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关键词：汾江河；重金属；潜在生态危害；评价
收稿日期：2011-03-31
作者简介：罗 美（1984―），女，广东兴宁人，助理环境工程师，主要从事环境污染源（废水）的监测与分析工作。
中图分类号：X701
文献标识码：A
文章编号：1674-9944（2011）06-0023-04
1 引言
汾江河是佛山市的母亲河,全长13.4km。随着佛山市经济的迅猛发展,城市人口的急剧增多,汾江河两岸的工业发展,印染、塑料、陶瓷、洗涤类和造纸等工业废水排入,严重污染了河道。水体沉积物既是重金属污染物的汇集地,又是对水质有潜在影响的次生污染源。重金属污染物进入水体后能较快地转移至沉积物和悬浮物中,结合了重金属的悬浮物在被水流搬运过程中,当其负荷量超过搬运能力时,便逐步转变为沉积物。沉积物中重金属得到积累,表现出明显的分布规律性。河流重金属Cr、Cu、Zn、Pb、As、Hg和Cd的污染存在一定的潜在生态危害,由于其可以在动、植物中积累,并通过食物链从而危害人类的食物安全。为了解汾江河河道污染的状况,以及周边环境对河道造成的影响,对汾江河底质（沉积物）重金属Cr、Cu、Zn、Pb、As、Hg和Cd的总体水平进行了监测与分析,本文根据底质中重金属的含量,运用瑞典科学家Lars Hakanson潜在生态危害指数法,对其潜在生态危害进行了分析。
2 调查方法与监测分析
汾江河又名佛山水道,西起佛山沙口,横贯市区北部,到南海平洲沙尾桥,进入东平水道。全年的平均流量是103m /s,但枯水期只有5～6m ／s［1］。流经佛山市区、南海、广州3地,从东到西流经佛山境内、桂城、平洲、大沥、盐部等6个区镇。现在调查的主要是佛山城区的河段底质重金属的总体水平。通过现场的采样处理和底质样品试验分析,计算其重金属的质量比,从而了解河道的重金属污染状况。
2.1 底质样品的采集和前处理
底质指江、河、湖、库、海等水体底部表面沉积物质,它反映了河流的历史和污染现状。经过调查研究,根据汾江河河流特点和沿河两岸的厂区布局,沿岸支涌和闸门分布情况,沿河道分别在罗沙、街边和横虿忌3个采样断面,罗沙属于河道上游,河道较为宽阔,街边在中游位置,河道较直且窄,下游的横窖是典型的淤积区域,并在各采样断面分左、中、右布点,采用抓斗式采样器对汾江河河道的表层（0～20cm）沉积物进行了采样。
在现场采样时,把采集的样品分存于双层洗净聚乙烯袋中,编号、贴好标签运回室内,冷藏保存。做试验时,剔除砾石、木屑及贝壳、杂草等动植物残体,用玻璃棒将自然风干的沉积物轻轻压碎,首先用20目尼龙网筛去掉粗沙粒和大块泥土,然后用四分法四分底质样品,取其中一份研磨成粉末样,再过100（80）目尼龙网筛,称取筛后的粉末样［2］。
2.2 分析项目和分析方法
底质样品分析项目为Cr、Cu、Zn、Pb、As、Hg和Cd 7种元素,测定其含量。
2.3 底质样品的分解（全分解方法）
底质样品的测定,其主要的影响因素是样品是否消解的完全和所用的测试方法正确与否。测定Cu、Pb、Zn、Cd的消解运用的是HCl-HNO-3HF-HClO4分解法,而测定汞的是硫硝混酸-KMnO4消解法,测砷的是硝酸――盐酸――高氯酸消解法。样品的消解是测定的前期工作,关系到最后的试验结果,因而其的操作方法与步骤尤其重要,并要注意使用试剂安全。
2.4 试验方法原理与计算
经过完全消解的底质样品,加入试剂和简单的再处理方可以进行样品试验。同时,各个的测定项目都要求重新配制标准溶液,在试验中绘制标准曲线。不同的测定项目,运用其最优的测定方法,测定Cd元素,使用石墨炉原子吸收法,测定As和Hg运用原子荧光法,而测定Cr、Cu、Pb、Zn运用的是火焰原子吸收分光光度法。所有的测定项目元素都带有国家标准试样试验,保证试验的准度。
3 底质重金属污染评价
3.1 评价方法和原理
这里选用瑞典科学家Hakanson提出的潜在生态危害指数法进行评价。某一区域沉积物中第i种重金属的潜在生态危害系数Eri及沉积物中多种重金属的潜在生态危害指数RI表示方法为:潜在生态危害指数法［3］。
瑞典科学家Hakanson提出的评价沉积物中重金属的潜在生态危害指数（RI）法是一种相对快速、简便和标准的方法,通过测定沉积物中主要重金属的含量,计算污染系数及生态危害指数,考虑到影响污染的各方面,潜在生态危害指数受下列因素的控制和影响，包括表层沉积物中重金属的浓度,即RI值应随表层金属污染程度的加重而增大；重金属污染物的种类,即受多种重金属污染的RI值应高于只受少数几种重金属污染的RI值；重金属的毒性水平,即毒性高的重金属应比毒性低的对RI值有较大贡献；水体对重金属污染的敏感性,即对重金属污染敏感性大的水体应比敏感性小的水体有较高的RI值。
3.2 计算原理
（1）第i种重金属污染系数。
表1 沉积物重金属污染生态危害指数法污染程度的划分
3.3 各类参数的确定
河流底质中重金属的浓度值取本次采样的实测值。
3.3.1 背景参比值的选择
目前研究中对参比值的选择差异较大,有的以页岩平均重金属含量值作为全球统一的沉积物重金属参比值；有的以当地沉积物的重金属背景值为参比值,Hakanson提出以工业化以前全球沉积物重金属的最高背景值为参比值。
本文评价采用当地最高背景值（1992年水利部组织的全国地表水沉积物背景值调查结果）为参比值［4］,相对定量性地反映沉积物重金属的污染程度,见表2。
表2 背景参比值mg/kg
3.3.2 重金属毒性系数
本研究选择的主要重金属为Hg、Cd、As、Cu、Pb、Cr和Zn。重金属的毒性表现为对人体和对水生生态系统两方面的风险,风险途径为水――底质（沉积物）――生物――鱼――人体。根据Hakanson提出的“元素丰度原则”和“元素释放度”,某一重金属元素的潜在生态毒性与其丰度成反比,与其稀少度成正比,亦即与“元素的释放度”（在水中含量与沉积物中含量的比值）有关,易于释放者其对生物的潜在毒性较大。经过对一系列基础数据的处理,上述7种重金属的毒性水平顺序为Hg>Cd>As>Pb
Cu>Cr>Zn,重金属毒性系数Tri值为Hg
表3 本次沉积物重金属污染潜在生态危害指数法的划分
Hakanson潜在生态危害指数法不仅反映了某一特定环境中的每一种受污染物的影响,而且也反映了多种污染物的综合影响,并且用定量的方法划分出潜在生态危害的程度,是目前研究沉积物重金属污染评价中应用最广的一种,在国际上具有深刻的影响。
4 实验结果与讨论
4.1 重金属污染物程度及分布
汾江河底质（沉积物）重金属以当地最高背景值为参比值计算的单项污染系数Cif和多项污染系数Cd列于表4。从表7可见,单项污染系数Cif≥6的重金属有Zn、Cd、Cu、Cr,其中Zn、Cd在各个采样点的值都超出了单项污染系数Cif“6”,且有些数值较高,将近4倍之多；而Cu也只有S8
3.46没有超出外,其他的值都大于“6”；相对来说,Cr的Cif≥6只有S7和S2。3≤Cif
评价结果表明,汾江河段重金属的污染都在“很高”。监测断面最大值出现在横虻S2点,为78.83,原因是横虼τ诜诮河的下游,其积污量更大；第2大污染系数值是罗沙断面的S7,主要原因是罗沙两岸的工业厂房的排污口的直接排放,且得不到的上游东平河的水源充足补给；总体水平来说,横颉⒔直吆吐奚3个断面各个监测点的Zn、Cd、Cu、Cr的污染系数均为“高”。沿程分布无明显下降趋势,重金属污染顺序为Cd> Zn > Cu > Cr > As > Pb > Hg。
4.2 表层沉积物重金属的潜在生态危害评价
汾江河底质（表层沉积物）重金属单项潜在生态危害系数（Eri）和潜在生态危害指数（RI）及排序结果列于表5、表6和图1。可以看出,单项潜在生态危害系数Eri≥320的重金属有Cd,主要出现在罗沙断面和S3、S6两个采样点；160≤Eri
图1 河流断面各点RI分布
评价的结果是汾江河河河道9个监测点都具有“极高”的潜在生态风险,Cd属于很“极高”的潜在生态危害,Hg、Cu属于“中等”的潜在生态危害,As、Cr、Pb、Zn属于轻微风险。
表5 汾江河底质重金属的潜在生态危害系数Eri和潜在生态危害指数RI
综合分析汾江河河段各个断面的底质（沉积物）重金属的单项污染系数Cif、多项污染系数Cd、单项潜在生态危害系数Eri和潜在生态危害指数RI,汾江河受到了较为严重的污染。污染最严重的是Cd、Cu,其次是Hg 、As、Pb,Zn与Cr相对污染较轻。
5 结语
采用Hakanson提出的潜在生态危害指数法,以当地最高背景值为参比值,对汾江河底质的重金属污染总体水平进行了评价,结果表明汾江河河段各监测断面的底质都受到重金属的极强的污染,具有很高的潜在生态危害,横颉⒙奚车暮佣沃亟鹗粑廴窘衔严重。污染最严重的重金属元素是Cd、Cu,其次是Hg、As、Pb,Zn与Cr相对污染较轻,已经对生态环境造成了严重的影响,尤其是镉。然而,其具体的来源还需探讨。污染元素Cd、Cu沿程分布无明显下降趋势,可能与沿岸的工业、厂房布局和河流水文条件、流量等相关,有待今后进一步研究。
表6 汾江河底质重金属的潜在生态危害指数排序
（1）减少外源性重金属的进入。要大力控制污水中重金属的排放,尽可能建立污水处理厂或是废水再生回用工程。
（2）对严重污染的底泥的治理。对上底泥疏浚,并填入清洁泥沙或碎石,可以有力地抑制底泥对河水的二次污染,若用具有吸附功能的粘土作为铺填物,则有望进一步改善水质,或是建造引水稀污工程,这主要是上游与东平河相连设置的水闸需要定期补充一定的水量,用以冲稀污染物。
（3）进行水体生态修复与重建。有必要栽培一些耐性较强且速生的植物,萃取水体沉积物底泥中的重金属。合理规划沿岸土地利用,整治排污源,减少重金属污染的来源。使经济建设,人口增长,污染治理与水环境保护同步进行,建设和谐、共进的社会。
参考文献：
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［2］ 何燧源.环境污染物分析监测［M］.北京:环境科学与工程出版中心,2001.
关键词:土壤；重金属污染；评价方法
Q938.1+3; S151.9+3A
土壤是人类赖以生存的最基本的自然资源之一,但现阶段严重的土壤污染,通过多种途径直接或间接地威胁人类安全和健康,开展城市环境质量评价，日益成为人类关注的焦点。
本文选取了地质累积指数法、污染负荷指数法、内梅罗综合污染指数法和潜在生态危害指数法，对某城市不同功能区319个空间样本点的重金属检测数据进行了污染评价。
1.数据采集
按照功能划分，将城区划分为生活区、工业区、山区、主干道路区及公园绿地区.现对某城市城区土壤地质环境进行调查,将该城区划分为间距1公里左右的网格子区域，按照每平方公里1个采样点对表层土（0~10 cm深度）进行取样,用原子吸收分光光度计测试分析,获得了319个样本所含重金属元素（As、Cd、Cr、Cu、Hg、Ni、Pb、Zn）的浓度数据。
本文依照未受污染区域土壤环境背景值作为评价标准[1]。现按照2公里的间距在微污染区取样,得到该城区表层土壤中元素的背景值，如表1:
表1该城市表层土壤中重金属元素的背景值
元素 As(ug/g) Cd(ng/g) Cr(ug/g) Cu(ug/g) Hg(ng/g) Ni(ug/g) Pb(ug/g) Zn(ug/g)
背景值 3.6 130 31 13.2 35 12.3 31 69
2．污染评价方法
2.1地质累积指数法
用于研究水环境沉积物中重金属污染程度的定量指标[2]，不仅能够反映重金属分布的自然变化特征，而且还可以判别人为活动产生的重金属对土壤质量的影响.
