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重金属污染及其治理范文

发布时间:2023-12-18 11:36:58

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重金属污染及其治理

篇1

[6] 陈程,陈明,环境重金属污染的危害与修复.业务探讨:55.

[7] 吴瀛.含重金属离子废水治理技术的研究进展[J].科技资讯,2010,(24):153.

[8] 于晓莉,刘强.水体重金属污染及其对人体健康影响的研究[J].绿色科技,2011,(10):123-126.

[9]李宁杰.白腐真菌对废水中Pb2+的去除及稳定化机理的研究[D].湖南大学,2015.

[10] 刘爱明,杨柳.大气重金属离子的来源分析和毒性效应[J].环境与健康杂志,2011,28(9):839-842.

[11] 杨晔,陈英旭,孙振世等.重金属胁迫下根际效应的研究进展[J].农业环境保护,2001,20(1):55-58.

篇2

一般来说,大气颗粒物重金属污染物是很难被降解的,因此,当人体吸入这种污染物时,就会造成人体出现各种功能障碍,严重时甚至会导致人体出现各种疾病。在大气颗粒物重金属污染物中很多元素对于人体都能严重伤害,有的元素甚至具有致癌的能力。我国近年来,经常出现这种污染的情况,并且现在不管是国家、政府还是个人对于大气颗粒物重金属污染物都有一定的认识,但是由于对污染的控制技术还不够,因此,我国目前还没有建立起对大气颗粒物重金属污染进行有效控制的方案体系。[1]因此,本文主要探讨大气颗粒物重金属污染的来源以及相关的控制建议,以期使得我国大气颗粒物重金属污染情况得到有效的控制。

一、大气颗粒物重金属污染的主要来源

我国近年来的大气颗粒物重金属污染情况越来越严重,主要的原因有;首先,重工企业的污染。有研究显示,一些钢铁行业的重金属排放量是很惊人的。另外在钢铁生产的过程中,烧结工艺的使用也会产生大量的重金属污染物,这对于大气颗粒物中的重金属含量是一个很大的影响,并且通过一些钢铁生产企业的重金属排放已经成为了大气颗粒物重金属污染物的主要来源,如图一。而我国是一个钢铁的生产大国,每一年的钢铁生产量已经达到全世界钢铁生产总量的一半以上,并且很多的重工企业都位于一些人口稠密、经济发展的城市周边。因此,由重工企业造成的重金属污染情况已经不容忽视。[2]

其次,城市机动车尾气排放也是重金属污染的重要来源,如图二。一般来说,机动车排放重金属的主要方式有以下几种:机动车辆在行驶过程中所产生的汽车尾气、车辆行驶过程中所造成的扬尘、机动车燃料中所添加的化学物、机动车油中所添加的化学物、轮胎磨损所产生的重金属污染以及机动车的配件磨损之后所造成的重金属排放。这几种方式是机动车排放重金属元素的造成大气颗粒物中重金属污染的主要方式。

另外,除了重工企业以及机动车排放这两种方式之外,还有垃圾秸秆的焚烧、陶瓷水泥行业以及有色金属的冶炼等等。但是就目前来看,对于我国的大气颗粒物重金属污染的治理情况还很不乐观,缺乏对重金属污染进行控制的有效手段。[3]

二、大气颗粒物重金属污染的控制建议

近年来,我国的大气颗粒物重金属污染严重,但是就目前来看,还没有有效的控制措施。下面本文就大气颗粒物重金属污染的控制问题提出一些控制建议,以期达到良好的控制效果,从而减轻我国的大气颗粒物重金属污染的程度。总的来说,控制建议有以下几点:首先,对于我国大气颗粒物重金属污染展开详细的调查监测,对于我国重金属的具体情况以及区域特征都进行详细的收集分析,为更好地治理大气颗粒物重金属污染提供参考依据。其次,对于对大气颗粒物重金属污染源进行详细的摸查,对于一些重化工企业更是要进行重点监测,并且对于机动车尾气及其他方式带来的重金属污染也要进行重点监测。另外,对于大气中的重金属排放量也要进行精确合理的测算,从而使得我国大气颗粒物重金属排放量被详细了解,从而对于我国重金属排放量进行有效的控制。[4]再次,在技术方面,要给予治理重金属污染有力的技术支持,从监测技术到治理技术都要进行积极的开发,使其是和重金属污染治理的需要。第四点,对于大气颗粒物重金属排放量制定一个详细的标准,并且建立健全大气颗粒物重金属污染排放的制度体系,让重金属排放处在一个可控范围之内。最后,积极开展节能减排工作。我国近年来也在积极开展节能减排工作,力图使得我国的环境污染得到改善,并且我国的节能减排工作也取得了一定的成果,但是在节能减排工作开展的过程中,也出现了许多不容忽视的问题,如很多企业把节能减排仅仅当做一句口号,并没有具体去贯彻这个工作。因此,在今后的工作中,要注重对于节能减排工作的落实情况,改变能源的结构,对于大气颗粒物重金属排放进行控制,进而使得我国的重金属污染情况得到切实改善。

结语:

通过对我国重金属污染来源的分析,提出了几条对重金属污染进行控制的建议,以期我国的重金属污染情况可以得到切实改善,减少雾霾等极端恶劣天气的出现,保证人民群众的生命财产安全。

作者简介:姓名:邓皓天、性别:男,民族:汉,出生年月日:94-02-27:籍贯:四川,学历: 本科,研究方向:地球化学

参考文献

[1] 郑乃嘉,谭吉华,段菁春,马永亮,贺克斌.大气颗粒物水溶性重金属元素研究进展[J].环境化学,2014,12:2109-2116.

篇3

中图分类号:X5 文献标识码:A 文章编号:1672-3791(2013)07(c)-0137-03

随着我国工业化的不断加速,开发利用的重金属种类、数量和方式越来越多,涉及重金属的行业越来越多,再加上一些污染企业的违法开采、超标排污等问题突出,使重金属污染呈蔓延趋势,污染事件出现高发态势,表现出长期积累和近期集中爆发、历史遗留问题和新出现问题相交织的特点[1]。2011年2月,国务院批复了《重金属污染综合防治“十二五”规划》。体现了我国对重金属污染防治的高度重视。

铜陵市是一个有着三千多年开采历史的极具特色的有色多金属矿区,是我国重要的有色金属工业基地,有着悠久的采冶铜历史[2]。目前已形成以采、选、炼、加工为一体的“铜”产业链,对推动铜陵地区社会经济发展发挥了巨大作用.但也带来了一系列的重金属环境污染和生态破坏问题,对公众身体健康构成了潜在或现实的危害。铜陵县、铜官山区是国家60个重金属砷控制区之一,46家企业被列为环保部重点监控企业,重金属污染防治任务十分艰巨[3]。

1 铜陵重金属污染研究分布

目前有关铜陵重金属污染的研究,主要集中在矿区土壤、尾矿库、水及水体沉积物污染、大气沉降物及城区表土与灰尘和潜在生态风险的评估。

1.1 矿区土壤

土壤中的重金属,在自然情况下,主要来源于成土母岩和残落的生物物质。但是近代以来,工农业的快速发展,人类活动加剧了土壤重金属的污染,污染程度越来越重,范围越来越广。胡圆圆等[4]对铜陵铜官山铜矿区土壤重金属含量进行了研究。研究结果表明,铜官山铜矿区土壤Cu、Zn、As、Hg平均含量高于铜陵市土壤背景值,土壤已受Cu、Zn、As重污染,受Hg轻污染。

杨西飞[5]运用Matlab软件模糊推理系统(FIS)对铜陵矿区农田表层土壤重金属污染进行了评价,发现该矿区农田表层土壤普遍受到了重金属不同程度的污染,其中Cd污染最严重,其次是Cu,其它各元素依次为Pb>As>Zn>Hg。土壤中Hg、Cd、Cu和Pb元素在表层明显富集,各元素总量在不同深度均明显高于土壤自然背景值,Hg、Cd、Cu、Pb和Zn在垂向上呈递减趋势,且在横向上主要以洋河、顺安河和新桥河为中心向四周递减。不同形态重金属在总量中的百分含量随深度变化明显不同。

王嘉[6]对铜陵的两个矿区(狮子山区朝山金矿主井和铜陵县顺安镇新桥矿业公司主井)土壤重金属污染问题进行了较详细的研究,运用内梅罗指数法和地质累积指数法对研究区进行了现状评价,研究表明,As和Cd为严重超标污染物;As的致癌风险和非致癌风险都大,Cr的致癌风险最大;Cd、Hg、As对生态危害的潜在风险很大;所研究的两矿区均存在很高的致癌风险和生态风险,朝山金矿区相对更高些。

白晓宇等[7]运用地统计学分析手段对铜陵矿区土壤中若干重金属元素进行空间变异分析及空间插值和污染分析,结果表明,As、Cd、Pb、Zn元素的变异函数表现为各向异性,其方向性可能主要受矿床分布控制;Hg元素因受小尺度因子影响较大而呈现块金效应较大。As元素污染的主要是由于铜矿、铅锌矿、褐铁矿矿床及其开发;Cd元素的污染与铅锌矿床及其开发,以及农业污灌有关;Pb、Zn元素的污染与铅锌矿床及其开发密切相关。

1.2 尾矿库

铜陵市是安徽省境内重要的铜生产基地。在铜矿生产的同时,产出了大量尾矿堆存于附近的尾砂库中。尾矿库多建于山间谷地、河流上游地区,其下游是经济、农业发达地区。近几年来,随着经济发展和城市的扩容,部分郊区的尾矿库已经进入市区,尾矿库的环境效应及其安全性令人关注。徐晓春等[8]对安徽铜陵林冲尾矿库复垦土壤采样检测的结果表明复垦土壤中Cu的污染极其严重,As、Zn、Pb的污染较轻。徐晓春[9]还对铜陵凤凰山矿林冲尾矿库中重金属元素的空间分布特征及相关土壤、水系沉积物和植物中重金属元素含量变化进行了研究,发现长期堆存的尾矿会发生元素的次生淋滤与富集。

