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序論:好文章的創(chuàng)作是一個(gè)不斷探索和完善的過(guò)程,我們?yōu)槟扑]十篇重金屬污染的現(xiàn)狀范例,希望它們能助您一臂之力,提升您的閱讀品質(zhì),帶來(lái)更深刻的閱讀感受。
關(guān)鍵詞:土壤重金屬污染;危害;修復(fù)技術(shù)
中圖分類號(hào):X53 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A DOI:10.11974/nyyjs.20170230224
就土壤本身來(lái)看,其之所以會(huì)產(chǎn)生重金屬污染,主要是因?yàn)槿祟愒诨顒?dòng)期間將重金屬物質(zhì)帶入到土壤內(nèi)部,使得土壤內(nèi)的重金屬含量增多,破壞生態(tài)環(huán)境。隨著農(nóng)村人口數(shù)量的增長(zhǎng)和農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中對(duì)化肥和農(nóng)藥使用量的增加,導(dǎo)致土壤中有害物含量增多,自身生態(tài)結(jié)構(gòu)和環(huán)境質(zhì)量被破壞。其中,重金屬是對(duì)土壤生態(tài)結(jié)構(gòu)影響最大的一種元素。為了重塑土壤生態(tài)結(jié)構(gòu),提高土壤內(nèi)部環(huán)境質(zhì)量,解決土壤存在的重金屬污染問(wèn)題勢(shì)在必行。
1 土壤污染現(xiàn)狀和危害
1.1 重金屬污染現(xiàn)狀
在2005年到2013年的12月,我國(guó)土地管理局第一次開展了有關(guān)全國(guó)土壤污染情況的調(diào)查研究。按照我國(guó)在2014年由國(guó)土資源部和環(huán)保部共同的有關(guān)《全國(guó)土壤污染狀況調(diào)查公報(bào)》所公示的調(diào)查結(jié)果看:當(dāng)前我國(guó)土壤生態(tài)環(huán)境的狀況整體來(lái)講十分嚴(yán)峻,特別是重金屬污染問(wèn)題,更是極為嚴(yán)重。在我國(guó)一些廢棄工礦所在區(qū)域的周邊位置,土壤的重金屬污染問(wèn)題十分的突出。其中,我國(guó)有16.1%的土壤,重金屬污染總超標(biāo)率相對(duì)較重,11.2%超標(biāo)率屬于輕微范圍;而輕度超標(biāo)率和中度以上的超標(biāo)率分別達(dá)到了2.3%和2.6%。
1.2 重金屬污染的危害
同其他土壤污染類型相比,重金屬污染本身的隱匿性、長(zhǎng)期性、不可逆性較強(qiáng),且這種污染問(wèn)題一旦出現(xiàn),則很難消逝。一旦重金屬污染存在于土壤中,不僅很難被移動(dòng),還會(huì)長(zhǎng)時(shí)間滯留在其產(chǎn)生區(qū)域,不斷污染周邊土壤。與此同時(shí),重金屬污染物不僅無(wú)法被微生物有效降解,還會(huì)借助植物、水等介質(zhì),被動(dòng)植物所吸收,而后進(jìn)入到人類食物鏈之中,對(duì)人體健康a生威脅。從具體的情況來(lái)看,重金屬污染主要存在以下幾種危害類型:對(duì)作物生產(chǎn)造成不利影響。因?yàn)橹亟饘傥廴疚镌谕寥琅c作物系統(tǒng)遷移的過(guò)程中,會(huì)對(duì)作物正常的生長(zhǎng)發(fā)育和生理生化產(chǎn)生直接影響,從而降低作物的品質(zhì)與產(chǎn)量。例如,鎘屬于對(duì)植物生長(zhǎng)危害性較大的重金屬,如果土壤鎘含量較高,植物葉片上的葉綠素結(jié)構(gòu)就會(huì)被破壞,根系生長(zhǎng)被抑制,阻礙根系吸收土壤中的養(yǎng)分與水分,降低產(chǎn)量;會(huì)對(duì)人體生命健康帶去影響。土壤中存在的重金屬污染物可以借助食物鏈對(duì)人體健康造成危害。例如,汞進(jìn)入人體后被直接沉入到肝臟中,破壞大腦的視神經(jīng)。
2 解決重金屬污染問(wèn)題的方法
2.1 工程治理法
所謂的工程治理法,是通過(guò)利用化學(xué)或者是物理學(xué)中的相關(guān)原理,對(duì)土壤中的重金屬污染問(wèn)題展開有效治理的一種方法。現(xiàn)階段,工程治理法主要包括了熱處理法、淋洗法與電解法等[1]。在眾多重金屬污染處理方法中的處理效果更好、處理工藝的穩(wěn)定性更高。但該項(xiàng)方法處理過(guò)程和處理工藝復(fù)雜,需要花費(fèi)的成本高,且經(jīng)過(guò)該方法處理后的土壤,其本身的肥力會(huì)有所降低。
2.2 生物治理法
該方法指的是借助生物在生長(zhǎng)過(guò)程中的一些習(xí)性,來(lái)達(dá)到改良、抑制、適應(yīng)重金屬污染的目的。在該項(xiàng)治理方法中最為常見的就是微生物、植物和動(dòng)物治理法。生物治理是利用鼠類和蚯蚓等動(dòng)物能夠吸收重金屬的特性;植物治理則是利用植物積累到一定程度可以清除重金屬污染,對(duì)重金屬具有忍耐力的特質(zhì)。工程治理法相比,生物治理方式投資相對(duì)較小、管理便利、對(duì)環(huán)境破壞性小等優(yōu)勢(shì),但治理時(shí)間較長(zhǎng)[2]。
2.3 化學(xué)治理法
化學(xué)治理法是通過(guò)向已經(jīng)被重金屬污染的土壤中投入適量的抑制劑和改良劑等其他化學(xué)物質(zhì)的方式,增加有機(jī)質(zhì)、陽(yáng)離子等在土壤中代換量和粘粒含量,來(lái)改變被污染土壤電導(dǎo)、Eh、pH等其他理化性質(zhì),使重金屬可以通過(guò)還原、氧化、拮抗、吸附、沉淀、抑制等化學(xué)作用被有效消除[3]。
3 結(jié)束語(yǔ)
在社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平不斷提升,重金屬對(duì)土壤污染程度逐漸加深的今天,對(duì)重金屬污染現(xiàn)狀,以及其可能會(huì)造成的危害等問(wèn)題展開細(xì)致的分析與研究,并利用工程、生物、化學(xué)等方式來(lái)有效的緩解和治理土壤當(dāng)前存在的重金屬嚴(yán)重污染問(wèn)題,能夠?qū)ξ覈?guó)土壤的生態(tài)環(huán)境和內(nèi)部結(jié)構(gòu)進(jìn)行重構(gòu),為我國(guó)城市發(fā)展和社會(huì)建設(shè)提供充足的土壤資源。
參考文獻(xiàn)
Study on the status and detection technology of heavy metal pollution in water environment
CHEN Huiming, LIU Min, XIAO Nanjiao, LUO Yong
(Jiangxi Environmental Monitoring Center, 330039, Nanchang, PRC)
Abstract: this paper summarizes the current situation of heavy metal pollution in water environment in China .It has been found that many bays and rivers have been polluted by heavy metals in China, and they are mostly compound pollution. The author also introduces some detective methods, such as electrochemical analytical methods and spectral methods and etc. The research results can be used for providing technological support for detection of heavy metal and protection of ecological environment.
