重金属污染的措施范文
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篇1
中图分类号:X53 文献标识码:A 文章编号:1672-3791(2015)05(b)-0114-01
我国土壤重金属污染日益严重,开展土壤重金属污染防治措施是必要的,以此来保证生态环境和食品安全。在1983年我国对土壤环境容量做了初步研究,并提出了相关理论,如土壤重金属的生态效应等。我国目前围绕重金属污染土壤修复技术的基本原理提出了土壤重金属污染治理措施,如工程措施、物理修复、化学修复、生物修复和农业治理措施。
1 工程措施
工程措施是土壤重金属污染治理措施中的经典,工程措施主要就是指客土、换土和深耕翻土这些治理措施。针对土壤重污染区一般会采用客土和换土的方式,而对于土壤轻污染区一般则选择深耕翻土这种方式。工程措施具有独特的优势,如彻底性和稳定性。但是在实际治理过程中,工程措施工程量大,需要巨大资金投入,并且土体结构也会因这种措施而遭到破坏,进而导致土壤肥力越来越低。除此之外,采用工程措施换出的污土,还需要再次处理,工序较为复杂。
2 物理修复
物理修复是土壤重金属污染治理措施中最早的一个治理方法,其比较适用于污染面积小的土壤。物理修复是一种治本的治理措施,但是如果发生二次污染,那么这种措施很容易破坏土壤结构,导致土壤肥力降低。物理修复主要包括改土法、热解析法、玻璃化技术、电动修复。(1)改土法。这种方法所包含的方法与工程措施相类似,即客土法、换土法和深耕翻土法。这种方法在20世纪90年代之前应用较为普遍,其彻底性和稳定性占据优势。但是随之新兴技术的开发,这种方法逐渐被取代。(2)热解析法。这种方式适用于一般容易挥发的重金属污染区,通过加热的方式,将这些重金属污染物从土壤中挥发出来,这种方法对治理由于汞而引起的污染非常奏效,并且可以将汞进行回收。但是这种方式很容易破坏土壤中的有机物质和结构水,并且如果没有将汞及时彻底回收,很容易造成大气二次污染。因此,这种方法应用较少。(3)玻璃化技术。采用这种方法之前需要在被污染的土壤里面埋下导电材料,通过电极使土壤融化,冷却后形成玻璃态物质。这种方法应用较为复杂,而且成本较高。但是,玻璃化技术非常适用于放射性废物的治理。(4)电动修复。电动修复就是指在污染土壤中通电流,金属离子等向电极运输,经工程化的收集系统集中收集处理。电动修复不需要搅动土层,是一种经济可行的方式。该技术最先是由美国所提出,目前在我国也应用较为广泛,其已经进入商业化阶段。
3 化学修复
化学修复就是向污染的土壤中加入一般化学物质,如改良剂等,改变理化性质,使土壤发生化学反应,降低重金属的生物有效性。化学修复成本较低,但是其很容易“反复发作”。化学修复主要包括化学固化法和化学淋洗法。
(1)化学固化法。化学固化法就是在污染土壤中加入化学试剂,让其与土壤中的重金属发生反应,降低土壤中重金属生物的有效性。目前,我国在土壤重金属污染治理中已经应用过多种金属氧化物、生物材料、有机质高分子聚合材料,通过这些物质,改变土壤介质的酸度。
(2)化学淋洗法。化学淋洗法就是在污染土壤中加入淋洗液进行淋洗,将土壤固相中的重金属转化到土壤液相中,最后将液相回收处理。我国通常运用的淋洗液有无机酸、表面活性剂、EDTA等。这种方式对于污染较轻的土壤比较适用,虽然对于重度污染的土壤也能发挥较好的作用,但是需要较大的成本。加之,淋洗液如果没有使用得当,很容易造成地下水污染、土壤变性。
4 生物修复
生物修复是指在一定条件下,利用微生物、植物的代谢来治理污染物。利用修复可以削弱土壤重金属污染物的毒性。与上述治理措施相比,生物修复在达到治理目的的同时,降低成本,不会产生二次污染。生物修复包括植物修复技术、微生物修复技术以及生态修复技术。
(1)植物修复技术。植物修复就是以植物忍耐和超积累某种重金属的理论为基础,利用自然生长的植物,对土壤重金属污染进行清除。植物修复主要包括植物提取、植物挥发和植物稳定。1)植物提取利用重金属积累植物将污染土壤中的重金属吸取出来,将其转移到地上,进行集中处理,达到治理污染土壤的目的。目前常用的植物有油菜、荠菜等,主要除去由铅、镉等重金属造成的土壤污染。1999年在我国发现了世界上第一种砷的超富集植物――蜈蚣草。从1999年至今有很多专家对蜈蚣草清除土壤重金属的污染进行研究,如谢景千、雷梅、陈同斌、李晓燕、顾明华、刘晓海在《蜈蚣草对污染土壤中As、Pb、Zn、Cu的原位去除效果》一文中验证了蜈蚣草对土壤污染具有很大的修复潜力。2)植物挥发主要是利用植物的根系,通过根系吸收重金属,并将其转化为易挥发的气态物质,从而达到治理土壤污染的目的。植物挥发主要是对Hg、Se等重金属的清除。目前常用的植物主要有卷心菜、胡萝卜、水稻、海藻等。3)植物稳定利用一些植物促进重金属的转变,将其转变为毒性低的形态。植物稳定不会改变土壤的重金属含量,只是改变其形态。这种方式适用于土壤有机质含量高的污染土壤防治。
(2)微生物修复技术。微生物修复技术主要是通过降低土壤中重金属的毒性、提高植物对重金属的吸收以及吸附积累重金属的方式来实现清除污染的功能。如利用变形杆菌将汞离子转变为汞元素,最后将会有四分之三的汞元素挥发掉,进而达到降低汞的毒性。
(3)生态修复技术。生态修复技术主要是通过蚯蚓-植物-微生物对重金属污染的土壤进行治理。蚯蚓是一种能提高土壤自净能力的一种动物,目前我国很多学者对蚯蚓防治土壤重金属污染方面做出很多研究,如冯凤玲、成杰民、王德霞在《蚯蚓在植物修复重金属污染土壤中的应用前景》一文中对通过蚯蚓、植物、微生物构建的生态修复系统的应用,阐述了生态修复技术在防治土壤重金属污染中的可行性和发展方向。
5 农业治理措施
