重金属污染现状及其治理精品(七篇)

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篇(1)

关键词：铜陵市 重金属污染 研究进展

中图分类号：X5 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2013）07（c）-0137-03

随着我国工业化的不断加速，开发利用的重金属种类、数量和方式越来越多，涉及重金属的行业越来越多，再加上一些污染企业的违法开采、超标排污等问题突出，使重金属污染呈蔓延趋势，污染事件出现高发态势，表现出长期积累和近期集中爆发、历史遗留问题和新出现问题相交织的特点[1]。2011年2月，国务院批复了《重金属污染综合防治“十二五”规划》。体现了我国对重金属污染防治的高度重视。

铜陵市是一个有着三千多年开采历史的极具特色的有色多金属矿区，是我国重要的有色金属工业基地，有着悠久的采冶铜历史[2]。目前已形成以采、选、炼、加工为一体的“铜”产业链，对推动铜陵地区社会经济发展发挥了巨大作用.但也带来了一系列的重金属环境污染和生态破坏问题，对公众身体健康构成了潜在或现实的危害。铜陵县、铜官山区是国家60个重金属砷控制区之一，46家企业被列为环保部重点监控企业，重金属污染防治任务十分艰巨[3]。

1 铜陵重金属污染研究分布

目前有关铜陵重金属污染的研究，主要集中在矿区土壤、尾矿库、水及水体沉积物污染、大气沉降物及城区表土与灰尘和潜在生态风险的评估。

1.1 矿区土壤

土壤中的重金属，在自然情况下，主要来源于成土母岩和残落的生物物质。但是近代以来，工农业的快速发展，人类活动加剧了土壤重金属的污染，污染程度越来越重，范围越来越广。胡圆圆等[4]对铜陵铜官山铜矿区土壤重金属含量进行了研究。研究结果表明，铜官山铜矿区土壤Cu、Zn、As、Hg平均含量高于铜陵市土壤背景值，土壤已受Cu、Zn、As重污染，受Hg轻污染。

杨西飞[5]运用Matlab软件模糊推理系统（FIS）对铜陵矿区农田表层土壤重金属污染进行了评价，发现该矿区农田表层土壤普遍受到了重金属不同程度的污染，其中Cd污染最严重，其次是Cu，其它各元素依次为Pb>As>Zn>Hg。土壤中Hg、Cd、Cu和Pb元素在表层明显富集，各元素总量在不同深度均明显高于土壤自然背景值，Hg、Cd、Cu、Pb和Zn在垂向上呈递减趋势，且在横向上主要以洋河、顺安河和新桥河为中心向四周递减。不同形态重金属在总量中的百分含量随深度变化明显不同。

王嘉[6]对铜陵的两个矿区（狮子山区朝山金矿主井和铜陵县顺安镇新桥矿业公司主井）土壤重金属污染问题进行了较详细的研究，运用内梅罗指数法和地质累积指数法对研究区进行了现状评价，研究表明，As和Cd为严重超标污染物；As的致癌风险和非致癌风险都大，Cr的致癌风险最大；Cd、Hg、As对生态危害的潜在风险很大；所研究的两矿区均存在很高的致癌风险和生态风险，朝山金矿区相对更高些。

白晓宇等[7]运用地统计学分析手段对铜陵矿区土壤中若干重金属元素进行空间变异分析及空间插值和污染分析，结果表明，As、Cd、Pb、Zn元素的变异函数表现为各向异性，其方向性可能主要受矿床分布控制；Hg元素因受小尺度因子影响较大而呈现块金效应较大。As元素污染的主要是由于铜矿、铅锌矿、褐铁矿矿床及其开发；Cd元素的污染与铅锌矿床及其开发，以及农业污灌有关；Pb、Zn元素的污染与铅锌矿床及其开发密切相关。

1.2 尾矿库

铜陵市是安徽省境内重要的铜生产基地。在铜矿生产的同时，产出了大量尾矿堆存于附近的尾砂库中。尾矿库多建于山间谷地、河流上游地区，其下游是经济、农业发达地区。近几年来，随着经济发展和城市的扩容，部分郊区的尾矿库已经进入市区，尾矿库的环境效应及其安全性令人关注。徐晓春等[8]对安徽铜陵林冲尾矿库复垦土壤采样检测的结果表明复垦土壤中Cu的污染极其严重，As、Zn、Pb的污染较轻。徐晓春[9]还对铜陵凤凰山矿林冲尾矿库中重金属元素的空间分布特征及相关土壤、水系沉积物和植物中重金属元素含量变化进行了研究，发现长期堆存的尾矿会发生元素的次生淋滤与富集。

惠勇[10]等对铜陵市凤凰山尾矿库三个不同凤丹种植地进行了研究，结果表明，尾矿土壤中的Cu、Zn、Cd含量均较高，其中Cu、Cd的含量分别是国家土壤环境质量二级标准的1.04～1.30倍和6.58～9.34倍。矿区近年来种植的作物对重金属的吸收富集作用不明显。

王少华[11]等采集了铜陵市杨山冲尾矿库、尾矿库周边及较远距离土壤、水、植物样品，测定了其中的重金属含量，发现所采集的土壤、水和植物中都存在不同程度的As，Hg，Cu，Zn和Pb等元素的富集现象，且不同元素之间的富集程度也有所差异；重金属元素含量随着远离尾矿库，有逐渐递减的趋势。周元祥[12]等对杨山冲尾矿库尾砂重金属元素的迁移规律进行了研究，发现在自然风化条件下，Cu、As、Hg、Cd和Pb的淋滤迁移速度相对较快，Zn略慢；Zn、Pb、Hg和Cd在50～60 cm深处会发生二次富集；风化后尾砂中Cu、Pb、As和Hg以残渣态为主要赋存形式，其次为铁锰氧化态，其中Zn和Cd以铁锰氧化态含量在表层最高。

1.3 水及水体沉积物

水体及沉积物因其独特的环境特点，往往会成为重金属元素的“源”和“汇”，学者们也因此对其进行了众多研究。张敏[13]等通过测定长江铜陵段枯、丰水期江水中Cu、Pb、Zn和Cd不同形态的含量，分析了四种金属在江水中的存在形态分布，不同水期含量变化，水中悬浮物对金属吸附能力大小，以及近20年来含量的变化情况。发现长江铜陵段江水中各重金属总量丰水期时大于枯水期，重金属各形态含量之间均有差异。与近20年江水中的重金属背景值比较，长江铜陵段重金属含量有普遍升高的趋势。

徐晓春[14]等对相思河的重金属污染情况进行了调查和研究，采用潜在危害指数法对沉积物中重金属进行了评价。研究表明，相思河中下游受到的重金属污染明显比上游严重，Cu和Cd的富集系数和生态危害高。

李如忠[15]等对惠溪河滨岸带土壤重金属形态分布及风险评估进行了研究，研究表明，惠溪河滨岸带土壤中Cd和As达到极高风险等级，Cu为中等风险等级；根据综合污染及潜在生态风险贡献率水平，初步判定As和Cd为惠溪河滨岸土壤重金属污染治理和修复的优先控制对象。

王岚[16]等对长江水系表层沉积物重金属污染特征及生态风险性评价的研究中表明，安徽顺安河位点为极强生态危害范畴。

叶宏萌[17]对铜陵矿区的新桥至顺安河沉积物中五种重金属的全量和形态进行了研究，并结合环境条件分析了它们的横向和纵向迁移变化特征，研究表明该区域沉积物重金属中Cu、Zn、Pb、Cd的均值皆远超长江下游沉积物背景值，其中以Cu和Cd最显著。对重金属横向迁移分析发现，矿山重金属会随着沉积物的距离增加而显著降低，新桥河沉积物的迁移变化显著高于顺安河沉积物。在迁移过程中，Cu、Zn、Cr残渣态逐步增加，毒性减弱，Pb、Cd的活性态比例增大。重金属的纵向迁移分析结果表明，离矿山的位置远近对沉积柱金属的总量和形态起决定作用，矿区下游河流沉积物既受尾矿的影响，也受河流流域物质本身的影响。

