论文部分内容阅读
摘 要：土壤铅污染是我国环境污染中的一项基本内容，也是造成我国生态环境失衡的重要原因。现本文主要对土壤铅污染及其生物有效性评价进行了详细的研究。文章首先分析了土壤中铅的主要来源以及造成土壤铅污染的主要成因。继而探讨了土壤中铅的形态及其生物有效性的研究现状，并对其生物有效性评价的研究进展进行了简要论述，指出在未来的土壤污染治理中，可以利用铅的生物有效性来判定铅的含量，并积极采取有效措施来治理土壤铅污染。
关键词：土壤铅污染；生物有效性；污染成因；研究
铅是一种金属元素，在化学元素周期表中铅属于IVA族，是一种重要的矿物质，但同时也是一个主要的环境污染元素。铅在自然界中主要是以+2价离子和+4离子的形式存在。并且其氧化铅的状态较为稳定，而二氧化铅的状态则相对不太稳定，具有极强的氧化性。因而在土壤污染中铅主要是以+2价离子的状态存在。在地壳中，含有大量的铅矿资源，其中富含铅的矿产种类大概有200多种。随着工业的不断发展，人们对铅的开采与利用越来越多，但同时也造成了大量的水体铅污染和土壤铅污染。为了有效防治铅污染，就需要及时确定土壤中铅的含量。近年来，利用土壤中铅的生物有效性进行铅含量测定逐渐备受业界关注，并且也取得了一定的研究成果。以下本文中就针对铅污染问题以及其生物有效性评价研究进展进行探讨。
1 土壤中铅污染的来源
土壤中铅污染的来源形式大致可以分为两类，即自然形成与非自然形成。自然形成的土壤铅污染主要是通过地壳运动、火山喷发、海啸以及森林火灾等自然因素的影响而促使自然界的铅被散布在更多的土壤中。并且事实上，自然形成的土壤铅污染并不是特别严重，导致现在土壤铅污染越来越眼中的主要因素还是在于非自然形成的因素，也就是人为活动所造成的。主要体现在以下几方面：
1.1 大气沉降
在汽车工业的发展中，人们发现在汽油中加入铅就可以有效的防止汽油燃烧爆裂，因此铅作为防爆剂被广泛应用在汽油生产制造中。但铅会随着汽车尾气排入空气中，经过一定的沉淀落入土壤中，就会造成一定的铅污染。据相关调查显示，在汽车或工业较为密集的地区，土壤中铅的含量就相对很高。同时，大气中的铅会随着空气散步到更远的地方，甚至在没有人烟的地方都能检测到土壤铅污染的痕迹。
1.2 城市垃圾
在当前的城市固体垃圾中，有很多都含有大量的铅以及其他重金属，若将这些城市垃圾直接掩埋在土壤下面，就会造成严重的重金属污染，有些重金属很难被分解，能够污染几十年甚至更久，铅就是这样一种性质较为稳定的金属污染物质。
1.3 污水灌溉
这主要是指城市工业的废水中含有大量的重金属，而这些污水又直接排入了河流中，被用作农业灌溉用水。从而使铅在农田中不断沉淀，形成了土壤铅污染，不但给自然环境造成很大影响，也不利于农业产品的健康生长。
1.4 采矿与金属加工业
目前采矿业以及金属加工业不断发展，使得铅等重金属得到了大量的开采、提炼与应用，主要在汽油、蓄电池、玻璃制造业、粉末冶金等行业领域有着广泛应用。另外，还在涂料、颜料、彩釉、医药、化装品、化学试剂及其他含铅制品的生产和使用中有着广泛应用，这些都是造成土壤铅污染的主要来源。经过相关调查显示，在有这些工厂的周边土壤检测中发现其中铅的含量大都严重超标，铅污染问题较为严重。
1.5 农药与化肥
在农业生产中所使用的农药和化肥也大都含有一定的铅成分，当这些农药应用在农业生产中，就会造成铅在土壤中的不断累积。例如果树栽植中对砷酸铅的使用就会使果园土地中不断积累铅含量，最终形成土壤的铅污染。而某些化肥中铅的含量更大，且化肥的用量较大，更是促使了土壤中铅的含量不断增大。
