喀斯特地区农田土壤重金属污染及其对人体健康的危害

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1、喀斯特地区农田土壤重金属污染及其对人体健康的危害阮玉龙１，２，李向东１，２，黎廷宇２，陈萍１，２，连宾３，＊（１．贵州大学喀斯特环境与地质灾害防治教育部重点实验室，化学与化工学院，贵阳５５００２５；２．中国科学院地球化学研究所，环境地球化学国家重点实验室，普定喀斯特生态系统观测研究站，贵州普定５６２１００；３．南京师范大学生命科学学院，南京２１００２３）摘要：农田土壤重金属污染事件在全国各地频频发生。贵州等喀斯特地区因其特殊的地貌形态、脆弱的生态环境以及不合理的人类活动导致土壤重金属污染严重。本文综述了喀斯特地区农田土壤重金属污染现状，分析了重金属污染对人体健康造成的危

2、害，提出加强立法和执法，强化对各类工矿企业的清洁生产审核力度，以避免和减少污染发生；对重金属污染严重土壤采用生物修复技术等手段来逐步恢复。关键词：喀斯特；重金属；污染；人体健康中图分类号：Ｐ５９５；Ｘ１４２文献标识码：Ａ文章编号：１６７２－９２５０（２０１５）０１－００９２－０６ｄｏｉ：１０．１４０５０／ｊ．ｃｎｋｉ．１６７２－９２５０．２０１５．０１．０１３成土母质发育的土壤［５］，使得岩溶山地土壤的农业生产力受到严重影响。贵州是典型的喀斯特大省，受地形地貌和成土母质等因素影响，土壤重金属本底值普遍较高。曾广铭等［６］研究发现，贵州省农业土壤Ｃｄ的背景值为０．２４８ｍ

3、ｇ／ｋｇ，普遍高于河南、山西、西藏等地土壤，是全国土壤Ｃｄ背景值的３．４倍。岩溶地区是中国主要贫困区，经济、社会、教育发展落后，受经济限制和生活所迫，人们对土地利用、矿产资源开采、化肥和农药使用具有盲目性，加上污染治理的资金和技术跟不上，导致重金属对土壤和水体环境的污染程度加剧。另外，高温多雨的气候特征和复杂的空间水文系统也为重金属的迁移扩散提供了有利的条件。与非喀斯特地区相比，喀斯特地区的土壤重金属污染表现为承纳容量小、迁移灵活（主要指随地表、地下水流迁移）、波及范围广、治理困难、危害性大［５－６］。因此，开展喀斯特地区农田土壤重金属污染现状研究，突出重金属污染的严重

4、性和治理的紧迫性，对预警重金属污染、提高土壤环境质量、保障食品安全和人体健康以及推动该地区经济社会协调发展具有重要意义。土壤是植物赖以生存的物质基础，也是人类生存和发展所必需的重要自然资源。近年来由于人口急剧增长，工业迅猛发展，工业“三废”排放量不断增加；此外，生活污水排放和农用化学物质的大量使用也导致土壤污染加重，其中以重金属污染在近年来显得尤为突出。中国水稻研究所与农业部稻米及制品质量监督检验测试中心２０１０年联合发布的《我国稻米质量安全现状及发展对策研究》中指出，我国１／５的耕地受重金属污染，其中镉污染耕地涉及１１省的２５个地区。重金属污染物在土壤环境中潜伏周期长

5、，很难被降解，不仅能改变土壤结构和功能，降低作物产量和质量，还能通过食物链富集进入人体，危害人体健康。中国岩溶地貌主要集中在西南地区，地表碳酸盐岩裸露，分布众多峰丛、洼地、石林、盆地、山谷、溶沟、溶洞和地下河等，生态环境十分脆弱［１－２］。喀斯特地区特殊的地貌形态和成土环境还导致该区域成土物质少、土壤瘠薄、间断，农业耕地资源十分匮乏［３－４］，加之石灰岩母质发育的土壤中Ｍｎ、Ｎｉ、Ｚｎ、Ｐｂ、Ａｓ、Ｃｄ等重金属元素背景值含量通常高于其它收稿日期：２０１４－０２－２４；改回日期：２０１４－０７－２５基金项目：环境地球化学国家重点实验室科研专项（资助号ＳＫＬＥＧ２０１３４０

6、７）。第一作者简介：阮玉龙（１９８８－），男，硕士研究生，主要研究方向为环境污染控制。Ｅ－ｍａｉｌ：ｒｙｌ８８００３５＠１６３．ｃｏｍ．＊通讯作者：连宾（１９６４－），男，教授，博士生导师。Ｅ－ｍａｉｌ：ｂｉｎ２３６８＠ｖｉｐ．１６３．ｃｏｍ．第１期阮玉龙等：喀斯特地区农田土壤重金属污染及其对人体健康的危害９３引起农田土壤和作物中Ｚｎ、Ｎｉ、Ｐｂ、Ｃｕ、Ｃｄ等多种重金属含量升高［１７］。城市交通排放的尾气是大气Ｐｂ污染的常见来源［１８］。王京等［１９］对贵阳市城区近地面大气颗粒物ＰＭ１０、ＰＭ２．５所含重金属量进行分析发现，Ｐｂ、Ｚｎ含量较高，ＰＭ１０／ＰＭ２．５中含Ｐ

7、ｂ量分别为１４８ｍｇ／ｋｇ和２７４ｍｇ／ｋｇ，含Ｚｎ量分别为３４４ｍｇ／ｋｇ和２８９ｍｇ／ｋｇ，且重金属元素更易富集在ＰＭ２．５细颗粒上，这不仅对人体呼吸系统构成直接威胁，还会通过沉降作用进入土壤，对环境造成危害。贵州省务川汞矿区大气汞浓度为７～４００００ｎｇ／ｍ３，超出正常大气汞浓度１～４个数量级，汞的沉降是土壤汞的重要来源之一［２０］。（４）施用化肥和农药。岩溶地区由于地质构造特殊、成土母质缺乏成土物质、水土流失严重以及矿物营养元素土壤储存能力弱等特点，致使土壤营养成分含量低，因而刺激了对化肥和农药的过分需求，重金属污染来源土壤重金属