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重金属土壤污染的危害

重金属土壤污染的危害

重金属土壤污染的危害范文第1篇

关键词:土壤;城市:污染;重金属元素

土壤中的重金属污染已经成为当今环境科学中重要的研究内容,尤其是城市的土壤重金属污染越来越多的被人们关注。城市作为人们生活和生产高度聚集的场所,人口相对集中,种种人类活动都非常容易造成城市的污染。本文针对土壤重金属污染的来源及危害加以阐述,增加读者对土壤污染的重视。

1 土壤重金属污染概况

重金属指的是密度大于5.0g/cm3的45种化学元素,但是因为每一种重金属元素在土壤中的毒性区别很大,所以在环境科学中通常关注锌、铜、锡、钒、汞、镉、钴、镍、铅、铬、钴等。硒和砷两种非金属元素它们的毒性及某些性质与重金属相似,因此也将硒元素和砷元素列入重金属污染物的范围内[1]。由于土壤中本身含有的铁和锰含量较高,因而一般不太注意它们的污染问题,但在某些强还原条件下,铁和锰所引起的毒害却不能被忽视[2]。

中国作为发展中国家,工业科学上的发展越来越重要,但是由此造成的污染也在加剧。城市作为人口密集的区域,汽车尾气的排放成为了土壤中重金属污染的主要来源。吴学丽[3]等人运用地累积指数法研究了沈阳地区浑河、细河及周边农田的土壤中重金属污染状况,发现这些地区土壤中汞元素和锌元素含量较高。兰砥中[4]等人研究湘南某铅锌矿区事故之后导致周围土壤的重金属污染情况,运用单因子指数和潜在生态风险指数评价土壤污染状况,发现该地区土壤中铅、锌、铜、镉等重金属污染严重,其中镉的污染指数最高。

国外学者早在20世纪末就针对城市中土壤中重金属污染进行研究,在英国的几大城市中对土壤中的汞、铅等重金属元素进行调查,他们观察到这几个城市中的土壤重金属污染与英国的工业发展活动与周围居民区的繁荣与否有着直接的关系。世界各个国家正逐步开展城市中土壤中重金属污染的研究。在对葡萄牙、苏格兰、斯洛文尼亚、西班牙、意大利和瑞典这6个欧洲国家城市土壤中的重金属总浓度进行调查研究,发现葡萄牙地区中汞的浓度比苏格兰低,可能是由于燃煤发电和取暖导致的[5]。

2 土壤中重金属元素的污染来源

一般来说,城市中土壤重金属污染来源主要有两类:自然因素和人为外源输入。

2.1 自然因素:某些地区的土壤由于地壳运动导致本身就含有很多的重金属元素,成土母质是造成城市土壤中重金属含量高的重要原因。如陈雪龙[6]等对大庆龙凤湿地土壤中重金属元素的空间分布特征进行了研究,发现土壤中的铅和锌随着土壤深度的增加而增加,表明重金属在土壤中的含量与土壤的理化性质、成母土质和岩石风化有着极大的关系。

2.2 人为外源输入:这类污染为土壤中重金属元素污染的主要来源,包含三大类

2.2.1 工业污染源:为了提高经济水平,现代工业的开发越来越广泛,加上环保理念没有普及,金属冶金厂、化工厂、油漆厂的三废没有达到排放标准就流入到环境中,造成土壤中重金属元素的污染。

2.2.2 农业污染源:如今科学的发展,人们在种植农作物的时候为了提高庄稼的产量,施用了大量含有重金属的化肥,这些污染直接的作用到土壤中。

2.2.3 生活污染源:城市中交通高度发达,虽然给人们带来的便利,但是交通工具的尾气排放却给土壤中带来的很多的重金属元素[7]。另外,城市中人们的生活垃圾中常常含有各种重金属元素,加上固体废弃物处置不完善,这些垃圾也会流入到城市土壤中。

3 土壤中重金属污染的危害

3.1 土壤中重金属污染引起的直接危害

3.1.1 对土壤中的生态环境系统的稳定性造成破坏

土壤环境是一个很复杂的生态环境,其中包含这许多种类的微生物群落与蠕虫类动物,这些生物的存在保持了土壤环境的稳定也保证了土壤的活性,但是当过量的重金属被引入到土壤中时,会对这些生物带来毒害,大量研究证明:重金属污染的土壤中土壤微生物群落的多样性被严重减少[8]。

3.1.2 影响植物代谢循环和生长

据研究表明,重金属对植物形态、生殖、繁衍各方面都有影响。吸收到植物体内的重金属能诱导其产生某些对酶和代谢都有毒害作用和不利影响的物质,引起植物伤害。某些重金属在胁迫作用下有时会引起大量营养元素的缺失和有效性的降低,较高浓度的重金属含量有抑制植物体对镁元素的吸收和转运的能力。

