地表环境问题研究论文

童心畅想——多元化的未来能源 人类的科技正在飞速发展，对能源的需求也越来越大，据科学家推测，再以这样的速度开采下去，我们最为依靠的能源——石油将在本世纪末彻底枯竭，像石油、天然气、煤这样的不可再生能源，用一点，少一点，寻找新型能源，已是我们人类迫在眉睫的任务。 让我们大胆的想像一下，未来世界的人类，使用的能源将会是怎样的匪夷所思呢？ 让我们在头脑中构建一个神奇的国度，河上有水车——水能；田野上耸立这无数的巨大风车——风能；城市里的所有楼房的房顶都是太阳电池板——太阳能；所有的马路、人行道、走廊的地面，都是一种奇怪的材料铺成的，把汽车、人、动物运动时产生的电能、热能收集起来——摩擦能。有一种工厂，用植物生产植物燃料；有一种交通工具，上天下海，遨游宇宙，无所不能，他的燃料竟是太阳能和生物燃料。有一种灯，只要河流不息，它就可以永远明亮。 幻想一下未来孩子的生活。阳光洒在小女孩乌黑的头发上，迎着晨曦，小女孩睁开了眼睛，粉嫩的小手从柔软的鹅绒被里探出来，按了一下床头的第三个红色按钮，楼下厨房中，传送带从冰箱里取出食材，用电热炉加热，送到了餐桌上。这一切都是依靠地面收集来的热能和电能完成的。 享用完美食，背上书包，坐进了智能××车中，点了一下荧幕学校的位置，××车用早上收集来的太阳能结合了植物燃料的等量，瞬间来到了学校门前…… 未来，这个充满希望的词语，让我们无限憧憬，未来，人类会更加辉煌吗？人类在不断的前进，未来人类要依靠什么样的能源呢？让我们畅想未来，去发现更多的环保能源来造福世界。

城市建设的环境工程地质问题解析论文

【 摘要 】随着城镇化的不断发展，城市的规模也在日渐扩大。同时，城市建设过程中引发的工程地质问题也越来越多，如水资源保护、城市垃圾等问题，都严重制约着城市的发展，为了人类城市建设的良性发展，对这些问题进行相应的分析非常重要。论文在对城市环境的地质问题进行分析的基础上，讨论了目前存在的诸多问题，并提出了相关的对策建议。

【 关键词 】城市建设；工程地质；问题

1城市环境地质的主要研究内容

区域地壳稳定性评价

区域地壳的稳定性主要是指在地震以及岩浆活动的影响下，地壳的相对稳定程度。它是城市建设中工程地质的主要问题，涉及了地震、地裂缝、火山活动及其他地质活动。决定地壳稳定性的最主要的因素是地震。我国抗震设防烈度大于7度的大中型城市已经超过110多座，因此，加强地震的预报工作和提高建筑物的抗震能力越来越重要。

地基条件的勘探

地基条件的勘探主要是对地貌、岩土体结构以及物理力学性质还有水文条件等进行实地观测。我国的土质分布具有较强的地域性，例如，软土主要分布在沿海地区，如环渤海、长三角、珠三角地区等。软土具有松软，缝隙大，强度低等特点，因此，在软土地区施工时经常遇到的工程地质问题有地面裂缝、墙体开裂、建筑物的沉降等。为了保证建筑物的安全，必须事先对地基的土质条件进行勘探。

供水及水资源保护问题

随着城市人口的不断增加，对水资源的需求量也越来越大，因此，水资源成为制约城市发展的一个重要因素。虽然我国的水资源总量较大，但是人均水资源占有量却不足世界的1/4。近年来，由于我国的地下水超采导致的地面沉降、海水倒灌问题也日益严重。供水和水资源的保护问题主要包括水资源的选择、评价、以及地下水的调节利用。目前，较常用的水资源的管理与保护方法主要是人工回灌。因此，在城市建设过程中，必须对城市的地下水资源进行全面系统地调查，从而制定合理的发展规划，以便对水资源起到很好的保护作用。

