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土壤重金属污染危害精选(九篇)

土壤重金属污染危害

第1篇:土壤重金属污染危害范文

关键词:土壤;城市:污染;重金属元素

土壤中的重金属污染已经成为当今环境科学中重要的研究内容,尤其是城市的土壤重金属污染越来越多的被人们关注。城市作为人们生活和生产高度聚集的场所,人口相对集中,种种人类活动都非常容易造成城市的污染。本文针对土壤重金属污染的来源及危害加以阐述,增加读者对土壤污染的重视。

1 土壤重金属污染概况

重金属指的是密度大于5.0g/cm3的45种化学元素,但是因为每一种重金属元素在土壤中的毒性区别很大,所以在环境科学中通常关注锌、铜、锡、钒、汞、镉、钴、镍、铅、铬、钴等。硒和砷两种非金属元素它们的毒性及某些性质与重金属相似,因此也将硒元素和砷元素列入重金属污染物的范围内[1]。由于土壤中本身含有的铁和锰含量较高,因而一般不太注意它们的污染问题,但在某些强还原条件下,铁和锰所引起的毒害却不能被忽视[2]。

中国作为发展中国家,工业科学上的发展越来越重要,但是由此造成的污染也在加剧。城市作为人口密集的区域,汽车尾气的排放成为了土壤中重金属污染的主要来源。吴学丽[3]等人运用地累积指数法研究了沈阳地区浑河、细河及周边农田的土壤中重金属污染状况,发现这些地区土壤中汞元素和锌元素含量较高。兰砥中[4]等人研究湘南某铅锌矿区事故之后导致周围土壤的重金属污染情况,运用单因子指数和潜在生态风险指数评价土壤污染状况,发现该地区土壤中铅、锌、铜、镉等重金属污染严重,其中镉的污染指数最高。

国外学者早在20世纪末就针对城市中土壤中重金属污染进行研究,在英国的几大城市中对土壤中的汞、铅等重金属元素进行调查,他们观察到这几个城市中的土壤重金属污染与英国的工业发展活动与周围居民区的繁荣与否有着直接的关系。世界各个国家正逐步开展城市中土壤中重金属污染的研究。在对葡萄牙、苏格兰、斯洛文尼亚、西班牙、意大利和瑞典这6个欧洲国家城市土壤中的重金属总浓度进行调查研究,发现葡萄牙地区中汞的浓度比苏格兰低,可能是由于燃煤发电和取暖导致的[5]。

2 土壤中重金属元素的污染来源

一般来说,城市中土壤重金属污染来源主要有两类:自然因素和人为外源输入。

2.1 自然因素:某些地区的土壤由于地壳运动导致本身就含有很多的重金属元素,成土母质是造成城市土壤中重金属含量高的重要原因。如陈雪龙[6]等对大庆龙凤湿地土壤中重金属元素的空间分布特征进行了研究,发现土壤中的铅和锌随着土壤深度的增加而增加,表明重金属在土壤中的含量与土壤的理化性质、成母土质和岩石风化有着极大的关系。

2.2 人为外源输入:这类污染为土壤中重金属元素污染的主要来源,包含三大类

2.2.1 工业污染源:为了提高经济水平,现代工业的开发越来越广泛,加上环保理念没有普及,金属冶金厂、化工厂、油漆厂的三废没有达到排放标准就流入到环境中,造成土壤中重金属元素的污染。

2.2.2 农业污染源:如今科学的发展,人们在种植农作物的时候为了提高庄稼的产量,施用了大量含有重金属的化肥,这些污染直接的作用到土壤中。

2.2.3 生活污染源:城市中交通高度发达,虽然给人们带来的便利,但是交通工具的尾气排放却给土壤中带来的很多的重金属元素[7]。另外,城市中人们的生活垃圾中常常含有各种重金属元素,加上固体废弃物处置不完善,这些垃圾也会流入到城市土壤中。

3 土壤中重金属污染的危害

3.1 土壤中重金属污染引起的直接危害

3.1.1 对土壤中的生态环境系统的稳定性造成破坏

土壤环境是一个很复杂的生态环境,其中包含这许多种类的微生物群落与蠕虫类动物,这些生物的存在保持了土壤环境的稳定也保证了土壤的活性,但是当过量的重金属被引入到土壤中时,会对这些生物带来毒害,大量研究证明:重金属污染的土壤中土壤微生物群落的多样性被严重减少[8]。

3.1.2 影响植物代谢循环和生长

据研究表明,重金属对植物形态、生殖、繁衍各方面都有影响。吸收到植物体内的重金属能诱导其产生某些对酶和代谢都有毒害作用和不利影响的物质,引起植物伤害。某些重金属在胁迫作用下有时会引起大量营养元素的缺失和有效性的降低,较高浓度的重金属含量有抑制植物体对镁元素的吸收和转运的能力。

3.2 土壤中重金属污染带来的间接危害

3.2.1 促使水体污染

土壤环境中遭受重金属污染时,污染浓度较高的表层土壤能在地表或地下径流作用下,进入水体环境,导致地下水的重金属污染。

3.2.2 导致大气环境污染加重

由于土壤环境与空气环境有着直接的联系,通过空气中的湍流交换作用,土壤颗粒能够被带入到大气中,使得空气中的污染物变得复杂,当土壤中含有重金属元素时,则可能导致大气污染和生态系统退化等等的环境问题[9]。

3.2.3 对人体和动物的健康影响

土壤中重金属元素通过植物由食物链逐级传递到人体中,城区内部种植的观赏和净化空气用的花草树木也能累积一定的重金属污染物,人们居住在这种环境中,经过皮肤接触和无意由口摄入这些被污染的土壤[10]。

结束语

土壤重金属污染逐渐被各个国家的环境科学工作者重视,由于土壤中含量复杂,修复将是一个复杂的系统工程,传统修复技术很难达到理想的预期效果,针对工业迅速发展,环保部门的管理力度也应该加强,从根本上减少重金属污染物的来源才是修复土壤的最有力的手段。■

参考文献

[1]贾广宁.重金属污染的危害与防治[J].有色矿冶,2004,1:39-42.

[2]刘昌岭,宋苏顷,夏宁,李学刚,林学辉,张红,张经,于志刚.青岛市区大气颗粒物中重金属的浓度及其来源研究[J].青岛大学学报(自然科学版),1998,03:44-48.

[3]吴学丽,杨永亮,徐清,黄园英,路国慧,何俊,刘晓端.沈阳地区河流灌渠沿岸农田表层土壤中重金属的污染现状评价[J].农业环境科学学报,2011,2:282-288.

[4]兰砥中,雷鸣,周爽,彭亮,廖柏寒,沈跃.湘南某铅锌矿区周围农业土壤中重金属污染及其潜在风险评价[J].环境化学,2014,8:1307-1313.

第2篇:土壤重金属污染危害范文

1材料与方法

1.1样品采集与处理2010年7月采集了路桥区38个农业表层土壤样品(0~10cm),采样点分布如图1(P295)所示.农业土壤既受到人类灌溉、施肥活动的影响,又可能受到大气沉降的影响,污染带有点源和面源结合的特征,具有一定复杂性.为使样品具有代表性,本次采样采用网格法布局,每个样品在100m×100m的采样范围内,取表层土3-5份样品经过均匀混合而成.将采集的样品用聚乙烯塑料袋密封后立刻送到实验室,在室温条件下风干,磨碎并过1mm的筛子,装入经过铬酸洗液清洗过的棕色广口瓶中,避光低温保存.

1.2样品处理与分析参照美国EPA的方法对样品进行消解[10]和仪器分析[11].准确称取0.2500g(精确至0.0001g)土壤样品于微波消解罐,分别加入4mL硝酸、5mL氢氟酸和2mL高氯酸,放入微波消解仪,先在50℃预消解30min,然后按设定的消解程序进行消解.消解结束后,将温度降至40℃以下后取出,放在电加热板上于180℃赶酸约1h.赶酸后,依据少量多次原则,用超纯水清洗消解罐,将样品转移至样品瓶内,定容至20mL.土壤样品中Cu、Pb、Ni、Ag、As、Cd、Zn、Sn、Sb和Hg用ICP-AES测定.所用仪器为PE7000DV型电感耦合等离子体发射光谱仪.仪器参数:雾化气15L•min-1;载气0.8L•min-1;辅助气0.2L•min-1;功率1300W;聚流速1.5mL•min-1.采用标准曲线法定量.在重金属的分析过程中采用土壤标准样品进行过程质量控制,10种元素的测定值均在国家标准参比物质的允许误差范围之内.元素检出限介于0.01~0.17mg•kg-1,加标回收率为73.1%~108.0%,平行样品精密度为0.45%~5.34%.

1.3评价方法

1.3.1内梅罗综合污染指数法内梅罗综合污染指数法能够全面、综合地反映受多种重金属污染的土壤污染状况,得到广泛的使用[3,。

1.3.2地积累指数法Muller提出的地积累指数法利用一种重金属的总含量与其地球化学背景值的关系,能够定量研究重金属的污染程度[14],能够直观反应外源重金属在土壤、沉积物中的富集程度,目前被广泛使用。

1.3.3潜在生态风险指数法Hakanson提出的潜在生态危害指数法[19].同时考虑了土壤中金属浓度、金属污染物的种类、金属毒性水平和水体对金属污染的敏感性四个影响因素.目前有较多的学者采用该方法进行土壤中重金属的生态危害评价。本文结合其他研究[23],将Ni也做了风险评价.参比值的选择是评价重金属生态风险的关键,不同的参比值会造成结果差异,本文参考荷兰土壤目标值作为参比值,评价路桥土壤中重金属的潜在生态危害指数.根据公式(3)计算土壤中重金属的生态危害指数,结合评价标准进行危害程度分析。.4数据分析与整理用SPSS13、Surfer8.0、origin8.0软件进行数据分析和整理.采用SPSS的主因子分析法做来源分析,Surfer的等高线功能绘制浓度分布,origin的作图分析金属生态风险水平.

