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全国土壤污染现状的估计与重金属、类金属污染的关联

  来源:《现代科学仪器》期刊2017-01-06点击:433


【核心介绍】由于过去汽油供用的防爆辛烷中加入四烷基铅,其毒性比无机铅大得多,致使公路旁土壤Pb有偏高趋势。烷基铅的分析开展相对较早,由于R4PbCl有较强的挥发性,可直接用GC-ECD测定,但R2PbCl2则挥发性差,虽然HPLC-AAS法可以测定多种烷基铅,但溶剂的组成,定量分离时间等操作尚不够完善。先用丁基化试剂使各种烷基铅形成四烷基铅后GC-AAS测定法使用较多。该方法是先向含R3Pb+和R2Pb2+的水样中加入NaDDTC和NaCl,用苯取后再用格林试剂(正丁基氯化镁溶于四氢呋喃中)丁基化后,用GC-AAS测  


1 全国土壤环境质量较好,大部分适宜农耕(90%以上)


表1 全国土壤污染状况

项目

总点位超标率(%)

不同程度点位超标率(%)

轻微

轻度

中度

重度

+重度

总体

16.1

11.2

2.3

1.5

1.1

2.6

耕地

19.4

13.7

2.8

1.8

1.1

2.9

林地

10.0

5.9

1.6

1.2

1.3

2.5

草地

10.4

7.6

1.2

0.9

0.7

1.6

未利用地

11.4

8.4

1.1

0.9

1.0

1.9


全国土壤总体、耕地、林地、草地、未利用地污染状况如表1所示,无污染和轻微超标点位占总点位95.1%,属中、重度污染土壤全国占2.6%;耕地中无污染和轻微超标点位占总点位的94.3%,中、重度污染土壤占2.9%。

轻度、中度、重度污染点位之和比例为总体的5%左右。

国土资源部调查结果:适宜农业种植一、二类土壤占87.9%,存在潜在生态风险土壤占12.1%。

2015年国土资源部耕地地球化学调查13.86亿亩中有12.72亩无重金属污染,占调查面积的91.8%,其中西南区,湘鄂赣皖区和闽粤琼区无重金属污染面积为82.1%-77.7%,属中重度污染土壤占2.5%。



表2全国无重金属污染耕地分布

地区

无污染耕地面积(亿亩)

占调查耕地面积的比例(%)

全国

12.72

91.8

东北区

2.46

97.6

晋豫区

1.86

99.1

京津冀鲁区

2.23

99.1

闽粤琼区

0.42

78.9

青藏区

0.04

98.2

西北区

1.02

98.4

西南区

1.15

77.7

湘鄂皖赣区

2.01

82.1

苏浙沪区

1.50

91.2



江西、两湖、两广、云贵川土壤多酸化,多有重金属采选冶企业污染。

基本结论:环保部与国土资源部调查结果基本一致。全国土壤(不分用途)和耕地土壤属中度、重度污染的比例为2.6%和2.9%(强调点不同、金属总量而非有效态,污染与危害多以溶解态浓度为判别依据)。


