國內(nèi)外土壤重金屬污染現(xiàn)狀

1、國內(nèi)外土壤重金屬污染現(xiàn)狀土壌是人類翰以生存的自然環(huán)境和農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的重要瓷源4隨著工業(yè)*城市污染的擁劇和農(nóng)用化芳物質(zhì)種類、數(shù)雖的增加+.堆廈金屬污染日益嚴重。土壤中有害亟金屬被利;為“化學(xué)罡時炸彈S稅累劃一定程愷，不僅會導(dǎo)致土境遇比*農(nóng)柞物產(chǎn)毎和品質(zhì)下降，而且還可口通過徑流*淋失作用污進地表水和地卜水，惡化水立壞境.井可能直接毒宙柏物或通過直物鏈途鋰危害人體誑康.土壤重金屬馬集是指因為人類活勒將戴事屬加入到上培中，導(dǎo)致土填中重金忒吿g明豎鬲于范自然蒔除含詁并引起生態(tài)秋壞和壞境碩量惡化的班象曲“蓋金屬因為只不能被微生物降斛向崔土壤中加新枳累.也金因生物富案并適過食物鏈蛤人體鍵康帶親威脅【叫污染土集中

2、的重金屬可以向地我或地下水遷移.引起地下水體的存染【因此，t壤審金屬污染理由此產(chǎn)生的后果已蜉成為全球關(guān)注的重大問題目審人世界各國土爆部有不同程麼的霓金屛污染.掘統(tǒng)訃*全世界平均標年瑋入土壤中的Pb約為500萬噸，陽山萬噸.6340力盹小仙1500萬噸，悴100萬噸叫瑞士因污灌造成土iCd.Cu.Zn的積累甜集舌禹苣、土豆和花生受到重金屬的嚴重污染。澳洲的土Cd的含址為0.11-637mg-kg，lit中國目前農(nóng)藥，重牡屬等污染的土壊面機已達上千力公頃，污染的勒地約有0.】億血？，釣占耕地總面積的10%以上，主孌展集屮在經(jīng)濟較發(fā)送的軌陲，全國每年啞趙金風(fēng)河染的糧金霽達1200萬I,因重金屬污染而

3、孑散糧盤城產(chǎn)高達IE0務(wù)力乙合計經(jīng)濟損失至少200億卍據(jù)農(nóng)業(yè)熬壞境監(jiān)測系統(tǒng)近年的謂査，我國24個笞（市）城郊、污水海槪區(qū)、工礦等經(jīng)濟發(fā)廉較怏地區(qū)的竝。個更點污染區(qū)中污塊超標的大用農(nóng)作物種植閒瞅為60.6力hid.占調(diào)亶總血稅的20%氏中亜金屆舍量超標的農(nóng)件物種植面稅約占汚舉物趙杯農(nóng)杵物種植血積的80%W匕JtH是Pb.Cd.Hg.C口罠直蔓合污染最為柬陽，在対約!40Zjhm2的污水灌區(qū)遁賁發(fā)現(xiàn).壇曼賣金屈污染的土地面積占汚水淮區(qū)面積的M.S%+-K中輕度污染的舟舶.7%中滾污染的古97%,嚴求鈣染的占陽憶國內(nèi)某些區(qū)域水稻土的初污染己經(jīng)到了產(chǎn)生隅米円的程度沈陽張土灌區(qū)一閘嚴亜污渠區(qū)大米中Cd含

4、峽達I2mg-kg1.據(jù)城觀怖壞保冊門調(diào)置發(fā)現(xiàn)=成都甲原主睚農(nóng)作物和城市菜園、果園作物區(qū)的獲何.沖積土壌眾受到f重號隕的嚴乘污染卩騎曉梅等研究結(jié)杲表明戚郁地區(qū)就菜中的主蹩污染元素是Cd和PbW另有研究表明,成都東郊污灌區(qū)內(nèi)AXCd含贋侖達1.65mg-kgih2r省地勘部土壤調(diào)蠱結(jié)果顯示、西江流城的土壕污舉率超過芻0%.在10000kn?土地舉遭覺屢余屈污染的面積有5500km其申H耳的污染面積達1257km2*污染深度迖到地卩40餉1嘰據(jù)目前已經(jīng)完直的1277iW的土地質(zhì)量現(xiàn)狀調(diào)蔭結(jié)果顯示.我國流域性和區(qū)域性土壤地球化學(xué)異?；蛭矍?guī)?？涨?；長江流燻、珠江甌域、沿海經(jīng)講帯、松花江流試、IX河流

