重金属污染处理范文

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重金属污染处理

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[关键词]饮用水;重金属污染;应急处理

中图分类号:TU991.2 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2015)44-0324-01

最近几年,突发重金属污染事件的发生在我国越来越频繁。显然,无论是这种突发性的污染事件还是工业废水的排放,都将引起水源水体的重金属污染。重金属污染与有机污染在物质上具有较大的差异,其一般都不能够在天然水系统中降解。同时,因为重金属具有较大的毒性,且具有生物富集作用、污染持久,所以其对人体的危害是巨大的。而一旦饮用水水源地发生了重金属污染,那么人们的饮水安全将受到严重威胁。为此,关于饮用水重金属污染的应急处理俨然已经成为了当前我国水务公司亟待解决的重大问题。

一、饮用水中重金属的来源

一般情况下,环境当中所存在的重金属污染主要分为五大类,即冶金与采矿工业、地质风化作用、人类与动物的排泄物、金属加工。其中,来源于矿山开采业、有色金属的冶炼、机械加工等所排放出的未经处理或处理不达标的废水(含有重金属)是造成水体重金属污染的主要原因。除了以上这些常规的污染源之外,很多意外的事件也有可能导致水体出现重金属污染。比如广东东江在2005年发生的Cd(Ⅱ)污染事件,即是由于意外事故而导致的。

二、针对饮用水重金属污染的主要应急处理技术

(一)物理去除法

一是混凝法。在污水中,长期存在着一些悬浮在水面且难以沉降的细小物质,这些物质都带有电荷,且具有异性电荷相吸的特性。而混凝法的应用正是利用了这一点特性。一般情况下,这些细小的物质都会在水中以一种胶体的状态存在,那么我们如果将混凝剂加入到水中的话,即会与这些物质产生电性相反的电荷,从而导致这些物质吸附在混凝剂所形成的絮体上。然后,在吸附作用下,这些悬浮在水中的重金属物质便能够被有效去除;二是膜分离法。膜分离法具备了能量消耗低、温度适应广、处理效率高、占用面积较小等特点。同时,膜分离法的应用并不需要添加其他任何药剂,所以我们不用担心再出现二次污染。一般情况下,膜的材质为聚矾、聚醚矾、聚讽酞胺等,这些材质都具有较高的耐酸碱性[1]。但是,如果考虑处理成本、浓水的排放量等方面的因素,膜分离法的应用并不适合于大水量污水的处理;三是吸附法。根据相关研究得知,通过对吸附剂表面活性的利用即可实现对重金属离子的吸附。一般情况下,活性炭是最常用的吸附剂,其能够有效吸附多种重金属离子。同时,活性炭具备了比表面积大、内部结构丰富、吸附能力强的特点,且还具有耐酸碱以及稳定的化学性质。因此,其对重金属的吸附俨然将有着良好的效果。针对源水中重金属的吸附而言,粉末活性炭的应用主要是依靠了自身巨大的空隙率与比表面积,然后通过利用物理吸附与化学吸附来有效将重金属离子吸附至其内部或表面,最终在沉淀过程中将重金属物质有效去除。

(二)化学去除法

一是电解法。所谓电解法,即是将污染水当中的重金属离子分别在投加化学药剂,即能够使水源中重金属污染所生成的沉淀物质得以消除。具体来说,化学沉淀法具有两种类型:首先是硫化物沉淀。众所周知,重金属的硫化物沉淀于水中时,其溶解度是相当小的,所以很难产生二次溶解。但是,由于硫化物的价格昂贵、具有毒性、在水中的反应较复杂,且只有在处理之后才能进行排放,所以其必然将导致处理流程与处理成本剧增,俨然将具有一定程度的风险性。其次是铁氧化合物沉淀。通过对硫酸亚铁的投加来让重金属离子有效生成带有磁性的铁氧体晶体,然后在沉淀之后析出。三是中和沉淀法。此方法是通过对碱性药剂的投加而实现的,将碱性药剂投入水中后,水中的重金属离子即会有效生成氢氧化物,然后逐渐产生沉淀作用,最终得以去除。中合沉淀法的应用不仅能够去除重金属物质,同时也能够有效调节废水的PH值。

(三)应用实例

根据水源地突发性重金属污染的特点,以XX水厂的原水作为实验研究对象,配制受重金属污染水样,对不同浓度的三种重金属Cr(VI)、Cu(II)、Cd(II)进行了去除实验研究。然后,根据该水源水的特点以及相应的重金属污染强度,提出了应急处理措施。

首先,以充分利用XX水厂现行的混凝、沉淀、过滤工艺为原则,对原水中的Cu(ll)进行了去除实验。主要措施有:一是通过对原水pH值的提高来促使原水中的Cu(II)转变成为Cu(OH)2沉淀;二是向原水中投加碳酸钠,促使原水中的Cu(II)转变为Cu(OH)2和Cu(OH)3沉阳阴两极,从而起到降低污水中重金属含量的效果。具体来说,电解法的应用主要有以下几个环节:表面电极处理过程、电絮凝处理过程、电解浮选过程以及电解氧化过程[2]。而材料、电流密度、pH值、槽电压、搅拌作用等都将对电解过程带来一定的影响。现阶段,电解技术已经趋于成熟,其处理过程中的占地也较小,但其始终都存在着造价高、需求电量大、废水处理量有限等缺点。所以,电解法针对于那些重金属污染程度较低且水量较大的水源来说,并不实用,也不经济;二是化学沉淀法。化学沉淀法的应用主要是通过对化学药剂的投加来实现的。通过淀,从而将源水中的Cu(II)去除。通过实验,证实了原水pH值对去除Cu(II)的影响,同时也证实了在不同Cu(II)污染浓度下,出水达标所需投加的碳酸钠量。

其次,将粉末活性炭投加在输水管道的中间环节或原水的取水口,从而实现对原水中Cr(VI)的吸附。然后再通过XX水厂混凝、沉淀、过滤工艺的利用,来对粉末活性炭进行分离,从而有效地实现了对Cr(VI)的去除。通过实验,证实了粉末活性碳能够对Cr(VI)产生吸附作用。同时也证实了不同Cr(VI)浓度下所需要投放粉末活性炭的量。

三、结语

总之,饮用水重金属污染现象无论是对我国的经济发展,还是对人们的健康都具有巨大危害。我国针对饮用水重金属污染应急处理技术的研究才刚刚起步,依旧处于探索的阶段,所取得的研究成果也极为有限。因此,我们必须加大研究力度,力争尽早研究开发出更多符合我国实际情况的适用技术。

参考文献

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【关键词】化工行业;水体及土壤污染;重金属污染

随着化学工业的飞速发展,人们对金属矿产品的需求也呈现日益增长的趋势。小到餐厅厨房的炊具以及珠宝首饰,大到核工业的核能物质。而由金属污染引发的环境问题日趋严重,其对生态系统中水体及土壤的破坏基本上难以修复,并且人为的改造和维护也很难进行。尤其是前段时间的“牛奶河”事件再一次为我们敲响了环境保护的警钟以及让我们清楚地看到化工行业引起的水体及土壤重金属污染的现状和不争的事实。

一、重金属污染的种类及来源

所谓重金属污染,是指由重金属及其化合物引起的环境污染。尤其是由化工行业引起的水体及土壤重金属污染具有永久性以及明显的累积效应。如下图为重金属在水体及土壤中的迁移转化机理[1]。

1.1 水重金属污染

重金属在水体中积累到一定的限度就会对水体-水生植物-水生动物系统产生严重危害,并可能通过食物链直接或间接地影响到人类的自身健康[2]。对水质产生污染的重金属主要有Cd、Pb、As、Hg、Cr和Co等。其中以Hg的毒性最大,Cd次之。此外,As由于其毒性可将其归为重金属污染。

1.2 土壤重金属污染

土壤重金属污染是指由于人类活动将重金属带入到土壤中,致使土壤中重金属含量明显高于背景含量、并可能造成现存的或潜在的土壤质量退化、生态与环境恶化的现象[1]。污染土壤的重金属包括生物毒性显著的元素如Cd、Pb、Hg、Cr、As,以及有一定毒性的元素如Cu、Zn、Ni。

