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1. 我国水环境问题及其影响因素我国水环境面临着水体污染、水资源短缺和洪涝灾害等多方面压力。水体污染加剧了水资源短缺，水生态环境破坏促使洪涝灾害频发。据1999年《中国环境状况公报》显示，目前我国七大水系、主要湖泊、近岸海域及部分地区的地下水受到不同程度的污染。河流以有机污染为主，主要污染物是氨氮、生化需氧量、高锰酸盐指数和挥发酚等；湖泊以富营养化为特征，主要污染指标为总磷、总氮、化学需氧量和高猛酸盐指数等；近岸海域主要污染指标为无机氮、活性磷酸盐和重金属。这些因素构成了水环境问题影响范围广，危害严重，治理难度大等特征。我国水环境问题产生的原因是多方面的，但主要是人类主观因素的影响。长期以来，我国经济增长方式粗放，企业单纯追求经济效益，忽视环境效益和生态效益。工业发展中，水消耗量大、利用率低。不仅单位产值污水排放量大，而且万元产值用水量各省区间差距悬殊。1998年全国平均万元GDP用水683m3以上。其中，北京161m3，天津201m3，上海300m3。但是，黑龙江、内蒙古、江西、广西、贵州、青海、甘肃等省区大多在1000m3以上。宁夏、新疆为4000m3左右。北京1m3灌溉用水可以生产2kg粮食，而宁夏才生产不到1kg。同时，在传统的计划经济体制下，粗放型的经济增长方式，使企业生产经营缺乏节能降耗的动力。企业技术改造往往以扩大再生产为目的，生产工艺落后，更新换代速度慢。随着经济体制改革的不断深入，经济增长方式的日趋转变，以及科技水平的快速提高，水资源的合理开发和利用将逐步走上科学化管理轨道。但是，这种转变需要一个较长的历史过程。水环境问题严重的另一个重要原因，是国家政策导向的偏差。长期以来，国民经济和社会发展注重经济增长速度、主要产品产量、城镇居民收入增长等指标，没有把资源消耗和环境代价纳入经济核算体系。迄今为止，城市环境基础设施建设仍作为“非生产性福利事业”。城市污水处理、垃圾处理由政府包揽，使政府不堪重负，以至于拿不出钱搞环境基础设施建设，甚至建成污染处理设施也因经费来源问题没解决而难以正常运转。在计划经济体制下，一些经济发展政策有悖于环境保护。我国一度“遍地开花”的“十五”小企业，布局分散，规模不经济，生产工艺落后，造成了严重的环境污染和生态破坏。区域经济发展和区域环境容量不相适应，也是造成水环境污染的重要原因。以往在确定地区产业发展方向、地区生产力布局时，往往忽视区域环境容量。我国主要江河出现的严重流域性水污染，在很大程度上与流域产业结构和布局不合理有直接关系。淮河流域四省自80.年代初开始，利用当地资源，大力发展高耗水的化工、造纸、制革、火电、食品等小型工业，污染物排放量超过了淮河的承载能力，使淮河流域水质急剧恶化；由于缺乏科学认证和科学管理，一些缺水地区盲目发展高耗水型工业，造成地下水位下降；一些资源丰富的地区发展单一的资源型产业，不发展与之相配套的加工业，产业结构雷同，形成严重的结构型污染。自然因素的影响在一定程度上加重了水环境问题的恶化，增加了水污染防治的难度。近年来，由于气候变化引起全球温度、湿度、降水量的分布变化，使一些国家和地区的灾害频发。我国北方地区气候也明显变暖，华北地区冬季平均气温90年代比50年代上升℃。气温上升，地表径流减少，蒸发量增大，发生旱灾的机会增多。1997年我国北方地区受厄尔尼诺现象的影响，降水量异常偏少，温度偏高，海河水资源量只有多年平均量的40%；黄河水资源量为多年平均量的61%。由于河道径流减少，水体自净能力下降，加剧了水环境恶化。1998年受厄尔尼诺现象影响，长江中下游、嫩江、松花江流域降水量偏多，导致特大洪水灾害的发生。我国水资源地区分布不均，南多北少，相差悬殊，水资源分布与人口、经济和社会发展布局极不协调。北方黄河、淮河、海河、松辽河，以及内陆河5个流域，总人口占全国的47%左右，耕地面积占65%以上，GDP占全国的45%以上，而水资源却只占全国水资源总量的19%，人均占有量仅为南方地区的1/3。这些因素也是导致水环境问题突出的重要方面。2. 重点流域水污染防治面临的主要问题“九五”以来，我国重点流域水污染防治以淮河治理为先导，太湖、巢湖、滇池，以及海河、辽河相继开始。通过采取工业污染源的末端治理，以及在产业结构调整和压缩过剩生产力中，取缔、关闭、和淘汰生产工艺落后、设备陈旧、污染严重的企业等一系列措施，治理工作取得一定成效。