重金属污染的来源范文

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重金属污染的来源

篇1

[关键词] 重金属 工业污染 离子交换 电解 吸附

中图分类号:X75; TQ170.9 文献标识码:A

一、引言

随着社会的不断发展,人们比以往任何时候都更加崇尚工业与自然环境的和谐发展,这种理念已不断渗透到各学科之中,在治理污染技术的开发上也应该寻求这种绿色产业。充分发挥自然界的天然自净化功能,是在污染治理与环境修复领域开发绿色环保技术的体现,更是完整地利用天然自净化功能的反应。本文阐述了重金属的危害、来源及其存在形式,并重点论述了处理重金属污染物的方法。

二、废水中重金属污染物的来源

1.铅的来源。铅常被用作原料应用于蓄电池、电镀、颜料、橡胶、农药、燃料等制造业。铅板制作工艺中排放的酸性废水(pH

2.镉的来源。镉是一种灰白色的金属,自然界中主要以二价形式存在。镉电镀可以为钢、铁等提供一种抗腐蚀性的保护层,具有吸附性好且镀层均匀光洁等特点,因此工业上90%的福用于电镀、颜料、塑料稳定剂、合金及电池等行业,含镉废水的来源还包括金属矿山的采选、冶炼、电解、农药、医药、电镀、纺织印染等行业的生产过程中。

3.镍的来源。废水中镍的来源废水中的镍主要以二价离子存在,比如硫酸镍、硝酸镍以及与许多无机和有机络合物生成的镍盐。含镍废水的工业来源很多,其中主要是电镀业,此外,采矿、冶金、石油化工、纺织等工业,以及钢铁厂、印刷等行业排放的废水中也含有镍。

4.银的来源。常见银盐中唯一可溶的是硝酸银,也是废水中含银的主要成分。硝酸银广泛应用于无线电、化工、机器制造、陶瓷、照相、电镀以及油墨制造等行业,含银废水的主要来源是电镀业和照相业。

三、重金属污染物在环境中的存在形式

重金属污染物在大气、水、沉积物、土壤、植物等体系中均有分布,在不同体系中的存在形式不同。重金属在土壤中的存在形式、土壤重金属污染主要是由于使用污泥和污水灌溉造成的,污水中工业废水占60%~80%,且成分复杂,都不同程度含有生物难以降解的重金属。

1.重金属在水中的存在形式。近年来,中科院等对长江水环境中重金属的背景值进行了较深入的考察,结果表明河水中大部分元素主要以悬浮颗粒态存在,而溶解部分的重金属浓度较低,并且总量越是偏高的元素,以悬浮颗粒态存在的比例也越高。这一特征与区域条件有密切联系,当地理风化强烈时,悬浮质含量直接影响水环境中元素浓度分布。同时,化学风化微弱使元素难以释放,河水碱性偏低更使溶解态重金属浓度偏低。

2.重金属在沉积物中的存在形式。通过各种途径进入水环境的重金属,绝大部分随物理、化学、生物及物理化学作用的进行,迅速转移到沉积物中或通过悬浮物转移到沉积物中。沉积物中重金属赋存状态及特征为:Pb主要趋向于同Fe/Mn水合氧化物、碳酸盐相结合,Cu主要形成残渣相和有机质相,而Zn易同Fe/Mn水合氧化物、碳酸盐相结合;Pb、Zn以非残渣相为主要成分,Cu以残渣相为主要成分。

四、常用的重金属废水处理方法

重金属废水处理的方法有很多,可分为两大类:一类是使溶解性的重金属转变为不溶或者难溶的金属化合物,从而将其从水中除去。另一类是在不改变重金属化学形态的情况下进行浓缩分离,例如反渗透法、电渗析法、离子交换法、蒸发浓缩法等。

1.氢氧化物沉淀法。该方法是通过向重金属废水投加碱性沉淀剂(如石灰乳、碳酸钠液碱等),使金属离子与轻基反应,生成难溶的金属氢氧化物沉淀,从而予以分离的方法。

2.硫化物沉淀法。该方法是通过向废水中投加硫化剂,使金属离子与硫化物反应,生成难溶的金属硫化物沉淀从而得以分离的方法。硫化剂可采用硫化钠、硫化氢或硫化亚铁等。此法的优点是生成的金属硫化物的溶解度比金属氢氧化物的溶解度小,处理效果比氢氧化物沉淀更好,而且残渣量少,含水率低,便于回收有用金属。缺点是硫化物价格高。

3.还原法。该方法是通过向废水中投加还原剂,使金属离子还原为金属或低价金属离子,再投加石灰使其成为金属氢氧化物沉淀从而得以分离的方法。还原法可用于铜、汞等金属离子的回收,常用于含铅废水的处理。

4.离子交换法。离子交换法是利用离于交换剂的交换基团,与废水中的金属离子进行交换反应,将金属离子置换到交换剂上予以除去的方法。用离子交换法处理重金属废水,如Cu2+、Zn2+、Cd2+等,可以采用阳离子交换树脂;而以阴离子形式存在的金属离子络合物或酸根 (HgCl2-、Cr2O72等),则需用阴离子交换树脂予以除去。

5.铁氧体法。铁氧体是由铁离子、氧离子以及其它金属离子所组成的氧化物,是一种具有铁磁性的半导体。采用铁氧体法处理重金属废水是根据铁氧体的制造原理,利用铁氧体反应,把废水中的二价或三价金属离子,充填到铁氧体尖晶石的晶格中去,从而得到沉淀分离的方法。

6.电解法。电解法是利用电极与重金属离子发生电化学作用而消除其毒性的方法。按照阳极类型不同,将电解法分为电解沉淀法和回收重金属电解法两类。电解法设备简单、占地小、操作管理方便、而且可以回收有价金属。但电耗大、出水水质差、废水处理量小。

7.膜分离方法。该方法是利用一种特殊的半透膜,在外界压力的作用下,在不改变溶液中化学形态的基础上,将溶剂和溶质进行分离或浓缩的方法。膜分离法包括反渗透法、电渗析法、扩散渗折法、液膜法和超滤法等。

8.吸附法。该方法是利用吸附剂将废水中的重金属离子除去的方法。吸附法由于占地面积小、工艺简单、操作方便、无二次污染,特别适用于处理含低浓度金属离子的废水。

五、结语

重金属的污染问题已成为今世界各国共同关注的问题,国内外对重金属的处理方面的研究正在全面进行中。我国也在这方面取得了瞩目的成绩。

参考文献:

[1]任高平.化学法治理铜件酸洗废水并电解回收铜[J].工业水处理, 1986,(06).

[2]宋世林,赵玉娥.化学法处理含铬废水试验[J].电镀与环保, 1984,(02).

[3]顾雪芹,曹国良.槽边循环电解法从酸性镀铜废水中回收铜[J].电镀与环保, 1984,(02).

[4]姜玉兰.含铜锌重金属废水处理[J].工业水处理, 1987,(01).

