土壤重金屬基本內(nèi)容

土壤重金屬的污染 據(jù)了解，中國(guó)正建立涵蓋81個(gè)化學(xué)指標(biāo)（含78種元素）的地球化學(xué)基準(zhǔn)網(wǎng)：以120萬(wàn)圖幅為基準(zhǔn)網(wǎng)格單元，每一個(gè)網(wǎng)格都布設(shè)采樣點(diǎn)位，每個(gè)點(diǎn)位都采集一個(gè)深層土壤樣品和一個(gè)表層土壤樣品。深層樣品來(lái)自1米以下，基本代表未受人類(lèi)污染的自然界地球化學(xué)背景；表層樣品來(lái)自地表25厘米以淺，是自然地質(zhì)背景與人類(lèi)活動(dòng)污染的疊加。用表層含量減去深層含量，即得出重金屬元素“人類(lèi)污染圖”。

作為國(guó)土資源大調(diào)查重要成果及全國(guó)土壤污染狀況調(diào)查專(zhuān)項(xiàng)，全國(guó)多目標(biāo)區(qū)域地球化學(xué)調(diào)查項(xiàng)目也已發(fā)現(xiàn)局部地區(qū)土壤污染嚴(yán)重。如長(zhǎng)江中下游某些區(qū)域普遍存在鎘、汞、鉛、砷等異常。城市及其周邊普遍存在汞鉛異常，部分城市明顯存在放射性異常。湖泊有害元素富集，土壤酸化嚴(yán)重。

研究證實(shí)，鎘、汞等重金屬元素與人類(lèi)污染存在密切關(guān)系。重金屬元素在土壤表層明顯富集并與人口密集區(qū)、工礦業(yè)區(qū)存在密切相關(guān)性。與1994－1995年的采樣相比，土壤重金屬污染分布面積顯著擴(kuò)大并向東部人口密集區(qū)擴(kuò)散。

據(jù)介紹，從1994年開(kāi)始，中國(guó)地質(zhì)科學(xué)院地球物理地球化學(xué)勘查研究所等機(jī)構(gòu)就對(duì)全國(guó)土壤51個(gè)化土壤重金屬的污染 學(xué)元素進(jìn)行監(jiān)測(cè)，1999年開(kāi)始對(duì)中國(guó)東部農(nóng)田區(qū)54個(gè)化學(xué)元素進(jìn)行填圖，2008年又開(kāi)始建立覆蓋全國(guó)的地球化學(xué)基準(zhǔn)網(wǎng)，對(duì)含78種元素的土壤81個(gè)化學(xué)指標(biāo)進(jìn)行探測(cè)。數(shù)據(jù)顯示，重金屬等污染物指標(biāo)在大的流域及局部工礦業(yè)和農(nóng)業(yè)區(qū)上升較快。

地質(zhì)學(xué)家指出，土壤一旦被污染，通過(guò)自?xún)裟芰ν耆珡?fù)原周期長(zhǎng)達(dá)千年。為了人類(lèi)健康，必須持續(xù)加大對(duì)污染行為監(jiān)管和懲治力度。對(duì)已被污染土地，要把污染源搞清楚并加以切斷。土壤污染物不僅有重金屬，還有大量有機(jī)污染物。國(guó)土、地質(zhì)、環(huán)境、水利等部門(mén)要通力合作為大地“排毒”。2100433B

土壤中重金屬元素主要有自然來(lái)源和人為干擾輸入兩種途徑。在自然因素中，成土母質(zhì)和成土過(guò)程對(duì)土壤重金屬含量的影響很大。而在各種人為因素中，工業(yè)、農(nóng)業(yè)和交通等來(lái)源引起的土壤重金屬污染所占比重較高。

1．自然來(lái)源

土壤是由巖石風(fēng)化而來(lái)，不同的巖石含有各種重金屬元素，成土母巖的化學(xué)元素決定了土壤中化學(xué)的最初含量，影響著土壤中重金屬元素的環(huán)境背景值：同時(shí)母巖在形成土壤過(guò)程中的影響因素也影響著土壤中的重金屬含量，如抗風(fēng)能力強(qiáng)的石英質(zhì)巖石對(duì)發(fā)育于其上的土壤中重金屬含量起控制作用，然而抗風(fēng)能力弱的碳酸鹽類(lèi)巖石對(duì)其上發(fā)育的土壤中重金屬含量控制作用則不強(qiáng)。大氣中重金屬降塵也是影響土壤中重金屬含量的主要自然因素之一。火山爆發(fā)、森林火災(zāi)、海浪飛濺、植被排出、風(fēng)力揚(yáng)塵等過(guò)程使很多重金屬塵浮于空中?？諝庵械闹亟饘僭夭糠直恢参镂眨糠滞ㄟ^(guò)塵降進(jìn)入水體、土壤。在自然界中土質(zhì)污染也影響著土壤重金屬的含量。在巖石圈深部，由于巖漿作用、質(zhì)變作用等復(fù)雜的地球化學(xué)過(guò)程可能形成重金屬富集的工業(yè)礦床，在礦床附近礦化地層發(fā)育的土壤，由礦床流出的富含重金屬的地下水流動(dòng)過(guò)程中形成的分散暈上發(fā)育的土壤，及以被搬運(yùn)的礦化物質(zhì)為母巖所發(fā)育的土壤重金屬含量往往異常的高。

