城市綠地重金屬污染與防治

城市綠地重金屬污染與防治李碩，盛恭勇，李明明

(1天津市地質(zhì)調(diào)查研究院，天津300191；2河南省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開(kāi)發(fā)局第三地質(zhì)勘查院，河南鄭州450000)

城市綠地是城市生態(tài)系統(tǒng)的重要部分，無(wú)論在實(shí)用性還是景觀舒適度方面對(duì)城市建設(shè)均有著無(wú)可替代的作用，改革開(kāi)放以來(lái)隨著城市化建設(shè)加快，環(huán)境意識(shí)的提高，專家學(xué)者在城市綠地環(huán)境與城市居民的相互關(guān)系方面做過(guò)諸多研究[1-3]，本文從重金屬污染角度，淺析城市綠地中存在的重金屬污染特點(diǎn)、污染來(lái)源、重金屬污染危害以及相應(yīng)防治措施，以期為城市綠地相關(guān)研究、決策參考及健康可持續(xù)發(fā)展提供一定的幫助。

1重金屬污染特點(diǎn)

土壤重金屬污染主要是密度大于4或者5的元素如汞(Hg)、鎘(Cd)、鉛(Pb)、砷(As)、鋅(Zn)、銅(Cu)、鈷(Co)、鉻(Cr)、鎳(Ni)、鐵(Fe)、錳(Mn)的污染[4]，具有隱蔽性強(qiáng)、可積累、毒性大、不易恢復(fù)的特點(diǎn)。

1.1隱蔽性強(qiáng)

不同于空氣污染、水體污染及有機(jī)污染，重金屬污染常常無(wú)色無(wú)味，以鎘(Cd)為例，含量單位為mg/kg，美國(guó)規(guī)定鎘的生態(tài)土壤篩選值[5]為32mg/kg，我國(guó)一類建設(shè)用地的管控值為47mg/kg，國(guó)家土壤環(huán)境二類標(biāo)準(zhǔn)限值為0.6mg/kg，除非專業(yè)儀器檢測(cè)，肉眼不能直接分辨。

1.2可積累

土壤重金屬一旦污染持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)，具有累積性，不易受淋濾作用影響，向周圍擴(kuò)散遷移緩慢，距離也短。

1.3毒性大

土壤中重金屬一旦進(jìn)入身體或人體長(zhǎng)期暴露在重金屬環(huán)境下，均會(huì)引起嚴(yán)重的身體危害。

1.4不易恢復(fù)

重金屬在綠地土壤中難以自行消解，一旦污染，修復(fù)成本高、難度大、周期也長(zhǎng)。

2重金屬污染來(lái)源

城市綠地土壤重金屬污染來(lái)源主要包括成土母質(zhì)、工業(yè)排放、交通尾氣、農(nóng)藥試劑等不當(dāng)使用、大氣沉降、垃圾亂堆亂放等六個(gè)方面[6-8]。

2.1成土母質(zhì)

成土母質(zhì)是綠地土壤的自然來(lái)源，主要由原巖經(jīng)風(fēng)化破碎后形成的碎屑物，是土壤形成的原始物質(zhì)、土壤的物質(zhì)基礎(chǔ)也是土壤背景值的主要影響因素。

2.2工業(yè)排放

由冶煉廠、鍍鋅廠、電池廠、加工廠等工業(yè)企業(yè)所排放的廢水、廢氣、廢渣，這些廢棄物中有大量有毒有害物質(zhì)，極易造成重金屬污染。

2.3交通尾氣

我國(guó)目前機(jī)動(dòng)車保有量和駕駛員總量穩(wěn)居世界第一，機(jī)動(dòng)車數(shù)量增加除了帶給人們帶來(lái)便利的同時(shí)，汽車尾氣也帶來(lái)大氣污染和道路兩旁綠地土壤重金屬含量提高。國(guó)內(nèi)外研究表明[9]，在車流量大的道路兩旁綠地重金屬含量明顯高于低流量道路綠地，并且重金屬含量隨著與道路間的距離增大而降低，常見(jiàn)的此類重金屬污染元素有鉛(Pb)、鉻(Cr)、鎘(Cd)、銅(Cu)和鋅(Zn)等。

2.4農(nóng)藥、試劑的不當(dāng)使用

隨著現(xiàn)代化程度的提高，在城市綠地養(yǎng)護(hù)過(guò)程中，常常施加農(nóng)藥、除草劑、殺蟲(chóng)劑、化肥等人工試劑，這些試劑的不當(dāng)使用會(huì)引起不同程度的土壤重金屬含量提高，造成鉛、砷、汞、鎘等的污染。

2.5大氣沉降

在冶煉、運(yùn)輸、燃煤以及加工生產(chǎn)過(guò)程中的微細(xì)塵埃，上浮到空中后，在降雨或重力作用下下沉至城市綠地土壤中，造成重金屬污染。

2.6垃圾處理不到位

城市居民生活中的垃圾亂堆亂放，常會(huì)導(dǎo)致綠地土壤重金屬含量超標(biāo)，生活污水、居民洗車用水隨意排放，也是造成綠地土壤重金屬含量增加的原因之一。

