A題重金屬污染建模論文答案

1、A題 城市表表層土壤壤重金屬屬污染分分析摘要隨著城市市經(jīng)濟的的快速發(fā)發(fā)展和城城市人口口的不斷斷增加，人人類活動動對城市市環(huán)境質(zhì)質(zhì)量的影影響日顯顯突出。通過對對城市土土壤重金金屬的調(diào)調(diào)查，應應用數(shù)學學方法對對數(shù)據(jù)進進行處理理。得到到城市環(huán)環(huán)境質(zhì)量量的演變變，已是是人們?nèi)杖找骊P注注的焦點點。對于問題題一，用用附件一一中給出出的數(shù)據(jù)據(jù)，用mmatllab插插值法建建立三維維模型，總總共有99個圖，一一個是取取樣地點點的地形形圖，另另外八個個是八種種重金屬屬元素的的濃度分分布圖，通通過模型型圖我們們可以清清楚的看看到各種種元素不不同的空空間分布布。然后后通過均均值法，算算出不同同區(qū)域內(nèi)內(nèi)各種重重金屬元

2、元素的污污染程度度。對于問題題二，通通過對問問題一結(jié)結(jié)論的分分析得出出，生活活區(qū)和工工業(yè)區(qū)是是污染比比較厲害害的地區(qū)區(qū)。目前前我國由由于在重重金屬的的開采、冶煉、加工過過程中，造造成不少少重金屬屬如鉛、汞、鎘鎘、鈷等等進入大大氣、水水、土壤壤引起嚴嚴重的環(huán)環(huán)境污染染。人類類生活中中各種用用品都含含有不同同量的重重金屬元元素，比比如說廢廢舊電池池，含有有較多的的汞、鉻鉻、錳、鉛、鎳鎳、鋅等等重金屬屬。它們們通過自自然和生生物降解解，隨著著雨水進進入到土土壤和河河流當中中。對于問題題三，根根據(jù)前兩兩問的結(jié)結(jié)論分析析重金屬屬的傳播播特征，主主要有從從高海拔拔到低海海拔，從從高濃度度區(qū)向低低濃度區(qū)區(qū)擴

3、散。我們建建立擴散散模型，求求出函數(shù)數(shù)的極值值，從而而確定污污染源的的位置。對于問題題四，我我們仔細細分析了了模型的的優(yōu)缺點點。為更更好地研研究城市市地質(zhì)環(huán)環(huán)境的演演變模式式，還應應收集該該地區(qū)的的每年生生活、工工業(yè)等重重要污染染源的垃垃圾排放放量，以以及每年年的生物物降解量量，降雨雨量對重重金屬元元素擴散散的影響響，空氣氣污染也也應該考考慮進去去。有了了這些數(shù)數(shù)據(jù)以后后建立因因子分析析法，回回歸分析析，曲線線擬合等等模型解解決問題題。關鍵詞：插值法法、均值值法、擴擴散模型型、因子子分析、回歸分分析。一、問題題重述與與分析隨著城市市經(jīng)濟的的快速發(fā)發(fā)展和城城市人口口的不斷斷增加，人人類活動動對城

4、市市環(huán)境質(zhì)質(zhì)量的影影響日顯顯突出。對城市市土壤地地質(zhì)環(huán)境境異常的的查證，以以及如何何應用查查證獲得得的海量量數(shù)據(jù)資資料開展展城市環(huán)環(huán)境質(zhì)量量評價，研研究人類類活動影影響下城城市地質(zhì)質(zhì)環(huán)境的的演變模模式，日日益成為為人們關關注的焦焦點。按照功能能劃分，城城區(qū)一般般可分為為生活區(qū)區(qū)、工業(yè)業(yè)區(qū)、山山區(qū)、主主干道路路區(qū)及公公園綠地地區(qū)等，分分別記為為1類區(qū)區(qū)、2類類區(qū)、55類區(qū)，不不同的區(qū)區(qū)域環(huán)境境受人類類活動影影響的程程度不同同?，F(xiàn)對某城城市城區(qū)區(qū)土壤地地質(zhì)環(huán)境境進行調(diào)調(diào)查。為為此，將將所考察察的城區(qū)區(qū)劃分為為間距11公里左左右的網(wǎng)網(wǎng)格子區(qū)區(qū)域，按按照每平平方公里里1個采采樣點對對表層土土（010

5、厘米深深度）進進行取樣樣、編號號，并用用GPSS記錄采采樣點的的位置。應用專專門儀器器測試分分析，獲獲得了每每個樣本本所含的的多種化化學元素素的濃度度數(shù)據(jù)。另一方方面，按按照2公公里的間間距在那那些遠離離人群及及工業(yè)活活動的自自然區(qū)取取樣，將將其作為為該城區(qū)區(qū)表層土土壤中元元素的背背景值。附件1列列出了采采樣點的的位置、海拔高高度及其其所屬功功能區(qū)等等信息，附附件2列列出了88種主要要重金屬屬元素在在采樣點點處的濃濃度，附附件3列列出了88種主要要重金屬屬元素的的背景值值?，F(xiàn)在通過過數(shù)學建建模來完完成以下下任務：(1) 給出88種主要要重金屬屬元素在在該城區(qū)區(qū)的空間間分布，并并分析該該城區(qū)內(nèi)內(nèi)

6、不同區(qū)區(qū)域重金金屬的污污染程度度。(2) 通過數(shù)數(shù)據(jù)分析析，說明明重金屬屬污染的的主要原原因。(3) 分析重重金屬污污染物的的傳播特特征，由由此建立立模型，確確定污染染源的位位置。(4) 分析你你所建立立模型的的優(yōu)缺點點，為更更好地研研究城市市地質(zhì)環(huán)環(huán)境的演演變模式式，還應應收集什什么信息息？有了了這些信信息，如如何建立立模型解解決問題題？二、模型型假設一、污染染源的重重金屬濃濃度不在在增加。二、取樣樣點的數(shù)數(shù)據(jù)較好好的反映映了該地地區(qū)的污污染物濃濃度。三、符號號約定四、模型型的建立立與求解解問題一：問題二：重金屬污污染指由由重金屬屬或其化化合物造造成的環(huán)環(huán)境污染染。重金金屬污染染主要表表現(xiàn)在

7、水水污染中中，還有有一部分分是在大大氣和固固體廢物物中。重金屬污污染與其其他有機機化合物物的污染染不同。不少有有機化合合物可以以通過自自然界本本身物理理的、化化學的或或生物的的凈化，使使有害性性降低或或解除。而重金金屬具有有富集性性，很難難在環(huán)境境中降解解。目前前我國由由于在重重金屬的的開采、冶煉、加工過過程中，造造成不少少重金屬屬如鉛、汞、鎘鎘、鈷等等進入大大氣、水水、土壤壤引起嚴嚴重的環(huán)環(huán)境污染染。如隨隨廢 重金屬屬水銀水水排出的的重金屬屬，即使使?jié)舛刃⌒?，也可可在藻類類和底泥泥中積累累，被魚魚和貝類類體表吸吸附，產(chǎn)產(chǎn)生食物物鏈濃縮縮，從而而造成公公害。 水體中中金屬有有利或有有害不僅僅取