2．人為因素造成的土壤重金屬污染

隨著人類(lèi)社會(huì)工農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化、城市化的發(fā)展，人為因素造成土壤重金屬污染是當(dāng)今世界越來(lái)越不容忽視的環(huán)境問(wèn)題。重金屬多為有色金屬，在人類(lèi)生產(chǎn)、生活各方面應(yīng)用廣泛，同時(shí)也伴隨著重金屬的嚴(yán)重環(huán)境污染。有色重金屬礦床的開(kāi)發(fā)冶煉是向環(huán)境中排放重金屬最主要的污染源。通過(guò)“三廢”向環(huán)境中排放重金屬的工礦企業(yè)，如：采礦、選礦、冶金、電鍍、電工、染料、紡織、煉油等。

由于這些污染源大多是點(diǎn)性污染源，故對(duì)土壤環(huán)境來(lái)說(shuō)是不均勻污染，在局部地區(qū)土壤重金屬污染可能相當(dāng)嚴(yán)重。隨著城市化的發(fā)展和市內(nèi)工業(yè)、交通排放各種廢棄物的增多，城市土壤中重金屬含量顯著增加，其中以汞和鉛最為突出。隨著人為活動(dòng)向大氣中排放的重金屬污染物的增多，通過(guò)沉降重金屬污染土壤也表現(xiàn)得越來(lái)越嚴(yán)重，特別是化石燃料的燃燒，如：燃燒釋放的汞占人為釋放量的57%～71%；燃煤、燃油向大氣輸入鎳占人為釋放量的60%～78%；由于汽車(chē)使用的汽油中加入抗爆劑——四甲基鉛和四乙基鉛，故在汽車(chē)尾氣中排放的鉛含量為20～50ug/L。在農(nóng)業(yè)中，農(nóng)藥、化肥、污泥的施用，污水灌溉，也是加劇土壤重金屬污染的主要途徑之一。在化肥中，其原料礦石本身的雜質(zhì)及生產(chǎn)工藝流程的污染使其重金屬的含量頗高，如：有的過(guò)磷酸鈣肥料中的鎘和砷含量較高，據(jù)廣州市磷肥和石灰測(cè)定結(jié)果，鎘含量為2～3mg/kg，砷含量為60～80ng/kg，汞含量為l～2ng/kg。在農(nóng)藥中以含汞、砷和鉛的較多，如：含有機(jī)汞制劑有賽力散、西力升等，含有機(jī)砷制劑有稻腳青、蘇農(nóng)6401，含砷鉛的砷酸鉗、亞砷酸鉛等，含其他重金屬的農(nóng)藥有代森鉛等。故長(zhǎng)期施用化肥、農(nóng)藥可使土壤遭受重金屬污染。

在土壤中一般不易隨水淋溶，不能被土壤微生物分解；相反，生物體可以富集重金屬，常常使重金屬在土壤環(huán)境中逐漸積累，甚至某些重金屬元素在土壤中還可以轉(zhuǎn)化為毒性更大的甲基化合物，還有的通過(guò)食物鏈以有害濃度在人體內(nèi)蓄積，嚴(yán)重危害人體健康。重金屬對(duì)土壤環(huán)境的污染與水環(huán)境的污染相比，其治理難度更大．污染危害更大。

治理土壤重金屬污染的途徑主要有兩種：一是改變重金屬在土壤中的存在形態(tài)，使其固定．降低其在環(huán)境中的遷移性和生物可利用性；二是從土壤中去除重金屬。圍繞這兩種治理途徑，已提出各自的物理、化學(xué)和生物的治理方法。

