重金属土壤污染严重“去重”难言轻松
[2014/8/26]
一、土壤重金属污染危害领域甚广
在中国，土壤污染问题引起社会关注还是近几年的事情。土壤污染对粮食及饮用水安全等造成了极大的威胁，但关于土壤污染的数据一直被严格保密。近年来，国家环保部承认，因土壤重金属污染及其他环境因素，造成中国“癌症村”的存在，并公布了一份名单。一些研究社会问题的专家估计，中国有450个癌症村。
1)耕地重金属污染达红色警戒线
环境保护部和国土资源部2005年4月至2013年12月开展的第一次全国土壤污染状况调查发现，全国土壤环境状况总体“不容乐观”，耕地土壤环境质量“堪忧”。全国土壤总的点位超标率为16.1%，其中耕地土壤点位超标率为19.4%。此前，当局对土壤污染数据信息守口如瓶。
报道称，在此次历时8年的调查中，实际调查了约630万平方公里的土地。调查发现，无机污染物超标点位数占全部超标点位的约83%，点位超标率较高的无机污染物包括镉、汞、砷、铜、铅等。土壤中镉(如果在人体内大量蓄积，可导致骨质疏松)的含量近几十年来明显增长。
2)土壤污染敲响粮食安全警钟
“以百分之七的耕地养活了占世界百分之二十二的人口”，是我国农业发展的骄傲，但随着我国经济、社会和人口的高速发展，这一辉煌渐远去。在我国粮食生产实现了 “十连增”、粮食产量超过六亿吨的今天，我国的粮食自给率却在下降。当前，土壤污染问题进一步敲响了国家粮食安全的警钟。
土壤污染正成为我国食品安全和粮食安全的重大隐忧。专家认为，我国土壤污染的根源在缺乏能有力保护环境的法规制度，以及在实践中以不计环境代价的方式追求 GDP增长。中国国土资源部日前发布《土地整治蓝皮书》指出，中国耕地受到中、重度污染的面积约5000万亩，土地面临着严重污染和退化。土壤污染问题不仅严重危胁广大民众“舌尖上的安全”，而且危及国家粮食安全，治理刻不容缓。
3)重金属下渗威胁地下水质安全
媒体近日爆出河南佰利联化学股份有限公司固体废弃物随意堆放在山谷内，公司的工作人员一致反复强调，黄泥没有污染环境，山上倒下来的东西是为了填山谷造田。
专家表示，黄泥里面不仅有残留的高浓度硫酸还含有铅、锌、铬、镉、砷、汞等重金属，经过石灰处理变成黄石膏将重金属固化，无论黄石膏里面重金属含量是否在国家规定的范围之内，有的重金属容易富集到植物中，进而伤害人体内脏。且固废不能直接填埋，更不能用来耕种，如果不做反渗透处理，重金属可能会渗进地下水。
中国近六成的地下水遭到重金属污染，这凸显了中国严峻的环境问题。2013年全国203个地市级行政区开展了地下水水质监测，监测结果为“极差”或“较差”的接近六成。报道称，中国数十年的经济增长已经引发日益严重的环境问题。
二、土壤重金属污染几大成因
清除土壤重金属污染是一个艰巨而漫长的过程，土壤一旦受到污染就具有不可逆性。土壤修复耗资巨大、情况复杂。对于土壤重金属污染的成因，很多人都缺乏了解，以下是造成土壤重金属污染的几大主要因素。
1)大气中重金属沉降
大气中的重金属主要来源于工业生产、汽车尾气排放及汽车轮胎磨损产生的大量含重金属的有害气体和粉尘等。它们主要分布在工矿的周围和公路、铁路的两侧。大气中的大多数重金属是经自然沉降和雨淋沉降进入土壤的。
2)农药、化肥和塑料薄膜使用
施用含有铅、汞、镉、砷等的农药和不合理地施用化肥，都可以导致土壤中重金属的污染。一般过磷酸盐中含有较多的重金属Hg、Cd、As、Zn、Pb，磷肥次之，，氮肥和钾肥含量较低，但氮肥中铅含量较高，其中As和Cd污染严重。农用塑料薄膜生产应用的热稳定剂中含有Cd、Pb，在大量使用塑料大棚和地膜过程中都可以造成土壤重金属的污染。
