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重金属污染的来源(合集7篇)

时间:2024-01-09 14:50:50
重金属污染的来源

重金属污染的来源第1篇

[关键词]土壤;重金属污染;来源;危害;治理

中图分类号:X53 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2015)43-0341-01

引 言:重金属污染物会长时间停留在土壤中,且隐蔽性较强,毒性大,很容易通过不同的形式,转化为其它危害人体健康的因素,所以在城市建设和发展的过程中,应该充分明确治理重金属污染问题的严峻性。

1 土壤重金属污染的来源

土壤重金属污染的来源主要包括工业,农业和交通过程所产生污染。

1.1 农业污染

农业生产过程中农药、化肥和有机肥的不合理使用以及使用污水灌溉农田的行为都会造成土壤的重金属污染。在现代农业过程中,许多农药,如杀虫剂、杀菌剂、杀鼠剂、除学剂的大量使用引起土壤中As,Cu等污染。

1.2 交通污染

随着城市化发展,交通工具的数量急剧增加,汽车轮胎及排放的废气中含有Pb,Zn,Cu等多种重金属元素,进入周围的土壤环境,成为土壤重金属污染的主要来源之一。

1.3 工业污染

矿产冶炼加工、电镀、塑料、电池、化工等行业是排放重金属的主要工业源,其排放的重金属可以气溶胶形式进入到大气,经过干湿沉降进入土壤;另一方面,含有重金属的工业废渣随意堆放或直接混入土壤,潜在地危害着土壤环境。随着城市化发展,大量污染企业搬出城区,原有的企业污染用地成为城市土壤重金属污染的突出问题。

2 重金属污染物及其危害

土壤的主要金属污染物为铅(Pb)、汞(Hg)、镉(Cd)、铬(Cr)和类金属砷(As)。

2.1 铅(Pb)

铅是重金属污染土壤中分布较广、具强蓄积性的环境污染物。土壤中的铅主要来源于频繁的人类活动。虽然世界各国和地区都开始认识到铅已成为土壤污染的主要成份之一,并开始有组织的治理。但随着采矿业、冶金业、IT业、农业、汽车产业的不断发展和各种污水的排放,铅污染的情况并没有得到好转,更有愈演愈烈的趋势。

在进入土壤后,铅大部分只停留在土壤表层,与土壤中的有机物结合,极难溶解。过量的铅会导致植物的叶绿素含量降低,光合作用速率下降,造成植物生长发育停滞。大田表现为植株矮小,叶片偏黄,产量明显降低。铅的富集性很强,当人食用带有过量铅的食物后,体内的铅会不断富集,然后与人体内的多种酶结合,从而破坏正常的人体机能。

2.2 汞(Hg)

汞,又名水银,在自然界的存在形式极其丰富,大气、水体和土壤中都存在着不同形式的汞并可相互传播。人类排放汞的形式主要是燃烧,包括生活垃圾、医疗垃圾、石化燃料等,其燃烧过程中产生大量的含汞化合物,已占人类汞排放的80%。绝大部分的汞在进入土壤后都会很快的被固定,积累在表层土壤和耕层中,不再向下迁移。

对动植物及人体构成直接威胁的通常是甲基汞(MeHg),其不仅可以造成作物产量降低甚至死亡、造成皮肤灼痛、肌肉运动失调、神经损伤,还可以造成胎儿出现严重的缺陷,如失明、大脑性麻痹、智力迟钝等症状。历史上汞中毒的事件已经屡见不鲜,必须予以足够的重视。

2.3 砷(As)

砷元素的毒性极低,但含砷的化合物均有毒性,土壤中的砷除了来自工业生产的废渣外,含砷农药的使用也是主要的来源。砷在自然条件下可以被作物吸收,而进入人体。日本历史上曾发生过砷中毒的恶性事件,当时有12100多人中毒,130人因脑麻痹而死亡。

