[关键词] 重金属 工业污染 离子交换 电解 吸附
一、引言
随着社会的不断 发展 ，人们比以往任何时候都更加崇尚工业与 自然 环境的和谐发展，这种理念已不断渗透到各学科之中，在治理污染技术的开发上也应该寻求这种绿色产业。充分发挥自然界的天然自净化功能，是在污染治理与环境修复领域开发绿色环保技术的体现，更是完整地利用天然自净化功能的反应。本文阐述了重金属的危害、来源及其存在形式，并重点论述了处理重金属污染物的方法。
二、废水中重金属污染物的来源
1.铅的来源。铅常被用作原料应用于蓄电池、电镀、颜料、橡胶、农药、燃料等制造业。铅板制作工艺中排放的酸性废水(ph<3=铅浓度最高，电镀废液产生的废水铅浓度也很高。
2.镉的来源。镉是一种灰白色的金属，自然界中主要以二价形式存在。镉电镀可以为钢、铁等提供一种抗腐蚀性的保护层，具有吸附性好且镀层均匀光洁等特点，因此工业上90%的福用于电镀、颜料、塑料稳定剂、合金及电池等行业，含镉废水的来源还包括金属矿山的采选、冶炼、电解、农药、医药、电镀、纺织印染等行业的生产过程中。
3.镍的来源。废水中镍的来源废水中的镍主要以二价离子存在，比如硫酸镍、硝酸镍以及与许多无机和有机络合物生成的镍盐。含镍废水的工业来源很多，其中主要是电镀业，此外，采矿、冶金、石油化工、纺织等工业，以及钢铁厂、印刷等行业排放的废水中也含有镍。
4.银的来源。常见银盐中唯一可溶的是硝酸银，也是废水中含银的主要成分。硝酸银广泛应用于无线电、化工、机器制造、陶瓷、照相、电镀以及油墨制造等行业，含银废水的主要来源是电镀业和照相业。
三、重金属污染物在环境中的存在形式
重金属污染物在大气、水、沉积物、土壤、植物等体系中均有分布，在不同体系中的存在形式不同。重金属在土壤中的存在形式、土壤重金属污染主要是由于使用污泥和污水灌溉造成的，污水中工业废水占60%～80%，且成分复杂，都不同程度含有生物难以降解的重金属。
1.重金属在水中的存在形式。近年来，中科院等对长江水环境中重金属的背景值进行了较深入的考察，结果表明河水中大部分元素主要以悬浮颗粒态存在，而溶解部分的重金属浓度较低，并且总量越是偏高的元素，以悬浮颗粒态存在的比例也越高。这一特征与区域条件有密切联系，当地理风化强烈时，悬浮质含量直接影响水环境中元素浓度分布。同时，化学风化微弱使元素难以释放，河水碱性偏低更使溶解态重金属浓度偏低。
2.重金属在沉积物中的存在形式。通过各种途径进入水环境的重金属，绝大部分随物理、化学、生物及物理化学作用的进行，迅速转移到沉积物中或通过悬浮物转移到沉积物中。沉积物中重金属赋存状态及特征为：pb主要趋向于同fe/mn水合氧化物、碳酸盐相结合，cu主要形成残渣相和有机质相，而zn易同fe/mn水合氧化物、碳酸盐相结合；pb、zn以非残渣相为主要成分，cu以残渣相为主要成分。
四、常用的重金属废水处理方法
重金属废水处理的方法有很多，可分为两大类：一类是使溶解性的重金属转变为不溶或者难溶的金属化合物，从而将其从水中除去。另一类是在不改变重金属化学形态的情况下进行浓缩分离，例如反渗透法、电渗析法、离子交换法、蒸发浓缩法等。
1.氢氧化物沉淀法。该方法是通过向重金属废水投加碱性沉淀剂(如石灰乳、碳酸钠液碱等)，使金属离子与轻基反应，生成难溶的金属氢氧化物沉淀，从而予以分离的方法。
2.硫化物沉淀法。该方法是通过向废水中投加硫化剂，使金属离子与硫化物反应，生成难溶的金属硫化物沉淀从而得以分离的方法。硫化剂可采用硫化钠、硫化氢或硫化亚铁等。此法的优点是生成的金属硫化物的溶解度比金属氢氧化物的溶解度小，处理效果比氢氧化物沉淀更好，而且残渣量少，含水率低，便于回收有用金属。缺点是硫化物价格高。
3.还原法。该方法是通过向废水中投加还原剂，使金属离子还原为金属或低价金属离子，再投加石灰使其成为金属氢氧化物沉淀从而得以分离的方法。还原法可用于铜、汞等金属离子的回收，常用于含铅废水的处理。
4.离子交换法。离子交换法是利用离于交换剂的交换基团，与废水中的金属离子进行交换反应，将金属离子置换到交换剂上予以除去的方法。用离子交换法处理重金属废水，如cu 2+ 、zn 2+ 、cd 2+ 等，可以采用阳离子交换树脂；而以阴离子形式存在的金属离子络合物或酸根 (hgcl 2- 、cr 2 o 72 等)，则需用阴离子交换树脂予以除去。
5.铁氧体法。铁氧体是由铁离子、氧离子以及其它金属离子所组成的氧化物，是一种具有铁磁性的半导体。采用铁氧体法处理重金属废水是根据铁氧体的制造原理，利用铁氧体反应，把废水中的二价或三价金属离子，充填到铁氧体尖晶石的晶格中去，从而得到沉淀分离的方法。
6.电解法。电解法是利用电极与重金属离子发生电化学作用而消除其毒性的方法。按照阳极类型不同，将电解法分为电解沉淀法和回收重金属电解法两类。电解法设备简单、占地小、操作管理方便、而且可以回收有价金属。但电耗大、出水水质差、废水处理量小。
7.膜分离方法。该方法是利用一种特殊的半透膜，在外界压力的作用下，在不改变溶液中化学形态的基础上，将溶剂和溶质进行分离或浓缩的方法。膜分离法包括反渗透法、电渗析法、扩散渗折法、液膜法和超滤法等。
8.吸附法。该方法是利用吸附剂将废水中的重金属离子除去的方法。吸附法由于占地面积小、工艺简单、操作方便、无二次污染，特别适用于处理含低浓度金属离子的废水。
五、结语
重金属的污染问题已成为今世界各国共同关注的问题，国内外对重金属的处理方面的研究正在全面进行中。我国也在这方面取得了瞩目的成绩。
参考 文献 ：
[1]任高平.化学法治理铜件酸洗废水并电解回收铜[j]. 工业 水处理， 1986，(06).
[2]宋世林，赵玉娥.化学法处理含铬废水试验[j].电镀与环保， 1984，(02).
