浅析水体重金属污染的危害及对策
【摘 要】水是人类赖以生存的基本物质，如何有效的对水体中过量的重金属的进行科学的治理，成为了当今环境保护工作者研究的热点问题和十分紧迫需要解决的任务。分析了水体重金属污染的危害，提出了水体重金属污染的治理对策，以期寻求更加安全和经济的方法来处理重金属水体，以减少或消除重金属在环境中的积累，具有重大的社会、经济和环境意义。
【关键词】水体;重金属;污染;危害;对策
水是人类赖以生存的基本物质，是人类社会可持续发展的制约因素。随着我国经济的迅速发展，对水资源的需求量也越来越大，但同时水资源的污染问题也日益严重，重金属污染已成为一种常见的水污染。水体重金属污染来源广泛，主要来自电镀业、机械加工业、矿山开采业、钢铁业、造纸业、有色金属冶炼业等工业活动以及农业生产、生活垃圾等排放的水体。所谓重金属污染，一般是指比重大于4或5的金属，如汞(Hg)、铅(Ph)、铁(Fe)、铬(Cr)、镉(Cd)、砷(As)、铜(Cu)、钴(Co)、镍(Ni)等金属通过各种途径进入到环境中，对环境造成危害[1]。随着人们对环境、健康的日益重视，面对日益短缺的水资源，保护水环境、防止水污染、治理水污染已经成为全人类达成的共识。因此，如何对水体中过量的重金属进行科学、有效的治理，成为了当今环境保护工作者研究的热点问题和十分紧迫需要解决的任务。笔者现结合多年的工作实践，将水体重金属污染的危害及对策分析介绍如下，以期寻求更加安全和经济的方法来处理水体重金属污染问题，以减少或消除重金属在环境中的积累，具有重大的社会、经济和环境意义。
1.水体重金属污染的危害
重金属是典型的无机有毒物质，在水体中不能被微生物降解，只能以不同的价态在水、底质和生物之间迁移转化(某些重金属在微生物的作用下可转化为金属有机化合物，产生更大的毒性)，发生分散和富集作用，当它们在水体中积累到一定的限度时，就会对水体一水生植物一水生动物系统产生严重危害，并可能通过食物链影响到人类的自身健康[2]。重金属污染具有高毒性、持久性、难降解性等特点，即使浓度很小，也可能造成危害，当生物体内重金属积累到一定程度后就会出现受害症状，导致生理受阻、发育停滞，甚至死亡。重金属对人体健康的危害是多方面、多层次的，其毒理作用主要表现在影响胎儿正常发育、造成生殖障碍、降低人体素质等。秦俊法[3]等研究表明，水体铬污染不仅可引起水生生态变化，严重的水污染使水生生物死亡，轻度的水污染也影响生物的生长，而且可引起人体肾、肺、肝、骨和生殖效应以及癌症。
2.水体重金属污染的治理对策
传统的重金属水体处理技术包括化学沉淀法、絮凝沉淀法、氧化还原法、碳吸收法、离子交换法、蒸发法、膜处理法等，然而这些传统技术都存在一定程度的局限性，普遍存在着处理效率低、运行条件严、处理费用高以及会产生二次污泥污染等问题，因此开发和研究水体重金属污染高效、实用的处理方法是当前治理水体重金属污染的关键所在。笔者现将3种新型处理技术介绍如下：
2.1藻类生物吸附法
藻类的细胞壁由多糖、蛋白质和脂类组成，具有较大的表面积和粘性，带一定的负电荷，可提供氨基、酰氨基、羰基、醛基、羟基、硫醇、硫醚、咪唑、磷酸根和硫酸根等官能团与金属离子结合，对许多金属具有较强的富集能力。利用藻类吸附回收重金属离子的技术是目前国内外研究较多的一种处理水体重金属元素污染的新方法，具有较好的经济价值和社会效益。应用藻类生物吸附法处理重金属水体具有应用范围广泛、高效实用、经济简便、高选择性、吸附剂易、成本低、二次污染少等优点。并且即使在低浓度下重金属可以被选择性的去除，可对特定金属进行选择性去除。藻类吸附机理主要包括离子交换、表面络合反应和特殊基团的静电吸附等。
陈志勇[4]等用多细胞藻海带处理含Cu2+、Ni2+水体，结果表明在适宜的条件下，海带对Cu2+、Ni2+的去除率分别为95.17%、97.23%。Mohamed[5]等研究发现，死亡蓝藻比活体对Cd2+和Mn2+的吸附量更高。王宪[6]等研究发现，褐藻Au2+、Ag+、Cu2+、Ni2+的吸附能力强。
2.2电化学法
电化学法是近年发展起来的颇具竞争力的重金属水体处理方法，被称为清洁处理法，备受国内外关注。所谓电化学法是是指应用电解的基本原理，使水体中重金属离子在阳极和阴极上分别发生氧化还原反应，使重金属富集，从而去除水体中重金属，并且可以回收利用，具有处理效果好、运行成本低、产生污泥量少、自动化程度高、易于操作管理和能同时去除多种污染物等优点。电化学法是集氧化还原、分解和沉淀为一体的处理方法，包括电凝聚、电气浮、电解氧化和还原等多种净化过程。用的电化学处理工艺有电凝聚法、磁电解法、电渗析法、电还原法、内电解法、络合一超滤一电解集成技术等[7]。
2.3农业废弃物吸附法
采用农业废弃物吸附去除水体中重金属离子，既有原料价廉易得、工业操作简单等优点，而且可解决废水废渣的环境污染以及回收再利用的问题，达到以废治废的目的，具有明显的经济效益和社会意义，近年来，各种农业废弃物对水体中重金属离子的去除效果得到了广泛的研究。目前，国内外研究使用的农业废弃物主要有稻壳、麦麸、甘蔗渣、锯屑、坚果壳、棉籽壳、废茶叶、玉米芯、甘蔗渣干等，这些物质具有巯基、氨基、酰胺基、邻醌和羟基等各种官能团，这些官能团对重金属离子都具有很强的亲和力。如Faraizadeh[8]等利用麦麸和黑米壳等谷物类农业废弃物进行了研究，发现它们在水体对Pb存在很强的吸附性。
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作者：仇艺
【摘要】分析了水体重金属污染的危害，提出了水体重金属污染的生物监测方法，主要是通过水藻类、浮游动物、微生物等实现监测的目的。
【关键词】水体;重金属污染;危害;生物监测
随着城市化进程的加快和工农业的迅猛发展，重金属排放造成的环境污染问题不断凸显，据统计，自2009年以来，我国已连续发生30多起重特大重金属污染事件。重金属污染已不单是环境保护问题，而愈来愈演变为威胁公共安全的重大事件，亟待解决。2011年2月，国务院通过了《重金属污染综合防治“十二五”规划》，这成为中国第一个“十二五”国家规划，也是首个针对“重金属污染综合防治”的五年规划，由此可见党中央、国务院对解决环境中重金属污染问题的高度重视。近年来，水体的重金属污染日趋加剧已成为不争的事实，水环境重金属污染不但造成了重大经济损失，还对水生生态系统平衡及人类生命健康都带来了极大的破坏。因此，加强对重金属污染的研究和监测显得尤为重要。
1.水体重金属污染的危害分析
重金属指比重大于5g/cm3的金属，约有45种，如铜、铅、锌等。尽管锰、铜、锌等重金属是生命活动所需要的微量元素，但是大部分重金属如汞、铅、镉等并非生命活动所必须，而且所有重金属超过一定浓度都对人体有毒。重金属污染是一个世界性的环境问题，其根源是由于人类活动导致环境中的重金属含量增加，超出正常范围，从而导致环境质量恶化。重金属元素经由各种工业(如采矿、冶炼、电镀等)废水和固体废弃物的渗出液直接排入河流、湖泊或海洋等水体，致使水体含有较高含量的重金属。由于这种受重金属污染的水在颜色、气味等方面与正常水没有太大差别，所以不易引起人们的警觉，容易引起重金属污染事故。
重金属在水体中不能被微生物降解，只能以不同的价态在水、底质和生物之间迁移转化，发生分散和富集作用，当在水体中积累到一定的限度就会对水体——水生植物——水生动物系统产生严重危害。重金属进入水生生态系统后分布于水生生态系统的各个组分中，对生态系统各组分产生影响(即生态效应)。当生物体内重金属积累到一定数量后，就会出现受害症状，生理受阻、发育停滞，甚至死亡，并使整个水生生态系统结构和功能受损、崩溃。鱼类和贝类富集重金属后被人类所食用，或者重金属被稻谷、小麦等农作物所吸收并被人类食用，重金属就会进入人体。重金属在人体内能和蛋白质及酶等发生强烈的相互作用，使它们失去活性，也可能在人体的某些器官中累积，使人产生重金属中毒，影响人类健康，轻则发生怪病(水俣病、骨痛病等)，重者就会死亡。此外，重金属还具有较高的移动性和较低的中毒浓度，如毒性较强的Hg、Cd产生毒害的浓度仅为0.01～0.001mg/L，使得重金属污染具有一定的隐蔽性和延后性。有些重金属在微生物作用下转化为毒性更强的重金属化合物，如甲基汞进入生态系统后，经食物链的生物放大作用，逐级在较高级的生物体内富集，引起生态系统中各级生物的不良反应，危害包括人体在内的各种生命体的健康与生存。有关学者研究表明：水体中Zn、Cu和Mn能抑制月形藻的生长; Cu、Zn、Mn等金属离子在鱼体内的积累，能影响鱼的性别和生长;水体中重金属离子的含量超过一定浓度会引起文昌鱼中毒，使其身体逐渐弯曲，并最终导致死亡;净水中残留的过量Pb对人体健康会产生危害，主要是抑制胚胎神经的正常发育、导致痴呆、骨萎缩等。