3)污水灌溉
污水灌溉一般指使用经过一定处理的城市污水灌溉农田、森林和草地。城市污水包括生活污水、商业污水和工业废水。由于城市工业化的迅速发展，大量的工业废水涌入河道，使城市污水中含有的许多重金属离子，随着污水灌溉而进入土壤。
4)污泥施肥
污泥中含有大量的有机质和氮、磷、钾等营养元素，但同时污泥中也含有大量的重金属，随着大量的市政污泥进入农田，使农田中的重金属的含量在不断增高。
5)含重金属废弃物堆积
含重金属废弃物种类繁多，不同种类其危害方式和污染程度都不一样。污染的范围一般以废弃堆为中心向四周扩散。
6)金属矿山酸性废水污染
金属矿山的开采、冶炼、重金属尾矿、冶炼废渣和矿渣堆放等，可以被酸溶出含重金属离子的矿山酸性废水，随着矿山排水和降雨使之带入水环境(如河流等)或直接进入土壤，都可以间接或直接地造成土壤重金属污染。
三、仪器检测解重金属“燃眉之急”
治理土壤重金属污染迫在眉睫，众多仪器制造厂家投入大量科研资金，制造高科技仪器。而对重金属土壤的检测方法，行业内也做出了详细的分类和解析。具体的方法有原子荧光光谱法、原子吸收光谱法、电感耦合等离子体发射光谱法、激光诱导击穿光谱法、X射线荧光光谱法，下面将详细介绍3种检测方法。
1)原子荧光光谱法
原子荧光光谱法是以原子在辐射能量分析的发射光谱分析法。利用激发光源发出的特征发射光照射一定浓度的待测元素的原子蒸气，使之产生原子荧光，在一定条件下，荧光强度与被测溶液中待测元素的浓度关系遵循Lambert-Beer定律，通过测定荧光的强度即可求出待测样品中该元素的含量。
2)原子吸收光谱法
原子吸收光谱法是基于气态的基态原子外层电子对紫外光和可见光范围的相对应原子共振辐射线的吸收强度来定量被测元素含量为基础的分析方法，是一种测量特定气态原子对光辐射的吸收的方法。其基本原理是从空心阴极灯或光源中发射出一束特定波长的入射光，通过原子化器中待测元素的原子蒸汽时，部分被吸收，透过的部分经分光系统和检测系统即可测得该特征谱线被吸收的程度即吸光度，根据吸光度与该元素的原子浓度成线性关系，即可求出待测物的含量。
3)X射线荧光光谱法
X射线荧光光谱技术是一种利用样品对X射线的吸收随样品中的成分及其多少变化而变化来定性或定量测定样品中成分的方法。X射线荧光光谱仪在结构上基本由激发样品的光源、色散、探测、谱仪控制和数据处理等几部分组成。该X射线荧光光谱法和电感耦合等离子体质谱法、发射光谱法在元素分析结果之间的差异，结果显示它们的差异不显著。从检出限、准确度、精密度和回收率方面均能满足实验要求。
四、政府出台政策挽救被“腐蚀”土壤
土壤重金属污染问题严重，最终被提上了国家议程。据悉，《全国土壤环境保护“十二五”规划》已通过专家论证，这也是新中国成立60多年来首次开展的土壤环境保护综合性规划。据《规划》编制组组长、环境规划院副院长陆军介绍，编制和实施《全国土壤环境保护“十二五”规划》，对于统筹安排“十二五”和今后一个时期全国土壤环境保护工作，切实维护国家土壤环境安全均具有十分重要的意义。
“十二五”土壤环境保护有五项重点工作：
一是对农用土壤和集中式饮用水水源地土壤实行优先保护
二是对土壤重金属、持久性有机污染物等实行源头控制，落实好重金属污染防治等相关规划
三是对受污染土壤的使用进行风险评估与管控
四是开展污染土壤治理修复试点示范
五是夯实土壤环境监管基础
中国环境科学研究院土壤污染与控制研究室李发生研究员认为，应改革与创新土壤环境监管体制，强化土壤环境的监管与治理手段。在未来5~10年间应推动土壤环境标准体系建设，鼓励以省市为单位，制定区域性土壤环境质量标准和污染土壤修复标准。