3 传统的土壤重金属污染修复技术

3.1 农业化学修复技术

农业化学修复技术就是采用大面积种植一些可以对重金属物质进行有利吸收的农作物,从而利用植物自身的吸收作用将土壤中的一些化合态和游离态的重金属离子进行吸收或者进行有利的化学转化,从而降低重金属离子对周围环境的污染。植物吸收重金属物质的过程大致是,首先植物利用自身的根系和植物根尖部分的内外层水分平衡的作用来吸收土壤中的水分,其次由根尖生长区和分生区向上将水分运输,从而将水分中含有的重金属离子运走,是根尖部分内侧始终保持较低的重金属离子浓度,从而使根尖内外产生浓度差,使根尖继续大量吸收重金属离子。

3.2 物理化学修复技术

物理化学修复过程即通过各种物理和化学手段从土壤中除去或者分离含重金属的污染物,比如利用淋洗液将土壤中的固相重金属转移到土壤的液相中,再利用络合或者沉淀的方法使土壤富集,然后将富集液中含重金属的沉淀进行过滤并除去。在进行淋洗时,淋洗剂的选择是非常关键的问题。除此之外,可以用电动修复的方法,就是在固液相的土壤中插入电极,利用重金属导电性的原理,充分在电场的作用下引导并从土壤中移动出。然后进行筛选和过滤。也可以利用重金属与某些非金属阴离子在土壤中化合形成化合物的方法,在土壤中掺入适量的含有非金属阴离子的物质,使重金属阳离子和非金属阴离子不易分解的无害的化合物,或者可直接分离提取的化合物[2]。

3.3 有机物吸收重金属离子作用

有机物吸收重金属离子作用就是利用某些有机物或者是有机物的堆肥可以与重金属离子产生一定的反应,从而使重金属物质失去对生物和其他环境破坏性的原理,对被重金属污染的土壤进行修复。一些有机物如动物的粪便、植物的秸秆堆肥产物等可以与土壤中的重金属离子产生非常强烈的络合作用或者螯合作用,通过这些作用可以使重金属离子大大减小甚至失去一些本身的性质,比如对周围环境的生物毒性和破坏性,从而降低重金属危害。比如蚯蚓粪或者奶牛的粪便可以有效减少周围环境中的铅的毒性效果,而咖啡豆的果皮和果肉对于降低铅的生物毒性作用具有更好的效果。

4 新型的重金属污染修复技术

4.1 化学淋洗和化学固定

化学淋洗和化学固定的方法都是单纯利用化学技术对土壤中的重金属物质进行固定和分离。化学淋洗是通过化学洗脱作用将重金属物质从土壤中洗脱出去,从而达到清洁土壤的作用。采用这种化学洗脱的方法即相当于利用另一种化学试剂将原本土壤中的许多种金属物质进行替换和洗脱,从而将重金属物分离出来。近几年的实验证明这种方法非常有效,可以大量的洗脱出一些重金属物质,但由于洗脱作用,也是的土壤中原本有的一些金属离子一同被洗脱出来,所以经过洗脱后的土壤一般不能在种植任何农作物。化学固定就是在土壤中加入适当的化学试剂使土壤中的重金属离子的迁移性降低,或者直接由游离态转变为固定的化合态。在转变的过程中,就会使重金属离子的生物毒性大大降低。

4.2 微生物修复技术

微生物修复技术是指某些微生物在进行自身新陈代谢过程中,需要吸收一些特定的重金属离子并将其转化为自身所需化合物的方法,利用这种方法可以有效针对土壤中的一些特定的重金属离子进行修复和处理。微生物的金属离子吸收过程基本就是利用重金属离子完成自身的氧化和代谢作用。通过微生物体内代谢作用的一系列转变,使得重金属游离态物质转变为对周围环境毒害作用减小的次级代谢化合产物。

5 结束语

总之,随着土壤重金属污染日益加剧,土壤重金属污染的治理已成为当前研究的热点。土壤重金属污染具有高累积性和不可逆转性,污染一旦发生,仅依靠切断污染源的方法难以进行彻底恢复。目前,己有一些污染土壤治理的方法,但从其发展和需求来看,还须发展更加有效的治理技术。

参考文献

[1] 林帅.重金属土壤污染修复技术初探[J].科技信息,2012(05).

