摘 要:人類工業(yè),農(nóng)業(yè)等行為導(dǎo)致田地土壤的重金屬極度累積造成污染,就是農(nóng)田土壤重金屬污染。大體涵蓋生物毒性顯著的Pb、Hg、Cd、As、Cr污染以及具有毒性的Zn、Cu等污染物對土壤的侵蝕和沉積。土壤重金屬污染的特性是其隱蔽性和滯后性,當(dāng)有害物質(zhì)累積到一定量時,使得環(huán)境惡化,農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)出質(zhì)量下降,污染河流,禍及地下水,水土流失,甚至可直接毒害植物或通過相關(guān)食物鏈危及人體健康。據(jù)調(diào)查顯示,在土壤污染的眾多來源中,重金屬污染高居首位。本文總結(jié)了近幾年我國土壤重金屬污染現(xiàn)狀,分析了土壤重金屬污染來源,探討了重金屬污染對農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)及人體健康的危害,以及土壤重金屬污染的防控對策和修復(fù)措施。
關(guān)鍵詞:土壤 重金屬污染 防控 修復(fù)
引言
近年來隨著社會經(jīng)濟的快速發(fā)展,土壤中重金屬含量不斷增加,土壤重金屬污染已成為普遍的環(huán)境問題,越來越受到人們的關(guān)注?;仡櫧陙砦覈亟饘偻寥牢廴臼录浑y發(fā)現(xiàn)其中主要以砷、汞、鉛、鎘、鉻、銅、鋅、鎳等重金屬為主,局部地區(qū)還有錳、鈷、硒、釩、銻、鉈、鉬等。它們多呈現(xiàn)出隱蔽性、滯后性、積累性和難可逆性,給生態(tài)環(huán)境和食品安全帶來了嚴(yán)重的威脅,同時,也是土壤污染防治和修復(fù)工作的一道難坎。2014年官方資料顯示,萬山受汞污染的耕地土壤面積約10萬畝,涉及人口10萬人左右,土壤汞濃度0.207~255mg/kg,最大超標(biāo)量572.3倍。2014年,湖南衡陽由于化工污染導(dǎo)致300余名兒童血鉛超標(biāo),隨后央視對血鉛兒童、污染企業(yè)、污染耕地等多方面進行調(diào)查,發(fā)現(xiàn)當(dāng)?shù)赝寥楞U污染嚴(yán)重,僅衡東縣大埔鎮(zhèn)就有超過300名兒童血鉛超標(biāo)。2016年3月6日至4月5日,宜春中安實業(yè)有限公司為了規(guī)避監(jiān)管,間歇性惡意偷排未經(jīng)任何處理的污水,外排口水中鎘濃度嚴(yán)重超標(biāo),導(dǎo)致袁河及仙女湖鎘、鉈、砷超標(biāo),從仙女湖取水的新余市第三水廠取水中斷,部分城區(qū)停止供水。因此,土壤重金屬污染、污染狀況、監(jiān)測、風(fēng)險評估、控制、修復(fù)等方面的研究迫在眉睫。
一、壤質(zhì)量與土壤環(huán)境質(zhì)量
土壤質(zhì)量是在其自然或人為的生態(tài)系統(tǒng)界面內(nèi)維持持續(xù)生產(chǎn),保障產(chǎn)品、氣的環(huán)境質(zhì)量,維持生態(tài)平衡,調(diào)節(jié)與控制環(huán)境變化,支持人類與動植物健康和生活的能力。土壤質(zhì)量的概念是對土壤環(huán)境質(zhì)量的內(nèi)涵和外延的進一步深化和拓寬,它涵蓋了包括土壤環(huán)境質(zhì)量在內(nèi)的土壤全部功能的質(zhì)量。
土壤重金屬污染是指由于人類活動把重金屬帶到土壤中,致使土壤中重金屬含量明顯高于自然背景值,并可能造成現(xiàn)存的或潛在的土壤質(zhì)量退化,生態(tài)與環(huán)境惡化的現(xiàn)象。
二、重金屬對土壤質(zhì)量和生態(tài)功能的危害
大多數(shù)重金屬進入土壤后,很難在物質(zhì)循環(huán)和能量交換過程中分解,更難以從土壤中遷出,重金屬的脅迫有時會引起大量營養(yǎng)元素的缺乏:一方面,介質(zhì)中較高濃度的重金屬能夠引發(fā)植物對大量營養(yǎng)元素的吸收和運轉(zhuǎn)能力的下降,導(dǎo)致植物體內(nèi)缺乏,進而引起體內(nèi)重金屬參與物質(zhì)和代謝的紊亂,導(dǎo)致植物根系營養(yǎng)吸收能力下降。另一方面,重金屬的脅迫引起植物根膜脂過氧化作用,導(dǎo)致膜透性增加,小分子物質(zhì)外泄增加。重金屬在土壤中不斷累積會破壞土壤固有的微生物群落結(jié)構(gòu)及活性,減弱土壤微生物的作用,最終降低土壤肥力和質(zhì)量。
人類活動對農(nóng)業(yè)土壤的影響具有雙重性。農(nóng)業(yè)土壤在合理利用的情況下,土壤肥力(自然肥力和人工肥力)是可以維護、更新和不斷提高的,土壤環(huán)境質(zhì)量可以得到改善,并為人
類提供愈來愈多的優(yōu)質(zhì)農(nóng)林牧產(chǎn)品。因此,土壤屬于一種永續(xù)的可更新的自然資源;相反,在人類不合理的經(jīng)營之下,則會引起土壤退化和土壤肥力的衰退,土壤環(huán)境質(zhì)量的下降和土壤生態(tài)系統(tǒng)的惡化,最終導(dǎo)致農(nóng)業(yè)土壤喪失其作為永續(xù)性的可再生資源的功能和作用。
三、土壤重金屬污染來源
