土壤鉛污染及其治理措施

1、土壤鉛污染及其治理措施摘要:綜述了鉛污染土壤中鉛的來源，對人體的危害及污染現(xiàn)狀，并分析了鉛污染土壤的治理技術(shù) 在此基礎(chǔ)上提出了自己的見解，以期希望政府能夠?qū)︺U污染引起足夠的重視關(guān)鍵詞: 土壤鉛污染，治理措施，生物修復(fù)鉛廣泛存在于空氣 水和土壤中，是重要的環(huán)境污染物 在全球環(huán)境日益惡化的當(dāng)今社會，應(yīng)對鉛污染給予足夠的重視，同時，采取必要的措施，將其危害降到最低1 土壤鉛污染1.1 土壤鉛的背景值我國土壤中鉛的平均背景值為（26.0 12.4）mg/kg1，土壤含鉛量為 2200 mg/kg，平均含量變幅為 1342 mg/kg 一般說，離城市遠(yuǎn)及未污染土壤的含鉛量 1030 mg/kg，城區(qū)公路

2、兩旁，以及低污染區(qū)土壤的含鉛量 30100 mg/kg，受鉛鋅礦企業(yè)污染的土壤含鉛量可超過 10 000 mg/kg 含鉛汽油含鉛 4001 000 mg/kg，致使交通工具排出的尾氣中含有大量鉛，積累于公路兩旁土壤 此外，一些城郊 污灌區(qū)以及果園土壤的含鉛量也較高1.2 土壤鉛污染的來源自然情況下，土壤中的鉛主要來源于母巖和殘落的生物物質(zhì)，一般情況下含量比較低，不會對人體及生態(tài)系統(tǒng)造成危害人為活動作用，是造成土壤鉛污染的重要原因，在金屬礦床開發(fā) 城市化建設(shè) 固體廢棄物堆積，以及為提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)，施用化肥 農(nóng)藥 污泥和污水灌溉過程中，都可以使鉛在土壤中大量積累 如瑞典中部 Falun 市區(qū)的鉛污

3、染2，主要來自于市區(qū)的銅礦工業(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，其中細(xì)微顆粒的鉛通過風(fēng)的作用，從工業(yè)廢物堆擴(kuò)散至周圍地區(qū) 李波等以江蘇省的寧連高速公路兩側(cè)土壤和農(nóng)產(chǎn)品為研究對象，認(rèn)為交通鉛污染是影響公路兩側(cè)土壤及農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全的主要因素31.3 土壤鉛污染現(xiàn)狀目前，全世界平均每年排放的鉛約500 104t4比利時每年從大氣進(jìn)入土壤的重金屬鉛量就有250 g/hm2 5在斯洛文尼亞，從居波加到扎各瑞波的公路兩側(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6據(jù)統(tǒng)計，我國約有 1.3 104hm2耕地受到鉛等重金屬污染，致使糧食減產(chǎn)達(dá)

4、 1 000 104t72003 年，?？谑袐D幼保健院調(diào)查發(fā)現(xiàn)， 53.8%的幼兒和 56.1%小學(xué)生血中鉛含量超過 100g/L8；郭平9等研究發(fā)現(xiàn)，長春市區(qū)土壤受鉛污染較嚴(yán)重；鄭袁明10等調(diào)查發(fā)現(xiàn)，北京市區(qū)已有部分公園存在鉛污染問題；陳同斌11等研究發(fā)現(xiàn)，香港海拔 800 m的人類活動很少的山上，土壤鉛含量也可能受到人類活動排放鉛的影響 近幾年，鉛污染事件不斷發(fā)生，如2006 年，甘肅省徽縣和河南省盧氏縣分別發(fā)生鉛污染事件 由于鉛在人們生活中的廣泛存在，所以鉛污染問題，應(yīng)引起我們足夠的重視1.4 土壤鉛污染對人體健康的危害重金屬具有長期性和非移動性等特性12，土壤被重金屬污染后，會對作物

5、農(nóng)產(chǎn)品和地下水產(chǎn)生次級污染，并通過食物鏈影響人類健康13鉛及鉛的化合物一般不能通過完整的皮膚進(jìn)入人體內(nèi)，但有機(jī)鉛可被皮膚吸收 鉛對人體神經(jīng)系統(tǒng) 骨髓造血系統(tǒng) 消化系統(tǒng) 心血管系統(tǒng) 生殖系統(tǒng) 免疫系統(tǒng)及腎臟等造成危害，另外無機(jī)鉛或有機(jī)鉛均有致畸 致癌和致突變性作用 鉛作為中樞神經(jīng)系統(tǒng)毒物，對兒童的身體和智能危害更為嚴(yán)重14，鉛過量積累會導(dǎo)致染色體損傷 腎臟疾病 智力低下15等 絕大部分進(jìn)入人體的鉛以不溶性磷酸鹽形態(tài)儲存在骨骼中，正常人血液中鉛的含量平均為 0.15 mg/kg，當(dāng)血液中鉛含量達(dá) 0.60.8mg/kg時，就會出現(xiàn)鉛中毒癥狀，發(fā)生動脈內(nèi)膜炎 血管痙攣動脈硬化 神經(jīng)機(jī)能障礙 絞痛 精