5、域出現(xiàn)貫穿全流或的以GJ為主Pb.Hg為輔的流域性、區(qū)域性拌常;董河流域島F、奇A趴低【異常皚苦；全國大中小城市土壤普遍分布有Hr異常現(xiàn)劉叫土壤中重金屬來源主要有自然來源和人為干擾輸入兩種途徑.在自然因素中，成土母質(zhì)和成土過程對土境重金屬含凰的彩響很大W人類活動是戲成上壤遭受重金屬污染的重瞑阪因，金屈礦床開發(fā)、城市化建設(shè)、固體廢棄物堆枳、農(nóng)卅施用化肥、農(nóng)藥、污泥和污水涯溉的，這都是導(dǎo)致重金風(fēng)在土壇中大fit積累的因秦21.工業(yè)生產(chǎn)、汽車尾氣排放及汽車輪胎丟損是大氣中重金屬的主要來源，因為這些能產(chǎn)生大扯有害氣體和粉塵等.分布地點主渡集中在工礦的周圍和公路、鐵路兩側(cè).大氣中的大多數(shù)重金屬在經(jīng)過自然

6、沉降和雨淋沉降后進入土壌煤、石油等燃料在燃燒時產(chǎn)生的揮發(fā)性金屬約有30%沉降在周邊十多千米的范圍內(nèi))國外對大氣重金屬干濕沉降在70年代廉已經(jīng)開展了研究，只不過當(dāng)時對直重視不足.到了90年代后，雖然工業(yè)廢水扌車放造成的水體和土壤重金屬污染徇到了有效治理，可是祁分地區(qū)土壤重金風(fēng)濃度卻在不斷增加，研究發(fā)現(xiàn)這是由于大氣中垂金屬干濕沉降造成的。據(jù)報道，許多工業(yè)發(fā)達田家大氣沉降對土壤系統(tǒng)中垂金屬積累貢獻率在各種外源輸入因子中播首位】瑞典中部Falun市區(qū)的Pb污染主要來自于市區(qū)銅曠工業(yè)廠、硫酸廠、油漆廠，由于風(fēng)的運輸，這些細微顆粒的Pb從工業(yè)廢物堆散至周陽地區(qū)南京某生產(chǎn)輅的亟工業(yè)企業(yè)Cd汚染檯加已超過|地

7、背杲值4.4倍，以車間煙囪為中右的為染范圍達15km,污染范國圮大延伸下限1.38km1211.使用未經(jīng)處理或處理不達標的城巾污水淋漑農(nóng)FFI、森林和饑地也會導(dǎo)致I壤的車金屬污染.生活污水、商業(yè)污水和業(yè)廢水足城市污水的主要組或部分，在城市匸業(yè)化的迅速發(fā)展中，大低的業(yè)廢水袖入河道.使須污水灌漑成為農(nóng)業(yè)廉溉用水的舉咚組成部分(巾.H前我國毎年樣放的汚水址已超過620億I,椰分工礦企業(yè)排放的汚水中所含板金屬見表I12-1,在農(nóng)田濯漑中利用超標污水進行作物灌溉會引起土壤重金展污染。據(jù)不完全統(tǒng)計.我國有217力hn?的土壤垂金屬污染都是由污水灌漑引起的，可見污水灌漑引起的七壤重金盡污染已相當(dāng)嚴重.己對農(nóng)

8、業(yè)生產(chǎn)產(chǎn)生了很大的不良影另外含重金屆濃度較高的污染決土容易在降水的作用下進入水體.進而進入到農(nóng)業(yè)淒溉中農(nóng)I部分工礦企業(yè)幷放的污水中所含豆金屬Table1Heavymetalsdischargedfromindustries企業(yè)關(guān)型AAsBaCdCoCrCuFeHgPbNiSbTi采礦送礦4-冶金電鍍+r+十化工+*44-+徐料*令+4-44-+制革+十紡織+44-4-4化肥4*業(yè)令+煉油44-+農(nóng)業(yè)生產(chǎn)尤英是近代農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程中含有垂金屬的化肥.有機月臥城市廢棄物和農(nóng)藥的不合理施用，亦是導(dǎo)致土壤重金屬污染的甑要原因【卻.例如，生產(chǎn)磷肥的磷礦石成分復(fù)雜，含有較多如Zn、Cr、Ni、Cu、Cd、Pb

