土壤环境的性质范例6篇

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土壤环境的性质

土壤环境的性质范文1

关键词:土壤环境质量; 土壤监测; 土壤污染状况详查

中图分类号:X833

文献标识码:A 文章编号:16749944(2017)10007602

1 引言

土壤是地球陆地的表面由矿物质、有机质、水、空气和生物组成的具有肥力并能生长植物的疏松表层,是经济社会可持续发展的物质基础。土壤环境质量关系到生活的方方面面,粮食安全、食品安全与农用地质量息息相关,进而影响到人体健康。近年来出现的湖南浏阳镉污染事件、广西思的村“镉米”等食品安全事件,都与土壤存在污染有关。同时,不论是商业、学校、医院,以及企业用地都与人民群众的生产生活安全息息相关,2015年的常州外国语学校污染事件就是由于和学校临近的化工厂在进行土壤修复时造成的污染导致493名学生先后被查出皮炎、血液指标异常等情况,个别同学查出患有淋巴癌。这些事件在社会上引起了强烈的反响,已经成为影响社会稳定的重要因素[1]。

2 土壤质量监测的特点

土壤污染和大气污染以及水污染具有以下3个方面的不同点。第一,土壤污染的隐蔽性,大气污染中参与空气质量评价的六项指标(细颗粒物、可吸入颗粒物、二氧化硫、二氧化氮、臭氧、一氧化碳)可以通过肉眼和嗅觉等很明显的被人所察觉,水污染也可以通过分辨颜色和气味儿被发现,但是土壤中重金属、有机类污染物很少能够通过直接的方法察觉;第二,土壤污染的流动性和均匀性差[2]。相比于大气和水,土壤污染不具有流动性,因此污染的在进行土壤环境监测时需要布设的点位和需要采集的样品量也多;第三,土壤污染的富集性。大气和水中的污染物都有可能富集于土壤中,但是土壤中的污染物却很难自行消除。

3 土壤质量监测的必要性

长久以来,我国粗放式的经济发展加剧了我国土壤环境质量的恶化,2006年组织开展的大规模土壤环境质量综合调查结果表明工矿业、农业等人为活动是造成土壤污染的主要原因[1,2]。土壤环境保护工作刻不容缓。正是由于土壤污染与大气污染、水污染相比所具有的不同的特点,土壤环境管理工作也呈现出更大的艰巨性。整体来说,土壤污染状况调查基础薄弱。相比对于大气和水的污染状况,土壤污染状况存在底数不清,资料不系统的特点。传统的土壤污染调查主要有国土部门的多目标区域地球化学调查、农业部门的农产品中产地土壤重金属污染调查,但是现有调查数据主要集中在对土壤样品重金属的测试,缺乏对土壤样品理化性质、有机物等项目的监测。而土壤中VOCs、OCPs、PAEs、硝基苯类、苯胺类、多氯联苯、酚类和石油烃类等有机物会对人体健康产生比较大的影响,所以今后对土壤污染状况的调查应增加对土壤理化性质和有机物的监测。为切实加强土壤污染防治,逐步改善土壤环境质量,国家在2016年5月制定并公布了《土壤污染防治行动计划》,其中将深入开展土壤环境质量调查作为一项重点任务,要求以农用地和重点行业企业用地为重点,开展土壤污染状况详查。与此同时,《土壤污染防治行动计划》要求实施农用地分类管理、实施建设用地准入管理、加强污染源监管、开展污染治理与修复,而开展土壤污染详查是所有工作的基础。另外,《土壤污染防治行动计划》要求统一规划、整合优化土壤环境质量监测点位,2017年底前完成土壤环境质量国控监测点位设置,基本形成土壤环境监测能力,到2020年底前实现土壤环境质量监测点位所有县(市、区)的全覆盖。

4 我国土壤环境质量监测的特点

综上所述,针对土壤的环境质量监测是非常必要的。我国的土壤环境监测现状主要有以下几个特点。

第一,3S应用技术在环境监测领域的应用。3S技术指的是将遥感技术(RS)、地理信息技术(GIS)和全球定位系统(GPS)与其他高新技术有机的构成一个整体而形成的一项新的综合技术[3]。构成一个强大的技术体系,可实现对各种空间信息和环境信息的快速、机动、准确,及可靠的收集、处理与更新。将3s技术应用在土壤环境监测领域有助于快速、高效地从整体上了解我国广大的地区,尤其是对于我国中西部拥有幅员辽阔的土地的地区具有更加实用意义。

第二,分析化学、物理化学在土壤环境监测领域的应用。传统的分析化学测试方法已经普遍应用于土壤环境监测中,随着各种仪器的发展和仪器技术的进步,原子吸收光谱法(AAS)、原子荧光光谱法(AFS)、电感耦合等离子体原子发射光谱法(ICP-AES)、电感耦合等离子体质谱(ICP-MS)、顶空、吹扫、气相色谱、液相色谱、气相色谱-质谱联用(GC-MS)等技术已经用于土壤环境监测的重金属和有机污染物等方面的检测。

第三,生物技术在土壤环境监测中的应用。随着生物技术的发展,PCR技术、生物芯片技术、变性梯度凝胶电泳技术(DGGE)也已经用于土壤污染的生物修复、土壤侵蚀、土壤微生物多样性监测等方面[4,5]。

第四,水平定向钻进技术在土壤环境检测领域的应用。水平定向钻机是在不开挖地表面的条件下,铺设多种地下公用设施(管道、电缆等)的一种施工机械,应用在土壤环境监测领域具有成本低、利于监测等特点。

5 我国土壤环境质量监测的发展趋势

随着技术的发展和社会对土壤环境的重视,我国土壤环境监测有以下几个发展趋势。

第一,监测项目以重金属为主向多目标污染物发展。改革开放以来,我国出现了很多小型化工厂,但是随着城镇化的加快,很多土地被开发利用,对土壤环境的监测应该不仅局限于重金属的监测,而是应扩大到以多环芳烃、硝基苯等为代表的有机物监测,同时应该根据不同地块的不同污染情况做出适时调整,增加或删减检测项目。

第二,加强现场应急监测力量。相比于采样、制样、实验室分析等传统的分析方法,很多污染事故现场需要现场进行快速监测,及时掌握污染现状,因此现场快速分析有利于及时有效地根据污染状况做出判断,采取必要的应对措施。

