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關鍵詞：土壤污染修復 鐵錳氧化物 作用
隨著工業的發展和人們對于環境保護不當導致我國的土壤污染逐漸嚴重，但是我國的土壤污染治理工作并沒有發揮出應有的作用。鐵錳氧化物在當前的土壤污染修復中占據著十分重要的位置，對于改善土壤的質量有著十分重要的作用。但是由于當前我國的土壤污染缺少規范的治理導致污染土壤難以及時有效地恢復。在今后的土壤污染治理工作中需要采取有效的措施，保障土壤污染質量工作的順利進行。
一、當前我國土壤污染現狀
隨著我國工業的發展，當前我國的土壤污染情況逐漸嚴重，這對于我國的環境建設和人們的生活造成了十分不利的影響。尤其是在農村等人們依靠土地生活的地方，土壤污染嚴重影響了人們的正常生活。一些土壤污染很難進行短時間的修復，這對于環境的保護有著十分不利的影響。當前土壤污染比較嚴重的主要是以下兩種情況：
1.重金屬對于土壤的污染
重金屬對于土壤的污染在當期的土壤污染治理中比較難治理，由于重金屬在土壤中具有難降解，毒性強和積累效應等等特征。我國土壤的重金屬污染主要是當前一些化工企業的污染五未能及時合理的處理，將一些污染物進行掩埋等造成的土壤污染。但是重金屬對于土壤的污染十分嚴重并且難以治理，這對于土壤污染治理部門提出了眾多的挑戰。當前對于我國土壤重金屬污染的主要治理方法就是一方面在土壤中去除重金屬另一方面改變重金屬在土壤中的存在狀態。當前主要的技術就是采用物理方法，化學方法，生物方法等等，但是并沒有取得比較好的效果，土壤污染現狀并沒有得到有效地改善。
2.土壤的有機污染
當前我國土壤污染的另一重大來源就是有機物污染，相對于重金屬污染，這一污染更加嚴重，污染的種類比較繁多。在有機物污染中其中塑料對于土壤的污染十分嚴重，而且大部分的塑料污染物是難以降解的，這對于土壤污染的治理工作造成了十分不利的影響，并且這一污染還會對人們的生活造成傷害甚至傷害人們的身體健康。另外由于化學農藥對于土壤的污染也是土壤污染的重要原因之一，這對于土壤的危害十分嚴重，甚至會影響到地下用水，影響人們的生活健康。但是當前我國的土壤有機污染并沒有得到合理的整治，一些相關的治理方法仍然存在一定的缺陷性，并且治理并不徹底。
二、鐵錳氧化物在土壤污染修復中的重要作用
鐵錳氧化物在當前的土壤污染修復中逐漸得到應用，并發揮出一些作用，大大改善了當前的土壤質量。但是鐵錳氧化物對于土壤污染的治理并沒有得到充分的利用，鐵錳氧化物的應用范圍還有待于進一步擴展。
1.鐵錳氧化物在治理土壤重金屬污染中的應用
鐵錳氧化物作為土壤中的主要礦物元素，在當前的土壤污染修復中發揮著十分關鍵的作用。當土壤被重金屬污染之后，土壤吸持重金屬例子時，土壤中的鐵錳氧化物會發揮重要的作用，土壤中Cu、Ni、Zn、Cr、Co 元素的吸附主要受鐵氧化物的控制。土壤中沉積的鐵錳氧化物對于土壤中重金屬元素的吸附作用，可以有效地控制重金屬污染物的遷移和富集，這對于減少重金屬對于土壤的污染有著十分重要的作用。鐵錳氧化物及其水化物和層狀硅酸鹽礦物質對于吸附土壤中的重金屬元素有著十分重要的作用，但是由于人工合成的鐵錳氧化物和天然的鐵錳氧化物有著不同的作用，導致我國的土壤中鐵錳氧化物應用于重金屬的土壤污染修復中仍然存在一定的問題，需要進一步加強對鐵錳氧化物對于吸附重金屬作用的研究，盡量充分發揮鐵錳氧化物在重金屬土壤污染修復中的重要作用。
2.鐵錳氧化物在治理土壤有機物污染中的應用
鐵錳氧化物對于土壤有著一定的凈化作用，當前土壤的有機物污染逐漸嚴重，嚴重影響了土壤的肥力和土壤的正常應用。鐵錳氧化物對于環境中的有機毒害物有一定的降解功能，可以利用于土壤污染的修復工作中。在污染土壤的修復工作中利用鐵錳氧化物對于土壤的修復作用和凈化工作，充分提高土壤自身的治污能力和降污能力。當前土壤中含有一些天然的鐵錳氧化物可以充分利用自然規律，降解土壤中的有機污染物。鐵錳氧化物在土壤污染治理中有著節約成本，效果明顯的優勢，在今后的土壤污染治理工作中需要進一步提倡這一方法，充分利用鐵錳氧化物對于土壤污染的治理，緩解當前土壤污染嚴重的現狀。
3.土壤污染治理的其他措施
土壤污染對于人們的生活和農業的發展造成了十分不利的影響，特別是當前國家逐漸重視可持續發展的前提下，土壤污染更需要進一步加強治理。在今后的土壤污染治理工作中一方面需要建立完善的土壤污染治理法律法規。建立健全土壤污染治理法律可以有效地規范土壤污染治理工作，同時為土壤污染治理工作提供一定的保障。這在一定程度上也可以提高一些企業的污染治理積極性，減少企業污染物的排放，督促企業加強對污染物的處理工作。另一方面需要對于污染比較嚴重的企業進行嚴格的懲治。對于一些對土壤污染比較嚴重的企業需要加強治理，對于企業的污染物處理要進行嚴格的監督，對于一些特別嚴重的企業可以進行關閉，減少污染物的排放。除此之外還需要加強企業和工作人員的環境保護意識，尤其是土壤污染的教育，對于土壤污染造成的危害進行宣傳教育，使企業和工作人員認識到土壤污染的嚴重危害性。在土壤污染治理工作中還需要進一步開發和研究一些新的土壤污染修復措施和方法，盡量減少污染物對于土壤的污染，保障人們的正常生活。
三、結語
隨著當前工業的發展，我國的土壤污染逐漸嚴重，對人們的生活造成了十分不利的影響。當前我國的土壤污染修復措施并不十分完善，一些方法的效果并不十分明顯，這導致我國的土壤污染治理工作難以進行。鐵錳氧化物作為土壤中的一種豐富的物質對于環境當前的土壤污染有一定的作用，并且這一土壤污染修復的方法具有成本低，效果好的優勢。在今后的土壤污染修復工作中需要進一步充分利用鐵錳氧化物的土壤修復作用，同時還需要積極開發一些新的土壤污染修復方法，盡量減少土壤的污染程度。
參考文獻
【Key words】Electroplating industry soil remediation bioremediation combined remediation plants and microorganisms
1 前言
土壤重金屬污染是我國亟待解決的環境問題。電鍍行業是產生重金屬污染的主要行業之一。由于電鍍行業使用了大量強酸、強堿、重金屬等有毒有害化學品，在工藝過程中排放了高毒物質和危害人類健康的廢水、廢氣和廢渣，對人類的生存環境產生了巨大危害。尤其是重金屬鎳污染后果相當嚴重，鎳可引起接觸性皮炎，直接進入血液的鎳鹽毒性較高，膠體鎳或氯化鎳毒性較大，可引起中樞性循環和呼吸紊亂，使心肌、腦、肺、腎出現水腫、出血和變性，長期接觸、吸入或注射鎳化物均有致癌作用。電鍍企業關閉后遺留的重金屬污染土壤對環境構成嚴重威脅。然而如何針對性地有效進行修復治理，是人類面臨的又一大問題。電鍍廠污染場地屬于重污染行業污染場地，急需進行環境綜合治理與土壤修復[1]。
本文通過對某電鍍廠廠區土壤樣品監測結果的分析研究和修復治理方法的探討，為進一步開展污染土壤修復工作以及合理規劃和利用該場地提供科學的理論依據，同時，對于改善和提高當地城鎮環境質量、保障人體健康和維護社會穩定也將具有重大意義。
2 企業基本情況
該電鍍廠于2003年3月投產，廠區面積約3500m2，主要從事各種五金件產品的來料電鍍加工。全廠共3個電鍍車間，8條電鍍生產線，其中7條半自動電鍍生產線、1條全自動電鍍生產線。主要鍍種為鍍錫、鍍鎳、鍍鉻、鍍鋅。電鍍加工產品方案見表1。
使用的主要原輔料有金屬鎳板、硫酸鎳、氯化鎳、電解銅、硫酸銅、硫酸、鹽酸、鉻酐、氰化鈉、氰化亞銅、氰化鉀等。產生的電鍍廢水經廢水處理站處理達標后排放。根據當地電鍍行業環境整治要求，該電鍍廠已停產待遷。
3 土壤污染現狀及成因分析
為了解該電鍍廠所在地土壤污染現狀，委托澳實分析檢測（上海）有限公司對其廠區土壤進行了監測。
3.1 監測項目
pH值、總氰化物、銻、砷、鈹、鎘、鉻、銅、鉛、鎳、硒、銀、鉈、鋅、汞等。
3.2 監測地點
廠區廢水處理站邊和電鍍車間旁各設一個采樣點，編號分別為Z1、Z2。按0～20cm、40～60cm、80～100cm采樣深度各采一個樣品，對應樣品編號Z1-1～Z1-3和Z2-1～Z2-3。
3.3 監測結果
廠區土壤樣品監測結果見表2和圖1。
表2 廠區土壤監測結果
圖1 土壤監測結果對比分析圖
土壤樣品監測結果表明，除鎳指標外，其余指標監測值均符合《浙江省污染場地風險評估技術導則》（DB33/T892-2013）表A.1部分關注污染物的土壤風險評估篩選值中的住宅及公共用地篩選值。
土壤監測結果鎳超標原因主要為企業生產過程中涉及到鍍鎳等工序，生產廢水和廢氣中含有鎳等重金屬。車間地面、排水溝渠等沒有按規范進行防滲處理，鍍鎳廢水沒有進行有效收集容易滲漏到地面，等等，各種因素導致土壤受到重金屬污染。根據《浙江省污染場地風險評估技術導則》（DB33/T892-2013）以及有關文件要求，企業場地需要進行土壤污染修復治理。
4 土壤重金屬污染治理方法
目前針對土壤重金屬污染修復方法較多，主要包括物理方法、化學方法和生物方法[3]。生物修復方法因其效果好、投資省、費用低、易于管理和操作、不產生二次污染等被公認為是生態友好型原位綠色修復技術[4]。生物修復方法主要有植物修復、微生物修復、植物與微生物聯合修復。
4.1 植物修復
植物修復技術主要有植物穩定、植物提取、植物揮發等類型[5]。植物穩定是利用植物來降低重金屬在土壤中的遷移，但是隨著時間或環境的改變，可能仍會發生滲漏和擴散，這種方法并沒有減少重金屬的含量，只是改變了重金屬的存在形態；植物提取是指利用對重金屬富集能力強的超積累植物吸收土壤中的重金屬，并將重金屬轉運儲存在地上部分，然后通過收獲地上部分進行焚燒，來達到去除重金屬的目的；植物揮發是指利用植物吸收、轉運、積累、揮發來去除土壤中一些揮發性的重金屬[6]。