8、決于于金屬的的種類、理化性性質(zhì)，而而且還取取決于金金屬的濃濃度及存存在的價價態(tài)和形形態(tài)，即即使有益益的金屬屬元素濃濃度超過過某一數(shù)數(shù)值也會會有劇烈烈的毒性性，使動動植物中中毒，甚甚至死亡亡。金屬屬有機化化合物(如有機機汞、有有機鉛、有機砷砷、有機機錫等)比相應應的金屬屬無機化化合物毒毒性要強強得多；可溶態(tài)態(tài)的金屬屬又比顆顆粒態(tài)金金屬的毒毒性要大大；六價價鉻比三三價鉻毒毒性要大大等等。 重金屬屬在人體體內(nèi)能和和蛋白質(zhì)質(zhì)及各種種酶發(fā)生生強烈的的相互作作用，使使它們失失去活性性，也可可能在人人體的某某些器官官中富集集，如果果超過人人體所能能耐受的的限度，會會造成人人體急性性中毒、亞急性性中毒、慢性中

9、中毒等，對對人體會會造成很很大的危危害，重金屬在在大氣、水體、土壤、生物體體中廣泛泛分布，而而底泥往往往是重重金屬的的儲存庫庫和最后后的歸宿宿。重金屬的的污染主主要來源源工業(yè)污污染，其其次是交交通污染染和生活活垃圾污污染。工工業(yè)污染染大多通通過廢渣渣、廢水水、廢氣氣排入環(huán)環(huán)境，交通污染染主要是是汽車尾尾氣的排排放，國國家制定定了一系系列的管管理辦法法，生活污染染主要是是一些生生活垃圾圾的污染染，廢舊舊電池、破碎的的照明燈燈、沒有有用完的的化妝品品、上彩彩釉的碗碗碟等，對對于重金金屬的污污染只要要我們從從其來源源加以控控制，就就多多少少少可以以減少重重金屬污污染。 專專家分析析指出：目前我我國塑

10、料料生產(chǎn)企企業(yè)的工工藝、設設備、技技術(shù)研發(fā)發(fā)較落后后，是造造成污染染嚴重的的主要原原因，而而管理不不善、地地方保護護及人們們環(huán)保意意識淡薄薄，加劇劇了污染染，強化化治理迫迫在眉睫睫。生產(chǎn)產(chǎn)企業(yè)應應放眼未未來，倡倡導環(huán)保保，使用用環(huán)保型型助劑才才能使PPVC行行業(yè)健康康長遠發(fā)發(fā)展。鉛污染是可在人人體和動動物組織織中積蓄蓄的有毒毒金屬。主要來來源于各各種油漆漆、涂料料、蓄電電池、冶冶煉、五五金、機機械、電電鍍、化化妝品、染發(fā)劑劑、釉彩彩碗碟、餐具、燃煤、膨化食食品、自自來水管管等。它它是通過過 南南丹礦區(qū)區(qū)污染嚴嚴重鎘污染鎘不是人人體的必必要元素素。鎘主主要來源源有電鍍鍍、采礦礦、冶煉煉、燃料料、

11、電池池和化學學工業(yè)等等排放的的廢水；廢舊電電池中鎘鎘含量較較高、也也存在于于水果和和蔬菜中中，尤其其是蘑菇菇，在奶奶制品和和谷物中中也有少少量存在在，鎘能能夠取代代骨中鈣鈣，使骨骨骼嚴重重軟化，骨骨頭寸斷斷，會引引起胃臟臟功能失失調(diào)，干干擾人體體和生物物體內(nèi)鋅鋅的酶系系統(tǒng)，導導致高血血壓癥上上升。易易受害的的人群是是礦業(yè)工工作者、免疫力力低下人人群。汞污染汞及其化化合物屬屬于劇毒毒物質(zhì)，可可在人體體內(nèi)蓄積積。主要要來源于于儀表廠廠、食鹽鹽電解、貴金屬屬冶煉、化妝品品、照明明用燈、齒科材材料、燃燃煤、水水生生物物等。砷污染是人體的的非必需需元素，元元素砷的的毒性極極低，而而砷的化化合物均均有劇毒

12、毒，三價價砷化合合物比其其它砷化化合物毒毒性更強強。主要要來源于于采礦、冶金、化化學學制藥、玻璃工工業(yè)中的的脫色劑劑、各種種殺蟲劑劑、殺鼠鼠劑、砷砷酸鹽藥藥物、化化肥、硬硬質(zhì)合金金、皮革革、農(nóng)藥藥等；鉻污染主要要來源于于劣質(zhì)化化妝品原原料、皮皮革制劑劑、金屬屬部件鍍鍍鉻部分分，工業(yè)業(yè)顏料以以及鞣革革、橡膠膠和陶瓷瓷原料等等；因為有了了數(shù)學建建模，所所以有了了傳播特特征摘要：文文章闡明明了重金金屬污染染物來源源與分布布，同時時對國內(nèi)內(nèi)外土壤壤重金屬屬污染治治理的研研究工作作做了系系統(tǒng)的綜綜述， 重重金屬污污染原理理 重金金屬，特特別是汞汞、鎘、鉛、鉻鉻等具有有顯著和和生物毒毒性。它它們在水水體中

13、不不能被微微生物降降解，而而只能發(fā)發(fā)生各種種形態(tài)相相互轉(zhuǎn)化化和分散散、富集集過程(即遷移移)。重重金屬污污染的特特點是：(1)除被懸懸浮物帶帶走的外外，會因因吸附沉沉淀作用用而富集集于排污污口附近近的底泥泥中，成成為長期期的次生生污染源源；(22)水中中各種無無機配位位體(氯氯離子、硫酸離離子、氫氫氧離子子等)和和有機配配位體(腐蝕質(zhì)質(zhì)等)會會與其生生成絡合合物或螯螯合物，導導致重金金屬有更更大的水水溶解度度而使已已進入底底泥的重重金屬又又可能重重新釋放放出來；(3)重金屬屬的價態(tài)態(tài)不同，其其活性與與毒性不不同。其其形態(tài)又又隨pHH和氧化化還原條條件而轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)化。(4)在在其危害害環(huán)境方方面的特特

14、點是：微量濃濃度即可可產(chǎn)生毒毒性(一一般為11100毫克/升，汞汞、鎘為為0.00100.0001毫克克/升)；在微微生物作作用會轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)化為毒毒性更強強的有機機金屬化化合物(如洋甲基汞汞)； 本文文主要從從土壤中中重金屬屬污染物物來源與與分布、土壤中中重金屬屬污染物物的現(xiàn)行行治理方方法入手手，提出出土壤中中重金屬屬污染物物防治的的環(huán)境礦礦物學新新方法。旨在保保護環(huán)境境，提高高土壤的的環(huán)境質(zhì)質(zhì)量。 11 土壤壤中重金金屬污染染物來源源與分布布 土壤壤中重金金屬的來來源是多多途徑的的，首先先是成土土母質(zhì)本本身含有有重金屬屬，不同同的母質(zhì)質(zhì)、成土土過程所所形成的的土壤含含有重金金屬量差差異很大大。此外

15、外，人類類工農(nóng)業(yè)業(yè)生產(chǎn)活活動，也也造成重重金屬對對大氣、水體和和土壤的的污染。 1.1 大大氣中重重金屬沉沉降 大氣氣中的重重金屬主主要來源源于工業(yè)業(yè)生產(chǎn)、汽車尾尾氣排放放及汽車車輪胎磨磨損產(chǎn)生生的大量量含重金金屬的有有害氣體體和粉塵塵等。它它們主要要分布在在工礦的的周圍和和公路、鐵路的的兩側(cè)。大氣中中的大多多數(shù)重金金屬是經(jīng)經(jīng)自然沉沉降22和雨雨淋沉降降進入土土壤的。如瑞典典中部FFaluun市區(qū)區(qū)的鉛污污染33，它它主要來來自于市市區(qū)銅礦礦工業(yè)廠廠、硫酸酸廠、油油漆廠、采礦和和化學工工業(yè)產(chǎn)生生大量廢廢物,由由于風的的輸送，這這些細微微顆粒的的鉛,從從工業(yè)廢廢物堆擴擴散至周周圍地區(qū)區(qū)。南京京某