目前我国绝大多数城市都不同程度地存在着突出的水质问题，对我国各大湖泊的调查结果表明，近年各种重金属污染呈上升趋势。从我国七大水系的调研结果可以看出，长江水系Cd污染仅次于Hg、COD、BOD和挥发酚;黄河水系有16.7%的断面总Cd含量超标;淮河干流总Cd含量超标率为16.7%;海滦河总Cd含量平均超标率为16.7%～83.9%;大辽河水系污染较轻。在对所统计的26个国控湖泊、水库的监测中发现了不同程度的Cd污染问题，污染程度仍次于Hg污染。
2.水体重金属污染的生物监测方法
水体重金属污染的生物监测指利用水生生物在一定的水环境条件下，受水体重金属污染物影响会产生各种生物反应来测试水体的污染状况。利用生物对环境污染进行监测，可从不同层次上分析污染危害程度，为环境评价、污染预报和污染物危险性提供依据。
2.1水藻类
水藻类是水体的初级生产者，在水生生态系统的食物链中起着十分重要的作用。重金属通过各种途径进人水体后，一旦被藻类吸收，将引起藻类生长代谢与生理功能紊乱，抑制光合作用，减少细胞色素，导致细胞畸变、组织坏死，甚至使藻类中毒死亡，改变天然环境中藻类的种类组成。通过分析水生藻类的种类和数量组成，研究其生理、生化反应及积累毒物的特点，可以准确地判断水体的污染性质和污染程度。例如，海带就常常用作监测重金属污染的指示植物。海带在水域长期与重金属接触，体内会富集较多的重金属，对其进行抽样测定，不但可以指示该水域重金属的污染程度，而且可以推演其富集的潜在影响。海带生长时间的长短与水域重金属污染情况成正相关。
2.2浮游动物
浮游动物包括原生动物、轮虫、枝角类和桡足类等动物，是水生生态系统的主要组成部分。很多浮游动物对环境变化敏感，同时有积累和代谢一定量污染物的作用。通过研究一定生态系统中浮游动物的种类、组成、数量的变动以及生物量的分布，采用生物污染指数和生物多样性指数，可以评价水体的污染程度。例如，黄玉瑶、任淑智等以河蚬作为指示动物对蓟运河的Hg污染进行了监测，结果表明，河蚬体内的Hg含量与污染源距离明显相关，根据河蚬体内的Hg含量可以反映蓟运河的Hg污染程度与变化。英国、美国、法国等国家利用贻贝和牡蛎作为指示生物监测海洋重金属污染;香港用釉蚝、翡翠贻贝、蚌等双壳类软体动物进行重金属生物监测。
2.3微生物
生物种群数量的变化是重金属污染的重要表征，微生物群落是用于湖泊、水库、池塘和河流水质监测的国家标准方法之一。通过测定微生物群落的结构和功能的各种参数可预测出水体的质量变化。同时，微生物群落也被应用于室内毒性试验，可预防废水和化学物质包括重金属对水体微生物的毒性，为制定相应的安全浓度和最高允许浓度提出群落水平的基准。例如，可以利用发光细菌监测水体的重金属污染，其正常的新陈代谢过程中会发出400nm的蓝绿色可见光，一旦受到重金属污染的干扰，就会破坏其发光，因此，可以根据其发光的变化来测定水体重金属污染程度。■
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作者：史志进
摘要：社会经济发展中，工业化建设进程加快，金属非金属在工业生产中发挥着重要作用。工业生产与金属非金属存在紧密联系。但是我国金属非金属开采中也面临着以安全问题为代表的诸多难题。分析现阶段金属非金属矿山的主要特点后不难发现，人员、设备、环境和管理对开采安全性的影响尤为显著。本文就主要分析了金属非金属矿山安全生产的主要影响因素及管理对策，以供借鉴。
关键词：金属非金属矿山;安全生产;影响因素;
当前，我国工业经济发展水平提升，金属非金属在工业发展中的作用更为显著，金属非金属开采，特别是地下开采工作成为影响企业的重点问题。金属非金属矿山开采中的安全事故发生率较高，对开采工人的生命安全构成了较大的威胁，同时也对工业生产造成了不利影响，因此有必要切实加强开采中的安全管理工作。
1矿山安全事故的特点
当前，矿山开采规模日益扩大，矿山事故的发生率也显著提高，每年报道的矿山伤亡事故新闻持续增加，威胁着我国社会的稳定发展。矿山安全事故的危害主要体现在非煤矿中，发生事故后会威胁采矿人员的人身安全，死亡人数相对较多。矿山事故多半为死亡事故。据相关新闻统计，近几年，非煤矿山死亡事故发生率占比超过30%。矿山事故频繁发生，国家财产也面临着巨大损失，这对社会发展产生了诸多的不良影响。
2矿山安全管理的必要性
矿山企业发展中，安全问题始终是人们关注的焦点。矿山企业若想得到稳步发展，就应该加强安全意识，建立更为完善的安全管理运行模式，这也成为提高企业效益，促进企业稳步运营的重点。安全管理的主要目标是保护矿工的生命安全，减少国家的财产损失。与此同时，加强安全管理对于我国社会主义市场经济的长期建设也有着积极意义，可以进一步推进我国与国际接轨，扩大我国经济在国际社会上的影响力。
3影响金属非金属矿山安全生产的因素
3.1忽视安全管理工作
忽视安全管理工作是影响金属非金属矿山安全生产的关键因素，部分企业将企业安全生产标准化管理等同于制定制度和台账资料等内容，并未高度关注作业现场的风险分析及规范化管理，矿山开采作业现场管控工作存在诸多问题，且在机械设备维修保养及危险因素检测等方面也存在较大的偏差。
3.2尚未形成科学的安全管理制度
如今，部分企业尚未建立科学有效的系统管理制度，金属和非金属地下开采需要多个系统的共同参与。若想保障矿区生产安全性，就应全方位展现不同系统的功能和作用。但是部分企业管理工作处于无序状态，系统间经常出现冲突。再者，在机械设备管理中也存在诸多不足，加速了设备老化，降低了工作效率，运行中也出现了大量的问题。另外，员工管理的科学性与合理性较差，加重了员工的工作负担，降低了工作人员的工作效率。且各部门交接的紧密性有待提升，增加了发生安全事故的风险。
3.3安全保障技术和设备更新不及时
若想确保金属非金属矿山的生产安全，规范的机械操作尤为重要。近年来，金属非金属矿山开采的速度明显加快，开采量也有所增加，这对机械设备操作技术也提出了更为严格的要求。但是诸多企业并未高度重视机械维修与保养工作，没有第一时间更新技术及设备，工程设备和技术不够先进，阻碍了金属非金属矿山安全生产的有序进行。
4金属非金属矿山安全生产的管理对策
4.1重视安全生产管理工作
为完善金属非金属矿山的安全生产管理工作，首先要重视安全生产管理，促进安全生产标准化管理的全面发展。现场管理在安全生产标准化管理中占据重要位置。所以，企业务必高度重视现场管理工作，生产中的每一个细节均应渗透安全生产理念，创建合理的现场安全管理评估机制，依据生产现场实际，制定详细的安全验收标准，且做到全员参与，规避安全事故。
4.2建立健全管理制度
企业生产过程中，需结合生产要求和企业实际，加强多个系统和环节的规范性和稳定性，严格依照管理制度要求做好各项工作，合理调整管理现状，规避管理盲区。
4.3推广先进技术，提升机械化水平
积极宣传推广先进的生产技术，提高机械化水平有利于促进矿山安全生产，及时解决矿山安全生产事故，保障生产安全。所以，企业内部需采用深孔爆破和机械化生产模式，实现企业的规模化生产。政府有关部门间应积极交流合作，采取多种方式筹集资金，优化矿山企业安全生产。与此同时，政府也要全方位展现自身的监督与管理职能，打击安全生产条件无法满足规定要求的企业。
4.4加强安全生产现场管理
首先，依据标准流程组织采矿工作。相较其他工作，金属非金属矿产开采的特殊性较强。对此，工作人员务必高度重视开采中的各项细节。如合理利用悬挂式金属安全梯组织金属非金属矿山竖井施工，这里安全梯的刹车能力不得小于5t，并及时设置禁止入内的警示牌。
其次，依据标准流程组织爆破工作，金属非金属矿山开采中，爆破项目发挥着极为关键的作用。因此在爆破前，要全方位检查爆破物品的质量和性能，使爆破所用的所有物品均满足规定要求。爆破物品采购、存储、运输和使用中，应依据国家规定要求落实每个环节，有效规避爆破失误产生的人身伤害和经济损失。