4.2 微生物修復
微生物修復技術是利用土壤中某些微生物對重金屬的吸收、沉淀、氧化還原等作用，以達到降低土壤重金屬的毒性。某些微生物能代謝產生檸檬酸、草酸等物質[7]。這些代謝產物能與重金屬產生螯合或形成草酸鹽沉淀，從而減輕重金屬的傷害。Siegel等研究表明，真菌可以通過分泌氨基酸、有機酸以及其他代謝產物來溶解重金屬以及含重金屬的礦物[8]。微生物修復的局限性在于：微生物有些情況下不能將污染物全部去除；微生物對環境的變化響應比較強烈，環境條件的改變能大大影響微生物修復效果。
4.3 植物與微生物聯合修復
鑒于植物修復和微生物修復各自在重金屬污染修復中的不足，植物與微生物聯合技術通過發揮植物和微生物各自的優點，最大限度彌補其在重金屬污染修復中的不足，有效提高植物修復的效果。土壤中許多細菌不僅能夠刺激并保護植物的生長，而且還具有活化土壤中重金屬污染物的能力。最近俄羅斯科學家培育出一種耐重金屬污染并保護植物生長的細菌，這種細菌能夠在Zn、Ni、Cd和Co存在的條件下產生抗生素細菌的細胞不具備穩定的基因，但是位于染色體外能夠自動復制的環狀DNA分子，可以有效阻止重金屬離子進入細胞，同時能夠刺激并保護植物的生長[9]；Ma等成功地從Ni污染土壤中分離得到耐受重金屬污染的細菌，并發現這些細菌在較高水平重金屬污染的土壤中能夠促進植物生長；Idris等在遏藍菜屬植物Thlaspigoesingense根際分離出大量對Ni耐受性較強細菌，包括Cytophaga、F lexibacter、Bacte2roides等，這些細菌可以明顯提高Thlaspigoesingense對Ni的富集能力[10]。雖然菌根化植物抗逆性強、吸收降解能力強，但不容易獲得，因此，菌根與植物修復體系的選擇與建立有非常廣闊的應用價值，也是重金屬污染土壤生態恢復的一個新的研究方向[11]。
5 結論與展望
關鍵詞：土壤；鎘；污染；修復技術
1 引言
土地是人類生存和發展的主要資本和物質基礎，為人類生存和發展提供了重要的物質和數量基礎。隨著工農業的迅速發展，人類把帶有大量有毒有害的物質排入到環境中。這在相當多的領域造成了大量的土壤污染，土壤環境污染的問題越來越嚴重。
2 國內外土壤鎘污染狀況
鎘是生物生長和發育過程中的非必需元素，它也是自然界中最有害的重金屬之一，它在土壤中與Hg、As、Cr和Pb一起稱為“五毒元素”[1，2]。Cd在自然環境中分布極廣，地殼中的平均含量為0.2 mg/kg，廣泛存在于巖石、沉積物及土壤中[3]。近年來，由于在環境中Cd的含量增加，在許多國家中已經廣泛關注，由于這些國家對食品中重金屬的安全性的普遍了解，已經為農田土壤作物制定了一套嚴格的標準見表1[4]。
在我國土壤重金屬污染事件頻繁發生，土壤Cd污染狀況也一直較為嚴重。例如2013 年5月“鎘大米”事件、2014年廣西大新縣重金屬污染事件等[5]。土壤重金屬污染問題威脅到人民群眾“舌尖上的安全”，成為全社關注的焦點。據不完全統計，我國農田重金屬鎘污染面積已達2萬hm2，年產量鎘含量超標的農產品達14.6億kg，且有日益加重的趨勢[6]。2014年4月17日環境保護部和國土資源部聯合的《全國土壤污染狀況調查公報》顯示，全國土壤重金屬的超標率為16.1%的重金屬，西南、中南地區土壤重金屬鎘、汞、砷、鉛4種無機污染含量的范圍從西北到東南，從東北到西南方增加。在所有污染物中，鎘的超標率最高，占7.0%，是我國耕地、林地、草地和未利用地的主要污染物之一[7]。依據《土壤環境質量標準》（GB15618-1995）中規定A適用于一般農田、蔬菜地、茶園、果園、牧場等土壤中Cd的質量標準應在0.3～0.6 mg/kg范圍內，但是我國有些地區土壤中的Cd含量超標，Cd污染土壤狀況比較嚴峻[8]。我國部分地區污染農田土壤和農作物鎘含量見表2[9]。
3 土壤中鎘的來源
土壤中的Cd主要有天然來源和人為來源兩種[10]。天然來源主要是指含Cd的礦物或巖石通過長期風化釋放到土壤中，這構成了土壤中Cd的背景值。土壤中鎘在不同地區的背景值差異很大，世界范圍內土壤中鎘的背景值含量為0.01～2.0 mg/kg，平均水平約為0.35 mg/kg[7]。我國土壤中Cd的背景值低于世界平均值，約為0.097 mg/kg[11]。
人為來源較為廣泛，包括采礦、選礦、有色金屬冶煉、電鍍、合金制造、含鎘蓄電池生產等行業的生產，以及污水、污泥、大氣沉降、農藥化肥固體廢棄物等，預計排放的鎘（Cd）約有82%～94%進入到了土壤[12，13]。眾多研究關注了土壤鎘污染的人為來源[14]，陳懷滿，鄭春榮等學者研究表明我國因污灌受到污染的耕地約占總污灌面積的45%，其中以Cd和Hg的污染尤為嚴重；王初，邵莉等研究發現受交通尾氣和污染物排放影響，公路沿線農田土壤重金屬污染呈現距離公路越近的地方污染越嚴重的規律，交通對土壤環境的影響距離從幾十米到數百米不等[15～17]；顏世紅等通過對礦區土壤中重金屬鎘來源的研究發現礦區附近土壤主要受礦石挖掘與加工產生大量的粉塵、污水、廢氣、固體廢棄物排放鎘污染影響[13，14，18]。
4 土壤中鎘的危害
對于植物，其會抑制植物的光合作用以及植物的酶活性等。植物的光合作用降低使得植物對養分和水分的吸收受到阻礙，導致植物的營養代謝失調，使得植物生長和產量降低。
對于動物和人類，鎘元素通過食物鏈進入人和動物體內富集。鎘元素的吸收對人體骨骼、腎、肝、免疫系統和生殖系統具有毒害作用，會引發骨痛、糖尿病、肺氣腫以及高血壓等病癥，嚴重的會引發癌癥等疾病[19]。聯合國環境規劃署（UNEP）也將鎘列為12種具有全球性的危險物質中的首位危險物質[20]（圖1）。
5 土壤鎘污染修復技術研究現狀
土壤中鎘污染危害的嚴重性及解決的迫切性在國內外被廣泛的研究[21]。土壤修復是指使用能讓土壤中的污染物轉移、吸收、降解和轉化的物理，化學和生物等的修復方法，將其濃度降低到可接受水平，或將有毒和有害的污染物轉化為無害的物質[22]。目前，對含重金屬土壤的修復技術主要有物理、化學、電動法、生物和農業生態修復等技術[21]。
5.1 物理修復
土壤物理修復通常用于鎘污染的修復。如客土法、換土法、翻土法等。通過加入凈土，除去舊土和深土，以便減少土壤鎘污染。Wang等進行了土壤深度改良實驗，使白菜鎘的平均濃度降低了50%～80%[23]。目前，這種方法的應用已經在英國、美國、荷蘭和日本實現。但是成本高，易于二次污染和降低土壤肥力，難以廣泛推廣[24]。鎘污染土壤的物理修復方法簡單和快速，但它不能真正從土壤中清除鎘污染。這種方法有潛在的危險，此種方法需要大量的資金，人力和物質資源，不適合大規模鎘污染的土壤治理。
5.2 化學修復
化學修復是指在污染土壤中使用化學改性劑將重金屬進行固定轉換、溶解抽提和提取分離，減少污染土壤中的重金屬，改變土壤環境條件。化學固定、淋洗和提取是對土壤鎘污染進行化學修復最常見的方法[25]。例如，硅肥、鈣鎂磷肥、石灰和骨炭粉可以不同程度地抑制玉米對鎘的吸收[26]。
較為常用的鎘污染修復化學材料有堿性改良劑（石灰、鈣鎂磷肥等）、黏土礦物（沸石、海泡石等）、拮抗物質（硫酸鋅、稀土鑭等）和有機質（泥炭、有機堆肥等）[25，27]；除此之外，一些金屬螯合劑和表面活性清洗劑目前也逐漸應用于鎘污染土壤修復[28]。化學修復的治理效果和費用都適中，且簡單易行，但它沒有起到真正意義上去除鎘污染的作用，只是改變了土壤中鎘存在的形態，可能由于土壤環境的變化，有可能再次活化，造成二次污染危險。此外，化學方法也可能導致化合物造成的微量元素損失和造成土壤的復合污染，而不能作為一種永久的修復措施。
5.3 電動修復
電動修復是一個多學科的研究領域，其原理是將電極插入污染土壤和適當大小的DC，發生土孔隙水和帶電離子遷移，土壤污染物在外電場作用下取向并積聚在電極附近，電極進行常規處理，從而清潔土壤[21，29]。Apostlols G等探討了添加十二烷基硫酸鈉和天然表面活性劑腐殖酸對動電修復污染土壤修復的影響，得出的結果表明，兩種試劑可以促進修復過程中鎘污染的去除[30]。電動修復是通過向污染土壤的兩側施加直流電壓以從污染的土壤中去除重金屬，使得土壤中的污染物在電場的作用下在電極的兩端富集。該技術已應用于Cu、Cd、Pb、Zn、Cr、Ni等重金屬污染土壤修復[25]。該技術具有采用的化學試劑少、消耗低，修復完善的優點，是具有良好發展前景綠色修復技術。但是受影響的因素比較多，例如土壤的類型、電流的大小、電極材料和結構等，會在一定程度上影響修復的效率和速度。
5.4 生物修復
生物修復是指利用生物的某些特征，來吸收、降解、轉化、抑制和改善重金屬污染。鎘污染土壤的生物修復一般分為動物修復、植物修復和微生物修復三種類型[31]。
5.4.1 動物修復
動物修復是利用土壤中的一些低等動物，如蚯蚓和嚙齒動物，可以吸收土壤中的重金屬，并在一定程度上減少污染土壤中重金屬的比例。這項技術達到了重金屬污染土壤的游鐨薷吹哪康摹8夢廴拘薷醇際躚芯咳勻瘓窒抻謔笛槭醫錐[32]。敬佩等通過重金屬污染土壤接種蚯蚓發現：蚯蚓具有很強的富集能力，富集量與蚯蚓培養時間成正比[33]。但由于動物生長環境等因素的影響，修復效率一般，并不是理想的修復技術。
5.4.2 微生物修復
微生物修復是指許多微生物與重金屬具有很強的親合性，對重金屬進行吸收、沉淀、氧化還原作用，可以降低土壤中重金屬的毒性[25，34]。許多學者研究發現這項修復技術主要通過改變土壤中重金屬離子的活性，微生物細胞吸附富集和促進超富集植物對重金屬的吸收。微生物修復作為綠色環保的修復技術，引起了國內外相關研究機構的極大關注，具有廣泛的應用前景，但修復見效速度慢、修復效果不穩定等，使得大部分微生物修復技術還局限在科研和實驗室階段，能應用到的實例很少。
