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重金属污染现状及其治理集锦9篇

时间:2024-02-29 14:38:32

重金属污染现状及其治理

重金属污染现状及其治理范文1

关键词土壤污染;现状;防控;措施

中图分类号:X53文献标志码:BDOI:10.19415/j.cnki.1673-890x.2018.06.082

土地是关系到国计民生的重要资源,当前,国内土壤污染愈演愈烈,导致土地环保质量严重下降,尤其是在工业、商业迅猛发展的大环境下,牺牲土壤生态谋取经济利益的现象屡禁不止。土壤污染已成为环境污染的重要因素,尤其是“三废”污染、石油污染、重金属污染、化学农药污染、放射性污染等,已使土壤生态环境受到严重破坏。在可持续发展理念的引导下,土壤污染已引起了社会各界的高度重视,由此可见,保护土壤质量、维护土壤生态、净化土壤污染已成为当务之急。

1土壤污染的特征

1.1隐蔽且滞后

大气、水、废弃物污染是很容易通过感官而被发现的,但土壤污染却具有很高的隐蔽性,难以直接发现。土壤污染需要对土壤样品进行采样化验,分析其中有害物质的残存量,甚至通过研究人畜等的健康状况才能明确。这就造成土壤污染监管远远滞后于污染现状,而且一旦发现土壤污染,往往是已经发生了很长时间,因此,土壤污染往往具有隐蔽性和滞后性。

1.2累积性

在大气与水体中的污染物质一般较易治理或迁移,但在土壤中却不同,土壤不像大气和水的扩散与稀释能力那么高,而且其中的有毒有害物质积累时间较长、成分复杂,往往治理难度较大。尤其是土壤污染的持续性、渐近性特点,更使污染物质极易在土壤中累积从而超标。

1.3不可逆

重金属对土壤的污染是不可逆转的过程,有很多有机化学物质的污染需要很长的时间才能够降解,有的重金属在土壤中可能需要长达100~200年的时间才能解除污染。这就会使被重金属污染的土壤在很长时间内被贴上“污染”标签,难以被应用到生产生活和经济建设中,同时也会对当地民众的生产生活安全性造成极大危害。

2土壤污染现状与危害

2.1土壤污染现状

土壤是人类生存发展的基础。随着经济的发展,工业化、城市化、农业集约化的变化越来越快,很多未经处理的废弃物都转移到了土壤之中,如重金属、硝酸盐、农药、病原菌等。按照污染物性质,可以分为无机物污染、有机物污染和生物污染;根据污染物的存在状态可分为单一污染、复合污染以及混合污染。目前,我国的土壤污染总体形势非常严峻,部分地区土壤污染严重,并且在有的特殊区域出现了重污染以及高风险污染。土壤污染的途径多种多样,原因很复杂,把控起来难度较大[1]。另外,土壤环境监督管理体系的不健全,土壤污染防治工作的投入力度不够,人们普遍的防治意识薄弱,并且由土壤污染引发的农产品安全问题以及群体性事件已成为威胁人们身心健康、妨碍社会稳定的一个原因。

2.2土壤污染的危害

1)土壤污染对作物危害严重。当土壤中的污染物质含量超标时,其生长出的植物会出现吸收及代谢能力失衡,残留植物體内的有机污染物直接对植物的生长产生影响,有的还会引发遗传变异甚至死亡。2)土壤污染物在植物体内残留。农作物在处于土壤污染的环境中,通过自身的生长发育体系将污染物吸收进自身体内,污染物的残留量在农作物的体内分布不均,并且不同的污染物在其体内停留的时间也不同。一般根部的残留量最多,其次是茎、叶、荚、籽粒,并且在植物体内的停留时间根据污染物的分解性不同而不同,分解性高的,停留时间短,反之停留时间长。3)土壤污染会危害人体健康。土壤中的病原体能够通过食物链的传播进入人体,有的也会通过皮肤侵害人体。放射性污染物主要是通过食物链进入人体。另外有的还会通过呼吸系统侵入人体,使受害者白细胞数量发生改变。

3土壤污染的防治

3.1健全土壤污染法律法规,调查土壤污染状况

针对治理土壤污染的问题,我国已确立了相关法律法规,其内容涉及农业环境保护、防治土地污染等领域,也起到了一定作用。但针对土壤污染问题的日益加重,相关部门需要尽快设立长期稳定的法律法规,并对现有的法律法规进行完善,使土壤污染防治工作更加高效地进行。

土壤污染的治理需要有完善的调查工作为基础,相关部门要建立土壤质量监测数据库,尤其要严格监控污染较为严重的重点区域,建立完善的土壤污染监管档案[2]。国内土壤污染呈现集中性特点,这就使区域土壤污染治理重点更加明确。通过数据调查分析土壤污染的危害性,并根据其污染指数、影响范围制定有效的治理对策,对高危污染区进行全面强化治理。

3.2施用化学改良剂,加强土壤净化能力

实施生物改良,增加土壤环境容量。为了改善土壤质量,可向土壤中施加石灰、碱性磷酸盐、氧化铁、碳酸盐和硫化物等化学改良剂,加速有机物的分解,将重金属固定在土壤中,将其转化为难溶的化合物,防止其迁移造成各种污染。土壤中的有机污染物可以靠植物、真菌、细菌等合作降解,并且通过植物能够带走土壤中的部分重金属。

对于受到重金属污染的土壤,除生态修复之外,还需要对其进行物理修复。当前,土壤电动修复技术已进入研发使用阶段,通过离子电学和电渗析作用清除土壤中的重金属,或者在土壤中计入盐酸溶液,从而清除土壤中的镉、铅等有害重金属。虽然这些新型土壤净化科技尚处于研发阶段,但相信在不久的将来,“科技净土”将成为现实,为土壤净化和保护提供更有效的治理措施。

3.3强化农业生产过程环境监管

相关机构应加强肥料、农药等投入的安全管理工作,严控污水灌溉以及污泥农用行为。加强对农业的污染控制,严禁使用重金属超标的农药化肥,尤其的化学杀伤性、残留性高的农药化肥,从源头抓起杜绝土壤种植性污染[3]。优先发展生态农业,鼓励并发展无公害、绿色和有机农产品的生产基地的建设。农业部门和环保部门要联合行动,密切关注土壤污染治理能效,通过生态农业的发展的优化土壤性质,提高土壤污染治理效率。

3.4优化产业规划布局

加强规划布局,防止重污染企业等的建设开发生产等活动对周边土壤造成污染,设置区域环评、规划环评等程序,避免各种不合乎要求的开发项目的开展造成土壤污染。环境部门要针对土壤重污染区域划定污染红线,定期监测周边土壤污染情况,尤其是与周边民众生产生活密切相关的土壤治理更要提起重视。规划当地产业布局有利于强化土壤生态保护基础,控制土壤污染源,最大限度地降低土壤污染风险。

4结语

土壤环境问题在现代社会中已日益突显,国家对于环境保护工作也愈加重视。为了实现现代社会各方面的可持续性发展,土壤污染问题必须着重解决,相关部门以及大众都需要为之努力,营造一个健康的工作生活环境。

参考文献: 

[1] 何鹏.土壤污染现状危害及治理[J].吉林蔬菜,2012(9):55-56. 