16、生產(chǎn)產(chǎn)鉻的重重工業(yè)廠廠4鉻污染染疊加已已超過當當?shù)乇尘熬爸?.4倍，污污染以車車間煙囪囪為中心心，范圍圍達1.5 kkm2，污污染范圍圍最大延延伸下限限1.338 kkm。它它們成條條帶狀分分布，以以公路、鐵路為為軸向兩兩側(cè)重金金屬污染染強度逐逐漸減弱弱；隨著著時間的的推移，公公路、鐵鐵路土壤壤重金屬屬污染具具有很強強的疊加加性。經(jīng)經(jīng)過自然然沉降和和雨淋沉沉降進入入土壤的的重金屬屬污染，主主要以工工礦煙囪囪、廢物物堆和公公路為中中心，向向四周及及兩側(cè)擴擴散；由由城市郊區(qū)農(nóng)區(qū)，隨隨距城市市的距離離加大而而降低，特特別是城城市的郊郊區(qū)污染染較為嚴嚴重。此此外，還還與城市市的人口口密度、城市土土地利

17、用用率、機機動車密密度成正正相關；重工業(yè)業(yè)越發(fā)達達，污染染相對就就越嚴重重。 11.2 農(nóng)藥、化肥和和塑料薄薄膜使用用 施用用含有鉛鉛、汞、鎘、砷砷等的農(nóng)農(nóng)藥和不不合理地地施用化化肥，都都可以導導致土壤壤中重金金屬的污污染。一一般過磷磷酸鹽中中含有較較多的重重金屬HHg、CCd、AAs、ZZn、PPb，磷磷肥次之之,，氮氮肥和鉀鉀肥含量量較低，但但氮肥中中鉛含量量較高，其其中Ass和Cdd污染嚴嚴重。經(jīng)經(jīng)過對上上海地區(qū)區(qū)菜園土土地、糧糧棉地的的研究，施施肥后，CCd的含含量從00.1334 mmg/kkg升到到0.3316 mg/kg，HHg的含含量從00.222 mgg/kgg升到00.39

18、9 mgg/kgg，Cuu、Znn 增長長2/33。通過過新西蘭蘭50 a前和和現(xiàn)今同同一地點點58個個土樣分分析，自自施用磷磷肥后，鎘鎘從0.39 mg/kg升升至0.85 mmg/kkg。在在阿根廷廷由于傳傳統(tǒng)無機機磷肥的的施入,進而導導致土壤壤重金屬屬Cd、Cr、Cu、Zn、Ni、Pb的的污染。 農(nóng)用用塑料薄薄膜生產(chǎn)產(chǎn)應用的的熱穩(wěn)定定劑中含含有Cdd、Pbb，在大大量使用用塑料大大棚和地地膜過程程中都可可以造成成土壤重重金屬的的污染。 1.3 污污水灌溉溉 污水水灌溉一一般指使使用經(jīng)過過一定處處理的城城市污水水灌溉農(nóng)農(nóng)田、森森林和草草地。城城市污水水包括生生活污水水、商業(yè)業(yè)污水和和工業(yè)廢

19、廢水。由由于城市市工業(yè)化化的迅速速發(fā)展，大大量的工工業(yè)廢水水涌入河河道，使使城市污污水中含含有的許許多重金金屬離子子，隨著著污水灌灌溉而進進入土壤壤。在分分布上，往往往是靠靠近污染染源頭和和城市工工業(yè)區(qū)土土壤污染染嚴重，遠遠離污染染源頭和和城市工工業(yè)區(qū)，土土壤幾乎乎不污染染177。近近年來污污水灌溉溉已成為為農(nóng)業(yè)灌灌溉用水水的重要要組成部部分， 1.4 污污泥施肥肥 污泥泥中含有有大量的的有機質(zhì)質(zhì)和氮、磷、鉀鉀等營養(yǎng)養(yǎng)元素，但但同時污污泥中也也含有大大量的重重金屬,隨著大大量的市市政污泥泥進入農(nóng)農(nóng)田，使使農(nóng)田中中的重金金屬的含含量在不不斷增高高。污泥泥施肥可可導致土土壤中CCd、HHg、CCr

20、、CCu、ZZn、NNi、PPb含量量的增加加，且污污泥施用用越多,污染就就越嚴重重，Cdd、CCu、ZZn引起起水稻、蔬菜的的污染；Cd、Hg可可引起小小麥、玉玉米的污污染；污污泥增加加，青菜菜中的CCd、CCu、ZZn、NNi、PPb也增增加。Antthonny研究究表明，用用城市污污水、污污泥改良良土壤，重重金屬HHg、CCd、PPb等的的含量也也明顯增增加。 1.5 含含重金屬屬廢棄物物堆積 含重重金屬廢廢棄物種種類繁多多，不同同種類其其危害方方式和污污染程度度都不一一樣。污污染的范范圍一般般以廢棄棄堆為中中心向四四周擴散散。通過過對武漢漢市垃圾圾堆放場場233、杭杭州某鉻鉻渣堆存存區(qū)

21、、城城市生活活垃圾場場255及車車輛廢棄棄場226附附近土壤壤中的重重金屬污污染的研研究，這這些區(qū)域域的重金金屬Cdd、Hgg、Crr、Cuu、Znn、Nii、Pbb、Ass、Sbb、V、Co、Mn的的含量高高于當?shù)氐赝寥辣潮尘爸?，重重金屬在在土壤中中的含量量和形態(tài)態(tài)分布特特征受其其垃圾中中釋放率率的影響響，且隨隨距離的的加大重重金屬的的含量而而降低。由于廢廢棄物種種類不同同，各重重金屬污污染程度度也不盡盡相同，如如鉻渣堆堆存區(qū)的的Cd、Hg、Pb為為重度污污染，ZZn為中中度污染染，Crr、Cuu為輕度度污染。 1.6 金金屬礦山山酸性廢廢水污染染 金屬屬礦山的的開采、冶煉、重金屬屬尾礦、冶

22、煉廢廢渣和礦礦渣堆放放等，可可以被酸酸溶出含含重金屬屬離子的的礦山酸酸性廢水水，隨著著礦山排排水和降降雨使之之帶入水水環(huán)境(如河流流等)或或直接進進入土壤壤，都可可以間接接或直接接地造成成土壤重重金屬污污染。 同一一區(qū)域土土壤中重重金屬污污染物的的來源途途徑可以以是單一一的，也也可以是是多途徑徑的。胡胡永定通通過研究究徐州荊荊馬河區(qū)區(qū)域土壤壤重金屬屬污染的的成因中中指出：Cr、Cu、Zn、Pb是是由垃圾圾施用引引起的，AAs是由由農(nóng)灌引引起的，CCd是由由農(nóng)灌和和垃圾施施用引起起的，HHg是各各種途徑徑都具備備。王文文祥通過過對山東東省耕地地重金屬屬元素污污染狀況況的研究究說明，工工業(yè)快速速發(fā)