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>> 重金属废水污染及其治理措施 重金属废水污染及其治理技术研究 浅谈重金属废水污染及其处理方法 重金属废水污染防治技术研究及分类 重金属污染治理修复技术 突发性重金属废水污染事故处理菌剂的开发 浅析含重金属离子的废水治理技术的研究进展 土壤重金属污染及其治理方法研究 土壤重金属污染现状及其治理进展 食品中的重金属污染及其检测技术 重金属污染的治理 浅析土壤重金属污染与修复技术 浅谈重金属“镉”的水污染应急处理技术 土壤重金属污染及其防治 植物修复技术治理土壤重金属污染的机制研究进展及其应用前景 重金属治理方案浅析 浅谈电镀重金属废水治理技术的现状及展望 浅析土壤污染中重金属污染修复技术的选取 水体重金属污染危害及治理技术策略探究 关于对土壤重金属污染及治理技术的探讨 常见问题解答 当前所在位置:l###

[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.

[12]陶秀成.环境化学[M].北京:高等教育出版社,1999:109―132.

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【关键词】土壤 重金属 植物修复 经济 美观

随着现代工业的发展和农业的现代化,工业三废的排放,农业化肥与有机农药的大量施用,生活污水的不断排放,城市污泥,矿床的开采等大量的污染物进入土壤环境,土壤污染日益严重。其中重金属污染在土壤污染中不仅面积大,并且残留时间长。当土壤中的重金属含量积累到一定程度,会对土壤―植物系统产生毒害作用,导致土壤退化、农作物的产量和品质下降,每年因重金属污染带来的粮食减产达1000多万吨,被重金属污染的粮食每年达1200万吨,年经济损失在200亿以上[1]。另外,重金属可以通过植物的吸附作用进入植物体内,另外还可以通过径流和淋洗等作用污染地表水和地下水,最终能通过接触和食物链等途径危害人们的生命健康[2]。

1 重金属的概念及土壤重金属的来源

1.1 重金属的概念

重金属是在工业生产和生物学效应方面均具有重要意义的一大类元素,在化学概念上,还没有明确的的定义,但是目前还是有了广为接受的概念,那就是元素的密度大于6g/cm3,具有金属性质(延展性、导电性、稳定性、配位特性等,且原子数目大于20的元素)。其中常见的重金属有镉、铬、汞、铅、铜、锌、银、锡等。重金属离子(如Cu2+、Zn2+、Mn2+、Fe2+、Ni2+和Co2+等)是植物代谢必需的微量元素,但如果它们过量则具有相当毒性。环境污染方面所涉及的重金属主要是指生物毒性显著的汞、镉、铅、铬以及类金属砷,还包括具有毒性的重金属锌、铜、钴、镍、锡、钒等。土壤一旦受到外界污染就相当难治理,通常具有以下几个特点:累积性;隐蔽性和滞后性;不可逆转性[3]。

1.2 土壤重金属的来源

伴随着工业化和城市化的发展,重金属在土壤中的含量日益增加,重金属侵入土壤的主要途径有:

(1)矿产资源的开采。由于现代化发展的需要和技术的发展,各种矿藏不断的被发现、开采、加工和利用,产生了大量的采矿废弃场地,大量的采矿废水,废气,进而引起了土壤的重金属污染。(2)化肥和农药的大量使用。现代农业生产中,不节制的随意滥用化肥和农药,导致农业土壤中重金属含量急剧增加,进而形成农业土壤的重金属污染。(3)污水灌溉和污泥的利用。城市污泥的农业利用和含有重金属的污水的农业灌溉都对是引起土壤重金属污染的来源。(4)汽车尾气的排放。由于汽车工业的发展,越来越多的汽车进入家庭,汽车排放的尾气对公路两旁的土壤重金属污染尤为严重[4]。

2 植物修复的概念和类型

对土壤重金属污染的治理,目前常用的有淋滤法、客土法、吸附固定法等物理方法以及生物还原法、络合浸提法等化学方法。但这些方法往往投资昂贵、需用复杂设备条件或打乱土层结构,对大面积的污染更是无可奈何。如据报道,对1hm2面积的污染土壤进行工程法治理(客土),每1m深度土体的耗费高800~2400万美元。如此惊人的代价迫使人们不得不寻求另外途径。近年来出现的植物修复恰恰为人们提供了一种价廉且有效的土壤重金属污染治理方法。“植物修复”是指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(如灰化回收)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[5]。

3 结合地理位置合理种植植物使作用发挥到极致

(1)在服务期满的矿区,由于所处的位置是比较偏僻的山区。种上可以修复受重金属污染的土壤并据有利用价值的林木,而且在被利用时,不挥发所富集的重金属。以免产生第二次污染,造成对人体的伤害。(2)在城市公路两边旁和重金属污染的企业厂界的围边绿化方面,种上具有观赏价值又能富集重金属的植物。在美化城市的同时减少汽车尾气和企业排放的废气废水对土壤带来的重金属污染,并且修复已被污染的土壤。(3)由于大量的化肥和农药,污水灌溉和污泥的利用,导致重金属污染土壤的。是否能在农作物轮耕时,选择一种既有利于均衡利用土壤养分和防治病、虫、草害;能有效地改善土壤的理化性状,调节土壤肥力,又能吸附或富集重金属的植物。从而减少其对环境和人类健康的风险。

4 植物修复技术的展望

植物修复技术是一种支持可持续性发展的环境修复技术,并以其高效、经济、清洁、美观等优势解决了环境中的持久性污染物问题,占领了世界重金属污染土壤的修复市场。植物修复技术虽然也存在一些诸如生物量小、影响因素较多等不足。但通过适当的强化措施可以使其扬长避短,更好地为修复重金属污染土壤服务。今后很长一段时间植物修复的研究热点仍将集中在超富集植物的筛选与优化上。为提高植物修复效率可以尝试将植物修复技术和其它修复技术联合以发挥各自的优势。例如:化学试剂加强、电刺激、磁感应等,这将有助于拓展植物修复的实施领域和应用前景。

我国土壤重金属污染的来源更加广泛,污染形态日趋多样。重金属污染土壤的面积在逐渐扩大,程度在不断加深,急切需要有成熟高效的植物修复技术加以市场化应用。虽然我国对植物修复的研究起步较晚,但我国是一个植物资源丰富的国家,植物类型众多,通过大量的筛选工作肯定能找到适合本土推广种植的超富集植物。加上丰富的农业经验和传统的精耕细作,对重金属污染土壤植物修复的大规模使用将会起到更大的促进作用[6]。

参考文献:

[1] 武正华.土壤重金属污染植物修复研究进展[J].盐城工业学院学报,2002(6).

[2] 肖鹏飞,李法云 等.土壤重金属污染及其植物修复研究[J].辽宁大学学报(自然科学版),2004(31).

[3] 高利娟,蒋代华 等.重金属污染土壤的植物修复及展望[J].甘肃农业,2006(4).

