摘要：從環(huán)境檢測中重金屬污染的特點著手分析，結合多年的實踐工作經(jīng)驗，概述性的提出了幾點控制環(huán)境監(jiān)測中重金屬污染的對策建議。

關鍵詞：環(huán)境監(jiān)測；重金屬污染；有效控制

1環(huán)境監(jiān)測中重金屬污染的特點

1.1污染源分散

當前國內(nèi)的重金屬污染企業(yè)具有分散廣泛的特點，環(huán)境監(jiān)測部門要對其作重金屬污染的集中監(jiān)測，則難度較大，這也是當前環(huán)境監(jiān)測中的一大難題[1]。土壤和水源是重金屬污染的重災區(qū)，在環(huán)境監(jiān)測中，對土壤和水的重金屬監(jiān)測難度系數(shù)較大。所以要想提升對此類污染源的監(jiān)測和防治效果，要求相關企業(yè)應做好項目規(guī)劃。

1.2管理平衡性差

按照國家《重金屬污染綜合防治“十二五”規(guī)劃》、環(huán)保部辦公廳《關于印發(fā)〈重金屬污染綜合防治“十二五”規(guī)劃年度實施方案編制指南〉（試行）的通知》（環(huán)辦〔2011〕121號）、《省重金屬污染綜合防治“十二五”規(guī)劃》和《市“十二五”重金屬污染綜合防治規(guī)劃》要求，為進一步加大重金屬污染防治工作力度，消除重金屬污染隱患，確保區(qū)域環(huán)境安全，維護群眾環(huán)境權益，切實推進“十二五”期間我市重金屬污染綜合防治工作，確保順利完成“十二五”重金屬污染綜合防治目標任務，結合我市實際，制定我市2014年度重金屬污染綜合防治實施方案。

（一）加大淘汰力度，優(yōu)化產(chǎn)業(yè)結構

嚴格執(zhí)行國家和省相關行業(yè)準入條件。嚴格執(zhí)行國家產(chǎn)業(yè)政策，加大落后產(chǎn)能和工藝設備的淘汰力度。優(yōu)化產(chǎn)業(yè)結構，對現(xiàn)有涉重企業(yè)進行整合、搬遷、合并，走集中治理之路。加大新技術、新設備、新工藝推廣力度，對含重金屬廢水、廢氣進行有效治理，廢水處理后部分回用，實現(xiàn)重金屬污染物持續(xù)削減的目的。

（二）加大執(zhí)法力度，強化監(jiān)督管理

組織開展全市涉重企業(yè)專項執(zhí)法檢查，進一步掌握全市重金屬污染情況。對存在環(huán)境違法行為的企業(yè)立案查處；對不能穩(wěn)定達標排放的企業(yè)責令限期改正；對存在突出環(huán)境問題的企業(yè)提請市政府予以限期治理，督促其迅速落實治理方案，籌措治理資金，按期通過驗收。逾期不通過驗收，依法予以關閉。加強含涉重危險廢物環(huán)境管理，規(guī)范危險廢物收集、處置。定期排金屬企業(yè)環(huán)境隱患，對發(fā)現(xiàn)的環(huán)境隱患，要求企業(yè)及時整改。

（三）推進技術進步，推行清潔生產(chǎn)

一、重金屬污染的形成機制與特點

（一）重金屬污染的形成機制。重金屬污染的形成機制，可以從產(chǎn)生因素、來源途徑、產(chǎn)生主體和產(chǎn)生時間等方面來分析。（1）產(chǎn)生因素：包括自然因素和人為因素。重金屬在大氣、水體、土壤、生物體中廣泛分布，個別地區(qū)如喀斯特地區(qū)因石漠化導致重金屬釋放而造成自然環(huán)境中重金屬污染；重金屬一般以天然濃度廣泛存在于自然界中，由于人類對重金屬的開采、冶煉、加工及商業(yè)制造活動日益增多，造成不少重金屬如鉛、汞、鎘、鈷等進入大氣、水、土壤中，人為引起嚴重的重金屬污染。（2）產(chǎn)生途徑：主要來源工業(yè)污染、交通污染和生活垃圾污染。工業(yè)污染大多通過廢渣、廢水、廢氣排入環(huán)境，在人和動物、植物中富集，從而對環(huán)境和人的健康造成很大的危害；交通污染主要是汽車尾氣的排放；生活污染主要是一些生活垃圾的污染，廢舊電池、破碎的照明燈、沒有用完的化妝品、上彩釉的碗碟等。（3）產(chǎn)生主體：首先，許多地方政府大力發(fā)展經(jīng)濟，盲目追求GDP的高速增長。因此，對于涉重金屬污染的企業(yè)，不少地方政府往往采取非常寬松的投資政策，對涉重金屬企業(yè)項目考察不嚴格、監(jiān)管力度松散，發(fā)生了多起重金屬污染事故。據(jù)報道，某地由于土壤重金屬污染嚴重，曾經(jīng)在2007年大規(guī)模整治鉛酸蓄電池生產(chǎn)企業(yè)，但被整治企業(yè)卻接到了山西、河南、湖南、廣西等地的邀請，將污染企業(yè)成功的轉(zhuǎn)移，也為后來各地的重金屬污染事故埋下了伏筆。其次，企業(yè)是造成重金屬污染的主要來源者。湘江流域涉重金屬企業(yè)總計1635家，湘江重金屬污染與地方產(chǎn)業(yè)結構直接相關。大部分大、中型企業(yè),尤其是有色金屬和稀有金屬礦藏的開采、冶煉企業(yè)在湘江流域齊聚。雖然湖南省在全國率先扛起重金屬污染治理示范大旗。盡管曠日持久的“排毒”戰(zhàn)已持續(xù)20多年，然而，專家的定性仍為“積重難返”。再者，日常生活中，民眾的不恰當處理廢舊電池等造成的重金屬污染也是組成部分。（4）產(chǎn)生時間：歷史的沉淀與現(xiàn)實的積累。重金屬污染的形成不是一朝一夕的，既有歷史的沉淀，以各種化學狀態(tài)或化學形態(tài)存在的重金屬，在進入環(huán)境或生態(tài)系統(tǒng)后就會存留、積累和遷移，造成危害。如隨廢水排出的重金屬，即使?jié)舛刃。部稍谠孱惡偷啄嘀蟹e累，被魚和貝的體表吸附，產(chǎn)生食物鏈濃縮，從而造成公害。根據(jù)湖南省環(huán)保廳歷年對湘江水質(zhì)監(jiān)測數(shù)據(jù),湘江總體水質(zhì)在自上世紀90年代呈惡化趨勢,總體污染特征是以有機污染為主的重金屬、微生物復合污染,其中重金屬污染特征尤為突出。也有現(xiàn)代工業(yè)的三廢排放、農(nóng)業(yè)化肥的過度使用和人們生活垃圾無序處理而形成的污染，而且，經(jīng)濟越發(fā)達，重金屬污染的現(xiàn)象愈發(fā)嚴重。