1.4 大气沉降物及城区表土与灰尘

随着城市化进程的加快，而带来的交通污染以及其他方面的污染使得大气环境质量越来越差，大气环境污染问题越来越引起人们的注意。李如忠[18]利用美国国家环保局（US EPA）推荐的健康风险评价模型对铜陵市区表土与灰尘重金属污染健康风险进行了研究。研究表明，铜陵城区土壤和地表灰尘已遭受较为严重的重金属污染；不同功能用地的致癌风险均显著超过US EPA推荐的可接受风险阈值范围和国际辐射防护委员会（ICRP）推荐的最大可接受风险值；铜陵市表土与地表灰尘已对公众身体健康构成危害；其中主导致癌与非致癌风险效应的主要污染因子是As，主要暴露途径是手-口摄入途径。

吴开明[19]用藓袋法对铜陵市大气重金属污染进行了研究，发现铜陵市Cu污染最严重，有色金属冶炼工业是铜陵市最主要的污染源，交通运输对大气重金属污染也日趋严重。

殷汉琴[20]对铜陵市大气降尘中铜元素的污染特征进行了研究，采用富集因子法定性地判断各采样点铜元素的来源，研究表明，铜陵市大气降尘中铜元素污染严重并且形成了以铜开采和冶炼企业为中心的污染区域。研究发现铜矿石的开采和冶炼对大气降尘中的铜元素污染贡献较大， 是主要的污染源。

2 重金属污染修复技术与控制措施研究

重金属在土壤、水体、大气、生物体中广泛分布。由于大气和生物体中重金属的特殊性及其主要直接或间接来源于土壤和水体，所以对于重金属的污染修复技术主要集中在对土壤和水体中的重金属污染进行修复。

重金属在土壤中不易随水淋溶，不能被微生物分解，具有明显的生物富集作用且土壤污染具有较长潜伏期；由于土壤、污染物及地域的复杂性，土壤一旦受到污染，其治理不仅见效慢、费用高，而且受到多种因素的制约。目前，治理土壤重金属污染的途径主要有两种：（1）改变重金属在土壤中的存在形态、使其固定，降低其在环境中的迁移性和生物可利用性；（2）从土壤中去除重金属[21]。围绕这两种途径展开的土壤重金属治理措施有物理及物化措施、化学措施、农业生态措施、生物修复等[21～23]。

王华等[24]对我国底泥重金属污染防治研究做了相应综述，提出目前我国底泥重金属污染治理的常用方法有工程治理方法、生物治理方法和化学治理方法。

重金属污染物进入水生生态系统后对水生植物和动物均产生影响，并通过食物链发生富集，引起人体病变，危害人类。目前水体重金属污染治理修复方法主要有物理方法、化学方法、物理化学方法、集成技术、生物方法等[25]。

为控制铜陵市重金属污染、提高环境质量，铜陵市环保局组织编制了《铜陵市重金属污染综合防治“十二五”规划》，该规划以国家《重金属污染综合防治“十二五”规划》为指导，落实源头预防、过程阻断、清洁生产、末端治理的全过程综合防治理念，提出了一系列重金属污染防治措施，以求能遏制重金属污染趋势，改善区域环境质量，保护人民身体健康和环境权益。

3 结语

对铜陵市重金属污染研究情况进行了介绍，对重金属污染防治措施与修复技术经行了总结。根据目前研究结果表明，铜陵市重金属污染已比较严重。Cd、As、Cu和Pb为主要的污染元素，Hg虽然含量较低，但因为其毒性较大，亦当引起足够的重视。矿石的开采和冶炼以及尾矿的堆积成为铜陵市重金属污染的主要来源，所以首先应控制源头，治理矿石的开采和冶炼，清理尾矿的堆积。由于植被等生物体对重金属具有良好的吸附阻拦作用，可在采矿厂四周设置重金属吸收强防护带，阻止污染向更远扩散。对于已经受到污染的土壤，可以采用生物方法、物理或化学方法去除。

健全重金属污染防治法律体系、做好污染综合防治规划和强化行政管理是防治重金属污染的重要管理手段。《铜陵市重金属污染综合防治“十二五”规划》的提出对铜陵市重金属污染防治具有重要的指导和实践意义。健全重金属污染防治法律体系，实施清洁生产，监督实施环境影响评价验收工作，开发研究重金属污染防治技术等是目前重金属污染防治的重要任务。

参考文献

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篇(2)

关键词 重金属污染；蔬菜；现状

中图分类号 X820.4 文献标识码 A 文章编号 1007-5739（2013）22-0208-03

Research Progress of Heavy Metal Pollution in Vegetables

YAO Li-xia RU Qiao-mei HE Liang-xing

（Yuhang District Agro-product Monitoring Center in Hangzhou City of Zhejiang Province，Hangzhou Zhejiang 311119）

Abstract With the ever serious environmental pollution，vegetables have been subjected to varying degrees of pollution. Heavy metal is one of the important factors，which affect vegetable growth and human health. The paper studied aspects of hazards of heavy metal pollution，evaluation of heavy metal contamination in vegetables，and status quo of vegetables polluted by heavy metals in China. It also discussed vegetables polluted by heavy metals in the future and prospects，which would provide reference and experience for the research on vegetables polluted by heavy metals.

Key words heavy metal pollution；vegetables；present situation

重金属是指密度在5×103 kg/m3以上的金属，如金（Au）、银（Ag）、镉（Cd）、汞（Hg）、铬（Cr）、铜（Cu）、铅（Pb）等。部分重金属通过食物进入人体，对人体正常生理功能造成干扰，危害人体健康，被称为有毒重金属，如锌、汞、铅、铬、砷、锡、镉等。

随着农业生产中化肥、农药等的大量使用，土壤、水体的重金属污染逐渐加重，不仅影响植物生长发育，而且在植物叶、茎、根、籽实中大量积累。蔬菜作为人们日常摄入量最大的食物之一，含有丰富的膳食纤维、维生素、必需矿质元素等，但食入重金属超标的蔬菜会对人体健康造成极大危害，其危害具有一定的隐蔽性，一般不会发生急性中毒，只是在人体中不断积累，逐渐危害人体健康。近年来，监测、防治重金属污染已成为各国普遍关注的热点问题。蔬菜作为人类日常生活摄入量较大的食品之一，分析、评价其受重金属污染状况，对保障人们的饮食安全、促进蔬菜生产具有重要意义。

1 重金属污染的危害

铬、锌、汞、铅、砷、锡、镉等有毒重金属中，对人体危害最大的是铅，毒害人体各系统，尤其常使造血系统、神经系统、血管等发生病变。人体摄入过量的铅不仅会抑制血红素的合成，降低红细胞中血红蛋白量，导致人体出现贫血，损伤中枢神经系统及其周围神经，轻度中毒时，出现失眠、头痛、记忆减退、头晕等症状。特别是对于大脑处于发育期的儿童来讲，更容易受铅的危害，严重影响儿童的智力发育和行为。

有毒重金属中危害人类健康的其次是砷、汞。砷大都以烷基砷、无机砷的形态存在，2种类型的砷差别较大。无机砷毒性较大，有机砷毒性较小，其中砷糖甚至被认为无毒。长期接触砷，会引起细胞中毒，诱发恶性肿瘤，其还能透过胎盘损害胎儿。无机砷是致癌物质，常诱发肺癌、皮肤癌。汞容易被植物吸收，通过食物进入人体，也可以蒸汽形式进入人体，危害人体健康。汞毒性因形态不同存在较大差异，其中甲基汞毒性最大，容易被人体吸收，在肾、骨髓、心、脑、肝、肺等部位蓄积，使肾、神经系统、肝脏等产生不可逆的损害。另外，金属汞、无机汞通过水中厌氧微生物甲基化可转化为甲基汞危害。

相对铅来说，镉容易被植物吸收，但其不容易造成植物毒性，反对人体容易造成毒害，具有致畸、致癌、致突变等作用。镉进入体内可损害血管导致组织缺血，损伤多系统，干扰钴、铜、锌等代谢，阻碍肠道吸收铁，抑制血红蛋白的合成，抑制肺泡巨噬细胞的氧化磷酰化的代谢过程，对肾、肺、肝造成损害。

铬的急性中毒会对皮肤造成刺激和腐蚀，使皮肤糜烂或变态反应发生皮肤炎。亚急性或慢性中毒会引起咽炎、鼻炎、支气管炎等。另外，铬还有致畸变、致癌变、致突变作用。六价铬和三价络均有致癌作用，且六价铬的毒性比三价铬大100倍，某些铬化合物的致癌性是目前世界公认的，被称为“铬癌”。

