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东莞市土壤重金属污染现状、污染来源及防治措施

本站原创   发布时间:2018-11-10   [点击量:382]  


 摘要

近年来,随着工业化和城市化进程的加快,工业、交通、生活等所产生的大量污染物进入土壤,土壤的性质发生了很大变化变化。土壤重金属污染在我国形势非常严峻,对农产品的产量和质量产生了严重的影响,通过食物链进一步危害到人类的健康,所以对重金属污染现状的调查和污染控制迫在眉睫。

本文按照“基础研究-理论研究-现状调研-污染源调查-防治措施-结论”的逻辑,首先对东莞市土壤重金属的污染现状进行了调查研究,然后对污染的来源进行了分析,最后针对土壤重金属污染的问题提出了相关的策略。


关键词:东莞市;土壤重金属污染;污染来源;解决对策;


1绪论

1.1研究背景

据统计,我国遭受不同程度重金属污染的耕地面积已接近 2 ×105km2,约占耕地总面积的 1/5,每年被重金属污染的粮食多达 1 200 万吨,因重金属污染而导致粮食减产高达 1 000 多 万吨,合计经济损失至少200 位亿元[1]; 农业部环保监测系统曾对全国24 省、市320 个严重污染区土壤调查发现,大田类农产品超标面积占污染区农田面积的 20%,其中重金属超标占污染土壤和农作物的 80%。全国目前约有1. 3 ×104公顷耕地受到 Cd 的污染,涉及11 个省市的25 个地区; 约有3. 2 ×104hm2的耕地受到 Hg 的污染,涉及 15 个省市的 21 个地区[2]。


据国家环保部门 2002 年组织的 《典型区域土壤环境质量状况探查研究》调查显示,珠三角部分城市有近 40% 的农田菜地土壤重金属污染超标,其中10% 属严重超标。2013 年 5 月广东发生了触目惊心的 “镉大米”事件,万吨 “毒大米”流入广东市场,出现在人们的餐桌上,使社会产生了极大的恐慌,影响巨大[3]。可见,土壤重金属污染在我国形势非常严峻,对农产品的产量和质量产生了严重的影响,通过食物链进一步危害到人类的健康,所以对重金属污染现状的调查和污染控制迫在眉睫。东莞市作为一个改革开放以来快速增长的城市,土壤重金属的污染非常严重,迫切需要对东莞土壤污染现状进行一个系统的调查。


1.2研究目的和意义

在物质生活愈加丰富的情况下,人们越来越关注身体健康,对环境保护的意识也越来越高。土壤是人类生存和发展的基本前提,重金属在土壤中的积累,可经食物链被植物、动物富集,通过多种途径威胁人类安全和健康。随着工业化进程的不断加快,工业“三废”的排放,致使环境污染事件频发,引起社会群体事件发生。大气、水、土壤组成自然的循环系统,含重金属的污水、污泥、农药、化肥、废弃物等在各种自然条件下进入土壤,导致土壤遭受重金属污染。土壤重金属污染问题越来越被人类关注,从城市到农村都在进行着重金属污染调查研究。


东莞是珠江三角洲经济发达地区之一,人口密集。工业活动致使东莞一些城镇的农田土壤受到了严重污染,农作物也受到不同程度的污染。如果环境污染得不到遏制,人类赖以生存的土地一旦不能供给安全可靠的食物,不但该市的农业人口将面临生计问题,而且会引起大范围的社会群体事件。本文旨在通过对东莞市某农田土壤重金属的调查,了解农田土壤重金属的累积、分布及其生态影响,为土壤重金属修复治理提供科学依据,防止蔬菜重金属污染,保障人类健康具有重要意义。


1.3国内外研究现状

1.3.1国外研究现状


国外从20世纪50年代起就已经开始开展了土壤重金属污染方面的研究,并据此制定了土壤环境质量标准[4]。作为重要能源材料的煤炭资源开采过程中产生大量的矿业固体废物,这些固体废物在堆积过程中产生的重金属元素污染问题逐渐得到广泛的重视,较早出现在工业较为发达的国家。如美国、英国、俄罗斯、意大利、澳大利亚等,都针对煤矿区重金属污染问题展开了大量的研究工作,并取得了一定的研究成果[5]。美国自1970年以来,部分州开始设立“土壤中有毒元素的最高容许量”相关规定。1976年美国EPA提出根据土壤中阳离子交换量(CEC)的不同而制定的重金属最高容许量的建议[6]。