重金属污染的来源第2篇

[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

[1]蒋利萍.国内土壤重金属污染现状及治理修复[J].内江师范学院学报,2010,25(z2):471-473.

重金属污染的来源第3篇

[关键词] 重金属 工业污染 离子交换 电解 吸附

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<3=铅浓度最高,电镀废液产生的废水铅浓度也很高。

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cu 2+ 、zn 2+ 、cd 2+ 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 (hgcl 2- 、cr 2 o 72 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).

重金属污染的来源第4篇

[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).

重金属污染的来源第5篇

关键词:大气降雪;重金属;原子吸收分光光度法;兰州市

中图分类号:X830 文献标识码:A 文章编号:0439-8114(2017)04-0650-04

重金属可通过化石燃料燃烧、汽车尾气、冶金企业烟气粉尘、扬尘、风沙等进入大气,吸附在气溶胶上。进入大气中的重金属又可以通过干沉降或湿沉降的方式沉降到地面,并通过水循环进入土壤和水体中。雪水与大气重金属的关系特别显著[1,2],雪水中重金属的研究可以反映大气污染、地表水污染的信息,帮助判定大气重金属的来源,并进行污染控制[1]。因此,研究雪水中的重金属元素迫在眉睫。

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积累,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、慢性中毒等危害。生物从环境中摄取重金属可以经过食物链的生物放大作用,在较高级生物体内成千万倍地富集起来,然后通过食物进入人体,在人体的某些器官中积蓄起来造成慢性中毒,危害人体健康。水体中的某些重金属可在微生物作用下转化为毒性更强的金属化合物。重金属及其化合物毒性较大,进入人体后会引起各种生理变化,尤其对神经和心血管系统有严重的危害性[1-3]。

中国的北方降雪量相对较多,而干沉降是控制化学物质从大气层向地表传输的两种方式之一。自20世纪70年代以来,在酸雨和相关的大气过程情境下,研究者开始采集和分析降水的化学组成及变化特征,大气降水中的污染物由于人类工业活动的排放而增加[3]。大气降水成分包括重金属元素、化学离子、粉尘微粒及胶体等物质,各组分含量的测定成为探讨污染源的有效途径,所以大气降水的化学组成能够反映大气环境特征及其污染状况[4]。不同区域的降水中各组分含量不同,反映了区域的工业释放特征、土壤酸碱性特征等的差异[2,5]。

目前,国际上关于雪水中重金属的研究已开始受到重视,但在中国西北内陆干旱区相关研究鲜有报道。鉴于此,本研究通过测定兰州市市区和郊区雪水中10种重金属元素的含量,对比分析兰州市市区和郊区大气污染情况,以及导致重金属含量不同的原因,揭示大气降水中重金属元素的可能来源及污染物质的传输路径,对雪水中重金属离子的控制因素、变化规律及环境影响进行探讨。

1 材料与方法

1.1 样品的采集

根据GB13580.2-92中关于大气降水样品的采集与保存方法[6],采样的塑料瓶预先用硝酸浸泡24 h以上,再用去离子水冲洗干净,以除去可能存在的金属离子。每次降雪开始,即将采样瓶放置在预定的采样点上(固定好,距离地面至少1 m以上)。每次降雪取全过程雪样,样品采集后,贴标签、编码,同时记录采样日期、起止时间、降雪量等。

在2015年典型降雪月份1~2月,降雪量约300 mL,在中国科学院兰州分院近代物理研究所5#楼顶共收集5场降雪样品。用小塑料广口瓶收集降雪全过程的雪水,加酸后放入冰箱保存,以除去可能存在的金属离子。采样器平时盖紧,以防灰尘影响,下雪时打开盖子。采样点高于地面3~5 m。同时采集兰州市郊区的5场降雪样品作为对比,收集地点为兰州资源环境职业技术学院树形源B楼顶,远离兰州市市区(15 km左右)。兰州市采样日期及降雪量见表1。

