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05土壤重金属污染因素
污水灌溉、涉重金属企业“三废”排放、汽车尾气排放、不合理的农药和肥料的施用等,一般被认为是造成农业土壤重金属污染的主要原因。首先,化工、矿山等行业排放的污水重金属元素含量一般较高,污水未经必要的处理而直接灌溉农田常常会造成土壤重金属污染。例如,利用冶炼、电镀、燃料、汞化物等工业污水进行灌溉,能引起Cd,Hg,Cr,Cu等重金属污染。根据农业部进行的全国污灌区调查,在约140万公顷的污水灌区中,遭受重金属污染的土地面积占污水灌区面积的64.8%。
其次,涉重金属企业的“三废”排放,也能够通过大气沉降、水体流动等方式造成土壤重金属污染。其中,化工、冶金、炼焦、火力发电、造纸、玻璃、毛革、电子工业等企业会释放大量的重金属元素As;采矿、冶金和电镀行业则可能产生大量的含Cd废水、废气和废渣。我国的Pb、Zn矿蕴藏丰富,其开采会引起周边土壤的Pb,Cd等重金属污染。此外,我国电池行业生产的大量Cd、Ni电池,在回收时作为普通垃圾处理,也存在巨大的污染隐患。
第三,畜禽粪、化肥、农药以及杀菌剂长期使用,也会导致土壤Cu,As等重金属元素的积累。工厂化养殖畜禽中饲料添加剂的应用,常常导致畜禽粪中含有较高的重金属Cu,As等,如果作为有机肥施用时可以引起土壤重金属污染。部分农药的成分中含有Hg,As,Cu,Zn等重金属元素,长期使用可以引起重金属污染。地膜的生产过程中则由于加入了含有Cd,Pb的热稳定剂,大量的施用也会引起重金属污染。化肥的重金属元素则一般来自磷肥的施用,例如许多品味较差的过磷酸钙和磷矿粉中往往含有微量的As,Cd重金属元素。相对来说,氮肥和钾肥的重金属含量较低。此外,许多农用化学品如Cu制剂,含Hg,As的制剂使用后也会使土壤遭受污染。
最后,公路交通活动中,含铅汽油和润滑油的燃烧、汽车轮胎的老化和刹车里衬的机械磨损,均会排放一定量的重金属。汽车尾气和轮胎磨损产生的含有重金属成分的粉尘,通过大气可以沉降到达道路附近的土壤中,在公路的两侧形成较明显的Pb,Zn,Cd等元素的污染带。
讨论与结论
(1)全国138个典型区域土壤污染案例的分析表明,我国耕地土壤重金属污染发生的概率为16.67%,由此可以推断我国耕地受土壤重金属污染的比重占耕地总量的1/6左右。在耕地土壤重金属污染等级上,尚清洁、清洁、轻污染、中污染和重污染5个等别的比例分别为68.12%,15.22%,14.49%,1.45%,0.72%,尚清洁等级比例最高,重污染等级比例最低。
(2)8种土壤重金属污染元素中,Cd元素发生污染的概率最高,为25.20%;Ni元素和Hg元素的污染概率其次,分别为5.17%和3.31%;As元素和Pb元素发生污染的概率再次,分别为0.92%和0.72%;Zn、Cr和Cu元素发生污染的概率较小。
(3)根据重金属污染案例发生的数量和区域位置,辽宁、河北、江苏、广东、山西、湖南、河南、贵州、陕西、云南、重庆、新疆、四川和广西14个省份可能是我国耕地土壤重金属污染的重点区域,其中辽宁和山西的耕地土壤重金属污染可能尤其严重。
(4)本文虽然收集了全国138个典型区域的土壤重金属污染案例,案例区数量具有一定的代表性。但由于并不是严格按照不同行政区域数量比重分配案例区样本量,土壤重金属污染案例的测算结果可能有一定的偏差。
(5)本文测算的我国耕地土壤重金属污染比重在1/6左右,这略低于被广泛引用的我国有1/5的耕地遭受重金属污染的数据。不过,我们测算的耕地重金属污染比重也可能存在一些问题。整体上,重金属污染案例区在西南地区的分布相对较少,而西南可能是我国耕地重金属污染不太严重的区域。从这个角度考虑,本文测算的耕地土壤重金属污染概率可能仍然偏高。
(6)选取不同的土壤重金属污染测算标准,评价结果会有所不同。为了使土壤重金属污染测算结果在全国范围内具有可比性,本文收集的138个案例区统一选取了《土壤环境质量标准》(GB15618—1995)二级评价标准作为重金属污染的评价标准。不过,在有些研究中也会选取当地的土壤自然背景值作为评价标准。一般来说,当地的土壤自然背景值都会小于《土壤环境质量标准》(GB15618—1995)二级标准,相对较为严格。如果采用当地土壤环境背景值作为土壤重金属污染的测算标准,那么本文测算的耕地土壤重金属污染概率仍会大大提高。采用不同的评价标准,土壤重金属污染的评价结果会明显不同。可以肯定的是,发生耕地土壤重金属积累(超过背景值)的概率会远远高于土壤重金属污染。但是,发生土壤重金属元素的积累是否就可以被认定为土壤污染,到底采用何种标准作为衡量土壤污染的标准仍是一个值得深入探讨的问题。
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