城市土壤重金属污染及治理对策

城市土壤重金属污染及治理对策 莫昌刑 城市土壤重金属污染及治理对策 莫昌硎 (贵阳学院化学与材料科学系，贵州550005) 摘要：城市化的进程加速了城市土壤的重金属污染，对人类的健康及生命造成威胁。文中分析讨论了土壤重金属污染的来源、 空间分布特征及其影响人体健康的途径，并从环境化学的角度提出了相应的污染治理的对策以实现城市可持续发展。 关键词：城市土壤；重金属污染；污染治理 中图分类号：X53 文献标识码：A 文章编号：1007—0370(201 1)05—0127—02 引言 城市是人类社会经济发展的必然产物。从 l8世纪以来人口 不断向城市集中。如今随着各国工业迅猛增长，社会经济飞速 发展，城市的数 目和规模均不断扩大 ”】。而城市环境是一个以 人为中心的城市经济、社会生态的复合生态系统。目前，城市 人口剧增，人类活动频繁，使得组成这个环境的水、空气和土 壤时刻处于被污染的状况之下，影响着城市的可持续性发展。 所以，建设一个绿色健康的城市环境是城市可持续发展的必然 方向。 城市土壤是指受多种人为活动的强烈影响 ，原有继承特 性遭到强烈改变的厚度大于或等于 50era的城区或郊区土壤 】 ， 是城市环境 的重要组成部分 ，是城市生态系统地球化学 循环的重要环节 f3】，也是城市赖以存在发展的物质基础。当 大量的重金属随着各种各样的人类活动进入城市土壤中，便 造成这些元素在土壤中的积累。一般认为，土壤中污染物累积 总量达到土壤环境背景值的 2或 3倩 标准 excel标准偏差excel标准偏差函数exl标准差函数国标检验抽样标准表免费下载红头文件格式标准下载 差时，说明土壤中该 污染元素或化合物含量异常，已属土壤轻度污染 ；当土壤污染 物含量达到或超过土壤环境基准或环境标准时，说明该污染物 的输入、富集的速度和强度 已超过土壤环境 的净化和缓冲能 力 ，则属重度土壤污染。由于城市人口密集 ，人类活动频繁， 与土壤接触的机率很高 ，所以城市土壤的重金属污染更容易 通过大气、水体或食物链而直接或间接地进人人体 ，威胁着 人类 的健康甚至生命。因此，研究城市土壤重金属污染现状 并提出相应的治理对策是可持续发展城市所必需进行的重要 的基础 工作 。 1 城市土壤重金属污染的现状 1．1 空间分布特征 由于城市土壤受人类各种活动的强烈影响，因此其重金属污 染分布也呈现出显著的空问差异。一般地，人口聚集的城市中心 区域土壤重金属含量明显高于郊区和农田。对纽约市 “市区一郊 区一农区”土壤研究发现，重金属离子总量、重金属离子多样性 等随着距市中心距离的增加而降低．重要污染重金属 Pb、cu、 Ni、Cr的含量下降非常明显 。 在城市不同的功能区，重金属分布呈现出一定的规律性。一 般的规律 表 关于同志近三年现实表现材料材料类招标技术评分表图表与交易pdf视力表打印pdf用图表说话 pdf 现为：Pb的浓度为老工业区>老居民区>商业区>开 发区>其它：zn的浓度为老居民区>商业区>老工业区>其它； cu的浓度为老居民区>商业区>其它；cd的浓度为老工业区>老 居民区>其它 ”。 城市公园是人们与土壤直接接触较多的特殊区域。北京城区 三十多个公园土壤 Pb质量分数调查表明，尽管大多数公园土壤污 染程度轻，但客流量大的故宫、颐和园等著名公园污染指数却远 远高于其它公园 J。 城市土壤重金属污染的另一特征是公路两侧一般为城市土壤 重金属污染最严重的地带，且呈明显的带状分布 】。在50 m～8O m 内公路两侧土壤中铅污染相当严重，100 m外土壤巾的铅含量没 有明显增加”。】。 此外，建筑物的建设、垃圾的堆积填埋等严重破坏了自然 土壤结构，土壤层次凌乱，重金属在其垂直剖面方向分布变异较 大，不同功能区重金属元素在土壤中各层的聚集状况没有规律可 循 ⋯· 。 1-2 城市土壤重金属污染的来源 矿产冶炼加工、电镀、塑料、电池、化工等行业是排放重金 属的主要工业源，其排放的重金属可以气溶胶形式进入到大气， 经过干湿沉降进人土壤；另一方面，含有重金属的工业废渣随意 堆放或直接混入土壤，潜在地危害着土壤环境 。随着城市化发展， 大量污染企业搬出城区，原有的企业污染用地成为城市土壤重金 属污染的突出问题“4】。 