土壤重金属的危害及其预防措施

土壤重金属污染的危害

1.对植物的危害

土壤中的重金属会对植物产生一定的毒害作用，引起株高、主根长度、叶面积等一系列生理特征的改变，高浓度的重金属会引起植物体营养不足，酶的有效性降低。

2.对人体的危害

土壤尤其是表层土壤中的重金属极易进入人体，直接对人体健康造成威胁，会引起呼吸系统紊乱，免疫力降低，各器官一系列病变等。摄入过量的Ｃｄ，可引发以骨矿密度降低和骨折发生机率增加为特征的骨效应。Ｐｂ能导致人的生殖功能下降、机体免疫力降低出现头晕、头疼、记忆力减退和腹疼等一系列症状。Ｃｒ能导致不同程度的皮肤和呼吸道系统病变，并且出现溃疡和炎症。长期吸入Ｎｉ可以引起鼻癌、肺癌，并且可以引起接触性皮炎、肺炎等病症。当金属Ｈｇ进入人体后，可与体内酶或蛋白质中许多带负电的基团如巯基等结合，使能量生成、蛋白质和核酸合成受到影响，从而影响细胞正常的功能和生长。人在 Pb 中毒会出现高级神经机能障碍。严重中毒时，引起血管管壁抗力减低，发生动脉内膜炎、血管痉挛和小动脉硬化。

3.对土壤动物的危害

重金属污染对土壤动物群落和多样性构成危害，土壤动物群落的组成与数量随着污染的加重而减少，优势类群与常见类群的类明显减少；重金属对土壤动物群落的多样性指数、均匀性指数、密度类群指数都有减少的趋势。

4.对土壤环境的危害

大多数重金属在土壤中相对稳定，一旦进入土壤，很难在生物物质循环和能量交换过程中分解，难以从土壤中迁出。从而对土壤的理化性质、土壤生物特性和微生物群落结构产生明显不良影响，影响土壤生态结构和功能的稳定。重金属复合污染影响了农田土壤生态系统的细菌丰富度，改变了土壤环境的优势菌群，从而使农田土壤微生物群落结构多样化发生变化。

土壤重金属污染的防治措施

近年来，中国在三废处理、污灌控制、农药安全使用等方面取得了显著的成绩。随着人们环境意识和生活水平的不断提高，对土壤重金属污染和食品安全问题也更加关注。因此，各级政府和有关部门对土壤重金属污染问题应该予以高度重视。

4．1 加强宣传、监督和管理工作

各级政府应加大对土壤污染的监督和管理力度，加强宣传教育工作，提高公众的环保和健康意识，以此来促进土壤环境保护工作的深入开展。建立和完善土壤污染防止、控制和治理的有关法规和政策措施。中国矿藏资源丰富，在矿山开采和冶炼时要规范管理，避免在开采和冶炼时造成土壤的污染。

4．2 严格控制工业“三废”排放

土壤重金属污染在很大程度上是由于工业“三废”污染源造成的，因此应首先严格控制污染物的排放，从源头控制重金属污染物进入土壤。无论是城市还是乡镇，凡新建、扩建、改建企业都要严格执行国家颁布的工业“三废”排放标准，做到达标排放，使污染尽可能控制在排放之前。

4．3 加大土壤重金属污染治理力度

对已被重金属污染的土壤要及时采取措施进行修复，对土壤重金属污染的治理和修复主要有工程治理、农业调控和生物修复等三种措施。

2.3．1 工程治理措施

( 1 ) 移土、客土、深翻土地。对于受重金属污染严重，污染面积又较小的地

块，由于其重金属污染不易降解、不易移动，可采取移土、客土法，或采取深翻，使上、下土层混合，降低耕作层中重金属污染物的浓度。对于深翻土地来说，简单易行; 但对于移土、客土法，工程量较大。

(2) 电化法。

在水分饱和的污染土壤中插入一些电极，然后通以低强度的直流电，金属离子在电场的作用下定向移动，并在电极附近富集，从而达到清除重金属的目的。此法经济合理，特别适合于低渗透性的黏土和淤泥土，而且，可以回收多种重金属元素。但对于渗透性高、传导性差的砂质土壤清除重金属的效果较差。