惠勇[10]等对铜陵市凤凰山尾矿库三个不同凤丹种植地进行了研究,结果表明,尾矿土壤中的Cu、Zn、Cd含量均较高,其中Cu、Cd的含量分别是国家土壤环境质量二级标准的1.04~1.30倍和6.58~9.34倍。矿区近年来种植的作物对重金属的吸收富集作用不明显。

王少华[11]等采集了铜陵市杨山冲尾矿库、尾矿库周边及较远距离土壤、水、植物样品,测定了其中的重金属含量,发现所采集的土壤、水和植物中都存在不同程度的As,Hg,Cu,Zn和Pb等元素的富集现象,且不同元素之间的富集程度也有所差异;重金属元素含量随着远离尾矿库,有逐渐递减的趋势。周元祥[12]等对杨山冲尾矿库尾砂重金属元素的迁移规律进行了研究,发现在自然风化条件下,Cu、As、Hg、Cd和Pb的淋滤迁移速度相对较快,Zn略慢;Zn、Pb、Hg和Cd在50~60 cm深处会发生二次富集;风化后尾砂中Cu、Pb、As和Hg以残渣态为主要赋存形式,其次为铁锰氧化态,其中Zn和Cd以铁锰氧化态含量在表层最高。

1.3 水及水体沉积物

水体及沉积物因其独特的环境特点,往往会成为重金属元素的“源”和“汇”,学者们也因此对其进行了众多研究。张敏[13]等通过测定长江铜陵段枯、丰水期江水中Cu、Pb、Zn和Cd不同形态的含量,分析了四种金属在江水中的存在形态分布,不同水期含量变化,水中悬浮物对金属吸附能力大小,以及近20年来含量的变化情况。发现长江铜陵段江水中各重金属总量丰水期时大于枯水期,重金属各形态含量之间均有差异。与近20年江水中的重金属背景值比较,长江铜陵段重金属含量有普遍升高的趋势。

徐晓春[14]等对相思河的重金属污染情况进行了调查和研究,采用潜在危害指数法对沉积物中重金属进行了评价。研究表明,相思河中下游受到的重金属污染明显比上游严重,Cu和Cd的富集系数和生态危害高。

李如忠[15]等对惠溪河滨岸带土壤重金属形态分布及风险评估进行了研究,研究表明,惠溪河滨岸带土壤中Cd和As达到极高风险等级,Cu为中等风险等级;根据综合污染及潜在生态风险贡献率水平,初步判定As和Cd为惠溪河滨岸土壤重金属污染治理和修复的优先控制对象。

王岚[16]等对长江水系表层沉积物重金属污染特征及生态风险性评价的研究中表明,安徽顺安河位点为极强生态危害范畴。

叶宏萌[17]对铜陵矿区的新桥至顺安河沉积物中五种重金属的全量和形态进行了研究,并结合环境条件分析了它们的横向和纵向迁移变化特征,研究表明该区域沉积物重金属中Cu、Zn、Pb、Cd的均值皆远超长江下游沉积物背景值,其中以Cu和Cd最显著。对重金属横向迁移分析发现,矿山重金属会随着沉积物的距离增加而显著降低,新桥河沉积物的迁移变化显著高于顺安河沉积物。在迁移过程中,Cu、Zn、Cr残渣态逐步增加,毒性减弱,Pb、Cd的活性态比例增大。重金属的纵向迁移分析结果表明,离矿山的位置远近对沉积柱金属的总量和形态起决定作用,矿区下游河流沉积物既受尾矿的影响,也受河流流域物质本身的影响。

1.4 大气沉降物及城区表土与灰尘

随着城市化进程的加快,而带来的交通污染以及其他方面的污染使得大气环境质量越来越差,大气环境污染问题越来越引起人们的注意。李如忠[18]利用美国国家环保局(US EPA)推荐的健康风险评价模型对铜陵市区表土与灰尘重金属污染健康风险进行了研究。研究表明,铜陵城区土壤和地表灰尘已遭受较为严重的重金属污染;不同功能用地的致癌风险均显著超过US EPA推荐的可接受风险阈值范围和国际辐射防护委员会(ICRP)推荐的最大可接受风险值;铜陵市表土与地表灰尘已对公众身体健康构成危害;其中主导致癌与非致癌风险效应的主要污染因子是As,主要暴露途径是手-口摄入途径。

吴开明[19]用藓袋法对铜陵市大气重金属污染进行了研究,发现铜陵市Cu污染最严重,有色金属冶炼工业是铜陵市最主要的污染源,交通运输对大气重金属污染也日趋严重。

殷汉琴[20]对铜陵市大气降尘中铜元素的污染特征进行了研究,采用富集因子法定性地判断各采样点铜元素的来源,研究表明,铜陵市大气降尘中铜元素污染严重并且形成了以铜开采和冶炼企业为中心的污染区域。研究发现铜矿石的开采和冶炼对大气降尘中的铜元素污染贡献较大, 是主要的污染源。

2 重金属污染修复技术与控制措施研究

重金属在土壤、水体、大气、生物体中广泛分布。由于大气和生物体中重金属的特殊性及其主要直接或间接来源于土壤和水体,所以对于重金属的污染修复技术主要集中在对土壤和水体中的重金属污染进行修复。

重金属在土壤中不易随水淋溶,不能被微生物分解,具有明显的生物富集作用且土壤污染具有较长潜伏期;由于土壤、污染物及地域的复杂性,土壤一旦受到污染,其治理不仅见效慢、费用高,而且受到多种因素的制约。目前,治理土壤重金属污染的途径主要有两种:(1)改变重金属在土壤中的存在形态、使其固定,降低其在环境中的迁移性和生物可利用性;(2)从土壤中去除重金属[21]。围绕这两种途径展开的土壤重金属治理措施有物理及物化措施、化学措施、农业生态措施、生物修复等[21~23]。

王华等[24]对我国底泥重金属污染防治研究做了相应综述,提出目前我国底泥重金属污染治理的常用方法有工程治理方法、生物治理方法和化学治理方法。

重金属污染物进入水生生态系统后对水生植物和动物均产生影响,并通过食物链发生富集,引起人体病变,危害人类。目前水体重金属污染治理修复方法主要有物理方法、化学方法、物理化学方法、集成技术、生物方法等[25]。

为控制铜陵市重金属污染、提高环境质量,铜陵市环保局组织编制了《铜陵市重金属污染综合防治“十二五”规划》,该规划以国家《重金属污染综合防治“十二五”规划》为指导,落实源头预防、过程阻断、清洁生产、末端治理的全过程综合防治理念,提出了一系列重金属污染防治措施,以求能遏制重金属污染趋势,改善区域环境质量,保护人民身体健康和环境权益。

3 结语

对铜陵市重金属污染研究情况进行了介绍,对重金属污染防治措施与修复技术经行了总结。根据目前研究结果表明,铜陵市重金属污染已比较严重。Cd、As、Cu和Pb为主要的污染元素,Hg虽然含量较低,但因为其毒性较大,亦当引起足够的重视。矿石的开采和冶炼以及尾矿的堆积成为铜陵市重金属污染的主要来源,所以首先应控制源头,治理矿石的开采和冶炼,清理尾矿的堆积。由于植被等生物体对重金属具有良好的吸附阻拦作用,可在采矿厂四周设置重金属吸收强防护带,阻止污染向更远扩散。对于已经受到污染的土壤,可以采用生物方法、物理或化学方法去除。

健全重金属污染防治法律体系、做好污染综合防治规划和强化行政管理是防治重金属污染的重要管理手段。《铜陵市重金属污染综合防治“十二五”规划》的提出对铜陵市重金属污染防治具有重要的指导和实践意义。健全重金属污染防治法律体系,实施清洁生产,监督实施环境影响评价验收工作,开发研究重金属污染防治技术等是目前重金属污染防治的重要任务。

参考文献

[1]罗吉.我国重金属污染防治立法现状及改进对策[J].环境保护,2012(18):24-26.

[2]张鑫.安徽铜陵矿区重金属元素释放迁移地球化学特征及其环境效应研究[D].合肥工业大学博士学位论文,2005.

[3]铜陵市重金属污染综合防治“十二五”规划[R].

[4]胡园园,陈发扬,杨霞,等.铜陵铜官山矿区土壤重金属污染状况研究[J].资源开发与市场,2009,25(4):342-344.

[5]杨西飞.铜陵矿区农田土壤及水稻的重金属污染现状研究[D].合肥:合肥工业大学,2007.

[6]王嘉.铜陵矿区土壤重金属污染现状评价与风险评估[D].合肥工业大学,2010.

[7]白晓宇,袁峰,李湘凌,等.铜陵矿区土壤重金属元素的空间变异及污染分析[J].地学前缘,2008,15(5):256-263.

[8]陈莉薇,徐晓春,黄界颖,等.铜陵林冲尾矿库复垦土壤重金属含量及污染评价[J].合肥工业大学学报:自然科学版,2011,34(10):1540-1544.

[9]徐晓春,王军,李援,等.安徽铜陵林冲尾矿库重金属元素分布与迁移及其环境影响[J].岩石矿物学杂志,2003,22(4):433-436.

[10]惠勇,张凤美,王友保,等.铜陵市凤凰山尾矿区重金属污染研究[J].安徽农业科学,2011,39(23):1426-1426.

[11]王少华,杨劫,刘苏明.铜陵狮子山杨山冲尾矿库重金属元素释放的环境效应[J].高校地质学报,2011,17(1):93-100.