在自然情況下,土壤中重金屬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。而人為活動作用才是造成土壤遭受重金屬污染的重要原因,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)而施用化肥、農(nóng)藥、污泥和污水灌溉過程中,都可能造成重金屬在土壤中大量積累。
1、工業(yè)污染源
工業(yè)生產(chǎn)中含重金屬元素的“三廢”物質(zhì)(廢水、廢氣、廢渣)排放,是土壤環(huán)境中重金屬的主要污染源之一。
2、農(nóng)業(yè)污染源
農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中利用污水灌溉,農(nóng)業(yè)化學(xué)物質(zhì)(農(nóng)藥、化肥)的使用,固體廢棄物的農(nóng)業(yè)利用是土壤環(huán)境重金屬的主要來源。
四、土壤重金屬污染的防控對策
1、貫徹依法預(yù)防的原則
建立健全和貫徹執(zhí)行防止土壤污染的有關(guān)法律法規(guī),是防止土壤重金屬污染的科學(xué)依據(jù)和法律保障。各行業(yè)要嚴(yán)格執(zhí)行國家有關(guān)污染物排放標(biāo)準(zhǔn),如工業(yè)“三廢”物質(zhì)排放標(biāo)準(zhǔn),農(nóng)藥安全使用標(biāo)準(zhǔn)等。
2、發(fā)展清潔生產(chǎn)工藝,控制和消除土壤重金屬污染源
所謂清潔生產(chǎn)工藝就是不斷地、全面地采用環(huán)境保護的戰(zhàn)略以降低生產(chǎn)過程和生產(chǎn)產(chǎn)品對人類和環(huán)境的危害。清潔生產(chǎn)工藝的戰(zhàn)略主要是原料到產(chǎn)品最終處置的全過程中減少“三廢”的排放量,以減輕對環(huán)境的影響。
3、加強污灌管理,控制化肥農(nóng)藥的使用
樹立一切灌溉用水必須符合標(biāo)準(zhǔn)才能用于農(nóng)田灌溉的管理理念,這是污水灌溉的前提,是防止土壤環(huán)境遭受重金屬污染的極其重要的管理措施。農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中應(yīng)嚴(yán)格控制含重金屬污染物的化肥、農(nóng)藥的使用,通過科學(xué)合理使用化肥,研究制定出化肥適宜用量和最佳施用方法。
4、提高土壤環(huán)境容量和土壤凈化能力
土壤環(huán)境具有一定的緩沖作用和強大的自然凈化作用,在防治土壤污染過程中可采取有效措施以增強土壤環(huán)境的緩沖作用和自凈能力,并同時提高土壤環(huán)境容量。當(dāng)輸入土壤環(huán)境中的重金屬污染物的數(shù)量和速度不大,或土壤已遭受重金屬的輕度污染時,采取措施提高土壤環(huán)境容量,對于防止土壤污染的發(fā)生或減輕重金屬對作物的污染危害是有效的。
5、建立土壤污染監(jiān)測、預(yù)報與評價系統(tǒng)
在有代表性的地區(qū)定期采樣或定點安裝自動監(jiān)測儀器,進行土壤環(huán)境質(zhì)量的測定,以觀察土壤污染狀況的動態(tài)變化規(guī)律。以區(qū)域土壤環(huán)境背景值和國家土壤環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)為評價標(biāo)準(zhǔn),分析判斷土壤污染的程度,及時制定出預(yù)防土壤污染的有效措施。加大防治土壤環(huán)境污染的相關(guān)科學(xué)研究和資金投入的力度,建立健全土壤污染的監(jiān)測、預(yù)報與評價系統(tǒng)的現(xiàn)代化信息管理系統(tǒng)。
五、土壤重金屬污染修復(fù)
目前,重金屬污染的修復(fù)主要有兩種途徑:1、改變重金屬的存在狀態(tài),降低其活性,使其鈍化,脫離食物鏈,減小其毒性。2、利用特殊植物吸收土壤中的重金屬,然后將該植物除去,或用工程技術(shù)將重金屬變?yōu)榭扇軕B(tài)、游離態(tài),再經(jīng)過淋洗,然后收集淋洗液中的重金屬,從而達(dá)到回收重金屬和減少土壤中重金屬的雙重目的。
近幾年,國內(nèi)外采用的方法一般可分為工程措施、物理、化學(xué)、植物、微生物、農(nóng)業(yè)生態(tài)、組合修復(fù)等技術(shù)措施。
參考文獻(xiàn):
[1]楊忠芳,朱立,陳岳龍.1999.現(xiàn)代地球環(huán)境化學(xué)(M).北京:地質(zhì)出版社.
[2]李天杰,寧大同,薛紀(jì)渝,等.2004.環(huán)境地學(xué)原理(M).北京:化學(xué)工業(yè)出版社
[3]安志裝,王校常,施衛(wèi)明,等.2002.重金屬與營養(yǎng)元素交互作用的植物生理效應(yīng).土壤與環(huán)境,11(4):392-396
作者簡介:
吳玲(1975年-),女,湖南株洲人,漢族,現(xiàn)職稱:助理工程師,學(xué)歷:本科,研究方向:農(nóng)業(yè)土壤與化肥。endprint