土壤地下水重金属污染特征与评价研究
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摘要：随着印染、农药、矿业及电镀等工业生产活动的增加，产生的重金属越来越多，重金属通过大气沉降、污水灌溉等途径进入到土壤系统和地下水系统中，加剧了土壤地下水的污染，对人体健康和生产经营活动均造成了严重的危害。从我国土壤地下水重金属污染现状来看，土壤地下水重金属污染具有污染范围广、污染速度快、污染严重等特点，由此可见，土壤地下水金属污染已经成为危害人类健康生活和阻碍社会经济持续发展的威胁因素，必须对土壤地下水重金属污染特征加以明确，并确定相应的评价体系。本文着重对土壤地下水金属污染的特征和评价做一分析阐述，期望为相关的研究人员提供建设性的意见。
关键词：土壤;地下水;重金属污染;评价
中图分类号：X839.1 文献标识码：A 文章编号：2095-672X（2020）04-0-01
DOI：10.16647/j.cnki.cn15-1369/X.2020.04.102
Abstract：With the printing and dyeing， agricultural chemicals， mining and the increase of industrial production， such as electroplating of heavy metals is becoming more and more heavy metals through the way such as atmospheric sedimentation，wastewater irrigation into the soil and groundwater system， intensify the pollution of groundwater，soil on human health and the production and business operation activities have caused serious harm.From our country current situation of soil heavy metal pollution of groundwater，soil polluted by heavy metal pollution of groundwater pollution range，speed，serious pollution and other characteristics.Therefore，soil groundwater metal pollution has become a danger to human health and life factors hindering the threat of social and economic sustainable development，must try to clear the characteristic of soil heavy metal pollution of groundwater，and determine the corresponding evaluation system.This paper focuses on the analysis of the characteristics and evaluation of metal pollution in soil and groundwater in the hope of providing constructive Suggestions for relevant researchers.
Key words：Soil;Groundwater;Heavy metal pollution;Evaluation
鑒于我国部分地区土壤地下水重金属污染严重，所暴露的生态环境问题越来越突出，对人类的生存生产活动已经造成了严重的危害。因此必须加强对土壤地下水重金属污染的相关研究，明确土壤地下水重金属污染的特征，并在此基础上实地采集标本，进行实验分析，进行污染评价研究，制定土壤地下水重金属污染评价体系，为后期土壤地下水重金属污染治理及风险预防等工作提供科学参考。
1 土壤地下水重金属污染来源分析
就目前的土壤地下水重金属污染现状和相关的研究可以发现，土壤地下水重金属污染来源主要包括大气沉降、成土母质本身、农药化肥的过度使用、重金属污染物的堆放及农田的废水污水灌溉等。我国在2014年发布的全国土地污染相关调查报告中明确指出，我国的土壤超标率已经高达16.1%，而重污染企业和周边土壤超标占比高达36.3%[1]。从数据就可以看出，我国的土壤污染问题已经很严重。随着近几年经济的快速发展，土壤污染问题更加的尖锐，值得国家、企业和个人认真去对待，给予足够的重视。土壤地下水重金属污染按照类型不同，主要划分为点源污染和非点源污染，点源污染包括印染、农药、矿业及电镀等工业生产活动所产生的“三废”排放，非点源污染是指农药、污染水灌溉及汽车尾气等。研究发现，农田中的污染物Hg主要是因为长期的污染水灌溉所导致的，污染区的As、Cu、PB等均来源于附近的工业活动[2]。
2 土壤地下水重金属污染特征
2.1 土壤地下水重金属污染对人体的危害
土壤地下水重金属污染被微生物和植物分解吸收后，会直接或间接的进入到人体，进入到人体后，重金属污染可以迅速占据人体的重要细胞和器官，影响相关酶的分解。更为严重的是，重金属污染物会增强人体肺脏等器官蛋白质的氧化性，对人体身体健康和生命安全造成威胁，并且这种威胁和危害不可逆。相关的研究发现，电力厂附近居民的种植蔬菜中重金属含量较高，以萝卜和菠菜中含有的重金属含量最多，居民发生癌症的概率也大大升高。
2.2 土壤地下水重金属污染对植物造成的危害 植物通过分解和吸收土壤中的重金属，会将重金属毒素富集于体内，而后与大分子活性点位结合，最终导致植物发生病变，植物的光合作用和酶活性等活动受到限制，严重时还会导致植物的繁殖受到影响。在土壤地下水重金属污染相关研究中发现，Cu会抑制植物叶绿素的合成，影响植物叶绿素含量，而且对水生类植物的影响作用更加明显[3]。
2.3 土壤地下水重金属污染对土壤微生物的危害
作为微生物生长生存环境，土壤可以为微生物提供碳、磷等营养元素，反过来微生物可以为土壤提供有机质分解的土壤酶和多种化学反应的养分。但是，一旦土壤地下水系统受到重金属的污染，就会导致土壤酶和微生物的分解受到抑制，并且不同的土壤酶对重金属的敏感性不一，一旦土壤受到重金属污染，毒性难以分辨，后期的治理工作将异常艰难。
3 土壤地下水重金属污染评价
当前土壤污染物评价方式主要利用内梅罗综合污染指数法进行，内梅罗综合污染指数法可以有效地对土壤污染中的Cr、Cu、Zn、Pb、Cd、As、Ni等污染物质进行评价，应用范围较为广泛。内梅罗综合污染指数法的计算公式表示为：P综=，计算公式中的P综表示某土壤综合污染指数，Pmax表示土壤无污染物中数值最大的单项污染指数，而则表示污染物单项污染指数平均值，Pi计算公式为：Pi=Ci/Si，=。公式中的Pi表示土壤中组分i的单因子污染指数，可以有效地反映各类污染物的污染程度，当Pi数值越大，表明土壤受到的污染程度越严重。内梅罗综合污染指数法将土壤污染程度分为5个等级，当P综≤0.7时为安全;当0.73.0則表示土壤污染程度为重度。
地下水污染评价模型主要包括化学致癌物质评价模型和化学非致癌物质评价模型两种，其中化学致癌物质评价模型计算公式为：RCi= [1-exp（-Diqi）]/S，公式中的RCi表示化学致癌物质i对人体的平均致癌风险，Di表示化学致癌物质i通过食入途径的单元体质量日均暴露剂量，qi表示致癌物质食入途径致癌系数，S则表示人均寿命。化学非致癌物质评价模型计算公式为：Rni=（Di/RfDi）×10-6/S，公式中的Rni表示化学致癌物质i对人体的平均致癌风险，Di表示化学致癌物质i通过食入途径的单元体质量日均暴露剂量，Rf表示非致癌物质i通过食入途径参考剂量，S则表示人均寿命。
4 结束语
通过积极的研究土壤地下水重金属污染特征与评价，可以为土壤地下水重金属污染治理提供理论基础和实践经验。因此相关的部门和研究人员要进一步加大研究力度，对重金属污染进行深入的分析，确保后期治理方案的科学性和有效性。
参考文献
[1]李亚静，黄庭，谢哲宇.非正规垃圾填埋场土壤和地下水重金属污染特征与评价[J].地球与环境，2019（3）：361-369.
[2]蔡云梅，张艳林，任露陆.广州城区菜地土壤重金属污染特征及生态风险评价[J].广东农业科学，2019（2）：73-78.
[3]艾提业古丽·热西提，麦麦提吐尔逊·艾则孜.博斯腾湖流域浅层地下水重金属分布特征[J].地球与环境，2019（3）：345-351.
收稿日期：2020-03-01
作者简介：杜亚鲁（1985-），男，汉族，研究生，工程师。
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