1.3 重金属污染的来源

重金属的污染主要来源化学工业污染,污染源主要有冶炼、化工、电镀、电子、制革等行业排放的“三废”等以及民用固体废弃物不合理填埋堆放和大量化肥、农药的施用,使得各种重金属污染物以单质或离子形态进入水体、土壤以及人体[2]。

二、重金属污染的防治措施

2.1水体重金属污染的防治对策

2.1.1 控制水体重金属污染源

控制重金属污染源,预防水体的污染。一方面要加强水资源的管理力度;另一方面要严格控制各种污水的排放源头以及监督、管理和控制有关工业部门和改革其生产工艺[3]。

2.1.2 水体重金属污染的工程治理

目前常用的治理水体重金属污染的工程工程措施主要有三类,即物理处理法、化学处理法及生物处理法[3]。

2.1.2.1 物理和化学方法

物理和化学方法属于传统处理重金属污染水体的的措施,包括沉淀法、螯合树脂法、高分子捕集剂法、天然沸石吸附法、膜技术、活性炭吸附工艺以及离子交换法等[4]。物理和化学方法具有净化效率高、周期较短等优点;但存在选择性小、流程长、操作麻烦以及处理费用高等缺点。

2.1.2.2 生物处理法

生物处理法相对常规水处理法有投资小、成本低以及工艺简单等优点而得到广泛应用。国外,Groudeva等[5](2001) 对用生物修复水体的重金属污染作了最新的综述。总之,水体有害重金属的生物修复技术有着广泛、低廉的原材料及很好的前景。

2.2 土壤重金属污染的防治对策

土壤受重金属污染后,蓄积在土壤中的有害重金属能迁移到水、空气和植物中难以消除[6]。因此,土壤受重金属污染应以“预防为主”。

2.2.1 综合防护措施

控制和消除土壤的重金属污染源,同时采取消除土壤中的重金属污染物或控制重金属污染物迁移转化的措施,使其不能进入食物链[6]。

2.2.2 生物防治

土壤污染物质可通过生物降解或植物吸收而净化土壤。如羊齿铁角蕨植物对土壤中Cd的吸收率可达10%,多年可使土壤Cd含量降低50% [7]。

2.2.3 施加抑制剂

土壤施加某种抑制剂,可改变重金属在土壤中的迁移转化,减少作物吸收,如使用石灰可增加土壤PH,使Cu、Zn、Hg、Cd等金属或氢氧化物沉淀。研究表明,施用石灰后稻米含Cd量可降低30%[6]。

三、结论

随着水体及土壤重金属污染的日益严重化以及重金属污染物进入生态系统后造成难以修复的危害,其正越来越为人们所了解和重视。目前重金属污染的治理方法以物理化学方法为主,生物修复技术作为经济、高效和环保的治理技术在治理和防治重金属污染方面将发挥更大作用。新型高效的水体及土壤重金属污染防治措施有待优化及创新。

【参考文献】

[1]孙铁珩,周启星,李培军,等.污染生态学[M].北京:科学出版社,2001.

[2]邓志瑞,余瑞云,余采薇,等.重金属污染与人体健康[J].环境保护,1991(12):26-27.

[3]贾燕,.重金属废水处理技术的概况及前景展望[J].中国西部科技(学术版),2007 (4):10-13.

[4]张剑波,冯金敏.离子吸附技术在废水处理中的应用和发展[J].环境污染治理技术与设备,2000(1):46-51.

[5]Groudeva, Guthrie EA, Walton BT. Bioremediationin the rhizosphere[J]. Environ Sci Thechnol,1993,27:2630-2636.

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关键词:湛江开发区 重金属治理 污染现状 治理对策

中图分类号:G250 文献标识码:A 文章编号:1674-098X(2013)05(a)-0244-01

随着湛江钢铁基地和中科炼化项目的建设,湛江经济技术开发区步入重化工业加速发展时期,涉重金属行业将迅猛增长,重金属作为一种持久性污染物越来越多被关注和重视,制定湛江开发区重金属污染治理对策迫在眉睫。

1 湛江开发区重金属污染现状、特点及发展趋势

1.1 湛江开发区重金属污染的现状

重金属污染主要来源于工业污染,工业污染大多通过废渣、废气、废水排入环境。根据湛江开发区2012年的环境统计数据可知,开发区产生重金属的行业主要来自于重金属冶炼、汽车零部件及配件制造和手工具制造行业,产生的重金属主要为铬、铅、锌,2012年六价铬的产生量为0.59吨,而其他重金属的浓度低于监测限值,不纳入环境统计,产生的重金属全部交由有处理资质的单位处理[1]。

1.2 湛江开发区重金属污染的特点及发展趋势

重金属污染是指由重金属及其化合物引起的环境污染[2]。重金属污染较难治理,这与它的特性分不开。重金属污染物属于持久性污染物,具有长期性、累积性、隐蔽性、潜伏性等特点,无法从环境中彻底消除,只能改变其存在的位置或存在的状态[3]。重金属在其危害环境方面的特点是:微量浓度即可产生毒性,在微生物作用会转化为毒性更强的有机金属化合物,可被生物富集,通过食物链进入人体,造成慢性中毒。

虽然湛江开发区重金属的污染现状不是很严重,但是随着湛江开发区经济社会的快速发展,随着湛江市钢铁、石化、造纸等基地建设,湛江开发区将构建以钢铁工业为核心的先进制造业和以石油炼化为基础的石油化工产业。钢铁工业是资源密集型产业,向前延伸是矿山和其他辅助材料的采选业,向后延伸是金属深加工、装备制造与检修等产业。围绕湛江钢铁基地的建设,开发区将发展机械装备制造业、船舶制造业、包装产业、汽车制造业。湛江开发区资源开发和加工的力度相对还会加大,在有限的环境容量条件限定下,重金属排放将不可避免地增加,重金属污染压力有增无减。

2 湛江开发区重金属污染治理面临的困境

2.1 没有完善的重金属污染治理防治体系

湛江开发区污染防控基础工作薄弱,缺乏重金属污染防治技术管理嵌入环境管理和形成常态化管理的机制,相关技术评估体系建设滞后,缺少量化的技术评估检测平台;缺少“产生-加工-应用-回收”全过程的重金属污染综合防治技术管理体系,缺乏健全的重金属污染源数据库。

2.2 重金属治理技术落后

在重金属污染治理方面,最大的瓶颈在于技术。在重金属废气治理、重金属污染土壤修复、含重金属废物综合利用等方面,都缺乏经济适用的技术,在协同减排方面的技术也非常缺乏。重金属治理方法现在包括工程治理、生物治理、化学治理及农业治理方法。工程治理效果彻底、稳定,但实施复杂、治理费用高、易引起土壤肥力下降;生物治理实施简便、投资少,对环境破坏小,但是治理效果不理想;化学方法治理效果和费用都适中,但容易再度活化;农业治理方法易操作、费用低,但是周期长、效果不显著。

2.3 重金属监测水平滞后,无法为环境决策和执法提供可靠的技术支持

重金属污染监测需求特殊,湛江开发区重金属污染监测技术装备面临诸多问题:在线监测技术装备门类不齐,实时连续感知手段缺少;现场快速检测技术装备落后,应急工作被动;技术手段单一、应用成套化程度低,不符合综合防治需求。

3 重金属治理的对策

湛江开发区重金属治理要遵循源头预防、过程阻断、末端治理的全过程、综合防控理念,建立起完善的重金属防治体系。

3.1 强化湛江开发区重金属规划目标和任务,加强区域规划环评,严格执行区域环境准入政策

认真规划,把好源头,规划辖区重点项目实施和重金属相关行业产品产量变化,按照“一区一策”、“一厂一策”的原则,进一步明确辖区内重金属污染重点区域的防控任务和防控要求,分解落实本辖区的控制目标和重点项目。

严格准入,严格控制重金属采选和冶炼项目。积极引导涉重金属入园入区,集中治污,实现减污增效。湛江市属于非重点防控区域,必须严格控制新建、扩建增加区域重金属污染物排放的项目,实现区域重金属污染物排放总量比2007年排放量的零增长。