2城市环境引发的地质问题

水资源的短缺进一步加重了地质灾害

近年来，我国的城市化进程不断加快，带动了工农等各个行业的发展。人们在提高生活水平的同时也要加强对资源利用的认识。目前，水资源使用量的不断增加严重制约了当前城市的发展，这就需要制定明确合理的用水规划。就目前的状况来看，水资源的紧张不仅影响了城市的正常发展，而且由于水资源过度开采引发的灾害也日益增多，如大面积的地面沉降，进一步导致了土质疏松、地质、交通等各种问题。目前，城市生活用水大部分是通过地下开采的方式获得的，导致大量的地下水被抽走，从而引起地面沉降，这样的恶性循环严重影响着生态平衡。

水污染进一步加剧

水污染问题一直是我国城市建设中的一个重要问题，在我国环境规划中的问题更加突出。水污染不仅直接影响人们的身体健康，而且会缩小水供给范围，进一步加剧水资源的短缺。在现代城市建设中“三废”问题是无法避免的，“三废”正是水资源污染的源头，尤其是工业废水的任意排放，导致河流湖泊等地表水受到污染，更严重的是一些企业为了躲避检查，直接将废水排向地下，严重污染了地下水。

环境工程建设过程中的地质问题

随着城市的发展，公路、铁路、机场等一些相应的配套设施也如火如荼地兴建起来，正是这一系列的建设引发了各种地质问题。如果在建设过程中不对地质条件给予足够的重视，遇到流沙、淤泥等特殊地质环境的概率会明显增加，继而对建筑物的安全产生严重的影响。目前，我国在修建一些大型的水利设施时也进一步加剧了土地盐碱化问题，而且涉及的`面积也在不断扩大。如果环境工程的地质问题不能得到有效的缓解，人们的生活质量也将难以提高，各行各业都将难以顺利地发展。因此，相关地质部门必须探究其中的规律，做好针对性的预防措施，从而有效地对地质环境进行控制，减轻城市建设过程中造成的各种危害[1]。

3改善城市地质问题的措施

建立人与地质之间和谐的关系

在城市建设的过程中，必须处理好人和地质之间的关系，必须从长远的角度看待环境问题。在城市建设过程中，人们往往只为了眼前的利益而犯一些目光短浅的错误，忽略了环境对人类发展的持续作用，没有遵循可持续发展战略。正是由于人类的鼠目寸光才导致目前的城市地质问题日益严重。因此，在城市建设过程中，必须遵循可持续发展战略，为子孙后代造福。

增加地质环境的容量，改善环境质量

在城市建设过程中，要充分重视地质环境的质量和容量。所谓地质容量，即环境的最大负荷。由于容量是有限的，所以在建设过程中不能忽视环境的容量而盲目地开发，如果没有对环境容量加以考虑，势必会导致各种地质问题，因此，要在环境容量允许的范围内开展各种城市建设活动。当然，在实际的建设过程中，还不能完全避免不利影响，但是，面对这些不利的行为，要尽量采取向相应的措施防止环境的进一步恶化。例如，控制工业污染，尽可能地减少工业“三废”等措施，只有这些措施被大众自觉地实行时，可持续战略才能得到真正的贯彻。

具体地质问题的防治措施

地下水位下降的防治措施

1）从非工程措施方面来讲，主要从以下2个方面入手：（1）加强城市用水的统一管理，按照“先地表水、后地下水”原则进行合理的调配；（2）制定相应的节水管理措施，鼓励废水回收利用。2）从工程措施方面来讲，水资源主管部门要关停超采地区的自备深水井；同时修建污水处理厂，实现水资源的节约利用。

水污染防治措施

防治水污染主要可以采取以下措施：宣传水资源的保护常识，从而提高公众的水资源保护意识，依法惩处非法处理污水的企业，发展新工艺减少污水排放。

4结语

总而言之，在城市建设过程中，对地质工程地质问题要做到防患于未然，提前预防，对于无法避免的危害，要及时采取措施，将损失降低到最小，从而促进我国城市化的良性发展。

【 参考文献 】

【1】张惠平.城市地下工程建设中的环境工程地质问题———预防与控制[J].自然灾害学报,2012,14(4):146-149.

