【正文】 性更大的甲基化合物, 甚至有的通過食物鏈以有害濃度在人體內(nèi)蓄積, 嚴(yán)重危害人體健康。土壤和人類之間保持著一種自然平衡關(guān)系, 土壤和其他 環(huán)境因素一樣對(duì)人類起作用, 人類活動(dòng)也可以影響土壤環(huán)境, 他 們之間互相依賴、互相制約、緊密地聯(lián)系在一起, 人通過生產(chǎn)活 動(dòng)從自然界取得資源和能量, 再以 “三廢” 形式向土壤系統(tǒng)排放, 造成土壤污染, 然后被植物吸收并在體內(nèi)積累, 人吃了污染的糧 食、蔬菜等食物后, 重金屬元素就在人體蓄積, 產(chǎn)生各種危害, 所 以充分認(rèn)識(shí)土壤污染及危害, 保護(hù)土壤, 防治污染是十分重要的 任務(wù)。亦可將污染土壤翻到下層，深埋程度以不污染作物而定。淹水可明顯抑制水稻對(duì)鎘、銅、鉛、鋅的吸收，落干將促進(jìn)水稻的吸收。因此增加土壤有機(jī)質(zhì)，改良砂性土壤，能促進(jìn)土壤對(duì)土壤有毒物的吸附作用，增加土壤容量，提高土壤的自凈能力。堿性磷酸鹽可與土壤中的鎘形成磷酸鎘沉淀，對(duì)消除鎘污染具有重要意義。施加抑制劑輕度污染的土壤，施加某種抑制劑，可改變污染物在土壤中的遷移轉(zhuǎn)化，減少作物吸收，如使用石灰可增加土壤pH，使銅、鋅、汞、鎘等金屬或氫氧化物沉淀。生物防治土壤污染物質(zhì)可通過生物降解或植物吸收而凈化土壤。因此，我們應(yīng)以“預(yù)防為主”，積極做好土壤的保護(hù)工作。土壤受污染后，蓄積在土壤中的有害物質(zhì)能遷移到水、空氣和植物中，最終進(jìn)入人體。砷中毒可影響作物生長(zhǎng)發(fā)育，砷對(duì)植物危害的最初癥狀是葉片卷曲枯萎，進(jìn)一步是根系發(fā)育受阻，最后是植物根、莖、葉全部枯死。砷可通過植物根系及葉片的吸收并轉(zhuǎn)移至體內(nèi)各部分，砷主要集中在生長(zhǎng)旺盛器官。隨EH降低，砷酸轉(zhuǎn)化為亞砷酸，可促進(jìn)砷的可溶性，增加砷害。土壤中砷大部分為膠體吸收或和有機(jī)物絡(luò)合——螯合或和磷一樣與土壤中鐵、鋁、鈣離子相結(jié)合，形成難溶化合物，或與鐵、鋁等氫氧化物發(fā)生共沉。通常砷集中在表土層10cm左右，只有在某些情況下可淋洗至較深土層，如施磷肥可稍增加砷的移動(dòng)性。而Cr+6具有強(qiáng)氧化作用，對(duì)人體主要是慢性危害，長(zhǎng)期作用可引起肺硬化、肺氣腫、支氣管擴(kuò)張，甚至引發(fā)癌癥[5]。鉻對(duì)人體與動(dòng)物也是有利有弊。植物對(duì)鉻的吸收，95%蓄積于根部。不過普通土壤中可溶性六價(jià)鉻的含量很小，這是因?yàn)檫M(jìn)入土壤中的六價(jià)鉻很容易還原成三價(jià)鉻，這其中，有機(jī)質(zhì)起著重要作用，并且這種還原作用隨著pH的升高而降低。土壤膠體對(duì)三價(jià)鉻具有強(qiáng)烈的吸附作用，并隨pH的升高而增強(qiáng)。Cr+6毒性大，其毒害程度比Cr3+大100倍。鉻在土壤中主要有兩種價(jià)態(tài)：Cr+6和Cr3+。鉛是作用于人體各個(gè)系統(tǒng)和器官的毒物，能與體內(nèi)的一系列蛋白質(zhì)、酶和氨基酸內(nèi)的官能團(tuán)絡(luò)合，干擾機(jī)體多方面的生化和生理活動(dòng)，導(dǎo)致對(duì)全身器官產(chǎn)生危害。因此，鉛污染的土壤所生產(chǎn)的禾谷類莖稈不易作飼料。阻礙植物的呼吸及光合作用。積累在根、莖和葉內(nèi)的鉛，可影響植物的生長(zhǎng)發(fā)育，使植物受害。植物對(duì)鉛的吸收與積累，決定于環(huán)境中鉛的濃度、土壤條件、植物的葉片大小和形狀等。