[4] 郭彬,李许明 等.土壤重金属污染及植物修复金属研究[J].安徽农业科学,2007(33).

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[关键词] 土壤重金属污染现状 防治措施

[中图分类号] X53 [文献标识码] A [文章编号] 1003-1650(2017)05-0287-01

陆良县隶属于云南曲靖,陆良县位于云南省东部,素有“滇东明珠”之称。我县土地面积广阔,农业粮食的播种面积901050亩,轻重工作发展迅速,经济实力雄厚。但是由于工业的发展和其他因素的影响,导致了我县的环境遭到了严重污染,尤其是土壤的重金属含量过高,严重阻碍了我县农业经济发展。针对这样一个状况,我农业综合服务中心相关负责人组织工作小组,制定了工作重点,积极寻求土壤重金属的污染成因、污染特点、污染危害,然后探讨了土壤重金属污染的预防和治理方式,科学合理的保护土壤,缓解重金属污染,促进农业健康发展。

1 土壤重金属污染现状

1.1 金属汞污染

土壤中汞的来源包括土壤母质、大气中汞的干湿沉降、工业污染源、农业污染源、含汞废弃物。其中农业污染主要是含汞农药的使用、含汞废水、废气、废渣的排放而污染土壤所致。较低含量的金属汞一般不会造成土壤污染,但是在土壤微生物作用下, 汞金属转化为具有剧烈毒性的甲基汞, 也称汞的甲基化。金属汞污染对农作物的危害随着作物的种类不同而有不同。

1.2 重金属镉污染

在我国的重金属土壤污染中,镉污染是危害性最大的,镉污染土壤特点有色金属矿产开发、冶炼及其他工业生产排出的废气、废水和废渣都会造成镉污染。而耕地大量使用的磷肥中也有相当高的镉含量,因此当这些磷肥进入土壤,也加重了土壤中的镉浓度。此外,城市污泥和垃圾的焚烧也可导致土壤中镉含量增高,由于土壤对镉有很强的吸着力, 因而镉易在土壤中造成蓄积。

1.3 重金属铅污染

铅是土壤污染较普遍的元素。污染源主要来自铅化工业的发展产生的废气、废水、废渣, 汽油燃烧后的尾气中含大量铅, 矿山开采、 金属冶炼、 煤的燃烧、大量含铅化肥使用、蓄电池的丢弃等也是重要的污染源。

1.4 重金属砷污染

土壤砷污染主要来自大气降尘、 尾矿与含砷农药, 燃煤是大气中砷的主要来源。砷中毒可影响作物生长发育, 砷对植物危害的最初症状是叶片卷曲枯萎, 进一步是根系发育受阻, 最后是植物根、 茎、 叶全部枯死。

总的来说,土壤重金属污染对植物的影响主要是对其生理生态过程、植物的产量和质置方面,如果污染过于严重的话,就会直接导致植物根系坏死,植物得不到应有的土壤营养,生长寿命大大缩减,甚至于直接死掉。

2 土壤重金属污染的预防措施

2.1 加大环境监管和治理力度

土壤重金属污染的情况越来越严重,造成了严重的危害,因此,政府必须引起高度重视,加大对土壤重金属含量的监测。首先政府部门应该组织一批专业的技术人才,采用先进的监测技术和设备,对我县的土壤进行动态监测,全面掌握重金属污染的类型、污染的程度,充分了解土壤中金属成分、含量的变化,统计监测信息,将土地进行重金属筛选,根据土壤污染的具体情况,恰当的选择土壤修复技术,为治理更大范围的重金属污染区积累经验;其次要坚强环保部门对环境的监管力度,杜绝重金属污染的来源,督促相关工业园区引进净化设备,含重金属元素的废弃物进行净化处理,减少排出量,同时严格控制城市生产生活废水直接进入农田,从根本上防止重金属对土壤的污染。

2.2 扩大土壤重金属污染宣传

重金属污染已经成为我县首要的土壤污染类型,必须提高人们的防范意思。我们可以利用先进的技术,通过互联网平台、以手机为载体,传统的书籍报刊等多种形式和途径,深入开展农产品产地土壤重金属污染防治的宣传工作,广泛动员和组织社会各界力量积极参与农产品产地土壤重金属污染防治工作,在全社会形成一种良好的社会风气,提高人们对土壤重金属污染的关注,让人们了解土壤重金属污染的严重危害性,自觉进行 土壤保护。

2.3 加强技术培育

将土壤重金属污染的专业技术人员组织起来,成立土壤重金属防治小组,深入我县各地区,对土壤重金属污染进行调查研究,为了更好的开展工作,一要积极开展技术培训,不断提高其整体业务素质,特别是基层机构人员的知识结构、技能和业务素质,提高他们的专业水平,同时我们还要根据污染情况,有针对性的开设培训内容,更好的服务于我县的土壤治理工作中。

2.4 客土深翻,缓解污染

重金属的土壤污染,阻碍作物的生长发育,必须在短时间内根除,才能进行的正常的农运活动。因此我们可以在污染地区彻底挖去污染土层,换上新土,以根除污染物,也可以进行土壤的耕翻土层,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。

2.5 施用化学改良剂,

根据土壤重金属污染的类型,向土壤中施用石灰、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,使重金属固定在土壤中,降低重金属在土壤及土壤植物体的迁移能力,使其转化成为难溶的化合物,减少农作物的吸收,以减轻土壤中重金属的毒害。

土壤重金属污染的防治是环境监测的重要任务,是保障我县广大人民群众身体健康的根本,是促进经济快速发展的主要推力。采取科学有效的土壤污染防治措施,能够有效改善土壤结构,提高土壤肥力,降低土壤环境的污染。在未来的环境监测和农业生产中,政府和人民更应该携起手,爱护我们共有的生存土地,让重金属污染事件不再发生,远离人民群众,实现环境友好型的生存环境。

参考文献

[1]高锦卿,土壤重金属污染及防治措施[J].现代农业科技,2013年04期

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关键词:土壤;重金属污染;防治

Abstract: such as rapid development of modern agriculture and industry at the same time, the situation of soil heavy metal pollution has become increasingly serious. This article mainly from the soil heavy metal pollution sources and present situation analysis, points out the harm of soil heavy metal pollution at the same time, puts forward some prevention measures, and provides a certain reference for environmental protection, promote the sustainable development and utilization of the soil.

