第四章-重金属..ppt

第四章 土壤中重金属与土壤环境质量 土壤中重金属概述 主要内容 重金属概念及其污染土壤中重金属污染的危害土壤重金属污染的特点土壤中重金属污染物来源解决土壤重金属污染的途径 重金属概念及其污染 重金属系指密度4 0以上约60种元素或密度在5 0以上的45种元素 有时 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 环境污染方面所指的重金属主要是指生物毒性显著的汞 镉 铅 铬以及类金属砷 还包括具有毒性的重金属锌 铜 钴 镍 锡 钒等污染物 目前 世界各国土壤存在不同程度的重金属污染 全世界平均每年排放Hg约1 5万t Cu为340万t Pb为500万t Mn为1500万t Ni为100万t 在我国 由于镉 砷 铬 铅等重金属污染的耕地面积近2000万公顷 约占总耕地面积的1 5 土壤中重金属污染的危害 1 导致严重的直接经济损失土壤重金属污染每年导致减产粮食1000多万吨 另外被重金属污染的粮食每年也多达1200万吨 合计经济损失至少200亿元 2 导致食物品质不断下降我国大多数城市近郊土壤都受到了不同程度的污染 有许多地方粮食 蔬菜 水果等食物中镉 铬 砷 铅等重金属含量超标和接近临界值 据报道 1992年全国有不少地区已经发展到生产 镉米 的程度 每年生产的 镉米 多达数亿公斤 仅沈阳某污灌区被污染的耕地已多达2500多公顷 致使粮食遭受严重的镉污染 稻米的含镉浓度高达0 4 1 0mg kg 这已经达到或超过诱发 痛痛病 的平均含镉浓度 江西省某县多达44 的耕地遭到污染 并形成670公顷的 镉米 区 3 危害人体健康土壤污染会使污染物在植 作 物体中积累 并通过食物链富集到人体和动物体中 危害人畜健康 引发癌症和其他疾病等 本世纪50 60年代 是日本战后经济腾飞时期 由于日本片面追求工业和经济的发展 加之当时对环境问题又缺乏应有的认识 因此 在日本曾出现过一系列由于环境问题所导致的污染公害事件 1955年至70年代初 在日本富山市神通川流域曾出现过一种称为 痛痛病 的怪病 其主要原因是由于当地居民长期食用被镉污染的大米 镉米 到1979年为止 这一公害事件先后导致80多人死亡 直接受害者则人数更多 赔偿的经济损失也超过20多亿日元 张士灌区人体血 尿 发中的镉含量 吴燕玉等 4 导致其他环境问题土地受到污染后 含重金属浓度较高的污染表土容易在风力和水力的作用下分别进入到大气和水体中 导致大气污染 地表水污染 地下水污染和生态系统退化等其他次生生态环境问题 北京市的大气扬尘中 有一半来源于地表 表土的污染物质可能在风的作用下 作为扬尘进入大气中 并进一步通过呼吸作用进入人体 这一过程对人体健康的影响可能有些类似于食用受污染的食物 因此 美国 澳大利亚 奥地利 香港等国际和地区的科学家已经注意到 城市的土地污染对人体健康也有直接影响 由于城市人口密度大 而城市的土地污染问题又比较普遍 因此 国际上对城市土地污染问题开始予以高度重视 上海一些污灌区的地下水检测出汞 镉和砷等重金属 成都市郊的农村水井也因土壤污染而导致井水中汞 铬等污染物超标 土壤重金属污染的特点 1 隐蔽性和滞后性大气污染 水污染和废弃物污染等问题一般都比较直观 通过感官就能发现 而土壤污染则不同 它往往要通过对土壤样品进行分析化验和农作物的残留检测 甚至通过研究对人畜健康状况的影响才能确定 因此 土壤重金属污染从产生污染到出现问题通常会滞后较长的时间 如日本的 痛痛病 经过了10 20年之后才被人们所认识 2 累积性污染物质在大气和水体中 