3.2 土壤中重金属污染带来的间接危害

3.2.1 促使水体污染

土壤环境中遭受重金属污染时,污染浓度较高的表层土壤能在地表或地下径流作用下,进入水体环境,导致地下水的重金属污染。

3.2.2 导致大气环境污染加重

由于土壤环境与空气环境有着直接的联系,通过空气中的湍流交换作用,土壤颗粒能够被带入到大气中,使得空气中的污染物变得复杂,当土壤中含有重金属元素时,则可能导致大气污染和生态系统退化等等的环境问题[9]。

3.2.3 对人体和动物的健康影响

土壤中重金属元素通过植物由食物链逐级传递到人体中,城区内部种植的观赏和净化空气用的花草树木也能累积一定的重金属污染物,人们居住在这种环境中,经过皮肤接触和无意由口摄入这些被污染的土壤[10]。

结束语

土壤重金属污染逐渐被各个国家的环境科学工作者重视,由于土壤中含量复杂,修复将是一个复杂的系统工程,传统修复技术很难达到理想的预期效果,针对工业迅速发展,环保部门的管理力度也应该加强,从根本上减少重金属污染物的来源才是修复土壤的最有力的手段。■

参考文献

[1]贾广宁.重金属污染的危害与防治[J].有色矿冶,2004,1:39-42.

[2]刘昌岭,宋苏顷,夏宁,李学刚,林学辉,张红,张经,于志刚.青岛市区大气颗粒物中重金属的浓度及其来源研究[J].青岛大学学报(自然科学版),1998,03:44-48.

[3]吴学丽,杨永亮,徐清,黄园英,路国慧,何俊,刘晓端.沈阳地区河流灌渠沿岸农田表层土壤中重金属的污染现状评价[J].农业环境科学学报,2011,2:282-288.

[4]兰砥中,雷鸣,周爽,彭亮,廖柏寒,沈跃.湘南某铅锌矿区周围农业土壤中重金属污染及其潜在风险评价[J].环境化学,2014,8:1307-1313.

重金属土壤污染的危害范文第2篇

1材料与方法

1.1样品采集与处理2010年7月采集了路桥区38个农业表层土壤样品(0~10cm),采样点分布如图1(P295)所示.农业土壤既受到人类灌溉、施肥活动的影响,又可能受到大气沉降的影响,污染带有点源和面源结合的特征,具有一定复杂性.为使样品具有代表性,本次采样采用网格法布局,每个样品在100m×100m的采样范围内,取表层土3-5份样品经过均匀混合而成.将采集的样品用聚乙烯塑料袋密封后立刻送到实验室,在室温条件下风干,磨碎并过1mm的筛子,装入经过铬酸洗液清洗过的棕色广口瓶中,避光低温保存.

1.2样品处理与分析参照美国EPA的方法对样品进行消解[10]和仪器分析[11].准确称取0.2500g(精确至0.0001g)土壤样品于微波消解罐,分别加入4mL硝酸、5mL氢氟酸和2mL高氯酸,放入微波消解仪,先在50℃预消解30min,然后按设定的消解程序进行消解.消解结束后,将温度降至40℃以下后取出,放在电加热板上于180℃赶酸约1h.赶酸后,依据少量多次原则,用超纯水清洗消解罐,将样品转移至样品瓶内,定容至20mL.土壤样品中Cu、Pb、Ni、Ag、As、Cd、Zn、Sn、Sb和Hg用ICP-AES测定.所用仪器为PE7000DV型电感耦合等离子体发射光谱仪.仪器参数:雾化气15L•min-1;载气0.8L•min-1;辅助气0.2L•min-1;功率1300W;聚流速1.5mL•min-1.采用标准曲线法定量.在重金属的分析过程中采用土壤标准样品进行过程质量控制,10种元素的测定值均在国家标准参比物质的允许误差范围之内.元素检出限介于0.01~0.17mg•kg-1,加标回收率为73.1%~108.0%,平行样品精密度为0.45%~5.34%.

1.3评价方法

1.3.1内梅罗综合污染指数法内梅罗综合污染指数法能够全面、综合地反映受多种重金属污染的土壤污染状况,得到广泛的使用[3,。

1.3.2地积累指数法Muller提出的地积累指数法利用一种重金属的总含量与其地球化学背景值的关系,能够定量研究重金属的污染程度[14],能够直观反应外源重金属在土壤、沉积物中的富集程度,目前被广泛使用。

1.3.3潜在生态风险指数法Hakanson提出的潜在生态危害指数法[19].同时考虑了土壤中金属浓度、金属污染物的种类、金属毒性水平和水体对金属污染的敏感性四个影响因素.目前有较多的学者采用该方法进行土壤中重金属的生态危害评价。本文结合其他研究[23],将Ni也做了风险评价.参比值的选择是评价重金属生态风险的关键,不同的参比值会造成结果差异,本文参考荷兰土壤目标值作为参比值,评价路桥土壤中重金属的潜在生态危害指数.根据公式(3)计算土壤中重金属的生态危害指数,结合评价标准进行危害程度分析。.4数据分析与整理用SPSS13、Surfer8.0、origin8.0软件进行数据分析和整理.采用SPSS的主因子分析法做来源分析,Surfer的等高线功能绘制浓度分布,origin的作图分析金属生态风险水平.

