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土壤及其化學(xué)污染:鉛污染及其毒性

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2020-06-24
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摘要 : 長期暴露于低濃度鉛污染環(huán)境可以嚴(yán)重的影響兒童的成長和神經(jīng)功能,包括智力發(fā)育。鉛中毒可以導(dǎo)致智力遲鈍,學(xué)習(xí)成績不佳以及青少年犯罪。

長期暴露于低濃度鉛污染環(huán)境可以嚴(yán)重的影響兒童的成長和神經(jīng)功能,包括智力發(fā)育。鉛中毒可以導(dǎo)致智力遲鈍,學(xué)習(xí)成績不佳以及青少年犯罪。取土鉆機(jī)

過去(不幸的是現(xiàn)在許多發(fā)展中國家仍然使用含鉛汽油),鉛釋放主要來自于化石燃料的燃燒。一般來說,靠近主要交通要道的土壤中鉛含量很高。當(dāng)一個(gè)地方成為主要城市中心時(shí)土壤鉛含量也會(huì)上升。城市內(nèi)部的居民通常生活在鉛污染土壤的周圍。一般來說建筑物下風(fēng)向土壤中的鉛積累量比較高,這主要是由于隨風(fēng)攜帶的顆粒物通常會(huì)降落到這里。

另外,由于1970年之前的建筑物使用含鉛油漆。來自油漆表面的碎片,小薄片以及灰塵將鉛散布到周圍,然后大部分逐漸進(jìn)入土壤。在干操的天氣條件下,土壤顆粒被吹散,攜帶著鉛變成灰塵降落到地板和窗臺(tái)上。哪怕植物沒有通過根部吸收鉛,含鉛污染的灰塵也可能會(huì)進(jìn)入到葉片和果實(shí)中。

食用果園結(jié)出的含鉛果實(shí)以及呼吸著含有鉛污染的塵土是鉛進(jìn)入到人體中的兩種不同方式。然而最嚴(yán)重的方式,至少對(duì)孩子來說,是手-口活動(dòng)——即攝入灰塵(專欄1.1)。孩子常常會(huì)把手放進(jìn)他們的嘴里(圖1),這樣,存在于房屋的表面的含鉛灰塵以及鉛污染的戶外游樂場所便是兒童鉛暴露的重要來源。不過,兒童常常洗手可以顯著的降低這種潛在的毒性暴露。取土鉆機(jī)

美國環(huán)境保護(hù)署制定了房屋土壤鉛含量標(biāo)準(zhǔn):兒童游玩場所的空地土壤鉛含量400mg/kg(ppm)、庭院中裸露空地的鉛含量為1200ppm。如果土壤中鉛含量超過這些標(biāo)準(zhǔn)時(shí),就需要進(jìn)行治理。

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圖1 手-口活動(dòng)是兒童鉛中毒的主要方式。城市土壤中鉛主要來自汽車尾氣以及舊油漆積累(照片由R.Weil提供)

20世紀(jì)70年代以來,政府實(shí)施的主要項(xiàng)目目標(biāo)是減少油漆(禁止生產(chǎn)含鉛染料,已經(jīng)存在的染料需要銷毀或者密封),飲用水以及食物(禁止水管焊接以及食物罐中含有鉛)中鉛的暴露。結(jié)果顯示,美國兒童中血液樣品的平均含鉛量從1970年的0.18mg/L降至1994年0.03mg/L。一般來說,低于6歲的兒童血液中鉛含量超過10mg/L時(shí)會(huì)對(duì)其健康造成威脅,然而,土壤中的鉛含量并沒有相似的規(guī)定。

美國環(huán)境保護(hù)署報(bào)告指出在美國(尤其在中心城市)約有100萬兒童血液(超過0.1mg/L)中的鉛含量嚴(yán)重超標(biāo)。生活在貧困農(nóng)村家庭的兒童不僅受到鉛污染土壤的影響,而且他們的飲食中還缺少可以降低鉛毒害的營養(yǎng)元素磷和鈣。

目前家庭中保護(hù)孩子免受土壤鉛影響的措施有:

● 挖掘和移動(dòng)污染土壤;

● 將大量未受污染的土壤與之混合;

● 固定土壤中的鉛使其不能進(jìn)入到孩子的飲食或造塵風(fēng)中。

將土壤從房屋周邊除掉的花費(fèi)較高,將土壤中的鉛固定或許也沒有必要。相對(duì)而言,在污染土壤表層覆蓋一層厚厚的未污染表土或一個(gè)木甲板人行道的方法較為實(shí)用。草坪維護(hù)的較好的話可以阻止灰塵的形成以及土壤對(duì)鉛的吸收。

另外,將含有鉛的染料去除可能代價(jià)比較高而目相對(duì)用難,因此,在含鉛油漆表面重新粉刷一層新的油漆就可以減少鉛暴露。

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圖2 對(duì)高鉛污染土壤添加1%P的原位修復(fù)能有效降低鉛的生物有效性。喂食處理后的土壤的豬血液中鉛含量較低[圖來自Ryan等(2004)]

植物修復(fù)手段還沒有發(fā)展到能有效去除土壤中鉛污染的程度,然而,改變土壤中的鉛的形態(tài)使其不具有生物有效性卻是可行的。取土鉆機(jī)

研究表明(圖2)磷(肥料)可以將具有生物有效性的鉛化合物轉(zhuǎn)化成相對(duì)惰性非生物有效性形式。磷酸根離子(PO43-)有效地與土壤溶液中的Pb結(jié)合形成不溶礦物,主要是鄰氯氟鉛礦[PB5(PO4)3OH,CI,F]。研究人員將這種措施應(yīng)用在美國密蘇里喬普林市的一個(gè)熔煉廠,這里的土壤從19世紀(jì)80年代至20世紀(jì)60年代均受到鉛污染,平均Pb濃度高達(dá)2400mg/kg。

通過在土壤中施入約土重1%的磷量(為正常施肥的500~1000倍),經(jīng)過32個(gè)月后,分別將磷處理以及未處理的土壤取樣并以不同劑量給適齡豬食用(消化系統(tǒng)跟人類相似)。測定發(fā)現(xiàn)喂食磷處理土壤的豬血液內(nèi)鉛濃度比對(duì)照組低很多(圖2)。試驗(yàn)表明盡管磷處理的鉛依然留在土壤中,但是它能夠降低鉛對(duì)兒童的傷害。取土鉆機(jī)

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