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土壤中重金屬污染物來自何方

土壤中重金屬的來源是多途徑的，首先是成土母質(zhì)本身含有重金屬，不同的母質(zhì)、成土過程所形成的土壤含有重金屬量差異很大。此外，人類工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)活動，也造成重金屬對大氣、水體和土壤的污染。

大氣中的重金屬主要來源于工業(yè)生產(chǎn)、汽車尾氣排放及汽車輪胎磨損產(chǎn)生的大量含重金屬的有害氣體和粉塵等。它們主要分布在工礦的周圍和公路、鐵路的兩側(cè)。大氣中的大多數(shù)重金屬是經(jīng)自然沉降和雨淋沉降進(jìn)入土壤的。如瑞典中部F alun市區(qū)的鉛污染，它主要來自于市區(qū)銅礦工業(yè)廠、硫酸廠、油漆廠、采礦和化學(xué)工業(yè)產(chǎn)生的大量廢物,由于風(fēng)的輸送，這些細(xì)微顆粒的鉛,從工業(yè)廢物堆擴(kuò)散至周圍地區(qū)。南京某生產(chǎn)鉻的重工業(yè)廠鉻污染疊加已超過當(dāng)?shù)乇尘爸?.4倍，污染以車間煙囪為中心，范圍達(dá)1.5 km2，污染范圍最大延伸下限1.38 km。俄羅斯的一個(gè)硫酸生產(chǎn)廠也是由工廠煙囪排放造成S、V、As的污染。公路、鐵路兩側(cè)土壤中的重金屬污染，主要是Pb、Zn、Cd、Cr、Co、Cu的污染為主。它們來自于含鉛汽油的燃燒，汽車輪胎磨損產(chǎn)生的含鋅粉塵等。它們成條帶狀分布，以公路、鐵路為軸向兩側(cè)重金屬污染強(qiáng)度逐漸減弱;隨著時(shí)間的推移，公路、鐵路土壤重金屬污染具有很強(qiáng)的疊加性。在法國索洛涅地區(qū)A71號高速公路沿途嚴(yán)重污染重金屬Pb、Zn、Cd，其沉降粒子濃度超過當(dāng)?shù)赝寥辣尘爸?～8倍，而公路旁重金屬濃度比沉降粒子中高7～26倍。在斯洛文尼亞從居波加到扎各瑞波公路兩側(cè)，鉛除了分布在公路兩側(cè)以外，還受階地地貌和盛行風(fēng)的影響，高鉛出現(xiàn)在低地，公路順風(fēng)一側(cè)鉛含量較高。經(jīng)過自然沉降和雨淋沉降進(jìn)入土壤的重金屬污染，主要以工礦煙囪、廢物堆和公路為中心，向四周及兩側(cè)擴(kuò)散;由城市到郊區(qū)再到農(nóng)區(qū)，隨距城市的距離加大而降低，特別是城市的郊區(qū)污染較為嚴(yán)重。此外，還與城市的人口密度、城市土地利用率、機(jī)動車密度成正相關(guān);重工業(yè)越發(fā)達(dá)，污染相對就越嚴(yán)重。此外，大氣汞的干濕沉降也可以引起土壤中汞的含量增高。大氣汞通過干濕沉降進(jìn)入土壤后，被土壤中的粘土礦物和有機(jī)物的吸附或固定，富集于土壤表層，或?yàn)橹参镂斩D(zhuǎn)入土壤，造成土壤汞的濃度的升高。

施用含有鉛、汞、鎘、砷等的農(nóng)藥和不合理地施用化肥，都可以導(dǎo)致土壤中重金屬的污染。一般過磷酸鹽中含有較多的重金屬Hg、Cd、As、Zn、Pb，磷肥次之,氮肥和鉀肥含量較低，但氮肥中鉛含量較高，其中As和Cd污染嚴(yán)重。經(jīng)過對上海地區(qū)菜園土地、糧棉地的研究，施肥后，Cd的含量從0.134 mg/kg升到0.316 mg/kg，Hg的含量從0.22 mg/kg升到0.39 mg/kg，Cu、Zn 增長2/3。通過新西蘭50年前和現(xiàn)今同一地點(diǎn)58個(gè)土樣分析，自施用磷肥后，鎘從0.39 mg/kg升至0.85mg/kg。在阿根廷由于傳統(tǒng)無機(jī)磷肥的施入,進(jìn)而導(dǎo)致土壤重金屬Cd、Cr、Cu、Zn、Ni、Pb的污染。

農(nóng)用塑料薄膜生產(chǎn)應(yīng)用的熱穩(wěn)定劑中含有Cd、Pb，在大量使用塑料大棚和地膜過程中都可以造成土壤重金屬的污染。

污水灌溉一般指使用經(jīng)過一定處理的城市污水灌溉農(nóng)田、森林和草地。城市污水包括生活污水、商業(yè)污水和工業(yè)廢水。由于城市工業(yè)化的迅速發(fā)展，大量的工業(yè)廢水涌入河道，使城市污水中含有的許多重金屬離子，隨著污水灌溉而進(jìn)入土壤。在分布上，往往是靠近污染源頭和城市工業(yè)區(qū)土壤污染嚴(yán)重，遠(yuǎn)離污染源頭和城市工業(yè)區(qū)，土壤幾乎不污染。近年來污水灌溉已成為農(nóng)業(yè)灌溉用水的重要組成部分，中國自20世紀(jì)60年代至今，污灌面積迅速擴(kuò)大，以北方旱作地區(qū)污灌最為普遍，約占全國污灌面積的90%以上。南方地區(qū)的污灌面積僅占6%，其余在西北和青藏。污灌導(dǎo)致土壤重金屬Hg、Cd、Cr、As、Cu、Zn、Pb等含量的增加。淮陽污灌區(qū)自污灌以來，金屬Hg、Cd、Cr、Pb、As等就逐漸增高，1995—1997年已超過警戒級。太原污灌區(qū)的重金屬Pb、Cd、Cr含量遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過其當(dāng)?shù)乇尘爸担曳e累量逐年增高。

