吉林省通化土壤中镉(Cd)重金属污染评价探究

1、吉林省通化土壤中镉（cd）重金属污染评价探究【摘要】本文研究吉林省通化市土壤中镉（cd） 重金属元素的污染状况，通过对吉林省通化市土壤中镉（cd） 重金属元素网格化数据的分析，以土壤环境质量（重金属） 标准值（si）作为本区域土壤重金属评价标准，以单因子 指数质量模型的方法分析工作区域内土壤中镉（cd）重金属 元素污染状况。研究证明，采用单因子指数评价法对吉林省 通化市土壤中镉（cd）重金属污染评价，评价方法简单。希 望以此为依据，为该地区的土壤重金属污染防治和可持续利 用提供科学依据。【关键词】土壤；重金属；评价土壤是生物与人类赖以生存的物质基础。作为有再生作 用的自然资源，土壤在维护农业生

2、态系统的平衡方面具有重 要意义1。随着工业的迅猛发展、城市污染的加剧和农用 化学物质种类、数量的不断增加，土壤重金属污染日益严重。 重金属污染物在土壤中具有移动性差、滞留时间长、不易被 微生物降解、毒性强和积累效应等特征，对农作物的生长、 产量及品质都有较大影响，并通过食物链影响着人类健康， 土壤一旦受到重金属污染，要消除是一件极其不容易的事。 因此，调查和评价土壤环境中重金属污染程度，对摸清土壤 环境质量、加强土壤污染的综合防治、保障人类健康等具有 十分重要的现实意义2。1研究概述1. 1重金属及镉危害重金属指密度4. 0以上约60种元素或密度在5. 0以上 的45种元素。碑、硒是非金属，但

3、是它的毒性及某些性质 与重金属相似，所以，将碑、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、 福、铅、辂以及类金属碑，还包括具有毒性的重金属锌、铜、 钻、银、锡、筑等污染物3。在自然界中主要成硫镉矿而存在；也有小量存在于锌矿 中，所以也是锌矿冶炼时的副产品。镉的主要矿物有硫镉矿 (cds),贮存于锌矿、铅锌矿和铜铅锌矿石中。镉的世界储 量估计为900万吨。镉不是人体的必需元素。人体内的镉是出生后从外界环 境中吸取的，主要通过食物、水和空气而进入体内蓄积下来。 镉的吸收和代谢镉的烟雾和灰尘可经呼吸道吸入。肺内镉的 吸收量约占总进入量的2540%。每日吸20支香烟

4、，可吸入 镉24ug。镉经消化道的吸收率，与镉化合物的种类、摄入 量及是否共同摄入其它金属有关。例如钙、铁摄入量低时， 镉吸收可明显增加，而摄入锌时，镉的吸收可被抑制。吸收 入血液的镉，主要与红细胞结合。肝脏和肾脏是体内贮存镉 的两大器官，两者所含的镉约占体内镉总量的60%。据估计, 4060岁的正常人，体内含镉总量约30mg,其中10mg存于 肾，4mg存于肝，其余分布于肺、胰、甲状腺、睾丸、毛发 等处。器官组织中镉的含量，可因地区、环境污染情况的不 同而有很大差异，并随年龄的增加而增加。进入体内的镉主 要通过肾脏经尿排出，但也有相当数量由肝脏经胆汁随粪便 排出。镉的排出速度很慢，人肾皮质镉

5、的生物学半衰期是 1030年。1.2研究区概况通化市旅游资源丰富。列为国家重点文化保护单位的有 集安市的“洞沟古墓群”和“丸都山城”，省级重点文物 保护单位有集安市内的“国内城”、“霸王朝山城”和“长 川壁画墓”等。"洞沟古墓群”有高句丽古墓1万多座，最 早的有2000多年历史，最大的“将军坟”被称为“东方金 字塔”。高句丽遗址现已被联合国教科文组织列为世界文化 遗产4。2材料与方法2. 1数据处理选取通化市作为研究对象，根据通化市工作区范围为北 纬 40° 40' 42° 东经 125° 30' 126° ,对通化市镉元素网格

6、化数据图进行处理，得出通化市工作区镉元素网 格化数据图见表1126000z2. 2评价标准该研究以国家土壤环境质量标准(gb15618-95)二 级标准作为评价标准，分析评价吉林省通化市工作区土壤中 镉(cd)重金属的污染现状mg/kgo2. 3评价方法单因子指数质量模型单因子质量指数5是以土壤污染物的实测浓度与评价 标准之比计算出的土壤环境质量污染指数，即式中，pi为土 壤中污染物i的环境质量指数；ci为污染物i的实测浓度; si为污染物i的评价标准。具体分级评价指标为：若 piw0.7, 土壤环境质量处于清洁安全状态；0.71.0,表明 土壤重金属含量超标污染，对作物的生长发育有影响，进而