农业治理就是通过改变农业管理制度来减轻土壤中重金属的污染,如控制土壤水分、选择化肥、选择农作物的方式,成本低,周期长。
6 结语
综上所述,土壤重金属污染防治采用工程措施、物理修复、化学修复,具有一定的局限性,并且成本较高,容易造成二次污染;采用农业治理措施虽然成本低,但是周期长;而采用生物修复不仅效果好,而且成本低,不容易发生二次污染,其具有不可替代的优势。由此可见,生物修复势必成为我国土壤重金属污染治理的主要措施,也是相关领域专家今后研究的重点。
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篇2
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。
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篇3
建立健全重金属防治体系和污染事故应急体系,保证环境平安。全面排查辖区内重金属污染物排放企业(以下简称“重金属排放企业”及其周边区域的环境隐患,摸清重金属污染情况,建立监管台帐,确定重点防控区域(流域)行业、企业和高风险人群;强化环境执法,依法查处重金属污染环境违法行为;
二、工作重点
根据我市实情,确定重点防控的重金属污染物是铅、汞、镉、铬和类金属砷,重点防控的区域(流域)重金属污染物排放相对集中的地区,重点防控的行业是有色金属矿(含伴生矿)采选业、有色金属冶炼业、含铅蓄电池业、电镀业、皮革及其制品业、化学原料及化学制品制造业等,重点防控的企业是具有潜在环境危害风险的重金属排放企业(特别是集中式饮用水水源地上游的企业)
三、主要措施
(一)做好对重金属排放企业及其周边区域环境隐患的全面检查,摸清重金属污染情况,建立监管台帐,确定我市重点防控区域(流域)和重点防控企业名单。为了确保环境平安,各县(市、区)政府必需与辖区内的所有重金属重点防控企业签订环境平安责任状。
1.对检查中发现的违法行为要依法严处,对污染治理设施不能稳定达标或超总量排污的重金属污染企业,依法责令整改直至关闭。对不符合产业政策的重金属企业依法实施关闭,坚决取缔无经营许可证从事危险废物利用处置活动。
2.建立对重金属排放企业的巡查制度,加强对重金属污染企业的监控,严防超标排放。将整治重金属违法排污企业作为全市环保专项行动的重点,不时加大对违法行为的奖励力度,维护社会公平。
(二)严格执行建设项目环评审批和“三同时”验收制度,提高新建排放重金属污染物项目的准入门槛,对排查发现的未经环评审批且危害群众健康的已建成项目,报请县级以上人民政府予以关停撤除。
(三)严禁在重金属排放企业1公里范围内新建居民点,此范围内现有的居民点应按规定要求地方政府实施搬迁;地方政府对此有承诺的必需按许诺予以兑现。
(四)进一步规范重金属排放企业的环境管理,督促企业建立特征污染物发生、排放台帐和日常监测制度,定期演讲监测结果,并向社会公布重金属污染物排放和环境管理情况。督促企业提升污染治理水平,规范原料、产品、废弃物堆放场和排放口,建立和完善重金属污染突发事件应急预案,督促重点防控企业开展清洁生产审核。对不实施清洁生产审核或者虽经审核但不如实演讲审核结果的责令限期改正。
(五)要按照《市重金属污染防治工作实施方案》要求,切实加强组织领导,明确任务,落实责任。对因重金属污染造成群发性健康危害事件或造成重特大环境污染事故的按有关规定对负责人实施问责,并从该重金属排放企业的立项、审批、验收、生产和监管全过程,对有关责任单位和责任人追究责任,对构成犯罪的依法移送司法机关处置。
四、时间布置
(一)准备阶段
各县(市、区)政府根据本方案,制定辖区内具体实施方案,进行动员部署,并于月日前将实施方案及联系人报市专项行动领导小组办公室(市环保局)
(二)集中整治阶段
各县(市、区)组织相关部门对辖区内的重金属排放企业及其周边区域环境隐患进行全面检查,摸清重金属污染情况,建立监管台帐,确定重点防控区域(流域)行业、企业和高风险人群。对检查中发现的违法行为要依法严处,对污染治理设施不能稳定达标或超总量排污的重金属污染企业,依法责令整改直至关闭。
(三)督查阶段
市环保局将对辖区内整治行动的开展情况进行督查,确保对违法排污企业处分到位、整改到位,各项措施落实到位,省环保厅也将会适时对我市的整治行动开展情况进行督查。
(四)总结阶段
各县(市、区)对专项整治工作进行总结,对存在问题进行整改,完善相关政策措施,并于月日前将工作总结报市专项行动领导小组办公室(市环保局)
五、具体要求
(一)加强领导,统一部署。各地政府必需对辖区内的重金属污染防治工作负责,要精心组织,切实加强领导,研究制定辖区专项整治行动方案,并组织实施。严格依照国家法律法规和方针政策,处置解决整治行动中遇到问题。
篇4
关键词:土壤;重金属;污染;现状;修复技术
中图分类号 X833 文献标识码 A 文章编号 1007-7731(2017)07-0103-03
Abstract:This paper describes the present situation of soil heavy metal pollution in our country,analyzes the sources of soil heavy metals from sewage irrigation,atmospheric deposition,industrial production and agricultural activities,and analyzes the heavy metal contaminated soil remediation technology briefly.