最后，保障供电系统的安全性和可靠性。供電系统在矿区地下开采中有利于保障矿区安全，加强开采工作的可靠性。工作人员需要建立完善的供电网络结构。设计和改造中应依据规定要求使用两个回路分属不同电源的供电模式，且合理调整并改善内部线路结构，以此简化流程，优化线路。严控主变压器的负荷压力，从而加强供电系统运行的有效性和稳定性。
5结束语
总之，影响金属非金属矿山生产安全的因素较多，管理制度的合理性、工作人员的专业性、设备的先进性和运行的稳定性均对生产安全起到了决定性的作用。若想有效控制事故发生率，就应该高度落实制度内容，做好风险监控及防范工作，将安全管理渗透于矿山生产的全过程。从现阶段实际情况来看，我们若想顺利达成矿山生产零事故的目标，依然需要不懈的努力。
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作者：胡芃 李显杰
有色金属的冶炼根据矿物原料的不同和各金属本身的特性，可以采用多种方法进行冶炼，包括火法冶金、湿法冶金以及电化冶金。从目前的产量及金属种类来说，以火法冶金为主。有色金属的冶炼方法基本上可分为三大类，第一类是硫化矿物原料的选硫熔炼，属于这一类的金属有铜、镍;第二类是硫化矿物原料先经焙烧或烧结后，进行炭热还原生产金属，属于这一类的金属有锌、铅、锑;第三类是焙烧后的硫化矿或氧化矿用硫酸等溶剂浸出，然后用电积法从溶液中提取金属，属于这类冶炼方法的金属主要有锌、镉、镍、钴、铝。铜、铅冶炼厂生产金、银处理阳极泥仍使用火法流程，一般阳极泥处理包括脱铜硒、贵铅的还原溶炼和精炼，银电解、金电解等工序。铅阳极泥则用直接熔炼、电解的方法或与脱铜脱硒后的铜阳极泥混合处理。
我国主要大型有色冶炼厂以火法冶炼作为骨干流程，对冶金生产过程进行分组、计划、指挥、协调和控制管理。冶炼生产多在高温、高压、有毒、腐蚀等环境下进行，为确保操作人员和设备的安全，必须特别注意安全防护措施的落实，努力提高机械化和自动化水平。冶金工业也是污染最严重的行业，在有色金属生产中定向地、不断地向环境排放大量的废渣、废水、废气，易于污染环境和破坏生态平衡，必须有完善的“三废”治理工程加以处理和利用，还有噪声、振动、恶臭、放射线和热污染等，破坏了生态平衡，造成环境污染，给人民健康和生物生长带来危害。
镍污染镍污染是由镍及其化合物所引起的环境污染。冶炼镍矿石及冶炼钢铁时，部分矿粉会随气流进入大气。在焙烧过程中也有镍及其化合物排出，主要为不溶于水的硫化镍(N iS)，氧化镍(N iO)、金属镍粉尘等，成为大气中的颗粒物。燃烧生成的镍粉尘遇到热的一氧化碳，会生成易挥发的、剧毒的致癌物羰基镍[N i(CO)4]。精炼镍的作业工人，患鼻腔癌和肺癌的发病率较高。镀镍工业、机器制造业、金属加工业的废水中常含有镍，常用碱法处理工业废水，使其生成氢氧化镍[N i(OH)2]沉淀而清除掉。镍可在土壤中富集，含镍的大气颗粒物沉降、含镍废水灌溉、动植物残体腐烂、岩石风化等都是土壤中镍的来源。植物生长会吸收土壤中的镍。镍含量最高的植物是绿色蔬菜和烟草，可达1.5-3ppm。镍对水稻产生毒性的临界浓度是20ppm。我国规定车间空气中羰基镍的最高容许浓度为0.001mg/m3，地面水中镍的最高容许浓度为0.5mg/L。
随着社会经济的发展，各种电子产品和通讯器材大量涌现，且更新换代速度不断加快，例如手机在人们中的迅速普及，电动自行车的大量推广使用。从而使人们在日常生活中使用的电池数量和种类急剧增加。据中国电池工业协会提供的数据，2002年，目前我国的电池生产企业约有350家，电池年产量为180亿只，约占世界总产量的三分之一，出口约100亿只，国内年消费量约80亿只，消费量平均每年仍以10%的幅度增长，但回收率却不足2%。
废电池对环境的危害主要问题是电池中有害成分在电池废弃后造成的环境污染。电池中的有害成分主要有汞、镉、镍、铅等重金属，此外还有酸、碱等电解质溶液，对人体及生态环境有不同程度的危害。据了解，其中对人体健康和生态环境危害较大、列入危险废物控制名录的废电池主要有：含汞电池，主要是氧化汞电池;铅酸蓄电池;含镉电池，主要是镍镉电池。除了有害成分，干电池中还有大量锌、锰、铜、镍、银、碳棒等有用成分可以回收利用。
2. 废旧电池的环境危害 2.1 电池的种类及其危害 2.1.1 锌锰电池
我国是世界锌锰干电池第一生产大国，但在系列、品种、性能以及生产技术水平上，与国外和市场需要的差距很大。我国仍以普通糊式锌锰干电池为主(占70%以上)，且R20型电池占一半以上。对于这类电池的危害，主要是其中所含的汞和酸、碱等电解质溶液，在废弃后可能进入环境中所造成的危害。重金属汞能够引发中枢神经系统疾病，是日本“水俣病”的罪魁近年来，这类电池已应用了无汞锌粉，因此使这种电池成为一种绿色电池，并成为原电池中的主流产品。工业发达国家的锌锰电池日趋向小型化、高功率化、高能化、无汞化发展，并开发成能全充放的碱锰电池，美国一家公司已推出可充碱锰电池，产品应用缓慢增长中。这种电池保持了原电池的放电特性，而且能再充电使用几十次至几百次(深充放电循环寿命约25次)。 2.1.2 钮扣电池
扣式锌银电池广泛地用于电子钟表、计算器、助听器等，已成为人们熟悉的电池品种。这类电池的危害也主要是汞、镉和银的危害。据有关资料，一颗钮扣电池产生的有害物质能污染60万升水。 2.1.3锂电池
是用锂作为负极材料各类系列电池的统称，包括一次电池和金属锂、锂离子二次电池。具有比较量高、储存寿命长、工作温度范围宽等优点。用于手表、照相机、计算器、计算机存储器后备电源、心脏起搏器、安全报警器等。一些厂商纷纷推出不同的吸锂材料，开发和生产了锂离子蓄电池。锂离子蓄电池是1990年索尼推出的新型电池，1992年才商品化。我国已研制成个别系列的锂蓄电池，还不能商品化，对锂离子蓄电池研制也仅仅开始。对于这类电池，危害相对较小，对其的回收利用，主要是回收其有用成分锂。 2.1.4 碱性蓄电池
碱性蓄电池有锌银、镉镍、铁镍、镍氢等系列电池。锌银电池我国能正式生产的有高、中、低放电率蓄电池、密封蓄电池、干荷式蓄电池、人工和自动激活式电池。镉镍蓄电池是目前使用面最广的电池系列。近十年世界镉镍电池发展很快，销售额达30亿美元，家用的占60%;仅移动通信年需即15亿只以上。镍氢蓄电池包括高压镍氢蓄电池和金属氢化物镍蓄电池发展异常迅速，正在逐步取代镉镍。镉镍电池是环境污染问题所重点关注的一类电池，镉是毒性很大的物质，具有致癌性，主要危害肾毒性，其后继发骨疾-骨质疏松、软骨病和骨折，即所谓的“痛痛病”。镍也具有致癌性，对水生物具有明显危害性，镍盐能引起过敏性皮肤炎。据美国EPA调查，废弃镉镍电池的镉占城市固体垃圾中镉总量的75%。美国1996年通过电池法案，要求淘汰在电池中使用汞和建立有效的回收方法回收镉镍电池 2.1.5 铅酸蓄电池是目前世界上产量最大，用途最广的一种电池。销售额占全球电池销售额的30%以上。我国铅酸蓄电池年产量近3000万KWH。这类电池的污染主要是重金属铅和电解质溶液的污染。铅能够引起神经系统的神经衰弱、手足麻木，消化系统的消化不良，血液中毒和肾损伤。
2.2 废电池中的重金属污染物在环境中的迁移
废弃以后的镉镍电池和含汞电池等含有有害物质，进入环境后，会因长期腐蚀作用而破损，导致重金属和酸碱电解液逐渐泄漏出来，污染环境，长期作用，可能直接或间接危及人们健康。废电池中的重金属污染物在环境中的迁移途径，主要是首先废电池进入城市生活垃圾，随生活垃圾进入填埋、焚烧、堆肥的过程中。我国目前填埋处置水准较低，许多垃圾处于简单堆放状态，废电池的重金属会通过渗漏作用直接污染水体和土壤。在土壤和水体中的重金属离子会被植物的根系吸收，当牲畜以植物为食料时，体内就积累了重金属，经过这条食物链的生物放大作用，重金属就会在人体内富集，在某些器官中积蓄造成慢性中毒，损害人的神经系统及肝脏功能。而在焚烧的过程中，废电池中的重金属会因高温挥发而被烟气带走，进入空气中的重金属可通过呼吸直接进入人体。
3. 废旧电池的回收利用
3.1 废旧电池回收现状
据了解，我国目前废旧电池回收率却不足2%。北京市每年产生废电池近6000吨，约占垃圾总量的0.15%。1998年北京市垃圾回收中心成立，近4年来共回收废电池400多吨，集中放置。每年回收来的废电池仅占年度产生废电池的1.7%，远远低于发达国家近50%的回收利用率。上海市从1998年5月开始启动废电池回收工作，废电池回收点也是逐年递增，迄今为止全市已设置了四五千个废电池回收点，共回收废电池100余吨，但这与全市每年产生的大约3000多吨废电池相比相去甚远。
