土壤重金属污染危害及防治措施.doc

书山有路勤为径学海无涯苦作舟。土壤重金属污染危害及防治措施长沙环境保护职业技术学院周敏王安群1.前言地球岩石圈经历了千百万年的漫长的地质变化后才形成了土壤。土壤和人类之间保持着一种自然平衡关系土壤和其他环境因素一样对人类起作用人类活动也可以影响土壤环境他们之间互相依赖、互相制约、紧密地联系在一起人通过生产活动从自然界取得资源和能量再以“三废”形式向土壤系统排放造成土壤污染然后被植物吸收并在体内积累人吃了污染的粮食、蔬菜等食物后重金属元素就在人体蓄积产生各种危害所以充分认识土壤污染及危害保护土壤防治污染是十分重要的任务。2.土壤重金属污染2.1.概论在土壤的无机污染物中突出表现为重金属的污染。重金属不能为土壤微生物所分解而易于积累转化为毒性更大的甲基化合物甚至有的通过食物链以有害浓度在人体内蓄积严重危害人体健康。土壤重金属污染物主要有铅、镉、汞、砷、铬、铜、铁、锌等砷虽不属于重金属但因其行为与来源及危害都与重金属相似故通常列入重金属类进行讨论。就对植物需要而言可分为两类：一类是植物生长发育不需要的元素而对人体健康危害比较明显如镉、汞、铅等另一类是植物正常发育所需元素且对人体又有一定生理功能如铜、锌等但过多会发生污染妨碍植物生长发育。同种金属由于它们在土壤中存在的形态不同其迁移转化特点和污染性质也不同因此在研究土壤中重金属的危害时不仅要注意它们的总含量还必须重视各种形态的含量。2.2.汞土壤的汞污染主要来自于污染灌溉、燃煤、汞冶炼厂和汞制剂厂（仪表、电气、氯碱工业）的排放。如一个700兆瓦的热电站每天可排放汞215公斤估计全世界仅由燃煤而排放到大气中的汞一年就有3000吨左右。含汞颜料的应用、用汞做原料的工厂、含汞农药的施用等也是重要的汞污染源。汞进入土壤后95%以上能迅速被土壤吸持或固定这主要是土壤的粘土矿物和有机质有强烈的吸附作用因此汞容易在表层积累并沿土壤的纵深垂直分布递减。土壤中汞的存在形态有金属汞、无机态与有机态并在一定条件下相互转化。在正常eh和ph范围内汞能以零价状态存在是土壤中汞的重要特点。植物能直接通过根系吸收汞在很多情况下汞化合物可能是在土壤中先转化为金属汞或甲基汞后才能被植物吸收。无机汞有hgso4、hgoh2、hgcl2、hgo它们因溶解度低在土壤中迁移转化能力很弱但在土壤微生物作用下转化为具有剧烈毒性的甲基汞也称汞的甲基化。微生物合成甲基汞在好氧或厌氧条件下都可以进行。在好氧条件下主要形成脂溶性的甲基汞可被微生物吸收、积累而转入食物链造成对人体的危害；在厌氧有酶催化下主要形成二甲基汞它不溶于水在微酸性环境中二甲基汞也可转化为甲基汞。汞对植物的危害因作物的种类不同而异汞在一定浓度下使作物减产较高浓度下甚至可使作物死亡。植物吸收和累积与汞的形态有关其顺序是：氯化甲基汞>氯化乙基汞>醋酸苯汞>氯化汞>氧化汞>硫化汞。不同植物对汞吸收能力是：针叶植物>落叶植物；水稻>玉米>高果>小麦；叶菜类>根菜类>果菜类。土壤中汞含量过高汞不但能在植物体内累积还会对植物产生毒害引起植物汞中毒严重情况下引起叶子和幼蕾掉落。汞化合物侵入人体被血液吸收后可迅速弥散到全身各器官当重复接触汞后就会引起肾脏损害。2.3.镉镉主要来源于镉矿、冶炼厂。因镉与锌同族常与锌共生所以冶炼锌的排放物中必有zno、cdo它们挥发性强以污染源为中心可波及数千米远。镉工业废水灌溉农田也是镉污染的重要来源。镉被土壤吸附一般在0-15cm的土壤层累积15cm以下含量显著减少。土壤中的镉以cdco3、cdpo42、及cdoh2的形态存在其中以cdco3为主尤其是在ph>7的石灰性土壤中土壤中的镉的形态可划分为可给态和代换态它们易于迁移转化而且能被植物吸收不溶态镉在土壤中累积不易被植物吸收但随环境条件的改变二者可互相转化。如土壤偏酸时镉的溶解度增高而且在土壤中易于迁移；土壤处于氧化条件下（稻田排水期及旱田）镉也易变成可溶性被植物吸收也多。土壤对镉有很强的吸着力因而镉易在土壤中造成蓄积。镉在土壤中吸附迁移还受伴随离子如zn2+、pb2+、cu2+、fe2+、ca2+等的影响如锌的存在就可抑制植物对镉的吸收。镉是植物体不需要的元素但许多植物均能从水中和土壤中摄取镉并在体内累积。累积量取决于环境中的镉的含量和形态。镉在植物各部分分布基本上是：根>叶>枝的干皮>花、果、籽粒。水稻研究表明同样规律即主要在根部累积为总量的82.5%地上部分仅占17.5%其顺序：为根>茎叶>稻米>糙米。土壤中过量的镉不仅能在植物体内残留而且也会对植物的生长发育产生明显的危害。镉能使植物叶片受到严重伤害致