1.2 样品预处理

由于降水样品中常含有尘埃颗粒物、微生物和酵母等颗粒,所以除测定pH和电导率的大气降水不过滤外,分析Pb、Fe、Cu等项目的水样均需过滤。降水样品的过滤介质有滤纸、玻璃沙芯漏斗和有机微孔滤膜等,由于玻璃沙芯漏斗的孔径(10~40 μm)和滤纸的孔径(2~10 μm)都很大,并且含有羟基和羧基,可与降水样品中的化学成分发生吸附和离子交换作用,造成待测成分的不准确。目前国际上把能通过孔径为0.45 μm滤膜的部分称为水中可溶性成分,阻留在滤膜面上的成分称为悬浮态。因此,选用0.45 μm的乙酸和硝酸混合纤维素滤膜。该滤膜的孔径均匀、孔隙率高、过膜速度快,是一种惰性材料,很少有吸附现象发生[7]。

取部分雪水置于实验室,待分析。将10 mL的聚乙烯试管用硝酸浸泡24 h,再用去离子水冲洗干净,除去可能存在的金属离子。之后用0.45 μm的乙酸和硝酸混合纤维滤膜过滤雪水样品于已清洗的聚乙烯试管中,贴上标签待分析[2,7]。

1.3 样品分析

样品的重金属含量均采用原子吸收光谱法(AAS),仪器型号为日立AA1700(浙江福立分析仪器公司),精密度和准确度均符合要求;pH的测定采用pH酸度计,型号为PHS-25。降水的pH在样品收集后用玻璃电极法立即测定;试验过程中的稀释液和定容液均用去离子水。

用火焰原子吸收光谱标准曲线定量法测定Cu、Cd、Mn、Pb、Zn、Fe、Cr 7种元素的含量,用石墨炉原子吸收光谱峰面积积分法测定Hg、Al、As 3种元素的含量,并进行平行样分析。

以上试验均在兰州资源环境职业技术学院地质工程系地勘实训中心地球化学元素测定实训室完成。

2 结果与分析

2.1 兰州市市区与郊区大气降雪的pH情况

2015年兰州市市区与郊区典型降雪月份1~2月5场降雪样品的pH情况见图1。由图1可知,兰州市市区降雪样品的pH为2.7~3.1,平均为2.9,而郊区降雪样品的pH为3.8~4.2,平均为4.0,总体上表现为兰州市市区降雪样品的pH均低于郊区,且市区和郊区处理间差异均达显著水平。

2.2 兰州市大气降雪中的重金属元素含量

兰州市大气降雪样品中常见的10种重金属元素的含量见表2。从表2中可以看出,大气降雪样品中Cu、Hg、Cd、Mn、Al、Pb、Zn、Fe、Ni、Cr的含量总体表现为市区大于郊区,且这10种常见重金属元素含量市区比郊区分别高出了54.45%、40.98%、26.80%、86.22%、1.74%、43.99%、30.28%、54.70%、36.22%、48.94%。其中,Pb元素含量最大,重金属Pb主要来源于冶炼、燃煤和汽车尾气等,这与前人的研究一致[3,7]。

此结果明显高于大量使用燃煤的焦作市[7]、上海之类的大城市[8]、降水充足的长江中下游鄱阳湖区域[9]以及其他的国家[7,8],这反映出兰州地区大气污染状况非常严重,污染源的控制和治理已显得刻不容缓。

大气中重金属元素的含量是衡量大气环境质量的一个重要指标,重金属的吸入对人们的健康有严重影响。因此,雪水中重金属含量的变化及其影响因素受到广泛的关注。重金属元素在降水、大气气溶胶的平衡中,不仅受到重金属元素本身性质的影响,也受到pH的影响。结合图1与表2可以看出,pH对重金属含量的影响非常明显,低pH时雪水的重金属含量明显较高;而高pH时则其含量相对较低。这与周静[7]的研究一致。

2.3 兰州市大气降雪中重金属元素污染来源分析

众所周知,不同的污染源由不同代表性的化学元素组成,利用富集因子分析法,并结合以往研究成果,讨论各种重金属元素的可能来源[6,10]。可知兰州市大气中常见的重金属来源主要有如下三点。

