중금속 오염이란 밀도가 5를 초과하는 금속 또는 그 화합물에 의해 발생하는 환경 오염을 말합니다. 그러면
중금속은 일반적으로 자연 농도로 존재합니까? 그러나 자연계에서는 중금속의 채굴, 제련, 가공 및 상업적 제조 활동이 증가함에 따라 납, 수은, 카드뮴, 코발트 등 많은 중금속이 대기, 물, 토양에 유입되어 심각한 피해를 초래하고 있습니다. 환경 오염. 다양한 화학적 상태나 화학적 형태로 존재하는 중금속은 환경이나 생태계에 유입된 후에도 지속, 축적 및 이동하여 해를 끼칠 것입니다. 예를 들어, 폐수와 함께 배출되는 중금속은 농도가 낮더라도 해조류와 퇴적물에 축적될 수 있으며, 어패류 표면에 흡착되어 먹이사슬에서 농축되어 국민에게 위험을 초래할 수 있습니다. 예를 들어, 일본의 미나마타병은 가성소다 제조 산업에서 배출되는 폐수에 포함된 수은이 생물학적 과정을 통해 유기 수은으로 변하면서 발생합니다. 또 다른 예로는 아연 제련 산업에서 배출되는 카드뮴으로 인해 발생하는 이타이병이 있습니다. 카드뮴 전기도금 산업. 자동차 배기가스에서 배출되는 납은 대기 확산 및 기타 과정을 통해 환경으로 유입되어 표면의 납 농도가 크게 증가합니다. 그 결과 현대인의 신체에 흡수되는 납의 양은 이전보다 약 100배 증가했습니다. 원시인의 건강을 해치는 것입니다.
토양은 인간이 생존을 위해 의존하는 주요 천연자원 중 하나이자 인간 생태환경의 중요한 부분이기도 하다. 산업 및 도시 오염이 심화되고 농약의 종류와 양이 증가함에 따라 토양 중금속 오염이 점점 심각해지고 있습니다. 현재 세계의 연간 평균 Hg 배출량은 약 15,000톤, Cu340만 톤입니다. Pb500만 톤, Mn1500만 톤, Ni100,000톤. 우리나라 농업부가 실시한 전국 하수관개지역 조사에 따르면, 약 140만 헥타르의 하수관개지역 중 중금속에 오염된 토지가 하수관개지역의 64.8%를 차지하며, 그 중 46.7%를 차지한다. 경미하게 오염된 부분이 9.7%, 보통으로 오염된 부분이 8.4%를 차지합니다.
토양 중금속 오염은 토양 내 오염물질의 이동성이 좋지 않고, 체류 시간이 길며, 미생물에 의해 분해되지 않는 특성을 가지고 있으며 궁극적으로 물, 식물 및 기타 매개체를 통해 인간의 건강에 영향을 미칠 수 있습니다. 따라서 거버넌스와 복구가 어렵다. 대기 침적을 통해 토양에 유입되는 중금속
대기 중 중금속은 주로 에너지, 운송, 야금 및 건축 자재 생산에서 발생하는 가스와 먼지에서 발생합니다. 수은을 제외한 중금속은 기본적으로 에어로졸의 형태로 대기에 유입되며 자연적인 침전과 강수를 통해 토양에 유입됩니다. Lisk 보고서에 따르면 석탄에는 Ce, Cr, Pb, Hg, Ti 및 기타 금속이 포함되어 있으며 석유에는 상당한 양의 Hg***O.02~30mg/kg***이 포함되어 있습니다. 일부 부유 입자와 휘발성 금속은 연기와 먼지와 함께 대기로 유입되며, 그 중 10~30%는 배출원에서 12km 이내에 정착됩니다. 매년 전 세계적으로 약 1,600톤의 수은이 대기로 배출되는 것으로 추산됩니다. 석탄 및 기타 석유화학 연료의 연소를 통해. 예를 들어, 매년 벨기에 대기에서 토양 1헥타르에 유입되는 중금속의 양은 Pb250g, Cd19g, As15g 및 Zn3750g입니다.
