我国土壤重金属污染现状

2017-09-06 12:30吴玲
科学与财富 2017年24期
关键词:重金属污染修复防控

摘 要:人类工业,农业等行为导致田地土壤的重金属极度累积造成污染,就是农田土壤重金属污染。大体涵盖生物毒性显著的Pb、Hg、Cd、As、Cr污染以及具有毒性的Zn、Cu等污染物对土壤的侵蚀和沉积。土壤重金属污染的特性是其隐蔽性和滞后性,当有害物质累积到一定量时,使得环境恶化,农产品产出质量下降,污染河流,祸及地下水,水土流失,甚至可直接毒害植物或通过相关食物链危及人体健康。据调查显示,在土壤污染的众多来源中,重金属污染高居首位。本文总结了近几年我国土壤重金属污染现状,分析了土壤重金属污染来源,探讨了重金属污染对农田生态系统及人体健康的危害,以及土壤重金属污染的防控对策和修复措施。

关键词:土壤 重金属污染 防控 修复

引言

近年来随着社会经济的快速发展,土壤中重金属含量不断增加,土壤重金属污染已成为普遍的环境问题,越来越受到人们的关注。回顾近年来我国重金属土壤污染事件,不难发现其中主要以砷、汞、铅、镉、铬、铜、锌、镍等重金属为主,局部地区还有锰、钴、硒、钒、锑、铊、钼等。它们多呈现出隐蔽性、滞后性、积累性和难可逆性,给生态环境和食品安全带来了严重的威胁,同时,也是土壤污染防治和修复工作的一道难坎。2014年官方资料显示,万山受汞污染的耕地土壤面积约10万亩,涉及人口10万人左右,土壤汞浓度0.207~255mg/kg,最大超标量572.3倍。2014年,湖南衡阳由于化工污染导致300余名儿童血铅超标,随后央视对血铅儿童、污染企业、污染耕地等多方面进行调查,发现当地土壤铅污染严重,仅衡东县大埔镇就有超过300名儿童血铅超标。2016年3月6日至4月5日,宜春中安实业有限公司为了规避监管,间歇性恶意偷排未经任何处理的污水,外排口水中镉浓度严重超标,导致袁河及仙女湖镉、铊、砷超标,从仙女湖取水的新余市第三水厂取水中断,部分城区停止供水。因此,土壤重金属污染、污染状况、监测、风险评估、控制、修复等方面的研究迫在眉睫。

一、壤质量与土壤环境质量

土壤质量是在其自然或人为的生态系统界面内维持持续生产,保障产品、气的环境质量,维持生态平衡,调节与控制环境变化,支持人类与动植物健康和生活的能力。土壤质量的概念是对土壤环境质量的内涵和外延的进一步深化和拓宽,它涵盖了包括土壤环境质量在内的土壤全部功能的质量。

土壤重金属污染是指由于人类活动把重金属带到土壤中,致使土壤中重金属含量明显高于自然背景值,并可能造成现存的或潜在的土壤质量退化,生态与环境恶化的现象。

二、重金属对土壤质量和生态功能的危害

大多数重金属进入土壤后,很难在物质循环和能量交换过程中分解,更难以从土壤中迁出,重金属的胁迫有时会引起大量营养元素的缺乏:一方面,介质中较高浓度的重金属能够引发植物对大量营养元素的吸收和运转能力的下降,导致植物体内缺乏,进而引起体内重金属参与物质和代谢的紊乱,导致植物根系营养吸收能力下降。另一方面,重金属的胁迫引起植物根膜脂过氧化作用,导致膜透性增加,小分子物质外泄增加。重金属在土壤中不断累积会破坏土壤固有的微生物群落结构及活性,减弱土壤微生物的作用,最终降低土壤肥力和质量。

人类活动对农业土壤的影响具有双重性。农业土壤在合理利用的情况下,土壤肥力(自然肥力和人工肥力)是可以维护、更新和不断提高的,土壤环境质量可以得到改善,并为人

类提供愈来愈多的优质农林牧产品。因此,土壤属于一种永续的可更新的自然资源;相反,在人类不合理的经营之下,则会引起土壤退化和土壤肥力的衰退,土壤环境质量的下降和土壤生态系统的恶化,最终导致农业土壤丧失其作为永续性的可再生资源的功能和作用。

