近年來(lái)，隨著現(xiàn)代工業(yè)和城市的發(fā)展，人類(lèi)與土壤的相互作用顯得越來(lái)越重要。過(guò)去由于人們的環(huán)保意識(shí)薄弱，只追求經(jīng)濟(jì)利益和近期目標(biāo)，忽視對(duì)環(huán)境的保護(hù)，使得各種對(duì)環(huán)境污染嚴(yán)重的重工業(yè)出現(xiàn)。工業(yè)生產(chǎn)中產(chǎn)生的廢氣、廢水、廢料等未經(jīng)嚴(yán)格處理就進(jìn)行排放，必然會(huì)對(duì)當(dāng)?shù)氐沫h(huán)境特別是對(duì)土壤環(huán)境造成嚴(yán)重的破壞[1]。

重金屬污染具有隱蔽性和潛伏性、不可逆性和長(zhǎng)期性以及后果的嚴(yán)重性等特點(diǎn)，治理難度很大。目前，國(guó)際上還沒(méi)有成熟的土壤重金屬污染的治理辦法，因此預(yù)防和監(jiān)測(cè)顯得尤為重要。筆者對(duì)德州市德城區(qū)街道塵土中鉛、鎘、砷、鉻、和汞進(jìn)行了測(cè)定與評(píng)價(jià)，并提出了相應(yīng)的污染防治對(duì)策。

1  實(shí)驗(yàn)過(guò)程

1.1  土壤采集

在德州市德城區(qū)的4條主要街道現(xiàn)場(chǎng)采集塵土樣品，分別隔500 m設(shè)置采樣點(diǎn)，每條街道設(shè)3個(gè)采樣點(diǎn)，共計(jì)12個(gè)采樣點(diǎn)，詳細(xì)記錄各個(gè)塵土樣品的采集地點(diǎn)、采集時(shí)間等數(shù)據(jù)。采樣點(diǎn)編號(hào)分別為：①天衢路(A)，包括德州農(nóng)校(A1)、十三局幼兒園(A2)、中國(guó)銀行(A3)3個(gè)樣品點(diǎn)；②湖濱北路(B)，包括湖濱北路派出所(B1)、德州財(cái)政局(B2)、德州百貨大樓(B3)3個(gè)樣品點(diǎn)；③三八路(C)，包括齊魯證券(C1)、德州衛(wèi)校(C2)、美食城(C3)3個(gè)樣品點(diǎn)；④大學(xué)路(D)，包括保龍倉(cāng)(D1)、蕭何莊(D2)、德州學(xué)院(D3)3個(gè)樣品點(diǎn)。街道塵土采樣按多點(diǎn)混合法，采樣深度為0～2 cm。

1.2  主要儀器及藥品

火焰原子吸收分光光度計(jì)；聚四氟乙烯杯；100目尼龍篩，20目尼龍篩；具塞三角瓶；電爐等。

鉛、鎘、砷、鉻、汞的標(biāo)準(zhǔn)溶液均以光譜純金屬(99.99%以上)配成；濃硝酸、氫氟酸、高氯酸、鹽酸等均為分析純；濃硫酸、硼氫化鉀、氫氧化鉀、硫脲均為化學(xué)純；實(shí)驗(yàn)用水為二次蒸餾水。

1.3  測(cè)定過(guò)程

1.3.1  土壤前處理

取風(fēng)干后的土壤樣品200 g碾碎，過(guò)1mm的尼龍篩。篩選出的土壤樣品繼續(xù)碾碎，過(guò)0.25 mm的尼龍篩。稱(chēng)取篩選出的土壤樣品1 .00 g，加濃硝酸20 mL，高氯酸5 mL，電爐上微火加熱消煮，蒸發(fā)至約5 mL時(shí)取下冷卻，加氫氟酸5 mL，電爐上繼續(xù)消煮，蒸發(fā)至近干。消化完畢用1∶2（鹽酸與水的體積比）鹽酸10 mL溶解，然后用二次蒸餾水洗入100 mL容量瓶中，冷卻后稀釋至刻度，過(guò)濾于150 mL具塞三角瓶中，吸取10 mL于25 mL容量瓶中，用二次蒸餾水定容后用于測(cè)定。

1.3.2  鉛、汞、鉻、鎘、砷的測(cè)定 (標(biāo)準(zhǔn)曲線法)

將鎘、鉻、銅、鉛、鋅標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備液配成一系列濃度(10、20、40、80 ug/L)的混合標(biāo)準(zhǔn)溶液(含體積分?jǐn)?shù)10%的鹽酸)，用原子吸收分光光度計(jì)分別測(cè)定其吸光度值，繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線。然后測(cè)定樣品中各待測(cè)元素的吸光度，從相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)曲線上得出元素含量。

原子吸收分光光度計(jì)工作條件見(jiàn)表1。

表1 儀器工作條件

2  結(jié)果與討論

2.1  測(cè)定結(jié)果

德州市德城區(qū)街道塵土樣品中5種金屬元素測(cè)定結(jié)果見(jiàn)表2和表3。

2.2  討　論

土壤環(huán)境質(zhì)量評(píng)價(jià)一般采用單因子指數(shù)法[2]。通過(guò)單因子評(píng)價(jià)，可以確定主要污染物

