土壤重金属污染研究与治理现状*
高太忠 李景印
(河北科技大学环境科学与工程系,石家庄 050018)
摘要 对土壤重金属污染研究和治理方法现状进行了介绍;涉及的具体内容包括土壤重金属元素背景值,化学定时炸弹的概念,土壤环境与人类健康和物理、化学、生物治理方法.
关键词 土壤污染;重金属;研究和治理方法
Study on the Heavy Metal-Contaminated Soil and Status of the Treatment. Gao Taizhong and Li Jingyin (Hebei University of Science and Technology, Shijiazhuang 050018). Soil & Environ Sci, 1999, 8(2): 137~140
The research and the remediation methods of soil heavy metal contaminated were introduced, which include the background value of soil heavy metal elements, the term of chemical time bomb, soil environment and human health, and the remedial methods of physics, chemistry and bioremediation.
Key words soil contamination; heavy metal; research and remediation methods
土壤作为环境的主要组成部分,不仅提供人类生存所需的各种营养物质,而且接受来自工业和生活废水、固体废物、农药化肥及大气降尘等物质的污染.重金属以其在土壤中难降解、毒性强、具有积累效应等特征受到科学家们的广泛关注.自70年代以来,它一直是多学科研究的活跃领域.本文拟对土壤重金属污染研究与治理予以讨论.
1 土壤重金属元素背景值研究
对土壤元素背景值方面的研究,30年来国内外做了大量的工作.1961年美国地质调查局(GC)在美国大陆本土开展背景值的调查工作,1984年发表了《美国大陆土壤及其地表物质中的元素浓度》专项报告;1988年完成全国土壤背景值的研究工作,共分析近50个元素.日本于1978~1984年在全国范围内开展了表土和底土元素背景值调查,共测定了As、Cd、Cr、Cu、Mn、Ni、Pb和Zn等8种元素,并提出元素背景值表示方法.
我国于70年代中期开展土壤元素背景值研究.1982年国家科委将土壤背景值调查研究列入"六五"重点科技攻关课题;1986年再次将其列为"七五"重点科技攻关课题,先后对除台湾省以外的省(区)所有土壤类型的元素背景值进行了调查,分析元素60余个;后来出版了《环境背景值数据手册》[1]、《中国土壤元素背景值》[2]等专著.
2 "化学定时炸弹"概念的提出
近年来,环境地球化学最突出的进展是提出了"化学定时炸弹"(Chemical Time Bomb)[3]新概念.化学定时炸弹是指化学物质在土壤中不断积累,终于使土壤承受能力达到极限.这时若增加少量投入就会使原被土壤中固定的化学物质大量释放,造成无法收拾的严重灾害.另一种类型的化学定时炸弹是由于气候和土壤利用的改变,使土壤承受能力大幅度下降,导致定时炸弹提前"引爆".
化学定时炸弹研究的内容包括:各种可能引发化学定时炸弹的有害物质的来源、迁移途径和方式;不同环境中各类土壤、岩石和沉积物的承受能力,影响承受能力和储存容量的各种因素;不同类型定时炸弹引发的特点和危害的性质;不同环境中各种化学定时炸弹的范围、规模和时间尺度;化学定时炸弹监控及预测的方法及其利用的指标;对化学定时炸弹过程模拟及模型的建立等等.由于化学定时炸弹具有从局部到区域以至全球的各种规模,因而不仅要研究局部的"热点",而且要进行全局战略研究.不仅要研究土壤中,而且要研究各种沉积物、地表水、地下水及大气中的化学物质尤其是有害物质的迁移、累积和分配关系等.
1995年,谢学锦院士和刘东生院士在北京香山科学会议第46次学术讨论会上,主持讨论了化学定时炸弹问题[4].早在1992年,谢学锦院士从研究中国定时炸弹的全局高度,提出了"环境地球化学监控与动态地球化学图"研究计划,得到国家环保局等部委的支持;该计划在全国范围设立600个监控点,采集地表和深部泛滥平原沉积物,分析40~70个元素及其它参数,并计划以每10 a为1周期进行1次采集分析,以期获得中国陆地环境变化的连续记录.现已绘制出50余种元素在地表与深部(反映大规模工业化前的情况)含量变化的地球化学图[5].这对于监控和预测化学定时炸弹很有意义.我国在此项研究中居于世界领先水平.

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