2结果与讨论

2.1土壤中重金属的分布表3(P297)为路桥区土壤中重金属的统计结果,与《土壤环境质量标准》GB15618-1995二级标准相比[25],路桥区表层土壤中重金属Cd超标最严重,超标率为89.5%,其次是Hg和As,超标率分别为57.9%和39.5%,Pb没有超标.荷兰制定了规范的土壤中重金属的风险基准值[26],本文引用荷兰土壤标准中有关重金属控制水平的目标值和限值进行对比.与荷兰土壤中重金属目标值相比,台州土壤中所有重金属都超标,其中Sb超标最严重,超标率为92.1%,其次是Cd和Hg,超标率均为86.8%,Cu和Zn超标也较高,超标率分别为81.6%和71.1%,Pb、Ni和As超标率都在40%以内.当与荷兰土壤中重金属限值相比,As、Cu、Zn和Sb分别有18.4%、15.8%、13.2%和2.6%的超标率.以上结果表明,台州土壤已经受到普遍的人类活动干扰,其中As、Cu和Zn对环境可能造成影响.从表3中10种重金属的变异系数可知,Cu、Zn、As、Sb和Sn的值大于1,表明受到较强的人类活动干扰,其他5种金属的变异系数较小,受人类干扰较轻.本研究以《土壤环境质量标准》GB15618-1995二级标准值作为基准,按照公式(1)计算10种重金属的内梅罗综合指数,图2为根据计算结果制作的路桥土壤污染情况等高线图.路桥土壤只有2个采样点的P综<1,表明受重金属污染较轻,其他采样点的P综>1,表明已经受到重金属轻度污染以上.其中31.6%的采样点受到重金属轻度污染,26.3%的采样点受重金属中度污染,36.8%的采样点受到重金属严重污染,点7、22和32污染最严重,P综达到5以上.路桥地区63.2%的土壤受到重金属中度污染以上,因此,内梅罗综合污染指数评价再次表明路桥地区土壤已经广泛受到重金属的污染.

2.2重金属的来源分析土壤中重金属来源有地球化学成因、工业生产造成的大气和废水排放污染、交通燃煤排放污染.为了分析路桥土壤中重金属的来源,采用因子分析法进行源解析.表4是路桥土壤中10种重金属因子载荷.4个因子的累计方差为86.2%,第1和第2因子分别解释了总方差的33.5%和26.9%,第3和第4因子分别解释了总方差的17.2%和8.6%.Cu、Pb、Sn和Sb在第1因子上具有较高的载荷,研究表明,Cu主要来源于电子、冶金及工业废料,Pb是机动车污染源的标识元素[27],Sn和Sb及其化合物主要来源于各类制造业污水的排放[28-30].因此,因子1代表了工业污染.Ag、As和Zn在第2因子上具有较高的载荷.3种金属都是土壤中重要的重金属元素,含量及空间分布受成土母质及人类活动的影响[31],As主要存在于农药和工农业废水中[32],Zn的含量较高,且变异系数大,受工业污染较严重,因此,因子2代表了工业和农业复合污染影响.Ni和Cd在因子3上具有较高的载荷,两种金属的变异系数都小于1,Cd一般可作为使用农药和化肥等农业活动的标识元素[33-34],因此,因子3代表农业污染.Hg在因子4的载荷高,环境中的Hg主要来源于化石燃料297刘红等:台州市路桥农业土壤中重金属的污染分析煤和石油产品的燃烧[35],这些Hg主要从污染源释放于大气,然后沉降下来,路桥土壤各点之间Hg的变异系数较小,表明Hg主要来源于大气沉降.