表2　德州市德城區(qū)街道塵土重金屬質(zhì)量濃度1）　      mg/kg-

注：1）“－”表示質(zhì)量濃度在檢測(cè)限以下。

表3　德州市德城區(qū)街道塵土中重金屬平均質(zhì)量濃度1）  　   mg/kg-

注：1）質(zhì)量濃度在檢測(cè)限以下的以0計(jì)。

以及污染程度。它一般以污染指數(shù)表示，借以消除量綱，便于各污染物之間的比較分析。

單因子指數(shù)法：  Pi = Ci / Si

式中：Pi為污染物i的單項(xiàng)污染指數(shù)；Ci為污染物i的實(shí)測(cè)質(zhì)量濃度，mg/kg；Si為污染物i的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，mg/kg。

當(dāng)Pi?1時(shí)，為污染；Pi?1時(shí)，為無(wú)污染。

從表3可以看出，不同街道塵土中5中重金屬的平均含量有著顯著差異，不繁華路段塵土中重金屬的平均含量比繁華路段低，其中最高的是湖濱北路，塵土中鉛含量是天衢路鉛含量的1.3倍，鎘含量則是大學(xué)路的２倍以上。經(jīng)單因子指數(shù)法計(jì)算得出鉛和鎘屬于輕微污染，砷、鉻和汞均無(wú)污染。此外，其中鉛和鉻、汞和鎘含量相似，其中前者含量較大，均在20 mg/kg以上，后者含量均在0.30 mg/kg以下?？梢?jiàn)市內(nèi)各街道的環(huán)境受到不同程度的重金屬污染，以商業(yè)繁華的湖濱北路最為嚴(yán)重，其生態(tài)環(huán)境狀況值得人們關(guān)注。

綜合以上分析，得出以下結(jié)論：

（1） 在調(diào)查的4條街道中，塵土中鉛和鎘屬于輕微污染，砷、鉻和汞均屬無(wú)污染，其中以湖濱北路污染最為嚴(yán)重，大學(xué)路鉛污染較嚴(yán)重，其他街道塵土重金屬含量相對(duì)較低。

（2）塵土中5種重金屬含量可歸為三類(lèi)：汞和鎘、鉻和鉛的含量分別相似，而鉻的含量為最大，且與前兩者相差較大，這5種重金屬在塵土中的含量大小依次為：{鉻}>{鉛，砷}>{鎘，汞}。

（3）4條街道中湖濱北路處于最繁華地段，塵土重金屬污染最為嚴(yán)重，鉛、鎘、鉻和砷的含量均為最高；大學(xué)路接近郊區(qū)，塵土重金屬污染最輕，汞、鎘、鉻和砷的含量均為最低。

（4）湖濱北路塵土重金屬污染偏重，應(yīng)該與其作為商業(yè)繁華中心有關(guān)；大學(xué)路作為交通干道，尤其是大型貨車(chē)較多，表現(xiàn)出偏重的鉛污染水平。

3  污染防治對(duì)策

德州市德城區(qū)街道塵土中以鉛、鎘污染為主，屬于中輕度生態(tài)危害，污染源為交通、工廠、醫(yī)院等。主要來(lái)源于汽車(chē)尾氣排放及汽車(chē)輪胎磨損產(chǎn)生的大量含重金屬的有害氣體和粉塵等。本次4條街道調(diào)查結(jié)果表明，市區(qū)內(nèi)車(chē)流量大并且經(jīng)常堵車(chē)的街道二側(cè)土壤中鉛、鎘測(cè)定結(jié)果比較高，而車(chē)流量雖大但交通比較順暢的街道二側(cè)土壤中鉛、鎘測(cè)定結(jié)果相對(duì)低。汽車(chē)廢氣是造成城市交通要道二側(cè)土壤中鉛污染的主要來(lái)源。汽車(chē)含鉛廢氣排出后，隨著空氣中的顆粒物沉降于地表。防止鉛污染的根本措施是禁止生產(chǎn)和使用含鉛低標(biāo)號(hào)汽油，盡量使用潔凈能源。此外，在城市市區(qū)路網(wǎng)改造中避免形成瓶頸路段，減少阻塞，保持交通通暢。同時(shí)提高道路綠化面積，種植耐旱耐鉛塵的植物和樹(shù)種。

從以上分析評(píng)價(jià)結(jié)果可看出，德州市德城區(qū)街道塵土受到了一定程度的重金屬污染，雖然污染較輕，但存在潛在污染可能，應(yīng)加強(qiáng)防范。

3.1  控制“三廢”排放量，消除污染源

（1）加強(qiáng)鄉(xiāng)鎮(zhèn)企業(yè)工業(yè)“三廢”排放量的管理，對(duì)工業(yè)“三廢”進(jìn)行回收處理、變廢為寶，加強(qiáng)污染物凈化處理，實(shí)現(xiàn)達(dá)標(biāo)排放，限制污染物的排放量及濃度。