（二）重金屬污染的主要特點。（1）來源復雜。重金屬污染來源于自然界，來源于工業(yè)、農(nóng)業(yè)、人們的生活，來源于城市和鄉(xiāng)村。（2）主體多元化。人為造成重金屬污染的主體眾多，有政府、企業(yè)、公民。而且受害主體不特定化。（3）時間長，隱蔽性強。由于歷史的積累以及對重金屬污染防治的忽視，重金屬污染的時期長，其造成的危害不會馬上體現(xiàn)處理，不易為人們所重視。（4）影響深，危害大。“重金屬污染的危害主要體現(xiàn)在兩個方面：一是對環(huán)境的污染；二是對人體的傷害?！痹诃h(huán)境污染方面，重金屬污染與其他有機化合物的污染不同，不少有機化合物可以通過自然界本身物理的、化學的或生物的凈化，使有害性降低或解除。而重金屬很難在環(huán)境中降解。在開采、冶煉、加工及商業(yè)制造活動中排放的重金屬污染物進入大氣、水，造成大氣污染和水污染，最終，大部分重金屬停留在土壤和河流底泥中。當環(huán)境變化時，底泥中的重金屬形態(tài)將發(fā)生轉(zhuǎn)化并釋放造成水污染。在對人體的傷害方面，重金屬通過大氣、水、食物鏈進入人體，在人體內(nèi)和蛋白質(zhì)及各種酶發(fā)生作用，使它們失去活性，并在人體的某些器官中富集，如果超過人體所能耐受的限度，會造成人體急性或慢性中毒，具有致癌、致畸及致突變作用，對人體會造成很大的危害。（5）綜合治理任務艱巨。重金屬污染防治涉及多個部門、多個地區(qū)、甚至多個省份的協(xié)調(diào)與綜合治理。湘江流域涉重金屬的防治就涉及株洲、衡陽、郴州、湘潭、婁底5個市。需要發(fā)改、財政、國土、環(huán)保、工信、衛(wèi)生、安全、科技等多部門的合力與協(xié)調(diào)。

二、重金屬污染的形成機制對構建司法保護機制的主要影響

我們所說的重金屬污染指的就是因人類活動導致環(huán)境中的重金屬含量增加，超出正常范圍，并導致環(huán)境質(zhì)量惡化。從重金屬污染形成機制和特點來探析其法律機制的主要問題，能更好的對癥下藥。

（一）來源的多樣性突顯我國重金屬污染防治法律制度不完善。重金屬污染存在于水體、大氣和土壤等。對于重金屬污染的防治，我國的《水污染防治法》、《固體廢物污染環(huán)境防治法》、《土地管理法》、《危險化學品安全管理條例》等立法中均有涉及，但沒有形成系統(tǒng)的重金屬產(chǎn)過程中污染防治制度體系。原則性立法過多、可操作性差、基本法律制度沒有建立起來。（二）主體的多元化導致責任機制不健全。政府的監(jiān)督責任不健全甚至缺乏；污染企業(yè)的法律責任追究機制不健全；民眾環(huán)保意識不足，法律救濟途徑存在缺陷。（三）治理的長期性與復雜性彰顯出法律規(guī)定顧此失彼，不全面。我國重金屬污染防治注重工業(yè)排放的治理，對農(nóng)業(yè)和生活垃圾污染缺乏應有的關注。我國環(huán)境污染防治法注重工業(yè)生重金屬的排放控制，忽視生活活動中重金屬的污染物的排放，也忽視對生活環(huán)境中重金屬污染物的監(jiān)測、評價與管理。④而隨著科學技術的高速發(fā)展，很多重金屬應用到日常消費產(chǎn)品及農(nóng)業(yè)用品中。由于這些含有重金屬產(chǎn)品的使用日益廣泛，回收困難且沒有建立完整回收、處理系統(tǒng)，加上消費者對重金屬的存在及其危害缺乏了解而容易輕視，易導致含有重金屬產(chǎn)品在使用、丟棄、沖洗處理、掩埋中，擴散了重金屬污染的范圍，加重了污染的程度。（四）影響的深遠與嚴重的危害性考量著國家司法的綜合執(zhí)行力。我國環(huán)境法學專家蔡守秋教授指出：“我國現(xiàn)行的污染防治法都存在一個最大的弊端：沒有有效的執(zhí)行手段和責任追究機制?！蔽廴菊咭驗樘幜P力度不夠大，于是污染事件時常發(fā)生。但問題的關鍵是法律法規(guī)的責任追究機制不健全、處罰力度不夠大。這已經(jīng)成了解決土壤重金屬污染問題的一大頑疾。（五）綜合治理的艱巨性使得實踐操作中綜合治理與協(xié)調(diào)機制缺乏可操作性。整治重金屬污染是一項長期、復雜、艱巨的任務，影響包括重金屬污染防治在內(nèi)的環(huán)境保護任務的實現(xiàn)，一是缺乏對政府及其有關部門環(huán)境保護責任及其監(jiān)督的法律規(guī)定，環(huán)境管理體制有待改革和完善。二是需要加強環(huán)境信息公開、公民環(huán)境知情權的保障、公眾參與環(huán)境決策和公眾監(jiān)督機制。三是一些重要的環(huán)境管理制度尚需建立和完善，一些環(huán)境制度可操作性不強，存在污染防治責任不明確、違法成本低、環(huán)境健康損害救濟難、環(huán)境公益損害救濟難等問題。

