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有色金屬礦區(qū)土壤重金屬污染及其修復(fù)
有色金屬礦區(qū)土壤重金屬污染及其修復(fù)
摘 要：礦業(yè)活動(dòng)是環(huán)境中污染土壤的重金屬的主要來源，簡要概述了中國有色金屬礦區(qū)土壤重金屬的污染現(xiàn)狀，并介紹礦區(qū)土壤重金屬污染進(jìn)行物理和化學(xué)修復(fù)的技術(shù)，提出植物修復(fù)技術(shù)的新研究進(jìn)展及優(yōu)點(diǎn)。
關(guān)鍵詞：礦區(qū);重金屬污染;修復(fù);土壤
引言
中國是世界上重要的重金屬礦區(qū)之一，分布著大量的優(yōu)質(zhì)重金屬礦，豐富的重金屬資源為中國國民經(jīng)濟(jì)的健康穩(wěn)定發(fā)展提供了資源保障。
然而，長期以來在重金屬礦區(qū)開采的過程中，由于開采技術(shù)、資金缺乏及管理方面等原因，對礦區(qū)周圍的土壤與環(huán)境造成了嚴(yán)重影響，從而引發(fā)了大量的生態(tài)環(huán)境問題。
礦業(yè)廢棄地一般都含有大量的重金屬，這些廢棄地以尾礦和廢棄的低品位礦石的重金屬含量最高。
重金屬通過地表生物地球化學(xué)作用釋放和遷移到土壤及河流中，而這些受重金屬污染的水又通過灌溉方式進(jìn)入農(nóng)田，并通過食物鏈進(jìn)入人體，從而對礦區(qū)附近居民的健康和生存環(huán)境構(gòu)成嚴(yán)重威脅 [1]。
通常情況下，有色金屬礦區(qū)附近的土壤中，鉛、銅、鋅含量分別為正常土壤中含量的 10～40倍、5～200倍、5～10 倍 [2]。
一、礦區(qū)土壤重金屬污染現(xiàn)狀
鉛鋅礦區(qū)重金屬污染現(xiàn)狀越來越嚴(yán)重，已經(jīng)損害了人民的群眾健康。
如在20世紀(jì)60年代，日本曾發(fā)生的第二公害病―骨痛病，便是由于食用被鎘廢水污染了土壤生產(chǎn)的“鎘米”所致。
王新等對遼寧省鐵嶺柴河Pb―Zn礦區(qū)的土壤一巖石界面的重金屬行為特性進(jìn)行了研究，結(jié)果表明該礦區(qū)土壤Cd、Pb、Zn元素含量分別是當(dāng)?shù)乇尘昂康?1倍、4.5倍、3倍，大大超過了當(dāng)?shù)乇尘昂克?Cd作為制約當(dāng)?shù)剞r(nóng)業(yè)用地的限制性元素，超過國家土壤環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)5.8倍;礦區(qū)附近玉米中Pb、Cd含量分別是國家食品衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)16～21倍、5.7～9.7倍[3]。
湖南省由于有色金屬礦山開采引起的Pb、Cd、Hg、As等重金屬污染，受污染面積達(dá)2.8萬km2，占全省總面積的13%。
部分地區(qū)土壤中Pb、Cd、Hg、As高出正常值數(shù)倍至數(shù)百倍，從而出現(xiàn)了地方病。
王瑩以上虞某廢棄鉛鋅尾礦山為研究對象，研究了土壤中重金屬含量及污染狀況，結(jié)果表明：尾礦山周邊各采樣點(diǎn)土壤 As、Zn、Pb 和 Cu 平均含量為 328 mg.kg-1、1 760 mg.kg-1、2 708 mg.kg-1和 287 mg.kg-1，均超過土壤環(huán)境背景值，各元素含量變異強(qiáng)度為：As>Pb>Cu>Zn[4]。
二、礦區(qū)土壤重金屬修復(fù)技術(shù)
重金屬是農(nóng)業(yè)環(huán)境和農(nóng)產(chǎn)品的一個(gè)重要污染物質(zhì)。
對土壤重金屬污染的修復(fù)技術(shù)常用的有物理修復(fù)和化學(xué)修復(fù)。
物理修復(fù)主要包括客土、換土和深耕翻土等措施。
通過客土、換土和深耕翻土與污土混合，可以降低土壤中重金屬的含量，減少重金屬對土壤―植物系統(tǒng)產(chǎn)生的毒害。
化學(xué)修復(fù)就是向土壤投入改良劑，通過對重金屬的吸附、氧化還原、沉淀作用，以降低重金屬的生物有效性。
