土壤重金属污染

土壤重金属污染摘要：随着现代工业的发展，工业排出的污染物越来越多，土壤的重金属污染就是一个例子，土壤污染对人类的身心都造成了巨大的危害。本文主要就土壤重金属的概念、来源种类、特点危害、采样检测、防治修复等方面都做了一定的阐述。Withtheedeevellopmmenttoffmooderrniinduustrry,inddusttriaalddisccharrgeppolllutaantssissmmoreeanndmmoree,ssoillheeavyymeetallpoolluutiooniisooneexaamplle,soiilppolllutiionhhascaauseedggreaathharmmonnhuumannboodyanddmiind.Thhispapperdisscusssessthhecconcceptt,oorigginofsoiilhheavvymmetaalttypeesaandchaaraccterristticss,ssampplinngttesttingganndpprevventtionnhaarmreppairralllaaspeectssweeredisscussseddassweell。关键词：土土壤污染染，重金金属，危危害据报道，目目前我国国受镉、砷砷、铬、铅铅等重金金属污染染耕地面面积近20000万万公顷，约约占总耕耕地面积积的11/5，其其中工业业“三废废”污染染耕地10000万万公顷，污水灌溉的农田面积已达330多万公顷。例如：某省曾对47个县和郊区的259万公顷耕地（占全省耕地面积的五分之二）进行过调查。其结果表明，75%的县已受到不同程度的重金属污染的潜在威胁，而且污染趋势仍在加重。一土土壤重金金属污染染的定义义重金属系指指密度44.0以以上约660种元元素或密密度在55.0以以上的445种元元素。但但是由于于不同的的重金属属在土壤壤中的毒毒性差别别很大，所所以在环环境科学学中人们们通常关关注锌、铜铜、钴、镍镍、锡、钒钒、汞、镉镉、铅、铬铬、钴等等。砷、硒硒是非金金属，但但是它的的毒性及及某些性性质与重重金属相相似，所所以将砷砷、硒列列入重金金属污染染物范围围内。由由于土壤壤中铁和和锰含量量较高，因因而一般般不太注注意它们们的污染染问题，但但在强还还原条件件下，铁铁和锰所所引起的的毒害亦亦应引起起足够的的重视。土壤壤重金属属污染是是指由于于人类活活动将重重金属带带入到土土壤中，致致使土壤壤中重金金属含量量明显高高于背景景含量、并并可能造造成现存存的或潜潜在的土土壤质量量退化、生生态与环环境恶化化的现象象。[1]如下图图为土壤壤环境质质量标准准值（GGB1556188—19995）单单位:mg//kg级别一级二级三级土壤pH自然背景<6.56.5～77.5>7.5>6.5项目镉≤汞≤砷水田≤≤旱田≤≤铜农田≤≤果园≤≤铅≤铬水田≤≤旱地≤≤0.200.151515353590900.300.303040501502502501500.300.5025301002003003002000.601.020251002003503502501.01.53040400400500400300六六六≤滴滴锑≤0.050.050.500.501.01.0但是土壤本本身含有有一定量量的重金金属元素素，如植植物生长长所必须须的Mnn、Cuu、Znn等。因因此，只只有当叠叠加进入入土壤的的重金属属元素累累积的浓浓度超过过了作物物需要和和忍受程程度，作作物才表表现出受受毒害症症状，或或作物生生长并未未受害但但产品中中某种金金属的含含量超过过标准，造造成对人人畜的危危害时，才才能认为为土壤已已被重金金属污染染。[2]二重重金属的的来源、种种类土壤壤重金属属来源广广泛，主主要包括括有大气气降尘、污污水灌溉溉、工业业废弃物物得不当当堆置、矿矿业活动动、农药药和化肥肥等。大气中重金金属沉降降大气中的重重金属主主要来源源于工业业生产、汽汽车尾气气排放及及汽车轮轮胎磨损损产生的的大量含含重金属属的有害害气体和和粉尘等等。它们们主要分分布在工工矿的周周围和公公路、铁铁路的两两侧。大大气中的的大多数数重金属属是经自自然沉降降和雨淋淋沉降进进入土壤壤的。经经过自然然沉降和和雨淋沉沉降进入入土壤的的重金属属污染，主主要以工工矿烟囱囱、废物物堆和公公路为中中心，向向四周及及两侧扩扩散；由由城市——郊区——农区，随随距城市市的距离离加大而而降低，特特别是城城市的郊郊区污染染较为严严重。此此外，还还与城市市的人口口密度、城城市土地地利用率率、机动动车密度度成正相相关；重重工业越越发达，污污染相对对就越严严重。