3.2 完善重金属排放标准,确定重金属排放基数,建立健全重金属污染源数据库,为重金属污染治理提供科学依据

要继续健全政策体系,完善重金属排放标准,补充重金属污染对人体健康影响的判定,包括环境质量标准中重金属的指标和限值。

进一步摸清重金属污染底数,明确辖区重金属排放基数。其中废水重金属排放量应以2007年污染普查数据为基准,废气中重金属污染物排放量应以环境统计、环境监测、排查调查等相关资料为基础进行测算。湛江市属重金属防控非重点区域,要求以2007年重金属排放量为基数,增产不增污,各年度重金属排放量都要控制在2007年的排放总量内。

3.3 建立清洁生产全过程控制思路,强制推进重金属污染企业实施清洁生产

清洁生产是重金属治理最直接、最有效的方法。湛江开发区以节能减排为核心,以污染预防为重点,以提升科技水平为切入点,以工艺清洁化,设备密封化、运行自动化、计量精准化为突破口,大力推广应用《国家重点行业清洁生产技术导向目录》中相关的清洁生产技术,提高资源利用率。

要抓好重点企业清洁生产审核,将涉及铅、锌、铜、铬、镉和汞等重金属行业作为开展清洁生产审核的重点,把“节能、降耗、减污、增效”的清洁生产理念贯穿于企业的各个服务、管理环节;注重全过程控制和必要的末端处理,建立“产生-加工-应用-回收”全过程的重金属污染综合防治技术管理体系,实现“工艺、环保一体化”,通过技术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和排放,从而减轻重金属污染对人体健康和生态环境的危害。

4 结语

总之,湛江开发区应该做好重金属污染防治工作,有效控制重金属污染,严格执行污染防治设施环保“三同时”制度,全面排查辖区涉重企业,实现重金属治理区域化、社会化。

参考文献

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一、现状分析

我区现有涉重企业2家:省协丰模具有限公司(模具制造)、市区恒赫五金电镀厂(金属表面处理及热处理加工)。

根据多年环境监测数据统计,我区目前未出现水环境断面和环境空气点位重金属超标现象。土壤环境质量状况主要参考环保部全国土壤现状调查数据,调查结果表明,我区有3个土壤重金属监测点位超标。

二、编制依据

(一)《中华人民共和国环境保护法》

(二)省政府办公厅转发《省环境保护厅关于加强重金属污染防治工作实施方案的通知》

(三)国家《重金属污染综合防治“十二五”规划》

(四)《省重金属污染综合防治“十二五”规划》

(五)《省重金属污染综合防治“十二五”规划实施考核办法》

(六)《市重金属污染综合防治“十二五”规划》

三、指导思想

以深入贯彻落实科学发展观为指导,坚持“环境优先、预防为主、综合治理”的方针,本着总体规划、分步实施、突出重点的原则,加大产业结构调整力度,加强环境执法监管,提高重金属污染危害监测和诊疗能力,不断完善重金属污染防控工作措施,加大重金属污染防治工作力度,切实维护人民群众利益,促进社会和谐稳定。

四、年度目标

区域铬的排放量与上年持平;城镇集中式地表饮用水水源中铅、汞、镉、铬和类金属砷五种重点重金属指标达标率为100%;地表水国控断面水质监测中铅、汞、镉、铬和类金属砷五种重点重金属指标达标率100%。重点企业重点重金属达标排放100%。

五、年度重点任务

(一)提高行业准入条件。严格执行国家产业政策以及相关行业准入条件,原则上不再审批电镀、皮革等涉重企业。

(二)督促涉重企业清洁生产审核。郭促列入年度清洁生产审核的省协丰模具有限公司参加省环保厅组织的培训班,并按要求开展审核工作。

(三)加大涉重企业日常监管力度。区环境监察部门加强对2家涉重企业污染源监管,促进企业稳定达标排放。要求2家重点监控企业安装重金属特征污染物自动监控装置,实行实时监控、动态管理,确保重金属排放企业车间或者车间处理设施废水排放口达标。环境监测部门和监察部门增加重点防控企业污染物排放监督性监测和现场执法检查频次,重点监测和检查污染物排放和应急处置设施情况,对检查不达标企业,依法责令停产整顿;对重金属排放企业车间(或车间处理设施排放口)、企业废水总排污口、废气污染物及无组织排放情况,每季度开展一次监督性监测。

(四)强化监测能力建设。按照重金属污染特征和监测的实际需要,在原有能力和仪器设备水平的基础上,提高监测能力。

六、年度实施方案保障措施

(一)组织领导

为保障重金属污染防治综合整治工作顺利开展,成立区重金属污染防治综合整治工作领导小组。

(二)各部门职责

经贸部门:严格执行国家产业政策,禁止重点防控行业落后产能和重污染企业向我区转移,分阶段落实落后产能淘汰任务。定期向社会公布限期淘汰落后产能的企业名单,将淘汰落后产能任务落实到地方、分解到企业,督导按期完成。合理设置产业结构和布局,提高重点防控行业准入门槛,大力发展循环经济,推进含重废弃物的减量化和循环利用。

发展改革部门:会同有关部门制定和完善重点防控行业市场准入条件,根据行业不同,进一步提高节能、环保、技术、安全、土地使用等方面的准入标准。严格限制排放重金属污染物的外资项目。

农业部门:负责制定和完善农田、果园的农药使用规范、畜禽养殖业的饲料使用规范,建立和健全农产品安全保障体系,保障农产品安全;组织控制农业土壤重金属污染的各项工作,加大生态农业的推广力度;在水源保护区和重金属污染严格限制区探索实施农产品安全分级管理制度。

财政部门:加大资金投入力度,对重金属污染防治的重点项目,实施“以奖促治”;对历史遗留重金属污染问题的治理,各级财政部门予以支持。

国土资源部门:对污染严重,短期内又难以治理的农用土地,根据重金属污染防治有关规划和土地利用总体规划,按土地变更调查有关标准和规定,经法定程序调整土地用途。

环保部门:严格执行环境影响评价制度,开展专项检查,建立监管台账,严格环境执法,依法实施清洁生产审核,加强环境监测和应急体系建设,进一步规范企业环境管理。

卫生部门:负责加大对重金属污染与健康影响的基础性研究投入。建立和完善重金属污染健康危害诊断及事故处理制度,参与重金属污染事故医疗应急及救治工作;保障重金属污染危害人体健康发生时的医疗设备与药品储备;组织对重点防控区高风险居民实施定期健康体检;组织编印重金属健康危害与防护的宣传手册,开展重金属危害和卫生防护科普宣传。

各相关部门要各司其职、密切配合,形成合力,共同做好重金属污染防治工作。

(三)政策措施

1.加强科普宣传教育。采取通俗易懂的方式,通过广播、电视、报纸、互联网等新闻媒介,宣传重金属危害、预防、控制、治疗和愈后防护等方面的知识。让广大群众了解重金属污染防治有关知识,增强自我保护欲防护意识。

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关键词:耕地资源;重金属污染;修复技术

耕地是人类赖以生存和从事农业生产活动的物质基础,对于保障粮食生产和粮食安全具有重要的意义,在经济社会稳定发展过程中,优质耕地资源减少,具备可利用条件的耕地资源也存在不能满足生产活动和社会发展需求的问题[1-3]。此外,有毒害物质对耕地土壤造成污染也成为引起耕地质量下降的重要因素[4-5]。引起耕地污染的原因众多,其中土壤重金属污染由于对土壤中微生物活动、作物生长发育甚至人类身体健康均能产生损害,已逐渐成为造成耕地污染最主要的途径[6-7]。在工业化进程的不断推动下,废弃物通过地表水、地下水或大气循环排放至自然界,由于废弃物中含有重金属污染物,对耕地资源的破坏往往不可逆,同时,重金属污染物可通过作物生态循环系统进入人体,其危害程度远远高于其他污染影响。据了解,我国每年仅因污水灌溉引发的重金属污染面积达90万hm2,每年造成的粮食损失超过2000万kg[8-9]。2016年我国启动《土壤污染防治行动计划》,将土壤重金属污染物的治理提到了新的高度,也为我国耕地保护和污损耕地土壤修复提供了重要指引。笔者从植物修复技术、物理化学修复技术以及生物修复技术在耕地重金属污染防治中的应用进行综述,以期为耕地保护和污损耕地修复提供必要的借鉴。