[12]周元祥,岳书仓,周涛发.安徽铜陵杨山冲尾矿库尾砂重金属元素的迁移规律[J].环境科学研究,2010(4):497-503.

[13]张敏,王德淑.长江铜陵段表层水中重金属含量及存在形态分布研究[J].安全与环境学报,2003,3(6):61-64.

[14]徐晓春,牛杏杏,王美琴,等.铜陵相思河重金属污染的潜在生态危害评价[J].合肥工业大学学报:自然科学版,2011(1):128-131.

[15]李如忠,徐晶晶,姜艳敏,等.铜陵市惠溪河滨岸带土壤重金属形态分布及风险评估[J].环境科学研究,2013,26(1):88-96.

[16]王岚,王亚平,许春雪,等.长江水系表层沉积物重金属污染特征及生态风险性评价[J].环境科学,2012,33(8):2599-2606.

[17]叶宏萌,袁旭音,赵静.铜陵矿区河流沉积物重金属的迁移及环境效应[J].中国环境科学,2012,32(10):1853-1859.

[18]李如忠,潘成荣,陈婧,等.铜陵市区表土与灰尘重金属污染健康风险评估[J].中国环境科学,2012,32(12):2261-2270.

[19]吴明开,曹同,张小平.藓袋法监测铜陵市大气重金属污染的研究[J].激光生物学报,2008,17(4):554-558.

[20]殷汉琴,周涛发,张鑫,等.铜陵市大气降尘中铜元素的污染特征[J].吉林大学学报:地球科学版,2009,39(4):734-738.

[21]夏星辉,陈静生.土壤重金属污染治理方法研究进展[J].环境科学,1997(3):72-76.

[22]佟洪金,涂仕华,赵秀兰.土壤重金属污染的治理措施[J].西南农业学报,2003 (S1):37-41.

篇4

中图分类号:X53 文献标识码:A

前言

因城市土壤吸收了工业污染源、燃煤污染源及交通污染源等释放的重金属,在一定程度上对人类的健康造成影响,且对地表水及地下水等水生生态系统造成污染,导致水质系统紊乱,所以土壤重金属污染问题在城市土壤研究中占据重要地位。目前,对城市土壤重金属污染采取有效的管理及治理措施是必要的,避免土壤重金属污染导致大气和地下水质量的进一步恶化及循环。

1 我国城市土壤重金属污染危害分析

回顾性分析导致城市土壤出现重金属污染问题,其“罪魁祸首”多是由于人类日常活动造成的,如不同工矿企业生产对土壤重金属的额外输入及农业生产活动影响下的土壤重金属输入、交通运输对土壤重金属污染的影响等。自然成土条件也会对土壤重金属污染造成影响,如风力与水力的自然物理、化学迁移过程等带来的影响,又如成本母质的风化过程对土壤重金属本底含量的改变[1]。目前,我国很多大城市的土壤仍旧面临着铅、贡及镉等主要污染元素的继续污染,例如,北京、上海、重庆、广州等,土壤都受到不同程度的重金属污染。随着工业、城市污染的加剧以及农业使用化学药剂的增加,城市重金属污染程度日益严重,有关研究统计,目前我国受铅、镉、砷及铬等重金属污染的耕地及城市环境面积共约2000万hm2,占总耕面积的20%。随着土壤重金属污染面积的扩大,我国大量植物生长受到影响,植株叶片失绿,出现大小不等的棕色斑块,同时,根部的颜色加深,导致根部发育不良,形成珊瑚状根,阻碍植株生长,甚至死亡。此外,大量研究证实,土壤重金属污染影响农业作物的产量与质量,人类通过食用这些农作物产品会对健康及生命造成一定威胁。例如,体内重金属镉含量的增加会导致人类出现高血压,从而引发心脑血管疾病;基于铅属于土壤污染中毒性极高的重金属,临床验证一经进入人体,将难以排出,从而影响身体健康,其能对人的脑细胞造成危害,尤其是处于孕期中的胎儿,其神经系统受到影响,导致新生儿智力低下;再者,重金属砷具有剧毒,人类长期接触少量的砷,会导致身体慢性中毒,是皮肤癌产生的明确因素。

2 防治措施与发展展望

2.1 综合措施的运用

应对城市土壤重金属污染问题采取必要的措施,现阶段采用物理化学法结合生物修复法的综合措施进行干预。顾名思义,物理化学法即是运用物理、化学的理论知识研究出治理土壤重金属污染的有效方法。基于土壤重金属污染前期,污染具有集中的特点,易采取的方法为电动化学法、物理固化法。通常采用物理化学法治理重金属污染重且面积较小的土壤,过程中能体现物理化学法效果显著且迅速的特点。例如,我国对城市园林土壤重金属污染,采用物理化学法进行干预,减少了园林植株受损的数量。但对于重金属污染面积过大的城市园林不易采用物理化学法,因土壤污染面积过大,致使人力与财力的投入量增加,且易破坏土壤结构,从而降低土壤肥力。利用生物的新陈代谢活动降低土壤重金属的浓度,使土壤的污染环境得到大部分或彻底恢复,这一过程称为生物修复。实践中,生物修复具有效果佳,无二次污染的优点,且能降低投资费用,便于管理,利于操作[2]。随着生物修复在治理污染问题中的技术运用逐渐推进,已纳入土壤污染修复方法中的焦点行列。

2.2 发展趋势

现阶段,基于我国土壤重金属污染治理法中的生物修复法尚处于初级阶段,有待于提升其应用价值。就我国领土拥有丰富的植被资源而言,为尽可能保护植被资源,应尽快从植被中选取出能抵抗超量重金属的植物,并从能抵抗超量重金属的植物种类中选取相对应的突变体,从而构建起能抵抗超量重金属的植物数据库,并依次对数据库中的植物进行生理及生化的研究。在研究中,采用先进信息技术GPS加强城市区域土壤重金属镉、铅、砷及铬等含量的空间变异与分布控制研究。同时,对土壤中复合重金属污染中各元素间的作用与关系进行研究,从而不断优化物理化学法。

有关文献表明,我国城市土壤重金属污染治理在未来将会面向以下几方面发展,其发展趋势具有极大突破点。以我国各个城市土壤重金属污染的数据为依据,建立起综合的城市土壤数据库,以便于全面且彻底的开展城市土壤重金属污染的调查,有关内容包括:重金属的种类、含量、分布地段及其来源;着手于我国各个城市土壤中污染物质的含量研究,分析生物效应以及人类健康风险,从而为治理土壤污染问题奠定基础;土壤重金属污染涉及面较广,除影响生物及人类健康之外,对土壤、水质、空气质量及大自然整个生态系统都造成了不可避免的影响。因此,将这一课题纳入研究中是必要的,未来将面向对土壤重金属污染与地表及地下水、空气可吸入颗粒物含量与其性质存在的关系进行研究[3];不断优化判断重金属污染来源的相关技术;我国区域城市土壤重金属污染研究主要依据的工具是可视化计算机软件(GIS),利用其强大的空间分析功能与空间数据管理功能运用在判断重金属污染源及其分布地段的研究中,同时能对我国区域城市重金属污染的风险评估进行分析。

3 结语

综上所述,对土壤生态系统的结构、功能与水、土、气、生等其他生态系统的友好关系进行维护是污染治理的前提。目前,我国土壤重金属污染治理正处于上升阶段,面向深化研究,势必探讨出更有成效的治理方法,使人们的生活及健康得到保障。

参考文献

[1] 楚纯洁,朱正涛.城市土壤重金属污染研究现状及问题[J].环境研究与监测,2010,05(11):109-110.

篇5

关键词:土壤重金属污染;危害;修复技术

中图分类号:X53 文献标识码:A DOI:10.11974/nyyjs.20170230224

就土壤本身来看,其之所以会产生重金属污染,主要是因为人类在活动期间将重金属物质带入到土壤内部,使得土壤内的重金属含量增多,破坏生态环境。随着农村人口数量的增长和农业生产过程中对化肥和农药使用量的增加,导致土壤中有害物含量增多,自身生态结构和环境质量被破坏。其中,重金属是对土壤生态结构影响最大的一种元素。为了重塑土壤生态结构,提高土壤内部环境质量,解决土壤存在的重金属污染问题势在必行。

1 土壤污染现状和危害

1.1 重金属污染现状

在2005年到2013年的12月,我国土地管理局第一次开展了有关全国土壤污染情况的调查研究。按照我国在2014年由国土资源部和环保部共同的有关《全国土壤污染状况调查公报》所公示的调查结果看:当前我国土壤生态环境的状况整体来讲十分严峻,特别是重金属污染问题,更是极为严重。在我国一些废弃工矿所在区域的周边位置,土壤的重金属污染问题十分的突出。其中,我国有16.1%的土壤,重金属污染总超标率相对较重,11.2%超标率属于轻微范围;而轻度超标率和中度以上的超标率分别达到了2.3%和2.6%。

1.2 重金属污染的危害

同其他土壤污染类型相比,重金属污染本身的隐匿性、长期性、不可逆性较强,且这种污染问题一旦出现,则很难消逝。一旦重金属污染存在于土壤中,不仅很难被移动,还会长时间滞留在其产生区域,不断污染周边土壤。与此同时,重金属污染物不仅无法被微生物有效降解,还会借助植物、水等介质,被动植物所吸收,而后进入到人类食物链之中,对人体健康a生威胁。从具体的情况来看,重金属污染主要存在以下几种危害类型:对作物生产造成不利影响。因为重金属污染物在土壤与作物系统迁移的过程中,会对作物正常的生长发育和生理生化产生直接影响,从而降低作物的品质与产量。例如,镉属于对植物生长危害性较大的重金属,如果土壤镉含量较高,植物叶片上的叶绿素结构就会被破坏,根系生长被抑制,阻碍根系吸收土壤中的养分与水分,降低产量;会对人体生命健康带去影响。土壤中存在的重金属污染物可以借助食物链对人体健康造成危害。例如,汞进入人体后被直接沉入到肝脏中,破坏大脑的视神经。

