation plants and microorganisms
1 前言
土壤重金屬污染是我國亟待解決的環(huán)境問題。電鍍行業(yè)是產(chǎn)生重金屬污染的主要行業(yè)之一。由于電鍍行業(yè)使用了大量強酸、強堿、重金屬等有毒有害化學(xué)品，在工藝過程中排放了高毒物質(zhì)和危害人類健康的廢水、廢氣和廢渣，對人類的生存環(huán)境產(chǎn)生了巨大危害。尤其是重金屬鎳污染后果相當(dāng)嚴(yán)重，鎳可引起接觸性皮炎，直接進(jìn)入血液的鎳鹽毒性較高，膠體鎳或氯化鎳毒性較大，可引起中樞性循環(huán)和呼吸紊亂，使心肌、腦、肺、腎出現(xiàn)水腫、出血和變性，長期接觸、吸入或注射鎳化物均有致癌作用。電鍍企業(yè)關(guān)閉后遺留的重金屬污染土壤對環(huán)境構(gòu)成嚴(yán)重威脅。然而如何針對性地有效進(jìn)行修復(fù)治理，是人類面臨的又一大問題。電鍍廠污染場地屬于重污染行業(yè)污染場地，急需進(jìn)行環(huán)境綜合治理與土壤修復(fù)[1]。
本文通過對某電鍍廠廠區(qū)土壤樣品監(jiān)測結(jié)果的分析研究和修復(fù)治理方法的探討，為進(jìn)一步開展污染土壤修復(fù)工作以及合理規(guī)劃和利用該場地提供科學(xué)的理論依據(jù)，同時，對于改善和提高當(dāng)?shù)爻擎?zhèn)環(huán)境質(zhì)量、保障人體健康和維護(hù)社會穩(wěn)定也將具有重大意義。
2 企業(yè)基本情況
該電鍍廠于2003年3月投產(chǎn)，廠區(qū)面積約3500m2，主要從事各種五金件產(chǎn)品的來料電鍍加工。全廠共3個電鍍車間，8條電鍍生產(chǎn)線，其中7條半自動電鍍生產(chǎn)線、1條全自動電鍍生產(chǎn)線。主要鍍種為鍍錫、鍍鎳、鍍鉻、鍍鋅。電鍍加工產(chǎn)品方案見表1。
使用的主要原輔料有金屬鎳板、硫酸鎳、氯化鎳、電解銅、硫酸銅、硫酸、鹽酸、鉻酐、氰化鈉、氰化亞銅、氰化鉀等。產(chǎn)生的電鍍廢水經(jīng)廢水處理站處理達(dá)標(biāo)后排放。根據(jù)當(dāng)?shù)仉婂冃袠I(yè)環(huán)境整治要求，該電鍍廠已停產(chǎn)待遷。
3 土壤污染現(xiàn)狀及成因分析
為了解該電鍍廠所在地土壤污染現(xiàn)狀，委托澳實分析檢測（上海）有限公司對其廠區(qū)土壤進(jìn)行了監(jiān)測。
3.1 監(jiān)測項目
pH值、總氰化物、銻、砷、鈹、鎘、鉻、銅、鉛、鎳、硒、銀、鉈、鋅、汞等。
3.2 監(jiān)測地點
廠區(qū)廢水處理站邊和電鍍車間旁各設(shè)一個采樣點，編號分別為Z1、Z2。按0～20cm、40～60cm、80～100cm采樣深度各采一個樣品，對應(yīng)樣品編號Z1-1～Z1-3和Z2-1～Z2-3。
3.3 監(jiān)測結(jié)果
廠區(qū)土壤樣品監(jiān)測結(jié)果見表2和圖1。
表2 廠區(qū)土壤監(jiān)測結(jié)果
圖1 土壤監(jiān)測結(jié)果對比分析圖
土壤樣品監(jiān)測結(jié)果表明，除鎳指標(biāo)外，其余指標(biāo)監(jiān)測值均符合《浙江省污染場地風(fēng)險評估技術(shù)導(dǎo)則》（DB33/T892-2013）表A.1部分關(guān)注污染物的土壤風(fēng)險評估篩選值中的住宅及公共用地篩選值。
土壤監(jiān)測結(jié)果鎳超標(biāo)原因主要為企業(yè)生產(chǎn)過程中涉及到鍍鎳等工序，生產(chǎn)廢水和廢氣中含有鎳等重金屬。車間地面、排水溝渠等沒有按規(guī)范進(jìn)行防滲處理，鍍鎳廢水沒有進(jìn)行有效收集容易滲漏到地面，等等，各種因素導(dǎo)致土壤受到重金屬污染。根據(jù)《浙江省污染場地風(fēng)險評估技術(shù)導(dǎo)則》（DB33/T892-2013）以及有關(guān)文件要求，企業(yè)場地需要進(jìn)行土壤污染修復(fù)治理。
4 土壤重金屬污染治理方法
目前針對土壤重金屬污染修復(fù)方法較多，主要包括物理方法、化學(xué)方法和生物方法[3]。生物修復(fù)方法因其效果好、投資省、費用低、易于管理和操作、不產(chǎn)生二次污染等被公認(rèn)為是生態(tài)友好型原位綠色修復(fù)技術(shù)[4]。生物修復(fù)方法主要有植物修復(fù)、微生物修復(fù)、植物與微生物聯(lián)合修復(fù)。
4.1 植物修復(fù)
植物修復(fù)技術(shù)主要有植物穩(wěn)定、植物提取、植物揮發(fā)等類型[5]。植物穩(wěn)定是利用植物來降低重金屬在土壤中的遷移，但是隨著時間或環(huán)境的改變，可能仍會發(fā)生滲漏和擴(kuò)散，這種方法并沒有減少重金屬的含量，只是改變了重金屬的存在形態(tài)；植物提取是指利用對重金屬富集能力強的超積累植物吸收土壤中的重金屬，并將重金屬轉(zhuǎn)運儲存在地上部分，然后通過收獲地上部分進(jìn)行焚燒，來達(dá)到去除重金屬的目的；植物揮發(fā)是指利用植物吸收、轉(zhuǎn)運、積累、揮發(fā)來去除土壤中一些揮發(fā)性的重金屬[6]。
4.2 微生物修復(fù)
微生物修復(fù)技術(shù)是利用土壤中某些微生物對重金屬的吸收、沉淀、氧化還原等作用，以達(dá)到降低土壤重金屬的毒性。某些微生物能代謝產(chǎn)生檸檬酸、草酸等物質(zhì)[7]。這些代謝產(chǎn)物能與重金屬產(chǎn)生螯合或形成草酸鹽沉淀，從而減輕重金屬的傷害。Siegel等研究表明，真菌可以通過分泌氨基酸、有機(jī)酸以及其他代謝產(chǎn)物來溶解重金屬以及含重金屬的礦物[8]。微生物修復(fù)的局限性在于：微生物有些情況下不能將污染物全部去除；微生物對環(huán)境的變化響應(yīng)比較強烈，環(huán)境條件的改變能大大影響微生物修復(fù)效果。
4.3 植物與微生物聯(lián)合修復(fù)
鑒于植物修復(fù)和微生物修復(fù)各自在重金屬污染修復(fù)中的不足，植物與微生物聯(lián)合技術(shù)通過發(fā)揮植物和微生物各自的優(yōu)點，最大限度彌補其在重金屬污染修復(fù)中的不足，有效提高植物修復(fù)的效果。土壤中許多細(xì)菌不僅能夠刺激并保護(hù)植物的生長，而且還具有活化土壤中重金屬污染物的能力。最近俄羅斯科學(xué)家培育出一種耐重金屬污染并保護(hù)植物生長的細(xì)菌，這種細(xì)菌能夠在Zn、Ni、Cd和Co存在的條件下產(chǎn)生抗生素細(xì)菌的細(xì)胞不具備穩(wěn)定的基因，但是位于染色體外能夠自動復(fù)制的環(huán)狀DNA分子，可以有效阻止重金屬離子進(jìn)入細(xì)胞，同時能夠刺激并保護(hù)植物的生長[9]；Ma等成功地從Ni污染土壤中分離得到耐受重金屬污染的細(xì)菌，并發(fā)現(xiàn)這些細(xì)菌在較高水平重金屬污染的土壤中能夠促進(jìn)植物生長；Idris等在遏藍(lán)菜屬植物Thlaspigoesingense根際分離出大量對Ni耐受性較強細(xì)菌，包括Cytophaga、F lexibacter、Bacte2roides等，這些細(xì)菌可以明顯提高Thlaspigoesingense對Ni的富集能力[10]。雖然菌根化植物抗逆性強、吸收降解能力強，但不容易獲得，因此，菌根與植物修復(fù)體系的選擇與建立有非常廣闊的應(yīng)用價值，也是重金屬污染土壤生態(tài)恢復(fù)的一個新的研究方向[11]。
5 結(jié)論與展望
關(guān)鍵詞：土壤；鎘；污染；修復(fù)技術(shù)
1 引言
土地是人類生存和發(fā)展的主要資本和物質(zhì)基礎(chǔ)，為人類生存和發(fā)展提供了重要的物質(zhì)和數(shù)量基礎(chǔ)。隨著工農(nóng)業(yè)的迅速發(fā)展，人類把帶有大量有毒有害的物質(zhì)排入到環(huán)境中。這在相當(dāng)多的領(lǐng)域造成了大量的土壤污染，土壤環(huán)境污染的問題越來越嚴(yán)重。
2 國內(nèi)外土壤鎘污染狀況
鎘是生物生長和發(fā)育過程中的非必需元素，它也是自然界中最有害的重金屬之一，它在土壤中與Hg、As、Cr和Pb一起稱為“五毒元素”[1，2]。Cd在自然環(huán)境中分布極廣，地殼中的平均含量為0.2 mg/kg，廣泛存在于巖石、沉積物及土壤中[3]。近年來，由于在環(huán)境中Cd的含量增加，在許多國家中已經(jīng)廣泛關(guān)注，由于這些國家對食品中重金屬的安全性的普遍了解，已經(jīng)為農(nóng)田土壤作物制定了一套嚴(yán)格的標(biāo)準(zhǔn)見表1[4]。
在我國土壤重金屬污染事件頻繁發(fā)生，土壤Cd污染狀況也一直較為嚴(yán)重。例如2013 年5月“鎘大米”事件、2014年廣西大新縣重金屬污染事件等[5]。土壤重金屬污染問題威脅到人民群眾“舌尖上的安全”，成為全社關(guān)注的焦點。據(jù)不完全統(tǒng)計，我國農(nóng)田重金屬鎘污染面積已達(dá)2萬hm2，年產(chǎn)量鎘含量超標(biāo)的農(nóng)產(chǎn)品達(dá)14.6億kg，且有日益加重的趨勢[6]。2014年4月17日環(huán)境保護(hù)部和國土資源部聯(lián)合的《全國土壤污染狀況調(diào)查公報》顯示，全國土壤重金屬的超標(biāo)率為16.1%的重金屬，西南、中南地區(qū)土壤重金屬鎘、汞、砷、鉛4種無機(jī)污染含量的范圍從西北到東南，從東北到西南方增加。在所有污染物中，鎘的超標(biāo)率最高，占7.0%，是我國耕地、林地、草地和未利用地的主要污染物之一[7]。依據(jù)《土壤環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》（GB15618-1995）中規(guī)定A適用于一般農(nóng)田、蔬菜地、茶園、果園、牧場等土壤中Cd的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)在0.3～0.6 mg/kg范圍內(nèi)，但是我國有些地區(qū)土壤中的Cd含量超標(biāo)，Cd污染土壤狀況比較嚴(yán)峻[8]。我國部分地區(qū)污染農(nóng)田土壤和農(nóng)作物鎘含量見表2[9]。
3 土壤中鎘的來源
土壤中的Cd主要有天然來源和人為來源兩種[10]。天然來源主要是指含Cd的礦物或巖石通過長期風(fēng)化釋放到土壤中，這構(gòu)成了土壤中Cd的背景值。土壤中鎘在不同地區(qū)的背景值差異很大，世界范圍內(nèi)土壤中鎘的背景值含量為0.01～2.0 mg/kg，平均水平約為0.35 mg/kg[7]。我國土壤中Cd的背景值低于世界平均值，約為0.097 mg/kg[11]。
人為來源較為廣泛，包括采礦、選礦、有色金屬冶煉、電鍍、合金制造、含鎘蓄電池生產(chǎn)等行業(yè)的生產(chǎn)，以及污水、污泥、大氣沉降、農(nóng)藥化肥固體廢棄物等，預(yù)計排放的鎘（Cd）約有82%～94%進(jìn)入到了土壤[12，13]。眾多研究關(guān)注了土壤鎘污染的人為來源[14]，陳懷滿，鄭春榮等學(xué)者研究表明我國因污灌受到污染的耕地約占總污灌面積的45%，其中以Cd和Hg的污染尤為嚴(yán)重；王初，邵莉等研究發(fā)現(xiàn)受交通尾氣和污染物排放影響，公路沿線農(nóng)田土壤重金屬污染呈現(xiàn)距離公路越近的地方污染越嚴(yán)重的規(guī)律，交通對土壤環(huán)境的影響距離從幾十米到數(shù)百米不等[15～17]；顏世紅等通過對礦區(qū)土壤中重金屬鎘來源的研究發(fā)現(xiàn)礦區(qū)附近土壤主要受礦石挖掘與加工產(chǎn)生大量的粉塵、污水、廢氣、固體廢棄物排放鎘污染影響[13，14，18]。
4 土壤中鎘的危害
對于植物，其會抑制植物的光合作用以及植物的酶活性等。植物的光合作用降低使得植物對養(yǎng)分和水分的吸收受到阻礙，導(dǎo)致植物的營養(yǎng)代謝失調(diào)，使得植物生長和產(chǎn)量降低。