2结果与讨论

2.1土壤中重金属的分布表3(P297)为路桥区土壤中重金属的统计结果,与《土壤环境质量标准》GB15618-1995二级标准相比[25],路桥区表层土壤中重金属Cd超标最严重,超标率为89.5%,其次是Hg和As,超标率分别为57.9%和39.5%,Pb没有超标.荷兰制定了规范的土壤中重金属的风险基准值[26],本文引用荷兰土壤标准中有关重金属控制水平的目标值和限值进行对比.与荷兰土壤中重金属目标值相比,台州土壤中所有重金属都超标,其中Sb超标最严重,超标率为92.1%,其次是Cd和Hg,超标率均为86.8%,Cu和Zn超标也较高,超标率分别为81.6%和71.1%,Pb、Ni和As超标率都在40%以内.当与荷兰土壤中重金属限值相比,As、Cu、Zn和Sb分别有18.4%、15.8%、13.2%和2.6%的超标率.以上结果表明,台州土壤已经受到普遍的人类活动干扰,其中As、Cu和Zn对环境可能造成影响.从表3中10种重金属的变异系数可知,Cu、Zn、As、Sb和Sn的值大于1,表明受到较强的人类活动干扰,其他5种金属的变异系数较小,受人类干扰较轻.本研究以《土壤环境质量标准》GB15618-1995二级标准值作为基准,按照公式(1)计算10种重金属的内梅罗综合指数,图2为根据计算结果制作的路桥土壤污染情况等高线图.路桥土壤只有2个采样点的P综<1,表明受重金属污染较轻,其他采样点的P综>1,表明已经受到重金属轻度污染以上.其中31.6%的采样点受到重金属轻度污染,26.3%的采样点受重金属中度污染,36.8%的采样点受到重金属严重污染,点7、22和32污染最严重,P综达到5以上.路桥地区63.2%的土壤受到重金属中度污染以上,因此,内梅罗综合污染指数评价再次表明路桥地区土壤已经广泛受到重金属的污染.

2.2重金属的来源分析土壤中重金属来源有地球化学成因、工业生产造成的大气和废水排放污染、交通燃煤排放污染.为了分析路桥土壤中重金属的来源,采用因子分析法进行源解析.表4是路桥土壤中10种重金属因子载荷.4个因子的累计方差为86.2%,第1和第2因子分别解释了总方差的33.5%和26.9%,第3和第4因子分别解释了总方差的17.2%和8.6%.Cu、Pb、Sn和Sb在第1因子上具有较高的载荷,研究表明,Cu主要来源于电子、冶金及工业废料,Pb是机动车污染源的标识元素[27],Sn和Sb及其化合物主要来源于各类制造业污水的排放[28-30].因此,因子1代表了工业污染.Ag、As和Zn在第2因子上具有较高的载荷.3种金属都是土壤中重要的重金属元素,含量及空间分布受成土母质及人类活动的影响[31],As主要存在于农药和工农业废水中[32],Zn的含量较高,且变异系数大,受工业污染较严重,因此,因子2代表了工业和农业复合污染影响.Ni和Cd在因子3上具有较高的载荷,两种金属的变异系数都小于1,Cd一般可作为使用农药和化肥等农业活动的标识元素[33-34],因此,因子3代表农业污染.Hg在因子4的载荷高,环境中的Hg主要来源于化石燃料297刘红等:台州市路桥农业土壤中重金属的污染分析煤和石油产品的燃烧[35],这些Hg主要从污染源释放于大气,然后沉降下来,路桥土壤各点之间Hg的变异系数较小,表明Hg主要来源于大气沉降.

2.3重金属的潜在生态风险毒性分析本研究选用全国土壤环境背景值调查中浙江省土壤背景值的几何均值作为参比值[36],根据计算路桥土壤中10种重金属的地积累指数如表3所示.由表可知,Cd、Hg、Sb的Igeo均大于0,污染最普遍.Cd平均Igeo为4.5,有78.9%的采样点为强污染以上;其次是Hg,平均Igeo为2.4,65.8%的采样点处于中-强污染;Ag、Cu、Zn和Sb的污染也较严重,平均Igeo分别为1.6、1.9、1.2和1.3,均为中等污染,44.7%的点Ag介于中-强污染;36.8%的点Cu介于中-强污染;15.8%的点Zn介于中-强污染;只有2个点的SbIgeo大于2,但有1个点达到极严重污染.As、Pb和Sn的污染较轻,平均Igeo均小于1,属轻度污染,只有少数点为中等污染.Ni的平均Igeo为0以下,基本对环境没有污染.综合分析上述重金属的地积累指数分级,路桥土壤中10种重金属的污染程度由强至弱依次为:Cd>Hg>Cu>Ag>Sb>Zn>As>Pb≈Sn>Ni.通过计算路桥土壤中7种金属的潜在生态危害系数(Ei)和潜在生态危害综合指数(RI),结果见图3和图4.由图3评价结果可知,路桥土壤中7种重金属生态危害系数均值为190.9,63.2%的点为中等生态危害,7.9%的点为强生态危害(点11、22和32),这与内梅罗综合污染指数法得到的结果较为一致.3个生态危害较高的采样点(点11、22和32的RI分别为:308.1,346.8和388.0)位于乡镇附近,这些地区以电子废物处理为主的小型加工活动较多,使得高毒性重金属直接或者间接地进入土壤.路桥土壤中Hg的生态危害最大,潜在生态危害系数平均值为85.1,为强生态危害.由图4可知,10.5%的点(点11、13、32、37)会对环境产生很强的生态危害,有39.5%的点对环境产生强的生态危害,有13.2%的点(点2、5、7、10、29)对环境产生轻微的生态危害.Cd的生态危害也较大,潜在生态危害系数平均值为70.2,为中等生态危害,其中,有5.3%的点(点22、32)会对环境产生很强的生态危害,有28.9%的点对环境产生强的生态危害,有15.8%的点(点1、5、8、10、13、21)对环境产生轻微的生态危害.综合路桥土壤38个采样点金属平均Ei值,可知各金属对路桥生态风险影响程度从高到低依次为Hg>Cd>Cu>As>Ni>Pb>Zn.Hg和Cd对路桥的生态影响应该受到重视.

3结论

第3篇:土壤重金属污染危害范文

关键词土壤污染;现状;防控;措施

中图分类号:X53文献标志码:BDOI:10.19415/j.cnki.1673-890x.2018.06.082

土地是关系到国计民生的重要资源,当前,国内土壤污染愈演愈烈,导致土地环保质量严重下降,尤其是在工业、商业迅猛发展的大环境下,牺牲土壤生态谋取经济利益的现象屡禁不止。土壤污染已成为环境污染的重要因素,尤其是“三废”污染、石油污染、重金属污染、化学农药污染、放射性污染等,已使土壤生态环境受到严重破坏。在可持续发展理念的引导下,土壤污染已引起了社会各界的高度重视,由此可见,保护土壤质量、维护土壤生态、净化土壤污染已成为当务之急。

1土壤污染的特征

1.1隐蔽且滞后

大气、水、废弃物污染是很容易通过感官而被发现的,但土壤污染却具有很高的隐蔽性,难以直接发现。土壤污染需要对土壤样品进行采样化验,分析其中有害物质的残存量,甚至通过研究人畜等的健康状况才能明确。这就造成土壤污染监管远远滞后于污染现状,而且一旦发现土壤污染,往往是已经发生了很长时间,因此,土壤污染往往具有隐蔽性和滞后性。

1.2累积性

在大气与水体中的污染物质一般较易治理或迁移,但在土壤中却不同,土壤不像大气和水的扩散与稀释能力那么高,而且其中的有毒有害物质积累时间较长、成分复杂,往往治理难度较大。尤其是土壤污染的持续性、渐近性特点,更使污染物质极易在土壤中累积从而超标。

1.3不可逆

重金属对土壤的污染是不可逆转的过程,有很多有机化学物质的污染需要很长的时间才能够降解,有的重金属在土壤中可能需要长达100~200年的时间才能解除污染。这就会使被重金属污染的土壤在很长时间内被贴上“污染”标签,难以被应用到生产生活和经济建设中,同时也会对当地民众的生产生活安全性造成极大危害。

2土壤污染现状与危害

2.1土壤污染现状

土壤是人类生存发展的基础。随着经济的发展,工业化、城市化、农业集约化的变化越来越快,很多未经处理的废弃物都转移到了土壤之中,如重金属、硝酸盐、农药、病原菌等。按照污染物性质,可以分为无机物污染、有机物污染和生物污染;根据污染物的存在状态可分为单一污染、复合污染以及混合污染。目前,我国的土壤污染总体形势非常严峻,部分地区土壤污染严重,并且在有的特殊区域出现了重污染以及高风险污染。土壤污染的途径多种多样,原因很复杂,把控起来难度较大[1]。另外,土壤环境监督管理体系的不健全,土壤污染防治工作的投入力度不够,人们普遍的防治意识薄弱,并且由土壤污染引发的农产品安全问题以及群体性事件已成为威胁人们身心健康、妨碍社会稳定的一个原因。

2.2土壤污染的危害

1)土壤污染对作物危害严重。当土壤中的污染物质含量超标时,其生长出的植物会出现吸收及代谢能力失衡,残留植物體内的有机污染物直接对植物的生长产生影响,有的还会引发遗传变异甚至死亡。2)土壤污染物在植物体内残留。农作物在处于土壤污染的环境中,通过自身的生长发育体系将污染物吸收进自身体内,污染物的残留量在农作物的体内分布不均,并且不同的污染物在其体内停留的时间也不同。一般根部的残留量最多,其次是茎、叶、荚、籽粒,并且在植物体内的停留时间根据污染物的分解性不同而不同,分解性高的,停留时间短,反之停留时间长。3)土壤污染会危害人体健康。土壤中的病原体能够通过食物链的传播进入人体,有的也会通过皮肤侵害人体。放射性污染物主要是通过食物链进入人体。另外有的还会通过呼吸系统侵入人体,使受害者白细胞数量发生改变。

3土壤污染的防治

3.1健全土壤污染法律法规,调查土壤污染状况

针对治理土壤污染的问题,我国已确立了相关法律法规,其内容涉及农业环境保护、防治土地污染等领域,也起到了一定作用。但针对土壤污染问题的日益加重,相关部门需要尽快设立长期稳定的法律法规,并对现有的法律法规进行完善,使土壤污染防治工作更加高效地进行。

土壤污染的治理需要有完善的调查工作为基础,相关部门要建立土壤质量监测数据库,尤其要严格监控污染较为严重的重点区域,建立完善的土壤污染监管档案[2]。国内土壤污染呈现集中性特点,这就使区域土壤污染治理重点更加明确。通过数据调查分析土壤污染的危害性,并根据其污染指数、影响范围制定有效的治理对策,对高危污染区进行全面强化治理。