2 解决重金属污染问题的方法

2.1 工程治理法

所谓的工程治理法,是通过利用化学或者是物理学中的相关原理,对土壤中的重金属污染问题展开有效治理的一种方法。现阶段,工程治理法主要包括了热处理法、淋洗法与电解法等[1]。在众多重金属污染处理方法中的处理效果更好、处理工艺的稳定性更高。但该项方法处理过程和处理工艺复杂,需要花费的成本高,且经过该方法处理后的土壤,其本身的肥力会有所降低。

2.2 生物治理法

该方法指的是借助生物在生长过程中的一些习性,来达到改良、抑制、适应重金属污染的目的。在该项治理方法中最为常见的就是微生物、植物和动物治理法。生物治理是利用鼠类和蚯蚓等动物能够吸收重金属的特性;植物治理则是利用植物积累到一定程度可以清除重金属污染,对重金属具有忍耐力的特质。工程治理法相比,生物治理方式投资相对较小、管理便利、对环境破坏性小等优势,但治理时间较长[2]。

2.3 化学治理法

化学治理法是通过向已经被重金属污染的土壤中投入适量的抑制剂和改良剂等其他化学物质的方式,增加有机质、阳离子等在土壤中代换量和粘粒含量,来改变被污染土壤电导、Eh、pH等其他理化性质,使重金属可以通过还原、氧化、拮抗、吸附、沉淀、抑制等化学作用被有效消除[3]。

3 结束语

在社会经济发展水平不断提升,重金属对土壤污染程度逐渐加深的今天,对重金属污染现状,以及其可能会造成的危害等问题展开细致的分析与研究,并利用工程、生物、化学等方式来有效的缓解和治理土壤当前存在的重金属严重污染问题,能够对我国土壤的生态环境和内部结构进行重构,为我国城市发展和社会建设提供充足的土壤资源。

参考文献

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1 引言

我国重金属污染是在长期的矿山开采、加工以及工业化进程中累积形成的。近年来长期积累的重金属污染问题开始逐渐显露,重金属重特大污染事件呈高发态势,对自然生态和群众健康造成严重威胁,造成了严重的社会影响。

因此,综合防治规划的研究为有效控制锦州地区的重金属污染,保护人民群众身体健康提供科学依据,具有重大意义。

2 转变发展方式,加大重金属综合治理力度

(1)加大落后产能淘汰力度,减少重金属污染物的产生。严格执行国家产业政策和相关产业调整振兴规划,坚决取缔关停重污染企业,并分解落实、按期完成。以涉重金属企业的高污染高排放的生产能力为主要对象,逐步淘汰不符合产业政策或符合产业政策但污染排放经治理后仍长期不达标的企业,关停落后产能和污染高排放集中区的小企业,制止违规建设和违法排污。(2)优化产业布局和区域统筹布局。禁止在重点区域新、改、扩建增加重金属污染物排放的项目,禁止在重点生态功能区和因重金属污染导致环境质量不能稳定达标区域新建相关项目。(3)严格行业准入和环保核查。严格执行国家和省政府针对重金属企业的节能环保和资源综合利用准入条件。实施产业准入公告制度。规范铜、铅、锌等重金属再生利用产业发展,加强再生金属利用建设项目节能环保准入管理。

3 采用综合手段,实施严格的重金属污染源监管

(1)加强对污染源监管,确保企业稳定达标排放。全面排金属污染物排放企业及其周边区域环境隐患,深入开展污染状况评估,摸清重金属污染情况。加强全市涉重金属企业污染监管,促使企业100%稳定达标排放。(2)规范企业的日常环境管理,严格落实企业责任。企业应建立重金属污染物产生、排放详细台帐,并纳入“厂务公示内容”实施动态管理。抓好日常监控,完善治污设施,提升污染治理技术水平。规范物料堆放场、废渣场、排污口的建设。(3)鼓励公众和媒体参与监督。强化新闻媒体和社会公众对重金属污染防治的知情权、参与权、监督权。实行环境质量公告制度,建立服务于社会和公众的环境信息政府网站。(4)建立全省重金属数据库。进行重金属技术数据调查,建立全省重金属数据库。市环保局按照省规划安排,已完成所有涉及重金属企业的废水、废气和重金属危险废物的产生量和排放量等相关数据监测采集。

4 积极推进清洁生产,实施污染源综合防治

(1)积极推动产业技术进步。坚持控新制旧,强化源头防控重金属污染,大力推进高效、能耗物耗低、环保达标、资源综合利用效果好的先进生产工艺。严格执行环保部颁布的《重金属污染综合防治‘十二五’规划》重点行业防控要求的相关规定,执行相关的产业防控要求和生产工艺要求。(2)大力推进清洁生产。依法实施强制性清洁生产审核,积极推进清洁生产,大力发展循环经济。积极推行清洁生产工艺改造,减少含重金属原材料的应用,减少生产工艺过程中的重金属副产物或污染物产生,从源头减少重金属污染环境风险。(3)实施深度治理,加大综合整治力度。鼓励工业企业在稳定达标排放的基础上进行深度治理。依法关停一批缺少治污设施、不能稳定达标排放的重污染企业。对存在环境安全隐患的企业,进行限期整改,问题严重的,要坚决实行停产整顿。(4)实施区域综合整治。以重点区域为核心,以重点行业、重点企业为侧重点,对历史遗留重金属污染突出、风险隐患较大地区实施综合整治。我市重金属污染重点防控区域为锦州市太和区,重点规划单元为汤河子工业区。禁止在重点区域新建、改建、扩建增加重金属污染物排放的项目,鼓励其他区域推行总量控制(如表1)。

5 加强产品安全管理,提升民生保障水平

(1)建设重金属污染区农村集中供水。对于区域背景性因素造成重金属污染,以及短期内难以根本改善的重金属污染区域,实施应急民生型供水保障工程,加强受污染区居民饮用水安全保障,建设农村集中供水工程,对重金属污染严重、生产生活基本条件丧失的地区,实施必要的移民安置政策。全市在规划期内对重金属污染严重造成人民生活困难的区域,实现集中供水工程建设。(2)建立农产品产地安全保障体系。对农产品产地重金属污染进行全面系统调查研究,划分种植功能区,实施农产品产地安全分级管理。建立农产品产地重金属污染风险评价与预警体系。全市被污染土壤,在未修复治理之前,改变其种植功能,改种非粮食作物。(3)加强重点地区诊疗和健康监测。对全市受重金属污染高风险的人群实施诊疗,建立敏感人群定期体检制度。建立相应重金属污染人体健康风险评价体系。建立重金属污染健康危害环境评估制度和哨点疾病监测制度,组织开展重金属污染所致健康影响的流行病学调查和溯源分析,在重点防控区域开展重金属人群的健康危害监测,调查和风险评估。(4)减少含重金属相关产品消费。减少含铅油漆、涂料、焊料的生产和使用,强化对农药、化肥、除草剂等农用化学品的环境管理,严禁使用砷类农药,严格控制在食品及饲料中使用含重金属添加剂。

6 建立完善监控能力体系

(1)加强重金属监察执法能力建设,提高执法监督水平。加强现场重金属监察执法能力。以监测评估、应急监测、及时预警、快速反应、科学管理为目标,建设先进的重金属应急环境监测体系和完备的环境执法监督体系。积极争取各级财政投入,努力提高环境管理能力。(2)完善重点区域重金属监测体系。完善重点区域及所在县市环境监测系统监测能力,重点区域将配置重金属监测实验室仪器设备,设置环境保护卫生跟踪系统,实现污染源及其周边水、气、土壤、农作物、食品、人体等的重金属长期跟踪监测和联动分析;加大对重点排放源的监督性监测力度,建立重金属排放和风险源清单。(3)建设重金属污染事故应急系统。建立市级重金属污染应急指挥系统,市以及主要流域分别配备水、气环境突发事故应急监测车及仪器设备,重点海港和内河港口配备应急监测船。

完善重金属污染健康监测网络和报告制度,规划期内在重点地区建立常规环境与健康监测站,开展重点地区环境与健康常规监测。

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(二)重金属污染的主要特点。(1)来源复杂。重金属污染来源于自然界,来源于工业、农业、人们的生活,来源于城市和乡村。(2)主体多元化。人为造成重金属污染的主体众多,有政府、企业、公民。而且受害主体不特定化。(3)时间长,隐蔽性强。由于历史的积累以及对重金属污染防治的忽视,重金属污染的时期长,其造成的危害不会马上体现处理,不易为人们所重视。(4)影响深,危害大。“重金属污染的危害主要体现在两个方面:一是对环境的污染;二是对人体的伤害。”在环境污染方面,重金属污染与其他有机化合物的污染不同,不少有机化合物可以通过自然界本身物理的、化学的或生物的净化,使有害性降低或解除。而重金属很难在环境中降解。在开采、冶炼、加工及商业制造活动中排放的重金属污染物进入大气、水,造成大气污染和水污染,最终,大部分重金属停留在土壤和河流底泥中。当环境变化时,底泥中的重金属形态将发生转化并释放造成水污染。在对人体的伤害方面,重金属通过大气、水、食物链进入人体,在人体内和蛋白质及各种酶发生作用,使它们失去活性,并在人体的某些器官中富集,如果超过人体所能耐受的限度,会造成人体急性或慢性中毒,具有致癌、致畸及致突变作用,对人体会造成很大的危害。(5)综合治理任务艰巨。重金属污染防治涉及多个部门、多个地区、甚至多个省份的协调与综合治理。湘江流域涉重金属的防治就涉及株洲、衡阳、郴州、湘潭、娄底5个市。需要发改、财政、国土、环保、工信、卫生、安全、科技等多部门的合力与协调。