Key words: water environment; heavy mental pollution; detection
前言
若金屬元素的原子密度超過(guò)每立方厘米五克,即可認(rèn)為其是重金屬。如銅、鉛、鋅、鎘鐵、錳等,均屬于重金屬,共有四十五種。若水體內(nèi)排入的重金屬物質(zhì),無(wú)法結(jié)合自凈能力將其凈化,而最終導(dǎo)致水體的性質(zhì)、組成等發(fā)生改變,影響水體內(nèi)生物生長(zhǎng),并對(duì)人的健康、生活產(chǎn)生不良影響的,即屬于水環(huán)境重金屬污染。在工業(yè)、農(nóng)業(yè)快速發(fā)展的同時(shí),許多污染物被排入河流內(nèi),其中也包含重金屬,最終導(dǎo)致水質(zhì)惡化,也由此產(chǎn)生了一系列嚴(yán)重后果。不論是在何種環(huán)境中,重金屬污染物的降解都極為困難,并且能夠積累在植物、動(dòng)物體內(nèi),并結(jié)合食物鏈不斷富集,最終進(jìn)入人體,對(duì)人體健康產(chǎn)生危害,這類污染物也是對(duì)人體產(chǎn)生最大危害的一種污染物[1]。
1、目前我國(guó)水環(huán)境中重金屬污染的現(xiàn)狀
1.1我國(guó)水環(huán)境重金屬污染的范圍比較廣
不論是海南的三亞灣、還是廣東地區(qū)的北江、亦或是武漢的東湖、連云港的排淡河、山東地區(qū)的膠州灣、長(zhǎng)春的松花江等,都體現(xiàn)出了極為顯著的重金屬污染特征。
1.2我國(guó)水環(huán)境中重金屬污染大多為復(fù)合污染
對(duì)比國(guó)家相關(guān)的水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)來(lái)看,山東曲阜的大沂河、包頭段黃河內(nèi),均出現(xiàn)了極為嚴(yán)重的Cu等重金屬的污染。Cd污染,則主要出現(xiàn)在香港的四大重點(diǎn)河流之中;就黃浦江上游的飲用水源來(lái)看,不論是支流、還是干流,Hg的平均濃度均超過(guò)了地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)(GB3838-2002)的Ⅲ類水標(biāo)準(zhǔn),而對(duì)比Ⅲ類水標(biāo)準(zhǔn)后可以發(fā)現(xiàn),不論是干流、還是支流的As濃度相對(duì)較低[2]。
1.3重金屬的含量與水環(huán)境的鹽度及pH值等有關(guān)
若鹽度偏高,則重金屬元素在水中的含量相對(duì)較高、水底沉積物內(nèi)則不會(huì)出現(xiàn)較高的金屬含量;若鹽度偏低,則恰好相反。當(dāng)pH值相對(duì)偏高時(shí),重金屬元素含量偏低的為水體,而偏高的則為水底沉積物;若pH值較低時(shí),則正好相反[3]。
1.4重金屬含量一般表現(xiàn)為近岸高,中部低;沉積物中高,水相中較低
第二松花江中下游河段,水中重金屬平均含量都不高,且遠(yuǎn)未達(dá)到國(guó)家制定的相關(guān)地表水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn);對(duì)比河段水中的重金屬含量來(lái)看,沉積物內(nèi)的重金屬含量則明顯偏高。在巢湖湖區(qū)、支流沉積物內(nèi)重金屬含量的對(duì)比方面來(lái)看,支流的Cd、Zn等含量更高。
1.5重金屬的潛在生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)較高
處于第二松花江中下游區(qū)域的沉積物,其重金屬含量目前已達(dá)到中等偏強(qiáng)的生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)等級(jí),且主要為Cd以及Hg。長(zhǎng)江口表層水體內(nèi)存在的類金屬以及重金屬,就采樣點(diǎn)位來(lái)看,重金屬含量相對(duì)較低,但仍有潛在風(fēng)險(xiǎn)存在。香港重點(diǎn)河流,基本都面臨生態(tài)危害,有個(gè)別區(qū)域目前的生態(tài)危害已相對(duì)較強(qiáng)。此外,水量、季節(jié)的變化等,也都會(huì)導(dǎo)致水環(huán)境內(nèi)重金屬含量產(chǎn)生變化。
2、水環(huán)境中重金屬的檢測(cè)技術(shù)方法研究與發(fā)展
因?yàn)椴徽撌侨梭w、還是環(huán)境,都將因重金屬元素受到影響,所以檢測(cè)重金屬工作就顯得極為關(guān)鍵。當(dāng)前,對(duì)重金屬進(jìn)行檢測(cè)的方法主要有:電化學(xué)法、光譜法等。
2.1電化學(xué)分析法
結(jié)合電極上、溶液內(nèi)物質(zhì)的化學(xué)性質(zhì),由此形成的一種分析方法,即為電化學(xué)分析法。結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、小巧、操作便捷,都是該方法的主要優(yōu)點(diǎn),能夠進(jìn)行連續(xù)、自動(dòng)化分析,分析方法較為準(zhǔn)確、便捷[4]。具體方法包括如下:
2.1.1伏安法和極譜法
結(jié)合電解過(guò)程,不論是極譜法、還是伏安法,都可對(duì)流-電位、電位-時(shí)間曲線進(jìn)行分析,其區(qū)別在于:前者運(yùn)用的是表面可周期更新的滴汞電極、后者則為表面無(wú)法更新、固體電極等液體電極。伏安法內(nèi)還包括了吸附溶出、陰極溶出伏安法等,其檢測(cè)下限極低,這也是伏安法的主要優(yōu)勢(shì),能夠在現(xiàn)場(chǎng)、在線運(yùn)用,同時(shí)也可實(shí)現(xiàn)多元素識(shí)別[5]。
2.1.2電位分析法
若此時(shí)的電流為零,電位分析法可對(duì)電池的電極電位、電動(dòng)勢(shì)等進(jìn)行測(cè)定,由此結(jié)合濃度以及電極電位的關(guān)系,實(shí)現(xiàn)物質(zhì)濃度的測(cè)定。該方法的優(yōu)點(diǎn)較多,如試樣需求較少、較好的選擇性,同時(shí)不會(huì)破壞試液,因此在分析珍貴試樣時(shí),較為適用。這種方法能夠?qū)崿F(xiàn)快速測(cè)定、操作相對(duì)簡(jiǎn)單,因此連續(xù)化、自動(dòng)化也可實(shí)現(xiàn)。
2.1.3電導(dǎo)分析法
結(jié)合對(duì)溶液電導(dǎo)值的測(cè)量,獲得其中離子濃度的方法,即被認(rèn)為是電導(dǎo)分析法,大致可分為兩種,分別是電導(dǎo)滴定法以及直接電導(dǎo)法。其優(yōu)勢(shì)在于便捷、快速,后者的靈敏度相對(duì)較高,缺點(diǎn)則是電導(dǎo)值的測(cè)定,為所有電導(dǎo)的總和,而不能對(duì)其中具體離子的含量進(jìn)行測(cè)定和區(qū)分,由此影響選擇性。
2.2光譜法
2.2.1原子熒光光譜法
其原理在于,原子蒸氣對(duì)特定波長(zhǎng)的光輻射進(jìn)行吸收,由此得以激發(fā),當(dāng)原子被激發(fā)以后,結(jié)合該過(guò)程發(fā)射出特定波長(zhǎng)的光輻射,即原子熒光。在相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)條件下,不論熒光類型是什么,其輻射強(qiáng)度均與被分析物質(zhì)的原子濃度為正比關(guān)系,按照波長(zhǎng)分布可開展定性分析。這種方法的選擇性較強(qiáng)、靈敏度相對(duì)較高,方法相對(duì)簡(jiǎn)單。其欠缺之處在于,應(yīng)用范圍并不廣泛,因?yàn)樵S多物質(zhì)的熒光產(chǎn)生,需要結(jié)合試劑加入才能實(shí)現(xiàn)[6]。另外,還需要深入的對(duì)化合物結(jié)構(gòu)、熒光產(chǎn)生過(guò)程的關(guān)系進(jìn)行探究。
2.2.2原子發(fā)射光譜法
結(jié)合電激發(fā)、熱激發(fā)之下,試樣內(nèi)的不同離子、原子發(fā)射特征的電磁輻射,而開展的針對(duì)元素的定量、定性分析的方法,即為原子發(fā)射光譜法。其優(yōu)勢(shì)在于,有較好的選擇性、分析速度相對(duì)較快,隨待測(cè)元素的多少,會(huì)對(duì)準(zhǔn)確度存在影響。其缺陷在于,設(shè)備相對(duì)昂貴,而如硫等非金屬元素,則無(wú)法較為靈敏的加以分析。一般以元素分析為主,但就樣品內(nèi)上述元素的化合物狀態(tài),則無(wú)法確定。
2.2.3原子吸收光譜法
以蒸汽相內(nèi)被測(cè)元素的基態(tài)粒子為基礎(chǔ),測(cè)定原子共振輻射的吸收強(qiáng)度、被測(cè)元素含量的一種方式,即為原子吸收光譜法。火焰原子吸收光譜法的檢測(cè)限可達(dá)到10-9g/L,石墨爐原子吸收光譜法的檢測(cè)限可達(dá)到10-10~10-14g/L[7]。此種方式的優(yōu)勢(shì)在于:良好的選擇性、較高的準(zhǔn)確性、易于消除、干擾相對(duì)較少;缺陷則在于:無(wú)法直接對(duì)許多非金屬元素加以測(cè)定,對(duì)一種元素分析之后,就需要對(duì)元素?zé)暨M(jìn)行更換,對(duì)不同元素的測(cè)定,則需要對(duì)不同的元素?zé)暨M(jìn)行更換,無(wú)法完成同時(shí)對(duì)各類元素的測(cè)定,若試樣相對(duì)復(fù)雜,則會(huì)產(chǎn)生嚴(yán)重干擾,儀器較為昂貴。
2.2.4電感耦合等離子體光譜法
在當(dāng)前應(yīng)用的AES光源中,應(yīng)用最為廣泛的當(dāng)屬電感耦合等離子體光源。對(duì)比上述方法來(lái)看,這種方法具備如下優(yōu)勢(shì),干擾相對(duì)較少、分析速度相對(duì)較快、較寬的線性范圍,能實(shí)現(xiàn)多種被測(cè)元素特征光譜的同時(shí)讀取,此外還可以對(duì)多種元素同時(shí)進(jìn)行定量、定性分析。其缺陷在于,操作以及設(shè)備費(fèi)用相對(duì)較高,就部分元素而言,也不存在顯著優(yōu)勢(shì)。