3.2施用化学改良剂,加强土壤净化能力

实施生物改良,增加土壤环境容量。为了改善土壤质量,可向土壤中施加石灰、碱性磷酸盐、氧化铁、碳酸盐和硫化物等化学改良剂,加速有机物的分解,将重金属固定在土壤中,将其转化为难溶的化合物,防止其迁移造成各种污染。土壤中的有机污染物可以靠植物、真菌、细菌等合作降解,并且通过植物能够带走土壤中的部分重金属。

对于受到重金属污染的土壤,除生态修复之外,还需要对其进行物理修复。当前,土壤电动修复技术已进入研发使用阶段,通过离子电学和电渗析作用清除土壤中的重金属,或者在土壤中计入盐酸溶液,从而清除土壤中的镉、铅等有害重金属。虽然这些新型土壤净化科技尚处于研发阶段,但相信在不久的将来,“科技净土”将成为现实,为土壤净化和保护提供更有效的治理措施。

3.3强化农业生产过程环境监管

相关机构应加强肥料、农药等投入的安全管理工作,严控污水灌溉以及污泥农用行为。加强对农业的污染控制,严禁使用重金属超标的农药化肥,尤其的化学杀伤性、残留性高的农药化肥,从源头抓起杜绝土壤种植性污染[3]。优先发展生态农业,鼓励并发展无公害、绿色和有机农产品的生产基地的建设。农业部门和环保部门要联合行动,密切关注土壤污染治理能效,通过生态农业的发展的优化土壤性质,提高土壤污染治理效率。

3.4优化产业规划布局

加强规划布局,防止重污染企业等的建设开发生产等活动对周边土壤造成污染,设置区域环评、规划环评等程序,避免各种不合乎要求的开发项目的开展造成土壤污染。环境部门要针对土壤重污染区域划定污染红线,定期监测周边土壤污染情况,尤其是与周边民众生产生活密切相关的土壤治理更要提起重视。规划当地产业布局有利于强化土壤生态保护基础,控制土壤污染源,最大限度地降低土壤污染风险。

4结语

土壤环境问题在现代社会中已日益突显,国家对于环境保护工作也愈加重视。为了实现现代社会各方面的可持续性发展,土壤污染问题必须着重解决,相关部门以及大众都需要为之努力,营造一个健康的工作生活环境。

参考文献: 

[1] 何鹏.土壤污染现状危害及治理[J].吉林蔬菜,2012(9):55-56. 

第4篇:土壤重金属污染危害范文

Abstract:Soilpollutioninruralareasisseriouslyharmed.Itnotonlyaffectsthesafetyofagriculturalfoodandhumanhealth,butalsoreducestheecologicalqualityinruralareas.Inordertostrengthentheprotectionofsoilinruralareas,thispaperanalyzesthecharacteristics,typesandhazardsofsoilpollutioninruralareasbycombiningwithalargeamountofliterature,andputsforwardsomeconcretemeasurestopreventandcontrolsoilpollutioninthefuture.

关键词:土壤污染;特点;类型;危害;治理策略

Keywords:soilpollution;characteristics;types;hazards;managementstrategies

中图分类号:X53文献标识码:A文章编号:1006-4311(2018)08-0044-02

0引言

随着人类社会活动和农业生产的日益频繁,农村地区土壤污染越来越严重,对我国农业生产和农民生活造成了严重危害。近些年来,我国加大了土壤污染治理力度,特别是2014年推出的《环保法案修订案》为我国农村地区土壤治理指明了方向,确保土壤污染防治的相关工作落实,对我国环保工作展开起到了积极作用。

1农村土壤污染的特点、类型及危害

1.1特点

第一,累积性。大气、水体中的污染物容易扩散、转移,而土壤中的污染物不具备这样的特性,易积累在土壤中;第二,隐蔽性。大气、水体中的污染物一般通过视觉、嗅觉、触觉等方式可以直接感觉到,但是土壤中的污染物要经过样品检测、分析后才能发现,所以很难发现;第三,难逆转性。重金属是土壤污染的主要源头,其在土壤中很难消失、稀释,实现完全的降解需要很长时间;第四,不均匀性。由于土壤中的污染物转移速度慢,且土壤土质差异大,造成污染物分布不均匀;第五,治理任务艰巨。土壤污染一旦发生,治理难度十分大。仅仅是切断污染源头就要花费大量的资金和时间,后期恢复更是一个长期过程。

1.2污染类型

调查显示,农村地区土壤污染主要包含以下几个方面。第一,化肥、农药的不当使用污染土壤。化肥及农药的使用能大大提高粮食作物的产量。但是氮、磷等化学肥料的长期大量使用却能破坏土壤结构,造成土壤板结、耕地土壤退化、致使耕层变浅、耕性变差、保水肥能力下降、增加了农业生产成本,影响了农作物的产量和质量。第二,废水污染土壤。使用生活污水和工业废水灌溉农田是导致土壤污染的重要原因之一。但是这些污水中含有大量重金属、酚、氰化物等有毒有害的物质,它们会将污水中有毒有害的物质带至农田,在灌溉渠中形成污染带。第三,大气污染土壤。大气中的有害气体主要是由工业生产、汽车尾气和生活取暖排出的有毒气体,它的污染面大、覆盖范围广,会对土壤造成严重污染。废气污染大致分为两类:一是气体污染,如二氧化硫、氟化物、氮氧化物、碳氫化合物等,在大气和水滴中转化为硫酸、硝酸等随雨雪落地,形成酸雨。酸雨不仅直接腐蚀农作物,而且降低土壤缓冲能力;第四,固体颗粒污染,如粉尘、烟尘等固体粒子及烟雾,雾气等液体粒子,它们通过沉降或降水进入土壤,造成污染。第四、生物残体和牲畜排泄物对土壤的污染。利用禽畜饲养场的粪便和屠宰场的废物作农业肥料,如果不进行物理和生化处理,则其中的寄生虫、病原菌和病毒等可导致土壤和水域污染,并通过水和农作物危害人群健康。第五,固体污染物的污染。固体废弃物主要是农用地膜和工业、生活固体废弃物。一是各种农用塑料薄膜作为大棚、地膜覆盖物被广泛使用,如果管理、回收不善。大量残膜碎片散落田间,会造成农田“白色污染”。这样的固体污染物既不易蒸发、挥发,也不易被土壤微生物分解,是一种长期滞留土壤的污染物。土壤内非降解残留膜数量超过土壤自净容量时,会影响农田机械耕作,破坏土壤结构。二是工业废渣和生活垃圾如果不经有效处理,随意丢弃或简单深埋处理不仅占用大量土地资源,其产生的有毒物质还将严重污染土壤。在我国,有大量的城市垃圾都是采取深埋(或者露天处理)的方式简单处理,而垃圾填埋场大部分选择城市郊区。而且,由于农村经济发展落后,虽然垃圾数量相对较少,但有效处理率极低,垃圾基本是露天堆放。第六,重金属元素引起的污染。汽油中添加的防爆剂四乙基铅随废气排出污染土壤,造成铅污染;各种大量使用杀虫剂、杀菌剂、杀鼠剂和除草剂导致砷污染;铀矿开采和浓缩、钍矿开采、核实验、核废料处理、燃烧发电厂、磷酸盐矿开采及加工都是土壤辐射污染的来源。还有,铜、锰、镉等重金属长期潜伏在土壤中,随着时间的推移而慢慢累积,达到一定量后,就会出现重金属超标,给土壤造成严重污染。在重金属超标土壤中生长期起来的农作物也会含有重金属含量,人食用后,损伤人体肝脏等器官。此外,重金属污染降解慢,对土壤的污染是持续性的,难以治理。第七,其他有机物污染。部分化工企业多的农村地区,由于化工企业排放物中有大量的有机物,如硫化物、苯酚等,这些物质造成土壤中的微生物疯狂生长,破坏土壤结构,进入人体后可能致癌。

1.3污染危害

我国是农业大国,農业在国民经济中占据十分重要的地位。同时,我国也是人口大国,每年都需要数量庞大的粮食。农村土壤污染后,除了破坏农业生态环境,降农产品食品安全外,还会危及人体生命健康。从长远角度看,农村土地污染的难治理性会增加治理工作的难度,在漫长的治理过程中,污染土壤持续影响农业生产,不利于农业产业健康发展,可能引起食品安全危机。根据国土资源部统计表明,目前全国耕种土地面积的10%以上已受重金属污染。全国土壤总的点位超标率为16.1%,其中轻微、轻度、中度和重度污染点位比例分别为11.2%、2.3%、1.5%和1.1%。中国工程院院士罗锡文2011年10月份曾表示,全国3亿亩耕地正在受到重金属污染的威胁,占全国农田总数的1/6。环保部文件显示,在对我国30万公顷基本农田保护区土壤有害重金属抽样监测时发现,有3.6万公顷土壤重金属超标,超标率达12.1%。

2农村地区土壤治理策略

农村地区土壤污染,直接影响着农村地区生态安全和农作物食品安全,危及人体生命健康。一旦污染的农食品流入市场,极可能造成食品安全问题。针对这样的情况,我国政府部门一直高度重视农村土壤污染治理工作,加强防御保护,重点治理已经污染的土壤,恢复土壤层结构,为农作物生长提供安全的生长环境。

2.1清理污染土壤

由于土壤污染具有隐蔽性和难治理性,为了尽快恢复土壤结构组成,通过清理污染土壤将土壤中的重金属污染区和有机物污染区消除掉,降低土壤中的重金属和有机物含量,使污染土壤能够正常的重视农作物。这就是人们常说的物理还原法。如,部分地区通过物理还原法清理污染土壤区域后,将未污染的土壤换填在污染区上,避免重金属持续污染土壤,使土壤结构组分得以恢复。此外,有的地区在重污染土壤位置上浇筑水泥,用以固定污染物,防止污染物转移,进一步扩大污染面。待污染区域土壤测试合格后,继续种植农作物,可促进土壤结构恢复。

2.2对污染物进行化学反应处理

除了采用物理还原法外,还可以采用化学反应方法处理农村污染土壤。这种方法能够彻底解决土壤污染物污染问题,减少土壤修复过程中的环境破坏,特别是适合污染面积大区域的土壤污染治理工作。利用化学方法进行农村土壤污染治理的常用方法有化学氧化、化学还原、电化学修复、化学淋洗等。其中,化学氧化和化学还原主要是利用氧化剂、还原剂与污染物的化学反应来降解污染物,或降低污染物毒性,进而降低土壤污染严重程度。化学淋洗方法是通过化学溶剂把土壤中的污染物清转移出去,便于集中处理污染物,加快土壤污染治理和恢复。