二、重金属污染的形成机制对构建司法保护机制的主要影响

我们所说的重金属污染指的就是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。从重金属污染形成机制和特点来探析其法律机制的主要问题,能更好的对症下药。

(一)来源的多样性突显我国重金属污染防治法律制度不完善。重金属污染存在于水体、大气和土壤等。对于重金属污染的防治,我国的《水污染防治法》、《固体废物污染环境防治法》、《土地管理法》、《危险化学品安全管理条例》等立法中均有涉及,但没有形成系统的重金属产过程中污染防治制度体系。原则性立法过多、可操作性差、基本法律制度没有建立起来。(二)主体的多元化导致责任机制不健全。政府的监督责任不健全甚至缺乏;污染企业的法律责任追究机制不健全;民众环保意识不足,法律救济途径存在缺陷。(三)治理的长期性与复杂性彰显出法律规定顾此失彼,不全面。我国重金属污染防治注重工业排放的治理,对农业和生活垃圾污染缺乏应有的关注。我国环境污染防治法注重工业生重金属的排放控制,忽视生活活动中重金属的污染物的排放,也忽视对生活环境中重金属污染物的监测、评价与管理。④而随着科学技术的高速发展,很多重金属应用到日常消费产品及农业用品中。由于这些含有重金属产品的使用日益广泛,回收困难且没有建立完整回收、处理系统,加上消费者对重金属的存在及其危害缺乏了解而容易轻视,易导致含有重金属产品在使用、丢弃、冲洗处理、掩埋中,扩散了重金属污染的范围,加重了污染的程度。(四)影响的深远与严重的危害性考量着国家司法的综合执行力。我国环境法学专家蔡守秋教授指出:“我国现行的污染防治法都存在一个最大的弊端:没有有效的执行手段和责任追究机制。”污染者因为处罚力度不够大,于是污染事件时常发生。但问题的关键是法律法规的责任追究机制不健全、处罚力度不够大。这已经成了解决土壤重金属污染问题的一大顽疾。(五)综合治理的艰巨性使得实践操作中综合治理与协调机制缺乏可操作性。整治重金属污染是一项长期、复杂、艰巨的任务,影响包括重金属污染防治在内的环境保护任务的实现,一是缺乏对政府及其有关部门环境保护责任及其监督的法律规定,环境管理体制有待改革和完善。二是需要加强环境信息公开、公民环境知情权的保障、公众参与环境决策和公众监督机制。三是一些重要的环境管理制度尚需建立和完善,一些环境制度可操作性不强,存在污染防治责任不明确、违法成本低、环境健康损害救济难、环境公益损害救济难等问题。

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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:

[1]MILEN KOVICN,DAMJANOVIC M.Study of HeavyMetal Pollution in Sedimentsfrom the IronGate(DanubeRiver),Serbia and Montenegro[J].Polish Journal ofEnvironmental Studies,2005,14(6):781-787.

[2]赵学茂.土壤重金属污染的防治办法[J].甘肃农业,2006,(2):228.

[3]李兵.土壤中重金属污染与危害[J].金属世界,2005,(5):43-53.

[4]张志红,杨文敏.汽油车排出颗粒物化学组分分析[J].中国公共卫生,2001,17(7):623-624.

[5]章明奎.污染土壤重金属的生物有效性和移动性评价:四种方法比较[J].应用生态学报,2006,(8):1501-1504.

[6]祖艳群,李元昆明市蔬菜及其土壤中铅、镉、铜和锌含量水平及污染评价[J].云南环境科学,2003,(8):35.

[7]胡文.土壤-植物系统中重金属的生物有效性及其影响因素的研究[D].2008.

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中图分类号:X53 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2015)22-0286-01

土壤重金属污染是指土壤中重金属过量累积引起的污染[1]。过量重金属将对植物生理功能产生不良影响,使其营养失调。重金属难以在生态系统中转化、处理,并通过食物链层层传递最终在人体内积累,严重危害人类健康[2-3]。

1.土壤重金属污染的来源

土壤重金属污染存在大气、污水、固体废物、农药化肥等多种来源,不同来源的污染治理方法也存在明显差异。我国土壤重金属污染来源主要有以下几种:

1)大气沉降。冶金、重化工等工业过程会产生含有重金属的粉尘或气体排放到空气中,通过自然沉降和降水污染土壤。

2)污水污染。工业、生活污水如果未经处理就进行排放,将携带铅、铜等重金属元素进入河流或地下水中,影响人类、牲畜、农作物安全用水。

3)固体废弃物。生活、医疗、工业产生的固体废弃物在堆放或处理过程中,由于日晒、雨淋、水洗,重金属极易移动,以辐射状、漏斗状向周围土壤、水体扩散。

4)农用物资。农药、化肥和地膜长期不合理施用,导致土壤重金属污染。高毒农药含有铜和锌等重金属元素,一旦喷洒到农作物上难以转化、处理,造成粮食、水果重金属超标,造成食品不安全。

2.土壤重金属污染的地质因素分析

我国的南北方地理区域气候、经济发展差异,土壤地形、地质差异,将导致土壤重金属污染呈现地质因素特性。具体分析如下:

1)南北方差异

从污染分布情况看,南方土壤污染重于北方。我国南方地区经济较发达,尤其是有色金属产业、外贸加工业较为集中,导致土壤重金属超标严重。镉、汞、砷、铅4种无机污染物含量分布呈现从西北到东南、从东北到西南方向逐渐升高的态势。

2)耕地土壤污染特点

耕地土壤污染主要由于含有重金属的农资使用、工矿企业重金属排放物迁移污染,并且前者具有全国普遍性,这主要因为我国农药、地膜安全标准较低所致。根据统计,我国耕地土壤重金属超标率超过1/5,主要污染物为砷、铜、汞、铅、铬等,并且呈现污染程度逐渐加剧的趋势。

3)酸碱地质差异

我国热带、亚热带地区,广泛分布着各种红色或黄色土壤的酸性土壤。南方土壤受到气高温高、强降雨量影响,pH一般低于6,较强的酸性土壤对铜、锌等金属元素具有天然的吸附能力。而我国北方地区多呈现盐碱地质。不同酸碱度土壤对重金属元素的吸附能力也不相同。

4)矿山矿区差异

我国中南地区分布较多的金属矿山,由于采矿长流程、大滞后、多变量耦合工艺的影响,导致矿山不同区域土壤具有差异的重金属污染特性,因此需要针对不同矿区进行有针对性的分析,以标定重金属污染元素以及量级程度。不同矿区的污染程度、重金属元素具有明显差异。

3.基于地质因素考虑的土壤重金属污染治理方案

1)农药污染土壤的治理

对于农药、化肥、地膜等农资污染的耕地土壤可以采用热脱附技术进行治理以提高土壤的自我更新能力,保持土壤的活性。在采用该技术时需要控制两个参数指标即加热温度和保持时间以控制污染物在不同相之间的迁移转变,尤其是将重金属通过蒸发、排放、冷凝、剔除等处理至达标后进行无危害转移与安全排放,以避免土壤的二次污染。

2)盐碱土壤污染治理

在盐碱地的耕作过程中,利用粉垄螺旋钻头设置底层粉垄暗沟系统,利用天然降水的下渗运动,使土壤中的盐分下沉,并借助粉垄土壤疏松在氧气、微生物等作用下,使土壤中的部分盐分下移,增加了微生物对重金属、有机污染物等的吸着和转化。

3)土壤污染的固化稳定处理

土壤污染的固化稳定处理其原理为削弱土壤金属元素的迁移扩散能力,避免重金属污染的传递与二次污染以降低其危害,消除其对生态环境的进一步影响。需要指出的是该技术并不是消除重金属,而是隔绝其对其它环境的影响。图1显示固化稳定化处理在土壤修复治理方案中使用率达到22.2%。

4)酸性土壤的治理特点

酸性土壤对重金属元素的易污染程度由高到低依次为As Ni Pb Cu Cd Zn Cr Hg,空间分布不均匀程度由大到小依次为Cd As Pb Zn Cu Cr Ni Hg。Cd的含量与pH值呈正相,As的含量与F的含量呈正相关性,Cr、Hg的含量与F的含量呈负相关性,Cr、Cd的含量与海拔高度呈正相关性,Cu与As、Cu与Ni、Hg与Cr呈正相关性,Zn与Pb、As与Ni呈负相关性。

5)矿区污染土壤的治理特点

针对金属矿区土壤污染特性,有针对性的对其Zn、Pb、Cd、Cu和As等金属元素进行吸收、转化与格力处理。并且,根据矿山不同区位的污染程度设定不同等级的重金属处理标准,在有限污染处理成本的前提下实现矿山土壤综合治理的最优化效果。可见,针对矿区污染土壤的特点需要设计有针对性的处理方案。

4.结论

土壤重金属污染严重危害人类健康,且其污染治理受到污染源多样化、异质性影响存在较大难度,因此该课题受到国内外广泛关注。针对不同地质因素重金属污染的形式存在差异这一特点,提出基于地质因素考虑的土壤重金属污染治理方案。所提方案对开展土壤重金属治理工作具有借鉴意义。

参考文献

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Abstract: At present, the soil heavy metal pollution research in our countries is a rather hot topic. In a broad range of data collection, based on the prevention and control of soil heavy metal pollution, the paper put forward some Suggestions and ideas.