摘要：日益嚴重的土壤重金屬污染成為我國生態(tài)文明建設必須認真面對的問題，土壤環(huán)境復雜，污染物類型眾多，污染程度不同，目前并沒有包治百病的技術，本文通過梳理土壤重金屬生物修復技術的基本原理、優(yōu)缺點和發(fā)展應用，并展望未來土壤重金屬生物修復技術可能需要關注的方向。

關鍵詞:土壤污染；重金屬；修復技術

土壤，被譽為地球的“皮膚”，作為地球生命活動和物質(zhì)循環(huán)流動中大氣圈、生物圈、水圈、巖石圈四大圈層的交互界面，扮演的重要角色是不言而喻的。目前我國土壤重金屬的污染，日益影響著我國土壤質(zhì)量和糧食生產(chǎn)安全。據(jù)環(huán)保部2014全國土壤污染狀況調(diào)查公報顯示，我國土壤總的超標率為16.1%，以無機型污染為主，重金屬污染物主要有鎘、汞、砷、銅、鉛、鉻、鋅、鎳等8種。土壤重金屬污染具有隱蔽性、滯后性，可通過生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)與能量循環(huán)流動，農(nóng)作物的吸收和生物鏈的富集效應等，最終對人類的健康造成巨大、嚴重的威脅。土壤重金屬污染引起了國內(nèi)外眾多科研工作者的關注，各種包括客土法、物理、化學在內(nèi)的傳統(tǒng)方法等污染物治理修復手段也在方興未艾的發(fā)展。近些年來，新興的生物修復方法，以其不破壞土壤結構、環(huán)境友好特性引發(fā)廣泛的研究熱潮。生物修復技術是指包括植物、微生物、動物等在內(nèi)的各種生物體利用自身的生命活動代謝或不同生物物種之間的協(xié)同作用從污染的土壤中吸收、轉(zhuǎn)化、降解環(huán)境中有機污染物和無機物污染物，實現(xiàn)凈化修復土壤生態(tài)環(huán)境的治理方法。