部分水域已经接近实现第一阶段的污染防治目标。“九五”水污染防治作为我国历史上第一次大规模的流域水污染防治，积累了大量宝贵经验，对于开拓我国的环境与发展道路具有长远的战略意义。但是，从总体上看，重点流域的水污染防治工作进展还比较缓慢，取得的成果十分脆弱。在实践中暴露出来的一些问题充分说明，我国当前和今后一个时期流域水污染防治仍面临严重挑战。 黄河、长江流域水环境问题亟待解决“九五”期间“三河三湖”的治理仅仅是拉开了我国水污染防治的序幕。在大规模治理“三河三湖”的同时，必须看到，黄河、长江的污染问题也到了非治理不可的程度了。黄河这个中华民族的摇篮，他养育了人类，也无数次地给人类带来灾难。如今，由于人类活动的作用力，使黄河的环境问题日趋严重。1999年，在黄河流域的114个重点监测断面上，V类和劣V类水体分别为70%和，黄河主要支流的污染更为严重，而且黄河的污染主要来自支流。目前，黄河水量少，自净能力弱，水环境处于危机之中。在西部大开发中，黄河流域的经济发展将进入较快增长时期。黄河的水污染必然使沿岸的水资源短缺“雪上加霜”。长江上游沿岸地区经济社会的快速发展和城市化进程的加快，使这一地区的污染物排放量迅速增加，污染问题随之加重，特别是三峡库区及其上游的水质不断恶化。如果不采取有效措施，预计到2010年，长江上游重点地区废水排放量将以年均的速度增长；沿江城镇生活垃圾入江量，将由1995年的约200万t增加到2010年的467万t；三峡库区的水体自净能力将大幅度下降。2009年三峡库区建成蓄水后，库区将由一个流速快、流量大的河流变成一个流速缓、滞留时间长，回水面积大的人工湖。水体稀释自净能力下降，水污染必然加重。根据预测，三峡工程建成后，湖区上游岸边污染带主要污染物浓度将比建坝前增加2-10倍，将成为重污染区。 城市生活污水逐年增加，污水处理设施建设严重滞后城市基础设施是工业建设的载体，制约着工业建设规模和发展速度。长期以来，我国城市建设不恰当地把基础设施建设的载体地位降低为工业的一般附属物地位，基础设施的发展与人口、资源、环境和工业建设不协调，导致基础设施长期超负荷承载。特别是城市环境保护基础设施，仅仅在近几年才开始兴建。全国绝大多数城市的污水处理能力远远满足不了实际需要。随着人口迅速增加和人民生活水平的日益提高，生活污水产生量大幅度增长。近年来，城市生活污水和工业废水排放量的比例已接近持平。但是，城市污水处理厂的建设远远不能适应经济社会发展的需要。一般情况下，城市污水处理厂的建设周期为3年。从目前的建设进度看，实现“九五”期间国家提出的全国50万人口的城市都要建设集中式污水处理装置的要求，还需要相当长的时间。以淮河为例，按规划，到2000年，淮河流域四省需要建设城市污水处理厂52座，总投资亿元，形成污水处理能力352万l/d。到1999年6月建成的污水处理厂只有3座，污水处理能力仅为44万l/d。集中式污水处理设施建设缓慢的原因，除了资金短缺外，现行管理和运行机制的掣肘也使城市污水处理厂的建设和运营陷于困境。由于没有真正落实“污染者负担”的政策，地方财政因无力支付污水处理费用，常常使建成后的污水处理厂不能正常运行，环境保护投资不能有效发挥环境效益。 大量的面源污染问题尚未找到解决途径目前，全国的工业污染已经开始得到有效控制。到2000年底，全国所有工业污染源都将实现达标排放。城市污水处理正在逐步加快步伐。但是，农村经济发展带来的农药、化肥、畜禽养殖污染量大面广，有一定治理难度。从50年代到90年代，我国农药施用量增加近100倍，成为世界上农药用量最大的国家。我国每年因农药中毒的人数占世界同类事故中毒人数的50%。而且由于农药的大量流失，造成严重的水体污染。全国化肥使用量也在成倍增加。1995年是1978年的4倍。目前，偏施化学氮肥，使氮、磷、钾比例失调现象比较严重。而且化肥的利用率只有30%左右，大量化肥流失，进入河流、海洋、湖泊，成为水体面源污染的主要来源。同时，由于大量化肥的使用，农村畜禽粪便的农业利用减少，畜禽业的集约化程度提高，加重了养殖业与种植业的脱节。畜禽粪便的还田率只有30%多，大部分未被利用。1998年全国畜禽粪便产生量是当年全国工业固体废物产生量的倍。这些畜禽粪便大部分未经处理直接排入江河湖海。同时，作为农村经济的重要组成部分，乡镇企业的发展也一直是困扰农村环境的一大难题。