1 土壤中重金属污染物来源与分布
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我国土壤重金属污染的来源、现状、特点及治理技术我国土壤重金属污染的来源、现状、特点及治理技术一、引言土壤作为人类生产、生活和生态环境的重要组成部分,其质量关系到农业生产、食品安全以及生态环境的可持续发展。
然而,近年来,我国土壤面临着严重的重金属污染问题,给生态环境和人类健康带来了严重威胁。
本文旨在探讨我国土壤重金属污染的来源、现状、特点以及治理技术,为土壤环境保护和建设提供参考。
二、土壤重金属污染的来源土壤重金属污染主要来源于以下几个方面:1. 工业排放源:工业生产过程中排放的废水、废气和固体废弃物中含有大量重金属污染物,如铅、镉、铬、锌等。
2. 农业投入源:农业生产过程中使用的化肥、农药等投入物质中含有少量的重金属元素,长期施用会导致土壤重金属积累。
3. 城镇化发展源:城市化过程中,高密度人口聚集和大量的建设活动使得大量的重金属污染物排放到土壤中。
4. 生活废弃物源:生活垃圾、养殖场粪便等生活废弃物的堆肥和填埋过程中,重金属元素也会进入土壤。
三、土壤重金属污染的现状和特点1. 现状:我国土壤重金属污染普遍存在,严重超标的地区有限,但受到影响的面积广泛。
据统计,我国60%以上的耕地和30%以上的园林绿化土壤已超过土壤质量标准。
2. 特点:土壤重金属污染的特点主要有以下几个方面:(1)分布不均匀:重金属污染物在土壤中的分布具有一定的地域性和差异性,集中在工业和农业生产密集地区。
(2)难以清洁:由于重金属对土壤的固定效果较好,一旦受到污染很难被彻底清除,需要长期治理和修复。
(3)生物富集:土壤重金属对农作物、植物和动物具有一定的富集能力,通过食物链可能会进入人体,对人体健康造成潜在风险。
四、土壤重金属污染治理技术治理土壤重金属污染是一项综合性的工程,需要结合不同的技术手段进行处理,以下介绍几种常见的治理技术:1. 土壤修复技术:(1)植物修复:通过选择一些具有重金属超富集能力的植物,如石竹、大豆等,种植在受污染土壤中,通过植物的吸收和富集作用,减少土壤中重金属的含量。
中国农田土壤重金属空间分布特征及污染评价一、本文概述《中国农田土壤重金属空间分布特征及污染评价》一文旨在全面解析中国农田土壤中重金属元素的分布特征,评估其污染状况,并探讨可能的环境影响。
重金属,如铅、汞、铬、砷等,因其对环境和生物的毒害作用,一直是环境科学研究的热点。
农田土壤作为农业生产的基础,其重金属含量不仅影响农作物的生长和品质,还直接关系到人类的食物安全和生态环境健康。
本文首先对中国农田土壤重金属的空间分布特征进行了详细分析,包括不同区域、不同土壤类型中重金属的含量及其变化趋势。
在此基础上,结合国内外相关标准和实际情况,对农田土壤重金属污染进行了评价,包括污染程度、污染范围、污染来源等方面的内容。
文章还探讨了重金属污染对农田生态系统、农产品质量以及人类健康可能产生的影响。
通过本文的研究,可以为我国农田土壤重金属污染防治提供科学依据,促进农业可持续发展和生态环境保护。
对于保障我国食品安全和人类健康也具有重要的现实意义。
二、文献综述重金属污染问题一直是全球环境保护领域关注的热点问题,尤其是在农田土壤污染方面,由于其直接关系到食品安全和人类健康,因此受到了广泛的研究和关注。
中国作为世界上人口最多、农业生产最发达的国家之一,农田土壤重金属污染问题尤为突出。
因此,近年来,中国学者针对农田土壤重金属污染问题进行了大量的研究,取得了一系列重要成果。