[关键词] 重金属 工业污染 离子交换 电解 吸附
中图分类号：X75； TQ170.9 文献标识码：A
一、引言
随着社会的不断发展，人们比以往任何时候都更加崇尚工业与自然环境的和谐发展，这种理念已不断渗透到各学科之中，在治理污染技术的开发上也应该寻求这种绿色产业。充分发挥自然界的天然自净化功能，是在污染治理与环境修复领域开发绿色环保技术的体现，更是完整地利用天然自净化功能的反应。本文阐述了重金属的危害、来源及其存在形式，并重点论述了处理重金属污染物的方法。
二、废水中重金属污染物的来源
1.铅的来源。铅常被用作原料应用于蓄电池、电镀、颜料、橡胶、农药、燃料等制造业。铅板制作工艺中排放的酸性废水(pH
2.镉的来源。镉是一种灰白色的金属，自然界中主要以二价形式存在。镉电镀可以为钢、铁等提供一种抗腐蚀性的保护层，具有吸附性好且镀层均匀光洁等特点，因此工业上90%的福用于电镀、颜料、塑料稳定剂、合金及电池等行业，含镉废水的来源还包括金属矿山的采选、冶炼、电解、农药、医药、电镀、纺织印染等行业的生产过程中。
3.镍的来源。废水中镍的来源废水中的镍主要以二价离子存在，比如硫酸镍、硝酸镍以及与许多无机和有机络合物生成的镍盐。含镍废水的工业来源很多，其中主要是电镀业，此外，采矿、冶金、石油化工、纺织等工业，以及钢铁厂、印刷等行业排放的废水中也含有镍。
4.银的来源。常见银盐中唯一可溶的是硝酸银，也是废水中含银的主要成分。硝酸银广泛应用于无线电、化工、机器制造、陶瓷、照相、电镀以及油墨制造等行业，含银废水的主要来源是电镀业和照相业。
三、重金属污染物在环境中的存在形式
重金属污染物在大气、水、沉积物、土壤、植物等体系中均有分布，在不同体系中的存在形式不同。重金属在土壤中的存在形式、土壤重金属污染主要是由于使用污泥和污水灌溉造成的，污水中工业废水占60%～80%，且成分复杂，都不同程度含有生物难以降解的重金属。
1.重金属在水中的存在形式。近年来，中科院等对长江水环境中重金属的背景值进行了较深入的考察，结果表明河水中大部分元素主要以悬浮颗粒态存在，而溶解部分的重金属浓度较低，并且总量越是偏高的元素，以悬浮颗粒态存在的比例也越高。这一特征与区域条件有密切联系，当地理风化强烈时，悬浮质含量直接影响水环境中元素浓度分布。同时，化学风化微弱使元素难以释放，河水碱性偏低更使溶解态重金属浓度偏低。
2.重金属在沉积物中的存在形式。通过各种途径进入水环境的重金属，绝大部分随物理、化学、生物及物理化学作用的进行，迅速转移到沉积物中或通过悬浮物转移到沉积物中。沉积物中重金属赋存状态及特征为：Pb主要趋向于同Fe/Mn水合氧化物、碳酸盐相结合，Cu主要形成残渣相和有机质相，而Zn易同Fe/Mn水合氧化物、碳酸盐相结合；Pb、Zn以非残渣相为主要成分，Cu以残渣相为主要成分。
四、常用的重金属废水处理方法
重金属废水处理的方法有很多，可分为两大类：一类是使溶解性的重金属转变为不溶或者难溶的金属化合物，从而将其从水中除去。另一类是在不改变重金属化学形态的情况下进行浓缩分离，例如反渗透法、电渗析法、离子交换法、蒸发浓缩法等。
1.氢氧化物沉淀法。该方法是通过向重金属废水投加碱性沉淀剂(如石灰乳、碳酸钠液碱等)，使金属离子与轻基反应，生成难溶的金属氢氧化物沉淀，从而予以分离的方法。
2.硫化物沉淀法。该方法是通过向废水中投加硫化剂，使金属离子与硫化物反应，生成难溶的金属硫化物沉淀从而得以分离的方法。硫化剂可采用硫化钠、硫化氢或硫化亚铁等。此法的优点是生成的金属硫化物的溶解度比金属氢氧化物的溶解度小，处理效果比氢氧化物沉淀更好，而且残渣量少，含水率低，便于回收有用金属。缺点是硫化物价格高。
3.还原法。该方法是通过向废水中投加还原剂，使金属离子还原为金属或低价金属离子，再投加石灰使其成为金属氢氧化物沉淀从而得以分离的方法。还原法可用于铜、汞等金属离子的回收，常用于含铅废水的处理。
4.离子交换法。离子交换法是利用离于交换剂的交换基团，与废水中的金属离子进行交换反应，将金属离子置换到交换剂上予以除去的方法。用离子交换法处理重金属废水，如Cu2+、Zn2+、Cd2+等，可以采用阳离子交换树脂；而以阴离子形式存在的金属离子络合物或酸根 (HgCl2-、Cr2O72等)，则需用阴离子交换树脂予以除去。
5.铁氧体法。铁氧体是由铁离子、氧离子以及其它金属离子所组成的氧化物，是一种具有铁磁性的半导体。采用铁氧体法处理重金属废水是根据铁氧体的制造原理，利用铁氧体反应，把废水中的二价或三价金属离子，充填到铁氧体尖晶石的晶格中去，从而得到沉淀分离的方法。
6.电解法。电解法是利用电极与重金属离子发生电化学作用而消除其毒性的方法。按照阳极类型不同，将电解法分为电解沉淀法和回收重金属电解法两类。电解法设备简单、占地小、操作管理方便、而且可以回收有价金属。但电耗大、出水水质差、废水处理量小。
7.膜分离方法。该方法是利用一种特殊的半透膜，在外界压力的作用下，在不改变溶液中化学形态的基础上，将溶剂和溶质进行分离或浓缩的方法。膜分离法包括反渗透法、电渗析法、扩散渗折法、液膜法和超滤法等。
8.吸附法。该方法是利用吸附剂将废水中的重金属离子除去的方法。吸附法由于占地面积小、工艺简单、操作方便、无二次污染，特别适用于处理含低浓度金属离子的废水。
五、结语
重金属的污染问题已成为今世界各国共同关注的问题，国内外对重金属的处理方面的研究正在全面进行中。我国也在这方面取得了瞩目的成绩。
参考文献：
[1]任高平.化学法治理铜件酸洗废水并电解回收铜[J].工业水处理， 1986，(06).
[2]宋世林，赵玉娥.化学法处理含铬废水试验[J].电镀与环保， 1984，(02).
[3]顾雪芹，曹国良.槽边循环电解法从酸性镀铜废水中回收铜[J].电镀与环保， 1984，(02).
[4]姜玉兰.含铜锌重金属废水处理[J].工业水处理， 1987，(01).
关键词：生物吸附 菌剂 海藻酸钠 固定化 重金属污水 Cr
一、水体重金属污染现状
重金属是非降解型有毒物质，由其引发的水环境重金属污染可导致生物急性或慢性中毒，而且由于重金属在环境中不能被降解具有累积效应，会通过食物链的富集放大其生物毒性，存在显著的生态和健康风险。现有的重金属污染处理工艺主要有物理-化学法和生物吸附法两大类。化学法、物理-化学法普遍存在成本高、能耗大、操作困难、易造成二次污染等缺陷，且对低浓度重金属的处理效果不太理想。微生物处理法作为治理重金属污染的一项新技术，具有微生物吸附材料来源广泛、成本低、对低浓度重金属废水处理彻底、可对某些贵重金属进行高效回收等优点[1,2]。
本文研究使用海藻酸包埋法固定菌体，将微生物细胞截留在水不溶性的凝胶聚合物孔隙的网络空间中,阻止了微生物细胞的泄漏，同时能让六价铬渗入，去除水中六价铬的污染。
二、实验设备、材料及方法
1.主要实验设备
原子吸收分光光度计AA600，恒温振荡器HZ-9211K，高速冷冻离心机KDC-160HR，小型高速离心机TCL-16H Centrifuge，扫描电子显微镜PHILIPS XL-3 0ESEM
2.实验材料
酵母菌R32：通过电场诱导融合构建，出发菌株是解脂假丝酵母(Candida ipolytica)和热带假丝酵母(Candida tropicalis)。对Cr6+具有较好的吸附还原能力。
含铬模拟污水（15-30mg/L）、酵母培养基、海藻酸钠、CaCl2、活性碳
3.实验方法
从实验室菌种库中接种酵母菌R32，活化、扩大培养36h后,菌液经4000rpm离心分离20min得到工程菌菌体。称取一定量的海藻酸钠及50g/L的酵母R32工程菌混合后加入定量蒸馏水配置成海藻酸钠-菌体混合液，用注射器将混合液注入过量的15%的CaCl2溶液中（1L CaCl2溶液适合制备100ml混合液），得到海藻酸钙包埋菌球(直径约为2mm)。稳定清洗晾干后，得到吸附用的固定化菌剂（含水率约为95%）。用扫描电镜观察固定化菌剂内部机构[3,4]，长时间震荡方式判定菌剂含量不同的固定化菌剂的抗破碎能力和菌体泄露情况。将固定化菌剂按一定的投加量投加到30mg/L含铬模拟污水瓶中， 120rpm振荡吸附一定时间。吸附完成后取上清液稀释一定倍数，用原子吸收分光光度法测定样品中的金属浓度。