1生物修復技術的類型

1.1植物修復技術。植物修復技術（phytoremediation）利用具有超積累的自然植物或現(xiàn)代遺傳學改良的植物，通過吸收、提取、分解、轉(zhuǎn)化或固定等方式來消除土壤中污染物。植物修復技術通常有兩條途徑：一是植物通過生命活動積累、代謝和固定重金屬和化合物或形成揮發(fā)性氣體，分散到大氣中；二是通過根際分泌有機酸、螯合物等化合物等方式來改變污染物在土壤環(huán)境中的形態(tài)，從而降低重金屬的生物有效性和可移動性。目前按照修復機理和過程的不同，可分為植物提取、植物固定、植物揮發(fā)、根系過濾等。植物提取技術是指通過種植天然或者轉(zhuǎn)基因超富集植物盡最大限度的吸收積累污染土壤的重金屬，將其吸收累計到植物的地上部或根部，將其收割處理，以有效去除土壤中的污染物。超富集植物普遍被定義為在具有高濃度污染物的土壤中可以正常生長植物，其地上部分重金屬含量達到普通植物100倍。目前用于土壤重金屬污染治理的研究的常用超富集植物有：砷超富集植物蜈蚣草、鋅超富集植物東南景天、油菜、十字花科、植酸模草、工業(yè)用的大麻等。植物固定技術是指利用一些植物將原來高毒性形態(tài)的重金屬轉(zhuǎn)化到低毒性狀態(tài)的過程。植物通過生命活動沉淀、螯合、氧化還原等過程降低土壤重金屬的有效性，或是通過根際的生命活動改變?nèi)缤寥赖母H環(huán)境pH、氧化還原電位等來改變污染物的化學形態(tài)。該技術的缺點是土壤重金屬污染物并未徹底被清除，僅是被以固化的形式存在于土壤中，暫時失去生物有效性，一旦被固化重金屬周圍的環(huán)境發(fā)生變化時，污染物的生物有效性可能又會恢復。植物揮發(fā)技術主要是針對土壤中可形成易揮發(fā)性化合物的汞、硒、砷等金屬，通過根系吸收該類金屬，在植物體內(nèi)轉(zhuǎn)化形成可揮發(fā)性的氣態(tài)化合物，釋放到環(huán)境空氣中，達到修復土壤，去除污染物的效果。如煙草揮發(fā)甲基汞、印度芥菜降解硒化合物等。根系過濾是指利用耐性植物特有的龐大根系過濾、沉淀、富集污染物，達到修復土壤污染的目的。過濾的植物包括有向日葵、印度芥菜、煙草等。水科植物浮萍、水葫蘆可以有效吸收清除水體的鎘，銅和砷等重金屬。目前應用較多的有人工濕地技術和生物塘工程。植物修復技術相較于傳統(tǒng)土壤重金屬理化修復技術，優(yōu)勢在于綠色環(huán)保、耗費低、原位修復、具有不破壞土壤環(huán)境等優(yōu)點。缺點是現(xiàn)實情況中污染場地常常具有具多種有機污染物和無機污染物復合型污染，受污染范圍不局限于的表層的土壤，污染超積累植物修復能力往往只是有一種或少數(shù)幾種的重金屬；許多超積累植物屬于表層根系，自身生物量有限，而且生長發(fā)育較為緩慢，導致重金屬富集量有限；修復時間較長；超積累植物的再處理問題等。1.2微生物修復技術。微生物修復技術是指利用天然或基因工程改造的微生物菌株，在自然環(huán)境或人工優(yōu)化生存環(huán)境下，通過在生命和新陳代謝活動過程中，富集、吸附、降解土壤的有毒污染物，從而修復受污染的土壤。微生物對重金屬的修復機理有生物富集、生物固定和氧化還原、水解聚合等方法。目前研究的微生物主要包括細菌、真菌、放線菌、藻類微生物等，研究熱點包括菌根修復、根際微生物對土壤重金屬解毒機制、生物刺激技術等，研究的新興方法包括基因組測序、轉(zhuǎn)錄組、代謝組學等在內(nèi)的各種生物信息學技術。微生物修復技術主要優(yōu)點實現(xiàn)原位修復、可以同時修復土壤和地下水、基本不會產(chǎn)生二次污染物、適用范圍廣等。缺點是：（1）對重金屬污染物吸收有一定容量；（2）微生物自身容易遺傳變異、穩(wěn)定性差、而且可能與土著微生物菌株產(chǎn)生生境上的競爭；（3）容易受到如pH值、溫度、濕度等各種環(huán)境影響，導致不同環(huán)境適應性具有很大差異，修復效率差異較大。1.3動物修復技術。動物修復技術是指土壤中的某些低等動物、原生動物等通過自身的生命活動、新陳代謝功能直接富集、轉(zhuǎn)化、鈍化污染土壤的重金屬亦或通過協(xié)同微生物作用，降低、消解土壤污染物，從而達到減少對環(huán)境的危害。目前研究表明關于動物富集污染土壤重金屬生理機理主要包括：（1）動物體內(nèi)包含較多的金屬硫蛋白，可以絡合土壤中的重金屬，形成無毒、或低毒的化合物；（2）動物體內(nèi)生命活動代謝產(chǎn)生的含-SH多肽物質(zhì)，可以螯合重金屬，改變其有效性；（3）動物體內(nèi)富含的編碼金屬轉(zhuǎn)運蛋白的基因，可以有效提高其對重金屬的耐性。具體的機理有待進一步深入研究。研究發(fā)現(xiàn)蚯蚓等動物對重金屬元素有較強的富集能力，特別是對土壤鋅、鎘具有良好的富集作用，而且能夠改良土壤結構，提高土壤的肥力。土壤動物除了自身可以直接富集污染土壤的重金屬外，還可以通過自身的生命活動可以將土壤有機物轉(zhuǎn)化為有機酸，鈍化重金屬，使其失去活性。亦可通過與植物、微生物的協(xié)同作用富集、鈍化轉(zhuǎn)化重金屬的活性，促進菌根遷移轉(zhuǎn)化重金屬。成杰民等研究了蚯蚓-菌根在植物修復鎘污染土壤中的修復效果，結果表明二者的協(xié)同效應可以有效增加黑麥草對于重金屬鎘的吸收，達到更好的修復目標。

2展望與建議

為了貫徹落實好國家重金屬污染綜合防治規(guī)劃，有效治理重金屬污染，提升轄區(qū)環(huán)境質(zhì)量，杜絕重金屬污染造成的突發(fā)事件，徹底消除重金屬污染隱患，保障人民群眾身體健康，結合我縣實際，制定本實施方案。

一、指導思想

以十八大精神為引領，以科學發(fā)展觀為指導，突出重點區(qū)域、重點行業(yè)和企業(yè)，加大產(chǎn)業(yè)結構調(diào)整力度，強化環(huán)境執(zhí)法監(jiān)管，嚴格環(huán)境準入，從源頭抓起，推行循環(huán)經(jīng)濟、清潔生產(chǎn)，嚴格落實責任追究，依靠科技進步，扎實做好重金屬污染綜合防治工作，確保生態(tài)環(huán)境安全，切實保護人民群眾身體健康，促進社會和諧穩(wěn)定。

二、2014年度目標任務

1、重點企業(yè)污染物排放達標率100%；

2、15個地表水斷面監(jiān)測達標率100%；

一、廢水中重金屬污染物的來源

1.鉛的來源。鉛常被用作原料應用于蓄電池、電鍍、顏料、橡膠、農(nóng)藥、燃料等制造業(yè)。鉛板制作工藝中排放的酸性廢水(pH<3=鉛濃度最高，電鍍廢液產(chǎn)生的廢水鉛濃度也很高。