1植物修复技术在耕地重金属污染的应用

相关研究表明,植物可通过自身根系吸附固定作用降低耕地中重金属元素含量,对耕地重金属污染程度的降低十分显著。张颖等[10]对竹类植物修复重金属污染土壤进行了综述。由于竹类植物对耕地环境扰动影响较小,且竹类植物生长周期短,生物量较大,应用于耕地重金属污染修复中成本较低,与其他植物相比具有较大的优势。张治国等[11]研究了6种菊科植物对采煤塌陷区土壤重金属污染物吸附作用的效果,结果表明,6种菊科植物对重金属污染物Ni、Cr、Pb、Cd具有显著的吸附效果(P<0.05),其中洋姜和一年蓬对重金属污染物Cd的吸附效果最好。王娟等[12]研究了不同农作物对5种土壤重金属污染物的吸附效果,研究结果表明,水稻对耕地土壤中Cr、Cd和Pb的吸附效果最好,玉米、蔬菜与凤丹对耕地土壤中Cr的吸附效果最佳。吴兴玉等[13]对土荆芥和大叶醉鱼草在铅锌矿废渣中土壤污染物的吸附效果进行了研究,结果表明,土荆芥和大叶醉鱼草可有效吸附土壤中的Cu、Pb、Zn。杨丹等[14]研究了绿萝、吊兰、吊竹梅和花叶万年青等园林植物对河道淤泥中重金属污染物的吸附效果,结果表明,4种植物对淤泥中重金属污染物均表现出一定的耐受性,其中绿萝对重金属Zn的吸附效果最为显著(P<0.05),吊竹梅对重金属Pb的吸附效果最为显著(P<0.05),且对重金属Zn的修复效率最高。植物吸附重金属污染物效果显著,且较为环保,但由于植物生长周期较长,对重金属污染物的吸附时间较长。

2物理化学修复技术在耕地重金属污染的应用

物理化学修复方法是耕地土壤重金属污染修复中较为常用的一种方法,罗志远[15]应用物理筛分和EDTA淋洗联合修复技术对土壤中Pb、Cd、As的修复效果进行研究,研究表明,物理筛分和EDTA淋洗联合修复技术对>0.074mm粒级土壤中重金属污染物的修复效果较为显著(P<0.05),但采用单一修复方法则无法实现对土壤中重金属污染物的修复效果。许中坚等[16]进行了基于淋洗法的柠檬酸与皂素联合修复作用对土壤重金属污染物的吸附效果。研究发现,当浓度为40mmol·L-1的柠檬酸与质量分数为3%的皂素在体积比达到1∶5条件下,对土壤中重金属污染物Pb和Zn的修复效果最佳,相同条件下,当其体积比达到1∶1时对重金属污染物Cu的吸附效果最佳。臧晓梅等[17]研究了沸石粉、生物炭和镉康对重金属污染物Cu、As、Cd和Pb的修复效果,研究表明,3种材料对重金属污染物均有一定的修复效果,但总体来看,沸石粉和生物炭对重金属污染物的吸附效果最佳。芮大虎等[18]通过冻融-淋洗土柱试验研究了EDTA和BCR作为淋洗材料对黏性土中重金属污染物Cd、Pb的修复效果,研究结果表明,EDTA在土体反复冻融状态下更有利于对土壤中重金属污染物的淋洗,在7次冻融后,对Cd和Pb的吸附效率分别达到77.24%和37.78%。BCR材料对土壤中Cd和弱酸提取态Pb的质量分数分别降低了32.32%和41.46%。

3生物修复技术在耕地重金属污染的应用

生物修复技术是一种较为安全且绿色健康的修复方法,在新常态下具有较好的应用前景。常晨等[19]研究了NTA和微生物共同作用下种植高羊茅对土壤中重金属污染物Cd、Cu、Zn含量吸附效果的影响,研究表明,浓度为10mmol·kg-1NTA+菌液联合处理条件下,高羊茅地上部分对土壤中Cd的吸附量达到最大值,当浓度达到15mmol·kg-1时,高羊茅根部对土壤重金属Cd的吸附量达到最大,单独施加15mmol·kg-1NTA时,对Cu的吸附效果最佳,以修复效果和经济成本角度来考虑,10mmol·kg-1NTA+菌液联合修复性价比最高。周鑫等[20]利用蚯蚓和不同比例的稻壳炭联合修复工业污泥中的重金属,研究结果表明,在两者共施条件下可显著降低污泥中Zn、Cu、Pb、Cd含量(P<0.05),在稻壳比例为4%时,对重金属污染物Zn、Cu、Pb、Cd的吸附效果和转化能力均最佳。段靖禹等[21]在室内试验条件下研究了不同生物炭和青霉菌梯度对土壤重金属污染物As的固化吸附效果,结果表明,与CK相比,添加生物炭和青霉菌后土壤中As含量表现出显著降低(P<0.05),重金属污染物As中微生物多样性随施加生物炭浓度的增大表现为先增加后降低的变化规律,接菌量在10%和20%条件下对As的中生物群落的影响无显著差异(P>0.05),2%生物炭+10%青霉菌处理土壤中微生物群落功能多样性、碳源利用丰度最高。陈任连等[22]分析探究了土壤重金属Pb和Cd与土壤微生物群落结构的关联性,研究表明,土壤中重金属污染物Pb主要以弱酸可提取态和可还原态的形式存在,Cd以弱酸可提取态为主,结肠菌群对土壤重金属污染物Pb、Cd具有较高的耐受性。

4结语

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【关键词】土壤重金属污染 特点 评价方法 危害与治理

重金属具有不易分解、易积聚的特点。如何科学地对土壤重金属污染进行评价,是污染治理的重要前提,以下就土壤重金属的污染及其评价方法进行分析。

一、土壤重金属污染的成因及特点

土壤是人类社会赖以存在和发展的根本前提,是最重要的基础资源。随着近现代工业的飞速发展,土壤中沉积了越来越多的废弃污染物。工业生产、居民生活垃圾的不合理处置以及矿产开采等,都会带来土壤重金属污染。从化学理论角度来讲,98%以上的金属都属于重金属,从环境保护学领域来讲,土壤重金属污染中的重金属主要包括汞、铅、锌、砷和镍等。

1、土壤重金属污染的成因。(1)自然原因。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。与此同时,生物残落物的影响逐渐增强,受生物个体差异影响,其残落物也呈现出多样化的特点,对土壤重金属组成的影响程度也各不相同。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)人为原因。研究人员对近30年的土壤重金属污染原因进行统计,分析发现随着工业化程度的不断加深,人类活动已经逐渐上升成为土壤重金属污染的主要来源。具体来讲,人类活动又突出表现在以下几个方面:首先废气、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。经调查研究发现,工矿生产集中区域、城市道路、铁路周围,土壤重金属污染往往格外严重。其次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。再次水体污染。受水资源分布不均因素影响,在部分地区,农田灌溉需要引入工业废水和生活污水,这些未经合理处置的污水进入到农田,造成土壤重金属污染,由于污染水体中含有大量重金属物质,通过污水灌溉产生的土壤重金属危害破坏性更大,极易造成循环性水土污染。最后其他活动。含重金属的工业废弃物,城市居民生活垃圾的堆放,金属矿山酸性废水的排放等也会造成土壤的重金属污染。

2、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、土壤重金属污染的评价方法

1、单因子指数法。借助综合指数法,可以对受测区域的重金属污染情况进行分级,指出土壤中污染最大的因素,但无法判定出不同元素对土壤污染的影响差别。根据这一方法计算出来的污染指数只能反映各种重金属元素对土壤的污染程度,而无法精确反映污染的质变特征。

2、污染负荷指数法。该指数是由评价区域所包含的主要重金属元素构成,它能够直观地反映各个重金属对污染的贡献程度,以及金属在时间,空间上的变化趋势.由Tomlinson等人提出污染负荷指数的同时提出了污染负荷指数的等级划分标准和指数与污染程度之间的关系,通过计算得打各重金属的污染负荷指数及可以得到各个功能区和该市的污染程度.