美国是在废电池污染管理方面立法最多最细的一个国家，不仅建立了完善的废电池回收体系，而且建立了多家废电池处理厂。美国规模最大的电池回收组织是RBRC，这是一家非盈利的民间环保机构，RBRC的主要两大任务是公众教育运动和电池回收计划。它得到300多家电池生产商的赞助。2002年，回收了3百40万磅的可充电池，较2001年上长了12%。到2003年，RBRC在美国和加拿大设立了30000多家电池回收点，以回收可充电电池。仅在2003年上半年，就回收了2百万多磅的可充电电池，较2002年同一时期，上涨了30%。日本从事废旧电池回收的最大组织是北海道的野村兴产株式会社，其每年由全国回收的废旧电池达13000吨，占日本废弃电池量的20%。奥地利1967年就建立了废干电池回收体系，回收量占销售量80%以上。
3.2 废旧电池的回收利用管理和宣传教育
3.2.1 宣传教育
在废电池回收宣传教育方面，欧盟提出了电池销售商、生产和进口商有教育公众的责任，同时每年应向环保部门汇报当年的回收协议实施情况。美国除在法令中规定有教育公众的要求外，RBRC通过电视台和广播电台进行电池回收公益宣传，总的接受公益宣传人次达222百万次。RBRC还聘请无线电电力专家作为形象代言人进行宣传，并在互联网上建立了公司宣传网站，设立了免费热线电话。RBRC还特地制作了一套有关电他的科普材料与录像带，免费赠结各地中小学校，供
三、四年级的小学生上科技常识课时使用。我国目前对废旧电池回收利用方面的宣传教育非常少，居民对废旧电池危害认识不足，没有形成普遍的自觉收集、自觉上交的意识，所以废旧电池回收还是难以形成不了规模，也不利于对废旧电池形成产业化经营。
3.2.2 立法管理
世界发达国家对电池低汞化生产和废弃后分类回收的责任进行了立法管理。德国1998年4月颁布了《废干电池及蓄电池回收处理法令》。法令对电池的设计、生产和销售提出了要求：降低碱性锰电池的汞含量;电池生产商必须建立对电池中所含危险物质的再生利用处理设施;生产商和销售商负有回收所有废干电池和对民众进行回收利用宣传教育的责任,同时要求生产商必须向销售商和回收商支付因回收和转运旧电池所发生的费用。日本从1986年起要求降低含汞电池产量和一次电池中的汞含量。目前已禁止在一次电池中使用汞。美国1996年颁布了《含汞电池和可充电电池管理法令》，法令要求分阶段禁止含汞电池的使用;建立有效的方法来回收利用和处理镍镉电池、铅酸蓄电池和其他规定的电池;教育公众关心对各类废电池的收集、回收利用和合理处置;可充电池的外表上须贴上统一规定的标签，标签上须印有“电池不得任意丢弃，须妥善处置”字样。香港环保署在2002年4月组织发起了手机电池回收和再利用项目，设立了75个回收点，放置手提电话电池收集箱。我国目前还没有专门针对废电池的法令，只有行业性的规定。原中国轻工总会等9部门于1997年12月31日曾联合下发了《关于限制电池产品汞含量的规定》，根据规定，自2001年1月1日起，禁止在国内生产各类汞含量大于电池重量0.025%的电池;2001年1月1日起，凡进入国内市场销售的国内、外电池产品(含与用电器具配套的电池),在单体电池上需标注汞含量(如：注明"低汞"或"无汞")，未标注汞含量的电池不准进入市场销售;自2002年1月1日起，禁止在国内市场经销汞含量大于电池重量0.025%的电池;自2005年1月1日起，禁止在国内生产汞含量大于电池重量0.001%的碱性锌锰电池;自2006年1月1日起，禁止在国内经销汞含量大于电池重量0.001%的碱性锌锰电池。2001年，上海市自行车行业协会向所有电动自行车工商企业发出了行业自律公约。公约要求所有生产企业必须与废旧电池回收单位签署相关协议;在产品说明和销售指南等资料上必须设立废旧电池回收的具体条款;所有生产销售企业必须杜绝买卖漏液、漏电、性能低劣的铅酸电池等。
3.2.3 回收网络体系
美国建立了采用不同颜色的收集箱收集不同类别的电池。美国电池回收组织RBRC采用三条途径来回收废旧电池：零售商回收，零售商与RBRC签订协议，RBRC负责废旧电池的回收成本和运输成本，这是一条简单、方便的回收途径;社区和公共服务机构回收，RBRC向社区提供如何进行回收家用电池方面的信息，并且免费提供回收容器和其他材料;商业回收，RBRC向回收商提供非家用便携式可充电池方面的信息，RBRC负责所有的回收费用，发货人只需负责运输成本。
日本在《再生支援法》中明确了镍镉电池和干电池由消费责回收至再生企业的三个渠道：通过分类收集后由地方自治体集中转交;由电池的销售商、生产商转交。由配套机器的销售商和服务中心转交，从而完善了回收渠道。此外，日本通产省发动各地方自治体试行干电池分类回收，以保证再生单位的需要。
为加强对废电池的回收管理，德国实施了废电池回收管理新规定。规定要求消费者将使用完的干电池、钮扣电池等各种类型的电池送交商店或废品回收站回收，商店和废品回收站必须无条件接受废电池，并转送处理厂家进行回收处理。同时，他们还对有毒性的镍镉电池和含汞电池实行押金制度，即消费者购买每节电池中含有一定的押金，当消费者拿着废旧电池来换时，价格中可以自动扣除押金。
我国至今还没有建立一套完善的废电池回收体系，废电池回收还是难成气候。即使回收的电池也面临尴尬境地，因为人们不知道这些废电池如何妥善处理。例如，据报道河南省新乡市一位50多岁的普通妇女田桂荣已经积攒的50多吨废电池，却面对不知如何处理的困境。大连开发区东泰产业废弃物处理有限公司回收的近百吨废电池，也处于同样的困境。据了解，我国到目前为止还没有一家专业的、能够批量处理废电池的企业，全国各地收集废电池的地区都遇到类似的不知如何处理的难题。目前，很多地区和部门只能采取堆放的办法。使废旧电池处理形成产业化已成为当务之急。 3.3 各种废旧电池回收技术及其优缺点
目前，废旧电池的回收利用技术主要有湿法和火法两种冶金处理方法。废旧电池的湿法冶金回收过程是基于锌、二氧化锰、镍、镉、铅、锂等可溶于酸的原理，所用方法有焙烧一浸出法和直接浸出法。我国有人研究利用湿法冶金回收镍镉电池、锂电池和铅酸蓄电池。荷兰、德国、奥地利等国主要采用湿法冶金工艺处理和综合回收有价成分。湿法与火法相比较，具有投资少、成本低、建厂速度快、利润高、工艺灵活等优势。火法冶金处理废于电池，是在高温下使皮干电池中的金属及其化合物氧化、还原、分解和挥发、冷凝。火法又分为常压冶金法和真空冶金法。目前，瑞土、日本、瑞典、美国等国主要采用火法冶金工艺，火法具有回收利用效率高，无二次污染的优点，但是一次性投资大，技术要求及运行成本都比较高。瑞士有两家专门加工利用旧电池的工厂，其中一家工厂采取的方法是将旧电池磨碎，然后送往炉内加热，这时可提取挥发出的汞，温度更高时锌也蒸发，锰和铁熔合后成为炼钢所需的锰铁合金。这家工厂一年可加工2000吨废电池，可获得780吨锰铁合金、400吨锌和3吨汞。另一家工厂则是直接从电池中提取铁元素，并将氧化锰、氧化锌、氧化铜和氧化镍等金属混合物作为金属废料直接出售。迄今为止，所有废干电池再生利用技术尚不能保障有害成分的百分之百回收。可以通过修建危险废物处置场，采用安全掩埋法处理废旧电池。
4. 总结和建议
成功地回收利用废旧电池，防止电池对环境的污染，需要分三步走。第一步需要人们建立起废电池回收意识，主要有两个方法，一是通过宣传教育，使越来越多的人树立废旧干电池必须回收利用的观念，从而自觉参与回收活动;二是制定相关的政策法规，对电池生产商和销售商作出规定，废旧干电池必须回收，禁止将废旧干电池随意丢入生活垃圾之中。第二步是建立废旧电池的回收体系。销售电池时，实行抵押金制度，确保废旧干电池的回收;其次为废旧干电池回收利用创造各种便利条件，如在公共场所设置废旧干电池回收箱，加快普及垃圾的分类回收，在各居民点普遍设立专门回收电池的垃圾桶。第三步是有处理废旧电池的成熟技术，使废旧电池处理形成产业化。电池生产厂家有义务承担起处置废旧电池回收利用责任，投资兴建具有一定规模的废旧电池循环再利用工厂;与此同时，国家应出台支持废旧电池处理企业的新政策，吸引更多的资金和科研人员投向开发新技术，促使循环再利用废旧电池形成产业化经营。
关于废电池的几个问题的问答
1、废旧电池漏液是否会污染空气?
