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土壤重金属污染现状范文

土壤重金属污染现状

土壤重金属污染现状范文第1篇

关键词:土壤;城市:污染;重金属元素

土壤中的重金属污染已经成为当今环境科学中重要的研究内容,尤其是城市的土壤重金属污染越来越多的被人们关注。城市作为人们生活和生产高度聚集的场所,人口相对集中,种种人类活动都非常容易造成城市的污染。本文针对土壤重金属污染的来源及危害加以阐述,增加读者对土壤污染的重视。

1 土壤重金属污染概况

重金属指的是密度大于5.0g/cm3的45种化学元素,但是因为每一种重金属元素在土壤中的毒性区别很大,所以在环境科学中通常关注锌、铜、锡、钒、汞、镉、钴、镍、铅、铬、钴等。硒和砷两种非金属元素它们的毒性及某些性质与重金属相似,因此也将硒元素和砷元素列入重金属污染物的范围内[1]。由于土壤中本身含有的铁和锰含量较高,因而一般不太注意它们的污染问题,但在某些强还原条件下,铁和锰所引起的毒害却不能被忽视[2]。

中国作为发展中国家,工业科学上的发展越来越重要,但是由此造成的污染也在加剧。城市作为人口密集的区域,汽车尾气的排放成为了土壤中重金属污染的主要来源。吴学丽[3]等人运用地累积指数法研究了沈阳地区浑河、细河及周边农田的土壤中重金属污染状况,发现这些地区土壤中汞元素和锌元素含量较高。兰砥中[4]等人研究湘南某铅锌矿区事故之后导致周围土壤的重金属污染情况,运用单因子指数和潜在生态风险指数评价土壤污染状况,发现该地区土壤中铅、锌、铜、镉等重金属污染严重,其中镉的污染指数最高。

国外学者早在20世纪末就针对城市中土壤中重金属污染进行研究,在英国的几大城市中对土壤中的汞、铅等重金属元素进行调查,他们观察到这几个城市中的土壤重金属污染与英国的工业发展活动与周围居民区的繁荣与否有着直接的关系。世界各个国家正逐步开展城市中土壤中重金属污染的研究。在对葡萄牙、苏格兰、斯洛文尼亚、西班牙、意大利和瑞典这6个欧洲国家城市土壤中的重金属总浓度进行调查研究,发现葡萄牙地区中汞的浓度比苏格兰低,可能是由于燃煤发电和取暖导致的[5]。

2 土壤中重金属元素的污染来源

一般来说,城市中土壤重金属污染来源主要有两类:自然因素和人为外源输入。

2.1 自然因素:某些地区的土壤由于地壳运动导致本身就含有很多的重金属元素,成土母质是造成城市土壤中重金属含量高的重要原因。如陈雪龙[6]等对大庆龙凤湿地土壤中重金属元素的空间分布特征进行了研究,发现土壤中的铅和锌随着土壤深度的增加而增加,表明重金属在土壤中的含量与土壤的理化性质、成母土质和岩石风化有着极大的关系。

2.2 人为外源输入:这类污染为土壤中重金属元素污染的主要来源,包含三大类

2.2.1 工业污染源:为了提高经济水平,现代工业的开发越来越广泛,加上环保理念没有普及,金属冶金厂、化工厂、油漆厂的三废没有达到排放标准就流入到环境中,造成土壤中重金属元素的污染。

2.2.2 农业污染源:如今科学的发展,人们在种植农作物的时候为了提高庄稼的产量,施用了大量含有重金属的化肥,这些污染直接的作用到土壤中。

2.2.3 生活污染源:城市中交通高度发达,虽然给人们带来的便利,但是交通工具的尾气排放却给土壤中带来的很多的重金属元素[7]。另外,城市中人们的生活垃圾中常常含有各种重金属元素,加上固体废弃物处置不完善,这些垃圾也会流入到城市土壤中。

3 土壤中重金属污染的危害

3.1 土壤中重金属污染引起的直接危害

3.1.1 对土壤中的生态环境系统的稳定性造成破坏

土壤环境是一个很复杂的生态环境,其中包含这许多种类的微生物群落与蠕虫类动物,这些生物的存在保持了土壤环境的稳定也保证了土壤的活性,但是当过量的重金属被引入到土壤中时,会对这些生物带来毒害,大量研究证明:重金属污染的土壤中土壤微生物群落的多样性被严重减少[8]。