對于動物和人類，鎘元素通過食物鏈進(jìn)入人和動物體內(nèi)富集。鎘元素的吸收對人體骨骼、腎、肝、免疫系統(tǒng)和生殖系統(tǒng)具有毒害作用，會引發(fā)骨痛、糖尿病、肺氣腫以及高血壓等病癥，嚴(yán)重的會引發(fā)癌癥等疾病[19]。聯(lián)合國環(huán)境規(guī)劃署（UNEP）也將鎘列為12種具有全球性的危險物質(zhì)中的首位危險物質(zhì)[20]（圖1）。
5 土壤鎘污染修復(fù)技術(shù)研究現(xiàn)狀
土壤中鎘污染危害的嚴(yán)重性及解決的迫切性在國內(nèi)外被廣泛的研究[21]。土壤修復(fù)是指使用能讓土壤中的污染物轉(zhuǎn)移、吸收、降解和轉(zhuǎn)化的物理，化學(xué)和生物等的修復(fù)方法，將其濃度降低到可接受水平，或?qū)⒂卸竞陀泻Φ奈廴疚镛D(zhuǎn)化為無害的物質(zhì)[22]。目前，對含重金屬土壤的修復(fù)技術(shù)主要有物理、化學(xué)、電動法、生物和農(nóng)業(yè)生態(tài)修復(fù)等技術(shù)[21]。
5.1 物理修復(fù)
土壤物理修復(fù)通常用于鎘污染的修復(fù)。如客土法、換土法、翻土法等。通過加入凈土，除去舊土和深土，以便減少土壤鎘污染。Wang等進(jìn)行了土壤深度改良實驗，使白菜鎘的平均濃度降低了50%～80%[23]。目前，這種方法的應(yīng)用已經(jīng)在英國、美國、荷蘭和日本實現(xiàn)。但是成本高，易于二次污染和降低土壤肥力，難以廣泛推廣[24]。鎘污染土壤的物理修復(fù)方法簡單和快速，但它不能真正從土壤中清除鎘污染。這種方法有潛在的危險，此種方法需要大量的資金，人力和物質(zhì)資源，不適合大規(guī)模鎘污染的土壤治理。
5.2 化學(xué)修復(fù)
化學(xué)修復(fù)是指在污染土壤中使用化學(xué)改性劑將重金屬進(jìn)行固定轉(zhuǎn)換、溶解抽提和提取分離，減少污染土壤中的重金屬，改變土壤環(huán)境條件?；瘜W(xué)固定、淋洗和提取是對土壤鎘污染進(jìn)行化學(xué)修復(fù)最常見的方法[25]。例如，硅肥、鈣鎂磷肥、石灰和骨炭粉可以不同程度地抑制玉米對鎘的吸收[26]。
較為常用的鎘污染修復(fù)化學(xué)材料有堿性改良劑（石灰、鈣鎂磷肥等）、黏土礦物（沸石、海泡石等）、拮抗物質(zhì)（硫酸鋅、稀土鑭等）和有機(jī)質(zhì)（泥炭、有機(jī)堆肥等）[25，27]；除此之外，一些金屬螯合劑和表面活性清洗劑目前也逐漸應(yīng)用于鎘污染土壤修復(fù)[28]。化學(xué)修復(fù)的治理效果和費用都適中，且簡單易行，但它沒有起到真正意義上去除鎘污染的作用，只是改變了土壤中鎘存在的形態(tài)，可能由于土壤環(huán)境的變化，有可能再次活化，造成二次污染危險。此外，化學(xué)方法也可能導(dǎo)致化合物造成的微量元素?fù)p失和造成土壤的復(fù)合污染，而不能作為一種永久的修復(fù)措施。
5.3 電動修復(fù)
電動修復(fù)是一個多學(xué)科的研究領(lǐng)域，其原理是將電極插入污染土壤和適當(dāng)大小的DC，發(fā)生土孔隙水和帶電離子遷移，土壤污染物在外電場作用下取向并積聚在電極附近，電極進(jìn)行常規(guī)處理，從而清潔土壤[21，29]。Apostlols G等探討了添加十二烷基硫酸鈉和天然表面活性劑腐殖酸對動電修復(fù)污染土壤修復(fù)的影響，得出的結(jié)果表明，兩種試劑可以促進(jìn)修復(fù)過程中鎘污染的去除[30]。電動修復(fù)是通過向污染土壤的兩側(cè)施加直流電壓以從污染的土壤中去除重金屬，使得土壤中的污染物在電場的作用下在電極的兩端富集。該技術(shù)已應(yīng)用于Cu、Cd、Pb、Zn、Cr、Ni等重金屬污染土壤修復(fù)[25]。該技術(shù)具有采用的化學(xué)試劑少、消耗低，修復(fù)完善的優(yōu)點，是具有良好發(fā)展前景綠色修復(fù)技術(shù)。但是受影響的因素比較多，例如土壤的類型、電流的大小、電極材料和結(jié)構(gòu)等，會在一定程度上影響修復(fù)的效率和速度。
5.4 生物修復(fù)
生物修復(fù)是指利用生物的某些特征，來吸收、降解、轉(zhuǎn)化、抑制和改善重金屬污染。鎘污染土壤的生物修復(fù)一般分為動物修復(fù)、植物修復(fù)和微生物修復(fù)三種類型[31]。
5.4.1 動物修復(fù)
動物修復(fù)是利用土壤中的一些低等動物，如蚯蚓和嚙齒動物，可以吸收土壤中的重金屬，并在一定程度上減少污染土壤中重金屬的比例。這項技術(shù)達(dá)到了重金屬污染土壤的游鐨薷吹哪康摹8夢廴拘薷醇際躚芯咳勻瘓窒抻謔笛槭醫(yī)錐[32]。敬佩等通過重金屬污染土壤接種蚯蚓發(fā)現(xiàn)：蚯蚓具有很強的富集能力，富集量與蚯蚓培養(yǎng)時間成正比[33]。但由于動物生長環(huán)境等因素的影響，修復(fù)效率一般，并不是理想的修復(fù)技術(shù)。
5.4.2 微生物修復(fù)
微生物修復(fù)是指許多微生物與重金屬具有很強的親合性，對重金屬進(jìn)行吸收、沉淀、氧化還原作用，可以降低土壤中重金屬的毒性[25，34]。許多學(xué)者研究發(fā)現(xiàn)這項修復(fù)技術(shù)主要通過改變土壤中重金屬離子的活性，微生物細(xì)胞吸附富集和促進(jìn)超富集植物對重金屬的吸收。微生物修復(fù)作為綠色環(huán)保的修復(fù)技術(shù)，引起了國內(nèi)外相關(guān)研究機(jī)構(gòu)的極大關(guān)注，具有廣泛的應(yīng)用前景，但修復(fù)見效速度慢、修復(fù)效果不穩(wěn)定等，使得大部分微生物修復(fù)技術(shù)還局限在科研和實驗室階段，能應(yīng)用到的實例很少。
5.4.3 植物修復(fù)
植物修復(fù)是指利用植物吸收、吸取、分解、轉(zhuǎn)化，或固定土壤、沉積物、污泥、地表、地下水中有毒有害污染物的技術(shù)的總稱[35]。植物修復(fù)技術(shù)是由Chaney R.L在1983年首先提出[25]。植物修復(fù)主要包括植物的提取、揮發(fā)、降解、根濾和根際微生物降解。植物修復(fù)涉及使用超累植物的特性來修復(fù)重金屬污染的土壤是最廣泛使用的。超積累植物的概念首先由Brooks等在1977 年首先提出，目前文獻(xiàn)報道的超積累植物有近20科、500種，其中十字花科、禾本科居多，主要集中于庭芥屬、蕓苔屬及遏藍(lán)菜屬[36，37]，人們更常見的超積累植物[38～44]見表3。
印度芥菜吸收200 mg/kg的鎘，當(dāng)黃化現(xiàn)象出現(xiàn)時，鎘富集達(dá)52倍；英國的高山屬類，可以吸收高濃度的鎘[45]。生物修復(fù)的優(yōu)點是更簡單的實施，更少的投資和更少的對環(huán)境的損害。缺點是治療效果不明顯，治療時間太長，效果太慢。
5.5 農(nóng)業(yè)生態(tài)修復(fù)
農(nóng)業(yè)生態(tài)恢復(fù)措施是指根據(jù)當(dāng)?shù)貤l件選擇農(nóng)業(yè)管理系統(tǒng)，減少重金屬危害，包括農(nóng)藝修復(fù)措施和生態(tài)恢復(fù)措施。農(nóng)藝修復(fù)措施通常通過改變作物系統(tǒng)，通過植物物種的間作、輪作，或通過向鎘污染的土壤中添加有機(jī)肥料以形成游離形式的有機(jī)絡(luò)合物，從而減少土壤中鎘含量的目的，實現(xiàn)鎘在土壤中的遷移，吸收和降解[46，47]。在我國，有許多關(guān)于生態(tài)修復(fù)措施的研究。一般來說，是通過調(diào)整土壤含水量等生態(tài)因子來控制污染物的環(huán)境介質(zhì)[48]。農(nóng)業(yè)生態(tài)恢復(fù)措施不僅能保持土壤肥力，而且能促進(jìn)自然生態(tài)循環(huán)和系統(tǒng)協(xié)調(diào)的運行。它易于操作和低成本，但是存在許多缺點，如修復(fù)時間長緩慢的效果。
6 展望
國內(nèi)外在土壤Cd污染修復(fù)技術(shù)研究取得了一些進(jìn)步，但是我國的土壤Cd污染面積仍有增加的趨勢，切實有效的污染修復(fù)技術(shù)亟待開展。物理修復(fù)、化學(xué)修復(fù)、電動法修復(fù)方法投資昂貴，所需設(shè)備復(fù)雜。生物修復(fù)中的植物修復(fù)技術(shù)因其保護(hù)環(huán)境，經(jīng)濟(jì)性和有效性而受到高度推崇。但是，植物修復(fù)技術(shù)仍有一些缺點，如植物在Cd污染脅迫下，經(jīng)常生長緩慢，生物量低，而且經(jīng)常受到競爭性雜草的威脅。如果能將現(xiàn)代分子生物學(xué)方法相關(guān)的富集基因的分離和分子克隆應(yīng)用到植物修復(fù)技術(shù)上，產(chǎn)生大量適用于Cd污染土壤的恢復(fù)轉(zhuǎn)基因植物，這對于土壤Cd污染的研究具有深遠(yuǎn)的意義。此外，應(yīng)進(jìn)一步研究修復(fù)過程中的影響因素，尋找土壤Cd污染的來源，從污染源頭、污染特征、污染程度等方面進(jìn)行治理；在已有的修復(fù)方法中，總結(jié)經(jīng)驗，開發(fā)新技術(shù)；每一個修復(fù)技術(shù)都有優(yōu)缺點，在土壤Cd污染中注重多項技術(shù)聯(lián)合修復(fù)土壤鎘污染的研究。
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Present Situation and Prospect of Soil Cadmium Pollution and
Remediation Technology at Home and Abroad
Wang Weiwei1，2，3，Lin Qing1，2，3
（1.Key Laboratory of Environmental Change and Resource Utilization of Ministry of Education，
Guangxi Normal University， Nanning，Guangxi 530001，China；
2.College of Geography Science and Planning， Guangxi Normal University， Nanning，Guangxi 530001，China；
3.Guangxi Key Laboratory of Surface Processes and Intelligent Simulation， Guangxi Normal University，
Nanning，Guangxi 530001， China）
關(guān)鍵詞 耕地；土壤修復(fù)；循環(huán)經(jīng)濟(jì)
中圖分類號 S156 文獻(xiàn)標(biāo)識碼 A 文章編號 1007-5739（2017）09-0210-04
Abstract Soil pollution is the key factor that restricts the development of agriculture in China. It has great practical significance to strengthen the soil remediation and treatment of cultivated land. In this paper，the situation of China′s agricultural land was analyzed，based on the brief review of the present methods of soil remediation，the ideas of circular economy for soil remediation and the case taking the ideas of circular economy as the guidance were elaborated，and some suggestions were put forward to promote the development of farmland soil remediation.