3、潜在生态危害指数分析。重金属元素是具有潜在危害的重要污染物,潜在生态危害指数法作为土壤重金属污染评价的方法之一,它不仅考虑土壤重金属含量,还将重金属的生态效应、环境效应与毒理学联系在一起,是土壤重金属评价领域广泛应用的科学方法

4、GIS技术在土壤重金属污染评价中的运用。GIS是由计算机硬件、软件及不同方法组成的系统,通过该系统,能够实现空间数据的采集、管理、处理、分析与建模,以解决复杂的规划和管理类问题。通过GIS技术,将不同类型的数据进行处理变换,根据客观需求对其进行空间分析和统计,最终建立各种应用模型,以便为研究决策提供依据。在对土壤重金属污染进行研究时,常利用GIS 技术的计算与图形显示功能,对受测区域指定采样点进行插值分析,实现土壤图数字化,建立空间与属性数据库,最终绘出污染物空间分布图,为土壤污染治理提供参考依据。

三、重金属污染土壤的危害与治理

土壤是人类赖以生存的最基本的自然资源之一,但现阶段严重的土壤污染,通过多种途径直接或间接地威胁人类安全和健康,开展城市环境质量评价,日益成为人类关注的焦点。

当土壤中的重金属含量达到一定程度,不仅会导致土壤污染、农业生产收益下降,通过径流,还会对水体(地表水、地下水)产生淋失作用,污染水资源、破坏水文环境;借助大气沉降,极易形成大气污染与水污染、土壤污染的“死循环”,进而影响人体健康。

根据重金属污染的隐蔽性、不可逆性及长期性等特点,与大气污染、水污染等环境问题相比,土壤污染的治理难度更大。现行的重金属污染土壤治理主要有生物法、化学法、工程治理法等方法,就目前科学技术发展形势来看,在治理方案设计上尚未形成统一标准,在实际操作中,不同的地理环境在方法的选用上存在区别,使用的技术也多种多样。从总体上来讲,治理污染土壤首先应查明污染成因,以《土壤环境监测技术规范》为指导,对污染区域进行实地分层采样调查,一般将受污染区域分为“污染源区”、“保护区”和“超标污染区”三个区域。无论采用何种方式,在对土壤污染进行治理时,应注意因地制宜,结合受污染区域的土质情况、土地使用性质与功能、重金属污染物含量与构成等特点,对治理效果、时间、经费等作出合理预期和科学规划,选择最佳方案。

结束语

随着社会发展,各行各业对重金属资源的需求与日俱增,与此同时,由生产而产生的重金属废弃物也逐渐增多,这些未能及时处理的废弃物作用于土壤,一旦其重金属含量超标,就会对土壤造成严重污染,进而破坏生态平衡。

参考文献:

[1]范拴喜等.土壤重金属污染评价方法进展[J].中国农学通报,2010

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关键词:重金属土壤污染治理途径

现阶段我们国家的资源能源短缺,如何高效合理的运用这些资源,是我们面临的重要问题。现代社会工农业发展及其迅速,重金属对土壤的污染越来越严重,如何合理利用有限的土地资源,在原本土地资源匮乏的状态下又增加了一大难题。土壤中重金属含量过高,对动植物的生长会产生极大的影响,而且对人类的身体健康也会产生威胁。如何对重金属污染的土壤防护治理,我们对其进行了研究。

一、重金属引起土壤污染的综合情况

重金属引起的土壤污染说的是在外界重金属的影响下,土壤中大部分原有的成分逐渐消失,而重金属所占的比例不断增加,影响了土壤的正常使用并且给影响了正常的生态平衡。使土壤污染的重金属的种类繁多,对土壤污染比较主要的几个金属是Fe、Mn、Cu、Zn、Cd、Ni等,这类金属的密度都比较大。

重金属对土壤的破坏是从多个方面来衡量的。当然土壤中所含的重金属含量越高那么对土壤的污染就越严重。但是也与土壤中重金属存在形式和重金属在土壤中占有的比例也是分不开的。重金属在土壤中主要的存在形态有三种:水溶态、交换态和残存态。其中水溶态和交换态的生存活性比较强,毒性比较大。而残存态的重金属相对来说活性毒性就小很多了。当重金属在离子交换态的状态下的话,那么它的活动毒性是最强的,易被土壤中的植物吸收。或者与其他物质发生反应产生新的存在状态。

二、重金属对土壤污染的危害分析

(一)植物方面的危害

土壤的重金属污染对植物的危害是非常大的。对其危害主要体现在植物根和叶的变化。被重金属污染的土壤使植物在营养成分的吸收上不能得到保证。植物不能从土壤中吸收营养反而吸收了重金属后,与植物体内的某种物质发生反应产生有害的物质。这样就会导致植物不能正常的生长。也有可能导致植物的一部分发生坏死。如果污染严重植物吸收不到养分,那么就会使植物停止生长直至死亡。

(二)生物方面的危害

土壤对生物方面的影响也很大。它是许多微小生物和动植物生活的家园。土壤中存在着多种微小生物,微生物的多样性使土壤保持一个良好的状态。如果土壤受到重金属污染,土壤中生物所需的影响成分大大减少,在土壤中生存的微生物和小动物们的生命也会受到威胁。这样对土壤的状态也会产生严重的影响。

(三)土壤酶方面的危害

土壤酶是一种生物催化剂,其能够综合反映出土壤的肥力及活性状况。由于土壤的物理、化学性质及生物活性会显著的影响到土壤酶的活性,因此土壤环境一旦遭受污染,就会严重影响到土壤酶的活性。例如重金属元素Hg能够较为敏感的抑制土壤中脲酶,因此一旦土壤中的Hg超标,则土壤中所包含的脲酶也会显著的降低。

(四)人身健康方面的危害

土壤中重金属的超标对生物的影响非常大,对我们人的身体方面的危害那就更不用说了。如果吸收了过多的土壤中的重金属,身体所承担的后果都是难以人们承受的。大量的Cd元素会使人体的器官产生病变,对骨质生长产生极大的影响;吸收过量的Pb元素,会使人体的免疫机制不工作,容易生病:吸收过量的Ni元素可以使人们的鼻子和肺部感到不适,严重的还会导致鼻癌和肺癌。土壤中重金属超标严重的影响着人们的身体健康,对于土壤重金属污染方面我们要高度重视起来。

三、对于土壤重金属污染的防治修复措施分析

(一)物理修复

主要使用的物理修复技术有三种,分别是电动修复、电热修复和土壤淋洗。电动修复对土壤环境要求比较高,就是给土壤通电像电池一样,让土壤中的重金属离子做定向的移动,把含量超出标准的离子进行处理。但是不能大规模的处理。电热修复就是给土壤进行加热,使重金属离子在达到一定温度的情况下从土壤中分离。但是该种修复技术对土壤会产生极大的危害。土壤淋洗修复技术指的是向土壤中加入淋洗液,让重金属在淋洗液的作用下转换成液态的形式,然后对液态的重金属进行回收,对其进行相应的处理。这种方法发现的比较早,技术方面相对于电动修复和电热修复来说比较成熟,运用的比较多。

(二)化学固定修复

化学固定修复的方法就是在被重金属污染严重的土壤中加入一些能与重金属产生反应的一些有机元素,让重金属离子与之产生物理化学反应,改变其原有的活性,使其沉淀、发生氧化等。这样就会降低重金属土壤对动植物和微生物的危害。因为突土壤中超标的重金属元素是不相同的,所以也要根据重金属元素的性质再向土壤中添加物质。虽然这种修复方法在操作上面比较简单,但是对土壤中的重金属元素不能彻底处理。只是改变了其原有的性质,并没有从土壤中清除,所以也有可能再一次的污染土壤。

(三)植物修复

还有一种修复技术是植物修复。在被重金属污染的土壤中种植植物。有一些种类的植物可以把土壤中重金属物质吸收到体内,清除土壤中的重金属元素。这种修复技术运用的比较广泛,因为不用投入太多的成本,只需种植超富集植物就可以了。而且对生态环境还不会造成影响。因为这类植物可以免疫重金属的危害,吸收到体内后可以适应重金属元素的存在。也不会影响该类植物的生长。该类比较常见的植物有香草、芥菜等。而且在不断的研究中也发现了许多植物中都有这个特性,对重金属污染土壤的改善也有了很大的帮助。

四、结语

城市化进程的加快及工业生产等导致土壤中重金属污染现象十分严重,严重制约了土壤的高效利用。由于重金属元素的种类较多,在选用防治措施的时候,一定要因地制宜,结合土壤中重金属污染的具体情况,合理选用治理修复技术,最大程度的降低其危害,同时降低对周边环境的二次污染,确保土壤的肥性,促進农业的快速发展提供良好的土壤基础。

参考文献:

[1]曾跃春,刘永林.探析土壤重金属污染的修复技术与治理途径[J].工程技术:全文版,2016,(12). 