Key words: soil; Heavy metal pollution; The prevention and control

中图分类号:文献标识码:A文章编号:2095-2104(2013)

引言

土壤是城市生态系统的有机组成部分,是土壤圈中受人类活动影响最为强烈的部分,这类土壤广泛分布于公园、道路、体育场、城郊、垃圾填埋场、废弃工厂、矿山周围,有着不同于自然土壤的理化性质。重金属是有害元素,可通过吞食、吸入和皮肤吸收等主要途径进入人体,损害造血系统、消化系统,严重时则损害神经系统,直接对人特别是儿童的健康造成危害,还可通过污染食物、大气和水环境间接影响城市环境质量,危害人类健康。城市人口与土壤直接或间接接触的几率很高,相比于自然土壤或农用土壤而言,这类土壤的重金属污染更容易对人体健康造成危害。城市化所导致的环境恶化已成为影响居民健康的一个重要因素。因此,关注城市土壤的重金属污染来源及危害,有针对性采取污染治理措施,具有重要的科学价值和现实意义。

一、土壤中重金属污染的现状

在自然界的循环过程中,环境中的污染物很大一部分都会进入或者经过土壤。因为土壤中的重金属元素可能会通过食物链在生物体中聚集,从而造成人体内长期积蓄对人体造成危害。土壤中重金属的来源是多种途径的,除了大气干湿沉降的来源之外,农业生产、污水农用灌溉、等也可能会造成重金属对大气、土壤和水体的环境污染。

1.大气干湿沉降污染

伴随着社会的快速发展,工业生产、大量的石油以及汽车等排放的尾气等,它们燃烧之后的尾气进入大气后,使得空气中含有大量的重金属元素,它们主要是经自然沉降和雨淋沉降进人土壤,并且分布在工矿的周围和公路、铁路的两侧,这些重金属元素既可以直接沉降到土壤中或者被土壤吸附,也可以被植物吸收后,通过植物传输土壤而引起土壤重金属污染。

2.农业生产污染

在农作物的成长过程中,为了促进生物的快速结果,往往会采用现代农业生产的方法,大量使用化肥、农药。而在使用含有铅、汞、福、砷等的农药的时候,由于重金属元素的长期积累,造成土壤中重金属元素的含量不断上升,导致土壤中重金属的污染。并且在有些地区,污水作为农田的常用水,因为工业污染的成分比较复杂,里面不同程度地含有重金属等有害物质,常常会引起一定的危害。

3.污水农用灌溉污染

由于城市工业化的快速发展,大量的工业污水成为农田灌溉的常用水。但是因为污水灌溉一般是属于面源污染,一旦污染,收到污染的面积就会很大。含有许多重金属离子的城市污水,进入河道,而进入土壤,从而引起水体污染,恶性循环,给人们带来无法估计的伤害,对农业及其人们的日常生活带来影响。

二、土壤重金属污染的危害

1.对城市生态景观植物危害

城市土壤受重金属污染后会形成土壤结块,同时重金属在土壤—植物系统中迁移会直接影响植物的生理生化和生长发育,从而引发土壤生物和植被退化等一系列较为严重的城市环境问题,直接危及城市居民的健康和安全。例如,镉是危害植物生长的有毒元素,如果土壤中镉含量过高, 植物叶片的叶绿素结构会遭到破坏,同时根系对水分和养分的吸收会减少, 根系生长受到抑制,从而阻碍植物生长,甚至引起植物死亡。

2.对人体的危害

受污染的土壤暴露在城市环境中,形成粉尘直接或间接进入动物和人体中,对人类产生危害。此外,郊区蔬菜基地土壤受到污染,重金属容易被植物利用而进入食物链,最终通过食物链影响人类的健康。如Pb 能伤害人体的神经系统, 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。

三、土壤中重金属污染的防治

土壤的重金属污染防治要想取得一定的成效,必须从预防和防治相结合的方式进行实施。也就是说要做到,预防为主,防治结合的方法。从某种意义上来说,治理重金属的污染一方面可以通过物理化学的方法去除土壤中的重金属污染物,另一方面可以改变重金属在土壤中的存在形态。

1.工程治理方法

工程治理的治理方法主要是依据物理和化学的原理来治理土壤中重金属污染的途径。一般是运用客土、换土、去表土和深耕翻土等措施来达到这种目的。客土主要是在被污染的土壤中加入没有被污染的新土;换土是将以污染的土壤移去,换上未污染的新土;翻土是将污染的表土翻至下层;去表土是将污染的表土移去等。冲洗络合法是用清水冲洗被重金属污染的土壤,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。另外,为了避免出现土壤的再次污染,可以利用一定比例的化合物进行土壤冲淋,使其能与重金属形成比较稳定的化合物,或者是利用带有阴离子的溶液,常用的是碳酸盐和磷酸盐进行,这样能收到比较好的效果,使重金属能形成多需要的沉淀。而对于低渗透性的粘土和淤泥土,我们可以用电动修复方法来完成,这样的重金属可以用到汞等。

这种工程治理的方法可以说收到的效果比较明确,而且具有较强的稳定性,但是往往实行以来会比较复杂,容易引起土壤肥力的降低。

2.农业治理方法

在治理土壤重金属污染的方法时,用到的农业治理方法一般是要改变一些耕作的管理来减轻重金属的含量和危害。这样就会对进入土壤中的有害物质有所降低。因为在污染土壤时,只要不进入食物链对人体的伤害就不会那么大。生活中我们可以利用控制土壤中的水分,来达到降低重金属污染的目的;在选择化肥时,选择最能降低土壤重金属污染的化肥,增加施加有机肥的利用,使其能够固定土壤中多种重金属以及降低土壤中重金属污染;还可以选择比较抗污染的植物并且不能在已经被污染的土壤上种植所需要的植物,以防止通过食物链的植物进入人体,对人体造成伤害。合理的利用农业生态系统工程措施,也可以保持土壤的肥力,改良和防治土壤重金属污染,提高土壤质量,并能与自然生态循环和系统协调运作。比如可以在污染区公路的两边种树、种花和种草,这样不但可以使得环境变得清新,还可以净化土壤,还可以进行农业的改良,就是在被污染的地区繁殖种子,然后在没有污染的地方种植,收获后把它们提取酒精,残渣压制纤维板,并提取糠醛,或将残渣制作沼气作能源。这种农业治理措施的比较切合实际,也比较容易实现,而且费用比较低,但是做起来的时间要求比较高,效果不会太显著。

3.物理修复

(1)电动修复

通过电流使土壤中的重金属离子(如Pb、Cd、Cr、Zn等)和无机离子以电透渗和电迁移的方式向电极运输,再集中收集处理。该方法适用于低渗透的粘土和淤泥土,可以控制污染物的流动方向。在沙土上的实验,土壤中Pb2+、Cr3+等重金属离子的除去率也可达90%以上。电动修复不搅动土层,修复时间短,是一种经济可行的原位修复技术。

(2)电热修复

利用高频电压产生的电磁波对土壤进行加热,使污染物从土壤颗粒内解吸出来,加快一些易挥发性重金属从土壤中分离,从而达到修复的目的。该技术可以修复被Hg和Se等重金属污染的土壤。

(3)土壤淋洗

利用淋洗液把土壤固相中的重金属转移到土壤液相中去,再把富含重金属的废水进一步回收处理。该技术要求寻找一种既能提取各种形态的重金属,又不破坏土壤结构的淋洗液。目前用于淋洗土壤的淋洗液,包括有机或无机酸、碱、盐和螯合剂。