关于农田土壤重金属的空间分布特征,许多学者利用地理信息系统(GIS)和地统计学方法,对中国不同地区农田土壤重金属含量进行了详细的分析和描述。
这些研究表明,中国农田土壤重金属含量存在明显的地域性差异,其中南方地区由于工业化和城市化程度较高,农田土壤重金属污染较为严重。
农田土壤重金属的空间分布还受到土壤类型、土地利用方式、气候等多种因素的影响。
在农田土壤重金属污染评价方面,国内外学者已经建立了多种评价方法和指标体系。
其中,常用的评价方法包括单因子指数法、内梅罗综合污染指数法、地质累积指数法等。
土壤中重金属污染物的来源及治理方式摘要:随着科技的进步,工农业得到迅速发展,但同时带来的环境污染问题也日益突出。
工业“三废”排放、农业投入品滥用,在一定程度加剧了耕地土壤重金属污染。
土壤中重金属可向作物转移,污染作物可食部位,从而进入食物链,严重威胁动物和人体生命健康。
水稻是我国重要的粮食作物之一,有大约60%的人口以其为主食,过量的重金属富集会影响水稻正常生长发育,甚至致使植株死亡,严重影响产量。
由于重金属元素具有不可降解、不可逆转的特性,可以采取农艺措施降低其活性、阻断其向作物可食部位转移。
基于此,本篇文章对土壤中重金属污染物的来源及治理方式进行研究,以供参考。
关键词:土壤;重金属污染物;治理方式引言土壤是重要的环境介质,为植物生长提供水肥气热,也为动物微生物提供了栖息的场所。
而土壤也成为大部分污染物的受体,环境介质中97%的污染物最终归趋于土壤。
当下,重金属污染是我国最主要的土壤污染形式,来源主要有废水灌溉、农药使用、工业排放等。
20世纪50年代发生于日本神通川流域的痛痛病后经证实是镉元素污染所致;我国沈阳-抚顺石油污灌区发生的严重镉污染也经历几十年的治理;因此利用各种方法技术治理重金属污染是建设生态文明背景下的必要举措。
依据固定和去除两种思路进行治理,综合研究运用各类技术,土壤重金属污染修复定将在未来取得更长足的发展。
1重金属污染危害土壤中重金属浓度超过一定的比例,就会对土壤微生物、植物、农作物,以及动物和人类产生不利影响。
研究发现,矿区内土壤中Cu污染对氨氧化微生物的数量有显著抑制作用。
在研究中,重金属污染区土壤中蛋白酶的活性为非污染区的19.1%~57.1%。
而重金属污染物会通过影响作物生长过程中的原叶绿素酸酯还原酶活性,引起作物光合作用失常,导致作物生长不健康,甚至死亡。
而部分重金属污染物会通过植物根系吸收作用累积在作物体内,会通过人类和动物的直接食用或者食物链转移入其体内,一定程度上会破坏人体的神经系统、免疫系统和骨骼系统等。
1 土壤重金属来源与分布1.1 随着大气沉降进入土壤的重金属大气中的重金属主要来源于能源、运输、冶金和建筑材料生产产生的气体和粉尘。
除汞以外,重金属基本上是以气溶胶的形态进入大气,经过自然沉降和降水进人土壤。
据Lisk报道,煤含Ce、Cr、Pb、Hg、Ti等金属,石油中含有相当量的Hg(O.02~30mg/kg),这类燃料在燃烧时,部分悬浮颗粒和挥发金属随烟尘进入大气,其中1O%~30%沉降在距排放源十几公里的范围内,据估计全世界每年约有1600吨的汞是通过煤和其它石化燃料燃烧而排放到大气中去的。
例如比利时每年从大气进入每公顷土壤的重金属量就有Pb 250g、Cd 19g、As 15g、Zn 3750g。
运输,特别是汽车运输对大气和土壤造成严重污染。
主要以Pb、Zn、Cd、Cr、Cu等的污染为主。
它们来自于含铅汽油的燃烧和汽车轮胎磨损产生的粉尘,据有关材料报导,汽车排放的尾气中含Pb量多达20~50 μg/L,它们成条带状分布,因距离公路、铁路、城市中心的远近及交通量的大小有明显的差异。
