国内外土壤重金属污染现状

1、国内外土壤重金属污染现状土壌是人类翰以生存的自然环境和农业生产的重要瓷源4随着工业*城市污染的拥剧和农用化芳物质种类、数虽的增加+.堆廈金属污染日益严重。土壤中有害亟金属被利;为“化学罡时炸弹S税累划一定程愷，不仅会导致土境遇比*农柞物产毎和品质下降，而且还可口通过径流*淋失作用污進地表水和地卜水，惡化水立坏境.井可能直接毒宙柏物或通过直物链途锂危害人体诳康.土壤重金属馬集是指因为人类活勒将戴事属加入到上培中，导致土填中重金忒吿g明竖鬲于范自然蒔除含诂并引起生态秋坏和坏境硕量恶化的班象曲“盖金属因为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过食物链蛤人体键康带亲威胁【叫污染土集中

2、的重金属可以向地我或地下水迁移.引起地下水体的存染【因此，t壤审金属污染理由此产生的后果已蜉成为全球关注的重大问題目审人世界各国土爆部有不同程麼的霓金屛污染.掘统讣*全世界平均标年玮入土壤中的Pb约为500万吨，阳山万吨.6340力盹小仙1500万吨，悴100万吨叫瑞士因污灌造成土iCd.Cu.Zn的积累甜集舌禹苣、土豆和花生受到重金属的严重污染。澳洲的土Cd的含址为0.11-637mg-kg，lit中国目前农药，重牡属等污染的土壊面机已达上千力公顷，污染的勒地约有0.】亿血？，釣占耕地总面积的10%以上，主娈展集屮在经济较发送的轨陲，全国每年啞趙金風河染的粮金霁达1200万I,因重金属污染而

3、孑散粮盘城产高达IE0务力乙合计经济损失至少200亿卍据农业熬坏境监测系统近年的谓査，我国24个笞（市）城郊、污水海槪区、工矿等经济发廉较怏地区的竝。个更点污染区中污块超标的大用农作物种植閒瞅为60.6力hid.占调亶总血税的20%氏中亜金届舍量超标的农件物种植面稅约占汚舉物趙杯农杵物种植血积的80%W匕JtH是Pb.Cd.Hg.C口罠直蔓合污染最为柬阳，在対约!40Zjhm2的污水灌区遁賁发现.壇曼賣金屈污染的土地面积占汚水淮区面积的M.S%+-K中轻度污染的舟舶.7%中滾污染的古97%,严求钙染的占阳忆国内某些区域水稻土的初污染己经到了产生隅米円的程度沈阳张土灌区一闸严亜污渠区大米中Cd含

4、峽达I2mg-kg1.据城觀怖坏保冊门调置发现=成都甲原主睚农作物和城市菜园、果园作物区的获何.冲积土壌眾受到f重號陨的严乘污染卩騎晓梅等研究结杲表明戚郁地区就菜中的主蹩污染元素是Cd和PbW另有研究表明,成都东郊污灌區内AXCd含贋侖达1.65mg-kgih2r省地勘部土壤调蠱结果显示、西江流城的土壕污舉率超过刍0%.在10000kn?土地舉遭覺屢余屈污染的面积有5500km其申H耳的污染面积达1257km2*污染深度迖到地卩40饷1叽据目前已经完直的1277iW的土地质量现狀调蔭结果显示.我国流域性和区域性土壤地球化学异常或污渠规模空前；长江流燻、珠江瓯域、沿海经讲帯、松花江流试、IX河流

5、域出现贯穿全流或的以GJ为主Pb.Hg为辅的流域性、区域性拌常;董河流域岛F、奇A趴低【异常皑苦；全国大中小城市土壤普遍分布有Hr异常现劉叫土壤中重金属来源主要有自然来源和人为干扰输入两种途径.在自然因素中，成土母质和成土过程对土境重金属含凰的彩响很大W人类活动是戏成上壤遭受重金属污染的重瞑阪因，金屈矿床开发、城市化建设、固体废弃物堆枳、农卅施用化肥、农药、污泥和污水涯溉的，这都是导致重金風在土壇中大fit积累的因秦21.工业生产、汽车尾气排放及汽车轮胎丟损是大气中重金属的主要来源，因为这些能产生大扯有害气体和粉尘等.分布地点主渡集中在工矿的周围和公路、铁路两侧.大气中的大多数重金属在经过自然

6、沉降和雨淋沉降后进入土壌煤、石油等燃料在燃烧时产生的挥发性金属约有30%沉降在周边十多千米的范围内)国外对大气重金属干湿沉降在70年代廉已经开展了研究，只不过当时对直重视不足.到了90年代后，虽然工业废水扌车放造成的水体和土壤重金属污染徇到了有效治理，可是祁分地区土壤重金风浓度却在不断增加，研究发现这是由于大气中垂金属干湿沉降造成的。据报道，许多工业发达田家大气沉降对土壤系统中垂金属积累贡献率在各种外源输入因子中播首位】瑞典中部Falun市区的Pb污染主要来自于市区铜旷工业厂、硫酸厂、油漆厂，由于风的运输，这些细微颗粒的Pb从工业废物堆散至周阳地区南京某生产辂的亟工业企业Cd汚染檯加已超过|地