Key words:Soil;Heavy metal;Pollution;Present situation;Remediation technology
土壤是一个开放的缓冲动力学系统,承载着环境中50%~90%的污染负荷[1-2]。随着矿产资源开发、冶炼、加工企业等规模的扩大以及农业生产中农药、化肥、饲料等用量的增加和不合理的使用,致使土壤中重金属含量逐年累积,明显高于其背景值,造成生态破坏和环境质量恶化,对农业环境和人体健康构成严重威胁。重金属在土壤中移动性差、滞留时间长、难降解,可以通过生物富集作用和生物放大作用进入到农牧产品中[3],从而影响产出物的生长、产量和品质,潜在威胁人体健康[4]。本文对我国土壤重金属污染现状进行了简要分析,概述了土壤中重金属的来源,简单介绍了物理修复、化学修复和生物修复技术在土壤重金属污染修复方面的研究进展,以期为土壤重金属污染修复提供参考。
1 我国土壤重金属污染现状
随着矿山开采、冶炼、电镀以及制革行业的蓬勃发展,一些企业盲目追逐经济利益,轻视环境保护,再加上农药、化肥、地膜、饲料添加剂等的大量使用,我国土壤中Pb、Cd、Zn等重金属的污染状况日益严重,污染面积逐年扩大,危害人类和动物的生命健康。据报道,2008年以来,全国已发生100余起重大污染事故,其中Pb、Cd、As等重金属污染事故达30多起。据2014年国家环境保护部和国土资源部的全国土壤污染状况调查公报显示,全国土壤环境总状况体不容乐观,部分地区土壤污染较重,耕地土壤环境质量堪忧,工矿业废弃地土壤环境问题突出。全国土壤总的点位超标率为16.1%,其中轻微、轻度、中度和重度污染点位比例分别为11.2%、2.3%、1.5%和1.1%。据农业部对我国24个省市、320个重点污染区约548万hm2土壤调查结果显示,污染超标的大田农作物种植面积为60万hm2,其中重金属含量超标的农产品产量与面积约占污染物超标农产品总量与总面积的80%以上,尤其是Pb、Cd、Hg、Cu及其复合污染尤为明显[5]。我国的一些主要水域如淮河流域、长江流域、太湖流域、胶州湾等也都出现了重金属污染[6]。
2 土壤重金属来源
土壤中重金属来源主要有内部来源和外部来源两种。在内部来源中,由于成土母质、地形地貌、水文气象及植被和土地利用类型等的不同,对土壤重金属含量的影响有很大差异[7],致使部分地区土壤背景值较高。外部原因主要是人为活动的影响,是土壤重金属污染的主要来源,主要包括以下几个方面:
2.1 随大气沉降进入土壤中的重金属 大气沉降是造成土壤重金属污染的一个重要途径[6]。工业生产、汽车尾气排放及轮胎摩擦可产生含有重金属的有毒气体和粉尘,经自然沉降和雨雪沉降进入土壤中,污染元素主要为Pb、Cu、Zn等。矿山开采和冶炼所带来的大气沉降也是土壤重金属的重要来源[5]。有毒气体和粉尘容易迁移和扩散,在工矿烟囱、废物堆和公路附近的土壤中,土壤重金属含量较高,向四周和两侧扩散减弱。研究人员对某铅锌冶炼厂的土壤重金属空间分布特征的研究发现,Zn、Pb、As的主要污染来源是废气的大气沉降,风力和风向是其空间分布的主要影响因子[7]。
2.2 随污水灌溉进入土壤中的重金属 污水灌溉一般是指利用经过一定处理的城市污水灌溉农田[6],利用污水灌溉是农业灌溉用水的重要组成部分。但由于污水中含有大量的重金属,随污水进入到土壤中,使得土壤中重金属含量不断富集。我国自20世纪60年代至今,污灌面积迅速扩大,以北方旱做地区污染最为普遍,约占全国污灌面积的90%以上,污灌导致农田重金属Hg、Cd、Cr、Cu、Zn、Pb等含量的增加[7]。
2.3 工矿企业生产带入土壤中的重金属 工业生产中广泛使用重金属元素,工矿企业将未经严格处理的废水直接排放,导致废水中的重金属渗入到土壤中,使得土壤中有毒重金属含量增加[11]。矿业和工业固体废弃物露天堆放或处理过程中,经日晒、雨淋、水洗等作用,使重金属以射状、漏斗状向周围土壤扩散。南京某合金厂周围土壤中的Cr大大超过土壤背景值,Cr污染以工厂烟囱为中心,范围达到1.5km2[12]。电子废弃物在堆放和拆解过程中,会造成Pb、Cr等重金属进入农田土壤[13-14]。
2.4 农事活动带入土壤中的重金属 随着人们对农业产出物不断增长的需求,农药、化肥、地膜等使用量不断增加,导致土壤中的重金属不断富集,造成土壤重金属污染。农药中含有Hg、As、Zn等重金属,长期使用就会导致土壤中重金属的累积。磷肥天然伴有Cd,随着磷肥及复合肥的大量施用,土壤中有效Cd的含量不断增加,作物吸收Cd量也在增加[15]。地膜在生产过程中加入了含Cd、Pb等重金属的热稳定剂,也会造成土壤重金属含量的增加。当前有机肥肥源大多来源于集约化的养殖场,大多使用饲料添加剂,其中大多含有Cu和Zn[16],使得有机肥料中的Cu和Zn含量也明显增加,并随着施肥带入到土壤中。
3 土壤重金属污染修复技术
3.1 物理修复 一是客土、换土和深耕翻土等措施。通过这一措施,可以降低表层土壤重金属含量,减少土壤重金属对植物的毒害。深耕翻土适用于轻度污染的土壤,客土和换土适用于重度污染的土壤。工程措施具有稳定、彻底的有点,效果较好,但是需要大量的人力、物力,投资较大,并会破坏土体结构,降低土壤肥力。二是电动修复、电热修复、土壤淋洗等。物理修复效果好,但是成本高,还存在着造成二次污染的风险。
3.2 化学修复 化学修复是主要是采用化学的方法改变土壤中重金属的化学性质,来降低土壤中重金属的迁移性和生物可利用率,减少甚至去除土壤中的重金属,达到的土壤治理和修复的效果[17]。该技术的关键在于经济有效改良剂的选择,常用的改良剂有石灰、沸石、碳酸钙等无机改良剂和堆肥、绿肥、泥炭等有机改良剂,不同的改良剂对重金属的作用机理不同。化学修复是在土壤原位上进行,不会破坏土地结构,简单易行。但是化学修复只是改变了重金属在土壤中的存在形态,并没有去除,在一定条件下容易活化,再度造成污染。