Вериня等研究发现在公路两侧50m的距离有被污染的痕迹,每月每平方米累积的易溶性污染物在4~40 g。
进入环境的强度顺序为:Cu、Pb、Co、Fe和Zn。
在宁-杭公路南京段两侧的土壤形成Pb、Cr、Co污染带,且沿公路延长方向分布,自公路两侧污染强度减弱。
经自然沉降和雨淋沉降进入土壤的重金属污染,与重工业发达程度、城市的人口密度、土地利用率、交通发达程度有直接关系,距城市越近污染的程度就越重,污染强弱顺序为:城市-郊区-农村。
1.2 随污水进入土壤的重金属利用污水灌溉是灌区农业的一项古老的技术,主要是把污水作为灌溉水源来利用。
污水按来源和数量可分为城市生活污水、石油化工污水、工业矿山污水和城市混合污水等。
生活污水中重金属含量很少,但是,由于我国工业迅速发展,工矿企业污水未经分流处理而排人下水道与生活污水混合排放,从而造成污灌区土壤重金属Hg、Cd、Cr、Pb、Cd等含量逐年增加。
土壤重金属污染源解析随着城市化进程和人口的增加,土地的利用率不断提高,而土壤重金属污染也逐渐成为一个火热的话题。
土壤重金属污染对人类和动植物健康以及生态环境的影响非常大,因此需要对土壤重金属污染进行认真的研究和探讨。
一、土壤重金属的来源土壤重金属的来源主要分为以下几个方面:1. 工业源污染。
工业生产活动中产生的废气和废水中含有大量的重金属物质,这些物质可能会污染土壤。
2. 垃圾填埋场污染。
垃圾填埋场是废弃物处理的主要方式之一,但是废弃物中含有大量的有害物质,其中也包括重金属物质,若处理不当会污染土壤。
3. 农业源污染。
化肥、农药和畜禽粪便都可能含有一定量的重金属成分,长期的使用和累积会对土壤产生污染。
4. 自然源污染。
土壤中本身就含有一定量的重金属物质,但是若地质环境发生变化,重金属物质的释放量也会发生变化,从而可能导致土壤的污染。
5. 其他污染源。
例如道路交通、燃烧等污染也会导致土壤重金属的含量升高,从而影响土壤环境的质量。
二、土壤重金属的种类土壤重金属的种类下面对一些常见的重金属做一简单介绍:1. 铅(Pb):铅主要来源于工业废弃物、汽车尾气、垃圾填埋场等,铅的存在对植物和人体都具有较高的毒性。
2. 镉(Cd):镉主要来源于工业废弃物、煤矿废弃物等,对植物和人体的健康有很大影响,其主要毒性表现为肝脏损害、肾脏损害等。
3. 汞(Hg):多用于矿业、化工等工业过程,亦有少量来自硬脂酸、氯化汞等消费品。
高浓度的汞对脑神经系统和肝脏造成较大的损害。
4. 镍(Ni):镍主要来源于烟囱气体、工业锅炉废气等,对植物和人体都具有很大的毒性,其主要毒性表现为过敏性皮炎、肺癌等。
5. 铬(Cr):铬主要来源于电镀、紫外光固化工艺等工业过程,对植被和人体静态污染的影响较小,但是如果长时间暴露在高浓度的铬环境中,可能会导致铬中毒。
三、土壤重金属污染的影响土壤重金属污染对人类的影响主要体现在以下几个方面:1. 影响人体健康。
关于土壤中重金属污染的研究【摘要】本文综述了土壤中重金属污染的研究现状及相关内容。
在介绍了研究背景、研究目的和研究意义。
在详细讨论了重金属污染的来源、土壤中重金属的迁移与转化、重金属污染对生态环境的影响、重金属污染的监测方法和治理技术。
在展望了未来对土壤中重金属污染的研究方向和总结了本文的主要观点。
本文旨在为进一步研究土壤中重金属污染提供参考,希望能推动相关领域的发展,保护生态环境和人类健康。
【关键词】关键词:土壤、重金属污染、迁移与转化、生态环境、监测方法、治理技术、展望、未来研究方向、总结。