7、背杲值4.4倍，以车间烟囱为中右的为染范围达15km,污染范国圮大延伸下限1.38km1211.使用未经处理或处理不达标的城巾污水淋漑农FFI、森林和饥地也会导致I壤的車金属污染.生活污水、商业污水和业废水足城市污水的主要组或部分，在城市匸业化的迅速发展中，大低的业废水袖入河道.使須污水灌漑成为农业廉溉用水的舉咚组成部分(巾.H前我国毎年样放的汚水址已超过620亿I,椰分工矿企业排放的汚水中所含板金属见表I12-1,在农田濯漑中利用超标污水进行作物灌溉会引起土壤重金展污染。据不完全统计.我国有217力hn?的土壤垂金属污染都是由污水灌漑引起的，可见污水灌漑引起的七壤重金尽污染已相当严重.己对农

8、业生产产生了很大的不良影另外含重金届浓度较高的污染决土容易在降水的作用下进入水体.进而进入到农业淒溉中农I部分工矿企业幷放的污水中所含豆金属Table1Heavymetalsdischargedfromindustries企业关型AAsBaCdCoCrCuFeHgPbNiSbTi采矿送矿4-冶金电镀+r+十化工+*44-+徐料*令+4-44-+制革+十紡织+44-4-4化肥4*业令+炼油44-+农业生产尤英是近代农业生产过程中含有垂金属的化肥.有机月臥城市废弃物和农药的不合理施用，亦是导致土壤重金属污染的甑要原因【却.例如，生产磷肥的磷矿石成分复杂，含有较多如Zn、Cr、Ni、Cu、Cd、Pb

9、等重金属。如果施用不合理，那么劣质磷肥中的車金属就会宜接导致土壤被污染【旳我国磺肥中电金属元索的含*较高，长期使用会使污染型更金属在土壤表层积累（表2）R現表2我国穢肥中近金属含址抽样调竇mg-kg1Table2HeavyinctalcontentinPfcrlizcrssampledinChina抽样地点肥料AsCdCrPbSrCuZn山东51.314464170.433060.6215.3北京36.41939.912426761.4253.3云面饋矿粉253.847.3242.1464.554.2225.3浙江钙帙碍肥6.210572414.963.2169.4恪秽RSC67.751441

10、89.54S76.8金属矿山的开采.冶炼、重金属尾矿.冶炼废渣和矿渣堆放等，可以被酸溶出含重金属寓子的矿山酸性废水，随若矿山持水和降甬使Z带入水坏境（如河涼等）或貞接进入七填，都可以间接或H接地造成土壤電金属污染，这在我国南方地区表现的尤为突出.湖南足我国有色金展Z乡.由冇色金属矿山引起的PbHg、As等更金属污染面积达2.8力km占全省总面枳的13%。部分地区土壤中Pb、Hg.As离出正常值数倍至数百倍，有的地方甚节出现了地方病【”近年来，国内外己经斫究、开发出多种重金属污染土壤的修复技术【纠绚，但修复过程的复杂性、长期性和艰巨性以及我国耕地资源的现状决定了相当部分的农业生产仍不御不在浪受重

11、金属污染的土壌上进行.由于污染土壤中人部分重金属存在于土壤固相并被牢固结合，实际进入作物体（或收获物内的重金处战在很大稈度上决定于污染土壤中垂金属的活度（移动性与生物有效性）.因此研究污染土壤重金属活度及其影响因素对寻求调控手段以降低重金属进入作物体内的风险十分至娶.土壤对垂金属吸附能力的大小左要与土壤的理化性质有关，如pH值、CEC、氣化还原电位、矿物纽成、有机质含量等。大虽研究证明.土壤溶液的pH值对土壌重金属离子活度有着强烈的影响。pH值对車金属活度的彩响随金属种类不同也有所差异【别土壤溶液pH值的升高，能使上壤中的粘土矿物、水合氧化物和有机质表面的负电荷增加对班金属离子的吸附力加强；上

12、壌溶液中H=Fe、Al”、浓度减少，与重金属离子竞争吸附績少.更有利于土壤对重金届的吸附.Markiewicz-Patkowska等对城巾污染土壤的逝金属吸附行为进行了研究，他发现当pH=2时，Cd的虽大吸附量为0.246mg/g.当pH=7时Cd的最大吸附量朋升为2.294mg-g*,于是他指出这可能是因为随着pH值的升高，土壌表面负电荷址增多，因而有利于吸附试的增加（川.盛海彦通过CEC与吸附蜀回归分析得岀CEC升高会提高土壤中辂（III）吸附讯.反之则下降卩李玉萍等也发现4个土壤样品对Pb、Cu、Zn、Cd吸附能力与阳离了交换星（CEC）呈正相关性）。包亚强等认为随着土壤的阳离子交换盘含