2.3利用微生物进行土壤治理

有机物中的微生物虽然是造成土壤污染的主要根源,但是有些微生物以污染物作为事物,能够消耗和分解污染物。所以,农村土壤污染治理可以采用微生物修复法,将有益的微生物群落引入到污染土壤中,利用这些微生物吸附重金属离子,使重金属离子价态改变,进而降低重金属含量。

微生物不仅能降低土壤中的重金属含量,还能消耗土壤中的有机物,使复杂的有机物分解为成分比较简单的有机物,加快有机物污染降解速度,达到污染治理目的。目前,微生物治理土壤污染的方法已经有了很普遍应用,具体实践中要充分考虑土壤环境,根据土壤情况和污染程度高低选择适合的菌种群落,否则无法发挥出微生物的污染物分解作用。特别是污染程度严重区域,微生物可能出现死亡情况,所以需要进一步分析微生物污染治理法。

2.4在污染土壤上种植植被

很多植物具有污染物固定、分解、吸收等作用,在土壤污染地区种植植物,可以利用植物的特性、功能达到污染治理目的。目前,常用的植被修复主要强调污染物提取,即通过植物将污染物转移到植物内部,减少污染物在土壤中的累积,降低土壤污染严重程度。除了吸收污染物外,植物还能固定土壤,减少水土流失,改善土壤结构,使污染土壤逐渐恢复种植条件。

3结论

综上所述,农村地区土壤污染危害极大。为了降低土壤危害,各级政府部门和相关单位高度重视农村土壤污染治理工作,通过物理法、化学法、微生物法、植被法等一系列方法治理污染,并恢复土壤结构组分,尽快恢土壤种植条件。在这基础上,还应注重土壤污染防御,减少土壤污染源,保护农村土壤安全。

参考文献: 

[1]朱天宇.论述农村地区土壤污染治理策略[J].农村经济与科技,2016,27(12):25. 

[2]任兴超.浅议我国土壤污染现状及治理措施[J].新农村,2013. 

[3]刘福兴,宋祥甫,邹国燕,付子轼,刘娅琴,薛利红,杨林章.农村面源污染治理的“4R”理论与工程实践——水环境生态修复技术[J].农业环境科学学报,2013,32(11):2105-2111. 

[4]吴隽雅.农地土壤污染治理公私协作法律机制探析[J].华北电力大学学报(社会科学版),2017,23(01):1-4,18. 

第5篇:土壤重金属污染危害范文

关键词:蔬菜基地;土壤;重金属;累积;来源;生态危害

中图分类号:X830;X820.4 文献标识码:A 文章编号:0439-8114(2013)09-2016-05

土壤是人类的衣食之源和生存之本,即便是经济技术高速发展的今天,土壤依然是最基本的生产要素和各种经济关系的物质载体。然而,随着现代工业和城镇化水平的不断提高,工业“三废”、生活废弃物的大量增加,化肥、农药、农膜等投入品大量使用,致使农业生态环境受到不同程度的污染[1]。重金属在农田土壤中的累积会引起复杂生物效应,一方面会制约作物生长发育,促进早衰,降低产量,并对营养元素的吸收起到颉颃作用从而降低农产品的品质;另一方面,土壤中的重金属可以通过根系进入植物体,再通过食物链的传递和富集,最终危害人体健康[2]。由于重金属元素化学性质稳定,其土壤污染过程具有隐蔽性、长期性和不可逆性等特点而受到全社会的广泛关注。

蔬菜在国民生活中占有重要的地位,是日常生活中必不可少的食物。目前,蔬菜基地已成为我国大中城市蔬菜的主要供应源。一般来讲,蔬菜基地蔬菜生产具有集约化程度高、农业投入品施用强度大、灌溉用水比旱作物多等特点,导致各种外源污染物进入农田土壤的几率也高,势必造成重金属元素在土壤中累积,直接影响蔬菜的质量安全。因此,对天门市蔬菜基地土壤重金属的累积状况与潜在生态危害进行评价有着重要意义。本研究通过对天门市5个主要蔬菜基地土壤进行采样监测,揭示土壤中重金属的累积动态,分析污染物来源,并评估其潜在生态危害程度,以期为蔬菜基地生态环境保护和农产品质量安全监管提供科学依据。

1 材料与方法

1.1 研究区概况

天门市位于鄂中,地处江汉平原北部,汉江下游左岸,跨东经112°35′-113°28′,北纬30°23′-30°54′,属于北亚热带季风气候区。多年日均气温16.4 ℃,年平均降雨量1 113.3 mm,日照时数1 872.4 h,无霜期249.6 d。天门市在菜蓝子工程建设中先后在河湖平原的多宝、张港、蒋场、黄潭、岳口、小板、杨林、沉湖及岗状平原的九真、皂市等乡镇建立了10个蔬菜基地,基地面积1.214万hm2,占天门市耕地总面积的11.21%。本研究区选择在河湖平原,该区土壤发育于江汉近代河流冲积物(Q4),基地土壤为灰潮土,土壤有较强的石灰性反应,主要土壤类型是灰油沙土和灰正土。

1.2 样品采集与制备

调查采样时,按照必须有重金属元素的污染源,采样点具有代表性和典型性,不同采样点应选在相同类型母质上以避免因母质不同而产生差异[3]的原则,选择河湖平原的多宝、张港、黄潭、小板、杨林等5个蔬菜基地为采样区,共布设21个采样点,每个采样点按梅花点法5点取样,用竹铲等量采集0~20 cm耕层土壤,混合均匀后用四分法留取1 kg混合土样。土样经自然风干,剔除样品中碎石、沙砾及植物残体,用木棍碾碎并用玛瑙研钵研磨,分别过20目和100目尼龙筛装袋备用。

1.3 分析方法

1.5 土壤重金属潜在生态危害指数评价方法

2 结果与分析

2.1 土壤重金属含量特征

天门市主要蔬菜基地土壤重金属含量的统计特征值及湖北省土壤背景值、国家土壤Ⅱ级标准值列于表3。由表3可知,天门市主要蔬菜基地土壤重金属Hg、Cd、As、Cr、Pb、Cu的总体平均含量分别为0.066、0.168、6.850、67.940、10.730和27.090 mg/kg。然而,由于人类干扰强度的不同,5个蔬菜基地土壤中6种重金属元素的浓度已呈现出较为明显的空间分布特征。差异显著性分析发现,Cd、Cr和Pb以杨林基地土壤含量最高,与多宝、张港、黄潭、小板4个基地土壤含量存在显著差异;Hg与Cu则以黄潭基地土壤含量最高,与多宝、张港、小板、杨林4个基地土壤含量也存在显著差异;而土壤中As含量黄潭、小板、杨林3个基地土壤含量差异不显著,但与多宝、张港2个基地土壤含量均有显著差异。

与湖北省土壤背景值[4]相比,5个蔬菜基地土壤重金属的平均含量除As、Pb外,黄潭和小板基地的Hg、杨林基地的Cd、多宝与杨林基地的Cr以及黄潭基地的Cu均高于相应元素的背景值,存在明显的累积现象;与保障农业生产,维护人体健康的国家土壤Ⅱ级标准值[6]相比,21个供试土样重金属Hg、Cd、As、Cr、Pb、Cu的含量均在标准限量内。由此可见,天门市主要蔬菜基地土壤中As、Pb处于本底状态,Hg、Cd、Cr、Cu在不同基地高于湖北土壤背景值,但低于国家土壤环境质量Ⅱ级标准值,土壤尚没被污染,只是受到外源污染物Hg、Cd、Cr、Cu的轻度玷污,其土地利用一般不受限制[7]。

2.2 土壤重金属累积特征

2.3 土壤重金属来源

农田土壤重金属来源于成土母质和人类活动,同一来源的重金属之间存在着相关性,因此可根据土壤中重金属全量相关性推测重金属来源。若不同重金属间有显著的相关性,说明有相同来源的可能性较大,否则来源不止一个。由表5可知,天门市主要蔬菜基地土壤中,Cr与Pb的相关系数最大,为0.709,达到极显著正相关水平;其次,Hg与Cu、As与Cu、Cd与Pb的相关系数分别为0.637、0.620、0.548,也均达到极显著正相关水平,表明Pb、Cu及Cr同源的概率较大。

根据实地调查及有关资料分析,天门市主要蔬菜基地土壤中外源重金属以4种来源为主。来源一为大气中重金属沉降。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有重金属的有害气体和粉尘等,大多数是经自然沉降和雨淋沉降而进入土壤[9]。来源二为施用含有重金属的化肥、农药等农业化学投入品。通常化肥中含有一定成分的重金属,一般磷肥、含磷复合肥含有较高的Hg、Cd、As和Pb等重金属元素,氮肥和钾肥中这些重金属元素含量较低,但氮肥中Pb的含量较高。天门市分别始于1951年、1954年和1972年在农业生产上施用氮肥、磷肥和复合肥。我国第一次农业污染源普查结果显示,天门市2007年度纯N施用量为788.85 kg/hm2,P2O5为345.45 kg/hm2,其单位面积施用量双双位居全省各地、市、州的第一名,分别是全省平均施用量的1.52倍和1.67倍。可见,天门市如此长时间、高强度地施用氮肥、磷肥和复合肥,必然会造成Hg、Cd、As、Pb等重金属元素在农田土壤中的累积。同时,天门市主要蔬菜基地一般由老棉田演变而来,曾于1971年前多年使用汞制剂农药氯化乙基汞(西力生)和醋酸苯汞(赛力散)、1962年起使用铜制剂农药硫酸铜和1972年起使用砷制剂农药甲基胂酸锌(稻脚青)防治棉花苗病,以及改种蔬菜后使用各种铜制剂农药防治蔬菜病害,导致Hg、Cu、As等重金属元素在农田的累积。来源三为施用含有重金属的畜禽粪便与生活垃圾。随着现代畜牧业发展,饲料中一般都含有一定量的Cu、As等重金属元素,这些重金属元素随粪便排出体外,施入农田后在土壤中累积。据估算[10],2006年度天门市仅猪粪、鸡粪中Cu、As的排放量全市耕地平均污染负荷量就达1.738和0.223 kg/hm2。而农村生活垃圾堆肥中往往重金属含量也比较高,如垃圾中电池、日光灯管、体温计等含Hg废弃物较多,施入农田其重金属也会在土壤中累积。来源四为地膜残留。天门市从1982年开始推广地膜覆盖技术,但因地膜强度低,易破碎,使用后难以捡拾回收,地膜残留量大,造成了土壤的白色污染,且覆盖年限越长,污染也越严重[11]。由于地膜在生产过程中加入了含有Cd、Pb的热稳定剂,残留地膜中的Cd、Pb向土壤中渗透、迁移,污染其土壤[12]。

2.4 土壤重金属潜在生态危害评价

3 结论

1)天门市主要蔬菜基地土壤重金属As、Pb处于本底状态,Hg、Cd、Cr、Cu在不同基地高于湖北土壤背景值,但低于国家土壤环境质量Ⅱ级标准值,土壤尚没被污染,只是受到外源污染物的轻度玷污,其土地利用一般不受限制。

2)土壤重金属累积性评价结果表明,Hg、Cd、Cr、Cu在不同蔬菜基地已形成轻度累积,5个基地土壤重金属综合累积水平为轻度累积。

3)大气中重金属沉降、施用含有重金属的化肥、农药、禽畜粪便和生活垃圾以及地膜残留是天门市主要蔬菜基地土壤中重金属来源的主要贡献者。

4)潜在生态危害指数法评价结果表明,5个蔬菜基地土壤重金属的潜在生态危害程度处于轻微生态危害状态,Hg与Cd为土壤中主要生态危害因子。

参考文献:

[1] 王 军,陈振楼,王 初,等.上海崇明岛蔬菜地土壤重金属含量与生态风险预警评估[J].环境科学,2007,28(3):647-653.