可见，重金属对人体健康的危害具有富集性、隐蔽性、不可逆性，且其污染一旦出现就难以逆转，治理非常困难，成本高。

2 蔬菜重金属污染评价

内梅罗综合污染指数是土壤或沉积物重金属污染评价中较为常用的方法。目前，该方法已在蔬菜重金属污染评价方面得到应用[1]。

（1）单因子污染指数：

Pi=■

Pi、Ci、Si分别为计算出的重金属单项污染指数、重金属的实测值、各项评价标准值。

当Pi≤1时，表示蔬菜未受污染；Pi>1时，表示蔬菜受到污染，Pi数值越大，说明受到的重金属污染越严重。

（2）尼梅罗综合污染指数：

P综=■

Pave为蔬菜各单因子污染指数的Pi 平均值，Pmax为蔬菜各单项污染指数中最大值。

通常，设定综合污染指数P综合≤0.7为安全等级，P综合≤1.0为警戒限，P综合≤2.0为轻污染，P综合≤3.0为中污染，P综合>3.0为重污染。

3 我国蔬菜重金属的污染现状

3.1 华东地区（包括山东、江苏、安徽、浙江、福建、上海市）

王淑娥等[2]调查发现济南市8种蔬菜中重金属含量均未超出无公害蔬菜限量标准。马桂云等[3]也报道盐城市区少数蔬菜受到Cd的污染。而蚌埠市市售蔬菜中，叶菜类蔬菜中主要是Pb、Cd超标，这可能与含铅的汽车尾气污染大气有关[4]。孙美侠等[5]对徐州市市场上15种蔬菜、水果进行抽样检查，测定240个样品中重金属Cu、Pb、Cd、Cr、Zn的含量状况，结果表明所测样品中仅重金属Cd、Zn有部分超标，其中Cd的污染需引起有关部门的重视。然而，厦门市售蔬菜仅部分品种如菠菜、甘蓝、花菜、萝卜的Pb超标，有潜在污染风险；大部分蔬菜中As、Hg、Cr3种重金属的含量都较低，潜在的污染风险不大[6]。许 静等[7]对福建省4个区域的4类19种蔬菜品种进行分析和评价，结果显示福建省蔬菜重金属污染主要为Cd和Pb，品种涵盖小白菜、芥菜、空心菜。林梅[8]采用原子吸收分光光度法对福州市油菜番茄茄子3种上市蔬菜中重金属Pb、Cu、Cr、Cd和微量元素Zn的含量进行了检测，并运用单因子污染评价指数进行了蔬菜重金属污染的评价，结果表明：自由集市中个别蔬菜存在Cr轻度污染，部分蔬菜存在Pb轻中度污染；从大型超市和自由集市购买的所有蔬菜样品均存在Cd含量超标现象，其中自由集市蔬菜的Cd甚至达到中度污染级；所有样品中Cu含量均低于全国代表值，Zn含量则与全国代表值相当。

3.2 华南地区（包括广东、广西、海南）

广东省蔬菜重金属调查已有不少研究报道。马 瑾等[9]报道东莞市蔬菜重金属污染以Pb的污染情况最普遍，20.9%的叶菜类蔬菜Pb含量超标。其次是Cd和Hg，分别有11.6%和2.3%的叶菜类蔬菜超标。但张 冲等[10]对东莞市主要蔬菜产区的112个蔬菜样品进行重金属污染现状调查，发现这些蔬菜受到不同程度的重金属污染，但大多数只是轻度污染，并未达到危险级别。佛山市禅城区居民食用蔬菜样品中有46.6%的蔬菜重金属含量超标，Pb和Cr超标率分别为32.9%和19.2%[11]。李传红等[12]调查表明，惠州市蔬菜重金属含量整体质量尚好，但蔬菜Cd污染较为严重，超标率为15.8%。珠海市蔬菜中Cd、Cr、Ni、Pb、Hg元素有超标情况，其中Cd元素超标率最高，需要引起有关重视[13]。秦文淑[14-15]通过对广州城区各居民菜场主要蔬菜进行采样，发现主要重金属污染为Cr、Pb、Cd，其超标率分别为38.9% 、22.2%、13.9%。利用单因子污染指数法进行了评价，发现广州市蔬菜的污染比例在50%以上，其中28.9% 为轻度污染。然而，赵 凯等发现As、Pb是广州市郊地区蔬菜中的主要污染元素，而且各类蔬菜的综合污染指数均小于1，表明绝大部分蔬菜可以放心食用。杨国义等评价结果表明，在广东省典型区域所采集的171个蔬菜样品中，有13.45%的样品受到不同程度的重金属污染，以Cd和Pb污染为主，Ni、Hg、As和Cr污染相对轻一些。

南宁市相当部分蔬菜的重金属含量超过国家规定的无公害蔬菜标准，其中污染最严重的是Hg和Pb，超标率分别达41.9%和40.4%。秦波和白厚义研究发现南宁市郊蔬菜已受Pb和Cd的污染，其中Pb的污染最重，其次为Cd污染，但未受Cr的污染。

3.3 华中地区（包括湖北、湖南、河南、江西）

刘尧兰等[16]报道环鄱阳湖区叶菜类蔬菜有2/3样品的重金属含量超标，超标率在50%以上，其中白菜Pb超标最为严重，超标率高达85.2%；单因子污染指数评价表明，环鄱阳湖区叶菜类蔬菜的安全和优良级别所占比例为66.9%，已受到一定程度的重金属污染，其中以芹菜受污染的程度最大，污染主要来源于Cr和Pb。黄石市售蔬菜重金属污染主要表现为As、Pb污染。叶菜类重金属含量最高，其次是瓜豆类，茄果类含量最低。调查的6种蔬菜中，莴笋叶和小白菜遭受到严重污染，黄瓜受到轻度污染，四季豆处于警戒水平，仅番茄和茄子是安全的[17]。

成玉梅和康业斌[18]用单因子和综合因子污染指数评价，洛阳市郊区叶菜类蔬菜重金属污染大部分已处于警戒级到轻度污染，加强蔬菜重金属污染的预防与治理十分必要。新乡市蔬菜Cd、Pb的污染明显，其中Pb污染较严重[19]。商丘市售蔬菜中存在超标的元素为Pb、Cd，Cu、Hg、Cr 含量较低[20]。沈 彤等[21]研究表明，长沙地区蔬菜中，Cr、As、Hg的含量未超标，尚未构成污染，但Pb、Cd污染严重，超标率分别为60%和51%。南昌市售蔬菜中均含有重金属Cu、Zn、Pb 和Cd，其中Cu、Zn含量较低，远低于食品卫生标准，仅部分样品存在Pb、Cd超标现象[22]。

3.4 华北地区（包括北京、天津、河北、山西、内蒙古）

中国科学院地理研究所调查认为，北京市生产的蔬菜重金属超标的占30%[23]。薄博[24]对大同县主要蔬菜产地调查研究，结果发现调查的5种蔬菜污染程度为茄子>西红柿>黄瓜>青椒=西葫芦，但均未超标，属于安全等级。对天津市郊的36种蔬菜样品进行检测，发现重金属检出率为100%，其中Cd达到警戒线水平，单项污染指数最高值达19.22，总超标率为30.41%。

3.5 西北地区（包括宁夏、新疆、青海、陕西、甘肃）

1996—1997年彭玉魁等对陕西省咸阳、西安、宝鸡等6个城市郊区的14种蔬菜进行调查研究，分析其As、Hg、Cr、Cd、Pb等污染情况，结果表明Cr、Pb在某些蔬菜中超标严重。陕西省主要蔬菜产区蔬菜重金属污染也以Pb污染为主。李桂丽等[25]调查发现西安市10种蔬菜总体合格率为83%，Pb是蔬菜中的主要污染元素，总体超标率为77.5%；Hg和Cr只在芹菜和茼蒿上出现污染，总体超标率分别为10%和2.5%。然而，马文哲等[26]调查了杨凌示范区4类9种蔬菜重金属的污染现状，发现Cr对蔬菜的污染程度最为严重，其次Pb、Cd也有一定程度的污染。

