土壤重金属污染(heavy metal pollution of the soil)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，过量沉积而引起的含量过高，统称为土壤重金属污染。土壤重金属是指由于人类活动将金属加入到土壤中，致使土壤中重金属明显高于原生含量、并造成生态环境质量恶化的现象。

土壤重金属污染来源

自然来源

1、成土母质的风化过程对土壤重金属本底含量的影响;

2、风力和水力搬运的自然物理和化学迁移过程。

人为干扰输入

1、不同工矿企业工业生产对土壤重金属的额外输入;

2、农业生产活动影响下的土壤重金属输入;

3、交通运输对土壤重金属污染的影响 。

污染土壤的重金属主要包括汞(Hg)、镉(Cd)、铅(Pb)、铬(Cr)和类金属砷(As)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。主要来自农药、废水、污泥和大气沉降等，如汞主要来自含汞废水，镉、铅污染主要来自冶炼排放和汽车废气沉降，砷则被大量用作杀虫剂、杀菌剂、杀鼠剂和除草剂。过量重金属可引起植物生理功能紊乱、营养失调，镉、汞等元素在作物籽实中富集系数较高，即使超过食品卫生标准，也不影响作物生长、发育和产量，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，应特别注意防止重金属对土壤污染。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。

工业上真正划入重金属的，只有10种金属元素:铜、铅、锌、锡、镍、钴、锑、汞、镉和铋。而从土壤-植物系统的角度来说，国际学界认为，只有镉、钴、硒等元素对动物和人类健康造成危害的风险最大。因为食物链而造成人体健康受损的，主要是镉和硒。虽然重金属数量很多，但各种重金属的毒性及其地球化学(研究地球的化学组成、化学作用和化学演化的科学)行为相差甚远，对人类的影响程度不同，从食物链的角度来看，也只有关键的几个。

主要特征

1、形态多变:随Eh、Ph、配位体不同，常有不同的价态、化合态和结合态。形态不同引起有效性和毒性的不同。

2、很难降解:污染元素在土壤中一般只能发生形态的转变和迁移，难以降解。

重金属危害

1、影响植物根和叶的发育

2、破坏人体神经系统、免疫系统、骨骼系统等

土壤重金属污染特点

1、重金属不能被微生物降解，是环境长期、潜在的污染物;

2、因土壤胶体和颗粒物的吸附作用，长期存在于土壤中，浓度多成垂直递减分布;

3、与土壤中的配位体(氯离子、硫酸离子、氢氧离子、腐蚀质等)作用，生成络合物或螯合物，导致重金属在土壤中有更大的溶解度和迁移活性;

4、土壤重金属可以通过食物链被生物富集，产生生物放大作用;

5、重金属的形态不同，其活性与毒性不同，土壤pH、Eh、颗粒物以及有机质含量等条件深刻影响它在土壤中的迁移和转化;

土壤重金属环境化学行为

迁移过程

1、机械迁移

2、物理-化学迁移(溶解-沉淀;氧化-还原等)

3、生物迁移

转化过程

1、物理-化学转化

2、生物转化

重金属在土壤中经历各种物理、化学和生物学过程，在复杂多相的土壤体系中，重金属以各种各样的形态如水溶态、交换态、有机物结合态、铁锰结合态和残余态存在，这些形态对植物的有效性(即能被植物利用的程度)不同，且随着土壤条件的变化(如土壤酸化)，一些形态会发生相互转化。

"镉米"凸显土壤重金属污染

中国一些地区土壤遭到镉、铅等重金属污染，使生长其上的农作物镉含量超标。除了源自重化工业的重金属污染源外，农业投入品滥用、外源性污染、养殖业污染也逐渐成为造成农产品重金属污染的"罪魁祸首"。

中国土壤重金属污染与抗争

中国内地中重度污染耕地大约为5000万亩。 这是2013年年底中国国土资源部副部长王世元在土地调查新闻发布会上，引述中国环保部土壤状况调查的数据。也是中国官方首次向媒体公布内地中重度耕地污染总量。