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[关键词] 重金属污染 土壤 水 防治

[中图分类号] X52 [文献标识码] A [文章编号] 1003-1650 (2013)08-0230-01

重金属对水体及土壤的污染形势是很严峻的,据资料显示,每年我国有1200万吨粮食收到不同程度的不同重金属的污染,直接经济损失超过200亿元,每年能多养活4000万人,并且这一数字还在逐年增长,这些污染大都是由于土壤或灌溉用水受重金属污染而造成,重金属污染有着较强的不可预见性,因此对其防治有很大的困难,而预防才是王道。

一、重金属的来源及其种类

1.重金属的来源

重金属的主要来源还是工业污染,当然,或多或少也有来自交通以及我们生活垃圾的污染,在工业污染中,来自化工行业的污染占了相当大的比例,其次就是发电厂、钢铁厂,最常见的就是工业中的三废:废水、废弃、废渣,三废当中含有大量的重金属及其化合物,不经处理便直接排放,直接导致水资源和土壤污染,当人们用了这种被污染的水去灌溉庄稼,在被污染的土地上种庄稼,就会严重影响庄稼的收成,重金属也就随植物链传到人类,对人们的健康造成了严重的影响[1]。近几年,有环保学者提出:中国的化工企业的工艺、设备、技术研发较落后,是造成污染严重的主要原因,而人为的环保意识以及地方保护环保意识的淡薄,加剧了污染,强化治理迫在眉睫。生产企业应放眼未来,倡导环保,化工生产过程尽量使用少污染和无污染的原材料。

2.重金属的分类

2.1汞污染

汞是一种唯一的在常温下为液态的金属,在自然界中普遍存在,一般动物植物中都含有微量的汞,因此我们的食物中,都有微量的汞存在,可以通过排泄、毛发等代谢,不影响健康。

但是,随着工农业的迅速发展,目前国内对汞的需求量还是很高的,问题在于这些重金属用完之后生成的其氧化物或杂质如何处理,过量的汞如何处理,这些都是问题的关键之处,据调查,每年因汞中毒而死亡的人数并不在少数,如何防范含汞废水进入农业用水系统,已经迫在眉睫,是我们不得不去面对的问题。

2.3铅污染

铅是一种柔软的白色金属,是我国最早发现的元素之一,很容易生锈,但不失光泽,铅在工业中最重要的用途就是制造蓄电池,因此,水资源和土壤中铅污染的主要来源就是人们对废弃蓄电池的随意丢弃,而铅的化合物,常被用于合成五彩缤纷的颜料,在铅的众多化合物中,最重要的就是四乙基铅,常用于汽油防爆剂,铅的毒性随量而增大,其主要是通过人的皮肤接触,或者是消化道、呼吸道等进入人体器官,铅含量多者可引起器官病变,铅的主要毒性表现在贫血,神经受到损伤或者造成肾功能不全,生活中的铅给我们带来了无限的色彩和快乐,但是食物中的铅却能给人带来痛苦。

二、重金属对水体及土壤污染现状

1.重金属对水体污染现状

水体中重金属污染物的来源十分广泛,最主要的是工矿企业排放的废物和污水。由于这些工厂排放的污染物数量大,分布范围广,因而受污染的区域很大,较难控制,危害严重[2]。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。在我国,最近的一起重金属污染事件是2011年3月中旬,浙江台州市路桥区峰江街道,一座建在居民区中央的“台州市速起蓄电池有限公司” 引起168名居民血铅超标,是近几年来浙江发生的最严重的一次重金属污染事件,其原因就是电池公司将含有大量铅的废水排入河渠,渗入地下,居民喝了地下水之后铅严重超标,而作为最大的洋垃圾市场,台州市每年从垃圾中拆解的价值高达200亿人民币,但是拆解之后的剩余物却随意丢弃,丢弃的重金属垃圾对空气和水资源造成了严重的污染。目前,我国的重金属对水体的污染正在逐年加剧,如若不采取措施,不过十几年的时间,我们将生活在一个被重金属污染的世界,想治理都治理不完。

二、重金属对水体污染的防治措施

1.加快含重金属废水废气治理

废水和废气是化工行业最普遍的污染物,也是和人类息息相关的一些污染,针对这些废水和废气,怎么处理成为了一个棘手的问题,对于废水的处理,目前,有三种最为让人接受的方法,物理处理法,即利用污染物的物化性质来除掉废水中的污染物,化学处理法,是指利用化学反应原理处理或回收废水中的溶解物或胶体中的物质,包括中和,氧化,还原絮凝法。最后一种方法是生化处理法,这种方法是指利用微生物在废水中对有机物进行氧化分解的新陈代谢过程,包括活性污泥法,生物滤池,氧化塘等方法。

2.强化含重金属固体废物污染防治

固体废弃物是化工三废中种类最多数量最大的一种污染物,其每年排出的数量有数亿吨,破坏了植被,排入水源,对农业用水造成了严重的污染,进一步转化就会进入大气,化工废渣的种类繁多,成分复杂,处理方法并不像废水废气那样有成套的系统和装置。而是根据其化学组成选用不同的方法,对于有机化工废物的处理,目前,采用较多的方法有热分解法,焚烧法和再生利用法,近几年发展最受欢迎的是再生利用法,将废物经过多次的回收利用,将其中有用成分提取出来,加工成其他产品。其次就是对无极废物的处理,其主要方法有3种,分别是可以作为二次原料资源,或者是提取其中的有用成分用于农业生产,对那些没有什么利用价值或者已经提取有用成分的部分废物,可以再加工为建筑材料。

三、结论

目前,我国重金属对水体污染已经相当严重了,尤其是化工行业,是最主要的重金属污染源中,如若不及时治理,将对国民经济造成严重损失,对人们的身心健康造成巨大的伤害,因此,解决重金属污染问题已经迫在眉睫。

参考文献

[1] 李然. 水环境中重金属污染研究概述. 四川环境, 1997(16): 18-22.

[2] 李振. 浅谈重金属水污染现状及监测进展. 企业论道.

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【关键词】重金属污染 防治 法律

一、重金属污染概述

重金属污染是指由于人类活动产生的重金属及其化合物累积在环境中,含量超出环境承载力而引起的环境质量恶化,进而威胁人类健康的现象,常见的重金属有汞、镉、铬、铅及砷等生物毒性显著的元素。不同于其他污染,重金属污染具有潜在性,持续性,累积性,不可降解性等特点。这就使得重金属污染一旦发生,很难治理。它广泛存在于大气,土壤,水等自然介质中,与人类生活接触密切,一旦进入人体,便会在人体内部累积,不能通过分泌和排泄等方式将其排出体外。

我国重金属污染形势严峻,一组数据将这种状况展露无遗:国土部数据显示,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;2009年中国食品安全高层论坛报告上的数据显示,我国1/6的耕地受到重金属污染,重金属污染土壤面积至少有2000万公顷;国家疾控中心曾对1000余名0~6岁儿童铅中毒情况进行免费筛查、监测。结果显示,23.57%的儿童血铅水平超标。

二、我国重金属污染防治法律现状及存在的问题

(一)法律现状

迄今为止,我国已出台的关于重金属污染防治最具针对性的文件是2011年国务院正式批复的《重金属污染综合防治“十二五”规划》(下称《规划》),这是我国第一个十二五专项规划。相关法律法规有《环境保护法》,《大气污染防治法》,《水污染防治法》,《固体废物污染防治法》,《土地管理法》,《化学品管理条例》,《土壤质量环境标准》等。相关的政策性文件有:《关于加强重金属污染防治工作的指导意见》([2009]61号),《重金属污染综合整治实施方案》(2009.8.28),《关于深入开展重金属污染企业专项检查的通知》(环发[2009]112合)《防治规划编制技术指南》(2010.2),《关于加强铅蓄电池及再生铅行业污染防治工作的通知》(2011)等等。

(二)存在问题

1.立法缺失。我国目前还没有重金属污染防治方面的专门立法,重金属污染防治规定只有一些通知,意见等文件,或者笼统适用其他相关法律法规,缺乏适用法律的强制力和执行力。