利用地质累积指数污染评价标准，计算出整个城区各种金属的污染指数平均值，最大值，最小值，并按各种重金属浓度的平均值进行相应的污染程度评级（表2）。
表2城区重金属地质积累指数及评级情况
重金属 平均值 最大值 最小值 污染程度
As -0.07762 2.4802 -1.7459 无污染
Cd 0.305682 3.0543 -2.2854 轻度污染
Cr -0.0818 4.3076 -1.6018 无污染
Cu 0.702895 6.9966 -3.1121 轻度污染
Hg 0.273708 8.2515 -2.615 轻度污染
Ni -0.22635 2.9493 -2.1113 无污染
Pb 0.150747 3.345 -1.2405 无污染
Zn 0.326836 5.1833 -1.6552 无污染
可看出,土壤中重金属Cu、Cd、Hg污染比较显著，Zn的平均值虽然小于1，但是其污染指数最大值达到严重污染程度，其污染也很突出。Ni的平均值很小,视为处于零污染状态。
再通过提取各个区域的污染指数进行分析汇总，得到各个区域每种重金属的级别污染指数直方图，如下：
图一：各个区重金属污染级别指数直方图
2.2污染负荷指数法
该指数是由评价区域所包含的主要重金属元素构成，它能够直观地反映各个重金属对污染的贡献程度，以及金属在时间，空间上的变化趋势.
由Tomlinson等人提出污染负荷指数的同时提出了污染负荷指数的等级划分标准和指数与污染程度之间的关系[4]，通过计算得打各重金属的污染负荷指数及可以得到各个功能区和该市的污染程度.
表5重金属污染负荷指数及污染程度
功能区 PLI值 污染等级 污染程度 该市的PLI值 该市的污染等级 该市污染程度
1类 1.83 Ⅰ 中等污染
1.69
Ⅰ
中等污染
2类 2.35 Ⅱ 强污染
3类 1.06 Ⅰ 中等污染
4类 1.94 Ⅰ 中等污染
5类 1.58 Ⅰ 中等污染
从表中的结果分析，土壤中的重金属元素对该城市产生了中等污染，各功能区重金属污染程度从重到为工业区>交通区>生活区>公园绿地区>山区。
2.3 内梅罗综合污染指数法
根据内梅罗综合污染指数法，对该城市的重金属污染进行评价，结果如下表所示：
表6 各功能区污染指数及程度分级
功能区 1类 2类 3类 4类 5类 该城市
污染指数 2.744 4.805 2.036 2.941 2.183 2.942
污染级别 中污染 强污染 中污染 中污染 中污染 中污染
表中污染指数按表6中的污染指标分级标准进行分级得到各功能区的污染级别，各功能区污染程度的关系为:工业区> 交通区>生活区>公园绿地区>山区。
2.4潜在生态危害指数分析
重金属元素是具有潜在危害的重要污染物，潜在生态危害指数法作为土壤重金属污染评价的方法之一，它不仅考虑土壤重金属含量，还将重金属的生态效应、环境效应与毒理学联系在一起，是土壤重金属评价领域广泛应用的科学方法．
在本文的求解中将Hakanson提出的毒性系数拟定为各重金属的毒性响应系数[6],根据计算公式得到单个重金属的潜在生态危害系数，结果如表所示:
表8各种金属的毒性系数
元素 As Cd Cr Cu Hg Ni Pb Zn
毒性系数 10 30 2 5 40 5 5 1
表9 各种金属的潜在生态污染指数：
元素 As Cd Cr Cu Hg Ni Pb Zn
82 340.5 16.98 108.55 1529.60 35.18 52.10 14.28
对上述单个元素结果的分析：
重金属Hg与Cd均造成了极强的生态危害，重金属Cu 与As则造成了强生态危害，Pb造成了中等的生态危害，其他重金属则均只造成了轻微的生态危害。
进一步得到各重金属对整个造成的生态危害情况为：
根据等级划分的情况可以得知此八种重金属以对该城区整体造成了中等生态危害。
3．结论及建议
综上所述,得出了各功能区的污染程度关系为:工业区> 交通区>生活区>公园绿地区>山区，该城市的重金属污染程度为中等程度污染。通过方差分析可得出各种方法组合的显著程度,得到潜在生态危害指数法和污染负荷指数法相结合的方式对实验的影响最显著，从而得出可靠性最大的评价组合。
参考文献：
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关键词土壤污染；现状；防控；措施
中图分类号：X53文献标志码：BDOI：10.19415/j.cnki.1673-890x.2018.06.082
土地是关系到国计民生的重要资源，当前，国内土壤污染愈演愈烈，导致土地环保质量严重下降，尤其是在工业、商业迅猛发展的大环境下，牺牲土壤生态谋取经济利益的现象屡禁不止。土壤污染已成为环境污染的重要因素，尤其是“三废”污染、石油污染、重金属污染、化学农药污染、放射性污染等，已使土壤生态环境受到严重破坏。在可持续发展理念的引导下，土壤污染已引起了社会各界的高度重视，由此可见，保护土壤质量、维护土壤生态、净化土壤污染已成为当务之急。
1土壤污染的特征
1.1隐蔽且滞后
大气、水、废弃物污染是很容易通过感官而被发现的，但土壤污染却具有很高的隐蔽性，难以直接发现。土壤污染需要对土壤样品进行采样化验，分析其中有害物质的残存量，甚至通过研究人畜等的健康状况才能明确。这就造成土壤污染监管远远滞后于污染现状，而且一旦发现土壤污染，往往是已经发生了很长时间，因此，土壤污染往往具有隐蔽性和滞后性。
1.2累积性
在大气与水体中的污染物质一般较易治理或迁移，但在土壤中却不同，土壤不像大气和水的扩散与稀释能力那么高，而且其中的有毒有害物质积累时间较长、成分复杂，往往治理难度较大。尤其是土壤污染的持续性、渐近性特点，更使污染物质极易在土壤中累积从而超标。
1.3不可逆
重金属对土壤的污染是不可逆转的过程，有很多有机化学物质的污染需要很长的时间才能够降解，有的重金属在土壤中可能需要长达100～200年的时间才能解除污染。这就会使被重金属污染的土壤在很长时间内被贴上“污染”标签，难以被应用到生产生活和经济建设中，同时也会对当地民众的生产生活安全性造成极大危害。
2土壤污染现状与危害
2.1土壤污染现状
土壤是人类生存发展的基础。随着经济的发展，工业化、城市化、农业集约化的变化越来越快，很多未经处理的废弃物都转移到了土壤之中，如重金属、硝酸盐、农药、病原菌等。按照污染物性质，可以分为无机物污染、有机物污染和生物污染；根据污染物的存在状态可分为单一污染、复合污染以及混合污染。目前，我国的土壤污染总体形势非常严峻，部分地区土壤污染严重，并且在有的特殊区域出现了重污染以及高风险污染。土壤污染的途径多种多样，原因很复杂，把控起来难度较大[1]。另外，土壤环境监督管理体系的不健全，土壤污染防治工作的投入力度不够，人们普遍的防治意识薄弱，并且由土壤污染引发的农产品安全问题以及群体性事件已成为威胁人们身心健康、妨碍社会稳定的一个原因。
2.2土壤污染的危害
1）土壤污染对作物危害严重。当土壤中的污染物质含量超标时，其生长出的植物会出现吸收及代谢能力失衡，残留植物體内的有机污染物直接对植物的生长产生影响，有的还会引发遗传变异甚至死亡。2）土壤污染物在植物体内残留。农作物在处于土壤污染的环境中，通过自身的生长发育体系将污染物吸收进自身体内，污染物的残留量在农作物的体内分布不均，并且不同的污染物在其体内停留的时间也不同。一般根部的残留量最多，其次是茎、叶、荚、籽粒，并且在植物体内的停留时间根据污染物的分解性不同而不同，分解性高的，停留时间短，反之停留时间长。3）土壤污染会危害人体健康。土壤中的病原体能够通过食物链的传播进入人体，有的也会通过皮肤侵害人体。放射性污染物主要是通过食物链进入人体。另外有的还会通过呼吸系统侵入人体，使受害者白细胞数量发生改变。
3土壤污染的防治
3.1健全土壤污染法律法规，调查土壤污染状况
针对治理土壤污染的问题，我国已确立了相关法律法规，其内容涉及农业环境保护、防治土地污染等领域，也起到了一定作用。但针对土壤污染问题的日益加重，相关部门需要尽快设立长期稳定的法律法规，并对现有的法律法规进行完善，使土壤污染防治工作更加高效地进行。
土壤污染的治理需要有完善的调查工作为基础，相关部门要建立土壤质量监测数据库，尤其要严格监控污染较为严重的重点区域，建立完善的土壤污染监管档案[2]。国内土壤污染呈现集中性特点，这就使区域土壤污染治理重点更加明确。通过数据调查分析土壤污染的危害性，并根据其污染指数、影响范围制定有效的治理对策，对高危污染区进行全面强化治理。
3.2施用化学改良剂，加强土壤净化能力
实施生物改良，增加土壤环境容量。为了改善土壤质量，可向土壤中施加石灰、碱性磷酸盐、氧化铁、碳酸盐和硫化物等化学改良剂，加速有机物的分解，将重金属固定在土壤中，将其转化为难溶的化合物，防止其迁移造成各种污染。土壤中的有机污染物可以靠植物、真菌、细菌等合作降解，并且通过植物能够带走土壤中的部分重金属。
对于受到重金属污染的土壤，除生态修复之外，还需要对其进行物理修复。当前，土壤电动修复技术已进入研发使用阶段，通过离子电学和电渗析作用清除土壤中的重金属，或者在土壤中计入盐酸溶液，从而清除土壤中的镉、铅等有害重金属。虽然这些新型土壤净化科技尚处于研发阶段，但相信在不久的将来，“科技净土”将成为现实，为土壤净化和保护提供更有效的治理措施。
3.3强化农业生产过程环境监管
相关机构应加强肥料、农药等投入的安全管理工作，严控污水灌溉以及污泥农用行为。加强对农业的污染控制，严禁使用重金属超标的农药化肥，尤其的化学杀伤性、残留性高的农药化肥，从源头抓起杜绝土壤种植性污染[3]。优先发展生态农业，鼓励并发展无公害、绿色和有机农产品的生产基地的建设。农业部门和环保部门要联合行动，密切关注土壤污染治理能效，通过生态农业的发展的优化土壤性质，提高土壤污染治理效率。
3.4优化产业规划布局
加强规划布局，防止重污染企业等的建设开发生产等活动对周边土壤造成污染，设置区域环评、规划环评等程序，避免各种不合乎要求的开发项目的开展造成土壤污染。环境部门要针对土壤重污染区域划定污染红线，定期监测周边土壤污染情况，尤其是与周边民众生产生活密切相关的土壤治理更要提起重视。规划当地产业布局有利于强化土壤生态保护基础，控制土壤污染源，最大限度地降低土壤污染风险。
4结语
土壤环境问题在现代社会中已日益突显，国家对于环境保护工作也愈加重视。为了实现现代社会各方面的可持续性发展，土壤污染问题必须着重解决，相关部门以及大众都需要为之努力，营造一个健康的工作生活环境。
参考文献：
[1] 何鹏.土壤污染现状危害及治理[J].吉林蔬菜，2012（9）：55-56.