在礦山、冶煉廠附近土壤含鉛量高達(dá)1500mg/kg以上[3]。污染源主要來自汽油里添加抗爆劑烷基鉛，汽油燃燒后的尾氣中含大量鉛，飄落在公路兩側(cè)數(shù)百米范圍內(nèi)的土壤中。另外，鎘會(huì)損傷腎小管，出現(xiàn)糖尿病，鎘還會(huì)造成肺部損害，心血管損害，甚至還有致癌、致畸、致突變[2]的報(bào)道。鎘能使植物葉片受到嚴(yán)重傷害，致使生長(zhǎng)緩慢，植株矮小，根系受到抑制，造成生物障礙，降低產(chǎn)量，在高濃度鎘的毒害下發(fā)生死亡。水稻研究表明同樣規(guī)律，即主要在根部累積，%，%，其順序：為根莖葉稻米糙米。累積量取決于環(huán)境中的鎘的含量和形態(tài)。鎘在土壤中吸附遷移還受伴隨離子如Zn2+、Pb2+、Cu2+、Fe2+、Ca2+等的影響，如鋅的存在就可抑制植物對(duì)鎘的吸收。如土壤偏酸時(shí)，鎘的溶解度增高，而且在土壤中易于遷移；土壤處于氧化條件下(稻田排水期及旱田)鎘也易變成可溶性，被植物吸收也多。鎘被土壤吸附，一般在015cm的土壤層累積，15cm以下含量顯著減少。因鎘與鋅同族，常與鋅共生，所以冶煉鋅的排放物中必有ZnO、CdO，它們揮發(fā)性強(qiáng)，以污染源為中心可波及數(shù)千米遠(yuǎn)。汞化合物侵入人體，被血液吸收后可迅速?gòu)浬⒌饺砀髌鞴?，?dāng)重復(fù)接觸汞后，就會(huì)引起腎臟損害。不同植物對(duì)汞吸收能力是：針葉植物落葉植物；水稻玉米高果小麥；葉菜類根菜類果菜類。汞對(duì)植物的危害因作物的種類不同而異，汞在一定濃度下使作物減產(chǎn)，較高濃度下甚至可使作物死亡。微生物合成甲基汞在好氧或厭氧條件下都可以進(jìn)行。植物能直接通過根系吸收汞，在很多情況下，汞化合物可能是在土壤中先轉(zhuǎn)化為金屬汞或甲基汞后才能被植物吸收。土壤中汞的存在形態(tài)有金屬汞、無機(jī)態(tài)與有機(jī)態(tài)，并在一定條件下相互轉(zhuǎn)化。含汞顏料的應(yīng)用、用汞做原料的工廠、含汞農(nóng)藥的施用等也是重要的汞污染源。土壤的汞污染主要來自于污染灌溉、燃煤、汞冶煉廠和汞制劑廠(儀表、電氣、氯堿工業(yè))的排放。就對(duì)植物需要而言，可分為兩類：一類是植物生長(zhǎng)發(fā)育不需要的元素，而對(duì)人體健康危害比較明顯，如鎘、汞、鉛等，另一類是植物正常發(fā)育所需元素，且對(duì)人體又有一定生理功能，如銅、鋅等，但過多會(huì)發(fā)生污染，妨礙植物生長(zhǎng)發(fā)育。重金屬不能為土壤微生物所分解，而易于積累，轉(zhuǎn)化為毒性更大的甲基化合物，甚至有的通過食物鏈以有害濃度在人體內(nèi)蓄積，嚴(yán)重危害人體健康。土壤和人類之間保持著一種自然平衡關(guān)系，土壤和其他環(huán)境因素一樣對(duì)人類起作用，人類活動(dòng)也可以影響土壤環(huán)境，他們之間互相依賴、互相制約、緊密地聯(lián)系在一起，人通過生產(chǎn)活動(dòng)從自然界取得資源和能量，再以“三廢”形式向土壤系統(tǒng)排放，造成土壤污染，然后被植物吸收并在體內(nèi)積累，人吃了污染的糧食、蔬菜等食物后，重金屬元素就在人體蓄積，產(chǎn)生各種危害，所以充分認(rèn)識(shí)土壤污染及危害，保護(hù)土壤，防治污染是十分重要的任務(wù)。(3)分析重金屬污染物的傳播特征，由此建立模型，確定污染源的位置?，F(xiàn)要求你們通過數(shù)學(xué)建模來完成以下任務(wù)：(1)給出8種主要重金屬元素在該城區(qū)的空間分布，并分析該城區(qū)內(nèi)不同區(qū)域重金屬的污染程度。