重金属污染现状及其治理范文2

论文关键词:城市土壤,重金属污染,污染治理

 

引言

城市是人类社会经济发展的必然产物。从18世纪以来人口不断向城市集中。如今随着各国工业迅猛增长,社会经济飞速发展,城市的数目和规模均不断扩大[1]。而城市环境是一个以人为中心的城市经济、社会生态的复合生态系统。目前,城市人口剧增,人类活动频繁污染治理,使得组成这个环境的水、空气和土壤时刻处于被污染的状况之下,影响着城市的可持续性发展中国论文网。所以,建设一个绿色健康的城市环境是城市可持续发展的必然方向。

城市土壤是指受多种人为活动的强烈影响,原有继承特性遭到强烈改变的厚度大于或等于50cm的城区或郊区土壤[2],是城市环境的重要组成部分,是城市生态系统地球化学循环的重要环节[3],也是城市赖以存在发展的物质基础。当大量的重金属随着各种各样的人类活动进入城市土壤中,便造成这些元素在土壤中的积累。一般认为,土壤中污染物累积总量达到土壤环境背景值的2或3倍标准差时,说明土壤中该污染元素或化合物含量异常,已属土壤轻度污染;当土壤污染物含量达到或超过土壤环境基准或环境标准时污染治理,说明该污染物的输入、富集的速度和强度已超过土壤环境的净化和缓冲能力,则属重度土壤污染。由于城市人口密集,人类活动频繁,与土壤接触的机率很高,所以城市土壤的重金属污染更容易通过大气、水体或食物链而直接或间接地进入人体,威胁着人类的健康甚至生命。因此,研究城市土壤重金属污染现状并提出相应的治理对策是可持续发展城市所必需进行的重要的基础工作。

1.城市土壤重金属污染的现状

2.1 空间分布特征

由于城市土壤受人类各种活动的强烈影响,因此其重金属污染分布也呈现出

显著的空间差异。一般地,人口聚集的城市中心区域土壤重金属含量明显高于郊区和农田。对纽约市“市区-郊区-农区”土壤研究发现,重金属离子总量、重金属离子多样性等随着距市中心距离的增加而降低,重要污染重金属Pb、Cu、Ni、Cr的含量下降非常明显[4]。

在城市不同的功能区污染治理,重金属分布呈现出一定的规律性。一般的规律表现为:Pb的浓度为老工业区>老居民区>商业区>开发区>其它;Zn的浓度为老居民区>商业区>老工业区>其它;Cu的浓度为老居民区>商业区>其它;Cd的浓度为老工业区>老居民区>其它[5 - 7]中国论文网。

城市公园是人们与土壤直接接触较多的特殊区域。北京城区三十多个公园土壤Pb质量分数调查表明,尽管大多数公园土壤污染程度轻,但客流量大的故宫、颐和园等著名公园污染指数却远远高于其它公园[8]。

城市土壤重金属污染的另一特征是公路两侧一般为城市土壤重金属污染最严重的地带,且呈明显的带状分布[9]。在50 m~80 m内公路两侧土壤中铅污染相当严重,100 m外土壤中的铅含量没有明显增加[10]。

此外,建筑物的建设、垃圾的堆积填埋等严重破坏了自然土壤结构,土壤层次凌乱,重金属在其垂直剖面方向分布变异较大,不同功能区重金属元素在土壤中各层的聚集状况没有规律可循[11,12] 。

2.2城市土壤重金属污染的来源

矿产冶炼加工、电镀、塑料、电池、化工等行业是排放重金属的主要工业源,其排放的重金属可以气溶胶形式进入到大气,经过干湿沉降进入土壤;另一方面污染治理,含有重金属的工业废渣随意堆放或直接混入土壤,潜在地危害着土壤环境[13]。随着城市化发展,大量污染企业搬出城区,原有的企业污染用地成为城市土壤重金属污染的突出问题[14]。

燃煤释放也是土壤重金属重要来源之一, 195年中国燃煤排放汞302.9吨,其中向大气排放量为213.8吨,北京、上海等超大城市排汞强度较高[15]。虽然近些年燃料使用及供暖方式的改变已明显改善这些城市的空气污染状况,但过去燃煤释放并已沉降至城市土壤中的重金属对城市生态系统、环境及人体健康仍会产生长期效应。

随着城市化发展,交通工具的数量急剧增加,汽车轮胎及排放的废气中含有Pb、Zn、Cu等多种重金属元素[16,17],进入周围的土壤环境污染治理,成为土壤重金属污染的主要来源之一。此外,雨水淋洗也会使市区内堆放的垃圾中的重金属以有效态形式[18]渗漏释放到土壤中,使城市土壤局部重金属含量增加中国论文网。而表生条件下以有效态形式存在的金属元素几乎不可能再结合为残渣态,重金属在土壤中迁移能力增加,进而污染地下水。

2.3城市土壤重金属污染影响人体健康的途径

城市郊区是市区蔬菜的主要供应基地。因此,土壤-蔬菜系统是城市人群暴露土壤重金属污染的主要途径之一。目前研究发现中国城郊菜地土壤已受到不同程度的重金属污染[19,20],其供应的许多蔬菜中重金属含量已超过相应的标准。而西班牙的Nadal等通过建立评价模型发现工业地区甜菜中Cr的积累与摄入有可能导致癌症发生率增加[21]。

城区内,土壤中主要种植的是观赏性或净化空气的植物,通过土壤-植物食物链对人体造成健康危害的可能性不大。但公园土壤与游人皮肤接触[22]、儿童摄取[22]、风起扬尘被人体直接吸入等成为城市土壤直接接触人体危害健康的又一个主要途径。研究发现[23,24]沙尘暴时,扬尘中来源于土壤的重金属元素Pb、Zn、Cd、Cu等的浓度比平常高出3~12倍,可吸入颗粒物的质量浓度极高污染治理,人体吸入重金属的量因此增加。

2.城市土壤重金属污染的治理对策

城市土壤是城市生态环境的重要组成部分,是地球环境中进行物质、能量、信息交换的重要环节。当其中的重金属含量超过其环境承载力后,将通过地表径流、淋溶、大风扬尘等途径对地表水、地下水和大气环境产生危害。为了保证人类和谐地生活在高速发展的城市中和人类社会的可持续发展,寻找控制治理城市土壤重金属污染的有效方法势在必行中国论文网。

3.1减少或切断重金属污染源,提高城市环境质量

在可持续发展理论和生态优先的原则下,改进生产工艺,实现绿色生产和循环经济,充分回收转换工业生产过程中产生的重金属有害物质,减少三废排放,禁止任意堆放工业生产的废渣,防止其中的重金属物质下渗到土壤或挥发到大气中。

减少煤的使用污染治理,开发清洁能源新技术,调整能源结构及能源供给方式,也是有效降低城市土壤重金属污染的有效措施。

分类收集处理城市垃圾,回收其中有用的重金属元素,在垃圾重金属不超标的情况下才能进行填埋、堆肥和焚烧。

3.2修复污染土壤,降低对人体的危害

由于土壤扬尘已成为城市大气重金属污染的主要来源。因此,可采取化学方法去除土壤中重金属。实验研究发现采用EDTA溶液淋溶去除土壤重金属的同时还可以回收利用这些物质,因此其成为去除城市土壤重金属的一种极有应用前景的方法。

当然,生物修复污染土壤有着工程措施无法相比的优势。种植植物不仅可以覆盖城市土壤,减少土壤扬尘的机会,而且还美化城市景观污染治理,净化空气,同时根据污染城市土壤的重金属元素种类有目的地选择植物种类合理搭配,可切实有效地从根源上修复城市土壤中的重金属污染。

3.3 建立城市土壤重金属健康评价标准

我国尚未制定出城市土壤重金属健康评价标准,不易界定城市土壤重金属污染,这不利于城市土壤不同功能的开发,因此应结合人体健康评估、土地利用方式和土壤中重金属赋存状态加大对城市土壤重金属健康评价体系研究的力度,尽快建立相应完整的评价标准,实现对城市土壤正确的评价,以便帮助政府相关部门制定出合理的法规,有效地保护、管理城市土壤和正确指导城市土壤的合理开发。

参考文献

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重金属污染现状及其治理范文3

[关键词]重金属污染 存在问题 防治对策

重金属污染是指由重金属或其化合物造成的环境污染,主要由采矿、废气排放、污水灌溉和使用重金属制品等人为因素所致。因人类活动导致环境中的重金属含量增加,超出正常范围,并导致环境质量恶化。近年来,关于重金属污染事件屡见不鲜,从湖南儿童血铅超标、陕西风翔数百儿童铅超标、福建紫金矿业含铜酸性废水渗漏到重金属污染“菜篮子”等事件的发行,重金属污染已影响到我们的生活环境。该问题已经引起了世界各国科学家的高度重视,解决这个问题迫在眉睫。