没有渠道可确保中国内地民众不会从市场上购买到重金属"毒粮"。

中国内地的土壤重金属污染已威胁到粮食这一民生命脉。而另一个长期遭到忽视的状况是:比起通过市场购买粮食、食物来源更多样化的城镇居民，身处在土地污染第一线的农民，所遭受的健康和经济损害，以及持续为之付出的代价，更加糟糕。这些一线受害者的状况，正是这个国家重金属污染威胁的指向标。

污染信息只能从学术文献中获得，而且大量的污染调研都没有提及所在地区的名字，代之以"某市"、"某地区"。

不完整的信息令公众无法警惕自身所在地区的环境和粮食安全状况，更令人难解的是，中国环保部门在花费巨额资金进行生态、污染等方面的调查后，拒绝向民众公开调查结果的具体内容，理由是:属于国家机密。

荒唐的机密

中国政府部门曾做过多种及多样的环境和土地调查: 国土资源部进行过国土资源调查，国家地质局进行过全国地质调查，国家环保部进行过全国生态调查，还正在进行中国全国土壤调查、中国全国污染源调查。但是这些耗资数亿元甚至数十亿元的调查，都没有较完整的重金属污染调查数据。

并不只是土壤污染数据的缺乏。新某社2006年7月18日曾报道，"为全面、系统、准确掌握我国土壤污染的真实'家底'......环保总局和国土资源部18日联合启动了经费预算达10亿元的全国首次土壤污染状况调查。"但这一从2006年始启动的调查，至今没有公开污染数据。

2013年，北京律师董正伟通过在线提交和电子邮件方式，向环保部申请公开"中国全国土壤污染状况调查方法和数据信息"和"中国土壤污染的成因和防治措施方法信息"，被环保部以"数据属于国家机密"为由拒绝。

按照原国家环保总局与国土资源部联合发布的《全国土壤污染状况调查技术规定》要求，此次土壤污染调查结束后，相关部门需要将中国重点区域土壤污染调查分析数据及有关资料全部归档，建立重点地区污染土壤数据库和国家档案。同时，各省也要建立重点污染土壤省级档案。但事情并无下文:非但调查没有公开，国家和省级档案是否建立也没有披露。

从中国中央到地方，环保部门一直在加强土壤污染状况调查数据的保密管理工作。在陕西省环保厅的网站上，有一则2012年《陕西省环境保护厅关于加强土壤污染状况调查数据保密管理工作的通知》。该通知对土壤数据保密的要求极为细致。比如，"现存的土壤污染状况调查数据，要使用专门场所存储和介质妥善保管。对存储土壤污染状况调查数据的电脑应做到专机专用，并做好物理隔离。"此外，相关的工作人员必须签订保密承诺书，而"凡需使用土壤污染调查数据的，须经主要领导批准同意，各局系统内各部门使用土壤污染状况调查数据时出入要登记，使用完毕要原件归还，做到交接清楚，流向清晰，用途明确。第三方使用土壤污染调查数据，各局系统必须确定唯一出口，指定部门，明确责任人，方可提供......一旦发生调查数据失密、泄密事故，将根据情节轻重、损害程度及相关规定，对当事人、责任人给予严肃处理"。

重金属污染村庄不断涌现

民众无法从政府得到环境安全的警示和资讯，可见的只有媒体陆续披露的案例。

较之于福建冷水坑村这样200多人的小村庄，广东省韶关市上坝村是一个更闻名于学术界的重金属污染村。由于自然条件优越，上坝村早年间曾物产富饶，但受附近大宝山矿场重金属污染，农田土质变差，作物重金属含量超标，粮食减产乃至农田无法耕种;患皮肤病、肝病、癌症的村民也越来越多。这里渐渐从鱼米之乡变成有名的癌症村、贫困村。

江西省乐平市洛口镇戴村是污染的另一样本。在邻近村庄的乐安河上游，江西铜业集团兴建有多家矿山，包括中国最大的露天矿山--德兴铜矿。 根据乐平市政府的调查，自20世纪70年代开始，由于上游有色矿山企业的生产，乐安河流域每年接纳的"三废"污水排放总量达6000多万吨，废水中包括镉、铅等重金属在内的污染物种类有20余种。长期污染已造成数千亩土地歉收或绝收。 类似的重金属污染案例还在湖南省湘江流域、广西自治区龙江流域不断出现。这些案例多见于乡村，不代表城镇居民远离了威胁。重金属污染土壤与水源后，通过多种食物链逼近所有人。