( 3) 冲洗络合法。

用清水冲洗重金属污染的土壤，使重金属迁移至较深的根外层，减少作物根区重金属的离子浓度。为防止二次污染，再利用含有一定配位体的化合物冲淋土壤，使之与重金属形成具有稳定络合常数的络合物; 或用带有阴离子的溶液，如碳酸盐、磷酸盐冲洗土壤，使重金属形成化合物沉淀。此种方法适用于面积小、污染重的土壤治理，但同时也容易引起某些营养元素的淋失和沉淀。总之，用工程措施治理土壤重金属污染，对于污染重、面积小的土壤具有治理效果明显、迅速的优点，但对于污染面积较大的土壤则需要消耗大量的人力与财力，而且容易导致土壤结构的破坏和土壤肥力的下降。

4．3．2 农业调控措施

( 1 ) 控制灌水条件，调节土壤氧化还原状态。被Cd、Pb、Cu、Zn 等重金属污染的水稻土，通常通过控制灌水条件，特别是抽穗灌浆期，保持淹水状态，使土壤处于还原状态，可以减少水稻糙米中的Cd、Pb 的含量。由于重金属的硫化物溶解度很小，可降低重金属污染对作物的危害，因而，在含硫较少的土壤中，可适当施用石膏等含硫物质，以促进重金属元素的沉淀。

( 2) 调节土壤p H 值。

一般来说，在酸性条件下，重金属对作物的危害较大。因此，通过施用石灰等碱性物质来提

高土壤p H 值，可以有效缓解重金属的危害。需要注意的是，要根据不同种类的重

金属污染来确定石灰的最佳用量。

( 3) 改种法。

改变耕作制度或更换农作物品种，都有可能使污染的土壤继续维持农业生产，避免某些污染物的危害。

( 4) 选择合适的作物来减轻土壤中重金属污染的危害程度。

对于重金属污染特别严重的土壤要改种非食用性作物，以避免重金属污染进入食物链; 对

于中等或轻度污染的土壤可选用对重金属吸收和转移能力较差的作物品种。另外也可以通过调查筛选一些对重金属能够进行超常积累或是对重金属产生抗性的作物品种，来研究其积累机理与抗性机理，为土壤重金属污染的治理开辟一条新的途径。

( 5) 增施有机肥料。

向污染土壤中增施堆肥、厩肥、绿肥、秸秆来增加土壤有机质，促使土壤中有机胶体和有机无机复合胶体的增加，阳离子交换量的提高，从而使土壤对阳离子的吸附能力随之提高，同时有机胶体和有机无机复合胶体同重金属离子发生络合、螯合反应，生成稳定的络合物和螯合物。

( 6) 推行科学的污水灌溉。

科学地利用污水灌田是化害为利的有效措施，污水在灌溉过程中，污水中的污染物被土壤机械过滤吸附和微生物分解转化，污水中的氮、磷、钾等肥分被植物吸收和利用，同时又减轻了城市处理污水的压力。这不仅有利于农业增产，同时也是利用土壤净化处理污水改善环境质量的一种方法。

4．3．3

生物修复措施

( 1) 动物修复。

动物修复是利用土壤动物的活动，降低土壤中的重金属的毒性，如蚯蚓通过富集Se、富集铜的作用可除去矿山中的有毒物质，改良土壤［31］。

( 2) 微生物修复。

微生物修复是利用微生物如动胶菌、蓝细菌、硫酸还原菌以及某些藻类能产生多糖、糖蛋白等物质对某些重金属的吸收、沉积、氧化和还原等作用，减少植物摄取，从而降低重金属的毒性［32，33］。

( 3) 植物修复。

植物修复是指将某种特定的植物种植在重金属污染的土壤上，利用该种植物对土壤中的重金属污染元素进行吸收富集，然后将植物收获并进行妥善处理( 如灰化回收) ，从而达到污染治理与生态修复的目的。植物修复关键是寻找合适的超积累或耐重金属植物，超积累植物是指对重金属元素的吸收量超过一般植物100 倍以上的植物，超积累植物的Cr、Co、Ni、Ca、Pb 的含量一般在0．1%以上，积累的Mn、Zn 含量一般在1% 以上。