3.3 生物修复 生修复是利用微生物或植物的生命代谢活动,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。该方法效果好,易于操作,是目前重金属污染的研究重点。目前生物修复技术主要集中在植物和微生物2个方面[18-19],对植物修复方面研究的较多[20-23]。生物修复不会引起二次污染,成本低,易于推广,在技术和经济上都优于物理修复和化学修复,已经得到了广泛的研究和应用,是目前土壤重金属污染治理的研究热点。
3.4 农业生态修复 不同作物对重金属有不同的吸附作用,可以通过采取不同的耕作制度、作物品种和种植结构的调整、肥料种类的选取等措施,增加作物对土壤重金属的吸收,降低土壤中的重金属含量。研究表明,调节土壤水分、pH值以及土壤水分、养分等状况,实现对污染物所处环境介质的调控[24-25],可以改善土壤的理化性质,促使土壤中重金属被作物有效地吸收。
4 展望
土壤是人来赖以生存的重要自然资源之一,是人类生态环境的重要组成部分。土壤重金属污染问题已经成为当今社会的主要环境问题之一。2016年出台的《土壤污染防治行动计划》,无疑是我国土壤环境管理历史上里程碑式的文件,明确了我国土壤污染防治路线图和时间表。
土壤是一个复杂的生态系统,一旦受到污染,要将进入到土壤中的污染物清除,达到安全生产的目的是十分困难的。重金属对土壤的污染以现有的技术而言是不可逆的。因此,土壤污染预防要比土壤污染治理重要的多。要坚持源头预防和过程治理,以源头控制为主,杜绝污染物进入水体、土体,有效降低污染物的排放。在土壤重金属污染修复技术研究中,要把物理方法、化学方法、生物技术和农业生态修复措施综合起来处理污染题,研究出更加经济高效的治理措施,应该加大生物修复技术研究,减少物理和化学方法的使用,以免造成二次污染。
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篇5
国家环保部数据显示,2009年重金属污染事件致使4035人血铅超标、182人镉超标。引发32起群体性事件。数据还显示,全国每年因被重金属污染的粮食高达1200万吨,相当于广东一年的粮食产量,可以养活常住珠三角的4000万人口。
2012年3月21日,环保部等九部委联合通知,要求在2012年深人开展整治违法排污企业保障群众健康环保专项行动。环保部部长周生贤表示,要以最严厉的措施整治重点行业重金属排放企业环境污染问题。
重金属污染事件频发
广西龙江的镉污染事件,是中国重金属污染事件的又一案例。“这次镉污染事件在国内历次重金属环境污染事件中是罕见的。”一位参与事件处置的专家告诉记者。
近年来,仅发生的镉污染事件,就有2005年的广东北江韶关段镉严重超标事件,2006年的湘江湖南株洲段镉污染事故,2009年的湖南省浏阳市镉污染事件。至于其他重金属污染事件,仅“血铅超标”事件,就已涉及陕西、安徽、河南、湖南、福建、广东、四川、湖南、江苏、山东等省。
2011年2月,国家环保部部长周生贤在出席有关重金属污染综合防治“十二五”规划会议时也谈到,“从2009年至今,我国已经有30多起重特大重金属污染事件。严重影响群众健康。”
据了解,重金属污染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。既有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,也有个别地区如喀斯特地区因石漠化导致重金属释放。
近10多年来,随着中国工业化的不断加速,涉及重金属排放的行业越来越多,包括矿山开采、金属冶炼、化工、印染、皮革、农药、饲料等,再加上一些污染企业的违法开采、超标排污等问题突出,使重金属污染事件出现高发态势。
2011年“两会”期间,全国政协委员、国家环保部中国环境监测总站办公室副主任温香彩告诉记者,我国重金属污染中,最严重的是镉污染、汞污染、血铅污染和砷污染。
一些地区污染比较严重
值得注意的是,一向被认为是高科技行业的it行业也与重金属污染挂钩。因制作中国水污染地图而闻名的民间环保人士马军曾在2011年联合30多家环保组织一起《2010it品牌供应链重金属污染调研》,该调研报告显示,珠三角、长三角等地区有大量生产印刷线路板的企业不能稳定达标排放,给当地河流、土壤和近海造成了严重重金属污染。
中国重金属污染呈现出地域差异。温香彩说,东部比西部严重,南部义比北部严重,珠三角地区尤为显著。另外,像湖南等有色金属大省也是重金属污染的重点地区。湘江是中国重金属污染最严重的河流。
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,且其中10%属严重超标。2008年,中山大学生命科学学院的科研团队分别在广州6个区各选择2个农贸市场采集蔬菜样本,分析样本中镉、铅的含量情况,结果发现,叶菜类蔬菜的污染情况十分严重,除1种为轻度污染外,其余5种均达到重度污染水平。
在巾国东南部一些区域,重金属污染出现了比较严重态势。
一个需要警惕的趋势是,随着产业转移,原本重金属污染只是零星分布的西北地区也开始面临威胁。
近年来,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,这其中,尤其是化工企业、光伏企业和制药企业,由于中西部省份经济比较不发达,患有严重的“项目饥渴症”,对环境的监管水平和力度相对不足或主动放松,导致中西部地区的污染事故也频频出现。
重金属污染对生态影响极大,2009年的浏阳镉污染事件殃及当地的瓜果蔬菜,当地产的水稻和蔬菜都呈黄褐色,茄子辣椒则形态恐怖。
重金属污染危害严重
温香彩说,重金属污染不像大气污染,既闻不到,也看不到,被重金属污染的水体或土壤,即使含量很低,只要超标了对人体伤害也会很大。而且,不同于其他污染物的可降解特性,重金属污染物不仅不可降解,还能在环境里累积和循环,由此也加重了对人群的危害。
她说,重金属污染对身体的危害主要是“三致”,致癌、致疾、致突变。