2 土壤中铅的形态及其生物有效性
土壤铅的生物有效性与铅在土壤中的形态分布有关。目前，对土壤中铅进行形态分级大多采用Tessler方法，将土壤中的铅分为：水溶态、交换态、碳酸盐态、铁锰氧化物结合态、有机质硫化物形态及残渣态。对我国一些土壤中铅的形态分布研究表明，土壤中残渣态铅约占总铅的35%-75%。中国10个自然土壤中各形态含铅量的分配都以铁锰氧化态最高，占非残渣态的40%-80%；其次是有机质硫化物态过碳酸盐态；交换态和水溶态最低，在对外源可溶性重金属进入土壤后的形态分布及其形态随时间的转化进行研究后，研究结果表明外源铅进入土壤后主要以铁锰氧化物结合态、有机态和残渣态形式存在，有些还会存在一定碳酸盐态积累。有些学者将土壤中的铅分为可交换态（EXCH）、碳酸盐态（CARB）、易还原态（EASR）、较难还原态（MODR）、有机态和硫化物（ORGS）和残渣态（RESD）。并认为低铅污染土壤的各部分铅含量顺序为：RESE>ORGS>CARB>MODR>RESD。高铅污染土壤的各部分铅含量顺序为：ORGS>MODR>CARB>EASR>RESD。还有一些研究表明，植物吸收铅的主要形态为交换态铅（包括水溶态），碳酸盐态铅及铁锰氧化物结合形态铅在一定条件下可被植物吸收，有机质硫化物态铅及残渣态铅植物难以利用。铅的生物有效态主要包括水溶态、交换态和一部分的碳酸态及铁锰氧化物结合形态。
3 土壤铅生物有效性的评价
在对一长时间开采的铅礦周围土壤进行研究后表明，土壤中铅的总量与萝卜叶子中铅的含量具有很好的线性相关性，说明在一定情况下，土壤中铅的总量可以评估其在土壤中的生物有效性。但更多研究表明，土壤全铅含量与作物的产量和含铅量的相关性低于有效铅。因此，阐明铅的生物效应、研究土壤有效铅更有意义。而研究铅有效性的关键在于铅有效态浸提剂的选择，目前对于这方面的研究很多，但因土壤性质、栽培作物、提取条件等的不同而结论各异，始终没有形成一个统一的标准，最初有人建议用0.1mol/L盐酸作为通用的重金属有效提取剂，但这对石灰性土壤不太适宜，因为它能把很多非交换态的金属也溶解下来。在对酸性土壤上比较了0.05mol/L盐酸、0.5mol/L醋酸、2%柠檬酸和1mol/L醋酸铵的提取效果后，发现它们所浸提出的铅含量均与糙米中铅含量显著相关，因而很难确定这些浸提剂的优劣。而用0.5mol/L氯化钡提取土壤中的铅有很好的效果，我们认为这可能是由于Ba2+半径和Pb2+半径相近的缘故；而比较了不同提取剂后认为NH4Ac、CaCl2、EDTA均是棕壤、褐土潮土中铅较好的提取剂，但NaNO3和0.1mol/LHCl仅适用于酸性土壤（棕壤）；还有相关分析表明，以0.05mg/LEDTA或5%醋酸溶液提取的铅能较好地预测作物对铅的吸收，其相关系数分别达到0.89和0.83，在近几年被许多研究者采用。
结束语
综上所述，用土壤全量铅作为国家土壤环境质量标准唯一的评价依据很难对我国不同地区的土壤铅污染水平作出客观的评价，而通过开展土壤铅植物有效性评价研究，寻找到一种广谱的土壤植物有效铅的提取剂，用土壤铅植物有效态含量作为评价指标，将为我国铅的土壤环境质量标准的完善提供更为切实的依据。
参考文献
[1]程新伟.土壤铅污染研究进展[J].地下水，2011（01）.