1. 引言1.1 研究背景重金属污染是指土壤中重金属元素(如铅、镉、汞等)超过环境容忍度而对生态环境和人类健康造成危害的现象。
随着工业化和城市化进程的加快,重金属污染已成为全球环境问题中的重要内容之一。
重金属污染不仅会直接影响土壤质量,影响作物生长和食品安全,还会通过食物链进入人体,对人体健康造成潜在威胁。
近年来,随着人们对环境保护意识的增强,重金属污染的研究也逐渐受到重视。
了解重金属污染的来源、迁移规律、影响和治理技术对于有效预防和治理土壤中的重金属污染至关重要。
当前,国内外学者围绕土壤中重金属污染展开了大量的研究工作,取得了丰硕的研究成果,但仍有很多问题有待深入探讨和解决。
开展本研究,深入研究土壤中重金属污染的来源、迁移与转化规律、影响及治理技术,具有重要的现实意义和深远的社会影响。
1.2 研究目的研究目的是为了深入了解土壤中重金属污染的现状和影响,探索其来源、迁移与转化规律,揭示这种污染对生态环境的潜在危害。
通过研究重金属污染的监测方法和治理技术,为有效防治土壤重金属污染提供科学依据和技术支持。
通过对土壤中重金属污染的研究展望和未来研究方向的探讨,为我国土壤环境保护和可持续发展提供战略性建议和指导,促进土壤生态环境的改善和生态文明建设。
研究的目的在于为解决土壤重金属污染问题提供理论支撑和实践指导,促进土壤环境的健康发展和生态安全保障。
国内外土壤重金属污染现状国内外土壤重金属污染现状土壤中重金属来源主要有自然来源和人为干扰输入两种途径.在自然因素中,成土母质和成土过程对土境重金属含凰的彩响很大W人类活动是戏成上壤Jl受重金属污染的重嘿阪因,金屈矿床开发、城市化建设、固体废弃物堆枳、农卅施用化肥、农药、污泥和污水涯溉的,这都是导致重金風在土壇中大SL积累的因秦")・工业生产、汽车尾气排放及汽车轮胎丟损是大气中重金属的主要来源,因为这些能产生大扯有害气体和粉尘等.分布地点主渡集中在工矿的周围和公路、铁路两侧.大气中的大多数重金属在经过自然沉降和雨淋沉降后进入土壌煤、石油等燃料在燃烧时产生的挥发性金属约有30%沉降在周边十多千米的范围内")・国外对大气重金属干湿沉降在70 年代廉已经开展了研究,只不过当时对直重视不足.到了90年代后,虽然工业废水扌车放造成的水体和土壤重金属污染徇到了有效治理,可是祁分地区土壤重金风浓度却在不断增加,研究发现这是由于大气中垂金属干湿沉降造成的。
据报道,许多工业发达田家大气沉降对土壤系统中垂金属积累贡献率在各种外源输入因子中播首位W 瑞典中部FaIUn市区的Pb污染主要来自于市区铜旷工业厂、硫酸厂、油漆厂,由于风的运输,这些细微颗粒的Pb从工业废物堆散至周阳地区pq∙南京某生产辂的亟工业企业Cd汚染檯加已超过'"|地背杲值4.4倍,以车间烟囱为中右的为染范围达15km,污染范国圮大延伸下限1.38km l2,,∙ 使用未经处理或处理不达标的城巾污水淋漑农FFK森林和仇地也会导致I•壤的車金属污染.生活污水、商业污水和L业废水足城市污水的上要组或部分,在城市匸业化的迅速发展中,大低的「•业废水袖入河道.使須污水灌漑成为农业廉溉用水的舉咚组成部分(巾.HmI⅛国毎年样放的汚水址已超过620亿I,椰分工矿企业排放的汚水中所含板金属见表ιl2∙,,在农田濯漑中利用超标污水进行作物灌溉会引起土壤重金展污染。
土壤中重金属的来源资料集土壤中重金属的来源: 固体废物的堆积、大气沉降、污水灌溉、农业生产、金属矿山土坡。
另外,重庆市属于酸雨重污染区,随着土壤酸度的增加,重金属离子的溶解度逐渐增大,高浓度的有毒重金属元素便会沉降和积累在表土层,致酸离子会与土壤胶体吸附的重金属离子(盐基离子)发生交换,造成土壤中被固定的重金属发生淋溶,使得土壤中重金属含量增加。