乌鲁木齐市安宁渠区蔬菜中Cd、Pb的超标率最高[27]。殷 飞等[28]报道新疆喀什市三大批发市场蔬菜的Pb、Cd、Cr、Cu 4种主要重金属含量，平均值均低于相应的食品卫生标准，只有个别蔬菜样品存在重金属 Pb、Cd 含量超标现象，超标率均不高。因此，从重金属污染这个角度来说，喀什市市售的蔬菜基本上是安全的，消费者可以放心消费。

3.6 西南地区（包括四川、云南、贵州、、重庆）

李江燕等[29]通过现场调查及室内分析，对云南省个旧市大屯镇的蔬菜重金属污染现状进行评价。当地蔬菜综合污染指数从大到小的重金属为Cd、Pb、Zn、Cu，Cd、Pb污染较严重。重庆市主城区市售蔬菜有39.2%受到重金属污染，其15.7%蔬菜处于重度污染状态[30]，Cd、Pb和 Hg是主要污染元素。罗晓梅研究发现，成都地区蔬菜Cd和Pb污染严重，在检测的蔬菜样品中，Pb、Cd超标率分别为22.0%、29.4%，最高超标分别为5.60倍和2.86倍，Hg和As则无超标现象出现。

3.7 东北地区（包括辽宁、吉林、黑龙江）

周炎对沈阳市近郊受重金属污染农田上生产的大白菜进行取样分析，Cd、Pb超标率分别为58.3%、100.0%。辽宁省农业环保监测站调查发现，各种蔬菜已受重金属不同程度的污染，蔬菜综合超标率为 36.1%。

4 研究方向与展望

（1）从蔬菜重金属污染的来源及危害途径可以看出，重金属主要是通过土壤污染造成蔬菜重金属残留超标的，且由于土壤重金属污染具有不可逆、隐蔽性、滞后性、积累性和。因此，应开展菜地土壤重金属污染的调查研究及风险评估，了解土壤重金属污染的基本情况和态势，分析其空间变异与分布规律，开展土壤环境质量标准的研究和制定工作，加强无公害粮食蔬菜生产基地建设[31-34]。

（2）开展蔬菜中重金属含量与土壤中重金属及其向食物链传递关系的定量研究，同时加强蔬菜对重金属吸收积累的基因型差异研究，利用丰富的植物物种资源，研究其对重金属的吸收转运机制，以降低土壤中重金属的污染，同时筛选和培育低吸收低富集重金属的蔬菜品种，减少重金属进入食物链[35-38]。

（3）为检查蔬菜质量，我国出台相应标准，其中将重金属列入标准中优先控制的污染物之一，为蔬菜质量控制发挥了巨大作用，但仅以污染物含量作为蔬菜质量评价标准难以衡量污染物对人体健康危害的大小，因此应用健康风险评价方法评估污染物对人体健康的危害已成为趋势[39-40]。

5 参考文献

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篇(3)

关键词：危害 重金属污染 土壤修复

土壤是地球表面的疏松表层，它是人类赖以生存的重要自然资源，并且在生态环境中占有重要地位。而近年来，随着工业的快速发展和乡镇城市化，土壤重金属污染日益严重，由此会破坏人类生态环境，从而影响人们的健康，因此，土壤重金属污染的修复技术已成为一个研究热点。

一、土壤重金属污染的危害

随着工农业的快速发展，多种工业如采矿、冶炼、电镀、废电池处理、金属加工等的排放以及农业中各种农药，化肥的施用均是土壤重金属污染的来源。据报道，全世界平均每年排放Hg约1.5万吨，Cu 340万吨，Mn 1500万吨，Pb 500万吨，Ni 100万吨[1]。土壤重金属污染具有污染面积达、积累时间长、不易被微生物降解、有明显的生物富集作用等特点，被重金属污染的土壤会严重影响到农作物的生长和发育，从而导致农作物的减产并污染农作物。安志装等人[2]研究发现镉与巯基氨基酸和蛋白质的结合会引起氨基酸蛋白质的失活，甚至使植物死亡。另外，土壤中的重金属会被农作物吸收并在农作物体内富集，通过食物链进入人体，从而严重危害人体健康。

二、土壤重金污染修复技术

1.物理化学修复技术

1.1化学固化

化学固化法指的是通过在土壤中加入土壤固化剂来改变土壤的有机质含量、矿物组成、pH值和Eh值等理化性质，再经重金属的吸附或共沉淀作用来调节其在土壤中的移动性，从而降低其共生物有效性。固化剂将污染土壤中的重金属固定后，不仅可以减少重金属通过径流和淋洗作用对地表水和地下水的污染，而且被污染的土壤还有可能重建植被[3]。虽然化学固化法可以固化土壤中的重金属，但固化剂只是改变重金属在土壤中的存在形态，重金属仍留在土壤中，因而该方法还有待进一步的研究探讨。

1.2电动修复

电动修复是近年来快速发展的技术，其作用机理是将电极对插入被污染的土壤中，在通入微弱电流形成电场，使土壤中的重金属在电场形成的各种电动力学效应下定向移动，在电极区附近富集，从而将重金属处理或分离。

对于低渗透的粘土和淤泥土的修复，电动修复是常用的技术。郑喜坤等人[4]研究了电动修复技术对沙土中Pb2+、Cu3+等重金属离子的去除效果，结果表明，重金属离子的去除率达99%以上。电动修复技术是一种原位修复技术，它可以有效的去除土壤中的重金属离子，并且经济效益好，是一种可行的修复技术。

1.3土壤淋洗

土壤淋洗是一种适用于治理大面积重废污染土壤的方法。所谓淋洗，是指利用提取剂（包括有机或无机酸、碱、盐、表面活性剂和聚合剂等）将土壤中的固相重金属转化为液相，土壤在经水淋洗处理后可归回原位利用，而对于富含重金属的废水也可进行回收处理，从而达到修复土壤的目的[5]。吴华龙等人[6]研究了被铜污染土壤修复的有机调控机理，研究结果表明，外加EDTA对降低红壤对铜的吸收率与加入的EDTA量的对数量显著负相关。土壤淋洗法虽然处理量大，处理效率高，但会造成二次污染，因此，寻找一种既能提取各种形态重金属又不破坏土壤结构的提取剂将成为土壤淋洗法的研究热点。

2.植物修复

植物修复是指在被重金属污染的土壤中，种植某种特定的植物，利用该植物对重金属的耐性和超富集作用将重金属移出土壤，使土壤中的重金属降低到可接受的浓度，达到重金属污染修复的目的。

根据其修复过程和作用机理可将植物修复技术分为4种：①植物萃取技术，即利用超富集植物将重金属从土壤提取出来，并将其转移，贮存到地上部分，然后通过植物收割来对重金属进行集中处理的过程[7]。韦朝阳等人[8]研究发现了一种大叶井口草，它对As的富集有明显的效果，其地上部分最大含量可达694mg/Kg。②植物固化技术，即利用耐金属植物及其根系微生物的一些生物化学作用降低重金属的活性，使其固化，从而减少对土壤的危害。该方法主要适用于有机质含量的矿区污染土壤的修复。③根圈生物技术，即利用植物根际分泌物和根际脱落物刺激细菌和真菌的生长，通过细菌和真菌对重金属的吸附固定作用，是重金属矿化的过程。④植物挥发技术，即利用植物根系的吸收、积累和挥发作用减少土壤中一些挥发性污染物，及植物将污染物吸收到体内后将其转化为气态物质释放到大气中[9]。

3.工程措施

工程措施是比较经典和传统的修复土壤重金属污染的方法，主要包括客土、换土及深耕翻土等方法。通过客土、换土或者将深耕翻土与污土混合，使土壤中重金属的含量降低，减少重金属对土壤植物的毒害，从而使农产品达到食品卫生标准[10]。

客土法是将干净的土壤覆盖在已受污染的土壤上混匀，从而降低土壤中污染物的浓度；换土法是用干净的土壤代替受污染的的土壤，对于换出的土壤应进行处理，防止二次污染的发生；深耕翻土是将表层已受到污染的土壤翻至深层，从而使土壤中污染物的浓度降低。

三、结语

目前运用于修复土壤重金属污染的技术有很多，但每种修复技术对于土壤重金属污染修复均有一定的弊端，并且对于不同类型的土壤受重金属的污染的程度的不同，单一的使用某种技术并不能达到理想的效果，因此，在实际应用中，应综合多种修复技术的优点，互取优势，研究出新型的具有高效，低耗的修复技术。

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篇(4)