Key words cultivated land；soil remediation；circular economy
土地在人發(fā)展中的作用舉足輕重。人們的生產(chǎn)和生活均需要土地資源的支撐，土地是人類賴以生存的基礎(chǔ)，也是經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展的最基本要素資源，加強土地資源保護(hù)對于人類社會發(fā)展至關(guān)重要。
1 我國耕地形勢
耕地是土地的核心組成部分，耕地的數(shù)量和質(zhì)量對于一個國家的糧食安全、食品安全、人民健康水平、生態(tài)環(huán)境乃至整個經(jīng)濟(jì)發(fā)展均具有決定性作用。近年來，由于我國經(jīng)濟(jì)粗放型發(fā)展的特點較為突出，加之工業(yè)化、城市化的快速推進(jìn)，耕地資源的破壞情況相當(dāng)嚴(yán)重，農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展面臨嚴(yán)峻挑戰(zhàn)。
1.1 耕地資源相對稀缺
我國地域廣闊，土地資源總量較大，但由于人口眾多，人均土地資源不足，2014年我國年中人口為13.6億人，人口密度為145人/km2，是世界平均人口密度的2.59倍。另一方面，我國地形較為復(fù)雜，高原、山地較多，適合耕種的土地相對較少，耕地資源稀缺。2013年我國人均耕地面積為0.078 hm2，是世界平均水平的39.62%，是耕地資源較為稀缺的東亞及太平洋地區(qū)平均水平的75.4%，即使與同樣人口大國的印度相比也有較大差距（表1）。
我國耕地資源平均質(zhì)量水平偏低。國土資源部《2014中國國土資源公報》顯示，根據(jù)土地評定級別劃分，我國優(yōu)等地面積僅占全國耕地評定總面積的2.9%；高等地面積占全國耕地評定總面積的26.5%；中、低等地面積占全國耕地評定總面積的70.6%。
1.2 耕地資源保護(hù)任務(wù)艱巨
近年來，我國政府積極采取各種嚴(yán)厲措施，嚴(yán)格保護(hù)耕地數(shù)量。2006年，《國民經(jīng)濟(jì)和社會發(fā)展第十一個五年規(guī)劃綱要》將1.2億hm2耕地保有量作為具有法律效力的約束性指標(biāo)；2008年，《全國土地利用總體規(guī)劃綱要（2006―2020年）》進(jìn)一步明確2020年我國耕地保有量1.203億hm2的目標(biāo)；2013年底中央農(nóng)村工作會議再次強調(diào)，耕地紅線要嚴(yán)防死守，1.2億hm2耕地紅線仍然必須堅守。但由于工業(yè)化、城市化快速發(fā)展，開發(fā)區(qū)、工業(yè)園區(qū)、房地產(chǎn)項目建設(shè)如火如荼，特別是部分地方盲目追求經(jīng)濟(jì)增長速度，競相攀比開發(fā)項目，耕地資源受到不同程度的侵害。根據(jù)國土資源部《2014中國國土資源公報》顯示，在政策嚴(yán)格控制的背景下，近年來我國耕地面積整體仍呈現(xiàn)微弱減少態(tài)勢。2013年，我國耕地面積為1.35億hm2（圖1），較2009年減少26.67萬hm2。
1.3 耕地污染狀況相當(dāng)嚴(yán)重
改革開放以來，我國農(nóng)業(yè)活力得到了釋放，農(nóng)作物產(chǎn)量大幅提高。2014年，我國糧食產(chǎn)量達(dá)到6.07億t，是1978年的1.99倍；棉花總產(chǎn)量617.8萬t，是1978年的2.85倍。在溫飽問題得到解決的同時，單純追求產(chǎn)量，生產(chǎn)方式粗放，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)呈現(xiàn)出化肥、農(nóng)藥過度依賴特征?；实牟缓侠硎┯貌粌H可以導(dǎo)致土壤酸化，降低微生物活性，而且還會增加土壤中的重金屬和有毒元素。同時，由于土壤肥力和化肥施用效率的下降，往往會陷入不斷進(jìn)一步過量施肥的惡性循環(huán)[1-2]。2014年，我國化肥施用量達(dá)到5 995.9萬t（表2），是1978年的6.78倍。部分發(fā)達(dá)國家公認(rèn)的單位土地化肥施用合理上限約為225 kg/hm2，2014年我國單位土地化肥施用量已經(jīng)為362.4 kg/hm2，是上述標(biāo)準(zhǔn)的1.61倍。農(nóng)藥的危害更為突出，有研究指出，只有30%～40%農(nóng)藥被利用，真正作用于靶標(biāo)生物的僅為0.1%，絕大部分農(nóng)藥對土壤、水、大氣等環(huán)境介質(zhì)產(chǎn)生嚴(yán)重污染[3-4]。目前，我國是世界最大的農(nóng)藥生產(chǎn)和使用國，2013年農(nóng)藥施用強度為10.95 kg/hm2，是1991年的2.1倍，為世界平均水平的2.5倍。
除此之外，污水灌溉、地膜大量使用以及工礦企業(yè)和城市的間接污染，我國耕地污染狀況已經(jīng)相當(dāng)嚴(yán)重[5]。2005―2013年，環(huán)保部和國土資源部聯(lián)合開展了首次全國土壤污染狀況調(diào)查，2014年了調(diào)查公報。調(diào)查結(jié)果顯示，全國土壤環(huán)境狀況總體不容樂觀，部分地區(qū)土壤污染較重，耕地土壤環(huán)境質(zhì)量堪憂。耕地土壤點位超標(biāo)率為19.4%，其中輕微、輕度、中度和重度污染點位比例分別為13.7%、2.8%、1.8%和1.1%，主要污染物為鎘、鎳、銅、砷、汞、鉛、滴滴涕和多環(huán)芳烴。
1.4 耕地污染負(fù)面效果逐步顯現(xiàn)
改革開放以來，經(jīng)過30多年的努力，我國農(nóng)業(yè)發(fā)展成效卓著，基本解決了世界最多人口的溫飽問題。黨的十提出到2020年全面建成小康社會，對農(nóng)業(yè)發(fā)展提出了更高的要求。然而，耕地污染已經(jīng)成為制約我國農(nóng)業(yè)發(fā)展的關(guān)鍵問題。耕地污染不僅降低農(nóng)作物產(chǎn)量，危及我國的糧食安全，而且農(nóng)作物吸收和殘留的污染物將通過食物鏈對人體健康造成不利影響。2013年，廣東“鎘大米”事件受到了廣泛關(guān)注，食品安全已經(jīng)成為全社會高度關(guān)注的話題。
除了“顯性影響”之外，近年來“隱性饑餓”現(xiàn)象也越來越受重視?！半[性饑餓”是指機(jī)體由于營養(yǎng)不平衡或者缺乏某種維生素及人體必需的礦物質(zhì)，同時又存在其他營養(yǎng)成分過度攝入，從而產(chǎn)生隱蔽性營養(yǎng)需求的饑餓癥狀。營養(yǎng)不平衡所形成的“隱性饑餓”將導(dǎo)致人類多種疾病，對人們健康需求構(gòu)成了極大威脅。目前，普遍認(rèn)為，農(nóng)作物的“隱性饑餓”是人類“隱性饑餓”的主要原因，而耕地污染是造成農(nóng)作物營養(yǎng)缺失的主要誘因。
如何探尋一條適合我國特色的耕地土壤修復(fù)和治理之路，不僅對促進(jìn)農(nóng)業(yè)持續(xù)發(fā)展具有重要意義，而且也是我國建成小康社會的重要保障。針對土壤調(diào)查所展現(xiàn)出的問題，2013年初國務(wù)院辦公廳印發(fā)了《近期土壤環(huán)境保護(hù)和綜合治理工作安排》，提出力爭到2020年，建成國家土壤環(huán)境保護(hù)體系，使全國土壤環(huán)境質(zhì)量得到明顯改善。
2 耕地土壤修復(fù)與治理典型技術(shù)
目前，我國耕地土壤污染途徑呈現(xiàn)多樣化的態(tài)勢，既有傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)方式所形成的內(nèi)生性污染，也有工業(yè)企業(yè)和城市生活產(chǎn)生廢棄物所造成的轉(zhuǎn)移性污染，污染物包括有機(jī)污染物和無機(jī)污染物，持續(xù)性污染和非持續(xù)性污染相結(jié)合。在這種背景下，我國耕地土壤修復(fù)面臨較大挑戰(zhàn)。
2.1 休耕與輪作
休耕是指在土地耕種一段時期后，停止一段時期作物種植，以保證耕地營養(yǎng)成分的恢復(fù)以及污染物的降解。世界上許多國家均設(shè)立了休耕制度，20世紀(jì)80年代中期美國就開始實施“土地休耕保護(hù)計劃”，重點補貼土壤極易腐蝕和環(huán)境敏感的作物用地。輪作是利用不同作物的特點，在不同時間段有順序地輪換種植不同作物，以實現(xiàn)土地肥力的保護(hù)。輪作無論是在我國還是在歐洲，都有很長的發(fā)展歷史。休耕和輪作不僅對于保護(hù)地力有重要作用，而且也對土壤污染的治理有積極作用[6-7]。有研究顯示，休耕和輪作對緩解土壤酸化、增強土壤對酸堿的緩沖性能、降低土壤酸化速度均具有積極作用。近年來，我國政府也積極嘗試開展休耕輪作制度，農(nóng)業(yè)部引發(fā)的《2016年種植業(yè)工作要點》中明確指出，在玉米非優(yōu)勢產(chǎn)區(qū)、河北地下水漏斗區(qū)和南方重金屬污染區(qū)，分別開展輪作和休耕試點。
休耕和輪作雖然對于土壤恢復(fù)具有積極作用，但土壤修復(fù)的作用有限，特別是對于持續(xù)性污染的治理很難發(fā)揮效果，而且也無法阻止新污染物的產(chǎn)生。同時，由于休耕和輪作均對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)造成一定的限制，在我國耕地資源稀缺的背景下，大范圍應(yīng)用和推廣難度較大。
2.2 重金屬污染修復(fù)
重金屬是耕地土壤污染的主要組成部分，近年來隨著來自工業(yè)和機(jī)動車的污染增加，耕地重金屬污染狀況有所加劇。重金屬不僅通過食物鏈對人健康產(chǎn)生影響，而且也會對地下水及生態(tài)環(huán)境造成破壞。重金屬污染治理一直是土壤修復(fù)的重點，目前已經(jīng)形成了一系列修復(fù)方法[8-10]。
2.2.1 物理修復(fù)技術(shù)。物理修復(fù)技術(shù)是通過物理方法進(jìn)行重金屬污染修復(fù)的技術(shù)總稱。傳統(tǒng)方法有客土、換土、去表土和深耕翻土法，其基本思路是通過土壤混合和置換來降低污染。熱脫附法是通過對土壤加熱，去除具有揮發(fā)性的重金屬，該方法工藝簡單，但操作成本高，去除重金屬的種類有限。
2.2.2 化學(xué)修復(fù)技術(shù)。與物理修復(fù)不同，化學(xué)修復(fù)往往涉及重金屬或土壤的化學(xué)反應(yīng)。土壤淋洗是采用淋洗劑去處重金屬污染，該方法可以應(yīng)用于重度污染的土壤，但淋洗液成本較高，同時易造成地下水污染和植物營養(yǎng)缺失?；瘜W(xué)改良劑修復(fù)是通過添加改良劑改變土壤特性，促使重金屬發(fā)生氧化、還原、沉淀、吸附等作用，降低重金屬的生物有效性，面對不同的h境該方法尚待研究。
2.2.3 物理化學(xué)法。物理化學(xué)法是綜合采用物理和化學(xué)的方法。電動修復(fù)是在土壤中構(gòu)建電場梯度，促進(jìn)重金屬遷移和聚集，再采用適當(dāng)?shù)奈锢砘蚧瘜W(xué)方法處理，該技術(shù)目前還處于研制階段。穩(wěn)定/固化修復(fù)技術(shù)是通過物理或者化學(xué)方法阻止重金屬的釋放、遷移和擴(kuò)散，從而降低重金屬對于農(nóng)作物及生態(tài)環(huán)境的影響，但該方法并未實現(xiàn)重金屬的根本性去除，仍存在潛在風(fēng)險。離子拮抗技術(shù)是通過元素之間相關(guān)作用降低重金屬毒性，例如硒對部分重金屬具有顯著的拮抗作用。
2.2.4 生物修復(fù)技術(shù)。生物修復(fù)技術(shù)是利用動物、微生物和植物降低重金屬含量和毒性。就本質(zhì)而言，生物修復(fù)技術(shù)也是將重金屬吸附或固定。植物修復(fù)主要分為植物提取、植物揮發(fā)和植物固定，提取和揮發(fā)是通過植物作用將重金屬從土壤中去除，而固定則是降低重金屬的移動性和毒性。微生物修復(fù)是利用微生物對重金屬吸附、沉淀、氧化-還原作用降低重金屬的毒性。動物修復(fù)是利用低等動物吸收土壤中的重金屬，該方法具有一定的局限性?？傮w來看，生物技術(shù)成本低、風(fēng)險小，是土壤修復(fù)的重要方向。植物修復(fù)技術(shù)雖然具有費用低和環(huán)境優(yōu)化的特點，但處理重金屬能力有限，單一植物修復(fù)范圍較小，同時需要較長的種植周期，對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)具有一定的影響。相比較而言，微生物修復(fù)技術(shù)更具發(fā)展?jié)摿蛻?yīng)用前景，是耕地修復(fù)技術(shù)的研究重點。
2.3 有機(jī)污染修復(fù)
化肥、農(nóng)藥的大量使用使我國耕地面臨較為嚴(yán)重的有機(jī)污染，有機(jī)污染是土壤酸化和板結(jié)的重要原因，同時也對人類健康和生態(tài)環(huán)境構(gòu)成巨大威脅[11-12]。有機(jī)污染修復(fù)是土壤治理研究中的重要領(lǐng)域，有機(jī)污染修復(fù)技術(shù)得到世界各國的重視。綜合來看，有機(jī)污染修復(fù)主要理念和途徑與重金屬修復(fù)相同，各種方法均具有各自的優(yōu)缺點（表3）。隨著微生物技術(shù)的發(fā)展，微生物修復(fù)在處理有機(jī)污染方面展現(xiàn)出較好的發(fā)展前景。
3 耕地土壤修復(fù)循環(huán)經(jīng)濟(jì)理念
經(jīng)過幾十年的探索，盡管部分技術(shù)還未成熟，但土壤污染修復(fù)已經(jīng)形成了多種技術(shù)路線并行發(fā)展的技術(shù)體系，為耕地污染治理奠定了基礎(chǔ)。綜合來看，目前土壤修復(fù)技術(shù)仍秉承了線性思維，即以問題為導(dǎo)向的解決方法。這種思維方式存在如下主要問題：一是將污染修復(fù)與污染防治分離，無論是物理法、化學(xué)法還是生物法，修復(fù)主要是降低污染物含量或毒性，而無法對新增污染物進(jìn)行控制；二是將污染修復(fù)與農(nóng)業(yè)生產(chǎn)分離，目前修復(fù)技術(shù)基本上是事后處理，即延續(xù)了傳統(tǒng)的先污染后治理的思路，而且修復(fù)過程往往與農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程脫節(jié)，修復(fù)過程或多或少對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)造成影響，部分修復(fù)技術(shù)還需要停止農(nóng)業(yè)生產(chǎn)活動，在我國耕地資源稀缺的背景下，現(xiàn)有修復(fù)技術(shù)大幅推廣面臨挑戰(zhàn)。
