《环境化学论文—典型重金属在农业环境中的迁移转化模型研究》.docx

典型重金属在农业环境中的迁移转化模型研究重金属元素是一类具有潜在危害的化学污染物，通过污水灌溉、农药和化肥施用、工业“三废”排放以及大气沉降等途径进入生态系统，导致环境质量恶化。重金属在环境中难以降解，易在动物和植物体内积累，通过食物链逐步富集，最后进入人体造成危害，是危害人类最大的污染物。进入环境的重金属经过溶解、沉淀、凝聚、络合、吸附等各种反应，形成了不同形态的重金属。重金属的迁移能力因其形态不同而存在较大差异。相同含量的元素在不同性质的环境中，当环境条件（pH、Eh、有机质、粘粒）发生改变时，可表现出完全不同的形态特征，这又决定了生物有效性和对生态环境的危害程度。因此，研究重金属元素的形态分布特征及其转化因素具有重要意义。1.典型重金属重金属是指密度在4.0以上的约60种元素或密度在5.0以上的45种元素。砷、硒是非金属元素，但是它们的毒性及某些性质与重金属类似，所以也将砷、硒列入重金属范畴内。环境污染方面所指的重金属主要是指生物毒性显著的汞、镉、铅、铬以及类金属砷、还包括具有毒性的重金属锌、铜、钴、镍、锡、钒等污染物。2. 典型重金属污染的来源和危害重金属是构成地壳的元素、在自然界中分布广泛，而且重金属作为有色金属，在人类生产活动中被广泛应用，污染源遍布，另外重金属大多属于过渡元素，在自然界中有不同价态，具有活性和毒性效应，这是重金属污染的主要特征。重金属对健康的危害首先取决于其化学活性，其次才取决于其含量，而重金属的环境行为、迁移能力和对生物有效性在很大程度上取决于该元素的存在形态。2.1 土壤中重金属的主要来源及危害2.1.1 土壤中重金属的来源土壤中重金属元素主要有自然来源和人为干扰输入两种途径。在自然因素中，成土母质和成土过程对土壤重金属含量的影响很大。在各种人为因素中，则主要包括工业、农业和交通等来源引起的土壤重金属污染。以下主要就受人为作用影响的土壤重金属污染来源进行介绍。2.1.1.1 不同工矿企业对重金属积累的影响工业过程中广泛使用重金属元素，工矿企业将未经严格处理的废水直接排放，使得它们周围的土壤容易富集高含量的有毒重金属。企业排放的烟尘、废气中也含有重金属，并最终通过自然沉降和雨淋沉降进入土壤。矿业和工业固体废弃物在堆放或处理过程中，由于日晒、雨淋、水洗等，重金属极易移动，以辐射状、漏斗状向周围土壤扩散，固体废弃物也可以通过风的传播而使污染范围扩大。2.1.1.2 农业生产活动影响下的土壤重金属污染农业生产，尤其是近代农业生产过程中含重金属的化肥、有机肥、城市废弃物和农药的不合理施用以及污水灌溉等，都可以导致土壤中重金属的污染。重金属元素是肥料中报道最多的污染物质，化肥中品位较差的过磷酸钙和磷矿粉中含有微量的As、Cd重金属元素。与传统的有机肥肥源相比，当前有机肥肥源大多来源于集约化的养殖场，大多使用饲料添加剂。据报道，目前的饲料添加剂中常含有高含量的Cu和Zn，这使得有机肥料中的Cu、Zn含量也明显增加并随着肥料施入农田。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。随着规模养殖业的发展，其对周围土壤的污染也越来越严重，其原因是使用的配方饲料中往往添加适当比例的重金属元素，饲料本身也存在被污染的问题，饲料中过量的重金属元素通过所饲养动物排泄到土壤或水域中，或通过有机肥的形式施入农田。2.1.1.3 交通运输对土壤重金属污染的影响交通运输产生的重金属类污染物主要来源于汽车行驶中产生的汽车尾气、轮胎和机械部件磨损污染物、燃料油、润滑油的泄漏及机动车运载货物导致的扬尘，污染元素则主要为Pb、Cu、Zn等元素。它们一般以道路为中心成条带状分布，强度因距离公路、铁路、城市以及交通量的大小有明显的差异。2.1.2土壤中重金属危害土壤的重金属污染具有长期性、累积性和不可逆性等特点，一旦污染就很难消除，而且会通过生物链条传递下去，造成不可逆转的影响。重金属进入植物并且累积到一定程度后就会产生毒害症状，表现出生长受到抑制、植株矮小及失绿等现象，导致农作物减产;土壤污染还会影响生长在其上面的农作物的品质，如蔬菜的味道变差、易烂，甚至出现难闻的异味等，还会在农作物体内造成重金属元素的累积污染，严重影响食品安全。土壤中重金属在植物体内积累，通过食物链进入人体，并且富集，危害人体健康，是主要的致癌元凶之一。2.2 水体中重金属的主要来源及危害2.2.1 水中重金属危害的来源水体中的重金属污染主要来自两部分：自然因素和人为因素。自然因素主要是岩石风化的碎屑产物。在没有人为污染的情况下，水体中的重金属的含量取决于水与土壤、岩石的相互作用，其值一般很低，不会对人体健康造成危害，但导致水体受到重金属污染。人为污染源主要包括采矿冶炼、金属加工、化工、废电池处理、电子、造革和染料、大气干湿沉降、农药和化肥的使用