镉污染小论文

土壤镉污染

从臭名昭著的八大公害事件之一的日本神通川的“痛痛病”事件再到前段时间的闹得沸沸腾腾的广州“镉米”事件，重金属镉污染再次深深的刺痛着人们敏感而脆弱的神经。

镉(Cd)是生物毒性最强的重金属元素，在环境中的化学活性强，移动性大，毒性持久，容易通过食物链的富集作用危及人类健康，对人体具有三致(致病、致癌、致突变)作用，能诱发肾衰变、关节炎、癌症等病。镉易通过农作物途径进入人体造成毒害．世界卫生组织(2003)和美国环保局(1994)规定人体Cd的最大允许摄人量(ADI值)均为1μg/kg*d 。镉是一种积累性的剧毒元素，人体某些器官中的镉含量随着年龄的增长而增加，对镉的环境行为、污染防治等方面的研究一直受到广泛关注。

镉同时对动植物也有很大的危害性，当镉进人植物并积累到一定程度，就会产生毒害症状，表现出生长受到抑制、植株矮小、失绿、产量下降等症状。对植物的影响包括两个方面：其一影响其生长发育和产量，如使水稻在生理生化过程中的光合强度降低叶绿素含量下降导致失绿，返青分蘖推迟根系短少。据研究，当土壤中可溶态镉为O．43 mg/Kg时，水稻减产lO％；为8.10 mg／Kg时，水稻减产达25％；其二影响品质，表现在作物中的镉含量与土壤可溶态镉含量成极显著正相关，如稻米镉和十壤可溶态镉的相关系数达O.997，这不仅使稻米的有害成分增加成为“镉米”，而且还影响稻米的氨基酸及淀粉中的支链淀粉和直链淀粉比例改变，使其品质变差。

猪、鸡、鸭、牛和大鼠镉中毒后，出现心肌变性和蜡状坏死16J，肝细胞浊肿，有些会出现局灶性坏死，骨骼肌变性和轻度蜡状坏死，食道的鳞状上皮细胞出现角质增生，脾脏动脉肇增厚，骨骼变形，肾小管脂肪变化和颗粒变化，甚至坏死，输尿管黏膜肿胀，上皮细胞曾空泡变性，脑有软化灶，毛细血管间质增宽，肌胃纤维肿胀，粗细不均，间质增厚，变性。镉可使动物骨矿物质代谢障碍，影响成骨细胞的形成而导致骨质疏松。镉可以降低动物角膜内皮完整性。

更重要的是在自然界的镉，可通过动植物的生物富集作用，最终被作为食物链顶端的人吸收。给人们的身体健康带来更加严重的危害。

环境中镉主要来自自然形成和人为因素引人．前者主要来自大自然中的岩石和矿物，后者主要指通过工农业生产活动直接或间接地将镉排放到环境中。Cd在地壳中的含量较少，平均为0.15mg·kg^-1一般来说，在世界范围内，正常土壤含Cd为0.01一0.2mg·kg^-1，，中值为0.35mg·kg^-1。因土壤类型和地区有所差异。我国地域宽阔，土壤类型众多，土壤中

镉的背景值也呈现一定的分布规律。区域分异的规律性:西部地区>中部地区>东部地区;北方地区>南方地区。从土壤类型来看，有研究表明：石灰土的cd的背景值最高，达到

0.332mg·kg^-1;绿洲土、水稻土和高山漠土的Cd的背景值次之;其次为灰褐土和黑沪土等，其背景值均大于0.100mg·kg^-1;Cd背景值较低的土类主要是栗钙土、灰色森林土、砖红壤、赤红壤和红壤，均在0.060mg·kg^-1，以下;其他各土类的Cd的背景值接近于全国土壤Cd的平均背景值，为0.070一0.080mg·kg^-1。

因此，我们又可以推测。在湖南，土壤类型多为红壤，镉的背景值是很低的。而前段时间广州的“镉米”事件中查出绝大部分的有毒“镉米”均来自湖南。那“镉米”是如何形成呢？若是在自然状态下，如此地低景值怎会生产出“镉米”，这肯定是离不开人类的生产活动所造成的严重污染的。而且红壤是酸性的，也就是说酸性淋溶作用强，可被冲洗到土壤深层。可想污染时有多严重。

