宋衛(wèi)華 姚 靖 王文芳
(重慶市黔江區(qū)生態(tài)環(huán)境監(jiān)測(cè)站 重慶 409000)
近年來,土壤重金屬污染得到了諸多學(xué)者的關(guān)注,掌握并全面了解土壤重金屬的污染來源、存在形態(tài)以及遷移規(guī)律,才可以找到其分布特點(diǎn),同時(shí)對(duì)土壤重金屬所產(chǎn)生的危險(xiǎn)展開科學(xué)評(píng)價(jià),這將為土壤重金屬的治理帶來積極作用,鑒于此,本文對(duì)目前土壤重金屬污染現(xiàn)狀、遷移及生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)等方面進(jìn)行綜述,最后提出合理建議。
農(nóng)業(yè)活動(dòng)污染源主要來自大氣沉降、污水農(nóng)灌、農(nóng)用物質(zhì)施用等?;省⑥r(nóng)藥等農(nóng)用物質(zhì)的過度噴灑,將造成重金屬污染現(xiàn)象的產(chǎn)生[1]。磷肥是常用的肥料,它的原料主要包含了磷礦石,該物質(zhì)本身就包含諸多有害元素,比如As、Cr、Cd等[2]。一些農(nóng)藥中含有 As、Hg、Zn、Cu 等,每年隨農(nóng)藥進(jìn)入農(nóng)田的 Cu、As和 Zn 不容忽視。
工業(yè)活動(dòng)也是污染的主要源頭,其中主要涉及到工礦開采等生產(chǎn)活動(dòng)中帶來的廢液、廢渣等。張連科等對(duì)鋁廠周圍土壤研究表明Cu、Zn、Cr和Mn的來源受鋁廠及周邊工業(yè)活動(dòng)的影響[3]。戴彬、郭偉等研究表明As和Hg來源于鋼鐵冶煉和煤炭燃燒[4]。賈趙恒等研究表明礦物開采引發(fā)重金屬M(fèi)n、Cu、Pb、Zn和Cd在研究區(qū)域土壤中的累積與污染[5]。邱孟龍?jiān)谄溲芯繄?bào)告中指出當(dāng)前Hg和Cd的污染源是電鍍、電子產(chǎn)業(yè)與生活垃圾,而不是以往的化工、電子產(chǎn)業(yè)[6]。
由于人類的生活需要不斷變化,土壤重金屬來源也將呈現(xiàn)出多樣化,汽車排放的尾氣中含有大量的重金屬。隨著人類的活動(dòng)范圍越來越大,所產(chǎn)生的垃圾日益增多,人們?cè)谔幚砝鴷r(shí)重金屬遷移的現(xiàn)象將會(huì)越來越嚴(yán)重,楊艷芳在經(jīng)過一系列研究后發(fā)現(xiàn),龍窩湖城市土壤中Cd的源頭大部分都來自于人們的生活垃圾[7]。
研究土壤中重金屬含量的時(shí)空變化特征,有助于識(shí)別重金屬的來源及遷移變化規(guī)律,對(duì)指導(dǎo)重金屬污染及防治具有重要意義,也為研究制定土壤修復(fù)及管理措施提供數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。
隨時(shí)間累積,土壤中重金屬污染呈現(xiàn)積累趨勢(shì),對(duì)南京市、寧夏等地研究出現(xiàn)了重金屬隨時(shí)間累積的趨勢(shì)。南京市柘塘鎮(zhèn)十年內(nèi)重金屬含量呈逐年上升趨勢(shì)[8]。寧夏區(qū)河濱工業(yè)園區(qū)表層土壤研究表明,在過去的20年,重金屬含量呈現(xiàn)明顯積累趨勢(shì),形成了以 Cu、Cd 為主,Zn、Cr、Pb 次之的污染特征[9]。隨著土壤利用方式以及其他條件改變,如停灌等,土壤中部分重金屬含量呈現(xiàn)出下降的趨勢(shì)。東莞市土壤10年內(nèi)Hg和Pb的平均含量分別下降了40.0%和25.7%,Cu、Cr、As和Ni的平均含量基本處于穩(wěn)定趨勢(shì)[10]。