與傳統(tǒng)的線性思維不同，循環(huán)經(jīng)濟(jì)強調(diào)經(jīng)濟(jì)活動與自然生態(tài)的統(tǒng)一，最大限度地降低人類生產(chǎn)活動對生態(tài)環(huán)境的影響。自21世紀(jì)初引入我國以來，循環(huán)經(jīng)濟(jì)在各個領(lǐng)域的實踐發(fā)展迅速，取得了顯著成效。農(nóng)業(yè)是重要的基礎(chǔ)性行業(yè)，也是循環(huán)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重點領(lǐng)域。2013年，國務(wù)院印發(fā)的《循環(huán)經(jīng)濟(jì)發(fā)展戰(zhàn)略及近期行動計劃》提出了構(gòu)建循環(huán)型農(nóng)業(yè)體系的總體要求。立足生態(tài)環(huán)境發(fā)展，以循環(huán)經(jīng)濟(jì)理念引導(dǎo)耕地土壤修復(fù)對于提升耕地治理水平具有重要現(xiàn)實意義。
3.1 耕地土壤修復(fù)中的“減量化”原則
在減少土壤中污染物存量的同時，最大限度地減少污染物增量，實現(xiàn)污染物存量“減量化”和污染物增量“減量化”的統(tǒng)一。一方面，在土壤修復(fù)過程中嚴(yán)格避免對土壤的二次污染；另一方面，積極探討與農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程相融合的土壤修復(fù)新方法，將農(nóng)業(yè)生產(chǎn)與土壤修復(fù)、土壤保護(hù)相結(jié)合。
3.2 耕地土壤修復(fù)中的“資源化”原則
一般而言，經(jīng)濟(jì)活動都將伴隨廢棄物的產(chǎn)生，轉(zhuǎn)變傳統(tǒng)方式，積極開發(fā)廢棄物的再生利用是循環(huán)經(jīng)濟(jì)的核心內(nèi)容。目前，國內(nèi)外研究表明，禽畜糞便、生物有機(jī)肥不僅有利于土壤改良，增加土壤肥力，而且也對于修復(fù)土壤重金屬污染、減少污染物的生態(tài)風(fēng)險具有顯著作用，成為相關(guān)領(lǐng)域的研究前沿。畜禽糞便屬于典型的農(nóng)業(yè)廢棄物，其在耕地修復(fù)領(lǐng)域的應(yīng)用為耕地治理資源化利用農(nóng)業(yè)廢棄物奠定了基礎(chǔ)、開辟了道路。
耕地土壤修復(fù)中的“再利用”原則。農(nóng)業(yè)生產(chǎn)是一個復(fù)雜的系統(tǒng)，經(jīng)過多年的摸索，目前已經(jīng)形成了多種種植、養(yǎng)殖、加工的循環(huán)經(jīng)濟(jì)體系，這些循環(huán)經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)鏈代表了現(xiàn)代農(nóng)業(yè)發(fā)展的方向。作為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的重要環(huán)節(jié)，將耕地土壤修復(fù)納入農(nóng)業(yè)循環(huán)經(jīng)濟(jì)體系，積極推進(jìn)適應(yīng)循環(huán)經(jīng)濟(jì)要求的耕地土壤修復(fù)方法和途徑，實現(xiàn)整個農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程的循環(huán)再利用是現(xiàn)代農(nóng)業(yè)發(fā)展的必然要求。
4 基于循環(huán)經(jīng)濟(jì)理念的耕地土壤修復(fù)案例
安徽一企業(yè)采用了生物有機(jī)肥、微生物、微量元素相結(jié)合的方法進(jìn)行土壤修復(fù)，在基于循環(huán)經(jīng)濟(jì)理念的耕地土壤修復(fù)方面進(jìn)行了有益的探索[13-14]。該方法的核心思路是將土壤修復(fù)技術(shù)引入生物有機(jī)肥之中，從而實現(xiàn)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)與土壤修復(fù)過程的統(tǒng)一，降低土壤修復(fù)對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的影響，降低新污染物的增加。
4.1 主要技術(shù)原理
該技術(shù)的載體為生物有機(jī)肥，主要原料為禽畜糞便和沼氣池沼液，以此為基礎(chǔ)可以構(gòu)建“養(yǎng)殖―沼氣―生物有機(jī)肥―種植”的農(nóng)業(yè)循環(huán)經(jīng)濟(jì)體系。土壤修復(fù)主要來自2個方面：一是通過提取和培育區(qū)域性土壤原生態(tài)益生菌，對土壤微生物環(huán)境進(jìn)行修復(fù)和改善。微生物環(huán)境的改善，有利于促進(jìn)農(nóng)作物對養(yǎng)分的平衡吸收，減少生長對化學(xué)肥料的依賴性，同時還由于生防微生物的參與，提高植物自身免疫功能和對抗多種病蟲害的綜合抗性水平，減少化學(xué)農(nóng)藥的施用。此外，該方法還有助于保護(hù)區(qū)域土壤的多樣性，由于采取區(qū)域代表性的原生菌群落，促進(jìn)區(qū)域土壤原生微生物環(huán)境的修復(fù)，對于區(qū)域特色農(nóng)產(chǎn)品的種植具有積極作用。二是通過微量元素的補充，對土壤中的重金屬污染物產(chǎn)生一定的拮抗作用，降低重金屬的毒性。另外，土壤微量營養(yǎng)元素（如鋅、硒、硅等）的平衡補充也對于農(nóng)作物生長、產(chǎn)品品質(zhì)提高具有促進(jìn)作用。
4.2 應(yīng)用實踐效果
整體而言，該方法仍處于探索階段，但在相關(guān)領(lǐng)域的應(yīng)用已經(jīng)展現(xiàn)出一定的實踐效果。2013年開始，相關(guān)機(jī)構(gòu)在安徽省金寨縣以六安瓜片的種植為基礎(chǔ)開展了一系列土壤修復(fù)技術(shù)應(yīng)用研究。目前，已經(jīng)完成了對作物和土壤的初步檢測。
在茶葉葉片對比分析之中，該方法培育出的茶葉葉片柵欄組織相對厚度、柵欄組織細(xì)胞平均數(shù)、葉面背后平均氣孔數(shù)均要多于普通方法種植和野生環(huán)境生長的茶葉。在茶葉成分比較中，該方法培育出的茶葉微量元素和營養(yǎng)成分含量均遠(yuǎn)高于市場上銷售的主要茶葉品種。
對土壤進(jìn)行微生物基因組DNA分析，結(jié)果顯示該方法對茶園真菌群落構(gòu)成的影響是使之向原生態(tài)環(huán)境“趨近”，并由此帶來整個土壤微生物環(huán)境的改變，使土壤細(xì)菌群落構(gòu)成有異于傳統(tǒng)茶園。
5 推進(jìn)耕地土壤修復(fù)的建議
目前，我國耕地土壤污染問題已經(jīng)相當(dāng)突出，由此造成的經(jīng)濟(jì)社會問題也日益凸顯，加強耕地土壤修復(fù)和治理已經(jīng)迫在眉睫。耕地土壤修復(fù)既是一個技術(shù)問題，也是一個經(jīng)濟(jì)問題，具有很強的復(fù)雜性，合理選擇耕地土壤修復(fù)方法和路徑對于我國農(nóng)業(yè)健康發(fā)展具有重要意義。
5.1 樹立耕地土壤修復(fù)系統(tǒng)觀，積極引入循環(huán)經(jīng)濟(jì)理念
充分認(rèn)識農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的系統(tǒng)性，綜合考慮各種影響因素，特別是在我國耕地資源相對不足、糧食安全面臨挑戰(zhàn)的背景下，注重耕地土壤修復(fù)與治理的整體效應(yīng)，盡可能降低對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的影響。作為系統(tǒng)理論的重要體現(xiàn)，經(jīng)過多年努力循環(huán)經(jīng)濟(jì)已經(jīng)在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域中得到了較快發(fā)展，并取得了@著效果，代表了現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的發(fā)展方向。耕地土壤修復(fù)與治理要積極融入農(nóng)業(yè)循環(huán)經(jīng)濟(jì)體系，加強循環(huán)經(jīng)濟(jì)理念對技術(shù)路徑選擇的指導(dǎo)，從而切實解決我國土壤污染問題。
5.2 完善土壤治理相關(guān)政策，促進(jìn)耕地土壤修復(fù)與農(nóng)業(yè)循環(huán)經(jīng)濟(jì)融合發(fā)展
目前，我國還沒有耕地土壤修復(fù)的專項政策和規(guī)劃，耕地土壤修復(fù)缺乏整體的指導(dǎo)。根據(jù)目前我國耕地污染狀況，應(yīng)加快相關(guān)政策的制訂，科學(xué)評估現(xiàn)有土壤修復(fù)的技術(shù)和方法，制訂切實可行的耕地土壤修復(fù)總體戰(zhàn)略。耕地土壤治理和循環(huán)經(jīng)濟(jì)發(fā)展涉及多個主管部門，國家發(fā)改委、環(huán)保部、農(nóng)業(yè)部等有關(guān)部門應(yīng)加強溝通交流，增強相關(guān)政策之間的銜接，加強循環(huán)經(jīng)濟(jì)理念對耕地土壤修復(fù)的指導(dǎo)，積極探索耕地土壤修復(fù)循環(huán)經(jīng)濟(jì)新模式。
5.3 加強技術(shù)研發(fā)，積極推廣先進(jìn)的土壤修復(fù)技術(shù)
耕地土壤修復(fù)具有很強的技術(shù)性，土壤污染問題治理有賴于技術(shù)創(chuàng)新的支撐。支持科研院所、高校開展相關(guān)研究，基于我國土壤特點創(chuàng)新土壤修復(fù)技術(shù)。根據(jù)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和農(nóng)業(yè)循環(huán)經(jīng)濟(jì)的特點，重點突破關(guān)鍵技術(shù)，為耕地土壤修復(fù)與農(nóng)業(yè)循環(huán)經(jīng)濟(jì)融合發(fā)展創(chuàng)造條件。鼓勵有條件的企業(yè)開展基于循環(huán)經(jīng)濟(jì)的土壤修復(fù)模式的試驗和示范，完善相關(guān)技術(shù)的服務(wù)支撐體系，加強對相關(guān)技術(shù)的評估，積極推廣和應(yīng)用先進(jìn)技術(shù)，探索適合我國國情的耕地土壤治理途徑。
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霍漢鑫①HUOHan-xin；蘇文湫①SUWen-qiu；朱亦珺①ZHUYi-jun；宋爽①SONGShuang；
董瑞芬②DONGRui-fen；陳斌①CHENBin；鞠麗萍①JULi-ping
（①北京礦冶研究總院，北京100160；②中國中元國際工程有限公司，北京100089）
（①BeijingGeneralResearchInstituteofMiningandMetallurgy，Beijing100160，China；
②ChinaIPPRInternationalEngineeringCo.，Ltd.，Beijing100089，China）
摘要：Cd作為重金屬污染物中毒性最強的元素之一，已經(jīng)對我國土壤特別是農(nóng)田土壤造成了嚴(yán)重污染。由于Cd在土壤環(huán)境中有不可降解性，其毒性具有隱蔽性與積累性，如果含Cd的污染物富集在動植物內(nèi)，就可以通過食物鏈對人類的健康造成風(fēng)險。當(dāng)重金屬進(jìn)入土壤環(huán)境中，土壤的性質(zhì)與水土環(huán)境因子會影響土壤與Cd的相互吸附關(guān)系，使得Cd在水土環(huán)境中的穩(wěn)定性與遷移復(fù)雜多變。因此，本文對土壤與Cd的吸附機(jī)理與影響兩者相互吸附的水土環(huán)境因子進(jìn)行了綜述。
Abstract:Asoneofthemosttoxicelementsofheavymetalscontaminantsinsoil,CadmiumhasledtoseriouspollutionforcultivatedsoilinChina.Sincethelowbio-degradability,Cadmiumcouldhasahighaccumulationabilitywithoutimpactingthegrowthofplants.Afterwards,Cadmiummayhasastrongriskandtoxicityeffectforhumanthroughfoodchain.OnceCadmiumappearsinsoil,thesorptionbetweensoilandCadmiumisimpactedbythedifferentfactorsofsoilandgroundwaterparameters,thestabilityandtransportationofCadmiumisalsoaffected.Therefore,thefactors(e.g.,pH,organicmattercontent,claymineralsdifferenttypesofelectrolytesandionicstrength,etc.)influencingthesorptionbehaviorbetweensoilandCadmiumiscriticallyreviewedandsummarized.