燃煤释放也是土壤重金属重要来源之一， 195年中国燃煤排 放汞 302．9吨，其中向大气排放量为 213．8吨，北京、上海等超大 城市排汞强度较高[153~虽然近些年燃料使用及供暖方式的改变已 明显改善这些城市的空气污染状况，但过去燃煤释放并已沉降至 城市土壤中的重金属对城市生态系统、环境及人体健康仍会产生 长期效应。 随着城市化发展，交通工具的数量急剧增加，汽车轮胎及排 放的废气中含有 Ph、zn、Cu等多种重金属元素[16,171，进入周围的 土壤环境，成为土壤重金属污染的主要来源之一。此外，雨水淋 洗也会使市区内堆放的垃圾中的重金属以有效态形式 【1 渗漏释放 到土壤中，使城市土壤局部重金属含量增加。而表生条件下以有 效态形式存在的金属元素几乎不可能再结合为残渣态，重金属在 土壤巾迁移能力增加，进而污染地下水。 1．3 城市土壤重金属污染影响人体健康的途径 城市郊区是市区蔬菜的主要供应基地。因此，土壤一蔬菜系 统是城市人群暴露土壤重金属污染的主要途径之一。目前研究发 现中国城郊菜地土壤已受到不同程度的重金属污染 【1 。其供应 的许多蔬菜中重金属含量已超过相应的标准。而西班牙的Nadal 等通过建立评价模型发现工业地区甜菜中cr的积累与摄人有可能 导致癌症发生率增加 ]。 城区内，土壤中主要种植的是观赏性或净化空气的植物，通 过土壤一植物食物链对人体造成健康危害的可能性不大。但公园 土壤与游人皮肤接触 、儿童摄取瞄】、风起扬尘被人体矗接吸入 NORTHERN ENVIRONMENT 1 27 北方环境 第23卷 第5期 2011年 5月 等成为城市土壤直接接触人体危害健康的又一个主要途径。研究 发现 【23矧沙尘暴时，扬尘中来源于土壤的重金属元素 Ph、zn、 cd、cu等的浓度比平常高出3—12倍，可吸入颗粒物的质量浓度 极高，人体吸入重金属的量因此增加。 2 城市土壤重金属污染的治理对策 城市土壤是城市生态环境的重要组成部分，是地球环境中进 行物质、能量、信息交换的重要环节。当其中的重金属含量超过 其环境承载力后，将通过地表径流、淋溶、大风扬尘等途径对地 表水、地下水和大气环境产生危害。为了保证人类和谐地生活在 高速发展的城市中和人类社会的可持续发展，寻找控制治理城市 土壤重金属污染的有效 方法 快递客服问题件处理详细方法山木方法pdf计算方法pdf华与华方法下载八字理论方法下载 势在必行。 2．1 减少或切断重金属污染源，提高城市环境质量 在可持续发展理论和生态优 先的原则下 ，改进生产工 艺 ，实现绿色生产和循环经济 ，充分 回收转换工业 生产过 程 中产生的重金属有害物质 ，减少三废排放 ，禁止任意堆 放工业生产的废渣 ，防止其 中的重金属物质下渗到土壤或 挥发到大气中。 减少煤的使用 ，开发清洁能 源新技术 ，调整能源结构 及能源供给方式 ，也是有效降低城市土壤重金属污染的有 效措施 。 分类收集处理城市垃圾，回收其中有用的重金属元素，在垃 圾重金属不超标的情况下才能进行填埋、堆肥和焚烧。 2．2 修复污染土壤，降低对人体的危害 由于土壤扬尘已成为城市大气重金属污染的主要来源。因 此，可采取化学方法去除土壤 中重金属。实验研究发现采用 EDTA溶液淋溶去除土壤重金属的同时还可以回收利用这些 物质，因此其成为去除城市土壤重金属的一种极有应用前景 的方法。 当然，生物修复污染土壤有着工程措施无法相比的优势。种 植植物不仅可以覆盖城市土壤，减少土壤扬尘的机会 ，而且还美 化城市景观．净化空气，同时根据污染城市土壤的重金属元素种 类有目的地选择植物种类合理搭配，可切实有效地从根源上修复 城市土壤中的重金属污染。 2．3 建立城市土壤重金属健康评价标准 我国尚未制定出城市土壤重金属健康评价标准，不易界定城 市土壤重金属污染，这不利于城市土壤不同功能的开发，因此应 结合人体健康评估、土地利用方式和土壤中重金属赋存状态加大 对城市土壤重金属健康评价体系研究的力度，尽快建立相应完整 的评价标准，实现对城市土壤正确的评价，以便帮助政府相关部 门制定出合理的法规，有效地保护、管理城市土壤和正确指导城 市土壤的合理开发。 参考文献 【I】马光，等．环境与可持续发展导论【M]．科学出版社，2000． [2】张甘霖，朱永官，傅伯杰．城市土壤质量演变及其生态环境 效应[J】．