据1991年和1997年两次全国乡镇工业污染源调查，乡镇工业二氧化硫、烟尘、化学耗氧量和固体废物排放量分别增长了、、和552%；在全国主要工业污染物排放总量有所控制的情况下，乡镇企业排污量却在增长，这将对水环境构成严重威胁。 经济政策不配套，污染治理资金严重短缺在计划经济体制下，我国污染防治资金以国家预算内资金为主。随着市场经济体制的建立，完全依靠行政手段管理环境已经不能奏效。但是，由于市场经济条件下的环境经济政策体系尚未建立，多元化的环境保护投资体制难以形成。作为促进污染防治的重要经济手段排污收费制度，目前还很不完善。主要问题是，排污收费标准过低，不能发挥刺激污染防治的作用。超标排放污水收费作为排污收费的主体，其收费额不足污染处理设施运行成本的一半；污水排放收费最高不超过元/l；排污收费项目不全，主要对象是大中型企业和部分事业单位，城市污水处理费仅在少数城市开征，而且收费标准较低，“污染者付费”的原则没有充分体现；排污费的转移支付机制尚未建立，流域内上下游之间缺乏利益补偿政策，水资源的开发利用与保护不协调，造成水资源的浪费。“九五”期间我国环境保护投资有了大幅度提高，特别是国家采取积极的财政政策，在扩大内需中把环境保护作为重点投资领域，一些水污染防治重点项目得到国债资金的支持。但是，由于环境保护资金渠道狭窄，投资量小，污染治理资金短缺的问题仍然非常突出。按计划，“三河三湖”水污染防治约需资金1260亿元，但是目前已经落实的资金与需求相差甚远。1998年国家增发财政债券和银行贷款资金用于基础设施建设，分配给淮河流域10亿元财政债券资金用于城市污水处理厂建设。但是，这些资金仅为淮河城市污水处理厂总投资的，而且投资项目达34个之多。由于地方配套资金不足，开工的项目不少，却因缺乏资金施工建设进度缓慢，很多工程至今投资尚无着落。3. 关于水污染防治的政策建议我国是在经济技术相对落后的情况下实现经济快速发展的。人口基数大，人均资源少，环境污染和生态破坏的防治将是一项长期的战略任务。特别是水环境污染问题的解决不可能一蹴而就，需要经过一个艰苦的治理过程。因此，我们必须在认真总结“九五”期间水污染防治经验教训的基础上，借鉴世界一切成功的经验，结合我国的具体情况，不断加强政策创新、制度创新和技术创新，逐步走出一条具有中国特色的水污染防治道路。 在决策中控制新的水环境问题产生国家和地方各级政府，在确定经济发展速度、制定国民经济和社会发展计划、资源开发计划、区域开发计划，以及制定经济技术政策，进行重大经济决策时，应当对实施这些决策可能产生的环境影响做出科学评价，评价的结论作为各级决策的依据。在决策中综合考虑环境、经济和社会因素，统筹兼顾，使发展对环境的影响降低到最小。建立科学的评价指标体系，设置专门的评价审议机构，并使这一制度法制化，逐步建立起依法决策的运行机制。区域经济的发展要充分考虑水资源保护。限制缺水地区发展耗水型产业，调整缺水地区的产业结构，严格控制高耗水、高耗能和重污染的建设项目。近期应重点调整北方缺水地区的产业结构，防止水资源短缺问题进一步加剧。生态环境脆弱地区的经济发展应考虑为生态用水留有余地，防止因过度开发导致下游地区河湖萎缩、土地沙化、生态退化。在水源地区，引导和组织水源地生态经济体系建设，避免水源地区经济发展导致下游城市水源污染。 资源的开发和利用要坚持开源节流并举的方针大力开展节水活动，采取有效措施，减少水消耗。有组织地推行节水、高效的农灌技术；完善科学的农业用水管理措施，尽快改变农业生产大量耗水的局面。制定单位产品用水定额和水重复利用率考核指标，建立工业用水考核制度；明确规定冷却水及工艺用水等工业废水必须循环利用和再生利用；大力发展水的闭路循环使用，最大限度地减少废水排放量。在开展节约用水，解决我国水资源短缺的同时，全面加强水污染防治，特别是重点流域的水污染防治。流域治理的重点在城市，城市工业废水和生活污水的治理，要走集中与分散治理相结合和废水资源化路子。因地制宜地建设污水处理设施，处理后的污水要用于工业冷却水、城市景观和园林绿地用水等。 建立和完善资源有偿使用制度和价格体系国家有关部门应抓紧组织开展资源定价研究，有计划地对关系国计民生的重要资源和国家稀缺资源制定分类指导的价格政策，尽快改变“资源无价”，资源产品低价的不合理状况，使水资源价格体现资源价值、资源利用和污染防治费用。同时，积极推进水资源资产化管理进程，加强资源核算体系的研究，为逐步将水资源核算纳入国民经济核算体系创造条件。 