關(guān)鍵詞 ：土壤；Cd；吸附；水土環(huán)境
Keywords:soil；Cadmium；sorption；water-soilenvironment
中圖分類號：S153文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A文章編號：1006-4311（2015）21-0199-04
0引言
Cd是我國土壤重金屬污染中“五毒”（Cd、Cr、Pb、As、Hg）中毒性最強的元素之一[1，2]。Cd是一種積累性的劇毒元素，其毒理性具有長期性與隱蔽性的特點，其在環(huán)境中不能被微生物降解，只會在環(huán)境中不斷擴(kuò)散、轉(zhuǎn)化，最終通過富集效應(yīng)在動植物內(nèi)不斷積累產(chǎn)生更大的毒性。人體某些器官中的Cd含量隨著年齡的增長而增加，其危害往往需要數(shù)十年才能被發(fā)現(xiàn)，進(jìn)而引起心血管系統(tǒng)疾病、腎臟功能失調(diào)、骨骼軟化等疾病[3-5]。目前，我國有超過10萬公頃的農(nóng)業(yè)土壤已經(jīng)遭受到了不同程度的Cd污染，而由于稻米對于Cd具有較強的吸附能力，也直接導(dǎo)致了我國多個地區(qū)稻米中Cd的含量超標(biāo)，如貴州同仁、廣西陽朔、湖南株洲、浙江遂昌、江西大余、遼寧李石等多個地區(qū)[6-9]。對Cd的環(huán)境行為、污染防治與修復(fù)等方面的研究一直受到廣泛關(guān)注，并也已納入我國“十三五”規(guī)劃中重點工作內(nèi)容。因此，對于土壤與Cd的吸附研究可以為土壤Cd污染的修復(fù)機(jī)理提供相關(guān)的理論基礎(chǔ)，為土壤Cd污染的修復(fù)工程開展與實施提供依據(jù)。
1土壤Cd的限值與污染現(xiàn)狀
環(huán)境中的Cd主要來自于天然形成與人類活動。其中天然狀態(tài)下的Cd主要賦存于含Cd的巖石中，其含量約在0.01mg/kg-2.00mg/kg，而人類活動排入環(huán)境中的Cd主要存在于土壤、水環(huán)境與大氣環(huán)境中[10，11]。
為了保證含Cd污染物在土壤中的含量對動植物、人體健康不造成不良影響，我國《土壤環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》（GB15618-1995）中規(guī)定土壤中的Cd的背景值應(yīng)小于0.20mg/kg，對于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)與人體健康的土壤限制應(yīng)小于0.30mg/kg（pH≤7.5）或0.06mg/kg（pH>7.5），為保證農(nóng)林生產(chǎn)和植物正常生長的土壤臨界值應(yīng)小于1.0mg/kg[12]?！妒秤棉r(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)地環(huán)境質(zhì)量評價標(biāo)準(zhǔn)》（HJ332-2006）中規(guī)定食用農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)地土壤環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)符合《土壤環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》（GB15618-1995）中的規(guī)定。溫室蔬菜產(chǎn)地環(huán)境質(zhì)量評價標(biāo)準(zhǔn)（HJ333-2006）中規(guī)定當(dāng)土壤pH<7.5時，土壤的Cd含量應(yīng)小于0.30mg/kg；當(dāng)土壤pH>7.5時，土壤的Cd含量應(yīng)小于0.40mg/kg。在《農(nóng)用污泥污染物控制標(biāo)準(zhǔn)》（GB4284-84）中規(guī)定農(nóng)用污泥中污染物控制標(biāo)準(zhǔn)值（即最高容許含量）應(yīng)符合：在酸性土壤中（pH<6.5）應(yīng)小于5mg/kg，在堿性土壤（pH>6.5）中小于20mg/kg。
2土壤吸附Cd的類型
土壤對Cd的吸附類型可分為非專性吸附與專性吸附兩種。非專性吸附指的是土粒表面由靜電引力對離子的吸附，即離子交換，Cd2+與土壤表面通過庫倫作用力相互作用，是可逆吸附，發(fā)生速度快。專性吸附指的是非靜電因素引起的土壤對離子的吸附，指的是土壤顆粒與Cd2+形成螯合物，Cd2+與有選擇性地與土壤顆粒中有機(jī)質(zhì)（如天然有機(jī)質(zhì)）或可變電荷礦物（如鐵錳氧化物）的氧原子或羥基產(chǎn)生內(nèi)層絡(luò)合，所以專性吸附是具有選擇性，反應(yīng)速度也較非專性吸附慢[13-15]。Cd2+與土壤顆粒的專性吸附可以用方程式：
S-OH+Cd2++H2OS-O-CdOH2++H+
式中S表示土壤顆粒的表面，-OH表示土壤顆粒表面的羥基。
3影響土壤與Cd吸附的要素
當(dāng)重金屬進(jìn)入土壤環(huán)境中，土壤的性質(zhì)與水土環(huán)境因子會影響土壤與Cd的相互吸附關(guān)系，使得Cd在水土環(huán)境中的穩(wěn)定性與遷移復(fù)雜多變（圖1）。
3.1pH對土壤吸附Cd的影響
土壤環(huán)境的pH是影響土壤顆粒與Cd2+吸附的重要因素之一[16，17]。在土壤顯示酸性pH值時，土壤與Cd2+吸附的主要制約因素是土壤的表面性質(zhì)，但隨著土壤環(huán)境pH的增高，控制土壤與Cd2+相互吸附的主導(dǎo)因素則為Cd2+的水解、沉淀等反應(yīng)，不同類型的土壤對于Cd2+的吸附差異也隨之降低。
隨著土壤環(huán)境pH值的升高（>7.5）[16]，Cd2+與水生成CdOH+生成，由于CdOH+與土壤吸附親和力高于Cd2+，所以土壤有機(jī)質(zhì)-Cd絡(luò)合物的穩(wěn)定性隨pH升高而增強。其次，由于土壤環(huán)境pH升高，土壤溶液中H+與金屬陽離子（如，F(xiàn)e2+、Al3+、Mg2+等）含量降低，與Cd2+競爭吸附下降，也利于土壤與Cd吸附。此外，在堿性條件下，有利于形成Cd的氫氧化物、硫化物、磷酸鹽和碳酸鹽沉淀，有利用土壤與Cd2+相互作用[6，7，14，16]。
在酸性條件下，土壤中吸附反應(yīng)起主控作用[16]。但隨著土壤環(huán)境pH升高，在中性或堿性條件下，土壤中粘土礦物、水合氧化物和有機(jī)質(zhì)表面負(fù)電荷增加，對Cd2+的吸附力增大。同時在氧化物表面對Cd2+的專性吸附、土壤有機(jī)質(zhì)-金屬絡(luò)合物的穩(wěn)定性隨之增加。
3.2有機(jī)質(zhì)對土壤吸附的影響
土壤中的有機(jī)質(zhì)是影響土壤顆粒與Cd2+吸附的另一個重要因子[18-20]。這是由于土壤中的有機(jī)質(zhì)含有大量的羧基、羥基，酚羥基等官能團(tuán)，這些官能團(tuán)可以與Cd2+發(fā)生反應(yīng)，形成較為穩(wěn)定的有機(jī)-Cd的絡(luò)合物[21]。因此，土壤吸附Cd2+的含量與土壤中有機(jī)質(zhì)的含量成正比。但在Cd低濃度時（0.001～0.1Cdμmol·kg-1），土壤與Cd2+的吸附也受到土壤中存在的可溶性有機(jī)質(zhì)含量的控制。當(dāng)Cd2+與這些可溶性有機(jī)質(zhì)進(jìn)行絡(luò)合，Cd2+與土壤顆粒表面就會存在空間斥力，從而阻礙Cd2+與土壤顆粒之間的相互吸附[19]。
3.3粘土礦物對土壤吸附Cd的影響
土壤粘粒礦物因具有較大的陽離子交換能力和比表面積，因此對重金屬具有較強的吸附能力，但根據(jù)粘土礦物表面官能團(tuán)的不同，其對重金屬Cd2+的吸附能力也有不同[19，22-24]。土壤粘粒礦物要包括層狀硅酸鹽粘土礦物、纖維狀硅酸鹽粘土礦物，非硅酸鹽粘土礦物（非晶質(zhì)粘土礦物）。研究發(fā)現(xiàn)非晶質(zhì)粘土礦物中的鐵氧化物對Cd2+具有較強的親和性，土壤顆粒對Cd的最大吸附量與非晶質(zhì)的鐵氧化物含量呈正相關(guān)[25-32]。
3.4土壤中電解質(zhì)對土壤修復(fù)Cd的影響
3.4.1電解質(zhì)的離子強度
土壤水溶液中背景電解質(zhì)的離子濃度對Cd2+的吸附也產(chǎn)生影響，隨著土壤水溶液中離子強度的升高，Cd2+的活度系數(shù)會隨之下降，并且無極絡(luò)合物的含量也會增加，陽離子與Cd2+的競爭吸附效應(yīng)也會升高，降低土壤顆粒對Cd2+的吸附能力，反之亦然。例如，當(dāng)溶液pH為5，NaNO3的離子濃度從0.01mol/L增加到1.5mol/L時，土壤對Cd2+的最大吸附量由0.1mmol/kg減少至0.05mmol/kg。當(dāng)土壤水溶液中電解質(zhì)為Ca（NO3）2時，土壤對于Cd2+的吸附效果亦有類似的降低效果[33]。
3.4.2電解質(zhì)類型
土壤水溶液環(huán)境中存在著不同種類的電解質(zhì)，土壤顆粒對Cd2+的吸附性能主要受到陽離子類型的影響[34]。土壤中鈣離子對土壤吸附Cd2+的影響要大于鈉離子[34，35]。在以鈉離子為主要陽離子土壤中Cd2+的吸附量是以鈣離子為主要陽離子土壤的近5倍。如果土壤顆粒表面與鈣離子吸附達(dá)到飽和，甚至可消除土壤顆粒與Cd2+的交換吸附能力。這是由于在水環(huán)境中鈉離子產(chǎn)生的水化離子半徑與鈣離子相比要小，其對Cd2+的吸附點位的影響??；而鈣離子與Cd2+則具有相似的水化半徑，所以鈣離子對土壤吸附Cd2+的影響遠(yuǎn)大于鈉離子。
土壤水溶液中主要陰離子的類型也對土壤吸附Cd2+有一定影響作用。例如，對于0.005mol/L不同陰離子的鈣鹽（CaSO4、Ca(ClO4）2、CaCl2）為主要電解質(zhì)的土壤，其對Cd2+最大吸附量順序為CaSO4>Ca(ClO4）2>CaCl2，所以土壤中主要陰離子對Cd吸附的影響力為Cl->ClO4->SO42-[36]。
3.5土壤的氧化還原電位
土壤的氧化還原電位也可以通過影響土壤中硫元素的形態(tài)間接影響土壤對Cd2+的影響[16，37，38]。當(dāng)土壤處于還原環(huán)境（如水分飽和狀態(tài)或深層土壤），土壤或地下水環(huán)境中普遍分布的SO42-轉(zhuǎn)化為S2-，從而使土壤環(huán)境中的Cd2+轉(zhuǎn)化為CdS沉淀，降低土壤中Cd2+的含量，土壤對Cd的吸附量增加。當(dāng)土壤處于氧化環(huán)境，S2-轉(zhuǎn)化為SO42-，又可使得CdS沉淀中的Cd2+再次釋放到環(huán)境中，土壤對Cd2+的吸附量明顯減少[39，40]。
3.6其他影響土壤吸附Cd的因子
影響土壤顆粒吸附Cd2+的因素很復(fù)雜，不僅僅是有一個因子作用，往往是由幾個或多個因子同時進(jìn)行作用，且還因土壤自身性質(zhì)的的差異而不同[41]。土壤顆粒與Cd2+的相互吸附還受到其他的因素的影響。例如，當(dāng)土壤環(huán)境水溶液中的鐵、鋁、錳離子含量增加，由于競爭吸附的作用，土壤對Cd2+的吸附會明顯下降；當(dāng)土壤中的可溶性硅酸鹽增加也會明顯增加土壤對Cd2+的吸附做用。此外，土壤中的Cd2+還有可能取代粘土顆粒晶格中的金屬離子Cd2+。此外，土壤水分含量也可通過影響土壤氧化還原電位間接改變土壤對于Cd的吸附[16]。