2.执法不严。在对重金属污染企业的监督和查处中,普遍存在执法力度不够,查处不严,没有严格按照法律,法规要求对企业实现审批,整治或关停。地方政府在对重金属污染企业的管理上,往往为了经济利益,而放松其环境保护标准要求。如沭阳当地政府为了追求经济利益而容忍天能电池公司排出超标的重金属铅。环保部门在对污染企业的查处中,往往有心无力,有些企业往往会绕过本级环保部门而直接获得上级环保部门的审批,而上级部门对其情况不了解,这就导致环保部门权力行使混乱,对企业没有约束力。

3.责任机制欠缺。我国对重金属污染企业的责任规定缺乏。对企业的污染后果经常是在通知或政策性文件中规定,具有运动式执法的特点,对企业的环保责任往往是以行政责任处罚,比如限期整改,罚款金额较低,没有起到对企业的惩戒作用。

我国法律对政府机关和主要领导的环境责任也没有常态规定。在重金属污染事件发生后,当地政府和负责人往往以行政责任的承担息事宁人,没有承担重大决策失误的刑事责任。这就造成地方政府对环境保护不重视,出了问题也尽量隐瞒,隐瞒不了简单以行政责任了结。

三、日本重金属污染防治经验及借鉴

上世纪六七十年代,日本经济快速增长,环境保护让位于工业和矿产开掘,环境污染事件在全国各地都有发现,其中被称为四大公害的环境病症,就有三起和重金属污染有关。中国正在经历和日本上个世纪同样迅速的经济增长期,污染也在同步增长,新世纪以来,和重金属有关的环境事件愈见频繁。中国此时和上世纪经济快速增长时期的日本即为相似。基于此,本文希望对日本的重金属污染防治进行介绍归纳,对我国重金属污染防治法律的完善得出可为借鉴的经验教训。

(一)日本政府为控制公害事件,制定一系列法律法规

1967年,日本政府制定了公害对策基本法,把大气、水源、噪音、震动、地震、恶臭确立为公害,1968年,这一届日本国会随后被记入历史,称为“防公害国会”。1970年,国会又增补了土壤污染这一条。

日本还制定了专门性法律法规和政策,来应对重金属污染。主要有:1970年《农用地土壤污染防治法》,1986年《市街地土壤污染暂定对策方针》,1991年《土壤污染环境标准》,1999年《与重金属有关的土壤污染调查·对策方针》,1999年《关于土壤·地下水污染调查·对策方针》,1999年《二噁英类物质对策特别措施法》,2001年《农药取缔法》,2002年《土壤污染对策法》。

为防治电子废弃物造成的重金属污染,日本出台了一系列法律、法规,包括:1970年《废弃物处理法》,1991年《促进再生资源利用的相关法律》,2000年《推进循环型社会形成基本法》的纲领性法律,2001年4月《家电再生利用法》,推动了电子废弃物处理由“大量废弃型”向“循环型”处理模式转变。

(二)建立公众参与机制

1970年前后,四大公害事件都集中提起了诉讼。经过公害事件的洗礼,当事人取得共识:类似问题要用法律手段解决。而公害事件的诉讼恰好和污染防治法的出台和修订发生在同一个时期,诉讼推动了立法,公害基本法的完善又促进了事件解决,立法和司法互相推动。

在四大公害事件的诉讼过程中,受害者也得到了公众的声援。当时电视、报纸、广播、杂志社都对受害者惨痛经历进行详细报道,激起了受害者之外全国人民的反对公害运动,令执政党和在野党无法不正视。

日本的公害基本法制定也非一帆风顺,也遭遇了来自财团的压力,在全国公害反对运动的推动下,反对意见被削弱,多项公害规则和法规被制定。

从经济发展到注重环境的转折点,不是某个案件的审判结果,而应是全体国民的意识转换。因此,要重视环境保护中的公民参与,有了强大的公众力量,相关法律才能冲破阻力,顺利制定和实施,对污染事件的法律途径解决提供依据。

(三)政府决策依据转变

1971年,日本环境省从各部门中独立。政府的决策依据也发生转变:与经济发展相比,阻断环境污染的可能性无疑更为重要。政府科学决策不意味科学证明,在公害基本法制定过程中,时任厚生省公害科科长说,科学证明和地方政府决策是两回事情。政府如果发现可能引起公害的污染事件,即使不能完全确定,也要及时介入并且制止。

四大公害事件对日本的影响,最重要的在于社会公众的广泛参与和政府的反思。经过四大公害对社会的洗礼,1970年后日本再也没有发生严重的公害事件。先污染后治理的老路,在任何国家都会被证明需要付出巨大的经济代价。而日本环境省官员则总结经验,政府与其后期介入污染事件,不如提前以立法的方式进行引导。由于环境问题的外部性,企业的逐利性,企业污染环境的情况时有发生。发生问题的责任在企业,受害者和企业的个别谈判往往效率都很差,社会成本很高,最终都需要政府介入。政府应该用提前立法的方式进行引导,最终让受害者和企业通过法律方式解决。

我国要充分利用法律对社会行为的引导和规范作用,建立完善的重金属污染防治法律制度,防止和治理重金属污染。

四、我国重金属污染防治法律制度完善

针对我国目前重金属污染防治法律制度的现状,结合重金属污染的特点,对我国重金属污染防治法律制度完善提出以下建议。

(一)完善重金属污染防治相关立法

我国应借鉴日本等发达国家的经验,抓紧制定与重金属污染防治有关的法律法规,实现对重金属污染全方位,多维度,全过程的控制。首先,在已有的法律法规基础上完善对重金属污染防治的规定,在大气污染防治法,水污染防治法等环境介质污染防治法中将重金属污染作为专门一节,增加纳入监控的重金属种类,对重金属污染控制改变以浓度排放为主,转向总量控制。鉴于我国还未制定土壤污染防治法,而土壤,底泥等作为大多数重金属的最终沉积场所,有必要制定土壤污染防治法,对土壤中的重金属污染进行规制。其次,根据重金属污染产生的不同根源,分别制定相应的农药使用条例,矿山开采和保护条例以及企业排放重金属管制条例等。最后,除了对重金属污染从源头控制,还要建立含有重金属元素的产品在生活中的利用,回收体制,实现从生产到利用到回收的一整套流程都有法可依。

(二)树立公众参与原则,建立重金属污染信息公开制度

重金属污染由于其自身的隐蔽性,持久性和累积性,危害结果可能不是即时产生,等到污染已经发生,可能就会造成无法弥补的损失。这就需要树立公众参与原则,建立信息公开制度。

在发生重金属污染时,政府不要一味的遮掩,媒体要充分发挥宣传作用,如实报道事件进展,在得到更多的同时,也会普及大家的环保意识。环境问题不是某个人,某个群体,甚至某个政党能够进行决策的,它是全民性的社会问题,在我国要充分发挥媒体的宣传监督作用,提高公民对环境问题的敏感度,使公民广泛参与到环境决策中。

信息公开内容包括全国各个区域的重金属污染状况和企业重金属废弃物排放情况,新建企业的环境影响评价情况,不符合环境标准的企业整改情况等,当某一区域的环境承载力达到其上限时,就要暂时停止对新设立工厂,企业的审批。重金属污染的信息公布也需要采取一定形式,如通过中国环境质量公报,这是一个官方权威的数据来源。另外,对于各区域具体的年度重金属污染情况,作为政府的政务公开信息,在各地区的环保局网站上进行公布。公开的时候应该同步向公众普及相关知识,除了向其说明重金属污染的危害,还要对其数据标准进行说明,同时介绍针对重金属污染的应对措施及解决方案,避免民众过度恐慌及被人误导。信息公开有助于民众对其生活环境质量的知悉,增加其危机感和环境保护的责任感,可以借助公众的力量实现对重金属排放企业和政府决策的监督。

(三)提高政府科学决策能力,将环保部门意见纳入考量

政府的任务是尽量实现社会利益最大化,防止可能危害社会利益事件的发生。在环境利益的地位已经不低于经济利益的现在,政府决策除了要考虑经济发展,更不要忽视环境保护。这对我国的政绩评价体系改革是一个机遇,对地方行政长官实行环保一票否决制。在立法中,对地方环保工作负有失误的责任人要对其追究责任,视其责任大小对其追究行政责任甚至刑事责任。

在我国,虽然环境保护部也已独立,足见我国政府对环保工作的重视,但是我国传统的重经济发展轻环境保护的政府观念严重影响了环境保护部门工作的开展。例如,在环境法修改草案中,环保部的许多建议不被采纳,这就使得我国环境保护工作大打折扣;在环保部门依法对企业查处时,政府往往会考虑其经济贡献,大打人情牌,环保部门的地位就很尴尬。因此,我们要从立法上确立环保部门职能履行的基础,保障其执法独立性,不受相关政府和领导的干扰,从法律上确保其独立开展环保督查工作的权力。在政府决策中,也要强调将环保部门的意见和建议纳入考量,对其意见如不采纳,应书面说明原因,环保部门对涉及环境保护的政府决策有质询权。

参考文献

[1]桂宇.土壤重金属污染的法律防治[J].法制与社会,2009.12.