2.2.5質(zhì)譜法
通過(guò)對(duì)待測(cè)物質(zhì)進(jìn)行分子到帶電粒子的轉(zhuǎn)化,結(jié)合交變電場(chǎng)、穩(wěn)定磁場(chǎng)的利用,讓上述粒子可結(jié)合質(zhì)量大小的順序排序,并對(duì)此進(jìn)行分離,形成具備一定規(guī)則,同時(shí)能夠檢測(cè)的質(zhì)量譜,即為質(zhì)譜法。和其他方式對(duì)比來(lái)看,這種方法具有如下優(yōu)勢(shì):動(dòng)態(tài)范圍相對(duì)寬泛、分析精密度相對(duì)較高、可同時(shí)對(duì)多種元素進(jìn)行測(cè)定,其能夠精確的對(duì)同位素信息進(jìn)行提供[8]。但是,這類儀器的造價(jià)相對(duì)過(guò)高,就目前而言,本方法的應(yīng)用依然以研究領(lǐng)域?yàn)橹鳎⑶遥陬A(yù)處理檢測(cè)樣品方面,步驟相對(duì)較多,對(duì)儀器自動(dòng)化帶來(lái)了諸多困難。
此外,包括生物傳感器、酶抑制法等相關(guān)檢測(cè)方法,伴隨著檢測(cè)技術(shù)的逐漸發(fā)展,也在檢測(cè)水環(huán)境重金屬方面,發(fā)揮了越來(lái)越關(guān)鍵的作用。
3、結(jié)論
重金屬污染能夠不斷富集,并最終對(duì)動(dòng)植物、人體以及環(huán)境產(chǎn)生一定負(fù)面影響,具備潛在的危險(xiǎn)性,因此這也是一個(gè)不容忽視的問(wèn)題。工業(yè)污染是重金屬污染的主要來(lái)源,企業(yè)的排放要達(dá)標(biāo),管理要嚴(yán)格,最為關(guān)鍵的是當(dāng)前國(guó)家的管理機(jī)制尚未健全,仍需繼續(xù)完善。在水環(huán)境監(jiān)測(cè)工作方面,重金屬檢測(cè)工作能夠?yàn)榇颂峁┮欢ㄒ罁?jù)。近年來(lái),伴隨著多種分析儀器的開發(fā),重金屬檢測(cè)也逐步體現(xiàn)出準(zhǔn)確性、靈敏度高等優(yōu)勢(shì)。各類檢測(cè)方法都具備各自的特點(diǎn)以及適用的范圍,如電感耦合等方法,具有較高的靈敏度,能夠在幾乎所有重金屬檢測(cè)方面運(yùn)用,但就處理樣品以及檢測(cè)進(jìn)程來(lái)看,相對(duì)復(fù)雜,因此若想實(shí)現(xiàn)在線、現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè),則相對(duì)困難,不論是使用儀器、還是安裝設(shè)備,都具有較高要求。
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基金項(xiàng)目:云南省應(yīng)用基礎(chǔ)研究自籌經(jīng)費(fèi)項(xiàng)目(編號(hào):2010ZC090)資助
作者簡(jiǎn)介:吳 明(1987―),女,西南林業(yè)大學(xué)環(huán)境與科學(xué)工程系碩士研究生。
通訊作者:貝榮塔(1965―),男,廣西昭平人,碩士,副教授,主要從事土壤學(xué)、環(huán)境污染及環(huán)境生態(tài)等方面的教學(xué)與研究工作。
中圖分類號(hào):X143
文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A
文章編號(hào):16749944(2011)10009303
お
1 引言
自20世紀(jì)20年代以來(lái),隨著采礦、冶煉、化工、電鍍、電子等行業(yè)的發(fā)展,以及民用固體廢棄物不合理填埋和堆放,大量化肥、農(nóng)藥的施用,使得各種重金屬污染物進(jìn)入到生態(tài)環(huán)境當(dāng)中。許多發(fā)展中和發(fā)達(dá)國(guó)家,都面臨著同樣嚴(yán)重的重金屬污染問(wèn)題[1]。據(jù)我國(guó)環(huán)保部門統(tǒng)計(jì),從2009年至今,我國(guó)已經(jīng)連續(xù)發(fā)生30多起特大重金屬污染事件。從2006年甘肅徽縣鉛中毒事件到2010年江蘇鹽城大豐市兒童血鉛事件;從2009年湖南婁底雙峰縣某公司違法轉(zhuǎn)移鉻渣引起鉻污染事件到2011年云南省鉻渣入水庫(kù)事件[2],重金屬污染事件的頻繁發(fā)生,已經(jīng)對(duì)人們的生存構(gòu)成威脅,因此引起人們高度重視。
重金屬是指原子密度大于5g/cm3的金屬元素,大約有40種,主要包括Cd、Cr、Hg、Pb、Cu、Zn、Ag、Sn等[3]。因此,一般認(rèn)為不超過(guò)一定濃度的重金屬都不會(huì)對(duì)人體造成危害。但是重金屬由于不能被生物降解,通過(guò)食物鏈的富集后進(jìn)入人體。當(dāng)達(dá)到一定濃度后就會(huì)對(duì)人體造成傷害[4]。實(shí)驗(yàn)證明鉛是重金屬污染中毒性較大的一種。一旦進(jìn)入人體很難排除。鉛不僅能直接傷害人的腦細(xì)胞,特別是胎兒的神經(jīng)系統(tǒng),造成先天智力低下,甚至有致癌、致突變作用[5]。鎘可以導(dǎo)致高血壓,引起心腦血管疾病,破壞骨骼和肝腎,引起腎功能衰竭。砷是砒霜的組成之一,有劇毒,會(huì)致人迅速死亡,長(zhǎng)期少量接觸,會(huì)導(dǎo)致慢性中毒,并有致癌性[6]。因此,加強(qiáng)對(duì)重金屬污染治理的研究對(duì)社會(huì)的可持續(xù)發(fā)展具有重要的意義。
2 野外采樣與測(cè)試分析
2.1 研究區(qū)域自然概況
東郊垃圾填埋場(chǎng)位于昆明市東南方向官渡區(qū)阿拉鄉(xiāng)白水塘村,是目前昆明市主城區(qū)生活垃圾處理兩大基地之一。該區(qū)域位于白水塘村東南方向,東經(jīng)102°51′36″~102°52′12″,北緯24°58′48″~25°0′0″,東西寬約1 000m,南北長(zhǎng)約500m,占地面積約為0.48km2。該區(qū)域地形復(fù)雜,平均海拔為2 000m,屬低緯度高海拔地區(qū)。
本區(qū)域氣候?qū)俦本晛啛釒夂?夏無(wú)酷暑,冬無(wú)嚴(yán)寒,四季如春,分為明顯的干、濕兩季。平均氣溫14.5℃,最熱月平均氣溫19.7℃,最冷月平均氣溫7.5℃。全年降水量約1 031mm,相對(duì)濕度為74%。全年無(wú)霜期近年均在240d以上。全年晴天較多,日照數(shù)年均2445.6h,日照率56%.終年太陽(yáng)投射角度大,年均總輻射量達(dá)129.78kCal/cm2,其中濕季62.78kCal/cm2,干季67kCal/cm2。該區(qū)域自然土壤為紅色土壤,堆填區(qū)無(wú)植被覆蓋,垃圾場(chǎng)四周植被稀疏,多為草本植物和小灌木,喬木以低齡松樹為主。
2.2 樣品采集
實(shí)驗(yàn)材料來(lái)源于昆明市東郊垃圾填埋場(chǎng)的滲濾水處理廠。該處理廠采用的處理方法是利用露天過(guò)濾池對(duì)滲濾水進(jìn)行過(guò)濾,同時(shí)進(jìn)處理車間進(jìn)行處理,然后將處理后的水排入處理后水池,最后排入環(huán)境。
在滲濾水處理廠中布點(diǎn)采樣,布點(diǎn)見圖1。用塑料瓶分別在各池和蓄積雨水地采集滲濾水水樣。在二級(jí)未過(guò)濾水池、一級(jí)未過(guò)濾水池、原水池、處理后水池以及蓄積雨水地取的水樣分別標(biāo)號(hào)為1、2、3、4、0,其中1、2、3、4號(hào)水樣分別取4個(gè)重復(fù),0號(hào)水樣取兩個(gè)重復(fù)。水樣存放于實(shí)驗(yàn)室內(nèi),待分析測(cè)定。
2.3 測(cè)試分析
2.3.1 水樣中銅、鋅、鉛、鎘等測(cè)定分析過(guò)程
銅、鋅、鉛、鎘等金屬的測(cè)定分析采用原子吸收分光光度法[7~8]。使用儀器是北京瑞利原子吸收分光光度計(jì)[9]。水樣預(yù)處理:取50mL水樣放入100mL燒杯中,加入濃硝酸5mL,在電熱板上加熱消解(不要沸騰)。蒸至10mL左右,加入5mL硝酸和2mL高氯酸。繼續(xù)消解,直至1mL左右。如果消解不完全,再加入5mL硝酸和2mL高氯酸,再次蒸至1mL左右。取下冷卻,加水溶解殘?jiān)?通過(guò)中速濾紙濾入50mL容量瓶中,用蒸餾水稀釋至標(biāo)線。分別在原子吸收分光光度計(jì)上測(cè)定吸光度[10]。
2.3.2 水樣中砷的測(cè)定分析過(guò)程
水樣中砷的測(cè)定采用二乙氨基二硫代甲酸銀分光光度法[7~8]。使用的儀器是北京普析TU-1800紫外分析光度計(jì)[9]。取50mL水樣放入100mL燒杯中,加入4mL濃硫酸和5mL濃硝酸。在電熱板上加熱消解至產(chǎn)生白色煙霧。如溶液不澄清,可再加5mL濃硝酸,繼續(xù)加熱至溶液澄清。取出冷卻,定容到50mL容量瓶中。把消解液倒入砷發(fā)生器中(預(yù)先接好),加入4mL碘化鉀,2mL氯化亞錫,搖勻,放置15min。取5mL吸收液置于干燥的吸收管中,插入導(dǎo)氣管,與砷發(fā)生器中迅速放入4g無(wú)砷鋅粒,并立即將導(dǎo)氣管與發(fā)生器連接好(保證連接處不漏氣),在室溫下反應(yīng)1h,使砷完全釋出。反應(yīng)完全后,用三氯甲烷將吸收液體積補(bǔ)足到5mL[10]。
3 結(jié)果與分析
3.1 滲濾水中主要重金屬成分及含量
通過(guò)用北京普析TU-1800紫外分析光度計(jì)和北京瑞利原子吸收分光光度計(jì)分析,得到了垃圾滲濾水中的主要重金屬成分及含量(表1)。
注:0.000 0代表未檢出
由表1看出,昆明市東郊垃圾填埋場(chǎng)滲濾水處理廠中滲濾水中主要重金屬包括砷、鉻、銅、鋅、鉛、鎘、錳。從平均值可以看出,重金屬含量從高到低依次是鉛、錳、鋅、鎘、砷、鉻、銅。隨著分級(jí)的處理,1、2、3號(hào)池中重金屬砷、鉻、銅、鋅、錳的含量逐步降低,鎘的含量有少量降低,而鉛的含量有所波動(dòng)。在4號(hào)池中,除了鉛的含量不穩(wěn)定外,各重金屬的含量均是降低的。由0號(hào)水樣數(shù)據(jù)可以看出,除了鉛,其他重金屬含量均與4號(hào)相近。由此,可以推斷出東郊垃圾場(chǎng)滲濾水處理廠所采用的露天蒸發(fā)等處理技術(shù)對(duì)鉛的去除力不明顯,對(duì)其他金屬的去除力較明顯。
