土壤重金属污染

土壤重金金属污染染摘要：随随着现代代工业的的发展，工工业排出出的污染染物越来来越多，土土壤的重重金属污污染就是是一个例例子，土土壤污染染对人类类的身心心都造成成了巨大大的危害害。本文文主要就就土壤重重金属的的概念、来来源种类类、特点点危害、采采样检测测、防治治修复等等方面都都做了一一定的阐阐述。Withh thhe ddeveeloppmennt oof mmodeern inddusttry, inndusstriial disschaargeepollluttantts iis morre aand morre, soiil hheavvy mmetaal ppolllutiion is onee exxampple, sooil pollluttionnhass ccaussed greeat harrm oon hhumaan bbodyy annd mmindd . Thhis papper disscusssess thhe cconcceptt, ooriggin of soiil hheavvy mmetaal ttypees aand chaaraccterristticss, ssampplinng ttesttingg annd pprevventtionn haarm reppairr alll aaspeectss weere disscusssedd ass weell。关键词：土壤污污染，重重金属，危危害据报道，目目前我国国受镉、砷砷、铬、铅铅等重金金属污染染耕地面面积近 20000 万万公顷，约约占总耕耕地面积积的 11/5，其其中工业业“三废废”污染染耕地 10000 万万公顷，污水灌溉的农田面积已达 330 多万公顷。例如：某省曾对 47 个县和郊区的 259 万公顷耕地（占全省耕地面积的五分之二）进行过调查。其结果表明，75% 的县已受到不同程度的重金属污染的潜在威胁，而且污染趋势仍在加重。 一 土壤重重金属污污染的定定义重金属系系指密度度4.00以上约约60种种元素或或密度在在5.00以上的的45种种元素。但是由于不同的重金属在土壤中的毒性差别很大，所以在环境科学中人们通常关注锌、铜、钴、镍、锡、钒、汞、镉、铅、铬、钴等。砷、硒是非金属，但是它的毒性及某些性质与重金属相似，所以将砷、硒列入重金属污染物范围内。由于土壤中铁和锰含量较高，因而一般不太注意它们的污染问题，但在强还原条件下，铁和锰所引起的毒害亦应引起足够的重视。 土土壤重金金属污染染是指由由于人类类活动将将重金属属带入到到土壤中中，致使使土壤中中重金属属含量明明显高于于背景含含量、并并可能造造成现存存的或潜潜在的土土壤质量量退化、生生态与环环境恶化化的现象象。1 如下下图为土土壤环境境质量标标准值（GGB155618819995） 单单位: mg/kg级别一级二级三级土壤pHH自然背景景7.556.55项目镉汞砷水田田旱田田铜农田田果园园铅铬水田田旱地地0.2000.1551515353590900.3000.3003040501502502501500.3000.50025301002003003002000.6001.020251002003503502501.01.53040400400500400300六六六滴滴锑0.0550.0550.5000.5001.01.0但是土壤壤本身含含有一定定量的重重金属元元素，如如植物生生长所必必须的MMn、CCu、ZZn等。因因此，只只有当叠叠加进入入土壤的的重金属属元素累累积的浓浓度超过过了作物物需要和和忍受程程度，作作物才表表现出受受毒害症症状，或或作物生生长并未未受害但但产品中中某种金金属的含含量超过过标准，造造成对人人畜的危危害时，才才能认为为土壤已已被重金金属污染染。