23、展地地區(qū)鉛高高于農(nóng)業(yè)業(yè)環(huán)境，鉛鉛與距公公路遠近近有關。鄉(xiāng)鎮(zhèn)企企業(yè)技術(shù)術(shù)、設備備落后，原原材料利利用率低低，造成成其周邊邊土壤重重金屬污污染相當當嚴重。據(jù)貴州州19886年的的統(tǒng)計，全全省鄉(xiāng)鎮(zhèn)鎮(zhèn)排放汞汞14.7萬kkg，土土壤中有有的地方方達566.644 mgg/kgg，超過過未污染染土壤的的84.5倍。要引起起高度重重視。 總的的來說：工業(yè)化化程度越越高的地地區(qū)污染染越嚴重重，市區(qū)區(qū)高于遠遠郊和農(nóng)農(nóng)村，地地表高于于地下，污污染區(qū)污污染時間間越長重重金屬積積累就越越多，以以大氣傳傳播媒介介土壤重重金屬污污染土壤壤的具有有很強的的疊加性性,熟化化程度越越高重金金屬含量量越高。重金屬污污染來源源、

24、分布布、治理理方法 摘摘要：文文章闡明明了重金金屬污染染物來源源與分布布，同時時對國內(nèi)內(nèi)外土壤壤重金屬屬污染治治理的研研究工作作做了系系統(tǒng)的綜綜述，提提出了土土壤中重重金屬污污染物防防治的環(huán)環(huán)境礦物物學新方方法，利利用環(huán)境境礦物材材料治理理土壤重重金屬污污染物的的方法，具具有成本本低、效效果好、無二次次污染及及有用金金屬可回回收利用用等優(yōu)點點，展現(xiàn)現(xiàn)出廣闊闊的環(huán)境境礦物學學研究與與應用前前景。并并提醒人人們要提提高土壤壤質(zhì)量意意識，保保護生態(tài)態(tài)環(huán)境。重金屬系系指密度度4.00以上約約60種種元素或或密度在在5.00以上的的45種種元素。砷、硒硒是非金金屬，但但是它的的毒性及及某些性性質(zhì)與重重金

25、屬相相似，所所以將砷砷、硒列列入重金金屬污染染物范圍圍內(nèi)。環(huán)環(huán)境污染染方面所所指的重重金屬主主要是指指生物毒毒性顯著著的汞、鎘、鉛鉛、鉻以以及類金金屬砷，還還包括具具有毒性性的重金金屬鋅、銅、鈷鈷、鎳、錫、釩釩等污染染物。 隨隨著全球球經(jīng)濟化化的迅速速發(fā)展，含含重金屬屬的污染染物通過過各種途途徑進入入土壤，造造成土壤壤嚴重污污染。土土壤重金金屬污染染可影響響農(nóng)作物物產(chǎn)量和和質(zhì)量的的下降，并并可通過過食物鏈鏈危害人人類的健健康，也也可以導導致大氣氣和水環(huán)環(huán)境質(zhì)量量的進一一步惡化化。因此此引起世世界各國國的廣泛泛重視。目前，世世界各國國土壤存存在不同同程度的的重金屬屬污染，全全世界平平均每年年排放

26、HHg約11.5萬萬 t、Cu為為3400萬 tt、Pbb為5000萬 t、MMn為115000萬 tt、Nii為1000萬 t。中中國北方方大城市市的蔬菜菜基地和和部分商商品糧基基地也存存在著不不同程度度的重金金屬污染染，如北北京、天天津、西西安、沈沈陽、濟濟南、長長春、鄭鄭州等地地；。 南南方相對對較輕，如如福州、寧波、上海、武漢、成都等等地。土土壤重金金屬污染染將會造造成生態(tài)態(tài)系統(tǒng)的的嚴重破破壞。從從中國土土壤資源源狀況看看，到220000年底中中國人均均耕地僅僅為0.1 hhm2，而而且隨著著今后中中國經(jīng)濟濟社會的的發(fā)展如如生態(tài)退退耕、農(nóng)農(nóng)業(yè)結(jié)構(gòu)構(gòu)調(diào)整及及自然災災害損毀毀等，土土壤資源

27、源將進一一步減少少。因而而如何有有效地控控制及治治理土壤壤重金屬屬的污染染，改良良土壤質(zhì)質(zhì)量,將將成為生生態(tài)環(huán)境境保護工工作中十十分重要要的一項項內(nèi)容。 重金屬屬污染原原理重金屬，特特別是汞汞、鎘、鉛、鉻鉻等具有有顯著和和生物毒毒性。它它們在水水體中不不能被微微生物降降解，而而只能發(fā)發(fā)生各種種形態(tài)相相互轉(zhuǎn)化化和分散散、富集集過程(即遷移移)。重金金屬污染染的特點點是：(1)除除被懸浮浮物帶走走的外，會會因吸附附沉淀作作用而富富集于排排污口附附近的底底泥中，成成為長期期的次生生污染源源；(22)水中中各種無無機配位位體(氯離子子、硫酸酸離子、氫氧離離子等)和有機機配位體體(腐蝕質(zhì)質(zhì)等)會與其其生

28、成絡絡合物或或螯合物物，導致致重金屬屬有更大大的水溶溶解度而而使已進進入底泥泥的重金金屬又可可能重新新釋放出出來；(3)重重金屬的的價態(tài)不不同，其其活性與與毒性不不同。其其形態(tài)又又隨pHH和氧化化還原條條件而轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)化。(4)在在其危害害環(huán)境方方面的特特點是：微量濃濃度即可可產(chǎn)生毒毒性(一般為為110毫克克/升，汞汞、鎘為為0.0010.0001毫毫克/升)；在微微生物作作用會轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)化為毒毒性更強強的有機機金屬化化合物(如洋甲基汞汞)；可被被生物富富集，通通過食物物鏈進入入人體，造造成慢性性路線。親硫重重金屬元元素(汞、鎘鎘、鉛、鋅、硒硒、銅、砷等)與人體體組織某某些酶的的巰基(-SHH)有特特別大

29、的的親合力力，能抑抑制酶的的活性，親親鐵元素素(鐵、鎳鎳)可在人人體的腎腎、脾、肝內(nèi)累累積，抑抑制精氨氨酶的活活性。六六價鉻可可能是蛋蛋白質(zhì)和和核酸的的沉淀劑劑，可抑抑制細胞胞內(nèi)谷胱胱甘肽還還原酶，導導致高鐵鐵血紅蛋蛋白，可可能致癌癌，過量量的釩和和錳(親巖元元素)則能損損害神經(jīng)經(jīng)系統(tǒng)的的機能。 本本文主要要從土壤壤中重金金屬污染染物來源源與分布布、土壤壤中重金金屬污染染物的現(xiàn)現(xiàn)行治理理方法入入手，提提出土壤壤中重金金屬污染染物防治治的環(huán)境境礦物學學新方法法。旨在在保護環(huán)環(huán)境，提提高土壤壤的環(huán)境境質(zhì)量。 11 土土壤中重重金屬污污染物來來源與分分布 土土壤中重重金屬的的來源是是多途徑徑的，首首

30、先是成成土母質(zhì)質(zhì)本身含含有重金金屬，不不同的母母質(zhì)、成成土過程程所形成成的土壤壤含有重重金屬量量差異很很大。此此外，人人類工農(nóng)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)產(chǎn)活動，也也造成重重金屬對對大氣、水體和和土壤的的污染。 11.1 大氣氣中重金金屬沉降降 大大氣中的的重金屬屬主要來來源于工工業(yè)生產(chǎn)產(chǎn)、汽車車尾氣排排放及汽汽車輪胎胎磨損產(chǎn)產(chǎn)生的大大量含重重金屬的的有害氣氣體和粉粉塵等。它們主主要分布布在工礦礦的周圍圍和公路路、鐵路路的兩側(cè)側(cè)。大氣氣中的大大多數(shù)重重金屬是是經(jīng)自然然沉降2和和雨淋沉沉降進入入土壤的的。如瑞瑞典中部部Fallun市市區(qū)的鉛鉛污染3，它它主要來來自于市市區(qū)銅礦礦工業(yè)廠廠、硫酸酸廠、油油漆廠、采礦和和