[2]余彬，郑钦玉.土壤铅污染的防治技术[J].安徽农学通报，2007（13）.
关键词：土壤铅污染；生物有效性；污染成因；研究
铅是一种金属元素，在化学元素周期表中铅属于IVA族，是一种重要的矿物质，但同时也是一个主要的环境污染元素。铅在自然界中主要是以+2价离子和+4离子的形式存在。并且其氧化铅的状态较为稳定，而二氧化铅的状态则相对不太稳定，具有极强的氧化性。因而在土壤污染中铅主要是以+2价离子的状态存在。在地壳中，含有大量的铅矿资源，其中富含铅的矿产种类大概有200多种。随着工业的不断发展，人们对铅的开采与利用越来越多，但同时也造成了大量的水体铅污染和土壤铅污染。为了有效防治铅污染，就需要及时确定土壤中铅的含量。近年来，利用土壤中铅的生物有效性进行铅含量测定逐渐备受业界关注，并且也取得了一定的研究成果。以下本文中就针对铅污染问题以及其生物有效性评价研究进展进行探讨。
1 土壤中铅污染的来源
土壤中铅污染的来源形式大致可以分为两类，即自然形成与非自然形成。自然形成的土壤铅污染主要是通过地壳运动、火山喷发、海啸以及森林火灾等自然因素的影响而促使自然界的铅被散布在更多的土壤中。并且事实上，自然形成的土壤铅污染并不是特别严重，导致现在土壤铅污染越来越眼中的主要因素还是在于非自然形成的因素，也就是人为活动所造成的。主要体现在以下几方面：
1.1 大气沉降
在汽车工业的发展中，人们发现在汽油中加入铅就可以有效的防止汽油燃烧爆裂，因此铅作为防爆剂被广泛应用在汽油生产制造中。但铅会随着汽车尾气排入空气中，经过一定的沉淀落入土壤中，就会造成一定的铅污染。据相关调查显示，在汽车或工业较为密集的地区，土壤中铅的含量就相对很高。同时，大气中的铅会随着空气散步到更远的地方，甚至在没有人烟的地方都能检测到土壤铅污染的痕迹。
1.2 城市垃圾
在当前的城市固体垃圾中，有很多都含有大量的铅以及其他重金属，若将这些城市垃圾直接掩埋在土壤下面，就会造成严重的重金属污染，有些重金属很难被分解，能够污染几十年甚至更久，铅就是这样一种性质较为稳定的金属污染物质。
1.3 污水灌溉
这主要是指城市工业的废水中含有大量的重金属，而这些污水又直接排入了河流中，被用作农业灌溉用水。从而使铅在农田中不断沉淀，形成了土壤铅污染，不但给自然环境造成很大影响，也不利于农业产品的健康生长。
1.4 采矿与金属加工业
目前采矿业以及金属加工业不断发展，使得铅等重金属得到了大量的开采、提炼与应用，主要在汽油、蓄电池、玻璃制造业、粉末冶金等行业领域有着广泛应用。另外，还在涂料、颜料、彩釉、医药、化装品、化学试剂及其他含铅制品的生产和使用中有着广泛应用，这些都是造成土壤铅污染的主要来源。经过相关调查显示，在有这些工厂的周边土壤检测中发现其中铅的含量大都严重超标，铅污染问题较为严重。
1.5 农药与化肥
在农业生产中所使用的农药和化肥也大都含有一定的铅成分，当这些农药应用在农业生产中，就会造成铅在土壤中的不断累积。例如果树栽植中对砷酸铅的使用就会使果园土地中不断积累铅含量，最终形成土壤的铅污染。而某些化肥中铅的含量更大，且化肥的用量较大，更是促使了土壤中铅的含量不断增大。
2 土壤中铅的形态及其生物有效性
