浅谈土壤铅污染及其生物有效性评价研究进展

1、浅谈土壤铅污染及其生物有效性评价研究进展【论文摘要】从金属铅的性质出发,综述了土壤中铅的分布、土壤铅污染的来源,重点阐述了土壤中铅植物有效性评价方法及影响土壤铅植物有效性的因素,指出用土壤铅全量作为土壤铅环境质量评价标准存在的缺乏,而开展土壤铅植物有效性的评价研究将为铅土壤环境质量标准的完善提供更为实在的根据。【论文关键词】铅;土壤污染;生物有效性;评价abstratstartingfrtheharaterfetallilead,thedistributinfleadinsil,thesuresfsilleadpllutinererevieed.theevaluatinfleadbiavail

2、abilityanditsipatfatrsereintrdued.italsindiatedthattheusefsilttalauntfleadasasilenvirnentalqualityevaluatinriteriaasindefiienies,andituldprvideareeffetivebasisfriprvingsilenvirnentalqualitystandardstarryutthestudynevaluatinfsilleadbiavailability.keyrdslead;silpllutin;biavailability;evaluatin1金属铅的性质铅

3、是元素周期表iva族中的一个污染元素,原子量为207.2,核电荷和电子数为82,电子层构造为xe4f145d106s26p2,电负性为1.55,离子半径为1.21?魡(pb2+)和0.84?魡(pb4+)。可见,铅作为离子可以+2价和+4价存在。其+2价氧化态稳定,+4价氧化态不稳定。+4价氧化态的铅有强的氧化性,在土壤环境中不能稳定存在。故土壤中铅的化学性质涉及+2价铅及其化合物。铅是强度不高的金属,密度很大(11.34g/3)。新切开的铅有金属光泽,但很快变成暗灰色,因受空气中氧、水和二氧化碳作用,其外表迅速生成一层致密的碱式样碳酸盐保护层,使金属外表钝化。铅是我国古代最先使用的金属之一,

4、在日常生活中用途广泛。2土壤中铅的分布和积累地壳中铅平均丰度为16g/kg,含铅矿物有200多种,主要的矿物形态为方铅矿(pbs,以重量计占87%)、白铁矿(pb3)和铅矾(pbs4)。铅常与锌、铜共生1。世界范围内土壤含铅量变幅在2200g/kg之间,中值为35g/kg。全国土壤背景值根本统计量说明,我国土壤铅含量最高可到达1143g/kg,最低为0.68g/kg,平均为26g/kg2。土壤中含铅量与成土母质有关。据jhnsn等(1985)提供的资料,片麻岩、花岗岩、石灰岩、砂岩、页岩等含铅1050g/kg之间,平均为16g/kg。火成岩的含铅量一般高于砂岩和石灰岩等沉积岩,酸性岩高于基性岩

5、和超基性岩。发育于冰水沉积物、冰渍物,埋藏黄土等母质的土壤含铅量较高。古河流沉积物中的含铅量高于现代活性沉积物。也有研究认为,土壤中重金属的含量变化更多取决于这些母岩类型、母岩母质的差异,而不是土壤的地带性分布3。3土壤中铅污染的来源土壤积累的铅可分为“自然来源和“非自然来源2种。自然环境中的铅通过地壳侵蚀、火山爆发、海啸和森林山火等自然现象而释放到大气环境中。降雨中铅的平均浓度为34g/kg,远离公路且未受到铅污染的新降落雪含铅量在0.0340.056g/kg之间4。构成环境污染最大量、最经常的污染源是人为活动,称之为非自然来源,合计全世界每年非自然铅的排放高达34.925万t5。与自然来源

6、相比,非自然来源铅的排放量占绝对优势,它们包括以下几方面:3.1大气沉降被用作防爆剂而参加汽油中的铅迄今已有数百万吨之多。其直接后果首先是空气中铅浓度升高,尤其是在工业区和人口积聚区、交通繁忙的城市及近郊。美国环保局的一项调查结果说明,20世纪70年代洛杉矶市内空气中的铅浓度比偏僻小镇高10倍6。进入大气中的铅最后归宿是海洋和土壤。汽车尾气中70%的铅沉降于公路两侧的土壤中7-9。许多调查研究说明,公路两侧表层土壤中铅浓度的增高和汽车流量亲密相关,含铅汽油是造成全球环境铅污染的最主要因素10-11。我国对新疆、北京、上海、辽宁、湖南、吉林、广东、山西、陕西、宁夏12-14等地许多公路附近的土壤