完善环境经济政策抓紧制定有利于环境保护的环境经济政策，进一步强化市场经济体制下的环境经济手段。尽快提高排污费标准，使之高于污染治理成本；制定水污染防治相关政策，建立资源更新的补偿机制；全面实现“污染者付费”的原则，在用水收费中，普遍增加污水处理费，作为城市污水处理厂运行费用；环境保护作为“市场失效”的领域，特别是环境科技研究与开发、环境保护基础设施建设等，国家应加强产业政策支持。同时，鼓励和推动环境保护基础设施建设和管理的企业化。积极建立环境税收制度。扩大资源税的征收范围，对地下水等稀缺资源征收资源税；对新建污染项目征收固定资产投资方向调节税，控制结构型污染；对现行排污费与费改税进行利弊分析，探索征收污染附加税；对从事城市污水处理的企业实行零税率；对生产再生资源和利用再生资源生产的产品，应给予税收减免的优惠。 大力推行清洁生产工业部门要加快产业结构调整，合理调整工业布局，推动资源消耗小、效益高的高新技术产业发展。结合技术改造推行以清洁原料、清洁生产过程和清洁产品为主要内容的清洁生产。要把清洁生产当作在可持续发展战略指导下的一次工业企业的全面改造，在全国所有工业企业推行清洁生产。通过加强环境管理审计，建立科学的管理体制，促进我国工业向新的技术基础转移，以集约方式提高质量，降低消耗，增加经济效益。并在此基础上逐步建立我国资源节约型生态工业生产体系。 加强农村面源污染的防治农村要推行以改善农业生态环境，加快农村经济发展为主要内容的生态农业生产体系。全面推广种植业、养殖业、加工业合理配置的“大农业”生产模式，注重农、林、牧、副、渔各业全面发展，农、工、商综合经营。把现代化科学技术和传统农业精华有机结合起来，逐步增加有机肥料的使用，减少化肥、农药的使用。开发生物农药技术，推广以菌治虫、以虫治虫的生物技术替代农药。目前，我国已有2000多个生态农业试点，应当在总结经验的基础上，把推行生态农业作为农村经济发展中的一场革命，在全国广大农村普遍展开。逐步把农村富余劳动力从污染型乡镇工业转移到生态农业建设上来。县、乡两级政府要制定生态农业建设规划，国家有关部门要加强技术推广，有计划地在全国乡、村培养一批技术骨干，指导农民发展生态农业。 加快城镇污水处理厂建设，大力发展环保产业改革现行城市污水处理体制，实现污水处理厂建设和运营的社会化、市场化、企业化。污水处理厂的建设要引入竞争机制，按照“谁投资谁所有，谁管理谁受益”的原则，建立多元化投资建设、企业化运营管理、社会共同负担费用、政府给予必要的政策扶持的模式。积极探索城镇给排水建设和运营一体化的管理体制。逐步使政府从直接管理污水处理设施的建设和运行中解脱出来，让污水处理真正走向市场。环保产业的发展应当成为国民经济新的增长点。国家应制定扶持环保产业发展的经济政策，在投资、信贷、税收等方面给予优惠；鼓励一部分产品过剩的企业转向环保产品生产和服务；组建环保产业集团，尽快形成产业规模；抓紧培育环保市场，把原来政府管理的环保服务事业推向市场。同时，要加强环境科学研究，组织开展高浓度有机废水处理等急需的重点水处理技术攻关；加速污染防治和生态工程成套设备的国产化，改变我国环保产业落后的现状，以适应我国污染防治的需要。
1923 年开始在汽油中加入铅用作抗爆剂以后, 更加速了全球性铅的污染。因此可以说如今世界上已难找到土壤铅含量不受人类活动影响的一片“净土”。Kabata - Pendias 和Rendias[5 ]报道在靠近公路的某一块土壤铅含量高达7000μg/ g。潘如圭等[6 ]研究了汽车尾气中铅对公路两侧蔬菜的污染情况。试验结果表明: 在公路两侧200 m 范围内生长的蔬菜均受到汽车尾气中铅的污染。管建国[7 ]等研究了在金属冶炼厂周围和公路两侧200 m 范围内蔬菜的受污染情况, 发现所调查的普通叶菜的铅含量均超过国家食品卫生标准。彭珊珊等[8 ]对我国一些常用茶中Pb 进行了测定, 结果表明茶叶中的铅超过一般标准, 应引起重视。土壤中的铅大部分形成PbS , 少部分形成PbCO3 、PbSO4 和PbCrO4 等无机化合物, 或与有机物螯合。铅的无机化合物大多难以溶解, 而且因受到下列因素影响, 铅在土壤中的迁移能力也很弱: (1) 土壤有机质对铅的络合作用。土壤有机质的—SH , —NH2 基因能与铅离子形成稳定的络合物。(2) 土壤粘土矿物对铅的吸附作用。粘土矿物的阳离子交换位点可对铅离子进行交换性吸附。