毕业论文：土壤的重金属镉污染.doc

嘉兴职业技术学院毕业论文（设计）学院毕 业 设 计 (论 文)题目名称： 土壤的重金属镉污染 姓 名： 吴 所在分院： 农业与环境分院、建筑分院 专业班级： 环境122班 指导教师： 宋 2015年6月1日 7目录摘要11土壤重金属的定义21.1土壤污染21.2 土壤重金属污染22土壤重金属镉污染的特点22.1镉的性质特点和存在形态22.2镉在土壤中的存在形态23镉污染的来源33.1工业污染大气沉降33.2农药、化肥和塑料薄膜的使用33.3含重金属废物的堆积33.4 污水灌溉和污泥施肥44. 镉污染的现状与危害44.1镉污染的现状44.2 镉污染的危害44.2.1 镉污染对人体的危害44.2.2 镉污染对植物的危害55. 镉污染的防治修复55.1 换土法55.2 化学法55.3 电泳法55.4 生物修复法6结论6参考文献6土壤中的重金属镉污染摘要近年来，工业的大力发展带动了我们经济的飞速发展，经济发展得实在是太快环保意识和环保技术没有跟上，导致也带来了我们环境的大面积污染。特别是一直让我们忽视的土壤重金属污染，土壤重金属污染是指由于人类活动，土壤中的微量金属元素在土壤中的含量超过背景值，过量沉积而引起的含量过高，统称为土壤重金属污染。镉不能被土壤微生物降解，其污染为不可逆的积累过程，而且镉的毒性较大，被镉污染的空气和食物对人体危害严重，曾经20世纪十大污染事件之一的日本痛痛病就是因为镉中毒。本文主要讲重金属镉污染，讲镉污染的来源、特点以及镉的危害和防治。关键词土壤污染；重金属（Cd）；现状；危害；治理 引言环境污染主要分为大气污染，水污染和土壤污染。其中以土壤污染最不容易发现。如果水污染了，河水会变黑变脏；如果大气污染了，天空将会由蔚蓝洁白变成灰色烟蒙。可是，如果土壤污染了便不可能那么轻易被发现，特别是土壤中的重金属污染，重金属污染环境基本上是没有什么自净能力的并且会一直持续积累增加，更令人担心的是，土壤的整个生态系统与水环境的生态系统是相互承接的，土壤污染也可能造成水污染。在630万平方公里的实际调查面积中，全国土壤调查点位超标率达到16.1%。耕地的问题更加突出，土壤污染程度达到中重度污染的比例接近3%。 1土壤重金属的定义1.1土壤污染 土壤污染物大致可分为无机污染物和有机污染物两大类。无机污染物主要包括酸、碱、重金属，盐类、放射性元素铯、锶的化合物、含砷、硒、氟的化合物等。有机污染物主要包括有机农药、酚类、氰化物、石油、合成洗涤剂、3，4-苯并芘以及由城市污水、污泥及厩肥带来的有害微生物等。当土壤中含有害物质过多，超过土壤的自净能力，就会引起土壤的组成、结构和功能发生变化，微生物活动受到抑制，有害物质或其分解产物在土壤中逐渐积累通过“土壤植物人体”，或通过“土壤水人体” 间接被人体吸收，达到危害人体健康的程度，就是土壤污染。 1.2 土壤重金属污染 土壤重金属污染（heavy metal pollution of the soil）是指由于人类活动，土壤中的微量金属元素在土壤中的含量超过背景值，过量沉积而引起的含量过高，统称为土壤重金属污染。土壤重金属是指由于人类活动将金属加入到土壤中，致使土壤中重金属明显高于原生含量、并造成生态环境质量恶化的现象。 2土壤重金属镉污染的特点 2.1镉的性质特点和存在形态 镉是银白色有光泽的金属，熔点320.9，沸点765，相对密度8.642。