교통, 특히 자동차 운송은 대기와 토양에 심각한 오염을 초래합니다. 주요 오염물질은 Pb, Zn, Cd, Cr, Cu 등입니다. 관련 보고서에 따르면 납 휘발유의 연소와 자동차 타이어의 마모로 인해 발생하는 먼지에는 20~50μg/L의 납이 포함되어 있습니다. 도로, 철도와의 거리로 인해 도심 간 거리와 교통량에는 뚜렷한 차이가 있습니다.
Вериня 등의 연구에 따르면 도로 양쪽 50m 거리에 오염 흔적이 있으며, 평방미터당 수용성 오염물질의 축적량은 월 4~40g에 달하는 것으로 나타났다. 환경에 유입되는 강도의 순서는 Cu, Pb, Co, Fe 및 Zn입니다. 난징-항저우 고속도로 난징구간 양측 토양에 납, 크롬, 코발트 오염지역이 형성되어 있으며, 고속도로 연장방향을 따라 분포하며, 고속도로 양측에서 오염강도가 약해진다. 자연침전과 빗물침적을 통해 토양으로 유입되는 중금속 오염은 중공업의 발달, 도시의 인구밀도, 토지이용, 교통발전과 직접적으로 연관되어 있어 도시에 가까울수록 오염이 심각하다. 오염 강도는 다음과 같습니다. : 도시-교외-농촌.
1.2 하수와 함께 토양에 유입되는 중금속
관개를 위해 하수를 사용하는 것은 관개 지역 농업의 고대 기술입니다. 주로 하수를 관개 수원으로 사용합니다.
하수는 발생원과 수량에 따라 도시생활하수, 석유화학하수, 산업광산하수, 도시혼합하수로 나눌 수 있습니다. 생활하수에는 중금속이 매우 적습니다. 그러나 우리나라 산업의 급속한 발전으로 인해 공업 및 광업 기업의 하수는 전환처리 없이 하수구로 배출되어 생활하수와 혼합되어 Hg, Hg 등의 중금속이 발생하고 있습니다. 하수 관개 지역 토양의 Cd, Cr, Pb, Cd 및 기타 함량은 해마다 증가합니다. 화이양(Huaiyang) 하수 관개 지역 토양의 Hg, Ca, Cr, Pb, As 등 중금속은 1995년에 경고 수준을 초과했습니다. 다른 관개 지역의 일부 중금속 함량도 지역 기준치를 훨씬 초과했습니다.
하수 관개와 함께 토양에 유입되는 중금속은 다양한 방식으로 토양에 보유되고 고정됩니다. Hg의 95%는 토양 광물 콜로이드와 유기물에 빠르게 흡수되며 일반적으로 토양 표면에 축적되며 위에서 아래로 감소합니다. 정저우 하수 관개 지역의 물 속 Hg 농도는 0.242mg/kg에 도달하고 토양의 Hg 함량은 0.194mg/kg으로 심각한 오염을 유발합니다. 하수와 마찬가지로 대부분 3가 또는 5가 상태로 존재하며, 토양에 유입된 후 철, 수산화알루미늄, 규산염 점토 광물에 흡착되어 철, 알루미늄, 칼슘, 마그네슘 등과 복합 불용성 비소 화합물을 형성할 수도 있습니다. Cd는 물 속의 부유물질에 의해 쉽게 흡착되며, 하수 배출구로부터의 거리가 멀수록 물 속의 Cd 함량이 급격히 감소하므로 오염의 범위가 작아집니다. Pb는 토양 유기물과 점토 광물에 쉽게 흡수됩니다. Pb의 이동성은 약합니다. 하수 관개 지역의 Pb 누적 분포는 오염원에 가까운 토양 함량이 높고 멀리 있는 토양 함량이 낮은 것이 특징입니다. 하수에는 일반적으로 3가 Cr과 6가 Cr의 네 가지 형태가 있습니다. 3가 Cr은 토양에 빠르게 흡착되어 고정되는 반면, 6가 Cr은 토양에 유입되어 유기물에 의해 3가 Cr로 환원된 후 흡착되어 고정됩니다. 따라서 하수 관개 지역의 토양 Cr은 해마다 축적됩니다. 고형 폐기물과 함께 토양에 유입되는 중금속
