土壤及其化學(xué)污染：鉛污染及其毒性

環(huán)境修復(fù)網(wǎng)訊:鉛污染是目前土壤無(wú)機(jī)污染中較為嚴(yán)重而且廣泛存在的問(wèn)題。長(zhǎng)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(zhǎng)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(jī)不佳以及青少年犯罪。

過(guò)去(不幸的是現(xiàn)在許多發(fā)展中國(guó)家仍然使用含鉛汽油)，鉛釋放主要來(lái)自于化石燃料的燃燒。一般來(lái)說(shuō)，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?chē)?。一般?lái)說(shuō)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(lái)自油漆表面的碎片，小薄片以及灰塵將鉛散布到周?chē)?，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(méi)有通過(guò)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(lái)說(shuō)，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(lè)場(chǎng)所便是兒童鉛暴露的重要來(lái)源。不過(guò)，兒童常常洗手可以顯著的降低這種潛在的毒性暴露。

美國(guó)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(chǎng)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(guò)這些標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，就需要進(jìn)行治理。

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(lái)自汽車(chē)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(lái)，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(guó)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(lái)說(shuō)，低于6歲的兒童血液中鉛含量超過(guò)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(méi)有相似的規(guī)定。

美國(guó)環(huán)境保護(hù)署報(bào)告指出在美國(guó)(尤其在中心城市)約有100萬(wàn)兒童血液(超過(guò)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(yíng)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(méi)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。

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(lái)自Ryan等(2004)]

植物修復(fù)手段還沒(méi)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。

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(guó)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(guò)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(guò)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(cè)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。

原標(biāo)題:修復(fù)講堂 | 鉛污染以及毒性