31、化學工工業(yè)產(chǎn)生生大量廢廢物,由由于風的的輸送，這這些細微微顆粒的的鉛,從從工業(yè)廢廢物堆擴擴散至周周圍地區(qū)區(qū)。南京京某生產(chǎn)產(chǎn)鉻的重重工業(yè)廠廠4鉻污染染疊加已已超過當當?shù)乇尘熬爸?.4倍，污污染以車車間煙囪囪為中心心，范圍圍達1.5 kkm2，污污染范圍圍最大延延伸下限限1.338 kkm。俄俄羅斯的的一個硫硫酸生產(chǎn)產(chǎn)廠也是是由工廠廠煙囪排排放造成成S、VV、Ass的污染染。公路路、鐵路路兩側(cè)土土壤中的的重金屬屬污染，主主要是PPb、ZZn、CCd、CCr、CCo、CCu的污污染為主主。它們們來自于于含鉛汽汽油的燃燃燒，汽汽車輪胎胎磨損產(chǎn)產(chǎn)生的含含鋅粉塵塵等。它它們成條條帶狀分分布，以以公路、鐵路

32、為為軸向兩兩側(cè)重金金屬污染染強度逐逐漸減弱弱；隨著著時間的的推移，公公路、鐵鐵路土壤壤重金屬屬污染具具有很強強的疊加加性。在在寧杭公路路南京段段兩側(cè)的的土壤形形成Pbb、Crr、Coo污染暈暈帶，且且沿公路路延長方方向分布布，自公公路向兩兩側(cè)污染染強度減減弱。在在寧連一級級公路淮淮陰段兩兩側(cè)的土土壤鉛含含量增高高，向兩兩側(cè)含量量逐漸降降低，且且在地表表0330 ccm鉛的的含量較較高。在在法國索索洛涅地地區(qū)A771號高高速公路路8沿途嚴嚴重污染染重金屬屬Pb、Zn、Cd，其其沉降粒粒子濃度度超過當當?shù)赝寥廊辣尘爸抵?88倍，而而公路旁旁重金屬屬濃度比比沉降粒粒子中高高7226倍。在斯洛洛文尼亞

33、亞9從居波波加到扎扎各瑞波波公路兩兩側(cè)，鉛鉛除了分分布在公公路兩側(cè)側(cè)以外，還還受階地地地貌和和盛行風風的影響響，高鉛鉛出現(xiàn)在在低地，公公路順風風一側(cè)鉛鉛含量較較高。 經(jīng)過自自然沉降降和雨淋淋沉降進進入土壤壤的重金金屬污染染，主要要以工礦礦煙囪、廢物堆堆和公路路為中心心，向四四周及兩兩側(cè)擴散散；由城城市郊區(qū)農(nóng)區(qū)，隨隨距城市市的距離離加大而而降低，特特別是城城市的郊郊區(qū)污染染較為嚴嚴重。此此外，還還與城市市的人口口密度、城市土土地利用用率、機機動車密密度成正正相關；重工業(yè)業(yè)越發(fā)達達，污染染相對就就越嚴重重。 此此外，大大氣汞的的干濕沉沉降也可可以引起起土壤中中汞的含含量增高高。大氣氣汞通過過干濕沉

34、沉降進入入土壤后后，被土土壤中的的粘土礦礦物和有有機物的的吸附或或固定，富富集于土土壤表層層，或為為植物吸吸收而轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)入土壤壤，造成成土壤汞汞的濃度度的升高高。 11.2 農(nóng)藥藥、化肥肥和塑料料薄膜使使用 施施用含有有鉛、汞汞、鎘、砷等的的農(nóng)藥和和不合理理地施用用化肥，都都可以導導致土壤壤中重金金屬的污污染。一一般過磷磷酸鹽中中含有較較多的重重金屬HHg、CCd、AAs、ZZn、PPb，磷磷肥次之之,，氮氮肥和鉀鉀肥含量量較低，但但氮肥中中鉛含量量較高，其其中Ass和Cdd污染嚴嚴重。經(jīng)經(jīng)過對上上海地區(qū)區(qū)菜園土土地、糧糧棉地的的研究，施施肥后，CCd的含含量從00.1334 mmg/kkg升到到

35、0.3316 mg/kg，HHg的含含量從00.222 mgg/kgg升到00.399 mgg/kgg，Cuu、Znn 增長長2/33。通過過新西蘭蘭50 a前和和現(xiàn)今同同一地點點58個個土樣分分析，自自施用磷磷肥后，鎘鎘從0.39 mg/kg升升至0.85 mmg/kkg。在在阿根廷廷由于傳傳統(tǒng)無機機磷肥的的施入,進而導導致土壤壤重金屬屬Cd、Cr、Cu、Zn、Ni、Pb的的污染。 農(nóng)農(nóng)用塑料料薄膜生生產(chǎn)應用用的熱穩(wěn)穩(wěn)定劑中中含有CCd、PPb，在在大量使使用塑料料大棚和和地膜過過程中都都可以造造成土壤壤重金屬屬的污染染。 11.3 污水水灌溉 污污水灌溉溉一般指指使用經(jīng)經(jīng)過一定定處理的的城

36、市污污水灌溉溉農(nóng)田、森林和和草地。城市污污水包括括生活污污水、商商業(yè)污水水和工業(yè)業(yè)廢水。由于城城市工業(yè)業(yè)化的迅迅速發(fā)展展，大量量的工業(yè)業(yè)廢水涌涌入河道道，使城城市污水水中含有有的許多多重金屬屬離子，隨隨著污水水灌溉而而進入土土壤。在在分布上上，往往往是靠近近污染源源頭和城城市工業(yè)業(yè)區(qū)土壤壤污染嚴嚴重，遠遠離污染染源頭和和城市工工業(yè)區(qū)，土土壤幾乎乎不污染染177。近近年來污污水灌溉溉已成為為農(nóng)業(yè)灌灌溉用水水的重要要組成部部分，中中國自660年代代至今，污污灌面積積迅速擴擴大，以以北方旱旱作地區(qū)區(qū)污灌最最為普遍遍，約占占全國污污灌面積積的900%以上上。南方方地區(qū)的的污灌面面積僅占占6%，其其余在

37、西西北和青青藏118。污灌導導致土壤壤重金屬屬Hg、Cd、Cr、As、Cu、Zn、Pb等等含量的的增加?；搓栁畚酃鄥^(qū)自自污灌以以來，金金屬Hgg、Cdd、Crr、Pbb、Ass等就逐逐漸增高高，1999519997年已已超過警警戒級。太原污污灌區(qū)的的重金屬屬Pb、Cd、Cr含含量遠遠遠超過其其當?shù)乇潮尘爸?，且且積累量量逐年增增高。 11.4 污泥泥施肥 污污泥中含含有大量量的有機機質(zhì)和氮氮、磷、鉀等營營養(yǎng)元素素，但同同時污泥泥中也含含有大量量的重金金屬,隨隨著大量量的市政政污泥進進入農(nóng)田田，使農(nóng)農(nóng)田中的的重金屬屬的含量量在不斷斷增高。污泥施施肥可導導致土壤壤中Cdd、Hgg、Crr、Cuu、Z