关键词：重金属 土壤 修复清洗剂
中图分类号：X53 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2012）12（a）-0-01
1 土壤中重金属的来源及其危害
1.1 土壤中重金属的主要来源分析
土壤当中的重金属元素并非是与生俱来的，一般都是由于外因（主要都是人类活动）导致重金属元素进入到土壤当中，因为重金属本身很难被降解，所以其会始终存在于土壤当中。污染土壤的重金属主要包括以下元素：Hg（汞）、Cd（镉）、Cr（铬）、Pb（铅）、As（类金属砷），这些都是生物毒性较为显著的元素，除此之外还包括一些毒性一般的Cu（铜）、Ni（镍）、Zn（锌）等元素。上述重金属元素基本都来自于农药、污泥、废水以及大气沉降等。例如，Hg主要来源于含汞的废水；Cd、Pb则主要来源于冶炼排放和汽车尾气；As大部分都来自于除草剂、杀菌剂和杀虫剂等化学药剂。
1.2 重金属土壤的危害
由于土壤中的重金属大部分都与人类活动有关，而近些年来，国家在大搞建设和大力发展经济的同时，使得土壤中的重金属污染日益加重。因为重金属在土壤当中较难迁移，具有残留时间久、毒性大、隐蔽性强等特点，而且还会经一些作物吸收后进入人类的食物链当中，也有可能借助一些迁移方式进入大气和水中，使人类的健康受到威胁。为此，国内外都非常重视重金属土壤及河流的治理，也将之作为重点课题来进行研究。通常情况下，重金属的生物毒性不但与量有关，而且还与形态分布有关。因不同的形态会产生出不同的环境效应，这会对重金属的毒性、循环规律以及迁移等造成直接影响。大部分重金属都属于过渡性元素，这种元素最为典型的特点之一是原子具有独特的电子层结构，从而使得重金属在土壤当中的化学行为也相应地具有了一系列的特点。大部分重金属元素都能够在一定幅度内发生氧化还原反应，这是因为重金属元素都具有可变价态。由于不同的重金属元素具有的可变价态均不相同，从而使得毒性和活性也都不相同。重金属元素非常容易在土壤当中发生水解反应，进而生成氢氧化物，同时还能够与土壤当中的某些无机酸发生反应，生成硫化物、磷酸盐和碳酸盐等化合物。因为这些化合物本身的溶度积都比较小，故此会使重金属累积在土壤当中，不容易发生迁移。虽然重金属的污染范围不会扩大，但却会导致污染区域范围内的污染周期变长，致使危害程度增大。
土壤重金属污染会对自然生态环境造成以下危害：其一，受重金属污染的土壤由于直接暴露在环境当中，其中的重金属元素会通过土壤颗粒直接或间接地被人吸收，从而威胁人体健康；其二，在雨水的作用下，土壤当中的重金属元素会逐渐向下渗透，这样一来便有可能使地下水系受到污染；其三，外界环境条件发生变化时，会使土壤中的重金属活性和生物可用性提高，致使重金属容易被土壤上的植被吸收从而进入人类的食物链对人体产生毒害
作用。
2 重金属污染土壤修复清洗剂的研究与应用
2.1 无机溶液
这是一种较为常用的重金属污染土壤清洗剂，其主要通过溶解作用或络合作用来增强土壤当中重金属元素的溶解性。常见的无机溶液有水、无机盐、无机碱以及无机酸等等。这是人们最早使用的一类土壤重金属清洗剂。在诸多无机溶液中水最容易获得的一种，但是水对土壤中重金属的清洗效果却比较有限，为了提高水的清洗效果，一些专家学者利用粒径分离，用水清洗的方法将铅含量为1700 mg・kg-1的土壤清洗至铅含量≤150 mg・kg-1，这一研究极大程度地提高水的清洗效果；还有一些专家经试验研究后发现，利用9.4%的H3PO4清洗被类金属砷污染的土壤，通过6 h的清洗，土壤当中类金属砷的去除率可达到99.9%。
2.2 复合清洗剂
前文中提到重金属元素的种类较多，为此，土壤当中有可能同时存在多种重金属元素，如果仅仅采用针对某一种污染物的清洗剂可能无法达到彻底去除的目的。而此时便需要联合使用或者依次使用清洗剂来对土壤进行清洗，这有助于提高污染物的去除效果。复合清洗剂是目前土壤重金属清洗技术研究的一个主要方向，业内的一些专家学者提出采用HC1+CaC12复合淋洗剂来去除含有镉和铅的土壤，通过试验发现，经复合淋洗剂淋洗后的土壤中污染沉积物的浸出毒性检测符合有关标准的规定要求；还有一些学者提出了采用ETDA和SDS加强型清洗剂对含铅和MDF的复合污染土壤进行修复，经研究后发现，使用EDTA后再依次使用SDS可以使该土壤中的铅去除率达到最高，而颠倒使用顺序则可以使MDF的去除率达到最佳。这一研究充分证明了当土壤当中存在多种不同重金属元素时可以通过复合清洗剂进行去除修复，并且清洗剂使用先后顺序的不同去除效果也是不同的。
3 结语
综上所述，通过对土壤当中重金属元素的危害分析，使我们清楚地认识到重金属元素的危害性，为了保护我们懒以生存的土地和人类的健康，有必要加大对重金属污染土壤清洗剂的研究，并将一些切实可行、效果较好的清洗剂应用到土壤重金属污染较为严重的地区，以此来降低和消除重金属造成的危害，这对于人类社会的发展具有重要的现实意义。
参考文献
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[关键词] 农田土壤 重金属污染 现状 方法
[中图分类号] S158.4 [文献标识码] A [文章编号] 1003-1650 （2013）09-0037-02
土壤是由一层层厚度各异的矿物质成分所组成的。土壤和母质层的区别表现在形态、物理特性、化学特性以及矿物学特性等方面。由于地壳、大气和生物圈的相互作用，土层由矿物和有机物混合组成。疏松的土壤微粒组合起来，形成充满间隙的土壤形式。相对密度在4.5g/cm3以上的金属称作重金属。土壤中的重金属累积后对人体的危害相当大，能引起人的头痛、头晕、失眠、健忘、神经错乱、关节疼痛、结石、癌症（如肝癌、胃癌、肠癌和畸形儿）等。
一、土壤重金属污染的定义
土壤重金属污染是指由于人类活动，土壤中的微量金属元素在土壤中的含量超过背景值，过量沉积而引发的问题统称为土壤重金属污染。过量重金属可引起植物生理功能紊乱、营养失调，此外汞、砷能减弱和抑制土壤中硝化、氨化细菌活动，影响氮素供应。重金属污染物在土壤中移动性很小，不易随水淋滤，不为微生物降解，通过食物链进入人体后，潜在危害极大。一些矿山在开采中尚未建立石排场和尾矿库，废石和尾矿随意堆放，致使尾矿中富含难溶解的重金属进入土壤，加之矿石加工后余下的金属废渣随雨水进入地下水系统，造成严重的土壤重金属污染[1]。
二、重金属污染物的来源
污染土壤的重金属主要包括汞、镉、铅、铬和类金属砷等生物毒性显著的元素，以及有一定毒性的锌（Zn）、铜（Cu）、镍（Ni）等元素。主要来自于固体废物，如乱扔旧电池、电子线路板；工业选矿垃圾等的堆集；含重金属的废水未达标排放，被污染地下或地表水径流、渗透；重金属粉尘的沉降等。如汞主要来自含汞废水，镉、铅主要来自冶炼排放和汽车废气沉降，砷则来源于杀虫剂、杀菌剂、杀鼠剂和除草剂。
三、土壤重金属污染的特点
1.隐蔽性和滞后性
大气污染、水体污染和废弃物污染等一般通过感官就能发现，而农田土重金属污染往往要通过对土壤样品的分析化验、对农作物残留检测，甚至通过研究人畜健康状况后才能确定。因此农田土重金属污染从产生到问题出现通常会经过较长的时间，并具有一定的隐蔽性。
2.不可逆性和难治理性
如果大气和水体受到了污染，切断污染源后通过稀释作用和自净化作用也可能会使污染问题逆转。但是累积在农田土中的难降解重金属则很难靠稀释作用和自净化作用来加以消除。某些被重金属污染的土壤可能需要 100～200年的时间才能恢复原状。因此土壤重金属污染一旦发生后通常很难治理，而且其治理成本比较高、治理周期也比较长。
3.表聚性
农田土中的重金属污染物大部分残留于土壤耕层中，很少向土壤下层移动。这是由于土壤中存在有机胶体、无机胶体和有机-无机复合胶体，它们对重金属有较强的吸附能力和螯合能力，这就限制了重金属在土壤中的迁移。因此农田土中的重金属污染物很少向土壤下层移动，大部分残留在土壤耕层，这就导致农作物污染，进而危害人类的健康。
四、我国土壤重金属污染现状
我国的土壤重金属污染物主要来源于污水灌溉、工业废渣和城市垃圾等。污水中占有较大比例的工业废水的成分比较复杂，不同程度地含有微生物难以降解的多种重金属，是土壤重金属污染物的主要来源。
目前我国因农药和重金属污染的土壤面积已经达到上千万公顷，污染的耕地约有一千万公顷，占耕地总面积的10%以上。全国每年受重金属污染的粮食高达l200万吨，因重金属污染而导致的粮食减产高达1000多万吨，经济损失至少有200亿元。华南有的地区接近50%的农田遭受镉、砷、汞等重金属污染；广州近郊因为污水灌溉而污染的农田有2700公顷，因使用污泥造成1000多公顷的土壤被污染；上海的农田耕层土壤汞、镉含量增加了50%；天津市近郊因污水灌溉而导致超过两万公顷农田受重金属污染。国内蔬菜重金属污染的调查结果显示，我国菜地土壤重金属污染形势严峻，珠三角地区接近40%菜地重金属含量超标，其中10%属“严重”超标；重庆市的蔬菜重金属污染程度为镉>铅>汞，近郊蔬菜基地的土壤重金属汞和镉出现超标情况，超标率分别为6.7%和36.7%；广州市的蔬菜地铅污染最为普遍，砷污染次之[2]。
五、土壤重金属污染的危害
重金属污染与其他有机化合物的污染不同。不少有机化合物可以通过自然界本身物理的、化学的或生物的方式净化，使有害性降低或解除。而重金属具有富集性，很难在环境中降解。即使有益的金属元素浓度超过某一数值也会有剧烈的毒性，使动植物中毒，甚至死亡。金属有机化合物（如有机汞、有机铅、有机砷、有机锡等）比相应的金属无机化合物毒性要强得多；可溶态的金属又比颗粒态金属的毒性要大；六价铬比三价铬毒性要大等。
重金属在人体内能和蛋白质及各种酶发生强烈的相互作用，使它们失去活性，也可能在人体的某些器官中富集，如果超过人体所能耐受的限度，会造成人体急性中毒、慢性中毒等，对人体会造成很大的危害。有关专家指出，重金属对土壤的污染具有不可逆转性，已受污染土壤没有治理价值，只能调整种植品种来加以回避。
六、重金属污染土壤的修复
土壤被污染后，为了避免其对植物的生长和通过食物链对人类造成危害，需要将其从土壤中清除掉。重金属污染土壤的修复技术主要有两种，一是改变重金属元素在土壤中的存在形式，使其由活化态转变为稳定态；二是从土壤中去除重金属元素，使土壤中重金属元素的浓度接近或达到背景含量的水平[3，4]。当前采用的治理方法主要有以下三种：
1.工程治理
即用物理（机械）原理治理重金属污染的土壤，主要有热处理技术、淋滤法、洗土法以及深翻法；
2.生物修复
即针对土壤中的重金属具有生物迁移这一特点而提出的一项净化措施，即利用某种特殊的植物、动物或者微生物能吸收土壤中的重金属污染物从而达到净化的目的；
3.改良剂
即投入各种土壤的改良剂，主要用于调节酸碱度和化学组分，使重金属能够以生物有效性低，毒害程度弱的形式存在。
国内对于土壤污染的治理已有过不少探索，从治理的手段上可以分为物理、化学和生物措施。物理和化学措施主要采用直接换土法、电化法、稳定固化法等方式。但物理和化学措施只适用于有限时空的土壤治理，大规模采用该方式成本太高，也不便于实施。而生物措施则主要利用动物、植物、微生物的生物作用，所用设施相对简单，成本低廉，更适合大规模应用。传统的植物修复技术是利用重金属超富集植物（多为草本植物）的种植吸收土壤内的重金属元素，但在实际应用中存在较大限制，且需要每年进行种植和收割，增加了土壤修复的成本。所以，寻找和培育重金属高富集能力的木本植物成为一个亟待解决的问题。
七、结束语
