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土壤重金属污染(heavy metal pollution of the
soil)是指由于人类活动,土壤中的微量金属元素在土壤中的含量超过背景值,过量沉积而引起的含量过高,统称为土壤重金属污染。
重金属是指比重等于或大于5.0的金属,如Fe、Mn、Zn、Cd、Hg、Ni、Co等;As是一种准金属,但由于其化学性质和环境行为与重金属多有相似之处,故在讨论重金属时往往包括砷,有的则直接将其包括在重金属范围内。由于土壤中铁和锰含量较高,因而一般认为它们不是土壤污染元素,但在强还原条件下,铁和锰所引起的毒害亦引起足够的重视。
中国多个出产的稻米被查出镉超标,土壤污染已成"公害"。"镉米危机"的出现,再次敲响土壤污染的警钟。
土壤重金属污染来源自然来源
1、成土母质的风化过程对土壤重金属本底含量的影响;
2、风力和水力搬运的自然物理和化学迁移过程。
人为干扰输入
1、不同工矿企业工业生产对土壤重金属的额外输入
;2、农业生产活动影响下的土壤重金属输入
;3、交通运输对土壤重金属污染的影响
。污染土壤的重金属主要包括汞(Hg)、镉(Cd)、铅(Pb)、铬(Cr)和类金属砷(As)等生物毒性显著的元素,以及有一定毒性的锌(Zn)、铜(Cu)、镍(Ni)等元素。主要来自农药、废水、污泥和大气沉降等,如汞主要来自含汞废水,镉、铅污染主要来自冶炼排放和汽车废气沉降,砷则被大量用作杀虫剂、杀菌剂、杀鼠剂和除草剂。过量重金属可引起植物生理功能紊乱、营养失调,镉、汞等元素在作物籽实中富集系数较高,即使超过食品卫生标准,也不影响作物生长、发育和产量,此外汞、砷能减弱和抑制土壤中硝化、氨化细菌活动,影响氮素供应。重金属污染物在土壤中移动性很小,不易随水淋滤,不为微生物降解,通过食物链进入人体后,潜在危害极大,应特别注意防止重金属对土壤污染。一些矿山在开采中尚未建立石排场和尾矿库,废石和尾矿随意堆放,致使尾矿中富含难解的重金属进入土壤,加之矿石加工后余下的金属废渣随雨水进入地下水系统,造成严重的土壤重金属污染。工业上真正划入重金属的,只有10种金属元素:铜、铅、锌、锡、镍、钴、锑、汞、镉和铋。而从土壤-植物系统的角度来说,国际学界认为,只有镉、钴、硒等元素对动物和人类健康造成危害的风险最大。因为食物链而造成人体健康受损的,主要是镉和硒。虽然重金属数量很多,但各种重金属的毒性及其地球化学(研究地球的化学组成、化学作用和化学演化的科学)行为相差甚远,对人类的影响程度不同,从食物链的角度来看,也只有关键的几个。
主要特征
1、形态多变:随Eh、Ph、配位体不同,常有不同的价态、化合态和结合态。形态不同引起有效性和毒性的不同。
2、很难降解:污染元素在土壤中一般只能发生形态的转变和迁移,难以降解。重金属危害1、影响植物根和叶的发育2、破坏人体神经系统、免疫系统、骨骼系统等土壤重金属污染特点1、重金属不能被微生物降解,是环境长期、潜在的污染物;2、因土壤胶体和颗粒物的吸附作用,长期存在于土壤中,浓度多成垂直递减分布
;3、与土壤中的配位体(氯离子、硫酸离子、氢氧离子、腐蚀质等)作用,生成络合物或螯合物,导致重金属在土壤中有更大的溶解度和迁移活性;
4、土壤重金属可以通过食物链被生物富集,产生生物放大作用;5、重金属的形态不同,其活性与毒性不同,土壤pH、Eh、颗粒物以及有机质含量等条件深刻影响它在土壤中的迁移和转化;土壤重金属环境化学行为迁移过程
1、机械迁移
2、物理-化学迁移(溶解-沉淀;氧化-还原等)
3、生物迁移转化过程1、物理-化学转化2、生物转化重金属在土壤中经历各种物理、化学和生物学过程,在复杂多相的土壤体系中,重金属以各种各样的形态如水溶态、交换态、有机物结合态、铁锰结合态和残余态存在,这些形态对植物的有效性(即能被植物利用的程度)不同,且随着土壤条件的变化(如土壤酸化),一些形态会发生相互转化。
"镉米"凸显土壤重金属污染中国一些地区土壤遭到镉、铅等重金属污染,使生长其上的农作物镉含量超标。除了源自重化工业的重金属污染源外,农业投入品滥用、外源性污染、养殖业污染也逐渐成为造成农产品重金属污染的"罪魁祸首"。