发布时间:2024-03-12 14:54:14
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中图分类号 X56 文献标识码 A 文章编号 1007-5739(2016)13-0227-01
东莞市位于广东省中南部,属珠江、东江冲积平原,土地肥沃,有丰富的土地、森林资源,濒临南海,地处北回归线以南,属于南亚热带海洋性气候,年平均气温22.3 ℃,降水量1 780.4 mm,日照量1 780.4 h,具有良好的农业生产气候条件。蔬菜在东莞农业生产中占据了极其重要的地位,一直以来是我国供港蔬菜的生产和出口基地,2014年东莞蔬菜的播种面积保持在2万hm2左右,随着经济的发展,大量工厂产生的废气废水致使蔬菜中重金属检出率很高[1]。蔬菜重金属污染问题不仅影响了东莞市蔬菜出口和菜农收入,还影响消费者的健康。本文在综述东莞蔬菜重金属污染状况的基础上,提出生产过程中的多种防治措施。
1 蔬菜重金属污染现状
近年来,东莞城市化和工业化快速发展,大量工厂的出现,给农业土壤带来了严重的污染过,特别是土壤重金属污染。经过调查,珠江三角洲典型地区中山市与东莞市铅、镉的污染比较严重,平均有13.2%的蔬菜样品中铅与镉的含量超过国家卫生标准的允许量[2]。土壤中镉污染为5种重金属中最严重,平均污染指数超过警戒线4倍,为严重污染等级[1]。东莞市菜地土壤整体受到了轻度的重金属污染,以西北部污染较为严重,东北部污染最轻[3]。东莞市土壤中主要受到Cd和Hg污染,许多蔬菜对重金属都有积累能力,例如芥兰对汞和铬积累的能力较强,空心菜、白菜和油菜对铅、镉的积累能力强。
2 蔬菜重金属污染来源
2.1 大气污染
东莞市有一些大型的蔬菜基地位于交通繁忙地带或毗邻高速公路。大气污染主要来源于工业生产、汽车尾气排放。大量的有害气体和粉尘中含有重金属。气体中的重金属经过自然沉降和水沉降进入土壤。污染物以二氧化硫、烟尘和粉尘为主,其次还有氮氧化物、一氧化碳、硫化氢、氟、铅等。
2.2 水污染
东莞市的蔬菜用地环境受到周边企业工业“三废”、城镇生活垃圾和农业垃圾等涌入河道,使得河道里的水资源受到污染,污水中的重金属随着灌溉进入农田。
2.3 土壤污染
土壤污染表现在肥料元素积累过多、多种重金属污染严重、农药和有机物污染物残留量高等方面。过度施肥造成土壤酸化,导致土壤盐渍化,土壤中的污染物主要包括Hg、Cd、As、Zn、Pb等重金属。
3 防治措施
随着社会的不断发展,环境污染问题日益突出。蔬菜重金属污染具有潜伏性、地域性、长期性、难治理性等特点,其防治应坚持“预防为主,防治结合、综合治理”的基本方针。针对东莞蔬菜重金属污染提出几点防治措施。
3.1 合理规划蔬菜生产基地
随着社会工业经济的不断发展,城镇化水平不断提高,工业产区与农业生产区不断向郊区转移。蔬菜生产基地应该远离工业产区和城市生活污染区,选择环境较好的地区作为蔬菜生产基地。除此之外,对基地的环境要进行实时动态监测与评价。
3.2 隔绝污染源,控制重金属流入食物链
治理重金属污染问题,首先最重要的是从源头上做起,控制和消除污染源。在农业生产方面,减少化肥和农药的使用量,减少其在土壤中的残留。此外,对于用来灌溉的水源,要制定相应的标准,禁止使用污水进行灌溉。土壤中的重金属主要通过植物的吸收积累,进而通过食物链对人体造成危害。因此,控制植物对重金属的吸收,可减少其在植物可食部分的积累量。
3.3 根据不同蔬菜累积重金属的能力,合理布局
对于不同区域主要污染重金属,筛选出选择可食部分低累积重金属的蔬菜作物或对污染重金属有强抗性的蔬菜品种栽培,并合理安排茬口进行轮作。
3.4 改良土壤结构,提高土壤重金属污染的抵抗能力
从源头上改善土壤的组成与结构,从而减少土壤中的重金属,降低作物对重金属的吸收累积量。改变土壤中重金属的存在形态,如增加有机肥的使用量,可增加土壤胶体对重金属的吸附能力,使得重金属元素不易被作物吸收,也可促使土壤中某些重金属的形态发生变化,从而有效降低其毒性[4]。
4 参考文献
[1] 张冲.东莞蔬菜产区重金属污染调查评价及土壤环境因子相关性分析[D].武汉:华中农业大学,2008.
一、土壤重金属的来源
1、自然环境形成的污染源。土壤重金属污染的一个来源是自然界本身的变化形成的。由于自然界的风雨变换,岩石受到了风化的反应。因为一些岩石含有不少的重金属元素,除了抗风能力强的岩石如石英受影响较小,基本很少会出现重金属物质风化泄露的问题外,一些抗风能力弱的岩石如碳酸盐类岩石就会较明显的影响到土壤中的重金属含量。另外,大气中也存在着一定的重金属,诸如火山爆发、森林火灾、风力扬尘这些自然状况发生的都会出现重金属物质悬浮在空气中,在降尘之后进入土壤,从而造成土壤重金属污染。一旦这些污染物被植物、水体吸收,还会进一步影响到更大的范围。最后,自然界的土质污染也是土壤重金属污染的一个主要源头,由于岩浆以及重金属本身的质变作用,部分含有大量重金属物质的工业矿床会随着地下水、土壤层本身的发育变化而发生性质改变,一些被搬运的突然和岩石物质会含有大量的重金属物质。
2、人为因素造成的土壤重金属污染。现代生活节奏越来越快,各种城市化的脚步也越来越快,工农业面临着大跨步式发展。工农业生产中各种有色金属的应用非常广泛,这就直接造成了重金属的环境污染。一些工矿企业,诸如采矿、冶金、纺织染料等等企业的重金属排放都是比较严重的,经常可见在这些企业对外排放的废水呈现深黑色、恶臭的状态。当然了,由于这些企业通常只在一些地区造成局部地区的土壤重金属污染,然而城市中的突然重金属污染同样不可小觑,最为严重的就是汞和铅的污染,如汽油的燃烧就造成了重金属污染物的排放,另外,农业中化肥、农药也是土壤重金属污染的主要始作俑者。由于化肥本身的原料中就含有一定的重金属物质,因此长期使用化肥务必会使土壤造成不可逆转的重金属污染。
二、重金属污染土壤的治理途径
1、改土法。此法适用于小面积污染严重的土壤治理,一种方法是在被污染的土壤上覆盖一层非污染土壤;另一种方法是将污染土壤部分或全部换掉,覆土和换土的厚度应大于耕层土壤的厚度.此方法最早在英国、荷兰、美国等国家应用,对于降低作物体内重金属含量,治理土壤重金属污染是一种切实有效的方法.但是,由于该方法需花费大量的人力与财力,并且在换土过程中,存在着占用土地、渗漏、污染环境等不良因素的影响.因而,并不是一种理想土壤重金属污染的治理方法.
2、电化法。此法是由美国路易斯安那州立大学研究出的一种净化土壤污染的原位修复的方法,也可称为电动修复(Electroremediation).此法在欧美一些国家发展很快,已经进入商业化阶段.其原理是,在水分饱和的污染土壤中插入一些电极,然后通一低强度的直流电,金属离子在电场的作用下定向移动,在电极附近富集,从而达到清除重金属的目的,对Cr的清除效果要优于其它几种重金属.采用的电极最好是石墨,因为金属电极本身容易被腐蚀,容易引起二次土壤污染.电极的多少、间距及深度,电流的强度一般根据实际需要而定.此法经济合理,特别适合于低渗透性的黏土和淤泥土,每立方米污染土壤需要100美元左右.而且,可以回收多种重金属元素.但对于渗透性高、传导性差的砂质土壤清除重金属的效果较差.
3、冲洗络合法。用清水冲洗重金属污染的土壤,使重金属迁移至较深的根外层,减少作物根区重金属的离子浓度.为防止二次污染,再利用含有一定配位体的化合物冲淋土壤,使之与重金属形成具有稳定络合常数的络合物;或用带有阴离子的溶液,如碳酸盐、磷酸盐冲洗土壤,使重金属形成化合物沉淀,已有研究表明,CaCO3在酸性红壤和K2HPO4对碱性的碳酸盐褐土重金属Cd污染的治理效果较为显著[9].此种方法适用于对面积小、污染重的土壤治理,但同时也容易引起某些营养元素的淋失和沉淀.