土壤重金属污染具有污染范围广、持续时间长、污染隐蔽性、难被生物降解等主要特点，并可能通过食物链不断地在生物体内富集，甚至可转化为毒害性更大的甲基化合物，对食物链中某些生物产生毒害，或最终在人体内积累而危害健康。为了预防土壤重金属污染，我们应当树立环保意识，充分认识其危害性，从小事做起，在根本上去除污染来源，杜绝废水、废气的任意排放，及时处理城乡垃圾，不滥用化肥农药。如何恢复重金属污染地区的本来面目也是一个长期性的课题，需要我们不断努力作进一步的探讨。
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湖泊污染物重金属与有机污染物不同，不能通过自然降解过程分解，在生物活动过程中富集后毒性更大［1］。湖泊重金属主要来源于流域土壤岩石的风化、城市生活污水和工矿业废水的排放［2－5］，排入湖泊的重金属经过悬浮物沉降而驻留在沉积物中，成为二次污染源［6－7］。悬浮物是一种由无机、有机和生物碎屑、浮游动植物、细菌和其他能被0．22μm或0．45μm滤膜截留的颗粒物组成的混合体，不仅影响水生生态系统中重金属的活化和迁移，而且影响重金属在水体、沉积物和食物链之间的相互转化，是一个非常关键的化学组分，含有其他水中溶解态物质难以凸现的环境和地球化学信息［4－5］。在江西省经济快速发展的过程中，鄱阳湖水环境受到了不同程度的重金属污染［2－3］，对流域水环境和人类生命构成了潜在的危害。关于鄱阳湖及其流域重金属污染的研究很多，但大多集中在沉积物污染方面［6－9］，单纯针对悬浮物中重金属污染的研究则较少［10－11］。对悬浮物的研究可以较全面地了解水环境的污染状况，对揭示水环境的污染效应与水体净化规律有着极其重要的意义。本文从悬浮物的角度进行鄱阳湖重金属污染研究，为了解鄱阳湖污染状况及重金属在湖泊中的环境行为提供依据。 1材料与方法 1．1样品采集 鄱阳湖重金属污染目前仅限于局部范围［6］，采样点采用网格布点法布设，每个点平均采3个样，对其进行平行测定，因此样品具有较好的代表性。采样于2011年2月枯水期进行，采样点均采用全球定位系统(GPS)定位，如图1所示。悬浮物样品在距水面30cm以下处采集，除去漂浮或浸没的树枝、枯叶等杂质，在全玻璃微孔滤膜器中减压抽气进行过滤，提取悬浮物(GB11901－89)。样品采集后立即用HACH现场参数仪测定水温、溶解氧、pH值和电导率，水样现场过0．45μm滤膜后，装入聚乙烯瓶中加优级纯浓硝酸保存，带回实验室采用石墨炉原子吸收法(PEAA800)测定。水体中重金属铜(Cu)、铅(Pb)、锌(Zn)、镉(Cd)和铬(Cr)的含量采用原子吸收分光光度法测定。 1．2潜在生态风险评价 采用瑞典科学家Hakanson于1980年提出的潜在生态风险指数法对鄱阳湖重金属污染进行生态风险评价［12］，生态－危害指数RI为:式中，Ci为污染物的实测浓度，mg/kg;Cin为鄱阳湖重金属的背景参比值［13］，Cif为单个污染物污染指数，Tir为污染物毒性响应参数，Eir为单个污染物的潜在生态风险。参考前人研究成果，结合鄱阳湖沉积物的性质和污染水平，具体分级如表1所示。 2结果与讨论 2．1悬浮物中重金属的分布 实测悬浮物重金属含量见表2。由表2可知，南、北湖区悬浮物重金属Cu、Pb和Cr平均含量的差异较大，Cd、Zn平均值相近，分别为0．95，0．93mg/kg。根据不同种类重金属含量范围，结合水流从南湖区向北湖区流动特征来看，含量变化分布情况一致:南湖区大于北湖区。Cu的最高值出现在南湖区，为1045mg/kg，含量分布不均，最小值为16．5mg/kg;Pb北湖区最大值是最小值的30多倍，南湖区超过100倍;Cd的最小值南、北湖区相差不大，南湖区出现最大值;Cr的最大值出现在北湖区;且北湖区含量普遍比南湖区高;Zn在南、北湖区分布均匀，含量相近。由表3可以看出，悬浮物中Cu、Pb、Cd、Cr、Zn间正相关性显著，Cr与Cu及Cd的相关性系数高达1，表明Cu、Pb、Cd、Cr、Zn具有显著的同源性。鄱阳湖重金属污染主要来自各支流水系，污染严重区域主要是各大入湖口处:信江入湖口、饶河入湖口、南湖区的三江口以及东湖区的柳树湾等区域。信江和饶河入湖口处主要污染物为Zn、Cu、Pb，其中Cu主要是由乐安江中下游的德兴铜矿和信江中游的永平铜矿开采产生的含重金属的酸性废水排放所致［13］;Zn和Pb为Cu的伴生矿，污染也相对严重;部分Pb是沿江城市排放的生活污水及工业废水所致［9］。南湖区三江口是3条主要支流———赣江、抚河和信江汇合处，各种重金属污染均最严重，原因与信江中游地区永平铜矿废水、南昌市大量工业废水和生活污水排入赣江以及水土流失土壤中的重金属有关［14］。悬浮物中各种重金属含量的空间分布特征与鄱阳湖入流水系有密切关系，流域内有矿产工业的支流如信江、饶河等均分布在南湖区，致使鄱阳湖南湖区与北湖区悬浮物重金属含量差异性明显。 2．2悬浮物、沉积物、水体重金属含量对比 对沉积物、水体、悬浮物中重金属的含量以及最大值、最小值及平均值的分析发现，除了Zn以外，其余金属最大含量均出现在悬浮物中，最小含量在悬浮物与水体中均有出现，可见重金属的分布不仅与其赋存的介质有关，与元素本身相关性也很大(见表4)。一般悬浮物的重金属含量比沉积物高几倍，是水体溶解态重金属的几百倍［15］，鄱阳湖中悬浮物与沉积物和水体的比值为0．04～976．91，0．34～2824．86，说明其悬浮物中重金属含量很高。水体中的重金属污染物不易溶解，绝大部分迅速由水溶物转入固相物，并随水运移，当悬浮物负荷超过搬运能力时，便沉积进入底泥。因自然、生物、人为活动等因素驱动，沉积物再悬浮使得被沉积物颗粒吸附和结合的重金属可能通过吸附－解吸平衡和氧化还原反应而释放进入上覆水体，导致水体普遍出现重金属污染问题。在此迁移转化过程中，悬浮物是重金属元素的主要迁移载体。悬浮物主要由黏土、细碎屑等物质组成，重金属元素在悬浮物中可呈吸附态、矿物态等形式。悬浮物中重金属元素含量受悬浮物的矿物组成、重金属元素存在形式受流域地质背景等综合因素制约。鄱阳湖是江西省的内陆湖泊，其地貌主要组成物质是变质岩和花岗岩，岩溶地貌主要为沉积岩，在水体的迁移转化过程中，重金属在沉积物、悬浮物、水体三相中不断进行着交换吸附作用，维持动态平衡，但悬浮物中重金属含量最高。 2．3潜在生态危害指数评价 将Hakanson潜在生态危害指数用于水体悬浮物重金属污染评价时，所选择的参比值差别较大。悬浮物是水体污染物迁移的主要载体，主要来源于流域土壤岩石的风化产物、动植物残骸、工业废水、废渣、废气中的颗粒物，沉积物则是污染物的主要储存场所。因此背景值既可选用全球沉积物重金属的平均背景值［16］，也可用国家土壤环境质量标准(GB15618-1995)或当地土壤重金属背景值［17］。本文选用鄱阳湖沉积物中的重金属背景值作为背景参考值，见表5。由于吸附富集作用，悬浮物重金属含量将远超于其背景值，因此将表1中的生态危害指数做了相应的调整，以小于250为轻度、250～500为中度、500～1000为强度、大于1000为极强。以此等级划分得到鄱阳湖悬浮物重金属的生态危害系数见表6。由表6可见，鄱阳湖近一半区域重金属污染达强度级别，其中2/3分布在南湖区。南湖区集中了鄱阳湖的所有入湖支流，污染物进入湖区时，大量富集于悬浮物中。鄱阳湖重金属单元素危害系数最大的是Cd，其次是Cu、Pb，最小的是Zn，这种现象与5条支流流域内的工业矿业类型有关。#p#分页标题#e# 3结论 (1)鄱阳湖悬浮物中重金属分布南、北湖区差异大，尤其是Cu、Pb和Cr;Cu、Pb、Cd、Cr、Zn间相关系数大，像Cr与Cu及Cd的相关性系数高达1，说明这类元素同源性显著。(2)鄱阳湖中悬浮物重金属含量平均值与沉积物和水体的比值为0．04～976．91，0．34～2824．86，说明其悬浮物中重金属含量很高。(3)鄱阳湖一半的区域重金属污染达强度级别，其中大部分分布在南湖区;重金属单元素危害系数最大的是Cd，其次是Cu、Pb，危害最小的是Zn。
[关键词]高锰酸钾；土壤；重金属；场地环境调查；健康风险评估
伴随国内化工产业的快速发展，工业化进程的不断更迭，产业结构的快速调整和持续推进，大量工艺落后工业企业关停、破产或者搬迁，遗留大量疑似污染地块。由于历史原因，大部分地块生产时期环境保护管理措施相对落后，造成地块内土壤存在一定程度污染的情况[1]。这些地块内往往遗留有构建筑物、生产设施设备、零散原材料、废渣、废水等，由于长期无人监管且未得到有效的处置，经过风吹雨淋，对周边居民身体健康及生态环境造成严重的破坏和影响，同时也影响了地块后续的再开发利用。高锰酸钾是一种黑紫色、细长的棱形结晶或颗粒，带金属光泽，溶于水和碱液，较为稳定但接触易燃材料可能引起火灾。高锰酸钾主要为无机物强氧化剂，在医学上，高锰酸钾用于消毒，在工业上，高锰酸钾用作消毒剂和漂白剂等。从20世纪50年代开始，国内高锰酸钾主要生产企业分布在重庆、云南、北京、广东、湖南和山东等地[2]。因氧化工序的工艺技术不同，高锰酸钾生产工艺主要分为固相法和液相法[3]，生产主要原辅料为氢氧化钾和锰粉。因锰矿石伴生重金属元素较多，有砷、镉、铅等[4]，因此在高锰酸钾生产过程中，可能存在一定程度的锰、镉、铅、砷等重金属污染。在城镇土地资源日益紧张的情况下，采用基于风险控制的工业污染场地管理策略，对于保护场地周边人群健康、评估污染场地再开发合理性和开展污染场地治理及管理等工作意义重大。本研究区以湖南省某高锰酸钾生产企业遗留地块为对象，开展土壤污染调查与采集分析，通过危害识别确定场地主要污染物及污染成因，进一步暴露评估、毒性评估并定量表征场地健康风险；同时，基于风险控制值、相关标准限值等，提出污染场地的修复目标值，为工业污染场地特别是高锰酸钾生产企业重金属污染地块的管理与防控提供借鉴。
1研究区概况与研究方法
1.1研究区概况
选取湖南省某高锰酸钾生产企业遗留地块为研究对象，该地块占地面积约16500m2，于2008年停产关闭，未来规划为工业用地。在生产时期，其主要产品为高锰酸钾，厂区内短暂生产硫酸锌、镉红、镉黄产品。其高锰酸钾年生产能力为1500吨，生产过程以氢氧化钾、锰粉、煤等为原辅料，采用固相法生产工艺。厂区内遗留有破损厂房、车间，调查阶段均未拆除。生产区域内遗留有少量废渣和废水。本地块高锰酸钾生产工艺为固相法，生产工艺如下：氧化焙烧软锰矿经粉碎机，管磨机粉碎，与氢氧化钾溶液混合成悬浮浆，用压缩空气将物料喷入焙烧转炉加热，除去水分，使二氧化锰转化成锰酸钾和亚锰酸钾，此产物进入第二个焙烧转炉，温度稍低，使锰酸钾进一步氧化完全浸溶，电解氧化锰酸钾焙烧物在溶解槽用稀碱液回收洗涤水溶解，然后经沉淀分离器除去不溶杂质，残渣经过滤、洗涤后去除。净化后的锰酸钾溶液连续进入多级电解槽。电解槽采用镍阳极和软钢阴极，相互串联连接。电解液流经电解槽，使其氧化成高锰酸钾溶液[5]。
1.2采样布点
现场取样采用网格布点法，网格密度为20×20m，采样点位基本位于网格中心，兼顾厂区平面布置情况，部分土壤采样点位根据实际情况稍做调整。共布设土壤采样点45个，共取得土壤样品392个。厂区平面布置及采样点位分布见下图1。
1.3检测方法
所取得土壤样品检测指标为镉、铅和砷。镉和铅检测采用火焰原子吸收分光光度法，砷检测采用原子荧光法。
1.4土壤环境质量评价方法
土壤重金属污染程度高、空间差异性较强[6]。土壤质量评价标准选用《土壤环境质量建设用地土壤污染风险管控标准》(试行)(GB36600-2018)中二类用地风险筛选值标准[7]。根据本地块土壤污染情况，采用内梅罗指数法进行综合污染程度评价[8]，其计算方法如公式(1)。
1.5健康风险评估方法
根据地块样品检测结果，将土壤重金属超过筛选值的污染因子作为关注污染物，风险评估方法采用《建设用地土壤污染风险评估技术导则》(HJ25.3)[9]及ALM模型[10]进行评估。
2结果与讨论