第三,完善建立土壤环境质量监测网络。现阶段,我国的土壤环境质量监测还停留在跟着国家任务走,并没有像大气和水监测一样形成成熟的国控、省控等多级监测点位,监测项目也是不尽相同。所以,在今后的工作中,建立成熟有效的土壤环境质量监测网络具有必要性。

第四,加强土壤环境质量监测人员建设。由于土壤环境污染的隐蔽性,广大人民并没有像关心大气污染和水污染一样关注土壤污染,也造成了全国各级环境保护部门对土壤环境监测的不够重视。整体来说,各级监测部门的土壤环境监测人员配备少,人员力量薄弱,技术水平相对较低,和广大的土壤环境质量监测工作量形成比较大的对比。另外,土壤环境监测方面设施配备和资金相对缺乏也是造成现状的重要原因。今后,随着国家和人民的重视,土壤环境监测会得到支持和提高。

6 结语

随着国家《土壤污染防治行动计划》和各省市相关工作方案的出台的落实,土壤环境监测工作面临着很大的挑战。当然,挑战也是机遇,做好土壤环境质量监测工作是环境管理工作中不可缺少的重要部分,是保证人民安居乐业的基础,更是社会可持续发展的重要保障。

参考文献:

[1]

陆泗进,何立环. 浅谈我国土壤环境质量监测 [J]. 环境监测管理与技术,2013,25(3):5~8,12.

[2]段成瑜. P于中国土壤质量的环境监测初探 [J].资源节约与环保,2016(8):175.

[3]巩玉玲, 冯永军. 中外土壤环境监测技术应用与发展状况 [J].安徽农业科学,2014,42(19):6229~6230,6232.

土壤环境的性质范文2

关键词:煤炭开采;土壤环境;影响;防治措施

中图分类号:F407文献标识码: A

我国煤炭资源丰富,随着煤炭开采行业的发展,煤矸石的产生量与日俱增.据统计,我国煤矸石的产生量约为原煤总产量的15%~20%,已经积存70亿吨,占地面积约70km2,而且排放量正以1.5亿吨/年的速度增长。目前,我国煤矸石综合利用水平较低,尚不到煤矸石排放量的15%,大部分未被利用的煤矸石采用沟谷倾倒式自然松散的堆放在矿井四周,不仅侵占大量土地,而且还会产生自燃或滑坡等地质灾害.另外,由于露天堆放的矸石较松散,渗透系数大,产生的淋溶水对周围水体及土壤环境可能产生极大污染。因此,解决煤炭开采过程中产生的土壤环境影响已迫在眉睫。

我国很多煤矿地区的土壤己受到不同程度的污染。据国家环保总局官方网站资料显示,土壤污染的总体形势相当严峻,己对生态环境、食品安全和农业可持续发展构成威肋。据土壤污染造成有害物质在农作物中积累,并通过食物链进入人体,引发各种疾病,最终危害人体健康。矿山固体废物在其堆积和填埋过程中,长期处于与地下环境相异的地表环境,将受到水、生物、温度、压力、人类活动等多因素的综合影响,尾矿渣通过矿物风化溶解其所含的重金属从岩石圈进入水圈,从而在整个圈层中以多种途径循环。因此,煤矸石环境效应的系统调查研究,对矿区环境治理和生态恢复具有重要意义。

1国外研究现状

目前在全球煤炭开采的国家和地区,矿业活动己产生大量的矿业固体废物,其长期堆积产生的重金属污染受到重视,国外如美国、英国、俄罗斯、意大利、澳大利亚、巴西、印度等,针对煤矿区环境开展了大量研究工作。Teixeira E.对巴西Baixo Jacui,R. S.地区的煤矿区中河流底部沉积物中的重金属进行研究,结果表明,该地区受到了煤矿开采所引起的Cu, Fe, Ni, Pb, Zn污染;Szcaepanska等对波兰Smolnica煤矿的煤矸石进行研究,表明煤矸石对周围土壤的重金属污染是显而易见的;Panov B.S.等对俄罗斯著名大煤田(顿巴斯)重金属环境化学进行调查研究,发现在该地区的许多土壤样品中Hg, As, Pb, Zn, Cd含量超标。

然而在对煤矸石山堆积对土壤环境产生的影响研究中,大多数的研究仅局限于重金属、pH、水溶性盐总量的方面。在估计土壤整体功能及其变化时,指标的选择对量化土壤质量十分重要。一个具有良好功能的土壤表现出一系列相互协调的物理、化学和生物学性质和特性。但我们不可能考虑到所有这些性质,必须有选择性地挑选。一般土壤物理和化学指标(土层厚度、土壤容重、土壤有机碳含量、土壤pH值、导电性、渗透性、土壤有机质代谢率、速效氮、速效磷和土壤团聚性等)在指示土壤质量变化中的意义有限,因为它们只有当土壤遭受剧烈变化后才能表现出来。而生物和生物化学指标能够灵敏地响应土壤质量,由于它们遭受任何退化因素都会导致不同程度的变化。其中土壤活性直接影响一个生态系统稳定性与生产力,所以它们有可能成为系统稳定性的早期预警和敏感指标。因而,在估计自然土壤整体功能及其变化时,任何关键指标必须涉及生物和生物化学指标。它们主要包括土壤微生物量、土壤呼吸和土壤酶活性,从而延伸到氮的矿化、微生物多样性和土壤生物功能种群。