4.化学修复

化学修复就是向土壤投入改良剂,将重金属吸附、氧化还原、拮抗或沉淀,降低重金属的生物有效性。常用改良剂有石灰、沸石、碳酸钙、磷酸盐、硅酸盐和促进还原作用的有机物质,不同改良剂对重金属的作用机理不同。化学修复简单易行,但它只改变了重金属在土壤中的存在形态,金属元素仍保留在土壤中,容易再度活化危害植物。

结 语

重金属污染土壤的治理是一个整体性的工程,需要多种治理技术。植物修复加上化学、微生物及农业生态措施,增加重金属的生物有效性,促进植物的生长和吸收,能更好地提高土壤重金属修复的效率。因此,生物修复综合技术前景广阔。

参考文献

[1]崔德杰,张玉龙.土壤重金属污染现状与修复技术研究进展[N].土壤通报,2004,35(3)

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关键词:农田土壤;重金属污染;监测技术;空间估值方法

中图分类号:X833 文献标识码:A DOI:10.11974/nyyjs.20170133031

农田土壤为各种粮食作物提供了基本生长环境,一旦受到污染就会直接威胁到人们的身体健康。但就目前来看,农田土壤已经遭受了铅、汞、镉等重金属元素的污染。而这些污染物具有毒性大、难降解和易积累的特点,还会伴随作物被人体吸收。加强农田土壤重金属污染的监测,并对污染进行空间估值,则能够更好的进行农田土壤污染的监管,进而为人们的生产、生活提供更多安全保障。

1 农田土壤重金属污染监测技术分析

1.1 实验室监测技术

在农田土壤重金属污染监测方面,实验室监测为传统监测技术,包含原子荧光光谱法、电化学仪器分析法、分光光度法和极谱分析法等多种方法,都需要完成样本田间采样,然后对土样进行处理、分析,以完成土壤重金属污染监测。使用实验室监测法,具有基体干扰小、检出限低、准确度高和分析范围宽等特点。但是,采取该种监测方法需完成监测区土壤|量现状调查和重金属污染土壤修复试验等工作,采样工作量较大,并且监测成本较高,需要的分析时间较长。此外,只要样品在采集、运输、存储和测定过程中出现差错,就会导致测量结果失真。

1.2 现场监测技术

为克服实验室监测的局限性,现场监测技术在农田土壤重金属污染监测中得到了应用。目前,可以连续完成土壤重金属监测的技术主要包含土壤磁化率监测技术和激光诱导击穿光谱技术等。应用前一种技术,可以利用土壤在外磁场中受感应产生的磁化强度和外加磁场强度比重完成土壤中重金属污染的监测。因为,重金属污染将导致土壤磁性增强,所以能够利用土壤磁化率和地球化学元素含量进行重金属污染表征。该技术具有无破坏性、快速、经济和灵敏的特点,在土壤研究工作中得到了广泛应用。但是,由于会对土壤磁化率产生影响的因素较多,因此使用该技术也无法完成污染程度及污染来源的准确判断[1]。应用后一种技术,主要是利用原子发射光谱分析法对土壤重金属污染进行快速、实时探测,可同时完成多种元素分析,并且只有很小几率会对研究对象造成再污染。但作为半定量测量手段,其在监测灵敏度和检测限上仍然有一定的局限性。

2 农田土壤重金属污染空间估值方法

2.1 局部高值分布区划分

在完成农田土壤重金属污染监测的基础上,还要对影响土壤重金属含量变化的外源因素的空间分布信息进行获取,以便更好的完成土壤重金属含量分布规律的描述。为此,还要采取关联规则、统计对比和回归分析等方法确定外源因素,然后进行有直接影响的外源因子的提取。在此基础上,需利用统计的半方差函数完成土壤重金属历史样点空间结构提取,以便对不同元素空间变异范围进行判断。而通过实地取样调查,则能完成土壤重金属含量的局部高值分布区的划分。

2.2 土壤单元类获取

不同于全局地理空间的土壤重金属空间分布,局部地理空间的土壤重金属空间分布具有一定连续性。通过获取土壤单元类,则能够将全局异质空间的重金属含量空间估值问题转化为局部空间最优估值问题。为此,还应采取自收敛分类方法完成环境变量分类。使用谱分割方法,则可以完成景观要素特征向量分类,从而获得土壤单元分类。但获得的单元类仅为粗略分类结果,还应将同为空间异质的单元类进行归并子类,以减少分类数目。为此,还应对2个单元类包含的监测样点的重金属含量数据展开方差分析,以确定2个单元类是否为空间异质。

2.3 重金属污染空间估值

针对获得的多个土壤空间分类集,需利用土壤单元分类图将在相同单元类中的监测样点划分为一类,以获得监测样点集。利用二分树索引方法,则能完成空间估值方法的构建。在估值操作前,需输入参与估值的最小估值单元数和最大搜索半径,以完成已知位点数的估值单元搜索,用于进行未知单元的属性值的估算。利用土壤单元类包含样点的已知观测值和所有样点观测值的均值之差和对应的权重,就可以得到未知位点的估算值。

3 结论

使用科学的土壤重金属污染监测技术进行农田土壤重金属污染监测,然后结合监测样点数据进行重金属污染的空间估值,则能进一步了解农田土壤重金属空间分布规律,继而更好的完成农田土壤重金属污染的调查评估工作。

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关键词:重金属;来源;存在形态;迁移转化;影响因素

Abstract: Heavy metals in water body can lead to many serious pollution problems. this paper introduce briefly the source, the pollution characteristics and features of heavy metals in water;It is emphasized that heavy metals ' appearance, migration and transformation pathway and migration and transformation process are also expounded; Finally ,the paper briefly analyzes the pH, radix potential (Eh), temperature, ionic strength and organic matter on the impact of migration and transformation of heavy metals.

Key words: Heavy metals; source; existing forms; migration and transformation; factors

中图分类号: P618 文献标识码: A 文章编号:

1 引言

随着工业化的发展,随着工农业的发展,大量污染物包括重金属排入河流,使水质恶化,给人类造成了一系列严重后果。重金属污染物在环境中存在复杂,形态多变,不易被生物降解,易被生物所富集与累积。重金属污染物进入水体后由于水体中悬浮物的吸附作用,大部分从水相转移至悬浮物中随之迁移,当悬浮物负荷量超过其搬用能力时就逐步沉降下来,蓄积在沉积物中。当水环境条件等因素改变时,重金属又可能再次释放,重新进入水体中。由此可见,重金属在水体中的迁移转化是一个复杂的过程,包括了水体中的各种物理、化学及生物反应,并且其中有些过程是可逆的,所以在研究重金属在水体中的迁移转化规律时,必须综合考虑各过程以及主要影响因素。本文主要是介绍重金属污染物在水体中的迁移转化途径及影响因素。

2 水体中重金属的主要来源

在环境污染研究中,重金属多指Hg 、Cd 、Pb 、Cr 以及类金属等生物毒性显著的元素;其次是指有一定毒性的一般元素,如Zn 、Cu 、Ni 、Co 、Sn 等。

