污染來源、分布

重金屬污染來源、分布、治理方法摘要：文章闡明了重金屬污染物來源與分布，同時對國內(nèi)外土壤重金屬污應(yīng)用前景。并提醒人們要提高土壤質(zhì)量意識，保護(hù)生態(tài)環(huán)境。重金屬系指密度4.0以上約60種元素或密度在5.0以上的45種元素。砷、硒隨著全球經(jīng)濟(jì)化的迅速發(fā)展，含重金屬的污染物通過各種途徑進(jìn)入土壤，Hg約1.5萬t、Cu為340萬tPb500萬t、Mn為1500萬t、Ni為100萬t南方相對較輕，如福州、寧波、上海、武漢、成都等地。土壤重金屬污染2000年底中國人均耕地僅為0.1hm2，而且隨著今后中國經(jīng)濟(jì)社會的發(fā)展如生態(tài)退耕、農(nóng)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào),重金屬污染原理等具有顯著和生物毒性。它們在水體中不能被(即遷移)重金屬污染的特點(diǎn)是：(1)除被懸浮物帶走的外，會因吸附沉淀作用而富集于排污口附近的底泥中，成為長期的次生污染源；(2)水中各種無機(jī)配位體(氯離子、硫酸離)和有機(jī)配位體(腐蝕質(zhì)等)(3)重金屬的價態(tài)不同，其活性與毒性不同。其形態(tài)又隨pH和氧化還原條件而轉(zhuǎn)化。(4)(一般為1～10/鎘為0.01～0.001毫克/升)；在微生物作用會轉(zhuǎn)化為毒性更強(qiáng)的有機(jī)金屬化合物(如洋－甲基汞)；可被生物富集，通過食物鏈進(jìn)入人體，造成慢性路線。親硫重金屬元素()(-SH)有特別()(親巖元素)則能損害神經(jīng)系統(tǒng)的機(jī)能。本文主要從土壤中重金屬污染物來源與分布、土壤中重金屬污染物的現(xiàn)行境，提高土壤的環(huán)境質(zhì)量。土壤中重金屬污染物來源與分布土壤中重金屬的來源是多途徑的，首先是成土母質(zhì)本身含有重金屬活動，也造成重金屬對大氣、水體和土壤的污染。大氣中重金屬沉降大氣中的重金屬主要來源于工業(yè)生產(chǎn)、汽車尾氣排放及汽車輪胎磨損產(chǎn)生[2]和雨淋沉降進(jìn)入土壤的。如瑞典中部Falun[3]，它主要來自于市區(qū)銅礦工業(yè)廠、硫酸廠、油漆廠、采礦和化學(xué)工業(yè)產(chǎn)生大量廢物,由于風(fēng)的輸送，這些細(xì)微顆粒的鉛,從工業(yè)廢[4]鉻污染疊加已超過當(dāng)?shù)乇尘爸?.41.5km21.38km。俄羅斯的一個硫酸生產(chǎn)廠也是由工廠煙囪排放造成S、V、As的污染。公路、鐵路兩側(cè)土壤中的重金屬污染，主要是PbZnCdCrCoCu的污染為—杭公路南京段兩側(cè)的土壤PbCrCo污染暈帶，且沿公路延長方向分布，自公路向兩側(cè)污染強(qiáng)度減—cmA71[8]沿途嚴(yán)重污染重金屬Pb、ZnCd，其沉降粒子濃度超過當(dāng)?shù)赝寥辣尘爸?~8倍，而公路旁重金屬濃度比沉降粒子中高7~26倍。在斯洛文尼亞[9]從居波加到扎各瑞波公路—郊區(qū)—此外，大氣汞的干濕沉降也可以引起土壤中汞的含量增高。大氣汞通過干層，或?yàn)橹参镂斩D(zhuǎn)入土壤，造成土壤汞的濃度的升高。塑料薄膜使用施用含有鉛、汞、鎘、砷等的農(nóng)藥和不合理地施用化肥，都可以導(dǎo)致土壤Hg、Cd、As、Zn、Pb，磷肥次之,，氮肥和鉀肥含量較低，但氮肥中鉛含量較高，其中AsCd污染嚴(yán)的含量從0.134mg/kg升到0.316的含量從0.22mg/kg升到0.39Zn增長2/3通過新西蘭50a580.39mg/kg升至0.85mg/kg,進(jìn)而導(dǎo)致土壤重金屬CdCr、Cu、Zn、Ni、Pb的污染。