三、实验结果与分析
1.海藻酸钠固定化菌剂扫描电镜观察
实验结果如图2，未固定菌体的海藻酸钙小球具有较松散的溶洞结构。图3的海藻酸钠固定化菌剂中，工程菌以圆形颗粒的形式被紧密包埋于海藻酸钙所形成的包囊里，圆形颗粒间紧密相连。这能最大量将工程菌紧密的包埋于海藻酸钠包囊中，避免菌体泄露，最大化体系比表面积，提高工程菌的吸附能力。同时圆形颗粒间又充满了微小的孔隙，保证了整个菌剂的通透性，使包囊中的菌体能很好的与金属污水接触。实验测得菌剂具有更好的抗振能力，增加了其抗破碎的性能。可见，以海藻酸钠为载体固定化菌剂具有优越的微观结构，保证了菌剂的物理性能和吸附性能。
2.海藻酸钠含量对固定化菌剂吸附能力的影响
制造海藻酸钠含量分别为1%、1.5%、2.0 %、2.5 %和3.0 %(m/v)的固定化菌剂，以一定的投加量投加含铬模拟污水中。振荡吸附8h，测其对Cr的去除率。结果如图3所示，在海藻酸钠含量为1%时，固定化菌剂对Cr的去除率最大。随着海藻酸钠含量的增加，Cr离子进入固定化菌剂的传质阻力增加，菌剂对Cr的去除率略有下降。同时，实验证明，1.0%的海藻酸钠作为载体的菌剂无论在抗破碎能力和菌体抗泄漏能力均优于其他海藻酸钠含量的菌剂。因此，选择选1.0%的海藻酸钠作为载体较为合适。图1 海藻酸钙对照扫描电镜图(2um)图2海藻酸钠固定化菌剂扫描电镜图(10um) 图3海藻酸钠含量对固定化菌体吸附能力的影响
3. 投加量对海藻酸钠固定化菌剂吸附Cr的影响
选择了含量为1%和1.5%海藻酸钠的固定化菌剂进行投加量实验，其结果如图4所示。在海藻酸钠含量为1%和1.5%的条件下，固定化菌剂对Cr的去除率随投加量的增加而增加，在10~40g/L的区间增加的速度最快。当投加量增加到40g/L后，菌剂投加量的增加不能再使Cr的去除率产生显著的提高。
对于未包埋菌体的对照组，其吸附曲线呈不规则变化，这是因为Cr的吸附主要靠包埋在小球内的菌体的生物吸附，而对照组对Cr的吸附主要是通过材料表面快速的吸附和解析动态平衡实现，因此具有波动性。
从以上两组实验可以得40g/L的固定化菌剂可以很好的处理中低浓度含Cr污水。 图4海藻酸钠含量为1%和1.5%时菌剂投加量对吸附效果的影响
4.调理剂加入对海藻酸钠包埋菌剂吸附Cr的影响
实验发现，固定化菌剂对Cr的吸附速度较慢，为使菌剂的吸附速率加快在工程菌固定化的过程中加入活性炭作为调理剂，从而改善固定化菌剂的通透性，改善菌剂的吸附效果及重金属的去除速度。在1%海藻酸钠中分别加入 0.01%、0.03%、0.05%、0.07%（m/v）的活性碳制成固定化菌剂，活性碳调理菌剂对含Cr模拟污水的吸附去除率曲线如图5所示。可见，活性碳的加入对固定化菌剂的吸附速度具有一定的促进作用，当活性碳的加入量为0.05%时，菌剂在吸附3h时达到吸附平衡，此时，菌剂对Cr去除率达到90%。 图5 活性碳的加入对固定化菌剂吸附能力的影响
5.处理含Cr污水固定化菌剂吸附动力学
为了更好的将菌剂应用于实际，研究了处理含Cr污水固定化菌剂的吸附动力学，并对其进行了动力学方程拟合。菌剂的吸附动力学曲线如图6所示。从实验结果可见，固定化吸附菌剂的吸附动力学能够很好的用准二级吸附动力学方程拟合，其R2达到了0.9941。可见固定化菌剂的吸附是多层吸附，并伴随有内部扩散现象。由表1的参数还可以看出该吸附是一个较慢的吸附过程，在实际应用过程中应保证足够的吸附处理时间。表3-2 各动力学方程拟合参数 图3-13菌剂吸附动力学曲线
四 、结论
1.无毒无害的天然高分子凝胶海藻酸钠是较为环境友好型的固定化载体。包埋后菌剂具有良好微观埋结构，有利于最大量的包埋细菌，同时有留有空隙，为重金属的渗入提供良好的通透性。
2.用1%(m/v)海藻酸钠包埋固定化酵母R32制得的Cr高效吸附菌剂具有良好的物理特性和Cr吸附性能。菌剂投加量为40g/L(湿重含水率约为95%)，吸附时间为8h时其对Cr的最高去除率可达98%。在固定化菌剂中加入0.05%的活性碳作为调理剂能提高固定化菌剂的吸附速率。
1．1重金属污染物排放特征及存在问题
排放特征废气．废气重金属主要来源于冶炼企业，主要排放含铅、镍等重金属污染物颗粒粉尘．废气监测结果表1显示，铅和镍重金属污染物均达到GB9078－1996《工业炉窑大气污染物排放标准》二级标准，符合排放标准限值要求．重金属污染物，铅排放浓度变化范围为＜5×10－4～0．9880mg／m3，镍排放浓度变化范围为＜3×10－5～0．0125mg／m3．主要重金属区域排放速率变化图2～图3显示，铅排放速率整体呈现下降趋势，镍排放速率变化不明显．废气排放中以铅尘的排放为主．固体废物．冶炼企业固体废物主要是冶炼废渣，该固体废物的浸出毒性监测结果表明仅铬、铅检出，铬质量浓度范围在0．13～0．50mg／L，铅质量浓度范围在0．3～0．5mg／L，其他金属铜、镉、锌、镍、总汞均未检出，检测项目均未超出GB5085．3－2007《危险废物鉴别标准浸出毒性鉴别》的标准限值，表明冶炼废渣属于一般工业固体废物．固体废物全部综合利用，不外排．废水．工业废水重金属污染物监测表2显示，浓度平均值占标率中铅最高为26．6％，其次是总铬和镍，分别为14％和8％，铜、总汞、镉和砷均未检出．各种重金属污染浓度均达到《污水综合排放标准》相应标准要求；厂区雨水沉淀池出水的总铬达不到《污水综合排放标准》第一类污染物最高允许排放浓度要求．企业废水回用，不外排．铁山矿石散货堆场污水处理系统出口的监测结果表2显示，浓度最大值占标率总铬为75．1％，其次为锌为5．2％，镍、铅、铜、总汞、镉和砷均未检出．污水经矿污水处理系统处理后，各项指标均能达《污水综合排放标准》第一类污染物最高允许排放浓度要求．散货堆场废水大部分回用，少量外排入海，排放无规律．
1．2存在的环境污染问题
废气中尘的影响范围采用环保部HJ2．2－2008《环境影响评价技术导则－大气环境》中的估算模式进行最坏情况下的模拟计算，参数选用监测最低排放高度50m，烟气流量取监测最大流量700000m3／h，烟气温度取100℃，影响距离最大约为1．0km，而铅尘在烟尘中的含量较小，企业位于工业区合理位置，所有排放源1．5km范围内均为工业用地，因此，正常达标排放的情况下对大气环境影响较小．2011年、2012年近岸海域海洋水质中枯水期重金属综合污染指数A1分别为0．04、0．14；A2分别为0．03、0．06；结果表明，2012年重金属污染水平略微上升，铁山港区工业的发展对附近海域水质影响不大．地下水现状重金属浓度监测结果表3显示，监测重金属项目均符合GB／T14848－93《地下水质量标准》三类标准要求；各监测因子监测浓度值无明显变化，对地下水的影响较小．由于工业区生产废水和港口码头的散货堆场废水均不经过地表水，故对地表水水质影响甚微．土壤污染源主要是废水、废气和固体废物污染．工业园区冶炼企业的污水经过处理后回用，不外排；港口码头的散货堆场废水收集处理后大部分回用，少量排入附近海域，故废水排放对土壤影响较小．工业固体废弃物主要为冶炼炉渣，炉渣所含的金属元素比较稳定，故一般所含重金属污染物较难浸出，浸出液的重金属污染物浓度符合《危险废物鉴别标准浸出毒性鉴别》的标准要求，浸出毒性较低，属于一般工业固体废物；固体废物综合利用，但临时堆场须加强，按《一般工业固体废物贮存、处置场污染控制标准》要求完善相应防护措施．工业废气经静电除尘或布袋除尘处理后，绝大部分重金属污染物被去除，其排放浓度不高且能达标排放，但废气含重金属的粉尘和烟尘长期沉积，对工业区及附近的土壤会造成一定影响［5］．土壤监测结果表4显示，重金属监测项目均符合GB15618－1995《土壤环境质量标准》二级标准要求，重金属的监测浓度值变化不明显，工业生产重金属排放对土壤影响微小．工业区现场调查中存在的问题主要表现为清洁生产水平须提高，雨污分流、污污分流效果不理想、初期雨水收集系统不完善、应急水池不完善以及废水处理方法针对性不够强；无组织排放尘的管理、工业固体废弃物临时堆存“防风、防雨、防渗漏”措施等方面须加强．红土矿露天堆放，部分堆场的围墙不完善，导致红土镍矿向外流失；虽有完善的堆场废水收集和处理设施，但污水处理系统运行和处理效率有待加强管理．
