污染土壤修復(fù)_診斷與標(biāo)準(zhǔn)體系建立的探討

1、農(nóng)業(yè)環(huán)境科學(xué)學(xué)報 2007,26(2):413- 418Journal ofAgro-Environment Science摘 要: 針對我國土壤污染的嚴(yán)重性和復(fù)雜性, 認為污染土壤的植物修復(fù)技術(shù)因存在修復(fù)后植物處置困難及轉(zhuǎn)基因植物的生態(tài)風(fēng)險及可能帶來的環(huán)境問題等將會嚴(yán)重影響該技術(shù)的推廣應(yīng)用, 建議加強污染土壤化學(xué)修復(fù)技術(shù)研究, 并提出我國現(xiàn)有土壤環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)已不能滿足污染土壤診斷及修復(fù)尤其是化學(xué)修復(fù)效果的評價, 迫切需要建立相應(yīng)的能反映污染土壤修復(fù)狀況的生態(tài)毒理診斷方法和標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)體系。關(guān)鍵詞: 污染土壤; 修復(fù)技術(shù); 診斷方法; 修復(fù)標(biāo)準(zhǔn)中圖分類號: X53 文獻標(biāo)識碼: A 文章編號: 1

2、672- 2043(2007)02- 0413- 06收稿日期: 2007- 02- 12基金項目: 國家重點基礎(chǔ)研究發(fā)展規(guī)劃項目(2002CB410806) ; 天津市科技創(chuàng)新能力與環(huán)境建設(shè)平臺項目(05SYSYJC2500)作者簡介: 徐應(yīng)明(1964) , 男, 博士, 研究員, 主要從事環(huán)境修復(fù)、農(nóng)藥安全使用評價及污水農(nóng)業(yè)回用技術(shù)等研究。土壤是人類賴以生存的物質(zhì)基礎(chǔ), 是人類不可缺少、不可再生的自然資源, 土壤一旦受到污染, 不僅具有隱蔽性與滯后性、累積性與地域性和不可逆轉(zhuǎn)性,而且具有治理難和需時長, 難以恢復(fù), 恢復(fù)代價很大,或者不可以恢復(fù)等特點。污染物進入土壤可以摧毀整個土壤生態(tài)系

3、統(tǒng), 在導(dǎo)致作物減產(chǎn)的同時可在作物體內(nèi)累積, 通過食物鏈富集到人和動物體中, 產(chǎn)生致癌、致畸、致突變作用, 引發(fā)癌癥和其他疾病, 危害人畜健康, 殃及子孫后代。此外土壤污染損失呈鏈?zhǔn)椒糯髷U散模式, 除有效可耕地數(shù)量縮減所造成的損失外, 還包括農(nóng)業(yè)成本及投入損失、有毒有害農(nóng)產(chǎn)品廢棄損失、人體健康損失和勞動力損失等諸多方面。而耕地污染損失與建設(shè)占用耕地的損失相比, 有過之而無不及。因此, 保障土壤健康就是保障我們整個民族的健康, 不應(yīng)等閑視之。1 土壤污染的新認識傳統(tǒng)的土壤污染物主要可分為 4 大類1: (1) 傳統(tǒng)化學(xué)污染物, 又可分為無機污染物和有機污染物 2 大污染土壤修復(fù)、診斷與標(biāo)準(zhǔn)體系建

4、立的探討徐應(yīng)明( 農(nóng)業(yè)部環(huán)境保護科研監(jiān)測所, 農(nóng)業(yè)環(huán)境與農(nóng)產(chǎn)品污染防治重點實驗室, 天津 300191)Issues Concerned with Remediation Technology, Diagnosis Methods and Standards for Contaminated SoilsXUYing-ming(KeyLaboratoryofAgro- environment and Agro- product Safety, Agro- Environmental Protection Institute of MOA, Tianjin 300191, China)Abstra

5、ct: Several issues about remediation technology, diagnosis methods and standards for contaminated soils were discussed in this paper.The authors also mentioned existing problems and concerns that disposal or reuse of phytoremediating plants could result secondary pollutionofthe environment by incine

6、rating, compressing for land filling, composting, etc. Improvement of plants by genetic engineering opens up newpossibilities for phytoremediation, But it is also very important to realize that the ecological risk and the possible environment' s problem oftransgenic plant.So the application of s