農(nóng)用塑料薄膜生產(chǎn)應(yīng)用的熱穩(wěn)定劑中含有Cd、Pb，在大量使用塑料大棚和地膜過程中都可以造成土壤重金屬的污染。污水灌溉污水灌溉一般指使用經(jīng)過一定處理的城市污水灌溉農(nóng)田、森林和草地。城[17]的重要組成部分，中國自60年代至今，污灌面積迅速擴(kuò)大，以北方旱作地區(qū)污灌最為普遍，約占全國污灌面積的90%以上。南方地區(qū)的污灌面積僅占6%，其余在西北和青藏[18]。污灌導(dǎo)致土壤重金屬Hg、Cd、Cr、As、Cu、Zn、Pb等Hg、Cd、Cr、Pb、As等就逐漸增年已超過警戒級。太原污灌區(qū)的重金屬PbCdCr含量遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過其當(dāng)?shù)乇尘爸担曳e累量逐年增高。污泥施肥污泥中含有大量的有機(jī)質(zhì)和氮、磷、鉀等營養(yǎng)元素，但同時污泥中也含有大量的重金屬,隨著大量的市政污泥進(jìn)入農(nóng)田，使農(nóng)田中的重金屬的含量在不斷增高。污泥施肥可導(dǎo)致土壤中CdHgCrCuZnNiPb含量的增加，且污泥施用越多,污染就越嚴(yán)重，CdCu、Zn引起水稻、蔬菜的污染；Cd、Hg可引起小麥、玉米的污染；污泥增加，青菜中的CdCuZnNiPb也增加]AnthonyHg、Cd、Pb等的含量也明顯增加。含重金屬廢棄物堆積含重金屬廢棄物種類繁多，不同種類其危害方式和污染程度都不一樣。污染的范圍一般以廢棄堆為中心向四周擴(kuò)散。通過對武漢市垃圾堆放場[23]、杭州某鉻渣堆存區(qū)、城市生活垃圾場[25]及車輛廢棄場[26]附近土壤中的重金屬污染的研究，這些區(qū)域的重金屬Cd、Hg、Cr、Cu、Zn、Ni、Pb、As、Sb、V、Co、Mn的含量高于當(dāng)?shù)赝寥辣尘爸?，重金屬在土壤中的含量和形態(tài)分布特征受其垃各重金屬污染程度也不盡相同，如鉻渣堆存區(qū)的Cd、Hg、Pb為重度污染，Zn為中度污染，Cr、Cu為輕度污染。金屬礦ft酸性廢水污染金屬礦ft的開采、冶煉、重金屬尾礦、冶煉廢渣和礦渣堆放等，可以被酸溶出含重金屬離子的礦ft酸性廢水，隨著礦ft(如河流等)或直接進(jìn)入土壤，都可以間接或直接地造成土壤重金屬污染。1989年我國Hg為56為88為173為226t。礦ft酸性廢水重金屬污染的范圍一般在礦ft的周圍或河流的下游，在河流中不同河段的重金屬污染往往受污染源(礦ft)控制，河流同一污染源的下段自上游到下游,由于金屬元素遷移能力減弱和水體自凈化能力的適度恢復(fù)，金屬化學(xué)污—中的重金屬Cu、PbZn、Cr含量增高，至鄱陽湖段重金屬含量逐漸降低。美國科羅拉多州羅拉多流域受采礦的影響，重金屬元素CdZnPbAs[30]重金屬污同一區(qū)域土壤中重金屬污染物的來源途徑可以是單一的，也可以是多途徑Cr、Cu、Zn、Pb是由垃圾施用引起的，As是由農(nóng)灌引起的，Cd是由農(nóng)灌和垃圾施用引起的，Hg是各種途徑都具備。王文祥通過對ft東省耕地重金屬元素污染狀況的州1986年的統(tǒng)計(jì)，全省鄉(xiāng)鎮(zhèn)排放汞14.7萬kg，土壤中有的地方達(dá)56.64mg/kg，超過未污染土壤的84.5倍。要引起高度重視?？偟膩碚f：工業(yè)化程度越高的地區(qū)污染越嚴(yán)重，市區(qū)高于遠(yuǎn)郊和農(nóng)村，地，污染區(qū)污染時間越長重金屬積累就越金屬污染土壤的具有很強(qiáng)的疊加性熟化程度越高重金屬含量越高。