2对策与措施
2．1实施可持续发展战略建立ISO14000环境管理体系，严格实施清洁生产，减少重金属污染物的产生和排放是最根本的措施．大力推广安全高效、低能耗低物耗、环保达标、资源综合利用效果好的先进生产工艺．根据《清洁生产促进法》要求，对工业区内所有涉及重金属污染企业生产或服务过程中的资源、能源以及废物产生情况实施强制性清洁生产审核．通过建立规范的环境管理体系和加强环境管理工作，实现全过程科学管理，最大限度地利用资源，减少污染物并达标排放，实现企业内部的物质循环和能量利用，实现企业经济与环境效益的统一．积极推动临海工业园的循环经济建设．根据区域环境污染综合防治的需要，把区域结构性污染和产业结构调整结合起来，帮助涉重企业采用清洁生产技术．对工业区内涉重企业的能流、物流、废物流以及信息流按照循环经济理论进行系统集成，推行热电联产、集中供热的资源共享，建立起企业间物质流动和循环利用、能量梯级利用的机制，实现企业“节能、降耗、减污、增效”，构建区域循环经济发展模式，推动重金属废弃物的减量化和循环利用．尤其是工业区产生大量的冶炼废渣和砷渣的综合利用，变废为宝．工业园在招商引资的同时，要有引进能推动园区循环经济建设的项目，如冶炼废渣、废耐火材料的利用项目．在规模较大的涉重企业内或具备开展循环经济条件的入园企业间通过物流、能流或废物流的相互交换，形成产业生态链［6］，使工业园区及其涉重企业走上可持续发展之路．
2．2强化污染源治理废气．目前问题主要为无组织排放源尘的收集和回收利用．可有针对性的在原料运输、加工、混料等过程中，可产生尘源部位采用密闭措施，吸风除尘捕集回收利用，场所经常洒水抑制扬尘产生．废水．完善工业区环境基础设施，强化污染集中控制［7］．针对厂区雨污分流、污污分流效果不理想，初期雨水收集系统不完善，应急水池不完善等问题，必须加快推进临海各工业园区环境基础设施建设，完善园区污水管网和雨水管网，实现雨污分流．加快建设并完善污水处理厂设施，确保园区污水集中处理并稳定达标排放．鼓励建设各涉重产业园工业废水集中处理厂、固体废弃物填埋场等环保基础设施，提高涉重污染物集中处理处置能力．重金属废水的治理传统方法和新技术，其中较传统的治理方法有化学沉淀法、电化学法、吸附法和膜分离法等，较新的技术有纳米技术、光催化法、新型介孔材料和基因工程等方法［8］．铁山港工业区废水主要重金属污染因子为铬，浓度不高，水量不大，可考虑选择内电解法絮凝床［8］，该方法中电化学反应均自发进行，无需消耗能源，以废治废，废水处理量大，出水水质好，适合处理低浓度重金属废水，同时，工艺成熟且不产生二次污染．固体废物．针对固体废物渗滤液和港口散货堆场，采用利用化学法、物理化学法和生物化学法等常见方法来分离重金属，有效处理工业废水［9］．开展固体废物堆场综合整治，及时清理废渣，并严格按《一般工业固体废物贮存、处置场污染控制标准》完善临时堆渣场的“三防”措施，通过设置堤、坝、挡土墙等手段，防止一般工业固废及其渗滤液的流失，并设导流渠，将渗滤液导流排至污水处理系统进行处理．
2．3排放总量控制随着重金属企业进驻铁山港临海工业区，新增废气重金属污染物排放量将超过以往的排放水平．因此，必须严格控制铁山港临海工业区新增重金属污染物排放量的建设项目，现有重金属企业的改、扩建和技改项目，必须坚持新增产能与淘汰产能“减量置换”、“等量置换”的原则．
2．4提高管理水平加强涉重企业动态环境管理．铁山港临海工业区区内的所有涉重金属企业都应纳入重点污染源管理．环保部门应建立涉重企业以重金属污染现状数据库为主要内容的环境管理动态档案，对重金属污染实施重点监管．对通过竣工环保验收正式生产的建设项目及时纳入数据库管理．企业生产、日常环境管理、清洁生产、治理设施运行情况、监测数据、污染事故、环境应急预案、环境执法及解决历史遗留问题等情况要列入数据库进行动态管理，实施综合分析、核查监管．环保部门通过整治违法排污企业保障群众健康环保等专项行动及日常监督，限期整治污染物不能稳定达标排放的企业，停产整改造成环境危害的企业或未进行环评和“三同时”验收的各涉重企业，坚决取缔整改不到位的涉重企业．加强企业污染防治和环境管理．加强企业内部环境管理，抓好重金属污染物的日常监控，完善厂区雨水和污水系统，保证污染治理设施正常运行和污染物达标排放，完善和落实环境应急预案［10］．规范涉重金属物料堆放场、废渣场、废水废气排污口的建设，应急池、初期雨水池和冲渣水池做好防渗、防漏设施，废渣场做好防雨、防渗、防流失措施．冲渣水循环回用不外排，其他含重金属生产废水应做到循环回用不外排．加强厂区生产管理，防止物料跑冒滴漏，减少重金属污染物的无组织排放．加强含重金属废弃物的管理，防止流失和扩散，禁止向没有重金属污染治理能力的单位销售或转移，杜绝二次污染．涉重金属企业必须建立重金属污染物产生和排放的详细台账．加强重金属监察执法能力建设．环保部门要配备必要的现场执法设备、重金属应急监测仪器和取证设备，配备应急执法车，加强快速反应能力建设．推进环境监察的现代化，向自动化、网络化、智能化方向发展．加大重金属污染源监管力度．对重点涉重金属排污企业排污口安装在线自动监控装置，实行联防联控、实时监控、动态管理．建立环境监测日监测、月报告制度．加强涉重金属排放企业污染源监督性监测，密切监控企业废水、废气排放口及无组织排放情况．对重点防控区域以及企业周边一定区域内的环境空气、地表水、饮用水源地、土壤、沉积物等开展定期监测．健全完善企业排污总量控制和排污许可证制度，做到持证排放、按量排污．
2．5健全重金属污染预警应急体系沿海各地市以及涉重金属企业结合自治区突发公共事件总体应急预案，要建立和完善重金属污染突发事件的应急预案和群发性环境污染健康危害事件的应急预案，并定期开展重金属污染事件的应急演练．建立技术、物资和人员保障系统，落实值班、报告、处理制度，明确应急响应处置工作职责，健全重金属污染事故的快速反应机制．
3结语
关键词：城镇污水处理厂；污泥泥质监测；资源化风险评价
引言
生活污水处理厂收集到的污水是城区综合生活污水、小工业废水与主城区地区部分工业废水及生活污水，而石油、化工、电镀、冶金等大工业生产废水自成系统，分别自建污水处理厂，将工业生产废水处理达到《污水综合排放标准》及行业排放标准后排放，故污水处理厂污泥中重金属含量水平不高。
1 污泥概述
污泥为在污水处理过程中产生的半固态或固态物质，不包括栅渣、浮渣和沉砂。根据污泥的产生的不同工艺环节将污泥大致分为:初沉污泥、活性污泥、化学污泥与消化污泥等，其中初沉污泥在污水处理的初沉系统经沉淀产生，活性污泥在污水处理的生反系统因微生物新存代谢产生，化学污泥在污水处理的深度处理因投加化学药剂产生，消化污泥为污泥经消化反应后形成的。
2 城镇污水处理厂污泥泥质监测及资源化风险评价
2.1 检测与分析方法
此实验检测项目包括pH、含水率、Cd、Cr、Cu、Zn、Pb、As、Hg、Ni、矿物油、挥发酚、多环芳烃、有机质和氮磷钾。pH和含水率采用梅特勒酸度计(S220 ，瑞士)和电子天平(MS204TS，瑞士)进行测定;Cu、Cd、Zn、Pb、Ni和钾采用原子吸收分光光度计(A3F-13 ，中国)测定;As和Hg采用原子吸收分光光度计(AFS-9700 ，中国)测定;Cr采用电感耦合等离子体发射光谱仪(Optima8300 ，美国)测定;挥发酚、氰化物和氮磷采用紫外可见分光光度计(1810 ，中国)测定;矿物油采用红外分光测油仪(JDS-106U+，中国)测定;多环芳烃采用气相色谱质谱联用仪(QP2020Ultra，日本)测定.为保证检测工作质量，本项目通过精密度控制(至少10%平行样测试)、准确度控制(加标回收、标准参考物或质控样测试)、实验室空白测试和标准点检验等质控措施，确保检测样品质控率不低于10%.数据分析时，若标准差远远大于均值，可判定数据存在异常值，并对其进行处理，所有数据和绘图均采用Origin9.0 软件和Excel2013 进行处理和分析.