7、oil phytoremediation technology will be limited. It is useful to develop appropriate chemical remedia-tion technologies of contaminated soil. In addition, The diagnosis of soil contamination is one of the most important component parts in soilremediation processes. However, the diagnosis using only

8、chemical methods could not express and demonstrate the holistic characteristic ofsoil quality. It is thus necessary to develop eco- toxicological diagnosis methods, and a systematic methodology for regulating remediationstandards and evaluating the ecological safety of soils needed to be developed,

9、based on the analysis of the disadvantages of Soil Environ-mental QualityStandard.Keywords: soil contamination; remediation technology; diagnosis methods; remediation standards2007年 3月類, 其中傳統(tǒng)無機污染物包括 Hg、Cd、Pb、As 和 Cr等, 過量的 N 和 P 等植物營養(yǎng)元素以及氧化物和硫化物等。傳統(tǒng)有機污染物包括 DDT、六六六、狄氏劑、艾氏劑和氯丹等含氯化學(xué)農(nóng)藥以及 DDT 的代謝產(chǎn)物DDE 和 D

10、DD, 石油烴及其裂解產(chǎn)物, 塑料增塑劑以及其他各類有機合成產(chǎn)物等; (2)物理性污染物, 主要指來自工業(yè)生產(chǎn)、采礦等排放的各種固體廢棄物; (3) 生物源污染物, 主要指帶有各種病菌的城市垃圾和醫(yī)院、療養(yǎng)院排出的廢水和廢物以及農(nóng)業(yè)廢棄物、廄肥等; (4) 放射性污染物, 主要來自于核原料開采、大氣層核爆炸地區(qū)和核電站的運轉(zhuǎn), 以 Sr 和 Cs 等在土壤環(huán)境中半衰期長的放射性元素為主。在這些污染物種類中, 以土壤的化學(xué)污染物最為普遍、嚴(yán)重和復(fù)雜。近年來土壤中新型污染物產(chǎn)生的污染受到越來越多的關(guān)注。這類污染物的特點是在土壤環(huán)境中的濃度一般較低, 但對生態(tài)系統(tǒng)的危害和對人體健康的影響較大。其中主

11、要包括: 苯并(a)芘(B(a)P)2、3、菲和其異構(gòu)體蒽3、二惡英(PCDD/Fs)4、5、各種獸藥和抗生素6、溴化阻燃劑7、8等。這些污染物尤其是苯并(a) 芘(B(a)P)、菲和其異構(gòu)體蒽、二惡英(PCDD/Fs) 等在我國土壤中已被大量檢出24。在多環(huán)芳烴中, 苯并(a)芘致癌性最強, 是高活性致癌劑, 同時具有較強的致突變性和致畸性, 菲和其異構(gòu)體蒽雖都無致癌性, 但它們的某些甲基衍生物具有較強的致癌性, 都可以通過土壤進入食物鏈。二惡英及其類似化合物能在環(huán)境中長期存在, 并能在動物和人體組織中生物累積, 具有強致癌、致畸、致突變性, 并可導(dǎo)致人體繁育受阻、新陳代謝功能紊亂及免疫力下

12、降等。溴化阻燃劑在環(huán)境中同樣具有很高的持久性, 并且非常容易在人體內(nèi)累積, 長期接觸溴化阻燃劑會妨礙大腦和骨骼發(fā)育, 也會危害人體荷爾蒙系統(tǒng), 同時它在被焚化處理時, 會釋放出溴化的二惡英和呋喃。這些新型污染物都會隨廢棄物的排放、燃燒、堆放淋濾、大氣沉降等途徑進入土壤, 通過食物鏈危害人體健康?？梢? 我國的農(nóng)田土壤在受到常規(guī)污染物污染的同時, 正在受到各種對人體健康具有強致癌、致畸、致突變等作用的新型超級有毒有害污染物的極大威脅。因此, 保護土壤環(huán)境質(zhì)量應(yīng)與保護水環(huán)境質(zhì)量和大氣環(huán)境質(zhì)量并重, 建議盡快制定國家土壤污染防治法, 像抓大氣污染、水污染那樣, 治理土壤污染, 通過法律確立“誰污染誰