3.1.2 影响植物代谢循环和生长

据研究表明,重金属对植物形态、生殖、繁衍各方面都有影响。吸收到植物体内的重金属能诱导其产生某些对酶和代谢都有毒害作用和不利影响的物质,引起植物伤害。某些重金属在胁迫作用下有时会引起大量营养元素的缺失和有效性的降低,较高浓度的重金属含量有抑制植物体对镁元素的吸收和转运的能力。

3.2 土壤中重金属污染带来的间接危害

3.2.1 促使水体污染

土壤环境中遭受重金属污染时,污染浓度较高的表层土壤能在地表或地下径流作用下,进入水体环境,导致地下水的重金属污染。

3.2.2 导致大气环境污染加重

由于土壤环境与空气环境有着直接的联系,通过空气中的湍流交换作用,土壤颗粒能够被带入到大气中,使得空气中的污染物变得复杂,当土壤中含有重金属元素时,则可能导致大气污染和生态系统退化等等的环境问题[9]。

3.2.3 对人体和动物的健康影响

土壤中重金属元素通过植物由食物链逐级传递到人体中,城区内部种植的观赏和净化空气用的花草树木也能累积一定的重金属污染物,人们居住在这种环境中,经过皮肤接触和无意由口摄入这些被污染的土壤[10]。

结束语

土壤重金属污染逐渐被各个国家的环境科学工作者重视,由于土壤中含量复杂,修复将是一个复杂的系统工程,传统修复技术很难达到理想的预期效果,针对工业迅速发展,环保部门的管理力度也应该加强,从根本上减少重金属污染物的来源才是修复土壤的最有力的手段。■

参考文献

[1]贾广宁.重金属污染的危害与防治[J].有色矿冶,2004,1:39-42.

[2]刘昌岭,宋苏顷,夏宁,李学刚,林学辉,张红,张经,于志刚.青岛市区大气颗粒物中重金属的浓度及其来源研究[J].青岛大学学报(自然科学版),1998,03:44-48.

[3]吴学丽,杨永亮,徐清,黄园英,路国慧,何俊,刘晓端.沈阳地区河流灌渠沿岸农田表层土壤中重金属的污染现状评价[J].农业环境科学学报,2011,2:282-288.

[4]兰砥中,雷鸣,周爽,彭亮,廖柏寒,沈跃.湘南某铅锌矿区周围农业土壤中重金属污染及其潜在风险评价[J].环境化学,2014,8:1307-1313.

土壤重金属污染现状范文第2篇

[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

土壤重金属污染现状范文第3篇

【关键词】土壤污染;重金属;治理方法

土壤,为人类提供生存所需的自然环境,为农业生产提供必要的资源。我们所面临的许多问题,诸如环境问题、粮食问题、资源问题等等,都和土壤息息相关。自上世纪20年代以来,工业发展,导致金属产量急剧增加,进而导致重金属环境污染问题。含有重金属的污染物通过多种方式进入土壤,导致土壤重金属污染问题。现在,很多发展中甚至发达国家,都面临着土壤污染问题。这一问题的日益严重,也引起了人们的广泛关注。因此,本文将围绕土壤重金属污染的现状、治理方法等方面展开。

1.我国土壤重金属污染的现状

目前,我国大陆受到重金属污染的耕地面积约为2000万公顷,大约占耕地总面积的1/5。其中,受矿区污染的耕地面积约200万公顷,受石油污染的耕地面积约500万公顷,受固体废弃物堆放污染的耕地面积约5万公顷,受“工业三废”污染的耕地面积约1000万公顷,受污水灌溉的耕地面积约330万公顷。由于土壤污染,我国农业粮食产量每年减少约1300万吨,更为严重的是,因为受到污染,土壤的多种功能,如营养功能、净化功能、缓冲功能、有机体的支持功能等功能正在逐渐丧失。

