期 崔德 壤重金属污染现状与修复技术研究进展 土壤Hg含量0.194mgkg就会造成重度污染。污水研究指出污泥的施用可使土壤重金属含量有不同程 中的As多以3价或5价状态存在,进入土壤后被铁、度的增加,其增加的幅度与污泥中的重金属含量污泥 铝氢氧化物及硅酸盐粘土矿物吸附,也可以和铁、铝、的施用量及土壤管理有关。 钙、镁等生成复杂的难溶性砷化合物。而Cd很容易 固体废弃物也可以通过风的传播而使污染范围扩 被水中的悬浮物吸附,水中Cd的含量随着距排污口大,土壤中重金属的含量随距污染源的距离增大而降 距离的增加而迅速下降因此污染的范围较少。Pb很低。如大冶冶炼厂,每年排放数千吨的粉尘,引起大冶 容易被土壤有机质和粘土矿物吸附。Pb的迁移性弱,县广大农田的污染,直径20km范围内的土壤Cr、Zn 污灌区Pb的累积分布特点是离污染源近土壤含量Pb、Cd含量均大大高于背景值。 高,距离远则土壤含量低。污水中Cr有4种形态,1.4随农用物资进入土壤的重金属 般以3价和6价为主,3价Cr很快被土壤吸附固 农药、化肥和地膜是重要的农用物资,对农业生产 定,而6价Cr进入土壤中被有机质还原为3价Cr,随的发展起着重大的推动作用,但长期不合理施用,也可 之被吸附固定。因此,污灌区土壤Cr会逐年累积 以导致土壤重金属污染。绝大多数的农药为有机化合 1.3随固体废弃物进入土壤的重金属 物,少数为有机一无机化合物或纯矿物质,个别农药在 固体废弃物种类繁多,成分复杂不同种类其危害其组成中含有HgAs、Cu、Zn等重金属。如随着西力 方式和污染程度不同。其中矿业和工业固体废弃物污生消毒种子进入土壤的Hg为69ghm2在农业地 染最为严重。这类废弃物在堆放或处理过程中,由于区特别是在西方国家的家庭园林中,由于经常施用含 日晒、雨淋、水洗重金属极易移动,以辐射状漏斗状向As农药土壤中As的残留量明显增加美国的密执安 周围土壤、水体扩散。沈阳冶炼厂治炼锌的过程中产州土壤中As含量达到12mgkg1l杀真菌农药常 生的矿渣主要含ZmCd,1971年开始堆放在一个洼地含有Cu和Zn,被大量地用于果树和温室作物,常常会 场所,其浸入液中Zn、Cd含量分别达6.6×103mgL 1造成土壤Cu、Zn累积达到有毒的浓度。如在莫尔达 和7.5×10mgL1,目前已扩散到离堆放场70m以维亚,葡萄生长季节要喷5:12次波尔多液或类似的 外的范围重金属污染物浓度是以同心圆状分布。制剂,每年约有600800吨电的铜施入土壤。 对武汉市垃圾堆放场,杭州铬渣堆放区附近土壤中重 重金属元素是肥料中报道最多的污染物质。氮、 金属含量的研究发现,这些区域土壤中Cd、Hg、C 钾肥料中重金属含量较低,磷肥中含有较多的有害重 Cu、Zn、Pb、As等重金属含量均高于当地土壤背景 金属,复合肥的重金属主要来源于母料及加工流程所 值 f景带入。肥料中重金属含量一般是磷肥>复合肥>钾肥 有一些固体废弃物被直接或通过加工作为肥料施氮肥。Cd是土壤环境中重要的污染元素,随磷肥进 入土壤的Cd一直受到人们的关注。许多研究表明 入土壤造成土壤重金属污染。如随着我国畜牧生 的发展产生大量的家畜粪便及动物加工产生的废弃随着磷肥及复合肥的大量施用,土壤有效Cd的含量 物,这类农业固体废弃物中含有植物所需N、P、K和 不断增加,作物吸收cd量也相应增加。据马耀华等 对上海地区菜园土研究发现:施肥后,Cd的含量从 有机质,同时由于饲料中添加了一定量的重金属盐类, 13mgkg上升到0.32mgkg2美国橘园每年施 因此作为肥料施入土壤增加了土壤ZnMm等重金属磷量为175kghm12,36年后土壤Cd量由0.07mg 元素的含量。磷石膏属于化肥工业废物,由于其有 kg2提高到1.0mgkg1;新西兰在同一地点施用磷肥 定量的正磷酸以及不同形态的含磷化合物,并可以改50年后取土分析,土壤Cd含量由0.39mgkg提高 良酸性土壤,从而被大量施入土壤,造成了土壤中Cr、到0.85mgkg11。肥料中Cr、As元素含量较高,且 PMn、As含量增加。磷钢渣作为磷源施入土壤时,土壤的环境含量又较低,能引起土壤中Cr、As的较快 土壤中发现有Cr的累积14 积累。硝酸铵、磷酸铵、复合肥中As量可达50-60mg 随着工业的发展以及城镇环境建设的加快,污水kg1,长期施用可造成土壤As严重污染4。近年来 处理正在不断加强。我国现有80余座污水处理厂,估地膜的大面积的推广使用,造成了土壤的白色污染 计污泥产生量在400万吨以上,由于污泥含有较高的由于地膜生产过程中加入了含有Cd、Pb的热稳定剂 有机质和氮、磷养分,因此土壤成为污泥处理的主要场同时也增加了土壤重金属污染 所。一般来说,污泥中Cr、Pb、Cu、Zn、As极易超过控 制标准。北京褐土施用燕山石化污泥一年后Hg、Cd 2土壤重金属污染修复技术 浓度分别达到0.94mgkg1、0.22mgkg-1l许多 土壤重金属污染具有隐蔽性、长期性和不可逆性 2 01995-2004 Tsinghua Tongfang Optical Disc Co, Lid. All rights reserved.土壤 Hg 含量 0. 194mg kg - 1就会造成重度污染。污水 中的 As 多以 3 价或 5 价状态存在 ,进入土壤后被铁、 铝氢氧化物及硅酸盐粘土矿物吸附 ,也可以和铁、铝、 钙、镁等生成复杂的难溶性砷化合物。而 Cd 很容易 被水中的悬浮物吸附 ,水中 Cd 的含量随着距排污口 距离的增加而迅速下降 ,因此污染的范围较少。Pb 很 容易被土壤有机质和粘土矿物吸附。Pb 的迁移性弱 , 污灌区 Pb 的累积分布特点是离污染源近土壤含量 高 ,距离远则土壤含量低[7 ] 。污水中 Cr 有 4 种形态 , 一般以 3 价和 6 价为主 ,3 价 Cr 很快被土壤吸附固 定 ,而 6 价 Cr 进入土壤中被有机质还原为 3 价 Cr ,随 之被吸附固定。因此 ,污灌区土壤 Cr 会逐年累积。 1. 3 随固体废弃物进入土壤的重金属 固体废弃物种类繁多 ,成分复杂 ,不同种类其危害 方式和污染程度不同。其中矿业和工业固体废弃物污 染最为严重。这类废弃物在堆放或处理过程中 ,由于 日晒、雨淋、水洗重金属极易移动 ,以辐射状、漏斗状向 周围土壤、水体扩散。沈阳冶炼厂冶炼锌的过程中产 生的矿渣主要含 Zn、Cd ,1971 年开始堆放在一个洼地 场所 ,其浸入液中 Zn、Cd 含量分别达 6. 6 ×103 mg L - 1 和 7. 5 ×10mg L - 1 ,目前已扩散到离堆放场 700m 以 外的范围 ,重金属污染物浓度是以同心圆状分布[4 ] 。 对武汉市垃圾堆放场 ,杭州铬渣堆放区附近土壤中重 金属含量的研究发现 ,这些区域土壤中 Cd、Hg、Cr、 Cu、Zn、Pb、As 等重金属含量均高于当地土壤背景 值[8 - 9 ] 。 有一些固体废弃物被直接或通过加工作为肥料施 入土壤 ,造成土壤重金属污染。如随着我国畜牧生产 的发展 ,产生大量的家畜粪便及动物加工产生的废弃 物 ,这类农业固体废弃物中含有植物所需 N、P、K 和 有机质 ,同时由于饲料中添加了一定量的重金属盐类 , 因此作为肥料施入土壤增加了土壤 Zn、Mn 等重金属 元素的含量。磷石膏属于化肥工业废物 ,由于其有一 定量的正磷酸以及不同形态的含磷化合物 ,并可以改 良酸性土壤 ,从而被大量施入土壤 ,造成了土壤中 Cr、 Pb、Mn、As 含量增加。磷钢渣作为磷源施入土壤时 , 土壤中发现有 Cr 的累积[14 ] 。 随着工业的发展以及城镇环境建设的加快 ,污水 处理正在不断加强。我国现有 80 余座污水处理厂 ,估 计污泥产生量在 400 万吨以上 ,由于污泥含有较高的 有机质和氮、磷养分 ,因此土壤成为污泥处理的主要场 所。一般来说 ,污泥中 Cr、Pb、Cu、Zn、As 极易超过控 制标准。北京褐土施用燕山石化污泥一年后 Hg、Cd 浓度分别达到 0. 94mg kg - 1 、0. 22mg kg - 1[11 ] 。许多 研究指出 ,污泥的施用可使土壤重金属含量有不同程 度的增加 ,其增加的幅度与污泥中的重金属含量、污泥 的施用量及土壤管理有关。 固体废弃物也可以通过风的传播而使污染范围扩 大 ,土壤中重金属的含量随距污染源的距离增大而降 低。如大冶冶炼厂 ,每年排放数千吨的粉尘 ,引起大冶 县广大农田的污染 ,直径 20km 范围内的土壤 Cr、Zn、 Pb、Cd 含量均大大高于背景值。 1. 4 随农用物资进入土壤的重金属 农药、化肥和地膜是重要的农用物资 ,对农业生产 的发展起着重大的推动作用 ,但长期不合理施用 ,也可 以导致土壤重金属污染。绝大多数的农药为有机化合 物 ,少数为有机 —无机化合物或纯矿物质 ,个别农药在 其组成中含有 Hg、As、Cu、Zn 等重金属。如随着西力 生消毒种子进入土壤的 Hg 为 6 - 9g hm - 2 ;在农业地 区 ,特别是在西方国家的家庭园林中 ,由于经常施用含 As 农药 ,土壤中 As 的残留量明显增加 ,美国的密执安 州土壤中 As 含量达到 112mg kg - 1 [3 ] 。杀真菌农药常 含有 Cu 和 Zn ,被大量地用于果树和温室作物 ,常常会 造成土壤 Cu、Zn 累积达到有毒的浓度。如在莫尔达 维亚 ,葡萄生长季节要喷 5 - 12 次波尔多液或类似的 制剂 ,每年约有 6000 - 8000 吨的铜施入土壤。 重金属元素是肥料中报道最多的污染物质。氮、 钾肥料中重金属含量较低 ,磷肥中含有较多的有害重 金属 ,复合肥的重金属主要来源于母料及加工流程所 带入。肥料中重金属含量一般是磷肥 > 复合肥 > 钾肥 > 氮肥。Cd 是土壤环境中重要的污染元素 ,随磷肥进 入土壤的 Cd 一直受到人们的关注。许多研究表明 , 随着磷肥及复合肥的大量施用 ,土壤有效 Cd 的含量 不断增加 ,作物吸收 Cd 量也相应增加。据马耀华等 对上海地区菜园土研究发现 :施肥后 , Cd 的含量从 0. 13mg kg - 1上升到 0. 32mg kg [12 ] 。美国橘园每年施 磷量为 175kg hm - 2 , 36 年后土壤 Cd 量由 0. 07mg kg - 2提高到 1. 0mg kg - 1 ;新西兰在同一地点施用磷肥 50 年后取土分析 ,土壤 Cd 含量由 0. 39mg kg - 1提高 到 0. 85mg kg - 1 [13 ] 。肥料中 Cr、As 元素含量较高 ,且 土壤的环境含量又较低 ,能引起土壤中 Cr、As 的较快 积累。硝酸铵、磷酸铵、复合肥中 As 量可达 50 - 60mg kg - 1 ,长期施用可造成土壤 As 严重污染[14 ] 。近年来 , 地膜的大面积的推广使用 ,造成了土壤的白色污染。 由于地膜生产过程中加入了含有 Cd、Pb 的热稳定剂 , 同时也增加了土壤重金属污染。 2 土壤重金属污染修复技术 土壤重金属污染具有隐蔽性、长期性和不可逆性 3 期 崔德杰等 :土壤重金属污染现状与修复技术研究进展 763 © 1995-2004 Tsinghua Tongfang Optical Disc Co., Ltd. All rights reserved