13、負責(zé)”的原則。在重點研究和控制污染區(qū)農(nóng)田土壤中傳統(tǒng)污染物的同時, 有必要密切關(guān)注上述新型超級污染物的來源、污染特征及其分布規(guī)律, 進一步加強其土壤環(huán)境容量、遷移富集過程及其對農(nóng)產(chǎn)品品質(zhì)、地下水質(zhì)量、生態(tài)系統(tǒng)和人體健康的影響以及土壤環(huán)境污染的控制和修復(fù)技術(shù)的研究。2 污染土壤修復(fù)技術(shù)污染土壤防治主要包括兩個方面的內(nèi)容: 一是源頭控制, 即有效地降低污染物的排放, 這主要有賴于國家環(huán)境保護政策與法規(guī)的不斷完善和工礦企業(yè)生產(chǎn)技術(shù)革新等方面, 屬于土壤污染的上游工作; 第二個方面是土壤污染防治的技術(shù)層面, 即污染土壤的修復(fù), 其關(guān)鍵科學(xué)問題是污染物在土壤與其他環(huán)境和生物介質(zhì)之間的通量及其調(diào)控技術(shù), 其

14、最終目的就是實現(xiàn)農(nóng)產(chǎn)品安全生產(chǎn), 同時保護地下水免受污染。當(dāng)前, 根據(jù)我國的土壤污染狀況, 重度污染區(qū), 如采礦區(qū)、石油開采區(qū)、污水灌區(qū)重度污染區(qū)等土壤已基本失去農(nóng)業(yè)使用價值, 可用作林地、苗圃地或種植耐污染的經(jīng)濟作物, 如麻類、竹類等或改作他用; 中度污染區(qū), 如一般污水灌區(qū)或大氣顆粒物沉降污染區(qū)等, 主要以土壤修復(fù)后農(nóng)業(yè)再用為主; 輕度污染區(qū)應(yīng)以邊生產(chǎn)邊修復(fù)邊預(yù)防為主。綜觀國內(nèi)外研究, 土壤污染修復(fù)主要包括物理/化學(xué)修復(fù)和生物修復(fù) 2 大類911, 其中物理/化學(xué)修復(fù)又主要包括化學(xué)淋洗、溶劑浸提、化學(xué)氧化/還原、化學(xué)脫鹵、電化學(xué)、固化/穩(wěn)定化、蒸汽抽提、強化破裂、空氣噴射、可滲透反應(yīng)墻、物

15、理分離、熱解吸、玻璃化和活性碳吸附等修復(fù)技術(shù); 廣義上的生物修復(fù)包括植物修復(fù)、動物修復(fù)和微生物修復(fù), 狹義的生物修復(fù)是指微生物修復(fù), 其中植物修復(fù)主要有根部過濾技術(shù)(rhizofiltration)、植物萃取技術(shù)(phytoextraction)、植物揮發(fā)技術(shù) (phytovolatilization) 和植物穩(wěn)定化技術(shù)(phy-tostabilization); 微生物修復(fù)主要包括原位修復(fù)和異位修復(fù), 其中原位修復(fù)包括投菌法、生物培養(yǎng)法和生物通氣法等, 主要用于被有機污染物污染的土壤修復(fù);異位修復(fù)技術(shù)包括預(yù)制床技術(shù)、生物反應(yīng)器技術(shù)、厭氧處理和常規(guī)的堆肥法。土壤污染植物修復(fù)作為一種廉價的綠色治

16、理技術(shù), 受到國內(nèi)外科研人員的廣泛關(guān)注。近 10 a 來, 國內(nèi)在土壤重金屬、農(nóng)藥、石油烴(多環(huán)芳烴)、放射性元素(Cs 和 Sr) 等污染方面開展了大量的研究工作, 在植物重金屬污染修復(fù)中先后找到了 Cd 超富集植物龍葵12(SolanumnigrumL.)和寶山堇菜13(Viola baosha-nensis), As 超富集植物蜈蚣草14(Pteris vittata L.)和大葉井口邊草15(Pteris cretica), Pb 超富集植物土荊芥16414徐應(yīng)明: 污染土壤修復(fù)、診斷與標(biāo)準(zhǔn)體系建立的探討第 26 卷第 2期 農(nóng) 業(yè) 環(huán) 境 科 學(xué) 學(xué) 報(Chenopodium am

17、brosioides), Cu 超富集植物鴨跖草17(Silene fortunei), Zn 超富集植物東南景天18(Sedumal-fredii H.), Mn 超富集植物商陸19(Phytolacca acinosaRoxb.), Pb/Zn/Cd 多金屬超富集植物圓錐南芥20(Ara-bis Paniculata L.) 以及 Cu 富集型植物17、2123狗尾巴草(Pennisetum lopecuroides)、野 艾 蒿(Artemisia lavandu-laefolia)、構(gòu) 樹(Broussonctia papyrifera)、莎 草(Cyperusrotundus)、 黑