3.2 滲濾水中重金屬污染狀況
3.2.1 地表水環(huán)境質(zhì)量
地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)(GB3838-88)[2]規(guī)定,依據(jù)地面水水域使用目的和保護(hù)目標(biāo)將其劃分為5類。該區(qū)域用水屬于農(nóng)業(yè)用水區(qū)及一般景觀要求水域,應(yīng)該執(zhí)行Ⅴ類標(biāo)準(zhǔn)。本區(qū)域中地表水包括過(guò)濾池池水和蓄積雨水。根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)限制不同,將數(shù)據(jù)分為兩組,分別對(duì)比(表2)。
3.2.2 砷、鉻、鎘達(dá)標(biāo)狀況
結(jié)合圖2和表2,可以看出,水樣在進(jìn)處理車間前,即水在過(guò)濾池內(nèi)時(shí),除鉻外,其他重金屬的含量均不能達(dá)到Ⅴ類標(biāo)準(zhǔn)。而蓄積雨水中,鎘含量不達(dá)標(biāo),砷、鉻含量達(dá)標(biāo)。
3.2.3 銅、鋅、錳、鉛達(dá)標(biāo)狀況
結(jié)合圖3和表2,可以看出,水樣在過(guò)濾池內(nèi)時(shí),鉛的含量嚴(yán)重超標(biāo),銅和鋅含量微小,錳的含量只在原水中超標(biāo)。而蓄積雨水中,除鉛外,其他重金屬含量均遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于標(biāo)準(zhǔn)值。
可以得出,從重金屬方面看,水樣在進(jìn)處理車間前,砷、鎘、鉛含量達(dá)不到Ⅴ類標(biāo)準(zhǔn),其他重金屬達(dá)標(biāo);在蓄積雨水中,鎘、鉛達(dá)不到Ⅴ類標(biāo)準(zhǔn),其他重金屬均達(dá)標(biāo)。滲濾水水質(zhì)達(dá)不到Ⅴ類標(biāo)準(zhǔn),處理后也不能達(dá)到Ⅴ類標(biāo)準(zhǔn),不能用于用水。蓄積雨水,也達(dá)不到Ⅴ類標(biāo)準(zhǔn),可見當(dāng)?shù)氐乇硭驯晃廴尽?/p>
圖3 銅、錳、鉛、鋅含量おお
3.3 滲濾水中重金屬排放狀況
根據(jù)污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)(GB8978-88)[2],按地面水域使用功能要求和污水排放去向,對(duì)地面水水域和城市下水道排放的污水分別執(zhí)行一、二、三級(jí)標(biāo)準(zhǔn)。該區(qū)域用水屬于農(nóng)業(yè)用水,對(duì)應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)中的一般保護(hù)水域,因此執(zhí)行二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)。將排放處測(cè)定值與測(cè)定標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行比較,見表3。
表3 污染物最高允許排放濃度及測(cè)量數(shù)據(jù)比較mg/L
AsCuZnPbCdMnCr
排放處測(cè)定值0.0130.000 00.000 00.3650.096 30.098 50.884 6
第一類污染物0.51.00.11.5
第二類污染物(二級(jí)標(biāo)準(zhǔn))1.05.05.0
結(jié)果達(dá)標(biāo)達(dá)標(biāo)達(dá)標(biāo)達(dá)標(biāo)達(dá)標(biāo)達(dá)標(biāo)達(dá)標(biāo)
東郊垃圾場(chǎng)滲濾水處理廠處理后水樣中7種主要重金屬的含量均低于污染物最高允許排放濃度,可以排放進(jìn)入環(huán)境中。從而推斷出滲濾水原水必須經(jīng)過(guò)處理后才能進(jìn)行排放,否則會(huì)對(duì)環(huán)境造成重金屬污染,因此垃圾場(chǎng)滲濾水處理廠的建設(shè)是非常必要的。
4 結(jié)語(yǔ)
昆明市東郊垃圾填埋場(chǎng)滲濾水處理廠中滲濾水中主要重金屬包括砷、鉻、銅、鋅、鉛、鎘、錳。從平均值可以看出,重金屬含量從高到低依次是鉛、錳、鋅、鎘、砷、鉻、銅。處理技術(shù)對(duì)鉛的去除力不明顯,其他重金屬均較明顯。可見該滲濾水處理廠需改進(jìn)技術(shù),加強(qiáng)對(duì)鉛的去除能力。
從重金屬方面看,水樣在進(jìn)處理車間前,砷、鎘、鉛含量達(dá)不到Ⅴ類標(biāo)準(zhǔn),其他重金屬達(dá)標(biāo);在蓄積雨水中,鎘、鉛達(dá)不到Ⅴ類標(biāo)準(zhǔn),其他重金屬均達(dá)標(biāo)。
(1)滲濾水中含有多種重金屬污染物,對(duì)于難去除的重金屬應(yīng)該特別對(duì)待,建議在露天蒸發(fā)過(guò)程中應(yīng)對(duì)過(guò)濾池進(jìn)行防滲處理。
(2)昆明在雨季時(shí),降雨量較大,此時(shí)應(yīng)該對(duì)滲濾池進(jìn)行保護(hù),以防正在進(jìn)行過(guò)濾的滲濾水溢出,進(jìn)入河水或者水庫(kù),污染更多水體。
(3)建議相關(guān)政府部門加強(qiáng)對(duì)垃圾場(chǎng)環(huán)境的宣傳及管理工作,發(fā)動(dòng)周邊群眾一起監(jiān)督垃圾場(chǎng)的工作。
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隨著化學(xué)工業(yè)的飛速發(fā)展,人們對(duì)金屬礦產(chǎn)品的需求也呈現(xiàn)日益增長(zhǎng)的趨勢(shì)。小到餐廳廚房的炊具以及珠寶首飾,大到核工業(yè)的核能物質(zhì)。而由金屬污染引發(fā)的環(huán)境問(wèn)題日趨嚴(yán)重,其對(duì)生態(tài)系統(tǒng)中水體及土壤的破壞基本上難以修復(fù),并且人為的改造和維護(hù)也很難進(jìn)行。尤其是前段時(shí)間的“牛奶河”事件再一次為我們敲響了環(huán)境保護(hù)的警鐘以及讓我們清楚地看到化工行業(yè)引起的水體及土壤重金屬污染的現(xiàn)狀和不爭(zhēng)的事實(shí)。
一、重金屬污染的種類及來(lái)源
所謂重金屬污染,是指由重金屬及其化合物引起的環(huán)境污染。尤其是由化工行業(yè)引起的水體及土壤重金屬污染具有永久性以及明顯的累積效應(yīng)。如下圖為重金屬在水體及土壤中的遷移轉(zhuǎn)化機(jī)理[1]。
1.1 水重金屬污染
重金屬在水體中積累到一定的限度就會(huì)對(duì)水體-水生植物-水生動(dòng)物系統(tǒng)產(chǎn)生嚴(yán)重危害,并可能通過(guò)食物鏈直接或間接地影響到人類的自身健康[2]。對(duì)水質(zhì)產(chǎn)生污染的重金屬主要有Cd、Pb、As、Hg、Cr和Co等。其中以Hg的毒性最大,Cd次之。此外,As由于其毒性可將其歸為重金屬污染。
1.2 土壤重金屬污染
土壤重金屬污染是指由于人類活動(dòng)將重金屬帶入到土壤中,致使土壤中重金屬含量明顯高于背景含量、并可能造成現(xiàn)存的或潛在的土壤質(zhì)量退化、生態(tài)與環(huán)境惡化的現(xiàn)象[1]。污染土壤的重金屬包括生物毒性顯著的元素如Cd、Pb、Hg、Cr、As,以及有一定毒性的元素如Cu、Zn、Ni。
1.3 重金屬污染的來(lái)源
重金屬的污染主要來(lái)源化學(xué)工業(yè)污染,污染源主要有冶煉、化工、電鍍、電子、制革等行業(yè)排放的“三廢”等以及民用固體廢棄物不合理填埋堆放和大量化肥、農(nóng)藥的施用,使得各種重金屬污染物以單質(zhì)或離子形態(tài)進(jìn)入水體、土壤以及人體[2]。
二、重金屬污染的防治措施
2.1水體重金屬污染的防治對(duì)策
2.1.1 控制水體重金屬污染源
控制重金屬污染源,預(yù)防水體的污染。一方面要加強(qiáng)水資源的管理力度;另一方面要嚴(yán)格控制各種污水的排放源頭以及監(jiān)督、管理和控制有關(guān)工業(yè)部門和改革其生產(chǎn)工藝[3]。
2.1.2 水體重金屬污染的工程治理
目前常用的治理水體重金屬污染的工程工程措施主要有三類,即物理處理法、化學(xué)處理法及生物處理法[3]。
2.1.2.1 物理和化學(xué)方法
物理和化學(xué)方法屬于傳統(tǒng)處理重金屬污染水體的的措施,包括沉淀法、螯合樹脂法、高分子捕集劑法、天然沸石吸附法、膜技術(shù)、活性炭吸附工藝以及離子交換法等[4]。物理和化學(xué)方法具有凈化效率高、周期較短等優(yōu)點(diǎn);但存在選擇性小、流程長(zhǎng)、操作麻煩以及處理費(fèi)用高等缺點(diǎn)。
2.1.2.2 生物處理法
生物處理法相對(duì)常規(guī)水處理法有投資小、成本低以及工藝簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)而得到廣泛應(yīng)用。國(guó)外,Groudeva等[5](2001) 對(duì)用生物修復(fù)水體的重金屬污染作了最新的綜述。總之,水體有害重金屬的生物修復(fù)技術(shù)有著廣泛、低廉的原材料及很好的前景。
2.2 土壤重金屬污染的防治對(duì)策
土壤受重金屬污染后,蓄積在土壤中的有害重金屬能遷移到水、空氣和植物中難以消除[6]。因此,土壤受重金屬污染應(yīng)以“預(yù)防為主”。
2.2.1 綜合防護(hù)措施
控制和消除土壤的重金屬污染源,同時(shí)采取消除土壤中的重金屬污染物或控制重金屬污染物遷移轉(zhuǎn)化的措施,使其不能進(jìn)入食物鏈[6]。
2.2.2 生物防治
土壤污染物質(zhì)可通過(guò)生物降解或植物吸收而凈化土壤。如羊齒鐵角蕨植物對(duì)土壤中Cd的吸收率可達(dá)10%,多年可使土壤Cd含量降低50% [7]。
2.2.3 施加抑制劑