与其他有机化合物的污染不同，重金属污染很难自然降解。不少有机化合物可以通过自然界本身的物理、化学或生物净化，降低或解除有害性。但重金属具有富集性，如铅、镉等重金属进入土壤环境，会长期蓄积并破坏土壤的自净能力，使土壤成为污染物的"储存库"。在这类土地上种植农作物，重金属能被植物根系吸收，造成农作物减产或产出重金属"毒粮食"、"毒蔬菜"。

以重金属元素镉为例，粮食类的镉污染大户主要是大米，水稻吸收镉能力较强，而且积累在籽实中。长年的污水灌溉，会造成灌溉引水渠底及表层土壤中积累大量的重金属。水稻极易吸收从而镉含量超标。长期食用镉超标的稻米，会损害肾功能，使骨质变得脆弱，提高致癌性。中国水稻镉污染的官方数据较少。2005年，环保部在调查广东省上坝村癌症高发情况时，证实该村水稻镉含量超标。2010年底，大陆媒体报道的"广西阳朔镉米事件"开始令"镉米"走进公众视野。

污染损害健康各地频现中国的工业性环境镉污染人群健康危害调查研究主要在1980年至1990年期间，有的调查仅当地卫生防疫站人士主导完成。90年代后，中国只在少数污染区进行过居民健康危害的调查。

北京交通大学长期研究镉污染的副教授柯屾总结了中国国内11个省20多个地区的镉污染健康损害研究。柯屾指出，这种污染损害以华东某镉冶炼厂附近地区以及贵州赫章地区最为典型。被匿去名字的华东地区某镉冶炼厂(前述复旦大学教授金泰廙的研究地点)于1961年建成投产。该厂的工业废水未经任何处理直接排放到工厂前面的河流，年排放量约10万吨。1985年起，虽然该厂对废水实行闭路循环，仍造成周边水系污染。露天堆放的废渣经雨水冲刷进入河道，也加重了污染。学者发现，该冶炼厂污染区的男女人群血镉、尿镉、总镉均显著高于对照区。在尿镉、血镉超过一定浓度后，骨质疏松患病率有明显上升的趋势，这与日本当年"痛痛病"镉中毒事件人群的调查结果一致。此外，尿镉水平与肾功能损害之间存在一定的相关性;部分研究还表明，长期接触镉可对人心血管功能产生影响。

中国国内另一个典型的镉污染区出现在贵州省赫章县。1984年贵州省环境卫生监测站的调查发现"人群镉摄入量超出限量值，有4例慢性镉中毒病例"。1987年-1992年贵州省环境保护科学研究所通过调查，提出"未来一二十年会有大批慢性镉中毒公害病病人出现"。2006年中国辐射防护研究院和贵州省环境科学研究设计院的联合调查提出，"赫章环境镉污染严重，居民健康受到损害，已出现公害病迹象"。虽然赫章的污染损害程度尚不及日本当年的镉污染"痛痛病"事件，但中国国内大量其他的重金属污染村庄尚未查明具体健康损害情况，污染造成的健康危害难以得到确切诊断。

镉污染健康损害评估体系待建立

柯屾认为，镉是最有可能在中国引起大范围疾病爆发的污染物。为避免镉污染导致"痛痛病"之类的悲剧发生，中国需要逐步建立起覆盖全国的监测预警体系。大米是污染区人体镉摄入的主要途径，也是人体镉暴露的主要来源。但一地生产的大米的镉含量只能代表当地土壤镉污染水平，由于大米的流动性大，难以作为镉污染损害人体健康程度的生物监测指标。通过对7个地区7种动植物样品采样，检测镉含量并进行数据分析，柯屾得出结论，茶叶、树皮、鱼、猪肝、猪肾等生物样品都不能作为镉污染损害人体健康的生物监测指标。"总体来说均值和超标率没有规律可循，难以判断哪个物种更适合作为镉污染对人体健康危害的标志物。"因此柯屾建议，从人体内筛选获得镉污染损害人体健康的生物监测指标，比如血镉、发镉、尿镉。