38、nn、Nii、Pbb含量的的增加，且且污泥施施用越多多,污染染就越嚴嚴重，CCd、Cu、Zn引引起水稻稻、蔬菜菜的污染染；Cdd、Hgg可引起起小麥、玉米的的污染；污泥增增加，青青菜中的的Cd、Cu、Zn、Ni、Pb也也增加。Annthoony研研究表明明，用城城市污水水、污泥泥改良土土壤，重重金屬HHg、CCd、PPb等的的含量也也明顯增增加。 11.5 含重重金屬廢廢棄物堆堆積 含含重金屬屬廢棄物物種類繁繁多，不不同種類類其危害害方式和和污染程程度都不不一樣。污染的的范圍一一般以廢廢棄堆為為中心向向四周擴擴散。通通過對武武漢市垃垃圾堆放放場223、杭州某某鉻渣堆堆存區(qū)、城市生生活垃圾圾場2

39、25及及車輛廢廢棄場26附近土土壤中的的重金屬屬污染的的研究，這這些區(qū)域域的重金金屬Cdd、Hgg、Crr、Cuu、Znn、Nii、Pbb、Ass、Sbb、V、Co、Mn的的含量高高于當?shù)氐赝寥辣潮尘爸?，重重金屬在在土壤中中的含量量和形態(tài)態(tài)分布特特征受其其垃圾中中釋放率率的影響響，且隨隨距離的的加大重重金屬的的含量而而降低。由于廢廢棄物種種類不同同，各重重金屬污污染程度度也不盡盡相同，如如鉻渣堆堆存區(qū)的的Cd、Hg、Pb為為重度污污染，ZZn為中中度污染染，Crr、Cuu為輕度度污染。 11.6 金屬屬礦山酸酸性廢水水污染 金金屬礦山山的開采采、冶煉煉、重金金屬尾礦礦、冶煉煉廢渣和和礦渣堆堆放

40、等，可可以被酸酸溶出含含重金屬屬離子的的礦山酸酸性廢水水，隨著著礦山排排水和降降雨使之之帶入水水環(huán)境（如如河流等等）或直直接進入入土壤，都都可以間間接或直直接地造造成土壤壤重金屬屬污染。19889年我我國有色色冶金工工業(yè)向環(huán)環(huán)境中排排放重金金屬Hgg為566 t，CCd為888 tt，Ass為1773 tt，Pbb為2226 tt。礦山山酸性廢廢水重金金屬污染染的范圍圍一般在在礦山的的周圍或或河流的的下游，在在河流中中不同河河段的重重金屬污污染往往往受污染染源（礦礦山）控控制，河河流同一一污染源源的下段段自上游游到下游游,由于于金屬元元素遷移移能力減減弱和水水體自凈凈化能力力的適度度恢復，金金

41、屬化學學污染強強度逐漸漸降低。江西樂樂安江沽沽口中洲由由于遭受受德興銅銅礦的污污染，水水體及土土壤中的的重金屬屬Cu、Pb、Zn、Cr含含量增高高，至鄱鄱陽湖段段重金屬屬含量逐逐漸降低低。美國國科羅拉拉多州羅羅拉多流流域受采采礦的影影響，重重金屬元元素Cdd、Znn、Pbb、Ass的濃度度，以污污染源為為最高，之之后隨著著與污染染源距離離延長而而逐漸降降低。萊萊安河30重金屬屬污染，來來自一個個大型銅銅礦，導導致重金金屬濃度度遠遠超超過當?shù)氐乇尘爸抵?。流域域重金屬屬污染隨隨季節(jié)變變化而異異，枯水水期重金金屬的含含量明顯顯高于豐豐水期。河流流流速減緩緩可以導導致該流流段重金金屬含量量增加。 同同

42、一區(qū)域域土壤中中重金屬屬污染物物的來源源途徑可可以是單單一的，也也可以是是多途徑徑的。胡胡永定通通過研究究徐州荊荊馬河區(qū)區(qū)域土壤壤重金屬屬污染的的成因中中指出：Cr、Cu、Zn、Pb是是由垃圾圾施用引引起的，AAs是由由農(nóng)灌引引起的，CCd是由由農(nóng)灌和和垃圾施施用引起起的，HHg是各各種途徑徑都具備備。王文文祥通過過對山東東省耕地地重金屬屬元素污污染狀況況的研究究說明，工工業(yè)快速速發(fā)展地地區(qū)鉛高高于農(nóng)業(yè)業(yè)環(huán)境，鉛鉛與距公公路遠近近有關。鄉(xiāng)鎮(zhèn)企企業(yè)技術(shù)術(shù)、設備備落后，原原材料利利用率低低，造成成其周邊邊土壤重重金屬污污染相當當嚴重。據(jù)貴州州19886年的的統(tǒng)計，全全省鄉(xiāng)鎮(zhèn)鎮(zhèn)排放汞汞14.7萬kk

43、g，土土壤中有有的地方方達566.644 mgg/kgg，超過過未污染染土壤的的84.5倍。要引起起高度重重視。 總總的來說說：工業(yè)業(yè)化程度度越高的的地區(qū)污污染越嚴嚴重，市市區(qū)高于于遠郊和和農(nóng)村，地地表高于于地下，污污染區(qū)污污染時間間越長重重金屬積積累就越越多，以以大氣傳傳播媒介介土壤重重金屬污污染土壤壤的具有有很強的的疊加性性,熟化化程度越越高重金金屬含量量越高。 22 土土壤中重重金屬污污染物現(xiàn)現(xiàn)行治理理方法 關關于土壤壤重金屬屬污染物物的研究究，國外外始于220世紀紀6070年年代，如如澳大利利亞、美美國、德德國等國國家對土土壤重金金屬較深深入，尤尤其澳大大利亞。我國在在19883年對對

44、主要類類型的土土壤環(huán)境境容量作作過初步步研究，如如提出研研究土壤壤重金屬屬的生態(tài)態(tài)效應、臨界含含量地帶帶性分異異規(guī)律和和分區(qū)等等。 當當前，世世界各國國很重視視對重金金屬污染染治理方方法研究究，并開開展廣泛泛的研究究工作?？偟膩韥碚f，目目前大致致有以下下四種治治理措施施： 22.1 工程程治理方方法 工工程治理理是指用用物理或或物理化化學的原原理來治治理土壤壤重金屬屬污染。主要有有：客土土是在污污染的土土壤上加加入未污污染的新新土；換換土是將將以污染染的土壤壤移去，換換上未污污染的新新土；翻翻土是將將污染的的表土翻翻至下層層；去表表土是將將污染的的表土移移去等。如日本本富士縣縣神通川川流域的的

45、痛痛病病發(fā)源地地，就是是由于長長期食用用含鎘的的稻米而而引發(fā)的的，他們們通過研研究，去去表土115 ccm，并并壓實心心土，在在連續(xù)淹淹水的條條件下，稻稻米中鎘鎘的含量量小于00.4 mg/kg；去表土土后再客客土200 cmm，間歇歇灌溉稻稻米中鎘鎘的含量量也不超超標，客客土超過過30 cm，其其效果更更佳。此此外淋洗洗法是用用淋洗液液來淋洗洗污染的的土壤；熱處理理法是將將污染土土壤加熱熱，使土土壤中的的揮發(fā)性性污染物物（Hgg）揮發(fā)發(fā)并收集集起來進進行回收收或處理理；電解解法是使使土壤中中重金屬屬在電解解、電遷遷移、電電滲和電電泳等的的作用下下在陽極極或陰極極被移走走。 以以上措施施具有效