但由于重金屬元素在環(huán)境中具有相對穩(wěn)定性和難降解性，至今仍未找到可供大面積應(yīng)用的重金屬污染治理方法。
近年來出現(xiàn)的植物修復(fù)，具有投資和維護(hù)成本低、操作簡便、不造成二次污染、具有潛在或顯在經(jīng)濟(jì)效益等優(yōu)點(diǎn)，并且其更適應(yīng)環(huán)境保護(hù)的要求，因此越來越受到高度重視。
植物修復(fù)是一種經(jīng)濟(jì)、有效且非破壞性的修復(fù)技術(shù)，主要利用自然生長或遺傳培育植物對土壤中的污染物進(jìn)行固定和吸收。
通常包括：植物提取，即植物對重金屬的吸收。
目前已發(fā)現(xiàn)有400 多種植物能夠超積累各種重金屬，一些超積累植物能同時(shí)積累多種重金屬，如羊蕨屬植物和具有富重金屬性的莧科植物對土壤中重金屬的吸收率達(dá)到 100%。
蔣先軍等的研究發(fā)現(xiàn)，印度芥菜對Cu、Zn、Pb 等中等污染土壤具有良好的修復(fù)效果[5]。
有證據(jù)表明，柳樹和白楊能從土壤中去除一定量的重金屬，凈化低污染的土壤;植物揮發(fā)，即通過植物使土壤中的某些重金屬(如Hg2+)轉(zhuǎn)化成氣態(tài)(HgO)而揮發(fā)出來;根際過濾，即利用植物根系過濾積淀水體中的重金屬;植物穩(wěn)定，即利用植物根際的一些特殊物質(zhì)使土壤中的污染物轉(zhuǎn)化為相對無害的物質(zhì)。
有研究發(fā)現(xiàn)，樹木可以存活并生長于含有較高濃度的多種重金屬污染的土壤上。
經(jīng)監(jiān)測，樺樹和柳樹的一些樹種可以耐受鉛和鋅[6]。
結(jié)論與展望
礦區(qū)土壤的重金屬污染是礦區(qū)所面臨的重大生態(tài)環(huán)境問題，具有自己獨(dú)有的特征，在治理的過程中應(yīng)因地制宜地選擇恰當(dāng)?shù)闹卫矸绞健?/p>
物理、化學(xué)等方法對于礦山土壤的修復(fù)存在耗能、耗錢、對土壤結(jié)構(gòu)損害較大等缺點(diǎn)，從保護(hù)生態(tài)環(huán)境出發(fā)，這些方法均對礦山生態(tài)環(huán)境的恢復(fù)作用不明顯，而植物修復(fù)成本較低，可以穩(wěn)定土壤、控制污染、改善景觀、減輕污染對人類的健康威脅，所以在修復(fù)礦山土壤重金屬污染的過程中，越來越多的國家選擇使用植物修復(fù)技術(shù)。
近年來，中國金屬礦業(yè)迅速發(fā)展，所造成的重金屬污染日益加劇，植物修復(fù)技術(shù)的研究更具有廣闊的市場，并逐步走向商業(yè)化，同時(shí)中國有廣袤的國土、豐富的資源、復(fù)雜多樣的地理?xiàng)l件，蘊(yùn)藏著大量超富集植物，為中國開展有關(guān)植物修復(fù)技術(shù)的研究提供了良好的基礎(chǔ)。
參考文獻(xiàn)：
[1] 鄭奎，李林.中國鉛鋅礦區(qū)的重金屬污染現(xiàn)狀及治理[J].安徽農(nóng)業(yè)科學(xué)，2009，(30).
[2] 薛強(qiáng)，梁冰，劉曉麗.有機(jī)污染物在土壤中遷移轉(zhuǎn)化的研究進(jìn)展[J].土壤與環(huán)境，2002，(1)：90-93.
[3] 王新，周啟星，任麗萍.礦區(qū)農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量及土壤─巖石界面重金屬行為特性的研究[J].農(nóng)業(yè)環(huán)境科學(xué)學(xué)報(bào)，2004，(3)：459-463.
[4] 王瑩，趙全利，胡瑩，等.上虞某鉛鋅礦區(qū)周邊土壤植物重金屬含量及其污染評價(jià)[J].環(huán)境化學(xué)，2011，(7).
[5] 蔣先軍，等.重金屬污染土壤的植物修復(fù)研究[J].土壤，2000，(2)：71-74.
[6] 滕沖，程峰，王杰光，等.礦產(chǎn)與地質(zhì)[J].植物修復(fù)在治理礦區(qū)重金屬污染土壤中的應(yīng)用，2008，(2)：179-181.
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