時(shí)間：2024-01-09 14:50:50
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[關(guān)鍵詞]土壤；重金屬污染；來(lái)源；危害；治理
中圖分類號(hào)：X53 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009-914X（2015）43-0341-01
引 言：重金屬污染物會(huì)長(zhǎng)時(shí)間停留在土壤中，且隱蔽性較強(qiáng)，毒性大，很容易通過(guò)不同的形式，轉(zhuǎn)化為其它危害人體健康的因素，所以在城市建設(shè)和發(fā)展的過(guò)程中，應(yīng)該充分明確治理重金屬污染問(wèn)題的嚴(yán)峻性。
1 土壤重金屬污染的來(lái)源
土壤重金屬污染的來(lái)源主要包括工業(yè)，農(nóng)業(yè)和交通過(guò)程所產(chǎn)生污染。
1.1 農(nóng)業(yè)污染
農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中農(nóng)藥、化肥和有機(jī)肥的不合理使用以及使用污水灌溉農(nóng)田的行為都會(huì)造成土壤的重金屬污染。在現(xiàn)代農(nóng)業(yè)過(guò)程中，許多農(nóng)藥，如殺蟲(chóng)劑、殺菌劑、殺鼠劑、除學(xué)劑的大量使用引起土壤中As，Cu等污染。
1.2 交通污染
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)入周圍的土壤環(huán)境，成為土壤重金屬污染的主要來(lái)源之一。
1.3 工業(yè)污染
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(guò)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(wèn)題。
2 重金屬污染物及其危害
土壤的主要金屬污染物為鉛（Pb）、汞（Hg）、鎘（Cd）、鉻（Cr）和類金屬砷（As）。
2.1 鉛（Pb）
鉛是重金屬污染土壤中分布較廣、具強(qiáng)蓄積性的環(huán)境污染物。土壤中的鉛主要來(lái)源于頻繁的人類活動(dòng)。雖然世界各國(guó)和地區(qū)都開(kāi)始認(rèn)識(shí)到鉛已成為土壤污染的主要成份之一，并開(kāi)始有組織的治理。但隨著采礦業(yè)、冶金業(yè)、IT業(yè)、農(nóng)業(yè)、汽車產(chǎn)業(yè)的不斷發(fā)展和各種污水的排放，鉛污染的情況并沒(méi)有得到好轉(zhuǎn)，更有愈演愈烈的趨勢(shì)。
在進(jìn)入土壤后，鉛大部分只停留在土壤表層，與土壤中的有機(jī)物結(jié)合，極難溶解。過(guò)量的鉛會(huì)導(dǎo)致植物的葉綠素含量降低，光合作用速率下降，造成植物生長(zhǎng)發(fā)育停滯。大田表現(xiàn)為植株矮小，葉片偏黃，產(chǎn)量明顯降低。鉛的富集性很強(qiáng)，當(dāng)人食用帶有過(guò)量鉛的食物后，體內(nèi)的鉛會(huì)不斷富集，然后與人體內(nèi)的多種酶結(jié)合，從而破壞正常的人體機(jī)能。
2.2 汞（Hg）
汞，又名水銀，在自然界的存在形式極其豐富，大氣、水體和土壤中都存在著不同形式的汞并可相互傳播。人類排放汞的形式主要是燃燒，包括生活垃圾、醫(yī)療垃圾、石化燃料等，其燃燒過(guò)程中產(chǎn)生大量的含汞化合物，已占人類汞排放的80%。絕大部分的汞在進(jìn)入土壤后都會(huì)很快的被固定，積累在表層土壤和耕層中，不再向下遷移。
對(duì)動(dòng)植物及人體構(gòu)成直接威脅的通常是甲基汞（MeHg），其不僅可以造成作物產(chǎn)量降低甚至死亡、造成皮膚灼痛、肌肉運(yùn)動(dòng)失調(diào)、神經(jīng)損傷，還可以造成胎兒出現(xiàn)嚴(yán)重的缺陷，如失明、大腦性麻痹、智力遲鈍等癥狀。歷史上汞中毒的事件已經(jīng)屢見(jiàn)不鮮，必須予以足夠的重視。
2.3 砷（As）
砷元素的毒性極低，但含砷的化合物均有毒性，土壤中的砷除了來(lái)自工業(yè)生產(chǎn)的廢渣外，含砷農(nóng)藥的使用也是主要的來(lái)源。砷在自然條件下可以被作物吸收，而進(jìn)入人體。日本歷史上曾發(fā)生過(guò)砷中毒的惡性事件，當(dāng)時(shí)有12100多人中毒，130人因腦麻痹而死亡。
3 傳統(tǒng)的土壤重金屬污染修復(fù)技術(shù)
3.1 農(nóng)業(yè)化學(xué)修復(fù)技術(shù)
農(nóng)業(yè)化學(xué)修復(fù)技術(shù)就是采用大面積種植一些可以對(duì)重金屬物質(zhì)進(jìn)行有利吸收的農(nóng)作物，從而利用植物自身的吸收作用將土壤中的一些化合態(tài)和游離態(tài)的重金屬離子進(jìn)行吸收或者進(jìn)行有利的化學(xué)轉(zhuǎn)化，從而降低重金屬離子對(duì)周圍環(huán)境的污染。植物吸收重金屬物質(zhì)的過(guò)程大致是，首先植物利用自身的根系和植物根尖部分的內(nèi)外層水分平衡的作用來(lái)吸收土壤中的水分，其次由根尖生長(zhǎng)區(qū)和分生區(qū)向上將水分運(yùn)輸，從而將水分中含有的重金屬離子運(yùn)走，是根尖部分內(nèi)側(cè)始終保持較低的重金屬離子濃度，從而使根尖內(nèi)外產(chǎn)生濃度差，使根尖繼續(xù)大量吸收重金屬離子。
3.2 物理化學(xué)修復(fù)技術(shù)
物理化學(xué)修復(fù)過(guò)程即通過(guò)各種物理和化學(xué)手段從土壤中除去或者分離含重金屬的污染物，比如利用淋洗液將土壤中的固相重金屬轉(zhuǎn)移到土壤的液相中，再利用絡(luò)合或者沉淀的方法使土壤富集，然后將富集液中含重金屬的沉淀進(jìn)行過(guò)濾并除去。在進(jìn)行淋洗時(shí)，淋洗劑的選擇是非常關(guān)鍵的問(wèn)題。除此之外，可以用電動(dòng)修復(fù)的方法，就是在固液相的土壤中插入電極，利用重金屬導(dǎo)電性的原理，充分在電場(chǎng)的作用下引導(dǎo)并從土壤中移動(dòng)出。然后進(jìn)行篩選和過(guò)濾。也可以利用重金屬與某些非金屬陰離子在土壤中化合形成化合物的方法，在土壤中摻入適量的含有非金屬陰離子的物質(zhì)，使重金屬陽(yáng)離子和非金屬陰離子不易分解的無(wú)害的化合物，或者可直接分離提取的化合物[2]。
3.3 有機(jī)物吸收重金屬離子作用
有機(jī)物吸收重金屬離子作用就是利用某些有機(jī)物或者是有機(jī)物的堆肥可以與重金屬離子產(chǎn)生一定的反應(yīng)，從而使重金屬物質(zhì)失去對(duì)生物和其他環(huán)境破壞性的原理，對(duì)被重金屬污染的土壤進(jìn)行修復(fù)。一些有機(jī)物如動(dòng)物的糞便、植物的秸稈堆肥產(chǎn)物等可以與土壤中的重金屬離子產(chǎn)生非常強(qiáng)烈的絡(luò)合作用或者螯合作用，通過(guò)這些作用可以使重金屬離子大大減小甚至失去一些本身的性質(zhì)，比如對(duì)周圍環(huán)境的生物毒性和破壞性，從而降低重金屬危害。比如蚯蚓糞或者奶牛的糞便可以有效減少周圍環(huán)境中的鉛的毒性效果，而咖啡豆的果皮和果肉對(duì)于降低鉛的生物毒性作用具有更好的效果。