1 厦门市重金属污染现状

厦门市重金属污染主要是金属表面处理加工业(电镀行业)、金属结构制造业、皮革及其制品业等行业发展过程中污染物排放逐渐累积形成的。根据全国污染源普查结果,2010年厦门市废水中汞、镉、总铬、铅、类金属砷等5种重金属排放量以区域来划分的话,集美区占全市的72.75%;同安区占全市的17.59%;海沧区占全市的7.96%;思明区占全市的1.09%;翔安区占全市的0.57%;湖里区占全市的0.05%。5种重金属污染物按排放量大小排序为:总铬占全市总排放量的94.83%;铅占全市的3.78%;砷占全市的1.24%;镉占全市的0.05%;汞占全市的0.1%。从2010年污染源普查数据看,我市主要重金属污染元素是铬,重金属污染集中区域是集美区,主要污染来源为工业废水污染。总铬排放量较大的行业有:金属表面处理加工业(电镀)、金属制厨房调理及卫生器具制造业、金属结构制造业等行业。主要涉铅行业有:钨、钼冶炼业等行业。

重金属污染具有隐蔽性、潜伏性、不可逆性和长期性等特点,污染危害大,持续时间长、治理成本高。重金属污染物通过大气、水体、土壤的迁移转化和食物链的生物放大作用污染环境,危害粮食、食品安全和人体健康。

2 厦门市重金属污染防治存在的问题

2.1布局分散,发展方式粗放

由于厦门市涉重金属的企业入驻较早,粗放型增长方式尚未根本改变,改革开放初期环境准入制度几乎空白,项目环境影响评价中未对环境与健康风险评估进行评估,地方引进企业仅从经济发展角度考虑,造成涉重金属行业和企业无序发展,布局分散,结构污染比较突出,对环境造成一定程度的污染。

2.2企业对重金属污染防治工作重视不够

近年来,厦门市不断加强对涉重金属企业的监管,并建立了先锋电镀企业集中控制区,但重金属排放企业依然比较分散,监管难度大,源头预防控制未能全面落实。企业对重金属污染防治重视不够,有些企业对现有排放标准执行不严,一些中小企业不严格执行环评和环保“三同时”等环保制度。企业自我监测措施不完善,尚未建立特征污染物日监测报告制度;重金属污染突发事件的应急装备和技术水平不高。

2.3环境监管能力不足,基础工作有待进一步加强

当前,厦门市环保队伍人员不足,环境监察与环境监测力量有待加强,重金属污染物在线监控能力相对薄弱,尚末建立重金属污染预警应急体系。通过近几年的摸排调查,全市重金属污染物整体排放情况基本摸清,但对环境影响程度尚未进行全面评估,污染治理技术产业支撑不够,重金属污染的基础调查、科学研究、技术政策等还滞后于污染防治。

3 主要重金属污染防治对策

3.1加大结构调整力度

坚持以“调结构、促减排”为手段,严格执行国家有关产业政策和产业调整振兴规划,建立落后产能淘汰机制,分区域制定和实施重点防控行业落后产能淘汰措施,明确淘汰进度。对于重金属排放企业主动淘汰落后产能的,安排财政资金予以支持。

3.2严格项目准入条件

3.2.1严格区域准入

禁止在饮用水源保护区等重要生态功能区新建涉及重金属污染物排放的项目。非工业区和食品、生物医药等有特殊要求的产业园区以及工业区通用厂房原则上不再审批有重金属污染物排放的项目,其它区域按行业准人要求审批。改建、扩建项目要达到厦门市“十二五”,重金属减排和增产不增污的要求。

3.2.2严格产业准入

凡涉及重金属排放的新建项目,除高科技(科技局批文)及高附加值(经发局批文)项目、并能解决总量指标的区域外,一律不予审批。

3.2.3严格限制排放重金属相关项目

新建、改建、扩建项目坚持新增产能与淘汰产能“等量置换”域“减量置换”的原则,实施“以大带小”、“以新带老”;严格控制企业建设项目选址,合理确定重金属企业的排放浓度和环境安全防护距离,确保周边群众身体健康。

3.3积极推进清洁生产

依法实施强制性清洁生产审核,大力发展循环经济。按照省环保厅、省经贸委的工作部署,督促涉重金属企业加快强制性清洁生产审核评估和验收进度。对于经公布要求进行强制性清洁生产审核的企业,未实施清洁生产审核或者虽经审核但不如实报告审核结果的企业,责令限期改正,对拒不改正的依法从重处罚。

3.4严格污染源监管

3.4.1进一步摸清重金属污染情况

全面调查涉重金属企业污染物排放、治理设施运行情况及其周边区域环境隐患,深入开展污染现状评估,进一步摸清重金属污染情况,全面掌握辖区内重金属污染情况动态,有针对性地制定重金属污染综合防治计划,加大监控和治理力度。

3.4.2加强对污染源监管,促进企业稳定达标排放

进行重金属特征污染物自动监控装置试点工作,待条件成熟后逐步实现重点重金属污染源安装自动监控装置,实行“实时监控、动态管理”,确保污染物稳定达标排放。督促涉重金属企业进一步完善突发环境事件应急预案和应急处置设施,配备应急物资,定期组织应急培训和应急演练。

3.4.3规范企业日常环境管理,提高操作运行水平

要求企业建立重金属污染物产生、排放详细台帐,每月向环保部门报备污泥等危险废物产生量、处置去向等环境管理信息资料,实施动态管理;指导企业完善治污设施,规范物料堆放场、废渣场、排污口等建设,提升污染治理技术水平。

3.4.4严格执行项目审批要求,清理违法企业

全面排查全市重金属污染物排放企业,对于超过环评审批范围、含重金属废水、废渣、废气未经处理或处理达不到要求、重金属污染物超标超总量的企业,依法严肃处理。

重金属污染现状及其治理范文4

[关键词]环境监测;土壤;重金属污染

中图分类号:X830 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2015)26-0340-01

引言

在经济和社会发展的过程中产生了许多有毒有害物质,这些物质来源于生活垃圾、工业废物、矿山废渣等生活和生产的多个环节,这些物质往往含有多种重金属。随着沉淀和富集,无法被净化的重金属慢慢渗透并富集到土壤中。土壤是环境中的重要组成部分,承受着环境中约90%的污染物。同大气和水体环境中的污染物相比,土壤中的污染物更不易迁移,更易集中富集。由于重金属大多对人体有毒害作用,这种毒害作用随着含量的增多而增大;当重金属的浓度在一定范围下时,其毒害作用因在短时间内无法发现而容易被忽略;当重金属对人体的毒害作用显著发生时,多数是属于无法治愈且不可逆转的。

土壤中的重金属一般是通过食物链进而在人体内富集,当某种重金属的量超过安全阈值时就会严重危害人体健康。研究表明,人体内的有70%镉来源于大米和蔬菜,而大米和蔬菜中积累的镉大部分来源于土壤,少量来源于灌溉水和空气。镉会影响酶的活性,影响人正常的新陈代谢,可引发贫血、高血压、骨痛病等疾病,其危害长达数十年。

一、土壤中重金属的来源及我国的污染现状

工业“三废”排放、采矿和冶炼、家庭燃煤、生活垃圾渗出、汽车尾气排放等是我国重金属污染的主要来源。工业废水、矿坑涌水、垃圾渗滤液等液体成分复杂,是土壤重金属污染物的主要来源。

目前我国受污染的耕地约1.5亿亩,固废堆存地约300万亩,合计超过1.8亿亩。这些受污染的土地大多数集中在经济较发达的地区。全国每年受重金属污染的粮食多达1200万吨、因重金属污染而导致粮食减产高达1000多万吨,合计经济损失至少200亿元。农业部环保监测系统曾对全国24省、市320个严重污染区土壤调查发现,大田类农产品超标面积占污染区农田面积的20%,其中重金属超标占污染土壤和农作物的80%。农业部调查发现:我国污灌区面积约140×104公顷,遭受重金属污染的土地面积占污染总面积的64.8%,其中轻度污染占46.7%,中度污染占9.7%,严重污染占8.4%,其中以汞和镉的污染面积最大。全国目前约有1.3×104公顷耕地受到镉的污染,涉及11个省市的25个地区;约有3.2×104公顷的耕地受到汞的污染,涉及15个省市的21个地区。国内蔬菜重金属污染调查结果显示:中国菜地土壤重金属污染形势更为严峻。珠三角地区近40%菜地重金属污染超标,其中10%属“严重”超标。重庆蔬菜重金属污染程度为镉>铅>汞,经调查其近郊蔬菜基地土壤重金属汞和镉均出现超标,超标率分别为6.7%和36.7%。广州市蔬菜地铅污染最为普遍,砷污染次之。保定市污灌区土壤中铅、镉、铜和锌的检出超标率分别为50.0%、87.5%、27.5%和100%,蔬菜中镉的检出超标率为89.3%。