电池中含有汞、镉、铅等重金属物质。一般不会对抗其产生污染，但是若把废电池混入生活垃圾中一起填埋，久而久之，渗出的重金属可能污染地下水和土壤。
2、大量堆积的废旧电池是通过何种途径危害人的身体健康?
人们日常生活中使用的电池是靠化学作用产生电能的，而其中的腐蚀物中含有大量的镉、汞、锰等重金属污染物。当废旧电池被丢弃或者混在垃圾中时，这些有毒物质就会慢慢从电池中溢出来，进入土壤和水源之中，通过食物链，最后进入人体内部。这些有毒物质在人体内会长期积蓄难以排除，损害神经系统、造血功能、肾脏和骨骼，有的还能够致癌。
3、工厂回收后的废旧电池将会经过怎样处理?
4、处理后工厂又将这些电池加工成什么有益于社会的物品呢?(两题合为一题答)
国际上通行的废旧电池处理方式大致有三种：固化深埋、存放于废矿井、回收利用。我国目前在废电池的环境管理方面相当薄弱。按照巴塞尔公约中关于危险废物的控制规定，许多种类的废电池如铅酸电池、含汞电池、镉镍电池等属于危险废物，应该按照危险废物来管理，但是目前在我国，对于任何种类的废电池都没有按照危险废物来管理，而是当作普通垃圾来对待。此外，对于废电池的回收、处理和处置，国家也没有制定具体的政策和法规。不过我们可以看看国外的做法西欧许多国家不仅在商店,而且直接在大街上都设有专门的废电池回收箱,将收集起来的费电池先用专门筛子筛选出那些用语钟表、计算器及其他小型电子仪器的纽扣电池，它们当中一般都含有汞，可将汞提取出来加以利用，然后用人工分拣出镍镉电池电池，法国一家工厂就从中提取镍和镉，再将镍用于炼钢，镉则重新用于生产电池。
其余的各类废电池一般都运往专门的有毒、有害垃圾填埋场，这种做法不仅花费太大(例如：在德国填埋一吨废电池费用达1700马克)，而且还造成浪费，因为其中尚有不少可作原料的有用物质。
瑞士有两家专门加工利用旧电池的工厂，巴特列克公司采取的方法是将旧电池磨碎，然后送往炉内加热，这时可提取挥发出的汞，温度更高时锌也蒸发，它同样是贵重金属。铁和锰熔合后成为炼钢所需的锰铁合金。该工厂一年可加工2000吨废电池，可获得780吨锰铁合金，400吨锌合金及3吨汞。另一家工厂则是直接从电池中提取铁元素，并将氧化锰、氧化锌、氧化铜和氧化镍等金属混合物作为金属废料直接出售。
不过，热处理的方法花费较高，瑞士还规定向每位电池购买者收取少量废电池加工专用费，德国马格德堡近郊区正在兴建一个“湿处理”装置，在这里除铅蓄电池外，各类电池均溶解于硫酸，然后借助离子树脂从溶液中提取各种金属物，用这种方式获得的原料比热处理方法纯净，因此在市场上售价更高，而且电池中包含的各种物质有95都能提取出来。湿处理可省去分拣环节(因为分拣是手工操作，会增加成本)。马格德堡这套装置年加工能力可达7500吨，其成本虽然比填埋方法略高，但贵重原料不致丢弃，也不会污染环境。
德国阿尔特公司研制的真空热处理法还要便宜，不过这首先需要在废电池中分拣出镍镉电池，废电池在真空中加热，其中汞迅速蒸发，即可将其回收，然后将剩余原料磨碎，用磁体提取金属铁，再从余下粉末中提取镍和锰。这种加工一吨废电池的成本不到1500马克。
5、电池的制造商是否有义务回收废旧电
电池的制造商没有义务回收废旧电池，因为电池是一种分散消费量非常大的商品，如果让电池制造商负责回收是不经济的做法。联合国环境署正在全世界推广“生活周期经济”的新概念。它是将一个商品“从摇篮到坟墓”分为多个阶段，即：原料获得、制造工艺、运输、销售、 使用、维修、回收利用、最后处置等，在每个阶段，都必须加强环境管理。生产厂家和消费者都应对自己的行为负责，生产厂家在制定生产计划、开发新产品和回收废弃产品时必须考虑环境保护的要求，消费者在购买、使用和丢弃商品时也不能对环境造成危害。
一些国家采用对电池生产商征收环境税的办法来支持废旧电池回收处理事业，效果不错。按照我国“谁污染，谁治理”的原则，对电池生产厂家适当征收环境治理税是必要的。电池生产大户摩托罗拉公司在中国的环保官员表示，他们并不反对缴纳环保税，但要等到国家有了相关法律。我国电池工业现有1400家工厂，让这些厂家缴纳环保税，将会大大加快处理废旧电池的硬件设施建设。但是环境税目前还是未确定的税种，学界和立法者还存在争论
土壤重金属污染的危害 1.对植物的危害
土壤中的重金属会对植物产生一定的毒害作用，引起株高、主根长度、叶面积等一系列生理特征的改变，高浓度的重金属会引起植物体营养不足，酶的有效性降低。 2.对人体的危害
土壤尤其是表层土壤中的重金属极易进入人体，直接对人体健康造成威胁，会引起呼吸系统紊乱，免疫力降低，各器官一系列病变等。摄入过量的Cd，可引发以骨矿密度降低和骨折发生机率增加为特征的骨效应。Pb能导致人的生殖功能下降、机体免疫力降低出现头晕、头疼、记忆力减退和腹疼等一系列症状。Cr能导致不同程度的皮肤和呼吸道系统病变，并且出现溃疡和炎症。长期吸入Ni可以引起鼻癌、肺癌，并且可以引起接触性皮炎、肺炎等病症。当金属Hg进入人体后，可与体内酶或蛋白质中许多带负电的基团如巯基等结合，使能量生成、蛋白质和核酸合成受到影响，从而影响细胞正常的功能和生长。人在 Pb 中毒会出现高级神经机能障碍。严重中毒时，引起血管管壁抗力减低，发生动脉内膜炎、血管痉挛和小动脉硬化。 3.对土壤动物的危害
重金属污染对土壤动物群落和多样性构成危害，土壤动物群落的组成与数量随着污染的加重而减少，优势类群与常见类群的类明显减少;重金属对土壤动物群落的多样性指数、均匀性指数、密度类群指数都有减少的趋势。 4.对土壤环境的危害
大多数重金属在土壤中相对稳定，一旦进入土壤，很难在生物物质循环和能量交换过程中分解，难以从土壤中迁出。从而对土壤的理化性质、土壤生物特性和微生物群落结构产生明显不良影响，影响土壤生态结构和功能的稳定。重金属复合污染影响了农田土壤生态系统的细菌丰富度，改变了土壤环境的优势菌群，从而使农田土壤微生物群落结构多样化发生变化。
土壤重金属污染的防治措施
近年来，中国在三废处理、污灌控制、农药安全使用等方面取得了显著的成绩。随着人们环境意识和生活水平的不断提高，对土壤重金属污染和食品安全问题也更加关注。因此，各级政府和有关部门对土壤重金属污染问题应该予以高度重视。 4. 1 加强宣传、监督和管理工作
各级政府应加大对土壤污染的监督和管理力度，加强宣传教育工作，提高公众的环保和健康意识，以此来促进土壤环境保护工作的深入开展。建立和完善土壤污染防止、控制和治理的有关法规和政策措施。中国矿藏资源丰富，在矿山开采和冶炼时要规范管理，避免在开采和冶炼时造成土壤的污染。
4. 2 严格控制工业“三废”排放
土壤重金属污染在很大程度上是由于工业“三废”污染源造成的，因此应首先严格控制污染 物的排放，从源头控制重金属污染物进入土壤。无论是城市还是乡镇，凡新建、扩建、改建企业都要严格执行国家颁布的工业“三废”排放标准，做到达标排放，使污染尽可能控制在排放之前。
4. 3 加大土壤重金属污染治理力度
对已被重金属污染的土壤要及时采取措施进行修复，对土壤重金属污染的治理和修复主要有工程治理、农业调控和生物修复等三种措施。 2. 3. 1 工程治理措施
( 1 ) 移土、客土、深翻土地。对于受重金属污染严重，污染面积又较小的地
块，由于其重金属污染不易降解、不易移动，可采取移土、客土法，或采取深翻，使上、下土层混合，降低耕作层中重金属污染物的浓度。对于深翻土地来说，简单易行; 但对于移土、客土法，工程量较大。 (2) 电化法。
在水分饱和的污染土壤中插入一些电极，然后通以低强度的直流电，金属离子在电场的作用下定向移动，并在电极附近富集，从而达到清除重金属的目的。此法经济合理，特别适合 于低渗透性的黏土和淤泥土，而且，可以回收多种重金属元素。但对于渗透性高、传导性差的砂质土壤清除重金属的效果较差。
( 3) 冲洗络合法。