多种资料均提及,重金属在人体内能和蛋白质及各种酶发生强烈的相互作用,使它们失去活性,也可能在人体的某些器官中富集,如果超过人体所能耐受的限度,会造成人体急性中毒、亚急性中毒、慢性中毒等,对人体会造成很大的危害。
资料显示,血铅污染所导致的毒性效应是贫血症、神经机能失调和肾损伤,易受害的人群有儿童、老人、免疫低下人群。镉的毒性很大,可在人体内积蓄,主要积蓄在肾脏,引起泌尿系统的功能变化。镉也能够取代骨中钙,使骨骼严重软化,并可干扰人体和生物体内锌的酶系统,易受害的人群是矿业工作者、免疫力低下人群。砷通过n乎吸道、消化道和皮肤接触进入人体,如摄人量超过排泄量,砷就会在人体的肝、肾、肺、子宫、胎盘、骨骼、肌肉等部位蓄积,与细胞中的酶系统结合,使酶的生物作用受到抑制失去活性,特别是在毛发、指甲中蓄积,从而引起慢性砷中毒。砷还能致癌。
九部委令地方亮“老底”
在国家对重金属行业的环保整顿升级下,像“铅蓄电池行业80%企业被勒令关停”的一幕,将在更多涉重金属行业加速上演。
环保部、国家发改委、工信部、监察部、司法部、住建部、工商总局、安监总局、电监会3月21日晚间联合通知,要求在2012年深入开展整治违法排污企业保障群众健康环保专项行动。环保部部长周生贤在早间的电视电话会议上表示,要以最严厉的措施整治重点行业重金属排放企业环境污染问题。
一位参会官员向记者透露,去年铅蓄电池领域的“环保之火”将延烧到涉铅、镉、汞、铬及类金属砷的重点行业及重点地区,九部委将强令地方在年底前“亮老底”,从而倒逼各地重金属企业关停整顿。
相对于2009年以来的历次专项行动,今年的亮点在于,涉铅、镉、汞、铬及类金属砷重金属排放企业的相关信息,均被要求比照去年铅蓄电池“环保风暴”的标准向全社会公布。该官员称,到今年底,各地环保部门、民间环保组织均可以根据已公开数据“绘制”一幅中国重金属污染的“地图”。
在信息公布标准方面,记者从环保部获悉,全国31个省(不含港、澳、台,新疆生产建设兵团单列)均公布了2011年铅蓄电池生产、组装及回收(再生铅)企业名单,包括企业名称、洋细地址、生产状态(在建、在产、关闭、停产等)、生产类型、产量、危废处置量、废水废气排放是否达标等多项指标。
中国科学院地球化学研究所副所长冯新斌告诉记者,区别于一般的排
污
,重金属污染物对于环境和人体的危害可能要到很多年后才爆发,因此被一些只重视眼前利益的企业所忽略。他说,上报所在区域的重金属污染企业名单,无疑是给当地政府“政绩”带来压力,推动地方进行自主的整治行动。
周生贤要求,各地要在2012年6月30日前。公布辖区内所有重有色金属矿采选、冶炼以及皮革鞣制、电镀企业的名单及整治进展情况,更新铅蓄电池企业整治信息,接受社会监督。
参会官员向记者透露,专项行动的工作方案已通过各部委会签,要求各地在今年4月将整体部署工作完成,分解九部委的任务目标;预计11月底专项行动“收官”。
值得注意的是,本次环保专项行动力度空前加大。周生贤在会议中强调,特别是在涉铅、镉、汞、铬及类金属砷的重点行业及重点地区,严格执行“六个一律”和“双否决”。也就是说,相关违法企业将面临停止建设或生产、停产整治、停止非法经营活动、追究法律责任等重压;发生重金属重大污染事故的地区,将被取消其“环境保护模范城市”“生态示范区”等评优资格,并且否决该区域的重金属防治目标考核,从而对其区域环评限批。
哪些地区和行业将受到较大压力?中国环境科学研究院研究员薛志钢告诉记者,就其所在单位的调研所知,湖南长株潭地区、贵州铜仁、辽宁葫芦岛均是重金属污染较为密集的典型地区。
记者采访中了解到,涉铅、镉、汞、铬及类金属砷的行业,除了多集中在有色金属矿产开采和冶炼外,还涉及到电池、煤炭、医药等很多工业领域,不仅范围广且涉及到的企业数量规模惊人。
在国内一家大型有色金属集团内部人士看来,国家和地方对重金属行业的整治将推动行业的兼并重组,不达标的中小企业将面临大面积倒闭潮。
上海市环保局局长张全建议,在重金属污染的末端治理之外,国家亟待加快涉重行业和企业的布局调整和结构调整。一是若上述行业和企业集巾在人口密集区,即便单个企业都实现达标排污,久而久之还是可能超过当地环境承受力并危害人体健康;二是由于新能源汽车等行业对重金属存在巨大需求,一些“小、散、乱”企业仍会为利润“顶风作案”;三是除了有色金属矿采选和冶炼等排放大户外,搪瓷制作工艺中就涉及镉、铅、汞等重金屈,后者布局更分散,更易忽视,更难治理。
监测治理都不能少
面对重金属污染形势的日益严峻,在今年的“两会”上,代表委员认为,我国应尽快完善相关法律法规体系,加强对大气、水土中的重金属监测,建立重金属污染防治机制。此外,还应推进技术创新和产业升级,通过技术手段减少污染物的排放。
全国政协委员、民革重庆市委主委夏培度指出,随着城市化、工业化进程加快,重金属污染形势日益严峻,不管西部还是东部,都变成了重金属污染重灾区。关于大气、水资源、海洋污染,国家都出台有相关法律,但有关重金属的污染防治至今没有一部法律。而且,人们对重金属污染的隐蔽性、滞后性认识不充分。
他建议国家对重金属污染防治进行立法,依靠法律,齐抓共管,摸清底数,控制增量,消化存量,建立摸底排查制度、防治和补救制度、防治保障机制以及相应的土壤重金属预警制度等。
据中国科学院南京土壤研究所研究员黄标介绍,衡量重金属污染最主要的指标是土壤、水、大气沉降、植物等环境介质中重金属的含量。虽然除了大气沉降外,我国对其他环境介质都颁布了部分重要重金属元素的国家标准,但遗憾的是,各产业重金属污染防控的详细规范和标准仍相当缺乏,国家还缺少一定的规范和标准来调控重金属在环境中的积累。
骆沙呜则表示,当前我国重金属污染的治理与修复任重道远。而治理与修复的前提就是建立比较完善的重金属污染监测工作刚络,加强对各地土壤及水源污染状况的调查分析,科学防治。