现有研究发现,土壤中过量的重金属主要来自于污水灌溉、化肥农药的大量使用、城市垃圾与污泥农用堆肥等。
造成土壤重金属污染的原因可归纳为以下三方面。
(l)降尘影响降尘量年平均约252t/km,(1990),降尘中含有的重金属比土壤背景值高2.19一128.9倍,成为土壤重金属的主要来源。
(2)化肥影响化肥年用量达到97.1又10‘t(1990),化肥中含有一定量的重金属,大量施用化肥,使重金属积累,带来污染。
(3)渣肥影响施用未经无害化处理的渣肥,重金属含量增加56.2一279.9%。
综上所述,环境系统已受到不同程度的污染,影响最为普遍的是细菌,非金属元素硫.重金属中的汞以及铁、锰等元素。
城市土壤是城市生态系统的重要组成部分,与自然土壤相比,它既继承了原有自然土壤的某些特征,又具有独特的成土环境与成土过程,表现出特殊的养分循环和生物学特征。
城市土壤定义为具有由城市产生的物质的混合、填充、埋藏和污染而形成的,厚度大于的人为表层的土壤。
对于城市生态系统来说,城市土壤是城市生态系统的主要组成部分之一,具有重要的生态、环境和经济功能,也是城市污染物的源和汇。
土壤重金属污染与工业活动、汽车尾气的排放密切有关,城市表土和道路灰尘的重金属可作为城市大气污染的指示。
土壤重金属污染物主要有汞、锅、铅、铜、铬、镍、铁、锰、锌等,砷虽不属于重金属,但因其行为与来源以及危害都与重金属相似,故通常将砷也列入重金属类进行讨论。
土壤重金属污染是指人类活动将重金属输入十壤中,引起土壤重金属含量明显高于背景含量,并造成生态环境质量恶化的现象。
土壤重金属污染标准土壤重金属污染。
土壤是地球表面的重要自然资源,它承载着植物生长和生态系统的稳定运行。
然而,随着工业化和城市化的快速发展,土壤重金属污染问题日益突出,给生态环境和人类健康带来了严重威胁。
一、土壤重金属污染的来源。
土壤重金属污染主要来源于工业废水、废气的排放,农药、化肥的过量施用,以及城市垃圾的填埋等。
这些活动导致了土壤中重金属元素的积累,包括铅、镉、汞、铬等,严重影响了土壤的质量和生态功能。
二、土壤重金属污染的危害。
土壤重金属污染对生态环境的危害主要表现在两个方面,一是对土壤生物的毒害,包括细菌、真菌、植物和土壤动物等;二是对人类健康的威胁,重金属通过食物链进入人体,引发各种慢性病和健康问题。
此外,土壤重金属污染还会影响农作物的生长和质量,对农业生产造成严重影响。
三、土壤重金属污染的治理。
针对土壤重金属污染问题,需要采取一系列的治理措施。
首先是加强环境监测和评估工作,及时发现和控制土壤重金属污染的扩散。
其次是加强环境管理和政策法规的制定,严格控制工业废水、废气的排放,限制农药、化肥的使用量,加强城市垃圾的分类处理和资源化利用。
此外,还可以采用生物修复、化学修复和物理修复等技术手段,减轻土壤重金属污染带来的危害。
四、土壤重金属污染的预防。
预防土壤重金属污染,需要全社会的共同努力。
一方面是加强环境教育,提高公众的环保意识,倡导绿色生活方式,减少对土壤的污染。
另一方面是推动产业升级,推行清洁生产技术,减少工业废物的排放,提高资源利用效率。
同时,政府部门也应加大对土壤环境的保护力度,建立健全的监管体系,加强对土壤重金属污染的治理和修复工作。
五、结语。
土壤重金属污染是一个严重的环境问题,需要全社会的关注和参与。
只有通过科学有效的治理和预防措施,才能保护好我们的土壤资源,维护生态平衡,为人类健康和可持续发展创造良好的环境条件。
希望每个人都能从自身做起,为净化土壤、改善环境贡献自己的一份力量。