发镉由于测定技术等问题，已遭中国国内科研和流行病调查弃用，而血镉主要反映某几个月接触镉的情况，接触镉和急性接触镉的常用生物检测指标。更经常采用的指标是尿镉--尿镉是慢性镉接触人体镉负荷的指标，尿镉增加是环境镉暴露后机体最先出现的指标之一。在大样本量的人群调查中，尿样采样方便且更易被受调查者接受。柯屾也建议将该指标作为地市级环境监测站的日常指标。"当某地区尿镉均值或者超标率达到一定程度，可启动应急处置方案，扩大检测人群、增加其他检测指标，为镉污染损害人体健康的监测与应急提供科学、合理、可行的技术支撑。"

污染土地处置难题

污染评估体系旨在建立保护公众健康的屏障，而污染的直接后果--以农田为主的大片被污染土地，仍需修复或其他妥善处置。在2013年12月召开的一个环保论坛上，环保部生态司司长庄国泰曾透露，环保部正在会同有关部委联合编制《土壤环境保护和综合治理行动计划》。预计该行动计划将从五个方面开展工作，包括耕地和饮用水源地的土壤保护、土壤污染源的源头控制、被污染地块的风险管控、加强修复试点示范以及监测体系建立等。但如果缺乏配套的实际举措，该计划无疑将遭遇现已凸显的难题:筹集污染土地的修复资金源，如何落实污染企业责任，怎样解决污染土地农民的生计。

中国南方，尤其是西南地区土壤污染尤为严重，而这一区域的人均耕地面积相对较少。"同样是100亩地，西南地区可能涉及到十几家农民，比北方多很多，影响面比较大，如何在治理过程中既实现治理目标又让农民有一定的经济收益是治理难点。"柯屾亦指出，政府部门对环境污染造成人体健康事件的调查处理，已经刻不容缓、迫在眉睫。

"在个别地方，由于环保诉求得不到呼应，当地居民逐渐失去了对基层政府的信任，对污染之怨因而演变成对政府部门不作为之怨，这样，本来由企业生产引发的污染事故，因没有及时处理，引发了政府与居民之间的直接对抗，甚至发生多起流血冲突。"

村民们如何维护自身的正当权益，科研人员能否提供污染应对、解决的技术方案，法律与制度体系怎样为受害者提供保障......伴随中国内地民众环境安全意识的提升，这些问题都将被反复考量。

土壤病了

一片银杏叶揭示全球变暖

"活化石"银杏的叶子、果子会伴随气候的变化而变化。恐龙称霸的时期，是各种银杏最为繁复的时期，各种形态的叶子都有，果实也不一样。后来，由于气候的变化，银杏渐渐长变小。

2012年5月17日，中科院院士周志炎展示1.7亿年来银杏叶和果实的变化，银杏的叶子越来越小，而果实却越来越大。"侏罗纪时期，银杏叶有成人巴掌那么大，叶片有很多分裂，但渐渐的，银杏叶子的分叉越来越少，变成了现在这个样子，有点像小扇子。"银杏叶子的气孔密度会随着气温和二氧化碳浓度变化。由于全球气温变暖，二氧化碳浓度增高，所以银杏叶的气孔密度也在增多，叶子的形态也稍有变化。但全球整体处在小的间冰期里，气温比远古时代还是要低很多，所以，银杏叶与远古时期相比还是要小很多，果子则大很多。

土壤重金属污染治理

1、土壤重金属污染物的检测分析;

2、土壤重金属的治理方法。

治理方法

农业生态修复

1、主要换土、客土和深耕翻土等

2、植物修复技术

a、植物提取和富集

b、植物挥发

c、植物稳定

中国科学家发现植物修复土壤重金属污染新途径

土壤重金属污染是全球主要环境危害之一，并可能通过农作物进入人类食物链。合肥工业大学曹树青教授课题组通过一种新型基因工程技术，首次发现使植物能将有毒物质镉吸收后"转存隔离"的新机制，从而降低并解决土壤中的镉污染问题。

