国外对土壤重金属污染的报道最早可以追溯到19世纪发生在日本的足尾铜山公害事件,当时日本出现了“水俣病”和“骨痛病”,经过调查研究是由于汞和镉污染所引起之后,重金属通过食物链造成的环境污染才开始备受关注。早在20世纪70年代,英国就对伦敦等大城市土壤和灰尘中等重金属含量开展研究,发现土壤重金属污染与工业活动、汽车尾气的排放密切有关,城市表土和道路灰尘的重金属可作为城市大气污染的指示。20世纪90年代城市土壤研究逐渐成为国际土壤学研究的新领域,学者们对英国主要城市、美国主要大城市、意大利Naples和Sicily、西班牙Seville,德国慕尼黑、越南河内、泰国曼谷等城市土壤重金属污染进行了研究,如意大利Sicily市以Pb、Zn和Hg污染为主,Pb的富集系数达5—10,Hg为35。这些研究测定了城市土壤重金属含量及其与土壤性质的相关性,也探讨了城市规模、人口密度、交通流量、土地利用方式和历史等因素与城市土壤重金属污染的关系。为此,国际土壤联合会于1998年成立了“城市、工业、交通和矿区土壤工作组”(Soils in Urban and Industrial,Traffic and Mining Areas,SUITMA),截止到目前已经召开了三次国际学术会议,其中城市土壤的重金属污染是主要议题。
改革开放以来,我国社会经济迅猛发展,据世界银行统计从1980年至2010年我国GDP的平均年增长率为惊人的10.02%,并且在2010年我国的GDP已超过日本位居世界第2位。同时,我国城镇人口比重也由1981年的20%迅速发展到2014年的53.73%,伴随着近三十多年的粗放式工业化发展与跨越式的城镇化发展,大量未经处理的重金属“涌”入城镇生态环境,并呈快速蔓延的趋势。[28]城镇土壤重金属的来源可集中分类为自然来源和人为来源,自然来源的重金属主要指因为在地球上的水循环和生物地球化学循环的作用下,广泛分布于各个圈层介质中重金属,由于母岩、生物、气候等综合因素的不同,导致了不同类型土壤中重金属的含量有所差异;人为来源则主要包括大气降尘、城市交通、污水灌溉、工业固体废物的不当处置、工业生产、农药和化肥的不当施用等带入环境的重金属。[12,28]根据2014年环保部和国土资源部发布的《全国土壤污染状况调查公报》,调查结果显示,全国土壤环境状况总体不容乐观,部分地区土壤污染较重,耕地土壤环境质量堪忧,工矿业废弃地土壤环境问题突出。全国土壤总的点位超标率为16.1%,其中轻微、轻度、中度和重度污染点位所占比例分别为11.2%、2.3%、1.5%和1.1%。从污染类型看,以无机型为主,有机型次之,复合型污染比重较小,无机污染物超标点位数占全部超标点位的82.8%。我国的城镇土壤重金属污染问题较为突出,据不完全估计,我国受镉、砷、铬、铅等重金属污染的耕地面积近1.5亿亩,约占耕地总面积的十分之一,全国每年因重金属污染的粮食高达1200万吨,造成的直接经济损失超过200亿元。2009年发生的湖南浏阳镉污染事件不仅污染了厂区周边的农田和林地,还造成2人死亡,500余人尿镉超标;在湖南郴州,一家铅冶炼厂附近的村庄至少有250名儿童被查出血铅超标;在湖南浏阳郊区,由一家化工厂排污引发的镉污染事件,造就了一大批奇形怪状的“变脸”果蔬,完全不能食用;在土壤重金属污染日趋严重的长三角地区,已经发现“镉米”、“铅米”、“汞米“等。《全国土壤污染状况调查公报》指出我国南方土壤污染重于北方,长江三角洲、珠江三角洲、东北老工业基地等部分区域土壤污染问题较为突出,[17]但公报中缺乏对城镇区土壤重金属污染现状的调查研究,我国许多城镇城区域内土壤也存在重金属污染的问题,城郊农地污染更为严重,相关研究如廖启林等对江苏省土壤重金属分布特征及其污染源的研究表明苏南土壤Cd、Hg等含量总体偏高,苏北土壤则相对富集了更多的As,苏州市、无锡市土壤环境中的重金属污染程度相对严重,其原因主要是工业化和城市化进程中的人为活动;[29]郭伟等评价研究了呼和浩特市不同功能区的土壤重金属污染特征,结果表明区域重金属Cu和Zn的平均含量分别达到背景值的2.33倍和1.85倍,商业区和城镇道路附近的土壤重金属污染较为严重,污染主要来源于交通源污染和生活废弃物的堆放;[30]马瑾等指出珠江三角洲农地遭受重金属污染的情况十分严重,以东莞市为例,其土壤重金属污染较为显著,与广东省土壤元素环境背景值比较,Hg已达到了中度污染的水平,Cr处于警戒范围,Cd、Pb、Ni、Cu、Zn和As处于轻度污染状况,且东莞市31.3%的蔬菜样品也受到不同程度的重金属污染;[31]王淖和张莎娜等的研究表明湘江流域长期受镉、铅等重金属污染的困扰,株洲、湘潭城市群部分土地重金属污染已成为当地的突出环境问题[32-33]等。城镇的人口较为密集,其土壤重金属易于直接或间接地经各暴露途径进入人体,这些摄入的重金属可与蛋白质及各种酶发生强烈的相互作用,使它们失去活性,也可能在人体的某些器官中富集,一旦积累含量超过人体所能耐受的剂量限度,会造成人体急性中毒、亚急性中毒、慢性中毒等,对人体会造成很大的危害或风险。[34]其中,例如镉,其不是人体的必需元素,人体内的镉是出生后从外界环境中吸取的,镉属于易蓄积性元素,引起慢性中毒的潜伏期可达10—30年之久,镉中毒除引起肾功能障碍外,长期摄入还可引发“骨痛病”,如日本神通川流域水体、土壤和作物由于人为源镉污染引发了举世皆知的公害事件。此外,贫血是一般慢性镉中毒的常见病症,其还可以造成高血压、肺气肿等疾病,并发现其能致癌、致突变和致畸;铅中毒除了引起神经病变外,还能引发血液、造血、消化、心血管和泌尿系统病变,侵入人体内的铅也能随着血流入脑组织,损伤小脑和大脑皮质细胞,且儿童比成人对铅更敏感,过量的铅会显著影响儿童的智力发育;铬、锌和铜虽是人体的必需元素,过多摄入时则会引发疾病,其中铬污染可通过呼吸道、粘膜、消化道、皮肤等主要进入人体的方式,聚积在肾脏、肝脏和内分泌腺中,导致消化系统紊乱、呼吸道疾病,六价铬的毒性远大于三价铬,六价铬是致癌物;锌污染进入人体会造成腹痛、呕吐、演示和倦怠,并引发贫血、高血压、冠心病和动脉粥样硬化等;过量的铜会引起人体溶血、肝胆损伤等。[35](www.xing528.com)
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