복잡한 구성을 지닌 다양한 유형의 고형 폐기물이 있으며 유형에 따라 위험과 오염 수준이 다릅니다. 그 중 광업 및 산업 고형 폐기물 오염이 가장 심각합니다. 이러한 유형의 폐기물을 쌓거나 처리하는 동안 햇빛, 비, 물 세척으로 인해 중금속이 쉽게 이동하고 방사형 또는 깔때기 모양으로 주변 토양 및 수역으로 퍼집니다. 심양 제련소 아연 제련 과정에서 생성된 슬래그는 주로 Zn과 Cd를 함유하고 있으며, 1971년에 함몰되어 침지액 내 Zn과 Cd 함량이 각각 6.6g/L, 75mg/L에 달해 현재는 확산되고 있습니다. 매립지로부터 700미터 이내에서는 중금속 오염물질의 농도가 동심원 형태로 분포되어 있습니다. 우한 쓰레기 처리장과 항저우 크롬 슬래그 처리장 인근 토양의 중금속 함량을 조사한 결과, Cd, Hg, Cr, Cu, Zn, Pb, As 및 기타 중금속과 같은 중금속 함량이 발견되었습니다. 이 지역의 토양은 지역 토양 배경 값보다 높았습니다.
일부 고형 폐기물은 토양에 직접 적용되거나 비료로 가공되어 토양에 중금속 오염을 유발합니다. 예를 들어, 우리나라에서는 축산이 발달하면서 가축분뇨와 가축가공 과정에서 발생하는 폐기물이 대량으로 발생하는데, 이러한 종류의 농업용 고형폐기물에는 식물이 필요로 하는 N, P, K와 유기물도 동시에 포함되어 있다. 시간이 지나면 일정량의 질소가 사료에 첨가되므로 비료로 토양에 적용하면 토양 내 Zn 및 Mn과 같은 중금속 원소의 함량이 증가합니다. 인산석고는 화학비료 산업에서 발생하는 폐기물로 일정량의 오르토인산과 다양한 형태의 인 함유 화합물을 함유하고 있으며 산성토양을 개선할 수 있기 때문에 토양에 대량으로 시용하면 함량이 증가하게 된다. 토양에 있는 Cr, Pb, Mn 및 As의 함량. 인강 슬래그를 인 공급원으로 토양에 적용하면 토양에 Cr 축적이 발견됩니다.
산업의 발전과 도시환경 건설의 가속화로 하수처리가 지속적으로 강화되고 있습니다. 우리나라에는 80개 이상의 하수처리장이 있고, 슬러지 생산량은 400만 톤 이상으로 추산됩니다. 슬러지에는 유기물과 질소, 인 영양분이 많이 함유되어 있기 때문에 토양이 슬러지 처리의 주요 장소가 되었습니다. 일반적으로 슬러지의 Cr, Pb, Cu, Zn 및 As는 관리 기준을 쉽게 초과할 수 있습니다. Yanshan 석유화학 슬러지를 베이징 갈색 토양에 적용한 지 1년 후, Hg 및 Cd 농도는 각각 0.94 mg/kg 및 0.22 mg/kg에 도달했습니다. 많은 연구에서는 슬러지의 적용이 토양의 중금속 함량을 다양한 정도로 증가시킬 수 있음을 지적했습니다. 증가 정도는 슬러지 내 중금속 함량, 슬러지 적용량, 토양 관리와 관련이 있습니다.