4、热处理法。对于具有挥发性的重金属汞,热处理法可将其有效地从土壤中清除去.其原理是向汞污染土壤通入热蒸汽或用低频加热的方法,促使其从土壤中挥发并回收再处理.在处理土壤时,首先将土壤破碎,向土壤中加入能够使汞化合物分解的添加剂.然后,再分两个阶段通入低温气体和高温气体使土壤干燥,去除其它易挥发物质,最后使土壤汞汽化,并收集挥发的汞蒸汽.有试验表明,应用热处理法可使砂性土、粘土、壤土中Hg含量分别从15000mg/kg、900mg/kg、225mg/kg降至0.07mg/kg、0.12mg/kg和0.15mg/kg,回收的汞蒸汽纯度达99%.热处理法对于修复Hg污染土壤是一种行之有效的方法,并可以回收Hg.它的不足之处是易使土壤有机质和土壤水遭到破坏,而且需消耗大量能量。
总之,用工程治理土壤重金属污染,对于污染重、面积小的土壤具有治理效果明显、迅速的优点,但对于污染面积较大的土壤则需要消耗大量的人力与财力,而且容易导致土壤结构的破坏和土壤肥力的下降。
三、结语
以上谈到的这些处理土壤重金属污染的方法经实践证明都有较好的效果,相关研究人员又发现了植物对重金属污染的防治技术,这是对付土壤重金属污染的更好方式。一些对重金属富集能力较强的植物往往是植株矮小,生长速度慢,且容易受到生长环境的限制,但是与常规的填埋法比起来仍然有很大的优势,因此我们下一步应该加大对植物的筛选和修复技术的研究,从而提高土壤重金属污染的处理力度。
参考文献:
[1] 李录久,许圣君,李光雄,张祥明,王允青,刘英,况晶. 土壤重金属污染与修复技术研究进展[J]安徽农业科学, 2004,(01) .
2.土壤重金属污染产生的严重后果 ①土壤污染使本来就紧张的耕地资源更加短缺。②土壤污染给人民的身体健康带来极大的威胁。③土壤污染给农业发展带来很大的不利影响。④土壤污染也是造成其他环境污染的重要原因。⑤土壤污染中的污染物具有迁移性和滞留性,有可能继续造成新的土地污染。⑥土壤污染严重危及后代子孙的利益,不利于农村经济的可持续发展。
中图分类号: Q958.116文献标识码: A
引言
根据《中华人民共和国固体废弃物污染环境防治法》的相关规定,电子废弃物是指列入国家电子废弃物名录或者是根据国家规定的电子废弃物鉴别方法和鉴别标准所认定的具有电子特性的固体废弃物。然而工业源电子废弃物则指的是在工业生产的活动过程中产生的电子废弃物。因为工业体系非常庞大且种类繁杂,所以其产生的电子废弃物数量大且成分复杂,从产生、收集、运输、贮存、综合利用及处置等环节在时空上也有很大的不确定性,使得工业电子废弃物的污染控制成为了企业管理和环保部门监管的首要难题。
一、电子废弃物污染分析
(一)电子废弃物的特征及危害
电子废弃物作为一种新型的固体垃圾,其特征是具有可利用性及对环境严重的危害性。电子废弃物的可利用性:电子废弃物中含有的塑料、金属物质都是可再次利用的重要资源。严重的危害性:大多数电子产品中含有大量的铅、汞、锌、铜等重金属物质对环境及人体有严重危害。其主要来源如表1所示。
表1电子废弃物污染物
污染物 来源
氯氟烃化合物
卤素阻燃剂
汞
硒
镍、镉
铅
铬 冰箱
线路板、电缆、电子设备外壳
显示器
光电设备
电池
阴极射线管、焊锡、电容器、显示器
金属镀层
(二)电子废弃物污染的现状
目前我国还未建立规范的电子废弃物回收利用体系,大量的废弃电子产品处于无人无制度管制的状态,给环境造成了极大的污染。很多的农民至今延续着传统的上门收购各种废旧电子产品进行简单的拆解,并利用其来获取利益,这种不当的处置方式对人体健康造成了极大的危害,对环境造成了严重的污染。因长时间大量的聚集电子废弃物,使很多地方的水资源日益污染,致使找不到干净可供使用的水资源;对于长期居住在这种大气污染环境下的人们,体内铅含量过高阻碍了儿童的智力发育,多数人患有各种程度的呼吸道疾病,对人体健康带来了极大的危害。这样的例子在中国这个生产大国还存在很多,由于对电子废弃物的不当拆解和处理造成了极其严重的后果。其中重金属的污染对于环境的影响范围最广、影响力最大。
(三)电子废弃物
电子废弃物主要包括运用于日常生活和工作等各个领域被淘汰或者损坏的电子产品,同时也包括工业制造业及科学研究等多个方面的电器电子产品,电子和电器产品是由塑料、金属和化学用品等多种材料组成的综合性电子产品,在生产电子产品的过程中,生产原料也含有一定有害成分,这是污染环境的一方面,所以对于电子废弃的不当处理,势必对人类生态生活环境和人类健康安全构成极大的隐患。
二、电子废弃物污染的防治措施
电子废弃物中除了难以降解的材料外,最重要的是如铅、汞等重金属污染。近几年来,重金属污染问题引起了我国政府的高度重视,为切实抓好重金属污染防治工作,保护环境的可持续发展,保护人民身体健康、安全,因而在制定重金属污染防治规划过程中,提出防治机制的保障、相关政策的完善和技术规范、淘汰落后的产能、完善防治技术等四项解决措施。
(一)扩大公众参与程度
电子废弃物的回收利用和处置是一项复杂而艰巨的工作,需要政府相关部门的努力,更需要广大公众意识的提高和积极地参与。在立法时可以要求政府通过媒体宣传等有效的方式加大对公众的教育力度,提高公众对正确处置电子废弃物的意识,引导和鼓励消费者优先购买环境友好型电子产品,进而通过市场的调控力量促使生产者承担更多的责任。
(二)相关政策的完善和技术规范
根据国家关于重金属污染防治的有关法律法规规范,结合地区的实际状况,完善地方的环境标志体系,在制定地方环境体系时必须要符合国家的法律法规。制定并逐渐完善地方环境保护的相关制度,注重重金属污染防治内容的具体化。进一步完善土地污染防治、水资源保护以及造成环境损害的责任相关的法律法规。健全重金属污染损害评估的管理体制,制定对危害环境、人体生命健康等各个方面的问题相关地方法律法规。加大重金属污染防治工作技术规范的力度,加强重金属污染源的监控技术的研究,依据地区的重金属污染问题,制度符合地区环境污染问题治理的技术标准和规范。
(三)促进电子废弃物处置
产业化电子废弃物的回收再利用、降低电子废弃物的处置成本、研发环境友好型电子产品,都离不开科学技术的进步。只有先进的科学技术作为支撑,才能提升电子废弃物无害化处理的水平,保证以对环境污染程度最小、资源损耗程度最低的方式回收利用电子废弃物。国家应鼓励设立大中型电子废弃物回收企业,在经济上给予政策支持,通过政府的积极引导和政策支持,采取财政补贴、税收优惠等方式,增强其市场竞争力。
(四)完善防治技术
首先,完善重金属污染的监测体系。加大重金属污染环境的监测力度,定期对于重金属造成的污染进行监测,同时注重监测同一时段的空气质量、土地环境、水资源等。记录下重金属污染对环境各个领域造成的危害程度,研究出重金属污染物的排放标准达到一定数值才不会对空气、土地、人体造成伤害和环境污染。其次,加强与国外的合作,引进先进的防治技术和管理经验,加大对先进适用技术的研发力度,研究出一套适合我国重金属污染防治的技术。结合国外先进的重金属污染质量处理方法,同时在全国范围内推广适用性强的重金属治理技术,扶持拥有先进治理技术的企事业,加强培养重金属环保产业的专业人才。