9、等重金屬。如果施用不合理，那么劣質(zhì)磷肥中的車金屬就會宜接導(dǎo)致土壤被污染【旳我國磺肥中電金屬元索的含*較高，長期使用會使污染型更金屬在土壤表層積累（表2）R現(xiàn)表2我國穢肥中近金屬含址抽樣調(diào)竇mg-kg1Table2HeavyinctalcontentinPfcrlizcrssampledinChina抽樣地點肥料AsCdCrPbSrCuZn山東51.314464170.433060.6215.3北京36.41939.912426761.4253.3云面饋礦粉253.847.3242.1464.554.2225.3浙江鈣帙礙肥6.210572414.963.2169.4恪穢RSC67.751441

10、89.54S76.8金屬礦山的開采.冶煉、重金屬尾礦.冶煉廢渣和礦渣堆放等，可以被酸溶出含重金屬寓子的礦山酸性廢水，隨若礦山持水和降甬使Z帶入水壞境（如河涼等）或貞接進入七填，都可以間接或H接地造成土壤電金屬污染，這在我國南方地區(qū)表現(xiàn)的尤為突出.湖南足我國有色金展Z鄉(xiāng).由冇色金屬礦山引起的PbHg、As等更金屬污染面積達2.8力km占全省總面枳的13%。部分地區(qū)土壤中Pb、Hg.As離出正常值數(shù)倍至數(shù)百倍，有的地方甚節(jié)出現(xiàn)了地方病【”近年來，國內(nèi)外己經(jīng)斫究、開發(fā)出多種重金屬污染土壤的修復(fù)技術(shù)【糾絢，但修復(fù)過程的復(fù)雜性、長期性和艱巨性以及我國耕地資源的現(xiàn)狀決定了相當(dāng)部分的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)仍不御不在浪受重

11、金屬污染的土壌上進行.由于污染土壤中人部分重金屬存在于土壤固相并被牢固結(jié)合，實際進入作物體（或收獲物內(nèi)的重金處戰(zhàn)在很大稈度上決定于污染土壤中垂金屬的活度（移動性與生物有效性）.因此研究污染土壤重金屬活度及其影響因素對尋求調(diào)控手段以降低重金屬進入作物體內(nèi)的風(fēng)險十分至娶.土壤對垂金屬吸附能力的大小左要與土壤的理化性質(zhì)有關(guān)，如pH值、CEC、氣化還原電位、礦物紐成、有機質(zhì)含量等。大雖研究證明.土壤溶液的pH值對土壌重金屬離子活度有著強烈的影響。pH值對車金屬活度的彩響隨金屬種類不同也有所差異【別土壤溶液pH值的升高，能使上壤中的粘土礦物、水合氧化物和有機質(zhì)表面的負電荷增加對班金屬離子的吸附力加強；上

12、壌溶液中H=Fe、Al”、濃度減少，與重金屬離子競爭吸附績少.更有利于土壤對重金屆的吸附.Markiewicz-Patkowska等對城巾污染土壤的逝金屬吸附行為進行了研究，他發(fā)現(xiàn)當(dāng)pH=2時，Cd的雖大吸附量為0.246mg/g.當(dāng)pH=7時Cd的最大吸附量朋升為2.294mg-g*,于是他指出這可能是因為隨著pH值的升高，土壌表面負電荷址增多，因而有利于吸附試的增加（川.盛海彥通過CEC與吸附蜀回歸分析得岀CEC升高會提高土壤中輅（III）吸附訊.反之則下降卩李玉萍等也發(fā)現(xiàn)4個土壤樣品對Pb、Cu、Zn、Cd吸附能力與陽離了交換星（CEC）呈正相關(guān)性）。包亞強等認為隨著土壤的陽離子交換盤含

13、St的增加，土壞對銅離子的吸附能力提高.但未達到顯苫水平I珂.彫響土壤重金屬吸附的另一個垂要因素是土壤有機質(zhì)，土壞重金屬吸附址與上壤有機質(zhì)含量呈正相關(guān).Banks等研究發(fā)現(xiàn)正在生K的植物和對土壤補充有機物質(zhì)能夠彩響上壌中Cr的轉(zhuǎn)移.僅植物并不能對七壤中的氣化態(tài)Cr產(chǎn)生明顯的影響：有機丿貢含金牧高的土壤中銘酸繪比例較低，有機質(zhì)比例牧低的土壤中的鋸的總就較離卩先土壤遁金屬與各人址元索間的相斤作用及土壤亜金屬間的復(fù)合污染也町妙響土壤亜金屬的生物有效性.逐介污染足折兩種或兩種以上不同種類不同性質(zhì)的污染物，或若同種污染物的不同來源、或兩種及兩沖以上的不同類里污染在同-環(huán)境中同時存乞所形成的環(huán)境污染現(xiàn)象I