5.4.3 植物修復
植物修復是指利用植物吸收、吸取、分解、轉化，或固定土壤、沉積物、污泥、地表、地下水中有毒有害污染物的技術的總稱[35]。植物修復技術是由Chaney R.L在1983年首先提出[25]。植物修復主要包括植物的提取、揮發、降解、根濾和根際微生物降解。植物修復涉及使用超累植物的特性來修復重金屬污染的土壤是最廣泛使用的。超積累植物的概念首先由Brooks等在1977 年首先提出，目前文獻報道的超積累植物有近20科、500種，其中十字花科、禾本科居多，主要集中于庭芥屬、蕓苔屬及遏藍菜屬[36，37]，人們更常見的超積累植物[38～44]見表3。
印度芥菜吸收200 mg/kg的鎘，當黃化現象出現時，鎘富集達52倍；英國的高山屬類，可以吸收高濃度的鎘[45]。生物修復的優點是更簡單的實施，更少的投資和更少的對環境的損害。缺點是治療效果不明顯，治療時間太長，效果太慢。
5.5 農業生態修復
農業生態恢復措施是指根據當地條件選擇農業管理系統，減少重金屬危害，包括農藝修復措施和生態恢復措施。農藝修復措施通常通過改變作物系統，通過植物物種的間作、輪作，或通過向鎘污染的土壤中添加有機肥料以形成游離形式的有機絡合物，從而減少土壤中鎘含量的目的，實現鎘在土壤中的遷移，吸收和降解[46，47]。在我國，有許多關于生態修復措施的研究。一般來說，是通過調整土壤含水量等生態因子來控制污染物的環境介質[48]。農業生態恢復措施不僅能保持土壤肥力，而且能促進自然生態循環和系統協調的運行。它易于操作和低成本，但是存在許多缺點，如修復時間長緩慢的效果。
6 展望
國內外在土壤Cd污染修復技術研究取得了一些進步，但是我國的土壤Cd污染面積仍有增加的趨勢，切實有效的污染修復技術亟待開展。物理修復、化學修復、電動法修復方法投資昂貴，所需設備復雜。生物修復中的植物修復技術因其保護環境，經濟性和有效性而受到高度推崇。但是，植物修復技術仍有一些缺點，如植物在Cd污染脅迫下，經常生長緩慢，生物量低，而且經常受到競爭性雜草的威脅。如果能將現代分子生物學方法相關的富集基因的分離和分子克隆應用到植物修復技術上，產生大量適用于Cd污染土壤的恢復轉基因植物，這對于土壤Cd污染的研究具有深遠的意義。此外，應進一步研究修復過程中的影響因素，尋找土壤Cd污染的來源，從污染源頭、污染特征、污染程度等方面進行治理；在已有的修復方法中，總結經驗，開發新技術；每一個修復技術都有優缺點，在土壤Cd污染中注重多項技術聯合修復土壤鎘污染的研究。
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Present Situation and Prospect of Soil Cadmium Pollution and
Remediation Technology at Home and Abroad
Wang Weiwei1，2，3，Lin Qing1，2，3
（1.Key Laboratory of Environmental Change and Resource Utilization of Ministry of Education，
Guangxi Normal University， Nanning，Guangxi 530001，China；
2.College of Geography Science and Planning， Guangxi Normal University， Nanning，Guangxi 530001，China；
3.Guangxi Key Laboratory of Surface Processes and Intelligent Simulation， Guangxi Normal University，
Nanning，Guangxi 530001， China）
關鍵詞 耕地；土壤修復；循環經濟
中圖分類號 S156 文獻標識碼 A 文章編號 1007-5739（2017）09-0210-04
Abstract Soil pollution is the key factor that restricts the development of agriculture in China. It has great practical significance to strengthen the soil remediation and treatment of cultivated land. In this paper，the situation of China′s agricultural land was analyzed，based on the brief review of the present methods of soil remediation，the ideas of circular economy for soil remediation and the case taking the ideas of circular economy as the guidance were elaborated，and some suggestions were put forward to promote the development of farmland soil remediation.
Key words cultivated land；soil remediation；circular economy
土地在人發展中的作用舉足輕重。人們的生產和生活均需要土地資源的支撐，土地是人類賴以生存的基礎，也是經濟社會發展的最基本要素資源，加強土地資源保護對于人類社會發展至關重要。
1 我國耕地形勢
耕地是土地的核心組成部分，耕地的數量和質量對于一個國家的糧食安全、食品安全、人民健康水平、生態環境乃至整個經濟發展均具有決定性作用。近年來，由于我國經濟粗放型發展的特點較為突出，加之工業化、城市化的快速推進，耕地資源的破壞情況相當嚴重，農業可持續發展面臨嚴峻挑戰。
1.1 耕地資源相對稀缺
我國地域廣闊，土地資源總量較大，但由于人口眾多，人均土地資源不足，2014年我國年中人口為13.6億人，人口密度為145人/km2，是世界平均人口密度的2.59倍。另一方面，我國地形較為復雜，高原、山地較多，適合耕種的土地相對較少，耕地資源稀缺。2013年我國人均耕地面積為0.078 hm2，是世界平均水平的39.62%，是耕地資源較為稀缺的東亞及太平洋地區平均水平的75.4%，即使與同樣人口大國的印度相比也有較大差距（表1）。
我國耕地資源平均質量水平偏低。國土資源部《2014中國國土資源公報》顯示，根據土地評定級別劃分，我國優等地面積僅占全國耕地評定總面積的2.9%；高等地面積占全國耕地評定總面積的26.5%；中、低等地面積占全國耕地評定總面積的70.6%。
1.2 耕地資源保護任務艱巨
近年來，我國政府積極采取各種嚴厲措施，嚴格保護耕地數量。2006年，《國民經濟和社會發展第十一個五年規劃綱要》將1.2億hm2耕地保有量作為具有法律效力的約束性指標；2008年，《全國土地利用總體規劃綱要（2006―2020年）》進一步明確2020年我國耕地保有量1.203億hm2的目標；2013年底中央農村工作會議再次強調，耕地紅線要嚴防死守，1.2億hm2耕地紅線仍然必須堅守。但由于工業化、城市化快速發展，開發區、工業園區、房地產項目建設如火如荼，特別是部分地方盲目追求經濟增長速度，競相攀比開發項目，耕地資源受到不同程度的侵害。根據國土資源部《2014中國國土資源公報》顯示，在政策嚴格控制的背景下，近年來我國耕地面積整體仍呈現微弱減少態勢。2013年，我國耕地面積為1.35億hm2（圖1），較2009年減少26.67萬hm2。
1.3 耕地污染狀況相當嚴重
改革開放以來，我國農業活力得到了釋放，農作物產量大幅提高。2014年，我國糧食產量達到6.07億t，是1978年的1.99倍；棉花總產量617.8萬t，是1978年的2.85倍。在溫飽問題得到解決的同時，單純追求產量，生產方式粗放，農業生產呈現出化肥、農藥過度依賴特征。化肥的不合理施用不僅可以導致土壤酸化，降低微生物活性，而且還會增加土壤中的重金屬和有毒元素。同時，由于土壤肥力和化肥施用效率的下降，往往會陷入不斷進一步過量施肥的惡性循環[1-2]。2014年，我國化肥施用量達到5 995.9萬t（表2），是1978年的6.78倍。部分發達國家公認的單位土地化肥施用合理上限約為225 kg/hm2，2014年我國單位土地化肥施用量已經為362.4 kg/hm2，是上述標準的1.61倍。農藥的危害更為突出，有研究指出，只有30%～40%農藥被利用，真正作用于靶標生物的僅為0.1%，絕大部分農藥對土壤、水、大氣等環境介質產生嚴重污染[3-4]。目前，我國是世界最大的農藥生產和使用國，2013年農藥施用強度為10.95 kg/hm2，是1991年的2.1倍，為世界平均水平的2.5倍。
除此之外，污水灌溉、地膜大量使用以及工礦企業和城市的間接污染，我國耕地污染狀況已經相當嚴重[5]。2005―2013年，環保部和國土資源部聯合開展了首次全國土壤污染狀況調查，2014年了調查公報。調查結果顯示，全國土壤環境狀況總體不容樂觀，部分地區土壤污染較重，耕地土壤環境質量堪憂。耕地土壤點位超標率為19.4%，其中輕微、輕度、中度和重度污染點位比例分別為13.7%、2.8%、1.8%和1.1%，主要污染物為鎘、鎳、銅、砷、汞、鉛、滴滴涕和多環芳烴。
