登陆注册
45077600000004

第4章 化学的负面作用(3)

土壤中某些微生物能较快分解DDT。在缺氧条件下(例如土壤灌溉后),而且温度较高时,这种分解进行得特别快。土壤中的二价铁盐与氯化铬还能加速DDT的还原分解。例如,当土壤中DDT含量为200mg/kg,有二价铁离子存在与温度为35℃时,在28天之内DDT几乎全部分解。

(4)残留性与危害性

农药污染土壤的程度可用残留性表示。各类农药在土壤中的半减期。由此可见,汞、砷制剂等农药几乎将永远残留环境之中,DDT等有机氯农药的残留期也是非常长久的。这些农药虽然早已被禁止使用,但在环境中的残留量还是非常可观。农药的半减期有很大的宽度范围,这表示决定农药在土中的残留能力除和其本身性质相关外,还取决于多种环境因素,如药剂用量、植被情况、土壤类型、酸度、土壤中水与有机质等的含量及微生物种类与数量等。

多数农药有很强脂溶性与很弱水溶性,可通过食物链在生物体中高度浓集。如DDT农药可使居于食物链末端的生物体内的蓄积浓度比最初环境所含农药浓度高出数百万倍,对机体造成危害。而人恰恰处在食物链末端,危险性也最大。在DDT农药所到之处,食物链上的鱼虾、禽、鸟也是十分危险的,常发生大批死亡的案例,因为这些小动物群体数量大,个体的致死剂量限值又很低的缘故。

DDT由苯环与三氯乙烷基团组成,苯环是其致毒部分;后者则是脂溶性部分,对昆虫外表皮中的几丁层有高度亲和力,能使DDT透过昆虫体壁而进入虫体,从而起到杀灭作用。

DDT不易为哺乳动物的富蛋白质的皮肤所吸收,对哺乳动物也无急性的毒杀作用,但能在动物体内积存。DDT进入人体后易贮积于副肾、睾丸、甲状腺等富有脂肪的器官,进而转入肝脏、肾脏,破坏它们的正常机能。人体内DDT的累积量达到20mg/kg时,神经系统发生障碍;达到500mg/kg时,能致人死命。

喷洒在蔬菜或水果表皮上的DDT,很容易渗入其蜡质层中,使食品中残留量有所提高。此外,DDT的毒杀范围确实非常广泛,因此对害虫的天敌如瓢虫、寄生蜂也能大量杀灭。扰乱了自然界中生物间的相互制约作用,破坏了生态平衡,导致了种种不良的后果。

2.土壤重金属污染

土壤无机污染物中以重金属比较突出。主要是由于重金属不能为土壤微生物所分解,而易于在土壤中积累,甚至在土壤中可能转化为毒性更大的甲基化合物。有的通过食物链以有害浓度在人体内蓄积,严重危害人体健康。

(1)土壤中重金属的源头和汇集

1988年的一份调查资料曾经指出,世界范围每年进入土壤的重金属量(万吨):Hg 为0.83、Cd 为2.2、Cr为89.6、Pb 为79.6、Ni 为32.5、Cu 为95.4、Zn 为137.2,还有准金属As为 8.2、Se 为4.1。近二十年来,每年进入土壤的重金属量还在不断增长。

重金属的土壤污染源多数出自于人们的生产与生活活动。如冶金、农药生产等工业废物、汽车排气及城市污水都可使土壤中污染物浓度提高到有毒水平,对生活在该土壤地区的草食动物首先产生危害。

进入土壤的重金属在日后的走向有多个方面:①吸附在土壤中,且可分为溶解与不溶两种状态;②被植物或其他生物吸收;③进入排水,随之离开土体;④因挥发进入大气。对重金属污染物在土壤中所发生的迁移及其在土壤固液两相间分配的主要控制过程是吸附,其主要控制因素是重金属本身的性质与土壤环境的性质。