另外, 铅离子进入水合氧化物的配位壳, 直接通过共价键或配位键结合于固体表面。由于铅在土壤中迁移能力弱, 而且溶解度低, 因而人为因素造成的铅污染大多停留在土壤表层, 随土壤深度的增加其含量急剧降低, 20 cm 以下趋于自然水平。进入土壤中的铅有可能被植物吸收, 或溶解到地表水中, 通过食物链和饮用水进入动物和人体, 进而影响人类健康。近年来的研究发现, 铅对人类健康的影响具有不可逆性和远期效应[9 ] 。Page[2 ]等研究表明, 人体血铅与土壤铅含量存在一定关系:0112 (Pb - B , μg/ 100mg) = ln (Pb - S ,μg/ g) - 4185这一关系式仅说明了某一地区的特殊情况, 并无广泛适用价值, 但它足以表明土壤铅含量与人体健康有直接关系。2 铅污染土壤的修复技术由于铅对人体具有很强的毒性, 近年来对铅污染土壤的修复引起了人们的普遍关注。铅污染土壤的修复技术可以分为两大类: 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、Pyrometallurgical Separation 、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。211 隔离包埋技术(isolation and containment)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。为减少地表水的下渗, 还可以在污染土壤上覆盖一层合成膜, 或在污染土壤下面铺一层水泥和石块混合层。212 固化稳定技术(solidification and stabilization)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[10 ]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。·13 ·广东微量元素科学2001 年 GUANGDONG WEILIANG YUANSU KEXUE 第8 卷第9 期© 1995-2006 Tsinghua Tongfang Optical Disc Co., Ltd. All rights Pyrometallurgical Separation在一定温度下, 金属就会熔解或升华为气态。Pyrometallurgical separation 技术利用这一原理,将铅等重金属从污染土壤中“蒸发”出来以达到净化土壤的目的。“蒸发”出来的金属可以再回收或固定, 同时富含金属的剩余炉渣也可用于进一步提炼[11 ] 。铅污染土壤在高温熔化之前要进行预处理, 以促进铅的熔解。这一技术主要应用于具有较高回收效率的严重污染土壤(5 %～20 %) 。214 化学稳定技术(chemical stabilization)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[11 ] 。对于铅污染土壤, 可用还原剂(二氧化硫、亚硫酸盐或硫酸亚铁) 将铅离子还原, 以减少土壤中铅的可提取量。这一技术也可作为其他修复技术(如固化稳定技术) 的前处理步骤。但必须注意的是, 还原剂的施用可能会造成二次污染。初步研究表明, 施用石灰调节土壤PH7 可降低铅在土壤中的溶解度, 减少植物对铅的吸收[13 ] 。研究表明, 施用羟基磷灰石[14 ] 、水合氧化锰[15 ] 、磷灰岩[16 ,17 ]也可促进铅的沉淀, 减少土壤中的可溶态和可提取态铅。Vidac 和Pohland[18 ]已将这一技术运用于地下水的修复。215 电动修复技术(electrokinetice technology)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[19 ] , 同时也应用于铜、锌、铬、镍和镉等污染土壤的修复。216 微生物修复技术(microremediation)微生物修复主要是借助微生物的生化反应来清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, 可做为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。