水平方向上,土壤中重金屬元素含量,一般隨著距離線源及點(diǎn)源距離的增加,土壤中重金屬元素含量呈現(xiàn)下降趨勢(shì)。山東省萊蕪市鋼城區(qū)土壤整體呈現(xiàn)同心圓狀由中心向四周含量遞減,中心高值區(qū)為工業(yè)企業(yè)分布地[11]。陳志凡等研究表明,所研究土壤樣點(diǎn)中,重金屬含量隨著距離河流由近至遠(yuǎn)呈現(xiàn)遞減趨勢(shì),離河流越近,土壤中Cd等濃度越高[12]。垂直方向上,土壤重金屬含量基本呈現(xiàn)出由表層向下逐漸降低的變化規(guī)律,對(duì)東莞市耕地土壤研究表明,Cu、Zn、Cr、Pb、Cd、Ni和 Mn7 種重金屬元素含量隨著土壤深度的增加,均呈現(xiàn)降低的趨勢(shì)。0-20cm的表層土壤重金屬含量變化較為明顯,但20cm以下的土壤沒有出現(xiàn)明顯變化,表層土壤中重金屬不會(huì)向下繼續(xù)遷移[13]。對(duì)廣東清遠(yuǎn)農(nóng)田土壤中重金屬研究也出現(xiàn)了相似的結(jié)果[14]。
當(dāng)前,重金屬評(píng)價(jià)的方法多種多樣,常用的包括單因子指數(shù)評(píng)價(jià)法、內(nèi)梅羅綜合污染指數(shù)法、生態(tài)危害指數(shù)法和地積累指數(shù)法。付紅波等學(xué)者,利用Nemerow綜合指數(shù)法對(duì)珠江農(nóng)田重金屬污染狀況展開了深入研究[15]。知名學(xué)者李福艷,通過質(zhì)累積指數(shù)法對(duì)海南島地區(qū)就這一問題也展開了大量研究[16]。郭笑笑對(duì)指數(shù)法的優(yōu)缺點(diǎn)展開了大量分析,并提出了合理的改進(jìn)措施[17]。
全球各國對(duì)土壤污染而導(dǎo)致的人體健康危害都展開了大量的研究。Singh對(duì)污水回灌所帶來的人體健康風(fēng)險(xiǎn)展開了深入研究,并進(jìn)行了評(píng)價(jià)[18]。姚娜對(duì)河北某地區(qū)土壤中7種重金屬含量展開了一系列風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估,在評(píng)估過后她指出Cr致癌風(fēng)險(xiǎn)最高[19],Li對(duì)中國礦區(qū)土壤重金屬現(xiàn)狀展開了大量研究,他指出這些區(qū)域的重金屬污染已經(jīng)達(dá)到了十分嚴(yán)重的地步,該地區(qū)兒童將面臨嚴(yán)重的健康風(fēng)險(xiǎn)[20]。
近年來,土壤重金屬污染研究取得了很多研究成果。然而其中還有部分問題需要加以完善。土壤重金屬污染研究的時(shí)間尺度一般較小,大時(shí)間尺度下重金屬的環(huán)境變遷及歷史變化研究的比較少,通過GIS多期影像及遙感的動(dòng)態(tài)及時(shí)效性特征,進(jìn)一步強(qiáng)化大時(shí)間尺度下土壤重金屬污染特征的研究;當(dāng)前國內(nèi)評(píng)價(jià)方法的模型多數(shù)參考國外模型,對(duì)評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)無統(tǒng)一規(guī)定??山Y(jié)合土壤自身理化性質(zhì)及區(qū)位特征,將自然因素及人類活動(dòng)相關(guān)的風(fēng)險(xiǎn)源結(jié)合評(píng)價(jià),以期為管理、控制及治理土壤重金屬污染提供依據(jù)。