7、调查说明,公路两边的许多土壤已经受到污染,其积累量与通车时间及通车密度成正相关15。铅积累在公路两侧850间隔 内16,而下风位置比上风位置积累的更多17。进入大气中的铅可扩散到很远的地方,即使在格林兰岛终年积冰的地方,仍然可以找到铅污染的痕迹18。3.2污泥、城市垃圾的利用城市垃圾等固体废弃物中含有许多植物生长所必需的营养元素,能给作物提供一定量的养分,但这些废弃污中含有大量的重金属元素19。harrisn(1981)指出,城市固体垃圾中铅的含量在100050000g/kg之间。berr和ebber(1972)搜集分析了从英国各地42处所取的有代表性的污泥,发现其含铅量在1203000g/k

8、g之间,均值为820g/kg。美国16个城市的污泥含铅量为1367630g/kg,均值为1450g/kg20。pattersn(1989)曾报道,在英格兰隆默塞特公园的土地上,施用8t/h2的污泥长达30年之久,其土壤中含有醋酸提取态的铅为1500g/kg。由于固体废弃物的使用,北京部分城市公园存在铅污染问题,并且随公园建园时间的延长呈不断增加趋势21-22,另外,粉煤灰中含有多种污染元素,在一些地方的施用也导致了土壤中铅的累积23。污泥中也含有较多的重金属,tiller(1989)总结了不同国家的污泥中重金属含量,发现它们的含量范围比较接近,铅的含量大致为205300g/kg。长期施用污泥,

9、必然会引起土壤中重金属含量增加24。3.3污水灌溉直接用城市工业废水进展农田灌溉也能将大量的铅带入土壤中。我国1991年的抽样调查说明,6.67%的农田灌溉水铅含量超标25。张乃明26-27对太原污灌区多年研究得出污灌区耕层土壤重金属铅累积量随着污灌时间的推移而呈增加趋势,铅的年累积量增加为0.67g/kg。据报道,全国许多城市,如北京、太原、白银市、贵溪(江西)、西安、成都、天津、沈阳等都因污水灌溉受到不同程度的污染28-29。3.4采矿和金属加工业包括铅及其他重金属的开采30、冶炼31、蓄电池工业、玻璃制造业、粉末冶金及相关企业产生三废,燃料油、燃料煤的燃烧废气,涂料、颜料、彩釉、医药、化

10、装品、化学试剂及其他含铅制品的消费和使用等32-33,但最主要的污染源为燃油和铅冶炼、蓄电池等工业性污染。我国湖南桃林铅锌矿区稻田中含铅量为(1601106)g/kg34。安徽省铜陵有色公司冶炼厂重金属粉尘中含铅4.46%,污染方圆2000的土壤35。对浙江省天台地区一铅锌银尾矿周围土壤的调查说明土壤中铅污染严重36。绍兴地区电池厂周围土壤重金属铅含量是清洁对照区的2.25.8倍37。3.5农药与化肥的使用有些含铅农药与杀虫剂的使用,如砷酸铅在果园中的使用,导致铅在土壤中积累。由化肥特别是工业副产品微肥中带入的铅不可无视。据测定,某些微量元素化肥中含铅量可达1%,甚至更高38。人类的消费活动增

11、加了土壤的铅来源,如今每年都有200万t未循环利用的铅以各种不均匀的方式进入水、大气和土壤中,造成很多的铅含量异常区39。另外,根据f.pin-anti的结果认为有机肥的使用也有增加铅污染的可能40。4土壤中铅的形态及其生物有效性土壤铅的生物有效性与铅在土壤中的形态分布有关。目前,对土壤中铅进展形态分级大多采用tessler方法,将土壤中的铅分为:水溶态、交换态、碳酸盐态、铁锰氧化物结合态、有机质硫化物形态及残渣态41-42。对我国一些土壤中铅的形态分布研究说明,土壤中残渣态铅约占总铅的35%75%。】。6参考文献1adas.inrganipllutinandagriulture.lndn:h

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