土壤鉛污染及其生物有效性評價研究進展

段穎

摘 要：土壤鉛污染是我國環境污染中的一項基本內容，也是造成我國生態環境失衡的重要原因。現本文主要對土壤鉛污染及其生物有效性評價進行了詳細的研究。文章首先分析了土壤中鉛的主要來源以及造成土壤鉛污染的主要成因。繼而探討了土壤中鉛的形態及其生物有效性的研究現狀，并對其生物有效性評價的研究進展進行了簡要論述，指出在未來的土壤污染治理中，可以利用鉛的生物有效性來判定鉛的含量，并積極采取有效措施來治理土壤鉛污染。

關鍵詞：土壤鉛污染；生物有效性；污染成因；研究

鉛是一種金屬元素，在化學元素周期表中鉛屬于IVA族，是一種重要的礦物質，但同時也是一個主要的環境污染元素。鉛在自然界中主要是以+2價離子和+4離子的形式存在。并且其氧化鉛的狀態較為穩定，而二氧化鉛的狀態則相對不太穩定，具有極強的氧化性。因而在土壤污染中鉛主要是以+2價離子的狀態存在。在地殼中，含有大量的鉛礦資源，其中富含鉛的礦產種類大概有200多種。隨著工業的不斷發展，人們對鉛的開采與利用越來越多，但同時也造成了大量的水體鉛污染和土壤鉛污染。為了有效防治鉛污染，就需要及時確定土壤中鉛的含量。近年來，利用土壤中鉛的生物有效性進行鉛含量測定逐漸備受業界關注，并且也取得了一定的研究成果。以下本文中就針對鉛污染問題以及其生物有效性評價研究進展進行探討。

1 土壤中鉛污染的來源

土壤中鉛污染的來源形式大致可以分為兩類，即自然形成與非自然形成。自然形成的土壤鉛污染主要是通過地殼運動、火山噴發、海嘯以及森林火災等自然因素的影響而促使自然界的鉛被散布在更多的土壤中。并且事實上，自然形成的土壤鉛污染并不是特別嚴重，導致現在土壤鉛污染越來越眼中的主要因素還是在于非自然形成的因素，也就是人為活動所造成的。主要體現在以下幾方面：

1.1 大氣沉降

在汽車工業的發展中，人們發現在汽油中加入鉛就可以有效的防止汽油燃燒爆裂，因此鉛作為防爆劑被廣泛應用在汽油生產制造中。但鉛會隨著汽車尾氣排入空氣中，經過一定的沉淀落入土壤中，就會造成一定的鉛污染。據相關調查顯示，在汽車或工業較為密集的地區，土壤中鉛的含量就相對很高。同時，大氣中的鉛會隨著空氣散步到更遠的地方，甚至在沒有人煙的地方都能檢測到土壤鉛污染的痕跡。

1.2 城市垃圾

在當前的城市固體垃圾中，有很多都含有大量的鉛以及其他重金屬，若將這些城市垃圾直接掩埋在土壤下面，就會造成嚴重的重金屬污染，有些重金屬很難被分解，能夠污染幾十年甚至更久，鉛就是這樣一種性質較為穩定的金屬污染物質。

1.3 污水灌溉

這主要是指城市工業的廢水中含有大量的重金屬，而這些污水又直接排入了河流中，被用作農業灌溉用水。從而使鉛在農田中不斷沉淀，形成了土壤鉛污染，不但給自然環境造成很大影響，也不利于農業產品的健康生長。

1.4 采礦與金屬加工業

目前采礦業以及金屬加工業不斷發展，使得鉛等重金屬得到了大量的開采、提煉與應用，主要在汽油、蓄電池、玻璃制造業、粉末冶金等行業領域有著廣泛應用。另外，還在涂料、顏料、彩釉、醫藥、化裝品、化學試劑及其他含鉛制品的生產和使用中有著廣泛應用，這些都是造成土壤鉛污染的主要來源。經過相關調查顯示，在有這些工廠的周邊土壤檢測中發現其中鉛的含量大都嚴重超標，鉛污染問題較為嚴重。

1.5 農藥與化肥

在農業生產中所使用的農藥和化肥也大都含有一定的鉛成分，當這些農藥應用在農業生產中，就會造成鉛在土壤中的不斷累積。例如果樹栽植中對砷酸鉛的使用就會使果園土地中不斷積累鉛含量，最終形成土壤的鉛污染。而某些化肥中鉛的含量更大，且化肥的用量較大，更是促使了土壤中鉛的含量不斷增大。