2.2 结果与讨论
2.2.1 污泥重金属相关性分析和来源
在污水污泥中，重金属之间往往具有复杂的相关关系，它们之间的关系主要由人为因素控制，如人类活动和工业分布等，其次也会受到底层岩性的影响．采用Pearson相关分析法对污泥重金属之间的相关性进行分析，从中可知，Pb和Cd(r=0.601)之间是呈强相关性，As和Cr(r=0.586)之间呈显著相关，Cr和Ni(r=0.478)之间是呈显著相关，Ni和As(r=0.523)之间是呈显著相关。Pb和Cd之间呈强相关关系、As和Cr之间的显著相关关系、Cr和Ni之间的显著相关关系和Ni和As之间的显著相关关系表明Pb和Cd可能具有同源污染物质，As、Cr和Ni可能受相同的人类活动所影响。
2.2.2 污泥重金属生态风险评价
采用内梅罗综合指数评价法可以看出各种重金属生态污染指数大小顺序为:Cr＞Hg＞Zn＞Ni＞Pb＞As＞Cu＞Cd，Cr的污染指数最高，为3.19 ，Cd污染指数最低，为0.19 ．按照评价标准，8 种重金属中有4 种污染水平为处于清洁;8 种重金属内梅罗综合污染指数为5.3 ，内梅罗加权综合污染指数为19.1 ，表明该市49 家污水处理厂污泥在处理不当的条件下，其重金属含量总体上对环境存在着一定的风险。49 个污泥样品中重金属污染等级处于轻度污染(Ⅲ级)及以下的样品有29 个，处于中度污染等级的污泥样品有14 个，处于重度污染等级的样品有6 个;处于重金属中度污染等级的14 个污泥样品中，有12 个污泥样品的最大污染贡献金属为Hg，其余2 个污泥样品的最大污染贡献金属分别为Pb和As;处于重金属重度污染等级的6 个污泥样品中，有2 个污泥样品的最大污染贡献金属为Hg，其余4 个污泥样品的最大污染贡献金属分别为Cu、Zn、Pb和Cr．综上可见，重金属Hg、Cu、Zn、Cr、Cd和As对生态环境风险较大，因此，在污泥农用于土壤前，应加强对重金属的去除与治理，降低其含量值，尤其要重视对风险较大重金属的去除．采用Hakanson潜在生态危害指数评价法对该市49 家污水处理厂污泥中重金属进行评价，各种重金属潜在生态危害等级大小顺序为:Hg＞Cr＞Cd＞As＞Pb＞Cu＞Ni＞Zn，其中，Hg金属潜在危害最大，为中等生态危害，其他7 种金属均为轻微生态危害。所有污水处理厂的复合潜在生态危害指数(RI和RI')为89.6 和240.4 ，显示污泥危害程度为中等，所有污泥样品中重金属污染等级处于中等生态危害及以下的样品有47 个，最大污染贡献金属分别为Hg、Cd和As，处于强生态危害的样品均为2 个，最大污染贡献金属分别为Hg、Cr和Cu．由上可见，处于生态危害顶层的重金属仍然主要为Hg、Cd、Cr和As，说明该市污水处理厂污泥中重金属，尤其是Hg、Cd和As等致癌重金属的控制应引起足够重视。由此可见，部分污水处理厂污泥虽然符合污泥农用标准，但是综合生态风险评价表明其农用会对环境造成一定的生态风险，应合理选择其他资源化方式，如焚烧或水泥窑协同处置。在符合《农用污泥污染物控制标准(GB4284-2018)》A级的9 家污水处理厂中，有1 家污水处理厂污泥属于重度污染和强生态危害，符合B级的35 家污水处理厂中，有3 家污水处理厂污泥属于重度污染和强生态危害，因此，部分污水处理厂污泥虽然符合污泥农用标准，但是综合生态风险评价表明其农用会对环境造成一定的生态风险，应合理选择污泥资源化方式。
结语
污泥土地利用时，严格控制污泥的有毒、有害物质及病原微生物含量，使其达到国家标准;特别注意污泥中重金属的含量，污泥经高温好氧堆肥处理后，堆肥中的重金属发生钝化，由有效性较高的结合形态向有效性较低的结合形态转化同时杀灭病原微生物。根据其土壤背景值等情况，严格按照计算的污泥施用量进行施用;使土地利用控制在安全施用量之下。同时整个利用区应该建立严密的管理、监测和监控体系，关注区域内的土壤、地下水、地表水、植物等相关因子的状态和变化，使得污泥的土地利用更加安全有效，促进地区经济繁荣和农业的可持续发展。
参考文献
[1]《农用污泥监测分析方法》CJ/T221 －2005[S]．
[关键词]重金属污染 存在问题 防治对策
重金属污染是指由重金属或其化合物造成的环境污染，主要由采矿、废气排放、污水灌溉和使用重金属制品等人为因素所致。因人类活动导致环境中的重金属含量增加，超出正常范围，并导致环境质量恶化。近年来，关于重金属污染事件屡见不鲜，从湖南儿童血铅超标、陕西风翔数百儿童铅超标、福建紫金矿业含铜酸性废水渗漏到重金属污染“菜篮子”等事件的发行，重金属污染已影响到我们的生活环境。该问题已经引起了世界各国科学家的高度重视，解决这个问题迫在眉睫。
1 厦门市重金属污染现状
厦门市重金属污染主要是金属表面处理加工业（电镀行业）、金属结构制造业、皮革及其制品业等行业发展过程中污染物排放逐渐累积形成的。根据全国污染源普查结果，2010年厦门市废水中汞、镉、总铬、铅、类金属砷等5种重金属排放量以区域来划分的话，集美区占全市的72.75%；同安区占全市的17.59%；海沧区占全市的7.96%；思明区占全市的1.09%；翔安区占全市的0.57%；湖里区占全市的0.05%。5种重金属污染物按排放量大小排序为：总铬占全市总排放量的94.83%；铅占全市的3.78%；砷占全市的1.24%；镉占全市的0.05%；汞占全市的0.1%。从2010年污染源普查数据看，我市主要重金属污染元素是铬，重金属污染集中区域是集美区，主要污染来源为工业废水污染。总铬排放量较大的行业有：金属表面处理加工业（电镀）、金属制厨房调理及卫生器具制造业、金属结构制造业等行业。主要涉铅行业有：钨、钼冶炼业等行业。
重金属污染具有隐蔽性、潜伏性、不可逆性和长期性等特点，污染危害大，持续时间长、治理成本高。重金属污染物通过大气、水体、土壤的迁移转化和食物链的生物放大作用污染环境，危害粮食、食品安全和人体健康。
2 厦门市重金属污染防治存在的问题
2.1布局分散，发展方式粗放
由于厦门市涉重金属的企业入驻较早，粗放型增长方式尚未根本改变，改革开放初期环境准入制度几乎空白，项目环境影响评价中未对环境与健康风险评估进行评估，地方引进企业仅从经济发展角度考虑，造成涉重金属行业和企业无序发展，布局分散，结构污染比较突出，对环境造成一定程度的污染。
2.2企业对重金属污染防治工作重视不够
近年来，厦门市不断加强对涉重金属企业的监管，并建立了先锋电镀企业集中控制区，但重金属排放企业依然比较分散，监管难度大，源头预防控制未能全面落实。企业对重金属污染防治重视不够，有些企业对现有排放标准执行不严，一些中小企业不严格执行环评和环保“三同时”等环保制度。企业自我监测措施不完善，尚未建立特征污染物日监测报告制度；重金属污染突发事件的应急装备和技术水平不高。
2.3环境监管能力不足，基础工作有待进一步加强