14、珂.呂建波等研究衣明，CdPb空互作用時與G元索Cd污染相比，油菜莖叫中Cd的分布比例明顯增如這說明Cd-Pb交互作用促進了Cd向地上部分的遷移，這可能是因為Pb會奪取Cd在土填中的吸附位而提高土壤中Cd的有效性，或者取代根中吸附的Cd.促進了根中滯國Cd的活性，使Cd進一步向莖葉轉(zhuǎn)移.Cd-Pb-Cu復(fù)合污染時Cd從根部向地，上部分的遷移受阻。林大松等研究表明當(dāng)土壤投加Cu濃度為100mgkQ時，小亡菜體內(nèi)的Cd含量隨著土壤Cu的加入而增加，與單因子污架相比，根和地上部分分別增加21.6%和14.2%,表明土壤添加Cu有促進小白菜根利地上部分吸收Cd的機能，表現(xiàn)為Cu-Cd之間的協(xié)同作用冋.

15、植物種類的差異直接決定了吸收垂金屬能力差異.同嵋物種類對不同的重金屬元累的吸收富集能力不同，不同種類的軌物對同種重金屬元素的吸收富集能力也不同.種恤水稻會促進土壤中的Zn向非活性的殘余態(tài)轉(zhuǎn)化，使土壤中Zn兀秦的生物有效性降低卩刃，而蠶豆則使土壤中的Zn保持較高活性問，種植油菜后土壤Zn的令效態(tài)增加、活性增加根際足土壤受植物根系及其生長環(huán)境影響的微域環(huán)境.由于根分泌物作用的存在，根際壞境中的pH、Eh、養(yǎng)分狀況、微生物等異于土體，因而重金屆在根際環(huán)境中有其特殊的化學(xué)行為（叫在根際和非根際土壤中的形態(tài)也有著很大的差別.Cacador等發(fā)現(xiàn)，Zn、Pb、Cu在非根際中以幾種可遷移的化學(xué)形態(tài)存在，而在

16、根際環(huán)境中，它們主要分布于殘渣態(tài)中，認為根際可能存在交換態(tài)、碳酸鹽態(tài)向鐵怯氧化物結(jié)合態(tài)轉(zhuǎn)化的機制L林埼等的研究表明，水稻根際畜集的鐵f孟氧化物結(jié)合態(tài)Cd和有機給合態(tài)Cd遠遠大于非根際，英原因就是根分泌物使得金屬Cd程根際壞境中沉淀了下來。另一方面，根分泌物中的有機酸和酚類化合物與某些重金屬形成可溶性絡(luò)合物，增加了Fe、Mn.Zn等離子的植物有效性，從而提高植物提取重金屬污染物的能力。農(nóng)業(yè)活動對土壤中的重金屬元素的生物有效性起右最重樊的彫響和改造作用.首先，耕作的強腹彬響著土壌的結(jié)構(gòu)，并且不良的耕作會導(dǎo)致土壌仔機質(zhì)的人塑反火，其直按結(jié)果處是導(dǎo)致土壤中重金屬元養(yǎng)大塑進入食物鏈W）英次，農(nóng)業(yè)施肥的影

17、哺。長期的輪作施肥會導(dǎo)致上壇中有機質(zhì)的組成發(fā)生變化（御：施加琪肥則會降低重金屆的牛物有效性，減少植物對里金屬的吸收I呦.在酸性上壤中施加石灰普遍降低了植物中重金屬的含童，提高了作物的產(chǎn)蜀.無敏零人的研究袤明.在土填中添加石灰能使重金城由可交換態(tài)急劇向穩(wěn)定的結(jié)合態(tài)轉(zhuǎn)化【】作為土壤活性燈機物的重雯表征及覽耍的壞境化學(xué)物質(zhì).沼解性有機碳（DissolvedOrginicCarbon,DOC）在土壤中的行為與生態(tài)效應(yīng)早已引起人們的匝視（*呵土壤DOC是-組有機物，其組成較復(fù)雜，從低分子魚脂肪酸（LMWOA）到分子用相對較大的富甲一酸（FA）和胡敏酸（HA）等。由于DOC中含有人:量的-COOH.-NH2,OH、C=O等絡(luò)合/螯合基團，可以與I：壌中的車金屬通過絡(luò)合和螯合作用，形成有機一金廉配合物而提扁土壤重金屬的移動性肌50）.據(jù)報道，不管土壤氧化還原電位如何變化，DOC均能顯著提高Cu在土壤中的遷移能力【刃當(dāng)土壤中DOC提高300%-400%,可溶性銅即可增加400