2.3重金属的潜在生态风险毒性分析本研究选用全国土壤环境背景值调查中浙江省土壤背景值的几何均值作为参比值[36],根据计算路桥土壤中10种重金属的地积累指数如表3所示.由表可知,Cd、Hg、Sb的Igeo均大于0,污染最普遍.Cd平均Igeo为4.5,有78.9%的采样点为强污染以上;其次是Hg,平均Igeo为2.4,65.8%的采样点处于中-强污染;Ag、Cu、Zn和Sb的污染也较严重,平均Igeo分别为1.6、1.9、1.2和1.3,均为中等污染,44.7%的点Ag介于中-强污染;36.8%的点Cu介于中-强污染;15.8%的点Zn介于中-强污染;只有2个点的SbIgeo大于2,但有1个点达到极严重污染.As、Pb和Sn的污染较轻,平均Igeo均小于1,属轻度污染,只有少数点为中等污染.Ni的平均Igeo为0以下,基本对环境没有污染.综合分析上述重金属的地积累指数分级,路桥土壤中10种重金属的污染程度由强至弱依次为:Cd>Hg>Cu>Ag>Sb>Zn>As>Pb≈Sn>Ni.通过计算路桥土壤中7种金属的潜在生态危害系数(Ei)和潜在生态危害综合指数(RI),结果见图3和图4.由图3评价结果可知,路桥土壤中7种重金属生态危害系数均值为190.9,63.2%的点为中等生态危害,7.9%的点为强生态危害(点11、22和32),这与内梅罗综合污染指数法得到的结果较为一致.3个生态危害较高的采样点(点11、22和32的RI分别为:308.1,346.8和388.0)位于乡镇附近,这些地区以电子废物处理为主的小型加工活动较多,使得高毒性重金属直接或者间接地进入土壤.路桥土壤中Hg的生态危害最大,潜在生态危害系数平均值为85.1,为强生态危害.由图4可知,10.5%的点(点11、13、32、37)会对环境产生很强的生态危害,有39.5%的点对环境产生强的生态危害,有13.2%的点(点2、5、7、10、29)对环境产生轻微的生态危害.Cd的生态危害也较大,潜在生态危害系数平均值为70.2,为中等生态危害,其中,有5.3%的点(点22、32)会对环境产生很强的生态危害,有28.9%的点对环境产生强的生态危害,有15.8%的点(点1、5、8、10、13、21)对环境产生轻微的生态危害.综合路桥土壤38个采样点金属平均Ei值,可知各金属对路桥生态风险影响程度从高到低依次为Hg>Cd>Cu>As>Ni>Pb>Zn.Hg和Cd对路桥的生态影响应该受到重视.

3结论

重金属土壤污染的危害范文第3篇

关键词土壤污染;现状;防控;措施

中图分类号:X53文献标志码:BDOI:10.19415/j.cnki.1673-890x.2018.06.082

土地是关系到国计民生的重要资源,当前,国内土壤污染愈演愈烈,导致土地环保质量严重下降,尤其是在工业、商业迅猛发展的大环境下,牺牲土壤生态谋取经济利益的现象屡禁不止。土壤污染已成为环境污染的重要因素,尤其是“三废”污染、石油污染、重金属污染、化学农药污染、放射性污染等,已使土壤生态环境受到严重破坏。在可持续发展理念的引导下,土壤污染已引起了社会各界的高度重视,由此可见,保护土壤质量、维护土壤生态、净化土壤污染已成为当务之急。

1土壤污染的特征

1.1隐蔽且滞后

大气、水、废弃物污染是很容易通过感官而被发现的,但土壤污染却具有很高的隐蔽性,难以直接发现。土壤污染需要对土壤样品进行采样化验,分析其中有害物质的残存量,甚至通过研究人畜等的健康状况才能明确。这就造成土壤污染监管远远滞后于污染现状,而且一旦发现土壤污染,往往是已经发生了很长时间,因此,土壤污染往往具有隐蔽性和滞后性。

1.2累积性

在大气与水体中的污染物质一般较易治理或迁移,但在土壤中却不同,土壤不像大气和水的扩散与稀释能力那么高,而且其中的有毒有害物质积累时间较长、成分复杂,往往治理难度较大。尤其是土壤污染的持续性、渐近性特点,更使污染物质极易在土壤中累积从而超标。

1.3不可逆

重金属对土壤的污染是不可逆转的过程,有很多有机化学物质的污染需要很长的时间才能够降解,有的重金属在土壤中可能需要长达100~200年的时间才能解除污染。这就会使被重金属污染的土壤在很长时间内被贴上“污染”标签,难以被应用到生产生活和经济建设中,同时也会对当地民众的生产生活安全性造成极大危害。

2土壤污染现状与危害

2.1土壤污染现状

土壤是人类生存发展的基础。随着经济的发展,工业化、城市化、农业集约化的变化越来越快,很多未经处理的废弃物都转移到了土壤之中,如重金属、硝酸盐、农药、病原菌等。按照污染物性质,可以分为无机物污染、有机物污染和生物污染;根据污染物的存在状态可分为单一污染、复合污染以及混合污染。目前,我国的土壤污染总体形势非常严峻,部分地区土壤污染严重,并且在有的特殊区域出现了重污染以及高风险污染。土壤污染的途径多种多样,原因很复杂,把控起来难度较大[1]。另外,土壤环境监督管理体系的不健全,土壤污染防治工作的投入力度不够,人们普遍的防治意识薄弱,并且由土壤污染引发的农产品安全问题以及群体性事件已成为威胁人们身心健康、妨碍社会稳定的一个原因。