1 土壤中重金属污染物来源与分布土壤中重金属的来源是多途径的,首先是成土母质本身含有重金属,不同的母质、成土过程所形成的土壤含有重金属量差异很大。
此外,人类工农业生产活动,也造成重金属对大气、水体和土壤的污染。
1.1 大气中重金属沉降大气中的重金属主要来源于工业生产、汽车尾气排放及汽车轮胎磨损产生的大量含重金属的有害气体和粉尘等。
它们主要分布在工矿的周围和公路、铁路的两侧。
大气中的大多数重金属是经自然沉降[2]和雨淋沉降进入土壤的。
如瑞典中部Falun市区的铅污染[3],它主要来自于市区铜矿工业厂、硫酸厂、油漆厂、采矿和化学工业产生大量废物,由于风的输送,这些细微颗粒的铅,从工业废物堆扩散至周围地区。
南京某生产铬的重工业厂[4]铬污染叠加已超过当地背景值4.4倍,污染以车间烟囱为中心,范围达1.5 km2,污染范围最大延伸下限1.38 km。
俄罗斯的一个硫酸生产厂[5]也是由工厂烟囱排放造成S、V、As的污染。
公路、铁路两侧土壤中的重金属污染,主要是Pb、Zn、Cd、Cr、Co、Cu的污染为主。
它们来自于含铅汽油的燃烧,汽车轮胎磨损产生的含锌粉尘等。
它们成条带状分布,以公路、铁路为轴向两侧重金属污染强度逐渐减弱;随着时间的推移,公路、铁路土壤重金属污染具有很强的叠加性。
在宁—杭公路南京段[6]两侧的土壤形成Pb、Cr、Co污染晕带,且沿公路延长方向分布,自公路向两侧污染强度减弱。
在宁—连一级公路淮阴段[7]两侧的土壤铅含量增高,向两侧含量逐渐降低,且在地表0~30 cm铅的含量较高。
在法国索洛涅地区A71号高速公路[8]沿途严重污染重金属Pb、Zn、Cd,其沉降粒子浓度超过当地土壤背景值2~8倍,而公路旁重金属浓度比沉降粒子中高7~26倍。
在斯洛文尼亚[9]从居波加到扎各瑞波公路两侧,铅除了分布在公路两侧以外,还受阶地地貌和盛行风的影响,高铅出现在低地,公路顺风一侧铅含量较高。
经过自然沉降和雨淋沉降进入土壤的重金属污染,主要以工矿烟囱、废物堆和公路为中心,向四周及两侧扩散;由城市—郊区—农区,随距城市的距离加大而降低,特别是城市的郊区污染较为严重。
此外,还与城市的人口密度、城市土地利用率、机动车密度成正相关;重工业越发达,污染相对就越严重。
此外,大气汞的干湿沉降[10~12]也可以引起土壤中汞的含量增高。
大气汞通过干湿沉降进入土壤后,被土壤中的粘土矿物和有机物的吸附或固定,富集于土壤表层,或为植物吸收而转入土壤,造成土壤汞的浓度的升高。
1.2 农药、化肥和塑料薄膜使用施用含有铅、汞、镉、砷等的农药和不合理地施用化肥,都可以导致土壤中重金属的污染。
一般过磷酸盐中含有较多的重金属Hg、Cd、As、Zn、Pb,磷肥次之,,氮肥和钾肥含量较低,但氮肥中铅含量较高,其中As和Cd污染严重[13]。
经过对上海地区菜园土地、粮棉地的研究[14],施肥后,Cd的含量从0.134 mg/kg 升到0.316 mg/kg,Hg的含量从0.22 mg/kg升到0.39 mg/kg,Cu、Zn 增长2/3。
通过新西兰[15]50 a前和现今同一地点58个土样分析,自施用磷肥后,镉从0.39 mg/kg升至0.85 mg/kg。
在阿根廷[16]由于传统无机磷肥的施入,进而导致土壤重金属Cd、Cr、Cu、Zn、Ni、Pb的污染。
农用塑料薄膜生产应用的热稳定剂中含有Cd、Pb,在大量使用塑料大棚和地膜过程中都可以造成土壤重金属的污染。
1.3 污水灌溉污水灌溉一般指使用经过一定处理的城市污水灌溉农田、森林和草地。
城市污水包括生活污水、商业污水和工业废水。