用清水冲洗重金属污染的土壤，使重金属迁移至较深的根外层，减少作物根区重金属的离子浓度。为防止二次污染，再利用含有一定配位体的化合物冲淋土壤，使之与重金属形成具有稳定络合常数的络合物; 或用带有阴离子的溶液，如碳酸盐、磷酸盐冲洗土壤，使重金属形成化合物沉淀。此种方法适用于面积小、污染重的土壤治理，但同时也容易引起某些营养元素的淋失和沉淀。总之，用工程措施治理土壤重金属污染，对于污染重、面积小的土壤具有治理效果明显、迅速的优点，但对于污染面积较大的土壤则需要消耗大量的人力与财力，而且容易导致土壤结构的破坏和土壤肥力的下降。 4. 3. 2 农业调控措施
( 1 ) 控制灌水条件，调节土壤氧化还原状态。被 Cd、Pb、Cu、Zn 等重金属污染的水稻土，通常通过控制灌水条件，特别是抽穗灌浆期，保持淹水状态，使土壤处于还原状态，可以 减少水稻糙米中的 Cd、Pb 的含量。由于重金属的硫化物溶解度很小，可降低重金属污染对作物的危害，因而，在含硫较少的土壤中，可适当施用石膏等含硫物质，以促进重金属元素的沉淀。
( 2) 调节土壤 p H 值。
一般来说，在酸性条件下，重金属对作物的危害较大。因此，通过施用石灰等碱性物质来提高土壤 p H 值，可以有效缓解重金属的危害。需要注意的是，要根据不同种类的重 金属污染来确定石灰的最佳用量。 ( 3) 改种法。
改变耕作制度或更换农作物品种，都有可能使污染的土壤继续维持农业生产，避免某些污染物的危害。
( 4) 选择合适的作物来减轻土壤中重金属污染的危害程度。
对于重金属污染特别严重的土壤要改种非食用性作物，以避免重金属污染进入食物链; 对 于中等或轻度污染的土壤可选用对重金属吸收和转移能力较差的作物品种。另外也可以通过调查筛选一些对重金属能够进行超常积累或是对重金属产生抗性的作物品种，来研究其积累机理与抗性机理，为土壤重金属污染的治理开辟一条新的途径。 ( 5) 增施有机肥料。
向污染土壤中增施堆肥、厩肥、绿肥、秸秆来增加土壤有机质，促使土壤中有机胶体和有机无机复合胶体的增加，阳离子交换量的提高，从而使土壤对阳离子的吸附能力随之提高， 同时有机胶体和有机无机复合胶体同重金属离子发生络合、螯合反应，生成稳定的络合物和螯合物。
( 6) 推行科学的污水灌溉。
科学地利用污水灌田是化害为利的有效措施，污水在灌溉过程中，污水中的污染物被土壤机械过滤吸附和微生物分解转化，污水中的氮、磷、钾等肥分被植物吸收和利用，同时又减轻了城市处理污水的压力。这不仅有利于农业增产，同时也是利用土壤净化处理污水改善环境质量的一种方法。 4. 3. 3 生物修复措施
( 1) 动物修复。
动物修复是利用土壤动物的活动，降低土壤中的重金属的毒性，如蚯蚓通过富集 Se、富集铜的作用可除去矿山中的有毒物质，改良土壤[31]。 ( 2) 微生物修复。
微生物修复是利用微生物如动胶菌、蓝细菌、硫酸还原菌以及某些藻类能产生多糖、糖蛋白等物质对某些重金属的吸收、沉积、氧化和还原等作用，减少植物摄取，从而降低重金属的毒性[32，33]。 ( 3) 植物修复。
植物修复是指将某种特定的植物种植在重金属污染的土壤上，利用该种植物对土壤中的重金属污染元素进行吸收富集，然后将植物收获并进行妥善处理( 如灰化回收) ，从而达到污染治理与生态修复的目的。植物修复关键是寻找合适的超积累或耐重金属植物，超积累植物是指对重金属元素的吸收量超过一般植物 100 倍以上的植物，超积累植物的 Cr、Co、Ni、Ca、Pb 的含量一般在0. 1%以上，积累的 Mn、Zn 含量一般在 1% 以上。
摘要：环境保护是我国经济社会可持续发展的必然要求，随着环境保护意识的不断增强，人们对各种污染
的治理力度逐渐加强。土壤重金属污染是当前我国主要的环境污染之一，会改变土壤化学成分，危害农产
品质量安全，进而影响人们的身体健康。因此，本文分析了土壤重金属污染的危害和防治措施，旨在引导
人们运用物理防治、化学防治、生物防治等手段，对土壤环境进行综合治理，提高污染防治水平。
关键词：土壤;重金属污染;危害;防治
当前，我国经济发展水平不断提升，环境污染却越来越严重，因为传统的经济生产是以牺牲环境为代价的。土壤污染是最常见的环境污染之一，人类活动导致土壤中的微量元素越来越多，其数量超过了土壤环境质量的标准值和土壤的自净能力。土壤环境遭受严重的破坏，对人体健康、其他生物生存等都带来严重危害。例如，土壤重金属含量剧增，使得农产品的生产受到极大威胁，农产品出现重金属残留，严重危害农产品质量和人们的身体健康[1]。 因此，加强土壤重金属污染的防治已经刻不容缓，我国被重金属污染的土壤面积较大，为了进一步提高土壤污染防治水平，人们必须从多方面着手，积极加强对土壤重金属污染的有效防治，从源头上加强土壤问题的处理。 1 土壤重金属污染现状以及危害 1.1 土壤重金属污染现状
土壤重金属污染指的是土壤中的各种重金属元素超标，超过土壤能够承受的极限值，重金属超标对于土壤的自循环能力有很大影响。据统计，当前我国被污染的土壤面积达到 5 000 万亩，土壤中出现的重金属元素主要有汞、镉、铅、铬、锌、铜等元素。近年来，土壤中的重金属元素含量还呈现逐渐上升的趋势。影响土壤中重金属元素含量变化的主要因素有两个，第一，由于自然环境的影响，成土母质在风化过程中会自然积累一些重金属元素，在风和水的作用下，经过物理变化和化学变化，土壤中的重金属元素含量会发生改变。第二，人类活动导致土壤中的重金属含量逐渐增加，尤其是随着工业发展速度逐渐加快，其对土壤带来的危害越来越严重。例如，化学工业制造、金属矿山开采、日常生活废水排放以及农业生产中的农药和化肥的不规范使用等，导致土壤的重金属含量逐渐增加。 1.2 土壤重金属污染的特点 1.2.1 隐蔽性
土壤污染与其他环境污染不同，具有一定的隐蔽性，而大气污染、水污染等都十分明显，一旦出现污染会立即表现出来。土壤污染的呈现速度缓慢，单凭肉眼很难观察出土壤污染的情况以及程度，人们必须通过实验室检测才能知晓土壤污染情况。 1.2.2 不可逆性
在土壤污染中最主要的就是重金属污染，重金属对土壤的污染是一个不可逆的过程，受到污染的土壤需要花费很长时间才能将重金属元素消解。 1.2.3 长期性
在土壤被重金属元素污染的过程中，这些污染元素一般都呈现垂直递减分布，很难从根本上进行治理。随着时间的推移，土壤的重金属污染深度会逐渐加深，影响更加恶劣。 1.2.4 难治理性 与大气污染和水污染相比，土壤污染的治理难度更大。通常，人们需要通过物理手段、化学手段和生物手段的综合治理才能达到比较良好的治理效果。 1.3 土壤污染的危害
土壤重金属污染的危害十分严重，部分重金属元素可以被农作物吸收，在长期生长过程中，农作物中的重金属元素会逐渐富集起来，然后经过食物链进入人体，对人体的健康造成极大威胁。另外，我国土壤资源有限，土壤污染使得可以利用的土壤资源变得越来越少，极大地影响了我国的农业生产。土壤污染的治理时间十分长，其产生的危害不可逆，严重影响我国经济的可持续发展。
2 土壤重金属污染的防治措施
土壤重金属污染防治是当前环境保护的重点任务。由于土壤重金属污染十分严重，人们想要对土壤污染进行根治，一方面要加强对现有污染的治理，另一方面要加强对土壤污染的防范，从根本上减少土壤污染危害，做到防治结合。 2.1 土壤重金属污染的预防措施 2.1.1 加大环境监管和治理力度 土壤污染的防治要从预防着手，提高社会大众的环境保护意识，从根本上减少各种污染物的排放，从而不断减少土壤重金属污染。监督部门应加大环境监管力度，查找土壤重金属污染的主要污染源，对症下药，从根本上杜绝土壤重金属污染，严格控制各种污染物的随意排放[2]。另外，人们必须加强农业环境监测，尤其是针对土壤污染灌溉区，必须要加强动态监测与管理，充分了解土壤中的重金属污染成分以及各种污染元素的含量变化情况，为污染防治做好准备。
2.1.2 科学地开展农业生产种植
农业生产过程中的不规范操作是造成土壤重金属污染的重要原因。在农业生产过程中，人们必须加强科学种植理念的推广，使得农业生产能够做到安全、规范，减少对土壤的危害。例如，农业生产部门要加强对农民的教育，引导他们树立绿色无公害生产理念，在农业生产过程中减少对农药、化肥的使用，即使使用这些物质也要了解用量和使用方法，按照规范使用，防止对土壤带来危害。另外，农药生产企业要加强对各种低毒、高效、环境友好型农药的研发，严格控制农药的使用方法，减少重金属污染。 2.1.3 加强土壤环境监测数据共享