7、 会通过食物链影响人体的健康。1.04通化土壤镉污染的防治展望土壤受污染后，蓄积在土壤中的有害物质能迁移到水、 空气和植物中，最终进入人体。土壤污染一旦形成，就会 造成长远的影响，而且难以消除。因此，我们应以"预防 为主”，积极做好土壤的保护工作7。土壤污染主要来自采矿、熔炼、镀锌等工业生产和大 气中含镉粉尘的沉降。因此，要减轻镉对环境的污染，人 类首先应采取的行动是对能带来的镉污染的工业生产采取 预防措施或减少这类生产活动。由于镉对动植物都有很强 的毒性，且易通过食物链进入人体，因此受严重镉污染的 土好弃之不用，但对中轻度污染的土壤，根据镉在土壤中 的特性，采取适当的措施是完全可以

8、减轻甚至消除其毒害 的。近年来国内外采用的土壤重金属污染治理方法按治理 方式、工程措施、改良措施、农业措施及生物措施8。4.1工程措施翻耕、客土与换土翻耕就是把污染重的 表层翻到下层，而把污染轻 下层翻为表层。很显然，如果 底层的污染同样较严重翻耕是不会有什么效果的。客土是 指在污染土壤上覆盖一层净土，换土则是先将受污染的表 土挖走，然后再填入同等厚度的新土。无论是翻耕、还是 客土或换土，都必须要掌握好土层厚度，处理土层太厚， 工作量太大，劳民伤财；处理土层太薄，效果不佳，通常 以处理30cm深的土层为宜。一般来说，3种方法以换土 效果最好，这但采用换土措施会带来如何处置被挖掘的 受污染土壤的

9、问题，处理不好，就很可能导致二次污染，由 于这类物理措施都需要大量的人力物力，通常它们只用于 污染较重的土壤。4.2改良措施4. 2. 1提高土壤ph镉的活性明显受深液酸度的影响， ph越高，其活性越弱，当土壤ph达7时，有效镉的浸 出率就降到5%左右。因此，在受镉污染的土壤中施用石灰性物质，如氢氧 化钙、碳酸钙、硅酸钙等来提高土壤ph, 即可有效地降低镉的活性，石灰、硼泥、硫酸锌、过磷酸、 氮肥5种cd 土改良剂中，以石灰效果最好。4. 2.2调节土壤eh旱改水或淹水栽培是降低土 eh,使土壤处于还原状态的有效措施，从而保证镉变成无机盐沉淀和低有效性状态。当然，含硫少的酸性土壤，施用石灰硫黄

10、合剂，既可降低土壤酸度，又可保证在还原条件下产生更多的s来生成cds沉淀。4. 3农业措施4. 3. 1增施有机肥土壤有机质对镉等多种重金属都有不同程度的吸附作用，有机质增加可提高土抗重金属污染的能力。因此,施用有机肥，一方面能提高土壤肥力，改良土壤性状。另一方面又可较好地减轻镉的生物毒性。但有些有机肥，如垃圾堆肥，本身就含有一定量的重金属,施入土壤可能反而会使植物体内的金属含量增加，这时可在肥料中拌施碳酸钙以降低其活性。4. 3.2选择合适形态的化肥 肥料的不同形态对土壤镉 溶解度的影响，特别是在根际土溶解度，产生明显差异。 我们可以利用这种差异，减少镉对植物体的污染，而且化 肥是现代农作物

11、种植业不可缺少的，只要选购合适形态的 化肥用于污染土壤便能实现污染治理，因此比较经济易行。4. 3. 3选种抗污染农作物品种 改种吸收污染物少或食 手部位污染物累积少的作物。研究表明：菠菜、小麦、大 豆吸镉量多，不宜种植；而玉米、水稻吸镉较少。在中、 轻度重金属污染的土壤上，不种叶菜、块根类蔬菜而改种 瓜果蔬菜或果树等，能有效地降低农产品的重金属浓度。4.4生物措施4.5其他措施参考文献：1刘庆；杜志勇；史衍玺；战金成；庞绪贵山 东省寿光市土壤重金属环境质量评价j江西农业大学学报 2009 (1)2孟宪丽.gis支持下的吉林省黑土区土壤重金属污 染评价研究a东北师范大学2008. 6. 13郑喜珅；鲁安怀；高翔；赵谨；郑德圣土壤 中重金属污染现状与防治方法j 土壤与环境2002, 11(1), 79-844维 基 百 科 http :/zh. wikipedia. org/wiki/%e9%80%9a%e5%8c%96%e 5%b8%825王焕校污染生态学m.北京：高等教育出版社， 2001： 214-233.6