(2)土壤对金属的吸附作用

土壤中无机或有机组分都可能选择性地或非选择性地吸附阳离子。非选择性阳离子吸附的主要机理是静电力的作用。

例如,土壤中层状铝硅酸盐组分就能非选择性地吸附碱金属与碱土金属的阳离子。这些离子被吸附的能力和很多因素相关。如果将被吸附阳离子的电荷看成点电荷,则价数越大者,受吸附力越大。如果各阳离子价态相同,则受吸附力和离子的结晶半径与水合半径相关。按库仑定律,离子结晶半径越大,相应水合半径越小,则受吸附力越大。土壤溶液中一些阳离子受吸附力按如下次序递减:铁离子、铝离子、氢离子、钡离子、锶离子、钙离子、镁离子、铯离子、铷离子、氨根离子、钾离子、钠离子、锂离子。半径小、水化能力弱、运动速度大的氢离子在土壤中受到很大吸附力。

有些阳离子能在土壤中发生结合力强得多的选择性(同晶或类晶)吸附,这种情况下,对象阳离子能穿透土壤组成物质原子的配位壳层,并进一步通过和O基团、OH基团间形成的共价键,和土壤组成物质的原子相键合。例如铝、铁、锰的水合氧化物与氢氧化物能选择性地吸附碱土金属离子(钡、钙、锶、镁)与重金属离子(铅、铜、锌、铬、镍、钒、镉、钴)。

如上所述,土壤胶粒的键合位置原先就被各种吸附着的阳离子所占据,当作为污染物的重金属离子进入土壤后,就只能通过取代性的离子交换作用而被土壤胶粒所吸附。可将原先被吸附于胶粒的阳离子分为两类。一类是被牢固吸附的不可交换性阳离子,如处于1∶1型粘土晶层之间的某些被吸附阳离子;另一类是被宽松吸附的可交换性阳离子,如处于胶粒表面或碎裂晶体边缘处的被吸附阳离子及被吸附于2∶1型粘土晶层间的阳离子。一般用阳离子交换容量(CEC)来表征土壤胶体交换外来阳离子的能力。土壤中主要反应性组分的近似CEC值及和之有关的表面特性。作为解说的一个例子,蒙脱土属于2∶1型粘土类,其电荷密度较小,硅层间接合不牢固,因而层间距大,外来离子容易扩散进入而发生交换吸附,所以有较大的CEC值。

土壤对重金属阳离子的吸附能力按以下次序递降:Pb>Cu>Zn>Cd>Ni,Hg在序列中的位置依实验条件而异。对于呈阴离子状态的金属而言,Pb、Cu被吸附能力较强而Cr、As较弱。

(3)Hg、Cd、Cr在土壤中的环境行为Hg(0-Ⅰ-Ⅱ)与Cd(Ⅱ)在土壤颗粒中滞留能力很弱,很容易在土壤中发生迁移并为植物所汲取,所以具有很大的潜在危险性。Cd2+的主要污染源是工业排放废水。从排放标准来看,进入土壤的Cd量是不多的,但从高度溶解性与强毒性来看,它又是十分危险的。汞在土壤中主要以Hg(Ⅱ)形态存在,和Cd(Ⅱ)比较,它在土壤中滞留能力略大,这是因为Hg(OH)2具有很小溶解度的缘故。但Hg(Ⅱ)在土壤中也有可能被还原为Hg(Ⅰ)与Hg(0)。Hg(0)是挥发性的,可在土壤颗粒空隙扩散,从这个意义上说,汞在土壤中具有较大的迁移能力。一般说来,在土壤条件下生成甲基汞的情况是罕见的。

Cr(Ⅵ)在土壤中一般呈阴离子形态存在,CrO2-4是强氧化剂,高浓度下易被还原,但在较高pH值与较低浓度(10-7mol/L)条件下,这种形态在土壤中还是相当稳定的。而且在好氧与中等偏高pH值的土壤条件下有一定迁移能力。

Cd、Hg、Cr等重金属在土壤环境中的归宿决定了它们具有很大的残留与危害性。但进入土壤毕竟比进入大气与水体的情况要好一些,因为在土壤介质中它们一般呈毒性较小的化学形态,也较容易被土壤颗粒滞留与从食物链中除去。例如这类金属在土壤中浓度增大1倍,则经过植物吸收后,在植物体中的浓度会增加。