[2]国冬梅,张立,周国梅.重金属污染防治的国际经验与政策建议[J].环境保护.

[3]安桂荣,林琳.重金属污染防治法律问题的思考[J].经济与法.2012.2.

[4]周生贤.《重金属污染综合防治“十二五”规划》视频会议,中国政府网.2011.

篇10

关键词:土壤重金属污染;植物修复;理化方法;综合技术

中图分类号:X53文献标识码:A 文章编号:1005-569X(2009)05-0034-02

1 引 言

土壤是农业生产的基础,是人类最基本的生产资料和劳动对象。由于工业生产、矿山开采、农田污灌等原因,人类赖以生存的土壤受到不同程度的重金属污染。世界各国都面临不同程度的土壤重金属污染问题。据统计,我国约有1/5耕地受到重金属污染,每年被重金属污染的粮食多达1.2×107t。土壤重金属污染已成为全世界需要解决的环境问题。

目前土壤重金属污染治理的方法主要有客土法、石灰改良法、萃取法、化学淋溶法等。常规理化方法在污染土壤的改良和治理方面虽然具有一定的理论意义,但在实际应用上往往都存在一定的局限性。如加入土壤改良剂可降低土壤溶液中重金属离子的溶解度,但同时也导致某些营养元素沉淀而失效;客土法虽效果较好,但费用昂贵。而近年来迅速发展的植物修复技术以其安全、廉价的特点正成为研究和开发的热点。

2 植物修复的概念及类型

植物修复又称绿色修复,是以植物忍耐、分解或超量积累某种或某些化学元素的生理功能为基础,利用植物及其共存微生物体系来吸收、降解、挥发和富集环境中污染物的一项环境污染治理技术。

重金属的植物修复主要分为下面几种类型:

2.1 植物吸收

植物吸收即利用重金属超积累植物从土壤中吸取金属污染物,随后收割地上部并进行集中处理,连续种植该植物,达到降低或去除土壤重金属污染的目的。目前已发现有700 多种超积累重金属植物,积累Cr、Co、Ni等的量一般在0.1%以上,Mn、Zn可达到1%以上,如天蓝遏蓝菜地上部Zn含量为13000~21000 mg/kg,连续种植该植物14茬,污染土壤中Zn含量可从440 mg/kg降低到300 mg/kg[1]。

2.2 植物挥发

即利用某些植物根系吸收金属,促使重金属转变为可挥发形态,然后从土壤和植物表面逸出,以降低土壤污染。研究较多的是类金属元素Hg和非金属元素Se。湿地上的某些植物可清除土壤中的Se,其中单质占75%,挥发态占20~25%。

2.3 植物稳定

植物稳定指利用某些植物降低重金属的活性,从而减少重金属被淋洗到地下水或通过空气扩散进一步污染环境的可能性。其机理主要是通过金属在根部的积累、沉淀或根表吸收来加强土壤中重金属的固化[2]。但植物稳定不是一种永久性的去除土壤中污染元素的方法。它只

能暂时地降低污染元素的生物有效性,并没有彻底解决土壤的重金属污染问题。

3 植物修复技术的优缺点

3.1 优点

植物修复技术的显著优点是其在工程中可以原位实施,减小对土壤性质的破坏和对周围生态环境的影响,可称是真正意义上的“绿色修复技术”。这种方法无需专门设备和专业操作人员,工程上易于推广和实施。其最大优势是其运行成本大大低于传统方法。据美国的实践,种植及管理约为200~10000$/hm2,即污染土壤的处理费用仅为0.02~1.0$/a•m2,比物理、化学处理的费用低几个数量级。当超富集植物地上部可富集10 000mg/kg的重金属、产量达到25 t/hm2 时,其每年可使表层土壤中重金属浓度下降125mg/kg。

植物修复技术的优势在于其符合人类可持续发展的最终目标。在目前地球环境污染越来越重,缺乏安全、廉价而有效的治理措施的情况下,植物修复技术以其潜在的巨大优势得到了社会的广泛关注和期待。

3.2 缺点

植物修复技术也具有一些自身的不足。主要表现在:

(1)超富集植物生长缓慢,修复重金属污染土地需时较长。例如英国洛桑试验站的植物修复工程,利用富锌的天蓝遏蓝菜修复444 mgZn/kg土壤使之达到330 mg/kg仍需13.4年[1]。

(2)植物修复土壤一般局限在植物根系所能延伸的范围内,一般不超过20cm土层厚度。

(3)大多数超积累植物只能积累某种重金属,而土壤污染大多是重金属的复合污染。

(4)富集了重金属的超富集植物需收割并作为废弃物妥善处置。

(5)异地引种对生物多样性存在一定的威胁。

4 提高植物修复效率的方法

鉴于超富集植物生物量普遍较低,生长缓慢,植物修复效率有限,研究提高修复效率的措施成为当前一项十分迫切的任务。可通过以下几种方式来强化植物修复:

4.1 螯合诱导植物修复

螯合诱导植物修复是通过向土壤施加螯合剂来提高植物对金属的吸收量。由于螯合诱导植物修复能大幅度提高植物对金属的累积,已成为目前研究热点之一。常用螯合剂有EDTA、NTA、EDDS、小分子量有机酸等。

4.2 转基因技术

转基因植物修复技术主要包括两方面:一是通过基因筛选试验选择生物量大且金属富集能力强的超富集植物;二是将超富集植物的基因克隆移植到生物量大的耐性植物体内。Song等[3]将ycf1基因克隆到植物上,转基因植物Pb、Cd含量分别提高了2倍和118倍。转基因植物在修复金属污染土壤方面有良好的应用前景,能有效的提高植物对金属的耐性以及富集能力。

4.3 其他方法

施加营养剂(磷肥、氮肥等),可以促进植物生长发育,提高植物的生物量,同时还可以释放被吸附的金属,从而提高植物修复效率[4]。

植物―微生物联合修复是植物修复研究的新领域。根际微生物不仅能促进植物生长,提高生物量,还能产生某些分泌物,活化重金属;同时刺激植物的离子转运系统,增强向上转运的能力[5]。但目前研究多处于盆栽实验阶段,距实际应用尚有一定距离。

表面活性剂因其对土壤中重金属具有增溶和增流作用,使重金属解吸,并能增加植物细胞膜的透性,促进植物对重金属的吸收,所以在植物修复方面也有一定的应用。另外,调节土壤pH、氧化还原电位等也能在一定程度上提高植物修复的效率。

5 结 语

植物修复技术是一项处于迅速发展中,具有广阔应用前景的新技术。该技术适用于中低强度污染的治理,成本较低,具有良好的综合效益。重金属污染土壤的修复是一个系统工程,单一的修复技术很难达到预期效果。综合技术的应用可以弥补单一技术的缺陷,修复技术的综合运用很可能为土壤重金属复合污染的有效治理找到突破口。因此,生物修复综合技术将是今后重金属污染土壤修复技术的主要研究方向。

参考文献:

[1] Baker AJM.The possibility of insitu heavy metal decontam ination of polluted soils using crops of metal-accumulating plants[J].Resources,Conservation and Recycling,1994,11,41-49.

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

[3] SONG WJ.Engineering tolerance and accumulation of lead cadmium in transgenic plants[J].Nature Biotechnology,2003,21.914-919.