1.4 耕地污染負面效果逐步顯現
改革開放以來，經過30多年的努力，我國農業發展成效卓著，基本解決了世界最多人口的溫飽問題。黨的十提出到2020年全面建成小康社會，對農業發展提出了更高的要求。然而，耕地污染已經成為制約我國農業發展的關鍵問題。耕地污染不僅降低農作物產量，危及我國的糧食安全，而且農作物吸收和殘留的污染物將通過食物鏈對人體健康造成不利影響。2013年，廣東“鎘大米”事件受到了廣泛關注，食品安全已經成為全社會高度關注的話題。
除了“顯性影響”之外，近年來“隱性饑餓”現象也越來越受重視。“隱性饑餓”是指機體由于營養不平衡或者缺乏某種維生素及人體必需的礦物質，同時又存在其他營養成分過度攝入，從而產生隱蔽性營養需求的饑餓癥狀。營養不平衡所形成的“隱性饑餓”將導致人類多種疾病，對人們健康需求構成了極大威脅。目前，普遍認為，農作物的“隱性饑餓”是人類“隱性饑餓”的主要原因，而耕地污染是造成農作物營養缺失的主要誘因。
如何探尋一條適合我國特色的耕地土壤修復和治理之路，不僅對促進農業持續發展具有重要意義，而且也是我國建成小康社會的重要保障。針對土壤調查所展現出的問題，2013年初國務院辦公廳印發了《近期土壤環境保護和綜合治理工作安排》，提出力爭到2020年，建成國家土壤環境保護體系，使全國土壤環境質量得到明顯改善。
2 耕地土壤修復與治理典型技術
目前，我國耕地土壤污染途徑呈現多樣化的態勢，既有傳統農業生產方式所形成的內生性污染，也有工業企業和城市生活產生廢棄物所造成的轉移性污染，污染物包括有機污染物和無機污染物，持續性污染和非持續性污染相結合。在這種背景下，我國耕地土壤修復面臨較大挑戰。
2.1 休耕與輪作
休耕是指在土地耕種一段時期后，停止一段時期作物種植，以保證耕地營養成分的恢復以及污染物的降解。世界上許多國家均設立了休耕制度，20世紀80年代中期美國就開始實施“土地休耕保護計劃”，重點補貼土壤極易腐蝕和環境敏感的作物用地。輪作是利用不同作物的特點，在不同時間段有順序地輪換種植不同作物，以實現土地肥力的保護。輪作無論是在我國還是在歐洲，都有很長的發展歷史。休耕和輪作不僅對于保護地力有重要作用，而且也對土壤污染的治理有積極作用[6-7]。有研究顯示，休耕和輪作對緩解土壤酸化、增強土壤對酸堿的緩沖性能、降低土壤酸化速度均具有積極作用。近年來，我國政府也積極嘗試開展休耕輪作制度，農業部引發的《2016年種植業工作要點》中明確指出，在玉米非優勢產區、河北地下水漏斗區和南方重金屬污染區，分別開展輪作和休耕試點。
休耕和輪作雖然對于土壤恢復具有積極作用，但土壤修復的作用有限，特別是對于持續性污染的治理很難發揮效果，而且也無法阻止新污染物的產生。同時，由于休耕和輪作均對農業生產造成一定的限制，在我國耕地資源稀缺的背景下，大范圍應用和推廣難度較大。
2.2 重金屬污染修復
重金屬是耕地土壤污染的主要組成部分，近年來隨著來自工業和機動車的污染增加，耕地重金屬污染狀況有所加劇。重金屬不僅通過食物鏈對人健康產生影響，而且也會對地下水及生態環境造成破壞。重金屬污染治理一直是土壤修復的重點，目前已經形成了一系列修復方法[8-10]。
2.2.1 物理修復技術。物理修復技術是通過物理方法進行重金屬污染修復的技術總稱。傳統方法有客土、換土、去表土和深耕翻土法，其基本思路是通過土壤混合和置換來降低污染。熱脫附法是通過對土壤加熱，去除具有揮發性的重金屬，該方法工藝簡單，但操作成本高，去除重金屬的種類有限。
2.2.2 化學修復技術。與物理修復不同，化學修復往往涉及重金屬或土壤的化學反應。土壤淋洗是采用淋洗劑去處重金屬污染，該方法可以應用于重度污染的土壤，但淋洗液成本較高，同時易造成地下水污染和植物營養缺失。化學改良劑修復是通過添加改良劑改變土壤特性，促使重金屬發生氧化、還原、沉淀、吸附等作用，降低重金屬的生物有效性，面對不同的h境該方法尚待研究。
2.2.3 物理化學法。物理化學法是綜合采用物理和化學的方法。電動修復是在土壤中構建電場梯度，促進重金屬遷移和聚集，再采用適當的物理或化學方法處理，該技術目前還處于研制階段。穩定/固化修復技術是通過物理或者化學方法阻止重金屬的釋放、遷移和擴散，從而降低重金屬對于農作物及生態環境的影響，但該方法并未實現重金屬的根本性去除，仍存在潛在風險。離子拮抗技術是通過元素之間相關作用降低重金屬毒性，例如硒對部分重金屬具有顯著的拮抗作用。
2.2.4 生物修復技術。生物修復技術是利用動物、微生物和植物降低重金屬含量和毒性。就本質而言，生物修復技術也是將重金屬吸附或固定。植物修復主要分為植物提取、植物揮發和植物固定，提取和揮發是通過植物作用將重金屬從土壤中去除，而固定則是降低重金屬的移動性和毒性。微生物修復是利用微生物對重金屬吸附、沉淀、氧化-還原作用降低重金屬的毒性。動物修復是利用低等動物吸收土壤中的重金屬，該方法具有一定的局限性。總體來看，生物技術成本低、風險小，是土壤修復的重要方向。植物修復技術雖然具有費用低和環境優化的特點，但處理重金屬能力有限，單一植物修復范圍較小，同時需要較長的種植周期，對農業生產具有一定的影響。相比較而言，微生物修復技術更具發展潛力和應用前景，是耕地修復技術的研究重點。
2.3 有機污染修復
化肥、農藥的大量使用使我國耕地面臨較為嚴重的有機污染，有機污染是土壤酸化和板結的重要原因，同時也對人類健康和生態環境構成巨大威脅[11-12]。有機污染修復是土壤治理研究中的重要領域，有機污染修復技術得到世界各國的重視。綜合來看，有機污染修復主要理念和途徑與重金屬修復相同，各種方法均具有各自的優缺點（表3）。隨著微生物技術的發展，微生物修復在處理有機污染方面展現出較好的發展前景。
3 耕地土壤修復循環經濟理念
經過幾十年的探索，盡管部分技術還未成熟，但土壤污染修復已經形成了多種技術路線并行發展的技術體系，為耕地污染治理奠定了基礎。綜合來看，目前土壤修復技術仍秉承了線性思維，即以問題為導向的解決方法。這種思維方式存在如下主要問題：一是將污染修復與污染防治分離，無論是物理法、化學法還是生物法，修復主要是降低污染物含量或毒性，而無法對新增污染物進行控制；二是將污染修復與農業生產分離，目前修復技術基本上是事后處理，即延續了傳統的先污染后治理的思路，而且修復過程往往與農業生產過程脫節，修復過程或多或少對農業生產造成影響，部分修復技術還需要停止農業生產活動，在我國耕地資源稀缺的背景下，現有修復技術大幅推廣面臨挑戰。
與傳統的線性思維不同，循環經濟強調經濟活動與自然生態的統一，最大限度地降低人類生產活動對生態環境的影響。自21世紀初引入我國以來，循環經濟在各個領域的實踐發展迅速，取得了顯著成效。農業是重要的基礎性行業，也是循環經濟發展的重點領域。2013年，國務院印發的《循環經濟發展戰略及近期行動計劃》提出了構建循環型農業體系的總體要求。立足生態環境發展，以循環經濟理念引導耕地土壤修復對于提升耕地治理水平具有重要現實意義。
3.1 耕地土壤修復中的“減量化”原則
在減少土壤中污染物存量的同時，最大限度地減少污染物增量，實現污染物存量“減量化”和污染物增量“減量化”的統一。一方面，在土壤修復過程中嚴格避免對土壤的二次污染；另一方面，積極探討與農業生產過程相融合的土壤修復新方法，將農業生產與土壤修復、土壤保護相結合。
3.2 耕地土壤修復中的“資源化”原則
一般而言，經濟活動都將伴隨廢棄物的產生，轉變傳統方式，積極開發廢棄物的再生利用是循環經濟的核心內容。目前，國內外研究表明，禽畜糞便、生物有機肥不僅有利于土壤改良，增加土壤肥力，而且也對于修復土壤重金屬污染、減少污染物的生態風險具有顯著作用，成為相關領域的研究前沿。畜禽糞便屬于典型的農業廢棄物，其在耕地修復領域的應用為耕地治理資源化利用農業廢棄物奠定了基礎、開辟了道路。
耕地土壤修復中的“再利用”原則。農業生產是一個復雜的系統，經過多年的摸索，目前已經形成了多種種植、養殖、加工的循環經濟體系，這些循環經濟產業鏈代表了現代農業發展的方向。作為農業生產的重要環節，將耕地土壤修復納入農業循環經濟體系，積極推進適應循環經濟要求的耕地土壤修復方法和途徑，實現整個農業生產過程的循環再利用是現代農業發展的必然要求。
4 基于循環經濟理念的耕地土壤修復案例
安徽一企業采用了生物有機肥、微生物、微量元素相結合的方法進行土壤修復，在基于循環經濟理念的耕地土壤修復方面進行了有益的探索[13-14]。該方法的核心思路是將土壤修復技術引入生物有機肥之中，從而實現農業生產與土壤修復過程的統一，降低土壤修復對農業生產的影響，降低新污染物的增加。
4.1 主要技術原理
該技術的載體為生物有機肥，主要原料為禽畜糞便和沼氣池沼液，以此為基礎可以構建“養殖―沼氣―生物有機肥―種植”的農業循環經濟體系。土壤修復主要來自2個方面：一是通過提取和培育區域性土壤原生態益生菌，對土壤微生物環境進行修復和改善。微生物環境的改善，有利于促進農作物對養分的平衡吸收，減少生長對化學肥料的依賴性，同時還由于生防微生物的參與，提高植物自身免疫功能和對抗多種病蟲害的綜合抗性水平，減少化學農藥的施用。此外，該方法還有助于保護區域土壤的多樣性，由于采取區域代表性的原生菌群落，促進區域土壤原生微生物環境的修復，對于區域特色農產品的種植具有積極作用。二是通過微量元素的補充，對土壤中的重金屬污染物產生一定的拮抗作用，降低重金屬的毒性。另外，土壤微量營養元素（如鋅、硒、硅等）的平衡補充也對于農作物生長、產品品質提高具有促進作用。
4.2 應用實踐效果