有韧性和延展性。 镉是人体非必需元素，在自然界中常以化合物状态存在，一般含量很低，正常环境状态下，不会影响人体健康。2.2镉在土壤中的存在形态 镉有不同的存在形态，比如全镉、酸溶性镉、交换态镉、水溶性镉，土壤中的重金属镉主要是水酸溶性镉和交换性镉存在。土壤中镉的形态是其所处环境化学物理状态的反映,与土壤中的其他物质结合而以一定的形态存在，其迁移与传输就是在一定的形态下进行的。土壤中镉的存在形态很多,大致可分为水溶性镉和非水溶性镉两大类。镉进入土壤后,通过溶解、沉淀、凝聚、络合吸附等各种反应,形成不同的化学形态,从而表现出不同的活性络合态和离子态的水溶性镉能为作物所吸收,对生物危害大,而非水溶性镉不易迁移和难以被植物吸收,但随条件的改变,二者可互相转化。在旱地中,镉多以难溶性碳酸镉(CdCO3)、磷酸镉Cd3(PO4)2和氢氧化镉Cd(OH)2的形态存在,而在水田中,则多以硫化镉(CdS)的形态存在。3镉污染的来源3.1工业污染大气沉降工厂废气，汽车尾气中的镉进入土壤中最主要方式都是通过大气沉降。工厂废气中的镉，由于风的输送，从工厂中扩散到周边地区。3.2农药、化肥和塑料薄膜的使用施用含有镉的农药，或者过度施肥都有可能导致土壤镉的污染一般过磷酸盐中含较多的 镉, 磷肥次之, 氮肥和钾肥含镉量较低。据了解，农业生产使用的塑料薄膜生产应用的热稳定剂中也含有镉，所以大量使用塑料大棚和地膜也会使土壤产生重金属镉污染。 3.3含重金属废物的堆积 含重金属废弃物种类繁多, 不同种类的危 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镉在土壤中的含量和形态 分布特征受其在垃圾中的释放率影响, 随距离的加大镉的含量降低。由于废弃物种类不同, 各重金属污染程度也不尽相同, 如镉渣堆存区的镉为重度污染, 其它重金属次之。 3.4 污水灌溉和污泥施肥 污水灌溉通常是使用经处理的生活污水和商工业废水，由于工业迅速发展，环保监测又不能时时监督，使这些污水时常会混入许多重金属离子，随着污水灌溉混入土壤。污泥中含有大量的有机质和氮、磷、钾等营养元素, 同时也含有大量的镉。随着大量的市政污泥进入农田, 使农田中镉的含量不断增高，且污泥施用越多, 污染就越严重。 4. 镉污染的现状与危害4.1镉污染的现状我国土壤壤镉污染状况越来越严重其镉污染面积已达20万km2，占总耕地面积的1/6 在农田田作物中，农产品的主要污染物为重金属类，其中以镉最为突出土壤镉污染造成我国水稻、蔬菜等农产品质量下降，严重影响人的身体健康，影响农业可持续发展。2000年农业部环境监测系统对14个省会城市2110个样品的检测，表明蔬菜中重金属镉等污染超标率高达235。 4.2 镉污染的危害4.2.1 镉污染对人体的危害对人类的而言,镉对人体健康的危害主要是污染土壤中的镉可以通过食物链进入人体造成严重的危害。镉主要贮存于肾和肝中,贮存量约为体内总镉量的50%。镉被人体吸收后主要分布在肝与肾中,与低分子蛋白质结合成金属蛋白,镉中毒主要表现为肾脏功能的损害和肺部的损伤,导致肾皮质坏死、肾小管损害、肺气肿、肺水还4.2可以引起心脏扩张和高血压,长期摄入镉将会导致骨质疏松、脆化、腰病、脊柱畸形。