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摘要本文概述了了土壤中铅的来源分布和危害，介绍了土壤中铅的监测和修复方法。
关键词土壤铅监测修复
1 前言
土壤——人类赖以生存的重要自然资源，人类生态环境的重要组成部分。随着人口的增加和经济的发展，工业、城市污染的加剧和农用化学物质种类、数量的增加，土壤重金属污染日益严重。尤其是铅污染，因其首先危害到胎儿，其次是幼儿，再其次才是成人和老人[1]，更决定了我们不能忽视其监测与治理。
2 铅的来源与分布
20世纪以来，工业生产向环境排放含铅污染物量急剧增多。全世界每年铅消耗量约为400万吨，其中约有40%用于制造蓄电池，约25%以烷基铅的形式加入到汽油中作为防爆剂，其他主要用于建筑材料、电缆外套、制造弹药等方面。这些铅约1/4被重新回收利用，其余大部分以各种形式排放到环境中造成污染。土壤中的铅污染主要来源于大气中含铅尘粒的降落、含铅废渣的堆放、含铅污水灌溉农田、含铅污泥作肥料使用等。
3铅的危害及表现
一般进入土壤中的铅在土壤中易与有机物结合，极不易溶解，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。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，籽实中较少。因此铅污染的土壤所生产的禾谷类茎秆不宜作饲料。铅对动物的危害则是累积中毒。人体中铅能与多种酶结合从而干扰有机体多方面的生理活动，导致对全身器官产生危害[2]。
由于铅广泛存在于环境中，机体可通过食品、引水、吸烟、大气等途径摄入铅，但人体所摄入的铅主要来自于食品。Kehoe计算平均每个美国人每天从食品中摄入的铅量约0.3mg。从水中和其他饮料以及污染的大气中摄入的铅约0.1mg。铅的摄入量取决于食物的摄入量和污染食物中铅的含量。
环境中的烷基铅可经呼吸道、消化道和皮肤吸收进入体内。经消化道摄入的铅，约有5%～10%主要在十二指肠被吸收，经过肝脏后，部分随胆汁再次排入肠道中。铅在体内易蓄积在骨骼之中。儿童在铅吸收率要比成人高出4倍以上。当人体中摄入多量铅后，主要对血液循环、神经、消化和泌尿系统产生毒性效应。
总而言之，铅污染已经成为我国乃至世界的一种潜在威胁，尤其其对于儿童的强大的危害，更迫使我们注意铅的污染范围和程度，加快进行对于铅的监测和治理方法。
4土壤中铅的测定方法
在我国现行执行的《土壤环境质量标准》的规定中，铅属于土壤中优先监测物和常规监测项目。土壤中铅的测定方法很多，例如利用混酸消化土样，火焰原子吸收测定的方法。该方法快速简便，干扰小，靈敏度、准确度完全能达到测定的要求[7]。氢化物原子荧光光谱法测定土壤中的铅，该方法也具有灵敏度高，抗干扰力强，仪器相对较便宜等优点。
5修复技术
铅污染土壤的修复可以分为两大类：物理化学修复技术和生物修复技术。物理化学修复技术又可分为隔离包埋技术、固化稳定技术、化学稳定技术和电动修复技术等。生物修复技术又可分为微生物修复技术和植物修复技术等。
5.1 隔离包埋技术
该法采用物理方法将铅污染土壤与其周围环境隔离开来，减少铅对周围环境的污染或增加铅的土壤环境容量。具体措施为：以钢铁、水泥、皂土或灰浆等材料，在污染土壤四周修建隔离墙，并防止污染地区的地下水流到周围地区。其中以水泥最为便宜，应用也最为普遍。
5.2 固化稳定技术
固化稳定技术包括两个方面：采用化学方法降低铅在土壤中的可溶性和可提取性，同时采用物理方法将污染土壤包埋在一个坚固基质中。Wheeler报道[3]将水泥、炉渣和石灰混合物加入污染土壤中，搅拌均匀凝固之后，形成一个大石块，将污染土壤包埋在其中。也有人采用电导产热原理给土壤加热升温，当土壤冷却后，土壤凝固成玻璃样块状结构，称之为玻璃化。该方法包括三个具体步骤：(1)在土壤两端插上电极电流通过土壤形成环路，土壤温度上升并熔化。(2)在自然冷却过程中，土壤凝固形成玻璃样土块。(3)在土块上覆盖一层干净土壤。这一技术已经实际应用于铅污染土壤的修复。