当前，厦门市环保队伍人员不足，环境监察与环境监测力量有待加强，重金属污染物在线监控能力相对薄弱，尚末建立重金属污染预警应急体系。通过近几年的摸排调查，全市重金属污染物整体排放情况基本摸清，但对环境影响程度尚未进行全面评估，污染治理技术产业支撑不够，重金属污染的基础调查、科学研究、技术政策等还滞后于污染防治。
3 主要重金属污染防治对策
3.1加大结构调整力度
坚持以“调结构、促减排”为手段，严格执行国家有关产业政策和产业调整振兴规划，建立落后产能淘汰机制，分区域制定和实施重点防控行业落后产能淘汰措施，明确淘汰进度。对于重金属排放企业主动淘汰落后产能的，安排财政资金予以支持。
3.2严格项目准入条件
3.2.1严格区域准入
禁止在饮用水源保护区等重要生态功能区新建涉及重金属污染物排放的项目。非工业区和食品、生物医药等有特殊要求的产业园区以及工业区通用厂房原则上不再审批有重金属污染物排放的项目，其它区域按行业准人要求审批。改建、扩建项目要达到厦门市“十二五”，重金属减排和增产不增污的要求。
3.2.2严格产业准入
凡涉及重金属排放的新建项目，除高科技（科技局批文）及高附加值（经发局批文）项目、并能解决总量指标的区域外，一律不予审批。
3.2.3严格限制排放重金属相关项目
新建、改建、扩建项目坚持新增产能与淘汰产能“等量置换”域“减量置换”的原则，实施“以大带小”、“以新带老”；严格控制企业建设项目选址，合理确定重金属企业的排放浓度和环境安全防护距离，确保周边群众身体健康。
3.3积极推进清洁生产
依法实施强制性清洁生产审核，大力发展循环经济。按照省环保厅、省经贸委的工作部署，督促涉重金属企业加快强制性清洁生产审核评估和验收进度。对于经公布要求进行强制性清洁生产审核的企业，未实施清洁生产审核或者虽经审核但不如实报告审核结果的企业，责令限期改正，对拒不改正的依法从重处罚。
3.4严格污染源监管
3.4.1进一步摸清重金属污染情况
全面调查涉重金属企业污染物排放、治理设施运行情况及其周边区域环境隐患，深入开展污染现状评估，进一步摸清重金属污染情况，全面掌握辖区内重金属污染情况动态，有针对性地制定重金属污染综合防治计划，加大监控和治理力度。
3.4.2加强对污染源监管，促进企业稳定达标排放
进行重金属特征污染物自动监控装置试点工作，待条件成熟后逐步实现重点重金属污染源安装自动监控装置，实行“实时监控、动态管理”，确保污染物稳定达标排放。督促涉重金属企业进一步完善突发环境事件应急预案和应急处置设施，配备应急物资，定期组织应急培训和应急演练。
3.4.3规范企业日常环境管理，提高操作运行水平
要求企业建立重金属污染物产生、排放详细台帐，每月向环保部门报备污泥等危险废物产生量、处置去向等环境管理信息资料，实施动态管理；指导企业完善治污设施，规范物料堆放场、废渣场、排污口等建设，提升污染治理技术水平。
3.4.4严格执行项目审批要求，清理违法企业
全面排查全市重金属污染物排放企业，对于超过环评审批范围、含重金属废水、废渣、废气未经处理或处理达不到要求、重金属污染物超标超总量的企业，依法严肃处理。
关键词：重金属污染；土壤污染；生物修复；超量积累
作为人类发展的基础，土壤资源往往在城市化以及工业化的发展之下出现了不同程度的污染以及破坏。在这样的背景之下，我国的土壤容易受到重金属的污染而危害人类的生命安全。本文基于此，分析探讨国内外土壤重金属污染防治技术以及相关研究的发展。
1 土壤重金属污染预防的发展历程
1.1 预防体制
基于世界各国城市化以及工业化发展程度的日益加深，各国家普遍存在土壤重金属污染的问题。为了进一步促进各类问题的解决，世界各国加强了对于土壤重金属污染预防。关于土壤重金属污染预防的发展历程，笔者进行了相关总结，具体内容如下。
日本为了进一步促进土壤重金属污染问题的解决，颁布了《土壤环境标准》《土壤污染对策法》等法律法规，而我国自改革开放之后，逐步加强了对于环境问题的关注，并于1989年颁布《中华人民共和国环境保护法》，开始了我国土壤重金属污染问题的处理，随后中国在该法律的基础之上进行修订工作，从而实现了对于污染物排放的限制与处理。
1.2 预防技术
为了进一步实现按土壤重金属污染问题的解决，各国逐步提出了清洁生产的概念。在这样的背景之下，欧共体于1979年宣布推行工业清洁生产的政策。在这样的背景之下，该区域的农业生产部门加强了对于各类先进生产技术的运用，从而实现了农业的清洁生产，规避了农业化学产品的超量使用对土壤污染。
事实上，这种从源头上降低污染源的措施，能够降低了土壤中重金属离子的引入，从而实现了土壤资源的保护。
2 土壤重金属污染治理方法
目前，我国处于经济结构转型期间，土壤重金属污染的问题也较重。在这样的背景之下，为了实现我国社会的绿色、低碳、可持续发展，我国的有关部门加强了对于该类问题的解决。关于常见的土壤重金属污染治理方法，笔者进行了相关总结，具体内容如下。
2.1 工程治理法
所谓的工程治理法，指的是相关单位借助物理原理以及方法进行土壤重金属污染问题的解决。在传统的工程治理过程中，工作人员多借助换土、翻土等方法进行作业，但伴随着科学技术的不断变更，我国有关部门逐步采用淋洗法、电解法、热处理等办法进行作业。
一般而言，工程治理方法在运行的过程中具有效果显著等特点，但是其因为工程复杂、工程量等问题进而导致工程成本的进一步增加。此外，该方法在运用的过程中往往因为维护措施不到位而导致部分土壤中的金属元素被迁移到其他地区，造成土壤重金属污染面积的扩大，难以真正改善土壤的重金属污染现状。
以日本富士县神通川流域的土壤重金属污染防治为例，为了降低土壤中的镉元素，相关单位加强了对于工程治理法的运用。在这一过程中，工程单位去除污染区域15cm的表土，并压实心土，并采用淋洗法对污染土壤进行清洗。
2.2 农业治理
所谓的农业治理，指的是通过优化、完善传统的耕作管理制度，实现土壤重金属污染的降低。在这一过程中，工作人员需要依据重金属污染的实际状况而选择相应的植物种植，从而实现了对于土壤中重金属元素的消除。此外，在农业治理的过程中，作业人员还需要合理选择花费，从而降低土壤中的重金属元素。
学者林汲等人就通过实验分析发现了硅藻土有机肥能够实现对于Cd、Zn重金属离子的吸收，从而降低了土壤中的重金属离子。一般而言，该方法在运行的过程中普遍存在操作简便、费用低的特点，但是由于其仍旧未能够从根本上消除重金属污染，进而导致其只能够作为辅助手段进行处理。
在进行广西壮族自治^环江县废矿土壤污染治理的过程中，中科院地理所环境修复中心陈同斌率团队，借助蜈蚣草等植物开展了土壤重金属处理工作，并成功修复1280亩重金属污染农田。
2.3 生物治理
生物治理方法在运行的过程中主要借助生物生命代谢活动的开展，从而降低了环境中重金属污染的浓度。从而确保部分受到污染的土壤能够恢复到初始状态。一般而言，生物治理方法在运用的过程中因为参与治理的主角不同，故而分为动物修复、微生物修复以及植物修复。