1.3.2国内研究现状


随着我国工业经济的迅速发展,土壤中的重金属元素含量在不断增加,土壤污染程度日益严重,但是有关土壤重金属污染方面的研究还尚未充裕,对其危害性缺乏成熟的认识[7]。近年来,随着社会的发展和进步,我国重金属污染的研究学者也较多,尤其是近年来,但研究领域主要集中于对金属矿山的重金属污染以及重金属的生物有效性研究,针对城市展开重金属污染的研究还较少[8]。在2011年广东科协论坛第45期专题报告会上,有关专家指出,全省土壤环境质量普查点中8种重金属元素超标率近30%,而珠三角总体超标率高达40%,以镉、汞、铜、铅超标较突出[9]。近几年,有关东莞农田土壤的重金属污染问题越来越受关注。万凯等人通过对东莞农田土壤重金属污染调查分析发现,东莞农田土壤整体质量情况不容乐观,超过半数土壤受不同程度重金属污染,镉污染情况较为严重,汞污染次之[10]。吴鹏举等人对东莞市6个镇区46个菜地样地土壤重金属进行了调查,结果发现Zn、Cu、Cd和Pb检测值大都超过广东省背景值,而Cd污染最重,67.14%的样地综合污染已经超过了警戒水平。夏运生等人对东莞市及其不同区域菜地土壤重金属污染情况进行了调查,结果表明,全市土壤Cd、Cu、Ni 和Pb 的超标率分别为4.9%,6.6%,3.3%和95.1%。


1.4研究内容和思路

本文按照“基础研究-理论研究-现状调研-污染源调查-防治措施-结论展望”的逻辑,对东莞市土壤重金属的污染现状、污染来源、防治对策等内容展开深入的研究,主要研究思路如图1-1所示。


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图1-1研究思路图


2. 土壤重金属污染的危害及土壤环境质量标准

2.1相关概念解析

2.1.1土壤重金属定义


重金属严格上来说是指化学上密度大于 4. 5 g/cm的金属,包括金、银、铜、铅、锌、镍、钴、镉、铬和汞等 45 种。有些重金属是人体活动必须的微量元素,如锰、铜、锌、铁等,但大部分的重金属并不是生命活动所必须的,如铅、镉、汞、铬等,并且所有重金属超过一定浓度均对人体有害[13]。


2.1.2土壤重金属污染的含义


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。土壤重金属的污染不仅影响植物根和叶的发育,而且破坏人体神经系统、免疫系统、骨骼系统等。


2.2土壤重金属污染的危害

重金属污染物在土壤中移动性差,滞留时间长、不能被微生物降解;并可经水、植物等介质最终影响人类的健康。土壤重金属污染以及治理已经成为科学界乃至全世界关注的焦点问题。


2.2.1对植物的危害


重金属在土壤-作物系统中迁移直接影响到作物的生理生化和生长发育,从而影响作物的产量和品质。比如镉是危害植物生长的有毒元素,土壤中如果镉过高,会破坏植物叶片的叶绿素结构,减少根系对水分和养分的吸收,抑制根系生长,造成植物生理障碍而降低产量。铅在作物组织中可导致氧化、光合作用以及脂肪代谢强度的减弱,对水的吸收量减少、耗氧量增大,从而阻碍作物生长,甚至引起作物死亡等。


2.2.2对动物的危害


重金属可通过食物链最终危害人类健康。比如:镉的生物毒性显著,会给人体带来高血压、心脑血管疾病、肾功能失调等一系列问题。汞食入人体后直接沉入肝脏,对大脑视力神经破坏极大。砷会使皮肤色素沉着,导致异常角质化。铬会造成四肢麻木,精神异常。铅是重金属污染中毒性较大的一种,一旦进入人体很难排除,并直接伤害脑细胞,造成智力低下等。

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