城市垃圾重金属污染及其治理研究进展
随着城市规模的扩大，城市垃圾产量与日俱增。由于我国多数城市垃圾未经分类收集，大量电子垃圾进入垃圾场,导致垃圾填埋场重金属污染严重。同时这些重金属通过食物链进入人体,对居民的健康构成严重威胁。由于重金属在环境中具有相对稳定性和难降解性，不能被微生物降解，很难从环境中清除出来，使得重金属污染治理十分困难。因此城市垃圾重金属污染治理已成为当前城市发展过程中急需解决的重大课题。
重金属污染治理一直是国内外研究的热点和难点，国内外学者对城市垃圾的重金属污染进行了不少研究[1~5]。本文分别从城市垃圾中重金属来源、污染及其治理状况等方面综述了城市垃圾重金属污染方面的研究进展，指出了当前研究中存在的问题和今后的研究方向。
1城市垃圾重金属污染现状
由于人们生活水平的不断提高，日常生活用品中的重金属有所增加，同时大量电子产品废弃物未经处理与生活垃圾一起堆放，造成垃圾中重金属增多。目前我国很多电子产品都进入更新换代时期，按家电正常使用寿命10~15年计算，我国每年有400万台电冰箱、500万台洗衣机和1000万台以上的电视机进入更新期，约有500万台电脑和上千万部手机进入淘汰期，如此大量的电子产品进入垃圾场，造成垃圾场严重的重金属污染。
垃圾中的重金属一方面对堆放地及周边土壤造成污染，另一方面垃圾渗滤液排入河流或渗入地下水，造成地下水污染。1t垃圾可产生800ｍL碳酸，能使垃圾中的Hg、Cd、Zn等重金属以盐的形式溶入水中，哈尔滨韩家洼子垃圾埋填场附近的锰超标3倍、汞超标29倍[5]。徐州马河区域的研究表明：土壤中的Cr、Cu、Zn、Pb污染主要是由垃圾施用引起的，而Cd污染是由农灌和垃圾施用引起的。武汉市垃圾堆放场Cd、Hg、Cr、Cu、Zn、Pb、As等重金属含量均高于当地土壤背景值。20世纪60年代日本富山县神通川流域由于铅锌冶炼而排放的含镉污水污染水稻，居民长期食用含镉稻米和含镉水引起镉中毒，造成1004人中毒，206人死亡[6]。我国辽宁省西部、浙江省温州、遂昌等地近年出现了镉中毒人群，主要是由垃圾中镉污染引起的。
2城市垃圾中重金属污染治理研究进展
长期以来国内外学者对土壤重金属污染治理进行了大量研究，取得了一定的治理效果[6~8]。目前常用的重金属污染治理方法有物理方法（客土法、淋滤法、吸附固定法）、化学方法（生物还原、络合浸提法）及玻璃化、土壤冲洗及电动修复等，但这些方法工程量大，投资昂贵，修复成本极高，需要打扰土壤结构，只能小面积污染治理，很难大面积推广应用。在这种背景下对环境扰动少、修复成本低且能大面积推广应用的重金属污染植物修复技术应运而生,为重金属污染治理提供了新途径。据美国实践，植物修复法种植和管理费用比物理、化学处理法的费用低几个数量级，即每年1m2土壤的处理费用仅为0.02~1.0美元。
2.1城市垃圾填埋场重金属污染治理研究进展
植物修复是利用植物提取、吸收、分解、转化或固定土壤、沉积物、污泥或地表、地下水中有毒有害的污染物技术的总称。国外很早就发现了重金属超富集体的存在，早期主要是利用超富集指示植物来发现特定的矿床，这种方法在美国和俄罗斯发现铀矿中起到重要作用。Chaney1983年首次提出利用某些能够超富集重金属的植物清除土壤重金属[9]。利用超富集体改良土壤的成功例证是在明尼苏达洲遭受Cd污染的大地上，利用遏蓝菜属、麦瓶草属、长叶莴苣、Cd累积型玉米和Zn、Cd抗性紫洋芋5种植物来消除土壤中Cd的毒性，将一片光秃的死地转变成生机盎然的活土。到目前为止世界上已发现的超积累植物有500多种，主要有遏蓝菜属、九节木属、遏蓝菜属、蓝云英属植物。