2国内研究现状

我国是世界上少有的以煤为主要能源的国家之一,煤炭年产量居世界第一。煤矿环境也受到广泛的关注。近年来,国内学者针对煤炭开发活动排放煤矸石所带来的环境问题开展了相关研究工作。经风化、淋溶后,煤矸石中有害重金属和可溶性盐活性增强,部分被溶解并随降水形成地表径流或地下水进入水体、土壤,对所在矿区水体和土壤造成污染。余运波等观测到煤矸石堆放区水体的pH为4.43 -7.93,总硬度和SO42-浓度高,微量有毒有害组分(Be, V, Mn, Sr, Mo, Ni, F等)存在超标或浓度过高现象。不仅煤矸石堆周边土壤中S,F,Hg含量显著高于对照,而且煤矸石风化形成的土壤中,重金属Zn, Pb, Cu, Cd也有明显积累,并己经受到一定程度的污染。郭慧霞等以焦作矿区煤矸石和土壤为研究对象,进行室内模拟淋溶试验,发现煤矸石淋出液呈中性偏弱碱性,SO42-、总硬度、Zn, Mn等组分己经出现超标,Cr, Pb, Cu, Cd则未检出;再淋滤试验前期,风化煤矸石淋出液中的污染组分含量要高于新鲜煤矸石淋出液中的含量,土壤对污染物组分有很大的吸附能力,约50%的污染组分被吸附;随着淋滤的进行,煤矸石中污染组分随水淋出的含量迅速下降并逐渐稳定下来,此时由于低浓度淋滤液进入土壤,使土壤中发生了污染组分的解吸,导致淋滤液中污染组分含量升高;土壤对污染组分的吸附解析与pH值、土壤组成类型、土壤中污染物含量、土壤的吸附容量、煤矸石淋出液中污染物浓度等有关。杨建、陈家军等对焦作演马矿煤矸石堆周围土壤中重金属的空间分布特征进行了检测和分析,发现土壤受到了不同程度的污染,重金属的含量在平面上与煤矸石堆的距离成负相关,在剖面上与深度关系不明显;土壤中重金属污染分布特征与地势高低、风向和土壤性质有关。

关于煤矸石山周边土壤中微生物量的研究基本是找不到的。只有相关的pH变化和重金属污染对土壤微生物的有关报道。张彦等研究表明,沈阳张士灌区长期污水灌溉造成的原位农田土壤重金属污染,土壤微生物生物量随土壤重金属含量增加呈下降趋势。尹军霞等用传统的微生物培养法,研究了不同浓度的外源重金属Cd对油菜土壤微生物区系的影响发现,Cd浓度的不同真菌和细菌分别表现不影响、刺激和抑制。

3煤炭开采对周边土壤环境的影响

煤矸石经雨水淋溶进入水域或渗入土壤,会影响水体和土壤,并被植物根部所吸收,影响农作物的生长,造成农业减产和产品污染。大气和水携带的矸石风化物细粒可漂撒在周围土地上,污染土壤,矸石山的淋溶水进入潜流和水系,也可影响土壤。因此,煤矸石经过淋溶会严重影响土壤环境。我国煤矸石大多采用露天堆放,其自身理化性质决定了煤矸石山堆放场形成过程中的主要环境胁迫因子有:(1)物理结构不良,持水保肥能力差;{2)极端贫瘠,N, P, K及有机质含量极低,或是养分不平衡;(3)重金属含量过高,影响植物各种代谢途径,抑制植物对营养元素的吸收及根系的生长;(4)极端pH,煤矸石硫化物氧化产生硫酸,严重时pH接近2,酸性条件又进一步加剧重金属的溶出和毒害,并会导致养分不足。这些不利因素单独或集中同时出现,导致矸石山堆放场废弃地大多为不毛之地。

煤矸石是伴随着煤层的形成而产生的,因此矸石中微量元素的来源与煤相似,在煤矸石中,微量有毒元素都有无机态或有机态的可能性,只是结合的程度不同。有毒微量元素若以有机态存在为主时,即微量有毒元素以碳氢键与有机物大分子相结合,一般不易淋溶出来;若以无机态或吸附态形式存在为主时,即微量有毒元素以盐类或其它化合物结合时,在淋溶作用下,有毒微量元素易分解出来。另外,煤矸石中有毒微量元素的状态同时受煤矸石pH值和氧化还原电位的制约及其它化合物种类的影响,不同状态的有毒微量元素在适当的环境条件下是可以相互转化的。因此,有毒微量元素在煤矸石中的贮存状态就成为有毒微量元素化学活性大小的关键所在。

煤矸石经雨水淋溶进入水域或渗入土壤,会影响水体和土壤,并被植物根部所吸收,影响农作物的生长,造成农业减产和产品污染。大气和水携带的矸石风化物细粒可漂撒在周围土地上,污染土壤,矸石山的淋溶水进入潜流和水系,也可影响土壤。煤矸石中有毒微量重金属元素随之迁移至土壤中,对土壤造成污染。

煤矸石中微量元素对土壤的影响主要有两种途径:一是含微量有毒元素的矸石粉尘直接降落于土壤;二是矸石淋溶液进入土壤。淋溶液中元素浓度较低,矸石以粉尘形式进入土壤的微量有毒元素甚少,说明不同微量有毒元素在土壤中的累积性不同,且矸石中微量有毒元素对土壤的污染是是一个长期缓慢的过程。

4防治措施

针对煤炭开采对土壤环境的污染,提出以下三点防治措施:

(1)硬化煤矸石临时堆场的地表面,煤矸石及时外卖给砖厂制砖或者进行合理的综合利用,避免长久堆放。

(2)在煤矸石临时堆场周围设置环形截水沟,工业广场内设置排水沟渠,下游设置初期雨水收集池。煤矸石淋溶水和工业广场内的冲刷雨水经排水沟渠引至初期雨水收集池内,再经过中和池、沉淀池处理后回用于厂区内洒水降尘。

(3)由于矿区煤矸石山堆积对周边土壤环境己经造成污染,在改善煤矸石山环境中,植物修复技术被普遍认为具有费用低廉、不破坏场地结构、不造成地下水的二次污染、能起到美化环境的作用、易于为社会所接受等优点。植物修复能够彻底清除土壤中的重金属污染,并可以通过处理植物体而回收其中的重金属,达到资源化利用的目标。

由于研究区主要污染物为镉、铅、铬、锌,所以建议矿区种植能够相应吸收或累积重金属的植物,从而净化矿区土壤环境,同时还有美化矿区景观环境的作用。

目前己发现有400多种植物可以超积累各种重金属,如印度芥菜和向日葵可大量积聚Pb,As,Hg,Cr,Ce,Zn等重金属;香蒲植物、绿肥植物天叶紫花菩子对Pb具有超耐性,羊齿类铁角蕨属植物对Cd有超耐性。

羽叶鬼针草和酸模能够富集重金属铅,对铅有很好的耐性,能把绝大部分的铅迁移到茎叶,可以作为先锋植物去修复被铅污染的土壤。堇菜的主要作用是除铅、镉,而且这种植物非常赖活,南方北方都能生长。也可依据本地自然选择的结果,大量种植蓖麻和蒲公英,进行植被修复。

参考文献:

[1]刘玉荣.煤矸石风化土壤中重金属的环境效应研究[J].农业环境科学学报, 2003,22(1)