18、 麥 草 (Perennial ryegrass)、 海 洲 香 薷(Elsholtzia splendens)、艾蒿 (Artemisia argyi)、濱蒿(Artemisia scoparia), Pb 富集型植物2426東方香蒲(Ty-pha orientalis Presl)、酸模(Rumex acetosa)、羽葉鬼針草(Bidens aximowicziana Oett)、香 根 草(Vetiveria zizan-ioides)、綠 葉 莧 菜 (Amaranthus tricolor)、裂 葉 荊 芥(Schizonepeta fenuifolio)、紫穗槐(Sophora

19、japonica)、蒼耳(Xanthium sibiricum), Cd 富集型植物2729全葉馬蘭(Kalimeris integrifolia)、蒲公英(Taraxacummongolicum)、鬼針草(Bidens bipinnata)、小白酒花(Conyza canaden-sis)、歐亞旋覆花 (Zunda britannica)、歐洲千里光(Senecio vulgaris)、苣莢菜(Sonchus brachyotus)、豬毛蒿(Artemisia scoparia)、黃花蒿(Artemisia annua)、石防風(fēng)(Peucedamum terebinthaceum)、柳葉刺蓼

20、(Po1ygonumbungeanum), Zn/Cd 富集型植物29狼把草(Bidens tri-partite), Ni 富集型植物車前草30等。但不容否認的是由于土壤重金屬污染植物修復(fù)耗時長, 富集后的植物處置困難, 若處理不當(dāng)有可能導(dǎo)致植物中富集的有毒有害重金屬元素重新釋放到土壤中, 造成環(huán)境二次污染; 同時引進的超富集植物、轉(zhuǎn)基因植物等有可能危害當(dāng)?shù)氐纳鷳B(tài)安全, 尤其是轉(zhuǎn)基因植物, 可能存在基因在物種間的橫向漂移, 造成栽培的轉(zhuǎn)基因植物和周圍生長的近源野生物種發(fā)生雜交, 從而將栽培轉(zhuǎn)基因植物的基因轉(zhuǎn)入野生物種中, 并在野生物種中傳播而有破壞當(dāng)?shù)厣鷳B(tài)平衡的風(fēng)險。此外, 超富集型植物一般

21、生長在偏遠地區(qū), 其生存環(huán)境受采礦和其他人為活動影響嚴(yán)重, 且大多僅富集土壤中某一種元素, 生物量低、生長緩慢, 其農(nóng)學(xué)性質(zhì)和病蟲害控制、栽培學(xué)及其生理學(xué)特性很少為人們所了解, 實現(xiàn)其真正推廣將存在許多困難。因此, 根據(jù)我國國情, 從實際應(yīng)用來看, 土壤污染植物修復(fù)技術(shù)除礦區(qū)土壤污染和重度農(nóng)田土壤污染可謹(jǐn)慎使用外, 城郊和污水灌區(qū)可耕地農(nóng)田土壤污染很難進行大面積植物修復(fù)技術(shù)的推廣應(yīng)用?？紤]到農(nóng)田污染土壤修復(fù)的實用性, 在不影響農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的情況下, 土壤重金屬污染化學(xué)固化/穩(wěn)定化、化學(xué)氧化/還原等修復(fù)技術(shù)應(yīng)是一種較適宜的選擇,但應(yīng)考慮修復(fù)技術(shù)對土壤生產(chǎn)力的影響, 盡可能不破壞土壤自身理化性質(zhì)和生物

22、多樣性, 應(yīng)將這方面的影響降到最低; 在土壤有機污染中, 以微生物修復(fù)較為適合。在此基礎(chǔ)上開展土壤污染修復(fù)技術(shù)集成、強化和促進化學(xué)修復(fù)和微生物修復(fù), 構(gòu)建諸如化學(xué)/植物、化學(xué)/植物/微生物等土壤污染綜合修復(fù)技術(shù)。同時, 在土壤污染治理中, 可以考慮采用生態(tài)措施, 充分利用生物(植物)的抗逆基因, 使生物最大限度地適應(yīng)污染環(huán)境, 同時輔以適當(dāng)?shù)奈锢?、化學(xué)措施, 以降低環(huán)境對生物的脅迫作用, 在協(xié)調(diào)生物與環(huán)境的相互關(guān)系之中獲取符合需要的產(chǎn)品和生產(chǎn)效益, 其最終目標(biāo)是實現(xiàn)污染土壤安全與高效的農(nóng)業(yè)利用。3 污染土壤修復(fù)診斷技術(shù)污染土壤修復(fù)的最終目標(biāo)就是恢復(fù)土壤原有的自然健康狀態(tài), 即生態(tài)安全。目前對土