2.2土壤污染的危害

1)土壤污染对作物危害严重。当土壤中的污染物质含量超标时,其生长出的植物会出现吸收及代谢能力失衡,残留植物體内的有机污染物直接对植物的生长产生影响,有的还会引发遗传变异甚至死亡。2)土壤污染物在植物体内残留。农作物在处于土壤污染的环境中,通过自身的生长发育体系将污染物吸收进自身体内,污染物的残留量在农作物的体内分布不均,并且不同的污染物在其体内停留的时间也不同。一般根部的残留量最多,其次是茎、叶、荚、籽粒,并且在植物体内的停留时间根据污染物的分解性不同而不同,分解性高的,停留时间短,反之停留时间长。3)土壤污染会危害人体健康。土壤中的病原体能够通过食物链的传播进入人体,有的也会通过皮肤侵害人体。放射性污染物主要是通过食物链进入人体。另外有的还会通过呼吸系统侵入人体,使受害者白细胞数量发生改变。

3土壤污染的防治

3.1健全土壤污染法律法规,调查土壤污染状况

针对治理土壤污染的问题,我国已确立了相关法律法规,其内容涉及农业环境保护、防治土地污染等领域,也起到了一定作用。但针对土壤污染问题的日益加重,相关部门需要尽快设立长期稳定的法律法规,并对现有的法律法规进行完善,使土壤污染防治工作更加高效地进行。

土壤污染的治理需要有完善的调查工作为基础,相关部门要建立土壤质量监测数据库,尤其要严格监控污染较为严重的重点区域,建立完善的土壤污染监管档案[2]。国内土壤污染呈现集中性特点,这就使区域土壤污染治理重点更加明确。通过数据调查分析土壤污染的危害性,并根据其污染指数、影响范围制定有效的治理对策,对高危污染区进行全面强化治理。

3.2施用化学改良剂,加强土壤净化能力

实施生物改良,增加土壤环境容量。为了改善土壤质量,可向土壤中施加石灰、碱性磷酸盐、氧化铁、碳酸盐和硫化物等化学改良剂,加速有机物的分解,将重金属固定在土壤中,将其转化为难溶的化合物,防止其迁移造成各种污染。土壤中的有机污染物可以靠植物、真菌、细菌等合作降解,并且通过植物能够带走土壤中的部分重金属。

对于受到重金属污染的土壤,除生态修复之外,还需要对其进行物理修复。当前,土壤电动修复技术已进入研发使用阶段,通过离子电学和电渗析作用清除土壤中的重金属,或者在土壤中计入盐酸溶液,从而清除土壤中的镉、铅等有害重金属。虽然这些新型土壤净化科技尚处于研发阶段,但相信在不久的将来,“科技净土”将成为现实,为土壤净化和保护提供更有效的治理措施。

3.3强化农业生产过程环境监管

相关机构应加强肥料、农药等投入的安全管理工作,严控污水灌溉以及污泥农用行为。加强对农业的污染控制,严禁使用重金属超标的农药化肥,尤其的化学杀伤性、残留性高的农药化肥,从源头抓起杜绝土壤种植性污染[3]。优先发展生态农业,鼓励并发展无公害、绿色和有机农产品的生产基地的建设。农业部门和环保部门要联合行动,密切关注土壤污染治理能效,通过生态农业的发展的优化土壤性质,提高土壤污染治理效率。

3.4优化产业规划布局

加强规划布局,防止重污染企业等的建设开发生产等活动对周边土壤造成污染,设置区域环评、规划环评等程序,避免各种不合乎要求的开发项目的开展造成土壤污染。环境部门要针对土壤重污染区域划定污染红线,定期监测周边土壤污染情况,尤其是与周边民众生产生活密切相关的土壤治理更要提起重视。规划当地产业布局有利于强化土壤生态保护基础,控制土壤污染源,最大限度地降低土壤污染风险。

4结语

土壤环境问题在现代社会中已日益突显,国家对于环境保护工作也愈加重视。为了实现现代社会各方面的可持续性发展,土壤污染问题必须着重解决,相关部门以及大众都需要为之努力,营造一个健康的工作生活环境。

参考文献: 

[1] 何鹏.土壤污染现状危害及治理[J].吉林蔬菜,2012(9):55-56. 

重金属土壤污染的危害范文第4篇

关键词:土壤污染危害性修复技术

中图分类号:C35文献标识码: A

当前,土壤污染的研究工作比较侧重与修复运用方面,而对土壤污染的主要来源和危害方面的认识还不充足。经过对国内土壤污染现状和案例的分析与研究发现,土壤污染已经严重影响到人类与动植物的健康,因此,必须加强环保意识,研究与创新土壤污染处理措施。

一、土壤污染的危害与分类

(一)土壤污染的分类

污染土壤在很早时期就发生了。许多工厂建立在城市的周边区域,由于工艺设备比较落后,在经营管理方面也相对粗放,环保设备不足。对此,土壤污染情形比较严重。部分场地的污染物浓度十分高,甚至有些已经超出相关监管标准的几百内,而污染深度有的甚至可以达到低下十几米,部分有机污染物会以非水相的液体方式在地下土层中进行大量聚集,转变为新的污染源。土壤污染依据有关污染物的类型可以分成重金属污染和有机物污染及放射性污染等许多类型。其中,重金属污染一般是钢铁冶炼企业和尾矿企业,另外化工企业中的固体废弃物也是重金属污染,具有代表性的重金属污染物包铅、镉和铬。而石油、化工和焦化等的污染土壤中主要以有机物污染作为主体,一般是有机物污染。而污染物通常是有机溶剂类,例如苯系物和卤代烃等。同时还存在其他有关污染物,比如重金属等。我国以前生产与利用国的有机污染物主要是滴滴涕和六氯苯及灭蚁灵等多种,部分农药虽然已禁止利用许多年,可是土壤中依然残留有机污染物。