近年来我国对重金属污染植物修复技术有不少研究[8，10，11]。魏树和等[10]研究表明：狼把草和龙葵地上部分Cd和Zn的富集系数均大于1，具备了重金属超富集植物特征。黄朝表等[11]对金华地区11种杂草吸收重金属的研究表明：早熟禾、裸柱菊、北美独行菜和北美鬼针草对Cu吸附能力较强；北美车前、早熟禾、裸柱菊和蚊母草对Cd富集能力较强；早熟禾、蚊母草和裸柱菊等对Pb的吸收能力强。但目前尚无超积累植物用于垃圾中重金属污染治理的报导。
转基因技术应用于重金属污染植物修复研究起步比较晚。20世纪80年代只限于利于植物积累重金属或增强其对重金属抗性的基因。随后开始探讨超富集植物积累重金属的机理和分离具有这种功能的基因。近年来通过把超富集植物耐重金属基因导入到生物量大和生长速率快的植物中去,培育出具有实用价值的转基因植物,从而克服天然超富集植物的缺点。国外有人将诱变基因merA引入到Arabidopsisthaliana中，其抗汞能力比对照提高3倍；将金属硫蛋白基因引入番茄，能明显提高对Cd、Cu的耐性。但目前尚无转基因超积累植物用于城市垃圾重金属污染治理的报导。
2.2城市垃圾渗滤液中重金属污染治理研究进展
由于国外垃圾有进行分类收集，城市垃圾渗滤液中重金属污染不严重，因此国外有关垃圾圾渗滤液中重金属污染治理不多。国内这方面的研究也比较少，主要是通过物理和化学方法治理，但渠荣遴等[12]利用水体中的超富集植物修复去除水中的铅、锌、镉，提出了选择具有“重金属超量积累倾向”的传统作物进行环境水体中重金属治理，具有很好的应用前景。范修远等利用水葫芦、水芹菜等来治理重金属污染水域取得成功。目前应用较多的是人工湿地技术和生物塘工程，通过向水生生态系统投放对重金属有富集作用的植物，然后定期收割处理，去除重金属。目前对垃圾渗滤液污染研究大多是对垃圾渗滤液BOD、COD、氨氮等的去除，对其重金属污染的研究很少。
3城市垃圾重金属污染治理的问题与展望
由于国内对城市垃圾中重金属污染还没有引起足够重视，目前有关城市垃圾重金属污染治理研究比较少。利用植物修复技术修复虽有很多优点，但也存在不足：其一因重金属超富集体是在重金属胁迫环境下长期诱导和驯化下形成的适应性突变体，往往生长缓慢，植株矮小，生物量低。其二目前筛选的超富集体对环境要求比较严格，区域性分布较强，使其引种受到限制。其三超富集体的专一性很强，往往只对某些特定重金属表现出超富集能力，对其它重金属没有超积累能力。
针对以上不足，在今后垃圾重金属污染治理研究应加强以下研究。
(1)加强城市垃圾填埋场重金属污染的研究。
(2)加大从天然野生植物中筛选超富集植物的力度。目前对陆地超富集植物研究较多，而对水体中的超富集植物筛选稍显不足，要加强污能适应南方垃圾填埋场及其渗滤液中生长的重金属超富集植物研究。
(3)加强已发现超富集植物引种和驯化研究。重点研究超富集植物修复重金属污染的强化措施，通过基因工程技术对超富集植物进行内在的改良和利用螯合诱导技术对植物修复的作用进行外在的强化，将超富集植物的超富集特性与高生物量及高生长速率的特性结合于同一种植物中，以提高吸收重金属的效率。
参考文献略
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