二、防治土壤重金属污染的措施

1)施加改良剂

施加改良剂的主要目的是加速有机物的分解与使重金属固定在土壤中,如添加有机质可加速土壤中农药的降解,减少农药的残留量。

施用重金属吸收抑制剂(改良剂),即向土壤施加改良抑制物(如石灰、磷酸盐、硅酸钙等),使它与重金属污染物作用生成难溶化合物,降低重金属在土壤及土壤植物体内的迁移能力。这种方法起到临时性的抑制作用,时间过长会引起污染物的积累,并在条件变化时重金属又转成可溶性,因而只在污染较轻地区尚能使用。

2)控制土壤氧化-还原状况

控制土壤氧化-还原条件,也是减轻重金属污染危害的重要措施。据研究,在水稻抽穗到成熟期,无机成分大量向穗部转移,淹水可明显地抑制水稻对镉的吸收,落干则促进水稻对镉的吸收。

重金属元素均能与土壤中的硫化氢反应生成硫化物沉淀。因此,加强水浆管理,可有效地减少重金属的危害。但砷相反,随着土壤氧化-还原电位的降低而毒性增加。

3)改变耕作制度

通过土壤耕作改变土壤环境条件,可消除某些污染物的危害。旱田改水田,DDT与六六六在旱田中的降解速度慢,积累明显;在水田中DDT的降解速度加快,利用这一性质实行水旱轮作,是减轻或消除农业污染的有效措施。

4)客土深翻

污染土壤的排除,特别是重金属的土壤污染,在土壤中产生积累,阻碍作物的生长发育。防治的根本办法是彻底挖去污染土层,换上新土的排土与客土法,以根除污染物。但如果是地区性的污染,实际采用客土法是不现实的。

耕翻土层,即采用深耕,将上下土层翻动混合,使表层土壤污染物含量减低。这种方法动土量较少,但在严重污染的地区不宜采用。

5)采用农业生态工程措施

在污染土壤上繁殖非食用的种子、种经济作物或种属,从而减少污染物进入食物链的途径。或利用某些特定的动植物与微生物较快地吸走或降解土壤中的污染物质,而达到净化土壤的目的。

6)工程治理

利用物理(机械)、物理化学原理治理污染土壤,主要有隔离法,清洗法,热处理,电化法等,是一种最为彻底、稳定、治本的措施。但投资大,适于小面积的重度污染区。

近年来,把其它工业领域,特别是污水、大气污染治理技术引入土壤治理过程中,为土壤污染治理研究开辟了新途径,如磁分离技术、阴阳离子膜代换法、生物反应器等。虽然大多数处于试验探索阶段,但积极吸收、转化新技术、新材料,在保证治理效果的基础上降低治理成本,提高工程实用性,有着重要的实际意义。

结语

土壤中的重金属除了会通过植物吸收进而对生物产生毒害作用外,还会经由雨水淋滤及地表径流作用转移进入地表水系统,通过地表水和地下水的交互作用污染地下水体,进而对饮用水的安全构成威胁;土壤中的重金属还可能会缓慢的、微量的释放到空气中,对大气环境造成污染。土壤重金属污染是一个比较严峻的问题。开展土壤重金属的整治工作对社会、对人类意义重大。

参考文献

[1] 陈怀满.土壤-植物系统中的重金属污染[M].北京:科学出版社,1996:27-28.

[2] 戴军,刘腾辉.广州菜地生态环境的污染特征[J].土壤通报,1995,26(3):102-104.

[3] 夏来坤,郭天财,康园章等.土壤里金属污染与修复技术研究进展[J].河南农业科学,2005(5):88-92.

重金属污染现状及其治理范文5

【关键词】土壤;重金属;评价

土壤是生物与人类赖以生存的物质基础。作为有再生作用的自然资源,土壤在维护农业生态系统的平衡方面具有重要意义[1]。随着工业的迅猛发展、城市污染的加剧和农用化学物质种类、数量的不断增加,土壤重金属污染日益严重。重金属污染物在土壤中具有移动性差、滞留时间长、不易被微生物降解、毒性强和积累效应等特征,对农作物的生长、产量及品质都有较大影响,并通过食物链影响着人类健康,土壤一旦受到重金属污染,要消除是一件极其不容易的事。因此,调查和评价土壤环境中重金属污染程度,对摸清土壤环境质量、加强土壤污染的综合防治、保障人类健康等具有十分重要的现实意义[2]。

1 研究概述

1.1 重金属及镉危害

重金属指密度4.0以上约60种元素或密度在5.0以上的45种元素。砷、硒是非金属,但是它的毒性及某些性质与重金属相似,所以,将砷、硒列入重金属污染物范围内。环境污染方面所指的重金属主要是指生物毒性显著的汞、福、铅、铬以及类金属砷,还包括具有毒性的重金属锌、铜、钻、镍、锡、钒等污染物[3]。

在自然界中主要成硫镉矿而存在;也有小量存在于锌矿中,所以也是锌矿冶炼时的副产品。镉的主要矿物有硫镉矿(Cds),贮存于锌矿、铅锌矿和铜铅锌矿石中。镉的世界储量估计为 900万吨。

镉不是人体的必需元素。人体内的镉是出生后从外界环境中吸取的,主要通过食物、水和空气而进入体内蓄积下来。镉的吸收和代谢镉的烟雾和灰尘可经呼吸道吸入。肺内镉的吸收量约占总进入量的25~40%。每日吸20支香烟,可吸入镉2~4ug。镉经消化道的吸收率,与镉化合物的种类、摄入量及是否共同摄入其它金属有关。例如钙、铁摄入量低时,镉吸收可明显增加,而摄入锌时,镉的吸收可被抑制。吸收入血液的镉,主要与红细胞结合。肝脏和肾脏是体内贮存镉的两大器官,两者所含的镉约占体内镉总量的60%。据估计,40~60岁的正常人,体内含镉总量约30mg,其中10mg存于肾,4mg存于肝,其余分布于肺、胰、甲状腺、、毛发等处。器官组织中镉的含量,可因地区、环境污染情况的不同而有很大差异,并随年龄的增加而增加。进入体内的镉主要通过肾脏经尿排出,但也有相当数量由肝脏经胆汁随粪便排出。镉的排出速度很慢,人肾皮质镉的生物学半衰期是10~30年。

1.2 研究区概况

通化市旅游资源丰富。列为国家重点文化保护单位的有集安市的“洞沟古墓群” 和“丸都山城”,省级重点文物保护单位有集安市内的“国内城”、“霸王朝山城”和“长川壁画墓”等。“洞沟古墓群”有高句丽古墓1万多座,最早的有2000多年历史,最大的“将军坟”被称为“东方金字塔”。高句丽遗址现已被联合国教科文组织列为世界文化遗产[4]。

2 材料与方法

2.1 数据处理

选取通化市作为研究对象,根据通化市工作区范围为北纬40°40' -- 42°东经125°30' -- 126°,对通化市镉元素网格化数据图进行处理,得出通化市工作区镉元素网格化数据图见表1

126000′

2.2 评价标准

该研究以国家《土壤环境质量标准》(GB15618-95)二级标准作为评价标准,分析评价吉林省通化市工作区土壤中镉(Cd)重金属的污染现状 mg/kg。

2.3 评价方法

单因子指数质量模型

单因子质量指数[5]是以土壤污染物的实测浓度与评价标准之比计算出的土壤环境质量污染指数,即式中,Pi为土壤中污染物i的环境质量指数; Ci为污染物i的实测浓度; Si为污染物i的评价标准。具体分级评价指标为:若Pi≤0.7,土壤环境质量处于清洁安全状态; 0.71.0,表明土壤重金属含量超标污染,对作物的生长发育有影响,进而会通过食物链影响人体的健康。1.0

