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，無論在實用性還是景觀舒適度方面對城市建設(shè)均有著無可替代的作用，改革開放以來隨著城市化建設(shè)加快，環(huán)境意識的提高，專家學者在城市綠地環(huán)境與城市居民的相互關(guān)系方面做過諸多研究[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、污染來源、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

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、可積累、毒性大、不易恢復的特點。

1.1隱蔽性強

不同于空氣污染、水體污染及有機污染，重金屬污染常常無色無味，以鎘(Cd)為例，含量單位為mg/kg，美國規(guī)定鎘的生態(tài)土壤篩選值[5]為32mg/kg，我國一類建設(shè)用地的管控值為47mg/kg，國家土壤環(huán)境二類標準限值為0.6mg/kg，除非專業(yè)儀器檢測，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)時間長，具有累積性，不易受淋濾作用影響，向周圍擴散遷移緩慢，距離也短。

1.3毒性大

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

1.4不易恢復

重金屬在綠地土壤中難以自行消解，一旦污染，修復成本高、難度大、周期也長。

2重金屬污染來源

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

2.1成土母質(zhì)

成土母質(zhì)是綠地土壤的自然來源，主要由原巖經(jīng)風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

我國目前機動車保有量和駕駛員總量穩(wěn)居世界第一，機動車數(shù)量增加除了帶給人們帶來便利的同時，汽車尾氣也帶來大氣污染和道路兩旁綠地土壤重金屬含量提高。國內(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、試劑的不當使用

隨著現(xiàn)代化程度的提高，在城市綠地養(yǎng)護過程中，常常施加農(nóng)藥、除草劑、殺蟲劑、化肥等人工試劑，這些試劑的不當使用會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、運輸、燃煤以及加工生產(chǎn)過程中的微細塵埃，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，常會導致綠地土壤重金屬含量超標，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對植物危害

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

3.2對生物群落危害

綠地土壤中重金屬含量過高會導致土壤內(nèi)微生物及動物群落明顯減少，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對人體危害

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

3.4對土壤環(huán)境危害

重金屬污染過重，會導致土壤的理化性質(zhì)改變，生物群落難以生存，進而影響土壤結(jié)構(gòu)、土壤營養(yǎng)物質(zhì)的分解轉(zhuǎn)化、土壤的自凈能力，最終對土壤環(huán)境乃至生態(tài)環(huán)境造成破壞。

4重金屬污染防治措施

重金屬污染修復是世界性難題，有些地塊一旦污染甚至不可修復[13-15]，針對城市綠地保護應(yīng)堅持以預防為主，防治結(jié)合的原則，筆者在文獻調(diào)研和相關(guān)項目開展的基礎(chǔ)上，總結(jié)國內(nèi)外常見的重金屬污染防治措施有以下幾種：植物修復、物理化學修復、騰挪換土、綜合治理等。

4.1植物修復

主要利用種植超富集植物(即能對重金屬超量積累而不影響其生長的植物)，如天藍遏藍菜、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，缺點是見效較慢、由于植物根系限制，對深層土壤修復效果不太理想。

4.2物理化學修復

主要通過物理化學的手段，利用重金屬的物理化學性質(zhì)進行修復，如活性炭吸附、電熱解、化學固化、土壤淋洗、電動修復等。此種方法可以將土壤中重金屬提取、分解出來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)，缺點是技術(shù)不成熟，成本較高，施加化學試劑過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，但是污染土壤并沒有得到徹底處理，只不過從一個地方轉(zhuǎn)移到另一個地方，運移過程中要注意妥善處理，避免二次污染現(xiàn)象發(fā)生；深耕翻土即通過表層受污染土壤與深層干凈土壤進行倒轉(zhuǎn)，避免植物或人體受到危害，這種方法并沒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-化學聯(lián)合修復，通過修復達到消除重金屬污染隱患的目的，多用于工程治理，缺點是成本很高。

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