4 新型的重金屬污染修復(fù)技術(shù)
4.1 化學(xué)淋洗和化學(xué)固定
化學(xué)淋洗和化學(xué)固定的方法都是單純利用化學(xué)技術(shù)對(duì)土壤中的重金屬物質(zhì)進(jìn)行固定和分離?；瘜W(xué)淋洗是通過(guò)化學(xué)洗脫作用將重金屬物質(zhì)從土壤中洗脫出去，從而達(dá)到清潔土壤的作用。采用這種化學(xué)洗脫的方法即相當(dāng)于利用另一種化學(xué)試劑將原本土壤中的許多種金屬物質(zhì)進(jìn)行替換和洗脫，從而將重金屬物分離出來(lái)。近幾年的實(shí)驗(yàn)證明這種方法非常有效，可以大量的洗脫出一些重金屬物質(zhì)，但由于洗脫作用，也是的土壤中原本有的一些金屬離子一同被洗脫出來(lái)，所以經(jīng)過(guò)洗脫后的土壤一般不能在種植任何農(nóng)作物?；瘜W(xué)固定就是在土壤中加入適當(dāng)?shù)幕瘜W(xué)試劑使土壤中的重金屬離子的遷移性降低，或者直接由游離態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)楣潭ǖ幕蠎B(tài)。在轉(zhuǎn)變的過(guò)程中，就會(huì)使重金屬離子的生物毒性大大降低。
4.2 微生物修復(fù)技術(shù)
微生物修復(fù)技術(shù)是指某些微生物在進(jìn)行自身新陳代謝過(guò)程中，需要吸收一些特定的重金屬離子并將其轉(zhuǎn)化為自身所需化合物的方法，利用這種方法可以有效針對(duì)土壤中的一些特定的重金屬離子進(jìn)行修復(fù)和處理。微生物的金屬離子吸收過(guò)程基本就是利用重金屬離子完成自身的氧化和代謝作用。通過(guò)微生物體內(nèi)代謝作用的一系列轉(zhuǎn)變，使得重金屬游離態(tài)物質(zhì)轉(zhuǎn)變?yōu)閷?duì)周圍環(huán)境毒害作用減小的次級(jí)代謝化合產(chǎn)物。
5 結(jié)束語(yǔ)
總之，隨著土壤重金屬污染日益加劇，土壤重金屬污染的治理已成為當(dāng)前研究的熱點(diǎn)。土壤重金屬污染具有高累積性和不可逆轉(zhuǎn)性，污染一旦發(fā)生，僅依靠切斷污染源的方法難以進(jìn)行徹底恢復(fù)。目前，己有一些污染土壤治理的方法，但從其發(fā)展和需求來(lái)看，還須發(fā)展更加有效的治理技術(shù)。
參考文獻(xiàn)
[1] 林帥.重金屬土壤污染修復(fù)技術(shù)初探[J].科技信息，2012（05）.
[關(guān)鍵詞] 重金屬 工業(yè)污染 離子交換 電解 吸附
中圖分類號(hào)：X75； TQ170.9 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A
一、引言
隨著社會(huì)的不斷發(fā)展，人們比以往任何時(shí)候都更加崇尚工業(yè)與自然環(huán)境的和諧發(fā)展，這種理念已不斷滲透到各學(xué)科之中，在治理污染技術(shù)的開(kāi)發(fā)上也應(yīng)該尋求這種綠色產(chǎn)業(yè)。充分發(fā)揮自然界的天然自凈化功能，是在污染治理與環(huán)境修復(fù)領(lǐng)域開(kāi)發(fā)綠色環(huán)保技術(shù)的體現(xiàn)，更是完整地利用天然自凈化功能的反應(yīng)。本文闡述了重金屬的危害、來(lái)源及其存在形式，并重點(diǎn)論述了處理重金屬污染物的方法。
二、廢水中重金屬污染物的來(lái)源
1.鉛的來(lái)源。鉛常被用作原料應(yīng)用于蓄電池、電鍍、顏料、橡膠、農(nóng)藥、燃料等制造業(yè)。鉛板制作工藝中排放的酸性廢水(pH
2.鎘的來(lái)源。鎘是一種灰白色的金屬，自然界中主要以二價(jià)形式存在。鎘電鍍可以為鋼、鐵等提供一種抗腐蝕性的保護(hù)層，具有吸附性好且鍍層均勻光潔等特點(diǎn)，因此工業(yè)上90%的福用于電鍍、顏料、塑料穩(wěn)定劑、合金及電池等行業(yè)，含鎘廢水的來(lái)源還包括金屬礦山的采選、冶煉、電解、農(nóng)藥、醫(yī)藥、電鍍、紡織印染等行業(yè)的生產(chǎn)過(guò)程中。
3.鎳的來(lái)源。廢水中鎳的來(lái)源廢水中的鎳主要以二價(jià)離子存在，比如硫酸鎳、硝酸鎳以及與許多無(wú)機(jī)和有機(jī)絡(luò)合物生成的鎳鹽。含鎳廢水的工業(yè)來(lái)源很多，其中主要是電鍍業(yè)，此外，采礦、冶金、石油化工、紡織等工業(yè)，以及鋼鐵廠、印刷等行業(yè)排放的廢水中也含有鎳。
4.銀的來(lái)源。常見(jiàn)銀鹽中唯一可溶的是硝酸銀，也是廢水中含銀的主要成分。硝酸銀廣泛應(yīng)用于無(wú)線電、化工、機(jī)器制造、陶瓷、照相、電鍍以及油墨制造等行業(yè)，含銀廢水的主要來(lái)源是電鍍業(yè)和照相業(yè)。
三、重金屬污染物在環(huán)境中的存在形式
重金屬污染物在大氣、水、沉積物、土壤、植物等體系中均有分布，在不同體系中的存在形式不同。重金屬在土壤中的存在形式、土壤重金屬污染主要是由于使用污泥和污水灌溉造成的，污水中工業(yè)廢水占60%～80%，且成分復(fù)雜，都不同程度含有生物難以降解的重金屬。
1.重金屬在水中的存在形式。近年來(lái)，中科院等對(duì)長(zhǎng)江水環(huán)境中重金屬的背景值進(jìn)行了較深入的考察，結(jié)果表明河水中大部分元素主要以懸浮顆粒態(tài)存在，而溶解部分的重金屬濃度較低，并且總量越是偏高的元素，以懸浮顆粒態(tài)存在的比例也越高。這一特征與區(qū)域條件有密切聯(lián)系，當(dāng)?shù)乩盹L(fēng)化強(qiáng)烈時(shí)，懸浮質(zhì)含量直接影響水環(huán)境中元素濃度分布。同時(shí)，化學(xué)風(fēng)化微弱使元素難以釋放，河水堿性偏低更使溶解態(tài)重金屬濃度偏低。
2.重金屬在沉積物中的存在形式。通過(guò)各種途徑進(jìn)入水環(huán)境的重金屬，絕大部分隨物理、化學(xué)、生物及物理化學(xué)作用的進(jìn)行，迅速轉(zhuǎn)移到沉積物中或通過(guò)懸浮物轉(zhuǎn)移到沉積物中。沉積物中重金屬賦存狀態(tài)及特征為：Pb主要趨向于同F(xiàn)e/Mn水合氧化物、碳酸鹽相結(jié)合，Cu主要形成殘?jiān)嗪陀袡C(jī)質(zhì)相，而Zn易同F(xiàn)e/Mn水合氧化物、碳酸鹽相結(jié)合；Pb、Zn以非殘?jiān)酁橹饕煞?，Cu以殘?jiān)酁橹饕煞帧?/p>
四、常用的重金屬?gòu)U水處理方法
重金屬?gòu)U水處理的方法有很多，可分為兩大類：一類是使溶解性的重金屬轉(zhuǎn)變?yōu)椴蝗芑蛘唠y溶的金屬化合物，從而將其從水中除去。另一類是在不改變重金屬化學(xué)形態(tài)的情況下進(jìn)行濃縮分離，例如反滲透法、電滲析法、離子交換法、蒸發(fā)濃縮法等。
1.氫氧化物沉淀法。該方法是通過(guò)向重金屬?gòu)U水投加堿性沉淀劑(如石灰乳、碳酸鈉液堿等)，使金屬離子與輕基反應(yīng)，生成難溶的金屬氫氧化物沉淀，從而予以分離的方法。
2.硫化物沉淀法。該方法是通過(guò)向廢水中投加硫化劑，使金屬離子與硫化物反應(yīng)，生成難溶的金屬硫化物沉淀從而得以分離的方法。硫化劑可采用硫化鈉、硫化氫或硫化亞鐵等。此法的優(yōu)點(diǎn)是生成的金屬硫化物的溶解度比金屬氫氧化物的溶解度小，處理效果比氫氧化物沉淀更好，而且殘?jiān)可?，含水率低，便于回收有用金屬。缺點(diǎn)是硫化物價(jià)格高。