3 结果和讨论

3.1 结果

3.1.1 根据单因子指数质量模型

根据单因子指数方法,得到数据见表二

表二 吉林通化市工作区镉(Cd)重金属污染评价结果

3.1.2 讨论

从表三可以计算出,吉林省通化市工作区44.4%的土壤单因子污染指数未超过0.7,表明土壤环境质量处于清洁安全状态; 34.8%的土壤单因子污染指数超过0.7,但未超过1.0,表明土壤重金属含量没有超标污染,土壤环境质量尚清洁,但土壤重金属污染已处于安全警戒状态;。15.2%的土壤单因子污染指数超过1.0,但未超过2.0,属轻度污染;5.56%的土壤单因子污染指数超过3.0,属重度污染。

总体上说吉林省通化市工作区土壤极大部分处于清洁安全状态,只有极少一部分出现了污染状况,尤其是偏中部地区,污染情况比较严重,应该对这部分地区予以重视,加强对该地区的土壤环境污染的治理工作。

在利用单因子指数质量模型对土壤重金属污染评价时,评价方法简单,能够简单的表现出重金属超过标准值的程度,可以给该地区重金属污染防治和可持续利用提供一定的科学依据。

4 通化土壤镉污染的防治展望

土壤受污染后, 蓄积在土壤中的有害物质能迁移到水、空气和植物中, 最终进入人体。土壤污染一旦形成, 就会造成长远的影响, 而且难以消除。因此, 我们应以“预防为主”, 积极做好土壤的保护工作[7]。

土壤污染主要来自采矿、熔炼、镀锌等工业生产和 大气中含镉粉尘的沉降。因此,要减轻镉对环境的污染, 人类首先应采取的行动是对能带来的镉污染的工业生产 采取预防措施或减少这类生产活动。 由于镉对动植物都有 很强的毒性,且易通过食物链进入人体,因此受严重镉污 染的土好弃之不用,但对中轻度污染的土壤,根据镉在土 壤中的特性, 采取适当的措施是完全可以减轻甚至消除其 毒害的。 近年来国内外采用的土壤重金属污染治理方法按 治理方式、工程措施、改良措施、农业措施及生物措施[8]。

4.1 工程措施 翻耕、客土与换土 翻耕就是把污染重的表层翻到下层,而把污染轻 下层 翻为表层。很显然,如果底层的污染同样较严重翻耕是不会 有什么效果的。客土是指在污染土壤上覆盖一层净土,换 土则是先将受污染的表土挖走, 然后再填入同等厚度的新 土。无论是翻耕、还是客土或换土,都必须要掌握好土层 厚度,处理土层太厚,工作量太大,劳民伤财;处理土层 太薄,效果不佳,通常以处理 30cm 深的土层为宜。一般 来说, 3 种方法以换土效果最好, 这 但采用换土措施会带 来如何处置被挖掘的受污染土壤的问题,处理不好,就很 可能导致二次污染, 由于这类物理措施都需要大量的人力 物力,通常它们只用于污染较重的土壤。

4.2 改良措施

4.2.1 提高土壤 PH 镉的活性明显受深液酸度的影响,PH 越高,其活性 越弱,当土壤 PH 达 7 时,有效镉的浸出率就降到 5%左 右。因此,在受镉污染的土壤中施用石灰性物质,如氢氧 化钙、碳酸钙、硅酸钙等来提高土壤 PH,即可有效地降 低镉的活性,石灰、硼泥、硫酸锌、过磷酸、氮肥 5 种 Cd 良剂中,以石灰效果最好。

4.2.2 调节土壤 Eh 旱改水或淹水栽培是降低土 Eh,使土壤处于还原状 态的有效措施, 从而保证镉变成无机盐沉淀和低有效性状 态。当然,含硫少的酸性土壤,施用石灰硫黄合剂,既可 降低土壤酸度,又可保证在还原条件下产生更多的 S—来 生成 CdS 沉淀。

4.3 农业措施

4.3.1 增施有机肥 土壤有机质对镉等多种重金属都有不同程度的吸附 作用,有机质增加可提高土抗重金属污染的能力。因此, 施用有机肥,一方面能提高土壤肥力,改良土壤性状。另 一方面又可较好地减轻镉的生物毒性。但有些有机肥,如 垃圾堆肥,本身就含有一定量的重金属,施入土壤可能反 而会使植物体内的金属含量增加,这时可在肥料中拌施碳酸钙以降低其活性。

4.3.2 选择合适形态的化肥 肥料的不同形态对土壤镉溶解度的影响,特别是在 根际土溶解度,产生明显差异。我们可以利用这种差异, 减少镉对植物体的污染, 而且化肥是现代农作物种植业不 可缺少的, 只要选购合适形态的化肥用于污染土壤便能实 现污染治理,因此比较经济易行。

4.3.3 选种抗污染农作物品种 改种吸收污染物少或食手部位污染物累积少的作 物。研究表明:菠菜、小麦、大豆吸镉量多,不宜种植; 而玉米、 水稻吸镉较少。 在中、 轻度重金属污染的土壤上, 不种叶菜、块根类蔬菜而改种瓜果蔬菜或果树等,能有效 地降低农产品的重金属浓度。

4.4 生物措施

4.5 其他措施 参考文献:

[1] 刘庆; 杜志勇; 史衍玺; 战金成; 庞绪贵 山东省寿光市土壤重金属环境质量评价[J]江西农业大学学报2009(1)

[2] 孟宪丽. GIS支持下的吉林省黑土区土壤重金属污染评价研究[A]东北师范大学2008.6.1

[3] 郑喜珅; 鲁安怀; 高翔; 赵谨; 郑德圣 土壤中重金属污染现状与防治方法 [J] 土壤与环境2002,11(1),79-84

[4] 维基百科http:///wiki/%E9%80%9A%E5%8C%96%E 5%B8%82

[5] 王焕校.污染生态学[M].北京:高等教育出版社, 2001:214-233.

[6] 刘云霞; 庞奖励; 丁敏; 楚永波 黄土高原长期苹果园地土壤重金属分布和评价 [J ]中国农业气象2010, 31(1): 32-36

[7] 周敏,王安群 土壤的重金属污染危害及防治措施 [J ] 科技信息2006(4):121

重金属污染现状及其治理范文6

关键词:镉;多环芳烃;复合污染

1.引 言

目前,国内外学者对蚯蚓的生态毒理学进行了大量的研究,其中农药、重金属单一及复合污染较多,但关于多环芳烃及其复合污染对蚯蚓的生态毒理的研究相对较少。本文采用室内模拟方法,开展了典型重金属典型多环芳烃复合污染对安德爱胜蚓和白线蚓的生态毒理研究,在此基础上,对复合污染生态毒理生物标志物的筛选和定量表征进行了重点而深入的研究,以期为有机污染物-重金属复合污染研究与诊治提供科学依据和实践指导,主要研究结果如下:1.从个体水平,分别采用人工土壤法和自然土壤法,研究镉单一及复合污染对安德爱胜蚓和白线蚓的急性毒性。

2.土壤镉和多环芳烃的来源及其污染现状

2.1 土壤中重金属的来源

土壤中镉的来源是多途径的,首先是成土母质本身含有重金属,不同的母质、成土过程所形成的土壤含有镉量差异很大。此外,人类工农业生产活动,盲目的施用化肥和农药,使镉的含量日益增加;也造成镉对大气、水体和土壤的污染。

2.2 土壤中多环芳烃的来源及其污染现状

全国范围内PAHs主要来自工业燃煤、生活用煤的不完全燃烧和汽车尾气的污染等,污染水与地区生产、生活方式密切相关。环境中的多环芳烃来源有天然和人为两种。天然来源主要有微生物和高等植物合成, 火山活动、 森林火灾也产生一定量的多环芳烃。 人类活动是环境中多环芳烃的主要来源, 大多来自于化学工业、 交通运输和日常生活等方面。

多环芳烃(PAHs)是环境中常见的一类有机污染物,广泛分布于大气、水体、土壤和生物体中。土壤中的PAHs除天然源外,主要来自各种化石燃料.如煤碳、石油等的不完全燃烧、大气沉降、污水灌溉、废物倾倒和工业漏渗等。由于该类化合物具有高度的稳定性,在环境中难以降解及具有致癌、致畸、致突变等特性,还被证实具有环境内分泌干扰物的作用,已经引起人们广泛的关注。

