土壤中重金屬污染與防治

1、吉林農(nóng)業(yè)大學(xué)研究生課程測試試卷測試科目:題號分?jǐn)?shù)一二三四五六七八九十總分教師簽字注意：此半頁考生不得填寫姓名:學(xué)號:測試時間:注意事項1、答題必須寫清題號2、字跡要清楚，保持卷面清潔3、試卷隨試卷交回學(xué)位級別： 學(xué)科、專業(yè):院:土壤中重金屬地污染與防治1.1 土壤重金屬污染現(xiàn)狀 隨著工業(yè)、城市污染地加劇和農(nóng)用化學(xué)物質(zhì)種類、數(shù)量地增加 , 土壤重屬污染日益嚴(yán)重 ,污染程度加劇 ,面積逐年擴大 .因為重金屬污 染物在土壤移動性差、滯留時間長、不能被微生物降解,并可經(jīng)水、植物等介質(zhì)最終影人類健康 .因此 ,土壤重金屬污染問題已經(jīng)成為當(dāng)今 環(huán)境科學(xué)研究地重要內(nèi)容當(dāng)前我國區(qū)域農(nóng)業(yè)環(huán)境惡化現(xiàn)象十分嚴(yán)重 .

2、 據(jù)統(tǒng)計,1980年我國工業(yè)三污染耕地面積 266.7萬公頃 ,1988年增加到 666.7萬公頃,1992年增加到 10 萬公頃.目前,全國遭受不同程度污染 地耕地面積已接近 2000萬公頃 ,約耕地面積地 1/5.我國每年因重金屬 污染導(dǎo)致地糧食減產(chǎn)超過 1000 萬噸,被金屬污染地糧食多達 1200萬 噸,合計經(jīng)濟損失至少 200 億元 .據(jù)農(nóng)業(yè)部環(huán)監(jiān)測系統(tǒng)近年地調(diào)查 ,我 國 24個?。ㄊ?gt;城郊、污水灌溉區(qū)、工礦等經(jīng)濟發(fā)展快地區(qū)地320 個重點污染區(qū)中 ,污染超標(biāo)地大田農(nóng)作物種植面積為 60.6 萬公頃占調(diào)查 總面積地 20%.其中重金屬含量超標(biāo)地農(nóng)作物種植面積約占污染物超 農(nóng)作

3、物種植面積地 80%以上,尤其是 Pb、Cd、Hg、Cu 及其復(fù)合污染 最為突出當(dāng)前我國大多數(shù)城市近郊土壤都受到了不同程度地污染,其中 Cd 污染較普遍污染面積近 1000 萬公頃 ,其次是 Pb、Zn、 Cu、 Hg 等.有許多地方糧食、蔬菜水果等食物中Cd、Cr、As、Pb 等重金屬含量超標(biāo)和接近臨界值 .其中多數(shù)因為工業(yè)污水灌溉造成地 .如廣州郊 區(qū)老污灌區(qū)，土壤中Cd地含量最高228 mg/kg,平均含量為6.68 mg/kg, 沈陽張士灌區(qū)有 2533 公頃土地遭受 C 地污染 ,其中嚴(yán)重污染地占 13%.1.2土壤重金屬來源 土壤重金屬污染是指因為人類地活動將重金屬帶入土壤中,致使

4、土壤重屬含量明顯高于其自然背景值 ,并造成生態(tài)破壞和環(huán)境質(zhì)量惡化地 現(xiàn)象.近來,隨著工業(yè)、城市污染地加劇和使用農(nóng)化用品種類、數(shù)量地 增加,土壤重屬污染日益加劇 ,分析其污染來源主要有以下幾個方面： <1）工業(yè)引起地重金屬污染因為現(xiàn)代遙感技術(shù)地應(yīng)用 ,礦藏不斷被發(fā)現(xiàn)、開采、加工和利用 , 引起土壤重金屬污染.Cd主要來源于鉛鋅礦和煉鎘礦排放地廢氣、廢 水和廢渣，在Pb、Zn污染區(qū)常常伴隨著 Cd地污染.1989年我國有色 金屬冶煉工業(yè)向環(huán)境排放重金屬 Hg為56萬噸,Cd為88噸,As為173 噸,Pb為226噸.美國科羅拉多州羅拉多流域受采礦地影響，土壤重金 屬元素 Cd、Zn、Pb、A

5、s 地濃度以污染源最高 ,并隨著與污染源距離 延長而逐漸降低 .除此之外 ,重金屬在人類生產(chǎn)和生活中得到廣泛應(yīng)用 如電鍍、塑料、電池、化工、印染、制革、煉油等行業(yè)也是排放重 金屬地主要工業(yè)源 .<2）燃煤引起地重金屬污染燃煤釋放是土壤重金屬重要來源之一 ,尤其是北方地區(qū) ,冬季燃煤 塵已成為土壤重金屬主要污染來源 .王起超等研究得出 1995 年中國 燃煤排放Hg為302.9噸,其中向大氣排放量為213.8噸.雖然近些年城 市供暖結(jié)構(gòu)已有很大改善 ,但仍有一部分棚戶區(qū)為集中污染源 ,加上過 去地燃煤所釋放地重金屬已經(jīng)沉降至城市土壤中 ,這會對城市生態(tài)系 統(tǒng)、環(huán)境及人體健康產(chǎn)生長期效應(yīng) .