（2）謹(jǐn)慎利用固體廢棄物，在采用工業(yè)廢渣作改土劑時(shí)，要檢測(cè)其中重金屬的含量，工業(yè)廢棄物與生活垃圾分開(kāi)處理、堆放。

（3）合理安排工業(yè)基地布局，工業(yè)區(qū)的設(shè)置應(yīng)遠(yuǎn)離居住區(qū)、商業(yè)區(qū)，在城區(qū)下風(fēng)向且遠(yuǎn)離城區(qū)的郊區(qū)開(kāi)發(fā)新工業(yè)區(qū)，以保證市區(qū)環(huán)境質(zhì)量達(dá)到國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，減少工業(yè)污染對(duì)人民生活的影響。

3.2  農(nóng)業(yè)生態(tài)修復(fù)

德城區(qū)街道塵土重金屬污染日益突出、污染源多而分散，導(dǎo)致污染的主要是工業(yè)和交通，因此污染防治難度較大。筆者認(rèn)為，解決污染問(wèn)題主要應(yīng)從兩方面著手，即一是“防”，二是“治”。

“防”的目的在于控制污染源，即通過(guò)調(diào)整產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、促進(jìn)企業(yè)技術(shù)改造和推行清潔生產(chǎn)。針對(duì)德州市區(qū)污染區(qū)，應(yīng)對(duì)工業(yè)“三廢”進(jìn)行規(guī)范化管理，實(shí)現(xiàn)達(dá)標(biāo)排放。

“治”即對(duì)目前已造成重金屬污染的街道表土進(jìn)行治理，如適量施用石灰增加土壤的pH。該方法只能改變重金屬在土壤中的存在形式，不能降低其實(shí)際含量。通過(guò)化學(xué)淋濾法、電化學(xué)等方法可清除和回收土壤中的重金屬，但此類(lèi)方法因成本高、操作不便、處理不完全或造成二次污染等原因而限制了其推廣應(yīng)用。

筆者認(rèn)為，植物修復(fù)技術(shù)治理城市街道土壤重金屬污染具有廣闊的應(yīng)用前景。國(guó)外示范性實(shí)驗(yàn)表明，十字花科植物遏藍(lán)菜（Thlaspcarulescens）具有很大的吸收鋅、鎘的潛力[4]，這是一種可在富含鋅、鉛、鎘和鎳的土壤上生長(zhǎng)的野生草本植物。在中國(guó)，1999年陳同斌等首次發(fā)現(xiàn)了砷的超富集植物蜈蚣草，其葉片含砷高達(dá)5 000 mg/kg[5]。劉小梅等[6]研究認(rèn)為，在汞污染的稻田中種苧麻對(duì)汞的凈化率達(dá)41%。印度芥菜適合鋅 500 mg/kg、鉛500 mg/kg、銅250 mg/kg中等污染土壤的修復(fù)，但在鎘250 mg/kg時(shí)，印度芥菜發(fā)生綠黃化中毒癥狀，說(shuō)明鎘與中等濃度的鋅、銅、鉛共存時(shí)毒害更嚴(yán)重[7]；蘇德純等[7]研究發(fā)現(xiàn)油口花籽對(duì)鎘的吸收能力遠(yuǎn)大于印度芥菜。

4  展望

土壤重金屬來(lái)源復(fù)雜，土壤中重金屬不同形態(tài)、不同重金屬之間及與其他污染物的相互作用產(chǎn)生各種復(fù)合污染的復(fù)雜性增加了對(duì)重金屬研究的難度，且重金屬對(duì)動(dòng)植物和人體的危害具有長(zhǎng)期性、潛在性和不可逆性。解決土壤重金屬的污染無(wú)論在深度還是廣度上都尚欠缺，許多問(wèn)題尚有待進(jìn)一步的研究，例如重金屬的土壤生態(tài)化學(xué)行為、修復(fù)技術(shù)的研究，包括動(dòng)物、植物和微生物修復(fù)技術(shù)，如何綜合運(yùn)用多種治理和修復(fù)技術(shù)，如何通過(guò)政策與科學(xué)技術(shù)的協(xié)調(diào)控制和治理土壤重金屬污染。因此，解決土壤重金屬的污染，還需要科研工作者不懈的努力。
參考文獻(xiàn)

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[5]  韋朝陽(yáng)，陳同斌．重金屬超富集植物及植物修復(fù)技術(shù)研究進(jìn)展[J]．生態(tài)學(xué)報(bào)，2001，7：1 196－1203.

[6]  劉小梅，吳啟堂，李秉滔．超富集植物治理重金屬污染土壤研究進(jìn)展．農(nóng)業(yè)環(huán)境科學(xué)學(xué)報(bào)，2003，22(5)：636－640.

[7]  蘇德純，黃煥忠．油菜作為超累積植物修復(fù)Cd 鎘污染土壤的潛力[J]．中國(guó)環(huán)境科學(xué)，2002，22（1）：48－51.

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