23、壤的污染診斷主要以檢測常規(guī)的 8 種有毒有害元素 Cd、Hg、As、Cu、Pb、Cr、Zn 和 Ni 和 2 種有機污染物六六六、滴滴涕為主, 而其他一些有可能對生態(tài)安全和人體健康造成危害的污染物卻在考慮之外。如元素硒以亞硒酸鹽或硒酸鹽的形式存在, Se 是人體必需的元素, 但若攝入過多的 Se 也會產(chǎn)生中毒現(xiàn)象。Se 的毒性低, 但二價態(tài)硒的毒性非常高。另外, 某些污染區(qū)有毒有機污染物不僅污染嚴(yán)重, 而且污染物種類復(fù)雜, 如塑料增塑劑、多環(huán)芳烴、多氯聯(lián)苯、五氯硝基苯、石油烴類與其他持久性有機污染物及其代謝物等在某些石油、化工等污水灌區(qū)或燃煤和煉焦大氣顆粒物沉降區(qū)土壤污染明顯。此時, 如果僅僅

24、參照國家土壤環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)所規(guī)定的污染物種類和限量對污染土壤進行診斷評價, 將無從著手; 此外, 即使國家土壤環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)進行修訂, 大幅增加控制污染物種類, 也難以滿足污染土壤中復(fù)雜污染物污染控制的需要。同時, 以化學(xué)方法診斷土壤健康狀態(tài)也存在很大的局限性31: 第一, 化學(xué)方法難以對土壤中各種物質(zhì)進行全面測定, 不可能鑒定土壤中所有物質(zhì)的潛在毒性效應(yīng), 也不可能檢測出污染物的復(fù)合污染效應(yīng)。如甲基汞的生理毒性為單質(zhì)汞的數(shù)千倍, Se 具有金屬與非金屬的性質(zhì), 元素 Se 毒性極低, 而 Se 的化合物均有劇毒, 其化合物可能是有機的, 也可能是無機的,三價砷化合物比其他砷化物毒性更強等這些情況

25、卻無法在常規(guī)檢測中反映出來; 第二, 化學(xué)法難以區(qū)別和提取不同暴露路徑中(如空隙水中、土壤空氣中、食4152007年 3月物的吸收中、不可提取性殘渣中或鍵合到某些物質(zhì)中)的污染物質(zhì), 因此, 污染物的有效毒性往往被低估; 第三, 化學(xué)方法無法以量化方式對產(chǎn)物的毒性做出準(zhǔn)確評價, 因為有些物質(zhì)量的大小與其毒性大小之間不成正比; 第四, 化學(xué)法無法對污染物的代謝毒性進行追蹤, 檢測上也存在困難; 第五, 化學(xué)法無法反映污染物的老化效應(yīng)對污染物毒性的緩解作用。因此,化學(xué)檢測法無法對污染物所產(chǎn)生的有效毒性進行準(zhǔn)確評估, 不能科學(xué)表征土壤的整體健康質(zhì)量水平。同時, 在污染土壤修復(fù)尤其是有毒有機污染物(

26、如多氯聯(lián)苯、多環(huán)芳烴等)污染修復(fù)過程中, 目標(biāo)污染物的減少并不總是意味著土壤清潔程度的提高, 某些降解產(chǎn)物在土壤中的滯留往往會給生態(tài)系統(tǒng)帶來更大的安全隱患。為了更全面地反映土壤污染狀態(tài)和修復(fù)效果, 國內(nèi)外許多研究人員認為土壤污染毒理學(xué)診斷方法可以比較全面地反映土壤污染健康狀態(tài)和污染土壤修復(fù)的綜合效果3234。但污染土壤生態(tài)毒理診斷方法、診斷敏感生物種和生理生化指標(biāo)的篩選、生態(tài)毒理診斷機理以及建立生物修復(fù)技術(shù)評價的生態(tài)毒理標(biāo)準(zhǔn)體系還需要進行大量的研究, 并在可能的基礎(chǔ)上, 以細胞或分子水平上的生物標(biāo)志物作為污染物暴露和毒性效應(yīng)的早期預(yù)警指標(biāo), 開展污染土壤對生物傷害的早期診斷、低濃度長期暴露的生