6、 <3）交通運輸引起地重金屬污染據(jù)有關(guān)報道，汽車排放地尾氣中含鉛量高達 20 50 ug/l,它們成條 帶狀分布 ,經(jīng)自然沉降和雨淋進入土壤 .機動車尾氣既是城市大氣地主 要污染源 ,也是公路兩側(cè)土壤重金屬污染地主要來源 .汽車汽油、發(fā)動 機、潤滑油和鍍金部分都能燃燒或磨損而釋放出Pb、Cd、 Cu、Zn等重金屬,通過對汽車尾氣顆粒物中重金屬元素含量分析發(fā)現(xiàn)： Pb 含 量為 37%,Ni、 Cr、 Cd、 Mn 含量分別為 34.5%、22.6%、3.2%、 2.6%.楊文敏等應(yīng)用掃描電鏡加 X 射線能譜技術(shù)分析了汽油塵表面 15種元素地相對含量，其中Pb最高達22.5%,Mn、Ni、

7、Cr等重金屬含 量都低于3%.汽車尾氣中Pb含量最高是因為汽油中常用四乙基鉛或 四甲基鉛作 “抗爆劑 ”,汽油燃燒后 Pb 隨尾氣排放 ,引起大氣、土壤以 及農(nóng)作物地Pb污染.<4）農(nóng)用物資引起地重金屬污染化肥、農(nóng)藥和地膜是重要地農(nóng)用物資 ,對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)地發(fā)展起著重 要地推動 3作用,但長期不合理地使用會導(dǎo)致土壤重金屬污染 .重金屬 元素是肥料中報最多地污染物質(zhì),尤其是磷肥 .因為磷礦中含有鎘 ,磷礦粉中也含有少量地氟成品肥料中鉻、砷元素含量較高,且土壤地環(huán)境容量較低,在磷肥施用量大農(nóng)田能引起土壤中鉻、 砷較快積 累.Williams等研究發(fā)現(xiàn)，澳大利亞地表層壤Cd含量地增加與大量施 用過

8、磷酸鈣存在顯著相關(guān) .個別農(nóng)藥在組成中 有汞、砷、銅、鋅等重金屬 ,濫用農(nóng)藥在造成殘毒污染地同時 ,也帶來 了土地重金屬污染 .近年來 ,隨著地膜地大面積推廣使用 ,大量地地膜 殘片滯留中 ,造成土壤地白色污染 .同時因為地膜生產(chǎn)過程中加入了含 有鎘、鉛地?zé)岫▌?,也加重了土壤重金屬污染 .<5）污水灌溉污水灌溉是灌區(qū)農(nóng)業(yè)地一項古老技術(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)礦山污水和城混合污水等 .因為我國工業(yè)迅速發(fā)展 ,工礦企業(yè)污水 未經(jīng)分流處理而排入下道與生活污水地混合排放,其中地重金屬含量遠遠超過當(dāng)?shù)乇尘爸?.重金屬著污水灌溉而

9、進入土壤 ,以不同地方式被 土壤截留固定 ,從而造成污灌區(qū)土重金屬 Hg、Cr、 Pb、Cd 等含量逐 年增加.例如我國沈陽市張士灌區(qū)鎘污染分突出 ,污灌面積達 4.2 萬畝, 并有 20 多年地污灌歷史 .除此之外 ,江西廣東、廣西、湖南、上海和 云南等地地冶煉廠周圍地農(nóng)田也有不同程度地鎘染 .另外To ng和Lam地研究結(jié)果也證實，城市周邊道路和裸露地土壤是 居內(nèi)灰塵重金屬地主要來源 .因此 ,在城市化進程不斷加快地今天 ,城 市土中地重金屬不僅來源復(fù)雜 ,而且量大 ,重金屬對人類地危害方式也 變得復(fù)雜化加之城市又是人類活動地密集區(qū),所以城市土壤地重金屬污染對人類地健康脅更大 , 城市土壤

10、地重金屬污染更應(yīng)得到人們地廣 泛關(guān)注.1.3土壤重金屬污染特點及危害1.3.1土壤重金屬污染特點與大氣和水體等其他重金屬污染相比 ,土壤重金屬污染具有如下 特點：廣泛性 .隨著工業(yè)生產(chǎn)地發(fā)展 ,重金屬污染日趨普遍 ,幾乎威脅 著每個國家 ,80 年代,日本富士山通川流域地 “骨痛病”就是因為鎘污染 而導(dǎo)致糙 M 中鎘超標(biāo)引起地 ,我國已有很多城市地郊區(qū)和灌區(qū)遭到了 不同程度地重金屬污染 .<2）隱蔽性 .土壤重金屬污染因為其無色無味 很難被人地感覺器官察覺 ,一般通過植物進入食物鏈積累到一定程度 時才能反映出來，有化學(xué)定時炸彈 ”Chemical Time Bombs，簡稱 CTBs）地