土壤施加某種抑制劑,可改變重金屬在土壤中的遷移轉(zhuǎn)化,減少作物吸收,如使用石灰可增加土壤PH,使Cu、Zn、Hg、Cd等金屬或氫氧化物沉淀。研究表明,施用石灰后稻米含Cd量可降低30%[6]。
三、結(jié)論
隨著水體及土壤重金屬污染的日益嚴(yán)重化以及重金屬污染物進(jìn)入生態(tài)系統(tǒng)后造成難以修復(fù)的危害,其正越來(lái)越為人們所了解和重視。目前重金屬污染的治理方法以物理化學(xué)方法為主,生物修復(fù)技術(shù)作為經(jīng)濟(jì)、高效和環(huán)保的治理技術(shù)在治理和防治重金屬污染方面將發(fā)揮更大作用。新型高效的水體及土壤重金屬污染防治措施有待優(yōu)化及創(chuàng)新。
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中圖分類號(hào) X56 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A 文章編號(hào) 1007-5739(2016)13-0227-01
東莞市位于廣東省中南部,屬珠江、東江沖積平原,土地肥沃,有豐富的土地、森林資源,瀕臨南海,地處北回歸線以南,屬于南亞熱帶海洋性氣候,年平均氣溫22.3 ℃,降水量1 780.4 mm,日照量1 780.4 h,具有良好的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)氣候條件。蔬菜在東莞農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中占據(jù)了極其重要的地位,一直以來(lái)是我國(guó)供港蔬菜的生產(chǎn)和出口基地,2014年?yáng)|莞蔬菜的播種面積保持在2萬(wàn)hm2左右,隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,大量工廠產(chǎn)生的廢氣廢水致使蔬菜中重金屬檢出率很高[1]。蔬菜重金屬污染問(wèn)題不僅影響了東莞市蔬菜出口和菜農(nóng)收入,還影響消費(fèi)者的健康。本文在綜述東莞蔬菜重金屬污染狀況的基礎(chǔ)上,提出生產(chǎn)過(guò)程中的多種防治措施。
1 蔬菜重金屬污染現(xiàn)狀
近年來(lái),東莞城市化和工業(yè)化快速發(fā)展,大量工廠的出現(xiàn),給農(nóng)業(yè)土壤帶來(lái)了嚴(yán)重的污染過(guò),特別是土壤重金屬污染。經(jīng)過(guò)調(diào)查,珠江三角洲典型地區(qū)中山市與東莞市鉛、鎘的污染比較嚴(yán)重,平均有13.2%的蔬菜樣品中鉛與鎘的含量超過(guò)國(guó)家衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)的允許量[2]。土壤中鎘污染為5種重金屬中最嚴(yán)重,平均污染指數(shù)超過(guò)警戒線4倍,為嚴(yán)重污染等級(jí)[1]。東莞市菜地土壤整體受到了輕度的重金屬污染,以西北部污染較為嚴(yán)重,東北部污染最輕[3]。東莞市土壤中主要受到Cd和Hg污染,許多蔬菜對(duì)重金屬都有積累能力,例如芥蘭對(duì)汞和鉻積累的能力較強(qiáng),空心菜、白菜和油菜對(duì)鉛、鎘的積累能力強(qiáng)。
2 蔬菜重金屬污染來(lái)源
2.1 大氣污染
東莞市有一些大型的蔬菜基地位于交通繁忙地帶或毗鄰高速公路。大氣污染主要來(lái)源于工業(yè)生產(chǎn)、汽車尾氣排放。大量的有害氣體和粉塵中含有重金屬。氣體中的重金屬經(jīng)過(guò)自然沉降和水沉降進(jìn)入土壤。污染物以二氧化硫、煙塵和粉塵為主,其次還有氮氧化物、一氧化碳、硫化氫、氟、鉛等。
2.2 水污染
東莞市的蔬菜用地環(huán)境受到周邊企業(yè)工業(yè)“三廢”、城鎮(zhèn)生活垃圾和農(nóng)業(yè)垃圾等涌入河道,使得河道里的水資源受到污染,污水中的重金屬隨著灌溉進(jìn)入農(nóng)田。
2.3 土壤污染
土壤污染表現(xiàn)在肥料元素積累過(guò)多、多種重金屬污染嚴(yán)重、農(nóng)藥和有機(jī)物污染物殘留量高等方面。過(guò)度施肥造成土壤酸化,導(dǎo)致土壤鹽漬化,土壤中的污染物主要包括Hg、Cd、As、Zn、Pb等重金屬。
3 防治措施
隨著社會(huì)的不斷發(fā)展,環(huán)境污染問(wèn)題日益突出。蔬菜重金屬污染具有潛伏性、地域性、長(zhǎng)期性、難治理性等特點(diǎn),其防治應(yīng)堅(jiān)持“預(yù)防為主,防治結(jié)合、綜合治理”的基本方針。針對(duì)東莞蔬菜重金屬污染提出幾點(diǎn)防治措施。
3.1 合理規(guī)劃蔬菜生產(chǎn)基地
隨著社會(huì)工業(yè)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展,城鎮(zhèn)化水平不斷提高,工業(yè)產(chǎn)區(qū)與農(nóng)業(yè)生產(chǎn)區(qū)不斷向郊區(qū)轉(zhuǎn)移。蔬菜生產(chǎn)基地應(yīng)該遠(yuǎn)離工業(yè)產(chǎn)區(qū)和城市生活污染區(qū),選擇環(huán)境較好的地區(qū)作為蔬菜生產(chǎn)基地。除此之外,對(duì)基地的環(huán)境要進(jìn)行實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)與評(píng)價(jià)。
3.2 隔絕污染源,控制重金屬流入食物鏈
治理重金屬污染問(wèn)題,首先最重要的是從源頭上做起,控制和消除污染源。在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)方面,減少化肥和農(nóng)藥的使用量,減少其在土壤中的殘留。此外,對(duì)于用來(lái)灌溉的水源,要制定相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn),禁止使用污水進(jìn)行灌溉。土壤中的重金屬主要通過(guò)植物的吸收積累,進(jìn)而通過(guò)食物鏈對(duì)人體造成危害。因此,控制植物對(duì)重金屬的吸收,可減少其在植物可食部分的積累量。
3.3 根據(jù)不同蔬菜累積重金屬的能力,合理布局
對(duì)于不同區(qū)域主要污染重金屬,篩選出選擇可食部分低累積重金屬的蔬菜作物或?qū)ξ廴局亟饘儆袕?qiáng)抗性的蔬菜品種栽培,并合理安排茬口進(jìn)行輪作。
3.4 改良土壤結(jié)構(gòu),提高土壤重金屬污染的抵抗能力
從源頭上改善土壤的組成與結(jié)構(gòu),從而減少土壤中的重金屬,降低作物對(duì)重金屬的吸收累積量。改變土壤中重金屬的存在形態(tài),如增加有機(jī)肥的使用量,可增加土壤膠體對(duì)重金屬的吸附能力,使得重金屬元素不易被作物吸收,也可促使土壤中某些重金屬的形態(tài)發(fā)生變化,從而有效降低其毒性[4]。
4 參考文獻(xiàn)
[1] 張沖.東莞蔬菜產(chǎn)區(qū)重金屬污染調(diào)查評(píng)價(jià)及土壤環(huán)境因子相關(guān)性分析[D].武漢:華中農(nóng)業(yè)大學(xué),2008.
土壤是地球表面的疏松表層,它是人類賴以生存的重要自然資源,并且在生態(tài)環(huán)境中占有重要地位。而近年來(lái),隨著工業(yè)的快速發(fā)展和鄉(xiāng)鎮(zhèn)城市化,土壤重金屬污染日益嚴(yán)重,由此會(huì)破壞人類生態(tài)環(huán)境,從而影響人們的健康,因此,土壤重金屬污染的修復(fù)技術(shù)已成為一個(gè)研究熱點(diǎn)。
一、土壤重金屬污染的危害
隨著工農(nóng)業(yè)的快速發(fā)展,多種工業(yè)如采礦、冶煉、電鍍、廢電池處理、金屬加工等的排放以及農(nóng)業(yè)中各種農(nóng)藥,化肥的施用均是土壤重金屬污染的來(lái)源。據(jù)報(bào)道,全世界平均每年排放Hg約1.5萬(wàn)噸,Cu 340萬(wàn)噸,Mn 1500萬(wàn)噸,Pb 500萬(wàn)噸,Ni 100萬(wàn)噸[1]。土壤重金屬污染具有污染面積達(dá)、積累時(shí)間長(zhǎng)、不易被微生物降解、有明顯的生物富集作用等特點(diǎn),被重金屬污染的土壤會(huì)嚴(yán)重影響到農(nóng)作物的生長(zhǎng)和發(fā)育,從而導(dǎo)致農(nóng)作物的減產(chǎn)并污染農(nóng)作物。安志裝等人[2]研究發(fā)現(xiàn)鎘與巰基氨基酸和蛋白質(zhì)的結(jié)合會(huì)引起氨基酸蛋白質(zhì)的失活,甚至使植物死亡。另外,土壤中的重金屬會(huì)被農(nóng)作物吸收并在農(nóng)作物體內(nèi)富集,通過(guò)食物鏈進(jìn)入人體,從而嚴(yán)重危害人體健康。
二、土壤重金污染修復(fù)技術(shù)
1.物理化學(xué)修復(fù)技術(shù)
1.1化學(xué)固化
化學(xué)固化法指的是通過(guò)在土壤中加入土壤固化劑來(lái)改變土壤的有機(jī)質(zhì)含量、礦物組成、pH值和Eh值等理化性質(zhì),再經(jīng)重金屬的吸附或共沉淀作用來(lái)調(diào)節(jié)其在土壤中的移動(dòng)性,從而降低其共生物有效性。固化劑將污染土壤中的重金屬固定后,不僅可以減少重金屬通過(guò)徑流和淋洗作用對(duì)地表水和地下水的污染,而且被污染的土壤還有可能重建植被[3]。雖然化學(xué)固化法可以固化土壤中的重金屬,但固化劑只是改變重金屬在土壤中的存在形態(tài),重金屬仍留在土壤中,因而該方法還有待進(jìn)一步的研究探討。
1.2電動(dòng)修復(fù)
電動(dòng)修復(fù)是近年來(lái)快速發(fā)展的技術(shù),其作用機(jī)理是將電極對(duì)插入被污染的土壤中,在通入微弱電流形成電場(chǎng),使土壤中的重金屬在電場(chǎng)形成的各種電動(dòng)力學(xué)效應(yīng)下定向移動(dòng),在電極區(qū)附近富集,從而將重金屬處理或分離。