5.3 化学稳定技术
化学稳定技术就是应用化学反应将污染土壤中的重金属氧化或还原，从而达到降低土壤中重金属的活性。对于铅污染土壤，可用还原剂将铅离子还原，以减少土壤中铅的可提取量。初步研究表明，施用石灰调节土壤pH可降低铅在土壤中的溶解度，减少植物对铅的吸收。研究表明，施用羟基磷灰石、水合氧化锰、磷灰岩也可促使铅的沉淀，减少土壤中的可溶态和可提取态铅。Vidac和Pohland已将这一技术运用于地下水的修复。
5.4 电动修复技术
在污染土壤两端插上电极，接通电源后，土壤中的带电粒子向电性相反的电极移动，最终积聚或沉淀在电极上，以达到清除污染土壤中重金属的目的。在欧洲，这一技术不仅应用于铅污染土壤，同时也应用于铜、锌、铬、镍和镉等污染土壤的修复。
5.5 微生物修复技术
微生物修复主要是借助微生物的生化反应来消除或稳定环境中的有害物质。根据原理不同可分为生物还原沉淀、生物甲基化和生物吸附三种。生物还原沉淀是应用硫酸还原菌（SRB）将硫酸根还原为HS-再与铅生成不溶性的Pb2S。生物甲基化是利用微生物将土壤中的重金属甲基化，甲基化的金属更容易蒸发，可作为Pyrometallurgical Separation的预处理。生物吸附是利用细菌细胞和藻类来吸附地下水或其他污染水体中的有害物质。
5.6 植物提取修复技术
植物提取修复技术主要是利用超积累植物，将土壤中各种过量元素或化合物大量转移到植株体内特别是地上部分，从而修复污染土壤。超积累植物相当于一个太阳能驱动泵将土壤中的过量元素不断泵到植株体内。植物修复的成本较低，据美国Cunningham等研究，种植管理的费用在每公顷200～10000美元之间，即每年每立方米的处理费用为0.02～1.00美元，比物理化学处理的费用低几个数量级。
参 考 文 献
1 踩在脚下的“定时炸弹”,科学网
2土壤中的重金属的污染与危害,中国科普城
3Wheeler P. Leach repellent [J] Ground Engng. 1995, 28 : 20～22
关键词土壤铅监测修复
1 前言
土壤——人类赖以生存的重要自然资源，人类生态环境的重要组成部分。随着人口的增加和经济的发展，工业、城市污染的加剧和农用化学物质种类、数量的增加，土壤重金属污染日益严重。尤其是铅污染，因其首先危害到胎儿，其次是幼儿，再其次才是成人和老人[1]，更决定了我们不能忽视其监测与治理。
2 铅的来源与分布
20世纪以来，工业生产向环境排放含铅污染物量急剧增多。全世界每年铅消耗量约为400万吨，其中约有40%用于制造蓄电池，约25%以烷基铅的形式加入到汽油中作为防爆剂，其他主要用于建筑材料、电缆外套、制造弹药等方面。这些铅约1/4被重新回收利用，其余大部分以各种形式排放到环境中造成污染。土壤中的铅污染主要来源于大气中含铅尘粒的降落、含铅废渣的堆放、含铅污水灌溉农田、含铅污泥作肥料使用等。
3铅的危害及表现
一般进入土壤中的铅在土壤中易与有机物结合，极不易溶解，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。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，籽实中较少。因此铅污染的土壤所生产的禾谷类茎秆不宜作饲料。铅对动物的危害则是累积中毒。人体中铅能与多种酶结合从而干扰有机体多方面的生理活动，导致对全身器官产生危害[2]。
由于铅广泛存在于环境中，机体可通过食品、引水、吸烟、大气等途径摄入铅，但人体所摄入的铅主要来自于食品。Kehoe计算平均每个美国人每天从食品中摄入的铅量约0.3mg。从水中和其他饮料以及污染的大气中摄入的铅约0.1mg。铅的摄入量取决于食物的摄入量和污染食物中铅的含量。
环境中的烷基铅可经呼吸道、消化道和皮肤吸收进入体内。经消化道摄入的铅，约有5%～10%主要在十二指肠被吸收，经过肝脏后，部分随胆汁再次排入肠道中。铅在体内易蓄积在骨骼之中。儿童在铅吸收率要比成人高出4倍以上。当人体中摄入多量铅后，主要对血液循环、神经、消化和泌尿系统产生毒性效应。
