耕地土壤重金属污染成因及修复(二）历史成因

·耕地土壤重金属污染成因及修复

（二）耕地土壤重金属污染的历史成因

1、重金属污染主要来源 

2、重金属污染分类 

3、重金属污染的特征 

4、重金属污染的研究热点

1、重金属污染主要来源 

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大气沉降

尾矿污染

固体废弃物

污水灌溉

农用物资

大气沉降

能源、运输、冶金和建筑材料生产等产生的含有重金属的气体和粉尘进入大气，通过自然沉降和降水进入土壤。 

据估计全世界每年约有1600吨的汞通过化石燃料燃烧排放到大气中。含铅汽油的燃烧和汽车轮胎磨损产生的粉尘对大气和土壤造成Pb、Zn、Cd、Cr、Cu等污染。

土壤重金属污染可由岩石风化、火山喷发等自然地质活动造成，但人类活动往往是造成土壤重金属污染的主要原因。其中，矿山开采、金属冶炼、污水灌溉、工农业生产活动是土壤中重金属污染物的主要产生来源。

矿山开采尾矿污染物释放。在矿山开采过程中尾矿中铅、锌、镉、铬、砷和锰等重金属主要以硫化物的形式存在。这些硫化物尾矿在与氧气进行接触的过程中，经过雨水浸泡等过程，其中的铅、镉、铜、锌、汞、锰等污染物可溶性离子被浸出且得到释放，进而对周围土壤及地下水环境造成污染。

工矿业固体废弃物堆放或处理过程中，由于日晒、雨淋、水洗重金属极易移动，以辐射状、漏斗状向周围土壤、水体扩散。有一些固体废弃物被作为肥料施入土壤，造成土壤重金属污染。 

 磷石膏是化肥工业废物，含有一定量的正磷酸以及不同形态的含磷化合物，并可改良酸性土壤，因而被大量施入土壤，造成了土壤中Cd、 Pb、Mn、As含量增加。磷钢渣作为磷源施入土壤，造成土壤中Cd累积。

未经处理的工矿企业污水排人下水道与生活污水混合，造成污灌区土壤重金属Hg、Cd、Cr、Pb、Cd等的含量逐年增加。 

 一些养殖场所使用的饲料中也普遍会添加铜、锌等元素，畜禽食用了饲料后排出的粪便被当作肥料施用于农田中后，经过日积月累也会造成重金属在土壤中的大量沉积。

农用物资

农药、化肥和地膜长期不合理施用，导致土壤重金属污染。杀真菌农药含有Cu和Zn，被大量地施用于果树和温室作物，造成土壤Cu、Zn累积达到有毒的浓度。 

 畜禽食用了饲料后排出的粪便被当作肥料施用于农田中后，经过日积月累也会造成重金属在土壤中的大量沉积。 

地膜的大面积推广使用，不仅造成了土壤的白色污染，而且地膜生产过程中加入了含Cd、Pb的热稳定剂，增加了土壤重金属污染。

2、重金属污染分类 

铅

Pb

主要来源于各种油漆、涂料、蓄电池、冶炼、五金、机械、电镀、化妆品、染发剂、釉彩碗碟、餐具、燃煤、膨化食品、自来水管等。

它是通过皮肤、消化道、呼吸道进入体内与多种器官亲和，主要毒性效应是贫血症、神经机能失调和肾损伤，易受害的人群有儿童、老人、免疫低下人群。 

铅对水生生物的安全浓度为0.16mg/L，用含铅0.1～4.4mg/L的水灌溉水稻和小麦时，作物中铅含量明显增加。

镉

Cd

镉主要来源有电镀、采矿、冶炼、燃料、电池和化学工业等排放的废水;废旧电池中镉含量较高、也存在于水果和蔬菜中，尤其是蘑菇，在奶制品和谷物中也有少量存在。

镉能够取代骨中钙，使骨骼严重软化，骨头寸断，会引起胃脏功能失调，干扰人体和生物体内锌的酶系统，导致高血压症上升。易受害的人群是矿业工作者、免疫力低下人群。

水中含镉0.1mg/L时，可轻度抑制地面水的自净作用，镉对白鲢鱼的安全浓度为0.014mg/L，用含镉0.04Mg/L的水进行灌溉时，土壤和稻米受到明显污染，农灌水中含镉0.007mg/L时，即可造成污染。

铬

Cr

主要来源于劣质化妆品原料、皮革制剂、金属部件镀铬部分，工业颜料以及鞣革、橡胶和陶瓷原料等。

如误食饮用，可致腹部不适及腹泻等中毒症状，引起过敏性皮炎或湿疹，呼吸进入，对呼吸道有刺激和腐蚀作用，引起咽炎、支气管炎等。水污染严重地区居民，经常接触或过量摄入者，易得鼻炎、结核病、腹泻、支气管炎、皮炎等。

汞

Hg

主要来源于仪表厂、食盐电解、贵金属冶炼、化妆品、照明用灯、齿科材料、燃煤、水生生物等。 

血液中的金属汞进入脑组织后，逐渐在脑组织中积累，达到一定的量时就会对脑组织造成损害，另外一部分汞离子转移到肾脏。 

进入水体的无机汞离子可转变为毒性更大的有机汞，由食物链进入人体，引起全身中毒作用;易受害的人群有女性，尤其是准妈妈、嗜好海鲜人士;天然水中含汞极少，一般不超过0.1μg/L。正常人血液中的汞小于5-10微克/升，尿液中的汞浓度小于20微克/升。如果急性汞中毒，会诱发肝炎和血尿。

砷

As

砷化物的开采和冶炼。特别是在我国流传广泛的土法炼砷，常造成砷对环境的持续污染； 

在某些有色金属的开发和冶炼中，常常有或多或少的砷化物排出，污染周围环境；

砷化物的广泛利用，如含砷农药的生产和使用，又如作为玻璃、木材、制革、纺织、化工、陶器、颜料、化肥等工业的原材料，均增加了环境中的砷污染量； 

煤的燃烧，可致不同程度的砷污染。

砷对人体的危害可能会出现感觉障碍、皮肤伤害、中毒等。

1、感觉障碍：砷主要是以化合物的形式存在，如果长时间接触这种物质，会通过呼吸道进入人体，长时间的在体内累积，就会出现慢性砷中毒，患者也会伴随着感觉障碍，比如四肢末端皮肤麻木。

2、皮肤伤害：如果患者长时间的皮肤暴露在这种环境中，就会被皮肤直接吸收出现皮肤干燥和粗糙的症状，影响患者的身体健康。

3、中毒：当患者体内存在大量的砷化合物或者接触砷化合物时，就会产生急性中毒，影响呼吸系统和神经系统。

JIANDI AGRICULTURE

撰文：张科

编辑 | 排版：黄惠

审核：陈能场、董文茂、杨磊、汤学深