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[3] 苏年华,张金彪,王玉默.福建省土壤重金属污染及其评价[J].福建农业大学学报(自然科学版),1994,23(4):434-439.

[4] 刘凤枝,马锦秋.土壤监测分析实用手册[M].北京:化学工业出版社,2012.

[5] HAKANSON L. An ecological risk index for aquatic pollution control-A sedimentological approach[J]. Water Research,1980, 14(8):975-1001.

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[8] 徐宏林,祝莉玲,杨 军,等.嘉鱼蔬菜基地土壤重金属污染状况调查与评价[J]. 湖北农业科学,2011,50(7):1347-1349.

[9] 赵小虎,王富华,张 冲,等.南方菜地重金属污染状况及蔬菜安全生产调控措施[J].农业环境与发展,2007(3):91-94.

[10] 沈体忠,刘佑林,雷代英,等.武汉城市圈畜禽粪便资源量及养殖业对环境的潜在影响——以天门市为例[J].长江大学学报(自然科学版·农学卷),2009,6(3):70-74,78.

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[12] 袁俊霞.农用残膜的污染与防治[J].农业环境与发展,2003(1):31-32.

第6篇:土壤重金属污染危害范文

【关键词】土壤;铬污染;来源;修复技术

土壤是人类赖以生存的主要自然资源之一,也是人类生态环境的重要组成部分。但是随着工矿业的迅速发展,土壤重金属污染已日益严重,污染土壤中的重金属主要有汞、镉、铅、铜、铬、砷、镍、铁、锰、锌等,本文将以重金属铬污染为例来介绍土壤重金属污染的危害和修复技术。

1.土壤中重金属铬的来源

铬和铬盐作为重要的工业原料,主要用于化工、冶金、制革、电镀等行业,在国民经济的建设中起着重要的作用,这些工业部门分布点多而广,每天排出大量含铬废水和废气,因此污染环境的铬主要来自于含铬金属工业部门排放的“三废”,其中,大气和水是污染土壤的媒介,大气污染物通过降水、沉降、溶解进人土壤,水中的污染物通过排污、灌溉及地下水污染土壤。土壤中重金属铬的污染来源主要有以下几种:

1.1大气中重金属格的沉降

从工业区吹来的大气中含铬颗粒的沉降或被含铬污染物被雨水冲刷到土壤中是土壤中铬污染的主要来源之一。

1.2农药、化肥和塑料薄膜的使用

由于传统无机磷肥的使用,进而导致土壤重金属Cd、Cu、Cr、Zn、Ni的污染。此外,重金属元素是肥料中报道最多的污染物,我国磷肥中含有较多的有害重金属,肥料中Cr、Pb、As元素的含量较高,而土壤的环境容量(Cr、As)又较低,因而使用这些废料可能会引起土壤中Cr、As的较快积累,引起土壤中重金属铬的污染。

1.3污水灌溉

河水和灌溉用水中铬的沉淀被土壤吸附是土壤中铬的来源之一,含铬灌溉用水中的铬只有0.28%~15%为作为吸收,而85%~95%累积在土壤中,并肌肤全部集中于表土中。

1.4其他来源

污泥及城市垃圾中含有大量的有机质和氮、磷、钾等营养元素,但同时也含有大量的重金属,随着市政污泥进人农田,使得农田中的重金属的含量在不断提高;此外,金属矿山的开采、冶炼、重金属尾矿、冶炼废渣和矿渣堆放等,都有可能被溶出,形成含重金属离子的废水,随着废水的排放或降雨而使其带人到水环境(如河流等)中或直接进人土壤,这些都可以直接或间接地造成土壤重金属污染。

2.壤重金属铬污染的危害

2.1 对人体健康的危害

铬在土壤中主要有两种价态:Cr6+和Cr3+。两种价态的行为极为不同,前者活性低而毒性高,后者恰恰相反。Cr3+主要存在于土壤与沉积物中,Cr6+主要存在于水中,但易被Fe2+和有机物等还原。铬的毒性与其赋存形态有极大关系, 环境中Cr (III ) 由于不易进人细胞, 被认为是基本无毒的, 因此铬的毒性及危害主要来自于Cr (VI ),Cr (VI ) 化合物毒性比Cr (III ) 高10 倍左右, 水溶性Cr (VI ) 被列为对人体危害最大的八种化学物质之一, 是美国EPA 公认的129 种重点污染物之一, 同时也是国际公认的三种致癌金属物之一。工人在接触、吸人或摄人Cr (VI )或其化合物后, 会出现以下毒性危害: 如皮炎、过敏性和湿疹性皮肤反应、皮肤和粘膜溃疡、鼻中隔穿孔、过敏性哮喘、支气管癌、肺癌、胃肠炎、咽炎及肝、肾的损害 。实验表明, 六价铬化合物具有免疫毒性、神经毒性、生殖毒性、肾脏毒性及致癌性等。

2.2 对植物的影响

铬在植物中的存在具有普遍性。微量元素Cr 是植物生长发育所必需的, 缺乏Cr 元素会影响植物的正常发育, 但体内积累过量又会引起毒害作用。通过对叶绿蛋白、叶绿素中铬的研究发现一定形式、一定数量的铬对植物生长可起到促进作用, 能增强光合作用并提高产量; 但过量的铬将引起花叶症、黄瓜癌、雍菜瘤、菠萝瘤等, 此外, 过量的铬会抑制水稻、玉米、油菜、棉花、萝卜等作物的生长。在铬污染条件下,小白菜的叶绿素值的下降趋势最为明显,如图1所示,随着土壤中铬浓度的升高,小白菜叶绿素的合成逐渐受抑制。

3.土壤中重金属铬污染修复技术

目前土壤中重金属铬的污染治理主要有两条思路:一是改变铬在土壤或沉积物中的存在形态,将Cr(Ⅵ)还原为毒性相对较小的Cr(Ⅲ),降低其在土壤环境中的生物可利用性;二是将铬从土壤或沉积物中清除。围绕这两条思路,国内外发展出一系列修复技术,如固定化/稳定化、淋洗法、洗土法、电动力学修复法、化学还原法、植物修复、微生物修复。

3.1固定化/稳定化

固定/稳定化是向铬污染的土壤中加人固化/稳定化剂(也可以辅以一定的还原剂,用于还原Cr(Ⅵ)),通过吸附、离子交换、络合以及氧化还原等作用等Cr(Ⅵ)转化为难溶、低毒性的物质,使其不再向周围环境迁移。如Poletini等将Cr(Ⅲ)含量为500mg/kg的土壤与水泥、Ca(OH)2混合,7d后Cr(Ⅲ)被有效固定。但该方法需将土壤挖掘出来,成本较高,处理效果有待进一步提高。

3.2 淋洗法

一般污染土壤所含铬为水溶Cr(Ⅵ),是被土壤颗粒表面吸附的水溶性铬酸盐,或溶解在土壤(毛细管)孔隙水中的铬酸盐。当没有新的铬酸盐进人土壤时,随着雨水、地下水或人工回灌水的不断溶解淋洗,加上人为泵出处理,土壤中水溶性铬酸盐将逐渐洗脱离开土壤,最终使土壤中的Cr(Ⅵ)含量符合无害化要求,其中,泵出处理主要是将洗脱水抽送至地面装置,利用吸附法或氧化还原沉淀法去除洗脱水中的Cr(Ⅵ),净化后的水可继续回灌淋洗土壤。

虽然淋洗法已在去除土壤/沉积物中有机物的污染方面已有大规模的应用,但在重金属污染修复方面的应用仍有限,而且淋洗法仅适用于高渗透性土壤/沉积物,对含水率达到20%-30%以上的粘质土/壤土效果不佳。化学清洗法虽然费用较低,且操作人员不直接接触污染物,但仅适用于砂壤等渗透系数大的土壤,而且引人的清洗剂易造成二次污染。

3.3 化学还原法

化学还原法是利用还原剂如铁屑、硫酸亚铁或其他一些价格便宜、容易得到的化学还原剂将污染土壤/沉积物中的Cr(Ⅵ)还原成Cr(Ⅲ),形成难溶的化合物,从而降低铬在土壤环境中的迁移性和生物可利用性,包括原位和异位修复两种。常用的还原剂有硫酸亚铁(FeSO4)、多硫化钙CaS5、焦亚硫酸钠/亚硫酸氢钠(Na2S04/NaHSO3)、石灰等。

可渗透反应栅技术(Permeable reactive barrier,PRB)是一类原位修复污染土壤/沉积物及地下水的新型技术,其中,胶态FeO-PRB技术可以有效地修复铬污染土壤和地下水。研究表明,在铬污染土壤地区的水流走向下方处挖井或横沟,然后注人胶态状零价铁粉形成FeO应栅,当Cr(Ⅵ)污染物顺着水流经过该反应栅时,Cr(Ⅵ)即被还原为沉淀态的Cr(Ⅲ)。在用PRB修复的重金属污染物中,以铬的研究最多,目前已有5个工程完成。