2.1土壤污染状况及空间分布特征
根据土壤检测数据结果，该地块内土壤镉、砷和铅均有不同程度的超标现象，各类土壤类型中的重金属含量变化范围也比较大。砷含量在4.91-~113mg/kg，超标样品数量为29个，占土壤总样品7.4%；镉含量在0.08~366mg/kg，有4个样品超过镉含量的筛选值，超标率为1.0%；铅含量为21~3250mg/kg，超标样品数量5个，占总样品数量的1.3%。由超标总数情况看，砷污染是主要污染因子，其次是铅；其余污染因子占比重较小。土壤重金属检测结果统计见下表2。采用内梅罗指数法进行综合污染程度评价，直观的表示场地内每一层主要重金属污综合染物程度的空间分布，依据土壤详细调查点位、不同深度样品检出污染物含量采用ArcGIS软件，对场内超标重金属元素采用插值法得到场地重金属综合污染空间分布图。由综合污染分布图可以判断，地块内重金属污染主要分布在0~0.5m层，主要集中于原生产车间及原材料堆存区。
2.2风险评估
2.2.1污染识别根据地块生产历史、产品生产工艺过程及原辅料等相关情况，通过对以上信息进行分析，识别潜在的地块污染物包括：高锰酸钾生产过程主要原料锰矿粉，矿石伴生铅、镉、砷等元素；硫酸锌生产主要原料氧化锌，其含多种杂质如铜、铅、锰等；在镉黄和镉红生产主要原料镉盐(碳酸镉)。因此本地块重点关注的潜在污染物包括铅、锰、镉、砷等金属元素。重点关注污染区域包括：原料区、生产区、固废区等。2.2.2暴露评估根据当地用地规划，该地块未来规划为工业用地，因此本地块按二类用地进行风险评估。二类用地方式下，本地块主要污染受体为企业生产工作人员及周围的居民，在地块建设阶段地块内的施工工人将是主要的污染受体。在第二类用地情景下，土壤和地下水中主要污染物为重金属，本地块内地下水不直接接触和直接饮用。地块所在区域周边为居民区和农田，因此本项目地块考虑地块土壤作为污染源时对原场和离场敏感受体(人体)产生的风险和危害。地块未来作为工业用地，地块内的污染物为重金属不具有挥发性，因此0~1m表层暴露途径为经口摄入、土壤皮肤接触、吸入颗粒物三种类型；如果地块未来开挖1m以下层，则有可能扰动的下层暴露途径为经口摄入、土壤皮肤接触、吸入颗粒物三种类型。暴露因子是计算污染物进入人体暴露量的重要参数，主要包括体重、皮肤面积、平均寿命、暴露时间、土壤摄入速率、和呼吸量等。受体暴露参数主要采用《建设用地土壤污染风险评估技术导则》(HJ25.3-2019)所推荐的第二类用地建议值和《建设用地土壤污染风险评估技术导则》编制说明建议值。地块特征参数指标容重、含水率、渗透系数等主要采用该地块实测数据，其他指标采用HJ25.3建议值。2.2.3毒性评估毒性评估包括致癌效应及非致癌效应，是分析关注污染物对人体健康的危害效应。本次评估涉及到的污染指标为镉和砷。污染物毒理学参数见下表3。2.2.险表征风险表征是在暴露评估和毒性评估的基础上，采用风险评估模型计算土壤和地下水中单一污染物经单一途径的致癌风险和危害商，计算单一污染物的总致癌风险和危害指数，进行不确定性分析。本次风险评估过程中，将致癌性可接受风险水平设置为1.0×10-6，非致癌性危害熵设置为1，以评估相关污染物的健康风险是否超标。在二类用地情境下，土壤污染物浓度最大值风险表征结果显示，砷致癌风险和危害商均不可接受，镉致癌风险和危害商均不可接受。2.2.5铅人体健康风险评价由于铅对儿童认知能力和神经系统的强烈毒性，通常认为不存在允许铅暴露量最低限值的安全水平，因此美国EPA建议采用血铅浓度来表征儿童暴露于环境中铅产生的危害，一般认为儿童血铅含量超过10µg/dL将对智力发育及神经系统造成不可接受的损害。目前我国尚未制定血铅评估方法，铅对人体健康最显著的危害是降低儿童的认知能力，敏感人群主要为发育中的胎儿以及婴幼儿[11]。其主要通过土壤、食物、饮水和空气进入人体。本次评估采用ALM模型评估非敏感用地情景下怀孕妇女暴露于铅污染土壤导致的胎儿的血铅浓度水平[12]，并反算土壤中铅的控制水平。ALM模型参数及取值见下表4。基于调查数据，评价结果表明，对二类用地中的最大值进行成人血铅超标评估，土壤铅引起成人中孕妇胎儿血铅水平超过10µg/dL水平的概率为6.8%，超过临界水平风险概率5%。因此需要对土壤铅进行治理修复。
3结论
关键词：重金属;污染;防治;对策
一个地区长期进行矿山开采、加工以及利用重金属作为原料的工业发展，如不重视对重金属污染物有效防治，重金属污染物将在土壤、大气、水中逐渐累积，从而形成重金属污染。本文以南京市重金属污染的产生、排放为例，对重金属污染产生的原因进行分析，并提出治理污染的对策。
1.南京市重金属污染物产生和排放现状
南京市的重金属污染主要来源于工业；南京市13个区县中涉及重金属污染物产排的企业数为82家；重金属污染物排放主要通过废水和废气排放。
涉重废水排放总量为1075.24万吨/年，废水中各重金属污染物排放量分别为汞（Hg）0.27kg/a、镉（Cd）25.86kg/a、总铬（Cr）449.24kg/a、六价铬（Cr6+）361.14 kg/a、铅（Pb）174.67kg/a、砷（As）2.81 kg/a、铜（Cu）698.03 kg/a、镍（Ni）96.23kg/a；涉重废气排放总量为74591.10×104m3/a，废气中各重金属污染物排放量分别为汞（Hg）0.032kg/a、镉（Cd）52.66kg/a、铬（Cr）28.85kg/a、铅（Pb）150.68kg/a、砷（As）39.43kg/a。
含重金属危险废物产生量为4956.33t/a，其中综合利用量为3123.67t/a，处置量为1706.06t/a，贮存量为126.6t/a，排放量为零。
2.南京市重金属污染的主要原因
通过对南京市涉及重金属污染的企业的调查分析，南京市重金属污染的主要原因有以下几个方面：
（1）企业规模以中小型为主，分布散乱
南京市涉重企业规模普遍偏小，分布散乱，遍布区县各处，污染物未能全部稳定达标排放，废水、废气治理措施较传统、简单，很多企业大部分企业未能进入工业园区进行统一管理，为环境监管带来了很大的不便，也为加快区域内资源共享、信息公开化建设设置了障碍。
（2）产业结构不尽合理，发展方式粗放
近年来，南京市一直致力于产业结构的调整，目前正处于产业结构的转型期，仍有一部分高投入、高耗能、高污染的企业未被淘汰，特别是一些涉重的中小型企业，工艺落后，经济基础薄弱，从经济、技术等各方面开展重金属污染治理的难度又都比较大，即使企业关闭，重金属累积的特性也会给企业所在区域带来隐患。
（3）法规制度建设滞后，环境标准不健全
目前我国还没有重金属污染治理和土壤污染治理的专门法规，南京市主要按照现行的《环境空气质量标准》和《地表水环境质量标准》中对重金属的控制要求对涉重企业进行管理；现行标准主要针对污染源达标排放提出，不涉及重金属的累积效应，关于人体健康的重金属环境标准不健全。
（4）基础工作薄弱，相关技术欠缺
由于长期对重金属污染忽视，重金属的监测、防治技术研究等基础工作较为薄弱，南京市重金属污染物整体排放情况和环境受污染程度尚未完全摸清，对重点防控企业、区域及污染隐患的危害程度掌握不够。同时重金属污染的科学研究、技术政策等还远远滞后于污染防治的迫切需求。
（5）污染隐蔽性强，治理周期长
重金属元素化学性质稳定，通过水、气、固废等多种途径可以在环境中长期积累，并通过食物链逐级富集，最终进入人体累积，使得留在人体的重金属含量成倍放大，传统的环境达标观念由于重金属的富集特性失去效用，待累积到一定程度发生污染事件时大多已经造成了极为严重的后果。一旦环境受到污染，需要比常规污染物治理更长的治理周期、更多的治理成本和更高的治理难度。
（6）环境监管能力不足，监管难度大
长期以来，南京市对重金属污染重视力度不够，各级环保管理仍主要针对常规污染物的管理，重金属污染监管措施不完善，特别是企业废气中重金属污染的管理几乎为空白；各级环保监测系统建设均主要注重常规性污染物指标监测，重金属监测能力不足，缺乏高精确度重金属检测仪器。
3、重金属污染防治对策
消除重金属污染除了对污染进行治理、对环境进行修复外，更需要对可能出现的重金属污染进行预防，从根本上解决重金属污染的问题。
（1）大力推行清洁生产审核，提升企业清洁生产水平
通过清洁生产审核，对企业的生产、产品或提供服务全过程的定性和定量分析，找出高物耗、高能耗、高污染的原因，有的放矢的提出对策、制定方案，从源头减少和防止重金属污染物的产生。对国内外现有的先进技术、工艺进行科研攻关，研究和开发具有自主知识产权、符合国内重金属行业发展要求的清洁生产核心技术和装备。
（2）严格控制企业、区域内部重金属污染物排放
严格控制区域内企业的重金属废气排放，重金属废气需进行处理，排放口达标率为100%；强化无组织废气收集、治理技术，在运输、生产的过程中减少无组织废气对环境的危害。区域严格执行《中华人民共和国固体废弃物污染环境防治法》等有关法规，实现固废的全面无害化处理。
（3）开展重金属排放企业专项整治。
要结合环保专项行动，对涉及排放重金属的企业进行全面排查和整治，彻底解决工艺落后、污染严重的铅酸蓄电池、铅冶炼等企业的环境安全隐患，严厉惩治涉及重金属的环境违法违规问题。对位于饮用水源保护区的企业一律停产关闭；对污染治理设施不正常运行、长期超标及超量排放的企业一律停产治理；对发现重大环境安全隐患的企业一律停产整改，整改不到位的坚决予以关闭。
（4）加快区域内资源共享、信息公开化建设
通过信息交换中心的企业环境行为公开披露的功能，把建设项目审批程序、重金属污染物排污费缴纳标准、资源型企业可持续发展准备金制度、达不到环保要求的重金属企业名单和来信来访处理等信息全部向社会亮相公开，主动接受广大公众和社会各界监督，督促企业保护环境。。
（5）加强政府行政干预、监督管理
加强政府行政干预，建立健全环境执法机构，加强和充实环境执法力量，制定赔偿和生态补偿等管理政策和其他约束性政策。实施环境保护目标责任制，明确环境保护目标的分管部门和分管领导，奖惩制度，并定期检查与考核目标落实情况；落实环境行政执法责任制，规范环境执法行为，加强环境执法硬件水平；建立和落实岗位责任制及其考核要求。
（6）建设区域环境风险预防和应急体系
区域必须建立统一的风险防范组织管理机构，根据《国家突发环境事件应急预案》，制定区域重金属环境事件应急预案，建立环境风险应急监测和管理系统，制定园区安全、健康与环境风险防范政策，初步建立区域安全与健康、风险防范体系。开展社会风险防范宣传教
育，提高人们的风险防范意思，要求区域内企业对紧急事故能够做出快速反应，及时采取补救措施，减少环境危害和企业的经济损失。
（7）加速已污染区域修复治理工作
对已造成重金属排放的重点区域，要重点抓好土壤污染本底调查，布设更密集的监测位点，采样分析重金属污染现状，针对各区域的污染程度和污染特征，制定详细的区域重金属污染修复治理计划，并作为重金属污染修复试点，选择成熟的修复方案，进行可行性研究，改善质量，防范风险。
（8）开展重金属污染健康危害监测与诊疗
建立和完善覆盖全市的重金属污染健康监测网络，建立重点防控区健康监测和报告制度、敏感人群定期体检制度，完善重金属污染健康危害评价、人群健康体检及诊疗和处置等工作规范。开展重金属环境与健康危害的调查研究。定期对重点防控区域内潜在风险人群有计划地进行健康检查，对可能发生的健康危害进行预警，对需要治疗的人群积极诊疗。
（9）对发生事故的区域实行限批
重点防控区内如发生涉重污染事故，需对肇事企业立即停产治理，情节严重则由地方政府责令关闭，对外环境造成的影响应进行评估，采取相应措施，减轻或消除对外环境和人群造成的影响，在事故处理结束前对区域内所有涉重项目实行区域限批。