通过上述几种防治措施的实施,结合现代环境污染治理的先进科学技术,促进重金属污染环境的防治工作进程,解决电子废弃物的污染重源,完善环境污染治理的各项法律法规,通过政府层面、电子废弃物科学处理及污染源等等各个方面完善电子废弃物污染环境防治措施,充分利用电子废弃物的价值创造更多的经济效益。
三、电子废弃物的处理技术
(一) 机械处理
电子废弃物的机械处理是运用各组分之间物理性质差异进行分选的方法,包括拆卸、破碎、分选等步骤,
分选处理后的物质再经过后续处理可分别获得金属、塑料、玻璃等再生原料。这种处理方法具有成本低,操作简单,不易造成二次污染,易实现规模化等优势,是各国开发的热点。
电子废弃物的拆卸通常是手工操作,以回收其中经过检测有用的电子元器件。但由于电子废弃物中电子元器件数量多,而且结合方式复杂,使得手工处理效率非常低。
(二) 化学处理
电子废弃物的化学处理也称湿法处理,将破碎后的电子废弃物颗粒投入到酸性或碱性的液体中,浸出液再经过萃取、沉淀、置换、离子交换、过滤以及蒸馏等一系列的过程最终得到高品位的金属。但在化学处理的过程中要使用强酸和剧毒的氟化物等,会产生大量的废液,并排放有毒气体,对环境产生的危害较大。
图1化学处理全过程
(三) 微生物处理
利用微生物浸取金等贵金属是在20世纪80年代开始研究的提取低含量物料中贵金属的新技术。利用微生物的活动使金等贵金属合金中其它非贵金属氧化成可溶物而进入溶液,使贵金属出来以便于回收。生物技术提取金等贵金属具有工艺简单、费用低、操作简单的优点,但浸取时间较长。h.brandl等利用氧化亚铁硫杆菌对经过粉碎预处理的电子废弃物碎块进行浸出试验,在选定的温度、ph、投加量下,可以浸出超过90%的cu,zn和ni,pb以pbso4的形式稳定在沉淀物中。
四、结束语
总而言之,通过法律的完善真正解决电子废弃物带来的环境污染问题,并实现资源的最大化最优化利用。在制定重金属污染防治措施时,要采取符合当地实际的保障制度以及相关政策的技术规范,淘汰落后的产能,完善防治技术等措施。其中对相关政策和技术规范的完善是解决重金属污染问题的前提条件,有效的防治机制是实现电子废弃物污染防治的重要手段,淘汰落后的产能、完善防治技术是基础,只有四者的相互结合、相互促进,才能发挥各自的作用,使重金属环境污染问题得到解决。
中图分类号 X53 文献标识码 A 文章编号 1007-5739(2017)11-0178-01
土壤污染是农产品安全问题的源头,包括重金属污染、农药和持久性有机化合物污染、化肥施用污染等多方面。为了全面、系统、准确地掌握安达市耕地土壤污染状况,有效防治土壤污染,发展生态农业,此次调查以2012年全国重金属污染普查为依据和样本,对全市耕地进行污染状况调查,并据调查情况提出了防治措施,现将调查分析情况报告如下。
1 调查方法及项目
1.1 点位布设
点位布设是调查成败的关键,以科学性、可行性、代表性为前提,按2012年全国重金属污染普查点位分布进行点位布设,选择典型区域、典型地块和典型作物布设调查点,布点密度按照平均每226.67 hm2 1个点位,原则上采用均匀布点法,在相对较大的农产品产地地块布点,力求覆盖所有乡镇,不留死角。覆盖安达市14个乡镇67个村。
1.2 调查项目及方法
据安达市实际情况,设定9个调查项目,包括调查点位置、农产品种类及产量、耕作制度、化肥种类及使用量、有机肥使用量、除草剂使用量及种类、农药使用情况及种类、农业生产管理措施、周围环境污染源分布及污染物排放、处理情况。成立了3个调查小组,确定调查人、记录人等工作人员,做好调查工作的分工。优化采样路线,并采用由远及近逐个调查的方法。
2 耕地土壤污染现状
2.1 以化肥、农药污染为主
安达市以农牧业为主,工业污染相对较少。2012年全国重金属污染普查结果表明,安达市耕地无重金属污染,但是此次调查结果显示安达市耕地普遍受肥、药污染严重,主要是过度施用和使用方法不当造成的。
2.2 部分土壤白色垃圾污染严重
虽然塑料农膜的推广在农业增收方面效果显著,但农膜污染对农业生产具有潜在威胁。塑料农膜残留在耕作层,在土壤中会形成隔离层,破坏土壤通透性,恶化土壤结构,减少农作物产量,破坏环境和自然景观。目前安达市3个蔬菜主产区都存在不同程度的农膜污染问题。
3 防治措施
3.1 预防措施
3.1.1 合理使用农药,积极发展高效低残留农药[1-3]。依托“玉米螟绿色防控项目”,推广赤眼蜂和白僵菌防治玉米螟的生物防控措施,减少杀虫剂使用量;加强对标准施药机械的推广,提倡农民使用标准化的药罐和雾化效果好的喷头喷施除草剂和杀虫剂,有效提高农药利用率,减少农药使用量[4]。
3.1.2 正确引导农民合理施肥。加大推广测土配方施肥技术,使农民做到因地施肥,减少肥料浪费;推进秸秆还田,增施有机肥,培肥地力。从种植技术、配方施肥到秸秆还田、秸杆综合利用等进行直观展示,推广农业标准化种植,以达到减少化肥、农药使用量和提高秸杆综合利用率的效果,保证各项节能减排环保技术得到有效推广,保护农业生态环境,提高农业环保水平。
3.1.3 广泛宣传,增强农民的环保意识[5]。通过电视专题宣传、发放宣传材料、科技赶集等形式,大力宣传农业环境保o的重要性,提高人们的环境保护意识。
3.2 治理措施
具体包括:①生物修复。积极推广使用农药污染的微生物降解菌剂,以减少农药残留量[6]。同时可利用植物吸收去除污染。②化学方法。对于硝态氮积累过多并已流入地下水体的土壤,一是大幅度减少氮肥施用量,二是配施脲酶抑制剂、硝化抑制剂等化学抑制剂,以控制硝酸盐和亚硝酸盐的大量累积。③增施有机肥。增施有机肥料可增加土壤有机质和养分含量,既能改善土壤理化性质特别是土壤胶体性质,又能增大土壤容量,提高土壤净化能力[7]。④改变轮作制度。实行水旱轮作,减轻和消除农药污染。⑤换土和翻土。若土壤受轻度污染,可对土壤进行深翻或换无污染的客土;若土壤污染严重,可铲除表土或换客土。⑥实施针对性措施。对于有机污染物的防治,通过增施有机肥料、使用微生物降解菌剂、调控土壤pH值等措施,加速污染物的降解。
4 参考文献
[1] 赵新双.土壤污染现状及防治措施[J].现代农村科技,2009(12):37-39.
[2] 叶静茹,肆涛.我国土壤环境污染的防治措施研究[J].中国资源综合利用,2007(4):26-29.
[3] 袁培博,袁若韫,吴现力,等.土壤污染因素分析及改良方法探讨[J].山东化工,2017(2):115-117.
[4] 庄建玲,陈芹,陆其通.东海县土壤污染及其防治措施[J].农业开发与装备,2014(4):47.