2.鎘的來源。鎘是一種灰白色的金屬，自然界中主要以二價形式存在。鎘電鍍可以為鋼、鐵等提供一種抗腐蝕性的保護層，具有吸附性好且鍍層均勻光潔等特點，因此工業(yè)上90%的福用于電鍍、顏料、塑料穩(wěn)定劑、合金及電池等行業(yè)，含鎘廢水的來源還包括金屬礦山的采選、冶煉、電解、農(nóng)藥、醫(yī)藥、電鍍、紡織印染等行業(yè)的生產(chǎn)過程中。

3.鎳的來源。廢水中鎳的來源廢水中的鎳主要以二價離子存在，比如硫酸鎳、硝酸鎳以及與許多無機和有機絡合物生成的鎳鹽。含鎳廢水的工業(yè)來源很多，其中主要是電鍍業(yè)，此外，采礦、冶金、石油化工、紡織等工業(yè)，以及鋼鐵廠、印刷等行業(yè)排放的廢水中也含有鎳。

4.銀的來源。常見銀鹽中唯一可溶的是硝酸銀，也是廢水中含銀的主要成分。硝酸銀廣泛應用于無線電、化工、機器制造、陶瓷、照相、電鍍以及油墨制造等行業(yè)，含銀廢水的主要來源是電鍍業(yè)和照相業(yè)。

三、重金屬污染物在環(huán)境中的存在形式

摘要:土壤重金屬污染是指由于人類活動將金屬加入到土壤中，致使土壤中重金屬明顯高于原生含量、并造成生態(tài)環(huán)境質(zhì)量惡化的現(xiàn)象。生物修復技術是近20年發(fā)展起來的一項用于污染土壤治理的新技術,生物修復是指利用生物的生命代謝活動減少土壤環(huán)境中有毒有害物質(zhì)的濃度或使其完全無害化,從而使被污染土壤環(huán)境能夠部分或完全地恢復到初始狀態(tài)的過程。本文將對生物修復的發(fā)展情況包括生物修復技術的概念、基本原理和特點、種類、主要影響因子等方面進行綜述,指出目前土壤生物修復存在的一些問題,探討今后污染土壤生物修復技術的發(fā)展和應用前景,并就污染土壤的生物修復提出幾點建議。

關鍵詞:土壤污染、生物修復、研究進展

前言

土壤重金屬污染是指由于人類活動將金屬加入到土壤中，致使土壤中重金屬明顯高于原生含量、并造成生態(tài)環(huán)境質(zhì)量惡化的現(xiàn)象。加之重金屬離子難移動性，長期滯留性和不可分解性的特點，對土壤生態(tài)環(huán)境造成了極大破壞，同時食物通過食物鏈最終進入人體，嚴重危害人體健康，已成為不可忽視的環(huán)境問題。隨著我國人民生活水平的提高,生態(tài)環(huán)境保護日趨受到重視,國家對污染土壤治理和修復的人力，物力的投入逐年增加，土壤污染物的去除以及修復問題,已成為土壤環(huán)境研究領域的重要課題。而生物修復技術是近20年發(fā)展起來的一項用于污染土壤治理的新技術,同傳統(tǒng)處理技術相比具有明顯優(yōu)勢，例如其處理成本低,只為焚燒法的1/2-1/3，處理效果好,生化處理后污染物殘留量可達到很低水平;對環(huán)境影響小,無二次污染,最終產(chǎn)物CO2、H2O和脂肪酸對人體無害，可以就地處理,避免了集輸過程的二次污染,節(jié)省了處理費用，因而該技術成為最有發(fā)展?jié)摿褪袌銮熬暗男迯图夹g。

1.污染土壤生物修復的基本原理和特點

土壤生物修復的基本原理是利用土壤中天然的微生物資源或人為投加目的菌株,甚至用構建的特異降解功能菌投加到各污染土壤中,將滯留的污染物快速降解和轉(zhuǎn)化成無害的物質(zhì),使土壤恢復其天然功能。由于自然的生物修復過程一般較慢,難于實際應用,因而生物修復技術是工程化在人為促進條件下的生物修復,利用微生物的降解作用,去除土壤中石油烴類及各種有毒有害的有機污染物，降解過程可以通過改變土壤理化條件(溫度、濕度、pH值、通氣及營養(yǎng)添加等)來完成,也可接種經(jīng)特殊馴化與構建的工程微生物提高降解速率。

摘要:土壤重金屬污染是指由于人類活動將金屬加入到土壤中，致使土壤中重金屬明顯高于原生含量、并造成生態(tài)環(huán)境質(zhì)量惡化的現(xiàn)象。生物修復技術是近20年發(fā)展起來的一項用于污染土壤治理的新技術,生物修復是指利用生物的生命代謝活動減少土壤環(huán)境中有毒有害物質(zhì)的濃度或使其完全無害化,從而使被污染土壤環(huán)境能夠部分或完全地恢復到初始狀態(tài)的過程。本文將對生物修復的發(fā)展情況包括生物修復技術的概念、基本原理和特點、種類、主要影響因子等方面進行綜述,指出目前土壤生物修復存在的一些問題,探討今后污染土壤生物修復技術的發(fā)展和應用前景,并就污染土壤的生物修復提出幾點建議。