Leusch 等[20 ]报道一种海藻( S . f luitans )对铅的最大吸附量可达到369 mg/ g。Rahmani 等[21 ]研究了浮萍(Lemna minor) 对污染水体中铅的清除能力。结果表明浮萍在亚致死水平下也能有效清除水体中的铅。217 植物提取修复技术(phytoextration)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[22 ] 。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[23 ] 。植物修复技术可分为两种, Salt 等[24 ]把利用超积累植物来吸收土壤重金属的方法称之为持续植物提取(continuous phytoextraction) ; 而把利用螯合剂来促进植物吸收土壤重金属的方法称之为诱导植物提取(inducced phytoextraction) 。21711 持续植物提取(continuous phytoextraction)运用持续植物提取技术来修复铅污染土壤的关键是植物超积累铅的能力。一般认为, 只有铅积累量达到1000μg/ g (干重) 才能称为铅超积累植物[25 ] 。已见报道的铅超积累植物有Brassica .nigua [26 ] , Brassica . pekinensis [27 ] , Brassica . juncea [27 ]和T. rotungifolium [28 ] 。其中T. rotungi2folium 的铅积累量最大, 可达到8200μg/ g (干重) [28 ] 。目前对于植物吸收、运输和积累铅以及耐铅胁迫的机制研究甚少。Liu 等[29 ]研究发现印度芥菜( Brassica juncea) 可在根部积累大量的铅但只有极少部分运输到地上部。原因一方面可能是由于根部细胞内存在高浓度磷酸盐或碳酸盐,在细胞内近中性pH 条件下, 铅主要以磷酸盐或碳酸盐形式沉淀在根细胞壁或细胞内; 另一方面·14 ·广东微量元素科学2001 年 GUANGDONG WEILIANG YUANSU KEXUE 第8 卷第9 期© 1995-2006 Tsinghua Tongfang Optical Disc Co., Ltd. All rights reserved.铅从根部向中柱迁移的过程还会受到内皮层凯氏带的阻拦。Wozny 等[30 ]认为铅进入中柱后随蒸腾流被动运输到地上部分。运输过程中铅可能会与中柱内的阳离子交换位点结合, 从而被固定在茎部中柱内。研究表明, 铅可与多种小分子有机物螯合[31～33 ] 。推测铅也有可能与各种小分子有机酸、植物螯合肽结合, 减少与阳离子交换位点结合的机会, 从而增加进入了叶部的数量。作者在对浙江西部的某一铅锌矿土壤进行调查时, 发现一种可高浓度积累铅和锌的植物, 据初步调查结果, 其地上部分锌和铅的最高积累量分别达到了5000μg/ g 和1182μg/ g。对于这种植物超积累锌和铅的生理生化机制, 正在进一步的研究中。21712 诱导植物提取(inducced phytoextraction)对于在土壤中极难移动的铅元素, 施用螯合剂可促进植物对其的吸收。施用螯合剂诱导植物超富集作用被称为螯合诱导修复技术。Romheld 和Marschner[34 ]认为螯合物与金属结合后, 金属螯合物可以从内皮层裂口处进入根内, 然后被迅速地转移到茎叶。在用14C - EDTA - Pb 作标记的试验中, Blaylock 等[35 ]发现, 在含这种标记物的介质中生长的植物地上部能快速积累铅, 表明铅与螯合物结合有利于植物对铅的吸收。Salt 等[36 ]认为金属与螯合物结合后阻止了金属的沉淀和吸附, 从而提高了金属的可提取性。螯合诱导修复技术既可选用一般植物也可选用超积累植物。在土壤铅浓度为2500μg/ g 的污染土壤上种植玉米和豌豆, 加入EDTA 后, 植物地上部铅的浓度从500μg/ g 提高到10000μg/ g ; 而且EDTA 还能极大的提高铅从根系向地上部的运输能力,每千克土中加入110 g EDTA , 24 h 后, 玉米木质部中铅的浓度是对照的100 倍, 从根系到地上部的运输转化量是对照的120 倍[37 ] 。不同螯合剂促进植物对铅吸收的效应与螯合剂促进铅从土壤解吸的效应相一致: EDTA > HEDTA >DTPA > EGTA > EDDHA。