2二 重金属属的来源源、种类类 土土壤重金金属来源源广泛，主主要包括括有大气气降尘、污污水灌溉溉、工业业废弃物物得不当当堆置、矿矿业活动动、农药药和化肥肥等。1、 大气中重重金属沉沉降大气中的的重金属属主要来来源于工工业生产产、汽车车尾气排排放及汽汽车轮胎胎磨损产产生的大大量含重重金属的的有害气气体和粉粉尘等。它它们主要要分布在在工矿的的周围和和公路、铁铁路的两两侧。大大气中的的大多数数重金属属是经自自然沉降降和雨淋淋沉降进进入土壤壤的。经经过自然然沉降和和雨淋沉沉降进入入土壤的的重金属属污染，主主要以工工矿烟囱囱、废物物堆和公公路为中中心，向向四周及及两侧扩扩散；由由城市郊区农区，随随距城市市的距离离加大而而降低，特特别是城城市的郊郊区污染染较为严严重。此此外，还还与城市市的人口口密度、城城市土地地利用率率、机动动车密度度成正相相关；重重工业越越发达，污污染相对对就越严严重。 例例如：南南京某生生产铬的的重工业业厂铬铬污染叠叠加已超超过当地地背景值值4.44倍，污污染以车车间烟囱囱为中心，范范围达11.5 k，污染染范围最最大延伸伸下限11.388 kmm。还有有1988619888年期期间甘肃肃白银有有色金属属基地降降水和降降尘输入入到农田田的重金金属为CCd 110.88g/(h.a)，其其中铅、砷砷均高于于灌溉水水的输入入量。2、 污水灌溉溉污水灌溉溉一般指指使用经经过一定定处理的的城市污污水灌溉溉农田、森森林和草草地。城城市污水水包括生生活污水水、商业业污水和和工业废废水。由由于城市市工业化化的迅速速发展，大大量的工工业废水水涌入河河道，使使城市污污水中含含有的许许多重金金属离子子，随着着污水灌灌溉而进进入土壤壤。在分分布上，往往往是靠靠近污染染源头和和城市工工业区土土壤污染染严重，远远离污染染源头和和城市工工业区，土土壤几乎乎不污染染。污灌在我我国北方方比较严严重，因因为北方方比较干干旱，缺缺水严重重，而许许多大城城市都是是重工业业大城市市，所以以农业用用水更加加紧张，污污灌在这这些地区区比较普普遍。北北方旱作作地区污污灌约占占全国污污灌面积积的900%以上上。南方方地区的的污灌面面积仅占占6%，其其余在西西北和青青藏。污污灌导致致土壤重重金属HHg、CCd、CCr、AAs、CCu、ZZn、PPb等含含量的增增加。淮淮阳污灌灌区自污污灌以来来，金属属Hg、CCd、CCr、PPb、AAs等就就逐渐增增高，11995519997年年已超过过警戒级级。太原原污灌区区的重金金属Pbb、Cdd、Crr含量远远远超过过其当地地背景值值，且积积累量逐逐年增高高。 污灌是是解决干干旱地区区作物需需水问题题的一条条可行途途径。然然而，污污灌所导导致的土土壤污染染特别是是重金属属污染必必须引起起足够的的重视，污污灌废水水的质量量必须严严格控制制在国家家灌溉水水质标准准内。3、 肥料和农农药施用含有有铅、汞汞、镉、砷砷等的农农药和不不合理地地施用化化肥，都都可以导导致土壤壤中重金金属的污污染。一一般过磷磷酸盐中中含有较较多的重重金属HHg、CCd、AAs、ZZn、PPb，磷磷肥次之之,，氮氮肥和钾钾肥含量量较低，但但氮肥中中铅含量量较高，其其中Ass和Cdd污染严严重。经过对上上海地区区菜园土土地、粮粮棉地的的研究，施施肥后，CCd的含含量从00.1334 mmg/kkg升到到0.3316 mg/kg，HHg的含含量从00.222 mgg/kgg升到00.399 mgg/kgg，Cuu、Znn 增长长2/33。通过过新西兰兰50 a前和和现今同同一地点点58个个土样分分析，自自施用磷磷肥后，镉镉从0.39 mg/kg升升至0.85 mg/kg。