化学还原法成本较低,可实现工业化应用,但是当Cr(Ⅵ)存在于土壤/沉积物颗粒内部时,退难与还原剂接触并发生氧化颊原反应,因而要把这部分六价铬从土壤中浸出,就需要额外的超量还原剂来还原它。在这个过程中,还原剂有可能被冲走,也可能被其他物质氧化。另外,向土壤中添加的还原剂有可能造成二次污染。因此,土壤颗粒内部的六价铬的去除是化学还原法的难点。

3.4 有机物还原法

铬酸盐是多种有机合成的氧化剂,许多有机物如柠檬酸、酒石酸、草酸是常用的Cr(Ⅵ)还原剂。动物排泄物和动植物遗骸常年累积形成的腐植土、泥炭,含有大量具有强还原性的多种有机酸,它能将土壤中的Cr(Ⅵ)还原为Cr(Ⅲ),且部分有机物还能与Cr(Ⅲ)形成稳定的赘合物,从而促进Cr(Ⅵ)的快速还原。

3.5 电动修复法

电动力学修复法是在铬污染土壤两端加上低压直流电场,在各种电动效应(电渗析、电迁移和电泳等)的作用下将铬迁移到阴极室(Cr3+)或阳极室(Cr6+),最终在电极区富集,然后再进行回收处理。目前已有大量研究结果表明该技术可用于修复处理重金属铬、铅、锌等以及酚、甲苯等有机物,但工程应用实例不多。电动修复法主要适用于低渗透性的土壤、大颗粒和小颗粒土壤介质、多相不均匀土壤介质。

3.6 植物修复

植物修复是通过绿色植物来固定、吸收、转移、转化和降解有机物,使之转变为对环境无害的物质或者对污染物加以回收利用的一种技术。广义的植物修复是指利用植物来净化空气,或者利用植物及其根际圈微生物体系来净化污水和治理的污染土壤。狭义的植物修复是指利用植物及其根际微生物体系治理污染的土壤。植物稳定、植物提取和植物挥发是重金属污染土壤植物修复的三种主要类型。植物修复的运行成本较低,回收和处理富集重金属的植物比较容易,因此近年来植物修复重金属污染土壤逐渐得到了重视和发展。

3.7 微生物修复

微生物修复Cr(Ⅵ)污染土壤主要有吸附和还原两种方式,但利用微生物吸附法去除土壤中Cr(Ⅵ)的研究较少。微生物还原法即利用土壤中的土著微生物或向污染土壤中补充经驯化的高效微生物,通过微生物还原反应,将Cr(Ⅵ)还原为Cr(Ⅲ),从而达到修复铬污染土壤的目的。微生物修复的优点是不需要输人多的能量,不引人有毒试剂,不会破坏植物生长所需的土壤环境,而且可以使用没有生态风险的生物菌株,是一个很有潜力的技术。

4.结束语

综上所述,土壤受到重金属污染的原因复杂多样。因此,我们详细分析污染的来源,了解它的危害,不仅要采用多种修复方法对土壤重金属污染进行防治,更要不断探索,从实践中找到新的修复方法,确保我们生活土地的环境状况。