4結(jié)論
土壤顆粒與Cd2+的吸附受到土壤自身性質(zhì)與土壤水土環(huán)境因子的影響。土壤與Cd2+的吸附既有專性吸附也有非專性吸附，吸附規(guī)律復(fù)雜。目前的研究工作多圍繞單土壤單個因子對于Cd2+的吸附作用研究，對于多個離子同時作用影響的研究工作尚少，因此實驗結(jié)果真實代表性差。在將來的研究工作中，應(yīng)注重復(fù)合因子對于吸附Cd2+的作用影響，并結(jié)合相應(yīng)的數(shù)學(xué)模擬工具，對土壤中Cd2+的吸附-解吸-遷移工作進(jìn)行全面研究，為研發(fā)修復(fù)/鈍化土壤中Cd的相關(guān)研究提供更全面的理論參數(shù)與機(jī)理支撐。
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關(guān)鍵詞：鉛污染；防治；對策
中圖分類號：X171.5文獻(xiàn)標(biāo)識碼： A
引言
隨著我國城市化的加快、現(xiàn)代工業(yè)和交通的迅速發(fā)展。環(huán)境鉛污染的問題日益突出，成為威脅人類健康的重要環(huán)境因素之一。城市環(huán)境鉛污染主要來源于汽油燃燒產(chǎn)生的廢氣，含鉛涂料、采礦、冶煉、鑄造等工業(yè)生產(chǎn)活動，食品和水的鉛污染以及含鉛殺蟲劑污泥施用于農(nóng)業(yè)土壤等。同時，鉛還可能是一種致癌物質(zhì)，根據(jù)對鉛致癌性的動物實驗和人群研究，美國環(huán)保局認(rèn)為鉛是“可能的人類致癌物”。因此，必須采取積極措施防治環(huán)境鉛污染和對人體的毒害?；谏鲜霰尘?，本文就我國城市鉛污染的現(xiàn)狀及其防治對策進(jìn)行一點初淺的探討。
一、城市鉛污染的概念
鉛是一種青灰色重金屬。在加熱到400-500℃時會有鉛蒸汽逸出形成鉛煙，在用鉛錠制造鉛粉和極板的過程中都會有鉛塵散發(fā)，污染空氣，當(dāng)空氣中鉛煙塵達(dá)到一定濃度對人體是有害的。
鉛對環(huán)境的污染：一是由冶煉、制造和使用鉛制品的工礦企業(yè)，尤其是來自有色金屬冶煉過程中所排出的含鉛廢水、廢氣和廢渣造成的。二是由汽車排出的含鉛廢氣造成的，汽油中用四乙基鉛作為抗爆劑，在汽油燃燒過程中，鉛便隨汽車排出的廢氣進(jìn)入大氣。
城市土壤不同于農(nóng)業(yè)土壤，城市土壤作為地球土壤圈的一個組成部分，是城市污染物的源和匯。關(guān)系到城市生態(tài)環(huán)境質(zhì)量和人類健康。從分布區(qū)域、人為作用方式和作用強度及形成過程等方面看。土壤鉛污染在我國許多城市普遍存在，而且部分地區(qū)較為嚴(yán)重，鉛污染具有明顯的人為富集和空間變異性大的特征。
二、城市鉛污染現(xiàn)狀分析
自2009年8月以來，我國相繼發(fā)生了多起鉛污染事件，人民群眾健康受到嚴(yán)重影響。為有效整治環(huán)境違法行為，切實維護(hù)群眾環(huán)境權(quán)益，促進(jìn)社會和諧穩(wěn)定，國家環(huán)保局根據(jù)環(huán)保部和政府統(tǒng)一部署，以貫徹落實國家《重金屬綜合污染防治“十二五”規(guī)劃》、深入整治重點行業(yè)企業(yè)鉛污染為重點，堅決淘汰達(dá)不到環(huán)保要求的小型冶煉企業(yè)，強化涉鉛化工企業(yè)生產(chǎn)全過程監(jiān)管，督促鉛排放企業(yè)開展清潔生產(chǎn)審核。
國內(nèi)很多涉鉛企業(yè)在環(huán)保措施方面有一定可取之處，例如：企業(yè)的生產(chǎn)廢水基本上都能夠做到回用；對生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的廢氣（如在燒片、磨粉過程中產(chǎn)生的鉛層，酸處理過程中產(chǎn)生的酸霧等）都有收集處理裝置；企業(yè)加強了工人的生產(chǎn)安全意識，要求工人在生產(chǎn)過程中必須戴口罩、每年進(jìn)行體檢等。但是同時也存在不少問題，需通過加大監(jiān)管力度，促進(jìn)企業(yè)不斷改進(jìn)，主要表現(xiàn)在：
（1）企業(yè)生產(chǎn)鉛粉的車間地面上的鉛粉較多，沒有很好的收集，在運輸過程中也有拋灑滴漏存在；（2）企業(yè)的處理設(shè)施都不能正常運行，如鉛塵吸收處理裝置、酸霧處理裝置等；（3）企業(yè)生產(chǎn)車間的地面都已被酸腐蝕，存在滲漏現(xiàn)象；（4）企業(yè)回用池容易被酸腐蝕，不利于廢水的收集利用。
三、城市鉛污染的防治對策
（一）加大整治力度，切斷鉛污染源
（1）各級環(huán)保部門要進(jìn)一步加大鉛蓄電池及再生鉛企業(yè)的執(zhí)法監(jiān)察力度，嚴(yán)格按照環(huán)保專項行動工作方案的要求，對未經(jīng)環(huán)境影響評價或達(dá)不到環(huán)境影響評價要求的，一律停止建設(shè)。
（2）要逐步改進(jìn)礦山開采手段，提高冶煉技術(shù)，減少鉛的排放；整改含鉛工廠企業(yè)以及鉛酸蓄電池工業(yè)，淘汰落后設(shè)備和工藝，完善排污/回收處理系統(tǒng)。推廣先進(jìn)的無鉛工藝技術(shù)，研制新的綠色產(chǎn)品，以減少鉛污染。
（3）要進(jìn)行兒童血鉛篩查，建立以疾病控制、婦幼保健、兒童醫(yī)療機(jī)構(gòu)為主的兒童血鉛監(jiān)測網(wǎng)，對于環(huán)境污染嚴(yán)重地區(qū)的兒童，做到早發(fā)現(xiàn)、早干預(yù)。多部門合作開展健康教育，動員全社會各界廣泛參與，利用電視、報紙、廣播等媒體大力宣傳兒童鉛中毒的危害及其預(yù)防措施，提高廣大群眾對鉛污染的認(rèn)識。
（二）進(jìn)一步加強環(huán)境中鉛的管理
（1）各級環(huán)保部門應(yīng)建立企業(yè)環(huán)境信息披露制度，鉛蓄電池及再生鉛企業(yè)應(yīng)每年向社會企業(yè)年度環(huán)境報告，公布鉛污染物排放和環(huán)境管理等情況，包括轄區(qū)內(nèi)所有鉛蓄電池及再生鉛企業(yè)名單、地址，以及污染物排放情況等。
（2）引進(jìn)市場機(jī)制，推進(jìn)保險經(jīng)紀(jì)中介服務(wù)，推行鉛蓄電池和再生鉛行業(yè)的環(huán)境污染責(zé)任保險制度，位于重點區(qū)域的企業(yè)及環(huán)境風(fēng)險較大的生產(chǎn)企業(yè)應(yīng)購買環(huán)境污染責(zé)任保險。環(huán)境污染責(zé)任保險將與重金屬污染防治專項資金掛鉤。
（3）要加強宣傳力度，把回收廢鉛蓄電池變成每個公民的自覺行動。讓更多群眾了解廢鉛蓄電池的危險性、回收的重要意義，把回收廢鉛蓄電池變成每個公民的自覺行動，抵制將鉛蓄電池賣給流動商販。
（三）確保鉛污染物穩(wěn)定達(dá)標(biāo)排放
（1）鉛蓄電池企業(yè)應(yīng)切實采取有效措施對極板鑄造、合膏、涂片、化成等工藝進(jìn)行全面污染治理，必須建設(shè)完善的鉛煙、鉛塵、酸霧和廢水收集、處理設(shè)施，并保證污染治理設(shè)施正常穩(wěn)定運行，達(dá)標(biāo)排放，減少無組織排放。
（2）嚴(yán)禁將鉛蓄電池破碎產(chǎn)生的廢酸液未經(jīng)處理直接排放，鉛蓄電池及再生鉛企業(yè)生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的廢渣及污泥等危險廢物必須委托持有危險廢物經(jīng)營許可證的單位進(jìn)行安全處置，嚴(yán)格執(zhí)行危險廢物轉(zhuǎn)移聯(lián)單制度。接觸鉛煙、鉛塵的廢棄勞動保護(hù)用品應(yīng)按照危險廢物進(jìn)行管理。
（3）鉛蓄電池及再生鉛企業(yè)要進(jìn)一步規(guī)范物料堆放場、廢渣場、排污口的管理，逐步安裝鉛在線監(jiān)測設(shè)施并與當(dāng)?shù)丨h(huán)保部門聯(lián)網(wǎng)，未安裝在線監(jiān)測設(shè)施的企業(yè)必須具有完善的自行監(jiān)測能力，建立鉛污染物的日監(jiān)測制度。
（四）建立重金屬污染責(zé)任終身追究制
（1）對造成環(huán)境危害的肇事企業(yè)要立即責(zé)令停產(chǎn)，停止排放污染物。因重金屬污染造成群發(fā)性健康危害事件或造成特大環(huán)境污染事故的，要依法對造成環(huán)境危害的企業(yè)負(fù)責(zé)人及相關(guān)責(zé)任人追究刑事責(zé)任。
（2）要從企業(yè)的立項、審批、驗收、生產(chǎn)和監(jiān)管各環(huán)節(jié)，依法依紀(jì)對當(dāng)?shù)卣约坝嘘P(guān)部門責(zé)任人員實施問責(zé)，嚴(yán)肅追究相關(guān)責(zé)任單位和責(zé)任人員的行政責(zé)任。造成較大影響的，取消其三年內(nèi)在環(huán)保系統(tǒng)評先資格。
（3）今后凡發(fā)生重金屬污染事件的地區(qū)，當(dāng)?shù)卣饕I(lǐng)導(dǎo)應(yīng)承擔(dān)領(lǐng)導(dǎo)責(zé)任。凡發(fā)生重特大鉛污染事件以及由鉛污染引發(fā)的國家環(huán)境保護(hù)模范城市和生態(tài)建設(shè)示范區(qū)，一律立即撤銷其國家環(huán)境保護(hù)模范城市和生態(tài)建設(shè)示范區(qū)稱號，三年內(nèi)不再受理其申請。
四、結(jié)論
總之，鉛的排放已經(jīng)對環(huán)境造成了一定的危害，鉛污染防治工作已經(jīng)迫在眉睫，應(yīng)該引起社會的廣泛關(guān)注和重視，經(jīng)濟(jì)的發(fā)展決不能以犧牲環(huán)境作為代價。要加強對鉛作業(yè)污染的管理，停止使用含鉛汽油，控制其他排鉛工業(yè)污染源。此外，呼吁政府部門應(yīng)加強對鉛污染項目的監(jiān)管，對已經(jīng)受到影響的水和土壤，要采取積極有效的措施，盡量減小污染危害。
參考文獻(xiàn)
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[關(guān)鍵詞]鎘污染；鎘污染來源及危害；事故應(yīng)急處理方法
中圖分類號：Q958.116 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1009-914X（2015）12-0028-02
2004年6月初，楚雄市龍川江發(fā)生嚴(yán)重鎘污染事件，楚雄水文站、智民橋、黑井等斷面的總鎘超標(biāo)36.4倍；2005年12月15日北江韶關(guān)段出現(xiàn)嚴(yán)重鎘監(jiān)測濃度超標(biāo)，高橋斷面檢測到鎘濃度超標(biāo)12倍多……到近期的廣西龍江河鎘污染，龍江河宜州拉浪碼頭前200米水質(zhì)重金屬超標(biāo)80倍?，F(xiàn)在大家都已經(jīng)聞“鎘”色變，這么頻繁的鎘污染事件給我們敲響警鐘，在面對鎘污染事件的時候，我們不能坐以待斃，要懂得怎么應(yīng)對，怎么處理，怎么消除污染。針對重金屬鎘的污染治理上，我國研究人員與國際上許多研究人員都在進(jìn)行相關(guān)的研究。本文就是在前人對含鎘廢水的各種處理方法研究的基礎(chǔ)上，尋找出快速有效地應(yīng)對鎘污染事故的方法，做出的總結(jié)性概述。