水体中的重金属污染主要来自两部分:自然因素和人为因素。自然因素主要是岩石风化的碎屑产物。在没有人为污染的情况下,水体中的重金属的含量取决于水与土壤、岩石的相互作用,其值一般很低,不会对人体健康造成危害,但导致水体受到重金属污染。人为污染源主要包括采矿冶炼、金属加工、化工、废电池处理、电子、造革和染料、大气干湿沉降、农药和化肥的使用等,都使水体重金属含量急剧升高[1]。城市发展过程中化石燃料的燃烧、采矿和冶炼向环境释放重金属是最主要污染源;金属开采、冶炼导致Pb、Zn、Cd在环境介质中的积累相当高;尾矿渣堆放,随着雨水地表径流进入水体,造成水体中金属污染[2];各种工业废水和固体废弃物的渗出液直接排入水体,以及被重金属污染的土壤颗粒被地面径流带到水体,使水体中金属含量升高。目前,工业污染和交通污染是重金属污染的主要原因之一,Zn、Al、Ti、Sn主要来自纺织工业,Co、Cr、Cd、Hg来自塑料工业以及Cu、Ni、Cd、Zn、Sb来自微电子业。城市道路雨水径流中富含交通活动所产生的大量石油类、悬浮固体和重金属等污染物,能够对接受水体的水质造成明显的破坏并影响水生生态[3]。

3 重金属的污染特征及危害特点

重金属是构成地壳的元素、在自然界中分布广泛,而且重金属作为有色金属,在人类生产活动中被广泛应用,污染源遍布,另外重金属大多属于过渡元素,在自然界中有不同价态,具有活性和毒性效应,这是重金属污染的主要特征。

水体中重金属浓度很小时即产生毒性,具有高度危害性和难治理性,其毒性和稳定性取决于它的存在形态,随水环境条件改变,各种存在形态之间可相互转化,具有形态多变性。重金属离子在自然环境中不能被破坏、来源广、残留时间长、可在微生物作用下转化为毒性更强的金属化合物、能沿着食物链转移富集,有放大作用,最终在人体中累计导致慢性中毒。

4 水环境中重金属的存在形态

水体中重金属的存在形态直接影响着它的迁移转化规律[4],因此,在研究其含量的同时,还要研究其存在形态.水体中重金属存在形态包括溶解态(溶解于河水中)和颗粒态(存在于悬移质中的悬移态及存在于表层沉积物中的沉积态)[5]。水样以0.45m 滤膜过滤、酸化后测定可得溶解态(水相)重金属总量,其中,水样过滤后不经酸化而直接测得的具有电活性的游离的及简单的无机络离子称为很不稳定态,其它部分称为络合态,包括与有机物和胶体物络合结合较弱的中等不稳定态、络合结合较强的慢不稳定态和对树脂不敏感而与水中有机物或胶体强烈结合的惰性态。采用Tessier 等人提出的逐级化学提取法或其改进方法可将颗粒态重金属的存在形态分为: 离子交换态、碳酸盐结合态、铁锰水合氧化物结合态、有机一硫化物结合态和残渣态。离子交换态吸附发生在粘土矿物、氢氧化铁、氢氧化锰或腐殖质等成份上,最易被生物吸收,对环境变化最敏感、有效;碳酸盐结合态是在醋酸中溶解,当环境变化特别是pH 变化时较易重新释放进入水体的重金属;与水合氧化铁、氧化锰结合,环境变化时会部分释放对生物有潜在有效性即铁锰水合氧化物结合态;以不同形式进入或包裹在有机质颗粒上,同有机质发生螯合或生成硫化物,不易被生物吸收利用的较稳定的有机硫化物和硫化物结合态;主要来源于天然矿物,稳定存在于石英和粘土矿物等结晶矿物晶格里的对生物无效的残渣态[6]。

重金属在水环境中的存在形态取决于其来源和进入水环境后与其它物质发生的相互作用,不同形态其生物毒性和环境的行为不同[7],主要受水环境的pH值、络合剂含量、氧化还原条件等控制[8]。影响重金属形态分布的因素有: 颗粒物重金属含量和存在时间、颗粒物中金属化合态、颗粒物pH、碳酸盐、有机质等。天然水中重金属的形态分析方法主要有阳极溶出伏安法( ASA)、阴极溶出伏安法( CSA)、化学修饰电极法、离子选择电极法及化学分离含量测定法。目前重金属的形态分析中广泛应用化学分离与分析测试技术联用技术, 许多方法还不能测定水中元素的具体迁移形式, 只能测其总含量[9]。

篇8

我们已知综合系数比较严重的区域,以及污染比较严重部分取样点。综合考虑自变量,本地用地类型,综合周围区域用地类型,以及题中的实际数据,比较全面的分析了该城区不同区域重金属元素对土壤污染的原因。

关键词:表层土壤 重金属分析 模糊数学 高斯模型 尺度空间理论

土壤中重金属的来源是多途径的,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重金属量差异很大。此外,人类工农业生产活动,也造成重金属对大气、水体和土壤的污染。

一、 交通区和工业区大气中重金属沉降

大气中的重金属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。它们主要分布在工矿的周围和公路、铁路的两侧。大气中的大多数重金属是经自然沉降[2]和雨淋沉降进入土壤的。如瑞典中部Falun市区的铅污染它主要来自于市区铜矿工业厂、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。南京某生产铬的重工业厂铬污染叠加已超过当地背景值4.4倍,污染以车间烟囱为中心,范围达1.5 km2,污染范围最大延伸下限1.38 km。俄罗斯的一个硫酸生产厂也是由工厂烟囱排放造成S、V、As的污染。

公路、铁路两侧土壤中的重金属污染,主要是Pb、Zn、Cd、Cr、Co、Cu的污染为主。它们来自于含铅汽油的燃烧,汽车轮胎磨损产生的含锌粉尘等。它们成条带状分布,以公路、铁路为轴向两侧重金属污染强度逐渐减弱;随着时间的推移,公路、铁路土壤重金属污染具有很强的叠加性。公路或铁路两侧的土壤铅含量增高,向两侧含量逐渐降低,且在地表0~30 cm铅的含量较高沿途严重污染重金属Pb、Zn、Cd,其沉降粒子浓度超过当地土壤背景值2~8倍,而公路旁重金属浓度比沉降粒子中高7~26倍铅除了分布在公路两侧以外,还受阶地地貌和盛行风的影响,高铅出现在低地,公路顺风一侧铅含量较高。

经过自然沉降和雨淋沉降进入土壤的重金属污染,主要以工矿烟囱、废物堆和公路为中心,向四周及两侧扩散;由城市—郊区—农区,随距城市的距离加大而降低,特别是城市的郊区污染较为严重。此外,还与城市的人口密度、城市土地利用率、机动车密度成正相关;重工业越发达,污染相对就越严重。