3.還原法。該方法是通過(guò)向廢水中投加還原劑，使金屬離子還原為金屬或低價(jià)金屬離子，再投加石灰使其成為金屬氫氧化物沉淀從而得以分離的方法。還原法可用于銅、汞等金屬離子的回收，常用于含鉛廢水的處理。
4.離子交換法。離子交換法是利用離于交換劑的交換基團(tuán)，與廢水中的金屬離子進(jìn)行交換反應(yīng)，將金屬離子置換到交換劑上予以除去的方法。用離子交換法處理重金屬?gòu)U水，如Cu2+、Zn2+、Cd2+等，可以采用陽(yáng)離子交換樹(shù)脂；而以陰離子形式存在的金屬離子絡(luò)合物或酸根 (HgCl2-、Cr2O72等)，則需用陰離子交換樹(shù)脂予以除去。
5.鐵氧體法。鐵氧體是由鐵離子、氧離子以及其它金屬離子所組成的氧化物，是一種具有鐵磁性的半導(dǎo)體。采用鐵氧體法處理重金屬?gòu)U水是根據(jù)鐵氧體的制造原理，利用鐵氧體反應(yīng)，把廢水中的二價(jià)或三價(jià)金屬離子，充填到鐵氧體尖晶石的晶格中去，從而得到沉淀分離的方法。
6.電解法。電解法是利用電極與重金屬離子發(fā)生電化學(xué)作用而消除其毒性的方法。按照陽(yáng)極類型不同，將電解法分為電解沉淀法和回收重金屬電解法兩類。電解法設(shè)備簡(jiǎn)單、占地小、操作管理方便、而且可以回收有價(jià)金屬。但電耗大、出水水質(zhì)差、廢水處理量小。
7.膜分離方法。該方法是利用一種特殊的半透膜，在外界壓力的作用下，在不改變?nèi)芤褐谢瘜W(xué)形態(tài)的基礎(chǔ)上，將溶劑和溶質(zhì)進(jìn)行分離或濃縮的方法。膜分離法包括反滲透法、電滲析法、擴(kuò)散滲折法、液膜法和超濾法等。
8.吸附法。該方法是利用吸附劑將廢水中的重金屬離子除去的方法。吸附法由于占地面積小、工藝簡(jiǎn)單、操作方便、無(wú)二次污染，特別適用于處理含低濃度金屬離子的廢水。
五、結(jié)語(yǔ)
重金屬的污染問(wèn)題已成為今世界各國(guó)共同關(guān)注的問(wèn)題，國(guó)內(nèi)外對(duì)重金屬的處理方面的研究正在全面進(jìn)行中。我國(guó)也在這方面取得了矚目的成績(jī)。
參考文獻(xiàn)：
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[3]顧雪芹，曹國(guó)良.槽邊循環(huán)電解法從酸性鍍銅廢水中回收銅[J].電鍍與環(huán)保， 1984，(02).
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關(guān)鍵詞：大氣降雪；重金屬；原子吸收分光光度法；蘭州市
中圖分類號(hào)：X830 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：0439-8114（2017）04-0650-04
重金屬可通過(guò)化石燃料燃燒、汽車尾氣、冶金企業(yè)煙氣粉塵、揚(yáng)塵、風(fēng)沙等進(jìn)入大氣，吸附在氣溶膠上。進(jìn)入大氣中的重金屬又可以通過(guò)干沉降或濕沉降的方式沉降到地面，并通過(guò)水循環(huán)進(jìn)入土壤和水體中。雪水與大氣重金屬的關(guān)系特別顯著[1，2]，雪水中重金屬的研究可以反映大氣污染、地表水污染的信息，幫助判定大氣重金屬的來(lái)源，并進(jìn)行污染控制[1]。因此，研究雪水中的重金屬元素迫在眉睫。
重金屬在人體內(nèi)能和蛋白質(zhì)及各種酶發(fā)生強(qiáng)烈的相互作用，使它們失去活性，也可能在人體的某些器官中積累，如果超過(guò)人體所能耐受的限度，會(huì)造成人體急性中毒、亞急性中毒、慢性中毒等危害。生物從環(huán)境中攝取重金屬可以經(jīng)過(guò)食物鏈的生物放大作用，在較高級(jí)生物體內(nèi)成千萬(wàn)倍地富集起來(lái)，然后通過(guò)食物進(jìn)入人體，在人體的某些器官中積蓄起來(lái)造成慢性中毒，危害人體健康。水體中的某些重金屬可在微生物作用下轉(zhuǎn)化為毒性更強(qiáng)的金屬化合物。重金屬及其化合物毒性較大，進(jìn)入人體后會(huì)引起各種生理變化，尤其對(duì)神經(jīng)和心血管系統(tǒng)有嚴(yán)重的危害性[1-3]。
中國(guó)的北方降雪量相對(duì)較多，而干沉降是控制化學(xué)物質(zhì)從大氣層向地表傳輸?shù)膬煞N方式之一。自20世紀(jì)70年代以來(lái)，在酸雨和相關(guān)的大氣過(guò)程情境下，研究者開(kāi)始采集和分析降水的化學(xué)組成及變化特征，大氣降水中的污染物由于人類工業(yè)活動(dòng)的排放而增加[3]。大氣降水成分包括重金屬元素、化學(xué)離子、粉塵微粒及膠體等物質(zhì)，各組分含量的測(cè)定成為探討污染源的有效途徑，所以大氣降水的化學(xué)組成能夠反映大氣環(huán)境特征及其污染狀況[4]。不同區(qū)域的降水中各組分含量不同，反映了區(qū)域的工業(yè)釋放特征、土壤酸堿性特征等的差異[2，5]。
目前，國(guó)際上關(guān)于雪水中重金屬的研究已開(kāi)始受到重視，但在中國(guó)西北內(nèi)陸干旱區(qū)相關(guān)研究鮮有報(bào)道。鑒于此，本研究通過(guò)測(cè)定蘭州市市區(qū)和郊區(qū)雪水中10種重金屬元素的含量，對(duì)比分析蘭州市市區(qū)和郊區(qū)大氣污染情況，以及導(dǎo)致重金屬含量不同的原因，揭示大氣降水中重金屬元素的可能來(lái)源及污染物質(zhì)的傳輸路徑，對(duì)雪水中重金屬離子的控制因素、變化規(guī)律及環(huán)境影響進(jìn)行探討。
1 材料與方法
1.1 樣品的采集
根據(jù)GB13580.2-92中關(guān)于大氣降水樣品的采集與保存方法[6]，采樣的塑料瓶預(yù)先用硝酸浸泡24 h以上，再用去離子水沖洗干凈，以除去可能存在的金屬離子。每次降雪開(kāi)始，即將采樣瓶放置在預(yù)定的采樣點(diǎn)上（固定好，距離地面至少1 m以上）。每次降雪取全過(guò)程雪樣，樣品采集后，貼標(biāo)簽、編碼，同時(shí)記錄采樣日期、起止時(shí)間、降雪量等。
在2015年典型降雪月份1～2月，降雪量約300 mL，在中國(guó)科學(xué)院蘭州分院近代物理研究所5#樓頂共收集5場(chǎng)降雪樣品。用小塑料廣口瓶收集降雪全過(guò)程的雪水，加酸后放入冰箱保存，以除去可能存在的金屬離子。采樣器平時(shí)蓋緊，以防灰塵影響，下雪時(shí)打開(kāi)蓋子。采樣點(diǎn)高于地面3～5 m。同時(shí)采集蘭州市郊區(qū)的5場(chǎng)降雪樣品作為對(duì)比，收集地點(diǎn)為蘭州資源環(huán)境職業(yè)技術(shù)學(xué)院樹(shù)形源B樓頂，遠(yuǎn)離蘭州市市區(qū)（15 km左右）。蘭州市采樣日期及降雪量見(jiàn)表1。
1.2 樣品預(yù)處理