46、效果徹底底、穩(wěn)定定等優(yōu)點點，但實實施復雜雜、治理理費用高高和易引引起土壤壤肥力降降低等缺缺點。 22.2 生物物治理方方法 生生物治理理是指利利用生物物的某些些習性來來適應、抑制和和改良重重金屬污污染。主主要有：動物治治理是利利用土壤壤中的某某些低等等動物蚯蚯蚓、鼠鼠類等吸吸收土壤壤中的重重金屬；微生物物治理是是利用土土壤中的的某些微微生物等等對重金金屬具有有吸收、沉淀、氧化和和還原等等作用，降降低土壤壤中重金金屬的毒毒性如CCitrrobaacteer ssp產(chǎn)生生的酶能能使U、Pb、Cd形形成難溶溶磷酸鹽鹽；原核核生物（細細菌、放放線菌）比比真核生生物（真真菌）對對重金屬屬更敏感感，格蘭蘭

47、氏陽性性菌可吸吸收Cdd、Cuu、Nii、Pbb等。植植物治理理是利用用某些植植物能忍忍耐和超超量積累累某種重重金屬的的特性來來清除土土壤中的的重金屬屬；重金金屬的植植物吸收收、淋溶溶和無效效態(tài)數(shù)量量將只依依賴于它它們的有有效態(tài)的的多少，重重金屬溶溶液濃度度和它們們的土壤壤的有效效態(tài)之間間關系遵遵循Frreunndliich吸吸附方程程411；超超積累植植物可吸吸收積累累大量的的重金屬屬，目前前已發(fā)現(xiàn)現(xiàn)4000多種，超超積累植植物積累累Cr、Co、Ni、Cu、Pb的的含量一一般在00.1%以上，積積累Mnn、Znn含量一一般在11%以上上；印度度芥菜（BBrasssicca jjunccea）

48、可可吸收ZZn、CCd、CCu、PPb等，在在Cu為為2500 mgg/kgg，Pbb為5000 mmg/kkg、ZZn為5500 mg/kg條條件下能能生長，在在Cd為為2000 mgg/kgg出現(xiàn)黃黃化現(xiàn)象象422；印印度芥菜菜（Brrasssicaa juunceea）可可對Crr6+、Cd、Ni、Zn、Cu富富集分別別為588，522，311，177和7倍倍；高桿桿牧草（AAgroopyrron eloongaatumm）能吸吸收Cuu等；英英國的高高山瑩屬屬類等，可可吸收高高濃度的的Cu、Co、Mn、Pb、Se、Cd、Zn等等。 生生物治理理措施的的優(yōu)點是是實施較較簡便、投資較較少和

49、對對環(huán)境破破壞小，缺缺點是治治理效果果不顯著著。 22.3 化學學治理方方法 化化學治理理就是向向污染土土壤投入入改良劑劑、抑制制劑，增增加土壤壤有機質(zhì)質(zhì)、陽離離子代換換量和粘粘粒的含含量，改改變pHH、Ehh和電導導等理化化性質(zhì)，使使土壤重重金屬發(fā)發(fā)生氧化化、還原原、沉淀淀、吸附附、抑制制和拮抗抗等作用用，以降降低重金金屬的生生物有效效性。其其中沉淀淀法是指指土壤溶溶液中金金屬陽離離子在介介質(zhì)發(fā)生生改變（ppH值、OH-、SOO42-等）時時，形成成金屬沉沉淀物而而降低土土壤重金金屬的污污染；如如向土壤壤中投放放鋼渣，它它在土壤壤中易被被氧化成成鐵的氧氧化物，對對Cd、Ni、Zn的的離子有有

50、吸附和和共沉淀淀作用，從從而使金金屬固定定。在沈沈陽張士士污灌區(qū)區(qū)進行的的大面積積石灰改改良實驗驗表明，每每公頃施施石灰11500018875 kgg籽實含含鎘量下下降500%118。有機質(zhì)質(zhì)法是指指有機質(zhì)質(zhì)中的腐腐殖酸能能絡合重重金屬離離子生成成難溶的的絡合物物，而減減輕土壤壤重金屬屬的污染染；吸附附法是指指重金屬屬離子能能被膨潤潤土、沸沸石、粘粘土礦物物等吸附附固定，從從而降低低土壤重重金屬的的污染。 化化學治理理措施優(yōu)優(yōu)點是治治理效果果和費用用都適中中，缺點點是容易易再度活活化。 22.4 農(nóng)業(yè)業(yè)治理方方法 農(nóng)農(nóng)業(yè)治理理是因地地制宜的的改變一一些耕作作管理制制度來減減輕重金金屬的危危害，

51、在在污染土土壤上種種植不進進入食物物鏈的植植物。主主要有：控制土土壤水分分是指通通過控制制土壤水水分來調(diào)調(diào)節(jié)其氧氧化還原原電位（EEh），達達到降低低重金屬屬污染的的目的；選擇化化肥是指指在不影影響土壤壤供肥的的情況下下，選擇擇最能降降低土壤壤重金屬屬污染的的化肥；增施有有機肥是是指有機機肥能夠夠固定土土壤中多多種重金金屬以降降低土壤壤重金屬屬污染的的措施；選擇農(nóng)農(nóng)作物品品種是指指選擇抗抗污染的的植物和和不要在在重金屬屬污染的的土壤上上種植進進入食物物鏈的植植物；如如在含鎘鎘1000 mgg/kgg的土壤壤上改種種苧麻，五五年后，土土壤鎘含含鎘平均均降低227.66%；因因地制宜宜地種植植玉米

52、、水稻、大豆、小麥等等，水稻稻根系吸吸收重金金屬的含含量占整整個作物物吸收量量的588%999%，玉玉米莖葉葉吸收重重金屬的的含量占占整個作作物吸收收量的220%40%，玉米米籽實吸吸收量最最少，重重金屬在在作物體體內(nèi)分配配規(guī)律是是根莖莖葉籽籽實。土土壤重金金屬污染染也是導導致生態(tài)態(tài)系統(tǒng)破破壞的重重要因素素。合理理的利用用農(nóng)業(yè)生生態(tài)系統(tǒng)統(tǒng)工程措措施，也也可以保保持土壤壤的肥力力，改良良和防治治土壤重重金屬污污染，提提高土壤壤質(zhì)量，并并能與自自然生態(tài)態(tài)循環(huán)和和系統(tǒng)協(xié)協(xié)調(diào)運作作。如可可以在污污染區(qū)公公路兩側(cè)側(cè)盡可能能種樹、種花、種草或或經(jīng)濟作作物（如如蓖麻），種種植草皮皮或觀賞賞樹木，移移栽繁殖殖

53、，不但但可以美美化環(huán)境境，還可可以凈化化土壤；蓖麻可可用作肥肥皂的原原料。也也可以進進行農(nóng)業(yè)業(yè)改良，即即在污染染區(qū)繁育育種子（水水稻、玉玉米），之之后在非非污染區(qū)區(qū)種植；或種植植非食用用作物（高高梁、玉玉米），收收獲后從從秸稈提提取酒精精，殘渣渣壓制纖纖維板，并并提取糠糠醛，或或?qū)堅谱髡诱託庾髂苣茉础?農(nóng)農(nóng)業(yè)治理理措施的的優(yōu)點是是易操作作、費用用較低，缺缺點是周周期長、效果不不顯著。 33 土土壤中天天然礦物物治理重重金屬污污染物新新方法 土土壤的主主要礦物物組成除除粘土礦礦物外，還還存在大大量的天天然鐵錳錳鋁氧化化物及氫氫氧化物物、硅氧氧化物、碳酸鹽鹽、有機機質(zhì)硫化化物等天天然礦物物。