正是由于化学的负面作用及人类的活动使当前环境的负荷严重超标;使化学面临着严峻的挑战,而且环境保护也成为当今世界各国人民共同关心的重大的社会经济问题,也是科学技术领域里重大的研究课题。环境科学是在现代社会经济与科学发展过程中形成的一门综合性科学。就世界范围来说,环境科学成为一门科学还是近二三十年的事情。

同类推荐
  • 海上鏖战

    海上鏖战

    本书介绍了马塔潘角战役、北极航线战役、马来西亚海战、莱特湾战役、北角大海战、瓜岛海空战等第二次世界大战中的著名战役。
  • 中学化学课程资源丛书-化学之声

    中学化学课程资源丛书-化学之声

    作为科学教育的重要组成部分,新的化学课程倡导从学生素质的培养和社会发展的需要出发,发挥学科自身的优势,将科学探究作为课程改革的突破口,激发学生的主动性和创新意识,促使学生积极主动地去学习,使获得化学知识和技能的过程也成为理解化学、进行科学探究、联系社会生活实际和形成科学价值观的过程。本套丛书集知识性与实用性于一体,是学生在学习化学知识及教师在进行引导的过程中不可或缺的一套实用工具书。
  • 学校行政与工会的规范化管理

    学校行政与工会的规范化管理

    学校的规范化管理,是为了实现素质教育的培养目标,把学校管理活动中最基本的、相对稳定的管理内容,通过制定切实可行的制度和规范,采取强制执行、严格训练和有效的思想教育,使之成为学校师生员工自觉遵守的习惯,内化为师生员工的素质,进而形成学校的传统,以达到管理非管理,似有似无的境界,并形成一定的常规。
  • 24夜:与花季女儿谈写作

    24夜:与花季女儿谈写作

    我给女儿讲一个流传久远的故事——还是在那遥远的古代,丝绸之路的东线,靠近腾格里沙漠的边缘,曾经有过一个美丽富饶的部落王国。威武英俊的王子,为了确保王国的安宁,从少年时代起就从军征战,驰骋疆场。等到国力强盛、边境太平、继承王位娶妻成家时,他已经到了中年。他迎娶了邻近部族一位年轻貌美、聪慧贤淑的姑娘当王后,他很钟爱自己的妻子,唯一的遗憾是自己和妻子的年龄差距过大……
  • 感动青少年的感恩社会故事

    感动青少年的感恩社会故事

    感恩,能使一颗心灵成为一泓清泉,荡漾着甜美而芬芳的幸福。感恩,能使一颗心灵宽广成原野,拥获春华秋实的丰富。感恩,能使一颗心灵变得坚毅而执著,赋予我们人生不懈进取的自信和勇气。但正如庄子所说的“天地有大美而不言,四时有明理而不说”一样,许多更加值得我们去深深感恩的爱意和善良,它们如宁静海平面下涌动的潜流,它们如云团上飘舞的大朵大朵阳光,它们如润物细无声的春夜细雨,并非人人都能够轻易发现和读懂的。
热门推荐
  • 永世玄灵

    永世玄灵

    流落街头孩子,兵分四道,倒霉成为帝国壮丁。伐木圣乐森林遇上永王,力寻梅兰竹菊笑天下。岁寒三姐妹与雪王,一起守候着永世不变容颜。天帝玄,风沙雪漠录,也不过是三千年故事儿!
  • 美漫大怪兽

    美漫大怪兽

    黑色的鳞片,不可名状的蓝色符文,缠绕着摩天大楼,在暗金色冷漠蛇瞳的扫视下,狰狞的头颅发出令人恐惧的嘶鸣,遮天蔽日的龙翼,恐怖的阴影将大半个纽约覆盖,巨龙喷吐着烈焰,将一根根“火炬”点燃。哥斯拉咆哮着,如山岳般庞大的体型,每一次移动大地都在颤抖,无数建筑被推倒,无数外星战舰在原子吐息下泯灭。大怪兽踩着一脸懵逼的紫薯老爹,迈着嚣张的步伐,看着周围横七竖八的超级英雄+坏蛋,发出可怕的吼叫:“都给我滚蛋!”PS:本书讲述的是一个大怪兽,努力破坏纽约这座城市的故事。PS:书友群—小七萌萌哒:200091490
  • 开局成大帝