2.3 土壤中重金属和多环芳烃复合污染现状

目前, 全球化学品数量高达700万种, 并且这个数目仍在增加。 这些人工合成化学品的大量涌现给环境工作者带来了许多新的研究课题, 也增加了环境污染治理的复杂性。多年来,虽然国内外对此进行了大量的研究,但随着研究工作的不断深入,环境工作者逐渐认识到环境污染物多具有伴生性和综合性。环境中普遍存在的复合污染现象常常无法用单一污染来解释,对复合污染的研究意味着从根本上去寻找污染治理的良策和达到综合治理与生态平衡的目的。然而, 一方面由于新的污染物产生的速率不断增加, 已大大超过了现有的评价和治理能力; 另一方面复合污染学又是一个新兴的年轻学科,在许多理论研究和实际工作中,仍然存在着某些根本性的限制因素。因此, 目前对环境污染物复合污染的研究仍处于缓慢渐进、 而形势又要求急需快速发展的一中矛盾状态。

3.土壤重金属和多环芳烃复合污染对动物的毒性作用

3.1 生物因素

物种、组织部位、营养状况以及生物年龄等均影响重金属复合污染的综合生理生态效应。在锌浓度为50 mo l/L的营养液中加入镉, 抑制锌在矿山生态型东南景天根系积累, 而提高了叶片的锌含量[1]。不同生态型东南景天对铅锌复合处理的反应也不一样, 锌处理能抑制矿山生态型东南景天对铅的吸收, 却促进了铅在非矿山生态型中的积累等的研究表明, 在低锌条件下, 莴笋新叶镉浓度随锌处理浓度增加而增加, 老叶中的镉浓度呈相反的变化趋势。当水稻生长情况良好时, 施镉抑制水稻对锌吸收, 在水稻缺锌的条件下, 镉能促进水稻对Zn的吸收。

4.土壤重金属镉和多环芳烃复合作用的毒性机理。

有些重金属元素的化学性质相近, 它们作用于生物体的方式和途径相似, 因而在生态介质(土壤、水体)、代谢系统及细胞表面结合位点上的相互竞争必然会影响金属对生物体的作用效果。吸附位点竞争的最终结果导致一种金属元素在结合位点取代另一种已吸附的金属元素, 而这种竞争的程度在很大程度上取决于重金属元素的价态、浓度比和介质的特性等。在土壤介质中, 金属离子竞争性吸附的相互作用最终会导致金属离子在固、液两相中的重新分配, 这种重新分配改变了金属离子的生物有效性, 其中生物有效性与生物毒性密切相关。

5.结论与展望

进一步拓宽研究对象与数量。目前复合污染主要停留在研究两种重金属的之间交互作用, 对三种以上重金属的研究方法尚未成熟, 也很少有关重金属与无机、有机复合污染研究报道, 因此, 增加复合污染研究对象的数量和种类对复合污染研究的发展具有重要的意义。

1.深化复合污染机理的研究。有很多复合污染研究的结果带有主观臆断性, 总的来说结论并不一致, 应利用分子生物学的各种技术手段、人工模拟方法和其它先进分析技术, 进一步揭示复合污染物的致毒途径及其机理。

2.加强复合污染研究成果的推广应用。复合污染比单一效应更接近实际情况, 充分利用复合效应来改进重金属污染治理方法、临界指标与耕地土壤环境质量评价等。

3.加大对复合污染表征与生物效应的相关性研究力度。目前对土壤复合污染的表征研究已有较大的突破, 但如何与生物效应相关联尚缺乏研究, 只有将复合污染的表征与生物效应密切联系起来,才可能将复合污染所产生的环境风险的定性或半定量评价推进到定量评价阶段。

总之, 随着环境污染的复杂化, 许多污染问题产生愈来愈依赖于复合污染的解释, 复合污染研究必将有更大的发展。

参考文献:

重金属污染现状及其治理范文7

[关键词]农村耕地 重金属污染 来源 治理

[中图分类号] S341.1 [文献码] B [文章编号] 1000-405X(2014)-1-161-1

0前言

科学技术的发展,带动了经济的发展,同时也促进了人们生活水平的提高。但是,粗放型的经济发展方式也造成了严重的污染,尤其是重金属对于农田土壤的污染,使得我国的耕地面积不断缩减,影响到了农作物的生长,同时还可能对人体造成相应的危害。因此,要充分重视起来,加强对于农田重金属污染的治理力度,切实保障农业生产的顺利进行。

1重金属污染概述

重金属污染,指由重金属或其化合物造成的环境污染,其产生的主要原因是人们的生产活动,如采矿、废气排放、污水灌溉和使用重金属制品等人为因素造成的。重金属污染的危害程度并不是固定的,而是取决于其在环境、物体中存在的化学形态和浓度。通常情况下,重金属污染主要表现在水污染方面,气体污染和固体废弃物污染相对较少。

重金属具有富集性,很难在环境中降解,因此,容易造成严重的环境污染,加上其具有不易移动溶解的特性,进入生物体后不能被排出,会造成慢性中毒。例如,日本爆发的骨痛病,就是由于重金属元素镉与人体内部的蛋白质和各种类型的酶发生强烈的相互作用,从而导致其失去活性,造成重金属中毒,对骨骼产生了严重的影响,引发剧烈的疼痛。

2农村耕地中重金属污染的来源

目前已经发现的,自然界存在的重金属元素有45种,而对于农村耕地影响较为严重的重金属,则主要集中在汞、镉、铅、铬、砷物种元素,其并称为“五毒”。每年因重金属污染所造成的农业经济损失不计其数,不仅阻碍了经济的发展,更使得粮食产量大幅下降,影响社会的稳定。对于农村的耕地而言,重金属污染的主要来源包括:

2.1污水

重金属污染主要表现在水污染方面,因此污水是导致农田重金属污染最主要的原因。由于粗放型经济发展方式的影响,许多企业并没有对排放的污水进行处理,而是直接排入河流或者土地之中,一方面,使得河流污染严重,农民在引水灌溉的过程中,将污水中的重金属带入农田,从而引发重金属污染;另一方面,污水深入地下后,重金属元素却不会很快讲解,在不断的富集过程中,使得土壤中的重金属含量不断增加,对农作物的生长造成影响。

2.2大气

大气中的重金属主要来自于工业生产排放的废气、汽车尾气等,如果没有对其进行相应的处理,重金属就会以气溶胶的形态,进入大气之中,在自然沉降和降水的作用下,最终进入土壤,从而造成农田的重金属污染。一般来说,大气污染对于农田的影响程度取决与当地的经济增长方式和工业化程度,以及人口的密度和经济发展程度等。

2.3固体废弃物

主要指来自含有重金属的工业企业以及矿业企业废弃物,也包括城市的生活垃圾。这些固体废弃物含有的重金属元素会在存放和处理的过程中,进入土壤,造成污染。例如,重金属矿业企业在对矿渣进行处理时,通常都是采用统一处理或掩埋的方式。在堆放的过程中,会受到雨水冲刷等的影响,使得重金属元素流入水体或土壤;而在掩埋后,矿渣中含有的重金属元素也不会分解,而是逐渐向周围的土壤扩散,不断的富集,进而导致土体中重金属含量超标,造成污染。

2.4化学农药和肥料

一方面,部分化学农药的质量不达标,含有超标的重金属元素,在使用的过程中会随之进入土壤,从而引发重金属污染;另一方面,为了保证农作物的产量,往往会长期使用化学肥料,提供农作物生长需要的微量元素,但是肥料中的重金属元素却在不断富集的过程中,出现污染现象。例如,如果某块农田长期使用磷肥,则可能导致土壤中的镉含量超标,从而引发重金属污染。

3农村耕地中重金属污染的治理对策

3.1对污染源进行控制

对于农村耕地中重金属污染的治理,首先必须采取必要的措施,对污染进行控制,减少污染源,之后才能对其进行处理,以免污染的重复发生。对于重金属污染源的控制,需要做到以下几点:

①对废水、废气、固体废弃物的排放进行控制,确保处理后排放,将其产生的污染降到最低。针对含有重金属元素的污染物,更要加强管理力度。

②对农药肥料等的使用进行限制,对其成分进行改良和创新,尽可能减少农药中重金属元素的残留。

③对农田土壤进行质量监测,及时发现潜在的风险,做到防患于未然。

3.2物理换土法

由于重金属的治理成本大、耗时长,难度大,从经济角度出发,对于污染较为严重的农田土壤而言,可以采用换土的方式进行处理,其优点在于彻底、稳定,虽然施工量较大,但是相对而言速度较快,而且操作简单,不影响农作物的种植。

3.3化学调节法

主要是利用相应的化学药剂等,对农田土壤的有机质、水分、pH值等进行调节,改变重金属的水溶性和扩展性,从而降低污染的扩展速度以及其对于农作物的影响。

3.4生物修复法

指利用植物、动物、微生物等,对土壤中的重金属进吸收和转化等,从而消减重金属污染对于农田的影响。例如,向日葵可以吸收重金属,进而通过自身的作用将其排入空气中,降低土壤重金属的含量;部分藻类和蚯蚓等动物也可以对重金属进行吸收。

4结语

总之,重金属污染对于农村耕地的影响是十分巨大的,农业技术人员要加强对于重金属污染来源的分析,通过预防和治理相结合的方式,解决土壤重金属污染的问题。

参考文献

[1]蒋利萍.国内土壤重金属污染现状及治理修复[J].内江师范学院学报,2010,25(z2):471-473.

