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新兴领域：全球气候变化下的金属（类）土壤污染威胁。,Environmental Toxicology and Chemistry

花匠小妙招
2024-11-12 18:37

很少引起关注的一个重要主题是气候变化（尤其是全球变暖）和相关极端事件对土壤污染和土壤中金属迁移率的影响。污染与健康委员会发现，各种形式的污染导致2015年约900万人过早死亡，占全球所有死亡的16％。因此，污染正成为世界上造成疾病和过早死亡的最大环境原因（Landrigan等人。 2017年）。为了保护健康，政策制定者和监管者必须考虑全球气候变化如何影响对人类的化学风险，并制定适当评估和管理该风险的方法。由于遗留污染物（例如汞，铅[Pb]和铬）在环境中持续存在和生物富集，因此与全球气候变化有关的长期环境过程可能会影响其命运和运输，并改变生态系统和人类暴露（Balbus等。 2013）。

全球变暖导致土壤和大气温度升高，发生更频繁和更严重的极端事件（例如洪水，暴雨，野火，干旱，飓风），进而造成土壤侵蚀，进而导致金属（胶体）的重新分布。野火增加了大气中化学物质的负荷，这些化学物质会产生酸雨并迁移金属。洪水将金属（胶体）从矿山和工业区散布到居民和农业用地（Balbus等人， 2013年）。北极冰层融化的加速导致铅等离子的迁移增加，从而导致海洋和陆生动物体内金属生物富集（Balbus等人， 2013年）。）。随着降雨过多，更多的污染物将在更大的区域横向分布。现有的可移动金属（金属）会在土壤剖面中向下移位，移动到较低的水平，这可能有益于健康的园艺和表土耕作。但是，地下水可能会被污染，导致其他环境问题，例如饮用水污染。对降雨事件的预测进行建模以识别主要关注区域并监控地下水位的变化非常重要。

降水增加可能会动员，迁移和转化土壤污染物。在低pH值的土壤中，金属（金属）的提取率更高。过多的降雨可能导致土壤酸化，这将使金属（胶体）更易溶解，可被植物或人类吸收。此外，用于农田和花园的肥料和改良剂将被冲走或沥滤掉，结果，污染物将不会与磷酸盐结合，从而在土壤中形成稳定的（生物利用度较低的）矿物质。能够在不断变化的环境中快速，可靠地评估金属生物利用度和植物利用度的方法的开发对于防止人体暴露至关重要。改善我们对土壤物理和化学的基本理解，尤其是在城市的土壤圈和土壤管理不均的情况下，

气候变化也可能影响人类在室内和室外度过的时间，影响室内和室外污染物的暴露（Balbus等人， 2013年）。许多研究表明，当蒸散量最大且土壤干燥时，在夏季和秋季，受铅污染的城市土壤会悬浮在大气中。这些颗粒然后沉降到其他地方，可能污染干净的土壤。相关性研究表明，在土壤干燥多尘的干旱时期，血液中Pb的浓度升高;在土壤潮湿且尘埃沉降的雨季中，血液中Pb的浓度降低（Laidlaw等人， 2017）。建议使用便携式X射线荧光（XRF）快速评估金属（土壤）对土壤和灰尘的污染，以测定土壤中的金属浓度，以防止人类未来接触。这些XRF确定值与大气模式（例如，风向）相结合可用于预测灰尘将沉积的潜在污染区域。

干旱将导致土壤微生物生存，定植，多样性和功能降低。当植物在干旱条件下发育不良时，组织中痕量金属的浓度会升高（Fritioff等， 2005）。在金属污染的土壤中，CO 2含量升高会导致植物相关的微生物种群增加，从而保护这些微生物免受金属胁迫。因此，在金属污染的土壤中较高的CO 2水平下，与植物相关的微生物可以改善植物的生长和金属的吸收，从而导致潜在的农产品污染或植物对金属的吸收增加。当土壤温度升高时，金属作物的浓度往往会增加（Antoniadis and Alloway 2001）; 然而，尚不清楚这是由于加速蒸散，土壤中有机物分解更快，从土壤颗粒中释放更快，扩散到根部还是多种因素的组合。

由于城市的“热岛效应”，城市地区可能是进行模拟实验的绝佳场所，这可以看作是自然的长期气候操纵实验。在降水量有限的干旱季节，由于蒸发速率增加，金属将留在表土中或从较低的地层向上迁移到根际，因此更容易被植物吸收。由于缺乏发生化学反应所需的水分，添加磷酸盐肥料，堆肥和土壤改良剂将不会形成稳定的（因此生物利用度较低）形式的金属（胶体）形式。需要进行更多的研究来确定金属污染对不同景观以及沿城乡梯度干旱条件下微生物多样性和存活率的影响。

气候变化对金属土壤污染的影响（即金属的浓度，迁移率和分布）尚未得到充分研究，需要立即注意以防止未来对人类和生态系统的破坏。我们建议您开发包含诸如大气和土壤温度，降水，大气环流模式，土壤化学，地下水位和降解路径的因素（结合GIS工具进行可视化）的金属（类）命运和运输模型。我们鼓励开展研究，明确将温度对由于全球变暖/气候变化导致的土壤中金属行为的影响联系起来。

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