地表水水环境监测进展与问题论文

摘要 ：近年来由于工业化的影响，地表水资源受到了严重的污染，状况日益恶化。这种情况下我国的水资源利用情况逐渐的紧张起来，当前阶段这样保护水资源，预防水资源污染成为了环境人们所关注的重点。我国的水环境监测工作近年来已经取得了一定的进步，但在地表水环境监测中仍然会出现一些问题，下面将对此进行详细探究。

关键词 ：环境监测职称论文

前言

地表水是人们生活中最常用到的水资源，但近年来却因为工业化的发展而导致地表水污染情况越来越严重，甚至影响到人们的身体健康。水环境监测工作是保障人们用水安全的重要措施，通过相应的监测能了解到水质的污染情况，并在此基础上来提供相应的技术支持。下面将对地表水的水环境监测进展情况和所存在的问题进行详细讨论。

一、地表水环境监测进展

近年来在工业化进程下，地表水环境出现了明显的恶化，因此采取必要的监测手段成为了预防水污染的重要措施。通过对地表水质的监测能了解到当前所造成的水污染情况和原因，为水污染的进一步治理提供基础性的建议。我国的水污染监测已经有了三十余年的发展历史，并在这些年中逐步的取得了一定的研究成果，相关的监测技术也得到了完善，可以说正在逐渐的走向成熟化。上世纪七十年代，西方一些发达国家就开始对胡泊、河流等地表水的水质进行监测，并逐步的开始重视起相应的监测系统完善工作，一直到1998年我国的水质监测才开始了较快速度的发展[1]。我国的环境保护单位从1999年开始对我国的一些主要河流、胡泊等进行水质监测，并建立起了诸多的监测站，在我国形成了水质监测网。可以说我国的地表水水环境监测工作的发展为我国的人民群众用水安全和水质提升等做出了巨大的贡献。虽然我国近年来在地表水水环境监测中已经取得了关键性的提升，但在当前阶段中仍然需要不断的进行提升和创新，积极的对相关先进手段进行探索，以便于我国的地表水水质能够得到保障。

二、地表水水环境监测中存在的问题

（一）监测数据误差问题

地表水水质监测的质量是监测工作的最终目的，同时也是保证工作能够正常进行的基础条件。近年来我国的水质监测中心对水环境的`质量都比较重视，足可以看出水质量的重要性，但在当前阶段我国的监测工作能力仍然十分有限，监测设备始终难以得到创新，使得在监测中数据经常会存在误差。这种数据上的误差存在将会导致无法更加全面性的把握住水环境质量问题，从而影响工作人员的判断和改进措施提出。长久以来水环境质量难以得到改善，同时也会造成不必要的经济浪费和人力资源浪费。

（二）工作人员专业能力差

近年来我国的经济发展十分迅速，人们生活水平也逐渐得到了提升，在城市化进程下我国地表水环境监测工作越来越受到人们的重视。但目前来看仍然存在着一定的问题，不少从事监测工作的专业人员他们在个人能力和专业水平上始终存在着偏差，专业技术人员能力不强。同时，很多使用设备也过于陈旧，在操作过程中惊颤会暴露出各种不同的问题，到时监测的效果受到限制，信息处理中也容易造成各种不同的问题。工作人员是进行水环境监测中的重中之重，一旦出现了问题将严重制约监测工作的效果，对此一定要加以重视。

