土壤重金属离子污染

1、土壤重金属离子污染一、概述土壤的污染是指人类活动产生的有害物质进入土壤,当其含量超过土壤本身的自净能力,并使土壤的成分 ,性质发生变异 ,降低农作物的产量和质量 ,并危害人体健康的现象。工业废水和污水未经处理便排入江河湖泊， 严重影响了土壤的生产性能和利用价值。 全 世界由于污水侵蚀农田，已使农作物的产量大幅度下降。联合国组织250多名土壤科学工作者用 3年时间对全球大量的土壤状况做了调查和评估，二战以来，在人类的活动中，共毁坏 了10.5% 的最肥沃的土地。 遭受严重侵蚀的土地约占总面积的2/3。而根本不可能恢复的耕地大约有 3亿公顷（约 1/3个中国）。我国土壤污染的现状据报道，目前我国受

2、镉、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；其中工业 “三废 ”污染耕地 1000 万公顷，污水灌溉的农田面积已达330多万公顷。污水灌溉及废弃物等对农田已造成大面积的土壤污染。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 骨痛病”经过了 1020年之后才被人们所认识。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

3、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。重金属对土壤的污染基本上是一个不可逆转的过程， 许多有机化学物质的污染也需要较 长时间才能降解，被某些重金属污染的土壤甚至可能要100200年时间才能够恢复。如果大气和水体受到污染， 切断污染源之后通过稀释作用和自净化作用也有可能使污染问题不断 逆转，但是积累在污染土壤中的难降解污染物则很难靠稀释作用和自净化作用来消除。土壤污染一旦发生， 仅仅依靠切断污染源的方法则往往很难恢复， 有时要靠换土、 淋洗土壤等方 法才能解决问题，其他治理技术可能见效较慢。因此，治理污染土壤通常成本较

4、高、治理周 期较长。中国土壤污染的特点有：土壤污染具有隐蔽性和滞后性；土壤污染的累积性；土壤污染 具有不可逆转性；土壤污染很难治理。土壤杀手 重金属离子土壤无机污染物中以重金属比较突出，主要是由于重金属不能为土壤微生物所分解，而 易于积累，转化为毒性更大的甲基化合物，甚至有的通过食物链以有害浓度在人体内蓄积， 严重危害人体健康。壤重金属污染物主要有汞、镉、铅、铜、铬、砷、镍、铁、锰、锌等，砷因其行为与来 源以及危害都与重金属相似，故通常列入重金属类进行讨论。就植物的需要而言，可分为两类：一类是植物生长发育不需要的元素，而对人体健康危 害比较明显，如镉、汞、铅等；另一类是植物正常生长发育所需元素

5、，且对人体又有一定生 理功能，如铜、锌等，但过多会发生污染，妨碍植物生长发育。汞：土壤的汞污染主要来自于污染灌溉、燃煤、汞冶炼和制剂厂的排放、含汞颜料的应 用含汞农药的施用等。 土壤中汞以无机态与有机态存在， 在一定条件下互相转化。 在土壤微 生物作用下，汞可发生甲基化反应，形成脂溶性的甲基汞，可被微生物吸收、积累，而转入食物链造成对人体的危害。汞对人的危害主要表现在以甲基汞的形式通过食物链进入人 体，并在人的中枢神经系统中富集 ，造成像神经错乱、牙齿脱落，骨骼酥松等症状，如水 俣病。镉：镉主要来源于镉矿、镉冶炼厂。常与锌共生，所以冶炼锌的排放物中必有Cdo,以污染源为中心可波及数千米远。 镉

6、工业废水灌溉农田也是镉污染的重要来源。 土壤中镉的存 在形态大致可分为水溶性和非水溶性镉两大类。离子态和络合态的水溶性镉CdC 12等能为作物吸收，对生物危害大，而非水溶性镉Cd S、C d CO 3等不易迁移，不易被作物吸收，但随环境条件的改变二者可互相转化。镉对农业最大的威胁是产生“镉米”、 “镉菜 ”,使人得骨痛病。 另外, 镉会损伤肾小管, 出现糖尿病, 还引起血压升高, 出现心血管病, 甚至致癌、 致畸。铅：铅是土壤污染较普遍的元素。污染源主要来自汽油里添加抗爆剂烷基铅,随汽油燃 烧后的尾气而积存公路两侧百米范围内的土壤中, 另外, 铅字印刷厂、 铅冶炼厂、 铅采矿场 等也是重要的污