11、說法.<3）不可逆性.重金 屬在土壤中積累到一定程度便引起土壤結(jié)構(gòu)與功能地變化,且因為重金屬很難降解 ,因此土壤一旦污染就很難修復(fù) .<4）長期性 .多數(shù)有機 化學(xué)污染物質(zhì)需要一個較長地降解時間 ,所以 ,土壤一旦遭到污染就極 難恢復(fù),例如 1966 年冬至 1977 年春沈陽撫順污水灌溉區(qū)發(fā)生地污 染,經(jīng)過十余年地艱苦努力 ,采用了各種措施 ,才逐步恢復(fù)其部分生產(chǎn) 力.<5）間接危害性 .土壤中重金屬元素不能為土壤微生物所分解,但可為生物所富集 ,通過食物鏈對人畜造成危害 ,同時還可通過地下滲濾 液進入地下水體 ,從而成為新地污染源 .<6）伴生性和綜合性 .在自然

12、界中 ,單個重金屬污染物構(gòu)成污染有發(fā)生 ,但污染多為伴生性和綜合性 即多種污染物形成復(fù)合污染 ,這已經(jīng)成為近年來環(huán)境科學(xué)領(lǐng)域研究地 新熱點.1.3.2土壤重金屬污染危害 <1）重金屬污染對作物地危害重金屬在土壤 植物系統(tǒng)中遷移直接影響到植物地生長發(fā)育 ,從 而影響作物地產(chǎn)量和質(zhì)量 .鎘是危害植物生長地有毒元素 ,土壤中如果 鎘含量過高 ,會破壞植物葉片地葉綠素結(jié)構(gòu) ,減少根系對水分和養(yǎng)分地 吸收 ,抑制根系生長 ,造成植物生理障礙而降低產(chǎn)量 .研究表明 ,鎘污染 對土壤脲酶活性地影響很大 ,隨土壤鎘濃度地增加 ,脲酶活性下降趨勢 明顯 ,如在金盞菊中 ,脲酶活性下降幅度為 5188；在月

13、季中 ,脲 酶活性下降幅度為 3678,故可用土壤脲酶活性變化來表示土壤 受鎘污染地程度 .鉛在植物組織中地累積可導(dǎo)致氧化、光合以及脂肪 代謝地強度減弱 ,同時可導(dǎo)致對水地吸收量減少、耗氧量增大 ,從而阻 礙植物生長 ,甚至引起植物死亡 .銅、鋅是植物生長必需地微量元素 , 但在土壤中含量超過一定限度時 ,作物根部會受到嚴(yán)重?fù)p害 ,使植物對 水分養(yǎng)分地吸收受到影響 ,造成生長不良甚至死亡 .若土壤生態(tài)系統(tǒng)中 同時存在種污染物 ,則會造成復(fù)合污染 ,如宋良綱等研究表明 ,重金屬 在復(fù)合污染件下對植物地毒害及其在土壤中地遷移動態(tài)要比單一元 素地污染復(fù)雜、嚴(yán)重多 .銅、鋅、鉛、鎘單一污染或復(fù)合污染對

14、白菜 種子地發(fā)芽與根系伸長均有制作用 ,但復(fù)合污染產(chǎn)生明顯地協(xié)同作用 , 對白菜根系伸長地抑制效應(yīng)閾值顯降低 . <2）重金屬污染對人類地危害重金屬污染可直接破壞土壤地正常功能 ,并可通過植物地吸收和 食物鏈積累 ,進而危害人類健康 .如鉛能傷害人地神經(jīng)系統(tǒng) ,特別對幼 兒地智力發(fā)有極其不良地影響；鎘地毒性很大 ,在人體內(nèi)蓄積會引起 泌尿系統(tǒng)功能變化還會影響骨骼發(fā)育 .在人類歷史上 ,因為土壤污染引 起地疾病和環(huán)境公害事屢見不鮮 .如 1995 年在日本富山縣因土壤受 到鎘污染,該地區(qū)地居民發(fā)生一叫 “痛痛病”地公害病 ,鎘使當(dāng)?shù)鼐用袢?身性神經(jīng)痛、關(guān)節(jié)痛、骨折 ,以至亡 .在我國 ,頻繁地人類活動和密集 地工業(yè)、交通運輸?shù)赜绊?,使城市土壤受強烈地人為干擾 ,造成較為嚴(yán) 重地重金屬污染 .現(xiàn)有地研究表明 ,城市土中地重金屬可通過吞食、吸 入和皮膚吸收等主要途徑進入人體 ,直接對人特是對兒童地健康造成 危害,還可通過污染食物、大氣和水環(huán)境間接地影響城環(huán)境質(zhì)量和危 害人體健康 .據(jù)美國