环境污染是经济建设过程中必须要解决的问题，人们必须要加强土壤环境监测，不断完善土壤环境监测管理体系，提高土壤环境监测水平。在具体的实施过程中，人们可以从以下方面着手：第一，建立统一的管理机制。在土壤环境监测过程中，可以建立统一的工作机制，由环境监管部门承担主要责任，对土壤环境监测工作进行总体安排，然后对各个部门的责任进行明确，使得土壤污染防治工作可以顺利开展[3]。第二，要建立土壤环境监测管理数据的共享平台。在土壤环境监测过程中，不同的部门承担的责任不同，比如，农业部门有责任加强对农民的教育，减少农业生产对土壤的危害，工业监管部门要加强对工厂的监管，防止污水随意排放。不同的部门应该从不同角度对环境进行监测，以获得更加全面的监测信息，同时，各个部门要加强沟通与合作，实现信息共享，为各个部门制定土壤环境保护方案提供充足的数据支持。
2.2 土壤重金属污染的治理措施 当前，人们可以综合运用物理防治技术、化学防治技术和生物防治技术等手段对土壤重金属污染进行处理。
2.2.1 土壤物理修复技术
土壤物理修复技术指的是根据土壤自身的理化特性以及重金属污染情况，通过物理方法对各种污染进行处理的过程。其中最常见的方法是换土、深耕翻土。这些措施需要耗费大量的人力、财力和物力，却只能实现表面治理，不能达到根治目的。电动修复法也是比较常用的方法，指的是利用电池原理，在电场作用下让重金属离子开始迁移，使得重金属离子可以富集到电极，即处在土壤表层，然后将这些金属离子去除。此外，在土壤处理过程中，人们还可以使用固定 / 稳定化修复方法对各种无机污染杂质进行清除，这种方法的成本较低，处理设备便于移动，稳定性很强。 2.2.2 化学修复技术
化学修复技术指的是将修复剂添加到土壤中使得重金属元素和化学修复剂发生化学反应，将重金属元素去除，或者降低土壤中的重金属元素含量的方法。化学修复法技术的种类也有很多，如土壤淋法、原位化学氧化修复技术、溶剂浸提法等。其中，土壤淋洗能够对大面积污染进行清理，但是对于一些渗透效果不佳的土壤，其处理效果不好;原位化学氧化修复技 术主要利用各种化学试剂与重金属元素进行反应达到污染治理的目的，这种方法虽然可以对土壤中的重金属元素进行处理，但是很可能会产生有毒气体[4]。 2.2.3 生物修复技术
生物修复技术指的是利用生物的生命代谢活动对土壤中的各种有毒物质进行清除的过程，治理成本较低，管理技术也比较简单，其中用于土壤修复的物质有微生物、植物等。近年来，我国还积极加强对动物修复技术的研究，如蚯蚓。人们发现，蚯蚓对重金属元素有一定的忍耐能力，可以不断吞食土壤中的有机质，而且蚯蚓利用自身的酶系统，可以产生有利于土壤环境的有机无机复合肥，很好地促进土壤金属形态的转换，使得土壤的养分得到循环，还改善了土壤环境。 3 结语
当前，我国环境污染十分严重，在经济社会发展过程中，人们必须加强环境保护力度。土壤重金属污染的危害广泛而严重，人们要积极加强对土壤环境污染的防治，综合运用物理、化学和生物等防治手段，对土壤环境进行综合治理，同时要加强对群众的教育，从根本上减少土壤重金属污染。
长沙环境保护职业技术学院 周 敏 王安群
1. 前言
地球岩石圈经历了千百万年的漫长的地质变化后才形成了土壤。土壤和人类之间保持着一种自然平衡关系，土壤和其他环境因素一样对人类起作用，人类活动也可以影响土壤环境，他们之间互相依赖、互相制约、紧密地联系在一起，人通过生产活动从自然界取得资源和能量，再以“三废”形式向土壤系统排放，造成土壤污染，然后被植物吸收并在体内积累，人吃了污染的粮食、蔬菜等食物后，重金属元素就在人体蓄积，产生各种危害，所以充分认识土壤污染及危害，保护土壤，防治污染是十分重要的任务。
2. 土壤重金属污染 2.1. 概论
在土壤的无机污染物中，突出表现为重金属的污染。重金属不能为土壤微生物所分解，而易于积累，转化为毒性更大的甲基化合物，甚至有的通过食物链以有害浓度在人体内蓄积，严重危害人体健康。土壤重金属污染物主要有铅、镉、汞、砷、铬、铜、铁、锌等，砷虽不属于重金属，但因其行为与来源及危害都与重金属相似，故通常列入重金属类进行讨论。就对植物需要而言，可分为两类：一类是植物生长发育不需要的元素，而对人体健康危害比较明显，如镉、汞、铅等，另一类是植物正常发育所需元素，且对人体又有一定生理功能，如铜、锌等，但过多会发生污染，妨碍植物生长发育。同种金属，由于它们在土壤中存在的形态不同，其迁移转化特点和污染性质也不同，因此在研究土壤中重金属的危害时，不仅要注意它们的总含量，还必须重视各种形态的含量。
2.2. 汞
土壤的汞污染主要来自于污染灌溉、燃煤、汞冶炼厂和汞制剂厂(仪表、电气、氯碱工业)的排放。如一个700兆瓦的热电站，每天可排放汞215公斤，估计全世界仅由燃煤而排放到大气中的汞，一年就有3000吨左右。含汞颜料的应用、用汞做原料的工厂、含汞农药的施用等也是重要的汞污染源。汞进入土壤后95%以上能迅速被土壤吸持或固定，这主要是土壤的粘土矿物和有机质有强烈的吸附作用，因此汞容易在表层积累，并沿土壤的纵深垂直分布递减。土壤中汞的存在形态有金属汞、无机态与有机态，并在一定条件下相互转化。在正常EH和pH范围内，汞能以零价状态存在是土壤中汞的重要特点。植物能直接通过根系吸收汞，在很多情况下，汞化合物可能是在土壤中先转化为金属汞或甲基汞后才能被植物吸收。无机汞有HgSO
4、Hg OH
2、HgCl
2、HgO，它们因溶解度低，在土壤中迁移转化能力很弱，但在土壤微生物作用下，转化为具有剧烈毒性的甲基汞，也称汞的甲基化。微生物合成甲基汞在好氧或厌氧条件下都可以进行。在好氧条件下主要形成脂溶性的甲基汞，可被微生物吸收、积累而转入食物链，造成对人体的危害;在厌氧有酶催化下，主要形成二甲基汞，它不溶于水，在微酸性环境中，二甲基汞也可转化为甲基汞。汞对植物的危害因作物的种类不同而异，汞在一定浓度下使作物减产，较高浓度下甚至可使作物死亡。植物吸收和累积与汞的形态有关，其顺序是：氯化甲基汞>氯化乙基汞>醋酸苯汞>氯化汞>氧化汞>硫化汞。不同植物对汞吸收能力是：针叶植物>落叶植物;水稻>玉米>高果>小麦;叶菜类>根菜类>果菜类。土壤中汞含量过高，汞不但能在植物体内累积，还会对植物产生毒害，引起植物汞中毒，严重情况下引起叶子和幼蕾掉落。汞化合物侵入人体，被血液吸收后可迅速弥散到全身各器官，当重复接触汞后，就会引起肾脏损害。
2.3. 镉
镉主要来源于镉矿、冶炼厂。因镉与锌同族，常与锌共生，所以冶炼锌的排放物中必有ZnO、CdO，它们挥发性强，以污染源为中心可波及数千米远。镉工业废水灌溉农田也是镉污染的重要来源。镉被土壤吸附，一般在0-15cm的土壤层累积，15cm以下含量显著减少。土壤中的镉以CdCO
3、Cd PO4
2、及Cd OH 2的形态存在，其中以CdCO3为主，尤其是在pH>7的石灰性土壤中，土壤中的镉的形态可划分为可给态和代换态，它们易于迁移转化，而且能被植物吸收，不溶态镉在土壤中累积，不易被植物吸收，但随环境条件的改变二者可互相转化。如土壤偏酸时，镉的溶解度增高，而且在土壤中易于迁移;土壤处于氧化条件下(稻田排水期及旱田)镉也易变成可溶性，被植物吸收也多。土壤对镉有很强的吸着力，因而镉易在土壤中造成蓄积。镉在土壤中吸附迁移还受伴随离子如Zn2+、Pb2+、Cu2+、Fe2+、Ca2+等的影响，如锌的存在就可抑制植物对镉的吸收。
镉是植物体不需要的元素，但许多植物均能从水中和土壤中摄取镉，并在体内累积。累积量取决于环境中的镉的含量和形态。镉在植物各部分分布基本上是：根>叶>枝的干皮>花、果、籽粒。水稻研究表明同样规律，即主要在根部累积，为总量的82.5%，地上部分仅占17.5%，其顺序：为根>茎叶>稻米>糙米。