关键词：化工企业；土壤；重金属；污染；研究

中图分类号：X833

文献标识码：A文章编号：16749944（2017）12011802

1引言

工业企业的废水、废气排放对周边环境质量均有不同程度影响，但相较于人们感官比较强烈的空气和水体污染，土壤环境状况往往受关注程度不够。重金属由于在土壤中不能被微生物分解，因而会在土壤中不断积累，影响土壤性质，甚至可以转化为毒性更大的烷基化合物，被植物和其他生物吸收、富集，进而通过食物链在人、畜体内蓄积，直接影响植物、动物甚至人类健康[1]。同时，由于其污染状况不易察觉，其危害效果潜伏期较长，发现时往往已经造成较大程度的危害。

重金属物质作为人们日常生产生活中的重要物资原材料，其应用范围非常广泛，从被开采、加工到作为原辅材料用于各种工业生产活动中，涉及众多行业类别[2]。相应的，其以多种化合物形式伴随生产过程中产生的废水、废气排放到外环境中，并经由大气沉降和土壤吸附等过程进入到土壤环境中[3]。化工行业作为东北老工业基地的重要支柱产业之一，其周边土壤的重金属污染情况，一定程度上反应了该地区的总体污染水平。因此，以辽宁某地化工企业为具体研究对象，分析其周边土壤中重金属含量及其污染状况，有助于对化工企业的重金属排放及控制提供参考。

2研究方法

在辽宁某地选取两个具有代表性的化工企业A及B，在每个企业周边分别布设5～7个监测点位，采集0～20 cm表层土壤，进行样品制备后，分析其中Cd、Hg、As、Pb、Cr等5项主要重金属物质的含量。

2.1点位布设

在被选取企业周边800 m范围内，按照区域面积和周边耕地等农用地分布情况，布设5～7个监测点位。为了剔除本地区土壤中重金属本底值的影响，在企业主导上风向场界2000 m以外布设1个对照监测点位。

2.2采样方法及样品制备

点位布设完成后，在每个监测点位采集0～20 cm表层土壤，每份土壤样品采样量2 kg。样品采集后，经过风干、粗磨、分样、细磨等程序制备成干样，以备消解等进一步处理及上机分析。

2.3样品前处理及分析

土壤干样制备完成后，需要根据分析重金属成分不同，采用不同的前处理方法及分析方法。为了使获得的分析数据具有更好的可靠性，5种重金属物质的分析均采用现有国标方法。各项重金属物质的前处理及分析方法见表1。

2.4评价方法

分别采用土壤单项污染指数法和综合污染指数法对企业周边的土壤重金傥廴咀纯鼋行分析，并按照《土壤环境质量标准》（GB 15618-1995）二级标准对其污染状况进行评价。土壤综合污染指数因其具有形式简单、易懂、易学、易操作等特点，成为目前评价土壤重金属污染的优选方法。[4]各评价指标及标准见表2。相关计算公式如下：

土壤单项污染指数=土壤污染物实测值污染物质量标准，

土壤综合污染指数=（平均单项污染指数）2+（最大单项污染指数）22。

3分析及评价结果

分别对A企业及B企业周边土壤中的Cd、Hg、As、Pb、Cr等5项主要重金属含量状况进行采样分析，发现各项重金属在土壤中的含量有一定差异，含量均值范围为0.09～85.1 mg/kg，跨度较大（表3）。其中Cd、Hg两项重金属含量较低，Pb、Cr两项重金属含量较高。各项重金属含量均不同程度的高于对照点，表明上述化工企业的生产经营活动对周边土壤环境质量均造成了一定影响。

分别对比分析A、B两企业土壤中的重金属含量，A企业的Cd、Hg、As三项重金属含量要明显高于B企业；而B企业Pb、Cr两项重金属的含量均略高于A企业，但其对照点的土壤中的Pb、Cr含量要明显高于A企业。

查看A、B两企业的土地利用使用情况发现，B企业所在地原为污水灌溉区。马祥爱等的研究表明，长期的污水灌溉会导致土壤中的Pb、Cr的含量有所增加[5]。卢桂兰等的研究也表明，农业生产中的污水灌溉、化肥、农药等不合理使用，也可显著影响到土壤重金属的存在形式和含量。[6]因此综合B企业周边土壤尤其是对照点土壤中Pb、Cr两项重金属含量显著偏高的情况，以及原属污水灌溉区的土地使用类型，推测B企业周边土壤的重金属污染状况与其原土地利用类型有较大关系。

按照土壤综合污染指数对各企业的重金属污染情况进行计算，并参照《土壤环境质量标准》（GB 15618-1995）进行评价。结果表明，A企业周边土壤环境质量状况为轻度污染，其主要污染物为Cd；B企业周边土壤环境质量状况为清洁，虽然也有重金属累积，但其污染状况明显要好于A企业。可见企业的污染物排放状况对周边土壤的污染贡献，要高于其原始土地利用情形对其的影响，在对已受污染影响的土地进行修复再利用的同时，应该更加关注后续利用过程中污染物的产生及排放。

2017年6月绿色科技第12期

邢树威：辽宁某地化工企业土壤重金属污染状况研究

环境与安全

4结论

对辽宁中部某地A、B两个企业周边土壤中的重金属含量进行监测分析，结果表明：①化工类企业，其废水、废气排放以及固体废物等的堆积，经过长期积累，会对周边土壤质量造成一定影响；②重金属由于其难降解、转化的特性，其累积效应明显；②除企业本身的污染物质排放外，其所在地的原土地利用情况，对其土壤中重金属物质的含量也有一定影响。

建议各级环保部门应加强对化工企业等重点排污单位的监管，督促企业合理、守法经营，按照相关法律法规要求，保证其废水、废气稳定达标排放，固体废物得到有效处理处置，并进一步开展企业自行监测及信息公开，重点对周边环境的影响情况进行监测，接受公众和社会的监督。同时，由于污水灌溉对土壤的污染状况[7]，政府管理部门应更多关注原有污水灌溉区土地利用类型的变更及后续修复、使用，进一步降低土壤污染风险。

⒖嘉南祝

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Study on Heavy Metal Pollution of Chemical Enterprises Soil in Liaoning

Xing Shuwei

（Liaoning Province Environmental Monitoring &Experiment Center， Shenyang 110161， China）

篇(5)

[关键词]重金属废水污染 重金属离子 治理技术

[中图分类号] X52 [文献码] B [文章编号] 1000-405X（2013）-11-147-1

重金属开采、加工活动的日益频繁，为公众生活和社会生产提供了便捷，但也引发了令人堪忧的重金属废水污染，如Pb、Hg、Zn、Cd、Cu等重金属会经食物链不断迁移和累积，不仅影响水体生物正常生存，也威胁着公众的身心健康，严重破坏了生态平衡，故强化治理技术研究，有效治理废水污染刻不容缓。

1重金属废水污染概述

无论是石油、煤炭等工业能源生产，农药化肥、污水灌溉等农业生产，还是随意堆放的生活垃圾，层出不穷的重金属污染事件，均为重金属废水污染提供了渠道，已然成为当下备受关注的环境课题。

虽然重金属离子或化合物的毒性通常需要积累方能显现，但一旦出现，其后果已是十分严重，甚至不可逆转，除了对水生生物的生长、反之、洄游等活动构成威胁外，也会影响人体健康，如汞污染易侵害神经系统，影响皮肤功能，导致心脏病等疾病；铅污染则会对神经、消化、心血管、肝肾、造血等诸多组织造成伤害等。因此必须加大重金属废水污染治理技术的研究和实践，以此减轻其不利影响，还生物一份健康。

2重金属废水污染治理技术研究

在科技力量的推动下，诸多重金属废水污染治理技术应运而生，并在具体实践中取得了一定的成效，在此根据所属学科领域的不同将其划分为下述几类：

2.1物理类治理技术

一是吸附法；该种方法操作简单，主要是利用膨润土、沸石、活性炭、凹凸棒石、硅藻土等吸附剂的多孔吸附功能，在络合、螯合等作用下将废水中的重金属吸附出来，而且成本较低，来源广泛，可循环使用，效果较好，如在处理重金属废水时利用沸石，其Pb2+、Cr2+ 、Cd2+等离子的吸附率可高达97%以上。