螯合诱导技术对超积累植物吸收金属的强化效应也很明显。印度芥菜是一种可富集多种金属的植物。Blaylock 等[35 ]研究了柠檬酸、苹果酸、乙酸、EDTA、EGTA、CDTA 对印度芥菜( Brassica juncea) 吸收Cd 和Pb 的效应,发现土壤酸化与施加螯合物相结合可显著增加铅的吸收效率。Vassil 等[38 ]报道用铅和EDTA 共同处理印度芥菜, 其地上部分含量高达55 mmol/ kg (干重) , 相当于培养液铅浓度的75 倍。对印度芥菜茎部提取液的直接测定证明, 茎部的大部分铅是与EDTA 结合的形式运输的。由于螯合剂的价格一般较贵, Blaylock 等[35 ]指出螯合剂( EDTA 和乙酸) 将使每吨铅污染土壤修复成本增加715 美元。此外螯合剂在增加土壤中重金属生物有效性的同时, 也增加了重金属离子的移动性。因而对于螯合诱导修复技术的环境风险应加以系统评价。由于已发现的铅超积累植物种类极少, 而且植物生长慢、生物量小, 因而螯合诱导修复技术比持续提取技术更引人注目。但不论哪种植物修复技术都具有其它物理化学方法所没有的优点:(1) 成本低。据估计, 如果某种植物的茎部铅积累量达到1 % , 且每年产量40 t/ hm2 , 那么通过10 年种植将土壤铅含量从114 %下降为014 %所需费用是245000 美元, 而用物理化学修复技术则需要1600000 美元。(2) 植物利用太阳能, 不破坏生态平衡, 同时还能美化环境, 易为公众所接受。(3) 将富铅植物残体用于植物炼矿, 可产生经济效益。相比之下, 虽然植物修复技术所需时间较长, 而且植物的生长要受到环境的影响, 但这些缺点都不成为重要问题。可以预言, 植物修复将成为一种应用广泛、环境良好和经济有效的修复铅污染土壤的方法。参考文献：[3 ] 陈怀满等. 土壤- 植物系统中的重金属污染[M] . 北京: 科学出版社, 1996.[4 ] Nriagu J O , Acyna J M. 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农业非点源氮磷对地表水环境的污染及防治摘要 农业非点源氮磷引起地表水体中营养物质含量不断增加，造成地表水体的水质恶化。提出了对农业氮磷污染源的控制措施及对污染水体的治理措施。关键词：农业非点源 氮 磷 地表水1 污染概况由于农业生产中化学品的大量使用以及畜禽、水产养殖规模的不断扩大，农业非点源氮磷已日益成为地表水环境的重要污染因素。山东南四湖来自农田径流的氮磷分别占到总负荷的35%～68%[1]。太湖、滇池和巢湖农业非点源污染物对总氮的贡献率分别为59%、33%和63%，对总磷的贡献率分别为30%、41%和73%〔2〕。氮磷注入地表水体后，会造成水体不同程度的营养化。由于氮磷是植物生长的营养元素，水体中氮磷含量的大量增加，势必引起水生生物和某些藻类的过度生长和繁殖，从而造成水体中溶解氧含量下降，引发水生动物和水生植物的大量死亡，而腐败的生物体又会加剧水体的污染。在我国的各大湖泊中，巢湖、太湖、滇池等水体由于受农业氮磷污染的影响，已处于较严重的富营养化状态。以太湖为例，目前太湖97%面积的水体已呈中度富营养化状态，过量施肥、施肥结构不合理（苏南太湖地区缺钾）以及农田排水直接进入湖中等一系列因素，加剧了太湖的富营养化〔4〕。农业非点源污染物氮磷的主要来源有2个：(1) 农田径流近年来，农业生产活动中农药、化肥的施用量不断增加。由于化肥、农药的利用率仅为20%～30%[3]，土壤表面及耕作层内的大量未被作物吸收利用的氮磷会通过农田排水、地表径流等方式进入并污染地表水体。(2) 养殖废水随着养殖业的迅速发展，大规模养殖场不断涌现。据调查，畜禽饲料中，有70%的氮通过粪便排泄。畜禽养殖过程中，粪便30%左右流失，尿液有60%流失，冲洗水有80%以上流失〔4〕。大量未经处理的畜禽粪便、尿液、残余饲料、场地冲洗水进入地表水体。对于水产养殖，由于鱼虾粪便、残余饵料中含有大量的氮磷污染物，因此它们对水体的影响也不容忽视。2 控制措施根据氮磷的主要来源，控制农业非点源氮磷污染的主要措施可以分为2个方面：(1) 减少土壤及养殖废水中氮磷的流失，阻断损失途径；(2) 采取措施治理水体中氮磷污染。