對(duì)于低滲透的粘土和淤泥土的修復(fù),電動(dòng)修復(fù)是常用的技術(shù)。鄭喜坤等人[4]研究了電動(dòng)修復(fù)技術(shù)對(duì)沙土中Pb2+、Cu3+等重金屬離子的去除效果,結(jié)果表明,重金屬離子的去除率達(dá)99%以上。電動(dòng)修復(fù)技術(shù)是一種原位修復(fù)技術(shù),它可以有效的去除土壤中的重金屬離子,并且經(jīng)濟(jì)效益好,是一種可行的修復(fù)技術(shù)。
1.3土壤淋洗
土壤淋洗是一種適用于治理大面積重廢污染土壤的方法。所謂淋洗,是指利用提取劑(包括有機(jī)或無(wú)機(jī)酸、堿、鹽、表面活性劑和聚合劑等)將土壤中的固相重金屬轉(zhuǎn)化為液相,土壤在經(jīng)水淋洗處理后可歸回原位利用,而對(duì)于富含重金屬的廢水也可進(jìn)行回收處理,從而達(dá)到修復(fù)土壤的目的[5]。吳華龍等人[6]研究了被銅污染土壤修復(fù)的有機(jī)調(diào)控機(jī)理,研究結(jié)果表明,外加EDTA對(duì)降低紅壤對(duì)銅的吸收率與加入的EDTA量的對(duì)數(shù)量顯著負(fù)相關(guān)。土壤淋洗法雖然處理量大,處理效率高,但會(huì)造成二次污染,因此,尋找一種既能提取各種形態(tài)重金屬又不破壞土壤結(jié)構(gòu)的提取劑將成為土壤淋洗法的研究熱點(diǎn)。
2.植物修復(fù)
植物修復(fù)是指在被重金屬污染的土壤中,種植某種特定的植物,利用該植物對(duì)重金屬的耐性和超富集作用將重金屬移出土壤,使土壤中的重金屬降低到可接受的濃度,達(dá)到重金屬污染修復(fù)的目的。
根據(jù)其修復(fù)過(guò)程和作用機(jī)理可將植物修復(fù)技術(shù)分為4種:①植物萃取技術(shù),即利用超富集植物將重金屬?gòu)耐寥捞崛〕鰜?lái),并將其轉(zhuǎn)移,貯存到地上部分,然后通過(guò)植物收割來(lái)對(duì)重金屬進(jìn)行集中處理的過(guò)程[7]。韋朝陽(yáng)等人[8]研究發(fā)現(xiàn)了一種大葉井口草,它對(duì)As的富集有明顯的效果,其地上部分最大含量可達(dá)694mg/Kg。②植物固化技術(shù),即利用耐金屬植物及其根系微生物的一些生物化學(xué)作用降低重金屬的活性,使其固化,從而減少對(duì)土壤的危害。該方法主要適用于有機(jī)質(zhì)含量的礦區(qū)污染土壤的修復(fù)。③根圈生物技術(shù),即利用植物根際分泌物和根際脫落物刺激細(xì)菌和真菌的生長(zhǎng),通過(guò)細(xì)菌和真菌對(duì)重金屬的吸附固定作用,是重金屬礦化的過(guò)程。④植物揮發(fā)技術(shù),即利用植物根系的吸收、積累和揮發(fā)作用減少土壤中一些揮發(fā)性污染物,及植物將污染物吸收到體內(nèi)后將其轉(zhuǎn)化為氣態(tài)物質(zhì)釋放到大氣中[9]。
3.工程措施
工程措施是比較經(jīng)典和傳統(tǒng)的修復(fù)土壤重金屬污染的方法,主要包括客土、換土及深耕翻土等方法。通過(guò)客土、換土或者將深耕翻土與污土混合,使土壤中重金屬的含量降低,減少重金屬對(duì)土壤植物的毒害,從而使農(nóng)產(chǎn)品達(dá)到食品衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)[10]。
客土法是將干凈的土壤覆蓋在已受污染的土壤上混勻,從而降低土壤中污染物的濃度;換土法是用干凈的土壤代替受污染的的土壤,對(duì)于換出的土壤應(yīng)進(jìn)行處理,防止二次污染的發(fā)生;深耕翻土是將表層已受到污染的土壤翻至深層,從而使土壤中污染物的濃度降低。
三、結(jié)語(yǔ)
目前運(yùn)用于修復(fù)土壤重金屬污染的技術(shù)有很多,但每種修復(fù)技術(shù)對(duì)于土壤重金屬污染修復(fù)均有一定的弊端,并且對(duì)于不同類型的土壤受重金屬的污染的程度的不同,單一的使用某種技術(shù)并不能達(dá)到理想的效果,因此,在實(shí)際應(yīng)用中,應(yīng)綜合多種修復(fù)技術(shù)的優(yōu)點(diǎn),互取優(yōu)勢(shì),研究出新型的具有高效,低耗的修復(fù)技術(shù)。
參考文獻(xiàn)
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土壤,為人類提供生存所需的自然環(huán)境,為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)提供必要的資源。我們所面臨的許多問(wèn)題,諸如環(huán)境問(wèn)題、糧食問(wèn)題、資源問(wèn)題等等,都和土壤息息相關(guān)。自上世紀(jì)20年代以來(lái),工業(yè)發(fā)展,導(dǎo)致金屬產(chǎn)量急劇增加,進(jìn)而導(dǎo)致重金屬環(huán)境污染問(wèn)題。含有重金屬的污染物通過(guò)多種方式進(jìn)入土壤,導(dǎo)致土壤重金屬污染問(wèn)題。現(xiàn)在,很多發(fā)展中甚至發(fā)達(dá)國(guó)家,都面臨著土壤污染問(wèn)題。這一問(wèn)題的日益嚴(yán)重,也引起了人們的廣泛關(guān)注。因此,本文將圍繞土壤重金屬污染的現(xiàn)狀、治理方法等方面展開。
1.我國(guó)土壤重金屬污染的現(xiàn)狀
目前,我國(guó)大陸受到重金屬污染的耕地面積約為2000萬(wàn)公頃,大約占耕地總面積的1/5。其中,受礦區(qū)污染的耕地面積約200萬(wàn)公頃,受石油污染的耕地面積約500萬(wàn)公頃,受固體廢棄物堆放污染的耕地面積約5萬(wàn)公頃,受“工業(yè)三廢”污染的耕地面積約1000萬(wàn)公頃,受污水灌溉的耕地面積約330萬(wàn)公頃。由于土壤污染,我國(guó)農(nóng)業(yè)糧食產(chǎn)量每年減少約1300萬(wàn)噸,更為嚴(yán)重的是,因?yàn)槭艿轿廴荆寥赖亩喾N功能,如營(yíng)養(yǎng)功能、凈化功能、緩沖功能、有機(jī)體的支持功能等功能正在逐漸喪失。
2.土壤重金屬污染的后果
第一、土壤污染導(dǎo)致耕地資源短缺。
第二、土壤污染威脅人、畜的身體健康。
第三、土壤污染阻礙農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的發(fā)展。
第四、土壤污染會(huì)導(dǎo)致其他的環(huán)境污染問(wèn)題。
第五、土壤污染危及子孫后代的利益,阻礙農(nóng)村經(jīng)濟(jì)的健康、持續(xù)發(fā)展,不利于國(guó)家經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展。
3.土壤重金屬污染的治理
3.1物理防治
物理防治主要采取排土、換土、去表土、客土和深耕翻土等措施。不同地區(qū)應(yīng)采取不同的措施:
(1)污染嚴(yán)重的地區(qū),適合采取排土、換土、去表土、客土等措施。這些措施可以從根本上去除土壤中的重金屬污染物。具體方法:將重金屬重污染地區(qū)的土壤放到高溫、高壓的條件下,使之變成的玻璃態(tài)物質(zhì),然后將重金屬固定在玻璃態(tài)物質(zhì)中,進(jìn)而達(dá)到去除重金屬污染物的目的。這種方法可以在根本上去除土壤中的重金屬污染物,而且見效迅速,但這種方法工作量大、費(fèi)用高。因此,這種方法常被用在重金屬重污染地區(qū)的搶救性修復(fù)工作中。
(2)污染較輕的地區(qū),適合使用深耕翻土這種方法。這一方法可以降低土壤表層的重金屬含量。
3.2化學(xué)防治
化學(xué)防治的方法很多,如:
3.2.1添加重金屬改良劑
在土壤中添加一些處理重金屬污染時(shí)的常用到的改良劑改良劑,諸如磷酸鹽、石灰以及硅酸鹽等。它們可以和土壤中的重金屬污染物發(fā)生化學(xué)反應(yīng),進(jìn)而生成難溶化合物,從而減少土壤和植被對(duì)重金屬污染物的吸收。
3.2.2施加重金屬螯合劑
土壤中的重金屬大都吸附于土壤固體表層,因而土壤溶液中的重金屬含量相對(duì)較少,所以,我們可以在土壤中施加重金屬螯合劑。這樣做可以提高土壤中重金屬的有效態(tài),更易于流動(dòng)、吸收。
3.2.3施用重金屬拮抗劑
在土壤中,重金屬元素之間有拮抗作用。我們可以利用一些對(duì)人體沒危害甚至是有益的金屬元素的拮抗作用,減少土壤中重金屬的有效態(tài)。所以,在輕度污染的土壤中、施加少量的有拮抗性的金屬元素,將能起到很好的防治作用。
3.3生物防治
生物防治,可以采取以下措施:
3.3.1植物吸收
可以通過(guò)植物的吸收作用來(lái)減少土壤中的重金屬污染物含量。這類植物很多,如羊蕨屬植物、筧科植物等,這些植物對(duì)土壤中的重金屬的吸收率可達(dá)到100%。
3.3.2微生物降解
使用清洗劑將土壤表層附著的重金屬解吸到土壤溶液中,然后隨著清洗液一起流入預(yù)定的水體中,并和微生物發(fā)生作用,從而實(shí)現(xiàn)消除土壤中重金屬的目的。
3.3.3生物防治很多優(yōu)點(diǎn),如效果好、沒有二次污染、費(fèi)用低、易管理、易操作等,因此受到人們的普遍重視
3.4農(nóng)業(yè)生態(tài)防治
農(nóng)業(yè)生態(tài)防治,可以采取以下措施:
3.4.1控制土壤的氧化―還原條件
在浸水的土壤中,重金屬常常以難溶態(tài)的硫化物的形式存在。所以,控制土壤中的水分和氧化―還原電位,在作物壯籽期間,保證土壤處于一個(gè)相對(duì)穩(wěn)定的水淹期,就可以減少植物吸入的重金屬含量,進(jìn)而減少果實(shí)和籽中的重金屬含量。
3.4.2改變作物品種
改變作物品種,也可以在一定程度上降低土壤中的重金屬含量。如:在受污染較嚴(yán)重的地區(qū),種植花卉和經(jīng)濟(jì)林目等;而在受污染較輕的地區(qū),種植耐重金屬性較強(qiáng)強(qiáng)的作物,如改旱地為水田,或者旱地、水田進(jìn)行輪作,以調(diào)整PH、EH,從而降低土壤中重金屬的有效性。
目前,以上列舉的治理土壤重金屬污染問(wèn)題的技術(shù)還不能被廣泛地應(yīng)用,其原因有成本過(guò)高、實(shí)地應(yīng)用的經(jīng)驗(yàn)不足、處理效果不穩(wěn)定等。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,開發(fā)、研究工作的深入與完善,這些治理方法一定可以日趨完善,并被廣泛運(yùn)用。