由于城市工业化的迅速发展,大量的工业废水涌入河道,使城市污水中含有的许多重金属离子,随着污水灌溉而进入土壤。
在分布上,往往是靠近污染源头和城市工业区土壤污染严重,远离污染源头和城市工业区,土壤几乎不污染[17]。
近年来污水灌溉已成为农业灌溉用水的重要组成部分,中国自60年代至今,污灌面积迅速扩大,以北方旱作地区污灌最为普遍,约占全国污灌面积的90%以上。
南方地区的污灌面积仅占6%,其余在西北和青藏[18]。
污灌导致土壤重金属Hg、Cd、Cr、As、Cu、Zn、Pb等含量的增加。
淮阳污灌区自污灌以来,金属Hg、Cd、Cr、Pb、As等就逐渐增高,1995~1997年已超过警戒级[19]。
太原污灌区的重金属Pb、Cd、Cr含量远远超过其当地背景值,且积累量逐年增高[20]。
1.4 污泥施肥污泥中含有大量的有机质和氮、磷、钾等营养元素,但同时污泥中也含有大量的重金属,随着大量的市政污泥进入农田,使农田中的重金属的含量在不断增高。
污泥施肥可导致土壤中Cd、Hg、Cr、Cu、Zn、Ni、Pb含量的增加,且污泥施用越多,污染就越严重,Cd、、Cu、Zn引起水稻、蔬菜的污染;Cd、Hg可引起小麦、玉米的污染;污泥增加,青菜中的Cd、Cu、Zn、Ni、Pb也增加[21]。
Anthony[22]研究表明,用城市污水、污泥改良土壤,重金属Hg、Cd、Pb等的含量也明显增加。
1.5 含重金属废弃物堆积含重金属废弃物种类繁多,不同种类其危害方式和污染程度都不一样。
污染的范围一般以废弃堆为中心向四周扩散。
通过对武汉市垃圾堆放场[23]、杭州某铬渣堆存区[24]、城市生活垃圾场[25]及车辆废弃场[26]附近土壤中的重金属污染的研究,这些区域的重金属Cd、Hg、Cr、Cu、Zn、Ni、Pb、As、Sb、V、Co、Mn的含量高于当地土壤背景值,重金属在土壤中的含量和形态分布特征受其垃圾中释放率的影响,且随距离的加大重金属的含量而降低。
由于废弃物种类不同,各重金属污染程度也不尽相同,如铬渣堆存区的Cd、Hg、Pb为重度污染,Zn 为中度污染,Cr、Cu为轻度污染。
1.6 金属矿山酸性废水污染金属矿山的开采、冶炼、重金属尾矿、冶炼废渣和矿渣堆放等,可以被酸溶出含重金属离子的矿山酸性废水,随着矿山排水和降雨使之带入水环境(如河流等)或直接进入土壤,都可以间接或直接地造成土壤重金属污染。
1989年我国有色冶金工业向环境中排放重金属Hg为56 t,Cd为88 t,As为173 t,Pb为226 t[27]。
矿山酸性废水重金属污染的范围一般在矿山的周围或河流的下游,在河流中不同河段的重金属污染往往受污染源(矿山)控制,河流同一污染源的下段自上游到下游,由于金属元素迁移能力减弱和水体自净化能力的适度恢复,金属化学污染强度逐渐降低。
江西乐安江沽口—中洲[28]由于遭受德兴铜矿的污染,水体及土壤中的重金属Cu、Pb、Zn、Cr含量增高,至鄱阳湖段重金属含量逐渐降低。
美国科罗拉多州罗拉多流域[29]受采矿的影响,重金属元素Cd、Zn、Pb、As的浓度,以污染源为最高,之后随着与污染源距离延长而逐渐降低。
莱安河[30]重金属污染,来自一个大型铜矿,导致重金属浓度远远超过当地背景值。
流域重金属污染随季节变化而异,枯水期重金属的含量明显高于丰水期[31]。
河流流速减缓可以导致该流段重金属含量增加[32]。
同一区域土壤中重金属污染物的来源途径可以是单一的,也可以是多途径的。
胡永定[33]通过研究徐州荆马河区域土壤重金属污染的成因中指出:Cr、Cu、Zn、Pb是由垃圾施用引起的,As是由农灌引起的,Cd是由农灌和垃圾施用引起的,Hg是各种途径都具备。