由于降水樣品中常含有塵埃顆粒物、微生物和酵母等顆粒，所以除測(cè)定pH和電導(dǎo)率的大氣降水不過(guò)濾外，分析Pb、Fe、Cu等項(xiàng)目的水樣均需過(guò)濾。降水樣品的過(guò)濾介質(zhì)有濾紙、玻璃沙芯漏斗和有機(jī)微孔濾膜等，由于玻璃沙芯漏斗的孔徑（10～40 μm）和濾紙的孔徑（2～10 μm）都很大，并且含有羥基和羧基，可與降水樣品中的化學(xué)成分發(fā)生吸附和離子交換作用，造成待測(cè)成分的不準(zhǔn)確。目前國(guó)際上把能通過(guò)孔徑為0.45 μm濾膜的部分稱為水中可溶性成分，阻留在濾膜面上的成分稱為懸浮態(tài)。因此，選用0.45 μm的乙酸和硝酸混合纖維素濾膜。該濾膜的孔徑均勻、孔隙率高、過(guò)膜速度快，是一種惰性材料，很少有吸附現(xiàn)象發(fā)生[7]。
取部分雪水置于實(shí)驗(yàn)室，待分析。將10 mL的聚乙烯試管用硝酸浸泡24 h，再用去離子水沖洗干凈，除去可能存在的金屬離子。之后用0.45 μm的乙酸和硝酸混合纖維濾膜過(guò)濾雪水樣品于已清洗的聚乙烯試管中，貼上標(biāo)簽待分析[2，7]。
1.3 樣品分析
樣品的重金屬含量均采用原子吸收光譜法（AAS），儀器型號(hào)為日立AA1700（浙江福立分析儀器公司），精密度和準(zhǔn)確度均符合要求；pH的測(cè)定采用pH酸度計(jì)，型號(hào)為PHS-25。降水的pH在樣品收集后用玻璃電極法立即測(cè)定；試驗(yàn)過(guò)程中的稀釋液和定容液均用去離子水。
用火焰原子吸收光譜標(biāo)準(zhǔn)曲線定量法測(cè)定Cu、Cd、Mn、Pb、Zn、Fe、Cr 7種元素的含量，用石墨爐原子吸收光譜峰面積積分法測(cè)定Hg、Al、As 3種元素的含量，并進(jìn)行平行樣分析。
以上試驗(yàn)均在蘭州資源環(huán)境職業(yè)技術(shù)學(xué)院地質(zhì)工程系地勘實(shí)訓(xùn)中心地球化學(xué)元素測(cè)定實(shí)訓(xùn)室完成。
2 結(jié)果與分析
2.1 蘭州市市區(qū)與郊區(qū)大氣降雪的pH情況
2015年蘭州市市區(qū)與郊區(qū)典型降雪月份1～2月5場(chǎng)降雪樣品的pH情況見(jiàn)圖1。由圖1可知，蘭州市市區(qū)降雪樣品的pH為2.7～3.1，平均為2.9，而郊區(qū)降雪樣品的pH為3.8～4.2，平均為4.0，總體上表現(xiàn)為蘭州市市區(qū)降雪樣品的pH均低于郊區(qū)，且市區(qū)和郊區(qū)處理間差異均達(dá)顯著水平。
2.2 蘭州市大氣降雪中的重金屬元素含量
蘭州市大氣降雪樣品中常見(jiàn)的10種重金屬元素的含量見(jiàn)表2。從表2中可以看出，大氣降雪樣品中Cu、Hg、Cd、Mn、Al、Pb、Zn、Fe、Ni、Cr的含量總體表現(xiàn)為市區(qū)大于郊區(qū)，且這10種常見(jiàn)重金屬元素含量市區(qū)比郊區(qū)分別高出了54.45%、40.98%、26.80%、86.22%、1.74%、43.99%、30.28%、54.70%、36.22%、48.94%。其中，Pb元素含量最大，重金屬Pb主要來(lái)源于冶煉、燃煤和汽車尾氣等，這與前人的研究一致[3，7]。
此結(jié)果明顯高于大量使用燃煤的焦作市[7]、上海之類的大城市[8]、降水充足的長(zhǎng)江中下游鄱陽(yáng)湖區(qū)域[9]以及其他的國(guó)家[7，8]，這反映出蘭州地區(qū)大氣污染狀況非常嚴(yán)重，污染源的控制和治理已顯得刻不容緩。
大氣中重金屬元素的含量是衡量大氣環(huán)境質(zhì)量的一個(gè)重要指標(biāo)，重金屬的吸入對(duì)人們的健康有嚴(yán)重影響。因此，雪水中重金屬含量的變化及其影響因素受到廣泛的關(guān)注。重金屬元素在降水、大氣氣溶膠的平衡中，不僅受到重金屬元素本身性質(zhì)的影響，也受到pH的影響。結(jié)合圖1與表2可以看出，pH對(duì)重金屬含量的影響非常明顯，低pH時(shí)雪水的重金屬含量明顯較高；而高pH時(shí)則其含量相對(duì)較低。這與周靜[7]的研究一致。
2.3 蘭州市大氣降雪中重金屬元素污染來(lái)源分析
眾所周知，不同的污染源由不同代表性的化學(xué)元素組成，利用富集因子分析法，并結(jié)合以往研究成果，討論各種重金屬元素的可能來(lái)源[6，10]。可知蘭州市大氣中常見(jiàn)的重金屬來(lái)源主要有如下三點(diǎn)。
1）工業(yè)性來(lái)源。蘭州是一個(gè)工業(yè)化進(jìn)程非?？斓男滦凸I(yè)化城市，冶金業(yè)、建筑業(yè)、礦業(yè)開(kāi)采、石油煤炭和化工化學(xué)等工業(yè)的迅速發(fā)展使得大氣中的重金屬含量增高。
2）生活中重金屬的來(lái)源。在日常生活中也會(huì)產(chǎn)生大量的重金屬，通過(guò)進(jìn)入到水體和空氣中，進(jìn)而通過(guò)食物鏈影響人體健康。例如土壤中肥料、農(nóng)藥通過(guò)灌溉用水進(jìn)入到飼料、牧草中，而油漆、藥物及土壤和局地?fù)P塵等通過(guò)揮發(fā)或風(fēng)進(jìn)入到空氣中。
3）交通工具。近幾年來(lái)，由于城市車流量的猛增，汽車尾氣對(duì)城市大氣環(huán)境造成了嚴(yán)重污染，重金屬是其中主要的成分之一。
3 小結(jié)與討論
通過(guò)測(cè)得2015年1～2月蘭州市市區(qū)和郊區(qū)雪水中常見(jiàn)重金屬元素的含量，得知蘭州地區(qū)雪水中重金屬含量高于中國(guó)其他城市乃至世界上其他國(guó)家[7-9]，重金屬污染非常嚴(yán)重，市區(qū)顯著高于工業(yè)和人群稀少的郊區(qū)，且Mn元素高出量最多，高出86.22%?？梢?jiàn)，蘭州市市區(qū)雪水中重金屬含量較高，其大氣受到嚴(yán)重污染。其含量主要來(lái)源于石油、燃煤、化工和冶金及汽車尾氣等作業(yè)中重金屬的排放等人為源，此外還與蘭州特殊的盆地地形等天然源有關(guān)。這些重金屬進(jìn)入到大氣中影響大氣環(huán)境質(zhì)量，并且能通過(guò)水流和食物鏈進(jìn)行遷移，形成循環(huán)危害。
因此，蘭州市調(diào)整工業(yè)結(jié)構(gòu)是當(dāng)務(wù)之急。要依據(jù)地形搬遷化工、冶煉、煤炭等工業(yè)的位置，提高技術(shù)有效控制大顆粒物、工業(yè)廢氣和汽車尾氣等的排放，為了改善生存環(huán)境，應(yīng)該全面推廣清潔生產(chǎn)技術(shù)，引導(dǎo)企業(yè)實(shí)現(xiàn)節(jié)能、降耗、減排、增效[9]。因此，研究該項(xiàng)目為蘭州市市區(qū)大氣污染源的控制和治理提供了科學(xué)的理論依據(jù)。
大氣降雪樣品中重金屬的影響因素很多，包括季節(jié)（季風(fēng)期和非季風(fēng)期）、時(shí)段、降雪量、降雪間隔時(shí)間、風(fēng)力風(fēng)向、污染源排放等都會(huì)影響其含量，致使其變化非常復(fù)雜[2，7]。本試驗(yàn)在樣品收集過(guò)程中有些原因會(huì)導(dǎo)致數(shù)據(jù)偏差，例如采樣點(diǎn)位于樓頂，周圍高層建筑、植被較多，大風(fēng)天氣時(shí)雪水在進(jìn)入采樣器之前可能已經(jīng)受到了污染；另外，由于小塑料廣口瓶密封性較差，在冰箱中保存時(shí)也易受到污染；試驗(yàn)只采集了2015年1～2月的降雪樣品，市區(qū)和郊區(qū)各布設(shè)一個(gè)點(diǎn)，布點(diǎn)較少；沒(méi)有考慮降雪時(shí)的風(fēng)力風(fēng)向和降雪間隔，不能進(jìn)行季節(jié)性（季風(fēng)期和非季風(fēng)期）分析。因此，今后還可以通過(guò)測(cè)定雪水電導(dǎo)率（EC）、總?cè)芙夤腆w（TDS）含量、雪水中的常見(jiàn)的陰陽(yáng)離子含量、不溶粉塵微粒以及同位素含量等進(jìn)行環(huán)境分析研究。