此外,大气汞的干湿沉降,也可以引起土壤中汞的含量增高。大气汞通过干湿沉降进入土壤后,被土壤中的粘土矿物和有机物的吸附或固定,富集于土壤表层,或为植物吸收而转入土壤,造成土壤汞的浓度的升高。

所以该地区的各地区Pb含量均较高,而且交通区Zn、Cd、Cr、Co、Cu均较高,同时工业区由于产生大量化学废物Cd、Cr、Cu、Ni、Pb也较严重。

二、工业区含重金属废弃物堆积

含重金属废弃物种类繁多,不同种类其危害方式和污染程度都不一样。污染的范围一般以废弃堆为中心向四周扩散。通过对武汉市垃圾堆放场[23]、杭州某铬渣堆存区[24]、城市生活垃圾场及车辆废弃场,附近土壤中的重金属污染的研究,这些区域的重金属Cd、Hg、Cr、Cu、Zn、Ni、Pb、As、Sb、V、Co、Mn的含量高于当地土壤背景值,重金属在土壤中的含量和形态分布特征受其垃圾中释放率的影响,且随距离的加大重金属的含量而降低。由于废弃物种类不同,各重金属污染程度也不尽相同,如铬渣堆存区的Cd、Hg、Pb为重度污染,Zn为中度污染,Cr、Cu为轻度污染。[1]

三、生活区废弃垃圾堆积

日常生活中人们经常不注意,垃圾的分类和回收,经常随便的处理废电池,旧电器等具有化学元素的日常用品造成了许多重金属元素在土壤中的沉降和堆积,而且人们大量的使用塑料袋均会造成表层土壤的重金属污染。这些都是生活区的污染原因。

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关键词:金属矿山;酸性阻控;植被修复

一、金属矿山酸性污染来源

1、矿山酸性水污染

矿山废水是从采掘场、选矿厂、尾矿坝、排土场以及生活区等地排出废水的统称。开采、选矿、运输、防尘及防火等诸多生产及辅助工艺均需要使用大量的水,这些矿山废水排放量大、持续性强,对环境污染严重。

矿山废水中有机污染物是指其中所含的碳水化合物、蛋白质、脂肪和木质素等有机化合物。油类污染物是矿山废水中较为普遍的污染物,当水面油膜厚度在10-4cm以上时,它会阻碍水面的复氧过程,阻碍水分蒸发和大气与水体间的物质交换,改变水面的发射率和进入水面表层的日光辐射,对局部区域气候可能造成影响,主要是影响鱼类和其它水生物的生长繁殖。

矿山废水中的重金属主要有: Hg、Cr、Cd、Pb、Zn、Ni、Cu、Co、Mn、Ti、V、Mo和Bi等。被重金属污染的矿山废水排入农田时,除流失一部分外,另外部分被植物吸收,剩余的大部分在泥土中聚积,当达到一定数量时,农作物就会出现病害。如土壤中含铜达20 mg/kg时,小麦会枯死;达到200 mg/kg时,水稻会枯死。此外,重金属污染的水还会使土壤盐碱化。大多数金属和非金属矿床(如煤矿)都含有黄铁矿等硫化物,若该硫化物含量低或不含有用元素,则常作废石处理,堆放于废石堆或尾砂库。在地表环境中该硫化物将迅速氧化,可形成含重金属离子浓度很高的酸性废水,成为矿山开采中最大的污染源。

2、金属矿山土壤重金属污染

金属矿山周边土壤中的重金属, 除本身由于地球化学作用而可能造成背景值偏高外,其它则主要来源于金属矿产开采、洗选、运输等过程中废气、废水的排放及固体废物的堆放。露采或坑采的钻孔、爆破和矿石装载运输等过程产生的粉尘和扬尘中含有大量的重金属, 经过雨水的淋溶进入周边土壤;废水主要包括矿坑水,选矿、冶炼废水及尾矿池水等,废水以酸性为主, 以含有大量重金属及有毒、有害元素为特征。有色金属工业固体废弃物主要是指在开采过程中产生的剥离物和废石, 以及在选矿过程中所排弃的尾矿,这些固体废物若在露天堆放,容易迅速风化,并通过降雨、酸化等作用向矿区周边扩散, 从而导致土壤重金属污染。土壤重金属污染的主要危害包括:首先,影响植物生长。土壤中的重金属通过雨水淋溶作用向下渗透, 不仅会导致地下水的污染,还会被金属矿山周围的植物吸收,影响植物的生长发育。

二、金属矿山污染治理的具体措施

1、矿山酸性废水的处理方法

中和法就是向酸性废水中投入碱中和剂,利用酸碱的中和反应达到增加废水pH值的目的。同时,使重金属离子与氢氧根离子发生反应,生成难溶的氢氧化物沉淀,净化污水。中和法是目前处理酸性废水比较成熟的方法。中和剂主要采用石灰石或石灰;也有采用粉煤灰、煤矸石、电石泥等作为中和剂;也可用碱性废液或废渣(电石渣、石灰渣)中和酸性废水。从理论上讲,在一定pH值下石灰或石灰石都能使金属沉淀,但由于各尾矿所要处理废水中可能含络合试剂或离子,其沉淀及沉淀完成程度差异极大。同时处理后生成的硫酸钙渣较多,容易造成二次污染 发展现状。

2.1 物理方法

一般情况下,热处理法主要针对汞污染,效果比较明显,但工程量较大,耗能较多,且易使土壤有机质和土壤水遭到破坏。而工程措施是利用外来重金属多富集在土壤表层的特性,去除受污染的表层土壤后,将下层土壤耕作活化或用未被污染活性土壤覆盖,从而将耕作层土壤中的重金属浓度降至临界浓度以下。

2.2 物理化学方法

物理化学方法通常分为三种:一种是电动修复法。这是一门新的经济型土壤修复技术,在不搅动土层的基础上,在包含污染土壤的电解池两侧施加直流电压形成电场梯度,土壤中的重金属通过电迁移、电渗流或电泳的途径被带到位于电解池两极的处理室中并通过进一步的处理,从而实现污染土壤样品的减污或清洁。一种是土壤淋洗法。是指利用有机或无机酸等淋洗液将土壤固相中的重金属转移至液相中,再把富含重金属的废水进一步回收处理。一种是玻璃化技术法。对某些特殊重金属利用电极加热将重金属污染的土壤熔化,冷却后形成比较稳定的玻璃态物质。

2.3 化学方法

化学修复是利用加入到土壤中的化学修复剂石灰、 沸石、 钙镁磷肥等与污染物发生化学反应,有效降低重金属的水溶性、 扩散性和生物有效性,促使土壤中的重金属元素转化为难溶物,从而使污染物被降解或毒性被去除或降低的修复技术。

2.4 农业方法

农业生态修复是近几年新兴的修复技术,是因地制宜地调整一些耕作管理制度,在重金属污染土壤中种植不进入食物链的植物,选择能降低土壤重金属污染的化肥,或增施能够固定重金属的有机肥等措施来降低土壤重金属污染,从而改变土壤中重金属的活性,降低其生物有效性,减少重金属从土壤向作物的转移,从而达到减轻其危害的目的。