另一方面，按照2公里的間距在那些遠(yuǎn)離人群及工業(yè)活動(dòng)的自然區(qū)取樣，將其作為該城區(qū)表層土壤中元素的背景值。為此，將所考察的城區(qū)劃分為間距1公里左右的網(wǎng)格子區(qū)域，按照每平方公里1個(gè)采樣點(diǎn)對(duì)表層土（0~10 厘米深度）進(jìn)行取樣、編號(hào)，并用GPS記錄采樣點(diǎn)的位置。按照功能劃分，城區(qū)一般可分為生活區(qū)、工業(yè)區(qū)、山區(qū)、主干道路區(qū)及公園綠地區(qū)等，分別記為1類區(qū)、2類區(qū)、……、5類區(qū)，不同的區(qū)域環(huán)境受人類活動(dòng)影響的程度不同。第一篇：2011年數(shù)模A題城市表層土壤重金屬污染分析A題城市表層土壤重金屬污染分析隨著城市經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展和城市人口的不斷增加，人類活動(dòng)對(duì)城市環(huán)境質(zhì)量的影響日顯突出。對(duì)城市土壤地質(zhì)環(huán)境異常的查證，以及如何應(yīng)用查證獲得的海量數(shù)據(jù)資料開展城市環(huán)境質(zhì)量評(píng)價(jià)，研究人類活動(dòng)影響下城市地質(zhì)環(huán)境的演變模式，日益成為人們關(guān)注的焦點(diǎn)。現(xiàn)對(duì)某城市城區(qū)土壤地質(zhì)環(huán)境進(jìn)行調(diào)查。應(yīng)用專門儀器測(cè)試分析，獲得了每個(gè)樣本所含的多種化學(xué)元素的濃度數(shù)據(jù)。附件1列出了采樣點(diǎn)的位置、海拔高度及其所屬功能區(qū)等信息，附件2列出了8種主要重金屬元素在采樣點(diǎn)處的濃度，附件3列出了8種主要重金屬元素的背景值。(2)通過數(shù)據(jù)分析，說明重金屬污染的主要原因。(4)分析你所建立模型的優(yōu)缺點(diǎn)，為更好地研究城市地質(zhì)環(huán)境的演變模式，還應(yīng)收集什么信息？有了這些信息，如何建立模型解決問題？第二篇：土壤重金屬污染危害及防治措施土壤的重金屬污染危害及防治措施長(zhǎng)沙環(huán)境保護(hù)職業(yè)技術(shù)學(xué)院 周 敏 王安群地球巖石圈經(jīng)歷了千百萬(wàn)年的漫長(zhǎng)的地質(zhì)變化后才形成了土壤。 在土壤的無機(jī)污染物中，突出表現(xiàn)為重金屬的污染。土壤重金屬污染物主要有鉛、鎘、汞、砷、鉻、銅、鐵、鋅等，砷雖不屬于重金屬，但因其行為與來源及危害都與重金屬相似，故通常列入重金屬類進(jìn)行討論。同種金屬，由于它們?cè)谕寥乐写嬖诘男螒B(tài)不同，其遷移轉(zhuǎn)化特點(diǎn)和污染性質(zhì)也不同，因此在研究土壤中重金屬的危害時(shí)，不僅要注意它們的總含量，還必須重視各種形態(tài)的含量。如一個(gè)700兆瓦的熱電站，每天可排放汞215公斤，估計(jì)全世界僅由燃煤而排放到大氣中的汞，一年就有3000噸左右。汞進(jìn)入土壤后95%以上能迅速被土壤吸持或固定，這主要是土壤的粘土礦物和有機(jī)質(zhì)有強(qiáng)烈的吸附作用，因此汞容易在表層積累，并沿土壤的縱深垂直分布遞減。在正常EH和pH范圍內(nèi)，汞能以零價(jià)狀態(tài)存在是土壤中汞的重要特點(diǎn)。無機(jī)汞有HgSOHg OHHgClHgO，它們因溶解度低，在土壤中遷移轉(zhuǎn)化能力很弱，但在土壤微生物作用下，轉(zhuǎn)化為具有劇烈毒性的甲基汞，也稱汞的甲基化。在好氧條件下主要形成脂溶性的甲基汞，可被微生物吸收、積累而轉(zhuǎn)入食物鏈，造成對(duì)人體的危害；在厭氧有酶催化下，主要形成二甲基汞，它不溶于水，在微酸性環(huán)境中，二甲基汞也可轉(zhuǎn)化為甲基汞。