土壤是人类赖以生存的主要自然资源之一,也是人类生态环境的重要组成部分[1-2]。随着近年来经济发展,工农业生产不断扩大,所产生的废水和废渣也不断增多,不但破坏地表植被,而且其中有毒有害重金属还随废水的排放及废渣堆的风化和淋滤进入周边土壤环境[3-6]。目前我国受镉、砷、铬、铅等重金属污染耕地面积近2,000万公顷,约占总耕地面积的1/5,其中工业“三废”污染耕地1,000万公顷,污水灌溉的农田面积已达330多万公顷。
1. 土壤重金属污染的定义
在自然界,重金属以各种形态存在,常见的金属元素有铜、铅、锌、铁、钴、镍、锰、镉、汞、钼、金、银等;其中既有对生命活动所需要的微量元素,如锰、铜、锌等;但大多数重金属元素在环境中对环境都会有一定的污染作用,主要包括汞、镉、铅、铬以及类金属砷等对生物体具有显著毒害作用的元素[7]。重金属的密度一般在4.0以上,约60种元素。但是由于不同的重金属在土壤中的毒性差别很大,所以在环境科学中人们通常关注锌、铜、钴、镍、锡、钒、汞、镉、铅、铬、钴等。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。由于土壤中铁和锰含量较高,因而一般不太注意它们的污染问题,但在强还原条件下,铁和锰所引起的毒害亦应引起足够的重视。
土壤重金属污染是指由于人类在生产活动中将重金属带入到土壤中,致使土壤中重金属累积到一定程度,含量明显高于背景,并可造成土壤质量的退化、生态与环境的恶化现象[8]。土壤本身含有一定量的重金属元素,如植物生长所必需的Mn、Cu、Zn等。因此,只有当叠加进入土壤的重金属元素累积的浓度超过了作物需要和忍受程度,作物才表现出受毒害症状,或作物生长并未受害但产品中某种金属的含量超过标准,造成对人畜的危害时,才能认为土壤已被重金属污染[9]。如土壤环境质量标准值(GB15618-1995)[10]。
2. 土壤中重金属的来源、种类
土壤重金属污染主要是由工业产生的“三废”以及污水灌溉、农药和化肥的不合理施用等农业措施引起的。随着工农业生产的发展,重金属对土壤和农作物的污染问题越来越突出,部分地区土壤重金属污染现象十分严重。总体来讲,土壤重金属污染源较广泛,即有自然来源,又有包括人类活动带入土壤的部分,目前主要来源为人为因素。主要包括大气尘降、污水灌溉、工业废弃物得不当堆放、采矿及冶炼活动、农药和化肥的过多施用等[11-12]。
2.1 污水灌溉
污水灌溉通常指的是使用经过一定处理的城市污水灌溉农田、森林和草地。中国水资源较为紧缺,部分灌区常把污水作为灌溉水源来利用。污水的种类按其来源可分为城市生活污水、石油化工污水、工业矿山污水和城市混合污水等。城市生活污水中重金属含量虽然不多,但由于我国工业发展迅速,许多工矿企业污水未经分流处理而排入下水道与生活污水混合排放,从而造成污灌区土壤Hg、As、Cr、Pb、Cd、Zn等重金属含量逐年累积[15-16]。在分布上,往往是靠近污染源头和城市工业区土壤污染严重,远离污染源头和城市工业区,土壤几乎不受污水中的重金属污染。
污灌在北方比较严重,因为我国北方比较干旱,水资源短缺严重,并且许多大城市都是重工业大城市,所以农业用水更加紧张,污水灌溉在这些地区较为普遍。据统计,我国北方旱作地区污灌面积约占全国90%以上。南方地区相对较小,仅占6%,其余则在西北地区。污灌不仅导致土壤中重金属元素含量的增加,而且还会在人体内富集。研究显示我国沈阳、温州和遂昌等地由于污水灌溉引发了人体镉中毒;鞍山宋三污灌区土壤中Hg、Cd的累积显著,污染严重;用处理过的污水灌溉是解决干旱地区作物需水问题的一条可行途径。但由此导致的土壤污染特别是重金属污染必须引起重视。
2.2 农药和化肥污染
农药和化肥是重要的农用物资,对农业生产发展起到重要的推动作用,但如果不合理施用,则可导致土壤中重金属污染。部分农药在其组成中含有Hg、As、Cu、Zn等重金属元素,过量或不合理使用将会造成土壤重金属污染。肥料中含有大量的重金属元素,其中氮、钾肥料含量相对较低,而磷肥中则含有较多的有害重金属,另外复合肥的重金属含量也相对较高。施用含有重金属元素的农药和化肥,都可能导致土壤中重金属的污染。
2.3 矿山开采和冶炼加工
我国重金属矿产相对丰富,在金属矿山的开采、冶炼过程中,会产生大量废渣及废水,而这些废渣和废水随着矿山排水和降雨进入土壤环境中,便可直接地造成土壤重金属污染,这在我国南方地区表现得尤为突出。
3. 重金属污染的特点及危害
3.1 重金属元素污染土壤的主要特点
在土壤环境中重金属污染特点可以分为两部分:一是土壤环境中重金属自身的特点,二是重金属元素在不同介质中所表现的特点。具体特点如下:(1)形态变换较为复杂,重金属多为过渡元素,有着较多的价态变化,且随环境Eh,pH配位体的不同呈现不同的价态、化合态和结合态。重金属形态不同则其毒性也不同;(2)有机态比无机态的毒性大;(3)毒性与价态和化合物的种类有关;(4)环境中的迁移转化形式多样化;(5)生物毒性效应的浓度较低;(6)在生物体内积累和富集;(7)在土壤环境中不易被察觉;(8)在环境中不会降解和消除;(9)在人体内呈慢性毒性过程。(10)土壤环境分布呈区域性;
过量的重金属会引起动植物生理功能紊乱、营养失调、发生病变,重金属不易被土壤微生物降解,可在土壤中累积,也可通过食物链在人体内积累,危害人体健康。土壤一旦遭受重金属污染,就很难彻底消除,污染物还会向地下水和地表水中迁移,从而扩大其污染。因此重金属对土壤的污染是一类后果非常严重的环境问题。
3.2人类因土壤重金属污染而遭受的危害[25]
(1)土壤污染使本来就紧张的耕地资源更加短缺;(2)土壤污染给农业发展带来很大的不利影响;(3)土壤污染中的污染物具有迁移性和滞留性,有可能继续造成新的土地污染;(4)土壤污染严重危及后代人的利益,不利于可持续发展;(5)土壤污染造成严重的经济损失;(6)土壤污染给人民的身体健康带来极大的威胁;(7)土壤污染也是造成其他污染的重要原因。
4. 对重金属污染的防治及修复
4.1 对土壤污染的预防
目前,仍未找到可广泛应用且行之有效的重金属污染治理方法,但控制污染源,是防止土壤污染的根本措施之一,同时利用土壤的自净作用对污染物净化具有一定的预防作用。控制土壤重金属污染源,即控制进入土壤中的重金属污染物的数量和速度,通过土体自身的净化作用,降低污染。
(1)控制和消除工业“三废”
尽量利用循环无毒工艺,减少和消除重金属污染物的排放,对工业“三废”进行回收改善,使其化害为利,并严格控制工业生产中污染物排放量和浓度,使之符合排放标准。
(2)土壤污灌区的监测和管理
在污灌区对灌溉污水的重金属元素进行控制,监测水中重金属污染物质的成分、含量及其变化,避免引起土壤污染。
(3)合理施用化肥和农药
对于农药和化肥的施用,应以环保无毒为准则,禁止或限制使用高残留农药,大力发展高效、低毒、低残留农药,发展生物防治措施。为保证农业的增产,合理施用化学肥料和农药是必需的,但需控制好施用量,否则会造成土壤或地下水的污染。
(4)土壤容量和土壤净化能力的提高
在农业生产过程中,施用有机肥,改良松散型沙土,改善土壤胶体的种类和数量,增加土壤对有害重金属的吸附能力和吸附量,从而减少重金属在土壤中的生物有效性。利用微生物品降解土壤中的重金属,提高土壤净化能力。
4.2 土壤中重金属污染的修复方法
(1)工程措施
工程治理措施是指在土壤环境中,用物理或物理化学的原理来减少重金属污染物的措施。主要包括客土,换土,翻土,淋洗液热处理以及电解等方法。以上方法措施的治理效果相对彻底,但实工过程复杂、所需治理费用较高且比较容易引起土壤肥力效果降低。
(2)生物措施
生物治理是指利用能够在土壤中生存的生物的某些习性来抑制和改良土壤重金属污染。Nanda Kumar P B A等发现某些特殊植物对土壤中的重金属元素具有富集作用。寇冬梅等研究认为食用菌对重金属具有吸附作用。所用方法有动物治理,微生物治理,植物治理等。生物措施的优点是实施较为简便易行、投资较少且对环境破坏小,而缺点是在短期内不易得到治理效果。
(3)化学措施
化学治理方法是利用化学物质和天然矿物对重金属污染进行的原位修复技术,目前,在许多区域得到应用。化学治理措施主要包括利用土壤改良剂、抑制剂,增加土壤有机质、阳离子代换量和粘粒的含量,改变pH、Eh和电导等理化性质,使土壤重金属发生氧化、还原、沉淀、吸附、抑制和拮抗等作用,以降低重金属的生物有效性。化学治理措施优点是治理效果相对较明显,而缺点是容易再度活化。
(4)农业措施
农业治理措施是通过改变耕作方式和管理制度来达到降低土壤重金属危害的方法。M.Puschenreiter等探讨了利用农业耕作措施治理土壤重金属的方法,得出在不同污染地区种植不同的农作物可有效降低重金属的污染。治理方法主要包括控制土壤水分,选择合适的农药、化肥,增施有机肥,选择农作物品种等。农业治理措施的优点在于操作简单、费用不高,而缺点是需要较长治理周期却治理效果不显著。
参考文献
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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
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[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.