重金属污染现状及其治理范文8

土壤重金属污染研究进展

重金属有多种不同的定义。在环境化学领域中,重金属是指比重大于4或5的金属。重金属污染物不但包括生物毒性显著的汞、镉、铅、铬和类金属砷,还包括毒性较弱的重金属锌、铜、钴、镍、锡、钒等重金属元素。土壤重金属污染隐蔽性强、毒性大、难降解且能沿食物链富集,是人们优先考虑去除的污染物。

1污染来源

土壤重金属污染来源大体可以分为工业来源、农业来源、交通来源。

1.1工业来源。煤和石油等化石燃料燃烧释放大量含有重金属的有害气体和粉尘,工厂排放的烟气、粉尘等气体污染物经大气环流扩散,以干、湿的沉降方式进入到水体与土壤中,造成土壤重金属污染。工业生产过程如采矿、选矿、矿物加工等排放的废水、废气、废渣是土壤中汞、铅、镉、砷等重金属污染的主要来源。

1.2农业来源。主要来源于农田污水灌溉、污泥利用,化肥、有机肥、农药和杀虫剂的滥用以及塑料薄膜的大量使用等。农用物资施用和农业污灌是农田土壤中汞、铬、砷、铜、锌等重金属污染的重要来源。

1.3城市交通来源。主要来源于汽车排放的尾气及轮胎磨损产生的粉尘。汽油、油的燃烧和发动机及其他镀金部件磨损可释放出铅、镉、铜、锌等重金属粉尘。

2污染危害

重金属一旦进入土壤,就很难被微生物降解或者从土壤中去除,因此重金属对土壤的理化性质、生物特性和微生物群落结构都产生重大危害。受到重金属污染的土壤,其物理结构和化学性质都会发生变化,危害极大。

2.1导致经济损失。土壤的重金属污染会造成耕地面积持续减少、土壤质量下降和生物毒害增多,导致农作物大幅度减产,从而影响到粮食供给、农业可持续发展和区域经济增长。

2.2危害人体健康。酸雨、土壤添加剂等外界环境条件的变化,提高了土壤中重金属的活性和生物有效性,使得重金属较易被植物吸收利用,重金属污染物难以降解,直接或间接地危害到处于食物链顶端的人类的身体健康,引发骨痛病、儿童血铅、高血压、心脑血管,癌症等疾病。

2.3导致其他污染。土壤受到污染后,含重金属浓度较高的污染表土容易在水力和风力的作用下分别进入到水体和大气中,导致水污染、大气污染和其他衍生环境问题。

3治理途径

重金属污染土壤的治理途径主要有两种:一种是将重金属污染物清除,削减土壤重金属总量;另一种是固化土壤重金属,降低其迁移性和生物可利用性,削减有效态重金属含量。具体来讲包括工程措施,化学措施,农业措施和生态措施。

3.1工程措施。工程措施包括排土、客土和淋洗等方法。排土法剥离表层受污染的土壤,客土法是在被污染的土壤上覆盖未被污染的土壤,淋洗法是通过清水灌溉稀释或洗去重金属离子。工程措施效果较为彻底,能使耕作层土壤中重金属的浓度降至临界浓度以下,或减少重金属污染物与植物根系的接触来控制危害。

3.2化学措施。第一,通过添加表面活性剂、有机螯合剂等一系列调控措施,改良土壤的理化性状,提高土壤重金属的生物有效性,使其易于被其他植物吸收,以达到修复土壤的目的。第二,通过添加固化材料,降低重金属的迁移性和生物有效性。

3.3农业措施。农业措施是因地制宜的修正和完善耕作管理制度来减轻重金属的危害,或者在受污染土壤上种植不进入食物链的植物。农业措施适合治理中、轻度受污染土壤。

3.4生物措施。生物措施:一是通过生物作用改变重金属在土壤中的化学形态,使重金属固定或解毒,降低其在土壤环境中的移动性和生物可利用性;二是通过生物吸收、代谢达到对重金属的削减、净化与固定作用。通过一些特殊的微生物与植物、动物去除或者转化土壤中的重金属,降低重金属的毒性。

3.4.1微生物修复。微生物修复技术主要有两种:原位修复技术和异位修复技术。受到重金属污染的土壤,往往富集多种耐重金属的真菌和细菌,微生物可通过多种作用方式降低土壤中重金属的毒性。

3.4.2植物修复。植物修复是利用植物吸收、富集、降解或固定土壤中重金属离子或其他污染物,以降低或消除污染程度,修复土壤。

3.4.3动物修复。动物修复是利用土壤中的某些鼠类等低等动物吸收土壤中的重金属。例如在受重金属污染的土壤中放养蛆虫,待其富集重金属后,采用电激、灌水等方法驱出蛆虫集中处理。

4展望

土壤重金属污染来源趋于多样化、综合性,对人类的危害也日趋严重。在未来很长时间内重金属污染仍将是我国所面临的重大环境问题之一,迫切需要解决。但对于不同种类、不同性质的重金属污染事件,应将物理、化学、生物等修复手段综合应用以便更好地治理土壤重金属污染,同时研制复合材料,已解决土壤重金属复合污染的问题。

参考文献:

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重金属污染现状及其治理范文9

关键词:土壤污染;土壤修复;植物修复技术

中图分类号:Q958.116文献标识码: A

引言

我国土壤污染的总体形势严峻,部分地区土壤污染严重,在重污染企业或工业密集区、工矿开采区及周边地区、城市和城郊地区出现了土壤重污染区和高风险区。土壤污染类型多样,呈现出新老污染物并存、无机有机复合污染的局面。土壤污染途径多,原因复杂,控制难度大。土壤环境监督管理体系不健全,土壤污染防治投入不足,全社会防治意识不强。由土壤污染引发的农产品质量安全问题和逐年增多,成为影响群众身体健康和社会稳定的重要因素。由于污染,土壤的营养功能,净化功能,缓冲功能和有机体的支持功能正在丧失。土壤是生态环境系统的有机组成部分,是人类生存与发展最重要和最基本的综合性自然资源。我们不能坐以待毙,要加强研究,采取措施,切实阻止土壤污染继续扩大的趋势,清除被称为“化学定时炸弹”的土壤污染。

1.造成我国土壤污染的原因

1.1过量施用化肥

虽然施用化肥是农业增产的重要措施,但长期大量使用氮、磷等化学肥料,会破坏土壤结构,造成土壤板结、耕地土壤退化、耕层变浅、耕性变差、保水肥能力下降、生物学性质恶化,增加了农业生产成本,影响了农作物的产量和质量;未被植物吸收利用和根层土壤吸附固定的养分,都在根层以下积累或转入地下。残留在土壤中的氮、磷化合物,在发生地面径流或土壤风蚀时,会向其他地方转移,扩大了土壤污染范围。过量使用化肥还使饲料作物含有过多的硝酸盐,妨碍牲畜体内氧气的输送,使其患病,严重导致死亡。