2.土壤重金属污染的后果

第一、土壤污染导致耕地资源短缺。

第二、土壤污染威胁人、畜的身体健康。

第三、土壤污染阻碍农业生产的发展。

第四、土壤污染会导致其他的环境污染问题。

第五、土壤污染危及子孙后代的利益,阻碍农村经济的健康、持续发展,不利于国家经济的可持续发展。

3.土壤重金属污染的治理

3.1物理防治

物理防治主要采取排土、换土、去表土、客土和深耕翻土等措施。不同地区应采取不同的措施:

(1)污染严重的地区,适合采取排土、换土、去表土、客土等措施。这些措施可以从根本上去除土壤中的重金属污染物。具体方法:将重金属重污染地区的土壤放到高温、高压的条件下,使之变成的玻璃态物质,然后将重金属固定在玻璃态物质中,进而达到去除重金属污染物的目的。这种方法可以在根本上去除土壤中的重金属污染物,而且见效迅速,但这种方法工作量大、费用高。因此,这种方法常被用在重金属重污染地区的抢救性修复工作中。

(2)污染较轻的地区,适合使用深耕翻土这种方法。这一方法可以降低土壤表层的重金属含量。

3.2化学防治

化学防治的方法很多,如:

3.2.1添加重金属改良剂

在土壤中添加一些处理重金属污染时的常用到的改良剂改良剂,诸如磷酸盐、石灰以及硅酸盐等。它们可以和土壤中的重金属污染物发生化学反应,进而生成难溶化合物,从而减少土壤和植被对重金属污染物的吸收。

3.2.2施加重金属螯合剂

土壤中的重金属大都吸附于土壤固体表层,因而土壤溶液中的重金属含量相对较少,所以,我们可以在土壤中施加重金属螯合剂。这样做可以提高土壤中重金属的有效态,更易于流动、吸收。

3.2.3施用重金属拮抗剂

在土壤中,重金属元素之间有拮抗作用。我们可以利用一些对人体没危害甚至是有益的金属元素的拮抗作用,减少土壤中重金属的有效态。所以,在轻度污染的土壤中、施加少量的有拮抗性的金属元素,将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

可以通过植物的吸收作用来减少土壤中的重金属污染物含量。这类植物很多,如羊蕨属植物、笕科植物等,这些植物对土壤中的重金属的吸收率可达到100%。

3.3.2微生物降解

使用清洗剂将土壤表层附着的重金属解吸到土壤溶液中,然后随着清洗液一起流入预定的水体中,并和微生物发生作用,从而实现消除土壤中重金属的目的。

3.3.3生物防治很多优点,如效果好、没有二次污染、费用低、易管理、易操作等,因此受到人们的普遍重视

3.4农业生态防治

农业生态防治,可以采取以下措施:

3.4.1控制土壤的氧化―还原条件

在浸水的土壤中,重金属常常以难溶态的硫化物的形式存在。所以,控制土壤中的水分和氧化―还原电位,在作物壮籽期间,保证土壤处于一个相对稳定的水淹期,就可以减少植物吸入的重金属含量,进而减少果实和籽中的重金属含量。

3.4.2改变作物品种

改变作物品种,也可以在一定程度上降低土壤中的重金属含量。如:在受污染较严重的地区,种植花卉和经济林目等;而在受污染较轻的地区,种植耐重金属性较强强的作物,如改旱地为水田,或者旱地、水田进行轮作,以调整PH、EH,从而降低土壤中重金属的有效性。

目前,以上列举的治理土壤重金属污染问题的技术还不能被广泛地应用,其原因有成本过高、实地应用的经验不足、处理效果不稳定等。随着科学技术的发展,开发、研究工作的深入与完善,这些治理方法一定可以日趋完善,并被广泛运用。

【参考文献】

[1]顾继光,周启星,王新.土壤重金属污染的治理途径及其研究进展.应用基础与工程科学学报,2003.06(第11卷)(2):143-151.

[2]邵学新,吴明,蒋科毅.土壤重金属污染来源及其解析研究进展.广东微量元素科学,2007.04(第14卷)(4):1-6.

[3]周以富,董亚英.几种重金属土壤污染及其防治的研究进展.环境科学动态,2003(1).2003.1:15-17.

[4]宋静,朱荫湄.土壤重金属污染修复技术.农业环境保护,1998,17(6):271-273.