1 污染來源
鎘是煉鋅業(yè)的副產(chǎn)品，鎘作為原料或催化劑用于生產(chǎn)電池、塑料、顏料和試劑、塑膠穩(wěn)定劑；由于鎘的抗腐蝕性及耐摩擦性，也是生產(chǎn)不銹鋼、電鍍以及制作雷達(dá)、電視機(jī)熒光屏等原料；還是制造原子核反應(yīng)堆用控制棒的材料之一。隨著電池工業(yè)的發(fā)展，鎳鎘電池以其優(yōu)良的性能得到了廣泛的應(yīng)用，鎳鎘電池的生產(chǎn)在20世紀(jì)80年代中后期快速增長，在鎘年產(chǎn)量不斷增長的。同時，1981年鎳鎘電池用鎘占鎘消費量的23%。因此水體中鎘的污染源主要來自鉛鋅礦、有色金屬冶煉、電鍍、玻璃、油漆顏料、紡織印染、照相、陶瓷和用鎘作原料的化工廠等的排水。鎘的廢舊產(chǎn)品也會造成環(huán)境污染，如廢鎳鎘電池。鎘在水體方面的污染也較為嚴(yán)重。據(jù)有關(guān)資料表明，硫鐵礦石制取硫酸和磷礦石制取磷肥時排出的廢水中含鎘較高，每升廢水中鎘的含量可達(dá)數(shù)十至數(shù)百微克。此外，大氣中的鉛鋅礦以及其它有色金屬的冶煉、燃燒、塑料制品的焚燒所形成的鎘顆粒也可能進(jìn)入水中污染水源，研究發(fā)現(xiàn)，若水源中鎘的含量達(dá)到0.57-3.88mg/L時，下游水體中的魚類就會受到嚴(yán)重污染，如水中氯化鎘的含量為0.001mg/L時，就可使鯉魚在8-18小時內(nèi)死亡。另外，用鎘作原料的觸媒、顏料、塑料穩(wěn)定劑、合成橡膠硫化劑、殺菌劑等排放的鎘也可能對水體造成污染，導(dǎo)致飲用水中鎘含量顯著增加。
2 鎘對人體的危害
2.1 對腎臟的影響吸收的鎘主要通過腎臟經(jīng)尿排出，當(dāng)環(huán)境的鎘長期暴露時，機(jī)體內(nèi)最先出現(xiàn)的是尿鎘的增加，研究資料顯示，當(dāng)尿中鎘含量>2.5-5ug/g時，腎小管和腎功能的損傷都會有所變化。隨著尿中鎘含量的增多，腎皮質(zhì)中尿蛋白和UNAG的不斷升高，導(dǎo)致腎胞漿中總鈣和非蛋白結(jié)合鈣明顯升高，說明鎘對腎損傷時，細(xì)胞鈣穩(wěn)態(tài)受到了破壞，使腎功能發(fā)生異常，進(jìn)而影響尿鋅和鎂排泄的增加。鎘對腎臟的損害不僅表現(xiàn)在尿蛋白和UNAG的升高，而且還與MT的結(jié)合有關(guān)，有人認(rèn)為當(dāng)鎘與MT結(jié)合后對腎臟功能產(chǎn)生的影響會比不與結(jié)合時損害大，而劉杰[3]等在用刪除了MT的轉(zhuǎn)基因動物慢性感染鎘時發(fā)現(xiàn)，鎘在不與MT結(jié)合時就能直接對腎臟造成損傷，而且比起結(jié)合時更嚴(yán)重。
2.2 對骨骼的影響鎘對組織的毒害作用是通過鎘和鈣競爭與鈣調(diào)素（CaM）結(jié)合，干擾鈣與CaM結(jié)合時所調(diào)控的生理生化體系，使Ca2+-ATP酶和磷酸二酯酶活性受到抑制，影響細(xì)胞骨架，刺激動脈血管平滑肌細(xì)胞致使血壓升高。十大公害病之一的“疼痛病”就是鎘通過上述機(jī)制導(dǎo)致的，當(dāng)以居住在鎘污染20年以上的居民為調(diào)查對象時發(fā)現(xiàn)，該人群的前臂骨密度（BMD）隨著尿鎘（UCD）含量的增加而下降，而且鎘污染區(qū)居民在脫離鎘污染環(huán)境20年后，體內(nèi)鎘含量仍然處于較高水平，這樣，下來的鎘就加速了骨脫鈣，致使骨密度下降，引發(fā)骨質(zhì)疏松。
3 污染事故應(yīng)急處理方法
氫氧化鎘是為高度穩(wěn)定、難溶的物質(zhì)。因此飲用水中的鎘可以通過沉淀混凝過濾去除。強化混凝工藝通過采取一定措施，可以發(fā)揮混凝的最佳效果，而且這些藥劑就在常規(guī)生產(chǎn)中使用，選擇強化混凝作為應(yīng)急處理技術(shù)，易于實現(xiàn)“平戰(zhàn)結(jié)合”，具有簡單易行、實用性強等特點。因此：
3.1 對于微污染的水源水，投加堿調(diào)節(jié)pH值的方法處理
把pH值調(diào)到8.5～9.5之間時，能達(dá)到除鎘和混凝沉淀的最佳效果。但若pH值大于9.5時，聚合氯化鋁的混凝效果不好，出現(xiàn)反池的現(xiàn)象。采用投加生石灰，把pH值調(diào)到9.0左右進(jìn)行中試。某水廠進(jìn)行中試驗中發(fā)現(xiàn)投加生石灰20mg/L，鎘的去除率達(dá)75%。若上游的含鎘源水到達(dá)，亦能保證出廠水水質(zhì)符合國家標(biāo)準(zhǔn)。
該方法簡單可行，除鎘效果理想，而且對正常生產(chǎn)影響不大。并對兩種加氯消毒方式進(jìn)行比較試驗后，發(fā)現(xiàn)二次加氯（反應(yīng)前加氯，濾后加氯氨消毒）的消毒方式更簡單。
3.2 對于遭受大的突發(fā)性鎘污染的水體，在水廠常規(guī)工藝的基礎(chǔ)上，考察了化學(xué)沉淀技術(shù)對鎘污染原水的應(yīng)急處理效果
突發(fā)性污染時，鎘主要以溶解態(tài)形式存在，所占比例在60%以上。通過氫氧化物沉淀法，具有除鎘范圍廣、藥劑來源廣泛、不產(chǎn)生二次污染等優(yōu)點，此類方法已經(jīng)在廣州北江鎘污染事件中得以成功運用。當(dāng)分別采用三氯化鐵和聚合氯化鋁為混凝劑時，分別將濾后水pH值控制在8.69和8.58以上，可有效去除超標(biāo)50倍的鎘污染物，且對鎘的去除率隨著pH值的提高而增大；在最大應(yīng)急能力方面，將濾后水pH值分別控制在9.17和8.73以上，可分別有效去除超標(biāo)500和80倍的鎘污染物，使鎘濃度降至國標(biāo)限值以下。在混凝前pH值變化不大的情況下，投加聚合氯化鋁的濾后水pH值的降低幅度要大于投加三氯化鐵的。
3.3 突發(fā)性重金屬污染的應(yīng)急處理方法
目前，針對突發(fā)性重金屬污染事故的應(yīng)急處理方法主要有化學(xué)沉淀及吸附法。
化學(xué)混凝沉淀技術(shù)是通過調(diào)整水廠混凝處理的pH值，使重金屬污染物生成金屬氫氧化物或碳酸鹽等沉淀形式，再通過鋁鹽、鐵鹽等絮凝及沉淀去除。
2005年廣東北江突發(fā)性鎘污染事故應(yīng)急處理中，科研人員通過首先把原水pH值調(diào)至9左右，使鎘形成沉淀物，然后在弱堿性條件下進(jìn)行混凝、沉淀、過濾處理，以礬花絮體吸附去除水中的鎘；最后在濾池出水處加酸，把pH值調(diào)回至7.5～7.8，以滿足生活飲用水的pH值要求。羅旺興等的研究表明，高錳酸鹽聚鋁投加量為20mg/L，復(fù)合藥劑（PPC）投加量為4mg/L，pH值為8，PPC在混凝前1min投加，此時鋅的去除率在90%以上。譚麗紅等的研究表明，當(dāng)水體pH值為10.0，F(xiàn)eCl3投加量為25mg/L可使原水鎳的質(zhì)量濃度由0.226mg/L降為0.0187mg/L，達(dá)到《城市供水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)》（CJ/T20―2005）中對鎳含量的要求?；瘜W(xué)混凝沉淀法適合于水處理廠水中重金屬的應(yīng)急去除，但針對自然水體調(diào)節(jié)pH不太實際，向水體中添加酸堿會造成水體二次污染，加劇水污染的嚴(yán)重程度?；炷恋肀仨毎盐廴舅蚋綦x開來，混凝沉淀物的回收及混凝沉淀后水體的后續(xù)處理等都十分繁瑣，對于流動水體，該方法的適用更加局限。
吸附法工藝簡單、效果穩(wěn)定，尤其適用于大流量低污染物含量的去除，成為應(yīng)對重金屬突發(fā)水污染事故首選的應(yīng)急處理技術(shù)。王新剛等的研究表明，投加40mg/L的PAC可使黃浦江超標(biāo)5倍的鎘降低為超標(biāo)2倍以內(nèi)，鎘分別超標(biāo)10，50和100倍時，投加50mg/L的PAC，去除率分別為58%，38%和41%。吸附法成功處理了國內(nèi)多起突發(fā)性重金屬污染事故，但在自然水體中，吸附法除存在固定后去污效能降低、回收困難等問題外，吸附材料與重金屬形成的絮凝物會沉在水底并隨推移質(zhì)和懸移質(zhì)一起繼續(xù)遷移，通過水中食物鏈成為二次污染源。
3.4 后續(xù)長期生態(tài)恢復(fù)建設(shè)
突發(fā)性水污染事故發(fā)生后其對生態(tài)環(huán)境的影響是深遠(yuǎn)的，事故排放的污染物特別是有毒有機(jī)污染物、重金屬等會殘留在湖泊、河床上，對水體生態(tài)系統(tǒng)造成嚴(yán)重危害。因此，在污染事故得到控制后，還需要對遭受破壞的生態(tài)系統(tǒng)進(jìn)行長期的恢復(fù)建設(shè)。
對于后期生態(tài)恢復(fù)，首先可采用工程措施如底泥疏浚、換水等將有污染物殘留的水體及沉積物等介質(zhì)清除干凈以免殘余的污染物繼續(xù)對水生態(tài)系統(tǒng)造成危害，為生態(tài)恢復(fù)創(chuàng)造條件。同時，通過生物措施（植物、微生物及動物修復(fù)技術(shù)）來修復(fù)受污染物的水體及沉積物，逐步恢復(fù)破壞水生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)及功能，維持生態(tài)平衡?；謴?fù)的同時加強修復(fù)生物的監(jiān)測及管理，避免難降解污染物通過食物鏈積累及放大。另外還應(yīng)修編相關(guān)法律法規(guī)，便于理賠及杜絕事故再次發(fā)生，同時還應(yīng)提高民眾安全意識。
4 結(jié)論
水是生命之源、生產(chǎn)之要、生態(tài)之基，自古以來，人類就是在水的滋養(yǎng)下生存和繁衍的，今后也將同樣依賴于水資源而繼續(xù)存在和發(fā)展。無論社會如何進(jìn)步，時代如何發(fā)展，我們都不可以水環(huán)境的惡化為代價換取一時的經(jīng)濟(jì)發(fā)展，那將會造成人類無法承受的后果，也必將導(dǎo)致人類文明的毀滅。
參考文獻(xiàn)
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中圖分類號：F127
文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A
文章編號：1000-8772(2014)34-0017-03
有色金屬是國計民生及國防工業(yè)、高科技發(fā)展必不可少的基礎(chǔ)材料和主要的戰(zhàn)略物資，有色金屬礦產(chǎn)資源是國民經(jīng)濟(jì)建設(shè)和社會發(fā)展的重要物質(zhì)基礎(chǔ)。贛南在全國極有影響的紅色資源盛地，同時又是世界聞名的有色金屬盛產(chǎn)之地。據(jù)統(tǒng)計贛南探明鎢礦地質(zhì)儲量達(dá)149.98萬噸，可觀的地質(zhì)儲量贏得了“世界鎢都”的稱號；此外稀土在贛南的配分齊全、品位上乘，經(jīng)濟(jì)價值高，對整個國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展都起到了經(jīng)濟(jì)杠桿的作用。但是由于開采歷史悠久，民采活動歷來盛行，使贛南的有色金屬資源遭到了破壞，同時由于贛南采礦的工藝又造成了嚴(yán)重的資源浪費、植被破壞、水土流失等問題，據(jù)調(diào)查，贛南開采稀土每年毀壞生態(tài)植被160公頃，形成荒漠山地約213公頃，產(chǎn)生廢土、尾砂逾1600萬噸，且堆積沙土還要占用大量的土地（甚至良田），已造成嚴(yán)重后果。