污泥中含有大量的有機(jī)質(zhì)和氮、磷、鉀等營養(yǎng)元素，但同時(shí)污泥中也含有大量的重金屬,隨著大量的市政污泥進(jìn)入農(nóng)田，使農(nóng)田中的重金屬的含量在不斷增高。污泥施肥可導(dǎo)致土壤中Cd、Hg、Cr、Cu、Zn、Ni、Pb含量的增加，且污泥施用越多,污染就越嚴(yán)重，Cd、、Cu、Zn引起水稻、蔬菜的污染;Cd、Hg可引起小麥、玉米的污染;污泥增加，青菜中的Cd、Cu、Zn、Ni、Pb也增加。科學(xué)家研究表明，用城市污水、污泥改良土壤，重金屬Hg、Cd、Pb等的含量也明顯增加。

含重金屬廢棄物種類繁多，不同種類其危害方式和污染程度都不一樣。污染的范圍一般以廢棄堆為中心向四周擴(kuò)散。通過對垃圾堆放場、某鉻渣堆存區(qū)、城市生活垃圾場及車輛廢棄場附近土壤中的重金屬污染的研究，這些區(qū)域的重金屬Cd、Hg、Cr、Cu、Zn、Ni、Pb、As、Sb、V、Co、Mn的含量高于當(dāng)?shù)赝寥辣尘爸担亟饘僭谕寥乐械暮亢托螒B(tài)分布特征受其垃圾中釋放率的影響，且隨距離的加大重金屬的含量而降低。由于廢棄物種類不同，各重金屬污染程度也不盡相同，如鉻渣堆存區(qū)的Cd、Hg、Pb為重度污染，Zn為中度污染，Cr、Cu為輕度污染。

金屬礦山的開采、冶煉、重金屬尾礦、冶煉廢渣和礦渣堆放等，可以被酸溶出含重金屬離子的礦山酸性廢水，隨著礦山排水和降雨使之帶入水環(huán)境(如河流等)或直接進(jìn)入土壤，都可以間接或直接地造成土壤重金屬污染。據(jù)統(tǒng)計(jì)，1 98 9年我國有色冶金工業(yè)向環(huán)境中排放重金屬Hg為56 t，Cd為88t，As為173t，Pb為226t。礦山酸性廢水重金屬污染的范圍一般在礦山的周圍或河流的下游，在河流中不同河段的重金屬污染往往受污染源(礦山)控制，河流同一污染源的下段自上游到下游,由于金屬元素遷移能力減弱和水體自凈化能力的適度恢復(fù)，金屬化學(xué)污染強(qiáng)度逐漸降低。流域重金屬污染隨季節(jié)變化而異，枯水期重金屬的含量明顯高于豐水期。河流流速減緩可以導(dǎo)致該流段重金屬含量增加。

總的來說：工業(yè)化程度越高的地區(qū)污染越嚴(yán)重，市區(qū)高于遠(yuǎn)郊和農(nóng)村，地表高于地下，污染區(qū)污染時(shí)間越長重金屬積累就越多，以大氣傳播媒介土壤重金屬污染土壤的具有很強(qiáng)的疊加性,熟化程度越高重金屬含量越高。

專家指出：重金屬污染耕地可防可治可修復(fù)

據(jù)專家介紹，重金屬污染耕地可防可治，稻米鎘積累可控可調(diào)。土壤本底中自然就含有一定數(shù)量不同種類的重金屬，外源污染又會增加重金屬含量，當(dāng)耕地質(zhì)量下降、土壤酸化等造成其活性增強(qiáng)時(shí)，就可能被農(nóng)作物吸收并積累。通過采取農(nóng)藝耕種等措施，可以調(diào)控農(nóng)作物對重金屬的吸收和積累狀況。

專家指出，當(dāng)前，世界各國十分重視對重金屬污染耕地修復(fù)治理方法研究，行之有效的大致有以下工程治理、生物治理、化學(xué)治理、農(nóng)業(yè)治理等四種治理措施。

工程治理是指用物理或物理化學(xué)的原理來治理土壤重金屬污染。主要有：客土是在污染的土壤上加入未污染的新土;換土是將以污染的土壤移去，換上未污染的新土;翻土是將污染的表土翻至下層;去表土是將污染的表土移去等。如日本富士縣神通川流域的痛痛病發(fā)源地，就是由于長期食用含鎘的稻米而引發(fā)的，他們通過研究，去表土15厘米，并壓實(shí)心土，在連續(xù)淹水的條件下，稻米中鎘的含量小于0.4毫克/千克;去表土后再客土20厘米，間歇灌溉稻米中鎘的含量也不超標(biāo)，客土超過30厘米，其效果更佳。此外淋洗法是用淋洗液來淋洗污染的土壤;熱處理法是將污染土壤加熱，使土壤中的揮發(fā)性污染物(Hg)揮發(fā)并收集起來進(jìn)行回收或處理;電解法是使土壤中重金屬在電解、電遷移、電滲和電泳等的作用下在陽極或陰極被移走。

 

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