（三）缺乏完善管理

当前阶段中国际上都以流域为单位来进行水资源的环境监测管理工作。而我国的水环境监测工作却仍然是以点或者区域的方式来进行监测[2]。随着科学技术的进步，近年来我国也开始逐渐的尝试以流域为单位来进行相应的水环境监测，但由于长时间的分割管理形式导致我国的水环境监测工作已经形成了固定的惯性模式，不少的地区管理中管理者会比较看重小区域所带来的利益，却对区域内整体的利益有所忽视。因此，当前阶段怎样合理的进行区域控制是水环境管理者所面对的重要问题所在。面对这样的问题我国一定要积极的建立起科学的水源管理体系和评价体系，并根据不同的流域和区域来进行直管范围的划分，促使我国的地表水书环境监测工作能得到统一化。

三、地表水水环境监测建议

（一）利用先进简便的监测设备

我国土地面积十分辽阔，地表水分布情况也比较复杂，各个不同的区域内都存在着一定的环境污染情况。很多地区甚至出现用水污染而导致人体健康受到影响的情况。面对这些问题，一定要重视起水环境的质量监测工作，保证水质量能达到合格的标准。随着科学技术的不断提升，我国应加快在水质量监测设备上的研究，减少水质污染情况。当前阶段国外已经出现了多种不同的先进设备用来进行水当中的污染物监测，但我国在此方面的使用情况并不广泛。因此，在水环境的未来监测发展中，应开始逐步提升简便化、创新化的监测设备，帮助监测的效果和监测时间得到提升，从而帮助工作人员尽快的采取相应方案进行治理。

（二）完善监测管理并提升人员能力

当前阶段我国积极的提升工作人员专业素质和能力成为了地表水环境监测中的重中之中[3]。对此一定要在原有的基础上来增加先进设备并不段提升人员操作能力，这是保证水质监测质量和水环境提升的关键内容。此外，还应重视起整体的管理水平，强化数据的综合分析能力，为水环境监测提供有益的参考。

四、结语

近年来我国的地表水监测水平已经得到了大幅度的提升，但与其他发达国家相比较而言仍然存在着一定的差距。当前阶段我国一定要重视起地表水水环境监测工作，并逐步的完善管理体系，确保水环境监测数据能更加的可靠。只有这样才能为我国人民的正常用水提供保障，促使我国能得到持续性的发展。

参考文献：

[1]周超.浅谈水环境监测中质量控制和质量保证[J].绿色科技，2015，（12）：55—59.

[2]田士奇.浅谈加强吉林省水环境监测中心能力建设的必要性[J].农业与技术，2015，（17）：60—62.

[3]高美丽,郭淑艳.浅析我国水环境监测存在的问题及对策[J].资源节约与环保，2015，（12）：12—16.

