土壤鉛污染及其生物有效性評(píng)價(jià)研究進(jìn)展

1、    土壤鉛污染及其生物有效性評(píng)價(jià)研究進(jìn)展    段穎摘 要：土壤鉛污染是我國環(huán)境污染中的一項(xiàng)基本內(nèi)容，也是造成我國生態(tài)環(huán)境失衡的重要原因。現(xiàn)本文主要對(duì)土壤鉛污染及其生物有效性評(píng)價(jià)進(jìn)行了詳細(xì)的研究。文章首先分析了土壤中鉛的主要來源以及造成土壤鉛污染的主要成因。繼而探討了土壤中鉛的形態(tài)及其生物有效性的研究現(xiàn)狀，并對(duì)其生物有效性評(píng)價(jià)的研究進(jìn)展進(jìn)行了簡要論述，指出在未來的土壤污染治理中，可以利用鉛的生物有效性來判定鉛的含量，并積極采取有效措施來治理土壤鉛污染。關(guān)鍵詞：土壤鉛污染；生物有效性；污染成因；研究鉛是一種金屬元素，在化學(xué)元素周期表中鉛屬于iva族，是

2、一種重要的礦物質(zhì)，但同時(shí)也是一個(gè)主要的環(huán)境污染元素。鉛在自然界中主要是以+2價(jià)離子和+4離子的形式存在。并且其氧化鉛的狀態(tài)較為穩(wěn)定，而二氧化鉛的狀態(tài)則相對(duì)不太穩(wěn)定，具有極強(qiáng)的氧化性。因而在土壤污染中鉛主要是以+2價(jià)離子的狀態(tài)存在。在地殼中，含有大量的鉛礦資源，其中富含鉛的礦產(chǎn)種類大概有200多種。隨著工業(yè)的不斷發(fā)展，人們對(duì)鉛的開采與利用越來越多，但同時(shí)也造成了大量的水體鉛污染和土壤鉛污染。為了有效防治鉛污染，就需要及時(shí)確定土壤中鉛的含量。近年來，利用土壤中鉛的生物有效性進(jìn)行鉛含量測定逐漸備受業(yè)界關(guān)注，并且也取得了一定的研究成果。以下本文中就針對(duì)鉛污染問題以及其生物有效性評(píng)價(jià)研究進(jìn)展進(jìn)行探討。1

3、 土壤中鉛污染的來源土壤中鉛污染的來源形式大致可以分為兩類，即自然形成與非自然形成。自然形成的土壤鉛污染主要是通過地殼運(yùn)動(dòng)、火山噴發(fā)、海嘯以及森林火災(zāi)等自然因素的影響而促使自然界的鉛被散布在更多的土壤中。并且事實(shí)上，自然形成的土壤鉛污染并不是特別嚴(yán)重，導(dǎo)致現(xiàn)在土壤鉛污染越來越眼中的主要因素還是在于非自然形成的因素，也就是人為活動(dòng)所造成的。主要體現(xiàn)在以下幾方面：1.1 大氣沉降在汽車工業(yè)的發(fā)展中，人們發(fā)現(xiàn)在汽油中加入鉛就可以有效的防止汽油燃燒爆裂，因此鉛作為防爆劑被廣泛應(yīng)用在汽油生產(chǎn)制造中。但鉛會(huì)隨著汽車尾氣排入空氣中，經(jīng)過一定的沉淀落入土壤中，就會(huì)造成一定的鉛污染。據(jù)相關(guān)調(diào)查顯示，在汽車或工業(yè)

4、較為密集的地區(qū)，土壤中鉛的含量就相對(duì)很高。同時(shí)，大氣中的鉛會(huì)隨著空氣散步到更遠(yuǎn)的地方，甚至在沒有人煙的地方都能檢測到土壤鉛污染的痕跡。1.2 城市垃圾在當(dāng)前的城市固體垃圾中，有很多都含有大量的鉛以及其他重金屬，若將這些城市垃圾直接掩埋在土壤下面，就會(huì)造成嚴(yán)重的重金屬污染，有些重金屬很難被分解，能夠污染幾十年甚至更久，鉛就是這樣一種性質(zhì)較為穩(wěn)定的金屬污染物質(zhì)。1.3 污水灌溉這主要是指城市工業(yè)的廢水中含有大量的重金屬，而這些污水又直接排入了河流中，被用作農(nóng)業(yè)灌溉用水。從而使鉛在農(nóng)田中不斷沉淀，形成了土壤鉛污染，不但給自然環(huán)境造成很大影響，也不利于農(nóng)業(yè)產(chǎn)品的健康生長。1.4 采礦與金屬加工業(yè)目前采

5、礦業(yè)以及金屬加工業(yè)不斷發(fā)展，使得鉛等重金屬得到了大量的開采、提煉與應(yīng)用，主要在汽油、蓄電池、玻璃制造業(yè)、粉末冶金等行業(yè)領(lǐng)域有著廣泛應(yīng)用。另外，還在涂料、顏料、彩釉、醫(yī)藥、化裝品、化學(xué)試劑及其他含鉛制品的生產(chǎn)和使用中有著廣泛應(yīng)用，這些都是造成土壤鉛污染的主要來源。經(jīng)過相關(guān)調(diào)查顯示，在有這些工廠的周邊土壤檢測中發(fā)現(xiàn)其中鉛的含量大都嚴(yán)重超標(biāo)，鉛污染問題較為嚴(yán)重。1.5 農(nóng)藥與化肥在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中所使用的農(nóng)藥和化肥也大都含有一定的鉛成分，當(dāng)這些農(nóng)藥應(yīng)用在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中，就會(huì)造成鉛在土壤中的不斷累積。例如果樹栽植中對(duì)砷酸鉛的使用就會(huì)使果園土地中不斷積累鉛含量，最終形成土壤的鉛污染。而某些化肥中鉛的含量更大，且化