7、染源。 一般进入土壤中的铅在土壤中易与有机物结合, 极不易溶解, 土壤铅 多发现在表土层, 表土铅在土壤中几乎不向下移动。 铅对植物的危害表现为叶绿素含量下降, 阻碍植物的呼吸及光合作用。 铅对人的危害则是累积中毒。 人体中铅能与多种酶结合从而干 扰有机体多方面的生理活动,导致对全身器官产生危害。和C r3+。两种价态的行为极为不同，前者活性低而毒性高，后者恰恰相反。C铬：铬的污染源主要是电镀、制革废水、铬渣等。铬在土壤中主要有两种价态：Cr6+r3+主要存在 于土壤与沉积物中，C r6+主要存在于水中，但易被F e2+和有机物等还原。植物吸收铬约95%留在根部。据研究，低浓度的C r6+能提

8、高植物体内酶活性与葡萄糖含量， 高浓度时则阻碍水 分和营养向上部输送，并破坏代谢作用。铬对人体与动物有利有弊。人体中含铬过低会产生 食欲减退症状。但饮水中超标 400倍时，会发生口角糜烂、腹泻、消化紊乱等症状。砷：土壤砷污染主要来自大气降尘与含砷农药。燃煤是大气中砷的主要来源。土壤中砷大部分为胶体吸收或和有机物络合或与土壤中铁、铝、钙离子形成难溶化合物，或与铁、铝等氢氧化物共沉淀。PH和E $值影响土壤对砷的吸附。PH值高砷吸附量减少而水溶性砷重金属种类环境污染标准（mg/kg）一般植物忍受范围（mg/kg）*砷(As, Arse nic)202镉(Cd, Cadmium)31.5铜(Cu,

9、Copper)60铬(Cr, Chromium)502镍(Ni, Nickel)607-10汞(Hg, Mercury)10.04铅(Pb, Lead)30010锌(Zn, Zinc)200增加；在氧化条件下，大部是砷酸，易被胶体吸附，增加了土壤固砷量。随E$降低，砷酸转化为亚砷酸，促进砷的可溶性，增加砷害。砷对植物危害的最初症状是叶片卷曲枯萎，进一步是根系发育受阻，最后是植物根、茎、叶全部枯死。砷对人体危害很大，它能使红血球 溶解，破坏正常生理功能，甚至致癌等。重金属离子环境污染标准本组研究性实验结果：测定结果为镉（Cd） 85mg/kg三、防治土壤重金属离子污染的措施控制和消除土壤污染源，

10、是防止污染的根本措施。即控制进入土壤中的污染物的数量和速度，使其在土体中缓慢的自然降解，不致迅速大量地进入土壤，引起土壤污染。具体的措施有：1生物防治土壤污染物可以通过生物降解或吸收而净化土壤。研究分离和培育新的微生物品种，以 增强生物降解作用。这是提高土壤净化能力的重要措施之一。2施加抑制剂轻度污染的土壤施加某些抑制剂，可改变污染物在土壤中的迁移转化方向，促进某些有 毒物质的移动， 淋洗或转化为难溶物质而减少作物吸收。 常用的控制剂有石灰、 碱性磷酸盐 等。3控制氧化还原条件水稻田的氧化还原状况，可控制水稻田中重金属的迁移转化。 4增施有机肥，改良砂性土壤有机胶体和粘土矿物对土壤中重金属有一定的吸附力。因此，增加土壤有机质，改良砂 性土壤， 能促进土壤对有毒物质的吸附作用， 是增加土壤容量， 提高土壤自净能力的有效措 施。5换土、深翻、刮土被重金属严重污染的土壤在面积不大的情况下，可采用换土法，这是目前彻底清除土壤 污染的最有效手段， 但是对换出的污染土壤必须妥善处理， 防止次生污染。 此外也可进行深 翻，将污染的土壤翻到下层， 掩埋