關鍵詞:土壤污染、生物修復、研究進展

前言

土壤重金屬污染是指由于人類活動將金屬加入到土壤中，致使土壤中重金屬明顯高于原生含量、并造成生態(tài)環(huán)境質(zhì)量惡化的現(xiàn)象。加之重金屬離子難移動性，長期滯留性和不可分解性的特點，對土壤生態(tài)環(huán)境造成了極大破壞，同時食物通過食物鏈最終進入人體，嚴重危害人體健康，已成為不可忽視的環(huán)境問題。隨著我國人民生活水平的提高,生態(tài)環(huán)境保護日趨受到重視,國家對污染土壤治理和修復的人力，物力的投入逐年增加，土壤污染物的去除以及修復問題,已成為土壤環(huán)境研究領域的重要課題。而生物修復技術是近20年發(fā)展起來的一項用于污染土壤治理的新技術,同傳統(tǒng)處理技術相比具有明顯優(yōu)勢，例如其處理成本低,只為焚燒法的1/2-1/3，處理效果好,生化處理后污染物殘留量可達到很低水平;對環(huán)境影響小,無二次污染,最終產(chǎn)物CO2、H2O和脂肪酸對人體無害，可以就地處理,避免了集輸過程的二次污染,節(jié)省了處理費用，因而該技術成為最有發(fā)展?jié)摿褪袌銮熬暗男迯图夹g。

1.污染土壤生物修復的基本原理和特點

土壤生物修復的基本原理是利用土壤中天然的微生物資源或人為投加目的菌株,甚至用構建的特異降解功能菌投加到各污染土壤中,將滯留的污染物快速降解和轉(zhuǎn)化成無害的物質(zhì),使土壤恢復其天然功能。由于自然的生物修復過程一般較慢,難于實際應用,因而生物修復技術是工程化在人為促進條件下的生物修復,利用微生物的降解作用,去除土壤中石油烴類及各種有毒有害的有機污染物，降解過程可以通過改變土壤理化條件(溫度、濕度、pH值、通氣及營養(yǎng)添加等)來完成,也可接種經(jīng)特殊馴化與構建的工程微生物提高降解速率。

一、基本信息

1.申請?zhí)枺篊N201811501221.1。2.發(fā)明人：田原宇、喬英云、謝克昌、楊朝合。3.專利權人：中國石油大學（華東）。4.授權時間：審中。5.技術領域：本發(fā)明提供的重金屬污染土壤腐植酸綠色原位固化修復工藝，涉及重金屬污染土壤的凈化治理，尤其涉及受鉻污染土壤的修復。