6、神呆滯16等 據(jù)世界衛(wèi)生組織研究報道，現(xiàn)在每天進(jìn)入人體的鉛來自食物的約 400 g 水10 g 城市空氣26 g 鉛急性中毒表現(xiàn)為流涎 出汗 惡心嘔吐 陣發(fā)性腹部絞痛 便秘或腹瀉 頭痛 血壓增高，嚴(yán)重者抽搐 昏迷癱瘓 循環(huán)衰竭 而沉積在內(nèi)臟器官及骨髓中的鉛化合物由體內(nèi)排除的速度極慢，逐漸形成慢性中毒，最初感到疲倦食欲不振 體質(zhì)變差等，并逐漸出現(xiàn)頭痛 視力模糊 意識不清肌肉痙攣和記憶力喪失172 土壤鉛污染的治理措施目前，鉛污染土壤修復(fù)技術(shù)分為物理 化學(xué)和生物修復(fù) 3種方法2.1 物理方法物理方法是利用重金屬鉛在土壤中的遷移速度比較慢的特點(diǎn)，將含有重金屬鉛的土壤轉(zhuǎn)移出去的一種修復(fù)技術(shù)，主要包括換

7、土法 隔離法 淋濾法 玻璃化法 電化學(xué)法和吸附固定法等2.1.1 換土法 換土法就是把受重金屬污染的土壤替換成未被污染的土壤，它又可分為翻土法 換土法和客土法 3種2.1.2 隔離法 隔離法是向土壤中加入固化劑，使土壤中的鉛被固定住，防止因?yàn)殂U的遷移而對附近土壤造成污染2.1.3 淋濾法 淋濾法是使用淋洗劑清洗受污染的土壤，使土壤中的污染物隨淋洗劑流出，從而達(dá)到修復(fù)污染土壤的目的，它是修復(fù)污染土壤的一種新方法2.1.4 玻璃化法 玻璃化法是將受污染的土壤加熱使之熔化，冷卻后能形成穩(wěn)定的玻璃態(tài)物質(zhì)，受土壤中的污染物能有效地被固定2.1.5 電化學(xué)法 電化學(xué)法是在受污染的土壤中加入陰陽 2個電極，

8、利用鉛離子的帶電性，將土壤中的鉛離子去除，并且能達(dá)到回收的目的 此方法是由美國路易斯州立大學(xué)研究發(fā)現(xiàn)的2.1.6 吸附固定法 吸附固定法是指向受污染的土壤中加入一種材料，將土壤中有效態(tài)的鉛離子吸附并且能夠固定，以免其對人體造成的傷害物理方法能取得比較好的治理效果，但是由于上述方法勞動量比較大，浪費(fèi)大量的人力 物力和財力，而且對轉(zhuǎn)移的含鉛土壤的處理也是一個亟待解決的問題2.2 化學(xué)方法化學(xué)方法是利用改良劑與鉛之間的化學(xué)反應(yīng)，從而對污染土壤中的鉛進(jìn)行固定 分離提取18等，主要包括化學(xué)固定法 螯合劑調(diào)節(jié)法 土壤 pH 控制法 土壤氧化還原電位調(diào)節(jié)法和土壤重金屬離子拮抗法等2.2.1 化學(xué)固定法 化學(xué)

9、固定法就是在受污染的土壤中加入化學(xué)試劑，發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，降低鉛在土壤中的有效性和遷移性，達(dá)到治理的目的，如周鴻19在含鉛 3 000 mg/kg的土壤上投加鈣鎂磷肥 117 g/kg后，白菜心葉的含鉛量由 285 mg/kg降至 76mg/kg，就是一個很好的例子2.2.2 螯合劑調(diào)節(jié)法 螯合劑調(diào)節(jié)法是向受污染的土壤中加入螯合劑，螯合劑與土壤中的鉛離子發(fā)生反應(yīng)，增強(qiáng)了鉛在土壤中的有效性2.2.3 土壤pH 控制法 土壤 pH控制法是通過調(diào)節(jié)土壤中的pH值來調(diào)節(jié)鉛離子的有效性和遷移性2.2.4 土壤氧化還原電位調(diào)節(jié)法 土壤氧化還原電位調(diào)節(jié)法是基于土壤中存在的氧化物質(zhì)和還原物質(zhì)之間進(jìn)行氧化還原反應(yīng)時