4.总结
重金属污染是一个长期累积而形成的，必须在重金属污染产生之前进行预防，对重金属污染必须进行源头治理，从根本上解决重金属污染问题。
参考文献
[1]徐林通 土壤重金属污染防治方法综述 知识经济 2011年第21期 86；
最近几年，国内一些地方接连爆发重金属中毒事件，引发全民关注，乃至焦虑和恐慌，同时也敲响了警钟：污染并非只是对外界的一种伤害，只有环境才会受到影响，实际上我们的身体同样也在承受。更关键的是要认识到，重金属污染对处在食物链末端的人来说，危害尤甚。因为重金属中毒损害机体器官往往是终生、不可逆的，且重金属在动物和人体内都有富集效应，很难自然排出或彻底去除。
“污染一次，遗害万年”。这说的是重金属对土壤造的孽。重金属污染的传播主要通过水和土壤进入到食物链，最后在食物链的末端――人体中富集，危害人体健康。目前，农产品重金属污染已是全国性问题，但重金属染指的不只是农作物，还有水产品、猪肉等。而猪肉中的重金属超标，则大多是人为造成。从上世纪80年代中后期开始，大量高铜（甚至用电镀废弃物生产的硫酸铜）、高锌、高铁等被加入猪饲料中，因为有研究者不负责任地宣扬，在猪饲料中增添这些重金属，可防止小猪腹泻及促进生长，使猪肤色红润。其恶果可想而知！
金属与人类生活密切相关。有些金属在人体结构和机能中可发挥重要作用，甚至被列为主要的营养素，一旦缺乏将导致病理学的症状特征（如钙、钾、钠、镁为人体功能所必需的常量营养金属，铁、锌、硒、锰、铜等为人体功能所必需的微量营养金属）；有些金属进入人体后则会产生有害的毒性作用。食物中毒中常见的有毒金属主要来源于自然环境、食品生产加工、农用化学物质及工业“三废”的污染。所谓有毒的金属，指既不是必需元素，又不是有益元素的那一类，它在人体内即使少量存在，对正常的代谢作用也会产生明显的毒性作用。
当然，所有的金属如果摄取得足够多的话，都可能是有毒的，比如硒在有毒量和不足量之间的界限就非常小。人体的适应能力也有一定的限度。如果环境的异常变化超出人体正常生理调节的限度，就可能引起人体某些功能和结构发生异常，造成病理性变化。重金属污染就是造成这种病理性变化的因素之一。
据推测，重金属在人体内引起中毒有以下几种可能因素：阻断了生物分子表现活性所必需的功能基；置换了生物分子中所必需的金属离子；改变了生物分子构象或高级结构。由于大多数重金属在水中以无机物离子存在，无色无味，一般很难直观检测，即使仪器检测也要求高精确度的仪器才能检验出来，而县一级的实验室并不具备检测条件。因此，重金属危害可谓是杀手无形，难以提防。
一般来说，重金属是指比重大于5、原子量大于55的金属。从环境污染方面所说的重金属，主要是指汞、镉、铅、铬以及类金属砷。重金属通常以天然浓度广泛存在于自然界中，但由于人类对重金属的开采、冶炼、加工及商业制造活动日益增多，造成不少重金属如铅、汞、镉、钴等进入大气、水、土壤中，引起严重的环境污染。以各种化学状态或化学形态存在的重金属，在进入环境或生态系统后就会存留、积累和迁移，造成危害。如随废水排出的重金属，即使浓度很小，也可在藻类和底泥中积累，被鱼和贝的体表吸附，产生食物链浓缩，从而造成公害。
世界上著名的公害事件之一、日本的水俣病，就是因为烧碱制造工业排放的废水中含有汞，导致沿河的生物和人群出现汞中毒后造成的；又如痛痛病，是由炼锌工业和镉电镀工业所排放的镉所致――镉的出现会干扰钙的新陈代谢，造成钙从骨头中流失，使骨头变得很脆弱，并且疼痛难耐。研究表明，汽车尾气排放的铅经大气扩散等过程进入环境中，造成目前地表铅的浓度显著提高，致使近代人体内铅的吸收量比原始人增加了约100倍，对人体健康造成了较大的。但对这一问题的认识，却经历了几十年风雨。
在上世纪四五十年代，美国美孚石油公司推出的一种汽油抗爆剂风靡一时。因为使用添加了四乙基铅的这种汽油后，汽车的震动减少了。后来，哈佛大学的一位女医学家发现，在汽油中添加铅会造成空气污染，小孩过多呼吸这种废气后，铅会进入脑部，从而造成脑损伤，甚至死亡。
这位女科学家的观点当即遭到美孚石油公司的反驳，后者要求她拿出证据来证明自已的观点。由于受到当时科研条件的限制，她拿不出直接证据。因此，这种含铅汽油整整销售了25年。在这25年里，利益集团挣足了钱，同时也使得多达700万吨的铅被释放到大气中，对环境和人类造成了很大的危害。这种“滞后效应”真是发人深省。
自2009年国内一些地区相继发生儿童“血铅超标”事件后，重金属污染问题随即成为社会焦点。从根本上说，重金属污染事件频发，主要与企业行为失范、政府监管不力和公众监督乏力有关，同时也反映了标准、信用和责任意识的缺失，以及相关法律法规的单薄与苍白。
延伸开来说，还有一件人们很少意识到、有关方面很少关注到、想起来有点儿后怕的事情是：某些看不见的“污染”正在慢慢侵袭我们的生活，而我国现在还缺少一种有效的手段或机制，对包括食品、药品、电信产品（手机等）在内的诸多与民生关系紧密之产品所产生的长期、慢性危害进行评估，并及时地向公众提出安全预警。
看得见的污染，不一定是最要命的污染；看不见的，恐怕才是最要命的。无视这些问题，或等到问题比较严重时才去关注，很有可能带来这样的后果：危害已大规模扩散，许多消费者由于毒害的长期积累，面临着不可预知的危险。多年以后，无疑将导致公民个人医疗支出加大、国家医疗成本也大幅增加。从长远和大面来看，于公于私，都是不划算的。
今天，污染防治的战场已经转向针对置我们大家于险境的物质和行为，包括会不知不觉地带来永久性伤害的致癌物和其他有害毒物。人体就像地球本身那样，累积了太多已知的、可疑的毒素。美国环境学者德维拉•戴维斯指出，“环境污染”从来没有被作为致死因素列在任何人的死亡证明书上。我们常常被告知应该作何选择，却无法控制周围世界对我们的影响。
因此，戴维斯赞成采用一种全新的思考健康与环境问题的方法。我们必须避免让个体遭受他们无法抵御的伤害，而且应该认识到这些发生在我们群体身上之事的重要性。在危及大批人的健康并可能造成不可逆转的损害之时，以选择稳妥的做法为妙。在公共生活的许多领域，得承认这样一个原则：我们不能坐等建筑物或桥梁倒塌，而应事先检查并巩固它们的安全性；我们不应坐等轮船沉没，而应提前在船上放置救生衣……我们现在要做出明智的选择：作为一个社会整体，我们将会冒多大的风险和愿意付出多大的代价来改变这些污染源。我们能够达成共识并付诸切实的行动吗？
摘要:
矿区周边土壤重金属污染对区域农产品和人体健康危害极大，为对个旧市大屯镇稻田土壤重金属的潜在生态风险进行定量评价及预警分析，计算了6种重金属元素(Pb、Cd、砷、Zn、Cu和Cr)的综合生态风险指数(RI)、地累积指数(Igeo)和生态风险预警指数(IER)。结果表明:研究区域6种重金属平均风险指数的大小顺序为:Cd＞砷＞Cu＞Cr＞Pb＞Zn，Cd和砷元素的生态风险指数平均值＞40，94.4%的土壤样品处于中等风险以上水平;重金属元素的Igeo顺序为Cd＞砷＞Pb＞Cr＞Cu＞Zn，Cd和砷元素有超过94.4%的土壤样品处于中等污染以上水平。生态风险预警评价结果显示，66.7%采样点处于生态风险无警级别，33.3%采样点处于生态风险重警级别。综合分析认为，该区域主要是以Cd和砷为主的土壤重金属复合污染，对已经达到生态风险重警级别的区域应该采取相应的土壤修复措施，对无警区域应该加强监控防止污染。
关键词:
重金属;生态风险;风险预警;个旧
云南省个旧市素以“锡都”著称，是我国最大的锡矿所在地，长期的土法采矿炼矿不仅导致矿产资源有效利用率低，而且破坏了当地自然环境，给当地居民的生产生活带来了严重的影响。黄玉等［1］对个旧锡矿区的不同辐射范围进行土壤污染调查研究，发现个旧市矿业活动区Pb、Cd、砷给当地造成极高风险。肖青青等［2］对个旧市鸡街镇的土壤重金属污染调查评价发现土壤中Pb、Cd、Zn和Cu含量均超出《土壤环境质量标准》二级标准。土壤中的重金属长期停留和积累在环境中，对生态环境和人体健康存在诸多现实和潜在风险，选用一种或几种正确的评价方式评价土壤中的重金属污染程度对于环境和健康问题有着重要意义。前人对个旧矿区重金属污染分布和风险评价采用的主要方法有:Hakanson指数法［3］、单因子指数法［4］、内梅罗综合污染指数法［5］和地积累指数［6］。这些方法各有其适用条件和优点，但也存在一定的局限［7－8］。生态风险预警评价源于生态风险评价，既具有Hakanson指数法、地积累指数法、脸谱图法、综合指数法、尼梅罗综合指数法和污染负荷指数法等评价方法定量评价的特点，也能通过定量评价值与警度内涵之间的关联，实现定性评价分析［9］。前期关于区域土壤污染评价的研究多采用单一的分析方法进行重金属风险评价，针对个旧市大屯镇水稻土的污染评价也仅局限于单因子指数、内梅罗综合污染指数法的污染分级评价，采用重金属生态风险评价和风险预警的研究鲜见报道。本研究以云南省个旧市大屯镇稻田土壤为研究对象，采用Ha-kanson指数法和地积累指数法对6种重金属(Pb、Cd、砷、Zn、Cu、Cr)的含量进行分析计算，评估其污染程度，定量评价生态风险并作出风险预警，以期为个旧市水稻土生态风险预警和农产品安全生产提供科学依据。
1材料与方法
1.1土壤样品的采集
个旧地区水稻生产区域主要集中在大屯镇，本试验地点位于云南省个旧市矿区周边大屯镇稻田种植区。采样点集中在23°2'56″～24°2'56″N和103°14'11″～104°22'55″E的研究稻田。2015年3月12日，参照《NY/T395－2000农田土壤环境质量监测技术规范》的相关要求，分别按照不同的取样地块采集0～20cm土壤样品，每个样品由5个五点法取样的子样品混合而成，共采集54个样品。土壤样品自然风干，去除杂物，磨碎后过100目尼龙筛，用自封袋保存待测。
1.2样品的测定
土壤pH值用酸度计(STARTER3100，奥豪斯仪器(上海)有限公司)测定，固液比值为1∶2.5［10］;重金属总量测定采用HF－HClO4－HNO3消解法［11］。所用试剂为优级纯，试验用水为去离子水。样品溶液中重金属元素铅、镉、砷、锌、铜和铬采用ICP－MS(ELANDRC－e型，美国PerkinElmer公司)进行分析测定。
1.3评价方法
1.3.1潜在生态风险指数法
评价潜在生态风险指数法是1980年由瑞典科学家Hakanson［12］提出的评价方法。该方法综合考虑了重金属含量、环境效应、生态效应和重金属毒性等因素而被广泛用于土壤中重金属污染风险分析［13－14］。其计算公式如下:Cri=Ci/Cni(1)Eri=Tri×Cri(2)RI=∑ni=1(Eri)=∑ni=1(Tir×Cir)(3)式中:Cri为土壤中重金属i的富集系数;Ci为重金属i的实测数据;Cni为计算所需的参比值，本文采用云南省土壤质量背景值作为参比值;Eri为土壤中重金属i的潜在生态风险系数;Tri为沉积物中重金属i的毒性系数，本研究中Pb、Cd、砷、Zn、Cu和Cr6种元素的毒性系数分别为5、30、10、1、5和2;RI为土壤中多种重金属的综合潜在生态风险指数。潜在生态风险分级标准见表1。
1.3.2地累积指数法
地积累指数法是在1969年由Muller［15］提出的用于评价水环境沉积物中重金属的方法。该方法考虑了自然成岩作用对背景值的影响，也考虑了人为活动对环境的影响，近年来，被国内外学者用于评价土壤重金属的污染程度［16－17］。计算公式为:Igeo=log2［Ci/(K×Cin)］(4)式中:Ci是土壤中元素n的实测值;Cni为普通页岩中元素i的地球化学背景值，本文采用云南省土壤质量背景值作为参比值;K为消除各地岩石差异可能引起背景值的差异(一般取值为1.5)。其污染等级分为0～6级，见表2。
1.3.3重金属生态风险预警
