劉 倩

（山東省煤田地質(zhì)局第五勘探隊(duì)，山東 泰安 271000）

近年來(lái)，可持續(xù)發(fā)展觀等一系列的相關(guān)政策出臺(tái)，我國(guó)越來(lái)越重視環(huán)境污染問(wèn)題，土壤重金屬污染是研究的熱點(diǎn)。我國(guó)表層土壤重金屬污染的情況不容樂(lè)觀，土壤重金屬污染。在我國(guó)約五分之一左右的土地有表層土壤重金屬污染情況。在其表層土壤重金屬污染的級(jí)別中，無(wú)污染的土壤面積占總量的82.5%；13.4%的土壤屬于輕度污染；中度污染、嚴(yán)重污染比例分別為2.74%和1.36%。非重金屬砷(As)和重金屬鎘(Cd)，鉻(Cr)，汞(Hg)，鉛(Pb)，鋅(Zn)，銅(Cu)等都具有生物毒性。宏觀上來(lái)看各國(guó)的土壤存在不同程度的污染，全球每年Mn，Cu，Ni，Hg的排量超過(guò)千萬(wàn)噸。

1 表層土壤重金屬污染的特征

我國(guó)表層土壤受到重金屬污染，每年因重金屬污染致使糧食產(chǎn)量大大減少，造成經(jīng)濟(jì)損失。表層土壤重金屬污染來(lái)源主要有自然來(lái)源和人為來(lái)源，人為來(lái)源的因素有工業(yè)生產(chǎn)污染，汽車尾氣排放，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中污水灌溉方式普及，導(dǎo)致農(nóng)田中金屬含量增加直至超標(biāo)。有研究表明，每年進(jìn)入農(nóng)田的重金屬鎘中來(lái)自大氣沉降的比例約為33%，家畜糞產(chǎn)生的重金屬鎘約為57%，施肥和污水灌溉造成重金屬鎘污染的比例約為10%。除此之外，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中使用化肥導(dǎo)致土壤酸化情況嚴(yán)重，土壤pH值的下降，土壤中的重金屬活性因此而增加[1]。研究表明，土壤重金屬含量隨土壤深度的變化如下圖1所示。

Cd和Pb的含量在土壤表層富集，深層的含量較少，主要累積在表層，表示與礦業(yè)活動(dòng)關(guān)系密切。As在表層土壤累積量較高?？梢娡寥赖腁s，Pb和Cd污染與礦業(yè)活動(dòng)緊密相關(guān)。地表到地下二十厘米的表層土壤中重金屬含量高于底層土壤，隨著土壤深度增加，重金屬含量呈大幅度的降低趨勢(shì)。因重金屬有不易在土壤中遷移的特征，可以發(fā)現(xiàn)表層土壤重金屬元素累積明顯是受人為活動(dòng)的強(qiáng)烈影響。

1.1 表層土壤重金屬污染的難治理特征

表層土壤重金屬污染有累積的特征，不像重金屬污染物在大氣和水中較容易遷移，重金屬污染物質(zhì)在大氣中可以擴(kuò)散，在水中容易稀釋，而重金屬在土壤中不容易遷移，在土壤中隨著時(shí)間不斷積累最終超標(biāo)。此外表層土壤污染還有不可逆性的特征，重金屬對(duì)土壤的污染是一個(gè)難以逆轉(zhuǎn)的過(guò)程，需要經(jīng)過(guò)漫長(zhǎng)的時(shí)間才能降解。

基于以上的分析，表層土壤的重金屬污染有難治理特征。如大氣或水體若是受到污染，可以采取稀釋和白凈方法進(jìn)行治理減輕污染，得到逆轉(zhuǎn)。但重金屬在土壤中的積累導(dǎo)致污染則很難依靠一般的白凈方法來(lái)消除。有時(shí)要靠換土、淋洗土壤等方法才能得到解決，成本高，治理周期長(zhǎng)。

1.2 表層土壤重金屬污染的隱蔽特征

表層土壤重金屬污染是一個(gè)動(dòng)態(tài)過(guò)程，分為起始初期，反應(yīng)積累中期和污染期，治理期等階段。表層土壤重金屬污染的發(fā)現(xiàn)有滯后性從而體現(xiàn)出其隱蔽特征。如空氣和水等環(huán)境污染問(wèn)題都表現(xiàn)的比較直觀，容易發(fā)現(xiàn)。發(fā)現(xiàn)表層土壤重金屬污染需要對(duì)土壤樣品進(jìn)行采樣，通過(guò)實(shí)驗(yàn)分析才能看出重金屬含量是否超標(biāo)，當(dāng)測(cè)試結(jié)果不明顯時(shí)甚至要通過(guò)對(duì)人和動(dòng)物健康狀況的詳細(xì)研究才能確定[2]。根據(jù)以往資料可以發(fā)現(xiàn)，土壤重金屬污染從產(chǎn)生問(wèn)題到人們發(fā)現(xiàn)此問(wèn)題通常會(huì)延后一段時(shí)間。由于國(guó)家土地遼闊，土壤重金屬污染的前期通常不容易引起人們注意。如日本的“骨痛病”是經(jīng)過(guò)了10年～20年之后才反映出來(lái)，被人們所發(fā)現(xiàn)。