一、有色金屬污染的特點
（一）對環(huán)境影響時間長
環(huán)境損害常常透過廣大的空間和長久的時間，經(jīng)過多種因素的復(fù)合積累后才形成，因此而造成的損害是持續(xù)不斷的，不因侵權(quán)的行為停止而停止。同時，由于受科學(xué)技術(shù)水平的制約，對一些污染損害缺乏有效的防治方法。因此，環(huán)境污染損害并不因為污染物的停止排放而立即消除，具有持續(xù)性。在有色金屬行業(yè)污染中對環(huán)境的影響往往伴隨的是重金屬的污染及釋放，該種污染是隨著時間的發(fā)展而不斷加重的。
（二）土地占有面積大
有色金屬礦山占地面積較大，以位居亞洲前列的特大型銅礦江西德興銅礦為例，其原礦含銅量僅為0.41%，為全面最低，開采中的尾礦需要大面積的堆置場地，從而導(dǎo)致對土地的過量占用和對堆置場地原有生態(tài)系統(tǒng)的破壞。贛南的有色金屬礦藏開采長期以來一直使用“露采—池浸”工藝,開采時首先要砍光或燒光地表植被,剝離表層土被，即為最為簡單的搬運式，贛南年產(chǎn)7千噸左右混合氧化稀土,每生產(chǎn)一噸混合氧化稀土要破壞160-200平方米的地表植被，則每年破壞130平方公里以上的植被，而在稀土市場價值高時,贛南混合氧化稀土年產(chǎn)量至少在1萬噸以上，植被破壞面積驚人,令人觸目驚心。
（三）對環(huán)境危害性大
有色金屬行業(yè)的污染物主要包括重金屬、酸、有機(jī)污染物、油類污染物、氰化物、氟化物和可溶性鹽類等。此種污染物通過大氣、滲透、滲流和徑流等途徑進(jìn)入環(huán)境，經(jīng)過傳播、沉淀、吸收、絡(luò)合、螯合與氧化還原等作用，在空氣及水體中遷移、變化，最終影響人體的健康和生物的生長。在此種以重金屬為主要成份的污染中較之于其他類型的污染危害性更大。
二、有色金屬行業(yè)基層立法的現(xiàn)狀
有色金屬行業(yè)在行業(yè)發(fā)展體系中占有重要作用，同時由于有色金屬污染自身存在的危害大、隱蔽性、具有持續(xù)時間長、污染范圍廣等的特性，更要求在發(fā)展中除了國家在自然資源與環(huán)境完善立法，同時在基層法律體系中也需要地方結(jié)合自身環(huán)境發(fā)展現(xiàn)狀及未來趨勢，制定符合地方實際的基層法律法規(guī)體系。
（一）有色金屬行業(yè)信息公開薄弱
環(huán)境信息公開，是指依據(jù)和尊重公眾知情權(quán)，政府和企業(yè)以及其他社會行為主體向公眾通報和公開各自的環(huán)境行為以利于公眾參與和監(jiān)督。因此環(huán)境信息公開制度既要公開環(huán)境質(zhì)量信息，也要公開政府和企業(yè)的環(huán)境行為，為公眾了解和監(jiān)督環(huán)保工作提供必要條件，這對于加強政府、企業(yè)、公眾的溝通和協(xié)商，形成政府、企業(yè)和公眾的良性互動關(guān)系有重要的促進(jìn)作用，有利于社會各方共同參與環(huán)境保護(hù)。
有色金屬行業(yè)的信息公開是環(huán)境信息公開的其中一部分的內(nèi)容，它更要求環(huán)境信息的公開化、透明化。在上個世紀(jì)的40年代，西方發(fā)達(dá)國家的環(huán)境問題日益突出，群眾性的環(huán)境保護(hù)運動也日益高漲，同時提出了環(huán)境知情權(quán)的保障，《中國經(jīng)貿(mào)詞典》中認(rèn)為環(huán)境知情權(quán)是指公民和社會組織收集、知曉和了解與環(huán)境問題和環(huán)境政策相關(guān)的信息的權(quán)利。它是行使環(huán)境監(jiān)督權(quán)的基礎(chǔ)。環(huán)境信息包括公共信息和個別信息，前者是指向全社會的環(huán)境信息;后者指只有在公眾提出要求的情況下才提供的個別信息。由此可以看出環(huán)境信息公開當(dāng)然屬于環(huán)境知情權(quán)的重要組成部分。2007年《環(huán)境信息公開辦法（試行）》正式啟動，在此過程中確定了十七類需要公開的內(nèi)容，但是在實際執(zhí)行的過程中隨意性和選擇性卻比較大，同時在公開的問題中強調(diào)環(huán)保部門，對于那些真正掌握環(huán)保實權(quán)的政府部門沒有規(guī)定，就必然會出現(xiàn)由于法律規(guī)定所存在的缺陷導(dǎo)致的有色金屬污染信息公開的滯后或隱瞞。
（二）地方政府在有色金屬污染中的政府責(zé)任缺失
國家在以經(jīng)濟(jì)建設(shè)為核心的發(fā)展目標(biāo)中全面提升了國家的經(jīng)濟(jì)軟實力，贛南作為經(jīng)濟(jì)發(fā)展的后方，不僅為前沿經(jīng)濟(jì)發(fā)展區(qū)域提供了強力的支持，同時在前沿經(jīng)濟(jì)發(fā)展的產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型中承擔(dān)著后風(fēng)險的污染負(fù)擔(dān)。在此過程中地方政府是經(jīng)濟(jì)發(fā)展的強勁助推器，更需要為產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型中承擔(dān)的污染風(fēng)險承擔(dān)應(yīng)有的政府責(zé)任?！罢?、企業(yè)以及公眾的行為，在環(huán)境污染的治理體系之中，對環(huán)境政策實施的效果都產(chǎn)生著或多或少的影響。但是，地方政府，對于一個地方上的環(huán)境污染的防治而言，其則發(fā)揮著主導(dǎo)、核心作用，這是因為，環(huán)境污染保護(hù)本身的外部性和中國政府對工業(yè)發(fā)展主導(dǎo)作用兩方面共同決定的”i，因此在如贛南有色金屬行業(yè)較為發(fā)達(dá)，較易發(fā)生有色金屬污染的地區(qū)，更需強化政府責(zé)任，力求保證環(huán)境保護(hù)工作的順利、有效推進(jìn)。
（三）有色金屬污染的預(yù)警機(jī)制亟待加強
環(huán)境污染損害的潛伏性特點是關(guān)注污染預(yù)警機(jī)制的重要原因。環(huán)境損害一般具有很長的潛伏期，這是因為環(huán)境本身具有消化人類廢棄物的機(jī)制，但環(huán)境的這種自凈能力是有限的，如果某種污染物的排放超過環(huán)境的自凈能力，環(huán)境所不能消化掉的那部分污染物就會慢慢地蓄積起來，最終導(dǎo)致?lián)p害的發(fā)生。正是污染的潛伏性特點建立重金屬污染危害風(fēng)險及人體健康評價預(yù)警制度進(jìn)而防止有色金屬污染的排放量過大、有色金屬污染事件頻發(fā)等環(huán)境問題顯得尤為重要。
三、基層法律體制在贛南有色金屬行業(yè)的完善
（一）讓“預(yù)防為主、防治結(jié)合”的原則真正走進(jìn)贛南有色金屬行業(yè)
要加強環(huán)境保護(hù)基本國策、可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略、環(huán)保法律法規(guī)的宣傳教育。要通過多種形式提高大眾的環(huán)境意識,特別要提高地方行政領(lǐng)導(dǎo)、礦山企業(yè)主的環(huán)境意識,?摒棄“先破壞、后治理”的老路子,走可持續(xù)發(fā)展道路,?做到經(jīng)濟(jì)效益、社會效益和環(huán)境效益相統(tǒng)一。同時積極推進(jìn)新工藝的普及化，提高資源利用率，完善贛南有色金屬行業(yè)在礦藏提取中的工藝，創(chuàng)造新的綠色提取工藝。
（二）將“有色金屬污染保證金”寫入地方立法中，以保證行業(yè)的源頭控制
排污收費是國家對排放污染物的組織和個人（即污染者），實行征收排污費的一種制度。這是貫徹“污染者負(fù)擔(dān)”原則的一種形式。長期以來人們一直把環(huán)境當(dāng)作污染物的凈化場所，任意排放污染物，而不支付任何費用。隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和人口的增長，污染物的排放量越來越大，超過了環(huán)境凈化能力，使環(huán)境質(zhì)量不斷下降，人民健康受到危害。污染者既然污染了環(huán)境,也就是損害了環(huán)境質(zhì)量,應(yīng)該像消耗其他物品一樣支付一定的費用，并應(yīng)承擔(dān)治理污染的費用和補償受害者的經(jīng)濟(jì)損失，不應(yīng)該把因環(huán)境污染而支付的費用轉(zhuǎn)嫁給社會，從而提出了向污染者征收污染稅的主張。我國在1979年頒布的《中華人民共和國環(huán)境保護(hù)法（試行）》中規(guī)定：“超過國家規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)排放污染物，要按照排放污染物的數(shù)量和濃度，根據(jù)規(guī)定收取排污費?！?982年2月國務(wù)院公布了《征收排污費暫行規(guī)定》，同年7月1日在全國各地實施。但時至今日，該項規(guī)定已經(jīng)走過了整整21年，收費標(biāo)準(zhǔn)偏低已經(jīng)成為一個不爭的事實，為了解決在贛南這樣的特殊的地域形成的特殊的有色金屬污染情況，可以通過地方立法的形式征收“有色金屬污染保證金”，既可以從源頭減少污染發(fā)生的潛在危險，又可以為后期一量發(fā)生污染所涉的治理費用提供保證。
（三）明確企業(yè)環(huán)境信息公開，確立有色金屬污染預(yù)警機(jī)制
有色金屬環(huán)境污染以其潛在性和不確定性而著稱，政府要想在有色金屬環(huán)境污染問題有所突破則需第一時間掌握有色金屬污染的狀況，進(jìn)而做出正確的判斷，因此更需要建立環(huán)境企業(yè)環(huán)境信息公開制度以保證有色金屬污染的防治結(jié)合。面對有色金屬污染的實際情況在贛南更需加快立法建設(shè)，同時改變觀念將眼前利益與長遠(yuǎn)利益相結(jié)合，把經(jīng)濟(jì)發(fā)展與環(huán)境保護(hù)放在同等重要的位置，通過立法建立有色金屬污染預(yù)警機(jī)制。
注釋：
1張凌云、齊曄：《地方環(huán)境監(jiān)管困境解釋—政治激勵與財政約束假說》，《中國行政管理》，2010年第3期
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基金項目：江西省普通高校環(huán)境資源法重點研究基地2013年度校級重點研究課題資助。課題名稱：贛南有色金屬行業(yè)在環(huán)境影響方面的法律規(guī)制研究課題，立項編號：HJFJD1302。
作者簡介：籍明明(1981-)，女，吉林延吉人，碩士，講師，研究方向：經(jīng)濟(jì)法，環(huán)境法，單位：江西理工大學(xué)。王世進(jìn)（1965-），男，江西龍南人，學(xué)士，教授，研究方向：中國環(huán)境法、自然資源法、污染防治法。劉博鵬（1993-），男，黑龍江哈爾濱人，專業(yè)法學(xué)；江西理工大學(xué)2012級學(xué)生。