Abstract: This paper describes the situation and the reasons of the the Lingbao lead pollution, and put forward some of the lead pollution prevention measures. Departure from the purpose to prevent the continued spread of lead contamination and deterioration, hoping to play a certain role in promoting prevention and treatment of lead pollution.Keywords: lead contamination; prevention measures
中图分类号:X5文献标识码:A 文章编号:2095-2104(2012)
灵宝市地处豫晋陕三省交界处的河南省西部,南依秦岭,北濒黄河,总面积3011平方公里。陇海铁路、310国道、连霍高速公路及郑西铁路客运线横穿东西,209国道和205省道纵贯南北。区位优势突出,物华天宝,资源丰富。境内的小秦岭蕴藏着丰富的金、银、铜、铁、铅、石墨等38种矿产资源,尤以黄金为最。黄金选矿业比较发达,并伴生铅、硫等副产品。由于黄金已开采多年,现贮量下降,所以一些企业开始转向铅冶炼。铅业是近期灵宝市工业经济的重要产业,灵宝市铅产业从伴随着黄金生产到铅产业独立发展,已经逐步完善。近年来,全市加大淘汰落后产能力度,通过对全市 23家铅冶炼企业实施关停整顿,彻底关停、取缔落后的烧结锅烧结工艺,引导企业扩大生产规模,经过重组整合,最终形成新凌、鑫华、志成三家铅加工企业。但是还存在着污染治理不足,产业链短,铅重复再利用低,居民搬迁困难等问题,严重影响了铅产业的健康快速发展。
1、铅污染原因
1.1灵宝市含铅粉尘污染是长期以来积累所致。
这是历史遗留下的,特别是上世纪80、90年代采用烧结锅、烧结机工艺时造成大量铅烟尘排放,黄金三小的非法生产,加上生产原料和废渣在运输过程中扬散流失,造成铅等重金属及其氧化物在周边环境中沉积,对环境和人体健康产生影响。
1.2早期的规划已不适应现代化的发展速度。
当灵宝市城区快速向周边扩建时,原来在工业规划区内的企业如今已被市区所包容。因此造成工业企业防护距离不适合新的标准。对当地的居住环境造成一定程度的污染。
1.3涉重金属尤其是含量铅企业环境防护距离界定问题。
我国《铅锌行业准入条件》2007年3月正式颁布实施,规定“大中城市及其近郊,居民集中区、疗养地、医院和食品、药品等对环境条件要求高的企业周边1公里内,不得新建铅锌冶炼项目,也不得扩建除环保改造外的铅锌冶炼项目。”而大部分铅冶炼企业建厂均在准入条件出台之前,原有老企业如何确定环境防护距离及要不要执行此标准,并没有明确规定。灵宝市的几个大型铅厂都存在这种现象,灵宝市志成“血铅”事件就是在这样的背景下发生的。
2铅污染状况:
2.1大气中的铅污染
大气中的铅污染主要来源于工业生产、汽车尾气排放及汽车轮胎磨损产生的大量含重金属的有害气体和粉尘等。针对灵宝市的具体情况,大气中的铅主要来源于铅冶炼行业和其他有色金属的加工业、硫酸厂、油漆厂、采矿和化学工业产生大量废物,由于风的输送,这些细微颗粒的铅,从工业废物堆扩散至周围地区。
2.2水体中的铅污染
目前,灵宝市的地下水状况比较良好,能够100%达到地下水环境质量标准(GB/T14848-93)Ⅲ级,地表水体就不容乐观了。选矿企业所排放的含铅废水是导致地表水体铅污染的主要来源之一,再加上铅污染具有长期性、累积性、隐蔽性、潜伏性和不可逆性等特点。虽然部分水体已经得到明显改善,但短期内河道底泥中的污染是难易根除的。
2.3土壤铅污染
灵宝市由于有色金属加工业,尤其是冶金行业的大力发展,造成大量废渣堆积,以及早期黄金三小盛行时,遗留下的大量无主废渣,运输矿石、废渣车辆的洒落,而这大量的废渣中又多含铅等重金属,长期经过风吹雨淋、浸入到地壤中沉积,造成土壤中铅污染。还有大气中颗粒铅的沉降,含铅农药、化肥和薄膜的使用,含铅污水的灌溉等等,都会造成土壤中铅污染。
3 防治措施
目前,国务院正式颁布实施《重金属污染综合防治“十二五”规划》,重金属污染防治已成为当前和今后一个时期的工作重点。灵宝市被确定为国家重金属污染防控的138个重点区域之一,也是河南省11个重点防控区之一。灵宝市也制定了《灵宝市重金属污染综合防治“十二五”规划》。其中,提出了灵宝“十二五”期间重金属污染综合防治六大任务,确定七大类164个项目,估算总投资12亿元以上。针对铅污染,灵宝市环保局主持制定灵宝市铅冶炼行业专项规划,2012年10月26日,三门峡市环保局审查批准了《灵宝市铅冶炼行业专项规划环境影响报告书》,这标志着灵宝市铅污染防治工作有了科学规划和实施依据。对彻底遏制灵宝市铅污染形势,改善辖区环境质量,起到一定的指导作用。具体有以下项的措施:
3.1注重产业结构调整和产业布局优化。
由于重金属污染排放区域性明显,重点区域要根据国家《产业结构调整目录》和《铅锌行业准入条件》,结合当地实际,制定涉重金属行业尤其是铅产业结构调整方案,进一步确定铅冶炼行业的准入条件,鼓励采取污染小、能耗低、清洁生产水平高的先进工艺,不断加大涉铅行业落后产能和工艺设备的淘汰力度。在涉铅产业发展布局上,要根据区域资源禀赋、环境容量、生态状况以及发展规划,明确不同区域的功能定位和发展方向。非重点区域要进一步加强控制,原则上不应再规划涉铅污染物排放的项目。
3.2进一步加强环境监管。
严格执行环境影响评价制度,从源头上控制新污染源产生。未经审批或“三同时”验收的建设项目,一律停止建设或生产;达不到环境与健康要求的企业,由当地政府予以关闭。依法实施清洁生产审核,加强污染过程控制。环保部门要会同发改、工信等部门,对铅排放企业开展轮回式强制性清洁生产审核,督促企业不断提升清洁生产水平。铅排放企业要制定和完善铅污染突发事件应急预案,加强环境监测和应急体系建设。重点铅排放企业应安装重金属在线监测装置,并与环保部门联网,建立健全特征污染物监测制度,并向社会定期环境质量报告。
3.3对铅重点防控区域加大治理力度
依据国家制定的《重金属污染综合防治规划》,划定重点防控区域,明确防治目标和任务。对现有铅冶炼企业进行综合整治,对不符合环境要求的铅排放企业予以限期治理。大力开展铅污染治理与修复示范工程,在部分重点防控区域组织实施受污染土壤、场地、河流底泥等污染治理与修复试点工程。在此基础上尽快解决铅污染历史遗留问题,对已受铅污染的土地、河流进行处置和修复。目前《灵宝市重金属无主废 渣无害化处理处置工程可行性研究报告》和《灵宝市文峪河含重金属底泥无害化处理处置工程可行性研究报告》已经出炉,2012年已通过省资源综合利用与节能协会评估。下步准备实施。另外,要建立健全铅健康危害诊疗体系,加强铅污染防治科普宣传教育,并定期对铅厂周边的居民进行血铅检测,若发现危及人身健康的,立即采用切实可行的措施。
3.4延长产业链条,提高产品附加值。
坚持“开源和节流并举,开发与保护并重”的原则。严格落实国家铅污染防治政策,充分发挥政府引导作用,着力构建“矿山开采―冶炼―电解铅―铅合金”以及“二氧化硫―化肥”等产业链。拉长产业链条,提高产品附加值,不断提高骨干企业的综合竞争力和优势产品的市场占有率。
3.5我国铅污染调查与基础研究滞后,不能满足形势发展的需求。
比如目前缺乏成熟可行的铅污染治理修复技术,环境空气与土壤铅污染调查较晚,涉重金属污染排放标准与环境质量标准不衔接,环境标准与健康标准之间脱节等。“十二五”期间,应对重点区域进一步加强重金属污染现状调查,掌握基础信息,把握基本规律,建立全方位预警机制;进一步加大重金属污染防治基础性研究人才、科技、资金的投入,快速推进重金属污染防治技术成果转化;进一步研究制定和完善重金属行业环境科技标准,树立新的环境科研理念,以保护人体健康为核心,倒推质量标准和排放标准。