王文祥[34]通过对山东省耕地重金属元素污染状况的研究说明,工业快速发展地区铅高于农业环境,铅与距公路远近有关。
乡镇企业技术、设备落后,原材料利用率低,造成其周边土壤重金属污染相当严重。
据贵州1986年的统计,全省乡镇排放汞14.7万kg,土壤中有的地方达56.64 mg/kg,超过未污染土壤的84.5倍。
要引起高度重视。
总的来说:工业化程度越高的地区污染越严重,市区高于远郊和农村,地表高于地下,污染区污染时间越长重金属积累就越多,以大气传播媒介土壤重金属污染土壤的具有很强的叠加性,熟化程度越高重金属含量越高。
2 土壤中重金属污染物现行治理方法关于土壤重金属污染物的研究,国外始于20世纪60~70年代,如澳大利亚、美国、德国等国家对土壤重金属较深入,尤其澳大利亚。
我国在1983年对主要类型的土壤环境容量作过初步研究,如提出研究土壤重金属的生态效应、临界含量地带性分异规律和分区等。
当前,世界各国很重视对重金属污染治理方法研究,并开展广泛的研究工作[35~39]。
总的来说,目前大致有以下四种治理措施:2.1 工程治理方法工程治理是指用物理或物理化学的原理来治理土壤重金属污染。
主要有:客土是在污染的土壤上加入未污染的新土;换土是将以污染的土壤移去,换上未污染的新土;翻土是将污染的表土翻至下层;去表土是将污染的表土移去等。
如日本富士县神通川流域的痛痛病发源地,就是由于长期食用含镉的稻米而引发的,他们通过研究,去表土15 cm,并压实心土,在连续淹水的条件下,稻米中镉的含量小于0.4 mg/kg;去表土后再客土20 cm,间歇灌溉稻米中镉的含量也不超标,客土超过30 cm,其效果更佳。
此外淋洗法是用淋洗液来淋洗污染的土壤;热处理法是将污染土壤加热,使土壤中的挥发性污染物(Hg)挥发并收集起来进行回收或处理;电解法是使土壤中重金属在电解、电迁移、电渗和电泳等的作用下在阳极或阴极被移走。
以上措施具有效果彻底、稳定等优点,但实施复杂、治理费用高和易引起土壤肥力降低等缺点。
2.2 生物治理方法生物治理是指利用生物的某些习性来适应、抑制和改良重金属污染。
主要有:动物治理是利用土壤中的某些低等动物蚯蚓、鼠类等吸收土壤中的重金属;微生物治理是利用土壤中的某些微生物等对重金属具有吸收、沉淀、氧化和还原等作用,降低土壤中重金属的毒性如Citrobactersp产生的酶能使U、Pb、Cd形成难溶磷酸盐;原核生物(细菌、放线菌)比真核生物(真菌)对重金属更敏感,格兰氏阳性菌可吸收Cd、Cu、Ni、Pb等[44]。
植物治理是利用某些植物能忍耐和超量积累某种重金属的特性来清除土壤中的重金属;重金属的植物吸收、淋溶和无效态数量将只依赖于它们的有效态的多少,重金属溶液浓度和它们的土壤的有效态之间关系遵循Freundlich吸附方程[41];超积累植物可吸收积累大量的重金属,目前已发现400多种,超积累植物积累Cr、Co、Ni、Cu、Pb的含量一般在0.1%以上,积累Mn、Zn含量一般在1%以上[40];印度芥菜(Brassica juncea)可吸收Zn、Cd、Cu、Pb等,在Cu为250 mg/kg,Pb为500 mg/kg、Zn为500 mg/kg条件下能生长,在Cd为200 mg/kg出现黄化现象[42];印度芥菜(Brassica juncea)可对Cr6+、Cd、Ni、Zn、Cu富集分别为58,52,31,17和7倍[45];高杆牧草(Agropyronelongatum)能吸收Cu等[43];英国的高山莹属类等,可吸收高浓度的Cu、Co、Mn、Pb、Se、Cd、Zn等。