总而言之，铅污染已经成为我国乃至世界的一种潜在威胁，尤其其对于儿童的强大的危害，更迫使我们注意铅的污染范围和程度，加快进行对于铅的监测和治理方法。
4土壤中铅的测定方法
在我国现行执行的《土壤环境质量标准》的规定中，铅属于土壤中优先监测物和常规监测项目。土壤中铅的测定方法很多，例如利用混酸消化土样，火焰原子吸收测定的方法。该方法快速简便，干扰小，靈敏度、准确度完全能达到测定的要求[7]。氢化物原子荧光光谱法测定土壤中的铅，该方法也具有灵敏度高，抗干扰力强，仪器相对较便宜等优点。
5修复技术
铅污染土壤的修复可以分为两大类：物理化学修复技术和生物修复技术。物理化学修复技术又可分为隔离包埋技术、固化稳定技术、化学稳定技术和电动修复技术等。生物修复技术又可分为微生物修复技术和植物修复技术等。
5.1 隔离包埋技术
该法采用物理方法将铅污染土壤与其周围环境隔离开来，减少铅对周围环境的污染或增加铅的土壤环境容量。具体措施为：以钢铁、水泥、皂土或灰浆等材料，在污染土壤四周修建隔离墙，并防止污染地区的地下水流到周围地区。其中以水泥最为便宜，应用也最为普遍。
5.2 固化稳定技术
固化稳定技术包括两个方面：采用化学方法降低铅在土壤中的可溶性和可提取性，同时采用物理方法将污染土壤包埋在一个坚固基质中。Wheeler报道[3]将水泥、炉渣和石灰混合物加入污染土壤中，搅拌均匀凝固之后，形成一个大石块，将污染土壤包埋在其中。也有人采用电导产热原理给土壤加热升温，当土壤冷却后，土壤凝固成玻璃样块状结构，称之为玻璃化。该方法包括三个具体步骤：(1)在土壤两端插上电极电流通过土壤形成环路，土壤温度上升并熔化。(2)在自然冷却过程中，土壤凝固形成玻璃样土块。(3)在土块上覆盖一层干净土壤。这一技术已经实际应用于铅污染土壤的修复。
5.3 化学稳定技术
化学稳定技术就是应用化学反应将污染土壤中的重金属氧化或还原，从而达到降低土壤中重金属的活性。对于铅污染土壤，可用还原剂将铅离子还原，以减少土壤中铅的可提取量。初步研究表明，施用石灰调节土壤pH可降低铅在土壤中的溶解度，减少植物对铅的吸收。研究表明，施用羟基磷灰石、水合氧化锰、磷灰岩也可促使铅的沉淀，减少土壤中的可溶态和可提取态铅。Vidac和Pohland已将这一技术运用于地下水的修复。
5.4 电动修复技术
在污染土壤两端插上电极，接通电源后，土壤中的带电粒子向电性相反的电极移动，最终积聚或沉淀在电极上，以达到清除污染土壤中重金属的目的。在欧洲，这一技术不仅应用于铅污染土壤，同时也应用于铜、锌、铬、镍和镉等污染土壤的修复。
5.5 微生物修复技术
微生物修复主要是借助微生物的生化反应来消除或稳定环境中的有害物质。根据原理不同可分为生物还原沉淀、生物甲基化和生物吸附三种。生物还原沉淀是应用硫酸还原菌（SRB）将硫酸根还原为HS-再与铅生成不溶性的Pb2S。生物甲基化是利用微生物将土壤中的重金属甲基化，甲基化的金属更容易蒸发，可作为Pyrometallurgical Separation的预处理。生物吸附是利用细菌细胞和藻类来吸附地下水或其他污染水体中的有害物质。
5.6 植物提取修复技术
植物提取修复技术主要是利用超积累植物，将土壤中各种过量元素或化合物大量转移到植株体内特别是地上部分，从而修复污染土壤。超积累植物相当于一个太阳能驱动泵将土壤中的过量元素不断泵到植株体内。植物修复的成本较低，据美国Cunningham等研究，种植管理的费用在每公顷200～10000美元之间，即每年每立方米的处理费用为0.02～1.00美元，比物理化学处理的费用低几个数量级。
参 考 文 献
1 踩在脚下的“定时炸弹”,科学网
2土壤中的重金属的污染与危害,中国科普城
3Wheeler P. Leach repellent [J] Ground Engng. 1995, 28 : 20～22