王曉陽

盤錦市環(huán)境保護(hù)監(jiān)測站

城市土壤重金屬污染及治理對(duì)策

王曉陽

盤錦市環(huán)境保護(hù)監(jiān)測站

城市化的進(jìn)程加速了城市土壤的重金屬污染，對(duì)人類的健康及生命造成威脅。文中分析討論了土壤重金屬污染的來源、空間分布特征及其影響人體健康的途徑，并從環(huán)境化學(xué)的角度提出了相應(yīng)的污染治理的對(duì)策以實(shí)現(xiàn)城市可持續(xù)發(fā)展。

城市土壤，重金屬污染，污染治理

1.城市土壤重金屬污染的現(xiàn)狀

1.1 空間分布特征

由于城市土壤受人類各種活動(dòng)的強(qiáng)烈影響，因此其重金屬污染分布也呈現(xiàn)出顯著的空間差異。一般地，人口聚集的城市中心區(qū)域土壤重金屬含量明顯高于郊區(qū)和農(nóng)田。對(duì)紐約市“市區(qū)-郊區(qū)-農(nóng)區(qū)”土壤研究發(fā)現(xiàn)，重金屬離子總量、重金屬離子多樣性等隨著距市中心距離的增加而降低，重要污染重金屬Pb、Cu、Ni、Cr的含量下降非常明顯。

在城市不同的功能區(qū)，重金屬分布呈現(xiàn)出一定的規(guī)律性。一般的規(guī)律表現(xiàn)為：Pb的濃度為老工業(yè)區(qū)＞老居民區(qū)＞商業(yè)區(qū)＞開發(fā)區(qū)＞其它；Zn的濃度為老居民區(qū)＞商業(yè)區(qū)＞老工業(yè)區(qū)＞其它；Cu的濃度為老居民區(qū)＞商業(yè)區(qū)＞其它；Cd的濃度為老工業(yè)區(qū)＞老居民區(qū)＞其它

城市公園是人們與土壤直接接觸較多的特殊區(qū)域。北京城區(qū)三十多個(gè)公園土壤Pb質(zhì)量分?jǐn)?shù)調(diào)查表明，盡管大多數(shù)公園土壤污染程度輕，但客流量大的故宮、頤和園等著名公園污染指數(shù)卻遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于其它公園。

城市土壤重金屬污染的另一特征是公路兩側(cè)一般為城市土壤重金屬污染最嚴(yán)重的地帶，且呈明顯的帶狀分布。在50m～80m內(nèi)公路兩側(cè)土壤中鉛污染相當(dāng)嚴(yán)重，100m外土壤中的鉛含量沒有明顯增加。

此外，建筑物的建設(shè)、垃圾的堆積填埋等嚴(yán)重破壞了自然土壤結(jié)構(gòu)，土壤層次凌亂，重金屬在其垂直剖面方向分布變異較大，不同功能區(qū)重金屬元素在土壤中各層的聚集狀況沒有規(guī)律可循。

1.2 城市土壤重金屬污染的來源

礦產(chǎn)冶煉加工、電鍍、塑料、電池、化工等行業(yè)是排放重金屬的主要工業(yè)源，其排放的重金屬可以氣溶膠形式進(jìn)入到大氣，經(jīng)過干濕沉降進(jìn)入土壤；另一方面，含有重金屬的工業(yè)廢渣隨意堆放或直接混入土壤，潛在地危害著土壤環(huán)境。隨著城市化發(fā)展，大量污染企業(yè)搬出城區(qū)，原有的企業(yè)污染用地成為城市土壤重金屬污染的突出問題。

燃煤釋放也是土壤重金屬重要來源之一，1995年中國燃煤排放汞302.9噸，其中向大氣排放量為213.8噸，北京、上海等超大城市排汞強(qiáng)度較高。雖然近些年燃料使用及供暖方式的改變已明顯改善，這些城市的空氣污染狀況，但過去燃煤釋放并已沉降至城市土壤中的重金屬對(duì)城市生態(tài)系統(tǒng)、環(huán)境及人體健康仍會(huì)產(chǎn)生長期效應(yīng)。

隨著城市化發(fā)展，交通工具的數(shù)量急劇增加，汽車輪胎及排放的廢氣中含有Pb、Zn、Cu等多種重金屬元素，進(jìn)入周圍的土壤，成為土壤重金屬污染的主要來源之一。此外，雨水淋洗也會(huì)使市區(qū)內(nèi)堆放的垃圾中的重金屬以有效態(tài)形式滲漏釋放到土壤中，使城市土壤局部重金屬含量增加。而一定條件下以有效態(tài)形式存在的金屬元素幾乎不可能再結(jié)合為殘?jiān)鼞B(tài)，重金屬在土壤中遷移能力增加，進(jìn)而進(jìn)一步污染地下水。