1)工业性来源。兰州是一个工业化进程非常快的新型工业化城市,冶金业、建筑业、矿业开采、石油煤炭和化工化学等工业的迅速发展使得大气中的重金属含量增高。

2)生活中重金属的来源。在日常生活中也会产生大量的重金属,通过进入到水体和空气中,进而通过食物链影响人体健康。例如土壤中肥料、农药通过灌溉用水进入到饲料、牧草中,而油漆、药物及土壤和局地扬尘等通过挥发或风进入到空气中。

3)交通工具。近几年来,由于城市车流量的猛增,汽车尾气对城市大气环境造成了严重污染,重金属是其中主要的成分之一。

3 小结与讨论

通过测得2015年1~2月兰州市市区和郊区雪水中常见重金属元素的含量,得知兰州地区雪水中重金属含量高于中国其他城市乃至世界上其他国家[7-9],重金属污染非常严重,市区显著高于工业和人群稀少的郊区,且Mn元素高出量最多,高出86.22%。可见,兰州市市区雪水中重金属含量较高,其大气受到严重污染。其含量主要来源于石油、燃煤、化工和冶金及汽车尾气等作业中重金属的排放等人为源,此外还与兰州特殊的盆地地形等天然源有关。这些重金属进入到大气中影响大气环境质量,并且能通过水流和食物链进行迁移,形成循环危害。

因此,兰州市调整工业结构是当务之急。要依据地形搬迁化工、冶炼、煤炭等工业的位置,提高技术有效控制大颗粒物、工业废气和汽车尾气等的排放,为了改善生存环境,应该全面推广清洁生产技术,引导企业实现节能、降耗、减排、增效[9]。因此,研究该项目为兰州市市区大气污染源的控制和治理提供了科学的理论依据。

大气降雪样品中重金属的影响因素很多,包括季节(季风期和非季风期)、时段、降雪量、降雪间隔时间、风力风向、污染源排放等都会影响其含量,致使其变化非常复杂[2,7]。本试验在样品收集过程中有些原因会导致数据偏差,例如采样点位于楼顶,周围高层建筑、植被较多,大风天气时雪水在进入采样器之前可能已经受到了污染;另外,由于小塑料广口瓶密封性较差,在冰箱中保存时也易受到污染;试验只采集了2015年1~2月的降雪样品,市区和郊区各布设一个点,布点较少;没有考虑降雪时的风力风向和降雪间隔,不能进行季节性(季风期和非季风期)分析。因此,今后还可以通过测定雪水电导率(EC)、总溶解固体(TDS)含量、雪水中的常见的阴阳离子含量、不溶粉尘微粒以及同位素含量等进行环境分析研究。

参考文献:

[1] LOPPI S,FRATI L,PAOLI L,et al. Biodiversity of epiphytic lichens and heavy metal contents of Flavoparmclia caperata thalli as indicator of temporal variations of air pollution in the town of Montccatini Termc(central Italy)[J].Science of the Total Environment,2004,29(1-3):113-122.

[2] NIU H W,HE Y Q,ZHU G F,et al. Environmental implications of the snow chemistry from Mt Yulong, southeastern Tibetan Plateau[J].Quaternary International,2013,313-314(5):168-178.

[3] 胡 健,国平,刘丛强.贵阳市大气降水中的重金属特征[J].矿物学报,2005(9):256-262.

[4] 杨复沫,贺克斌,雷 宇,等.2001~2003年间北京大气降水的化学特征[J].中国环境科学,2004,24(5):538-541.

[5] 李建刚,李 军.乌鲁木齐市大气降水的化学特征分析[J].干旱环境监测,2006,20(4):227-230.

[6] GB13580.2-92,大气降水样品的采样和分析方法总则[S].

[7] 周 静.焦作市大气降水重金属研究初探[D].河南焦作:河南理工大学,2009.

[8] 蒋晓凤,赵一先.石墨炉原子吸收光谱法测定大气降水中镉镍铅[J].环境监测管理与技术,2008,20(6):47-48.

重金属污染的来源第6篇

【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.