고형 폐기물은 바람의 확산을 통해 오염 범위를 확대할 수도 있습니다. 토양 내 중금속 함량은 오염원과의 거리가 멀수록 감소합니다.
예를 들어 다예제련소에서는 매년 수천 톤의 먼지를 배출해 다예현의 광대한 농지를 오염시키고 있다. 직경 20km 이내의 토양 Cr, Zn, Pb, Cd 함량은 모두 배경값보다 훨씬 높다.
1.4 농업 자재와 함께 토양에 유입되는 중금속
농약, 화학비료, 덮개 필름은 중요한 농업 자재이며 농업 생산 발전을 촉진하는 데 중요한 역할을 합니다. 장기간 비합리적으로 사용하면 토양 중금속 오염을 초래할 수도 있습니다. 농약의 대부분은 유기 화합물이며 일부는 유기-무기 화합물 또는 순수 광물입니다. 일부 농약은 구성에 Hg, As, Cu 및 Zn과 같은 중금속을 포함합니다. 예를 들어, Cilixen의 소독된 종자로 토양에 유입되는 Hg의 양은 농업 지역, 특히 서양 국가의 가정 정원에서 As 함유 살충제의 빈번한 적용으로 인해 6-9g입니다. 토양의 As 함량이 크게 증가하고 미국 미시간 토양의 As 함량이 112mg/kg에 도달했습니다. 살균제 살충제는 종종 Cu와 Zn을 함유하고 있으며 과일 나무와 온실 작물에 널리 사용되며, 종종 Cu와 Zn이 토양에 축적되어 독성 농도에 도달하게 합니다. 예를 들어, 몰다비아에서는 보르도 혼합물이나 이와 유사한 제제를 포도 재배 기간 동안 5~12회 살포하고, 매년 약 6,000~8,000톤의 구리를 토양에 시비합니다.
중금속 원소는 비료에서 가장 많이 보고되는 오염물질입니다. 질소비료와 칼륨비료의 중금속 함량은 낮은 반면, 인산비료는 유해한 중금속을 더 많이 함유하고 있습니다. 복합비료의 중금속은 주로 마스터배치 및 가공 공정에서 발생합니다. 비료의 중금속 함량은 일반적으로 인비료 > 복합비료 > 칼륨비료 > 질소비료의 순으로 나타납니다. CD는 토양 환경의 중요한 오염 요소입니다. 인산염 비료와 함께 토양에 들어가는 CD는 항상 사람들의 관심을 끌었습니다. 많은 연구에 따르면 인산비료와 복합비료를 대규모로 시용함에 따라 토양 내 이용 가능한 Cd 함량이 지속적으로 증가하고 이에 따라 작물에 흡수되는 Cd의 양도 증가하는 것으로 나타났습니다. Ma Yaohua 등의 상하이 채소밭 토양에 대한 연구에 따르면, 시비 후 Cd 함량이 0.13mg/kg에서 0.32mg/kg으로 증가한 것으로 나타났습니다. 미국의 오렌지 과수원에서 연간 헥타르당 인의 시비량은 175kg이며, 36년이 지난 후 뉴질랜드에서는 50년 후에 토양의 Cd 함량이 0.07mg/kg으로 증가했습니다. 동일한 위치에 인비료를 시비한 결과 토양의 Cd 함량은 0.39mg/kg에서 0.85mg/kg으로 증가했습니다. 비료의 Cr 및 As 원소 함량은 높고 토양의 환경 함량이 낮아 토양에 Cr 및 As가 빠르게 축적될 수 있습니다. 질산암모늄, 인산암모늄 및 복합비료의 As 양은 50~60mg에 달할 수 있습니다. 장기간 적용하면 심각한 토양 As 오염이 발생할 수 있습니다. 최근에는 멀칭 필름의 광범위한 사용으로 인해 토양이 백색으로 오염되었습니다. 멀치필름 생산과정에서 Cd, Pb가 함유된 열안정제를 첨가하므로 토양 중 중금속 오염도 증가한다.