二、發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是為了克服現(xiàn)有重金屬污染土壤修復技術的不足而發(fā)明的一種重金屬污染土壤腐植酸綠色原位固化修復工藝，既能通過粉碎過程中加入腐植酸物質(zhì)，降低劑土比，實現(xiàn)混合均勻和強化原位還原，避免突發(fā)浸出液的污染隱患；又能通過腐植酸團?；炝＃钄囝w粒內(nèi)重金屬的滲出與遷移，確保治理土壤達標、縮短還原反應和陳放時間，消除突發(fā)浸出液的污染隱患；還能通過半焦菌肥持續(xù)產(chǎn)生腐植酸，確保腐植酸土壤水穩(wěn)性團粒體不被破壞，實現(xiàn)永久還原與固定，恢復土壤自我修復和種植綠化功能，實現(xiàn)安全、低成本的永久可持續(xù)綠色原位修復。本發(fā)明重金屬污染土壤腐植酸綠色原位固化修復工藝的技術方案：第一步，在粉碎機加入重金屬污染土壤的同時，按照劑與重金屬的比例5～20∶1加入腐植酸物質(zhì)進行原位還原和固化，在粉碎的同時強化混合與接觸反應，提高腐植酸物質(zhì)利用率和氧化性重金屬離子(如六價鉻)的還原率，并陳化24h以上后，腐植酸促使土壤團?；钄囝w粒內(nèi)重金屬的滲出與遷移；第二步，還原后重金屬污染土壤中加入1%～3%的半焦菌肥混合均勻，持續(xù)產(chǎn)生活性腐植酸確保腐植酸土壤水穩(wěn)性團粒體不被破壞，恢復土壤自我修復和種植綠化功能，實現(xiàn)重金屬持續(xù)還原與固定。其中，腐植酸物質(zhì)為腐植酸、腐植酸鉀、腐植酸鈉或生物質(zhì)熱解油等中的一種或多種，其中生物質(zhì)熱解油為農(nóng)林廢棄物快速熱解液體產(chǎn)品或氣化過程生成的生物油；粉碎機為球磨機、圓錐破碎機、齒輥式破碎機、反擊式破碎機、沖擊式破碎機、錘式破碎機、旋回式破碎機、復合式破碎機、液壓破碎機、深腔破碎機、輥式破碎機、西蒙斯圓錐破碎機、液壓圓錐破碎機、顎式破碎機等中的一種；半焦菌肥是將0.1%～2%的濕潤劑配成水溶液與生物半焦粉混合均勻后，再將3%～20%微生物菌肥均勻負載在改性生物半焦粉上，低溫干燥或晾干；濕潤劑為陰離子型表面活性劑、非離子型表面活性劑和硅醇類非離子表面活性劑以及表面張力小并能與水混溶的溶劑，包括乙醇、丙二醇、甘油、二甲基亞砜等中的一種或多種混合物；微生物菌肥為芽孢桿菌、釀酒酵母、米曲霉菌、根瘤菌、自生固氮菌、磷細菌及活性酶、蛋白酶、植物激酶等中的一種或多種。按照上述方案進行實施、試驗，證明本發(fā)明重金屬污染土壤修復方法合理、操作簡便安全，生產(chǎn)成本低，質(zhì)量好，效率高，實現(xiàn)原位還原、絡合固定和永久包裹阻斷，杜絕二次污染和治理反彈，改善自然環(huán)境，修復快，效果好，修復后的土壤能夠正常種樹養(yǎng)花、種植各種農(nóng)作物，治理費用低，適用范圍廣泛，提高了經(jīng)濟社會效益，很好地達到了預定目的。本發(fā)明將結合實施例來詳細敘述本發(fā)明的特點。具體實施方式實施例1第一步，在圓錐破碎機加入鉻污染土壤的同時，按照劑鉻比10∶1加入50%的腐植酸鈉溶液預還原，在鉻污染土壤粉碎的同時強化與腐植酸鈉混合；由于粉碎產(chǎn)生的新鮮界面上六價鉻與腐植酸鈉充分接觸，強化原位還原反應，提高腐植酸物質(zhì)利用率和六價鉻的還原率（>96%），并陳化24h后，腐植酸促使土壤團粒化包裹阻斷顆粒內(nèi)六價鉻的滲出與遷移；第二步，還原后鉻污染土壤中加入1%～3%的半焦菌肥混合均勻，消除了揚塵，降低了劑土比，減少了鉻污染粉碎土壤的堆放量和陳化時間，實現(xiàn)永久還原與固定，恢復土壤種植功能，實現(xiàn)安全、低成本的永久可持續(xù)綠色原位修復。第一步中腐植酸鈉溶液濃度可根據(jù)鉻污染土壤的濕度調(diào)整，只要滿足粉碎機對粉碎原料的含水量要求即可。實施例2第一步，在圓錐破碎機加入鉻污染土壤的同時，按照劑鉻比10∶1加入生物質(zhì)熱解油預還原，在鉻污染土壤粉碎的同時強化與生物質(zhì)熱解油混合；由于粉碎產(chǎn)生的新鮮界面上六價鉻與生物質(zhì)熱解油充分接觸，強化原位還原反應，提高生物質(zhì)熱解油利用率和六價鉻的還原率（>96%），消除了揚塵，降低了劑土比和修復成本，減少了鉻污染粉碎土壤的堆放量和陳化時間；第二步，將小于3mm的還原后鉻污染土壤陳化36h后，加入1%～3%的半焦菌肥混合均勻，并噴入生物質(zhì)熱解油團粒化造粒，包裹阻斷顆粒內(nèi)六價鉻的滲出與遷移，確保治理土壤六價鉻和總鉻檢測達標，實現(xiàn)永久還原與固定，恢復土壤種植功能，實現(xiàn)安全、低成本的永久可持續(xù)綠色原位修復。進行試驗時，土壤中總鉻含量：3600mmg/kg，六價鉻含量：1680mmg/kg，pH值：10.2。采用本發(fā)明鉻污染土壤腐植酸綠色原位固化修復工藝，第一步采用劑鉻比10∶1的生物質(zhì)熱解油預還原后，放置24h，然后對修復后的土壤進行了取樣測試。按照《固體廢物浸出毒性浸出方法硫酸硝酸法》（HJ/T299-2007）制備的浸出液中，總鉻含量：15.0mg/L，六價鉻含量：1.6mg/L，pH值：7.5。第二步加入1%～3%的半焦菌肥混合均勻，放置30天后，再次取樣測試，浸出液中總鉻含量和六價鉻含量小于測試檢測極限值（0.04mg/L）。修復后的土壤種植的花草、玉米等可正常生長。實施例3第一步，對于鎘污染農(nóng)田，按照劑鎘比10∶1噴灑生物質(zhì)熱解油，通過旋耕機粉碎混合，強化原位還原反應和固定絡合，提高生物質(zhì)熱解油利用率和鎘離子的還原固定率（>96%），消除了揚塵，降低了劑土比和修復成本；第二步，1天后，再在農(nóng)田表面拋灑1%～3%的半焦菌肥，通過旋耕機粉碎混合均勻，持續(xù)產(chǎn)生活性腐植酸確保農(nóng)田土壤水穩(wěn)性團粒體不被破壞，確保治理土壤鎘檢測達標，實現(xiàn)持續(xù)還原與固定，恢復土壤種植功能，實現(xiàn)安全、低成本的永久可持續(xù)綠色原位修復。