同时,通过技术创新和产业升级,实现重金属相关行业的清洁生产,也是重金属污染防治的重点。目前,化工行业已经开始加强技术研发的力度,推广低汞触媒生产与废汞触媒回收一体化,同时加强无汞触媒的研发工作;中国无机盐工业协会已提出铬盐行业的整改措施及铬渣治理时间表,加紧开发铬盐清沽生产技术;电池行业也在重点推进重金属电池企业的技术革新,规范行业清洁生产,从源头治理重金属污染。
全国政协委员、中国五矿集团总裁周中枢认为,重金属污染治理是一项长期性工作,为实现环境治理和企业发展的双赢,建议国家对有色冶炼等重点行业给予更多的政策倾斜,支持其加大投入,推进技术改造升级或易地建设,在先行试点、总结经验、完善机制等基础上再扩大到其他企业和行业。
家园保卫战已经打响
“近年来发生的重金属污染事件产生了很大的影响,足几十年甚至上百年都难以消除的。频繁发生的事故给我们敲响了警钟。目前湘江以及许多河流都存在重金属污染,这可能对粮食生产造成深远的不良影响。”全国政协委员、中国科协副主席、中国工程院院士黄伯云说。被称为“有色金属之乡”湖南省率先制定的《湘江流域重金属污染治理实施方案》,于去年3月成为第一个获国务院批准的重金属污染治理试点方案。
2011年初,国家层面的《重金属污染综合防治“十二五”规划》,要求到2015年,重点区域铅、汞、铬、镉和类金属砷等重金属污染物的排放比2007年削减15%。2011年3月,国务院九部门部署开展了全国整治违法排污企业保障群众健康环保专项行动,对重金属污染进行了集中接治。
在中央的推动下,各地方重金属污染整治行动大范围铺开。记者了解到,目前我国各省、市、自治区的重金属污染综合防治“十二五”规划已基本完成。
广两省以环境倒逼机制大规模推动涉重金属产业进行转型升级,要求环境敏感区域内存在污染隐患的生产企业和危险化学品生产企业,全部限期迁入工业园区;坚决依法关停不符合国家产业政策的涉重金属企业和落后产能。
甘肃省了《甘肃省重金属污染调查实施方案》,今年还将安排200o万元资金开展重金属污染详查工作。山东省淄博市环保局则对本市235家涉重金属和“双危”企业进行全面排查;还要求化工行业完成淘汰10万吨/年以下的硫铁矿制酸生产装置和使用高汞催化剂的乙炔法聚氯乙烯生产装置任务等。
篇6
[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
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篇7
关键词:重金属;污染;土壤;
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。
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篇8
关键词:农田土壤;重金属污染;修复技术;环境保护
中图分类号:S153 文献标识码:A DOI:10.11974/nyyjs.20170432024
1 我国农田重金属污染现状
1.1 重金属普遍超标
农田重金属污染主要是指Pb、Cu、Hg、Zn、Cr、Cd等重金属元素在农田土壤中的含量超过土壤背景值,根据农田部、环保部等部门近年来报告数据显示,全国有300多个重点污染区重金属超标,占农田污染的80%,抽取数据显示,我国农田平均重金属超标率在2010年前就已经高达12%,在一些大城市,例如北京、上海、深圳等地,各类重金属元素在农田土壤中的含量尤其高,城市发展对于农田重金属污染影响极为严重,目前我国农田重金属污染形势严峻,污染情况已经得到重视,各类措施也在紧急筹备和实施之中。我国农田重金属污染现状具有范围大,种类多,相对集中,分布不均,普遍严重的特点。虽然污染依然严重,但随着环保力度的增强和范围的扩大,污染情况正在逐步改善。
1.2 污染主要来源
农田重金属污染修复,关键在防、治二字,要做到对重金属污染的防治,需要了解农田中重金属的来源,污染来源主要有4类,分别是:污水、大气、农业废弃物以及固体垃圾。空气污染是我国环境保护的一大难题给农田也带来了极大的影响,空气中夹杂着来自工业、交通、矿山等的污染物中,不乏各类重金属物质,在大气沉降过程中,重金属便进入了农田土壤之中。大量数据实例表明,在工业区、道路旁,土壤中含重金属量较其他地区明显高出数倍,环保部研究青藏铁路沿线两侧、北京等城市道路旁农田土质以及种植物,发现不仅土壤重金属含量高,植物中也含有较高的重金属元素。含重金属的污水一旦进入农田并沉淀,就容易造成农田重金属含量的增加,农业材料,如农药、农肥等,在大面积、长期使用之下,重金属会慢慢渗入土壤之中,而一些固体堆积物更是含有大量重金属,在堆积中容易渗入地下。
2 农田重金属污染修复技术
2.1 物理、化学修复技术
物理修复技术主要有换土、深耕翻土、填土以及加热法,前3种方法原理一致,皆是使浅层土壤以旧换新,这些方法工程量大,效果稳定,修复彻底,但是不仅换土需要大量工程,集中处理土壤的耗损也非常大,因此并不适合大规模应用。加热法是利用加热使挥发性重金属从土壤中挥发析出,虽然有一定作用,但是容易导致一些元素酸化或者相互反应,产生更为严重的后果,且析出气体的收集也很棘手。化学修复方法也是如此,无论是电动修复还是淋洗修复,都容易导致严重的污染,电动修复是通过土壤两侧通电以电场作用将重金属带到电极,在两极集中收集并进行处理,淋洗是将水或者其他制剂放入土壤之中进行冲洗,制剂的选择和二次污染的防治成为淋洗的重点,物理、化学方法虽然效果好,但是成本高且对环境极可能造成二次污染,因此实践中应用甚少,相关部门正在加紧研究改善重金属污染治理之中。
2.2 生物修复技术
生物修复技术成本较低,有利于规模化操作,并且生物法的优势在于其环境有益性,不仅能够有效处理农田土壤重金属污染,更重要的是,生物修复有助于修复自然界的正常循环,有利于全面改善环境,目前的环境保护实践对于生物方法也极为推崇。生物修复法主要是利用植物和微生物、动物进行土壤修复,利用植物根系固定重金属,减少扩散,植物还能够从土壤中吸收重金属,储存在植物体内,我国已经发现大量对重金属具有吸收能力的植物,在实践中也有一定研究和应用,植物修复是较为推崇的方法,绿色植物的大量种植能够固定土壤、防风固沙、净化空气,大量种植能够吸收重金属的植物,则一举数得,值得注意的是,植物吸收重金属存于体内,势必导致重金属含量过高,这些植物一定不能作为食品销售。微生物、动物与植物修复法类似,生物修复技术容易破坏生态平衡,尤其是微生物、动物修复,因此也需要进一步研究,目前而言,选取植物进行大规模种植修复土壤似乎是于环境保护最有益处的方法。