(二)土壤污染的危害

1.土壤污染造成事物品质下降

国内许多城市郊区土壤都受到各种程度上的污染,部分地区的粮食和蔬菜及水果等有关食物中含有的重金属严重超标,甚至接近临界值。另外,土壤污染不仅严重影响食物的有关卫生品质,还影响着农作物的其他有关品质。

2.土壤污染造成环境污染

土壤遭受污染之后,在含有高浓度重金属的土壤中比较容易在风力与水力作用下会进入大气与水体中,造成大气污染和地表水污染及地下水污染等,从而严重影响生态系统。

3.土壤污染造成的经济损失

农药与有机物污染及放射性污染等形式的土壤污染所造成的经济损失是无法估计的。单单以土壤的重金属污染作为案例,国内每一年由于重金属污染就造成粮食减产1000多万吨。除此之外,粮食遭受重金属污染每一年也有1200万吨,大致每一年的经济损失就会达到200亿元。

二、土壤污染的深入分析

(一)重金属污染的分析

在所有污染中,其中重金属污染土壤是最为关注的。近些年,国内各个区域血铅超标事故非常严重。重金属污染的土壤对人类和植物造成的危害十分严重。

汞是从收到污染的粮食和鱼肉及蔬菜等进入人体,通常情况下,人体的汞含量在13mg,一旦人们摄入的汞达到130至150mg时,就会造成死亡。而汞在土壤中通常以化合物的方式存在,此类化合物与汞会直接损坏土壤中的微生物活性,造成农作物的根系生产较为缓慢,同时吸收能力下降。

镉一旦被长时间食用,就会严重影响到身体肾小管功能,这样人们就会比较容易出现自发性骨折与软骨症。而镉还会严重影响植物的繁殖与酶的活性,如果含量过多,就会在一定程度上降低植物的生化速度,甚至造成植物死亡。

在铬离子中,三价铬与六价铬对人们造成的伤害是比较大的,其中三价铬能够造成人体畸变与残疾,而六价铬要比三价铬的毒要高许多,人体在吸收过后比较同意出现鼻咽癌与肺癌。另外,土壤中铬含量的增多会造成植物中植株变矮和主茎叶的数量变少,同时开花结果也会延迟,其产量就会明显下降。如果和其他有关重金属形成负荷污染,导致的危害就更大。

人体中铅的含量到某一程度时,就会对人体的肾脏与智力造成伤害,同时对人体骨髓的造血系统与神经系统也会造成一定伤害。长时间食用被铅污染的农作物,也会造成人类畸变与癌变。另外,铅还会造成植物的吸收能力下降,耗氧量进一步增大,严重影响植物的生产,从而引发植物死亡。由于重金属的污染造成粮食减产可以达到数十亿吨,同时重金属污染的土壤也会降低益菌含量,进而导致土壤自身拥有的自净能力降低。目前,国内所有的污染事故,其中重金属污染已经占据40%左右。

(二)其他土壤污染造成的影响

尽管重金属污染已经成为国内土壤污染的主要污染物,可是其他有关污染物造成的伤害也存在。

1.有机污染物

土壤中许多有机污染物都是来自农药或是过度施肥,然而大量利用化学材料,就会导致土壤的原有结构破坏,进而严重影响农作物的质量与产量,在一定程度上加大生产资本。另外,人体长时间处在有机物严重污染的环境下,会发生许多反应,从而引发多种严重疾病,例如癌症和糖尿病等。

2.放射性污染物

放射性污染物虽然不会对植物和土壤造成致命的影响,但用污染了的土壤种植植物或蔬菜,污染物通常是吸附于植物体中进入人体,参与生命循环。进入人体过后会对人体的组织细胞带来一定伤害,从而使人们患上白血病和肿瘤及遗传等方面的疾病的可能性大大增加。

3.病原微生物的污染物

病原微生物如果从外界进入到土壤中就会大量繁殖,从而导致土壤的质量下降,打破土壤结构平衡,造成植物病变或是死亡。另外,如果病原微生物所污染的土壤生产出的蔬菜和水果等被人类所食用,就会直接影响人类的身体健康。

结束语:

综上所述,土壤污染主要来自工业、农业等方面,其中重金属对土壤的污染十分严重。遭受污染的土壤具有隐蔽性与滞后性等特点,所以一定要在最大程度上防止重金属土壤污染的发生。另外,土壤是不可再生的资源,污染了片就少了一片干净的绿地。遭受污染的土壤对植物和人类造成的伤害比较严重,同时污染对植物与人类造成的影响也是不同的,严重的时候甚至会影响人类生命安全。对此必须坚强人们的环保意识,进而降低污染事故的出现。

参考文献:

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[2]齐美福,桂双林,刘俭根.持久性有机污染物( POPs)治理现状及研究进展[J].江西科学,2012,26(1):92-96.

