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1、土壤重金屬污染來源及治理措施學(xué)號(hào):200475020125姓名:王強(qiáng)背景隨著工業(yè)、城市污染的加劇和農(nóng)用化學(xué)物質(zhì)種類、數(shù)量的增加,土壤重金屬污染日益嚴(yán)重,目前,全世界平均每年排放Hg約1.5萬噸,Cu340萬噸,Pb500萬噸,Mn1500萬噸,Ni100萬噸。據(jù)我國農(nóng)業(yè)部進(jìn)行的全國污灌區(qū)調(diào)查,在約140萬公頃的污水灌區(qū)中,遭受重金屬污染的土地面積占污水灌區(qū)面積的64.8%,其中輕度污染的占46.7%,中度污染的占9.7%,嚴(yán)重污染的占8.4%。?土壤重金屬污染具有污染物在土壤中移動(dòng)性差、滯留時(shí)間長、不能
2、被微生物降解的特點(diǎn),并可經(jīng)水、植物等介質(zhì)最終影響人類健康。1土壤重金屬來源與分布1.1隨著大氣沉降進(jìn)入土壤的重金屬大氣中的重金屬主要來源于能源、運(yùn)輸、冶金和建筑材料生產(chǎn)產(chǎn)生的氣體和粉塵。除汞以外,重金屬基本上是以氣溶膠的形態(tài)進(jìn)入大氣,經(jīng)過自然沉降和降水進(jìn)人土壤。據(jù)報(bào)道,煤含Ce、Cr、Pb、Hg、Ti等金屬,石油中含有相當(dāng)量的Hg(O.02~30mg/kg),這類燃料在燃燒時(shí),部分懸浮顆粒和揮發(fā)金屬隨煙塵進(jìn)入大氣,其中1O%~30%沉降在距排放源十幾公里的范圍內(nèi),據(jù)估計(jì)全世界每年約有1600噸的汞是通過
3、煤和其它石化燃料燃燒而排放到大氣中去的。例如;比利時(shí)每年從大氣進(jìn)入每公頃土壤的重金屬量就有Pb250g、Cd19g、As15g、Zn3750g。?運(yùn)輸,特別是汽車運(yùn)輸對(duì)大氣和土壤造成嚴(yán)重污染。主要以Pb、Zn、Cd、Cr、Cu等的污染為主1.2隨污水進(jìn)入土壤的重金屬利用污水灌溉是灌區(qū)農(nóng)業(yè)的一項(xiàng)古老的技術(shù),主要是把污水作為灌溉水源來利用。污水按來源和數(shù)量可分為城市生活污水、石油化工污水、工業(yè)礦山污水和城市混合污水等。生活污水中重金屬含量很少,但是,由于我國工業(yè)迅速發(fā)展,工礦企業(yè)污水未經(jīng)分流處理而排入下水道
4、與生活污水混合排放,從而造成污灌區(qū)土壤重金屬Hg、Cd、Cr、Pb、Cd等含量逐年增加?;搓栁酃鄥^(qū)土壤Hg、Ca、Cr、Pb、As等重金屬1995年已超過警戒線。其它灌區(qū)部分重金屬含量也遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過當(dāng)?shù)乇尘爸怠??隨著污水灌溉而進(jìn)入土壤的重金屬,以不同的方式被土壤截留固定。95%的Hg被土壤礦質(zhì)膠體和有機(jī)質(zhì)迅速吸附,一般累積在土壤表層,自上而下遞減。鄭州污水灌區(qū)水中Hg的濃度達(dá)到O.242mg/kg,而土壤Hg含量O.194mg/kg就會(huì)造成重度污染。污水中的As多以3價(jià)或5價(jià)狀態(tài)存在,進(jìn)入土壤后被鐵、鋁氫
5、氧化物及硅酸鹽粘土礦物吸附,也可以和鐵、鋁、鈣、鎂等生成復(fù)雜的難溶性砷化合物。而Cd很容易被水中的懸浮物吸附,水中Cd的含量隨著距排污口距離的增加而迅速下降,因此污染的范圍較少。Pb很容易被土壤有機(jī)質(zhì)和粘土礦物吸附。Pb的遷移性弱,污灌區(qū)Pb的累積分布特點(diǎn)是離污染源近土壤含量高,距離遠(yuǎn)則土壤含量低。污水中Cr有4種形態(tài),一般以3價(jià)和6價(jià)為主,3價(jià)Cr很快被土壤吸附固定,而6價(jià)Cr進(jìn)入土壤中被有機(jī)質(zhì)還原為3價(jià)Cr,隨之被吸附固定。因此,污灌區(qū)土壤Cr會(huì)逐年累積。1.3隨固體廢棄物進(jìn)入土壤的重金屬固體廢棄物
6、種類繁多,成分復(fù)雜,不同種類其危害方式和污染程度不同。其中礦業(yè)和工業(yè)固體廢棄物污染最為嚴(yán)重。這類廢棄物在堆放或處理過程中,由于日曬、雨淋、水洗重金屬極易移動(dòng),以輻射狀、漏斗狀向周圍土壤、水體擴(kuò)散。????有一些固體廢棄物被直接或通過加工作為肥料施入土壤,造成土壤重金屬污染。如隨著我國畜牧生產(chǎn)的發(fā)展,產(chǎn)生大量的家畜糞便及動(dòng)物加工產(chǎn)生的廢棄物,這類農(nóng)業(yè)固體廢棄物中含有植物所需N、P、K和有機(jī)質(zhì),同時(shí)由于飼料中添加了一定量的重金屬鹽類,因此作為肥料施入土壤增加了土壤Zn、Mn等重金屬元素的含量。磷石膏屬于化肥
7、工業(yè)廢物,由于其有一定量的正磷酸以及不同形態(tài)的含磷化合物,并可以改良酸性土壤,從而被大量施入土壤,造成了土壤中Cr、Pb、Mn、As含量增加。磷鋼渣作為磷源施入土壤時(shí),土壤中發(fā)現(xiàn)有Cr的累積。??固體廢棄物也可以通過風(fēng)的傳播而使污染范圍擴(kuò)大,土壤中重金屬的含量隨距污染源的距離增大而降低。如大冶冶煉廠,每年排放數(shù)千噸的粉塵,引起大冶縣廣大農(nóng)田的污染,直徑20km范圍內(nèi)的土壤Cr、Zn、Pb、Cd含量均大大高于背景值。1.4隨農(nóng)用物資進(jìn)入土壤的重金屬農(nóng)藥、化肥和地膜是重要的農(nóng)用物資,對(duì)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的發(fā)展起著重大
8、的推動(dòng)作用,但長期不合理施用,也可以導(dǎo)致土壤重金屬污染。絕大多數(shù)的農(nóng)藥為有機(jī)化合物,少數(shù)為有機(jī)-無機(jī)化合物或純礦物質(zhì),個(gè)別農(nóng)藥在其組成中含有Hg、As、Cu、Zn等重金屬。在農(nóng)業(yè)地區(qū),特別是在西方國家的家庭園林中,由于經(jīng)常施用含As農(nóng)藥,土壤中As的殘留量明顯增加,美國的密執(zhí)安州土壤中As含量達(dá)到112mg/kg。殺真菌農(nóng)藥常含有Cu和Zn,被大量地用于果樹和溫室作物,常常會(huì)造成土壤Cu、Zn累積達(dá)到有毒的濃度。如在莫爾達(dá)維亞,葡萄生長季節(jié)