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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:
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中图分类号:F407.4文献标识码:A 文章编号:
随着我国社会经济建设步伐的加快,重金属行业进入了高速发展时期。但重金属行业在开采和加工过程中,一些铅、汞、镉、钴、砷等重金属通过废水、废气和固体废物来污染环境,且具有污染范围广、持续时间长、污染隐蔽性高、难以被降解等特点,导致部分地区的生态环境呈现恶化的趋势,并严重阻碍了我国农业的发展。因此,必须建立比较完善的重金属污染防治体系、事故应急体系和环境与健康风险评估体系,寻找合理有效的重金属污染治理措施和修复措施来解决污染所带来的危害,从而保证重金属行业的健康发展。
1 重金属污染的来源
通过对现状的调查分析表明,各相关行业重金属危险废物产生量最大的为有色金属冶炼行业,占总产生量的60.3%,其次为基础化学原料制造行业,占总产生量的28.4%。铅、镉、铬、汞、砷作为重金属污染的主要元素,其重点防控行业有:①有色金属冶炼和含铅蓄电池制造业是主要的涉铅行业。其中有色金属冶炼铅尘产生量占铅尘产生总量的36.6%,电池制造铅尘产生量占总产生量的63.4%;②废气中的镉主要由常用有色金属冶炼行业产生;③皮革鞣制加工行业是废水中总铬产生及排放的主要行业,金属表面处理业是废水中六价铬产生及排放的主要行业。金属表面处理行业铬产生量占67.9%,有色金属冶炼行业铬产生量占32.1%;④基础化学原料制造是废水中汞和砷产生及排放的主要行业。
2 重金属污染的特点及危害
重金属污染是通过废水、废气和固体废物来污染环境的,其主要特点为污染范围广、持续时间长、污染隐蔽性高、难以被降解。随着农业集约化生产的发展以及城市化进程的推进,重金属通过污水灌溉、大气烟尘沉降、垃圾填埋处理等途径进入土壤和水体。由于这些重金属兼具富集性和难以逆转的特点,不易为微生物降解,因此土壤和底泥往往是重金属的储存库。重金属离子的不断积累,并通过食物链进入农产品,甚至可转化为毒害性更大的甲基化合物,对食物链中某些生物产生毒害,最终在人体内蓄积,不仅影响农产品质量安全,还危害人类健康。
大多数重金属是过渡性元素,其原子特有的电子层结构使其在土壤环境中的化学行为具有一系列特点:①重金属能在一定的赋存状态下发生氧化还原反应,具有可变价态,且其价态的不同,导致其活性和毒性也不同;②重金属易在土壤环境中与土壤中的一些无机酸反应生成硫化物、碳酸盐、磷酸盐等。这些化合物的溶度积都比较小,使得重金属累积于土壤中,不易迁移,使污染区域内的危害周期变长;③重金属作为中心离子能够生成配位络合物,还可与一些大分子有机物,如腐植质、蛋白质等生成螯合物。这样难溶性的重金属盐,其在水中的溶解度可能增大,更易在土壤环境中迁移,增大其污染危害的范围。
3 重金属污染的治理措施
由于重金属污染的长期性、潜伏性、累积性和不可逆转性,一旦土壤中重金属含量超过环境容量,在土壤中不被降解,且迁移性小,则清除污染相当困难。此外,重金属污染在各地因涉重金属行业的不同,其表现也有较大差异。有的以铅尘污染最为突出;有的表现为地表水或地下水受到汞、镉、铬、砷的污染;有的表现为土壤中铅、镉、砷明显高于背景值。因此,各地应针对涉重行业的分布特征提出相应的污染防治对策。
3.1 调整产业结构,加大重点行业防控
规范全国涉重企业的管理,发展无害化和资源节约型产品,增加新型产品比重。如含铅蓄电池制造业要逐步淘汰开口式普通蓄电池,重点发展高容量密封型免维护铅酸蓄电池。推动动力锂离子电池和氢镍电池替代镉镍电池,无汞普通锌锰电池替代含汞锌锰电池;金属表面处理业要加大含氰电镀工艺的淘汰力度,积极推行无氰电镀工艺;基础化学原料制造业应鼓励离子膜生产烧碱;皮革鞣制加工业应推广白湿皮工艺,采用无污染的化工材料预鞣、剖白湿皮。提倡低铬高吸收铬鞣和无铬鞣剂替代铬鞣,在复鞣过程中不用或少用含铬复鞣剂;常用有色金属冶炼业应鼓励氧气底吹熔炼-鼓风炉还原炼铅、富氧常压直接浸出炼锌工艺、沸腾焙烧工艺,全部淘汰土烧结盘、简易高炉、烧结锅、烧结盘、烧结机、用坩埚炉熔炼再生铅等落后且达不到环保标准的炼铅工艺和设备,以及用土制马弗炉、马槽炉、横罐、小竖罐等进行还原熔炼再以简易冷凝设施回收锌等落后的炼锌或氧化锌的工艺。
3.2 加强集中治理,实施区域综合整治
凡涉重金属的项目全部规划到统一专业园区进行集中管理,根据区内的企业规模和数量,加大园区安全防护距离,严格废气、废水等污染物排放标准。涉重金属专业园区建设必须符合国家产业政策和规划要求,符合土地利用总体规划、土地供应政策和土地使用标准的规定;加强园区的设计和管理,做到“5 个集中”:集中供热、集中供水、危化品集中供应、废水集中治理、集中配套生活设施,对排至园区污水处理厂的污水实行在线监控;贯彻国家清洁生产促进法, 推行清洁生产标准, 实施强制性清洁生产审核,实施清洁生产推广计划,建立清洁生产的激励机制;在污染物分类收集的基础上,分别实施预处理,不断提升行业技术水平, 提高产品质量,降低对环境的不利影响,实现可持续发展。
3.3 提高项目准入门槛,严格限制重金属项目
进一步提高节能、环保、安全土地使用和职业健康方面的准入标准,实施涉重金属产业准入公告制度。对不符合国家产业政策、企业规模小、污染物排放不达标的生产厂点,依照有关法律法规立即责令其关闭或整改。新建企业注册资本不得低于3 000 万人民币,首次投入不得低于5 000 万人民币,严格按照地表水水域环境功能和保护目标科学确定环境安全防护距离。对不符合要求的涉重金属项目,发展改革部门不得备案、核准,规划部门不得受理规划许可,国土资源部门不得受理用地申请,环境保护部门不得审批其环境影响报告书和核发排污许可证,安监部门不得发放安全生产许可证,质监部门不得发放生产许可证,
金融机构不得提供贷款支持。
3.4 严格污染源监管,加强重金属监控能力体系建设
禁止在重要生态保护区、农业发展区、敏感区和已无环境容量的区域新建主要外排重金属污染物的项目。凡环保手续不齐全或超生产经营范围从事含重金属产品及相关配件制造、
【分类号】:TU416.2
引言
我国是一个农业大国,土壤污染范围较广。随着经济的快速发展,土壤污染问题日益突出,已成为新的环境热点。特别是化肥、农药污染大量使用造成土壤的污染,通过食物链的传递进入人体,已经对人民群众的身心健康构成威胁。下面笔者讨论了土壤污染的防治措施。
一、常见土壤污染物的分类
1、污水灌溉对土壤的污染
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,一般有增产效果。但污水中还含有重金属、酚、氰化物等许多有毒有害的物质,如果污水没有经过必要的处理而直接用于农田灌溉,会将污水中有毒有害的物质带至农田,污染土壤。例如冶炼、电镀、燃料、汞化物等工业废水能引起汞、铬、铜等重金属污染;石油化工、肥料、农药等工业废水会引起酚、三氯乙醛、农药等有机物的污染。
2、大气污染对土壤的污染
大气中的有害气体主要是工业中排出的有毒废气,它的污染面大,会对土壤造成严重污染。如:气体污染,如二氧化硫、氟化物、臭氧、氮氧化物、碳氢化合物、粉尘、烟尘等固体粒子及烟雾、雾气等液体粒子,它们通过沉降或降水进入土壤,造成污染。
3、化肥对土壤的污染
氮、钾肥料中重金属含量较低,而磷肥中含有较多的有害重金属. 大部分或全部进入肥料中.由于锅在土壤中运动性较小,淋失很少,也不会被微生物分解,可在土壤中不断积累而危害生态环境和人类。化肥原料中携带放射性元素,化肥的使用将放射性扩散到农田土壤中,经过食物链,最终被人体摄取.