13、St的增加，土壞对铜离子的吸附能力提高.但未达到显苫水平I珂.彫响土壤重金属吸附的另一个垂要因素是土壤有机质，土壞重金属吸附址与上壤有机质含量呈正相关.Banks等研究发现正在生K的植物和对土壤补充有机物质能够彩响上壌中Cr的转移.仅植物并不能对七壤中的氣化态Cr产生明显的影响：有机丿贡含金牧高的土壤中铭酸绘比例较低，有机质比例牧低的土壤中的锯的总就较离卩先土壤遁金属与各人址元索间的相斤作用及土壤亜金属间的复合污染也町妙响土壤亜金属的生物有效性.逐介污染足折两种或两种以上不同种类不同性质的污染物，或若同种污染物的不同來源、或两种及两冲以上的不同类里污染在同-环境中同时存乞所形成的环境污染现象I

14、珂.吕建波等研究衣明，CdPb空互作用时与G元索Cd污染相比，油菜茎叫中Cd的分布比例明显增如这说明Cd-Pb交互作用促进了Cd向地上部分的迁移，这可能是因为Pb会夺取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.促进了根中滞国Cd的活性，使Cd进一步向茎叶转移.Cd-Pb-Cu复合污染时Cd从根部向地，上部分的迁移受阻。林大松等研究表明当土壤投加Cu浓度为100mgkQ时，小亡菜体内的Cd含量随着土壤Cu的加入而增加，与单因子污架相比，根和地上部分分别增加21.6%和14.2%,表明土壤添加Cu有促进小白菜根利地上部分吸收Cd的机能，表现为Cu-Cd之间的协同作用冋.

15、植物种类的差异直接决定了吸收垂金属能力差异.同嵋物种类对不同的重金属元累的吸收富集能力不同，不同种类的轨物对同种重金属元素的吸收富集能力也不同.种恤水稻会促进土壤中的Zn向非活性的残余态转化，使土壤中Zn兀秦的生物有效性降低卩刃，而蚕豆則使土壤中的Zn保持较高活性问，种植油菜后土壤Zn的令效态增加、活性增加根际足土壤受植物根系及其生长环境影响的微域环境.由于根分泌物作用的存在，根际坏境中的pH、Eh、养分状况、微生物等异于土体，因而重金届在根际环境中有其特殊的化学行为（叫在根际和非根际土壤中的形态也有着很大的差别.Cacador等发现，Zn、Pb、Cu在非根际中以几种可迁移的化学形态存在，而在

16、根际环境中，它们主要分布于残渣态中，认为根际可能存在交换态、碳酸盐态向铁怯氧化物结合态转化的机制L林埼等的研究表明，水稻根际畜集的铁f孟氧化物结合态Cd和有机给合态Cd远远大于非根际，英原因就是根分泌物使得金属Cd程根际坏境中沉淀了下来。另一方面，根分泌物中的有机酸和酚类化合物与某些重金属形成可溶性络合物，增加了Fe、Mn.Zn等离子的植物有效性，从而提高植物提取重金属污染物的能力。农业活动对土壤中的重金属元素的生物有效性起右最重樊的彫响和改造作用.首先，耕作的强腹彬响着土壌的结构，并且不良的耕作会导致土壌仔机质的人塑反火，其直按结果处是导致土壤中重金属元養大塑进入食物链W）英次，农业施肥的影

17、哺。长期的轮作施肥会导致上壇中有机质的组成发生变化（御：施加琪肥则会降低重金届的牛物有效性，减少植物对里金属的吸收I呦.在酸性上壤中施加石灰普遍降低了植物中重金属的含童，提高了作物的产蜀.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换态急剧向稳定的結合态转化【】作为土壤活性灯机物的重雯表征及览耍的坏境化学物质.沼解性有机碳（DissolvedOrginicCarbon,DOC）在土壤中的行为与生态效应早已引起人们的匝视（*呵土壤DOC是-组有机物，其组成较复杂，从低分子鱼脂肪酸（LMWOA）到分子用相对较大的富甲一酸（FA）和胡敏酸（HA）等。由于DOC中含有人:量的-COOH.-NH2,OH、C=O等络合/螯合基团，可以与I：壌中的車金属通过络合和螯合作用，形成有机一金廉配合物而提扁土壤重金属的移动性肌50）.据报道，不管土壤氧化还原电位如何变化，DOC均能显著提高Cu在土壤中的迁移能力【刃当土壤中DOC提高300%-400%,可溶性铜即可增加400