重金属污染的来源第7篇

关键词:土壤污染 重金属 危害 修复方法

土壤是人类赖以生存的主要自然资源之一,也是人类生态环境的重要组成部分[1-2]。随着近年来经济发展,工农业生产不断扩大,所产生的废水和废渣也不断增多,不但破坏地表植被,而且其中有毒有害重金属还随废水的排放及废渣堆的风化和淋滤进入周边土壤环境[3-6]。目前我国受镉、砷、铬、铅等重金属污染耕地面积近2,000万公顷,约占总耕地面积的1/5,其中工业“三废”污染耕地1,000万公顷,污水灌溉的农田面积已达330多万公顷。

1. 土壤重金属污染的定义

在自然界,重金属以各种形态存在,常见的金属元素有铜、铅、锌、铁、钴、镍、锰、镉、汞、钼、金、银等;其中既有对生命活动所需要的微量元素,如锰、铜、锌等;但大多数重金属元素在环境中对环境都会有一定的污染作用,主要包括汞、镉、铅、铬以及类金属砷等对生物体具有显著毒害作用的元素[7]。重金属的密度一般在4.0以上,约60种元素。但是由于不同的重金属在土壤中的毒性差别很大,所以在环境科学中人们通常关注锌、铜、钴、镍、锡、钒、汞、镉、铅、铬、钴等。砷、硒是非金属,但是它的毒性及某些性质与重金属相似,所以将砷、硒列入重金属污染物范围内。由于土壤中铁和锰含量较高,因而一般不太注意它们的污染问题,但在强还原条件下,铁和锰所引起的毒害亦应引起足够的重视。

土壤重金属污染是指由于人类在生产活动中将重金属带入到土壤中,致使土壤中重金属累积到一定程度,含量明显高于背景,并可造成土壤质量的退化、生态与环境的恶化现象[8]。土壤本身含有一定量的重金属元素,如植物生长所必需的Mn、Cu、Zn等。因此,只有当叠加进入土壤的重金属元素累积的浓度超过了作物需要和忍受程度,作物才表现出受毒害症状,或作物生长并未受害但产品中某种金属的含量超过标准,造成对人畜的危害时,才能认为土壤已被重金属污染[9]。如土壤环境质量标准值(GB15618-1995)[10]。

2. 土壤中重金属的来源、种类

土壤重金属污染主要是由工业产生的“三废”以及污水灌溉、农药和化肥的不合理施用等农业措施引起的。随着工农业生产的发展,重金属对土壤和农作物的污染问题越来越突出,部分地区土壤重金属污染现象十分严重。总体来讲,土壤重金属污染源较广泛,即有自然来源,又有包括人类活动带入土壤的部分,目前主要来源为人为因素。主要包括大气尘降、污水灌溉、工业废弃物得不当堆放、采矿及冶炼活动、农药和化肥的过多施用等[11-12]。

2.1 污水灌溉

污水灌溉通常指的是使用经过一定处理的城市污水灌溉农田、森林和草地。中国水资源较为紧缺,部分灌区常把污水作为灌溉水源来利用。污水的种类按其来源可分为城市生活污水、石油化工污水、工业矿山污水和城市混合污水等。城市生活污水中重金属含量虽然不多,但由于我国工业发展迅速,许多工矿企业污水未经分流处理而排入下水道与生活污水混合排放,从而造成污灌区土壤Hg、As、Cr、Pb、Cd、Zn等重金属含量逐年累积[15-16]。在分布上,往往是靠近污染源头和城市工业区土壤污染严重,远离污染源头和城市工业区,土壤几乎不受污水中的重金属污染。

污灌在北方比较严重,因为我国北方比较干旱,水资源短缺严重,并且许多大城市都是重工业大城市,所以农业用水更加紧张,污水灌溉在这些地区较为普遍。据统计,我国北方旱作地区污灌面积约占全国90%以上。南方地区相对较小,仅占6%,其余则在西北地区。污灌不仅导致土壤中重金属元素含量的增加,而且还会在人体内富集。研究显示我国沈阳、温州和遂昌等地由于污水灌溉引发了人体镉中毒;鞍山宋三污灌区土壤中Hg、Cd的累积显著,污染严重;用处理过的污水灌溉是解决干旱地区作物需水问题的一条可行途径。但由此导致的土壤污染特别是重金属污染必须引起重视。