整體而言，該方法仍處于探索階段，但在相關領域的應用已經展現出一定的實踐效果。2013年開始，相關機構在安徽省金寨縣以六安瓜片的種植為基礎開展了一系列土壤修復技術應用研究。目前，已經完成了對作物和土壤的初步檢測。
在茶葉葉片對比分析之中，該方法培育出的茶葉葉片柵欄組織相對厚度、柵欄組織細胞平均數、葉面背后平均氣孔數均要多于普通方法種植和野生環境生長的茶葉。在茶葉成分比較中，該方法培育出的茶葉微量元素和營養成分含量均遠高于市場上銷售的主要茶葉品種。
對土壤進行微生物基因組DNA分析，結果顯示該方法對茶園真菌群落構成的影響是使之向原生態環境“趨近”，并由此帶來整個土壤微生物環境的改變，使土壤細菌群落構成有異于傳統茶園。
5 推進耕地土壤修復的建議
目前，我國耕地土壤污染問題已經相當突出，由此造成的經濟社會問題也日益凸顯，加強耕地土壤修復和治理已經迫在眉睫。耕地土壤修復既是一個技術問題，也是一個經濟問題，具有很強的復雜性，合理選擇耕地土壤修復方法和路徑對于我國農業健康發展具有重要意義。
5.1 樹立耕地土壤修復系統觀，積極引入循環經濟理念
充分認識農業生產的系統性，綜合考慮各種影響因素，特別是在我國耕地資源相對不足、糧食安全面臨挑戰的背景下，注重耕地土壤修復與治理的整體效應，盡可能降低對農業生產的影響。作為系統理論的重要體現，經過多年努力循環經濟已經在農業領域中得到了較快發展，并取得了@著效果，代表了現代農業的發展方向。耕地土壤修復與治理要積極融入農業循環經濟體系，加強循環經濟理念對技術路徑選擇的指導，從而切實解決我國土壤污染問題。
5.2 完善土壤治理相關政策，促進耕地土壤修復與農業循環經濟融合發展
目前，我國還沒有耕地土壤修復的專項政策和規劃，耕地土壤修復缺乏整體的指導。根據目前我國耕地污染狀況，應加快相關政策的制訂，科學評估現有土壤修復的技術和方法，制訂切實可行的耕地土壤修復總體戰略。耕地土壤治理和循環經濟發展涉及多個主管部門，國家發改委、環保部、農業部等有關部門應加強溝通交流，增強相關政策之間的銜接，加強循環經濟理念對耕地土壤修復的指導，積極探索耕地土壤修復循環經濟新模式。
5.3 加強技術研發，積極推廣先進的土壤修復技術
耕地土壤修復具有很強的技術性，土壤污染問題治理有賴于技術創新的支撐。支持科研院所、高校開展相關研究，基于我國土壤特點創新土壤修復技術。根據農業生產和農業循環經濟的特點，重點突破關鍵技術，為耕地土壤修復與農業循環經濟融合發展創造條件。鼓勵有條件的企業開展基于循環經濟的土壤修復模式的試驗和示范，完善相關技術的服務支撐體系，加強對相關技術的評估，積極推廣和應用先進技術，探索適合我國國情的耕地土壤治理途徑。
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董瑞芬②DONGRui-fen；陳斌①CHENBin；鞠麗萍①JULi-ping
（①北京礦冶研究總院，北京100160；②中國中元國際工程有限公司，北京100089）
（①BeijingGeneralResearchInstituteofMiningandMetallurgy，Beijing100160，China；
②ChinaIPPRInternationalEngineeringCo.，Ltd.，Beijing100089，China）
摘要：Cd作為重金屬污染物中毒性最強的元素之一，已經對我國土壤特別是農田土壤造成了嚴重污染。由于Cd在土壤環境中有不可降解性，其毒性具有隱蔽性與積累性，如果含Cd的污染物富集在動植物內，就可以通過食物鏈對人類的健康造成風險。當重金屬進入土壤環境中，土壤的性質與水土環境因子會影響土壤與Cd的相互吸附關系，使得Cd在水土環境中的穩定性與遷移復雜多變。因此，本文對土壤與Cd的吸附機理與影響兩者相互吸附的水土環境因子進行了綜述。
Abstract:Asoneofthemosttoxicelementsofheavymetalscontaminantsinsoil,CadmiumhasledtoseriouspollutionforcultivatedsoilinChina.Sincethelowbio-degradability,Cadmiumcouldhasahighaccumulationabilitywithoutimpactingthegrowthofplants.Afterwards,Cadmiummayhasastrongriskandtoxicityeffectforhumanthroughfoodchain.OnceCadmiumappearsinsoil,thesorptionbetweensoilandCadmiumisimpactedbythedifferentfactorsofsoilandgroundwaterparameters,thestabilityandtransportationofCadmiumisalsoaffected.Therefore,thefactors(e.g.,pH,organicmattercontent,claymineralsdifferenttypesofelectrolytesandionicstrength,etc.)influencingthesorptionbehaviorbetweensoilandCadmiumiscriticallyreviewedandsummarized.
關鍵詞 ：土壤；Cd；吸附；水土環境
Keywords:soil；Cadmium；sorption；water-soilenvironment
中圖分類號：S153文獻標識碼：A文章編號：1006-4311（2015）21-0199-04
0引言
Cd是我國土壤重金屬污染中“五毒”（Cd、Cr、Pb、As、Hg）中毒性最強的元素之一[1，2]。Cd是一種積累性的劇毒元素，其毒理性具有長期性與隱蔽性的特點，其在環境中不能被微生物降解，只會在環境中不斷擴散、轉化，最終通過富集效應在動植物內不斷積累產生更大的毒性。人體某些器官中的Cd含量隨著年齡的增長而增加，其危害往往需要數十年才能被發現，進而引起心血管系統疾病、腎臟功能失調、骨骼軟化等疾病[3-5]。目前，我國有超過10萬公頃的農業土壤已經遭受到了不同程度的Cd污染，而由于稻米對于Cd具有較強的吸附能力，也直接導致了我國多個地區稻米中Cd的含量超標，如貴州同仁、廣西陽朔、湖南株洲、浙江遂昌、江西大余、遼寧李石等多個地區[6-9]。對Cd的環境行為、污染防治與修復等方面的研究一直受到廣泛關注，并也已納入我國“十三五”規劃中重點工作內容。因此，對于土壤與Cd的吸附研究可以為土壤Cd污染的修復機理提供相關的理論基礎，為土壤Cd污染的修復工程開展與實施提供依據。
1土壤Cd的限值與污染現狀
環境中的Cd主要來自于天然形成與人類活動。其中天然狀態下的Cd主要賦存于含Cd的巖石中，其含量約在0.01mg/kg-2.00mg/kg，而人類活動排入環境中的Cd主要存在于土壤、水環境與大氣環境中[10，11]。
為了保證含Cd污染物在土壤中的含量對動植物、人體健康不造成不良影響，我國《土壤環境質量標準》（GB15618-1995）中規定土壤中的Cd的背景值應小于0.20mg/kg，對于農業生產與人體健康的土壤限制應小于0.30mg/kg（pH≤7.5）或0.06mg/kg（pH>7.5），為保證農林生產和植物正常生長的土壤臨界值應小于1.0mg/kg[12]。《食用農產品產地環境質量評價標準》（HJ332-2006）中規定食用農產品產地土壤環境質量標準應符合《土壤環境質量標準》（GB15618-1995）中的規定。溫室蔬菜產地環境質量評價標準（HJ333-2006）中規定當土壤pH<7.5時，土壤的Cd含量應小于0.30mg/kg；當土壤pH>7.5時，土壤的Cd含量應小于0.40mg/kg。在《農用污泥污染物控制標準》（GB4284-84）中規定農用污泥中污染物控制標準值（即最高容許含量）應符合：在酸性土壤中（pH<6.5）應小于5mg/kg，在堿性土壤（pH>6.5）中小于20mg/kg。
2土壤吸附Cd的類型
土壤對Cd的吸附類型可分為非專性吸附與專性吸附兩種。非專性吸附指的是土粒表面由靜電引力對離子的吸附，即離子交換，Cd2+與土壤表面通過庫倫作用力相互作用，是可逆吸附，發生速度快。專性吸附指的是非靜電因素引起的土壤對離子的吸附，指的是土壤顆粒與Cd2+形成螯合物，Cd2+與有選擇性地與土壤顆粒中有機質（如天然有機質）或可變電荷礦物（如鐵錳氧化物）的氧原子或羥基產生內層絡合，所以專性吸附是具有選擇性，反應速度也較非專性吸附慢[13-15]。Cd2+與土壤顆粒的專性吸附可以用方程式：
S-OH+Cd2++H2OS-O-CdOH2++H+
式中S表示土壤顆粒的表面，-OH表示土壤顆粒表面的羥基。
3影響土壤與Cd吸附的要素
當重金屬進入土壤環境中，土壤的性質與水土環境因子會影響土壤與Cd的相互吸附關系，使得Cd在水土環境中的穩定性與遷移復雜多變（圖1）。
3.1pH對土壤吸附Cd的影響
土壤環境的pH是影響土壤顆粒與Cd2+吸附的重要因素之一[16，17]。在土壤顯示酸性pH值時，土壤與Cd2+吸附的主要制約因素是土壤的表面性質，但隨著土壤環境pH的增高，控制土壤與Cd2+相互吸附的主導因素則為Cd2+的水解、沉淀等反應，不同類型的土壤對于Cd2+的吸附差異也隨之降低。
隨著土壤環境pH值的升高（>7.5）[16]，Cd2+與水生成CdOH+生成，由于CdOH+與土壤吸附親和力高于Cd2+，所以土壤有機質-Cd絡合物的穩定性隨pH升高而增強。其次，由于土壤環境pH升高，土壤溶液中H+與金屬陽離子（如，Fe2+、Al3+、Mg2+等）含量降低，與Cd2+競爭吸附下降，也利于土壤與Cd吸附。此外，在堿性條件下，有利于形成Cd的氫氧化物、硫化物、磷酸鹽和碳酸鹽沉淀，有利用土壤與Cd2+相互作用[6，7，14，16]。