所谓的动物修复技术，指的是有关部门以及人员利用土壤中的低等动物进行土壤中重金属的吸收，从而实现了土壤中重金属含量的进一步降低。相关的研究表明，蚯蚓的出现能够实现对于硒、铜元素的吸收。事实上，该方法在推行的过程中也具有一定的问题：诸如低等动物往往会将吸收的金属元素再次释放到土壤中，从而造成了二次污染。
微生物修复技术则是利用土壤中的微生物进行各类金属元素的吸收。目前，最为常用的微生物就是――真菌。真菌在生存的过程中往往能够分泌一定量的氨基酸、有机酸等物质，从而实现了对于重金属的溶解。目前，从相关的研究分析可以发现：微生物修复技术在运行的过程中具有较为光明的前景，且能够较好的实现我国土壤重金属问题的解决。
植物修复技术的运行原理主要是在污染的区域种植特定植物，从而借助植物的生长过程实现对于重金属的吸收以及化解。目前，植物提取技术获得了相关研究人员的重视，并由此促进了土壤重金属问题的解决。现阶段，最为常用的植物有遏蓝菜、高山甘薯等。
仍旧以日本富士县神通川流域的土壤重金属污染防治为例，土壤重金属处理单位在含镉100mg/kg土壤上进行苎麻的种植，从而由此实现对于土壤中镉元素含量的降低。该地区在采取生物法治理土壤重金属污染的过程中，实现了镉元素含量降低27.6%。
3 发展论述
为了进一步促进我国土壤重金属污染问题的解决，我国的有关部门需要从法律的角度出手，加强对于各类土壤重金属污染法律法规的制定。此外，我国还需要加强对于清洁生产的发展，并大力运用清洁能源。而在已经发生的土壤重金属污染问题，作业人员需要加强植物修复技术的运用。
4 结束语
为了进一步促进我国土地重金属污染问题的解决，我国的有关部门以及人员需要采取科学的方式进行问题解决。本文基于此，分析探讨土壤重金属污染预防的发展历程（预防体制、预防技术），并就常见的土壤重金属污染治理方法进行分析，最后论述了我国土壤重金属污染问题解决的措施。笔者认为，随着相关措施的落实到位，我国的环境问题必将得到显著的改善。
参考文献
[1] 李录久，许圣君，李光雄，张祥明，王允青，刘英，况晶.土壤重金属污染与修复技术研究进展[J].安徽
农业科学，2014（1）：156-158.
[2] 董文洪，杨海，令狐文生.土壤重金属污染及修复技术研究进展[J].化学试剂，2016（12）：1170-1174.
[3] 廖健.土壤重金属污染及其化学修复技术的研究进展[J].中国石油和化工标准与质量，2013
（24）：30+28.
1.引言
我国矿产资源丰富，为国家经济建设做出了巨大的贡献，是工业经济的重要支柱，促进了社会进步，但在矿产开采和冶炼过程中也存在一系列严重的环境问题。首先，矿产开采会占用大片土地，并可能造成地质灾害。在采矿的过程中产生大量的矿渣，包括选矿渣、尾矿渣及生活垃圾等。据统计，中国铁矿石开采经选矿后68%以上为尾矿，黄金矿开采选矿后几乎100%为尾矿[1]。超过90%的矿区废弃物采取堆放处理，占用了大片的土地。我国矿山多为地下开采，常常导致地表裂缝与塌陷，严重危及到地表的人类活动。其次，矿山开采过程破坏生态环境，造成环境污染。矿区大片植被遭到破坏，表土剥离，加剧了水土流失，引起了土壤退化，导致生态失衡。矿产开采中产生的废弃物成分复杂，含有大量的酸性、碱性或有毒的物质，这些物质能对周边地区造成严重的影响。许多矿物有重金属伴生，矿物开采过程中常产生重金属污染。重金属具有长期性，稳定性和隐蔽性的特征，同时重金属元素会在植物体内积累，并通过食物链富集到动物和人体中，诱发癌变或其他疾病[2]，危害人类健康。如铅中毒会影响人的神经系统、造血系统和消化系统等，镉中毒则会引起骨痛病。矿区土壤重金属污染已不容忽视，到了亟待解决的地步。矿区固体废弃物和矿山酸性废水是矿区土壤中重金属的主要来源。尤其是在Pb/Zn矿、Fe/S矿的开采过程中,尾矿废石中的Pb、Cd、Zn、Cr、Cu、As等在地表水的冲洗和雨水的淋滤下进入土壤并累积起来。而酸性废水则使矿区中的重金属元素活化，以离子形态迁移到矿区周边的农田土壤或河流中，导致土壤和河流中重金属含量远远超过背景值[3]，影响农产品品质和饮水健康。另外，在矿石采矿、运输及排土过程中，尘埃污染也是矿区周边土壤中重金属的一个来源。在发达国家和地区，矿区废弃地治理已达50%以上[4]，而我国还不到10%。近年来，我国开始重视矿区重金属污染的治理，如中国污染场地修复科技创新与产业发展论坛中来自全国各地的重金属污染场地修复专家一起商议湖南重金属污染矿区的治理措施，并对各方法的实用性做了分析。土壤重金属的各个修复方法可以降低重金属的浓度或生物可利用度，降低对生态环境及人类健康的危害。重金属污染土壤的修复中，方法的选择至关重要。本文在阐述了重金属污染土壤的基本修复原理后，着重分析了土壤重金属污染的物理修复法、化学修复法和生物修复法，为土壤中重金属的去除、固化及钝化提供了理论依据。
2.重金属污染土壤的修复技术
国内外用来修复土壤污染的方法较多，在具体的应用过程中多为交叉使用，一般分为三大类，即物理修复方法、化学修复方法和生物修复方法[5]。其修复原理如下：（1）加入化学改良剂转化重金属在土壤中的存在化学价态和存在形态，使其固化或钝化。或者采用物理修复等方法，使重金属在土壤中稳定化，降低其对植物和人体的毒性；（2）利用重金属累积植物、动物、微生物吸收土壤中的重金属，然后处理该生物或者回收重金属；（3）将重金属变为可溶态、游离态，然后进行淋洗并收集淋洗液中的重金属，达到降低土壤中重金属含量的目的[5]。
3.物理修复法
物理修复法是基于机械物理的工程方法，它主要包括客土、换土和翻土法、电动修复法和热处理法三种。
3.1客土、换土和翻土
客土法是指向被重金属污染的土壤中加入大量干净土壤，覆盖在土壤表层或混匀，使重金属浓度降低至低于临界危害浓度，从而达到减轻污染的目的[6]。对移动性较差的重金属污染物（如铅）采用客土法时，相对较少的客土量也能满足要求，可减少工程量。换土法是指把受重金属污染的土壤取走，代之以干净的土壤。该方法适用于小面积严重污染的地区，以迅速地解决问题，并防止污染扩大化。此方法要求对换出的受污染土壤进行妥善处理，以防止二次污染[7]。翻土法是指深翻土壤，使表层的重金属污染物分散到更深的土层，达到减少表层土壤污染物的目的。在矿区重金属治理的过程中，换土法治理较为彻底，而客土法和翻土法并未根除土壤中的重金属污染物，相反把重金属继续留在土壤中，因此这两种方法只适用于移动性差的重金属污染物，以免土壤中重金属污染物对地下水造成污染。
3.2电动修复
电动修复法是由美国路易斯安那州立大学研究出的一种治理土壤污染的原位修复方法，该方法近年来在一些欧美发达国家发展很快。它适合修复低渗透粘土和淤泥土，可以控制污染物流向[8]。在电动修复过程中，利用天然导电性土壤加载电流形成的电场梯度使土壤中的重金属离子（如铅、镉、锌、镍、钼、铜、铀等）以电迁移和电透渗的方式向电极移动，然后在电极部位进行集中处理。郑喜坤等[9]在沙土上的实验表明，土壤中Pb2+、Cr3+等重金属离子的除去率可达90%以上。该方法不搅动土层，且修复时间较短[10]，是一种可行的修复技术。