土壤铅的生物有效性与铅在土壤中的形态分布有关。目前，对土壤中铅进行形态分级大多采用Tessler方法，将土壤中的铅分为：水溶态、交换态、碳酸盐态、铁锰氧化物结合态、有机质硫化物形态及残渣态。对我国一些土壤中铅的形态分布研究表明，土壤中残渣态铅约占总铅的35%-75%。中国10个自然土壤中各形态含铅量的分配都以铁锰氧化态最高，占非残渣态的40%-80%；其次是有机质硫化物态过碳酸盐态；交换态和水溶态最低，在对外源可溶性重金属进入土壤后的形态分布及其形态随时间的转化进行研究后，研究结果表明外源铅进入土壤后主要以铁锰氧化物结合态、有机态和残渣态形式存在，有些还会存在一定碳酸盐态积累。有些学者将土壤中的铅分为可交换态（EXCH）、碳酸盐态（CARB）、易还原态（EASR）、较难还原态（MODR）、有机态和硫化物（ORGS）和残渣态（RESD）。并认为低铅污染土壤的各部分铅含量顺序为：RESE>ORGS>CARB>MODR>RESD。高铅污染土壤的各部分铅含量顺序为：ORGS>MODR>CARB>EASR>RESD。还有一些研究表明，植物吸收铅的主要形态为交换态铅（包括水溶态），碳酸盐态铅及铁锰氧化物结合形态铅在一定条件下可被植物吸收，有机质硫化物态铅及残渣态铅植物难以利用。铅的生物有效态主要包括水溶态、交换态和一部分的碳酸态及铁锰氧化物结合形态。
3 土壤铅生物有效性的评价
在对一长时间开采的铅礦周围土壤进行研究后表明，土壤中铅的总量与萝卜叶子中铅的含量具有很好的线性相关性，说明在一定情况下，土壤中铅的总量可以评估其在土壤中的生物有效性。但更多研究表明，土壤全铅含量与作物的产量和含铅量的相关性低于有效铅。因此，阐明铅的生物效应、研究土壤有效铅更有意义。而研究铅有效性的关键在于铅有效态浸提剂的选择，目前对于这方面的研究很多，但因土壤性质、栽培作物、提取条件等的不同而结论各异，始终没有形成一个统一的标准，最初有人建议用0.1mol/L盐酸作为通用的重金属有效提取剂，但这对石灰性土壤不太适宜，因为它能把很多非交换态的金属也溶解下来。在对酸性土壤上比较了0.05mol/L盐酸、0.5mol/L醋酸、2%柠檬酸和1mol/L醋酸铵的提取效果后，发现它们所浸提出的铅含量均与糙米中铅含量显著相关，因而很难确定这些浸提剂的优劣。而用0.5mol/L氯化钡提取土壤中的铅有很好的效果，我们认为这可能是由于Ba2+半径和Pb2+半径相近的缘故；而比较了不同提取剂后认为NH4Ac、CaCl2、EDTA均是棕壤、褐土潮土中铅较好的提取剂，但NaNO3和0.1mol/LHCl仅适用于酸性土壤（棕壤）；还有相关分析表明，以0.05mg/LEDTA或5%醋酸溶液提取的铅能较好地预测作物对铅的吸收，其相关系数分别达到0.89和0.83，在近几年被许多研究者采用。
结束语
综上所述，用土壤全量铅作为国家土壤环境质量标准唯一的评价依据很难对我国不同地区的土壤铅污染水平作出客观的评价，而通过开展土壤铅植物有效性评价研究，寻找到一种广谱的土壤植物有效铅的提取剂，用土壤铅植物有效态含量作为评价指标，将为我国铅的土壤环境质量标准的完善提供更为切实的依据。
参考文献
[1]程新伟.土壤铅污染研究进展[J].地下水，2011（01）.
[2]余彬，郑钦玉.土壤铅污染的防治技术[J].安徽农学通报，2007（13）.