二是膜分离法；该种方法选择性强，分离率高，能耗低且环保，主要在施加外界压力，稳定溶液的物化性质的基础上，利用特殊半透膜的反渗透作用，分离或浓缩溶质和溶液。其中超滤膜和反渗透应用十分广泛，常被用于终端处理重金属废水，且分离效果显著，可高达95%以上。

此外，还可借助离子交换去除废水中重金属离子，但其经常作为化学治理技术的后续过程，主要是通过发挥交换离子的效用，降低废水中的重金属浓度，进而使其得以净化，相对而言，该种方法的金属资源回收率几乎接近100%，而且离子交换树脂可多次使用。

2.2化学类治理技术

一是废水预处理方法氧化还原；既可以将空气、液氯、臭氧等氧化剂或铜屑、铁屑、亚硫酸钠等还原剂加入废水中，使重金属离子转换为沉淀或低毒性的价态后再予以去除，在含铬废水中加入绿矾、电石渣后，铬总量和其他重金属离子浓度均低于了相关标准；也可以通过电解还原重金属离子，使其絮凝沉淀而回收，实践表明电解含镍废水可使其去除率达到97%。虽然其便于操作，但处理量小，易出现废渣。

二是应用最为广泛的化学沉淀；当重金属发生化学反应生成不溶于水的沉淀后，再将进行过滤、分离操作是其工作原理，主要包括中和凝聚、钡盐沉淀、中和沉淀、硫化物沉淀等多种方法，但由于受限于环境条件和沉淀剂性质，可能会影响处理效果，甚至造成二次污染，因此应予以综合考虑，科学处理。

此外浮选法也在重金属污水治理中有所应用，即先析出重金属离子，然后在表面活性剂的作用下促使重金属上浮，最后加以去除。但其一般适用于稀有重金属，且渣液处理和水质净化尚未得到妥善解决。

2.3生物类治理技术

一是微生物法；该种方法主要是借助真菌、细菌等微生物的代谢作用，降低或分离重金属离子，常见于有机物含量较高，但重金属浓度较低的废水中。可以借助具有吸附性能的菌体细胞壁用于去除重金属，如苍白杆菌可用于吸附废水中的铜、铬、镍等；可以利用微生物代谢活动分离重金属离子，如以SRB为主的厌氧类微生物可用于处理废水中高浓度的硫酸根；可以利用微生物的絮凝能力去除重金属离子，如实践中的复合絮凝剂不仅成本大幅较低，效果也提升了20%左右，而硅酸盐细菌絮凝技术也取得了较大进展。

二是植物法；蓝藻、绿藻、褐藻等藻类植物在重金属废水治理中也发挥了吸附功能，如环绿藻适于吸附铜离子，马尾藻可适于吸附铜、铅、铬等，同时还可以利用重金属废水中植物的根系或整个系统用于稳定、挥发、降低、去除重金属离子的毒性，以此达到清除污染、治理水体的目的，即植物修复技术，当下已发现了400余种重金属超积累植物，如芦苇、香蒲等挺水植物在处理高浓度的镉、镍、锌、银、铜、钒等矿区重金属废水中效果良好，但一般适用于面积较大的废水处理。

3结束语

总之，重金属废水污染危害严重，来源广泛，不利于我国经济社会的可持续发展。因此必须科学利用治理技术，加以及时有效的处理，并加大研究，积极创新，以此为其提供有力的技术支持，促进环境效益和经济效益和谐发展。

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篇(6)

关键词：硅；水稻；重金属；正交胁迫；丙二醛（MDA）

中图分类号：S511 文献标识码：A 文章编号：0439-8114（2016）22-5771-06

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Effects of Silicon on Malondialdehyde Content in Rice under the Orthogonal Stress of Cd，Pb，Cu and Zn

WANG Xiao-ling1，2， LIU Teng-yun1，2， XING Xue-jun1， LI Qian3， GAO Zhu1

（1.Institute of Biological Resources，Jiangxi Academy of Sciences，Nanchang 330096，China；2.Jiangxi Key Laboratory of Poyang Lake，Nanchang 330096，China；3.Institute of Enviromental Engineering，Ningxia University，Yinchuan 750021，China）

Abstract： Pot experiments with an orthogonal stress experimental design L9（34） were conducted to study the effects of organic/non-organic silicon solution spraying on the malondialdehyde （MDA） content and its change trend in rice leaves under the heavy metals pollution. Results showed that MDA content in rice leaves increased significantly when soil polluted by heavy metals； MDA content gradually increased with the increase of heavy metals concentration； MDA content showed the trend of first increasing then decreasing with the prolonging of growth period. Effect order on rice leaves of different heavy metals was Cd>Pb>Cu>Zn. The rice leaves treated with organic silicon had the lowest MDA content（565.85 μmol/g FW），and followed by those treated with non-organic silicon（565.85 μmol/g FW）. The highest content was found in those without silicon treatment（611.73 μmol/g FW）. And the differential of MDA contents in leaves with different treatment was significant（P

Key words： silicon； rice； heavy metals； orthogonal stress； malondialdehyde （MDA）

水稻是中第一大、世界第二大粮食作物。但是近年来，随着工矿业“三废”排放和过量施用化肥[1]，稻田土壤重金属超标率较高。2011年，农业部对湖北、湖南、江西、四川四省重点污染区的88个县15.8万hm2水稻田调查，超标面积10.7万hm2，超标率67.8%。当稻田土壤重金属积累到一定程度时，即可通过迁移转化，引起糙米中重金属含量提高，产品质量下降，进而通过食物链进入人体富集[2，3]，也可经水、空气、生物等介质传递至人体暴露部分[4，5]，对人类健康产生威胁，诱发许多疾病发生[6，7]。

江西省矿产资源丰富，德兴铜矿是亚洲第一大露天铜矿，大余县又具有“世界钨都”之称，矿业开发引起周边地区土壤、河流、农作物中部分重金属含量超标，附近居民致癌风险明显提高[8-10]。德兴铜矿酸性废水中重金属元素引发矿集区下游几个村的几千顷良田变成了荒地[11-14]；大余县钨矿开采造成约140 km2稻米镉含量严重超标，成为全国16个“镉米”产地之一[15，16]。且随着“毒大米”事件的相继发生，重金属污染水稻的安全性问题一直受到高度关注[17]。大量研究集中在水稻土重金属污染特征分析[18]、污染风险评价[19]、低积累品种筛选[20，21]、重金属污染胁迫研究[22]等，但是水稻对重金属胁迫影响的机制因水稻品种和重金属元素种类不同而存在的差异，目前尚未定论，无法从科学的角度对每个水稻品种提出一种确定的方法降低重金属污染带来的毒害。

重金属胁迫会破坏水稻叶片膜完整性，细胞膜透性提高，活性氧含量增加，膜脂过氧化作用加强，其产物丙二醛（Malondialdehyde， MDA）积累量增加，导致水稻光合速率下降，光合功能衰退，叶片提前衰老或死亡[23，24]。有研究表明，使用外源硅可缓解水稻对重金属的吸收、转运、分布，可以提高水稻抗氧化系统活性，增强其抵御重金属胁迫的能力[25-28]。因此，选用江西省种植的三系杂交晚稻H优518，通过盆栽试验，研究重金属Cd、Cu、Pb、Zn正交胁迫下，不同种类外源硅处理对水稻叶片MDA含量和生长过程中MDA变化趋势的影响，以期为缓解复合重金属胁迫对水稻产生的毒害提供科学依据。

1 材料与方法

1.1 材料

1.1.1 供试土壤 供试土壤pH为5.8，其有机质、全氮、全磷、全钾、速效氮、速效磷、速效钾的测定方法分别为重铬酸钾容量法、半微量开氏法、硫酸-高氯酸消煮法、NaOH熔融-火焰光度计法、碱解扩散法、碳酸氢钠法和醋酸铵-火焰光度计法，含量分别是24.65、1.29、0.72、12.94、68.73、23.14、182.93 mg/kg。

1.1.2 水稻品种 供试水稻为三系杂交晚稻H优518。选取子粒饱满、大小均匀的水稻种子，先用10%的H2O2消毒10 min，再用去离子水冲洗3～5遍，均匀放入保持湿润的珍珠岩中催芽生长15～20 d，至4～5叶期，挑选生长健壮及生长高度一致的水稻幼苗，备用。