Key Words: heavy metal; pollution; soil;

中图分类号:[TE991.3]文献标识码:A 文章编号:

一项由原国家环保总局进行的土壤调查结果显示,广东省珠江三角洲近40%的农田菜地土壤遭重金属污染,其中10%属严重超标。由于土壤重金属污染具有隐蔽性、不可逆性和持久性,对生态环境和人类健康影响深远,所以土壤重金属污染问题越来越受到人们的关注和重视。

一、土壤质量的涵义与土壤重金属污染

根据联合国粮食及农业组织(FAO)相关专家对土壤质量的定义,结合国内外尤其是美国、澳大利亚、欧盟等一些国家学者对土壤质量的普遍看法,所谓土壤的质量,与土壤中的重金属含量是决不可能画上等号的。我们不能认为土壤中重金属的含量低就认定土壤的质量高,反之亦然。根据对土壤质量的比较权威的定义,土壤的质量并不就是指土壤的质地,也不是指土壤为植物提供P、N、K等一些营养成分的能力,而是指能够支撑农产品的生产能力、保护生态环境、保护动物以及人类的健康与保护食品的安全等综合能力。FAO对土壤质量的定义主要是从测定土壤的生物、物理和化学性质的大概100多种指标而来。其中生物参数的指标是比较重要的。也就是说,代表土壤的生命活力主要是土壤中生物以及生物的多样性,其中土壤中的生物多样性就是土壤质量的核心组成,也就是土壤质量的内涵。

土壤具有同化和代谢外界环境进入土体的物质的能力,也就是常说的自净能力。当土壤中重金属的含量超过土壤的自净能力或者明显高于土壤环境基准或土壤环境标准,并引起土壤环境质量的恶化,这就是土壤重金属污染。

二、土壤中重金属污染的危害

(1)在自然生态系统中,大气环境、水环境和土壤环境的物质循环联系紧密,土壤的污染物会随着土层的迁移与地表径流,从而污染地下水、地表水,也会污染其他新的土壤,甚至会通过挥发产生大气污染。

(2)土壤中的重金属污染让紧张的耕地越来越短缺。由重金属污染造成土壤质量下降而导致耕地面积的减少,更加剧了对我国耕地红线的冲击。目前这种情况并没有出现减缓的趋势。

(3)重金属污染物通过影响土壤中某些微生物的数量与活性,从而影响土壤的活性。另外,重金属污染物大多对生物具有一定的毒害作用,因此土壤重金属的含量对农作物的产量有很大的影响,甚至会导致农作物的减产,所以土壤的重金属污染影响到农业生产的可持续发展。

(4)大多数重金属污染物难以降解,在生态系统中,生物富集现象显著,将直接或间接危害到处于食物链顶端的人类的身体健康。

(5)土壤的重金属污染物在迁移和转化的过程中,除了浓度的累积,毒性也可能会增加,例如汞的生物甲基化,这更加剧了土壤污染带来的危害。

三、土壤重金属污染的来源

(1)污灌。在缺水地区,污水灌溉解决了农用供水不足的问题,起着保证农作物产量的作用,同时也带来了土壤污染及地下水污染等问题。

(2)化肥、农药以及塑料薄膜的大量使用。不合理的农药和化肥的使用会使土壤被重金属所污染,某些化肥含有过量的重金属Zn、Cd、Pb等。农用塑料薄膜释出的Cd、Pb也会造成土壤重金属污染

(3)大气的沉降。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。

(4)含重金属固体废弃物。工业废弃物、矿产的开采与冶炼产生的废渣、涉重金属企业污水处理系统产生的污泥等含重金属危险废物是土壤重金属污染的主要来源。

(5)交通运输的污染。交通运输中重金属的污染来源于汽车排放的尾气及轮胎磨损产生粉尘。

四、政府对防治土壤中重金属污染采取的措施

(1)提高涉重金属建设项目的准入门槛,有效控制新增污染源。对不符合产业布局、行业发展规划、环保规划的建设项目坚决不予上马。符合产业政策的涉重金属项目实行入园建设、统一规划布局、统一管理。

(2)摸清管理辖区地域,特别是农作物产地土壤质量状况,强化土壤重金属污染物的跟踪监测,划分种植功能区,对超标受污染的土壤进行修复。落实环保目标责任考核、行政问责制度,对超标区域实行挂牌督办、区域限批。

(3)推行清洁生产,加快涉重金属行业转型升级。通过实施清洁生产审核,从源头上削减重金属污染物的排放,提高资源利用效率,减少污染物末端治理的压力。

(4)加密对涉重金属企业污染物排放情况的监督性监测,对国控、省控重点企业至少每两月监测一次。强化企业自行监测,适时推行涉重金属污染源、重点流域在线监测监控。

(5)加强环境监管,严格环境执法。严厉打击涉重金属行业违法排污行为,对环保设施运行不正常、偷排、超标超总量排放等环保违法行为从严处罚,严格执行含重金属危险废物转移联单制度。

五、治理土壤中重金属污染的方法

(1)生物修复法。这种方法主要是通过一些特殊的微生物与植物把土壤中的重金属利用新陈代谢的作用去除或者转化其形态,降低重金属的毒性,使土壤得到一定程度的净化。

(2)热处理方法。热修复处理法的原理其实就是运用了污染物的热挥发性,利用高频电压所产生出来的电磁波,把土壤进行加热,使土壤中的污染物能够解吸出来,由此达到修复的目的。该方法对重金属汞的治理效果显著。

(3)排土、客土和水洗法。排土就是剥去表层受污染的土壤,客土就是在被污染的土壤上覆盖未受污染的土壤。水洗法是通过清水灌溉稀释或洗去重金属离子从而降低重金属污染物的含量。

(4)化学修复方法。这个方法是利用某些化合物与土壤中的重金属反应所形成的络合物,很容易和酸根离子发生反应产生沉淀的特点,通过投加一些改良剂到土壤里来降低土壤中重金属的迁移性,减少其含量,从而达到修复以及治理土壤的目的。

六、结束语

土壤中重金属污染问题隐蔽、危害大,难以治理。国土资源部曾公开表示,中国每年有1200万吨粮食遭到重金属污染,直接经济损失超过200亿元。经济发达地区普遍存在着土壤重金属污染问题。随着产业转移,一些东部地区的高能耗、高污染项目开始往中西部省份转移,中西部欠发达地区的土壤环境也面临着重金属污染的威胁。近年来频繁见报的重金属污染事故,时刻警醒着人们要重视土壤中的重金属污染的问题。

参考文献:

[1]李泽琴 程温莹 罗丽.地质灾害与环境保护,2002(12)

[2]陈志良 仇荣亮 张景书.重金属污染土壤的修复技术[J].环境保护,2002(06)

[3]华珞 陈世宝 白玲玉.有机肥对重金属锌污染土壤改良效应[J].农业环境保

护,1998(11)

[4]王凯荣.我国农业重金属污染现状及其治理利用对策[J].农业环境保护,1997(02)

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矿产资源是人类生产和生活的基本源泉之一,是社会经济发展的重要基础,我国目前95%的能源和80%的原材料是依靠开发矿产资源来提供的,因此我国经济的发展离不开矿业,但是矿业又是个污染相当大的行业。随着我国经济的快速发展,矿山的开采不断加大,矿山的开采伴随着很多环境问题的产生,破坏了自然生态环境,其中矿业废水中含有大量的重金属,对环境污染严重,污染水源,对人体健康构成威胁。因此必须有效地处理矿山固废以及废水。

1、矿山重金属的来源

金属矿山开发的开采、选洗、冶炼都会向环境中排放重金属元素,原生硫化物矿床在开采利用过程中,废弃的硫化物经过长期的自然氧化、雨水淋滤而导致重金属元素大量进入矿区。硫化矿物的氧化反应速率除与反应时间、温度、硫化矿物的含量、种类有关外,还与外界环境如氧气、水、生物活动特别是氧化铁杆菌等有关。固体废物的风化可以导致重金属元素的淋滤释放,特别是铅锌矿、汞铊矿在开采利用过程中,尾矿废石中的铅、锌、砷、铊以及伴生组分如镉、铬、铜在地表水的冲洗和雨水的淋滤下进入土壤并累积起来。

土壤中重金属元素的迁移分布行为受到土壤pH值、有机质、矿物组成、阳离子代换量等性质的制约,如铊在土壤中的含量与有机质含量有明显的正相关性,而与土壤中的粘土矿物含量呈负相关性。通常情况下,表层土壤中含铊量较高,深层土壤与土壤下伏的基岩中含铊量低,锰矿物对重金属元素有着强烈的固定作用,这使得重金属元素在土壤中的含量明显高于河流沉积物。

2、重金属的危害分析

重金属在土壤一植物系统中迁移直接影响到植物的生理生化和生长发育,从而影响作物的产量和质量。当土壤被重金属污染后,重金属在土壤中累积,当达到一定程度便会对作物产生不良影响,不仅影响作物的产量和品质,而且通过食物链最终影响人类健康。如铅能伤害人的神经系统,特别对幼儿的智力发育有极其不良的影响;镉的毒性很大,在人体内蓄积会引起泌尿系统功能变化,还会影响骨骼发育,如1955年发生在日本神通川地区的“痛痛病”,就是因为该地区的土壤一植物系统受到镉的污染;1953年日本水俣氮肥厂的乙酸乙醛反应管排出含有氯化甲基汞的汞渣流入水体,有毒物质被鱼、虾、贝类食人后,由食物链进人人体,导致了“水俣事件”的发生。在中国,随着污灌面积不断扩大,土壤重金属的污染问题日趋严重,如沈阳、兰州、桂林、萍乡等地重金属污染均较明显;湖南株洲的冶炼厂和化工厂附近地区的重金属汞、镉、铅的含量均超标,对人和家禽健康危害很大。土壤重金属污染对人类健康造成的威胁已引起世界各国科学工作者的普遍关注,对其治理成为目前研究的难点和热点。

