[发明专利]一种生态友好型原位快速生物修复土壤重金属污染方法及应用

说明书

技术领域

本发明属于环境保护领域，特别涉及一种生态友好型原位快速生物修复土壤重金属污染方法及应用。

背景技术

重金属是指相对密度在5以上的金属，约45种，包括铜(Cu)、铅(Pb)、锌(Zn)、锡(Sn)、镍(Ni)、钴(Co)、锑(Sb)、汞(Hg)、镉(Cd)和铋(Bi)等。砷(As)虽不属于重金属，但因其来源以及危害都与重金属相似，故通常列入重金属类进行研究讨论。

随着人类对重金属的开采、冶炼、加工及商业制造活动日益增多，重金属的使用越来越广，重金属污染也越来越严重，重金属在世界各国均被列为第一污染物，重金属环境污染已成为一个刻不容缓的世界性课题。

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。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。因人类活动导致环境中的重金属含量增加，超出正常范围，并导致环境质量恶化。重金属的污染主要来源工业污染，其次是交通污染和生活垃圾污染。工业污染大多通过废渣、废水、废气排入环境，在人和动物、植物中富集，从而对环境和人的健康造成很大的危害，工业污染的治理可以通过一些技术方法、管理措施来降低它的污染，最终达到国家的污染物排放标准；交通污染主要是汽车尾气的排放，国家制定了一系列的管理办法，例如：使用乙醇汽油、安装汽车尾气净化器等；生活污染主要是一些生活垃圾的污染，废旧电池、破碎的照明灯、没有用完的化妆品、上彩釉的碗碟等，对于重金属的污染只要我们从其来源加以控制，就多多少少可以减少重金属污染。

水体和大气的污染比较直观，严重时通过人的感官即能发现：而土壤污染则往往要通过农作物包括粮食、蔬菜、水果或牧草以及摄食的人或动物的健康状况才能反映出来，从遭受污染到产生恶果有一个相当长的逐步积累过程，具有隐蔽性或潜伏性。日本的第二公害病——痛痛病60年代发生于富山县神通川流域，直至70年代才基本证实是镉污染土壤所生产的“镉米”所致。土壤环境中重金属的生物作用，主要是指植物通过根系从土壤中吸收某些化学形态的重金属，并在植物体内累积起来，这种迁移既可认为是植物对土壤的净化，亦可认为是污染土壤对植物的危害。累积下来的重金属物质可以通过食物链的关系，逐级传递到食物链的顶层，也就是我们人类，这样在人类体内累积下来的量也就成为植物体内的好几倍、十几倍甚至几十倍，这也就是自然界中的生物放大作用。

土壤一旦遭到污染后极难恢复，重金属元素对土壤的污染是一个不可逆过程，而许多有机化学物质的污染也需要一个比较长的降解时间，例如1966年冬至1977年春，沈阳抚顺污水灌区发生的石油、酚类以及后来张土灌区的镉污染，造成大面积的土壤毒化、水稻矮化、稻米异味、含镉量超过食品卫生标准。经过十余年的艰苦努力，包括施用改良剂、深翻、清灌、客土、选择品种等各种措施，才逐步恢复其部分生产力，付出了大量的劳力和代价。

2008年以来，全国已发生百余起重大污染事故，包括砷、镉、铅等重金属污染事故达30多起。频繁爆发的污染事故损失惨重，不仅增加了环境保护治理成本，也使社会稳定成本大增，而土壤污染修复所需的费用更是天价。污染的加剧导致土壤中的有益菌大量减少，土壤质量下降，自净能力减弱，影响农作物的产量与品质，危害人体健康，甚至出现环境报复风险。一是生态关系失衡，引起生态环境恶化。由于土壤污染的隐蔽性或潜伏性、以及它的不可逆性或长期性，因而往往通过食物链危害动物和人体的健康。研究表明，土壤和粮食的污染与一些地区居民肝肿大之间有着明显的剂量-反应关系，污灌引起的污染越严重，人群的肝肿大串越高。土壤一经重金属污染后，能较长时间存留在土壤中，难以消除，残留时间长，危害作用大，经作物吸收后进入食物链危害人畜健康。进入土壤的污染物，隐蔽性强，又难于消除，因此，土壤污染常被人们忽视，造成更大的危害。

随着全球经济化的迅速发展，含重金属的污染物通过各种途径进入土壤，造成土壤严重污染。土壤重金属污染可影响农作物产量和质量的下降，并可通过食物链危害人类的健康，也可以导致大气和水环境质量的进一步恶化。因此引起世界各国的广泛重视。目前，世界各国土壤存在不同程度的重金属污染，全世界平均每年排放Hg约1.5万t、Cu约340万t、Pb约500万t、Mn约1500万t、Ni约100万t。中国北方大城市的蔬菜基地和部分商品粮基地也存在不同程度的重金属污染，如北京、天津、西安、沈阳、济南、长春、郑州等地。南方相对较轻，如福州、宁波、上海、武汉、成都等地。