土壤环境的性质范文3

关键词:营口市;蔬菜种植基地;土壤;环境质量

1 前言

为了全面、系统、准确掌握营口市农田土壤环境质量的总体状况,查明土壤污染类型、程度和原因,营口市环境监测中心站于2013年,开展了一次蔬菜种植基地土壤环境质量监测,本次监测选择营口辖区内3个蔬菜种植基地,分别位于盖州市太阳升办事处沙沟子村、老边区柳树镇东柳村和盖州市太阳升办事处六里村。

2 基本情况

盖州市太阳升办事处沙沟子村:主要种植品种为黄瓜、土豆、茄子、辣椒、卷心菜,灌溉方式为井灌,主要使用肥料为好天115、好天1107、中挪1+1等复合肥,使用菊酯类农药,周边均无污染源。

老边区柳树镇东柳村:主要种植品种为西红柿、黄瓜、茄子、芸豆等,灌溉方式为井灌,主要使用肥料为中美1+1、中挪1+1等复合肥,使用有机氯农药,周边均无污染源。

盖州市太阳升办事处六里村:主要种植品种为葱、姜、茄子、卷心菜等,灌溉方式为井灌,主要使用肥料为中美1+1、好天115、好天1107、中挪1+1等复合肥,使用敌敌畏、乐果农药周边均无污染源。

3 样品采集

每块蔬菜种植基地按100m×100m网格布点,从中随机抽取了5个地块,在每个监测地块的中心采集0~20cm表层土壤,同时记录点位坐标。

4 监测结果

4.1 土壤理化性质监测结果

监测结果显示:土壤pH值范围为6.9-7.1,均值为7.0,标准差为0.056;阳离子交换量范围为9.88cmol/kg-13.39cmol/kg,均值为11.65cmol/kg,标准差为1.043;有机质含量范围为0.49%-3.53%,均值为1.45%,标准差为0.761。

4.2 土壤重金属监测结果

监测结果显示:镉范围为0.02mg/kg-0.04mg/kg,均值为0.03mg/kg,标准差为0.007;汞范围为0.015mg/kg-0.033mg/ kg,均值为0.026mg/kg,标准差为0.006;砷范围为2.43mg/ kg-6.52mg/kg,均值为4.79mg/kg,标准差为1.404;铅范围为16.7mg/kg-25.4mg/kg,均值为21.2mg/kg,标准差为2.486;铬范围为62mg/kg-81mg/kg,均值为71mg/kg,标准差为6.076;铜范围为16mg/kg-30mg/kg,均值为24mg/kg,标准差为3.680;锌范围为42.8mg/kg-73.5mg/kg,均值为56.1mg/kg,标准差为9.713;镍范围为15mg/kg -26mg/kg,均值为19mg/kg,标准差为4.577;钒范围为13mg/kg-18mg/kg,均值为15mg/kg,标准差为1.580;锰范围为502mg/kg-732mg/kg,均值为631mg/kg,标准差为62.868;钴范围为8.0mg/kg-15.1mg/kg,均值为11.4mg/kg,标准差为1.813;银范围为0.050mg/kg -0.067mg/kg,均值为0.060mg/ kg,标准差为0.006;铊范围为0.40mg/kg -0.52mg/kg,均值为0.46mg/kg,标准差为0.035;锑范围为0.54mg/kg-0.86mg/kg,均值为0.61mg/kg,标准差为0.081。

4.3 土壤有机项目监测结果

监测结果显示:六六六(α-六六六)、六六六(β-六六六)、六六六(γ-六六六)、六六六(δ-六六六)、滴滴涕(P,P’-DDE)、滴滴涕(O,P’-DDT)、滴滴涕(P,P’-DDD)、滴滴涕(P,P’-DDT)、苯并[a]芘、氯丹、七氯、代森锌有机项监测结果全部为未检出。

5 蔬菜种植基地土壤环境质量状况评价

5.1 土壤环境质量状况评价

2013年营口市蔬菜种植基地土壤环境质量例行监测污染状况的评价结果为:全市15个监测点位全部达标,超标率为0。

5.2 污染对比分析

本次土壤监测及评价结果与“十一五”期间开展的全国土壤环境质量状况调查对比结果为:盖州市太阳升办事处沙沟子村重金属镉、砷、铜、镍、钒呈减轻趋势,汞、铬、锌、锰、钴污染呈加重趋势;老边区柳树镇镉、汞、砷、铅、铬、铜、镍、钒、锰呈减轻趋势,钴呈加重趋势;盖州市太阳升办事处六里村镉、砷、铜、锌、钒呈减轻趋势,汞、铅、铬、镍、锰、钴呈加重趋势。

5.3 污染成因分析

本次土壤监测发现,重金属浓度均符合《土壤环境质量标准》,部分地区汞、锌、铬、钴、锰的含量较“十一五”时期有所上升,说明部分地区表层土壤中汞、锌、铬、钴、锰的含量有逐渐富集升高的趋势,其原因主要是:蔬菜种植区附近行车频率高,汽车尾气的沉降导致了锌、钴浓度的升高;施用的肥料中含有汞、铬、锰导致土壤中汞、铬、锰浓度的升高。

土壤环境的性质范文4

1 土地污染的成因、形式和我国现状

1.1 土壤污染的成因。

土壤的污染是由两个方面的原因形成,一个是人为因素,发生在农业生产过程中如不当使用农药等、以及其他人类活动中如工业污水流经的土地引起的土壤污染等;另一个就是自然因素所造成的污染,自然因素造成的土壤污染其因果关系和机理较为复杂,就我国农业用地的污染主要来自不当的农业种植方式如滥用农药、化肥等和工业污染所带来的土壤重金属含量超过国家和世界标准许可的范围。

1.2 土壤污染的表现形式。

土壤污染也称作“看不见的污染”, 土壤污染主要分为土壤生态污染、重金属污染、农药污染等,在人们将注意力转向土壤污染时,关注农药、重金属、污水灌溉等造成的土壤污染,这本未可厚非,但是在土壤污染防治时应该着眼于更大范围,土壤污染、土地退化是土壤质量变化过程的不同方面,是人为因素和自然因素两个方面相互作用的结果,只有从大的视野考察问题才不可能陷入狭隘“就事论事”的局限。从目前大背景下分析,土壤污染是环境污染一个部分,而土壤污染由可分为在农业生产本身活动所引起的土壤污染和由其他原因产生的土壤污染如工业污水排放;土壤在生物圈中所处的特殊位置决定了土壤是最为容易受到污染的生态系统,现代意义上的环境污染是以人为因素为主,在我国的河流中,82%的河流受到不同程度污染,我国的空气质量总体呈下降趋势,酸雨区范围不断扩大。从小区域上看,我国农村的小工厂、作坊和低水平的城镇化是土壤污染的直接原因之一。