2.5 生物方法

污染土壤的生物修复分为植物修复技术、微生物修复技术和动物修复技术。植物修复技术是指利用自然生长或遗传工程培育的植物及其共存微生物体系,清除污染物的一种环境治理技术。微生物修复技术是指利用土壤中某些微生物的生物活性对重金属具有吸收、沉淀、氧化和还原等作用,把重金属离子转化为低毒产物,从而降低土壤中重金属的毒性。

三、金属矿山植被修复

植物修复是生态修复体系中最重要的技术之一,是指利用某些植物与土壤微生物之间的联合作用将污染物转化为一种无害的形态。事实上,任何能够在污染环境中生存的植物都以其特定的耐受和代谢方式无时无刻不在进行着植被修复,但往往这个过程需要很长时间,这是由于开采活动的干扰往往超过了开采前生态系统恢复力的承受限度,若任由采矿废弃地依靠自然演替(natural succession)恢复,可能需要100-1000a(Bradshaw,1997),尤其是诸如金属矿开采后形成的废弃地(如尾矿库),其表面形成极端的生态环境:表土层破坏、土壤贫瘠、重金属含量过高,极端pH值及生物种类减少等,致使自然条件下植物几乎无法定居,因此人工协助恢复在绝大多数情况下是十分必要的,而我们所讲的“植物修复”则正是研究如何人工强化这一自然净化过程,缩短修复年限的技术,其精髓就在于通过辅以某项或某几项强化措施将植物、土壤、微生物三者高效、有机地结合起来以最大程度的提高植物的修复效率,强化土壤的自净作用,加速自然循环。该技术以植物耐受或超积累某种或某些污染物的理论为基础(唐世荣,2006),与传统的物理、化学等修复技术相比,因其治理效果的永久性、治理过程的原位性、治理成本的低廉性、环境美学的兼容性、后期处理的简易性等特点而具有极好的环境效益及市场前景(孙健等,2007),因而近年来倍受人们的关注。尽管前景看好,但是真正推广起来仍有很多问题需要解决。

结束语

金属矿山污染地酸性污染主要来源于废水酸性污染与土壤酸性污染,只有加强金属矿山污染地酸性阻控,实现植物修复,才能更好地促进金属矿山的健康发展。

参考文献:

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关键词:太湖;重金属污染;地积累指数

中图分类号:X703 文献标识码:A

文章编号:1674-9944(2013)01-0035-03

1 引言

水体沉积物作为水环境中重金属的主要蓄积库[1],可以反应水体受重金属污染的状况。通过各种途径进入水环境的重金属绝大部分能迅速地转移至沉积物与悬浮物中,而悬浮物在被水流搬运的过程中,当其负荷量超过搬运能力时,也逐渐变为沉积物。因此,无论是在未受污染或受污染严重的水体中,沉积物中重金属含量比水中重金属的含量要高许多倍。而累积在沉积物中的重金属除了直接危害生物和通过食物链影响人类健康外,在环境条件的改变下(如遇到灾害性的天气和风浪条件),有可能再次释放出来,导致水体环境质量恶化。由于沉积物中重金属对环境的危害作用,研究者已开始重视沉积物中重金属污染的研究。沉积物环境的重金属主要是指生物毒性显著的汞、锡以及类金属砷,其次是指毒性一般的重金属锌、铜、镍、钻、锡等,当前最引起人类关注的是砷、汞、铬、锡、铅等。本文通过对“十五期间”太湖无锡水域的底泥数据统计,选用地积累指数法对沉积物的重金属污染程度进行了评价。

2 太湖无锡水域底质

2.1 太湖概况

太湖位于江苏省南部,长江三角洲中部;全部水域在江苏省境内,湖水南部与浙江省湖州市相连。它是中国东部近海区域最大的湖泊,也是中国第二大淡水湖,是中国著名的风景名胜区。太湖地处平原地区,是一个浅水湖,太湖水位较稳定,平均水深1.94m,至深处2.6m。

2.2 重金属来源

目前,太湖除氮、磷等元素偏高对水体产生富营养化,造成夏季蓝藻爆发外,水质尚好,但重金属污染仍不容忽视。笔者初步分析,太湖流域无锡水域的重金属污染可能来自以下几个方面包括:电镀行业产生的含重金属酸性废水;城市工业排污;水土流失过程造成的重金属污染等。

2.3 评价范围

太湖无锡水域底质监测是在枯水期与太湖水质监测同步进行,监测点点位与太湖水质监测点位相同。监测项目为砷、汞、铅、铬、镉、铜、锌、硫化物及有机质。同时为了便于太湖底质环境质量评价,将太湖无锡水域分为四个区:五里湖区、梅梁湖区、贡湖无锡水域和宜兴沿岸区,点位图见图1。

2.4 评价方式

地积累指数(Igeo)是德国海德堡大学沉积物研究所的科学家Muller提出的一种研究水环境沉积物中重金属污染的定量指标。由于其不仅考虑到人为污染因素、环境地球化学背景值等,特别是注意到自然造岩作用可能引起背景值变动的因素(常数),一时在欧洲被广泛采用。计算公式见公式(1):

(1)

式中:C是指元素n在沉积物中的含量(指质量比,实测值),mg/kg;B是指沉积岩(普通页岩)中该元素的地球化学背景值,mg/kg(表1);k为修正系数(一般取值为1.5),考虑成岩作用可能会引起背景值的变动。

根据地积累指数(Igeo)的大小将污染等级分为7级,即0~6级,表示污染程度由无污染至极强污染,地积累指数(Igeo)与重金属污染程度的关系见表1。

3 重金属污染评价

(1)太湖地区重金属地球化学背景值见表2[2]。

(2)2005年太湖无锡水域重金属地积累指数及污染分级见表3。

五里湖:底质中砷、铜、锌含量处于无-中污染状态,汞、铬和铅处于清洁状态。

梅梁湖:底质中锌含量处于无-中污染状态,其余指标均处于清洁状态。

贡湖无锡水域:指标均处于清洁状态,这与无锡市将贡湖作为水源地相对应,确实贡湖无论是水质还是底质都是处于污染较轻的状态。

宜兴沿岸区:底质中砷、铜和锌含量处于无-中污染状态,汞、铅和铬处于清洁状态;

从整个太湖无锡水域看:从平均值来说,无锡水域的底泥重金属都处于无污染状态下。但是环境保护仍不容忽视,一旦出现污染,治理将是非常困难的。

(3)“十五”期间太湖无锡水域底质重金属变化分析。从整个“十五”期间太湖无锡水域底质含量的变化趋势看,铅和铜含量处于轻污染状态,并有逐年上升趋势;汞和铬处于清洁状态,并有逐年下降趋势;底质中砷的含量逐年降低,已由2001年的轻污染下降为清洁,见图2。

参考文献: