中国城市土壤重金属污染现状及防治对策论文 -

中国城市土壤重金属污染现状及防治对策 xxxx 学院 xxx专业 2011级二班 xxx xxxx学号

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摘 要 本文分析了城市土壤重金属的空间分布和形态特征，总结了城市土壤重金属通过食物链传递、地面扬尘和污染城市水体威胁人类的健康，讨论了城市土壤重金属的主要来源为燃煤释放、机动车尾气、市区内垃圾堆放以及大气干湿沉降，并提出从源头上减少重金属的污染排放及治理被重金属污染的土壤的防治对策。

关键词 城市土壤 重金属污染 防治措施

本文所指的城市土壤是指出现在城市和城郊地区、受人类活动强烈影响的、非农用的、厚度大于50 cm的一类土壤，广泛分布在公园、道路、体育场、城市河道、城郊、垃圾添埋场、废气工厂、矿山周围，或被建筑和工业设施所覆盖。城市工业发达，污染源众多，重金属污染源不仅数量多，而且种类繁多。加上城市人口集中，人类活动频繁，与土壤直接或间接接触的几率很高，相比于自然土壤或农用土壤而言，这类土壤的重金属污染更容易对人体健康造成危害。城市土壤的重金属污染已成为国际研究的热点，我国学者对城市土壤的重金属污染研究起步较晚，系统而深入的工作还不多，但也初步积累了一些资料。本文综述中国城市土壤重金属污染现状，并提出了相应的对策与建议。

1 中国城土壤重金属污染特点

1.1 空间分布特征

总体来说，城市土壤中重金属含量要明显高于郊区及远离城市的农田土壤的含量，城市是郊区土壤重金属污染的源。随蔬菜地与城市距离的增加，南京市郊菜地土壤中重金属含量从城区到郊区这一距离上呈下降趋势，郊区到农区则基本不变[1]。成都市区主要污染元素为Hg 、Pb 、Zn 和Cu ，其污染状况市区及工厂区比城郊严重，且表现出一环路>二环路>三环路的趋势。全国煤炭之乡、能源重化工基地山西太原市区土壤中Cu 、Cd 、Cr 、Zn 、Mn 等5种元素的含量均高于郊区[2]。

市区内部土壤重金属分布呈现一定的规律，表现为交通干线两侧，人类活动密集的闹市区、广场，老工业区，居民区污染较为严重，而公园、风景区等受人为活动影响较少的功能区，污染则较轻。南京市矿冶区、开发区、商业区、城市广场、风景区和老居民区等6大功能区重金属综合污染指数分别为5.4、4.9、3.4、

1.6、2.4和2.3[3]，这与其它地区的研究结论相类似。对六朝古都开封城区土壤的

研究也表现出了相类似的结果。

城市公园是人群与土壤直接接触较多的地方，其土壤质量的好坏对人体健康尤其是儿童生长发育会有直接影响。北京城区三十多个公园土壤Pb 质量分数调查表明，虽然污染程度轻的公园占大多数，但以故宫、颐和园、北海为代表的著名公园污染指数远远高于其它公园[4]，且这些公园客流量大，对人健康造成的影响也大。中国目前还没有制定针对城市居民健康的土壤环境标准，应用Mielke 等（1999）提出的城市儿童临界血铅浓度的土壤Pb 总质量分数为80 mg/kg，北京市区公园超标率达30%[4]。

重金属在城市土壤剖面特征不同于自然土壤或表层耕作的农业土壤，城市土壤受人为扰动较大，挖掘、搬运、堆积、混合、和大量的废弃物填充，使自然土壤发生层被破坏，土壤结构与剖面发育层次十分混乱。部分研究对城市土壤重金属剖面特征做了分析，卢瑛等[5]研究表明，南京市Pb 在土壤剖面中分布无规律，底土层含量仍然很高。

1.2 形态特征

城市生态系统中，城市土壤为城市绿化植物提供生长基础，供应营养物质。活性态金属易在土壤中迁移和被植物吸收而影响植物的生长，非残渣态总量可以作为活性态重金属的一种指标。与农业土壤相比，城市土壤重金属可移动态比例增大，生物有效性提高。南京市土壤重金属形态分析表明，活性态比例大小为Mn >Pb >Zn >Cu >Co >Ni >V > Cr >Fe ，与非城区相比，其主要来源为人为输入的Mn 、Cu 、Zn 、Pb 残渣态所占比例低，活性态比例大。

2 城市土壤重金属污染及对人体健康危害

2.1 食物链传递

城市（郊）蔬菜是城市居民重金属污染暴露的主要途径，对于其形态及其在土壤蔬菜中的转化特征，国内外已做了深入而系统地研究。中国的郊区为市区蔬菜的主要供应基地，其土壤重金属含量将对城市人群健康城市直接影响，目前的很多研究表明，中国的城市郊区菜地土壤已受到了不同程度的重金属污染，许多向大城市供应的蔬菜中，重金属含量都已超过相应标准。

2.2 地面扬尘

在城区内部，由于城市土壤中主要种植花草树木等观赏或净化空气类植物，因此通过植物累积，食物链传递对人体健康造成危害的几率不大。城市土壤对人类的危害途径主要是通过人体直接接触（如公园土壤与游人直接接触、儿童摄取等）、风起扬尘被人体直接吸入。颗粒物来源分析表明，重庆城区道路土壤尘土对大气TSP 贡献比重为5%-13% [6]，长春大气颗粒物来源中土壤占36.7%[7]。因此周围土壤的污染物浓度将对长期居住和活动于城区的较固定的人群（如儿童）[5]

产生较大危害。中国北方春季易刮大风，沙尘暴天气时有发生。研究发现沙尘暴时，来源于土壤的离子和元素浓度迅速增加，污染元素Pb ，Zn ，Cd ，Cu 在沙尘暴期间的浓度比平常高出3-12倍，并且TSP （总悬浮颗粒物

2.3 污染城市水体

城市土壤的多介质污染还表现在对城市地表径流、地表水以及地下水的污染。城区内存在广泛的地表封闭和土壤压实现象，使得城市土壤短期蓄存缓冲能力和入渗功能下降或消失，地表径流系数增加，加上城市土壤绿地覆盖不足，大雨时很容易产生短期城市洪涝灾害，径流会携带重金属物质，从而造成城市地表水污染。而地面积水土壤污染物的富集还会对地下水造成威胁。

3 城市土壤重金属来源

工业“三废”排放，采矿和冶炼，家庭燃煤，生活垃圾渗出，汽车尾气排放，是中国城市重金属污染的主要来源。

矿产冶炼加工、电镀、塑料、电池、化工等行业是排放重金属的主要工业源，它们以“三废”形式不断向城市土壤排放重金属，在某些工厂企业的周围有些土壤的Zn 、Pb 质量分数甚至高达3000 mg/kg。

燃煤释放也是土壤重金属重要来源之一，王起超等[9]研究得出1995年中国燃煤排放汞302.9 t，其中向大气排放量为213.8 t，北京、上海、天津等超大城市排汞强度较高。虽然近些年城市的供暖供气都已有了很大的改善，煤气的使用和冬天集中供暖使冬季空气污染情况大大改善，但过去的燃煤所释放的重金属已经沉降至城市土壤中，这会对城市生态系统、环境及人体健康产生长期效应。

机动车尾气排放既是城市大气的主要污染源，也显著引起公路两侧土壤的重金属污染，汽车汽油、发动机、轮胎、润滑油和镀金部分都能燃烧或磨损而释放出Pb 、Cd 、Cu 、Zn 等重金属。对乌鲁木齐、西宁市的研究都证明了这点。据估计，中国到2010年将形成600万辆的汽车年产量，汽车保有量达到4800[10]万辆，而大部分将在城市，这必然会进一步增加城市环境压力，我们必须重视这一问题。

市区内的垃圾堆放，也会使重金属渗漏释放到土壤中，使城市土壤局部重金属含量增加。城市生活垃圾中部分重金属元素含量超标。堆放垃圾在雨水淋洗下会向土壤中释放有毒元素，释放到土壤中的主要是其有效态部分，且由于在表生条件下以有效态形式存在的金属元素几乎不可能再结合到残渣态去，这会使重金属在土壤中迁移能力增加，污染地下水。

大气的干湿沉降是城市中土壤重金属积累的主要途径，目前国内的学者对大气的汞沉降研究较多，而其它重金属的干湿沉降研究较少，张乃明[11]得出太原市

重金属Hg 、Cd 、Pb 沉降量分别为：4.48、6.34、349.4 g/(hm2·a) 。今后应多开展城市大气重金属沉降方面的研究。

4 控制城市土壤重金属污染的对策

4.1 从源头减少重金属的污染排放

对于工矿企业，应该严格控制生产过程中有毒元素的排放及泄漏，废弃物的排放、堆放采取物理化学措施处理，减少它们对环境污染；禁止对废渣任意堆放，防止废渣中的重金属物质下渗至土壤或挥发到大气。