减少农田的氮磷损失，控制氮磷对水环境污染的首要措施是设法将潜在污染物保留在原地，提高肥料利用率，最大限度地减少农田回归水中氮磷的含量，从而也就减少了进入地表水的氮磷总量。而对养殖污染的控制措施则主要是畜禽粪便的综合利用以及合理的饵料投放。土壤中氮磷流失的控制改进施肥技术一般而言，为减少化肥的挥发及受降水、灌溉的冲刷作用，宜相应增加施肥深度。据报道，氮肥在稻田表面撒施，利用率为30%～50%，而深施后利用率可提高到50%～80%[5]。另外，要合理安排施肥时间，尽可能在作物的需肥高峰期施肥，少量频施，以提高作物对肥料的利用率，减少土壤中残余养分含量。 优化肥料结构单一施用氮肥会造成土壤中硝酸盐氮的积累，而选择氮磷钾合理配施的配方施肥则可以在提高作物产量的同时有效降低土壤中硝酸盐氮的含量。另外，钾氮配施可以减少氮的渗漏损失，主要原因是配施增加了作物对氮的利用[6]。 采用缓释及膜技术大多数肥料，尤其是铵类氮肥，均为速效肥，具有易分解、易挥发、易损失的特点。而缓释肥则能使肥料在作物整个生长期内缓慢释放，减少了不必要的损失。利用膜物质来抑制水稻田氨的挥发，可以减少氮素的损失。据报道，该方法可使氮肥的利用率提高～[7]。因此，合理地采用缓释及膜技术，可以减少氮磷的损失。 加强侵蚀控制侵蚀控制可以减少表土及氮磷污染物的流失。利用植被对裸露地面的表面覆盖，可以削减雨水冲击作用，减少侵蚀；利用植被系带可以有效地沉淀和拦截地表径流污染物。 改进灌溉技术传统的灌溉方式主要为以“浇地”为主的漫灌，这不但浪费了大量的水资源，而且会将土壤中大量未被作物利用的氮磷带走，降低了氮磷的利用效率，污染了地表水环境。采用先进的喷灌、滴灌、雾灌等“浇作物”的灌溉技术，可以大大提高灌溉用水以及氮磷的利用效率。 畜禽粪便污染及水产养殖污染的控制畜禽粪便污染的控制解决养殖业污染问题，要坚持减量化、无害化、资源化的原则。要及时清扫畜禽栏舍内的粪尿，清理干净后再行冲洗。同时要及时清扫养殖场，防止粪便散落。对畜禽粪便的处理，可以采用厌氧发酵，既可节能，还可获得沼气。另外，也可以将粪便制作成有机肥料，用于农业生产。水产养殖污染的控制对于网箱养鱼，应合理选择布设位置，合理设置网箱间距。根据经验，为加速水体中氮磷等污染物的稀释扩散，防止局部污染物浓度过高，网箱最好应布设在水的深度及流速较大处，并且网箱之间应有一定的间隔，以保持水流的畅通，使污染物能及时被带走。饵料要根据鱼虾的实际需要量投放，防止过量投放饵料，而且在网箱下面应设置可截留残余饵料的设施。3 氮磷污染水体的治理水环境受到来自农业非点源的氮磷污染后，在积极控制污染源的基础上，要抓紧做好受污染水域的治理工作。 化学法除磷杀藻对受农业非点源氮磷污染严重或产生富营养化的水域，目前常用的除藻方法是化学法[8]。可以向水面喷洒硫酸铜，杀死漂浮藻类；也可向水体投放一定量的化学物质（如石灰），通过凝聚沉淀达到除磷的目的。 生物载体去除海洋赤潮藻利用生物材料作生物吸附处理含铜离子的工业废水[9],然后将这种吸附铜离子的生物载体投放至海水中，缓慢释放出来铜离子杀灭赤潮生物。4 参考文献1 徐谦.我国化肥非点源污染状况综述.农村生态环境，1996，12(2)：39～ 刘鸿志,陈永清.我国重点湖泊的水环境管理现状. 环境保护，1998，(12)：9～ 朱兆良.我国土壤供氮和化肥去向研究的进展.土壤，1985，17(2)：2～ 吕耀.农业生态系统中氮素造成的非点源污染.农业生态环境保护，1998,17(1)：35～ 卢增兰主编.土壤肥料科学.北京,农业出版社，1990， 马茂桐.钾氮配施对土壤氮渗漏的影响.土壤.1999，(3)： 许前欣,赵振达,李振云.稻田水面分子膜对提高氮肥利用率的研究.农业环境保护，1998，17(5)：216～218， 俞志明，邹景忠，马锡年，等.治理赤潮的化学方法.海洋与湖沼，1993，24(3)：314～ 林荣根，周俊良，黄朋林.螺旋藻吸附水溶液中铜离子的初步研究.海洋环境科学，1998，17(2)：8～11.
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有关环境污染的参考文献有以下八个
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有关环境污染的参考文献有以下八个
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