那这些土壤中的镉又是从何而来呢？

镉常被用于电镀、油漆着色剂、合金抗腐蚀和抗磨擦剂、塑料稳定剂、光敏元件的制备以及电池生产等行业。这些行业的发展必然导致大量的镉进入土壤、水体和大气环境。此外，在镀锌的金属、硫化的轮胎、磷肥和污泥中也夹杂着一定数量的镉．采矿业、冶金等工业废水的不合理排放、工业污泥的农田施用、污水灌溉及磷肥施用等都会造成土壤镉累积．随着我国工业的发展，由于化肥、农药和污泥的大量施用，工业废水的排放和重金属的大气沉降的日益增加，农田重金属的含量明显增加，土壤镉污染状况越来越严重。

有了污染，就必须要处理。我们走上一条先污染后治理的不归路。目前，针对土壤镉污染主要以下几种治理方法：工程治理法，化学治理法，生物治理法和农业治理法。

工程治理。工程治理方法工程治理是指用物理或物理化学的原理来治理土壤镉污染。土壤中镉元素的形态是可逆的。随着酸性污水的侵袭,被固定的镉又被活化为交换态。因此对镉污染土壤最彻底的改良方法是铲除其表土。此外还可以在污染的土壤上加上未污染的新土或将污染的土壤移走换上新土等。以上措施对污染地而言具有效果彻底、稳定等优点,但实施复杂、治理费用太高，难以承担其巨额费用和易引起土壤肥力降低等缺点。此种这种排土客土法，亦是治标不治本。将表面土铲掉，只是说减少对当地的污染，但铲掉的表土堆积也是一个问题，若不采取措施必将造成堆积地区的严重污染。

化学治理法。化学治理就是向污染土壤投入改良剂、抑制剂,增加土壤有机质、阳离子代换量和粘粒的含量,改变pH、Eh和电导等理化性质,使土壤镉发生氧化、还原、沉淀、吸附、抑制和拮抗等作用,以降低镉的生物有效性。化学治理措施优点是治理效果和费用都适中,

缺点是容易再度活化。因此也是治标不能治本。

可欣慰的是美国路易斯安那州立大学研究出的一种净化土壤污染的原位修复的方法，电化土壤恢复法，也可称为电动修复。此法在欧美一些国家发展很快，已经进入商业化阶段。其原理是在水分饱和的污染土壤中插入一些电极，然后通一低强度的直流电，金属离子在电场作用下定向移动，在电极附近富集，从而达到清除重金属的目的。此种方法在欧美已进入商业化阶段。我想我们也是可以借鉴这种方法的。富集之后，再集中处理，相比化学治理，成本较大，但效果更好，避免再次污染，而且可以处理多种重金属污染。

生物治理方法。生物治理是指利用生物的某些习性来适应、抑制和改良镉污染。主要有:①动物治理:利用土壤中的某些低等动物蚯蚓、鼠类等吸收土壤中的镉。②微生物治理:利用土壤中的某些微生物对镉产生吸收、沉淀、氧化和还原等作用,降低土壤中镉形成难溶磷酸盐。原核生物(细菌、放线茵)比真核生物(真菌)对镉更敏感,格兰氏阳性菌可吸收镉。③植物治理:利用某些植物能忍耐和超量积累某种重金属的特性来清除土壤中的镉；超积累植物目前已发现400多种,可吸收积累大量的镉,超积累植物积累镉的含量一般在0.1%以上。现在研究较多，应用较多的是植物修复治理。

一般植物修复机理主要有以下几种：

植物萃取作用：是指利用重金属超积累植物从土壤中吸取一种或几种重金属，并将其转移、储存到地上部，随后收割地上部并集中处理。连续种植这种植物，可使土壤中重金属含量降低到可接受的水平。

植物挥发作用：是利用植物的吸收、积累和挥发而减少土壤中一些挥发性污染物（如Hg 和Se），即植物将污染物吸收到体内后将其转化为气态释放到大气中。

根际过滤作用：植物通过改变根际环境（pH、Eh）使重金属的形态发生化学改变，通过在植物的根部积累和沉淀，减少重金属在土壤中的移动性。

目前植物修复主要是指植物萃取作用，即利用某些特定植物对重金属超富集能力清除土壤重金属污染。而且可以采用植物促进修复法，有研究表明草酸、乳酸、柠檬酸、醋酸、EDTA 均可明显促进植株地上部对镉的吸收，可作为镉污染土壤修复的增效剂。这些物质的使用可大大增加土壤中镉的生物有效性，促进植物对镉的吸收。

此外还有超积累植物：是指能够超量吸收和积累重金属的植物利用超积累植物对重金属富集比普通植物高出几十倍到几百倍的能力，对重金属污染土壤进行修复。但是目前发现的有富集植物，大都植株矮小，生长周期长，生物量小，难以满足超积累植物的要求。因此，有人提出用基因工程的方法，一是改良目前有富集作用的植物，使之满足超级累植物的要求。