3 结语
环境于人类而言重如生命,l展中的破坏已经造成,如何修复才是关键,农田土壤重金属污染,重在防治,切断污染源的同时改良污染土壤方为可行之路。
参考文献
篇9
关键词:土壤;重金属;污染;现状;修复
中图分类号:TE991.3 文献标识码:A
比重大于4或5的金属为重金属,如铁、锰、铜、锌、钴、镍、钛、钼、汞、铅、镉、砷等。铁、锰、铜、锌等重金属是生命活动所需要的微量元素,汞、铅、镉、砷等并非生命活动所必需,而且所有重金属含量超过一定浓度时对人体有毒有害。
重金属污染,指由重金属或其化合物造成的环境污染。土壤重金属来源广泛,包括采矿、冶金、化工、金属加工、废电池处理、电子制革和塑料等工业排放的三废及汽车尾气排放,农药和化肥的施用等。如,镉大米,重金属镉毒性很大,可在人体内积蓄,主要积蓄在肾脏,引起泌尿系统的功能变化。农灌水中含镉0.007mg/L时,即可造成污染。
1 土壤污染现状
土壤是农业最基本的生产资料,是农业发展的基础,是不可再生的自然资源。而污染企业的快速发展,农业中肥料的大量投入,经济效益提高的同时,环境的污染也日趋严重,使得重金属在大气、水体、土壤、生物体中广泛分布,而土壤往往是重金属的储存库和最后的归宿。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污染。重金属不能被生物降解,但具有生物累积性,重金属可以通过食物链不断富集,残留在一些初级农产品中,传递进入人体内,对人类健康产生严重危害。
中国目前有耕地1.35亿多hm2,但优质耕地数量不断减少,近期的第二次全国土地调查结果显示,中重度污染耕地超过300万hm2,而每年因土壤污染致粮食减产100亿kg。中国中央农村工作领导小组副组长陈锡文介绍说,今后受重金属污染的耕地将退出食用农产品生产,启动重金属污染耕地修复试点。
2 控制与消除土壤污染源
在“十二五”规划中,把重金属污染的防治列为重要工作,要求到2015年,重点区域铅、汞、铬、镉和类金属砷等重金属污染物的排放,比2007年削减15%,非重点区域的重点重金属污染排放量不超过2007年的水平。
控制土壤污染源,即控制进入土壤中的污染物的数量与速度,通过其自然净化作用而不致引起土壤污染,加强土壤污灌区的监测与管理,合理施用化肥与农药,增加土壤容量与提高土壤净化能力,建立监测系统网络,定期对辖区土壤环境质量进行检查。
3 注重农业资源永续利用
我国土壤重金属污染已经达到相当严重的程度,要充分认识重金属污染的长期性、隐匿性、不可逆性以及不能完全被分解和消逝的特点,从思想上重视了解重金属对人类及环境造成的危害,提高环境保护意识,建立农业可持续发展长效机制,逐步让过度开发的农业资源休养生息,促进生态友好型农业发展,加大生态保护建设力度,是为子孙后代留下生存发展空间的重大战略决策。
4 修复措施
土壤修复即通过科技创新来恢复土壤的农业生产能力和生态环境缓冲调控能力。重金属对土壤的污染具有不可逆转性,土壤一旦发生污染,短时间内很难修复,相比水、大气、固体废弃物等环境污染治理,土壤污染是最难解决的,土壤重金属污染问题日益受到人们的关注。有关专家认为,已受污染土壤没有治理价值,对那些污染严重、生态脆弱、资源环境压力大的耕地,该改种的就改种,该治理的就治理,该退耕的就退耕。目前,土壤修复技术归纳起来有热力学修复技术、热解吸修复技术、焚烧法、土地填埋法、化学淋洗、堆肥法、生物修复等多种,目前研究较多的生物修复法,包括植物修复法和动物修复法。
4.1 植物修复法
植物修复法是利用重金属积累将土壤中的重金属富集于植物体内,然后通过收割植物从土壤清除出去,植物修复法应用比较普遍和简便,成本较低,不改变土壤性质,种植的植物不仅美化环境还可以起到防风固坡,防止土壤流失。但是,其治理效率较低,耗时长、污染程度不能超过修复植物的正常生长范围,只适合中低浓度的污染耕地,而对于高浓度的污染耕地,植物修复法则需要漫长的时间并且效果难料,而且随着植物离开土壤,还会产生二次污染危害。因此,植物修复技术只能作为一种污染治理辅助技术。
4.2 动物修复法
动物修复是通过土壤动物或者投放动物对土壤重金属吸收、降解、转移以去除重金属或抑制其毒性,被认为是一种有效的生态恢复措施。动物修复的机理:生物体内的金属硫蛋白与重金属结合形成低毒或无害的络合物;生物的代谢物富含SH的多肽,能与重金属螯合,从而改变其存在状态;生物体内存在的多种编码金属转运蛋白能提高生物对金属的抗性。
虽然土壤的修复技术很多,但没有一种修复技术可以针对所有污染土壤。相似的污染状况,不同的土壤性质、不同的修复需求,也制约一些修复技术的使用。大多数修复技术对土壤或多或少带来一些副作用。
5 小结
综上所述,由于土壤重金属来源广泛、复杂,增加了对土壤重金属治理和修复难度,严重制约了我国农业生产,要更好地防治土壤重金属污染,还需要广大科研工作者不懈的努力,研发出更好的效率更高的修复技术,要大力宣传加强全民环保意识,把环境污染程度降到最低,形成全社会都来重视土壤污染的良好环保氛围,逐步改善土壤生态环境。目前,研发适用性广、成本低、见效快、环保的土壤重金属污染修复技术是各国土壤重金属生态修复的前沿问题,也是迫切需要解决的问题。
参考文献
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[3] 沈振国,刘有良.超积累重金属植物研究进展[J].植物生理学通报,
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篇10