27、態(tài)效應(yīng)及致毒機制方面的研究, 通過研究最終建立起污染土壤生態(tài)毒理診斷的國家或行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)與規(guī)范, 并在今后的工作中進一步修改和完善。因此, 在土壤污染與修復(fù)技術(shù)研究與應(yīng)用過程中, 需要將化學(xué)分析法與生態(tài)毒理方法結(jié)合, 開展對土壤污染與修復(fù)效果的科學(xué)診斷, 特別是化學(xué)固化/穩(wěn)定化等修復(fù)及持久性有機污染物污染土壤修復(fù)效果的診斷, 在這一過程中, 土壤生態(tài)毒理診斷方法將發(fā)揮重要作用。4 污染土壤修復(fù)標(biāo)準(zhǔn)體系一般認為35, 污染土壤修復(fù)標(biāo)準(zhǔn)是指被技術(shù)和法規(guī)所確立、確認的土壤清潔水平, 通過土壤修復(fù)或利用各種清潔技術(shù)手段, 使土壤環(huán)境中污染物的濃度降低到對人體健康和生態(tài)系統(tǒng)不構(gòu)成威脅的技術(shù)和法規(guī)可接受的水平

28、。我國幅員遼闊, 土壤類型、作物品種耐性、土壤 pH 值、陽離子代換量以及有機值含量等均會影響污染物, 特別是重金屬在土壤中的形態(tài)分布和農(nóng)作物對土壤中重金屬的吸收累積。國家土壤環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)(GB 15618) 給出的僅是土壤中 Cd、Hg 、As、Cu、Pb、Cr、Zn 和 Ni 8 種重金屬總量的最高允許含量, 并不能反映土壤中對農(nóng)作物產(chǎn)生毒害的真正重金屬有效態(tài)含量。因此, 如果僅從土壤重金屬總量來考慮, 使用全國統(tǒng)一的土壤中重金屬含量限量值, 作為評價土壤重金屬修復(fù)尤其是化學(xué)修復(fù)效果的標(biāo)準(zhǔn),將會得出與實際情況不相符合的結(jié)論。在自然狀態(tài)下, 重金屬大部分以非有效態(tài)形式存在, 例如對 Cu 來

29、說, 水溶態(tài) Cu 含量僅占全量的 1%左右或更低; 交換態(tài)占全量的比例也不到 3%; 殘留態(tài)Cu, 高者可占土壤全 Cu 的 80%, 低者則不足 20%。相關(guān)研究表明36, 天津地區(qū)潮土中 Pb、Cd 和 Cr 的有效態(tài) 含 量 分 別 僅 占 總 含 量 的 13.51% 、33.30% 和0.040%, 其中旱田分別僅占總含量的 9.52%、22.34%和 0.030%。如果以總量這種定值方式來表征土壤的健康水平, 對于大多數(shù)有效態(tài)含量較高的土壤重金屬具有一定的代表性, 但對一些有效態(tài)含量較低的土壤重金屬, 則會產(chǎn)生較大差異, 不能反映土壤受到的實際影響。據(jù)對全國五大地區(qū)水稻土研究表明

30、37, 遼寧棕壤、湖北紅壤、廣西水稻土、天津潮土和江蘇灰黃泥土水稻 Pb 土壤適宜性評價標(biāo)準(zhǔn)分別為 132、52、498、254 和 350 mg·kg-1, 小白菜 Pb 土壤適宜性評價標(biāo)準(zhǔn)分別僅為 31.85、41.35、4.92、99.52 和 32.31 mg·kg-1?？梢园l(fā)現(xiàn)全國不同地區(qū)土壤重金屬農(nóng)作物適宜性評價標(biāo)準(zhǔn)相差很大。因此, 在土壤重金屬污染修復(fù)尤其是化學(xué)固化/穩(wěn)定化、化學(xué)氧化/還原等修復(fù)過程中, 使用土壤重金屬總量作為評判標(biāo)準(zhǔn)明顯不適應(yīng), 而應(yīng)根據(jù)不同土壤類型重新建立可以真正反映土壤修復(fù)效果和水平的評價方法和標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)體系。通過對栽培植物的毒性效應(yīng)、產(chǎn)量