1.3 土壤污染的直接危害。

简单的说,土壤污染有三个方面的直接危害,土壤污染主要分为土壤生态污染、重金属污染、农药污染等,农作物、食品被污染的消息经常见诸于媒体,土壤污染已经严重地威胁到人民的身体健康和生命安全;我国每年有大量的农产品出口到国外,而且大部分是发达国家,这些国家在防治土壤污染带来的危害方面有比较完整的法律、标准和检验手段,我国的农产品多次被检查不合格,客观上土壤污染是罪魁祸首。土壤生物污染,它可以将传染性病菌、病毒、虫卵带入土壤,危及植物和人类自身的安全,SARSE病毒和禽流感就可以通过这样的途径传播。土壤污染的另一个主要危害是对土壤本身,土壤污染导致土壤环境质量下降、土壤结构破坏、理化性质发生变异,其直接后果是农产品产量下降、农产品受到污染。土壤在受到污染后,即使在人为干预的情况下,土壤污染的恢复需要很长的一个时间周期,有的甚至无法恢复,恢复的经济代价远远大于采取防止措施的代价。

2 我国土壤污染防治

2.1 政府在土壤污染防治的职责

2.1.1 综合管理部门的职责。

我国环境污染防治一般按照专业和综合部门划分,从我国目前的情况,土壤污染防治主要由环境保护部门履行,属于综合部门管理,环境保护部门职责应该集中于外部因素所造成的土壤污染;我国《农业法》第66条规定:“县级以上人民政府应当采取措施,督促有关单位进行治理,防治废水、废气和固体废弃物对农业生态环境的污染。排放废水、废气和固体废弃物造成农业生态环境污染事故的,由环境保护行政主管部门或者农业行政主管部门依法调查处理;给农民和农业生产经营组织造成损失的,有关责任者应当依法赔偿。”这一条规定应该成为政府履行其法定职责的依据,并可以在土壤污染防治法中进一步细化。

2.1.2 农业管理部门的职责。

矫正不合理的农业生产方式、减少土壤污染是农业管理部门的职责所在,另一方面,推广适合当地农业环境的、先进的农业生产模式才能根本上防止土壤,我国《农业法》第8章 “农业资源与农业环境保护” 共计10条从土地质量、转基因农作物、退耕还林、草原保护、小流域治理、环境污染防治、农药管理等方面有比较全面的规定。这些规定应该在土壤污染防治法中具体化、规范化,尤其是农业部门在土壤污染防治中职责与工作范围有待明确、确定。

2.2 利用市场机制整治土壤污染。

在市场经济条件下,利用现有的法律法规、充分发挥市场配置资源的优势,是整治土壤污染的基础性机制,将土壤污染治理与经济利益联系里起来,通过整治土壤污染并获取经济利益;将土地使用权或者承包经营权与经营者的经济利益和效益相与土壤污染的防治结合起来。

2.3 划定土壤污染的区域。

土壤环境的性质范文5

关键词:有机农业;生态环境;生物多样性;土壤改良;保护

环境农业是人类有意识改造大自然以获得食物来源的一种生产活动,是承载着人类文明延续与发展的根基。但发展到现代农业之后,农药和化肥的过度使用在生产出大量农产品的同时,也造成了严重的食品安全隐患以及土壤肥力下降、自然环境污染严重、生物多样性被破坏等严峻的环境问题[1],人们必须要意识到现代石油农业并不是解决人类温饱问题的最佳途径,应该寻求一种对环境友好的农业生产方式。而有机农业在保障农产品安全、防止水土流失、改善生态环境等方面都能起到积极的作用[2],是一种可持续发展的环境友好型农业生产方式,应该得到大力推广。但在传统农业种植区域,政府与农民在应用和推广有机种植模式上的积极性不高。鉴于此,本文综述近年来有机农业生产活动对生态环境积极影响的相关文献,以期为我国有机种植模式的进一步推广提供科学依据。

1有机农业的概念界定与生产准则准确地界定

有机农业的概念是研究有机农业的首要步骤,根据国家标准叶有机产品曳渊GB/T19630.1要2011冤,有机农业是指遵照有机农业生产标准,在生产中不采用基因工程获得的生物及其产物,不使用化学合成的农药、化肥、生长调节剂、饲料添加剂等物质,而是遵循自然规律和生态学原理,协调种植业和养殖业的平衡,采用一系列可持续发展的农业技术以维持持续稳定的农业生产体系的一种农业生产方式[3]。在有机生产体系中,以农业清洁生产为指导思想,核心要求是建立、恢复农业生态系统包括动物、植物和土壤微生物在内的生物多样性以及由这些生物参与、推动的物质和能量循环,以保持、提高土壤的长效肥力和易耕性[4];具体的土壤培肥措施是激发系统内禀的自然肥力供给,如将作物秸秆、畜禽粪便和有机废弃物等腐熟还田以及轮作豆科作物、绿肥等,并采用农作物渊间冤轮作、耕种抗性作物品种以及物理措施、生物措施和生态措施作为控制农田病虫草害的主要手段,同时配合合理的耕作方式以保持水土,达到维护农业生产体系、保护生态环境的目的[5-7]。现代常规农业是目前我国耕作面积最大的农业生产方式,其长期、大量地施用农药、化肥等会抑制农田生物多样性的发展,而且残留在农田里的农药和化肥会严重污染、破坏土壤环境,并可能经淋失和径流进入地下水和河流、湖泊等水域环境造成严重的水污染[8-12]。而有机农业作为一种环境友好、可持续的农业生产方式,坚持不使用农药、化肥等物质,强调以自然、环保、不破坏农田生态的方式进行耕作、生产,避免了对水体、土壤及大气环境造成污染;而且有机农业重视科学、合理的耕作制度,采用间作、轮作等科学栽培法,不仅可以改善耕作土壤的理化性质,还能有效减少病虫害发生的机率,进一步达到保护土壤环境和生物多样性的目的[4-7,13]。总的来说,有机农业的生产过程对环境友好,能够控制农业生产过程中可能对水域环境产生的面源污染,促使土地肥力恢复,增加农业生态系统中的生物多样性,能够切实有效地保护和修复当地的生态环境。