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[關(guān)鍵詞]農(nóng)村耕地 重金屬污染 來(lái)源 治理
[中圖分類號(hào)] S341.1 [文獻(xiàn)碼] B [文章編號(hào)] 1000-405X（2014）-1-161-1
0前言
科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，帶動(dòng)了經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，同時(shí)也促進(jìn)了人們生活水平的提高。但是，粗放型的經(jīng)濟(jì)發(fā)展方式也造成了嚴(yán)重的污染，尤其是重金屬對(duì)于農(nóng)田土壤的污染，使得我國(guó)的耕地面積不斷縮減，影響到了農(nóng)作物的生長(zhǎng)，同時(shí)還可能對(duì)人體造成相應(yīng)的危害。因此，要充分重視起來(lái)，加強(qiáng)對(duì)于農(nóng)田重金屬污染的治理力度，切實(shí)保障農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的順利進(jìn)行。
1重金屬污染概述
重金屬污染，指由重金屬或其化合物造成的環(huán)境污染，其產(chǎn)生的主要原因是人們的生產(chǎn)活動(dòng)，如采礦、廢氣排放、污水灌溉和使用重金屬制品等人為因素造成的。重金屬污染的危害程度并不是固定的，而是取決于其在環(huán)境、物體中存在的化學(xué)形態(tài)和濃度。通常情況下，重金屬污染主要表現(xiàn)在水污染方面，氣體污染和固體廢棄物污染相對(duì)較少。
重金屬具有富集性，很難在環(huán)境中降解，因此，容易造成嚴(yán)重的環(huán)境污染，加上其具有不易移動(dòng)溶解的特性，進(jìn)入生物體后不能被排出，會(huì)造成慢性中毒。例如，日本爆發(fā)的骨痛病，就是由于重金屬元素鎘與人體內(nèi)部的蛋白質(zhì)和各種類型的酶發(fā)生強(qiáng)烈的相互作用，從而導(dǎo)致其失去活性，造成重金屬中毒，對(duì)骨骼產(chǎn)生了嚴(yán)重的影響，引發(fā)劇烈的疼痛。
2農(nóng)村耕地中重金屬污染的來(lái)源
目前已經(jīng)發(fā)現(xiàn)的，自然界存在的重金屬元素有45種，而對(duì)于農(nóng)村耕地影響較為嚴(yán)重的重金屬，則主要集中在汞、鎘、鉛、鉻、砷物種元素，其并稱為“五毒”。每年因重金屬污染所造成的農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)損失不計(jì)其數(shù)，不僅阻礙了經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，更使得糧食產(chǎn)量大幅下降，影響社會(huì)的穩(wěn)定。對(duì)于農(nóng)村的耕地而言，重金屬污染的主要來(lái)源包括：
2.1污水
重金屬污染主要表現(xiàn)在水污染方面，因此污水是導(dǎo)致農(nóng)田重金屬污染最主要的原因。由于粗放型經(jīng)濟(jì)發(fā)展方式的影響，許多企業(yè)并沒(méi)有對(duì)排放的污水進(jìn)行處理，而是直接排入河流或者土地之中，一方面，使得河流污染嚴(yán)重，農(nóng)民在引水灌溉的過(guò)程中，將污水中的重金屬帶入農(nóng)田，從而引發(fā)重金屬污染；另一方面，污水深入地下后，重金屬元素卻不會(huì)很快講解，在不斷的富集過(guò)程中，使得土壤中的重金屬含量不斷增加，對(duì)農(nóng)作物的生長(zhǎng)造成影響。
2.2大氣
大氣中的重金屬主要來(lái)自于工業(yè)生產(chǎn)排放的廢氣、汽車尾氣等，如果沒(méi)有對(duì)其進(jìn)行相應(yīng)的處理，重金屬就會(huì)以氣溶膠的形態(tài)，進(jìn)入大氣之中，在自然沉降和降水的作用下，最終進(jìn)入土壤，從而造成農(nóng)田的重金屬污染。一般來(lái)說(shuō)，大氣污染對(duì)于農(nóng)田的影響程度取決與當(dāng)?shù)氐慕?jīng)濟(jì)增長(zhǎng)方式和工業(yè)化程度，以及人口的密度和經(jīng)濟(jì)發(fā)展程度等。
2.3固體廢棄物
主要指來(lái)自含有重金屬的工業(yè)企業(yè)以及礦業(yè)企業(yè)廢棄物，也包括城市的生活垃圾。這些固體廢棄物含有的重金屬元素會(huì)在存放和處理的過(guò)程中，進(jìn)入土壤，造成污染。例如，重金屬礦業(yè)企業(yè)在對(duì)礦渣進(jìn)行處理時(shí)，通常都是采用統(tǒng)一處理或掩埋的方式。在堆放的過(guò)程中，會(huì)受到雨水沖刷等的影響，使得重金屬元素流入水體或土壤；而在掩埋后，礦渣中含有的重金屬元素也不會(huì)分解，而是逐漸向周圍的土壤擴(kuò)散，不斷的富集，進(jìn)而導(dǎo)致土體中重金屬含量超標(biāo)，造成污染。
2.4化學(xué)農(nóng)藥和肥料
一方面，部分化學(xué)農(nóng)藥的質(zhì)量不達(dá)標(biāo)，含有超標(biāo)的重金屬元素，在使用的過(guò)程中會(huì)隨之進(jìn)入土壤，從而引發(fā)重金屬污染；另一方面，為了保證農(nóng)作物的產(chǎn)量，往往會(huì)長(zhǎng)期使用化學(xué)肥料，提供農(nóng)作物生長(zhǎng)需要的微量元素，但是肥料中的重金屬元素卻在不斷富集的過(guò)程中，出現(xiàn)污染現(xiàn)象。例如，如果某塊農(nóng)田長(zhǎng)期使用磷肥，則可能導(dǎo)致土壤中的鎘含量超標(biāo)，從而引發(fā)重金屬污染。
3農(nóng)村耕地中重金屬污染的治理對(duì)策
3.1對(duì)污染源進(jìn)行控制
對(duì)于農(nóng)村耕地中重金屬污染的治理，首先必須采取必要的措施，對(duì)污染進(jìn)行控制，減少污染源，之后才能對(duì)其進(jìn)行處理，以免污染的重復(fù)發(fā)生。對(duì)于重金屬污染源的控制，需要做到以下幾點(diǎn)：
①對(duì)廢水、廢氣、固體廢棄物的排放進(jìn)行控制，確保處理后排放，將其產(chǎn)生的污染降到最低。針對(duì)含有重金屬元素的污染物，更要加強(qiáng)管理力度。
②對(duì)農(nóng)藥肥料等的使用進(jìn)行限制，對(duì)其成分進(jìn)行改良和創(chuàng)新，盡可能減少農(nóng)藥中重金屬元素的殘留。
③對(duì)農(nóng)田土壤進(jìn)行質(zhì)量監(jiān)測(cè)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)潛在的風(fēng)險(xiǎn)，做到防患于未然。
3.2物理?yè)Q土法