54、在國國內(nèi)外關關于土壤壤重金屬屬污染物物防治途途徑研究究中，人人們一直直強調(diào)土土壤自身身的凈化化能力，但但土壤自自凈化能能力離不不開土壤壤中礦物物種對重重金屬的的吸附與與解吸作作用、固固定與釋釋放作用用，土壤壤中具體體礦物的的凈化能能力才真真正體現(xiàn)現(xiàn)土壤自自身的凈凈化能力力和容納納能力。土壤中中有毒有有害元素素含量的的高低，并并不是直直接判定定土壤環(huán)環(huán)境質(zhì)量量優(yōu)劣乃乃至土壤壤生態(tài)效效應的唯唯一標志志，關鍵鍵問題是是要揭示示這些重重金屬在在土壤中中與各種種無機物物之間具具有怎樣樣的環(huán)境境平衡關關系。在在國內(nèi)外外為尋求求地下水水和土壤壤有機污污染的修修復方法法而直接接對土壤壤中多種種粘土礦礦物進行行

55、改性研研究，即即利用有有機表面面活性劑劑去置換換天然粘粘土礦物物中存在在著的大大量可交交換的無無機陽離離子，以以形成有有機粘土土礦物，可可有效截截住或固固定有機機污染物物，阻止止地下水水的進一一步污染染，限制制有機污污染物在在土壤環(huán)環(huán)境中遷遷移擴散散。但特特別需要要指出的的是，在在粘土礦礦物改性性過程中中，其中中的固定定態(tài)重金金屬也一一并被置置換出來來，導致致土壤系系統(tǒng)中業(yè)業(yè)已建立立環(huán)境平平衡被打打破，使使得土壤壤環(huán)境中中解吸釋釋放態(tài)重重金屬污污染物總總量大大大增加。至此，土土壤中重重金屬污污染物既既來源于于土壤中中活動態(tài)態(tài)的重金金屬，又又來源于于改性粘粘土礦物物時被置置換釋放放出來的的重金屬

56、屬。以本本實驗室室正在開開展研究究的環(huán)境境礦物材材料天然鐵鐵錳鋁氧氧化物及及氫氧化化物為例例，其中中磁鐵礦礦、赤鐵鐵礦、針針鐵礦、軟錳礦礦、硬錳錳礦與鋁鋁土礦等等也正在在成為國國際上關關于天然然礦物凈凈化污染染方法研研究方面面的重點點對象之之一。我我們認為為天然鐵鐵錳鋁氧氧化物及及氫氧化化物的表表面具有有明顯的的化學吸吸附性特特征，錳錳氧化物物與氫氧氧化物還還具有較較完善的的孔道特特征，尤尤其是FFe、MMn為自自然界中中少數(shù)的的但屬于于常見的的變價元元素，其其氧化物物和氫氧氧化物化化合物往往往可表表現(xiàn)出一一定的氧氧化還原原作用。所以說說天然鐵鐵錳鋁氧氧化物及及氫氧化化物具有有潛在的的凈化重重

57、金屬污污染物的的功能，能能成為土土壤環(huán)境境中吸附附固定態(tài)態(tài)重金屬屬污染物物的有效效物質(zhì)。 綜綜上所述述，國內(nèi)內(nèi)外對土土壤重金金屬污染染現(xiàn)狀與與治理，取取得了一一定的成成績，也也存在一一些理論論上和技技術(shù)上的的問題，如如土壤中中重金屬屬與土壤壤中礦物物之間的的吸附與與解吸、固定與與釋放的的平衡關關系的研研究，土土壤中重重金屬形形態(tài)特征征、轉(zhuǎn)化化與遷移移規(guī)律的的系統(tǒng)研研究，土土壤中二二次污染染物的及及時處理理等。 土土壤重金金屬污染染首先應應從源頭頭抓起，控控制污染染源，土土壤重金金屬的污污染已經(jīng)經(jīng)達到相相當嚴重重的程度度,要充充分認識識土壤重重金屬污污染的長長期性、隱匿性性、不可可逆性以以及不能

58、能完全被被分解或或消逝的的特點。土壤質(zhì)質(zhì)量問題題是經(jīng)濟濟可持續(xù)續(xù)發(fā)展和和社會全全面進步步的戰(zhàn)略略問題，它它直接影影響土壤壤質(zhì)別、水質(zhì)狀狀況、作作物生長長、農(nóng)業(yè)業(yè)產(chǎn)量、農(nóng)產(chǎn)品品品質(zhì)等等，并通通過食物物鏈對人人體健康康造成危危害。對對工業(yè)生生產(chǎn)中排排放的污污染物尚尚未得到到較徹底底控制，尤尤其在農(nóng)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)產(chǎn)中大量量而盲目目使用化化學肥料料和農(nóng)藥藥的今天天，江河河湖海、地下水水及陸地地中無機機和有機機污染物物積累總總量與日日俱增，使使土地環(huán)環(huán)境質(zhì)量量變得極極其脆弱弱。一旦旦土壤對對這些污污染物尤尤其是重重金屬的的消納容容量達到到飽和，這這些污染染物對耕耕地生產(chǎn)產(chǎn)能力的的潛在毀毀滅性破破壞便有有可能一

59、一觸即發(fā)發(fā)，有人人已形象象地稱之之為農(nóng)業(yè)業(yè)生產(chǎn)中中的“定時炸炸彈”。從這這個意義義上來講講，土地地管理與與保護工工作不僅僅是對耕耕地總量量的監(jiān)管管，還應應該加強強對耕地地質(zhì)量的的保護與與改善。對土壤壤質(zhì)量的的保護便便是對耕耕地生產(chǎn)產(chǎn)能力的的保護，更更是提高高土地利利用效率率的強有有力措施施之一。對于我我國這樣樣一個人人口眾多多的農(nóng)業(yè)業(yè)大國，開開展國土土質(zhì)量調(diào)調(diào)查評價價，對土土壤重金金屬污染染物進行行試驗研研究，開開發(fā)耕地地污染的的治理方方法和技技術(shù)，顯顯得更為為必要和和迫切。問題三：研究氣體體的擴散散,液體體的滲透透,半導導體材料料中的雜雜質(zhì)擴散散等問題題所滿足足的微分分方程.在 考考慮擴散散

60、問題時時,需用用到相應應的擴散散定律和和質(zhì)量守守恒定律律.擴散定律律 擴散物物質(zhì)在單單位時間間內(nèi)沿法法線方向向 n 流過單單位面積積的曲面面的質(zhì)量量與物質(zhì)質(zhì)濃度 C ( x, y, z , tt ) 沿法線線方向 n 的的方向?qū)?shù) CC 成正正比. n 由由擴散定定律,擴擴散物質(zhì)質(zhì)在時段段 dtt 內(nèi)沿沿法線方方向 nn 流過過面積為為 dSS 的曲曲面的質(zhì)質(zhì)量 ddm 為為: dm = D ( xx, yy, zz ) C ddS ddt nn 其中中 D ( xx, yy , z ) 為擴擴散系數(shù)數(shù),出現(xiàn)負負號是由由于物質(zhì)質(zhì)總是由由濃度高高的一側(cè)側(cè)向濃度度低的一一側(cè)滲 透. 任取一一封閉