10、所產(chǎn)生的電位值，通過調(diào)節(jié)電位值來改變鉛離子在土壤中的活性2.2.5 土壤重金屬離子拮抗法 土壤重金屬離子拮抗法是通過土壤中某些無機(jī)態(tài)的離子之間存在拮抗作用，通過向土壤中加入一種對作物危害較輕的，且對植物生長有益的元素，來抑制對鉛離子的吸收化學(xué)方法對鉛污染土壤治理效果要好于物理方法，但向土壤中加入化學(xué)試劑對土壤環(huán)境擾動較大 花費(fèi)很高，更重要的是極易造成土壤的二次污染2.3 生物方法生物修復(fù)技術(shù)是在 20 世紀(jì) 90 年代迅速發(fā)展的一種治理土壤污染的新技術(shù)，是一種環(huán)境友好型治理技術(shù)，以其高效 安全 持久 價廉等特點(diǎn)得到學(xué)者和政府的認(rèn)可 隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，生物修復(fù)技術(shù)將會具有廣闊的應(yīng)用空間 生

11、物修復(fù)主要包括微生物和植物修復(fù)2.3.1 微生物修復(fù)法 微生物修復(fù)法是利用土壤中的某些微生物，或者土壤中生活的小動物對重金屬鉛具有吸收 沉淀 氧化和還原等作用，從而降低土壤鉛的毒性 Czamowaka 等人測量出當(dāng)土壤中鉛的含量為 170180 mg/kg時，蚯蚓的富集系數(shù)為 0.3620；胡秀仁21發(fā)現(xiàn)，經(jīng)蚯蚓處理后，垃圾的重金屬的溶出量明顯增加； Ireland22發(fā)現(xiàn)蚯蚓糞中水溶態(tài)鉛比重金屬污染土壤中增加了 50%； Devliegher 和 Verstraete23研究發(fā)現(xiàn)蚯蚓通過腸道消化和養(yǎng)分富集 2 個過程可以提高土壤中植物養(yǎng)分和金屬元素的有效性2.3.2 植物修復(fù)法 植物修復(fù)法是

12、利用植物及其根系圈微生物體系的吸收 揮發(fā)轉(zhuǎn)化和降解的作用機(jī)制，來清除環(huán)境中污染物質(zhì)的一項(xiàng)新興的污染治理技術(shù)，它以費(fèi)用低 不破壞場地結(jié)構(gòu) 凈化環(huán)境等優(yōu)點(diǎn)成為修復(fù)鉛污染土壤的熱門技術(shù) 具體地說，利用植物本身特有的利用污染物 轉(zhuǎn)化污染物，通過氧化 還原或水解作用，使污染物得以降解和脫毒的能力，利用植物根系圈特殊的生態(tài)條件，加速土壤微生物的生長，顯著提高根系圈微環(huán)境中微生物的生物量和潛能，從而提高對土壤中有機(jī)污染物的分解作用的能力，以及利用某些植物特殊的積累與固定能力，去除土壤中某些無機(jī)和有機(jī)污染物的能力，稱為植物修復(fù)24Brooks25于 1977 年提出了超富集植物的概念，1983年， Chane

13、y26又提出了利用超富集植物清除土壤重金屬污染的思想，從此以后，有關(guān)重金屬植物與超積累植物的研究逐漸增多 植物修復(fù)技術(shù)又可分為植物提取 植物揮發(fā) 根際過濾和植物固定4 種類型 一般將前3種統(tǒng)稱為去除過程，而將第4種稱為穩(wěn)定過程 現(xiàn)在研究最多的是植物提取技術(shù) 植物提取技術(shù)又分為連續(xù)植物提取和誘導(dǎo)植物提取2種，前者依賴超積累植物在其整個生命周期能夠吸收 轉(zhuǎn)運(yùn)和忍耐高含量重金屬，后者是利用螯合劑來促進(jìn)植物對重金屬的吸收和運(yùn)輸27目前已發(fā)現(xiàn) 400 多種植物能超量積累土壤中 CA Co Cn PbNi Se Mn 和 Zn 等重金屬28，由于鉛具有較高的負(fù)電性，被認(rèn)為是弱酸，易與土壤中的有機(jī)質(zhì)和鐵錳氧化物等形成共價鍵，不易被植物吸收 所以，目前已見報道的鉛超積累植物并不多，而且主要都是在鉛鋅礦區(qū)發(fā)現(xiàn)的3 結(jié)語隨著全球經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展，人類在瘋狂追求經(jīng)濟(jì)利益的同時，也把環(huán)境污染留給了自己，鉛污染狀況日益嚴(yán)峻 在治理鉛污染方面，盡管在物理修復(fù) 化學(xué)修復(fù)技術(shù)有了一定進(jìn)展，并形成了一些實(shí)用技術(shù)29，但費(fèi)用昂貴 難以用于大規(guī)模污染土壤的治理，而且常常導(dǎo)致土壤結(jié)構(gòu)破壞 土壤生物活性下降和土壤肥力退化等問題的發(fā)生30，甚至?xí)斐森h(huán)境的二次污染 在這