31、和重金屬累積含量的測定, 土壤微生物多樣性變化及修復(fù)后土壤淋溶對地下水的潛在污染分析, 是評估經(jīng)過諸如化學(xué)修復(fù)后土壤中某種重金屬毒性變化的最有效方法。目前, 國內(nèi)外對重金屬的形態(tài)區(qū)分基本上采用 Tessier法38和由此發(fā)展而來的其他連續(xù)提取法39、40, 這些方法一般把土壤中重金屬分為以下幾種形態(tài): 可交換態(tài)(其中包括水溶態(tài))、碳酸鹽結(jié)合態(tài)、鐵錳氧化物結(jié)合態(tài)、有機質(zhì)結(jié)合態(tài)和殘渣態(tài)。其中, 可交換態(tài)和碳酸鹽結(jié)合態(tài)與有效態(tài)之間有著密切的關(guān)系。但是對于有效態(tài)與總量的關(guān)系, 以及各種形態(tài)在不同的外部條件及時間的變化下可能存在的形態(tài)轉(zhuǎn)化關(guān)系尚需進一步開展研究; 同時, 對所采用的化學(xué)連續(xù)提取法提取出的

32、土壤重金屬元素含量是否能夠反映復(fù)雜的土壤重416徐應(yīng)明: 污染土壤修復(fù)、診斷與標(biāo)準(zhǔn)體系建立的探討第 26 卷第 2期 農(nóng) 業(yè) 環(huán) 境 科 學(xué) 學(xué) 報金屬形態(tài)真實情況尚存疑問。但在對土壤重金屬污染修復(fù)效果的評價中, 采用總量方法明顯不能反映諸如化學(xué)固化等修復(fù)中的實際情況; 而且, 由于國家土壤環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)中重金屬污染總量判斷標(biāo)準(zhǔn)的存在, 不同程度地阻礙了化學(xué)修復(fù)技術(shù)的發(fā)展, 使得大量研究工作集中在將有害重金屬從土壤中帶出去的植物修復(fù)研究中, 但“帶出去”本身就存在問題, 要帶到哪里去, 焚燒、填埋或堆肥法, 這只可能將有害重金屬從一處污染的土壤又帶到另一處被污染的土壤, 造成人為的污染轉(zhuǎn)移, 植

33、物中富集重金屬的提取回收, 由于費效比高, 可操作性很難, 實際應(yīng)用將受到明顯限制; 此外, 將某些富集植物作為藥用植物來處理, 風(fēng)險更大,提取物中有可能含有超量有毒有害重金屬, 對人體健康將會產(chǎn)生嚴(yán)重威脅。而在污染土壤化學(xué)固化/穩(wěn)定化等修復(fù)中, 在不破壞土壤基本理化性質(zhì)和生物多樣性的情況下, 大多數(shù)金屬離子被吸附在外源添加物質(zhì)的表面和固定在孔隙結(jié)構(gòu)中, 極大地限制了其在土壤中的遷移性和被植物所吸收的可能性。如果盡可能不人為擾動土壤基本理化性質(zhì)的劇烈變化, 被固定的重金屬一般不會重新釋放出來; 同時, 對被修復(fù)后的土壤做好長期監(jiān)測, 及時掌控土壤中重金屬元素生物有效性的變化, 就有可能保證長期

34、修復(fù)效率。因此, 建立污染土壤修復(fù)標(biāo)準(zhǔn)體系將有助于污染土壤修復(fù)技術(shù)尤其是化學(xué)修復(fù)技術(shù)的進一步發(fā)展。參考文獻:1 周啟星. 土壤環(huán)境污染化學(xué)與化學(xué)修復(fù)研究最新進展J. 環(huán)境化學(xué),2006, 25(3): 257- 269.2 倪進治, 駱永明, 張長波. 長江三角洲地區(qū)土壤環(huán)境質(zhì)量與修復(fù)研究 .農(nóng)業(yè)土壤不同粒徑組分中菲和苯并a芘的分配特征J. 土壤學(xué)報, 2006, 43(5): 717- 722.3 王喜龍, 徐福留, 李本綱, 等. 天津污灌區(qū)苯并(a)芘、熒蒽和菲生態(tài)毒性的風(fēng)險表征J. 城市環(huán)境與城市生態(tài), 2002, 15(4): 10- 12.4 駱永明, 滕 應(yīng), 李志博,等. 長江

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