参考文献

第7篇:土壤重金属污染危害范文

硒(Se)是人体健康必需的微量元素[1],大量研究表明Se缺乏或过量都会导致人产生多种病症[2-4]。从世界范围来看,土壤Se缺乏很普遍,我国低Se、缺Se面积约占72%[5]。2006年海南生态地球化学调查发现富Se土壤在海南岛分布广泛,约占其陆地面积的27%[6],如何开发海南宝贵的富Se土壤资源,变资源优势为经济优势已成为研究热点。由于大米在我国多数人们饮食结构中具有不可或缺的地位,因此海南省富Se土壤资源开发的首选方向应是种植富Se水稻。但是迄今为止,系统研究海南省稻田土壤中的Se含量未见相关报道。另外已有研究发现大巴山高Se土壤中V、Ni和Ca等元素的含量异常高,并存在显著正相关[7]。紫阳蒿坪地区双安乡土壤中Se含量高达16.9mg/kg,但其中Mo、V、F和As的平均值也分别达到99、1134、1041和111mg/kg,均达到毒害水平[8]。因此土壤硒可能伴生其它元素,尤其重金属,这对食品安全不利。目前对海南香蕉[9]、胡椒[10]和菠萝[11]主要种植区土壤的重金属含量进行研究发现部分地区Cd、Cr、Pb和As等有毒重金属元素中的一种或多种超过国家土壤环境质量的二级标准值(GB15618—1995),针对海南稻田土壤中的重金属含量只报道了文昌[12]和万宁[13]两个地区,但系统研究海南省稻田土壤重金属含量未见报道,尤其与Se分布的相关关系不清楚,而这对清洁且富硒的稻田区划非常重要。本文通过采集海南省18个市(县)代表性的稻田土壤样品,研究Se和5种有毒重金属元素(Hg、Cd、Cr、Pb和As)的含量、分布及其相关关系,并对Se和重金属的安全性进行评价,可为合理区划清洁且富Se稻田提供理论依据,从而为开发海南宝贵的富Se土壤资源奠定基础。 1材料与方法 1.1土样采集 分别在海南省18个市(县)种植水稻规模较大的主要乡(镇),选择面积较大、代表几种主要母质类型发育的稻田土壤,采用GPS定位采集。每个样点在同一母质类型发育的成片水稻田中随机选择5—10个点,用木铲采集0—20cm耕层土样,混合后按四分法取样品约1kg。由于海南省中部以山区为主,稻田土壤相对较少,因而布点较少,样点具体分布如图1,共采集280个土壤样品。所有样品自然风干,通过0.25mm和0.15mm的尼龙筛,供分析所用。 1.2研究方法 1.2.1土壤Se含量的测定 参考周鑫斌等[14]的方法,并且做了一些改进。称取通过0.15mm筛的土壤样品约0.25g于100mL的三角瓶,加入10mL混合酸(HNO3∶HClO4=4∶1),盖上弯颈漏斗,静置过夜后在电热板低温砂浴硝化1h,然后再逐步升温,微沸条件下硝化至无色并冒白烟,取下,稍冷后加入5mLHCl(HCl∶H2O=1∶1),继续加热至无色并冒白烟,取下,冷却,再加5mLHCl(HCl∶H2O=1∶1),全部转入25mL容量瓶中。硝化后待测液中的Se含量用北京吉天AFS-830a原子荧光光谱仪测定,每批样品测定都以土壤标准物质(GSS-4、GSS-6、GSS-7,国家物化探研究所提供)作内标,测定回收率为87%—115%。 1.2.2土壤重金属含量的测定 土壤样品经风干并过0.25mm筛,按照土壤环境监测技术规范(HJ/T166—2004)测定5种重金属含量,其中As和Hg用王水(HCl∶HNO3=1∶3)水浴加热熔融,然后用原子荧光光谱仪测定;Cr、Cd以及Pb用王水再加HClO4、HF熔融,然后Cd用等离子体质谱仪测定,Cr、Pb用等离子体光谱仪测定,所有样品由海南省地质测试研究中心测定。 1.2.3土壤重金属安全性评价方法 评价方法采用最常用的单项污染指数法和内梅罗综合污染指数法。为了进一步确定稻田土壤重金属潜在的生态危害效应,还用Hakanson潜在生态指数法[15],分别以海南省土壤背景值[16]和全国土壤背景值[17]作为参比值对海南稻田土壤重金属潜在生态风险进行评价,所有计算方法与分级标准见参考文献[15,18]。 1.3数据分析 测定结果用DPSv7.05统计软件进行统计分析,采样点分布图用ArcMap9.3软件绘制,重金属含量分布图用相同软件,并用克里格插值方法进行绘制。 2结果与分析 2.1稻田土壤Se含量与分布 2.1.1稻田土壤Se含量 稻田土壤Se含量从痕量到1.532mg/kg之间,平均为0.211mg/kg,变异系数达到91%,说明不同地区稻田土壤Se含量差异较大。按照谭见安[19]的分级方法,采集的280个样品中101个处于缺乏水平,占36%;高Se土壤(>0.4mg/kg)仅占12%;未发现Se过剩(中毒)(>3mg/kg)样品(表1)。2.1.2稻田土壤Se分布海南各市(县)的稻田土壤平均Se含量差异较大,最大值(琼海0.364mg/kg)是最小值(乐东0.061mg/kg)的6倍。各市(县)中稻田土壤Se含量的变异系数都超过50%,最高的为111%,说明即使在同一市(县)的不同乡(镇),稻田土壤的Se含量差异也较大,合理区划富Se稻田非常必要。本研究采集的各市(县)稻田土壤中Se含量达到高水平(>0.4mg/kg,即富Se水平)都不是太多,但是占各自采集样品百分比最高的是琼海,即35%,其次是万宁、澄迈、定安和文昌,略高于或等于20%,有四个市县为零,即昌江、陵水、五指山和乐东。如果从中等及其以上水平(>0.175mg/kg)来看,超过50%的有8个市(县),其中最高是琼海和定安,分别达到85%和73%,即两个地区采集的稻田土壤样品多数处于中等Se含量水平以上,其次是澄迈、保亭、万宁、文昌、昌江、海口,这些市(县)多数集中在海南的东北部,最低的也是五指山(22%)和乐东(6%)(表2)。2.2稻田土壤重金属含量与分布2.2.1稻田土壤重金属含量由表3可知稻田土壤中Hg、Cd、Cr、Pb和As含量不高,平均值均低于国家土壤环境质量的一级标准值,也低于全国土壤背景值,表明海南稻田土壤相对比较清洁。但Hg、Cd和Cr3种重金属元素含量的最大值均超过二级标准,Hg的最大值是二级标准的5倍多,Cd和Cr都是2倍多,只是超出二级标准的样品个数不多,Hg、Cd和Cr的超标率分别为0.7%、1.4%和3.9%,而且Hg、Cd平均含量分别比海南省土壤背景值增加1.6和2.3倍。土壤中5种重金属含量的变异系数都很大,尤其是Hg和Cr的分别达到179%和171%,表明不同地区重金属含量差异较大,在土壤重金属含量较高的地方种植水稻时要特别注意监测稻米中重金属含量。#p#分页标题#e# 2.2.2稻田重金属分布 为了更形象直观的了解重金属在海南各市(县)的分布,用ArcMap9.3软件且克里格插值方法绘制了重金属含量分布图(图2)。从图2可知:Hg含量较高的主要集中在海口和三亚,还有海口周边的澄迈、定安、琼海和文昌部分地区;较低的是中部的白沙和西南部的乐东地区。Cd含量较高的主要集中在海口,还有昌江至白沙一带;最低主要在文昌东部地区。Cr含量较高的主要集中在海口及其周边的市县,如临高、澄迈、定安、文昌和琼海的部分地区;最低主要在东方和乐东。Pb含量较高的主要集中在昌江、东方至乐东西部沿海一带,还有儋州和白沙部分地区;较低的主要集中在临高和文昌。As量较高的主要集中在海口、澄迈、白沙、东方和昌江一带,还有琼海、万宁和三亚部分地区,较低的集中在文昌、五指山、保亭和陵水一带。综上所述,几种重金属含量较高的主要集中在海口及其周边的澄迈、定安、琼海和文昌部分地区,白沙、昌江和东方和三亚部分地区有些重金属含量也较高,较低的有文昌的东部、乐东、五指山、琼中、保亭、陵水一带。 2.3稻田土壤Se与重金属之间的相关性分析 研究土壤中重金属含量的相关性可以推测重金属的来源是否相同,如果重金属含量之间有显著的相关性,说明其同源的可能性较大[20]。由表4可知,土壤Se、重金属之间的相关性普遍较强,土壤Se与Hg、Cd和As呈极显著或显著正相关,说明Se与Hg、Cd和As的来源可能相同,海南农业土壤重金属主要来源于成土母质及基岩[21],说明初步推测海南稻田土壤Se与Hg、Cd和As都主要来源于母质,即稻田土壤Se可能伴生Hg、Cd和As,另外Hg、Cd平均含量远超海南省土壤背景值,说明这两种重金属可能还有其它污染源,今后应加强研究控制其污染源。 2.4稻田土壤重金属的安全性评价 如前所述海南稻田土壤相对比较清洁,因而单项污染指数法和综合污染指数法采用绿色食品产地环境技术条件(NY/T391—2000)中的限量标准(Hg临界值为0.25mg/kg、Cd0.3mg/kg、Cr120mg/kg、Pb50mg/kg和As25mg/kg)为标准[10]。用单项污染指数法和内梅罗综合污染指数法评价海南稻田土壤重金属的污染状况,结果都是清洁的(表5)。但是采用不同的参比值,Hakanson潜在生态指数法评价结果却完全不同,若以全国土壤背景值做参比值,潜在生态危害系数和指数都表明生态危害是轻微级;但是以海南省土壤背景值做参比值,潜在生态危害指数达到211.54,属于强生态危害,从潜在生态危害系数来看Hg(102.61)和Cd(98.89)达到强生态危害,其余3种重金属潜在生态危害系数都很小,几乎都小于5,所以应注意Hg和Cd污染,这与前面所述Hg和Cd平均含量远超海南背景值一致。 3讨论 3.1海南稻田土壤重金属的安全性评价 郝丽虹等[22]研究指出海南岛农用地中的Hg、Cd、Cr、Pb和As平均含量均低于国家环境质量二级标准值,只有个别点超标。用单因子污染指数和多因子综合指数评价文昌的稻田土壤Hg、Cd、Cr、Pb和As污染状况,结果表明除个别点达到轻污染外,大多数是清洁的[12],同样类似的研究指出万宁市稻田土壤都是清洁的[13]。本研究也得到类似的结果,稻田土壤中Hg、Cd、Cr、Pb和As平均含量均低于国家土壤环境质量一级标准值和全国土壤背景值,但Hg、Cd和Cr3种重金属元素含量的最大值均超过二级标准,只是超出二级标准的样品个数不多,Hg、Cd和Cr的超标率分别为0.7%、1.4%和3.9%,这些个别点可能受外来污染源影响。以绿色食品产地环境技术条件的限量标准为标准,用单项污染指数法和综合污染指数法评价海南稻田土壤重金属的污染状况,结果都表明海南稻田土壤是清洁的,满足发展绿色稻米的立地条件。尽管目前海南稻田土壤的重金属平均含量绝对值较低,但是Hg、Cd平均含量分别比海南省土壤背景值增加1.6和2.3倍,可推测稻田土壤Hg和Cd含量相比过去有明显增加的趋势,有潜在的生态危害效应。以海南省土壤背景值做参比值,Hakanson潜在生态危害指数达到211.54,属于强生态危害,从潜在生态危害系数来看Hg(102.61)和Cd(98.89)达到强生态危害,与前推测一致;而以全国土壤背景值做参比值,潜在生态危害系数和指数都表明生态危害是轻微级,因此综合来看在海南评价土壤重金属污染状况用Hakanson潜在生态危害指数法评价,而且以海南土壤背景值做参比值得到的结果更可靠。贵阳花溪区石灰土林地土壤重金属采用单因子污染指数、多因子综合指数与Hakanson潜在生态危害指数所得出的结果是一致[15],但是本研究结果表明Hakanson潜在生态指数法只有以全国土壤背景值做参比值得到的结果才与单因子污染指数和多因子综合指数的评价结果一致,即是清洁的,以海南省土壤背景值做参比值得到的结果属于强生态危害,主要原因是海南土壤背景值低于全国土壤背景值(表3),这与李福燕的研究结果类似[16]。从Hg、Cd的分布图来看其含量较高的主要集中在东北部的海口及其周边市(县),可能受工业或其它人为活动(肥料、农药)的影响,今后应研究弄清楚Hg、Cd除母质外的来源,特别需要关注其对农产品安全的影响。 3.2海南富Se水稻田区划 1998年廖金凤[23]研究指出海南省土壤全Se含量为0.043—0.785mg/kg,水稻土Se量较低,在0.043—0.145mg/kg之间,平均为0.110mg/kg。而2006年海南省地质大调查发现富Se土壤分布广泛,而且分布集中、含量适宜(0.4—2.8mg/kg)[6],这可能与采样布点方式及样点数量有关。本研究采集的280个稻田土壤耕作层样品的Se含量从痕量到1.532mg/kg之间,平均值(0.211mg/kg)略低于全国土壤平均值(0.29mg/kg)[17]、贵州稻田土壤平均值((0.360±0.230)mg/kg)[24]和浙江稻田土壤平均值(0.29mg/kg)[25],但占47.5%的土壤Se含量处于中等及以上水平(>0.175mg/kg),而且这些处于中等及以上水平的稻田土壤Se含量平均值为0.342mg/kg,接近富Se(0.4mg/kg)水平,而且均没有达到Se毒水平(>3mg/kg),因此可在海南一定区域种植富Se水稻。廖金凤[23]研究指出土壤Se含量在海南省东北部地区最高,其次是中部和东部地区,西部和西南部地区较低。海南地质大调查也发现富Se土壤在海南东北部发育较全,海口、澄迈、儋州、屯昌、琼中以及文昌至万宁一带均有成片集中分布,Se缺乏区主要分布在滨海平原区以及乐东周边[6]。本研究得到相似的结果,Se含量高的稻田土壤主要集中在海南东北部的海口及其周边的澄迈、定安、文昌和琼海,还有东南部的万宁和保亭,最高的是琼海和定安;Se含量较低的集中在五指山和乐东。如前所述稻田土壤重金属平均含量较低,达到绿色食品立地土壤环境条件要求,只有个别点超过国家二级标准,因此可暂时不考虑重金属污染,故可在上述Se含量高的稻田土壤上种植富Se水稻,尤其是土壤富Se百分比较高的琼海和定安。但是即使同一市(县)不同乡(镇)的稻田土壤Se含量差异较大,如最大值(1.532mg/kg)与最小值都出现在琼海市,因此要准确规划富Se稻田土壤,还需在Se含量较高的几个市(县)增加采样密度,进一步确定具体的富Se水稻田。另外本研究发现尽管海南省稻田土壤总体是清洁的,即5种有毒重金属平均含量的绝对值均不高,但是海口及周边市(县)Se含量较高,5种重金属含量也较高,稻田土壤Se含量与Hg、Cd和As含量呈极显著或显著正相关,稻田土壤Se可能伴生Hg、Cd和As。而且本研究测定的是土壤Se和重金属的全量,并不代表都可以被作物吸收利用,土壤Se在酸性条件下有效性较低,碱性条件下较高[26-27],相反很多重金属在酸性条件下生物有效性较高[28],而海南省稻田土壤酸性较强(平均pH值为5.2),因此有待进一步研究稻田土壤Se与重金属的有效性及其相互作用,以便生产出绿色的富Se优质大米,促进海南热带高效农业的发展。#p#分页标题#e# 4结论 海南省稻田土壤中Hg、Cd、Cr、Pb和As平均含量均低于国家土壤环境质量一级标准值和全国土壤背景值,用单项污染指数法和内梅罗综合污染指数法的评价结果都是清洁的,但以海南省土壤背景值做参比值,Hakanson潜在生态危害指数达到211.54,属于强生态危害,从潜在生态危害系数来看,Hg(102.61)和Cd(98.89)达到强生态危害,应注意控制Hg和Cd污染源。稻田土壤的Se含量从痕量到1.532mg/kg之间,平均值为0.211mg/kg,但占47.5%的土壤Se含量处于中等及以上水平(>0.175mg/kg)。Se含量高的稻田土壤主要集中在海南东北部的海口及其周边的澄迈、定安、文昌和琼海,还有东南部的万宁和保亭,由于重金属平均含量还比较低,可暂时忽略污染,因此可在这些区域种植富Se水稻,尤其琼海和定安。稻田土壤Se与Hg、Cd和As呈极显著或显著正相关,应加强研究稻田土壤Se与Hg、Cd和As的有效性及其相互作用,以便生产出绿色的富Se优质大米。

第8篇:土壤重金属污染危害范文

重金属污染对我们来说已经不是一个陌生的话题。那么究竟什么是重金属污染?它对我们的健康到底有多大的危害呢?它有是怎样跑到我们的体内去的呢?下面将一一介绍。

重金属指比重大于4或5的金属,约有45种,如铜、铅、锌、铁、钴、镍、钒、铌、钽、钛、锰、镉、汞、钨、钼、金、银等。尽管锰、铜、锌等重金属是生命活动所需要的微量元素,但是大部分重金属如汞、铅、镉等并非生命活动所必须,而且所有重金属超过一定浓度都对人体有毒。体内重金属的正常含量及超标的症状如下:

铅:人体内正常的铅含量应该在0.1毫克/升,如果含量超标,容易引起贫血,损害神经系统。而幼儿大脑受铅的损害要比成人敏感得多。

砷:俗称“砒霜”,如果24小时内尿液中的砷含量大于100微克/升就使中枢神经系统发生紊乱,并有致癌的可能,而且如果孕妇体内砷超标还会诱发畸胎。

镉:正常人血液中的镉浓度小于5微克/升,尿中小于1微克/升。如果长期摄入微量镉容易引起骨痛病。

汞:正常人血液中的汞小于5-10微克/升,尿液中的汞浓度小于20微克/升。如果急性汞中毒,会诱发肝炎和血尿。

重金属进入人体的途径主要有三种,分别是吃的食物、水和大气。

据中科院陈同斌博士透露,北京有部分古老的城市公园里表层土壤的重金属含量较高。这是因为,那些古老公园里亭台楼阁相对多,雕梁画栋更是比比皆是,由于早些年的油漆为了增强防腐性,其中的铅、砷等重金属含量超标。这些油漆内的重金属跑到了土壤里,就造成了公园土壤重金属超标。由于北京起风比较平常,这些细小的尘土携带着人们根本察觉不到的重金属,通过人的呼吸作用就会进入人体。除北京外,国内其他比较古老的城市公园也有这中情况出现。

水的污染通常都是由当地工厂废水排放造成的,这种现象在京城各大区县几乎都有。通州就是其中一个比较明显的地方,虽然这些年通州在现代化建设方面做得比较好,但是那里是污水灌溉时间比较长的地区,过去的污水中重金属含量往往较高,浇灌土壤后容易产生污染。这些含有超标重金属的废水一旦排到干净下游,就会污染大片水源。由于这种受重金属污染的水在颜色、气味等方面与正常水没有差别,农民根本看不出来,一旦用这些水来灌溉,必然会让土壤及农作物成为重金属污染对象。蔬菜是最易“吸收”重金属元素的农作物,因此土壤被环境重金属污染后生长的蔬菜与其它作物相比,蔬菜对多种重金属富集量要大得多,经证明,在被污染的土壤里生产出的蔬菜的有毒物质含量可达土壤中有害物质含量的3-6倍。(按:人畜食用了被重金属污染的蔬菜后,在体内浓缩积累会带来严重的后果,如被列为世界公害典型之一的日本富山县的骨痛病,就是由重金属镉污染引起的;我国广西一些被镉污染的地区,人体的镉含量高出正常人的7倍,经X光检验,人体骨骼也已显着病变。)人吃了在重金属污染的土壤上种出来的农作物,很容易受到重金属的毒害。

蔬菜水果是我们日常生活中最重要的部分。既然重金属污染危害这么大,那么那些受到重金属污染的蔬菜水果我们能不能通过多浸泡、多清洗或多煮来去除重金属呢?陈同斌博士表示,这些效果都不大,因为重金属污染是从植物根系中上来的,它存在于植物的体内,不像农药那样大部分都喷洒在农作物外表,多洗就可以清除干净。

有一种比较可行的办法就是注意选购一些蔬菜品种,比如生菜、莴苣容易富集镉,可以尽量少食。另外,叶类菜是所有蔬菜中最容易受重金属污染的,最好也要少食用。但这只是治标不治本,最根本的解决方法还是要防治土壤的重金属污染。土壤重金属污染与有机物的污染不同,它不能被分解消失,即使人为的控制土壤环境条件使重金属的有害作用暂时减弱,它也能在适当的时候恢复。因此如果蔬菜的生长环境一旦遭到重金属污染,要想恢复和治理就非常的困难。目前土壤重金属污染的控制方法 主要有以下几种方法:

1)利用不同植物种类对污染物吸收差异的特性,合理安排蔬菜轮作茬口,使具有一定程度污染土壤生产的蔬菜达到或接近食品卫生标准,以降低重金属进入食物链的量,如有的蔬菜不易“吸收”镉,那么如果菜田土壤的镉含量多点种植该蔬菜就不会造成多大的危害。该方法不需投资,方法简便,效果也比较好,但必须在有关的专家指导下进行。

2)控制土壤环境条件,降低重金属污染物对植物的有效性。如可以施用石灰、胡敏酸、钙镁磷肥等土壤改良剂对土壤进行处理,使易被蔬菜吸收的重金属元素在这些改良剂的作用下通过化学反应转换为蔬菜不吸收的有机结合态。这种方法有一缺点,由于土壤中的重金属元素的这种化学反应是可逆的,有一定条件下又会从有机结合态回转成易被蔬菜吸收的形态。比如说随着酸性污水的浸染,土壤中已经被固定的重金属元素又会被活化为可被蔬菜吸收的交换态。

3)对重金属污染土壤最彻底的改良方法是铲除其表土,这就是农业工程客土法,所谓客土,就是用外来的土壤换掉已被污染了的菜田土。这种方法在日本土壤污染地区应用很广,可以彻底清除已污染的土壤,根本断绝植物生长的污染基质,在无外来污染浸入的前提下,可保证蔬菜的正常生长和残留达标,但这种方法工程量大,耗资也巨。

4)严格控制灌溉水中重金属元素的浓度,杜绝用未经处理的工业废水和城市污水直接灌溉菜田。一旦菜田受重金属灌溉水的污染,所有改良成果都会毁于一旦。

总之,重金属污染虽然是个严峻的问题,但是只要我们明白并高度重视它人体健康的危害,相信用我们人类的智慧和决心一定能够战胜它。

参考文献:

(1)陈同斌,石培华,李锐 《拯救走向荒芜的土地》商务印书馆 2001-9

(2)魏振枢 《环境水化学》 化学工业出版社

(3)张辉 《土壤环境学》 化学工业出版社 2006-1-1

(3)叶振国

第9篇:土壤重金属污染危害范文

关键词:重金属;污染;研究;治理方法

中图分类号:R155文献标识码:A文章编号:1674-0432(2012)-02-0141-1

1 蔬菜是人们日常生活中必不可少的食物,蔬菜质量的优劣直接关系到人们的身体健康

影响蔬菜质量的最大危害是重金属污染。蔬菜中重金属污染主要来自工业“三废”,城镇生活垃圾、污水及农业生产本身。按蔬菜被污染的途径,可有以下几个方面的来源。

1.1 污水的灌溉

城市工业的发展和城市化进程的加快,水资源逐渐匮乏,污水灌溉已成为农业灌溉用水的重要组成部分,工业废水中往往含有重金属。大量的不加处理的工业废水和废渣排放江河、湖中,使水资源受到不同程度的污染,蔬菜生产和增产主要靠灌溉。城市工矿区,郊区菜田不得不大量使用工业废水和生活污水灌溉菜田。所以,我国主要的土壤重金属污染区都是由于污水灌溉引起的。

1.2 工业废渣

据不完全统计;全国75个城市历年积累的工业废渣和尾矿达715.72亿t,1980年统计78个省市工业废渣共4.8亿t。这些废渣不仅占用了大片土地,而且造成更多的土壤污染。特别是城市近郊区和工矿企业附近的蔬菜地受重金属污染愈来愈严重。

1.3 农业生产活动

(1)在农业生产活动中人们为了片面的追求高产,增加效益,大量的施用含有Hg、Cd、Pb、As等不合格的化肥,城市垃圾不经任何处理直接当作肥料施用,导致土壤有机质和作物必需的营养元素含量降低,重金属含量超标,从而影响蔬菜的;(2)农业生产活动中,农用塑料薄膜,生产应用的稳定剂等都含有重金属Cd和As,在大量使用塑料大棚和地膜过程中都可能造成土壤重金属的污染,从而对蔬菜等农作物的生长、产量、品质均有较大的危害。

1.4 其他方面来源

随着汽车工业的迅速发展,含Pb汽油的大量使用、汽车尾气的排放、汽车轮胎磨损产生的大量重金属、有毒有害气体、粉尘等,都会引起交通干线附近土壤和蔬菜等作物的重金属污染。还有油中的Cd、镀Cd的工艺等生产或排放过程均将含有Cd废物排入土壤造成污染。此外,还有微生物的污染。

2 重金属对人体健康最直接的影响之一就是对食品安全造成威胁

大多数消费者的食品安全观念仅仅在农药残留和食品变质上,对土壤重金属污染影响食品安全的问题知之甚少。而且重金属污染具有潜在性,普通消费者无法从外观上判断农产品是否受重金属污染而避开它。

(1)不同重金属对身体危害不同,对人体危害最大的是有机汞,它不仅毒性高,能伤害大脑,而且比较稳定,在人体内停留的半寿命长达70d之久,所以即使剂量很少也可累积致毒。可见,重金属给人类带来的危害是无法估量的,因此,无污染蔬菜的生产正日益受到人们的重视。

(2)目前,菜地和蔬菜遭受到污染是十分严重的,已经暴露出来的重金属和硝酸盐的污染必须给以足够的重视。土壤污染对蔬菜影响较大的重金属有Cd、Hg、Cr、As等。

3 治理土壤中重金属的方法

我们通过对各种蔬菜做实验找到不同蔬菜超标时的土壤临界浓度,通过控制和治理土壤中的重金属含量来控制蔬菜中重金属的含量。由于蔬菜重金属的主要来源是土壤,我们可以通过以下几个方面对土壤中的重金属进行治理。

3.1 土壤污染的防治

土壤污染可采用工程措施,它包括:(1)客土法:就是在污染土壤上加入净土。但客人的土应尽量选择比较粘重或有机质含量高的土壤,以增加土壤容量,减少客土量。本法适应于浅根植物和移动性较差的污染物。(2)换土法:就是将已污染的土壤移去,换上新土;而换土法对小面积严重污染且污染物是有放射性或易扩散难分解的土壤是必须的,以防止扩大范围,危害人畜健康。

3.2 加强对工业“三废”的治理和综合利用

(1)禁止使用未经处理的工业污水灌溉农田。在积极慎重地推广污水灌溉的同时,对灌溉农田的污水,必须进行严格的监测和控制。(2)减少工业废水和生活污水的排放量,发展区域性污染防治系统,包括制定区域性水质管理规划,合理利用自然净化能力,实行排放污染物的总量控制,调整工业布局,改变产品结构,除此之外,还应有完善的管理措施。工业布局要合理,改变燃料的燃烧方法,绿化造林,采用高烟囱和高效除尘设备,采取集中供热,减少交通废气污染,施用低毒、低残留的农药等。(3)选择未受工业废水、废渣、废气污染的农田,在远离城市的工矿企业、医院、生活垃圾、生活用水等污染源的地区建立蔬菜生产基地。

3.3 对粪便、垃圾和生活污水进行无公害化处理