【參考文獻(xiàn)】
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0.引言
重金屬污染指由重金屬或其化合物造成的環(huán)境污染,在礦產(chǎn)開采、加工、冶煉等過(guò)程中不可避免的會(huì)產(chǎn)生一些廢水、廢氣、含重金屬?gòu)U物等,如不妥善處置必將會(huì)對(duì)環(huán)境造成不利影響。隨著我國(guó)工業(yè)化進(jìn)程加快,近年來(lái)長(zhǎng)期積累的重金屬污染問(wèn)題開始逐漸顯露,從浙江湖州市血鉛超標(biāo)事件,陜西鳳翔兒童鉛超標(biāo)事件,甘肅徽縣群體性血鉛超標(biāo)事件及重金屬污染“鎘米”等等,可見重金屬污染已影響到我們的生活環(huán)境。
1.白銀市重金屬污染現(xiàn)狀
白銀市重金屬污染主要集中于白銀區(qū)。白銀區(qū)位于白銀市西部,黃河上游中段,是白銀市的政治、經(jīng)濟(jì)和文化中心,是我國(guó)重要的有色金屬基地之一和甘肅省重要的能源化工基地,素有“銅城”之名。長(zhǎng)期的礦產(chǎn)開采、加工以及工業(yè)化進(jìn)程中積累形成的重金屬污染問(wèn)題十分突出。
白銀市重金屬污染現(xiàn)狀調(diào)查和分析,以白銀區(qū)為基本數(shù)據(jù)單元,以2007年全國(guó)污染源普查數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)。
1.1廢水
2007年,全市含重金屬工業(yè)廢水產(chǎn)生總量為1271.6509萬(wàn)噸,其中白銀區(qū)含重金屬工業(yè)廢水產(chǎn)生量為1168.2493萬(wàn)噸。全市含重金屬工業(yè)廢水中汞、鎘、六價(jià)鉻、鉛、砷的產(chǎn)生量分別為480.41千克、164658.79千克、2437.14千克、175177.14千克和249796.93千克。2007年,全市含重金屬工業(yè)廢水排放量為752.0921萬(wàn)噸,其中其中白銀區(qū)含重金屬工業(yè)廢水排放量為650.6993萬(wàn)噸。全市含重金屬工業(yè)廢水中汞、鎘、鉻、鉛、砷的排放量分別為43.09千克、1997.5千克、90.44千克、6559.79千克和915.27千克。
1.2廢氣
2007年,全市含重金屬工業(yè)廢氣產(chǎn)生總量為1523727.142萬(wàn)m3,其中白銀區(qū)廢氣產(chǎn)生量為1200496.02萬(wàn)m3。全市含重金屬工業(yè)廢氣中汞、鎘、六價(jià)鉻、鉛、砷的產(chǎn)生量分別為0千克、24315.374千克、1780千克、7268067.51千克和101078.21千克。2007年,全市含重金屬工業(yè)廢氣的排放量為1513139.38萬(wàn)m3,其中白銀區(qū)含重金屬?gòu)U氣排放量為1190204.08萬(wàn)m3。全市含重金屬工業(yè)廢氣中汞、鎘、鉻、鉛、砷的產(chǎn)生量分別為0千克、4689千克、1780千克、483216千克和2069千克。
1.3固廢
2007年,全市含汞、鉻、鎘、鉛、砷的危險(xiǎn)廢物產(chǎn)生量為1502686.45噸,白銀區(qū)產(chǎn)生量為1466163.77噸。其中綜合利用量為411709.82噸,白銀區(qū)綜合利用量為391506.72噸。處置量為39284.08噸,主要集中在白銀區(qū)。貯存量為1051692.58噸,主要集中在白銀區(qū),為1035373噸。含汞、鉻、鎘、鉛、砷的危險(xiǎn)廢物的排放量均為0。
2.存在的主要問(wèn)題
白銀市因礦設(shè)市,由于歷史原因,缺乏統(tǒng)一規(guī)劃,工業(yè)布局不合理,至今仍存在污染企業(yè)分散式發(fā)展。產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)不合理,結(jié)構(gòu)性污染突出,部分有色金屬企業(yè)還存在資源綜合利用率低、能耗高、生產(chǎn)工藝技術(shù)落后的問(wèn)題。同時(shí)由于環(huán)境檢測(cè)基礎(chǔ)工作薄弱,重金屬環(huán)境質(zhì)量監(jiān)測(cè)技術(shù)能力不足滯后于污染防控的需求。
3.對(duì)策分析
3.1嚴(yán)格分區(qū),加大重點(diǎn)區(qū)域防控
目前白銀市涉重企業(yè)主要集中在白銀區(qū),目前分布有涉重企業(yè)5家。為此,作為白銀市重金屬污染防治的重點(diǎn)區(qū)域白銀區(qū),其重金屬污染防控工作應(yīng)從以下幾個(gè)方面著手進(jìn)行:
①查清現(xiàn)狀、清理遺留。白銀市是一座因礦設(shè)市的城市,伴隨著大規(guī)模礦產(chǎn)資源開發(fā),出現(xiàn)了主導(dǎo)優(yōu)勢(shì)資源枯竭、環(huán)境污染嚴(yán)重的突出問(wèn)題。因此,必須要對(duì)重金屬污染現(xiàn)狀有一個(gè)清醒的認(rèn)識(shí)。目前應(yīng)積極著手對(duì)現(xiàn)狀進(jìn)行認(rèn)真分析,切實(shí)查清重金屬污染現(xiàn)狀,同時(shí)對(duì)區(qū)域內(nèi)遺留歷史問(wèn)題進(jìn)行一次摸底排查,在此基礎(chǔ)上有針對(duì)性的制定污染防治工作技術(shù)路線和實(shí)施方案。
②分工明確、責(zé)任明確,落實(shí)白銀區(qū)重金屬污染防治工作的主體包括白銀市政府、白銀區(qū)政府、相關(guān)企業(yè)等三級(jí)機(jī)構(gòu)。三級(jí)主體應(yīng)具有明確的工作分工各負(fù)其責(zé)。其中市政府作為牽頭和責(zé)任主體,負(fù)責(zé)制定和落實(shí)重金屬污染防治規(guī)劃、相關(guān)政策和規(guī)定,進(jìn)行統(tǒng)籌規(guī)劃和把握;區(qū)政府主要職責(zé)是協(xié)助市政府督促企業(yè)認(rèn)真落實(shí)市政府制定的相關(guān)防治政策和措施。重金屬防治工作的絕大部分內(nèi)容會(huì)落實(shí)到相關(guān)的企業(yè)中,各相關(guān)企業(yè)應(yīng)積極響應(yīng)政府指定的各項(xiàng)污染防治政策。
③加大公眾參與的力度,在白銀市重點(diǎn)區(qū)域內(nèi)應(yīng)進(jìn)一步加強(qiáng)公眾參與工作,實(shí)現(xiàn)“群防群策”。普及相關(guān)知識(shí),通過(guò)參觀、講座、設(shè)置展板、發(fā)放宣傳單等途徑讓公眾真正了解重金屬污染的一些基本知識(shí),重金屬對(duì)人體的污染途徑、防范措施等;設(shè)置聯(lián)絡(luò),可在基層政府、企業(yè)、居民區(qū)等設(shè)置聯(lián)絡(luò)人,負(fù)責(zé)及時(shí)了解周邊各階層公眾的意見、建議和要求,并對(duì)公眾的意見定期進(jìn)行匯總、反饋,同時(shí)對(duì)國(guó)家、政府的有關(guān)政策進(jìn)行“上傳下達(dá)”,使得公眾意見有合理、合法的渠道及時(shí)的反映到有關(guān)部門和單位。
3.2 優(yōu)化結(jié)構(gòu),加大重點(diǎn)企業(yè)防控
針對(duì)白銀市重金屬污染防控的重點(diǎn)排污企業(yè),做好如下幾方面的工作:
①全面推行清潔生產(chǎn)審核。推行清潔生產(chǎn)審核是從源頭控制污染的有效手段之一,現(xiàn)有企業(yè)應(yīng)全部進(jìn)行強(qiáng)制清潔生產(chǎn)審核,所有涉重企業(yè)清潔生產(chǎn)水平必須達(dá)到國(guó)內(nèi)甚至國(guó)際先進(jìn)水平,否則應(yīng)立即進(jìn)行技術(shù)改造,以提高全行業(yè)的清潔生產(chǎn)水平,切實(shí)從源頭上防控重金屬污染。
②嚴(yán)格執(zhí)行行業(yè)準(zhǔn)入條件。以國(guó)家的有關(guān)產(chǎn)業(yè)政策、準(zhǔn)入條件等為依據(jù),依法堅(jiān)決淘汰落后工藝,加快全行業(yè)在產(chǎn)能、工藝技術(shù)、污染防治水平等方面的改造升級(jí)步伐和速度。通過(guò)加快產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整、優(yōu)化產(chǎn)業(yè)布局等途徑,從根本上實(shí)現(xiàn)涉重行業(yè)的重點(diǎn)防控。
3.3 實(shí)施嚴(yán)格的重金屬污染源監(jiān)管
①加強(qiáng)對(duì)涉重企業(yè)污染源穩(wěn)定達(dá)標(biāo)排放監(jiān)管。對(duì)區(qū)內(nèi)涉重企業(yè)進(jìn)行加密監(jiān)管。對(duì)廢氣排放口、車間廢水排放口及企業(yè)總排口等,除按照監(jiān)測(cè)計(jì)劃定期進(jìn)行監(jiān)測(cè)外,還應(yīng)采取加密監(jiān)測(cè)、不定期抽查等措施增加污染物排放監(jiān)督性監(jiān)測(cè)和現(xiàn)場(chǎng)執(zhí)法檢查頻次,以敦促相關(guān)企業(yè)切實(shí)保障相關(guān)污染治理設(shè)施穩(wěn)定正常運(yùn)行,確保污染源穩(wěn)定達(dá)標(biāo)排放。
②加強(qiáng)日常監(jiān)管。應(yīng)進(jìn)一步加強(qiáng)涉重企業(yè)日常環(huán)境管理的規(guī)范化,要求做到:有專業(yè)管理機(jī)構(gòu)和人員、有完整的管理制度、有完整的污染治理設(shè)施運(yùn)行記錄(臺(tái)賬)、有持續(xù)的管理人員培訓(xùn)教育計(jì)劃、有規(guī)范的檔案管理。
3.4 加大重金屬綜合治理力度