4、农药对土壤的影响
农药污染主要是有机氯农药污染、有机磷农药污染和有机氮农药污染。由于农药的大量、大面积使用,不当滥用,以及农药的不可降解性,已对地球造成严重的污染,并由此威胁着人类的安全。
二、土壤污染的防治措施
1、以预防为主,相关部门做好管理宣传工作,
(1)改变耕作制度,实行翻土和换土。改变耕作制度会引起土壤环境条件的变化,消除某些污染物的危害。对于污染严重的土壤,采取铲除表土和换客土的方法,对于轻度污染的土壤,采取深翻土或换无污染客土的方法。
(2)加强宣传与科普工作,进一步提高全民环保意识。要大力开展土壤与环境质量的宣传与科普工作,让全社会都知道只有土壤“干净”了,我们才能吃到无污染的食物,身体才能健康。
(3)根据土壤的特性、气候状况和农作物生长发育特点,既要防治病虫害对农作物的威胁,又要把化肥、农药对环境和人体健康的危害限制在最低程度。利用物理、物理化学原理治理污染土壤。大力开展植树造林,提高森林覆盖率,维护森林生态系统平衡。增加土壤容量和提高土壤净化能力增加土壤有机质含量、砂掺粘改良性土壤,以增加和改善土壤胶体的种类和数量,增加土壤对有害物质的吸附能力和吸附量,从而减少污染物在土壤中的活性.发现、分离和培养新的微生物品种,以增强生物降解作用,是提高土壤净化能力的极为重要的一环。
2、化肥污染的防治
(1)开发利用城市有机肥肥源
有机肥无害化处理技术常用高温堆肥发酵技术,这项技术投资少、见效快。垃圾堆肥应以有机垃圾为好,微生物代谢过程中,碳氮比例以调控到约30:1为宜,最后生成的堆肥碳氮比可达15: 1。沼气厌氧发酵技术可获得较好的沼渣和沼气能源。槽式沼气发酵技术,利用光能和生物能,通过定期供氧蒸发发酵,含水量可从60%降到20%左右,对鸡粪无害化处理效果明显。鸡粪还可以通过高效烘干炉,将湿鸡粪输入滚筒破碎干燥器内,集快速烘干、灭菌和除臭于一体,远红外微波处理是一种直接处理技术,有快速、卫生、安全的特点,但成本较高。目前对有机肥的处理有工厂化生产趋势,一次完成收贮、分类,可减少中间环节及对环境的影响。
(2)增加化肥科技含量,改进施肥方法
一般化肥都是速效性,存在着肥料施用量与作物需求之间的矛盾,因此把速效性化肥变成缓效或者控释性化肥,使养分缓慢释放出来与作物需求相一致。磷肥按照早重水轻的原则集中施用,可以提高磷肥的利用率,减少对土壤的污染。此外,对于施肥造成的土壤重金属污染,可采取、增施有机肥、调节土壤氧化还原电位等方法降低植物对重金属元素吸收和积累,还可以采用翻耕、客土深翻和换土等方法减少土壤重金属和有害元素。
(3)加强有机肥料的管理与无害化处理
有机肥料包括人畜粪尿、垃圾、秸秆等。把有机肥中砖石、金属片、玻璃煤渣和塑料等在土壤中不可分解的废物应先通过物理筛分清除,以免其进入土壤造成物理污染。推广秸秆腐化新技术,做好秸秆综合利用的工作,提高利用率,解决剩余秸秆出路,加强规模养殖条件下畜禽粪便合理利用的研究,通过技术引进和开发,采取高温堆肥、发酵等无害化处理技术,减少各种病原体和寄生虫的数量及种类,使有机肥中的养分有效,有利于作物吸收和利用。
(4)按需施肥
适时、适量的施用化学肥料。充分考虑农田土壤特征和作物生长状况,根据作物对养分的需求量、对养分的吸收和需求,进行季节安排施肥量、施肥方式和时间,提高作物对土壤养分的吸收,减少养分流失危险。尽可能在作物吸收旺季投入肥料,使养分能最大限度的被作物吸收,提高氮磷化肥的利用率。同时,既要追求产量和效益目标,还要以环境不受污染为目标,确定合理的施肥量。
3、农药污染的防治
(1)减少土壤的农药残留量
利用化学农药的一些降解规律,可采取相应措施加速土壤中农药的降解速度.如,六六六、DDT、氟乐灵和其他一些化学农药在淹水条件下要比旱作条件下降解快得多,这样就可实行包括有水稻的水早轮作,缩短这些化学农药的残留期。多施有机肥,有的接种有效微生物能加速土壤中杀虫剂和除草剂的降解速度,接种微生物在加速土壤中另一类污染物即多氯联苯的降解时得到应用。
(2)推广使用高效、低毒、低残留农药。
推广生物防治技术和综合防治技术,尽快淘汰和替代一批高毒、高残留农药,严格控制高毒高残留农药的生产和使用,例如六六六、DDT、杀虫脒等。逐步淘汰高毒高残留农药品种,例如甲胺磷、甲基对硫磷、对硫磷、久效磷、磷胺、呋喃丹等,以彻底清除污染源,从根本上解决因滥用高毒农药造成农产品农药残留中毒问题;开发高效、低毒、低残留农药,大力提倡生物防治。大幅度降低化学农药的使用量,从而减少农药残留及其积累,减轻或避免环境污染。
结语
总之,土壤污染的防治应贯彻“预防为主”的原则,通过制定相关法律法规从源头控制污染源。通过对化肥的管理、控制农药的使用等措施控制污染源,从而使土壤的环境质量得以改善。
参考文献:
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以科学发展观为指导,以改善区域环境质量为目标,以推进环境突出问题解决为主线,按照“在发展中保护,在保护中发展”原则,加快建立统一规划、统一监测、统一监管、统一评估、统一协调的重点环境问题防治工作机制,逐步形成区域联防、部门联动、齐抓共管的环境污染防控体系。
二、基本原则和目标
坚持环境保护与经济发展协调的原则,促进县域经济与环境保护协调发展;坚持属地管理与区域联动并重的原则,不断提升区域环境污染防治水平;坚持源头预防与过程控制统一的原则,积极推进环境突出问题的解决。
三、重点工作任务
(一)实施重点区域和重点污染源综合防治工程
以整治循环经济产业园区和褒城工业园区等重点区域环境突出问题为重点,加快调整产业结构,改善区域环境质量为目标,加大污染治理力度,加快落后产能淘汰,推进企业清洁生产。认真落实优先扶持、重点支持、改造升级、限制发展、强制关停等措施。大力发展循环经济,积极培育新型产业,推进县域经济转型。进一步加强和规范建设项目管理,严格项目准入,加强冶炼、化工、建材、食品等重点行业的监管,从源头上杜绝“两高一资”(高污染、高能耗、资源型)性项目。健全和完善重点污染源环境监管制度,强化环境执法。以整治重点区域特征污染物为重点,积极开展重点区域环境突出问题综合整治,不断改善区域环境质量。严格落实节能减排措施,有效节约和利用能源资源。
(二)实施城区环境综合整治工程
持续开展县城区“洁净工程”,建立和完善大气环境污染治理联动机制。一是加强城区周边工业企业大气污染治理,减少污染物排放总量;二是加强城区交通运输管理和整治,依法查处违法渣土运输车辆,减少运输车辆抛撒、扬尘,以及交通噪声污染;三是加强和规范建筑施工工地管理,严格落实工地扬尘防治措施,严防施工扬尘污染;四是加快划定城区烟尘控制区,进一步加强县城区锅炉、茶浴炉管理,减少烟尘排放量。五是加强和规范县城区小餐饮企业环境管理,积极开展城区规模以上餐饮企业油烟治理,减轻餐饮油烟污染,积极推广无烟烧烤,不断改善人居环境。六是认真实施县城区“安静工程”,及时处理群众反映强烈的噪声污染问题,从源头上控制噪声污染,积极为群众创造安静舒适的生活环境。
(三)实施重金属污染防治工程
认真贯彻中省市关于对涉重金属行业污染防控工作部署,严格落实县政府《关于加强涉重金属行业环境管理的通知》要求,严把涉重金属行业准入关。大力扶持和鼓励涉重金属污染防治和综合利用项目建设,积极推广污染治理新技术、新工艺,有效控制和减轻重金属污染。组织实施《重金属污染综合防治规划》,按照分区控制、分类监管的要求,认真抓好循环经济产业园区、化工、矿产等重点区域的整治,积极落实污染防治措施,有效控制重金属污染物排放总量,消除环境安全隐患。
(四)实施农村环境污染防治工程
1、扎实开展生态镇村创建。以省农村环境连片整治重点县为抓手,大力实施农村清洁工程,开展村庄环境综合整治,不断改善村容村貌。加快实施城区周边农家乐餐厨垃圾、油烟和废水污染治理试点,促进农家乐的健康发展。
2、切实抓好畜禽养殖污染治理。科学划定规模化畜禽养殖禁养区、限养区和适养区,严格畜禽养殖项目准入,减少畜禽养殖污染。大力推行“一沼一果(水稻、蔬菜、苗木、花卉、药材、鱼)”生态养殖模式,不断提高畜禽养殖废物的综合利用率。
3、深入开展农村面源污染防治。加大农村畜禽养殖、过量使用化肥农药和农膜等农村面源污染防治,切实抓好政策引导,加快建立农村面源污染趋势预测预警机制、农业环境安全评估体系、农村污染防控等体系建设,大力推进农业可持续发展的生产模式。积极推广新型农业新技术,切实减轻农业面源污染。