在中国，土壤污染问题引起社会关注还是近几年的事情。土壤污染对粮食及饮用水安全等造成了极大的威胁，但关于土壤污染的数据一直被严格保密。近年来，国家环保部承认，因土壤重金属污染及其他环境因素，造成中国“癌症村”的存在，并公布了一份名单。一些研究社会问题的专家估计，中国有450个癌症村。
1)耕地重金属污染达红色警戒线
环境保护部和国土资源部2005年4月至2013年12月开展的第一次全国土壤污染状况调查发现，全国土壤环境状况总体“不容乐观”，耕地土壤环境质量“堪忧”。全国土壤总的点位超标率为16.1%，其中耕地土壤点位超标率为19.4%。此前，当局对土壤污染数据信息守口如瓶。
报道称，在此次历时8年的调查中，实际调查了约630万平方公里的土地。调查发现，无机污染物超标点位数占全部超标点位的约83%，点位超标率较高的无机污染物包括镉、汞、砷、铜、铅等。土壤中镉(如果在人体内大量蓄积，可导致骨质疏松)的含量近几十年来明显增长。
2)土壤污染敲响粮食安全警钟
“以百分之七的耕地养活了占世界百分之二十二的人口”，是我国农业发展的骄傲，但随着我国经济、社会和人口的高速发展，这一辉煌渐远去。在我国粮食生产实现了 “十连增”、粮食产量超过六亿吨的今天，我国的粮食自给率却在下降。当前，土壤污染问题进一步敲响了国家粮食安全的警钟。
土壤污染正成为我国食品安全和粮食安全的重大隐忧。专家认为，我国土壤污染的根源在缺乏能有力保护环境的法规制度，以及在实践中以不计环境代价的方式追求 GDP增长。中国国土资源部日前发布《土地整治蓝皮书》指出，中国耕地受到中、重度污染的面积约5000万亩，土地面临着严重污染和退化。土壤污染问题不仅严重危胁广大民众“舌尖上的安全”，而且危及国家粮食安全，治理刻不容缓。
3)重金属下渗威胁地下水质安全
媒体近日爆出河南佰利联化学股份有限公司固体废弃物随意堆放在山谷内，公司的工作人员一致反复强调，黄泥没有污染环境，山上倒下来的东西是为了填山谷造田。
专家表示，黄泥里面不仅有残留的高浓度硫酸还含有铅、锌、铬、镉、砷、汞等重金属，经过石灰处理变成黄石膏将重金属固化，无论黄石膏里面重金属含量是否在国家规定的范围之内，有的重金属容易富集到植物中，进而伤害人体内脏。且固废不能直接填埋，更不能用来耕种，如果不做反渗透处理，重金属可能会渗进地下水。
中国近六成的地下水遭到重金属污染，这凸显了中国严峻的环境问题。2013年全国203个地市级行政区开展了地下水水质监测，监测结果为“极差”或“较差”的接近六成。报道称，中国数十年的经济增长已经引发日益严重的环境问题。
二、土壤重金属污染几大成因
清除土壤重金属污染是一个艰巨而漫长的过程，土壤一旦受到污染就具有不可逆性。土壤修复耗资巨大、情况复杂。对于土壤重金属污染的成因，很多人都缺乏了解，以下是造成土壤重金属污染的几大主要因素。
1)大气中重金属沉降
大气中的重金属主要来源于工业生产、汽车尾气排放及汽车轮胎磨损产生的大量含重金属的有害气体和粉尘等。它们主要分布在工矿的周围和公路、铁路的两侧。大气中的大多数重金属是经自然沉降和雨淋沉降进入土壤的。
2)农药、化肥和塑料薄膜使用
施用含有铅、汞、镉、砷等的农药和不合理地施用化肥，都可以导致土壤中重金属的污染。一般过磷酸盐中含有较多的重金属Hg、Cd、As、Zn、Pb，磷肥次之，，氮肥和钾肥含量较低，但氮肥中铅含量较高，其中As和Cd污染严重。农用塑料薄膜生产应用的热稳定剂中含有Cd、Pb，在大量使用塑料大棚和地膜过程中都可以造成土壤重金属的污染。
3)污水灌溉
污水灌溉一般指使用经过一定处理的城市污水灌溉农田、森林和草地。城市污水包括生活污水、商业污水和工业废水。由于城市工业化的迅速发展，大量的工业废水涌入河道，使城市污水中含有的许多重金属离子，随着污水灌溉而进入土壤。
4)污泥施肥
污泥中含有大量的有机质和氮、磷、钾等营养元素，但同时污泥中也含有大量的重金属，随着大量的市政污泥进入农田，使农田中的重金属的含量在不断增高。
5)含重金属废弃物堆积
含重金属废弃物种类繁多，不同种类其危害方式和污染程度都不一样。污染的范围一般以废弃堆为中心向四周扩散。
6)金属矿山酸性废水污染
金属矿山的开采、冶炼、重金属尾矿、冶炼废渣和矿渣堆放等，可以被酸溶出含重金属离子的矿山酸性废水，随着矿山排水和降雨使之带入水环境(如河流等)或直接进入土壤，都可以间接或直接地造成土壤重金属污染。
三、仪器检测解重金属“燃眉之急”
治理土壤重金属污染迫在眉睫，众多仪器制造厂家投入大量科研资金，制造高科技仪器。而对重金属土壤的检测方法，行业内也做出了详细的分类和解析。具体的方法有原子荧光光谱法、原子吸收光谱法、电感耦合等离子体发射光谱法、激光诱导击穿光谱法、X射线荧光光谱法，下面将详细介绍3种检测方法。
1)原子荧光光谱法
原子荧光光谱法是以原子在辐射能量分析的发射光谱分析法。利用激发光源发出的特征发射光照射一定浓度的待测元素的原子蒸气，使之产生原子荧光，在一定条件下，荧光强度与被测溶液中待测元素的浓度关系遵循Lambert-Beer定律，通过测定荧光的强度即可求出待测样品中该元素的含量。
2)原子吸收光谱法
原子吸收光谱法是基于气态的基态原子外层电子对紫外光和可见光范围的相对应原子共振辐射线的吸收强度来定量被测元素含量为基础的分析方法，是一种测量特定气态原子对光辐射的吸收的方法。其基本原理是从空心阴极灯或光源中发射出一束特定波长的入射光，通过原子化器中待测元素的原子蒸汽时，部分被吸收，透过的部分经分光系统和检测系统即可测得该特征谱线被吸收的程度即吸光度，根据吸光度与该元素的原子浓度成线性关系，即可求出待测物的含量。
3)X射线荧光光谱法
X射线荧光光谱技术是一种利用样品对X射线的吸收随样品中的成分及其多少变化而变化来定性或定量测定样品中成分的方法。X射线荧光光谱仪在结构上基本由激发样品的光源、色散、探测、谱仪控制和数据处理等几部分组成。该X射线荧光光谱法和电感耦合等离子体质谱法、发射光谱法在元素分析结果之间的差异，结果显示它们的差异不显著。从检出限、准确度、精密度和回收率方面均能满足实验要求。
四、政府出台政策挽救被“腐蚀”土壤
土壤重金属污染问题严重，最终被提上了国家议程。据悉，《全国土壤环境保护“十二五”规划》已通过专家论证，这也是新中国成立60多年来首次开展的土壤环境保护综合性规划。据《规划》编制组组长、环境规划院副院长陆军介绍，编制和实施《全国土壤环境保护“十二五”规划》，对于统筹安排“十二五”和今后一个时期全国土壤环境保护工作，切实维护国家土壤环境安全均具有十分重要的意义。
“十二五”土壤环境保护有五项重点工作：
一是对农用土壤和集中式饮用水水源地土壤实行优先保护
二是对土壤重金属、持久性有机污染物等实行源头控制，落实好重金属污染防治等相关规划
三是对受污染土壤的使用进行风险评估与管控
四是开展污染土壤治理修复试点示范
五是夯实土壤环境监管基础
中国环境科学研究院土壤污染与控制研究室李发生研究员认为，应改革与创新土壤环境监管体制，强化土壤环境的监管与治理手段。在未来5~10年间应推动土壤环境标准体系建设，鼓励以省市为单位，制定区域性土壤环境质量标准和污染土壤修复标准。
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