2.2 农药和化肥污染

农药和化肥是重要的农用物资,对农业生产发展起到重要的推动作用,但如果不合理施用,则可导致土壤中重金属污染。部分农药在其组成中含有Hg、As、Cu、Zn等重金属元素,过量或不合理使用将会造成土壤重金属污染。肥料中含有大量的重金属元素,其中氮、钾肥料含量相对较低,而磷肥中则含有较多的有害重金属,另外复合肥的重金属含量也相对较高。施用含有重金属元素的农药和化肥,都可能导致土壤中重金属的污染。

2.3 矿山开采和冶炼加工

我国重金属矿产相对丰富,在金属矿山的开采、冶炼过程中,会产生大量废渣及废水,而这些废渣和废水随着矿山排水和降雨进入土壤环境中,便可直接地造成土壤重金属污染,这在我国南方地区表现得尤为突出。

3. 重金属污染的特点及危害

3.1 重金属元素污染土壤的主要特点

在土壤环境中重金属污染特点可以分为两部分:一是土壤环境中重金属自身的特点,二是重金属元素在不同介质中所表现的特点。具体特点如下:(1)形态变换较为复杂,重金属多为过渡元素,有着较多的价态变化,且随环境Eh,pH配位体的不同呈现不同的价态、化合态和结合态。重金属形态不同则其毒性也不同;(2)有机态比无机态的毒性大;(3)毒性与价态和化合物的种类有关;(4)环境中的迁移转化形式多样化;(5)生物毒性效应的浓度较低;(6)在生物体内积累和富集;(7)在土壤环境中不易被察觉;(8)在环境中不会降解和消除;(9)在人体内呈慢性毒性过程。(10)土壤环境分布呈区域性;

过量的重金属会引起动植物生理功能紊乱、营养失调、发生病变,重金属不易被土壤微生物降解,可在土壤中累积,也可通过食物链在人体内积累,危害人体健康。土壤一旦遭受重金属污染,就很难彻底消除,污染物还会向地下水和地表水中迁移,从而扩大其污染。因此重金属对土壤的污染是一类后果非常严重的环境问题。

3.2人类因土壤重金属污染而遭受的危害[25]

(1)土壤污染使本来就紧张的耕地资源更加短缺;(2)土壤污染给农业发展带来很大的不利影响;(3)土壤污染中的污染物具有迁移性和滞留性,有可能继续造成新的土地污染;(4)土壤污染严重危及后代人的利益,不利于可持续发展;(5)土壤污染造成严重的经济损失;(6)土壤污染给人民的身体健康带来极大的威胁;(7)土壤污染也是造成其他污染的重要原因。

4. 对重金属污染的防治及修复

4.1 对土壤污染的预防

目前,仍未找到可广泛应用且行之有效的重金属污染治理方法,但控制污染源,是防止土壤污染的根本措施之一,同时利用土壤的自净作用对污染物净化具有一定的预防作用。控制土壤重金属污染源,即控制进入土壤中的重金属污染物的数量和速度,通过土体自身的净化作用,降低污染。

(1)控制和消除工业“三废”

尽量利用循环无毒工艺,减少和消除重金属污染物的排放,对工业“三废”进行回收改善,使其化害为利,并严格控制工业生产中污染物排放量和浓度,使之符合排放标准。

(2)土壤污灌区的监测和管理

在污灌区对灌溉污水的重金属元素进行控制,监测水中重金属污染物质的成分、含量及其变化,避免引起土壤污染。

(3)合理施用化肥和农药

对于农药和化肥的施用,应以环保无毒为准则,禁止或限制使用高残留农药,大力发展高效、低毒、低残留农药,发展生物防治措施。为保证农业的增产,合理施用化学肥料和农药是必需的,但需控制好施用量,否则会造成土壤或地下水的污染。