在酸性條件下，土壤中吸附反應起主控作用[16]。但隨著土壤環境pH升高，在中性或堿性條件下，土壤中粘土礦物、水合氧化物和有機質表面負電荷增加，對Cd2+的吸附力增大。同時在氧化物表面對Cd2+的專性吸附、土壤有機質-金屬絡合物的穩定性隨之增加。
3.2有機質對土壤吸附的影響
土壤中的有機質是影響土壤顆粒與Cd2+吸附的另一個重要因子[18-20]。這是由于土壤中的有機質含有大量的羧基、羥基，酚羥基等官能團，這些官能團可以與Cd2+發生反應，形成較為穩定的有機-Cd的絡合物[21]。因此，土壤吸附Cd2+的含量與土壤中有機質的含量成正比。但在Cd低濃度時（0.001～0.1Cdμmol·kg-1），土壤與Cd2+的吸附也受到土壤中存在的可溶性有機質含量的控制。當Cd2+與這些可溶性有機質進行絡合，Cd2+與土壤顆粒表面就會存在空間斥力，從而阻礙Cd2+與土壤顆粒之間的相互吸附[19]。
3.3粘土礦物對土壤吸附Cd的影響
土壤粘粒礦物因具有較大的陽離子交換能力和比表面積，因此對重金屬具有較強的吸附能力，但根據粘土礦物表面官能團的不同，其對重金屬Cd2+的吸附能力也有不同[19，22-24]。土壤粘粒礦物要包括層狀硅酸鹽粘土礦物、纖維狀硅酸鹽粘土礦物，非硅酸鹽粘土礦物（非晶質粘土礦物）。研究發現非晶質粘土礦物中的鐵氧化物對Cd2+具有較強的親和性，土壤顆粒對Cd的最大吸附量與非晶質的鐵氧化物含量呈正相關[25-32]。
3.4土壤中電解質對土壤修復Cd的影響
3.4.1電解質的離子強度
土壤水溶液中背景電解質的離子濃度對Cd2+的吸附也產生影響，隨著土壤水溶液中離子強度的升高，Cd2+的活度系數會隨之下降，并且無極絡合物的含量也會增加，陽離子與Cd2+的競爭吸附效應也會升高，降低土壤顆粒對Cd2+的吸附能力，反之亦然。例如，當溶液pH為5，NaNO3的離子濃度從0.01mol/L增加到1.5mol/L時，土壤對Cd2+的最大吸附量由0.1mmol/kg減少至0.05mmol/kg。當土壤水溶液中電解質為Ca（NO3）2時，土壤對于Cd2+的吸附效果亦有類似的降低效果[33]。
3.4.2電解質類型
土壤水溶液環境中存在著不同種類的電解質，土壤顆粒對Cd2+的吸附性能主要受到陽離子類型的影響[34]。土壤中鈣離子對土壤吸附Cd2+的影響要大于鈉離子[34，35]。在以鈉離子為主要陽離子土壤中Cd2+的吸附量是以鈣離子為主要陽離子土壤的近5倍。如果土壤顆粒表面與鈣離子吸附達到飽和，甚至可消除土壤顆粒與Cd2+的交換吸附能力。這是由于在水環境中鈉離子產生的水化離子半徑與鈣離子相比要小，其對Cd2+的吸附點位的影響小；而鈣離子與Cd2+則具有相似的水化半徑，所以鈣離子對土壤吸附Cd2+的影響遠大于鈉離子。
土壤水溶液中主要陰離子的類型也對土壤吸附Cd2+有一定影響作用。例如，對于0.005mol/L不同陰離子的鈣鹽（CaSO4、Ca(ClO4）2、CaCl2）為主要電解質的土壤，其對Cd2+最大吸附量順序為CaSO4>Ca(ClO4）2>CaCl2，所以土壤中主要陰離子對Cd吸附的影響力為Cl->ClO4->SO42-[36]。
3.5土壤的氧化還原電位
土壤的氧化還原電位也可以通過影響土壤中硫元素的形態間接影響土壤對Cd2+的影響[16，37，38]。當土壤處于還原環境（如水分飽和狀態或深層土壤），土壤或地下水環境中普遍分布的SO42-轉化為S2-，從而使土壤環境中的Cd2+轉化為CdS沉淀，降低土壤中Cd2+的含量，土壤對Cd的吸附量增加。當土壤處于氧化環境，S2-轉化為SO42-，又可使得CdS沉淀中的Cd2+再次釋放到環境中，土壤對Cd2+的吸附量明顯減少[39，40]。
3.6其他影響土壤吸附Cd的因子
影響土壤顆粒吸附Cd2+的因素很復雜，不僅僅是有一個因子作用，往往是由幾個或多個因子同時進行作用，且還因土壤自身性質的的差異而不同[41]。土壤顆粒與Cd2+的相互吸附還受到其他的因素的影響。例如，當土壤環境水溶液中的鐵、鋁、錳離子含量增加，由于競爭吸附的作用，土壤對Cd2+的吸附會明顯下降；當土壤中的可溶性硅酸鹽增加也會明顯增加土壤對Cd2+的吸附做用。此外，土壤中的Cd2+還有可能取代粘土顆粒晶格中的金屬離子Cd2+。此外，土壤水分含量也可通過影響土壤氧化還原電位間接改變土壤對于Cd的吸附[16]。
4結論
土壤顆粒與Cd2+的吸附受到土壤自身性質與土壤水土環境因子的影響。土壤與Cd2+的吸附既有專性吸附也有非專性吸附，吸附規律復雜。目前的研究工作多圍繞單土壤單個因子對于Cd2+的吸附作用研究，對于多個離子同時作用影響的研究工作尚少，因此實驗結果真實代表性差。在將來的研究工作中，應注重復合因子對于吸附Cd2+的作用影響，并結合相應的數學模擬工具，對土壤中Cd2+的吸附-解吸-遷移工作進行全面研究，為研發修復/鈍化土壤中Cd的相關研究提供更全面的理論參數與機理支撐。
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關鍵詞：鉛污染；防治；對策
中圖分類號：X171.5文獻標識碼： A
引言
隨著我國城市化的加快、現代工業和交通的迅速發展。環境鉛污染的問題日益突出，成為威脅人類健康的重要環境因素之一。城市環境鉛污染主要來源于汽油燃燒產生的廢氣，含鉛涂料、采礦、冶煉、鑄造等工業生產活動，食品和水的鉛污染以及含鉛殺蟲劑污泥施用于農業土壤等。同時，鉛還可能是一種致癌物質，根據對鉛致癌性的動物實驗和人群研究，美國環保局認為鉛是“可能的人類致癌物”。因此，必須采取積極措施防治環境鉛污染和對人體的毒害。基于上述背景，本文就我國城市鉛污染的現狀及其防治對策進行一點初淺的探討。
一、城市鉛污染的概念
鉛是一種青灰色重金屬。在加熱到400-500℃時會有鉛蒸汽逸出形成鉛煙，在用鉛錠制造鉛粉和極板的過程中都會有鉛塵散發，污染空氣，當空氣中鉛煙塵達到一定濃度對人體是有害的。
鉛對環境的污染：一是由冶煉、制造和使用鉛制品的工礦企業，尤其是來自有色金屬冶煉過程中所排出的含鉛廢水、廢氣和廢渣造成的。二是由汽車排出的含鉛廢氣造成的，汽油中用四乙基鉛作為抗爆劑，在汽油燃燒過程中，鉛便隨汽車排出的廢氣進入大氣。
城市土壤不同于農業土壤，城市土壤作為地球土壤圈的一個組成部分，是城市污染物的源和匯。關系到城市生態環境質量和人類健康。從分布區域、人為作用方式和作用強度及形成過程等方面看。土壤鉛污染在我國許多城市普遍存在，而且部分地區較為嚴重，鉛污染具有明顯的人為富集和空間變異性大的特征。
二、城市鉛污染現狀分析
自2009年8月以來，我國相繼發生了多起鉛污染事件，人民群眾健康受到嚴重影響。為有效整治環境違法行為，切實維護群眾環境權益，促進社會和諧穩定，國家環保局根據環保部和政府統一部署，以貫徹落實國家《重金屬綜合污染防治“十二五”規劃》、深入整治重點行業企業鉛污染為重點，堅決淘汰達不到環保要求的小型冶煉企業，強化涉鉛化工企業生產全過程監管，督促鉛排放企業開展清潔生產審核。
國內很多涉鉛企業在環保措施方面有一定可取之處，例如：企業的生產廢水基本上都能夠做到回用；對生產過程中產生的廢氣（如在燒片、磨粉過程中產生的鉛層，酸處理過程中產生的酸霧等）都有收集處理裝置；企業加強了工人的生產安全意識，要求工人在生產過程中必須戴口罩、每年進行體檢等。但是同時也存在不少問題，需通過加大監管力度，促進企業不斷改進，主要表現在：
（1）企業生產鉛粉的車間地面上的鉛粉較多，沒有很好的收集，在運輸過程中也有拋灑滴漏存在；（2）企業的處理設施都不能正常運行，如鉛塵吸收處理裝置、酸霧處理裝置等；（3）企業生產車間的地面都已被酸腐蝕，存在滲漏現象；（4）企業回用池容易被酸腐蝕，不利于廢水的收集利用。
三、城市鉛污染的防治對策
（一）加大整治力度，切斷鉛污染源
（1）各級環保部門要進一步加大鉛蓄電池及再生鉛企業的執法監察力度，嚴格按照環保專項行動工作方案的要求，對未經環境影響評價或達不到環境影響評價要求的，一律停止建設。
（2）要逐步改進礦山開采手段，提高冶煉技術，減少鉛的排放；整改含鉛工廠企業以及鉛酸蓄電池工業，淘汰落后設備和工藝，完善排污/回收處理系統。推廣先進的無鉛工藝技術，研制新的綠色產品，以減少鉛污染。
（3）要進行兒童血鉛篩查，建立以疾病控制、婦幼保健、兒童醫療機構為主的兒童血鉛監測網，對于環境污染嚴重地區的兒童，做到早發現、早干預。多部門合作開展健康教育，動員全社會各界廣泛參與，利用電視、報紙、廣播等媒體大力宣傳兒童鉛中毒的危害及其預防措施，提高廣大群眾對鉛污染的認識。
（二）進一步加強環境中鉛的管理
（1）各級環保部門應建立企業環境信息披露制度，鉛蓄電池及再生鉛企業應每年向社會企業年度環境報告，公布鉛污染物排放和環境管理等情況，包括轄區內所有鉛蓄電池及再生鉛企業名單、地址，以及污染物排放情況等。
（2）引進市場機制，推進保險經紀中介服務，推行鉛蓄電池和再生鉛行業的環境污染責任保險制度，位于重點區域的企業及環境風險較大的生產企業應購買環境污染責任保險。環境污染責任保險將與重金屬污染防治專項資金掛鉤。
（3）要加強宣傳力度，把回收廢鉛蓄電池變成每個公民的自覺行動。讓更多群眾了解廢鉛蓄電池的危險性、回收的重要意義，把回收廢鉛蓄電池變成每個公民的自覺行動，抵制將鉛蓄電池賣給流動商販。
（三）確保鉛污染物穩定達標排放