对于个旧市大屯镇稻田土壤重金属生态风险预警，采用Rapant等［18］提出的生态风险预警指数法进行预警评估，预警分级标准见表3。公式为:IER=∑ni=1IERi=∑ni=1(CAi/CRi－1)(5)式中:CAi表示重金属i的实测数据;CRi表示重金属i的背景参比值，本文的背景参比值采用《GB15618－95国家土壤二级标准进行评估》(表4);IERi为重金属i的生态风险预警指数;IER表示各采样点土壤样品的生态风险预警指数。
2结果与分析
2.1水稻土重金属基本参数统计特征分析
土壤重金属基本参数统计描述如表4所示。结果表明，土壤样品中Pb、Cd、砷、Zn、Cu和Cr含量的平均值分别为180.57、1.96、136.55、133.44、84.09和145.71mg/kg。研究地土壤pH值为7.03±0.44，按照《GB15618－1995土壤环境质量标准》二级标准，重金属超标的元素有Cd和砷，超标倍数分别为2.27、4.46。与乔鹏炜等［19］2014年调查研究云南个旧锡矿区大屯盆地农田土壤重金属平均值相比，本研究中Pb和Zn元素明显较低，Cr元素明显较高，其他元素含量平均值相差不大。6种重金属元素的变异系数在12.17%～74.54%，属于中等变异程度，其中Pb、Cd和砷3种元素变异程度相对较大，说明其易受外源因子干扰。土壤重金属元素和pH值相关分析结果见表5。大屯镇矿区周边水稻土多数重金属元素之间存在相关性，Pb与Cd、砷和Zn的相关性达到极显著水平(P＜0.01)。Cd与砷和Zn的相关性达到极显著水平(P＜0.01)。Cu与Cr的相关系数为0.757，相关性达到极显著水平(P＜0.01)。这表明，该区域水稻土Pb、Cd、砷和Zn可能具有相似的来源，呈现相互伴随的复合污染现象，而Cu和Cr的来源途径也具有相似性。土壤pH与Pb呈极显著正相关，与Cd和砷呈显著正相关，而与Zn、Cu和Cr相关性不显著。
2.2土壤重金属潜在生态风险评价
经计算，研究区域稻田土壤重金属元素的潜在生态风险系数(Ei)和综合生态风险指数(Ri)如表6所示。从单个重金属潜在生态风险系数可以看出，研究区域6种重金属平均风险指数的大小顺序为:Cd＞砷＞Cu＞Cr＞Pb＞Zn，Pb、Zn、Cu、Cr这4种元素的风险指数平均值＜40，均属于轻度生态危害，对该区域土壤生态污染的贡献率较低;其中Cd平均潜在生态风险指数为267.33，达到很强生态危害程度，砷平均潜在生态风险指数为74.21，达到中度生态危害程度，其余元素均未达到轻度生态危害的上限标准。根据土壤重金属潜在危害系数所对应的潜在危害程度频数的统计(表7)，按照污染程度分级，Cd元素潜在生态风险系数达到强度、很强和极强生态危害的比例分别为11.1%、61.1%和22.2%;砷元素潜在生态风险系数达到中等、强度和很强生态危害的比例分别为77.8%、5.6%和11.1%。这表明Cd和砷元素对该区域土壤生态污染的贡献率较高。土壤重金属综合生态风险指数(RI)平均值为1114.98，属于很强生态危害水平;轻度、很强和极强生态危害的比例分别为16.7%、50.0%和33.3%。
2.3土壤重金属地积累指数
以土壤环境背景值作为地球化学背景值，计算稻田土壤中重金属的Igeo并进行分级，结果如表8。从表中可以看出，除Zn外，其余5种重金属元素的地积累指数平均值均＞0。Pb、Cd、砷和Cu元素的最大值都＞1，达到中等污染程度以上。从土壤样品污染分级比例可以看出，Cd元素污染比例最大，达94.4%，其中有11.1%的土壤样品属于中等污染，66.7%属于中等－强污染，11.1%属于强污染，5.6%土壤样品到达强－极严重污染。砷元素的污染比例也达到94.4%，其中有22.2%的土壤样品属于中等污染，61.1%属于中等－强污染，有11.1%达到强污染水平。Zn元素的污染比例最低，仅有44.4%的土壤样品属于轻度污染。整体统计分析各元素可知，Pb、Cd和砷元素的地积累指数标准差较大，表明土壤样品中这3种元素地积累指数值离散程度较大，即变异程度较大。
2.4重金属生态风险预警
采用生态风险预警评估法分别计算了研究区域稻田土壤中重金属Pb、Cd、砷、Zn、Cu和Cr的生态风险预警指数，评估了土壤重金属生态风险预警级别，结果见表9。从IER分级比例可以看出，该研究区域稻田土壤中主要重金属污染为砷、Cd。按照生态风险分级，砷元素生态风险指数达到轻警、中警和重警的比例分别为11.1%、66.7%和16.7%;Cd元素生态风险指数达到轻警、中警和重警的比例分别为61.1%、16.7%和5.6%。从综合指数来看，该区域有66.7%样点处在无警级别，属于最低生态风险，有33.3%样点处于重警级风险状态，属于高生态风险。
3讨论
李江燕等［20］对个旧市大屯镇蔬菜地土壤进行健康风险评价，发现Zn、Cu、Cd质量比严重超标，分别达到412.73mg/kg、132.86mg/kg、1.60mg/kg。乔鹏伟等［19］采用潜在生态危害指数法对大屯盆地农田土壤进行生态风险评价发现，Cd和砷两种元素对危害的贡献率高达87%。本研究结果也表明，个旧市大屯镇稻田土壤重金属污染特征主要表现为以Cd和砷为主的重金属复合污染，Cd和砷分别超出《GB15618－1995土壤环境质量标准》二级标准2.27、4.46倍。因此，研究区域稻田土壤Cd和砷具有较大的潜在生态危害，应作为该区域主要的修复和防控目标。本研究所采用的两种土壤重金属生态风险评估方法的评价结果存在一定的差异。土壤重金属潜在生态风险指数评价结果表明，6种重金属元素，有83.3%的土壤样点超过很强污染程度。研究区域重金属平均风险指数的从大到小排序为:Cd＞砷＞Cu＞Cr＞Pb＞Zn，Cd和砷元素达到中等生态危害及以上的比例为94.4%，其余元素均处于轻度生态危害程度。土壤重金属地积累指数评价结果表明，除Zn和Cr元素其余元素都有不同比例处于中等污染程度，按照每种元素的地积累指数平均值，从大到小的顺序为:Cd＞砷＞Pb＞Cr＞Cu＞Zn。两种评价方法的结果都表明Cd和砷对土壤重金属污染的贡献率最大，其他元素贡献率大小的差异可能在于生态风险指数评价法对不同重金属赋予了相应的毒性系数，而地积累指数法为消除各地岩石差异而引入系数K(一般取值为1.5)，重金属元素之间没有差别［20－21］。采用生态风险预警指数(IER)进行预警分析认为，研究区域稻田土壤受到Cd和砷元素的污染，Pb和Cu有一部分预警级别是预警，Zn和Cr元素的预警级别是无警。总体评估研究区域IER有33.3%预警类型为重警，说明该研究区域有1/3的稻田土壤生态系统服务功能严重退化，生态环境受到较大破坏，且受外界干扰后恢复困难，生态问题较大，生态灾害较多［23］。土壤中Cd和砷对水稻安全质量影响较大，建议调整种植结构，引导种植较好的高梁抗性品种［24］，或采取种植低累积重金属水稻品种［25］，使用降低土壤重金属有效性的钝化剂和施用技术［26－27］、稻田水分管理技术［28］、钝化剂与农艺联合调控技术［29－30］等措施对区域农田进行修复和安全利用。
4结论
(1)研究地稻田土壤中的Cd、砷、Cu质量比均超出《GB15618－1995土壤环境质量标准》二级标准，水稻土Pb、Cd、砷和Zn可能具有相似的来源，呈现相互伴随的复合污染现象。
(2)根据土壤重金属潜在生态风险指数的评价结果，研究区域6种重金属平均风险指数的大小顺序为:Cd＞砷＞Cu＞Cr＞Pb＞Zn，其中Cd和砷元素对该区域土壤生态污染的贡献率较高，有超过94.4%的土壤样品处于中等生态风险以上水平。土壤重金属综合生态风险指数(RI)仅有83.3%处于很强生态风险以上水平。
(3)土壤重金属地积累指数的评价结果表明，6种重金属元素含量的平均值只有Zn元素尚处于无污染水平，Cd、砷元素有超过72.2%的土壤样品处于中等污染以上水平，需要严格控制人为活动引入这几种元素，避免重金属的累积对土壤生态环境的危害。
(4)从土壤重金属生态风险预警的评价结果可知，研究区域33.3%属于重警区，应该采取相应的土壤修复措施，在农耕区改种非食用作物，必要时可以进行土壤污染治理，提高当地居民的环境保护意识。对无警区应该监控可能引起土壤污染来源，防止土壤污染。
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关键词：土壤污染现状危害治理措施
一、土壤污染的定义
土壤污染是指进入土壤中的有害、有毒物质超出土壤的自净能力，导致土壤的物理、化学和生物学性质发生改变，降低农作物的产量和质量，并危害人体健康的现象。土壤污染源主要可分为：生活性污染源，生产性污染源和放射性污染源：工业、科研和医疗机构排放的液体或固体放射性废弃物。
二、土壤污染的特点
1、土壤污染具有隐蔽性和滞后性。土壤污染不同于大气、水和废弃物污染等污染比较直观，它要通过对土壤样品进行分析化验和农作物的残留检测来确定。土壤污染从产生污染到出现问题通常会滞后较长的时间，所以土壤污染问题不太容易受到重视。
2、土壤污染具有不可逆转性。受到重金属污染的土壤基本上得需要较长的时间才能降解恢复。
3、土壤污染的累积性。土壤污染不同于被污染的大气和水，不容易扩散和稀释，土壤污染是由于不断的积累而导致超标，土壤污染同时具有很强的地域性。
4、土壤污染难治理性。治理污染土壤通常成本较高，治理周期也很长。土壤污染仅依靠切断污染源的方法是行不通的，需要靠换土、淋洗土壤等方法才能解决问题。
三、当前我国土壤污染的现状与危害
目前，我国部分地区土壤污染非常严重，土壤污染类型呈现多样化，土壤污染途径多，原因复杂，控制难度大。每年由于土壤污染导致的农产品质量安全问题层出不求，严重影响了百姓的身体健康和社会稳定。土壤污染产生的危害主要表现为以下几种：
1、土壤污染导致的直接经济损失严重。当前相当一部分农产品的农药残留超标率高达16%-20%；每年有超过1000万t粮食因土壤污染而减产，造成了巨大的经济损失。
2、土壤污染对人体健康造成危害。土壤污染会使植物在体内积累污染物，并通过食物链富集到人体和动物体中，危害人体健康，引发癌症和其他疾病。
3、土壤受到污染后，含有较高重金属浓度的污染土容易在风力和水力作用下分别进入到大气和水体中，导致大气污染、地表水和地下水污染以及生态系统退化等多种生态环境问题。
四、导致土壤污染的原因
1、过量施用化肥和农药
化肥及农药的使用能大大提高粮食作物的产量，但是氮、磷等化学肥料的长期大量使用却能破坏土壤结构，造成土壤板结、耕地土壤退化、致使耕层变浅、耕性变差、保水肥能力下降、增加了农业生产成本，影响了农作物的产量和质量。
2、污水灌溉对土壤的污染
使用生活污水和工业废水灌溉农田是导致土壤污染的直接原因之一。重金属、酚、氰化物等许多有毒有害的物质来自于未经处理或未达到排放标准的工业污水，它们会将污水中有毒有害的物质带至农田，在灌溉渠中形成污染带。
3、大气污染对土壤的污染
大气中的氮氧化物、二氧化硫和颗粒物等有害物质，可以在大气中发生反应形成酸雨，通过降水和沉降而落到地面，导致土壤酸化。冶金工业排放的金属氧化物粉尘，由于重力作用会以降尘形式进入土壤中。
4、生物残体和牲畜排泄物对土壤的污染
利用禽畜饲养场的厩肥和屠宰场的废物作肥料，如果不进行物理和生化处理，则其中的寄生虫、病原菌和病毒等可导致土壤和水域污染，并通过水和农作物危害人群健康。
5、重金属元素引起的土壤污染
汽油中添加的防爆剂四乙基铅随废气排出污染土壤，造成铅污染；各种大量使用杀虫剂、杀菌剂、杀鼠剂和除草剂导致砷污染；铀矿开采和浓缩、钍矿开采、核实验、核废料处理、燃煤发电厂、磷酸盐矿开采及加工等是土壤辐射污染的来源。
五、我国土壤污染的治理措施
1、施用化学改良剂，增加土壤环境容量，增强土壤净化能力。