例例如：南南京某生生产铬的的重工业业厂[铬铬污染叠叠加已超超过当地地背景值值4.44倍，污污染以车车间烟囱囱为中心，范范围达11.5k㎡，污染染范围最最大延伸伸下限11.388kmm。还有有19886———19888年期期间甘肃肃白银有有色金属属基地降降水和降降尘输入入到农田田的重金金属为CCd110.88g/((h㎡..a)，其其中铅、砷砷均高于于灌溉水水的输入入量。污水灌溉污水灌溉一一般指使使用经过过一定处处理的城城市污水水灌溉农农田、森森林和草草地。城城市污水水包括生生活污水水、商业业污水和和工业废废水。由由于城市市工业化化的迅速速发展，大大量的工工业废水水涌入河河道，使使城市污污水中含含有的许许多重金金属离子子，随着着污水灌灌溉而进进入土壤壤。在分分布上，往往往是靠靠近污染染源头和和城市工工业区土土壤污染染严重，远远离污染染源头和和城市工工业区，土土壤几乎乎不污染染。污灌在我国国北方比比较严重重，因为为北方比比较干旱旱，缺水水严重，而而许多大大城市都都是重工工业大城城市，所所以农业业用水更更加紧张张，污灌灌在这些些地区比比较普遍遍。北方方旱作地地区污灌灌约占全全国污灌灌面积的的90%%以上。南南方地区区的污灌灌面积仅仅占6%%，其余余在西北北和青藏藏。污灌灌导致土土壤重金金属Hgg、Cdd、Crr、Ass、Cuu、Znn、Pbb等含量量的增加加。淮阳阳污灌区区自污灌灌以来，金金属Hgg、Cdd、Crr、Pbb、Ass等就逐逐渐增高高，19995~~19997年已已超过警警戒级。太太原污灌灌区的重重金属PPb、CCd、CCr含量量远远超超过其当当地背景景值，且且积累量量逐年增增高。