(4)土壤容量和土壤净化能力的提高

在农业生产过程中,施用有机肥,改良松散型沙土,改善土壤胶体的种类和数量,增加土壤对有害重金属的吸附能力和吸附量,从而减少重金属在土壤中的生物有效性。利用微生物品降解土壤中的重金属,提高土壤净化能力。

4.2 土壤中重金属污染的修复方法

(1)工程措施

工程治理措施是指在土壤环境中,用物理或物理化学的原理来减少重金属污染物的措施。主要包括客土,换土,翻土,淋洗液热处理以及电解等方法。以上方法措施的治理效果相对彻底,但实工过程复杂、所需治理费用较高且比较容易引起土壤肥力效果降低。

(2)生物措施

生物治理是指利用能够在土壤中生存的生物的某些习性来抑制和改良土壤重金属污染。Nanda Kumar P B A等发现某些特殊植物对土壤中的重金属元素具有富集作用。寇冬梅等研究认为食用菌对重金属具有吸附作用。所用方法有动物治理,微生物治理,植物治理等。生物措施的优点是实施较为简便易行、投资较少且对环境破坏小,而缺点是在短期内不易得到治理效果。

(3)化学措施

化学治理方法是利用化学物质和天然矿物对重金属污染进行的原位修复技术,目前,在许多区域得到应用。化学治理措施主要包括利用土壤改良剂、抑制剂,增加土壤有机质、阳离子代换量和粘粒的含量,改变pH、Eh和电导等理化性质,使土壤重金属发生氧化、还原、沉淀、吸附、抑制和拮抗等作用,以降低重金属的生物有效性。化学治理措施优点是治理效果相对较明显,而缺点是容易再度活化。

(4)农业措施

农业治理措施是通过改变耕作方式和管理制度来达到降低土壤重金属危害的方法。M.Puschenreiter等探讨了利用农业耕作措施治理土壤重金属的方法,得出在不同污染地区种植不同的农作物可有效降低重金属的污染。治理方法主要包括控制土壤水分,选择合适的农药、化肥,增施有机肥,选择农作物品种等。农业治理措施的优点在于操作简单、费用不高,而缺点是需要较长治理周期却治理效果不显著。

参考文献

[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[J].土壤通报,2004,35(3):366-370.

[2] 方一丰,郑余阳,唐娜等.生物可降解络合剂聚天冬氨酸治理土壤重金属污染[J].生态环境,2008,17(1):237-240.

[3] Zhang L C,Zhao G J.The species and geochemical characteristics of heavy metals in the sediments of Kangjiaxi River in the Shuikoushan Mine Area,China[J].Appl Geochem,1996,11(1/2):217-222.

[4] 尚爱安,党志,漆亮等.两类典型重金属土壤污染研究[J].环境科学学报,2001,21(4):501-504.

[5] 王庆仁,刘秀梅,董艺婷等. 典型重工业区与污灌区植物的重金属污染状况及特征[J].农业环境保护,2002,21(2):115-118,149.

[6] Dang Z, Liu C Q, Martin J H. Mobility of heavy metals associated with the natural weathering of coalmine spoils[J]. Environ Pollut, 2002,118(3):4l9-426.

[7] 韩张雄,王龙山,郭巨权等.土壤修复过程中重金属形态的研究综述[J].岩石矿物学杂志,2012,31(2):271-278.

[8] 王红旗,刘新会,李国学等.土壤环境学[M].北京:高等教育出版社,2007.

[9] 张辉.土壤环境学[M].北京:化学工业出版社,2006.

[10] GB15618-1995.土壤环境质量标准值[S].国家环境保护局,1995.

[11] 李录久,许圣君,李光雄等.土壤重金属污染与修复技术研究进展[J].安徽农业科学,2004,32(1):156-158.

[12] 任旭喜.土壤重金属污染及防治对策研究[J].环境保护科学,1999,25(5):31-33.

[13] 郭彬,李许明,陈柳燕等.土壤重金属污染及植物修复金属研究[J].安徽农业科学,2007,35(33):10776-10778.