将石灰、碱性磷酸盐、氧化铁、碳酸盐和硫化物等化学改良剂施用到土壤中，加速有机物的分解，使重金属在土壤中固定，促使重金属在土壤及土壤植物体的迁移能力降低，并转化成为难溶的化合物，减少农作物的吸收，以减轻重金属对土壤中的毒害。
2、强化污染土壤环境管理与综合防治，大力发展清洁生产。
选择有代表性的污灌区农田和污染场地，开展污染土壤治理与修复；加强土壤污灌区的监测和管理，科学地进行污水灌溉；了解水中污染物的成分、含量及其动态，避免带有不易降解高残留污染物随机进入土壤；增施有机肥，提高土壤有机质含量；大力推广和发展清洁生产。
3、改变耕作制度，实行翻土和换土。
要采取铲除表土和换客土的方法来改变污染严重的土壤，对于轻度污染的土壤，采取深翻土或换无污染客土的方法。
4、采用农业生态工程措施
在污染土壤上繁殖非食用的种子、种植经济作物，从而减少污染物进入食物链的途径；或利用某些特定的动植物和微生物吸走或降解土壤中的污染物质，从而达到净化土壤的目的。
从改革开放至今，广东省工业得到了快速发展，但由于缺少对环境的保护，特别是河道水体的保护。工业生产产生的许多有害物质未经处理就排入各河道，导致河道中的水受到严重的污染，而养殖业离不开水，当农民用了受污染的水体养殖像鹅，鸭，鱼等时，一方面疾病危害水禽健康，降低生产性能和养殖业的经济效益；另一方面给食品安全带来严重隐患，危害人类健康。当农业使用受污染的水灌溉时，使土壤也受到了污染。
水禽养殖业是中国的传统产业，特别是鸭跟鹅，由于其养殖成本低、周期短、见效快，因此取得了突飞猛进的发展，在农业产业结构调整中，已受到世界各国的高度重视，其中鸭为全世界饲养数量最多的水禽。2009年末我国肉鸭存栏已达10.96亿只，肉鸭出栏约35.2亿只（其中樱桃谷鸭20.6亿只），肉鸭的年存栏量和屠宰量占到世界总量的67.3%和74.7%，中国号称“水禽王国”是当之无愧的。随着经济的发展和人民生活水平的提高，市场对鸭、鹅产品的需求量越来越大，因此水禽的饲养量将不断增加，据统计中国水禽总量占世界的60%以上。估计在今后相当长的时间内，水禽的养殖数量也会稳定增长。
重金属污染指由重金属或其化合物造成的环境污染，主要由采矿、废气排放、污水灌溉和使用重金属制品等人为因素所致。随着经济的发展，人类活动导致环境中的重金属含量不断增加，许多经济发达地区早就超出正常范围，导致环境质量严重恶化。而许多水禽由于污染得病而死，或者受污染后被人身吸收进入人体内，不同于其他污染物的可降解特性，重金属污染物有着永远在环境里循环、无法降解的特点，这也就加重了其对人群的危害。由于重金属污染问题突出，2011年4月初我国首个“十二五”专项规划——《重金属污染综合防治“十二五”规划》获得国务院正式批复，防治规划力求控制5种重金属，目标是到2015年，中国将建立比较完善的重金属污染防治体系、事故应急体系和环境与健康风险评估体系，解决一批损害群众健康的突出问题。
由于鹅作为水禽在当前的养殖模式下是离不开水的，而近年来，重金属污染事件屡见不鲜，例如2005年广东省北江镉污染事件，该事件发生后不久，为了保障下游清远、佛山、广州等城市的供水安全，专家们决定，除了调水冲污外，还将实施工程技术措施，加聚合铁或聚合铝进行稀释。韶关的武水桥下，江水碧波荡漾，婀娜的水草群舞中游支流横石河，河水呈强酸性，即使稀释一万倍，水生物也难在其问存活24小时下游地区的清远石角镇，铜产业带来的污染，造成附近河底沉积物中铊含量严重超标。2008年，华南农业大学教授林初夏提供的测试数据显示，横石河水即使稀释1万倍，水生物还是不能在里面存活超过24小时；由于每吨废矿含有可产生相当200公斤浓硫酸的金属硫化物，从源头到50公里开外，，河水都可以测出酸性，直侵下游北江，还有像浏阳镉污染事件等等。
本试验在广东省内鹅的主要养殖地，需用不同养殖场内健康的2年龄成年马岗鹅种鹅为检测对象，通过测定鹅的水生环境和水生环境中的淤泥的重金属（铅Pb、镉cd、铬cr、砷As）含量，再与国家规定的标准进行对比，再通过测定鹅的四个组织（肝脏、胸肌、腿肌、胸骨）中的重金属（铅Pb、镉cd、铬cr、砷As）含量，从而-进行相关的研究，从而对鹅养殖环境中重金属污染对其的影响，为当前鹅养殖环境重金属污染的影响做出科学依据。
2、材料与方法
2.1 试验动物及场地
本试验在省内三个鹅主要养殖区各选择一家规模化鹅场，所用试验动物为健康的成年种鹅，2～3年龄。
2.2 实验设计
试验期在各养殖场的鹅群中随机选择6只鹅，分别在各个鹅上取肝脏、胸肌、胸骨等样品，保存于20℃，留待重金属指标测定。另外，从养殖地采集洗浴池的水体和水底土壤样品，保存于4℃样品，各动物样品和水体样品以及土壤样品均检测铅（Pb）、镉（cd）、铬（cr）和砷（As）等四种重金属的含量。
水样采集：在养殖鹅的水池中，分别选取三个点，使其呈等边三角形，然后分别将吸管深入离水面10厘米左右的地方，各收集300ml的水样；样品采集后，用0.22μm微孔纤维滤膜对水样进行过滤，滤液分装在洁净的聚乙烯瓶中，为避免样品在保存过程中产生感光分解和微生物降解等反应，样品避光冷冻保存到进样。
土壤采集：在在养殖鹅的水池中，分别选取三个点，使其呈等边三角形，然后用铁铲铲其泥土的表层，各取适量的土壤；将样品在无菌条件下风干后保存好。
2.3 重金属指标测定方法
全部动物组织样品的重金属含量的测定，除砷的含量采用原子荧光光谱法，其余三种重金属含量的测定方法均按国标（GB/T5009.12-2003、GB/T 5009.15-2003和GB/T 5009.123-2003中的石墨炉原子吸收光谱法）进行。
（1）水样：全Pb、Cd：石墨炉原子吸收分光光度法（GB/T11901-1989）：全cr：二苯碳酸二肼分光光度法（GB/T7466-1987）：全As：二乙基二硫代氨基甲酸银分光光度法（GB/T7485-1987）
（2）土壤样：全Pb、cd、Cr：火焰原子吸收分光光度法（GB/T17137-1997）；全As：二乙基二硫代氨基甲酸银分光光度法（GB/T 17134-1997）
（3）组织样：全cr：原子吸收石墨炉法（GB/T 5009.123—2003）[9]；全Pb：石墨炉原子吸收光谱法（GB/T 5009.12-2003）；全Cd：石墨炉原子吸收光谱法（GB/T 5009.15-2003）；全As：原子荧光光谱法。
2.4 试验数据处理
对不同养殖地鹅组织样品肝脏、胸肌、腿肌、胸骨中各重金属指标含量作单因子方差分析；除注明外，各数值均用平均值（Mean）+SE表示。所有的数据分析均用SAN software version8.01完成。
3、结果与分析
3.1 养殖场水体中的重金属水平
对各鹅养殖地洗浴池水体中的铅、镉、铬和砷等四种重金属含量进行检测。测定结果显示，鹅养殖地洗浴池水体中铅、镉、铬和砷等四种重金属的含量很低，均仅10-4 mg/L级的含量。
3.2 养殖场水体池底土壤中的重金属水平
对各鹅养殖地洗浴池池底土壤中的铅、镉、铬和砷等四种重金属含量进行检测。测定结果显示，三个鹅场池底土壤中铅的含量介于25～50 mg/kg之间，最高的为鹅场c，次之为鹅场B，最低为鹅场A；三个鹅场池底土壤中镉的含量介于0.1～O.4 mg/kg之间，最高的为鹅场c，鹅场B和鹅场A均低于前者，水平相当；三个鹅场池底土壤中铬的含量介于7～28 mg/kg之间，最低的为鹅场B，鹅场A，而鹅场c要明显高于前两者；三个鹅场池底土壤中砷的含量介于1～2.5 mg/kg之间，鹅场B和c较高，两者水平较高，鹅场A则较低。
3.3 不同养殖场鹅机体各组织的重金属水平
对各鹅养殖地种机体内胸肌、骨骼、肝脏等组织中的铅、镉、铬和砷等四种重金属含量进行检测。测定结果显示，在三个养殖中，铅在不同组织中的含量均以骨骼最高，达到3.9～23.9mg/kg，而胸肌和肝脏中含量远远低于前者，仅0.01～0.1 mg/kg之间；三个养殖地鹅相同组织间比较，鹅场c的水平均高于鹅场A和B，后两者胸肌和肝脏的水平相关，除鹅场A骨骼的水平高于鹅场B外。在三个养殖中，镉在不同组织中的含量均肝脏最高，均可以检出，0.08～0.3 mg/kg之间，其中鹅场A和鹅场c的水平相当，明显高于鹅场B；而三个鹅场中鹅胸肌和肝脏中均检不出镉。在三个养殖中，铬的含量无明显组织分布特点，在鹅场A中的含量为肝脏>胸肌>骨骼，在鹅场B中的含量为胸肌>骨骼>肝脏，在鹅场c中的含量为骨骼>肝脏>胸肌；三个鹅场相同组织间进行比较，以鹅场B较高，高于鹅场A和c，后两者水平相当。在三个养殖中，三种组织中均检不出砷。
4、讨论
鹅各养殖地洗浴池水体中铅、镉、铬和砷等四种重金属的含量很低，水体还没有受到重金属的污染。而各养殖场水体池底土壤中，铅的含量很高，远远超过正常水平；铬的含量也很高，特别是鹅场C远远超过正常水平，砷的含量也属于正常水平，镉的含量很低。不同养殖场鹅机体各组织的重金属水平，由试验可知：镉、铬和砷等三种重金属的含量很低或较低，而铅在胸肌和肝脏里的含量都很低，但在骨骼里的含量较高，特别是鹅场c远远超过正常水平。因些我们得知：各养殖场水体池底土壤受到铅跟铬金属的污染，而各养殖场鹅受到了铅金属的污染（特别是鹅场C）。
铅对环境的污染，一方面来自冶炼、制造和使用铅制品的工矿企业，特别是来自有色金属冶炼过程中所排出的含铅废水、废气和废渣造成的。另一方面由汽车排出的含铅废气造成的。而在诸如铁冶炼、电镀、制革工业、颜料制造与化工镀膜等工业都可产生大量的含铬废水与废渣。因此我们估计，有可能是吃进受污染含铅的饲料，也有可能是本身土壤已严重受铅重金属的污染，当开挖水塘后注入的水是没受污染的，而鹅期生活在跟受污染的土壤接触后也受到了污染。
要保证鹅的安全生产，避免受铅、铬等重金属的污染，除了政府要切实加强铅蓄电池（包括铅蓄电池加工（含电极板）、组装、回收）及再生铅行业的污染防治工作，保护群众身体健康，促进社会和谐稳定，另外还要对铅蓄电池企业采取有效措施，建设完善铅烟、铅尘、酸雾和废水收集、处理设施，并保证污染治理设施正常稳定运行，达标排放，减少无组织排放。而养殖作为场要尽量选择远离那些工业厂房排放污水的下游，要用正规厂商生产的饲料，同时最好远离市区饲养鹅。
重金属污染与其他有机化合物的污染不同，重金属具有富集性，不易在环境中降解。当前我国由于在重金属的开采、冶炼、加工过程中，造成不少重金属如铅、汞、镉、钻等进入大气、水、土壤引起严重的环境污染。废水排出的重金属，即使浓度小，也可在藻类和底泥中积累，继而被鸭、鹅体表吸附。当受重金属污染的水禽例如鸭、鹅被人类吃用后，重金属在人体内能和蛋白质及各种酶发生强烈的相互作用，使它们失去活性，也可能在人体的某些器官中富集，如果超过人体所能耐受的限度，会造成人体急性中毒、亚急性中毒、慢性中毒等，对人体会造成很大的危害。例如，日本发生的水俣病（汞污染）和骨痛病（镉污染，等公害病，都是由重金属污染引起的。
重金属在大气、水体、土壤、生物体中广泛分布，而底泥往往是重金属的储存库和最后的归宿。当环境变化时，底泥中的重金属形态将发生转化并释放造成污染。鸭、鹅的生活环境离不开水，它们一般要生活于水塘或河道中，这大大增加了它们受污染的机会。重金属不能被生物降解，但具有生物累积性，可以直接威胁高等生物包括人类，有关专家指出，重金属对土壤的污染具有不可逆转性，已受污染土壤没有治理价值，只能调整种植品种来加以回避。因此，底泥重金属污染问题日益受到人们的重视。科技是一把双刃剑，20世纪以来科学技术迅猛发展，促进了经济的发展，提高了人民的生活水平，然而，与此同时，人类也付出了惨重的代价。多数金属在体内有蓄积性，半衰期较长，能产生急性和慢性毒性反应，可能还会有致畸、致癌和致突变的潜在危害。目前，我国儿童铅污染较为严重。