三、背景技術

土壤污染會對生態(tài)環(huán)境、食品安全和人體健康構成嚴重威脅，近年來重金屬污染物導致的土壤污染尤為突出，其中受鉻污染的土壤更是重中之重。我國有近70個主要鉻渣污染場地，加上大量電鍍和皮革等企業(yè)，造成嚴重土壤鉻污染，威脅或危害著地下水及飲用水源。另外，城市固體廢物（污泥、粉煤灰、垃圾）和磷肥中含有鉻，由于對這些具有一定肥力的固體廢棄物實施農(nóng)業(yè)再利用，使得土壤中的鉻含量高于背景值，成為鉻污染的來源之一。鉻污染場地的治理修復技術是國內(nèi)外環(huán)保科技研究的重點與難點。鉻在自然界主要以六價鉻Cr（VI）和三價鉻Cr（Ⅲ）兩種穩(wěn)定價態(tài)存在。三價鉻主要以Cr3+形式存在，活性低、毒性??；六價鉻主要以HCrO4-和CrO42-兩種形態(tài)存在，易溶于水，活性高、毒性強。目前鉻污染土壤的修復技術主要有兩類：一是改變鉻在土壤中的存在形態(tài)，將六價鉻還原為三價鉻，降低其在環(huán)境中的遷移能力和生物可利用性，從而降低鉻污染物的危害；二是將鉻從被污染土壤中徹底的清除。目前鉻污染的土壤修復技術主要有生物修復法、物理修復法、物理化學修復法、化學修復法。生物修復法包括植物修復和微生物修復。微生物修復即利用原土壤中的土著微生物或向污染環(huán)境補充經(jīng)過馴化的高效微生物。在優(yōu)化的操作條件下，通過生物還原反應，將六價鉻還原為三價鉻，從而修復被污染土壤。生物修復修復效果好、成本低、二次污染小，但修復周期漫長。物理修復法是比較經(jīng)典的土壤鉻污染治理措施，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，降低土壤中鉻的含量，減少鉻對土壤、植物系統(tǒng)產(chǎn)生的毒害。物理修復法具有方法簡單、花費時間少、徹底穩(wěn)定的優(yōu)點，但實施工程量大、投資費用高、污染土壤仍然存在，并且破壞土體結構，引起土壤肥力下降，還要對轉(zhuǎn)換出的污土進行堆放或處理。但對于小面積污染嚴重的土壤客土或換土還是一種切實有效的方法。物理化學修復法包括電動修復、電熱修復、土壤淋洗等方法。電動修復是在土壤中插入陰、陽電極，施加直流電，在電場作用下，使Cr6+遷移陰極，然后進行集中處理。電熱修復是利用高頻電壓產(chǎn)生磁波，對土壤進行加熱，使鉻從土壤中分離，從而達到修復的目的。土壤淋洗是利用淋洗液把土壤固相中的鉻轉(zhuǎn)移到土壤液相中去，再對含鉻的水作進一步處理。物理化學修復法盡管優(yōu)點很多，但耗能比較大，修復的面積有限，易造成二次污染等難以克服的缺點?；瘜W修復法是向土壤中加入改良劑，進行吸附、氧化、還原或沉淀，改變了鉻在土壤中存在的形態(tài)，降低鉻的生物有效性。這種方法具有化學反應速度快、修復時間短（幾周至幾個月）；反應強度大，對污染物性質(zhì)和濃度不敏感；對某些難以用其他方法處理的有機物有效等優(yōu)點，是最具有實用化潛力的鉻污染土壤治理技術。但由于還原劑發(fā)生反應有一定的條件，往往會產(chǎn)生二次污染或破壞土壤結構。如硫酸亞鐵還原法，與六價鉻反應需要pH3～4的酸性環(huán)境，目前采用反應前稀硫酸調(diào)pH值，反應后再用石灰調(diào)為中性，不可避免會引入二次污染，同時土壤團粒結構破壞，修復后土壤上植物無法生長。目前還沒有一種切實有效的還原改良劑。腐植酸是動、植物的殘骸經(jīng)過微生物的分解和轉(zhuǎn)化以及地球物理化學的一系列過程而形成的一類大分子有機弱酸混合物，保持了各種結構成分的自然狀態(tài)和生物活性及其豐富的官能團，如芳香環(huán)、共軛雙鍵、羥基、羧基、酚羥基、羰基等。腐植酸修復鉻污染土壤，不需要調(diào)節(jié)反應環(huán)境就可以高效地與污染土壤中的六價鉻發(fā)生吸附和還原反應，然后形成三價鉻的絡合體，阻斷氧化反應，防止三價鉻的二次氧化。另外腐植酸還能促進土壤團粒結構形成，具有包裹含鉻土壤的阻隔功能和改良土壤的功能，確保修復土壤恢復自我修復和種植綠化的功能，所以腐植酸是目前最有可能工業(yè)化和實用性的一種鉻污染土壤綠色原位修復劑。但腐植酸用量較大，成本高；粉碎時粉塵較大，腐植酸與土壤混合均勻困難，治理后土壤達標時間過長，中間存在產(chǎn)生二次污染的隱患，如土壤修復過程中，突然下雨造成浸出液六價鉻超標等。

保證人民群眾身心健康，為加強重金屬污染防治工作。促進社會和諧穩(wěn)定，根據(jù)《國務院辦公廳轉(zhuǎn)發(fā)環(huán)保部等部門關于加強重金屬污染防治工作指導意見的通知》國辦發(fā)〔2009〕61號）及全國重金屬污染防治部際聯(lián)席會議等精神，結合我市實際，制定本方案。

一、指導思想

以鄧小平理論和“三個代表”重要思想為指導，深入貫徹落實科學發(fā)展觀，加大產(chǎn)業(yè)結構調(diào)整力度，嚴格重金屬行業(yè)環(huán)境準入，健全法律規(guī)范和標準體系，完善政策措施，強化環(huán)境執(zhí)法監(jiān)管，提高健康危害監(jiān)測和診療能力，依靠科技進步，有效控制重金屬污染，切實維護人民群眾利益和社會和諧穩(wěn)定。

二、工作目標和重點

（一）工作目標

對全市范圍內(nèi)重金屬污染物排放企業(yè)及其周邊區(qū)域環(huán)境隱患進行全面排查，基本摸清我市重金屬污染情況，確定重點防控區(qū)域、行業(yè)、企業(yè)和高風險人群，妥善解決危害群眾健康和生態(tài)環(huán)境的突出問題。到2012年，建立起較為完善的重金屬污染防治體系、事故應急體系、污染與健康風險評估體系。到2015年，重點防控的重金屬污染物排放量在2007年基礎上削減20%，歷史遺留問題初步得到解決，重點防控企業(yè)實現(xiàn)穩(wěn)定達標排放，重點防控行業(yè)重金屬污染防治水平明顯提高，重點防控區(qū)域環(huán)境質(zhì)量明顯改善，全市重金屬污染得到有效控制，保障全市生態(tài)環(huán)境安全。