生态学报，2003，23(3)：539—546． [3】张甘霖．城市土壤的生态服务功能演变与城市生态环境保 护叨．科技导报 (北京)，2005，23(3)：16—19． 【4】张金屯，Pouyat，R．“城一郊一乡”生态样带森林土壤重金 1 28 NORTHERN ENVIRONMENT 属变化格局【J】．中国环境科学，1997，17(5)：410-413． 【5】马建华，张丽，李亚丽．开封市城区土壤性质与污染的初步 研究【J】．土壤通报，1999，30(2)：93—96． [6】王美青，章明奎．杭州市城郊土壤重金属含量和形态的研 究[刀．环境科学学报 ，2002，22(2)：603—608． 【7】卢瑛 ，龚子同，张甘霖．南京城市土壤 Ph的含量及其化学 形态【J】．环境科学学报，2002，22(2)：156—160． 【8】郑袁明，余轲，吴泓涛，等．北京市城市公园土壤铅含量及 其污染评价 cJ】．地理研究，2002，21(4)：418--424． 【9】管东生，陈玉娟 ，阮国标．广州市及近郊土壤重金属含量特 征及人类活动的影响 [J]．中山大学学报 (自然科学版)，2001，40(4)： 93-97． [10】师利明，郭军庆 ，罗德春．对公路两侧土壤中铅积累模式 的理论探讨 【J1．西安公路交通大学学报，1998，18(3)：13—15． 【11】李敏 ，林玉锁 ．城市环境铅污染及其对人体健康的影响 [J】．环境监测管理与技术，2006，18(5)：6—10． 【12]卢瑛，龚子同，张甘霖．南京市城市土壤Pb的含量及其 化学形态【J】．环境科学学报，2002，22(2)：156—160． [13】潘海峰 ．铬渣堆存区土壤重金属污染评价叨．环境与开发 ， 1994，9(2)：268—270． [14】孙俊，陈晓东，常文越 ，等．搬迁企业环境遗留问题分析 及修复对策研究【J】．环境保护科学，2003，29(118)：40—42． 【15】王起超，沈文国，麻壮伟，中国燃煤汞排放量估算tJ]．中 国环境科学，1999，19(4)：318—321． 【16】Falahi Ardakani A．Contamination of environment with heavy metals emitted from automotives IJ]．Ecotoxicology and Environmental Safe~，1984，8：152-161． [I7】刘廷良，高松武次郎，左濑裕之．日本城市土壤的重金属 污染研究[J】．环境科学研究，1996，9(2)：47—51． 【18】张辉，马东升 ．城市生活垃圾向土壤释放重金属研究【J】． 环境化学，2001，20(1)：43-47． 【l9】李其林，黄昀．重庆市近郊蔬菜基地蔬菜中重金属含量变 化及污染情况【J】．农业环境与发展 ，2000，17(~：42-44． 【201张勇．沈阳郊区土壤及农产品重金属污染的现状评价 【J】． 土壤通报，2001，32(4)：182—186． 【21】Nadal，M．Sehuhmacher，M．Domingo，J．L．Metal pollution of soils and veget~ion in an&I'ca with petrochemical industry[J]．Science of the Total Environment，2004，321(1-3)：59-69． 【22]Abrahams，P．W．Soils：their imp lications to human health[J]． Science ofthe T0tal Environment，2002，291：1—32． 【23】王玮，岳欣 ，刘红杰，等．北京市春季沙尘暴天气大气气 溶胶污染特征研究叨．环境科学学报，2002，22(4)：494-498． [24】庄 国顺 ，郭敬华 ，袁蕙，等 ．2000年我国沙 尘暴 的组 成、来源、粒径分布及其对全球环境的影响[J1．科学通报，2001， 46(3)：191—197． 收稿日期：2011—03—28 基金项目：贵阳学院科研资助项目(2010111 作者简介：莫昌刑：(1973-)，女，副教授，研究方向：地球 环境化学．