镉对人体的毒害可以分为急性和慢性毒害两种 ，镉的急性吸入毒害主要表现为肺损害，主要由职业性接触高浓度镉尘而导致的大量吸入镉蒸气后，在一定时间内（410h）会 出现呼吸道刺激症状， 如咽喉干痛、干咳、胸闷、呼吸困难等，还可表现出头晕、乏力、发热等类似 流感症状，严重者还会出现支气管肺炎、肺水肿，最终导致死亡；镉化合物可引起急性中毒，误食镉化合物经10min至数小时潜伏期后，会出现急剧的胃肠刺激反应（如恶心、腹泻、腹痛等症状），导致全身疲乏、肌肉酸痛和虚脱等镉慢性毒害包括对肾脏、骨骼、肝脏、心脑血管、生殖系 统、免疫系统、遗传等一系列损伤。 4.2.2 镉污染对植物的危害 镉污染对植物的危害与镉在土壤中的形态和含量有关,并不是所有的镉都对人和植物体有危害。对植物来说自然界有不少种类的植物可在高含量的镉环境中生长,表明在长期的进化中植物亦相应产生了多种抵抗重金属镉毒害的防御机制,尤其当镉的含量较低时可增加植物的产量,有时候低含量的镉对某些植物的生长发育可能有一定的“促进”作用。5. 镉污染的防治修复 5.1 换土法 该法是向污染土壤中加入大量干净土壤,覆盖在表层或混匀,使污染物含量下降到临界危害含量以下或减少污染物与根系的接触,从而达到减轻危害的目的。该法适用污染面积不大的土壤,对于污染面积大的土壤来说,成本太高,操作复杂。 5.2 化学法 该法适用于污染不太严重的土壤。施用改良剂或抑制剂等化学物质以降低土壤中镉的水溶性、扩散性和生物有效性,从而减弱毒害作用。主要有调节土壤pH和施用石灰(增加了土壤表面对镉的吸附,使镉的毒性降低,是抑制植物吸收镉的有效施)23、增施有机物质(增加土壤的吸附能力或生成CdS,从而减轻危害)、化学沉淀(如在水田中施正磷酸盐化合物使之形成沉淀)、离子拮抗(利用Mn2+、Zn2+、Ca2+等离子对Cd2+的拮抗作用,可以减少植物对镉的吸收)。 5.3 电泳法 电泳法是目前比较新兴的重金属处理方法,即在土壤中插入两个石墨电极,在稳定的电流作用下,金属离子在电压的驱动下向阴极移动、积聚,然后再进行处理。 5.4 生物修复法 生物修复法是利用某种特定的动植物和微生物较快地吸走或降解土壤中的污达到净化土壤的目的。目前常用的植物修复办法,是种植对镉吸附较强的蕨类和十字花科植物。该法经济,操作简单,但是周期较长。 结论如今土壤污染已经和水污染和大气污染一样普遍，我们也应该像重视水污染和大气污染，土壤的重金属环境又是不可逆的，现在我们也应该重视起来土壤污染，尤其是镉污染，及时开发应用可行技术成果;加强环境保护力度,避免含镉的废水进入环境;注意含镉层矿的处置以防止其淋溶进入土壤环境,从源头上消除镉对土壤的污染;另外,全球环境学家、土壤学家、生态学家、植物学家、遗传学家等要加强合作、共同攻关刻难关，不再让类似于日本痛痛病的事件再发生。参考文献1王云,魏复盛.土壤环境元素化学M.北京:中国环境科学出版社,1995,58-72.2樊霆,叶文玲.农田土壤重金属污染状况及修复技术研究J.生态环境学报2013，22（10）：1727-1736.3王凯荣.我国农田镉污染现状及其治理利用对策 J. 农业环境保护, 1997, 16(6): 274- 278.4 鲁如坤.土壤农业化学分析方法M. 北京:中国农业科技出版社, 2000.5包丹丹,李恋卿,潘根兴,等. 垃圾堆放场周边土壤重金属含量的.分析及污染评价J. 土壤通报, 2011, 42(1): 185-189.6 李宇庆,陈玲,仇雁翎,等. 上海化学工业区土壤重金属元素形态分析J. 生态环境, 2004, 13(2): 154- 15