由于大气干湿沉降是土壤重金属的重要来源，所以减少大气重金属含量也就有效地减少了城市重金属的污染源。继续推行无铅汽油的使用，机动车Pb 排放的减少使城市大气中重金属含量减少，从而也会有效地减少土壤重金属污染。

调整能源结构及能源供给方式。据统计，80年代我国耗煤量为每年6×108 t 左右，每年有1.2×107 t 颗粒物及有害物质排入大气，这些颗粒物常常富集大量的重金属，而城市土壤成为重金属的汇。所以减少煤的使用量，使用煤气或天然气等污染物释放较少的能源也是减少城市土壤重金属污染的有效措施。采用集中供暖的方式，对烟气灰尘排放进行集中治理，积极发展新技术，减少燃煤向大气排放重金属。

城市生活垃圾分类收集，将尘土、塑料包装物、印刷制品与其它垃圾分开存放，储运和处理垃圾时，应将含重金属元素的垃圾与其它垃圾分开。只有在垃圾重金属元素不超标的情况下，才能进行填埋、堆肥和焚烧处理。

4.2 治理被重金属污染的土壤

城市人口高度密集，土壤污染可以通过扬尘和土壤直接接触而对人体产生危害。采用核探针研究大气颗粒物的指纹特征，结果表明上海市大气颗粒物中大约有31%[12]来自土壤扬尘。随汽车尾气排放的控制和能源结构的调整，可以预计土壤扬尘会继续成为城市大气重金属的主要来源。因此，减少土壤暴露面积，增加绿地面积，对城市土壤加以植物覆盖，应该成为当前较为迫切的任务。

在人群与土壤直接接触较多的地方（如公园），应进行土壤重金属污染的检测与评价，加强方便易行的检测手段的研究与实施，如卢瑛等[13]采用测定土壤磁化率的方法对城市土壤Cu 、Zn 、Pb 污染状况进行检测。对重金属污染的土壤应进行相应的治理，植树种草，减少直接暴露；对污染严重的土壤应进行表土填埋或移除，减少儿童与重金属污染土壤的直接接触。

我国目前尚没有制定出城市土壤重金属健康评价标准，今后应结合人体健康评估和土地利用方式而制定相应的法规和标准，这将会有利于城市土壤的评价和保护。不同的土地利用方式，对环境的要求不同，在进行城市建设时应进行相应的重金属污染评价，在不同的土壤上进行不同的功能区建设，避免人群与重金属

污染的土壤发生接触。

主要参考文献：

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[2] 郭翠花, 黄淑萍, 原洪波, 等. 太原市地表土中五种重金属元素的污染检测及评价[J].山西大学学报(自然科学版),1995,18(2):222-226.

[3] 吴新民, 李恋卿, 潘根兴, 等. 南京市不同功能区土壤中重金属Cu 、Zn 、Pb 和Cd 的污染特征[J].环境科学,2003,24(3):105-111.

[4] 郑袁明, 余轲, 吴泓涛, 等. 北京市城市公园土壤铅含量及其污染评价[J].地理研究,2002,21(4):418-424.

[5] 卢瑛, 龚子同, 张甘霖. 南京城市土壤中重金属的化学形态分布[J].环境化学,2003,22(2):131-136.

[6] 陈思龙, 郑有斌, 赵琦, 等. 重庆城区大气颗粒物污染来源解析[J].重庆环境科学,1996,18(6): 24-28.

[7] 杨郁枝, 李琳. 长春大气颗粒物污染来源的鉴别[J].中国环境检测,1995,11(2):6-38.

[8] 王玮, 岳欣, 刘红杰, 等. 北京市春季沙尘暴天气大气气溶胶污染特征研究[J].环境科学学报,2002,22(4):494-498.

[9] 沈文国, 麻壮伟，王超. 中国燃煤汞排放量估算[J].中国环境科学,1999,19(4):318-321.

[10] 菲尔汉·汉杰尔, 潘丽英, 陈勇, 等. 汽车废气中的铅对城市土壤污染状况调查[J].干旱环境检测,2002,16(3):154-161.

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[12] 仇志军, 姜达, 陆荣荣, 等. 基于核探针研究的大气气溶胶单颗粒指纹数据库的研制[J].环境科学学报,

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