重金属土壤污染的危害范文第5篇

关键词:蔬菜基地;土壤;重金属;累积;来源;生态危害

中图分类号:X830;X820.4 文献标识码:A 文章编号:0439-8114(2013)09-2016-05

土壤是人类的衣食之源和生存之本,即便是经济技术高速发展的今天,土壤依然是最基本的生产要素和各种经济关系的物质载体。然而,随着现代工业和城镇化水平的不断提高,工业“三废”、生活废弃物的大量增加,化肥、农药、农膜等投入品大量使用,致使农业生态环境受到不同程度的污染[1]。重金属在农田土壤中的累积会引起复杂生物效应,一方面会制约作物生长发育,促进早衰,降低产量,并对营养元素的吸收起到颉颃作用从而降低农产品的品质;另一方面,土壤中的重金属可以通过根系进入植物体,再通过食物链的传递和富集,最终危害人体健康[2]。由于重金属元素化学性质稳定,其土壤污染过程具有隐蔽性、长期性和不可逆性等特点而受到全社会的广泛关注。

蔬菜在国民生活中占有重要的地位,是日常生活中必不可少的食物。目前,蔬菜基地已成为我国大中城市蔬菜的主要供应源。一般来讲,蔬菜基地蔬菜生产具有集约化程度高、农业投入品施用强度大、灌溉用水比旱作物多等特点,导致各种外源污染物进入农田土壤的几率也高,势必造成重金属元素在土壤中累积,直接影响蔬菜的质量安全。因此,对天门市蔬菜基地土壤重金属的累积状况与潜在生态危害进行评价有着重要意义。本研究通过对天门市5个主要蔬菜基地土壤进行采样监测,揭示土壤中重金属的累积动态,分析污染物来源,并评估其潜在生态危害程度,以期为蔬菜基地生态环境保护和农产品质量安全监管提供科学依据。

1 材料与方法

1.1 研究区概况

天门市位于鄂中,地处江汉平原北部,汉江下游左岸,跨东经112°35′-113°28′,北纬30°23′-30°54′,属于北亚热带季风气候区。多年日均气温16.4 ℃,年平均降雨量1 113.3 mm,日照时数1 872.4 h,无霜期249.6 d。天门市在菜蓝子工程建设中先后在河湖平原的多宝、张港、蒋场、黄潭、岳口、小板、杨林、沉湖及岗状平原的九真、皂市等乡镇建立了10个蔬菜基地,基地面积1.214万hm2,占天门市耕地总面积的11.21%。本研究区选择在河湖平原,该区土壤发育于江汉近代河流冲积物(Q4),基地土壤为灰潮土,土壤有较强的石灰性反应,主要土壤类型是灰油沙土和灰正土。

1.2 样品采集与制备

调查采样时,按照必须有重金属元素的污染源,采样点具有代表性和典型性,不同采样点应选在相同类型母质上以避免因母质不同而产生差异[3]的原则,选择河湖平原的多宝、张港、黄潭、小板、杨林等5个蔬菜基地为采样区,共布设21个采样点,每个采样点按梅花点法5点取样,用竹铲等量采集0~20 cm耕层土壤,混合均匀后用四分法留取1 kg混合土样。土样经自然风干,剔除样品中碎石、沙砾及植物残体,用木棍碾碎并用玛瑙研钵研磨,分别过20目和100目尼龙筛装袋备用。

1.3 分析方法

1.5 土壤重金属潜在生态危害指数评价方法

2 结果与分析

2.1 土壤重金属含量特征

天门市主要蔬菜基地土壤重金属含量的统计特征值及湖北省土壤背景值、国家土壤Ⅱ级标准值列于表3。由表3可知,天门市主要蔬菜基地土壤重金属Hg、Cd、As、Cr、Pb、Cu的总体平均含量分别为0.066、0.168、6.850、67.940、10.730和27.090 mg/kg。然而,由于人类干扰强度的不同,5个蔬菜基地土壤中6种重金属元素的浓度已呈现出较为明显的空间分布特征。差异显著性分析发现,Cd、Cr和Pb以杨林基地土壤含量最高,与多宝、张港、黄潭、小板4个基地土壤含量存在显著差异;Hg与Cu则以黄潭基地土壤含量最高,与多宝、张港、小板、杨林4个基地土壤含量也存在显著差异;而土壤中As含量黄潭、小板、杨林3个基地土壤含量差异不显著,但与多宝、张港2个基地土壤含量均有显著差异。