污灌灌是解决决干旱地地区作物物需水问问题的一一条可行行途径。然然而，污污灌所导导致的土土壤污染染特别是是重金属属污染必必须引起起足够的的重视，污污灌废水水的质量量必须严严格控制制在国家家灌溉水水质标准准内。肥料和农药药施用含有铅铅、汞、镉镉、砷等等的农药药和不合合理地施施用化肥肥，都可可以导致致土壤中中重金属属的污染染。一般般过磷酸酸盐中含含有较多多的重金金属Hgg、Cdd、Ass、Znn、Pbb，磷肥肥次之,,，氮肥肥和钾肥肥含量较较低，但但氮肥中中铅含量量较高，其其中Ass和Cdd污染严严重。经过对上海海地区菜菜园土地地、粮棉棉地的研研究，施施肥后，CCd的含含量从00.1334mmg/kkg升到到0.3316mg//kg，HHg的含含量从00.222mgg/kgg升到00.399mgg/kgg，Cuu、Znn增长长2/33。通过过新西兰兰50a前和和现今同同一地点点58个个土样分分析，自自施用磷磷肥后，镉镉从0..39mg//kg升升至0..85mg//kg。在在阿根廷廷由于传传统无机机磷肥的的施入,,进而导导致土壤壤重金属属Cd、CCr、CCu、ZZn、NNi、PPb的污污染。大量使使用含有有重金属属的农药药也是造造成土壤壤金属污污染的一一个重要要原因，例例如果园园土壤中中Cu的的累积主主要来自自于长期期使用含含Cu农农药的后后果。采矿和冶炼炼金属矿山的的开采、冶冶炼、重重金属尾尾矿、冶冶炼废渣渣和矿渣渣堆放等等，可以以被酸溶溶出含重重金属离子子的矿山山酸性废废水，随随着矿山山排水和和降雨使使之带入入水环境境（如河河流等）或或直接进进入土壤壤，都可可以间接接或直接接地造成成土壤重重金属污污染。这这在我国国南方地地区表现现的尤为为突出。1989年年我国有有色冶金金工业向向环境中中排放重重金属HHg为556tt，Cdd为888t，AAs为1173t，PPb为2226t[227]。矿矿山酸性性废水重重金属污污染的范范围一般般在矿山山的周围围或河流流的下游游，在河河流中不不同河段段的重金金属污染染往往受受污染源源（矿山山）控制制，河流流同一污污染源的的下段自自上游到到下游,,由于金金属元素素迁移能能力减弱弱和水体体自净化化能力的的适度恢恢复，金金属化学学污染强强度逐渐渐降低。而在同一个个地区，土土壤中重重金属污污染物的的来源可可能是单单一的也也可能是是多样的的。通过研究徐徐州荆马马河区域域土壤重重金属污污染的成成因中指指出：CCr、CCu、ZZn、PPb是由由垃圾施施用引起起的，AAs是由由农灌引引起的，CCd是由由农灌和和垃圾施施用引起起的，HHg是各各种途径径都具备备。通过对山东东省耕地地重金属属元素污污染状况况的研究究说明，工工业快速速发展地地区铅高高于农业业环境，铅铅与距公公路远近近有关。乡乡镇企业业技术、设设备落后后，原材材料利用用率低，造造成其周周边土壤壤重金属属污染相相当严重重。由此可见重重金属污污染在我我国十分分严重和和普遍。三、重金属属污染的的特点及危害在土壤环境境中重金金属污染染特点可可以分为为两部分分：一是是土壤环环境中重重金属自自身的特特点，二二是区别别与水体体和大气气等介质质中的特特点。[[3]1、形形态变换换较为复复杂重金金属多为为过渡元元素，有有着较多多的价态态变化，且且随环境境Eh，ppH配位位体的不不同呈现现不同的的价态、化化合态和和结合态态。重金金属形态态不同则则其毒性性也不同同。2、有机态比无机态的毒性大3、毒性与价态和化合物的种类有关4、环境中的迁移转化形式多样化5、生生物毒性性效应的的浓度较较低6、在生物体内积累和富集7、在土壤环境中不易被察觉8、在环境中不会降解和消除9、在人体内呈慢性毒性过程100、土壤壤环境分分布呈区区域性过量量的重金金属会引引起植物物生理功功能紊乱乱、营养养失调、发发生病变变，重金金属不能能被土壤壤微生物物所降解解，可在在土壤中中不断累累积，也也可为生生物所富富集并通通过食物物链在人人体体内内积累，进进而危害害人体健健康。土土壤一旦旦遭受重重金属污污染，就就很难彻彻底消除除，污染染物还会会向地下下水和地地表水中中迁移，从从而扩大大其污染染。因此此重金属属对土壤壤的污染染是一类类后果非非常严重重的环境境问题。人类因土壤壤重金属属污染而而遭受的的危害有有：[4](1)土壤壤污染使使本来就就紧张的的耕地资资源更加加短缺;;(2)土壤壤污染给给农业发发展带来来很大的的不利影影响;(3)土壤壤污染中中的污染染物具有有迁移性性和滞留留性，有有可能继继续造成成新的土土地污染染;(4)土壤壤污染严严重危及及后代子子孙的利利益，不不利于经经济的可可持续发发展;(5)土壤壤污染造造成严重重的经济济损失;;(6)土土壤污染染给人民民的身体体健康带带来极大大的威胁胁;(7)土壤壤污染也也是造成成其他污污染的重重要原因因四、重金属属污染的的监测和和采样采样点的设设置(一)布布设原则则(1))合理理地划分分采样单单元。(2))对于于土壤污污染监测测，哪里里有污染染就在哪哪里布点点。(3))采样样点不能能设在田田边、沟沟边、路路边、肥肥堆边及及水土流流失严重重或表层层土被破破坏处。