4、下力气抓好夏秋秸秆禁烧工作。加大夏秋两季秸秆禁烧执法力度,严查随意焚烧秸秆行为。大力扶持秸秆综合利用龙头企业发展,积极推广秸秆还田、青贮沤肥等综合利用新技术,并积极做好秸秆禁烧宣传工作,不断增强群众环境保护意识。
(五)实施城乡饮用水源保护工程
加强县城区饮用水源保护。结合县域经济发展和城市化进程,加快划定县城中远期水源地保护区,编制水源地保护方案。认真抓好县城区水资源利用情况调查,合理配置和优化水资源,提高水资源利用率。大力开展水源地保护执法检查,严查影响水质安全的违法行为,确保县城区水质安全。
重视解决农村集中式饮用水源问题。积极开展农村饮用水源调查工作,编制并实施农村集中式饮用水源保护规划。以“人饮工程”为抓手,加快划定农村集中式饮用水源保护区,开展水源保护区环境专项整治,确保群众饮水安全。
(六)实施环境安全防控工程
认真落实中省市环境安全相关法律法规和政策要求,进一步完善环境安全防控体系。经常性的开展环境安全大检查和应急演练,不断提高环境安全防范水平。进一步健全和完善核与辐射、危险废物、危险化学品和尾矿库监管制度,严查违法行为。进一步建立和完善环境突发事件应急机制,及时妥善地处置环境突发事件,确保环境安全。
四、加强组织协调
中图分类号:F407.4 文献标识码:A 文章编号:
1 重金属电镀废水的来源及危害
电镀生产工艺复杂,工序繁多。含重金属废水的来源主要有以下几方面:
前处理废水。电镀中普遍采用盐酸、硫酸进行除锈、除氧化皮及浸蚀处理,工件基体重金属离子溶解在清洗液中;
电镀工艺过程中( 包括化学抛光和电化学抛光) 各工序清洗水。清洗水中含有重金属盐类、表面活性剂、络合物和光亮剂等。清洗废水占电镀废水的绝大部分;
废弃电镀液。长期使用的镀液,杂质不断积累,当难以去除时,不得不将一部分或全部废弃;化学镀液超过使用周期也会形成含重金属废液;
4) 其他废液。包括不合格的工件退镀、镀液分析、清洗滤芯、清洗生产场地、废气治理的废液及各种设备的“跑、冒、滴、漏”造成的废水。
电镀废水中含有环保方面认定的危害重金属主要有铬、铜、镍、铅、锌及镉等。重金属在自然界中难以降解,有很强的隐蔽性和富集性。近几年,我国的重金属污染事故呈高发态势,如不进行有效处理,其危害难以估量。现代医学研究表明,一些重金属离子进入人体会使人致癌、致畸、致染色体突变,潜伏期可达数十年,一旦发病后果不堪设想,有人把重金属危害形容为“慢刀子杀人”、“生物定时炸弹”。在这种形势下电镀行业应该摆正位置,深刻认识重金属污染的危害,以高度的责任感,变“被动应付”为“主动应对”,认真采取各项措施大幅降低污染,作好重金属废水的防治工作。
2、源头预防是控制重金属污染的有效手段
根治重金属污染任重而道远。在现阶段从源头预防末端治理达标是最现实的,也是可以做到的。源头预防就是要尽量减少重金属废水的产生,或在生产过程中将重金属污染物回收处理; 末端治理就是通过各种处理方法将不达标的废水处理达标并排放,预防和达标应该两手都要抓,两手都要硬,不应顾此失彼。在前端预防方面,政府有关部门要严格审批电镀厂的建设地点,能不建的尽量不建,必须建的要贯彻环保“三同时”方针,认真作好环境影响评估,并监督环保设施的设计、安装和竣工验收,全面落实对重金属污染的防治措施。对已经取得电镀生产许可证的企业,要推广使用低污染甚至无污染的新工艺、新技术,减少废水的重金属浓度和排放量,要在生产线上进行科学管理,提高金属材料转化率,延长镀液寿命。在末端治理方面,要加大重金属废水治理的科技、人才和资金的投入,加速推进先进治理技术的成果转化,为电镀企业重金属治理提供可靠和切实可行的操作方案,使企业用得上、用得好、用得起,从而实现污染物稳定达标排放。此外,环保部门认真监督执法做到不欠自然生态环境的新帐,也能使重金属废水的治理有一个根本性的转变。
3 加强重金属废水治理技术的研发和应用
处理含重金属电镀废水的传统方法有化学法、物理法、电解法、离子交换法和生物法等。这些单一的处理方法都不同程度存在着成本高、能耗大、达标率低和金属回收率低的弊端。有资料显示,我国绝大多数电镀企业应用化学沉淀法处理重金属废水。化学沉淀法的原理是通过化学反应使废水中的重金属离子转变为不溶于水的金属化合物( 如硫化物沉淀、中和沉淀和铁氧体沉淀等) 。受沉淀剂和 pH 值的影响,处理后的水质往往不能达标,沉淀物分离困难,尚需进一步处理。另外,单一处理方法还存在产生二次污染的危险。
针对传统治理方法的缺陷和不足,近年来采用复合处理和自动控制相结合处理电镀重金属废水已形成一种趋势。其特点是流程集中、设备小型化,节约了治理成本的同时提高了重金属回收率。复合应用包括化学沉淀、重金属捕集、膜处理及低能耗浓缩技术等。一批专业从事设计、制造重金属废水治理整套设备的企业应运而生,如利用高分子重金属捕集沉淀剂能在常温下与废水中多种重金属离子反应生成不溶于水的螯合盐,再加入絮凝剂形成重金属絮状沉淀,从而达到去除重金属的目的。用该方法处理 40mg/LCu2+、28mg/L Ni2+和 26mg/L Zn2+的电镀废水,排出水重金属质量浓度均低于 0.5mg/L。再如,某公司开发研制的集重金属捕集、转化、中和、絮凝及沉淀方法为一体处理含 Cr6+、Zn2+、Cu2+、Fe2+、和Ni2+一步完成的方法,实用性强,出水达标状态稳定,已成功应用于电镀生产线中。
值得提出的是,近几年,利用天然矿物和植物治理重金属污染技术也有了新的进展。在矿物方面,某专利技术表明,在含有重金属离子的废液中,加入能消除、转化废水中的有害物,然后经物理化学处理,将重金属成分转变为水处理剂,实现了化害为宝。在植物方面,利用植物固定、吸收、提取、分解、转化、清除水和土壤中的重金属污染物也取得了可喜的成果。我国生态环境工作者已发现10 余种“超富集”植物。该植物的特点是在其生长过程中,能将被重金属污染的水体和土壤中的重金属离子超量( 较一般植物而言) 富集在花、叶、茎部分,其成熟收获后,通过焚烧等处理实现重金属回收。如新发现被命名为李氏禾的多年湿生植物,生长期间叶片中 Cr( Ⅵ) 高达 2.977g/kg的2价铜. 129g / kg的1价镍.对重金属吸附率达 89.3% 以上。该方法已应用在广西河池大环江地域生态恢复上,取得了初步成效。
4 开展清洁生产和循环经济
电镀企业在不断提高产品质量和性能的基础上要不断追求两大目标: 一是金属材料转化率最大化; 二是重金属污染物及废水产生量最小化。开展清洁生产和循环经济,有利于实现电镀重金属污染物的最小化和循环利用。
清洁生产是先进的生产方式,随着清洁生产的实施和产品出口( 欧盟) 的需要,一批环保型的电镀工艺取代了有重金属污染的工艺。如无磷低COD 前处理、三价铬镀铬、无铬钝化、代镍合金及符合欧盟 ROHS 法规的无铅及无镉工艺等。这些工艺的推广使用,既节约了资源又实现了环境友好,降低了电镀废水中重金属的含量。这些产品较传统产品质量有了提升,金属有效利用率提高,有害成分降低。电镀行业的这些变化在一定程度上减轻了重金属废水处理的压力。
2009 年,我国开始实施《循环经济促进法》,循环经济是更广泛意义上的清洁生产,是涉及全社会的系统工程。循环经济是传统经济“资源产品废弃物”向“资源产品废弃物再生资源产品”的转变,是建立在资源回收和循环利用基础上的发展生产模式。简单的说,就是将一个企业的废弃物用作另一个企业的原料,通过废弃物交换和使用,将不同企业联系在一起,形成“资源产品资源再利用”的良性循环过程。如将含重金属电镀废水处理后的污泥用于水泥、沥青的固化工艺中; 含铬污泥作为陶瓷颜料、鞣革剂及高分子材料的改性剂,这都是有益的尝试。总之,通过清洁生产和循环经济的持续开展,电镀行业要坚持做到不断使重金属废水数量和危害最小化。少量的重金属污染物在社会经济的大循环中开辟新途径,实现回收利用、变废为宝的目标是值得期待的。
结 束 语
降低重金属材料的消耗,减少重金属废水是无止境的,不可能靠一朝一夕解决所有污染问题,世上无难事,只要肯登攀。创新重金属污染的处理技术,使电镀产生的重金属废水数量和危害最小化,最终实现回收利用的目标,实现重金属污染物无害化、资源化。我们要从电镀行业持续发展的角度考虑,加强重金属污染治理技术的研发和应用,在清洁生产和循环经济中,实现电镀重金属废水的有效治理,恢复自然生态的本来面貌。
参考文献