    开局成大帝

    楚彦夺舍大帝之躯苏醒,醒来就已经无敌了!
  • 直到后来雾散尽

    直到后来雾散尽

    “我们去治病,离开这里,好不好?”廖善小心翼翼的问着眼前的男人。“不,不去,廖善,你是从什么时候开始不喜欢我的?还是说……呵,我一个心理医生现在却无法抑制自己内心的感情……很是可笑……”男人的黑眸定定的看向远方,自嘲的说道。为什么什么都变了?为什么?明明自己……什么都没做啊……为什么?!廖善的忽然痛起来,那种刻骨铭心的痛感使她不得不无力的蹲下来,像坠入了一个无尽的深渊……风起了,吹着女孩的长发,然后带来的是雨,绵绵的缠在女孩的发丝上……接下来,它会带来什么呢?
  • 心酸过往

    心酸过往

    语欣,1996年出生,甘肃陇南人,爱好和平,写作.
  • 恶魔校草赖上实习教师

    恶魔校草赖上实习教师

    安然是一名来华盛学校实习的女教师(年龄十九岁,上大学两年,因为读书读的早的原因),因为实习的第一天惹上了华盛学校的恶魔校草冥落轩,从此冥落轩处处刁难她,使坏,甚至让安然做她的贴身女佣,华盛学校的女生见安然离她们的男神那么近,也疯狂报复……冥落轩喜欢上了安然之后,对安然非常的霸道,夺走了安然的初吻,而且又幼稚,爱吃醋……
  • 八荒神帝

    八荒神帝

    鸿蒙时代有绝世强者,号称神帝,创建神台,神池,神榜,以帮助人族崛起!对人族有杰出贡献者,得神台感应,可获得无上奖励。维持人族对天地能量的吸收,立下神池,更好帮助人族修炼,同时若拥有机缘,可经神池洗礼,成无上人杰。拥有同代无敌资质者,亦或者帮助人族走上大道,被神榜感应,可获得气运加持,同时斩杀妖魔,可获神台赏赐功法,丹药,法宝等等物品。经历末法时代的叶青,重活一世,提前开创武道圣典,传教人族,获神台感应,获得世界树苗,脱胎换骨,成就不朽宝体,从而展开一段无敌之路。
  • 杀手狂妻新上线

    杀手狂妻新上线

    她是令人闻风丧胆的顶尖杀手,惨遭爱人背叛,一朝丧命,却意外成为了一个任性无脑的草包千金?废柴白痴?给自己老公戴绿帽子,为了渣男要死要活?八点档也不敢这么演啊!面对眼前深情款款的渣男,凌曦极为冷淡道:“往死里打,打死算我的。”
  • 是企业成就了你

    是企业成就了你

    是企业成就了你,离开企业你什么都不是。不要想着企业能为你做什么,而应该问你能为企业做什么!职业化员工的核心理念。员工是种子。企业是沃土,稚嫩的种子只有投身于沃土才能生机勃勃;企业是船。员工是船员,大家只有同舟共济。企业这条船才能载着所有人挥戈猛进。
  • 邪王宠妃:王爷请自重

    邪王宠妃:王爷请自重

    上一世,她倾尽所有、背叛家族,助他夺得了皇位,原本以为他会爱她一世,却没想到一朝为君的他,贬她为冷宫废后,她无怨无悔只想告诉他自己已有身孕,却没有想到嫡姐入宫被册封为皇后,他为她的嫡姐遣散后宫,却在她已有身孕之时,也不肯放过她,亲手杀死了她腹中孩儿。重生之后,她回到了六年前,她刚刚嫁给她,笑看嫡姐假惺惺的关心、他为夺强权的娶她为妻。“既然你们都欺骗我、伤害我、那我何须手软?怎敢软弱?”上天给她第二次生命,她绝对不会辜负,这一次,她要伤害她的人全部都付出代价!