由于重金屬的治理成本大、耗時(shí)長(zhǎng)，難度大，從經(jīng)濟(jì)角度出發(fā)，對(duì)于污染較為嚴(yán)重的農(nóng)田土壤而言，可以采用換土的方式進(jìn)行處理，其優(yōu)點(diǎn)在于徹底、穩(wěn)定，雖然施工量較大，但是相對(duì)而言速度較快，而且操作簡(jiǎn)單，不影響農(nóng)作物的種植。
3.3化學(xué)調(diào)節(jié)法
主要是利用相應(yīng)的化學(xué)藥劑等，對(duì)農(nóng)田土壤的有機(jī)質(zhì)、水分、pH值等進(jìn)行調(diào)節(jié)，改變重金屬的水溶性和擴(kuò)展性，從而降低污染的擴(kuò)展速度以及其對(duì)于農(nóng)作物的影響。
3.4生物修復(fù)法
指利用植物、動(dòng)物、微生物等，對(duì)土壤中的重金屬進(jìn)吸收和轉(zhuǎn)化等，從而消減重金屬污染對(duì)于農(nóng)田的影響。例如，向日葵可以吸收重金屬，進(jìn)而通過(guò)自身的作用將其排入空氣中，降低土壤重金屬的含量；部分藻類和蚯蚓等動(dòng)物也可以對(duì)重金屬進(jìn)行吸收。
4結(jié)語(yǔ)
總之，重金屬污染對(duì)于農(nóng)村耕地的影響是十分巨大的，農(nóng)業(yè)技術(shù)人員要加強(qiáng)對(duì)于重金屬污染來(lái)源的分析，通過(guò)預(yù)防和治理相結(jié)合的方式，解決土壤重金屬污染的問(wèn)題。
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鉛 食品中鉛的來(lái)源
鉛廣泛分布于自然界，食品中的鉛相當(dāng)一部分是被植物從土壤中吸收再進(jìn)入食品中。瓷、搪瓷、馬口鐵等食具容器的原料中含有鉛；食品加工用的機(jī)械設(shè)備、管道等含有鉛，有些非金屬如聚乙烯塑料管材用鉛作穩(wěn)定劑時(shí)，可造成食品中鉛的污染。食品加工時(shí)，雖然不接觸鉛，但可隨時(shí)間延長(zhǎng)逐漸滲透。另外，染料、油漆、陶瓷器等都能造成食品污染。
鉛對(duì)人體的危害
鉛對(duì)人體是有害物質(zhì)，進(jìn)入機(jī)體中的鉛大部分通過(guò)糞便排出體外，但也有部分殘留于體內(nèi)，長(zhǎng)期積累可造成慢性中毒，成年人血鉛可達(dá)0.20μg/mL，如果超過(guò)0.80μg/mL臨床上會(huì)出現(xiàn)明顯癥狀，造成血管痙攣、腰肢疼、視網(wǎng)膜小動(dòng)脈痙攣、高血壓等癥。
食品中鉛的檢測(cè)方法
根據(jù)食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB5009.12-2010《食品中鉛的測(cè)定》，第
法石墨爐原子吸收光譜法，檢測(cè)限為0.005mg/Kg：第二法氫化物原子熒光光譜法，檢測(cè)限固體試樣為0.005mg/kg、液體試樣為0.001mg/kg：第三法火焰原子吸收光譜法，檢測(cè)限為0.1mg/kg：第四法二硫腙比色法，檢測(cè)限為0.25mg/kg：第五法單掃描極譜法，檢測(cè)限為0.085mg/Kg。
原子吸收光譜法與其他檢測(cè)方法相比，干擾少、準(zhǔn)確、操作簡(jiǎn)便、靈敏度高（火焰法可測(cè)mg/kg級(jí)，石墨爐法可測(cè)μg/kg級(jí)）、測(cè)定含量范圍廣適于微量分析等，故列為標(biāo)準(zhǔn)方法之。但是，所用設(shè)備昂貴，測(cè)一種元素更換對(duì)應(yīng)的空心陰極燈，分析復(fù)雜樣品干擾較多，故使用上受一定限制?，F(xiàn)在使用電感耦合等離子體發(fā)射光譜儀ICP法，可同時(shí)檢測(cè)多種金屬元素含量，但設(shè)備也很昂貴。
砷 砷的來(lái)源及其毒性
砷屬半金屬元素，廣泛分布于自然界，砷化合物在人體內(nèi)有蓄積作用，能引起急性或慢性中毒，常見(jiàn)的三氧化二砷毒性極大，俗稱砒霜。砷化合物以往曾用于殺蟲(chóng)劑、殺菌劑、毒鼠劑等，工業(yè)方面主要用于燃料、玻璃、搪瓷、木材等的生產(chǎn)。海產(chǎn)品有機(jī)砷含量較高，淡水魚(yú)、家禽畜肉類以及糧食、蔬菜、水果等砷含量相對(duì)較低。
砷對(duì)人體的危害
生物體內(nèi)存在的砷大部分是有機(jī)砷，各種形態(tài)的砷對(duì)人體毒性有很大的差異。一般認(rèn)為有機(jī)砷在體內(nèi)需經(jīng)轉(zhuǎn)化為無(wú)機(jī)砷而起毒性作用，至于生物體內(nèi)的有機(jī)砷是否會(huì)由于加工處理或代謝轉(zhuǎn)化成為毒性較大的無(wú)機(jī)砷等還需進(jìn)一步的研究。砷化合物吸收到體內(nèi)后，可與細(xì)胞酶蛋白的疏基（-SH）結(jié)合，抑制酶的活性，從而影響組織的新陳代謝，引起細(xì)胞死亡，也可導(dǎo)致神經(jīng)細(xì)胞代謝障礙，造成神經(jīng)系統(tǒng)病變。
砷對(duì)消化道有直接腐蝕作用，被吸收后，一方面麻痹運(yùn)動(dòng)中樞，一方面直接作用于毛細(xì)血管，使腹腔臟器的微血管麻痹、擴(kuò)張和充血，以致血壓下降。吸收后的砷部分留在肝臟，引起肝細(xì)胞退行性病變和肝糖原消失。砷進(jìn)入腸內(nèi)可導(dǎo)致腹瀉，其他臟器往往引起缺血。
砷的排出比較緩慢，故常因蓄積作用而致亞急性和慢性中毒。
食品中砷的檢測(cè)方法
根據(jù)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/T 5009.11-2003《食品中總砷及無(wú)機(jī)砷的測(cè)定》，第法氫化物原子熒光光度法，檢測(cè)限為0.01 mg/Kg，線性范圍為0～200ng/mL：第二法銀鹽法，檢測(cè)限為0.2mg/kg：第三法砷斑法，檢測(cè)限為0.25mg/kg：第四法硼氫化物還原比色法，檢測(cè)限為0.05mg/Kg。
食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB 2762-2012《食品中污染物限量》對(duì)食品中無(wú)機(jī)砷的允許限量指標(biāo)規(guī)定為0.1～0.5mg/kg，銀鹽法測(cè)定無(wú)機(jī)砷含量的分析方法干擾大，可能存在靈敏度達(dá)不到要求的問(wèn)題。
鎘 鎘的來(lái)源
食品中鎘的來(lái)源主要有3個(gè)方面：含鎘工業(yè)“三廢”的排放直接污染土壤，農(nóng)作物從受污染的土壤中吸收鎘并把它富集于機(jī)體；生長(zhǎng)于鎘污染水體中的水產(chǎn)品可將鎘濃縮于機(jī)體；在農(nóng)作物生產(chǎn)過(guò)程中，大量使用含鎘農(nóng)藥、磷肥等。此外，在食物生產(chǎn)過(guò)程中，使用表面鍍鎘處理的加工設(shè)備、器皿時(shí)，因酸性食物可將鎘溶出，也可造成食物的鎘污染。
人體內(nèi)鎘的來(lái)源是食物、水和空氣。由于現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)活動(dòng)造成的工業(yè)煙塵、煤和石油產(chǎn)品的燃燒，使空氣成為人體一個(gè)重要鎘源。
鎘的毒性及對(duì)人體的危害
鎘被美國(guó)毒物管理委員會(huì)（ATSDR）列為第6位危及人體健康的有毒物質(zhì)。腎臟是鎘最重要的蓄積部位和靶器官，般認(rèn)為鎘所致的腎損傷是不可逆的。鎘對(duì)腎、肺、肝、、腦、骨骼及血液系統(tǒng)均可產(chǎn)生毒性。