1.1.3 试验试剂 试验处理的试剂为分析纯 Pb（NO3）2、 CdCl2・H2O、 CuSO4・5H2O、 ZnSO4・7H2O、（C2H5O）4Si、 Na2SiO3・9H2O， 浓度分别以Pb2+、 Cd2+、Cu2+、Zn2+、Si4+计，其中（C2H5O）4Si为有机纳米硅源，Na2SiO3・9H2O为无机硅源。

1.2 方法

试验于2014年8～10月在江西省科学院温室大棚进行。用5 L塑料桶，每桶装土5.0 kg。土壤Cd、Pb、Cu、Zn复合污染处理，试剂均溶于水后加入土壤，每桶添加复合肥7.5 g，每盆土泡水搅匀，待风干后再次泡水拌匀、风干，反复3次，使土壤熟化，3周左右。8月1日移栽，每桶定植4株水稻，于10月14日收获。

1.2.1 土壤和水稻处理方法 根据土壤环境质量标准GB 15618-2008，土壤无机污染物的环境质量二级标准值，当农用地水田pH>5.5～6.5时，总镉、总铜、总铅和总锌的标准值分别为0.30、50.00、80.00、200.00 mg/kg。因此，土壤胁迫处理分为3个水平，一是标准值，二是高于标准值的50%，三是高于标准值的100%，并按照L9（34）正交表进行4因素3水平试验处理，因素水平见表1。

水稻处理方法有3种：①无硅处理：生长过程中，水稻不经过任何处理；②有机硅处理：生长过程中，用5 mmol/L有机纳米硅源（C2H5O）4Si施水稻叶面；③无机硅处理：生长过程中，用5 mmol/L无机硅源Na2SiO3・9H2O喷施水稻叶面；试验设置对照（CK），即土壤和水稻均不经过任何处理。

1.2.2 硅源使用方法 使用当天配制无机硅和有机硅试剂，摇匀后，添加适量洗衣粉，于上午8点之前喷至水稻叶片上下表面，均匀挂湿。于移栽10 d缓苗后（8月11日）进行第一次喷施；分蘖期（9月1日）进行第二次喷施，抽穗开花期（9月23日）进行第三次喷施。

1.3 样品制备及测定

1.3.1 样品制备 分别于移栽当日、喷施硅源24 h后及收获当日采取水稻无损伤叶片，用去离子水清洗干净，吸干表面水分，剪碎混匀。首先称取0.2 g样品于10 mL离心管中，加入10%的三氯乙酸溶液8 mL，4 000 r/min离心10 min；然后吸取4 mL上清液于10 mL离心管中，再加入4 mL 0.67%的硫代巴比妥酸溶液，沸水中加热15 min，冷却后，4 000 r/min离心5 min；最后收取上清液，用于丙二醛（MDA）含量测定。

1.3.2 样品测定与计算 MDA含量测定采用改进的硫代巴比妥酸法（TBA）[29]，分光光度计测定其在450、532、600 nm下的吸光度。

MDA含量计算公式如下：

MDA浓度C（μmol/L）=6.452×（D532-D600）-0.559D450

MDA含量（μmol/g FW）=C×V/W

其中，V为提取液体积，W为样品鲜重。

1.4 数据处理与分析

采用Excel 2007进行图表制作，SPSS 16.0软件对数据进行统计分析，用Duncan新复极差法（DMRT）分析不同处理的差异显著性。

2 结果与分析

2.1 硅对水稻MDA含量的影响

硅对正交胁迫下水稻叶片MDA含量影响的结果（表2）为缓苗后、分蘖期、抽穗开花期和收获期水稻叶片MDA含量的平均值。结果表明，经有机硅处理的水稻叶片MDA总量（504.63 μmol/g FW）最低，无机硅处理（565.84 μmol/g FW）次之，无硅处理（611.73 μmol/g FW）总量最高。随着重金属胁迫浓度的升高，有机硅和无硅处理水稻叶片MDA总量分别由633.11 μmol/g FW和779.83 μmol/g FW逐渐升高至706.97 μmol/g FW和840.96 μmol/g FW，分别增加了11.67%和7.84%；而无机硅处理随着重金属胁迫浓度的升高，水稻叶片MDA总量升高，当超过一定浓度时MDA总量开始下降。

进一步根据正交试验的特性和MDA含量结果（表2）显示，有机硅处理KCd1、KCu1、KPb1、KZn2，无机硅处理KCd3、KCu2、KPb3和KZn1，无硅处理KCd1、KCu1、KPb2、KZn3水稻叶片MDA总量最小，表明在Cd1Cu1Pb1Zn2、Cd3Cu2Pb3Zn1、Cd1Cu1Pb2Zn3重金属组合胁迫范围内，水稻分别经有机硅、无机硅和无硅处理后，可明显抑制叶片MDA含量的增加。同时，通过极差Rj值判断各因素对MDA含量影响的结果表明，有机硅处理、无机硅处理和无硅处理的各因素对水稻叶片MDA含量影响的主次顺序分别是Cd>Cu>Pb>Zn、Cd>Pb>Zn>Cu、Cd>Pb>Cu>Zn。可见，重金属Cd的含量是影响水稻叶片MDA含量的主要因素。

方差分析（表3）显示，有机硅、无机硅和无硅处理3种方式对水稻叶片MDA含量的影响差异均达到极显著水平。其中，在不超出土壤环境质量标准GB 15618-2008中土壤无机污染物的环境质量二级标准值时，即有机硅处理的1号水稻叶片MDA含量极显著低于其他处理；且2号、3号、6号处理间叶片MDA含量差异不显著，却极显著低于4号、5号、7号、8号处理。无机硅处理的1号、3号、7号、8号之间，以及无硅处理的1号、4号之间叶片MDA含量差异不显著，但极显著低于其他处理。由此表明，土壤复合重金属在超出环境质量二级标准值时，水稻叶片MDA含量升高，且土壤重金属Cd2+、Cu2+、Pb2+、Zn2+组合在4号处理范围内（0.45、50.00、120.00、300.00 mg/kg）经有机硅和无硅处理，可明显降低水稻叶片MDA含量，而在3号处理范围内（0.30、100.00、160.00、400.00 mg/kg）经无机硅处理可明显降低MDA含量。

2.2 硅对水稻MDA变化趋势的影响

根据以上有机硅、无机硅和无硅处理的MDA含量变化趋势分别选择3号和4号处理进行分析。图1水稻叶片MDA含量变化趋势表明，土壤受重金属污染后，水稻叶片MDA含量明显升高；水稻叶片喷施有机硅或无机硅溶液后，可明显降低MDA含量。CK和无硅处理水稻叶片MDA含量在缓苗期明显降低，分蘖期无硅处理MDA含量迅速增加到最大，而CK处理MDA含量缓慢增加，抽穗开花期达到最大，可见土壤在重金属胁迫下，破坏了水稻叶片保护系统，MDA含量在缓苗后明显增加。有机硅和无机硅处理的水稻叶片MDA含量增加比较缓慢，抽穗开花期时MDA含量上升到最大，成熟期MDA含量逐渐降低，且有机硅处理的水稻叶片MDA含量始K低于无机硅处理，表明土壤在重金属胁迫下，水稻叶片喷施有机硅溶液可明显降低MDA含量，有利于维持水稻叶片保护系统平衡。

3 小结与讨论

植物在逆境环境中，遭受氧化胁迫发生膜脂过氧化作用的产物MDA，MDA含量反映了植物细胞膜脂过氧化程度以及对逆境条件反应的强弱[30，31]。本研究中水稻叶片MDA含量随着Cd、Cu、Pb、Zn复合重金属污染浓度升高而增加，叶片细胞膜透性增强。孙健等[32]研究认为，随着Cd、Pb、Cu、Zn、As复合重金属污染浓度的增大，水稻幼苗MDA含量迅速增加，且呈现出明显正相关性，与本研究结论一致。水稻品种差异也会造成MDA含量累积的显著差异。何俊瑜等[33]和Wu等[34]研究均表明，耐受基因型水稻品种在重金属胁迫下能维持较高的活性氧清除能力，适应和抵抗重金属毒害，故比相对敏感的基因型水稻品种累积的MDA含量要少。章秀福等[35]研究则随着土壤Cd浓度的增加，MDA含量先下降后上升，且MDA含量随生育期一直增加。与本研究水稻随着生长时期的延长，MDA含量呈现先升高后下降的趋势的结论有差异。可见，不同浓度重金属污染都可提高水稻细胞膜透性，对细胞产生毒害作用，而毒害作用的程度，则与污染的重金属种类和水稻基因型差异有关。