地球的2/3虽然被水覆盖，但其中是咸水，在余下的的淡水中，又有87%是人类难以利用的两极冰盖、冰川、冰雪。人类可利用的淡水只占全球水总量的，而这些淡水大部分是地下水。实际上，人类可以从江河湖泊中取用的淡水只占水总量的。有人比喻说，在地球这个大水缸里可用的淡水只有一汤匙，而这一汤匙水又遭到严重污染。 据联合国统计，全球淡水消耗量自20世纪初以来增加了约6―7倍，比人口增长速度高2倍。全球目前有14亿人缺乏安全清洁的食用水，即平均每5人中便有1人缺水。估计到2025年，全世界将有30亿人缺水。波及的国家和地区达40多个，主要为非洲和中东地区，印度、秘鲁、英国、波兰及中国部分地区亦会受到影响。 在全国600多座建制市中，有近400座城市缺水，其中缺水严重的城市达130多个，全国城市每年缺水60亿立方米，日缺水量已超过1600万立方米。缺水给城市工业产值造成的损失在1200亿元以上，且呈增长之势。 我国是世界上13个贫水国之一，按国际上的通行标准，人均拥有水资源2000立方米为严重缺水边缘，人均有水1000立方米为起码的要求线，到2030年，我国人口将达16亿～17亿，以亿人计算，届时我国人均水量1700立方米。 预计到2000年，我国年缺水量将猛增到180多亿立方米。如果我们把水的有效利用率提高10%，每年可节水400多亿立方米，工业用水重复利用率已从1980年的20%提高到现在的30%左右，有的城市已达到70%。但我国城市水的重复利用率还是较发达国家低许多，一些重要产品的单位耗水量比国外先进水平高几倍、甚至几十倍。 目前我国因污染而不能饮用的地表水占全部监测水体的40%，流经城市的河段中78%不适合作为饮用水源，50%的地下水受到污染，64%的人正在使用不合格的水源。据水利部门对全国约七百条大中河流近十万公里河长检测的结果表明：我国现有河流近1/2的河段受到污染，1/10的河流长期污染严重，水已失去使用价值，这使前述缺水状况雪上加霜。由于污染严重，目前淮河上游一半支流的河水完全失去利用价值，干流在枯水期完全不能利用的水占。水资源占全国总量12%的珠江由于污染也出现缺水，不少河道发黑、发臭；广州市区河段水质已劣于五类标准，江水中含有毒物质超过了20余种，为此广州市被迫花巨资改向几十公里以外的西江和东江去取水。进入90年代，长江流域的污水排放量与日俱增，每年平均约达142亿立方米，占全国年均排污总量的40%，上海市的取水口已由昔日的黄浦江伸向了长江干流中心。目前，我国以水库作为供水水源的能力为每年5400亿吨，虽然多数供水水源的水质良好，但已有1/3的水库水质受到不同程度的污染。

题目：铅污染土壤的修复技术虽然铅在土壤中的溶解度低, 且不易移动, 但由于人类对自然的不断开发和破坏, 加上工业的发展, 造成了日益严重的全球性铅污染。铅对人体的毒害作用具有潜伏性和长期性的特点[1 ] 。由于铅中毒事件的不断发生, 有关铅污染及铅毒害的研究越来越受到国内外学者的重视[1 ,2 ] 。有研究表明, 人体血铅水平和土壤铅含量之间存在直接的关系[2 ] 。要最终解决铅污染问题, 一方面应减少污染的来源; 另一方面则要对已被污染的土壤进行治理和修复。本文就铅对土壤的污染及其修复技术作一综述, 为修复铅污染土壤的研究和实践提供依据。1 土壤的铅污染铅在地壳中的平均丰度为1215μg/ g。土壤铅含量一般在2～200μg/ g , 平均变化幅度为13～42μg/ g。全国土壤背景值基本统计量的结果表明, 我国土壤铅含量最高可达到1143μg/ g , 最低为0168μg/ g , 平均可达到26μg/ g [3 ] 。根据来源不同, 环境中的铅可分为“原生”和“外源”两种。土壤成土过程中保留在土壤母质中的铅称为原生铅, 主要来源于岩石矿物。岩石在风化成土过程中, 大部分铅仍保留在土壤中。无污染土壤铅含量大都仅略高于母质母岩含量。除母质母岩风化保留在土壤中的天然原生铅以外, 由于人类活动也可造成污染, 引起土壤中铅含量升高。通过尘埃沉降及各种污染途径进入土壤的铅称为外源铅。土壤外源铅主要来源于大气传输和沉降。铅的密度较大, 空气中的含铅颗粒容易沉降下来, 不断积累在土壤里。表1 70 年代～90 年代铅的全球产量 1990Pb 产量/ 103t/ 年- 1 343212 344812 343112 336712表1 列出了70 年代到90 年代铅的全球产量。据统计, 80 年代释放到土壤中的铅达到796 ×103t/ 年[4 ] 。人类对铅的开采和使用, 打破了铅在生物地球化学循环中的平衡, 造成严重的污染。·12 ·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 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。