2有机农业的生态效益

有机农业将动物、植物和土壤视作一个整体,强调在这个整体内部的资源循环利用,而且生产过程更注重保护自然环境及生物多样性,会充分考虑环境的承载力,使农业生产能与自然环境保护相协调,真正做到对环境友好。相关实践表明,开展有机农业可以使农业生产所造成的面源污染情况得到有效控制,包括动物、植物、土壤动物和土壤微生物在内的生物多样性也能迅速增加,同时减轻土地、水体和动植物界的受损程度,进而恢复和改善农业生产环境[14]。

2.1增加生物多样性

有研究表明,在过去40年内,集约化的农业生产活动是许多农田鸟类、杂草、土壤动物和土壤微生物等物种丰富度及多度下降的重要原因[8-9]。而有机农业拒绝使用农药、化肥,对生产区域内各种动物、植物、土壤动物与土壤微生物的危害极小,可以有效地恢复和保持生产区域内生物的多样性[15-16]。益鸟等动物天敌是有机农业体系中生物防治虫害的重要环节。与常规农田相比,有机农田中鸟类渊尤其是地面孵化的鸟类冤的种类和数量更高。如李现华等[17]对内蒙古磴口县境内常规农业系统和有机农业系统中动物多样性的调查结果表明,有机农业种植区的有益鸟类等生物的数量较多,而且有益昆虫渊尤其是七星瓢虫冤的数量也明显增加,而蚜虫等害虫的虫口密度则明显降低。节肢动物也是农田中数量较多的一类动物,根据相关的研究发现,有机农田内节肢动物的物种丰富度与多度都明显高于常规农田[18-19],有助于实现对农田害虫的生态控制。与传统农业生产对杂草等植物的敌对态度不同,有机农业生产允许相对多样化的杂草生长,甚至在农田休耕时期还会轮作某些能起到绿肥作用的草类。有机农业对于杂草的态度较为温和,因而在有机农田中杂草密度、生物量或地面覆盖物通常高于常规农田系统[20-23];还有相关研究发现,采用有机种植的农田内有较高的阔叶杂草[24]以及除草剂敏感型杂草[25]的物种丰富度和多度。有机种植方式下,农田中土壤动物的种类和数量也会有所增加,如蚯蚓就是土壤肥力的重要指示动物,蚯蚓的数量能反映土壤的结构、微气候、营养和毒性等土壤状况。

有研究表明,采用有机管理方式的农田中,土壤内蚯蚓的密度、数量均比常规农田高,如Brown[26]的研究报导发现,有机农田内蚯蚓的密度约为常规农田的2倍;还有其他相关研究也发现,有机农田较常规农田拥有较多的蚯蚓种群数量[27]。土壤中的微生物体渊细菌、真菌等冤在维持、增强土壤肥力方面发挥着关键作用,比如有益微生物群落会参与腐殖质的形成,能改善农田土壤的团粒结构,从而提高农田土壤的肥力状况。而有机农田拒绝农药和化肥的施用,减少了对土壤的破坏,在一定程度上改善了土壤微生物的生活环境。已有多项研究表明,采用免耕、轮作、施有机肥等有机种植模式的农田土壤微生物的生物量和生物活性均高于常规农田[28-32]。此外,秸秆还田作为有机农业种植体系中非常重要的土壤培肥手段之一,有大量研究发现,秸秆还田是有机农田中土壤微生物数量增加、活性增强的重要原因,如Ocio等[33]研究发现,在将秸秆翻压还田7d后,土壤中微生物的生物量增加了2倍;高美英等[34]对山西农业大学教学果园各层土壤中固氮菌数量的调查研究也发现,秸秆覆盖还田可明显增加果园各土层中固氮菌的数量,在整个0~60cm耕作层内固氮菌数量年平均增加95.47%,尤其在0~20cm土层中的固氮菌年平均增加量更达到了123.80%。总的来说,有机种植方式能有效提高种植区域内动植物、土壤动物和微生物的多样化组成,而生物多样性又具有重要的生态作用,有利于控制有害生物的发生,也有利于实现土壤营养的优化循环和保持土壤肥力等。因此,农业种植活动应采取对环境友好的技术措施,以保护种植区域内的生物多样性。

2.2改良土壤

现代农业长期、大量地使用农药、化肥、植物生长调节剂等物质,在提高作物产量的同时也严重损害了土壤环境,造成了如土壤中有机质减少、土壤微生物活力下降、土壤的蓄水保肥能力降低等恶果;而土壤是农业生产的根基,没有健康、肥沃的土壤就没有健康、营养的农产品,农业可持续发展的第一个要求就是保护和改良土壤。有机农业作为一种环境友好型的可持续农业,其发展初衷即是改善现代农业生产所造成的环境恶化,因而有机农业对于培肥、改良土壤极其重视。有机农业的培肥理论认为土壤是一个有生命的系统,施肥是在培育土壤,进而由肥沃土壤为农作物提供所需养分。因此,有机农业种植的第一步就是采取各种措施渊如施用有机肥和合理轮作等冤改良、培肥土壤,激活土壤的生命。对于有机农业中培肥土壤的方式,欧阳喜辉等[35]总结了国内外多项关于有机农业的研究,得出有机农业通过施有机肥、秸秆还田、免耕和轮作等措施可以有效增加土壤有机质、促进土壤团聚能力以及提高土壤微生物活性,从而达到培肥土壤的目的。秸秆还田与轮作也是有机农业提倡的改良土壤、维持地力的重要手段,如王宁等[36]的研究表明,秸秆还田能改善土壤环境,而且还能减少土壤碱性物质的流失,可以在一定程度上减缓土壤的酸化,维持土壤肥力;杨景成等[37]的研究也发现,与传统种植制度相比,粮草轮作结合秸秆还田可以有效地降低对土壤有机质的衰减效应。土壤微生物量碳是土壤有机库中的活性部分,是表征土壤质量和肥力的一个重要指标。董博等[38]通过长期定位试验发现,长期施用有机肥渊或有机肥与化肥配施冤可以明显增加耕作层土壤中的土壤微生物量碳和土壤有机碳。胡诚等[39]通过多年施肥试验发现,随着有机肥施用量的提高,农田土壤中微生物量碳、土壤可溶性碳、总有机碳等含量都随之增加。改良土壤、保护土壤环境是有机农业能够持续发展的根本,而长期的有机种植反过来又能提高土壤肥力、增强土壤生产力,并通过改变土壤的通透性和孔隙度等自然结构性状改善土壤环境,同时还在一定程度上增强土壤生物与微生物的活性,这都说明了有机农业是对环境友好且可持续的一种农业生产方式。