土壤中重金屬污染物現(xiàn)行治理方法關(guān)于土壤重金屬污染物的研究，國外始于20世紀(jì)60~70年代，如澳大利亞、美國、德國等國家對土壤重金屬較深入，尤其澳大利亞。我國在1983年對主要類型的土壤環(huán)境容量作過初步研究，如提出研究土壤重金屬的生態(tài)效應(yīng)、臨界含量地帶性分異規(guī)律和分區(qū)等。當(dāng)前，世界各國很重視對重金屬污染治理方法研究，并開展廣泛的研究工作?？偟膩碚f，目前大致有以下四種治理措施：工程治理方法工程治理是指用物理或物理化學(xué)的原理來治理土壤重金屬污染。主要有：15cm鎘的含量小于0.4mg/kg；去表土后再客土20cm，間歇灌溉稻米中鎘的含量也30(Hg)揮發(fā)并收集起來以上措施具有效果徹底、穩(wěn)定等優(yōu)點(diǎn)，但實(shí)施復(fù)雜、治理費(fèi)用高和易引起土壤肥力降低等缺點(diǎn)。生物治理方法生物治理是指利用生物的某些習(xí)性來適應(yīng)、抑制和改良重金屬污染。主要有：動物治理是利用土壤中的某些低等動物蚯蚓、鼠類等吸收土壤中的重金屬；CitrobacterspU、Pb、Cd形成難溶磷酸鹽；原核生物(細(xì)菌、放線菌)比真核生物(真菌)對重金屬更敏感，Cd、Cu、Ni、Pb等。植物治理是利用某些植物能忍耐和Freundlich吸附方程400CrCoNiCuPb的含量一般在0.1%MnZn含量一般在1%(Brassicajuncea)可吸ZnCdCuPbCu為250為500Zn為500mg/kgCd為200mg/kg出現(xiàn)黃化現(xiàn)象[42](Brassicajuncea)Cr6CdNZnCu富集分別為5852311和7(Agropyronelongatum)CuftCuCoMnPb、Se、Cd、Zn等。生物治理措施的優(yōu)點(diǎn)是實(shí)施較簡便、投資較少和對環(huán)境破壞小，缺點(diǎn)是治理效果不顯著?；瘜W(xué)治理方法化學(xué)治理就是向污染土壤投入改良劑、抑制劑，增加土壤有機(jī)質(zhì)、陽離子pHEh還原、沉淀、吸附、抑制和拮抗等作用，以降低重金屬的生物有效性。其中沉淀法是指土壤溶液中金屬陽離子在介質(zhì)發(fā)生改變(pHOH-SO42-等)時，形成CdNiZn在沈陽張士污灌區(qū)進(jìn)行的大面積石灰改良實(shí)驗(yàn)表明，每公頃施石灰1500~1875kg籽實(shí)含鎘量下降50%[18]化學(xué)治理措施優(yōu)點(diǎn)是治理效果和費(fèi)用都適中，缺點(diǎn)是容易再度活化。農(nóng)業(yè)治理方法農(nóng)業(yè)治理是因地制宜的改變一些耕作管理制度來減輕重金屬的危害，在污mg/kg的土壤上改種苧麻，五年后，土壤鎘含鎘平均降低27.6%；因地制宜地種植玉米、水稻、大豆、小麥等，水稻根系吸收重金屬的含量占整個作物吸收量的58%~99%，玉米莖葉吸收重金屬的含量占整個作物吸收量的>莖葉>(如蓖麻)，種植草皮或觀賞樹木，移栽繁殖，不但可以美化環(huán)境，還可以凈化土壤；蓖麻可用作肥皂的原料。也可以進(jìn)行農(nóng)業(yè)改良，即在污染區(qū)繁育種子()(高梁、玉米)，收獲后從秸稈提取酒精，殘?jiān)鼔褐评w維板，并提取糠醛，或?qū)堅(jiān)谱髡託庾髂茉?。農(nóng)業(yè)治理措施的優(yōu)點(diǎn)是易操作、費(fèi)用較低，缺點(diǎn)是周期長、效果不顯著。土壤中天然礦物治理重金屬污染物新方法土壤的主要礦物組成除粘土礦物外，還