一般都比在土壤中更容易迁移 这使得污染物质在土壤中并不象在大气和水体中那样容易扩散和稀释 因此容易在土壤中不断积累而超标 同时也使土壤污染具有很强的地域性 3 不可逆转性重金属对土壤的污染基本上是一个不可逆转的过程 如 被某些重金属污染的土壤可能要100 200年时间才能够恢复 土壤中重金属污染物来源 1 成土母质成土母质本身含有重金属 不同的母质 成土过程所形成的土壤含有重金属量差异很大 2 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重金属的有害气体和粉尘等 它们主要分布在工路的周围和公路 铁路的两侧 大气中的大多数重金属是经自然沉降和雨淋沉降进入土壤的公路 铁路两侧土壤中的重金属污染 主要是Pb Zn Cd Cr Co Cu的污染为主 它们来自于含铅汽油的燃烧 汽车轮胎磨损产生的含锌粉尘等 它们成条带状分布 以公路 铁路为轴向两侧重金属污染强度逐渐减弱 随着时间的推移 公路 铁路土壤重金属污染具有很强的叠加性 经过自然沉降和雨淋沉降进入土壤的重金属污染 主要以工矿烟囱 废物堆和公路为中心 向四周及两侧扩散 由城市一郊区 农区 随距城市的距离加大而降低 特别是城市的郊区污染较为严重 此外 还与城市的人口密度 城市土地利用率 机动车密度成正相关 重工业越发达 污染相对就越严重 大气汞的干湿沉降也可以引起土壤中汞的含量增高 大气汞通过干 湿沉降进入土壤后 被土壤中的粘土矿物和有机物的吸附或固定 富集于土壤表层 或为植物吸收而转入土壤 造成土壤汞的浓度的升高 3 农药 化肥和塑料薄膜使用施用含有铅 汞 铜 砷等的农药和不合理地施用化肥 都可以导致土壤中重金属的污染 一般过磷酸盐中含有较多的重金属Hg Cd As Zn Pb 氮肥和钾肥含量较低农田塑料薄膜生产应用的热稳定剂中含有Cd Pb 在大量使用塑料大棚和地膜过程中都可以造成土壤重金属的污染 我国和一些国家磷肥含镉量 鲁如坤等 4 污水灌溉污水灌溉一般指使用经过一定处理的城市污水灌溉农田 森林和草地 城市污水包括生活污水 商业污水和工业废水 由于城市工业化的迅速发展 大量的工业废水涌入河道 使城市污水中含有的许多重金属离子 随着污水灌溉而进入土壤 在分布上 往往是靠近污染源头和城市工业区土壤污染严重 远离污染源头和城市工业区 土壤几乎不污染 5 污泥施肥污泥中含有大量的有机质和氮 磷 钾等营养元素 但同时污泥中也含有大量的重金属 随着大量的市政污泥进入农田 使农田中的重金属的含量在不断增高 污泥施肥可导致土壤中Cd Hg Cr Cu Zn Ni Pb含量的增加 且污泥施用越多 污染就越严重 施用垃圾对土壤 稻谷中重金属含量 mg kg 的影响 吕春元等 6 含重金属废弃物堆积含重金属废弃物种类繁多 不同种类其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 7 金属矿山酸性废水污染金属矿山的开采 冶炼 重金属尾矿 冶炼废渣和矿渣堆放等 可以被酸溶出含重金属离子的矿山酸性废水 随着矿山排水和降雨使之带入水环境 如河流等 或直接进入土壤 都可以间接或直接地造成土壤重金属污染 解决土壤重金属污染的途径 1 加强宣传 监督和管理工作各级部门应加大对土壤污染的监督和管理力度 并同时加强宣传工作 提高公众的环保和健康意识 以此来促进土壤环境保护工作的深入开展 建立和完善土壤污染防止 控制和治理的有关法规和政策措施 2 加强土壤污染的调查和监测工作在通过调查模清我国土壤污染总体状况的基础上 研究和建立适合我国国情的土壤环境质