3.3热处理
热处理法是利用高频电压释放电磁波产生的热能对土壤进行加热，使一些易挥发性有毒重金属从土壤颗粒内解吸并分离，从而达到修复的目的[11]。该技术可以修复被Hg和As等重金属污染的土壤。虽然物理修复方法取得了一定的成果，但其还存在局限性。客土、换土和翻土法操作起来花费具大，破坏土壤结构，使土壤肥力下降，同时还依然需要对换土进行堆放或处理；电动修复法在实际运用中受其他多种因素影响，可控性差；热处理法对气体汞不易回收。
4.化学修复法
4.1化学改良剂
该方法是指向重金属污染土壤中添加化学改良剂，通过对重金属的吸附、氧化还原、拮抗或沉淀作用，改变其在土壤中的存在形态，使其钝化后减少向土壤深层和地下水迁移，从而降低其生物有效性。常用的化学改良剂有石灰、碳酸钙、沸石、硅酸盐、磷酸盐等，不同改良剂对重金属的作用机理不同。如施用石灰或碳酸钙主要是提高土壤pH值，促使土壤中镉、铜、汞、锌等元素形成氢氧化物或碳酸盐等结合态盐类沉淀。如当土壤pH>6.5时，Hg就能形成氢氧化物或碳酸盐沉淀[12]。沸石是一种碱土金属矿物，通过吸附、离子交换等降低土壤中的重金属生物有效性。黄占斌等指出对于铅、镉复合污染土壤，环境材料腐殖酸对铅有显著固定作用，而高分子材料SAP及材料组合（腐殖酸、高分子材料SAP和沸石）对镉起到明显固定作用。A.Chlopecka等发现沸石、磷石灰等能降低重金属Pb、Cd的移动性，且能够减少玉米和大麦对重金属Pb、Cd的吸收量。
4.2化学淋洗
化学淋洗修复法是指在重力或外压下向污染土壤中加入化学溶剂，使重金属溶解在溶剂中，从固相转移至液相，然后再把溶解有重金属的溶液从土层中抽提出来，进行溶液中重金属的处理过程[15]。利用此方法开展修复工作时，既可以在原位进行，也可采用异位修复[16]。原位化学淋洗修复法要在污染地进行全部过程，包括清洗液投加、土壤淋出液收集和淋出液处理等。由于原位化学淋洗过程形成了可迁移态污染物，因此要把处理区域封闭起来避免污染扩大化；异位化学淋洗修复法则要把重金属污染土壤挖掘出来，用化学试剂清洗，以去除重金属，再处理含有重金属的废液，最后清洁后的土壤可以回填或作其他用途。化学淋洗法的关键在于试剂的选择，可用来淋洗土壤重金属的试剂主要有盐酸、硝酸、磷酸、硫酸、草酸、氢氧化钠、EDTA等。现已证明EDTA是针对重金属污染最有效的提取剂，但其价格昂贵，且对EDTA的回收还存在技术问题[17]。
5.生物修复法
生物修复法是通过植物、微生物或者动物的代谢活动，降低土壤中重金属含量方法。它主要包括植物修复法、微生物修复法、动物修复法和菌根修复法四种。
5.1植物修复
植物修复是将对重金属有超累积能力的植物种植在污染土壤上，待植物成熟后收获并进行妥善处理（如灰分回收）。通过该种植物可将重金属移出土壤，达到治理污染的目的。对于修复重金属污染土壤，植物修复法主要有植物钝化、植物提取和植物挥发三种。植物钝化是指利用植物根系分泌物降低重金属的活性，从而减少重金属的生物毒性和有效性，并防止其进入地下水和食物链，减少对人类健康的威胁。如植物分泌的磷酸盐与土壤中的铅结合成难溶的磷酸铅，使铅得到固化。除直接与重金属发生作用外，根系分泌物导致的根际环境pH值和Eh值的变化也可转变重金属的化学形态，使重金属固化在土壤中。但是这种方法并未将重金属去除，因此环境条件的改变仍有可能活化重金属。植物提取是指利用重金属超累积植物从污染土壤中吸收重金属，并将其转移、储存在植物地上部分（茎或叶），随后收割地上部分并集中处理其中的重金属，从而达到降低土壤重金属含量的目的。蒋先军等发现，印度芥菜对铜、锌、铅污染的土壤有良好修复效果。夏星辉[22]指出蕨类植物对镉的富集能力很强，杨柳科能大量富集镉，十字花科的芸苔能富集铅，芥子草能富集铅、锡、锌、铜等。在英国和澳大利亚等国家，一些对重金属有高耐受性的植物的培育已经商业化。植物挥发是指植物将其吸收的重金属转化为可挥发态，并挥发出植物的过程。如植物可以吸收土壤中的Hg2+，然后使之转化成气态HgO后，通过蒸腾作用从叶片蒸发出来。这种方法只适用于具有挥发性的重金属污染物，应用范围较小。同时，该方法将污染物转移到大气中，对大气环境造成一定影响。
5.2微生物修复
微生物修复法是利用微生物对重金属的亲和吸附作用将其转化为低毒产物，从而降低污染程度。虽然微生物不能直接降解重金属，但其可改变重金属的物理或化学特性，进而影响重金属的迁移与转化。微生物修复重金属污染土壤的机理包括生物吸附、生物转化、胞外沉淀、生物累积等。通过这些过程，微生物便可降低土壤中重金属的生物毒性[23]。由于细胞表面带有电荷，土壤中的微生物可吸附重金属离子或通过摄取将重金属离子富集在细胞内部。微生物与重金属离子的氧化还原反应也可降低重金属的生物毒性，如在好气或厌气的条件下，异养微生物可将Cr6+还原为Cr3+，降低其毒性。杜立栋等[24]从铅污染矿区土壤中筛选出一株青霉菌，对人工培养基中有效铅的去除率达96.54%，且富集效果比较稳定，可应用于铅污染矿区土壤的生物修复。
5.3动物修复
土壤重金属污染的动物修复是指利用土壤动物在自然条件或人工控制下，在污染土壤中生长、繁殖等活动过程中对污染物进行富集和钝化等作用，从而使污染物降低或消除的一种修复技术。在评价污染物的生态学危害研究中，科研工作者对土壤动物并未给予足够的重视，所以与微生物修复相比，国内外的相关报道还不多。而在众多土壤动物中，普遍认为蚯蚓是改良土壤的能手，并且对土壤污染具有指示作用，具有巨大的修复污染土壤潜力。朱永恒等[25]研究得出蚯蚓对重金属的富集量随着污染浓度的增加而增加，蚯蚓体内的Pb、Cd和As的含量和土壤中这三项元素的含量具有良好的相关性。且蚯蚓体内的金属硫蛋白和溶酶体机制可以解毒重金属。除蚯蚓外，腐生波豆虫及梅氏扁豆虫等动物对重金属也有明显的富集作用[27]。土壤动物不仅直接富集重金属，还和微生物、植物协同富集重金属，改变重金属的形态，使重金属钝化而失去毒性。
5.4菌根修复
菌根是指土壤中真菌菌丝与植物根系形成的联合体。成熟的菌根是一个复杂的群体，包括真菌、固氮菌和放线菌，这些菌类有一定的修复重金属污染的能力。菌根真菌可通过分泌特殊的分泌物改变植物根际环境，从而使重金属转变为无毒或低毒的形态，降低其毒性，起到促进重金属的植物钝化作用。申鸿等[28]通过对菌根的研究发现，菌根玉米地上部铜浓度降低24.3%，根系铜浓度降低24.1%，表明菌根植物对铜污染土壤具有一定的生物修复作用。黄艺等[29]采用根垫法和连续形态分析技术，分析了生长在重金属污染土壤中有菌根小麦和无菌根小麦根际铜、锌、铅、镉的形态分布和变化趋势，发现菌根可调节根际中土壤重金属形态降低重金属的生物有效性。此外，菌根还能使菌根植物体中重金属积累量增加，强化植物提取的效果。
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