(二)采采样点数数量根据监测目目的、区区域范围围大小及及其环境境状况等等因素确确定。一一般每个个采样单单元最少少设3个采样样点。单个采样单单元内采采样点数数可按下下式估算算：式中：n———每个个采样单单元布设设的最少少采样点点数；s——样样本相对对标准偏偏差，即即变异系系数；t——置信信因子，当当置信水水平为995%时时，t值为1..96；；d——允许许偏差，当当规定抽抽样精度度不低于于80%%时，d取0.22。(三)采采样点布布设方法法1.对角线线布点法法适用于面积积较小、地地势平坦坦的污水水灌溉或或污染河河水灌溉溉的田块块。2.梅花花形布点点法适用于面积积较小、地地势平坦坦、土壤壤物质和和污染程程度较均均匀的地地块。3.棋盘盘式布点点法适用于中等等面积、地地势平坦坦、地形形完整开开阔的地地块，一一般设110个以以上分点点。该法法也适用用于受固固体废物物污染的的土壤，应应设200个以上上分点。4.蛇形形布点法法适用于面积积较大、地地势不很很平坦、土土壤不够够均匀的的田块。5.放放射状布布点法适用于大气气污染型型土壤。6.网网格布点点法适用于地形形平缓的的地块。农农用化学学物质污污染型土土壤、土土壤背景景值调查查常用这这种方法法。监监测方法法，包括括土壤样样品预处处理方法法和分析析测定方方法。分析测定常常用原子子吸收分分光光度度法、分分光光度度法、原原子荧光光法、气气相色谱谱法、电电化学分分析法及及化学分分析法等等。选择分析方方法的原原则：第第一，标标准方法法；第二二，权威威部门规规定或推推荐的方方法;第三，自自选等效效方法。五、对重金金属污染染的防治治及修复复对土壤污染染的预防防：控制和消除除土壤污污染源，是是防止污污染的根根本措施施。土壤对污染染物所具具有的净净化能力力相当于于一定的的处理能能力。控制土壤污污染源，即即控制进进入土壤壤中的污污染物的的数量和和速度，通通过其自自然净化化，而不不致引起起土壤污污染。一）控制和和消除工工业“三废”排放大力推广闭闭路循环环，无毒毒工艺，以以减少或或消除污污染物的的排放。对对工业“三废”进行回回收收理理，化害害为利。对对所排放放的“三废”要进行行净化处处理，并并严格控控制污染染物排放放量和浓浓度，使使之符合合排放标标准。二）加强土土壤污灌灌区的监监测和管管理对用污水进进行灌溉溉的污灌灌区，要要加强对对灌溉污污水的水水质监测测，了解解水中污污染物质质的成分分、含量量及其动动态变化化，避免免带有不不易降解解的高残残留的污污染物随随水进入入土壤，引引起土壤壤污染。三）合理施施用化肥肥和农药药禁止或限制制使用剧剧毒，高高残留性性农药，大大力发展展高效、低低毒、低低残留农农药，发发展生物物防治措措施。根根据农药药特性，合合理施用用，制订订使用农农药的安安全间隔隔期。采采用综合合防治措措施，既既要防治治病虫害害对农作作物的威威胁，又又要做到到既高效效又经济济地把农农药对环环境和人人体健康康的影响响限制在在最低程程度。同同时，为为保证农农业的增增产，合合理施用用化学肥肥料是必必需的，但但施用过过量也会会造成土土壤或地地下水的的污染。四）增加土土壤容量量和提高高土壤净净化能力力增加土壤有有机质含含量、砂砂掺粘改改良砂性性土壤，以以增加和和改善土土壤胶体体的种类类和数量量，增加加土壤对对有害物物质的吸吸附能力力和吸附附量，从从而减少少污染物物在土壤壤中的活活性。发发现、分分离和培培养新的的微生物物品种，以以增强生生物降解解作用，是是提高土土壤净化化能力的的极为重重要的一一环。土壤重金属属污染的的治理工程治理方方法工程治理是是指用物物理或物物理化学学的原理理来治理理土壤重重金属污污染。主主要有：：客土是是在污染染的土壤壤上加入入未污染染的新土土；换土土是将以以污染的的土壤移移去，换换上未污污染的新新土；翻翻土是将将污染的的表土翻翻至下层层；去表表土是将将污染的的表土移移去等。淋淋洗法是是用淋洗洗液来淋淋洗污染染的土壤壤；热处处理法是是将污染染土壤加加热，使使土壤中中的挥发发性污染染物（HHg）挥挥发并收收集起来来进行回回收或处处理；电电解法是是使土壤壤中重金金属在电电解、电电迁移、电电渗和电电泳等的的作用下下在阳极极或阴极极被移走走。

以上上措施具具有效果果彻底、稳稳定等优优点，但但实施复复杂、治治理费用用高和易易引起土土壤肥力力降低等等缺点。2

生物治理方法

生物治理是指利用生物的某些习性来适应、抑制和改良重金属污染。主要有：动物治理是利用土壤中的某些低等动物蚯蚓、鼠类等吸收土壤中的重金属；微生物治理是利用土壤中的某些微生物等对重金属具有吸收、沉淀、氧化和还原等作用，降低土壤中重金属的毒性。植物治理是是利用某某些植物物能忍耐耐和超量量积累某某种重金金属的特特性来清清除土壤壤中的重重金属；；重金属属的植物物吸收、淋淋溶和无无效态数数量将只只依赖于于它们的的有效态态的多少少，重金金属溶液液浓度和和它们的的土壤的的有效态态之间关关系遵循循Freeunddlicch吸附附方程。生物治理措措施的优优点是实实施较简简便、投投资较少少和对环环境破坏坏小，缺缺点是治治理效果果不显著著。3

化学学治理方方法化学治理就就是向污污染土壤壤投入改改良剂、抑抑制剂，增增加土壤壤有机质