三、土壤重金属污染来源

在自然情况下,土壤中重金属主要来源于母岩和残落的生物物质,一般情况下含量比较低,不会对人体及生态系统造成危害。而人为活动作用才是造成土壤遭受重金属污染的重要原因,在金属矿床开发、城市化建设、固体废弃物堆积以及为提高农业生产而施用化肥、农药、污泥和污水灌溉过程中,都可能造成重金属在土壤中大量积累。

1、工业污染源

工业生产中含重金属元素的“三废”物质(废水、废气、废渣)排放,是土壤环境中重金属的主要污染源之一。

2、农业污染源

农业生产中利用污水灌溉,农业化学物质(农药、化肥)的使用,固体废弃物的农业利用是土壤环境重金属的主要来源。

四、土壤重金属污染的防控对策

1、贯彻依法预防的原则

建立健全和贯彻执行防止土壤污染的有关法律法规,是防止土壤重金属污染的科学依据和法律保障。各行业要严格执行国家有关污染物排放标准,如工业“三废”物质排放标准,农药安全使用标准等。

2、发展清洁生产工艺,控制和消除土壤重金属污染源

所谓清洁生产工艺就是不断地、全面地采用环境保护的战略以降低生产过程和生产产品对人类和环境的危害。清洁生产工艺的战略主要是原料到产品最终处置的全过程中减少“三废”的排放量,以减轻对环境的影响。

3、加强污灌管理,控制化肥农药的使用

树立一切灌溉用水必须符合标准才能用于农田灌溉的管理理念,这是污水灌溉的前提,是防止土壤环境遭受重金属污染的极其重要的管理措施。农业生产中应严格控制含重金属污染物的化肥、农药的使用,通过科学合理使用化肥,研究制定出化肥适宜用量和最佳施用方法。

4、提高土壤环境容量和土壤净化能力

土壤环境具有一定的缓冲作用和强大的自然净化作用,在防治土壤污染过程中可采取有效措施以增强土壤环境的缓沖作用和自净能力,并同时提高土壤环境容量。当输入土壤环境中的重金属污染物的数量和速度不大,或土壤已遭受重金属的轻度污染时,采取措施提高土壤环境容量,对于防止土壤污染的发生或减轻重金属对作物的污染危害是有效的。

5、建立土壤污染监测、预报与评价系统

在有代表性的地区定期采样或定点安装自动监测仪器,进行土壤环境质量的测定,以观察土壤污染状况的动态变化规律。以区域土壤环境背景值和国家土壤环境质量标准为评价标准,分析判断土壤污染的程度,及时制定出预防土壤污染的有效措施。加大防治土壤环境污染的相关科学研究和资金投入的力度,建立健全土壤污染的监测、预报与评价系统的现代化信息管理系统。

五、土壤重金属污染修复

目前,重金属污染的修复主要有两种途径:1、改变重金属的存在状态,降低其活性,使其钝化,脱离食物链,减小其毒性。2、利用特殊植物吸收土壤中的重金属,然后将该植物除去,或用工程技术将重金属变为可溶态、游离态,再经过淋洗,然后收集淋洗液中的重金属,从而达到回收重金属和减少土壤中重金属的双重目的。

近几年,国内外采用的方法一般可分为工程措施、物理、化学、植物、微生物、农业生态、组合修复等技术措施。

参考文献:

[1]杨忠芳,朱立,陈岳龙.1999.现代地球环境化学(M).北京:地质出版社.

[2]李天杰,宁大同,薛纪渝,等.2004.环境地学原理(M).北京:化学工业出版社

[3]安志装,王校常,施卫明,等.2002.重金属与营养元素交互作用的植物生理效应.土壤与环境,11(4):392-396

作者简介:

吴玲(1975年-),女,湖南株洲人,汉族,现职称:助理工程师,学历:本科,研究方向:农业土壤与化肥。endprint

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