6、肥的用量較大，更是促使了土壤中鉛的含量不斷增大。2 土壤中鉛的形態(tài)及其生物有效性土壤鉛的生物有效性與鉛在土壤中的形態(tài)分布有關(guān)。目前，對(duì)土壤中鉛進(jìn)行形態(tài)分級(jí)大多采用tessler方法，將土壤中的鉛分為：水溶態(tài)、交換態(tài)、碳酸鹽態(tài)、鐵錳氧化物結(jié)合態(tài)、有機(jī)質(zhì)硫化物形態(tài)及殘?jiān)鼞B(tài)。對(duì)我國一些土壤中鉛的形態(tài)分布研究表明，土壤中殘?jiān)鼞B(tài)鉛約占總鉛的35%-75%。中國10個(gè)自然土壤中各形態(tài)含鉛量的分配都以鐵錳氧化態(tài)最高，占非殘?jiān)鼞B(tài)的40%-80%；其次是有機(jī)質(zhì)硫化物態(tài)過碳酸鹽態(tài)；交換態(tài)和水溶態(tài)最低，在對(duì)外源可溶性重金屬進(jìn)入土壤后的形態(tài)分布及其形態(tài)隨時(shí)間的轉(zhuǎn)化進(jìn)行研究后，研究結(jié)果表明外源鉛進(jìn)入土壤后主要以鐵錳氧化

7、物結(jié)合態(tài)、有機(jī)態(tài)和殘?jiān)鼞B(tài)形式存在，有些還會(huì)存在一定碳酸鹽態(tài)積累。有些學(xué)者將土壤中的鉛分為可交換態(tài)（exch）、碳酸鹽態(tài)（carb）、易還原態(tài)（easr）、較難還原態(tài)（modr）、有機(jī)態(tài)和硫化物（orgs）和殘?jiān)鼞B(tài)（resd）。并認(rèn)為低鉛污染土壤的各部分鉛含量順序?yàn)椋簉ese>orgs>carb>modr>resd。高鉛污染土壤的各部分鉛含量順序?yàn)椋簅rgs>modr>carb>easr>resd。還有一些研究表明，植物吸收鉛的主要形態(tài)為交換態(tài)鉛（包括水溶態(tài)），碳酸鹽態(tài)鉛及鐵錳氧化物結(jié)合形態(tài)鉛在一定條件下可被植物吸收，有機(jī)質(zhì)硫化物態(tài)鉛及殘?jiān)鼞B(tài)鉛植物

8、難以利用。鉛的生物有效態(tài)主要包括水溶態(tài)、交換態(tài)和一部分的碳酸態(tài)及鐵錳氧化物結(jié)合形態(tài)。3 土壤鉛生物有效性的評(píng)價(jià)在對(duì)一長時(shí)間開采的鉛礦周圍土壤進(jìn)行研究后表明，土壤中鉛的總量與蘿卜葉子中鉛的含量具有很好的線性相關(guān)性，說明在一定情況下，土壤中鉛的總量可以評(píng)估其在土壤中的生物有效性。但更多研究表明，土壤全鉛含量與作物的產(chǎn)量和含鉛量的相關(guān)性低于有效鉛。因此，闡明鉛的生物效應(yīng)、研究土壤有效鉛更有意義。而研究鉛有效性的關(guān)鍵在于鉛有效態(tài)浸提劑的選擇，目前對(duì)于這方面的研究很多，但因土壤性質(zhì)、栽培作物、提取條件等的不同而結(jié)論各異，始終沒有形成一個(gè)統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，最初有人建議用0.1mol/l鹽酸作為通用的重金屬有效提

9、取劑，但這對(duì)石灰性土壤不太適宜，因?yàn)樗馨押芏喾墙粨Q態(tài)的金屬也溶解下來。在對(duì)酸性土壤上比較了0.05mol/l鹽酸、0.5mol/l醋酸、2%檸檬酸和1mol/l醋酸銨的提取效果后，發(fā)現(xiàn)它們所浸提出的鉛含量均與糙米中鉛含量顯著相關(guān)，因而很難確定這些浸提劑的優(yōu)劣。而用0.5mol/l氯化鋇提取土壤中的鉛有很好的效果，我們認(rèn)為這可能是由于ba2+半徑和pb2+半徑相近的緣故；而比較了不同提取劑后認(rèn)為nh4ac、cacl2、edta均是棕壤、褐土潮土中鉛較好的提取劑，但nano3和0.1mol/lhcl僅適用于酸性土壤（棕壤）；還有相關(guān)分析表明，以0.05mg/ledta或5%醋酸溶液提取的鉛能較好地預(yù)測作物對(duì)鉛的吸收，其相關(guān)系數(shù)分別達(dá)到0.89和0.83，在近幾年被許多研究者采用。結(jié)束語綜上所述，用土壤全量鉛作為國家土壤環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)唯一的評(píng)價(jià)依據(jù)很難對(duì)我國不同地區(qū)的土壤鉛污染水平作出客觀的評(píng)價(jià)，而通過開展土壤鉛植物有效性評(píng)價(jià)研究