（1）鉛蓄電池企業應切實采取有效措施對極板鑄造、合膏、涂片、化成等工藝進行全面污染治理，必須建設完善的鉛煙、鉛塵、酸霧和廢水收集、處理設施，并保證污染治理設施正常穩定運行，達標排放，減少無組織排放。
（2）嚴禁將鉛蓄電池破碎產生的廢酸液未經處理直接排放，鉛蓄電池及再生鉛企業生產過程中產生的廢渣及污泥等危險廢物必須委托持有危險廢物經營許可證的單位進行安全處置，嚴格執行危險廢物轉移聯單制度。接觸鉛煙、鉛塵的廢棄勞動保護用品應按照危險廢物進行管理。
（3）鉛蓄電池及再生鉛企業要進一步規范物料堆放場、廢渣場、排污口的管理，逐步安裝鉛在線監測設施并與當地環保部門聯網，未安裝在線監測設施的企業必須具有完善的自行監測能力，建立鉛污染物的日監測制度。
（四）建立重金屬污染責任終身追究制
（1）對造成環境危害的肇事企業要立即責令停產，停止排放污染物。因重金屬污染造成群發性健康危害事件或造成特大環境污染事故的，要依法對造成環境危害的企業負責人及相關責任人追究刑事責任。
（2）要從企業的立項、審批、驗收、生產和監管各環節，依法依紀對當地政府以及有關部門責任人員實施問責，嚴肅追究相關責任單位和責任人員的行政責任。造成較大影響的，取消其三年內在環保系統評先資格。
（3）今后凡發生重金屬污染事件的地區，當地政府主要領導應承擔領導責任。凡發生重特大鉛污染事件以及由鉛污染引發的國家環境保護模范城市和生態建設示范區，一律立即撤銷其國家環境保護模范城市和生態建設示范區稱號，三年內不再受理其申請。
四、結論
總之，鉛的排放已經對環境造成了一定的危害，鉛污染防治工作已經迫在眉睫，應該引起社會的廣泛關注和重視，經濟的發展決不能以犧牲環境作為代價。要加強對鉛作業污染的管理，停止使用含鉛汽油，控制其他排鉛工業污染源。此外，呼吁政府部門應加強對鉛污染項目的監管，對已經受到影響的水和土壤，要采取積極有效的措施，盡量減小污染危害。
參考文獻
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[關鍵詞]鎘污染；鎘污染來源及危害；事故應急處理方法
中圖分類號：Q958.116 文獻標識碼：A 文章編號：1009-914X（2015）12-0028-02
2004年6月初，楚雄市龍川江發生嚴重鎘污染事件，楚雄水文站、智民橋、黑井等斷面的總鎘超標36.4倍；2005年12月15日北江韶關段出現嚴重鎘監測濃度超標，高橋斷面檢測到鎘濃度超標12倍多……到近期的廣西龍江河鎘污染，龍江河宜州拉浪碼頭前200米水質重金屬超標80倍。現在大家都已經聞“鎘”色變，這么頻繁的鎘污染事件給我們敲響警鐘，在面對鎘污染事件的時候，我們不能坐以待斃，要懂得怎么應對，怎么處理，怎么消除污染。針對重金屬鎘的污染治理上，我國研究人員與國際上許多研究人員都在進行相關的研究。本文就是在前人對含鎘廢水的各種處理方法研究的基礎上，尋找出快速有效地應對鎘污染事故的方法，做出的總結性概述。
1 污染來源
鎘是煉鋅業的副產品，鎘作為原料或催化劑用于生產電池、塑料、顏料和試劑、塑膠穩定劑；由于鎘的抗腐蝕性及耐摩擦性，也是生產不銹鋼、電鍍以及制作雷達、電視機熒光屏等原料；還是制造原子核反應堆用控制棒的材料之一。隨著電池工業的發展，鎳鎘電池以其優良的性能得到了廣泛的應用，鎳鎘電池的生產在20世紀80年代中后期快速增長，在鎘年產量不斷增長的。同時，1981年鎳鎘電池用鎘占鎘消費量的23%。因此水體中鎘的污染源主要來自鉛鋅礦、有色金屬冶煉、電鍍、玻璃、油漆顏料、紡織印染、照相、陶瓷和用鎘作原料的化工廠等的排水。鎘的廢舊產品也會造成環境污染，如廢鎳鎘電池。鎘在水體方面的污染也較為嚴重。據有關資料表明，硫鐵礦石制取硫酸和磷礦石制取磷肥時排出的廢水中含鎘較高，每升廢水中鎘的含量可達數十至數百微克。此外，大氣中的鉛鋅礦以及其它有色金屬的冶煉、燃燒、塑料制品的焚燒所形成的鎘顆粒也可能進入水中污染水源，研究發現，若水源中鎘的含量達到0.57-3.88mg/L時，下游水體中的魚類就會受到嚴重污染，如水中氯化鎘的含量為0.001mg/L時，就可使鯉魚在8-18小時內死亡。另外，用鎘作原料的觸媒、顏料、塑料穩定劑、合成橡膠硫化劑、殺菌劑等排放的鎘也可能對水體造成污染，導致飲用水中鎘含量顯著增加。
2 鎘對人體的危害
2.1 對腎臟的影響吸收的鎘主要通過腎臟經尿排出，當環境的鎘長期暴露時，機體內最先出現的是尿鎘的增加，研究資料顯示，當尿中鎘含量>2.5-5ug/g時，腎小管和腎功能的損傷都會有所變化。隨著尿中鎘含量的增多，腎皮質中尿蛋白和UNAG的不斷升高，導致腎胞漿中總鈣和非蛋白結合鈣明顯升高，說明鎘對腎損傷時，細胞鈣穩態受到了破壞，使腎功能發生異常，進而影響尿鋅和鎂排泄的增加。鎘對腎臟的損害不僅表現在尿蛋白和UNAG的升高，而且還與MT的結合有關，有人認為當鎘與MT結合后對腎臟功能產生的影響會比不與結合時損害大，而劉杰[3]等在用刪除了MT的轉基因動物慢性感染鎘時發現，鎘在不與MT結合時就能直接對腎臟造成損傷，而且比起結合時更嚴重。
2.2 對骨骼的影響鎘對組織的毒害作用是通過鎘和鈣競爭與鈣調素（CaM）結合，干擾鈣與CaM結合時所調控的生理生化體系，使Ca2+-ATP酶和磷酸二酯酶活性受到抑制，影響細胞骨架，刺激動脈血管平滑肌細胞致使血壓升高。十大公害病之一的“疼痛病”就是鎘通過上述機制導致的，當以居住在鎘污染20年以上的居民為調查對象時發現，該人群的前臂骨密度（BMD）隨著尿鎘（UCD）含量的增加而下降，而且鎘污染區居民在脫離鎘污染環境20年后，體內鎘含量仍然處于較高水平，這樣，下來的鎘就加速了骨脫鈣，致使骨密度下降，引發骨質疏松。
3 污染事故應急處理方法
氫氧化鎘是為高度穩定、難溶的物質。因此飲用水中的鎘可以通過沉淀混凝過濾去除。強化混凝工藝通過采取一定措施，可以發揮混凝的最佳效果，而且這些藥劑就在常規生產中使用，選擇強化混凝作為應急處理技術，易于實現“平戰結合”，具有簡單易行、實用性強等特點。因此：
3.1 對于微污染的水源水，投加堿調節pH值的方法處理
把pH值調到8.5～9.5之間時，能達到除鎘和混凝沉淀的最佳效果。但若pH值大于9.5時，聚合氯化鋁的混凝效果不好，出現反池的現象。采用投加生石灰，把pH值調到9.0左右進行中試。某水廠進行中試驗中發現投加生石灰20mg/L，鎘的去除率達75%。若上游的含鎘源水到達，亦能保證出廠水水質符合國家標準。
該方法簡單可行，除鎘效果理想，而且對正常生產影響不大。并對兩種加氯消毒方式進行比較試驗后，發現二次加氯（反應前加氯，濾后加氯氨消毒）的消毒方式更簡單。
3.2 對于遭受大的突發性鎘污染的水體，在水廠常規工藝的基礎上，考察了化學沉淀技術對鎘污染原水的應急處理效果
突發性污染時，鎘主要以溶解態形式存在，所占比例在60%以上。通過氫氧化物沉淀法，具有除鎘范圍廣、藥劑來源廣泛、不產生二次污染等優點，此類方法已經在廣州北江鎘污染事件中得以成功運用。當分別采用三氯化鐵和聚合氯化鋁為混凝劑時，分別將濾后水pH值控制在8.69和8.58以上，可有效去除超標50倍的鎘污染物，且對鎘的去除率隨著pH值的提高而增大；在最大應急能力方面，將濾后水pH值分別控制在9.17和8.73以上，可分別有效去除超標500和80倍的鎘污染物，使鎘濃度降至國標限值以下。在混凝前pH值變化不大的情況下，投加聚合氯化鋁的濾后水pH值的降低幅度要大于投加三氯化鐵的。
3.3 突發性重金屬污染的應急處理方法
目前，針對突發性重金屬污染事故的應急處理方法主要有化學沉淀及吸附法。
化學混凝沉淀技術是通過調整水廠混凝處理的pH值，使重金屬污染物生成金屬氫氧化物或碳酸鹽等沉淀形式，再通過鋁鹽、鐵鹽等絮凝及沉淀去除。
2005年廣東北江突發性鎘污染事故應急處理中，科研人員通過首先把原水pH值調至9左右，使鎘形成沉淀物，然后在弱堿性條件下進行混凝、沉淀、過濾處理，以礬花絮體吸附去除水中的鎘；最后在濾池出水處加酸，把pH值調回至7.5～7.8，以滿足生活飲用水的pH值要求。羅旺興等的研究表明，高錳酸鹽聚鋁投加量為20mg/L，復合藥劑（PPC）投加量為4mg/L，pH值為8，PPC在混凝前1min投加，此時鋅的去除率在90%以上。譚麗紅等的研究表明，當水體pH值為10.0，FeCl3投加量為25mg/L可使原水鎳的質量濃度由0.226mg/L降為0.0187mg/L，達到《城市供水水質標準》（CJ/T20―2005）中對鎳含量的要求。化學混凝沉淀法適合于水處理廠水中重金屬的應急去除，但針對自然水體調節pH不太實際，向水體中添加酸堿會造成水體二次污染，加劇水污染的嚴重程度。混凝沉淀必須把污染水域隔離開來，混凝沉淀物的回收及混凝沉淀后水體的后續處理等都十分繁瑣，對于流動水體，該方法的適用更加局限。
吸附法工藝簡單、效果穩定，尤其適用于大流量低污染物含量的去除，成為應對重金屬突發水污染事故首選的應急處理技術。王新剛等的研究表明，投加40mg/L的PAC可使黃浦江超標5倍的鎘降低為超標2倍以內，鎘分別超標10，50和100倍時，投加50mg/L的PAC，去除率分別為58%，38%和41%。吸附法成功處理了國內多起突發性重金屬污染事故，但在自然水體中，吸附法除存在固定后去污效能降低、回收困難等問題外，吸附材料與重金屬形成的絮凝物會沉在水底并隨推移質和懸移質一起繼續遷移，通過水中食物鏈成為二次污染源。
3.4 后續長期生態恢復建設
突發性水污染事故發生后其對生態環境的影響是深遠的，事故排放的污染物特別是有毒有機污染物、重金屬等會殘留在湖泊、河床上，對水體生態系統造成嚴重危害。因此，在污染事故得到控制后，還需要對遭受破壞的生態系統進行長期的恢復建設。