2 土壤中鉛的形態及其生物有效性

土壤鉛的生物有效性與鉛在土壤中的形態分布有關。目前，對土壤中鉛進行形態分級大多采用Tessler方法，將土壤中的鉛分為：水溶態、交換態、碳酸鹽態、鐵錳氧化物結合態、有機質硫化物形態及殘渣態。對我國一些土壤中鉛的形態分布研究表明，土壤中殘渣態鉛約占總鉛的35%-75%。中國10個自然土壤中各形態含鉛量的分配都以鐵錳氧化態最高，占非殘渣態的40%-80%；其次是有機質硫化物態過碳酸鹽態；交換態和水溶態最低，在對外源可溶性重金屬進入土壤后的形態分布及其形態隨時間的轉化進行研究后，研究結果表明外源鉛進入土壤后主要以鐵錳氧化物結合態、有機態和殘渣態形式存在，有些還會存在一定碳酸鹽態積累。有些學者將土壤中的鉛分為可交換態（EXCH）、碳酸鹽態（CARB）、易還原態（EASR）、較難還原態（MODR）、有機態和硫化物（ORGS）和殘渣態（RESD）。并認為低鉛污染土壤的各部分鉛含量順序為：RESE>ORGS>CARB>MODR>RESD。高鉛污染土壤的各部分鉛含量順序為：ORGS>MODR>CARB>EASR>RESD。還有一些研究表明，植物吸收鉛的主要形態為交換態鉛（包括水溶態），碳酸鹽態鉛及鐵錳氧化物結合形態鉛在一定條件下可被植物吸收，有機質硫化物態鉛及殘渣態鉛植物難以利用。鉛的生物有效態主要包括水溶態、交換態和一部分的碳酸態及鐵錳氧化物結合形態。

3 土壤鉛生物有效性的評價

在對一長時間開采的鉛礦周圍土壤進行研究后表明，土壤中鉛的總量與蘿卜葉子中鉛的含量具有很好的線性相關性，說明在一定情況下，土壤中鉛的總量可以評估其在土壤中的生物有效性。但更多研究表明，土壤全鉛含量與作物的產量和含鉛量的相關性低于有效鉛。因此，闡明鉛的生物效應、研究土壤有效鉛更有意義。而研究鉛有效性的關鍵在于鉛有效態浸提劑的選擇，目前對于這方面的研究很多，但因土壤性質、栽培作物、提取條件等的不同而結論各異，始終沒有形成一個統一的標準，最初有人建議用0.1mol/L鹽酸作為通用的重金屬有效提取劑，但這對石灰性土壤不太適宜，因為它能把很多非交換態的金屬也溶解下來。在對酸性土壤上比較了0.05mol/L鹽酸、0.5mol/L醋酸、2%檸檬酸和1mol/L醋酸銨的提取效果后，發現它們所浸提出的鉛含量均與糙米中鉛含量顯著相關，因而很難確定這些浸提劑的優劣。而用0.5mol/L氯化鋇提取土壤中的鉛有很好的效果，我們認為這可能是由于Ba2+半徑和Pb2+半徑相近的緣故；而比較了不同提取劑后認為NH4Ac、CaCl2、EDTA均是棕壤、褐土潮土中鉛較好的提取劑，但NaNO3和0.1mol/LHCl僅適用于酸性土壤（棕壤）；還有相關分析表明，以0.05mg/LEDTA或5%醋酸溶液提取的鉛能較好地預測作物對鉛的吸收，其相關系數分別達到0.89和0.83，在近幾年被許多研究者采用。

結束語

綜上所述，用土壤全量鉛作為國家土壤環境質量標準唯一的評價依據很難對我國不同地區的土壤鉛污染水平作出客觀的評價，而通過開展土壤鉛植物有效性評價研究，尋找到一種廣譜的土壤植物有效鉛的提取劑，用土壤鉛植物有效態含量作為評價指標，將為我國鉛的土壤環境質量標準的完善提供更為切實的依據。

參考文獻

[1]程新偉.土壤鉛污染研究進展[J].地下水，2011（01）.

[2]余彬，鄭欽玉.土壤鉛污染的防治技術[J].安徽農學通報，2007（13）.