在在阿根廷廷由于传传统无机机磷肥的的施入,进而导导致土壤壤重金属属Cd、CCr、CCu、ZZn、NNi、PPb的污污染。 大量量使用含含有重金金属的农农药也是是造成土土壤金属属污染的的一个重重要原因因，例如如果园土土壤中CCu的累累积主要要来自于于长期使使用含CCu农药药的后果果。4、 采矿和冶冶炼金属矿山山的开采采、冶炼炼、重金金属尾矿矿、冶炼炼废渣和和矿渣堆堆放等，可可以被酸酸溶出含含重金属属离子的的矿山酸酸性废水水，随着着矿山排排水和降降雨使之之带入水水环境（如如河流等等）或直直接进入入土壤，都都可以间间接或直直接地造造成土壤壤重金属属污染。这在我国南方地区表现的尤为突出。19899年我国国有色冶冶金工业业向环境境中排放放重金属属Hg为为56 t，CCd为888 tt，Ass为1773 tt，Pbb为2226 tt277。矿矿山酸性性废水重重金属污污染的范范围一般般在矿山山的周围围或河流流的下游游，在河河流中不不同河段段的重金金属污染染往往受受污染源源（矿山山）控制制，河流流同一污污染源的的下段自自上游到到下游,由于金金属元素素迁移能能力减弱弱和水体体自净化化能力的的适度恢恢复，金金属化学学污染强强度逐渐渐降低。而在同一一个地区区，土壤壤中重金金属污染染物的来来源可能能是单一一的也可可能是多多样的。通过研究究徐州荆荆马河区区域土壤壤重金属属污染的的成因中中指出：Cr、CCu、ZZn、PPb是由由垃圾施施用引起起的，AAs是由由农灌引引起的，CCd是由由农灌和和垃圾施施用引起起的，HHg是各各种途径径都具备备。通过对山山东省耕耕地重金金属元素素污染状状况的研研究说明明，工业业快速发发展地区区铅高于于农业环环境，铅铅与距公公路远近近有关。乡乡镇企业业技术、设设备落后后，原材材料利用用率低，造造成其周周边土壤壤重金属属污染相相当严重重。由此可见见重金属属污染在在我国十十分严重重和普遍遍。三、重金金属污染染的特点点及危害在土壤环环境中重重金属污污染特点点可以分分为两部部分：一一是土壤壤环境中中重金属属自身的的特点，二二是区别别与水体体和大气气等介质质中的特特点。3 11、形态态变换较较为复杂杂 重重金属多多为过渡渡元素，有有着较多多的价态态变化，且且随环境境Eh，ppH配位位体的不不同呈现现不同的的价态、化化合态和和结合态态。重金金属形态态不同则则其毒性性也不同同。 22、有机机态比无无机态的的毒性大大 33、毒性性与价态态和化合合物的种种类有关关 44、环境境中的迁迁移转化化形式多多样化 55、生物物毒性效效应的浓浓度较低低 66、在生生物体内内积累和和富集 77、在土土壤环境境中不易易被察觉觉 88、在环环境中不不会降解解和消除除 99、在人人体内呈呈慢性毒毒性过程程 110、土土壤环境境分布呈呈区域性性 过过量的重重金属会会引起植植物生理理功能紊紊乱、营营养失调调、发生生病变，重重金属不不能被土土壤微生生物所降降解，可可在土壤壤中不断断累积，也也可为生生物所富富集并通通过食物物链在人人体体内内积累，进进而危害害人体健健康。土土壤一旦旦遭受重重金属污污染，就就很难彻彻底消除除，污染染物还会会向地下下水和地地表水中中迁移，从从而扩大大其污染染。因此此重金属属对土壤壤的污染染是一类类后果非非常严重重的环境境问题。人类因土土壤重金金属污染染而遭受受的危害害有：4(1)土土壤污染染使本来来就紧张张的耕地地资源更更加短缺缺;(2)土土壤污染染给农业业发展带带来很大大的不利利影响;(3)土土壤污染染中的污污染物具具有迁移移性和滞滞留性，有有可能继继续造成成新的土土地污染染;(4)土土壤污染染严重危危及后代代子孙的的利益，不不利于经经济的可可持续发发展;(5)土土壤污染染造成严严重的经经济损失失; (6)土壤污污染给人人民的身身体健康康带来极极大的威威胁;(7)土土壤污染染也是造造成其他他污染的的重要原原因四、重金金属污染染的监测测和采样样采样点的的设置(一) 布设原原则 (11) 合合理地划划分采样样单元。 (22) 对对于土壤壤污染监监测，哪哪里有污污染就在在哪里布布点。 (33) 采采样点不不能设在在田边、沟沟边、路路边、肥肥堆边及及水土流流失严重重或表层层土被破破坏处。(二) 采样点点数量根据监测测目的、区区域范围围大小及及其环境境状况等等因素确确定。一一般每个个采样单单元最少少设3个采样样点。单个采样样单元内内采样点点数可按按下式估估算：式中：nn每个个采样单单元布设设的最少少采样点点数； s样本相相对标准准偏差，即即变异系系数；t置置信因子子，当置置信水平平为955%时，t值为1.96；d允允许偏差差，当规规定抽样样精度不不低于880%时时，d取0.22。(三) 采样点点布设方方法1.对角角线布点点法适用于面面积较小小、地势势平坦的的污水灌灌溉或污污染河水水灌溉的的田块。2. 梅梅花形布布点法适用于面面积较小小、地势势平坦、土土壤物质质和污染染程度较较均匀的的地块。3. 棋棋盘式布布点法适用于中中等面积积、地势势平坦、地地形完整整开阔的的地块，一一般设110个以以上分点点。该法法也适用用于受固固体废物物污染的的土壤，应应设200个以上上分点。4. 蛇蛇形布点点法适用于面面积较大大、地势势不很平平坦、土土壤不够够均匀的的田块。 5. 放射状状布点法法适用于大大气污染染型土壤壤。 6. 网格布布点法适用于地地形平缓缓的地块块。农用用化学物物质污染染型土壤壤、土壤壤背景值值调查常常用这种种方法。 监测方方法，包包括土壤壤样品预预处理方方法和分分析测定定方法。分析测定定常用原原子吸收收分光光光度法、分分光光度度法、原原子荧光光法、气气相色谱谱法、电电化学分分析法及及化学分分析法等等。选择分析析方法的的原则：第一，标标准方法法；第二二，权威威部门规规定或推推荐的方方法;第三，自自选等效效方法。五、对重重金属污污染的防防治及修修复对土壤污污染的预预防：控制和消消除土壤壤污染源源，是防防止污染染的根本本措施。土壤对污污染物所所具有的的净化能能力相当当于一定定的处理理能力。控制土壤壤污染源源，即控控制进入入土壤中中的污染染物的数数量和速速度，通通过其自自然净化化，而不不致引起起土壤污污染。一）控制制和消除除工业“三废”排放大力推广广闭路循循环，无无毒工艺艺，以减减少或消消除污染染物的排排放。对对工业“三废”进行回回收收理理，化害害为利。对对所排放放的“三废”要进行行净化处处理，并并严格控控制污染染物排放放量和浓浓度，使使之符合合排放标标准。二）加强强土壤污污灌区的的监测和和管理对用污水水进行灌灌溉的污污灌区，要要加强对对灌溉污污水的水水质监测测，了解解水中污污染物质质的成分分、含量量及其动动态变化化，避免免带有不不易降解解的高残残留的污污染物随随水进入入土壤，引引起土壤壤污染。三）合理理施用化化肥和农农药禁止或限限制使用用剧毒，高高残留性性农药，大大力发展展高效、低低毒、低低残留农农药，发发展生物物防治措措施。根根据农药药特性，合合理施用用，制订订使用农农药的安安全间隔隔期。采采用综合合防治措措施，既既要防治治病虫害害对农作作物的威威胁，又又要做到到既高效效又经济济地把农农药对环环境和人人体健康康的影响响限制在在最低程程度。同同时，为为保证农农业的增增产，合合理施用用化学肥肥料是必必需的，但但施用过过量也会会造成土土壤或地地下水的的污染。四）增加加土壤容容量和提提高土壤壤净化能能力增加土壤壤有机质质含量、砂砂掺粘改改良砂性性土壤，以以增加和和改善土土壤胶体体的种类类和数量量，增加加土壤对对有害物物质的吸吸附能力力和吸附附量，从从而减少少污染物物在土壤壤中的活活性。