3重金屬污染危害

3.1對(duì)植物危害

植物內(nèi)重金屬濃度的提高會(huì)抑制有關(guān)酶的活性，進(jìn)而影響植物營(yíng)養(yǎng)物物質(zhì)的吸收，最終導(dǎo)致植物矮小、葉面發(fā)黃、產(chǎn)量質(zhì)量降低等形態(tài)的變化。

3.2對(duì)生物群落危害

綠地土壤中重金屬含量過(guò)高會(huì)導(dǎo)致土壤內(nèi)微生物及動(dòng)物群落明顯減少，生態(tài)多樣性明顯變化，如有研究表明，隨著重金屬污染程度的提高，土壤中的蚯蚓群落多樣性顯著降低[10-11]。

3.3對(duì)人體危害

綠地土壤中的重金屬進(jìn)入人體后，會(huì)對(duì)身體健康造成直接影響[12]，如Cu過(guò)剩會(huì)損壞細(xì)胞膜；Ni的含量超標(biāo)可能會(huì)引起鼻咽癌等呼吸道癌癥；Cd超標(biāo)會(huì)引起骨痛病(1955-1972年日本骨痛病事件就是由Cd引起)；血液中Pb超標(biāo)會(huì)對(duì)人體肝、腎、細(xì)胞系統(tǒng)、免疫系統(tǒng)等造成危害。

3.4對(duì)土壤環(huán)境危害

重金屬污染過(guò)重，會(huì)導(dǎo)致土壤的理化性質(zhì)改變，生物群落難以生存，進(jìn)而影響土壤結(jié)構(gòu)、土壤營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的分解轉(zhuǎn)化、土壤的自凈能力，最終對(duì)土壤環(huán)境乃至生態(tài)環(huán)境造成破壞。

4重金屬污染防治措施

重金屬污染修復(fù)是世界性難題，有些地塊一旦污染甚至不可修復(fù)[13-15]，針對(duì)城市綠地保護(hù)應(yīng)堅(jiān)持以預(yù)防為主，防治結(jié)合的原則，筆者在文獻(xiàn)調(diào)研和相關(guān)項(xiàng)目開(kāi)展的基礎(chǔ)上，總結(jié)國(guó)內(nèi)外常見(jiàn)的重金屬污染防治措施有以下幾種：植物修復(fù)、物理化學(xué)修復(fù)、騰挪換土、綜合治理等。

4.1植物修復(fù)

主要利用種植超富集植物(即能對(duì)重金屬超量積累而不影響其生長(zhǎng)的植物)，如天藍(lán)遏藍(lán)菜、蜈蚣草、東南景天、半卡馬菊、布氏香芥等。該方法具有成本低廉的優(yōu)點(diǎn)，缺點(diǎn)是見(jiàn)效較慢、由于植物根系限制，對(duì)深層土壤修復(fù)效果不太理想。

4.2物理化學(xué)修復(fù)

主要通過(guò)物理化學(xué)的手段，利用重金屬的物理化學(xué)性質(zhì)進(jìn)行修復(fù)，如活性炭吸附、電熱解、化學(xué)固化、土壤淋洗、電動(dòng)修復(fù)等。此種方法可以將土壤中重金屬提取、分解出來(lái)或者降低土壤中重金屬含量濃度，將土壤中的重金屬由可遷移的離子態(tài)轉(zhuǎn)化為不易被植物吸收的賦存狀態(tài)，缺點(diǎn)是技術(shù)不成熟，成本較高，施加化學(xué)試劑過(guò)程中容易造成二次污染。

4.3騰挪換土

騰挪換土主要有兩種方式一種是客土法，一種是深耕翻土?？屯练从酶蓛舻耐寥廊ブ脫Q受重金屬污染的土壤，這種方法下，污染地塊土壤得到有效治理，但是污染土壤并沒(méi)有得到徹底處理，只不過(guò)從一個(gè)地方轉(zhuǎn)移到另一個(gè)地方，運(yùn)移過(guò)程中要注意妥善處理，避免二次污染現(xiàn)象發(fā)生；深耕翻土即通過(guò)表層受污染土壤與深層干凈土壤進(jìn)行倒轉(zhuǎn)，避免植物或人體受到危害，這種方法并沒(méi)有將重金屬污染治理干凈，存在較大安全隱患，很可能危及地下水的安全。

4.4綜合治理

綜合治理，顧名思義就是結(jié)合多種治理技術(shù)及治理手段，如植物-物理-化學(xué)聯(lián)合修復(fù)，通過(guò)修復(fù)達(dá)到消除重金屬污染隱患的目的，多用于工程治理，缺點(diǎn)是成本很高。

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