①加強(qiáng)重金屬環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)應(yīng)急管理能力。在認(rèn)真分析總結(jié)重金屬環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)事故的發(fā)生特點(diǎn)、危害方式等的基礎(chǔ)上,制定嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹亟饘傥廴痉乐螒?yīng)急管理體系,應(yīng)包括重金屬風(fēng)險(xiǎn)管理機(jī)構(gòu)、重金屬環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)應(yīng)急預(yù)案等。組織體系應(yīng)涵蓋政府、企業(yè)、員工及周邊群眾等層面,提高高危企業(yè)人員的污染隱患意識(shí)和環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)意識(shí),進(jìn)一步明確責(zé)任,克服麻痹大意思想。
②積極推動(dòng)深度治理,提高重金屬污染物的去除效率。在現(xiàn)有污染源全部實(shí)現(xiàn)達(dá)標(biāo)排放的基礎(chǔ)上,積極引進(jìn)先進(jìn)的污染治理技術(shù)和工藝,通過(guò)增加污染治理設(shè)施級(jí)數(shù)、改革工藝等手段實(shí)現(xiàn)重金屬污染物的深度處理,提高去除率、進(jìn)一步削減排放量。對(duì)積極主動(dòng)對(duì)污染治理設(shè)施進(jìn)行深度處理技術(shù)改造的企業(yè),政府應(yīng)采取一定的鼓勵(lì)性政策,如低息貸款、減免稅收等。同時(shí)應(yīng)對(duì)那些設(shè)施陳舊、不能穩(wěn)定達(dá)標(biāo)排放的重污染企業(yè)以及可能存在環(huán)境安全隱患的企業(yè),進(jìn)行限期整改,問(wèn)題嚴(yán)重的,堅(jiān)決實(shí)行停產(chǎn)整頓。
3.5 加強(qiáng)重金屬環(huán)境監(jiān)管能力建設(shè)
①設(shè)立常規(guī)監(jiān)測(cè)點(diǎn)位。在白銀區(qū)東北涉重污染企業(yè)相對(duì)集中區(qū)域,按照相關(guān)技術(shù)規(guī)范的規(guī)定設(shè)立環(huán)境空氣、土壤、地下水、地表水、農(nóng)作物等常年固定監(jiān)測(cè)點(diǎn)位,定期進(jìn)行監(jiān)測(cè),并對(duì)監(jiān)測(cè)結(jié)果進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析,及時(shí)掌握區(qū)內(nèi)重金屬污染動(dòng)態(tài)變化情況。為重金屬環(huán)境污染防治工作提供可靠的基礎(chǔ)依據(jù)。
②及時(shí)建立監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)。重金屬污染環(huán)境監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)體系應(yīng)當(dāng)涵蓋當(dāng)?shù)卣h(huán)保監(jiān)測(cè)、疾病控制中心、農(nóng)林、國(guó)土等相關(guān)主管部門,形成全方位、多角度的監(jiān)控體系。對(duì)相關(guān)監(jiān)測(cè)資料應(yīng)逐步實(shí)現(xiàn)共享、相互印證,以便得出最終科學(xué)合理的結(jié)論。
③積極推廣人體健康普查。重金屬污染重點(diǎn)防控區(qū)域內(nèi)應(yīng)適時(shí)開展較為普遍的定期人體普查制度。普查對(duì)象應(yīng)涵蓋企業(yè)生產(chǎn)一線職工、周邊長(zhǎng)住居民代表等,以便及時(shí)掌握周邊人群健康受影響狀況,并及時(shí)采取針對(duì)性防范措施。
重金屬有多種不同的定義。在環(huán)境化學(xué)領(lǐng)域中,重金屬是指比重大于4或5的金屬。重金屬污染物不但包括生物毒性顯著的汞、鎘、鉛、鉻和類金屬砷,還包括毒性較弱的重金屬鋅、銅、鈷、鎳、錫、釩等重金屬元素。土壤重金屬污染隱蔽性強(qiáng)、毒性大、難降解且能沿食物鏈富集,是人們優(yōu)先考慮去除的污染物。
1污染來(lái)源
土壤重金屬污染來(lái)源大體可以分為工業(yè)來(lái)源、農(nóng)業(yè)來(lái)源、交通來(lái)源。
1.1工業(yè)來(lái)源。煤和石油等化石燃料燃燒釋放大量含有重金屬的有害氣體和粉塵,工廠排放的煙氣、粉塵等氣體污染物經(jīng)大氣環(huán)流擴(kuò)散,以干、濕的沉降方式進(jìn)入到水體與土壤中,造成土壤重金屬污染。工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程如采礦、選礦、礦物加工等排放的廢水、廢氣、廢渣是土壤中汞、鉛、鎘、砷等重金屬污染的主要來(lái)源。
1.2農(nóng)業(yè)來(lái)源。主要來(lái)源于農(nóng)田污水灌溉、污泥利用,化肥、有機(jī)肥、農(nóng)藥和殺蟲劑的濫用以及塑料薄膜的大量使用等。農(nóng)用物資施用和農(nóng)業(yè)污灌是農(nóng)田土壤中汞、鉻、砷、銅、鋅等重金屬污染的重要來(lái)源。
1.3城市交通來(lái)源。主要來(lái)源于汽車排放的尾氣及輪胎磨損產(chǎn)生的粉塵。汽油、油的燃燒和發(fā)動(dòng)機(jī)及其他鍍金部件磨損可釋放出鉛、鎘、銅、鋅等重金屬粉塵。
2污染危害
重金屬一旦進(jìn)入土壤,就很難被微生物降解或者從土壤中去除,因此重金屬對(duì)土壤的理化性質(zhì)、生物特性和微生物群落結(jié)構(gòu)都產(chǎn)生重大危害。受到重金屬污染的土壤,其物理結(jié)構(gòu)和化學(xué)性質(zhì)都會(huì)發(fā)生變化,危害極大。
2.1導(dǎo)致經(jīng)濟(jì)損失。土壤的重金屬污染會(huì)造成耕地面積持續(xù)減少、土壤質(zhì)量下降和生物毒害增多,導(dǎo)致農(nóng)作物大幅度減產(chǎn),從而影響到糧食供給、農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展和區(qū)域經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)。
2.2危害人體健康。酸雨、土壤添加劑等外界環(huán)境條件的變化,提高了土壤中重金屬的活性和生物有效性,使得重金屬較易被植物吸收利用,重金屬污染物難以降解,直接或間接地危害到處于食物鏈頂端的人類的身體健康,引發(fā)骨痛病、兒童血鉛、高血壓、心腦血管,癌癥等疾病。
2.3導(dǎo)致其他污染。土壤受到污染后,含重金屬濃度較高的污染表土容易在水力和風(fēng)力的作用下分別進(jìn)入到水體和大氣中,導(dǎo)致水污染、大氣污染和其他衍生環(huán)境問(wèn)題。
3治理途徑
重金屬污染土壤的治理途徑主要有兩種:一種是將重金屬污染物清除,削減土壤重金屬總量;另一種是固化土壤重金屬,降低其遷移性和生物可利用性,削減有效態(tài)重金屬含量。具體來(lái)講包括工程措施,化學(xué)措施,農(nóng)業(yè)措施和生態(tài)措施。
3.1工程措施。工程措施包括排土、客土和淋洗等方法。排土法剝離表層受污染的土壤,客土法是在被污染的土壤上覆蓋未被污染的土壤,淋洗法是通過(guò)清水灌溉稀釋或洗去重金屬離子。工程措施效果較為徹底,能使耕作層土壤中重金屬的濃度降至臨界濃度以下,或減少重金屬污染物與植物根系的接觸來(lái)控制危害。
3.2化學(xué)措施。第一,通過(guò)添加表面活性劑、有機(jī)螯合劑等一系列調(diào)控措施,改良土壤的理化性狀,提高土壤重金屬的生物有效性,使其易于被其他植物吸收,以達(dá)到修復(fù)土壤的目的。第二,通過(guò)添加固化材料,降低重金屬的遷移性和生物有效性。
3.3農(nóng)業(yè)措施。農(nóng)業(yè)措施是因地制宜的修正和完善耕作管理制度來(lái)減輕重金屬的危害,或者在受污染土壤上種植不進(jìn)入食物鏈的植物。農(nóng)業(yè)措施適合治理中、輕度受污染土壤。
3.4生物措施。生物措施:一是通過(guò)生物作用改變重金屬在土壤中的化學(xué)形態(tài),使重金屬固定或解毒,降低其在土壤環(huán)境中的移動(dòng)性和生物可利用性;二是通過(guò)生物吸收、代謝達(dá)到對(duì)重金屬的削減、凈化與固定作用。通過(guò)一些特殊的微生物與植物、動(dòng)物去除或者轉(zhuǎn)化土壤中的重金屬,降低重金屬的毒性。
3.4.1微生物修復(fù)。微生物修復(fù)技術(shù)主要有兩種:原位修復(fù)技術(shù)和異位修復(fù)技術(shù)。受到重金屬污染的土壤,往往富集多種耐重金屬的真菌和細(xì)菌,微生物可通過(guò)多種作用方式降低土壤中重金屬的毒性。
3.4.2植物修復(fù)。植物修復(fù)是利用植物吸收、富集、降解或固定土壤中重金屬離子或其他污染物,以降低或消除污染程度,修復(fù)土壤。
3.4.3動(dòng)物修復(fù)。動(dòng)物修復(fù)是利用土壤中的某些鼠類等低等動(dòng)物吸收土壤中的重金屬。例如在受重金屬污染的土壤中放養(yǎng)蛆蟲,待其富集重金屬后,采用電激、灌水等方法驅(qū)出蛆蟲集中處理。
4展望
土壤重金屬污染來(lái)源趨于多樣化、綜合性,對(duì)人類的危害也日趨嚴(yán)重。在未來(lái)很長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)重金屬污染仍將是我國(guó)所面臨的重大環(huán)境問(wèn)題之一,迫切需要解決。但對(duì)于不同種類、不同性質(zhì)的重金屬污染事件,應(yīng)將物理、化學(xué)、生物等修復(fù)手段綜合應(yīng)用以便更好地治理土壤重金屬污染,同時(shí)研制復(fù)合材料,已解決土壤重金屬?gòu)?fù)合污染的問(wèn)題。
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