1.3 表層土壤重金屬污染對(duì)生物的影響特征

由于表層土壤重金屬污染發(fā)現(xiàn)晚，難治理等特征，重金屬在土壤中累積，當(dāng)重金屬的累積量到一定臨界值時(shí)，土壤的環(huán)境質(zhì)量急劇下降，其土地區(qū)域內(nèi)的生物因?yàn)橹亟饘俚奈廴境霈F(xiàn)與健康環(huán)境條件下不同的生長(zhǎng)特性，土壤和生態(tài)系統(tǒng)中物質(zhì)循環(huán)和能量流動(dòng)也表現(xiàn)出變化。這個(gè)臨界值和模擬實(shí)驗(yàn)土壤環(huán)境中的臨界值不同，表層土壤環(huán)境中濕度，pH，溫度的動(dòng)態(tài)變化和與其共存的污染物之間相互影響使污染物與生物的反應(yīng)越發(fā)復(fù)雜。重金屬污染對(duì)表層土壤健康的影響可能通過(guò)重金屬對(duì)土壤中生物的直接影響來(lái)表現(xiàn)，也可能會(huì)間接體現(xiàn)。有些重金屬進(jìn)入表層土壤以后被生物直接吸收，對(duì)生物產(chǎn)生毒害，重金屬也有可能在土壤中經(jīng)過(guò)一系列的反應(yīng)后產(chǎn)生更小或更大的毒性化合物。重金屬污染對(duì)表層土壤的影響可能在土地區(qū)域的生物上體現(xiàn)，也可能在群落，生物種群或整個(gè)土地區(qū)域的生態(tài)系統(tǒng)中體現(xiàn)，有植物減產(chǎn)、生物死亡、生物體病變、遺傳變異、群落異常和生物種群數(shù)量減少等。重金屬污染對(duì)表層土壤健康的損害還可以從細(xì)胞、酶、組織器官、個(gè)體、群落和生態(tài)系統(tǒng)等不同水平中予以體現(xiàn)。

下面以幾個(gè)重金屬元素為例進(jìn)行分析，表層土壤重金屬Pb污染，造成植物生長(zhǎng)緩慢，土地區(qū)域內(nèi)生物量大大降低。工業(yè)發(fā)展初期由于鼓風(fēng)煉鉛工藝可執(zhí)行能力強(qiáng)、成本較小而被廣泛應(yīng)用與生產(chǎn)中，但是近些年因?yàn)楣娘L(fēng)煉鉛所產(chǎn)生的污染問(wèn)題被人們發(fā)現(xiàn)，人們對(duì)環(huán)境污染越發(fā)重視，這種冶煉方式己經(jīng)被淘汰，但其對(duì)土壤產(chǎn)生的重金屬污染影響仍在繼續(xù)。隨著工業(yè)化發(fā)展，工業(yè)制造開采的進(jìn)行，Pb對(duì)土壤造成的污染問(wèn)題越來(lái)越嚴(yán)重。除了以往殘留的因素之外，鉛化合物是以粉塵形式進(jìn)行擴(kuò)散，經(jīng)過(guò)大氣沉降的作用而進(jìn)入土壤，可控性較弱。

圖1 土壤重金屬含量變化

重金屬Pb對(duì)人體健康影響是嚴(yán)重的，重金屬Pb可以致癌，人體消化，呼吸和皮膚吸收等方式都可以將重金屬Pb吸入體內(nèi)，重金屬Pb在人體內(nèi)的血液和骨骼中累積，會(huì)導(dǎo)致蛋白質(zhì)正常合成能力下降，從而引起人體器官的功能紊亂，造成生殖功能障礙、呆滯、貧血等慢性疾病。孩童抵抗力弱，重金屬Pb對(duì)于孩童的影響更加嚴(yán)重，孩童會(huì)注意力不集中，學(xué)習(xí)能力下降，對(duì)孩童的智力發(fā)育有很大障礙。

表層土壤中Cd化學(xué)活動(dòng)性很強(qiáng)，且具有生物毒性，微生物難以將Cd溶解，Cd在土壤中會(huì)不斷累積，部分Cd甚至?xí)兂煽晌盏臓顟B(tài)，經(jīng)過(guò)連鎖反應(yīng)通過(guò)食物進(jìn)入人和動(dòng)物體內(nèi)，如已經(jīng)被發(fā)現(xiàn)的“鎘米”，此類食物會(huì)對(duì)人的身體健康造成嚴(yán)重?fù)p害?，F(xiàn)如今表層土壤中的Cd大多是由于人為影響，主要來(lái)源于灌溉、化肥農(nóng)藥的使用、電鍍、污泥焚燒、大氣沉降、工業(yè)排污、金屬制造業(yè)[3]。Cd在植物中累積，對(duì)植物根部的生長(zhǎng)有阻礙、從而抑制植物吸收養(yǎng)分和水分，導(dǎo)致植物生理代謝過(guò)程紊亂，光合作用減弱，植物會(huì)出現(xiàn)植株體積矮小、葉子顏色不正常、成熟期較晚等問(wèn)題。

2 結(jié)束語(yǔ)

土壤重金屬污染的產(chǎn)生原因是復(fù)雜且具多樣性的，重金屬的遷移轉(zhuǎn)化也十分復(fù)雜，每種金屬有各自的特征和危害性，重金屬污染隨土壤深度的不同也有復(fù)雜的變化，對(duì)表層土壤的重金屬污染特征分析，有利于針對(duì)性的做重金屬污染治理工作。經(jīng)過(guò)不斷的探索和研究做到土地的修復(fù)和永續(xù)利用是人們的目標(biāo)，有待在今后的工作中實(shí)現(xiàn)。