1.2农药是土壤的主要有机污染物

全国每年使用的农药量达50万~60万t,使用农药的土地面积在2.8亿hm2以上,农田平均施用农药13.9 kg/hm2。直接进入土壤的农药,大部分可被土壤吸附,残留于土壤中的农药,由于生物和非生物的作用,形成具有不同稳定性的中间产物或最终产物无机物。喷施于作物体上的农药,除部分被植物吸收或逸入大气外,约有1/2左右散落于农田,又与直接施用于田间的农药构成农田土壤中农药的基本来源。农作物从土壤中吸收农药,在植物根、茎、叶、果实和种子中积累,通过食物、饲料危害人体和牲畜的健康。

1.3重金属元素引起的土壤污染

全国320个严重污染区约有548万hm2土壤,大田类农产品污染超标面积占污染区农田面积的20%,其中重金属污染占80%,粮食中重金属镉、砷、铬、铅、汞等的超标率占10%。被公认为城市环境质量优良的公园存在着严重的土壤重金属污染。汽油中添加的防爆剂四乙基铅随废气排出污染土壤,使行车频率高的公路两侧常形成明显的铅污染带。砷被大量用作杀虫剂、杀菌剂、杀鼠剂和除草剂,硫化矿产的开采、选矿、冶炼也会引起砷对土壤的污染。汞主要来自厂矿排放的含汞废水。土壤组成与汞化合物之间有很强的相互作用,积累在土壤中的汞有金属汞、无机汞盐、有机络合态或离子吸附态汞,所以,汞能在土壤中长期存在。镉、铅污染主要来自冶炼排放和汽车尾气沉降,磷肥中有时也含有镉。

1.4污水灌溉对土壤的污染

我国污水灌溉农田面积超过330万hm2。生活污水和工业废水中,含有氮、磷、钾等许多植物所需要的养分,所以合理地使用污水灌溉农田,有增产效果。未经处理或未达到排放标准的工业污水中含有重金属、酚、氰化物等许多有毒有害的物质,会将污水中有毒有害的物质带至农田,在灌溉渠系两侧形成污染带。

1.5大气污染对土壤的污染

大气中的二氧化硫、氮氧化物和颗粒物等有害物质,在大气中发生反应形成酸雨,通过沉降和降水而降落到地面,引起土壤酸化。冶金工业排放的金属氧化物粉尘,则在重力作用下以降尘形式进入土壤,形成以排污工厂为中心、半径为2~3 km范围的点状污染。

1.6固体废物对土壤的污染

污泥作为肥料施用,常使土壤受到重金属、无机盐、有机物和病原体的污染。工业固体废物和城市垃圾向土壤直接倾倒,由于日晒、雨淋、水洗,使重金属极易移动,以辐射状、漏斗状向周围土壤扩散。

1.7牲畜排泄物和生物残体对土壤的污染

禽畜饲养场的厩肥和屠宰场的废物,其性质近似人粪尿。利用这些废物作肥料,如果不进行物理和生化处理,则其中的寄生虫、病原菌和病毒等可引起土壤和水域污染,并通过水和农作物危害人群健康。

1.8放射性物质对土壤的污染

土壤辐射污染的来源有铀矿和钍矿开采、铀矿浓缩、核废料处理、核武器爆炸、核实验、燃煤发电厂、磷酸盐矿开采加工等。大气层核试验的散落物可造成土壤的放射性污染,放射性散落物中,90Sr、137Cs的半衰期较长,易被土壤吸附,滞留时间也较长。

2.植物修复机理及优点

植物修复是利用可超富集重金属的植物吸收、积累环境中的污染物,并降低其毒害的环保生物技术。根据修复植物在某一方面的修复功能和特点可将植物修复分为三种基本类型:植物提取修复,植物稳定修复和植物挥发修复。

2.1植物修复机理

2.1.1植物提取修复

利用重金属积累植物或超积累植物将土壤中的重金属提取出来,富集并搬运到植物根部可收割部分和植物地上的枝条部位。植物提取修复是目前研究最多且最有发展前途的一种植物修复技术。

2.1.2植物挥发修复

植物挥发是利用植物的吸收、积累和挥发而减少土壤中一些挥发性污染物,即植物将污染物吸收到体内后将其转化为气态物质释放到大气中。目前,在这方面研究最多的是金属元素汞和非金属元素硒。植物挥发修复技术只限于挥发性重金属的修复,应用范围较小,而且将汞、硒等挥发性重金属转移到大气中有没有环境风险仍有待于进一步研究。

2.1.3植物稳定修复

利用重金属耐性植物降低重金属的活性,从而减少重金属被淋滤到地下水或通过空气载体扩散进一步污染环境的可能性。目前,该技术在矿区大量使用,如废弃矿山的复垦工程,各种尾矿库的植被重建等。值得注意的是植物稳定也并没有将重金属从土壤中彻底清除,当土壤环境发生变化时仍可能重新活化并恢复毒性。植物稳定修复的作用主要有两方面:一是通过根部累积、沉淀、转化重金属,或通过根表面吸附作用固定重金属。二是保护污染土壤不受风蚀、水蚀,减少重金属渗漏污染地下水和向四周迁移污染周围环境。植物稳定修复并没有从土壤中将重金属去除,只是暂时将其固定,在减少污染土壤中重金属向四周扩散的同时,也减少其对土壤中的生物的伤害。但如果环境条件发生变化,重金属的可利用性可能又会发生变化,因而,没有彻底解决重金属污染问题。重金属污染土壤的植物稳定修复是一项正在发展中的技术,若与原位化学钝化技术相结合可能会显示出更大的应用潜力。未来的研究方向可能是耐性植物、特异根分泌植物的筛选,以及稳定修复植物与原位钝化联合修复技术的研究。

2.2植物修复技术的优点

植物修复技术较其他物理的,化学的和生物的方法更受社会欢迎。该技术成本较低,据美国的实践,植物修复比物理化学处理的费用低了几个数量级,此技术在清洁土壤中金属的同时,还可清楚污染土壤周围的大气或水体中的污染物,有美化环境的作用,易为社会所接受。

此外,植物修复重金属污染的过程也是土壤有机质含量及土壤肥力增加的过程,被植物修复过得干净农田更适合多种农作物生长。生物固化技术能使地表长期稳定,控制风蚀,水蚀,有利于生态环境改善,而且维持成本较低。植物的蒸腾作用还可以防止污染物向下迁移,同时,植物把氧气供给根际可促进根际有机物的降解。

3.植物修复技术的局限性及影响因素

3.1植物修复技术的局限性

植物是活的生物体,需要有合适的生存条件,因此植物修复有其局限性:要针对不同污染状况的突然选择不同的生态型植物。重金属污染严重的土壤,适宜选用超积累植物,而污染较轻的土壤则需要选用耐重金属植物;植物修复过程通常较为缓慢,对土壤肥力,气候,水分。盐度,酸碱度,排水与灌溉系统等条件和认为条件有一定的要求;植物修复往往会受土壤毒物毒性的限制,一种植物常常只能吸收一种或两种重金属,对土壤中其他浓度较高的重金属会表现出某些中毒症状,从而限制了植物修复技术在多种重金属污染土壤治理方面的应用;用于清理重金属污染土壤的超累积植物通常都比较矮小,生物量低,生长缓慢,生长周期较长的类型,因而修复效率低,不利于机械作业;用于清理重金属污染的植物往往会通过器官腐烂,落叶等途径使重金属污染物重返土壤。因此必须在植物落叶前收割处理。

3.2植物修复技术的影响因素

为了植物修复修复污染土壤的效率,在设计植物修复技术方案时必须事先考虑如下因素:首先了解受重金属污染的土壤所处的地理,海拔条件,以便选择合适生长在该条件下的耐受重金属植物和超累积植物种类进行污染土壤的植物修复;将整个需要治理的污染土壤纳入土地使用和规划管理方案中进行总体设计与考虑;对土壤的酸碱度,植物的耐盐度进行调查;了解治理土壤的含水量及水分供给状况;掌握拟治理土壤的营养供给状况,以便拟定合适的施肥计划;调金属污染土壤的污染状况,了解重金属的化学形态及植物的可利用性,以便从土壤化学的角度采取相应措施增加植物对重金属的吸收量。此外,对植物遭受自然灾害的复原能力,植物病虫害,良好的灌溉与排水系统也是需要考虑的因素。