2.3保护环境

现代农业生产过程中,农药、化肥的过度使用会破坏农田土壤的理化性质,加剧水土流失、旱涝灾害,加剧对水、土和大气环境的污染,威胁生态环境安全。而有机农业采取对环境友好的方式、措施进行农业生产,能有效地保护环境,众多学者通过调查研究认为,相较于现代常规农业,有机农业具有防止水土流失、减少土壤污染、保护生物多样性、减少地下水污染、保护地表水水质以及控制温室气体排放等良好的生态效益[40-45]。有机农业在改善土壤环境、保持水土方面具有重要贡献,如卢东等[46]在多个有机种植基地中的试验表明,在控制好有机肥原料的情况下,有机农业土壤重金属污染的威胁较常规农业小;许恒周等[47]通过试验研究得出了有机农业有利于防止水土流失及土壤沙化、有助于农业可持续性发展的结论;RigbyD等[48]关于有机农业的研究也显示有机农业可以改善土壤养分缺乏状况,实现土壤肥力的持续供应和永久利用;此外,杜相革等[49]也认为有机农业可以改善土壤环境及其中的营养循环、改善土壤动植物的生存条件等,能有效增加土壤生物多样性,进而促进整个农田生态系统的可持续功能。有机农业对水环境的保护则主要体现在减少农药和化肥对地下水和地表水的污染,据相关学者估测,全世界施用于土壤中的氮肥有30%~50%经淋失进入到地下水中[50],而我国相关部门的统计也发现农业面源污染对河流和湖泊富营养化现象的贡献率达到60%耀80%[51],可以说现代农业是造成地下水和地表水环境污染的主要原因。而有机农业采用了轮作和休耕培肥地力、拒绝施用农药和化肥等,减少农业生产对水环境的污染,有效地保护了地表水和地下水的水质安全,据席运官等[42]对有机稻田与常规稻田排水污染进行比较研究发现,有机水稻种植方式可减少农田排水中氮的排放量,还会降低排水中的总磷浓度;徐田伟[52]也发现了有机种植业的发展可以控制区域水土流失、降低非点源污染的水平,认为发展有机农业是我国控制农业面源污染的有效途径之一。

现代农田生态系统是主要的温室气体排放源,尤其是近年来CH4和N2O的排放量增加更是主要来源于现代农业生产活动[53],而有机农业鼓励系统内的资源循环利用,减少了内部资源的浪费和外部资源的消耗,进而减少了温室气体的排放,改善了大气环境状况。在一项针对丹麦农业的研究中发现,如果将丹麦所有的农业用地全部转换成有机农业,则农业体系中的能量消耗和氮流通的减少可使丹麦全国温室气体渊CO2、CH4和N2O冤的排放量相应减少13%耀38%[54]。综合可知,有机农业可以不断改善农业生产环境,保护农业耕作范围内的土壤、水体和大气环境,尤其是在生态环境处于亚健康的地区发展有机农业还能够有效地减轻农业面源污染,加快地区生态环境的恢复,促进有机农业的可持续发展。

3结语

土壤环境的性质范文6

摘要从金属铅的性质出发,综述了土壤中铅的分布、土壤铅污染的来源,重点阐述了土壤中铅植物有效性评价方法及影响土壤铅植物有效性的因素,指出用土壤铅全量作为土壤铅环境质量评价标准存在的不足,而开展土壤铅植物有效性的评价研究将为铅土壤环境质量标准的完善提供更为切实的依据。

关键词铅;土壤污染;生物有效性;评价

AbstractStarting from the character of metallic lead,the distribution of lead in soil,the sources of soil lead pollution were reviewed. The evaluation of lead bioavailability and its impact factors were introduced.It also indicated that the use of soil total amount of lead as a soil environmental quality evaluation criteria was in deficiencies,and it would provide a more effective basis for improving soil environmental quality standards to carry out the study on evaluation of soil lead bioavailability.

Key wordslead;soil pollution;bioavailability;evaluation

1金属铅的性质

铅是元素周期表IVA族中的一个污染元素,原子量为207.2,核电荷和电子数为82,电子层结构为[Xe]4f145d106s26p2,电负性为1.55,离子半径为1.21?魡(Pb2+)和0.84?魡(Pb4+)。可见,铅作为离子可以+2价和+4价存在。其+2价氧化态稳定,+4价氧化态不稳定。+4价氧化态的铅有强的氧化性,在土壤环境中不能稳定存在。故土壤中铅的化学性质涉及+2价铅及其化合物。铅是强度不高的金属,密度很大(11.34 g/cm3)。新切开的铅有金属光泽,但很快变成暗灰色,因受空气中氧、水和二氧化碳作用,其表面迅速生成一层致密的碱式样碳酸盐保护层,使金属表面钝化。铅是我国古代最先使用的金属之一,在日常生活中用途广泛。

2土壤中铅的分布和积累

地壳中铅平均丰度为16 mg/kg,含铅矿物有200多种,主要的矿物形态为方铅矿(PbS,以重量计占87%)、白铁矿(PbCO3)和铅矾(PbSO4)。铅常与锌、铜共生[1]。世界范围内土壤含铅量变幅在2~200 mg/kg之间,中值为35 mg/kg。全国土壤背景值基本统计量表明,我国土壤铅含量最高可达到1 143 mg/kg,最低为0.68 mg/kg,平均为26 mg/kg[2]。

土壤中含铅量与成土母质有关。据Johnson等(1985)提供的资料,片麻岩、花岗岩、石灰岩、砂岩、页岩等含铅10~50 mg/kg之间,平均为16 mg/kg。火成岩的含铅量一般高于砂岩和石灰岩等沉积岩,酸性岩高于基性岩和超基性岩。发育于冰水沉积物、冰渍物,埋藏黄土等母质的土壤含铅量较高。古河流沉积物中的含铅量高于现代活性沉积物。也有研究认为,土壤中重金属的含量变化更多取决于这些母岩类型、母岩母质的差异,而不是土壤的地带性分布[3]。