土壤重金属污染是指土壤中铜（Cu）、铅（Pb）、锌（Zn）、锡（Sn）、镍（Ni）、钴（Co）、锑（Sb）、汞（Hg）、镉（Cd）和铋（Bi）10种金属元素含量累积超过标准限值，对动植物和人类造成危害[36]。镉是生物毒性最强的重金属之一，中国每年由于土壤Cd污染导致的Cd超标农产品达14.6亿kg[37]；铅锌矿周边土壤中经常富集的Pb、Zn、Cu等重金属以及类金属元素As含量往往超过限定值的几十倍甚至几百倍[38]，各重金属对潜在生态危害的顺序为Cd>Pb>As>Cu>Zn>Cr[39]。目前，有关重金属污染对水稻生理特性影响的研究大多集中在单一重金属或有限的二、三种重金属，而对4种以上重金属污染的报道相对较少[40，41]。本研究通过比较Cd、Pb、Cu、Zn 4种复合污染重金属对水稻MDA含量的影响顺序是Cd>Pb>Cu>Zn，表明复合污染条件下，Cd是影响水稻叶片MDA含量的主要贡献因子，复合污染条件下，Cd对水稻生理生长和人类健康造成的风险最大，这与大多研究者认为的结论一致[42]。

硅是地球上仅次于氧的最为丰富的元素，也是植物体内最丰富的无机元素之一，硅能提高植物对重金属的抗性已是不争的事实[43]。大量研究表明，硅通过缓解植株体内重金属毒害的代谢机制以及对抗氧化酶系统的调控作用，减少体内重金属的积累，提高植物抗重金属胁迫的能力[44]。张翠翠等[45]通过施硅处理显著降低了水稻植株MDA含量，提高了对重金属的抗性；且随着重金属胁迫时间的延长，硅的缓解效果受到一定限制。这与本研究结果中的硅处理在水稻抽穗扬花期前较成熟期对叶片MDA含量影响较大，缓解重金属胁迫效应较好的结论相符。同时，本研究结果表明，喷施有机硅处理的水稻叶片MDA含量最低，对重金属胁迫缓解的效应最好，无机硅处理次之。这与黄崇玲等[46]、王世华等[47]研究认为的有机硅处理水稻可显著缓解重金属毒害效果的结论相符。但是有关有机硅处理浓度和喷施时间对缓解水稻重金属污染的效果还有待进一步研究。

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篇(7)

[关键词]环境资源保护；农用地土壤；重金属污染；工业排放污染

引言

在市场经济的拉动下，我国工、农业蓬勃发展，但这一社会效益得到提升的背后，也带来了不少环境问题。工业废水、废气超标排放，有毒、有害物质肆意堆放，农业过肥、过药等，污染源头遍布每一区域，尽管现行法律法规对土壤污染有所规制，但所涉范围狭窄，操作性不强，执行力缺失，导致土壤污染无法有效遏制。

一、我国农用地土壤受污染情况概述

调查结果显示[1]，全国土壤环境状况总体不容乐观，耕地土壤环境质量堪忧，工矿业废弃地土壤环境问题突出。全国土壤总的点位超标率为16.1%，其中耕地点位超标率为19.4%，，从污染类型看，以无机型为主，无机污染物超标点位数占全部超标点位的82.8%，主要为重金属超标；六六六等农药点位超标率为3.8%。土壤的环境构成中无时无刻都是在和其他的环境要素进行能量、物质交替，特别是重金属污染基本上是不可逆转的，污染物会不断在土壤中累积，使土壤中有害物质的浓度越来越高、污染面积越来越大，从而危害人畜的健康和安全。[2]根据中国工程院院士罗锡文先生在2011年10月份召开的广东科协论坛上表示，目前我国有数千万公顷耕地正不断遭遇各类工业排放的重金属污染，并有逐步上升趋势。同时，近年《我国稻米质量安全现状及发展对策研究报告》中亦显示境内受到工业排放或其他途径产生的重金属渗入的耕地高达20%。[3]

二、我国农用地土壤污染源成因分析

造成农用地土壤污染的主要源头可归结为两大类，一类源于工业生产。我国实际上走了一条先污染后治理的老路，尤其是作为我国农村建设中独特经济模式的乡镇企业，大多为作坊式，生产方式粗放，污染治理技术落后，截污纳管率低，先期基本为直排的方式生存。其二，受到城市工业污染转移的“迫害”。部分地方政府“顶风作案”，将国家三令五申强制关闭的重污染工业企业，如化工厂、造纸厂、电镀厂等转移至农村，不同程度地存在偷排、超标排放等现象；同时，由于区域发展不平衡，一些地方政府一味追求经济效益，形成了拆解村、电镀村等等，废水直排农地；废渣无任何防护措施，堆放于农地；废气直排，并以降雨降雪的形式，渗入土壤，酸雨率达到80%左右，便是不争的事实；另，一些城市的建筑垃圾、工业废渣，偷倒农地的现象时有发生。另一类源于农业生产。即受到农业耕作过程中产生的废弃物以及化肥、农药的大量滥施所致。[4]我国每年因肥料不合理使用，导致超过以吨计的氮素流失到农田外，氮肥的挥发对临近地表的污染负有不可推卸的责任。

三、规制农用地土壤污染防治的法律建议

（一）设置专门的土壤污染防治单行法

我国目前环境资源保护相关的专门性法律仅有《大气污染防治法》、《水污染防治法》与《固体废物污染防治法》等，尚无《土壤污染防治法》出台，仅在部分如《环境保护法》、《农业法》、《土地管理法》、《固体废物污染防治法》等法律中对土壤污染防治作一些零散的规定，与其自身急迫、严峻的污染形势来看，这些附属性质的法律法规根本无法规制污染态势，土壤污染防治及修复几乎是盲区。为此，组织制定专门的土壤污染防治法迫在眉睫，建议在周全法律体系的协调性基础上，增设土壤污染防治单行法。[5]

（二）组建土壤污染监测体系与预警制度，并出台农用地土壤标准

农用地土壤在遭受污染初期症状及危害性并不明显，污染物进入土壤之中，直至其爆发危害尚需一定周期，是一个链式累积的过程。但是，只要环境恶化便会呈现井喷式的蔓延危害。由此，应建立一套完整的土壤监测体系，并制定农用地土壤标准，对农用地土壤及其生态环境实行长期跟踪监测，建立相关土壤环境的信息数据库，对土壤的物理、化学、生物性质以及土壤质量、污染状况等作出详尽分析，设立预警机制，防患于未然；同时，依据监测结果，有序开展农用土壤修复工作。此外，应加强资源信息共享平台建设，实现各部门各地区的统一协作，实行长效管理。

（三）制定农业清洁生产法，配以科学合理的技术守则

农业清洁生产虽已推广很久，但始终浮于表面，不能纵深展开。主要原因，一是鼓励措施不够且没有制度保障，农民积极性不高；二是宣传力度不够，农民意识尚未觉醒。我国农民普遍文化程度不高，贯于传统的农业生产模式，对于科学的灌溉、施肥、给药等技术，不会也不屑；三是对过肥过药行为基本处于放任状态，根本没有措施加以规制。因此，建议出台农业清洁生产法，并配以科学合理的技术守则，以制度保障农业清洁生产的深度推进；大力宣传，以技术守则为指导，以点带面，同时配套鼓励性强的政策，对积极实行清洁生产者，予以重奖，对于依然故我、屡教不改者，采用实名制供给农药化肥，源头控制其使用量，彻底改变农民的陈旧观念，还我们一个安全、清洁的种植环境。

结语

基于上述可知，构建健全、完备的农用地土壤污染防治法律体系是当前法学界及地方政府亟待商榷与解决的议题，亟待引起社会各界重视，共同于实践中反复探索与研究，发挥合力一齐保护人类生存环境及自然生态环境。

参考文献

[1]2014年环境保护部和国土资源部全国土壤污染状况调查公报.

[2]毛春梅，吴东娟.我国土壤污染预防机制建立构想[J].湖南农业科学，2012（21）.

[3]蒋裕平.国外工业和农业聚集地农业环境管理研究――以美国和日本为例[J]，世界农业，2013（05）.