2 局部局地土壤污染严重

我国的污染企业、增地周边土壤污染严重,如表3所示。


表3八大类场地土壤污染比例相当高

主要类型场地

超标率(%

主要污染物

重污染企业及周边地区

36.3

金属冶炼、皮革制造,CdAsPbCr

工业企业遗留或遗弃场地

34.9

化工、矿冶、制造业、农药,ZnPbAsCrHgPAHs、杀虫剂

固体废物集中处置厂及周边

21.3

重金属污染为主,焚烧场二噁英,PCBs污染

工业园区及周边

29.4

多种污染物叠加

规模化畜禽类养殖场周边

21.8

TPTNAsCuCOD

油田区

23.6

PAHs、石油烃、苯系物

采矿区及周边

33.4

重金属污染严重,CdAsPb Cu

大型交通干线两侧

20.3

PbPAHs

这些污染物除了直接填埋,更大一部分是通过水域对土壤造成污染,进而被污染的土壤又污染干净的水域,周而复始,形成恶性循环。

Cr(VI)是致癌物,其毒性远大于Cr3+,As3+毒性也大于As5+,这些元素在环境中存在的价态不同,对生态环境和人体健康的影响也差异很大。

排放至水域中的重金属及砷很容易水解沉淀于底泥中,受底栖生物和微生物的作用烷基化,其有机态脂溶性强,毒性更大,也更容易在水生生物体内富集,对人体健康影响更大。日本的水俣病就是海洋鱼类、虾和甲壳类富集汞后对人的毒害造成。此外原来汽油添加的四乙基铅,渔船、渔网表层涂的防腐、杀毒用烷基锡和苯基锡,以及PVC稳定剂使用的甲基锡、丁基锡和辛基锡都产量较大。杀虫灭菌也常使用有机胂类。因此这类重金属和砷的有机态环境标准制定和分析方法开发并标准化十分重要。

早在20世纪80年代英国专家就提出制定重金属环境标准时应以不同形态分别制定,故而,需要对金属的不同形态进行分析,即金属形态分析。所谓金属形态分析,就是指金属元素存在的价态以及有机态、无机态的分别定量分析。

而对于类金属物质,在我国的水环境标准中就有明确的规定。其中,综合排放标准把Cr(VI)和总汞定为一类污染物,毒性更大、限定不能检出的烷基汞分为一类。地表水环境质量标准汞类的标准是1.0×10-4mg/L,而甲基汞的排放标准则是1.0×10-6mg/L。

我国1993年就颁布了《水质烷基汞的测定气相色谱法》,在此基础上制定土壤和沉降物中甲基汞、乙基汞的GC -ECD标准分析方法。在《水和废水监测分析方法》(第四版)中推荐了用GC-MS测定淡水、海水中三丁基锡、三苯基锡和四丁基锡、三戊基锡的方法。

针对As3+和As5+,Se4+和Se6+用原子荧光法比较容易分别测定,不经硫脲或抗坏血酸还原测定出的是低价态,还原处理后测定的是总量,差减后即可得出髙价态含量。而甲基胂、二甲基胂以及二甲基硒、二甲基二硒、二甲基硒砜、硒代蛋白酸、硒代半胱氨酸、三甲基硒等多使用气相色谱分离,再依各化合物的挥发点不同以原子荧光法、原子吸收法或ICP-AES法分别测定。用HPLC分离后测定的报道也较多。

由于过去汽油供用的防爆辛烷中加入四烷基铅,其毒性比无机铅大得多,致使公路旁土壤Pb有偏高趋势。烷基铅的分析开展相对较早,由于R4PbCl有较强的挥发性,可直接用GC-ECD测定,但R2PbCl2则挥发性差,虽然HPLC-AAS法可以测定多种烷基铅,但溶剂的组成,定量分离时间等操作尚不够完善。先用丁基化试剂使各种烷基铅形成四烷基铅后GC-AAS测定法使用较多。该方法是先向含R3Pb+和R2Pb2+的水样中加入NaDDTC和NaCl,用苯取后再用格林试剂(正丁基氯化镁溶于四氢呋喃中)丁基化后,用GC-AAS测定,该方法可用于各类环境样品分析。丙基化的方法使用也不少,其过程是向含各种烷基铅的水样(100mL)中,加入0.5mol/L的NaDDTC5mL,NaCl5g及5mL正己烷,振荡并静置分层后,向分离出的正己烷中加入0.5mL烷基化格林试剂(丙基氯化镁溶于乙醚中的2mol/L溶液),振荡后用5ml0.5mol/L的H2SO4破坏过量的格林试剂,再用无水Na2SO4脱水后吸取0.5~ 5uL进入GC-AAS测定。


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