人體鎘慢性中毒，主要表現(xiàn)為對(duì)腎的損害，引起再吸收障礙，臨床表現(xiàn)為高鈣尿、蛋白尿、糖尿、氨基酸尿，并導(dǎo)致負(fù)鈣平衡，引起骨質(zhì)疏松癥。
鎘的檢測(cè)方法
根據(jù)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/T 5009.15-2003《食品中鎘的測(cè)定》，第法石墨爐原子吸收光譜法，檢測(cè)限為0.01μg/Kg；第二法原子吸收光譜法，檢測(cè)限為5.0μg/kg：第三法比色法，檢測(cè)限為50μg/kg；第四法原子熒光法，檢測(cè)限1.2μg/Kg。
在國(guó)內(nèi)對(duì)鎘的測(cè)定也有許多研究，分別為試紙法、電化學(xué)測(cè)定方法、分光光度法、熒光光度法、原子吸收、電感耦合等離子體電、共振光射法和液相色譜法。
汞 汞的來(lái)源
汞及其化合物分布廣泛，人類開(kāi)采利用歷史悠久，汞元素性質(zhì)穩(wěn)定，環(huán)境自凈效果微弱，污染廣泛而持久，已引起持久的關(guān)注和重視。汞生物富集效應(yīng)明顯，有機(jī)汞能隨食物鏈濃縮100000倍以上，給人及生物健康帶來(lái)嚴(yán)重的危害。
汞的毒性及中毒癥狀
汞單質(zhì)和化合物有毒，其中汞蒸氣、+2價(jià)汞鹽及有機(jī)汞劇毒。人類生產(chǎn)活動(dòng)中排放的無(wú)機(jī)汞在環(huán)境微生物作用下能轉(zhuǎn)化為以甲基汞為主的有機(jī)汞類，毒性顯著增強(qiáng)，1mg甲基汞即可使人體神經(jīng)系統(tǒng)造成不可逆轉(zhuǎn)的嚴(yán)重?fù)p害。乙基汞的人致死量?jī)H為數(shù)毫克，是已知毒性最強(qiáng)的物質(zhì)之一。+1價(jià)汞鹽毒性相對(duì)較低。
常見(jiàn)汞的中毒癥狀有頭暈、失眠、乏力、面部震顫，肝腎損害、胚胎毒性等，有機(jī)汞中毒則以知覺(jué)障礙、運(yùn)動(dòng)失調(diào)、聽(tīng)障礙、語(yǔ)言障礙等神經(jīng)癥狀為主，同時(shí)伴隨致畸作用。
食品中汞的檢測(cè)方法
根據(jù)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/T 5009.17-2003《食品中總汞及有機(jī)汞的測(cè)定》，總汞的測(cè)定：第一法原子熒光光譜分析法，檢測(cè)限為0.15μg/kg，標(biāo)準(zhǔn)曲線最佳線性范圍為0～60μg/L：第二法冷原子吸收光譜法，其中壓力消解法檢測(cè)限為0.4μg/kg、其他消解法檢測(cè)限為10μg/kg：第三法二硫腙比色法，檢測(cè)限為25μg/Kg。甲基汞測(cè)定：氣相色譜法、冷原子吸收法，最低檢測(cè)限為0.02μg/mL。
【關(guān)鍵詞】：大氣顆粒物、重金屬污染、來(lái)源、控制建議
一般來(lái)說(shuō)，大氣顆粒物重金屬污染物是很難被降解的，因此，當(dāng)人體吸入這種污染物時(shí)，就會(huì)造成人體出現(xiàn)各種功能障礙，嚴(yán)重時(shí)甚至?xí)?dǎo)致人體出現(xiàn)各種疾病。在大氣顆粒物重金屬污染物中很多元素對(duì)于人體都能嚴(yán)重傷害，有的元素甚至具有致癌的能力。我國(guó)近年來(lái)，經(jīng)常出現(xiàn)這種污染的情況，并且現(xiàn)在不管是國(guó)家、政府還是個(gè)人對(duì)于大氣顆粒物重金屬污染物都有一定的認(rèn)識(shí)，但是由于對(duì)污染的控制技術(shù)還不夠，因此，我國(guó)目前還沒(méi)有建立起對(duì)大氣顆粒物重金屬污染進(jìn)行有效控制的方案體系。[1]因此，本文主要探討大氣顆粒物重金屬污染的來(lái)源以及相關(guān)的控制建議，以期使得我國(guó)大氣顆粒物重金屬污染情況得到有效的控制。
一、大氣顆粒物重金屬污染的主要來(lái)源
我國(guó)近年來(lái)的大氣顆粒物重金屬污染情況越來(lái)越嚴(yán)重，主要的原因有；首先，重工企業(yè)的污染。有研究顯示，一些鋼鐵行業(yè)的重金屬排放量是很驚人的。另外在鋼鐵生產(chǎn)的過(guò)程中，燒結(jié)工藝的使用也會(huì)產(chǎn)生大量的重金屬污染物，這對(duì)于大氣顆粒物中的重金屬含量是一個(gè)很大的影響，并且通過(guò)一些鋼鐵生產(chǎn)企業(yè)的重金屬排放已經(jīng)成為了大氣顆粒物重金屬污染物的主要來(lái)源，如圖一。而我國(guó)是一個(gè)鋼鐵的生產(chǎn)大國(guó)，每一年的鋼鐵生產(chǎn)量已經(jīng)達(dá)到全世界鋼鐵生產(chǎn)總量的一半以上，并且很多的重工企業(yè)都位于一些人口稠密、經(jīng)濟(jì)發(fā)展的城市周邊。因此，由重工企業(yè)造成的重金屬污染情況已經(jīng)不容忽視。[2]
其次，城市機(jī)動(dòng)車尾氣排放也是重金屬污染的重要來(lái)源，如圖二。一般來(lái)說(shuō)，機(jī)動(dòng)車排放重金屬的主要方式有以下幾種：機(jī)動(dòng)車輛在行駛過(guò)程中所產(chǎn)生的汽車尾氣、車輛行駛過(guò)程中所造成的揚(yáng)塵、機(jī)動(dòng)車燃料中所添加的化學(xué)物、機(jī)動(dòng)車油中所添加的化學(xué)物、輪胎磨損所產(chǎn)生的重金屬污染以及機(jī)動(dòng)車的配件磨損之后所造成的重金屬排放。這幾種方式是機(jī)動(dòng)車排放重金屬元素的造成大氣顆粒物中重金屬污染的主要方式。
另外，除了重工企業(yè)以及機(jī)動(dòng)車排放這兩種方式之外，還有垃圾秸稈的焚燒、陶瓷水泥行業(yè)以及有色金屬的冶煉等等。但是就目前來(lái)看，對(duì)于我國(guó)的大氣顆粒物重金屬污染的治理情況還很不樂(lè)觀，缺乏對(duì)重金屬污染進(jìn)行控制的有效手段。[3]
二、大氣顆粒物重金屬污染的控制建議
近年來(lái)，我國(guó)的大氣顆粒物重金屬污染嚴(yán)重，但是就目前來(lái)看，還沒(méi)有有效的控制措施。下面本文就大氣顆粒物重金屬污染的控制問(wèn)題提出一些控制建議，以期達(dá)到良好的控制效果，從而減輕我國(guó)的大氣顆粒物重金屬污染的程度?？偟膩?lái)說(shuō)，控制建議有以下幾點(diǎn)：首先，對(duì)于我國(guó)大氣顆粒物重金屬污染展開(kāi)詳細(xì)的調(diào)查監(jiān)測(cè)，對(duì)于我國(guó)重金屬的具體情況以及區(qū)域特征都進(jìn)行詳細(xì)的收集分析，為更好地治理大氣顆粒物重金屬污染提供參考依據(jù)。其次，對(duì)于對(duì)大氣顆粒物重金屬污染源進(jìn)行詳細(xì)的摸查，對(duì)于一些重化工企業(yè)更是要進(jìn)行重點(diǎn)監(jiān)測(cè)，并且對(duì)于機(jī)動(dòng)車尾氣及其他方式帶來(lái)的重金屬污染也要進(jìn)行重點(diǎn)監(jiān)測(cè)。另外，對(duì)于大氣中的重金屬排放量也要進(jìn)行精確合理的測(cè)算，從而使得我國(guó)大氣顆粒物重金屬排放量被詳細(xì)了解，從而對(duì)于我國(guó)重金屬排放量進(jìn)行有效的控制。