重金属离子对土壤污染的影响探讨

发布时间：2020-07-23

　　摘 要：随着我们生活水平的提高，我们更加关注周围环境污染的问题，由于土壤处于陆地生态系统中无机界和生物界的中心位置，一旦发生污染，尤其是重金属离子对土壤的污染，会造成水域、大气和生物之间都会有污染物，严重危害人们的身体健康。

　　关键词：重金属 土壤 污染

　　土壤是植物、动物和我们人类赖以生存的重要自然资源之一，同水域、大气、生物等环境要素之间相互联系、相互影响，并不断的进行着物质交换。随着我们生活水平的提高，我们更加关注周围环境污染的问题，和水污染、大气污染、废弃物污染等这些通过感官就能比较直观发现的问题不同，土壤污染往往要通过对土壤样品进行化验分析，或对农作物进行残留检测，甚至通过研究对人畜健康状况的影响才能确定。土壤污染主要是指由于具有生理毒性的物质或过量的植物营养元素(微量元素)进入土壤，尤其是重金属离子，当它们的含量超过土壤本身的自净能力，会使土壤的性质、成分发生恶性变化，降低农作物的产量和质量，并危害人体健康的现象。土壤又处于陆地生态系统中无机界和生物界的中心位置，一旦发生污染，水域、大气和生物之间都会有污染物 。

　　土壤污染中以重金属离子最为突出，重金属离子对土壤的污染基本上是一个不可逆转的过程，重金属离子很难被土壤微生物所分解，而易于积累，且转化成毒性更大的化合物，甚至通过食物链在人体内积聚，严重危害人体健康。

　　一、几种重金属离子的主要类型及危害

　　重金属主要是指比重大于等于5.0的金属，如汞、镉、铬、镍、铜、铅、锌、铁、锰等，砷、硒虽不属于重金属，但因其化学性质、环境行为、来源以及危害都与重金属有相似之处，故通常讨论重金属时也包括砷、硒。即使同种金属，由于它们在土壤中存在形态不同，价态不同，其迁移化特点和污染性质也不同，往往是有机态毒性大于无机态，金属羰基化合物常常含有剧毒。 以下是常见几种重金属离子的土壤污染标准：

　　重金属种类 环境污染标准(mg/kg) 一般植物忍受范围(mg/kg)

　　汞(Hg， Mercury) 1 0.04

　　镉(Cd， Cadmium) 3 1.5

　　铬(Cr， Chromium) 50 2

　　镍(Ni， Nickel) 60 7-10

　　铜(Cu， Copper) 60 ---

　　铅(Pb， Lead) 200 10

　　锌(Zn， Zinc) 300 ---

　　砷(As， Arsenic) 20 2

　　1.汞污染 燃煤、污染灌溉、汞冶炼厂和汞制剂厂(仪表、电气、氯碱工业)的排放，以及含汞颜料的应用，含汞农药的施用等是土壤汞污染的主要来源。土壤中汞的存在无机态和有机态两种形态，并在一定的条件下互相转化。无机汞以HgSO4、Hg(OH)2、HgCL2、HgO为主，，在土壤中因为溶解度低从而迁移转化能力很弱，但在土壤微生物作用下，汞可向甲基化方向转化。在好氧土壤微生物作用下主要形成脂溶性的甲基汞，可被微生物吸收、积累，而转入食物链，最终会对人体中枢神经系统，牙齿，骨骼等造成一定的危害;在厌氧土壤微生物作用下，主要形成二甲基汞，在微酸性环境下，二甲基汞又可转化为甲基汞。汞在一定浓度下使作物减产，在较高浓度下甚至使作物死亡。

　　2.镉污染 土壤中镉的存在形式比较复杂，大致可分为水溶性镉和非水溶性镉两大类。离子态和络合态的CdO、CdCL2 、Cd(WO3)2 、Cd(OH)2等等能被作物吸收，如“镉米”、“镉菜”会引起骨痛病，还会损伤肾，甚至还有致癌、致畸得可能。而非水溶性镉CdS、CdCO3 等不易迁移，也不易被作物吸收，但随环境条件的改变，又可转化为水溶性的。

　　3.铬污染 铬在土壤中主要有两种价态：Cr3+ 和Cr6+。Cr3+活性高而毒性低，主要存在于土壤与沉积物中。但Cr6+恰恰相反，活性低而毒性高，主要存在于水中，易被Fe2+ 和有机物等还原。铬对人体是有利也有弊，人体中含铬过低会产生食欲减退症状，但超标400倍时，会发生口角糜烂、腹泻、消化紊乱等症状。

　　4.铅污染 铅在土壤中极不易溶解，但极易与有机物结合，通过光合作用影响植物生长，或在植物的根、茎秆中积累。铅在人体中能与多种酶结合，干扰多方面的生理活动，对全身器官产生危害，甚至还有可能发起血癌。

　　5.砷污染 砷在土壤中大部分为胶体吸收或和有机物络合――螯合或和磷一样与土壤中铁、铝、钙等离子相结合，形成难溶的化合物，或与铁、铝等氢氧化物发生共沉淀。pH 值高土壤砷吸附量减少，而水溶性砷增加;在氧化条件下，大部分是易被胶体吸附的砷酸，而增加土壤固砷量。随着Eφ的降低，砷酸转化为亚砷酸，可促进砷的可溶性，增加砷害。 砷对人体的危害很大，它能使红血球溶解，破坏正常生理功能，甚至致癌。

　　二、污染土壤的综合防治措施

　　1.采用生物修复

　　污染物质可以通过植物吸收或生物降解而被净化，具有修复成本低、二次污染小、不破坏土壤生态环境等优点，也是未来土壤污染防治的方向。由于植物根系以及菌根的存在，可以通过植物吸收、植物挥发、植物固定或根系过滤，显著降低重金属在土壤中的活性和生物有效性。

　　微生物在修复被重金属污染的土壤方面具有独特的作用，是通过微生物代谢过程中产生的活性物质对某些重金属的富集、吸收以及氧化还原等作用，可以降低土壤中重金属的毒性;微生物可以改变根际微环境，从而提高植物对重金属的吸收、挥发或固定效率。如动胶菌、蓝细菌、硫酸还原菌及部分藻类，能够产生胞外聚合物与重金属离子形成络合物。

　　2.施用化学物质

　　轻度污染的土壤，可使用稳定剂或洗脱剂把重金属转为难溶性物质或洗脱出来，减少植物的吸收。酸性土壤施用石灰，可提高土壤pH值，使镉、锌，铜、汞等形成氢氧化物沉淀。因为重金属大部分为亲硫元素，可施用绿肥、稻草、硫化钠、石硫合剂等让重金属生成难溶的硫化物。

　　3.增施有机肥料

　　有机肥料可增加土壤有机质和养分含量，既能改善土壤理化性质特别是土壤有机胶体性质，又能增大土壤环境容量，提高土壤自净化能力。

　　4.换土刮土深翻

　　当被污染的土壤面积不大时，可以换土、刮土，彻底清除土壤污染，或者将污染的土壤深翻到下层，进行深层掩埋。

　　三、结语：

　　土壤重金属污染必须引起人们的重视，我国相关部门必须加大土壤的重金属污染的治理力度，重视对土壤重金属污染治理方法的研究，实现可持续发展。——论文作者：杨淑义

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