土壤中过量的镉，不仅能在植物体内残留，而且也会对植物的生长发育产生明显的危害。镉能使植物叶片受到严重伤害，致使生长缓慢，植株矮小，根系受到抑制，造成生物障碍，降低产量，在高浓度镉的毒害下发生死亡。
镉对农业最大的威胁是产生“镉米”、“镉菜”，人食用这种被镉污染的农作物，则会得骨痛病。另外，镉会损伤肾小管，出现糖尿病，镉还会造成肺部损害，心血管损害，甚至还有致癌、致畸、致突变[2]的报道。
2.4. 铅
铅是土壤污染较普遍的元素。污染源主要来自汽油里添加抗爆剂烷基铅，汽油燃烧后的尾气中含大量铅，飘落在公路两侧数百米范围内的土壤中。另外矿山开采、金属冶炼、煤的燃烧等也是重要的污染源。在矿山、冶炼厂附近土壤含铅量高达1500mg/kg以上[3]。随着我国乡镇企业的快速发展，“三废”中的铅也大量进入农田，一般进入土壤中的铅在土壤中易与有机物结合，不易溶解，土壤铅大多发现在表土层，表土铅在土壤中几乎不向下移动。
植物对铅的吸收与积累，决定于环境中铅的浓度、土壤条件、植物的叶片大小和形状等。植物吸收的铅主要累积在根部，只有少数才转移到地上部分。积累在根、茎和叶内的铅，可影响植物的生长发育，使植物受害。铅对植物的危害表现为叶绿素下降。阻碍植物的呼吸及光合作用。谷类作物吸铅量较大，但多数集中在根部，茎秆次之，籽实较少。因此，铅污染的土壤所生产的禾谷类茎秆不易作饲料。
铅对动物的危害则是积累中毒。铅是作用于人体各个系统和器官的毒物，能与体内的一系列蛋白质、酶和氨基酸内的官能团络合，干扰机体多方面的生化和生理活动，导致对全身器官产生危害。
2.5. 铬
铬的污染源主要是铬电镀、制革废水、铬渣等。铬在土壤中主要有两种价态：Cr+6和Cr3+。土壤中主要以三价铬化合物存在，当它们进入土壤后，90%以上迅速被土壤吸附固定，在土壤中难以再迁移。Cr+6毒性大，其毒害程度比Cr3+大100倍。而Cr3+则恰恰相反，Cr3+主要存在于土壤与沉积物中。土壤胶体对三价铬具有强烈的吸附作用，并随pH的升高而增强。土壤对六价铬的吸附固定能力较低，仅有8.5%~36.2%。不过普通土壤中可溶性六价铬的含量很小，这是因为进入土壤中的六价铬很容易还原成三价铬，这其中，有机质起着重要作用，并且这种还原作用随着pH的升高而降低。值得注意的是，实验已证明，在pH6.5—8.5的条件下，土壤的三价铬能被氧化为六价铬，同时，土壤中存在氧化锰也能使三价铬氧化成六价铬，因此，三价铬转化成六价铬的潜在危害不容忽视。
植物对铬的吸收，95%蓄积于根部。据研究，低浓度Cr+6能提高植物体内酶活性与葡萄糖含量，高浓度时，则阻碍水分和营养向上部输送，并破坏代谢作用。
铬对人体与动物也是有利有弊。人体含铬过低会产生食欲减退等症状。而Cr+6具有强氧化作用，对人体主要是慢性危害，长期作用可引起肺硬化、肺气肿、支气管扩张，甚至引发癌症[5]。
2.6. 砷
土壤砷污染主要来自大气降尘、尾矿与含砷农药，燃煤是大气中砷的主要来源。通常砷集中在表土层10cm左右，只有在某些情况下可淋洗至较深土层，如施磷肥可稍增加砷的移动性。土壤中砷的形态按植物吸收的难易划分，一般可分为水溶性砷、吸附性砷和难溶性砷，通常把水溶性砷、吸附性砷总称为可给性砷，是可被植物吸收利用的部分。土壤中砷大部分为胶体吸收或和有机物络合——螯合或和磷一样与土壤中铁、铝、钙离子相结合，形成难溶化合物，或与铁、铝等氢氧化物发生共沉。pH和EH值影响土壤对砷的吸附，pH值高，土壤砷吸附量减少而水溶性砷增加;土壤在氧化条件下，大部分是砷酸，砷酸易被胶体吸附，而增加土壤固砷量。随EH降低，砷酸转化为亚砷酸，可促进砷的可溶性，增加砷害。植物在生长过程中，吸收有机态砷后可在体内逐渐降解为无机态砷。砷可通过植物根系及叶片的吸收并转移至体内各部分，砷主要集中在生长旺盛器官。作物根茎叶、籽粒含砷量差异很大，如水稻含砷量分布顺序是稻根>茎叶>谷壳>糙米，呈自下而上递降变化规律。
砷中毒可影响作物生长发育，砷对植物危害的最初症状是叶片卷曲枯萎，进一步是根系发育受阻，最后是植物根、茎、叶全部枯死。 砷对人体危害很大，在体内有明显的蓄积性，它能使红血球溶解，破坏正常的生理功能，并具有遗传性、致癌性和致畸性等[5]。
3. 治理措施
土壤受污染后，蓄积在土壤中的有害物质能迁移到水、空气和植物中，最终进入人体。土壤污染一旦形成，就会造成长远的影响，而且难以消除。因此，我们应以“预防为主”，积极做好土壤的保护工作。
土壤污染的防护要采取综合措施，首先要控制和消除土壤的污染源，同时对已经污染的土壤采取措施，消除土壤中的污染物或控制污染物迁移转化，使其不能进入食物链。
生物防治土壤污染物质可通过生物降解或植物吸收而净化土壤。如羊齿铁角蕨属的一种植物，有较强的吸收土壤重金属能力，对土壤中镉的吸收率可达到10%，连种多年可使土壤镉含量降低50%。
施加抑制剂轻度污染的土壤，施加某种抑制剂，可改变污染物在土壤中的迁移转化，减少作物吸收，如使用石灰可增加土壤pH，使铜、锌、汞、镉等金属或氢氧化物沉淀。据实验，施用石灰后稻米含镉量可降低30%。碱性磷酸盐可与土壤中的镉形成磷酸镉沉淀，对消除镉污染具有重要意义。
增施有机肥有机胶体和粘土矿物胶体，对土壤中重金属和农药有一定吸附力。因此增加土壤有机质，改良砂性土壤，能促进土壤对土壤有毒物的吸附作用，增加土壤容量，提高土壤的自净能力。
加强水浆管理水稻土壤的氧化还原状态可影响水稻土中重金属的迁移转化。淹水可明显抑制水稻对镉、铜、铅、锌的吸收，落干将促进水稻的吸收。
客土、深翻被重金属严重污染的土壤，若面积不大，可用客土换土法，对换出土壤要妥善处理，防止次生污染。亦可将污染土壤翻到下层，深埋程度以不污染作物而定。
参考文献
[1]吴沈春等环境与健康北京人民卫生出版社1982.9 [2]陈炳卿等食品污染与健康北京化学工业出版社.环境科学与工程出版中心2002.7 [3]刘静玲等环境污染与控制北京化学工业出版社.环境科学与工程出版中心2001.2 [4]胡望钧等常见有毒化学品环境事故应急处置技术与监测方法北京中国环境科学出版社1993.3 [5]徐厚恩等中国污染物有毒危险性评价北京北京医科大学.中国协和医科大学联合出版社1997.5
1、颗粒物质
颗粒物质是漂浮在大气中的固体和液体微粒。
危害：大气中的颗粒物质能散射和吸收阳光，使可见度降低，影响交通，增加汽车与航空事故。颗粒物质会使云雾增多，我国许多城市雾天增多，也是大气污染的后果之一。
颗粒物质对植物的危害：能堵塞叶子上的气孔，抑制叶片的呼吸作用，同时妨碍光合作用，抑制植物生长等。
颗粒物质产生的最大危害是有损人体健康，许多研究证明，城市颗粒物质浓度越高，死亡率和发病率也越高，其中呼吸道疾病特别是气管炎、肺气肿等慢性病。
2、硫氧化物
大气中的硫氧化物大部分来自煤和石油的燃烧。
危害：硫氧化物对人体的危害主要是刺激人的呼吸系统。
3、氮氧化物
造成大气污染的氮氧化物主要是一氧化氮和二氧化氮。这些氮氧化物主要是燃料在空气中燃烧时产生的高温，使空气中的氮气与氧气发生反应，其次是制造硝酸、氮肥等工厂排出的氮氧化物。
危害：当它转变成二氧化氮时，就具有腐蚀性和生理刺激作用，因而有害。氮氧化物由于参与光化学烟雾和酸雨的形成而危害性更大。
4、一氧化碳
一氧化碳是排放量最大的大气污染物之一，它主要是碳氢化合物在空气中燃烧不完全时的产物。
危害：一氧化碳对人类和动物的毒性作用是由于它与血液中的血红蛋白的结合力要比氧气与血红蛋白的结合力大200~300倍。
一氧化滩对支配肌肉运动的神经末稍会起麻痹的作用。
5、碳氢化合物
污染大气的碳氢化合物主要是由于广泛应用石油、天然气作为燃料和工业原料而造成的。在城市里，有一半以上的碳氢化物是由车辆排出的。其次是石油化工生产和以石油作溶剂的油漆、涂料、油墨等在制造和使用过程中碳氢化合物蒸发逸出。
生活废气主要指人类活动不仅包括生产活动，而且也包括生活活动，如做饭、取暖、交通等排放出的气体。
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