3土壤中铅污染的来源

土壤积累的铅可分为“自然来源”和“非自然来源”2种。自然环境中的铅通过地壳侵蚀、火山爆发、海啸和森林山火等自然现象而释放到大气环境中。降雨中铅的平均浓度为34 μg/kg,远离公路且未受到铅污染的新降落雪含铅量在0.034~0.056 μg/kg之间[4]。构成环境污染最大量、最经常的污染源是人为活动,称之为非自然来源,合计全世界每年非自然铅的排放高达34.925万t[5]。与自然来源相比,非自然来源铅的排放量占绝对优势,它们包括以下几方面:

3.1大气沉降

被用作防爆剂而加入汽油中的铅迄今已有数百万吨之多。其直接后果首先是空气中铅浓度升高,尤其是在工业区和人口积聚区、交通繁忙的城市及近郊。美国环保局的一项调查结果表明,20世纪70年代洛杉矶市内空气中的铅浓度比偏僻小镇高10倍[6]。进入大气中的铅最后归宿是海洋和土壤。汽车尾气中70%的铅沉降于公路两侧的土壤中[7-9]。许多调查研究表明,公路两侧表层土壤中铅浓度的增高和汽车流量密切相关,含铅汽油是造成全球环境铅污染的最主要因素[10-11]。我国对新疆、北京、上海、辽宁、湖南、吉林、广东、山西、陕西、宁夏[12-14]等地许多公路附近的土壤调查表明,公路两边的许多土壤已经受到污染,其积累量与通车时间及通车密度成正相关[15]。铅积累在公路两侧8~50 m距离内[16],而下风位置比上风位置积累的更多[17]。进入大气中的铅可扩散到很远的地方,即使在格林兰岛终年积冰的地方,依然可以找到铅污染的痕迹[18]。

3.2污泥、城市垃圾的利用

城市垃圾等固体废弃物中含有许多植物生长所必需的营养元素,能给作物提供一定量的养分,但这些废弃污中含有大量的重金属元素[19]。Harrison(1981)指出,城市固体垃圾中铅的含量在1 000~50 000 mg/kg之间。Berrow 和Webber(1972)收集分析了从英国各地42处所取的有代表性的污泥,发现其含铅量在120~3 000 mg/kg之间,均值为820 mg/kg。美国16个城市的污泥含铅量为136~7 630 mg/kg,均值为1 450 mg/kg[20]。Patterson(1989)曾报道,在英格兰隆默塞特公园的土地上,施用8 t/hm2的污泥长达30年之久,其土壤中含有醋酸提取态的铅为1500 mg/kg。由于固体废弃物的使用,北京部分城市公园存在铅污染问题,并且随公园建园时间的延长呈不断增加趋势[21-22],另外,粉煤灰中含有多种污染元素,在一些地方的施用也导致了土壤中铅的累积[23]。

污泥中也含有较多的重金属,Tiller(1989)总结了不同国家的污泥中重金属含量,发现它们的含量范围比较接近,铅的含量大致为20~5 300 mg/kg。长期施用污泥,必然会引起土壤中重金属含量增加[24]。

3.3污水灌溉

直接用城市工业废水进行农田灌溉也能将大量的铅带入土壤中。我国1991年的抽样调查表明,6.67%的农田灌溉水铅含量超标[25]。张乃明[26-27]对太原污灌区多年研究得出污灌区耕层土壤重金属铅累积量随着污灌时间的推移而呈增加趋势,铅的年累积量增加为0.67 mg/kg。据报道,全国许多城市,如北京、太原、白银市、贵溪(江西)、西安、成都、天津、沈阳等都因污水灌溉受到不同程度的污染[28-29]。

3.4采矿和金属加工业

包括铅及其他重金属的开采[30]、冶炼[31]、蓄电池工业、玻璃制造业、粉末冶金及相关企业产生三废,燃料油、燃料煤的燃烧废气,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等[32-33],但最主要的污染源为燃油和铅冶炼、蓄电池等工业性污染。我国湖南桃林铅锌矿区稻田中含铅量为(1 601±106)mg/kg[34]。安徽省铜陵有色公司冶炼厂重金属粉尘中含铅4.46%,污染方圆2 000 m的土壤[35]。对浙江省天台地区一铅锌银尾矿周围土壤的调查表明土壤中铅污染严重[36]。绍兴地区电池厂周围土壤重金属铅含量是清洁对照区的2.2~5.8倍[37]。

3.5农药与化肥的使用

有些含铅农药与杀虫剂的使用,如砷酸铅在果园中的使用,导致铅在土壤中积累。由化肥特别是工业副产品微肥中带入的铅不可忽视。据测定,某些微量元素化肥中含铅量可达1%,甚至更高[38]。

人类的生产活动增加了土壤的铅来源,现在每年都有200万t未循环利用的铅以各种不均匀的方式进入水、大气和土壤中,造成很多的铅含量异常区[39]。另外,根据F. Pin-amonti的结果认为有机肥的使用也有增加铅污染的可能[40]。

4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[41-42]。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,何振立等[43]、莫争等[44]研究了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,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。Elsokkary等[45]把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,或者是ORGS>CARB>MODR>EASR>RESD。J.pichtel等[46]的研究表明,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,这与王连平等人的研究结果相一致。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。刘霞[47]研究结果显示对油菜吸收贡献最大的形式是碳酸盐结合态和铁锰结合态。

5土壤铅生物有效性的评价

Davies等[48]对一长时间开采的铅矿周围土壤的研究表明,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0.1 mol/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。焦利珍[49]在酸性土壤上比较了0.05 mol/L盐酸、0.5 mol/L醋酸、2%柠檬酸和1 mol/L醋酸铵的提取效果,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。Jones等[50]发现用0.5 mol/L氯化钡提取土壤中的铅有很好的效果,并指出这可能是由于Ba2+半径和Pb2+半径相近的缘故;刘云惠等[51]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,而NaNO3和0.1 mol/L HCl仅适用于酸性土壤(棕壤);何峰等[52]在紫色土上的研究则认为2.5%HAc提取铅基本上可以使不同的紫色土铅临界含量达到统一。Davies等[48]相关分析表明,以0.05 mg/L EDTA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。在中性和石灰性土壤上,Lindsay的有效微量元素浸提方法——DTPA法已被广泛应用,但对于提取的效果仍有不同意见[53-54]。

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。

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