发发现、分分离和培培养新的的微生物物品种，以以增强生生物降解解作用，是是提高土土壤净化化能力的的极为重重要的一一环。土壤重金金属污染染的治理理1 工程治理理方法工程治理理是指用用物理或或物理化化学的原原理来治治理土壤壤重金属属污染。主主要有：客土是是在污染染的土壤壤上加入入未污染染的新土土；换土土是将以以污染的的土壤移移去，换换上未污污染的新新土；翻翻土是将将污染的的表土翻翻至下层层；去表表土是将将污染的的表土移移去等。淋淋洗法是是用淋洗洗液来淋淋洗污染染的土壤壤；热处处理法是是将污染染土壤加加热，使使土壤中中的挥发发性污染染物（HHg）挥挥发并收收集起来来进行回回收或处处理；电电解法是是使土壤壤中重金金属在电电解、电电迁移、电电渗和电电泳等的的作用下下在阳极极或阴极极被移走走。以上上措施具具有效果果彻底、稳稳定等优优点，但但实施复复杂、治治理费用用高和易易引起土土壤肥力力降低等等缺点。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。植物治理理是利用用某些植植物能忍忍耐和超超量积累累某种重重金属的的特性来来清除土土壤中的的重金属属；重金金属的植植物吸收收、淋溶溶和无效效态数量量将只依依赖于它它们的有有效态的的多少，重重金属溶溶液浓度度和它们们的土壤壤的有效效态之间间关系遵遵循Frreunndliich吸吸附方程程。生物治理理措施的的优点是是实施较较简便、投投资较少少和对环环境破坏坏小，缺缺点是治治理效果果不显著著。3 化化学治理理方法化学治理理就是向向污染土土壤投入入改良剂剂、抑制制剂，增增加土壤壤有机质质、阳离离子代换换量和粘粘粒的含含量，改改变pHH、Ehh和电导导等理化化性质，使使土壤重重金属发发生氧化化、还原原、沉淀淀、吸附附、抑制制和拮抗抗等作用用，以降降低重金金属的生生物有效效性。其其中沉淀淀法是指指土壤溶溶液中金金属阳离离子在介介质发生生改变（ppH值、OOH-、SSO422-等）时时，形成成金属沉沉淀物而而降低土土壤重金金属的污污染。在沈阳张张士污灌灌区进行行的大面面积石灰灰改良实实验表明明，每公公顷施石石灰1550018775 kkg籽实实含镉量量下降550%18。有机机质法是是指有机机质中的的腐殖酸酸能络合合重金属属离子生生成难溶溶的络合合物，而而减轻土土壤重金金属的污污染；吸吸附法是是指重金金属离子子能被膨膨润土、沸沸石、粘粘土矿物物等吸附附固定，从从而降低低土壤重重金属的的污染。化学治理理措施优优点是治治理效果果和费用用都适中中，缺点点是容易易再度活活化。44 农农业治理理方法农农业治理理是因地地制宜的的改变一一些耕作作管理制制度来减减轻重金金属的危危害，在在污染土土壤上种种植不进进入食物物链的植植物。主主要有：控制土土壤水分分是指通通过控制制土壤水水分来调调节其氧氧化还原原电位（EEh），达达到降低低重金属属污染的的目的；选择化化肥是指指在不影影响土壤壤供肥的的情况下下，选择择最能降降低土壤壤重金属属污染的的化肥；增施有有机肥是是指有机机肥能够够固定土土壤中多多种重金金属以降降低土壤壤重金属属污染的的措施；选择农农作物品品种是指指选择抗抗污染的的植物和和不要在在重金属属污染的的土壤上上种植进进入食物物链的植植物。农业治理理措施的的优点是是易操作作、费用用较低，缺缺点是周周期长、效效果不显显著。参考文献献:（1）王王红旗、刘刘新会、李李国学等等著土土壤环境境学，高高等教育育出版社社。（2）张张辉，土土壤环境境学，化化学工业业出版社社。（3）陈陈怀满，环环境土壤壤学，科科学出版版社。（4）张张乃明、段段永蕙、毛毛昆明，土土壤环境境保护，中中国农业业科学技技术出版版社。