1.3 城市土壤重金屬污染影響人體健康的途徑

城市郊區(qū)是市區(qū)蔬菜的主要供應(yīng)基地。因此，土壤-蔬菜系統(tǒng)是城市人群暴露土壤重金屬污染的主要途徑之一。目前研究發(fā)現(xiàn)中國城郊菜地土壤已受到不同程度的重金屬污染，其供應(yīng)的許多蔬菜中重金屬含量已超過相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)。城區(qū)內(nèi)，土壤中主要種植的是觀賞性或凈化空氣的植物，通過土壤-植物食物鏈對(duì)人體造成健康危害的可能性不大。但公園土壤與游人皮膚接觸、兒童攝取、風(fēng)起揚(yáng)塵被人體直接吸入等成為城市土壤直接接觸人體危害健康的又一個(gè)主要途徑。研究發(fā)現(xiàn)沙塵暴時(shí)，揚(yáng)塵中來源于土壤的重金屬元素Pb、Zn、Cd、Cu等的濃度比平常高出3～12倍，可吸入顆粒物的質(zhì)量濃度極高，人體吸入重金屬的量因此增加。

2.城市土壤重金屬污染的治理對(duì)策

城市土壤是城市生態(tài)環(huán)境的重要組成部分，是地球環(huán)境中進(jìn)行物質(zhì)、能量、信息交換的重要環(huán)節(jié)。當(dāng)其中的重金屬含量超過其環(huán)境承載力后，將通過地表徑流、淋溶、大風(fēng)揚(yáng)塵等途徑對(duì)地表水、地下水和大氣環(huán)境產(chǎn)生危害。為了保證人類和諧的生活，實(shí)現(xiàn)人類社會(huì)的可持續(xù)發(fā)展，尋找控制治理城市土壤重金屬污染的有效方法勢在必行。

2.1 減少或切斷重金屬污染源，提高城市環(huán)境質(zhì)量

在可持續(xù)發(fā)展理論和生態(tài)優(yōu)先的原則下，改進(jìn)生產(chǎn)工藝，實(shí)現(xiàn)綠色生產(chǎn)和循環(huán)經(jīng)濟(jì)，充分回收轉(zhuǎn)換工業(yè)生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的重金屬有害物質(zhì)，減少三廢排放，禁止任意堆放工業(yè)生產(chǎn)的廢渣，防止其中的重金屬物質(zhì)下滲到土壤或揮發(fā)到大氣中。

減少煤的使用，開發(fā)清潔能源新技術(shù)，調(diào)整能源結(jié)構(gòu)及能源供給方式，也是有效降低城市土壤重金屬污染的有效措施。

分類收集處理城市垃圾，回收其中有用的重金屬元素，在垃圾重金屬不超標(biāo)的情況下才能進(jìn)行填埋、堆肥和焚燒。

2.2 修復(fù)污染土壤，降低對(duì)人體的危害

由于土壤揚(yáng)塵已成為城市大氣重金屬污染的主要來源。因此，可采取化學(xué)方法去除土壤中重金屬。實(shí)驗(yàn)研究發(fā)現(xiàn)采用EDTA溶液淋溶去除土壤重金屬的同時(shí)還可以回收利用這些物質(zhì)，因此其成為去除城市土壤重金屬的一種極有應(yīng)用前景的方法。

生物修復(fù)污染土壤前景更是可期。種植植物不僅可以覆蓋城市土壤，減少土壤揚(yáng)塵的機(jī)會(huì)，而且還美化城市景觀污染治理，凈化空氣，同時(shí)根據(jù)污染城市土壤的重金屬元素種類有目的地選擇植物種類合理搭配，可切實(shí)有效地從根源上修復(fù)城市土壤中的重金屬污染。

2.3 建立城市土壤重金屬健康評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)

我國尚未制定出城市土壤重金屬健康評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，不易界定城市土壤重金屬污染，這不利于城市土壤不同功能的開發(fā)，因此應(yīng)結(jié)合人體健康評(píng)估、土地利用方式和土壤中重金屬賦存狀態(tài)加大對(duì)城市土壤重金屬健康評(píng)價(jià)體系研究的力度，盡快建立相應(yīng)完整的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，實(shí)現(xiàn)對(duì)城市土壤正確的評(píng)價(jià)，以便幫助政府相關(guān)部門制定出合理的法規(guī)，有效地保護(hù)、管理城市土壤和正確指導(dǎo)城市土壤的合理開發(fā)。

[1]馬光，等.環(huán)境與可持續(xù)發(fā)展導(dǎo)論[M].科學(xué)出版社，2000