對于后期生態恢復，首先可采用工程措施如底泥疏浚、換水等將有污染物殘留的水體及沉積物等介質清除干凈以免殘余的污染物繼續對水生態系統造成危害，為生態恢復創造條件。同時，通過生物措施（植物、微生物及動物修復技術）來修復受污染物的水體及沉積物，逐步恢復破壞水生態系統的結構及功能，維持生態平衡。恢復的同時加強修復生物的監測及管理，避免難降解污染物通過食物鏈積累及放大。另外還應修編相關法律法規，便于理賠及杜絕事故再次發生，同時還應提高民眾安全意識。
4 結論
水是生命之源、生產之要、生態之基，自古以來，人類就是在水的滋養下生存和繁衍的，今后也將同樣依賴于水資源而繼續存在和發展。無論社會如何進步，時代如何發展，我們都不可以水環境的惡化為代價換取一時的經濟發展，那將會造成人類無法承受的后果，也必將導致人類文明的毀滅。
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中圖分類號：F127
文獻標志碼：A
文章編號：1000-8772(2014)34-0017-03
有色金屬是國計民生及國防工業、高科技發展必不可少的基礎材料和主要的戰略物資，有色金屬礦產資源是國民經濟建設和社會發展的重要物質基礎。贛南在全國極有影響的紅色資源盛地，同時又是世界聞名的有色金屬盛產之地。據統計贛南探明鎢礦地質儲量達149.98萬噸，可觀的地質儲量贏得了“世界鎢都”的稱號；此外稀土在贛南的配分齊全、品位上乘，經濟價值高，對整個國民經濟的發展都起到了經濟杠桿的作用。但是由于開采歷史悠久，民采活動歷來盛行，使贛南的有色金屬資源遭到了破壞，同時由于贛南采礦的工藝又造成了嚴重的資源浪費、植被破壞、水土流失等問題，據調查，贛南開采稀土每年毀壞生態植被160公頃，形成荒漠山地約213公頃，產生廢土、尾砂逾1600萬噸，且堆積沙土還要占用大量的土地（甚至良田），已造成嚴重后果。
一、有色金屬污染的特點
（一）對環境影響時間長
環境損害常常透過廣大的空間和長久的時間，經過多種因素的復合積累后才形成，因此而造成的損害是持續不斷的，不因侵權的行為停止而停止。同時，由于受科學技術水平的制約，對一些污染損害缺乏有效的防治方法。因此，環境污染損害并不因為污染物的停止排放而立即消除，具有持續性。在有色金屬行業污染中對環境的影響往往伴隨的是重金屬的污染及釋放，該種污染是隨著時間的發展而不斷加重的。
（二）土地占有面積大
有色金屬礦山占地面積較大，以位居亞洲前列的特大型銅礦江西德興銅礦為例，其原礦含銅量僅為0.41%，為全面最低，開采中的尾礦需要大面積的堆置場地，從而導致對土地的過量占用和對堆置場地原有生態系統的破壞。贛南的有色金屬礦藏開采長期以來一直使用“露采—池浸”工藝,開采時首先要砍光或燒光地表植被,剝離表層土被，即為最為簡單的搬運式，贛南年產7千噸左右混合氧化稀土,每生產一噸混合氧化稀土要破壞160-200平方米的地表植被，則每年破壞130平方公里以上的植被，而在稀土市場價值高時,贛南混合氧化稀土年產量至少在1萬噸以上，植被破壞面積驚人,令人觸目驚心。
（三）對環境危害性大
有色金屬行業的污染物主要包括重金屬、酸、有機污染物、油類污染物、氰化物、氟化物和可溶性鹽類等。此種污染物通過大氣、滲透、滲流和徑流等途徑進入環境，經過傳播、沉淀、吸收、絡合、螯合與氧化還原等作用，在空氣及水體中遷移、變化，最終影響人體的健康和生物的生長。在此種以重金屬為主要成份的污染中較之于其他類型的污染危害性更大。
二、有色金屬行業基層立法的現狀
有色金屬行業在行業發展體系中占有重要作用，同時由于有色金屬污染自身存在的危害大、隱蔽性、具有持續時間長、污染范圍廣等的特性，更要求在發展中除了國家在自然資源與環境完善立法，同時在基層法律體系中也需要地方結合自身環境發展現狀及未來趨勢，制定符合地方實際的基層法律法規體系。
（一）有色金屬行業信息公開薄弱
環境信息公開，是指依據和尊重公眾知情權，政府和企業以及其他社會行為主體向公眾通報和公開各自的環境行為以利于公眾參與和監督。因此環境信息公開制度既要公開環境質量信息，也要公開政府和企業的環境行為，為公眾了解和監督環保工作提供必要條件，這對于加強政府、企業、公眾的溝通和協商，形成政府、企業和公眾的良性互動關系有重要的促進作用，有利于社會各方共同參與環境保護。
有色金屬行業的信息公開是環境信息公開的其中一部分的內容，它更要求環境信息的公開化、透明化。在上個世紀的40年代，西方發達國家的環境問題日益突出，群眾性的環境保護運動也日益高漲，同時提出了環境知情權的保障，《中國經貿詞典》中認為環境知情權是指公民和社會組織收集、知曉和了解與環境問題和環境政策相關的信息的權利。它是行使環境監督權的基礎。環境信息包括公共信息和個別信息，前者是指向全社會的環境信息;后者指只有在公眾提出要求的情況下才提供的個別信息。由此可以看出環境信息公開當然屬于環境知情權的重要組成部分。2007年《環境信息公開辦法（試行）》正式啟動，在此過程中確定了十七類需要公開的內容，但是在實際執行的過程中隨意性和選擇性卻比較大，同時在公開的問題中強調環保部門，對于那些真正掌握環保實權的政府部門沒有規定，就必然會出現由于法律規定所存在的缺陷導致的有色金屬污染信息公開的滯后或隱瞞。
（二）地方政府在有色金屬污染中的政府責任缺失
國家在以經濟建設為核心的發展目標中全面提升了國家的經濟軟實力，贛南作為經濟發展的后方，不僅為前沿經濟發展區域提供了強力的支持，同時在前沿經濟發展的產業轉型中承擔著后風險的污染負擔。在此過程中地方政府是經濟發展的強勁助推器，更需要為產業轉型中承擔的污染風險承擔應有的政府責任。“政府、企業以及公眾的行為，在環境污染的治理體系之中，對環境政策實施的效果都產生著或多或少的影響。但是，地方政府，對于一個地方上的環境污染的防治而言，其則發揮著主導、核心作用，這是因為，環境污染保護本身的外部性和中國政府對工業發展主導作用兩方面共同決定的”i，因此在如贛南有色金屬行業較為發達，較易發生有色金屬污染的地區，更需強化政府責任，力求保證環境保護工作的順利、有效推進。
（三）有色金屬污染的預警機制亟待加強
環境污染損害的潛伏性特點是關注污染預警機制的重要原因。環境損害一般具有很長的潛伏期，這是因為環境本身具有消化人類廢棄物的機制，但環境的這種自凈能力是有限的，如果某種污染物的排放超過環境的自凈能力，環境所不能消化掉的那部分污染物就會慢慢地蓄積起來，最終導致損害的發生。正是污染的潛伏性特點建立重金屬污染危害風險及人體健康評價預警制度進而防止有色金屬污染的排放量過大、有色金屬污染事件頻發等環境問題顯得尤為重要。
三、基層法律體制在贛南有色金屬行業的完善
（一）讓“預防為主、防治結合”的原則真正走進贛南有色金屬行業
要加強環境保護基本國策、可持續發展戰略、環保法律法規的宣傳教育。要通過多種形式提高大眾的環境意識,特別要提高地方行政領導、礦山企業主的環境意識,?摒棄“先破壞、后治理”的老路子,走可持續發展道路,?做到經濟效益、社會效益和環境效益相統一。同時積極推進新工藝的普及化，提高資源利用率，完善贛南有色金屬行業在礦藏提取中的工藝，創造新的綠色提取工藝。
（二）將“有色金屬污染保證金”寫入地方立法中，以保證行業的源頭控制
排污收費是國家對排放污染物的組織和個人（即污染者），實行征收排污費的一種制度。這是貫徹“污染者負擔”原則的一種形式。長期以來人們一直把環境當作污染物的凈化場所，任意排放污染物，而不支付任何費用。隨著經濟的發展和人口的增長，污染物的排放量越來越大，超過了環境凈化能力，使環境質量不斷下降，人民健康受到危害。污染者既然污染了環境,也就是損害了環境質量,應該像消耗其他物品一樣支付一定的費用，并應承擔治理污染的費用和補償受害者的經濟損失，不應該把因環境污染而支付的費用轉嫁給社會，從而提出了向污染者征收污染稅的主張。我國在1979年頒布的《中華人民共和國環境保護法（試行）》中規定：“超過國家規定的標準排放污染物，要按照排放污染物的數量和濃度，根據規定收取排污費。”1982年2月國務院公布了《征收排污費暫行規定》，同年7月1日在全國各地實施。但時至今日，該項規定已經走過了整整21年，收費標準偏低已經成為一個不爭的事實，為了解決在贛南這樣的特殊的地域形成的特殊的有色金屬污染情況，可以通過地方立法的形式征收“有色金屬污染保證金”，既可以從源頭減少污染發生的潛在危險，又可以為后期一量發生污染所涉的治理費用提供保證。
（三）明確企業環境信息公開，確立有色金屬污染預警機制
有色金屬環境污染以其潛在性和不確定性而著稱，政府要想在有色金屬環境污染問題有所突破則需第一時間掌握有色金屬污染的狀況，進而做出正確的判斷，因此更需要建立環境企業環境信息公開制度以保證有色金屬污染的防治結合。面對有色金屬污染的實際情況在贛南更需加快立法建設，同時改變觀念將眼前利益與長遠利益相結合，把經濟發展與環境保護放在同等重要的位置，通過立法建立有色金屬污染預警機制。
注釋：
1張凌云、齊曄：《地方環境監管困境解釋—政治激勵與財政約束假說》，《中國行政管理》，2010年第3期
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基金項目：江西省普通高校環境資源法重點研究基地2013年度校級重點研究課題資助。課題名稱：贛南有色金屬行業在環境影響方面的法律規制研究課題，立項編號：HJFJD1302。
作者簡介：籍明明(1981-)，女，吉林延吉人，碩士，講師，研究方向：經濟法，環境法，單位：江西理工大學。王世進（1965-），男，江西龍南人，學士，教授，研究方向：中國環境法、自然資源法、污染防治法。劉博鵬（1993-），男，黑龍江哈爾濱人，專業法學；江西理工大學2012級學生。