1.汞污染的防治主要有以下措施：

（1）對(duì)土壤進(jìn)行灌溉和施肥時(shí)，要嚴(yán)格控制使用汞含量高的污水和污泥。

（2）對(duì)已受汞污染的土壤，可施用石灰-硫磺合劑，其中硫是降低汞由土壤向作物遷移的一種有效方法。在施入硫以后，汞即被更牢固地固定在土壤中。

（3）施用石灰以中和土壤的酸性，可降低作物根系對(duì)汞的吸收。當(dāng)土壤pH提高到6.5以上時(shí)，可能形成碳酸汞、氫氧化汞或水合碳酸汞等汞的難溶化合物。另外，鈣離子能與任何微量的汞離子爭(zhēng)奪植物根系表面的交換位，從而降低汞向作物內(nèi)的遷移。

（4）施入硝酸鹽，可使土壤內(nèi)汞化合物的甲基化過(guò)程減弱，因高濃度的硝酸鹽能抑制甲基化微生物的生長(zhǎng)，從而減少汞向作物體內(nèi)的遷移及毒害。

（5）施用磷肥，由于汞的正磷酸鹽比其氫氧化物或碳酸鹽的溶解度小，所以施用磷肥也是降低土壤中汞化合物毒害作用的一種有效辦法。

2.鎘污染的防治

土壤鎘污染的防治對(duì)策重點(diǎn)在于防，而不在于治。因?yàn)檫M(jìn)入土壤中的鎘，由于土壤的強(qiáng)吸附作用，常常積累于土壤表層，而很少發(fā)生輸出遷移，也不可能像有機(jī)污染那樣可能發(fā)生降解作用。主要對(duì)策如下：

（1）采用客土法或換土法，使高背景或污染區(qū)土壤中鎘的濃度下降，但這種措施的經(jīng)濟(jì)支出太高，故只適用于小面積嚴(yán)重污染土壤的治理。

（2）在土壤中加入石灰性物質(zhì)，提高土壤環(huán)境的pH，使鎘生成不易被植物吸收的Cd（OH）₃或CdCO₃沉淀，此法較適合在旱田條件下使用。

（3）在土壤中使用促進(jìn)還原的有機(jī)物，使土壤中的鎘與土壤中的硫生成CdS沉淀。

（4）在土壤中施加磷酸鹽類(lèi)物質(zhì)，使之生成磷酸鎘沉淀，在水田條件下更重要。

（5）種植富集鎘的植物如莧科植物，以吸收污染土壤中的鎘，但應(yīng)注意植物殘?bào)w的處理。

3.鉛污染的防治

鉛在土壤中的遷移性較差，進(jìn)入土壤中的鉛主要累積于土壤表層。土壤中鉛的污染主要是通過(guò)空氣、水等介質(zhì)形成的二次污染。對(duì)于已污染的土壤，應(yīng)根據(jù)污染程度及土地利用類(lèi)型，采取相應(yīng)的治理措施，主要措施如下：

（1）采取客土法或換土法，有效的改善或消除鉛污染。

（2）種植某些非食用但可富集鉛的植物，以逐漸降低土壤中鉛的污染程度。

（3）提高土壤的pH，當(dāng)pH>6時(shí)，重金屬離子很易被黏土礦物吸附而阻止植物對(duì)鉛的吸收。

（4）在鉛污染的土壤中施用鈣、鎂及磷肥等改良劑，以降低土壤中鉛的活性，減少作物對(duì)鉛的吸收。

4.鉻污染的防治

（1）在Cr³ 污染的土壤中，施用石灰石、硅酸鈣或磷肥等調(diào)節(jié)土壤呈微堿性，使鉻形成Cr(OH)₃狀態(tài)而加以固定，可減少鉻對(duì)作物的危害。

（2）施用有機(jī)肥，使土壤處于還原環(huán)境，有效減輕或消除六價(jià)鉻對(duì)植物的危害。 另外，有機(jī)肥能夠通過(guò)吸附作用．降低六價(jià)鉻對(duì)植物的毒害

（3）選擇種植非食用植物，利用植物累積鉻的作用凈化污染的土壤。

（4）實(shí)行水旱輪作是輕度鉻污染的有效改良措施。水旱輪作使土壤pH增高，EC值下降，有利于鉻的吸附固定．從而降低土壤中鉻的含量。

5.砷污染的防治

（1）施加砷的吸附劑，提高土壤對(duì)砷的吸附能力，降低砷的活性，從而避免砷害。

（2）在土壤中施加硫粉，降低土壤pH，加強(qiáng)土壤排水，可提高土壤固砷的能力，降低砷的活性，從而避免砷害。

（3）在土壤中施加各種鐵、鋁、鈣和鎂的化合物，可使砷生成不溶性物質(zhì)而加以固定從而降低砷的活性。

（4）采用客土、深耕，利用增加低砷土壤的手段，稀釋含砷土壤中的砷含量，降低砷的污染。 2100433B