3、矿山重金属污染的生物修复技术

生物修复,指一切以利用生物为主体的环境污染的治理技术。它包括利用植物、动物和微生物吸收、降解、转化土壤中的污染物,使污染物的浓度降低到可接受的水平,或将有毒有害的污染物转化为无害的物质,也包括将污染物稳定化,以减少其向周边环境的扩散。这是一种利用各种天然生物过程而发展起来的现场处理各种环境污染的技术,生物修复的处理费用比较低,而且对环境的影响也比较小、生物处理的效率相对也比较高。

3.1植物修复

植物修复技术是利用植物提取、吸收、分解、转化或固定土壤、沉积物、污泥或地表、地下水中有毒有害污染物技术的总称,也就是将某种特定的植物种植在重金属污染的土壤上,而该种植物对土壤中的污染元素具有特殊的吸收富集能力,将植物收获并进行妥善处理后即可将该种重金属移出土体,达到污染治理与生态修复的目的。植物提取是目前研究最多并且最有前景的方法。目前发现的具有超累积能力的植物约400多种。植物提取技术首先要筛选出超累积植物,植物提取利用植物从土壤中吸收金属污染物,并在植物地上部分富集对植物体收获后进行处理,从而降低了土壤中重金属的含量。

植物修复技术目前已经广泛地应用于对土壤重金属污染的治理,但是在运用的过程中产生了很多的问题,比如植物修复技术并不能从根本上消除重金属污染的问题,而是将重金属从土壤中吸收或吸附到植物体内或根部.然而如何防止富集在植物中的重金属重新流入到环境和食物链中,怎样有效的处理植物中的重金属以及防止产生二次污染等。

3.2微生物修复

除了植物修复技术外,重金属污染的处理措施还包括有微生物技术。土壤重金属污染的微生物修复是利用微生物的生物活性对重金属的亲和吸附或转化为低毒产物,从而降低重金属的污染程度。在长期受某种重金属污染的土壤上,生存着数量众多的、能适应重金属污染的环境并能氧化或还原重金属的微生物类群。对于某些重金属污染的土壤,可以利用微生物对重金属进行固定、移动或转化,改变它们在环境中的迁移特性和形态,从而进行生物修复。微生物主要通过生物吸附和富集作用、溶解和沉淀作用、氧化还原作用和菌根真菌与土壤重金属的生物有效性关系对土壤中重金属活性产生影响。

3.3动物修复

土壤中的某些低等动物(如蚯蚓和鼠类)能吸收土壤中的重金属,因而能一定程度地降低污染土壤中重金属的含量。随着生物技术和基因工程技术的发展,土壤生物修复技术研究与应用将不断深入并走向成熟,特别是微生物修复技术、植物生物修复技术的综合运用将为有毒、难降解、有机物污染土壤的修复带来希望。

4、结论

酸性矿山废水和尾矿是造成矿山重金属污染的主要原因,因此,在以后的矿山重金属污染研究中,测定矿区有毒、有害重金属元素的总量及其在不同环境介质中的赋存相态,区分重金属元素的来源及其在矿区的运移途径;综合利用重金属元素污染的评价方法,从环境地球化学工程学的原理和方法出发,加大矿山重金属元素的污染治理和生态修复工作等方面还有很大的发展空间。

参考文献:

[1]刘敬勇,常向阳,涂湘林.矿山开发过程中重金属污染研究综述.矿产与地质.2006年l2月

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1 引言

在环保领域对重金属污染的定义是能够使生物遭受显著毒性的金属,这些物质包括汞元素、铅元素、锌元素、钴元素、镍元素、钡元素等,有时候也包括锂元素与铝元素等等。一项来自研究机构的调查统计数据表明,近年来全球汞排放量达每年1.5万吨,铅排放量达每年500万吨,这些元素进入农田和城市,为所经地区的土壤带来严重的重金属污染,这些污染一方面能够影响地下水和农作物的品质,另一方面也通过食物链对当地居民产生不容忽视的影响。当前,如何进行土壤重金属污染的分析、评估、预防和治理,是一个世界性的问题,本文首先从土壤重金属的主要来源和土壤重金属污染的危害两个方面分析了重金属污染的现状,在此基础上进一步阐述了土壤重金属污染的空间差异以及污染整体的形态特征,最后深入论述了土壤重金属污染的预防以及修复策略。本文的成果对于环境保护和土地利用均有着比较好的理论价值和实践意义。

2 土壤重金属污染现状分析

2.1重金属来源分析

(1)交通运输

我国正在进行着大规模的城镇化建设,各类交通工具的数量近年来一直呈现出大幅攀升的态势,因此其排放的废气也逐年增加,导致土壤里重金属元素逐步累积,形成污染。以汽车为例,污染源包括尾气排放、汽油燃烧、轮胎磨损等,会逐渐排放出铅、汞、铜、锌等重金属元素,一方面对大气质量造成破坏,另一方面也导致土壤重金属超标。

(2)工业和矿产业

工业生产会排放出重金属元素,以烟尘或者废气废水的形式进入大气与土壤,而大气中的重金属则会逐渐沉降入土。工业生产中的废渣是更加主要的重金属污染来源,比如金属冶炼企业、电解铝企业、电镀企业等,在其日常生产排放的废渣中含有大量的重金属元素,如果在不经处理的情况下随意露天堆放,或者直接倾倒进土壤中,会为土壤带来极大的污染。

(3)燃煤释放

煤的燃烧会向大气中排放大量的污染物质,并逐渐沉降入土壤中。我国的燃煤企业,包括火力发电厂和钢铁企业等,会排放大量的汞金属,其中约三分之一的汞元素最终进入土壤。一些经济发达的大城市,汞元素的排放有其严重,这些污染能够为城市的环境质量和生态系统带来致命的影响。

(4)居民垃圾

居民如果将大量垃圾不加分类地堆放在户外,由于垃圾中存在不少未经处理的废弃物,例如电池等,将会使其中的重金属逐步渗透和扩散至周围的环境中,逐步导致土壤的重金属污染。

3 土壤重金属的污染治理策略

土壤重金属的污染的治理,可以从预防和修复两方面进行着手。

3.1重金属污染预防策略

控制污染,应从源头做起。因此在农村地区,应注重灌溉用水的质量,谨慎使用污水灌溉。在农田使用杀虫剂和肥料时也应合理用量,并且坚决杜绝汞含量超标的农药,也应禁止使用含镉化肥等对环境带来危害的农药和杀虫剂。对于城市地区的工业企业,则应严格控制对三废的排放。而居民区则应对废弃垃圾进行再回收利用或者分类处理。对于日益增多的交通工具,则应改善燃油质量、并积极鼓励以新型环保燃料代替传统燃油,从而减少废弃物的排放。

此外还应以完善的法规控制重金属排放。土壤污染已经被国际相关领域视为化学炸弹,是一个极其严峻而棘手的问题。只有通过立法的方式才能使污染的防范和治理进入可持续发展的轨道。而我国的环保法治进程目前尚需加速。举例来讲,当前有不少养殖户所购买的饲料里往往含有铜、铅等重金属,而禽类和畜类一旦食用并排出体外,便会对土壤形成污染,而我国当前并未将重金属列在畜禽养殖业污染物排放标准里,形成管理的漏洞。因此,亟需制定切合我国实际的法律法规进行重金属污染的防范。

3.2重金属污染治理策略

随着国际上对于土壤重金属污染的重视以及研究成果的和应用,在重金属污染治理方面有许多值得借鉴的策略,下面分别进行简述:

3.2.1 基于物理法的重金属污染治理

物理法治理又可以进一步分为以下几种方法:

一是热解吸法,这种方法以加热来把一些具有较强会发特性的重金属进行解吸和收集,再妥善处理或者合理利用。以汞元素为例,美国已经形成了比较成熟的基于热解析法的汞元素回收,并在现场治理中取得了较好的效果,使用此项处理方法的地域已经在汞含量方面达标。

二是电化法,这种方法以电解原理进行污染土壤的处理。在受到污染的土壤里设置石磨电极,并以1~5毫安的电流进行激励,从而在阴极收集到金属阳离子,并进行处理或者再利用。这种方法对于铅元素和二甲苯等物质的处理效果比较好。

三是洗土法,这种方法通过试剂与土壤里所含有的重金属物质发生反应,并最终生成可溶于水的金属离子,通过对提取液进行处理,得到重金属,再进行处理或者回收利用。这种方法非常适合于对铜金属、镍金属、铅金属和铂金属的回收处理。

四是玻璃化法,这种方法以电极对受到污染的土壤进行加热,从而使之进入熔化状态,在其最后冷却时,便会变成玻璃状态。这种方法尚在实验中,其成本较高,目前尚未得到的面积推广。

3.2.2基于化学法的重金属污染治理

这种方法在受到污染的土壤中按比例注入一定的化学试剂,从而改良土壤本身的性质,达到减轻重金属活性的作用,可以降低作物对土壤里重金属的富集效应。化学法治理主要指的是土壤添加物法,把一定充分的有机物料或者改良剂加入受污染的土壤之中,能够通过化学作用而使重金属离子沉淀,再对其进行收集,从而减轻污染;还可以通过化学试剂中的酸性物质与重金属元素反应,生成难溶于水的物质,从而使土壤污染得到减轻。这种方法适用于镍离子、锌离子等重金属物质的治理。

3.2.3基于生态工程的重金属污染治理

这种方法可以是在已经被重金属污染的土壤之上加厚一层正常土壤,或者把受到重金属污染的土壤全部挖除,也可以通过灌溉的方式,逐渐使受污染土壤中的重金属物质渐渐迁移到地层深处等,也能对土壤污染起到一定的作用。

3.2.4基于生物的重金属污染治理

这种方法可以通过植物或者微生物等来修复土壤质量。某些植物的根系可以吸收被污染土壤中的重金属,例如蜈蚣草被证实可以有效降低土壤中砷的含量;微生物则可以通过细胞转化作用使被污染土壤中的重金属沉淀或者氧化,从而使其对土壤的影响显著降低。

4 结束语

在世界各地,尤其是经济较为发达的地区均存在着较为严重的土壤重金属污染,重金属的来源是多方面的,当前,学界和环保组织对重金属的污染一般聚焦于污染程度的定性描述和分析。事实上怎样才能实现对重金属污染源进行量化分析,同样对治理逐渐严重的土壤污染有着不容忽视的作用,因此量化分析将是重金属污染研究的发展方向。当前,我国尚未构建完善的城市和农村地区土壤重金属污染的监控网络,因此并不能及时准确地检测土壤重金属污染状况,也难以为土壤重金属污染的治理提供必要的依据。只有制定出严格而适用的土壤重金属评价标准,才能有利于土壤的保护,从而推动经济的可持续发展。■

参考文献

[1]高晓宁.土壤重金属污染现状及修复技术研究进展[J].现代农业科技.2013(09)

[2]郭翠花,黄淑萍,原洪波,等.太原市地表土中五种重金属元素的污染检测及评价[J].山西大学学报(自然科学版),2010,18(2):222-226.