与湖北省土壤背景值[4]相比,5个蔬菜基地土壤重金属的平均含量除As、Pb外,黄潭和小板基地的Hg、杨林基地的Cd、多宝与杨林基地的Cr以及黄潭基地的Cu均高于相应元素的背景值,存在明显的累积现象;与保障农业生产,维护人体健康的国家土壤Ⅱ级标准值[6]相比,21个供试土样重金属Hg、Cd、As、Cr、Pb、Cu的含量均在标准限量内。由此可见,天门市主要蔬菜基地土壤中As、Pb处于本底状态,Hg、Cd、Cr、Cu在不同基地高于湖北土壤背景值,但低于国家土壤环境质量Ⅱ级标准值,土壤尚没被污染,只是受到外源污染物Hg、Cd、Cr、Cu的轻度玷污,其土地利用一般不受限制[7]。

2.2 土壤重金属累积特征

2.3 土壤重金属来源

农田土壤重金属来源于成土母质和人类活动,同一来源的重金属之间存在着相关性,因此可根据土壤中重金属全量相关性推测重金属来源。若不同重金属间有显著的相关性,说明有相同来源的可能性较大,否则来源不止一个。由表5可知,天门市主要蔬菜基地土壤中,Cr与Pb的相关系数最大,为0.709,达到极显著正相关水平;其次,Hg与Cu、As与Cu、Cd与Pb的相关系数分别为0.637、0.620、0.548,也均达到极显著正相关水平,表明Pb、Cu及Cr同源的概率较大。

根据实地调查及有关资料分析,天门市主要蔬菜基地土壤中外源重金属以4种来源为主。来源一为大气中重金属沉降。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有重金属的有害气体和粉尘等,大多数是经自然沉降和雨淋沉降而进入土壤[9]。来源二为施用含有重金属的化肥、农药等农业化学投入品。通常化肥中含有一定成分的重金属,一般磷肥、含磷复合肥含有较高的Hg、Cd、As和Pb等重金属元素,氮肥和钾肥中这些重金属元素含量较低,但氮肥中Pb的含量较高。天门市分别始于1951年、1954年和1972年在农业生产上施用氮肥、磷肥和复合肥。我国第一次农业污染源普查结果显示,天门市2007年度纯N施用量为788.85 kg/hm2,P2O5为345.45 kg/hm2,其单位面积施用量双双位居全省各地、市、州的第一名,分别是全省平均施用量的1.52倍和1.67倍。可见,天门市如此长时间、高强度地施用氮肥、磷肥和复合肥,必然会造成Hg、Cd、As、Pb等重金属元素在农田土壤中的累积。同时,天门市主要蔬菜基地一般由老棉田演变而来,曾于1971年前多年使用汞制剂农药氯化乙基汞(西力生)和醋酸苯汞(赛力散)、1962年起使用铜制剂农药硫酸铜和1972年起使用砷制剂农药甲基胂酸锌(稻脚青)防治棉花苗病,以及改种蔬菜后使用各种铜制剂农药防治蔬菜病害,导致Hg、Cu、As等重金属元素在农田的累积。来源三为施用含有重金属的畜禽粪便与生活垃圾。随着现代畜牧业发展,饲料中一般都含有一定量的Cu、As等重金属元素,这些重金属元素随粪便排出体外,施入农田后在土壤中累积。据估算[10],2006年度天门市仅猪粪、鸡粪中Cu、As的排放量全市耕地平均污染负荷量就达1.738和0.223 kg/hm2。而农村生活垃圾堆肥中往往重金属含量也比较高,如垃圾中电池、日光灯管、体温计等含Hg废弃物较多,施入农田其重金属也会在土壤中累积。来源四为地膜残留。天门市从1982年开始推广地膜覆盖技术,但因地膜强度低,易破碎,使用后难以捡拾回收,地膜残留量大,造成了土壤的白色污染,且覆盖年限越长,污染也越严重[11]。由于地膜在生产过程中加入了含有Cd、Pb的热稳定剂,残留地膜中的Cd、Pb向土壤中渗透、迁移,污染其土壤[12]。

2.4 土壤重金属潜在生态危害评价

3 结论

1)天门市主要蔬菜基地土壤重金属As、Pb处于本底状态,Hg、Cd、Cr、Cu在不同基地高于湖北土壤背景值,但低于国家土壤环境质量Ⅱ级标准值,土壤尚没被污染,只是受到外源污染物的轻度玷污,其土地利用一般不受限制。

2)土壤重金属累积性评价结果表明,Hg、Cd、Cr、Cu在不同蔬菜基地已形成轻度累积,5个基地土壤重金属综合累积水平为轻度累积。

3)大气中重金属沉降、施用含有重金属的化肥、农药、禽畜粪便和生活垃圾以及地膜残留是天门市主要蔬菜基地土壤中重金属来源的主要贡献者。

4)潜在生态危害指数法评价结果表明,5个蔬菜基地土壤重金属的潜在生态危害程度处于轻微生态危害状态,Hg与Cd为土壤中主要生态危害因子。

参考文献:

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