摘要:本文综述了蔬菜重金属的污染现状、重金属污染的危害、 蔬菜对重金属的富集规律,分析了蔬菜和土壤中重金属含量之间的关系,最后根据菜对重金属的吸收和积累能力的差异提出了对土地的合理利用。
关键词:蔬菜富集重金属污染
导言
蔬菜是人们日常饮食中必不可少的食物,可提供人体所必需的多种维生素和矿物质,也是十分重要的经济作物,随着现代工业的发展,环境污染加剧,含重金属的农药、除草剂、化肥的不合理使用,含重金属废水的污灌等农业措施,重金属对土壤和农作物的污染问题越来越突出。土壤、水体一旦被重金属污染,不仅对植物生长和发育产生直接影响,而且重金属在植物根、茎、叶及籽粒中的大量积累会通过食物链进人人体,危及人类健康。因此,全面、系统的了解蔬菜重金属的污染现状以及不同种类蔬菜对重金属吸收的的差异,合理进行蔬菜的生产布局,掌握降低和控制蔬菜重金属污染的对策,不仅对蔬菜生产的持续发展具有积极的指导意义,而且对保障食品安全具有广泛的现实意义,还能指导人们科学的合理地食用蔬菜。
1、蔬菜重金属污染现状
据估测,目前我国受镉、砷、铬、铅等重金属污染的耕地面积近2000万hm3,约占耕地总面积的1/51,每年因土壤污染而减产粮食1000万吨,另外还有1200万吨粮食,其污染物超标,两者的直接经济损失达200多亿元。
我国的各大中城市如北京、上海、杭州、天津、等都曾较为系统地对郊区菜园土壤、蔬菜中重金属污染状况做过调查,基本摸清了蔬菜重金属的污染现状。
北京市污水灌溉影响的耕地面积为80万公顷,占北京市耕地面积的23%,其中有70%~80%受到轻度污染,5%~10%受到中度污染;20世纪90年代对上海市蔬菜的研究结果表明,上海市蔬菜受到重金属的污染,尤以镉和铅污染为甚,超标率分别为13.29%和12.0%。在天津市郊检测的大白菜、荠菜、水萝卜、小白菜4种蔬菜36个样品中,重金属的检出率为100%,镉超标40%。2002年魏秀国等调查了广州市蔬菜地的重金属污染情况,结果表明,蔬菜的铅污染比较普遍,但就污染程度而言,镉污染最为严重,其次为砷、汞。总的来看,根据中国的蔬菜食品卫生标准,我国主要大、中城市郊区的蔬菜都已受到一定程度的重金属污染。尽管各城市采用的评价标准不一,但是重金属元素在蔬菜中的积累明显,部分已达较高的残留水平,有的甚至已超过食品卫生标准。
2、重金属污染的危害
1)重金属对植物生物膜伤害机理
重金属是脂质过氧化诱导剂,当重金属处理植物时,细胞内自由基的产生和清除之间的平衡受到破坏,导致大量的活性氧自由基产生,自由基引发膜中不饱和脂肪酸产生过氧化反应,破坏膜的结构和功能。
2)重金属对植物生长代谢的影响
虽然有些重金属是植物生长必需元素,在一定浓度范围内可促进植物的生长发育,但所有重金属在较高浓度时对植物都会产生毒害作用。重金属毒害造成氧化胁迫、叶绿素和糖及蛋白质合成受阻、养分失调,引起光合强度和呼吸强度下降、碳水化合物代谢失调及其它一系列生理代谢紊乱,阻碍植物根系生长.影响种子萌发以及植株生长,最终导致生长量和产量的下降。
3、蔬菜重金属富集规律
1)蔬菜重金属富集系数
蔬菜中对土壤重金属元素的吸收是有选择性的,蔬菜种类不同其吸收各种重金元素的量与土壤中该元素的存在量是不一致的。因此可以用富集系数来衡量蔬菜吸收和富集土壤重金属元素的能力。所谓富集系数是指:蔬菜可食部位中某污染物含量占土壤中该污染物含量的百分率。富集系数愈大,表明蔬菜愈易从土壤中吸收该元素,也表明重金属的活动性强。
2)蔬菜不同品种间吸收积累重金属的差异
同一种蔬菜的不同基因型对重金属的吸收积累也存在差异。McLaughlin等发现不同品种马铃薯块茎的镉浓度相差 2~3倍。Michalik,B等(1995)的研究发现,胡萝卜肉质根吸收重金属存在基因型差异。他们把4个变种的胡萝卜播种在3个不同程度重金属污染的地方,发现无论在何处,变种“Kama”肉质根中的Ph、Ni、Cr、Cu、Mn等重金属含量为最高。
3)蔬菜不同部位重金属累积差异
蔬菜从土壤中吸收的重金属在其体内的分布并不均匀,蔬菜不同的器官组织对重金属的富集能力是有差异的。
叶菜类蔬菜各部位重金属含量普遍为:茎,叶
4、蔬菜和土壤中重金属含量之间的关系
植物从土壤中吸收重金属的量和土壤中重金属的总量有一定关系,土壤中重金属含量是造成蔬菜重金属污染的主要因素。但士壤重金属总量并不是植物吸收程度的一个可靠指标。有研究表明,植物体内铬的累积量与土壤总铬量往往并不具有明显正相关。由于土壤组成的复杂性和土壤理化性状(pH,Eh等)的可变性,造成了重金属在土壤环境中形态的复杂和多样性。重金属的存在形态才是决定其危害的关键因素。研究表明,重金属在土壤环境中的存在形态分为水溶态、交换态、碳酸盐结合态、铁锰氧化物结合态、沉淀念,有机结合态和残渣态七种形态。这七种不同赋存形态的重金属,其生理活性和毒性均有差异。其中水溶态、交换态的活性、毒性最大,残留态的活性、毒性最小,其它态的活性、毒性居中。
5、合理利用蔬菜对重金属的富集规律
根据不同蔬菜对不同重金属具有不同的富集特性,重金属元素在不同种类的蔬菜中累积量不同,叶菜类富集量最高,根茎类次之,瓜果类最低。针对菜地重金属污染状况选择相应种植模式和蔬菜品种,对一些易受污染的根茎类和叶菜类蔬菜,如莴苣、葱、青菜、生菜等,可安排在土壤质量较好的地区种植;而西红柿、刀豆等瓜果类蔬菜,其抗污染性能较强,可在轻度或中度污染的土壤中种植,在铬高污染区尽量避开种植叶菜,可选择种植瓜果类蔬菜;对污染较重的土壤,应改为绿化用地或建筑用地,汪雅各等人在上海宝山区进行蔬菜重金属的富集轮作试验,他们根据各种蔬菜的重金属富集率强弱不一的特点,合理安排蔬菜轮作茬口。结果表明低富集轮作与普通轮作相比,可使污染田块的蔬菜镉含量降低50%~80%,有明显减少镉进入食物链的效果,而且还可明显提高蔬菜产量和产值。
参考文献:
[1]王先进主编.中国权威人士论中国怎样养活养好中国人[M].北京:中国财经出版社,1997