[3]史贵涛,陈振楼,李海雯,王利,许世远.城市土壤重金属污染研究现状与趋势[J].环境监测管理与技术,2012,18(6):9-12.

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中图分类号:TL75文献标识码: A

引言

土壤是环境有的组成部分,是位于陆地表面呈连续分布、具有肥力并能生长植物的疏松层,它是一个复杂的物质体系。随着工业的快速发展,人类活动产生的污染物进入土壤并积累到一定程度,引起土壤质量恶化的现象呈加重的趋势。引起土壤污染的主要污染物有有机物、重金属元素及化合物、中低放射性污染物、农用肥料、致病的微生物等。在这些污染物中,重金属的污染是造成土壤污染加重的主要原因之一。而重金属及其化合物在环境中具有难迁移性和难降解性,只能在环境中累积。甚至有的可能转化成毒性更强的化合物,它可以通过植物吸收在植物体内富集转化,对人类健康带来潜在的风险。重金属元素以不同的种类通过各种途径进入土壤中,其中危害较大、研究较多的重金属元素有Hg、Cd、As、Pb、Cr、Cu、Zn等。由于不同的重金属元素其化学性质不同,所以对土壤环境造成的危害也有所不同。

一、土壤重金属污染的概念

土壤重金属污染是指由于人类活动将重金属带人到土壤中,致使重金属元素在土壤中的含量超过背景值,并可能通过过量沉积而造成土壤质量退化、生态环境恶化的现象。土壤重金属污染物主要有铅(Pb)镐(Cd)铬(Cr)汞(Hg)及类金属砷(AS)和硒(Se)等,以及有一定毒性的锌(Zn),铜(Cu),镍(Ni)等元素。其中AS和se虽不属于重金属,但它们的毒性及某些性质与重金属相似,因而通常被列为重金属污染物的范围内。还有一些是植物生长所必须的微量元素,如zn,Cu等,但其含量达到一定值后就可能成为有害的环境污染元素。

二、土壤重金属污染的成因及特点

1.自然原因

自然界中,土壤重金属的形成不是单方面作用的结果,而是受多方面因素影响,在不同时期,其主要影响因素又不同。土壤形成初始时期,其重金属含量受成土母质的影响较大,母质中的重金属含量及组成直接决定了土壤重金属的值。随着土壤的发育,母质对其重金属值的影响逐渐减弱。大气沉降,如火山爆发、森林火灾等可能使许多重金属漂浮于空中,其中一些被植物叶片吸收,进而被微生物分解进入土壤,从而改变土壤的重金属含量与构成。

2.人为因素

(1)废气、烟尘等大气污染。城市化进程的加快在反映国民物质生活水平提升的同时也带来一系列环境问题,城市交通、工业生产等向大气排放大量废气、烟尘,造成大气污染,通过大气沉降,这些物质进入土壤,造成土壤重金属污染。

(2)化肥农药在农业生产中的使用。为了缩短农作物生长周期,现代农业生产常会选择使用化肥农药,大量化肥与农药的使用在带来生产效益的同时,也将其中所含的重金属物质带入了农作物与土壤,造成土壤重金属污染,影响人体健康。

(二)土壤重金属污染的特点

依据化学金属元素相关理论,重金属性质稳定,极难被微生物降解,一旦进入土壤造成重金属污染,势必对农作物的品质和产量产生较大影响,加之其潜伏周期长,通过食物链的“生物富集效应”严重影响动物和人体的健康。有研究表明,低浓度的汞在小麦萌发初期能起到促进生长作用,但随着时间的延长,最终表现为抑制作用;砷有剧毒,可致癌;镉会危害人体的心脑血管。归纳起来,重金属污染有以下几个特点:(1)潜伏周期长,污染具有隐蔽性;(2)性质稳定,污染具有难降解性;(3)相互作用,污染具有协同性、扩散性。因此,重金属污染又有“化学定时炸弹”之称。

三、土壤重金属污染的危害

土壤重金属污染是指由于人类活动致使重金属的数值高于土壤背景值或土壤环境质量的标准,导致土壤质量的下降和农业生态环境恶化的现象。土壤的重金属污染破坏了土壤、植物系统的生态平衡并通过食物链威胁人体健康。

(一)危害土壤中的动物

各种重金属元素在土壤中的富集,对土壤动物的生存带来了严重威胁,有研究表明土壤重金属对蚯蚓、线虫等无脊椎动物数目、丰富度、生物数量和群体构成等有直接影响。

(二)影响作物的品质和质量

土壤中的重金属污染会引起作物大量营养的缺乏和酶有效性的降低,较高浓度的重金属含量有抑制植物体对WT、3C等矿物质元素的吸收和转运的能力。重金属胁迫还会危害作物的根系,造成根系生理代谢失调、生长受到抑制,引起株高、主根长度、叶面积等一系列生理特征的改变,导致植物体营养亏缺,从而影响植物生理生态过程、植物产量和品质。

(三)降低土壤肥力

土壤酶是一种生物催化剂,是反映土壤肥力的关键指标,重金属通过对土壤酶的破坏,造成对土壤肥力的不利影响。

(四)威胁人体健康

土壤尤其是表层土壤中的重金属极易通过食物链进入人体,对人体正常的新陈代谢和器官造成危害,直接对人体健康造成威胁。例如:能导致人类和其他生物的生殖功能下降,机体免疫力降低。

四、加强土壤重金属污染的措施

(一)重金属污染土壤改良剂修复法

目前有许多修复和治理重金属污染土壤的方法,如客土法、土壤淋洗法、化学修复法、植物修复技术、微生物修复技术等。近年来,对重金属污染土壤施用土壤改良剂的修复方法得到了国内外学者的广泛关注,其实际应用也比较广泛。施用土壤改良剂的方法实际上是化学修复法中的原位化学修复。原位化学修复主要是基于污染物的土壤化学行为的改良措施,施入/种或多种改良剂、抑制剂等化学物质,通过调节土壤理化性质以及对重金属的吸附、沉淀、络合、氧化还原等一系列物理化学作用,改变重金属在土壤中的存在形态,降低其生物有效性和迁移性,从而降低重金属污染物对环境中动物、植物的毒性,达到修复重金属污染土壤的目的。原位化学修复是在土壤原位上开展,具有成本低廉、操作简单、对土壤本身结构扰动小、改良剂来源广泛等优点,具有潜在的经济价值,能用于大面积重金属污染土壤的治理,但由于受到一些环境因素制约,如何根据当地土壤条件因地制宜地选择合适的改良剂是该技术的关键。总之,通过施用改良剂改变重金属离子在土壤中的存在形态,降低重金属污染物的生物可利用性,从而实现污染土壤的治理,是目前一条行之有效的途径。当然,化学改良剂法也存在一定局限性,即施用改良剂后土壤中金属离子仍然存留在环境中,如果环境因素发生改变,重金属离子的生物有效性也可能变化,被暂时钝化的重金属离子又会被重新激活。

(二)提高土壤pH

pH值显著影响重金属在土壤中的存在形态,当土壤溶液的pH

(三)样品采集及保存措施

因本文选一般土壤综合污染型土壤为研究对象,在进行土壤样品采集时,只需要采集地表20cm范围以内的表层土壤作为监测样品即可,所采集样品为土壤混合样;在土壤样品采集过程中,应将土壤表层所存在的石头及草皮等杂物清理掉;按照设计采样位置,采取蛇形布点方式进行土壤多点采样作业;不同采样点所采取土壤质量应尽量保持一致,将所获得的土壤样品进行均匀混合,通过四分法,获得约为1kg质量的样品。样品采集后,其保存需要应用密封性良好且洁净的塑料袋,作碱性保存。对样品信息进行标注,如样品采集时间#样品编号等,将样品送入实验室。在进行样品采集的过程中,可以利用定位系统保证样品位置准确性,并对样品采集环境进行拍照记录。

结束语

目前,土壤重金属污染的治理方法很多,但都存在一定的局限性。所以,研究出高效并具有良好的生态效益、社会效益、环境效益的方法对土壤重金属污染的治理是非常重要的。今后,要进一步对土壤重金属污染的来源进行全面了解,逐渐从末端治理的方法向源头治理转变,从而降低土壤重金属污染,给人类提供无污染的绿色食品。

参考文献:

[1]焦丽香,郭加朋.土壤重金属的污染与治理进展研究[J].科技情报开发与经济,2009,01.

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