植物吸收和累積與汞的形態(tài)有關(guān)，其順序是：氯化甲基汞氯化乙基汞醋酸苯汞氯化汞氧化汞硫化汞。土壤中汞含量過高，汞不但能在植物體內(nèi)累積，還會(huì)對(duì)植物產(chǎn)生毒害，引起植物汞中毒，嚴(yán)重情況下引起葉子和幼蕾掉落。鎘主要來源于鎘礦、冶煉廠。鎘工業(yè)廢水灌溉農(nóng)田也是鎘污染的重要來源。土壤中的鎘以CdCOCd PO4及Cd OH 2的形態(tài)存在，其中以CdCO3為主，尤其是在pH7的石灰性土壤中，土壤中的鎘的形態(tài)可劃分為可給態(tài)和代換態(tài)，它們易于遷移轉(zhuǎn)化，而且能被植物吸收，不溶態(tài)鎘在土壤中累積，不易被植物吸收，但隨環(huán)境條件的改變二者可互相轉(zhuǎn)化。土壤對(duì)鎘有很強(qiáng)的吸著力，因而鎘易在土壤中造成蓄積。鎘是植物體不需要的元素，但許多植物均能從水中和土壤中攝取鎘，并在體內(nèi)累積。鎘在植物各部分分布基本上是：根葉枝的干皮花、果、籽粒。土壤中過量的鎘，不僅能在植物體內(nèi)殘留，而且也會(huì)對(duì)植物的生長(zhǎng)發(fā)育產(chǎn)生明顯的危害。鎘對(duì)農(nóng)業(yè)最大的威脅是產(chǎn)生“鎘米”、“鎘菜”，人食用這種被鎘污染的農(nóng)作物，則會(huì)得骨痛病。鉛是土壤污染較普遍的元素。另外礦山開采、金屬冶煉、煤的燃燒等也是重要的污染源。隨著我國(guó)鄉(xiāng)鎮(zhèn)企業(yè)的快速發(fā)展，“三廢”中的鉛也大量進(jìn)入農(nóng)田，一般進(jìn)入土壤中的鉛在土壤中易與有機(jī)物結(jié)合，不易溶解，土壤鉛大多發(fā)現(xiàn)在表土層，表土鉛在土壤中幾乎不向下移動(dòng)。植物吸收的鉛主要累積在根部，只有少數(shù)才轉(zhuǎn)移到地上部分。鉛對(duì)植物的危害表現(xiàn)為葉綠素下降。谷類作物吸鉛量較大，但多數(shù)集中在根部，莖稈次之，籽實(shí)較少。鉛對(duì)動(dòng)物的危害則是積累中毒。鉻的污染源主要是鉻電鍍、制革廢水、鉻渣等。土壤中主要以三價(jià)鉻化合物存在，當(dāng)它們進(jìn)入土壤后，90%以上迅速被土壤吸附固定，在土壤中難以再遷移。而Cr3+則恰恰相反，Cr3+主要存在于土壤與沉積物中。土壤對(duì)六價(jià)鉻的吸附固定能力較低，%~%。值得注意的是，實(shí)驗(yàn)已證明，—，土壤的三價(jià)鉻能被氧化為六價(jià)鉻，同時(shí)，土壤中存在氧化錳也能使三價(jià)鉻氧化成六價(jià)鉻，因此，三價(jià)鉻轉(zhuǎn)化成六價(jià)鉻的潛在危害不容忽視。據(jù)研究，低濃度Cr+6能提高植物體內(nèi)酶活性與葡萄糖含量，高濃度時(shí)，則阻礙水分和營(yíng)養(yǎng)向上部輸送，并破壞代謝作用。人體含鉻過低會(huì)產(chǎn)生食欲減退等癥狀。土壤砷污染主要來自大氣降塵、尾礦與含砷農(nóng)藥，燃煤是大氣中砷的主要來源。土壤中砷的形態(tài)按植物吸收的難易劃分，一般可分為水溶性砷、吸附性砷和難溶性砷，通常把水溶性砷、吸附性砷總稱為可給性砷，是可被植物吸收利用的部分。pH和EH值影響土壤對(duì)砷的吸附，pH值高，土壤砷吸附量減少而水溶性砷增加；土壤在氧化條件下，大部分是砷酸，砷酸易被膠體吸附，而增加土壤固砷量。植物在生長(zhǎng)過程中，吸收有機(jī)態(tài)砷后可在體內(nèi)逐漸降解為無機(jī)態(tài)砷。作物根莖葉、籽粒含砷量差異很大，如水稻含砷量分布順序是稻根莖葉谷殼糙米，呈自下而上遞降變化規(guī)律。砷對(duì)人體危害很