中国首次土壤普查显示，中国有近20%的耕地存在镉、砷、汞、铅、镍、铜等重金属超标，这些重金属可通过农作物吸收进入食物链，严重影响食品安全并危及人类健康。据了解，造成土壤重金属污染的原因复杂，包括工业排放、化肥农药使用及地矿开采等，通过物理和化学手段治理非常困难，也容易造成二次污染。

合肥工业大学生物某某工程学院曹树青教授课题组，采用新型植物修复基因工程技术，在治理土壤重金属污染方面取得进展。他们首次发现了植物响应重金属镉胁迫信号转导的分子调控机制，使植物在受到重金属镉污染的土壤中仍可以茂盛生长，并将镉吸收后储存至液泡中。他们再对镉的植物进行处理，即可有效降低土壤中的重金属含量。

物理化学修复

a、电动修复

b、电热修复

c、土壤淋溶

化学修复

重金属污染治理方法

世界重视对重金属污染治理方法研究， 并开展广泛的研究工作。根据处理方式，处理后土壤位置是否改变，污染土壤治理技术可分为:原位(Insitu)治理和异位(Exsitu)治理。异位治理环境风险较低，见效快且系统处理预测性较高，但成本高、对环境扰动大。相对来说，原位治理则更为经济实用，操作简单。

根据治理工艺及原理的不同，污染土壤治理技术可分为:工程治理措施和物理化学修复两大类。工程治理措施主要包括:客土、换土、去表土和深耕翻土等措施;物理化学修复主要包括:固化/稳定化、电动修复、络合淋洗、蒸汽浸提、氧化还原、农业修复、生物修复等。针对土壤重金属污染的修复技术主要有:植物修复，原位化学淋洗，异位化学淋洗，土壤性能改良，固化修复技术，物理分离修复技术，玻璃化修复，热力学修复，热解析修复，电动力学修复，换土修复等。

农业专家建议，遏制土壤重金属污染应推广土壤修复治理技术，政府相关部门要加强对于工业废水、废气、矿业固体废弃物等综合治理和利用，积极发展高效、低毒、低残留的农药，增施有机肥，改变耕作制度;对于过度开发的土壤应停耕或种植豆类植物，并全年禁用化学农药，让土壤全面修复。

土壤污染控制与修复专家能昌反应，不同植物、同一植物的不同品种，对土壤重金属的耐性和吸收能力也差别很大，不同重金属在土壤-植物系统中的迁移能力(即在土壤中被植物吸收的难易程度)也不同，这一系列的因素使得对重金属数据本身的理解及其在生态链、食物链的传递过程，以及对生态系统和人体健康的影响的解读，变得困难。不同精度采样下的采样点与面积换算等等也是一个具有挑战性的问题。因此，解读土壤污染数据，更需要专业知识支撑。

专家指出，治理土壤重金属污染应该从完善立法、加强研究、发展相关产业、实施更严格的环境政策等方面进行治理。

农业部环境科研监测所研究员、土壤专家侯彦林认为，当务之急是要建立土壤重金属污染的监测预警体系，对污染程度和范围做到心中有数，同时加快土壤污染防治法的出台，建立土壤环境保护法律法规体系，明确土壤污染责任和环境权利。

鉴于重金属污染的"多源"性，业内人士认为，除了从国家层面上加大对工业污染的防治和对遭重金属污染的土壤逐步修复之外，还要高度重视和防范控制农业投入品滥用造成的重金属污染风险，多措并举才能切断重金属流向土壤和农产品中，堵住重金属超标农产品流向百姓餐桌。

随着中国城市化的推进，化工污染成为重大污染源。苯、酚、磷类有机污染及镉、砷、铅、铬、汞等重金属污染严重，在对空气、水体造成污染的同时，也成为土壤中长期存在的"毒瘤"。业内人士指出，重金属无论是污染水体，还是污染大气，最终都会回归土壤，造成土壤污染。

"发展工业不宜遍地开花，东部及沿海土壤重金属污染教训深刻，西部、中部地区不能重蹈覆辙，避免走'先污染后治理'的老路。宁愿发展慢一些，也不能祸及子孙后代。"潘根兴说。