[4]再次，在技術(shù)方面，要給予治理重金屬污染有力的技術(shù)支持，從監(jiān)測(cè)技術(shù)到治理技術(shù)都要進(jìn)行積極的開(kāi)發(fā)，使其是和重金屬污染治理的需要。第四點(diǎn)，對(duì)于大氣顆粒物重金屬排放量制定一個(gè)詳細(xì)的標(biāo)準(zhǔn)，并且建立健全大氣顆粒物重金屬污染排放的制度體系，讓重金屬排放處在一個(gè)可控范圍之內(nèi)。最后，積極開(kāi)展節(jié)能減排工作。我國(guó)近年來(lái)也在積極開(kāi)展節(jié)能減排工作，力圖使得我國(guó)的環(huán)境污染得到改善，并且我國(guó)的節(jié)能減排工作也取得了一定的成果，但是在節(jié)能減排工作開(kāi)展的過(guò)程中，也出現(xiàn)了許多不容忽視的問(wèn)題，如很多企業(yè)把節(jié)能減排僅僅當(dāng)做一句口號(hào)，并沒(méi)有具體去貫徹這個(gè)工作。因此，在今后的工作中，要注重對(duì)于節(jié)能減排工作的落實(shí)情況，改變能源的結(jié)構(gòu)，對(duì)于大氣顆粒物重金屬排放進(jìn)行控制，進(jìn)而使得我國(guó)的重金屬污染情況得到切實(shí)改善。
結(jié)語(yǔ)：
通過(guò)對(duì)我國(guó)重金屬污染來(lái)源的分析，提出了幾條對(duì)重金屬污染進(jìn)行控制的建議，以期我國(guó)的重金屬污染情況可以得到切實(shí)改善，減少霧霾等極端惡劣天氣的出現(xiàn)，保證人民群眾的生命財(cái)產(chǎn)安全。
作者簡(jiǎn)介：姓名：鄧皓天、性別：男，民族：漢，出生年月日：94-02-27：籍貫：四川，學(xué)歷： 本科，研究方向：地球化學(xué)
參考文獻(xiàn)
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【關(guān)鍵詞】化工行業(yè)；水體及土壤污染；重金屬污染
隨著化學(xué)工業(yè)的飛速發(fā)展，人們對(duì)金屬礦產(chǎn)品的需求也呈現(xiàn)日益增長(zhǎng)的趨勢(shì)。小到餐廳廚房的炊具以及珠寶首飾，大到核工業(yè)的核能物質(zhì)。而由金屬污染引發(fā)的環(huán)境問(wèn)題日趨嚴(yán)重，其對(duì)生態(tài)系統(tǒng)中水體及土壤的破壞基本上難以修復(fù)，并且人為的改造和維護(hù)也很難進(jìn)行。尤其是前段時(shí)間的“牛奶河”事件再一次為我們敲響了環(huán)境保護(hù)的警鐘以及讓我們清楚地看到化工行業(yè)引起的水體及土壤重金屬污染的現(xiàn)狀和不爭(zhēng)的事實(shí)。
一、重金屬污染的種類及來(lái)源
所謂重金屬污染，是指由重金屬及其化合物引起的環(huán)境污染。尤其是由化工行業(yè)引起的水體及土壤重金屬污染具有永久性以及明顯的累積效應(yīng)。如下圖為重金屬在水體及土壤中的遷移轉(zhuǎn)化機(jī)理[1]。
1.1 水重金屬污染
重金屬在水體中積累到一定的限度就會(huì)對(duì)水體-水生植物-水生動(dòng)物系統(tǒng)產(chǎn)生嚴(yán)重危害，并可能通過(guò)食物鏈直接或間接地影響到人類的自身健康[2]。對(duì)水質(zhì)產(chǎn)生污染的重金屬主要有Cd、Pb、As、Hg、Cr和Co等。其中以Hg的毒性最大，Cd次之。此外，As由于其毒性可將其歸為重金屬污染。
1.2 土壤重金屬污染
土壤重金屬污染是指由于人類活動(dòng)將重金屬帶入到土壤中，致使土壤中重金屬含量明顯高于背景含量、并可能造成現(xiàn)存的或潛在的土壤質(zhì)量退化、生態(tài)與環(huán)境惡化的現(xiàn)象[1]。污染土壤的重金屬包括生物毒性顯著的元素如Cd、Pb、Hg、Cr、As，以及有一定毒性的元素如Cu、Zn、Ni。
1.3 重金屬污染的來(lái)源
重金屬的污染主要來(lái)源化學(xué)工業(yè)污染，污染源主要有冶煉、化工、電鍍、電子、制革等行業(yè)排放的“三廢”等以及民用固體廢棄物不合理填埋堆放和大量化肥、農(nóng)藥的施用，使得各種重金屬污染物以單質(zhì)或離子形態(tài)進(jìn)入水體、土壤以及人體[2]。
二、重金屬污染的防治措施
2.1水體重金屬污染的防治對(duì)策
2.1.1 控制水體重金屬污染源
控制重金屬污染源，預(yù)防水體的污染。一方面要加強(qiáng)水資源的管理力度；另一方面要嚴(yán)格控制各種污水的排放源頭以及監(jiān)督、管理和控制有關(guān)工業(yè)部門和改革其生產(chǎn)工藝[3]。
2.1.2 水體重金屬污染的工程治理
目前常用的治理水體重金屬污染的工程工程措施主要有三類，即物理處理法、化學(xué)處理法及生物處理法[3]。
2.1.2.1 物理和化學(xué)方法
物理和化學(xué)方法屬于傳統(tǒng)處理重金屬污染水體的的措施，包括沉淀法、螯合樹(shù)脂法、高分子捕集劑法、天然沸石吸附法、膜技術(shù)、活性炭吸附工藝以及離子交換法等[4]。物理和化學(xué)方法具有凈化效率高、周期較短等優(yōu)點(diǎn)；但存在選擇性小、流程長(zhǎng)、操作麻煩以及處理費(fèi)用高等缺點(diǎn)。
2.1.2.2 生物處理法
生物處理法相對(duì)常規(guī)水處理法有投資小、成本低以及工藝簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)而得到廣泛應(yīng)用。國(guó)外，Groudeva等[5]（2001） 對(duì)用生物修復(fù)水體的重金屬污染作了最新的綜述。總之，水體有害重金屬的生物修復(fù)技術(shù)有著廣泛、低廉的原材料及很好的前景。
2.2 土壤重金屬污染的防治對(duì)策
土壤受重金屬污染后，蓄積在土壤中的有害重金屬能遷移到水、空氣和植物中難以消除[6]。因此，土壤受重金屬污染應(yīng)以“預(yù)防為主”。
2.2.1 綜合防護(hù)措施
控制和消除土壤的重金屬污染源，同時(shí)采取消除土壤中的重金屬污染物或控制重金屬污染物遷移轉(zhuǎn)化的措施，使其不能進(jìn)入食物鏈[6]。
2.2.2 生物防治
土壤污染物質(zhì)可通過(guò)生物降解或植物吸收而凈化土壤。如羊齒鐵角蕨植物對(duì)土壤中Cd的吸收率可達(dá)10%，多年可使土壤Cd含量降低50% [7]。
2.2.3 施加抑制劑
土壤施加某種抑制劑，可改變重金屬在土壤中的遷移轉(zhuǎn)化，減少作物吸收，如使用石灰可增加土壤PH，使Cu、Zn、Hg、Cd等金屬或氫氧化物沉淀。研究表明，施用石灰后稻米含Cd量可降低30%[6]。
三、結(jié)論
隨著水體及土壤重金屬污染的日益嚴(yán)重化以及重金屬污染物進(jìn)入生態(tài)系統(tǒng)后造成難以修復(fù)的危害，其正越來(lái)越為人們所了解和重視。目前重金屬污染的治理方法以物理化學(xué)方法為主，生物修復(fù)技術(shù)作為經(jīng)濟(jì)、高效和環(huán)保的治理技術(shù)在治理和防治重金屬污染方面將發(fā)揮更大作用。新型高效的水體及土壤重金屬污染防治措施有待優(yōu)化及創(chuàng)新。
【參考文獻(xiàn)】
[1]孫鐵珩，周啟星，李培軍，等.污染生態(tài)學(xué)[M].北京：科學(xué)出版社，2001.
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