[5]武正华.土壤重金属污染植物修复研究进展.盐城工学院学报,2002,6.(第15卷)(2):53-57.

土壤重金属污染现状范文第4篇

关键词:土壤;重金属;污染;现状;修复技术

中图分类号 X833 文献标识码 A 文章编号 1007-7731(2017)07-0103-03

Abstract:This paper describes the present situation of soil heavy metal pollution in our country,analyzes the sources of soil heavy metals from sewage irrigation,atmospheric deposition,industrial production and agricultural activities,and analyzes the heavy metal contaminated soil remediation technology briefly.

Key words:Soil;Heavy metal;Pollution;Present situation;Remediation technology

土壤是一个开放的缓冲动力学系统,承载着环境中50%~90%的污染负荷[1-2]。随着矿产资源开发、冶炼、加工企业等规模的扩大以及农业生产中农药、化肥、饲料等用量的增加和不合理的使用,致使土壤中重金属含量逐年累积,明显高于其背景值,造成生态破坏和环境质量恶化,对农业环境和人体健康构成严重威胁。重金属在土壤中移动性差、滞留时间长、难降解,可以通过生物富集作用和生物放大作用进入到农牧产品中[3],从而影响产出物的生长、产量和品质,潜在威胁人体健康[4]。本文对我国土壤重金属污染现状进行了简要分析,概述了土壤中重金属的来源,简单介绍了物理修复、化学修复和生物修复技术在土壤重金属污染修复方面的研究进展,以期为土壤重金属污染修复提供参考。

1 我国土壤重金属污染现状

随着矿山开采、冶炼、电镀以及制革行业的蓬勃发展,一些企业盲目追逐经济利益,轻视环境保护,再加上农药、化肥、地膜、饲料添加剂等的大量使用,我国土壤中Pb、Cd、Zn等重金属的污染状况日益严重,污染面积逐年扩大,危害人类和动物的生命健康。据报道,2008年以来,全国已发生100余起重大污染事故,其中Pb、Cd、As等重金属污染事故达30多起。据2014年国家环境保护部和国土资源部的全国土壤污染状况调查公报显示,全国土壤环境总状况体不容乐观,部分地区土壤污染较重,耕地土壤环境质量堪忧,工矿业废弃地土壤环境问题突出。全国土壤总的点位超标率为16.1%,其中轻微、轻度、中度和重度污染点位比例分别为11.2%、2.3%、1.5%和1.1%。据农业部对我国24个省市、320个重点污染区约548万hm2土壤调查结果显示,污染超标的大田农作物种植面积为60万hm2,其中重金属含量超标的农产品产量与面积约占污染物超标农产品总量与总面积的80%以上,尤其是Pb、Cd、Hg、Cu及其复合污染尤为明显[5]。我国的一些主要水域如淮河流域、长江流域、太湖流域、胶州湾等也都出现了重金属污染[6]。

2 土壤重金属来源

土壤中重金属来源主要有内部来源和外部来源两种。在内部来源中,由于成土母质、地形地貌、水文气象及植被和土地利用类型等的不同,对土壤重金属含量的影响有很大差异[7],致使部分地区土壤背景值较高。外部原因主要是人为活动的影响,是土壤重金属污染的主要来源,主要包括以下几个方面:

2.1 随大气沉降进入土壤中的重金属 大气沉降是造成土壤重金属污染的一个重要途径[6]。工业生产、汽车尾气排放及轮胎摩擦可产生含有重金属的有毒气体和粉尘,经自然沉降和雨雪沉降进入土壤中,污染元素主要为Pb、Cu、Zn等。矿山开采和冶炼所带来的大气沉降也是土壤重金属的重要来源[5]。有毒气体和粉尘容易迁移和扩散,在工矿烟囱、废物堆和公路附近的土壤中,土壤重金属含量较高,向四周和两侧扩散减弱。研究人员对某铅锌冶炼厂的土壤重金属空间分布特征的研究发现,Zn、Pb、As的主要污染来源是废气的大气沉降,风力和风向是其空间分布的主要影响因子[7]。

2.2 随污水灌溉进入土壤中的重金属 污水灌溉一般是指利用经过一定处理的城市污水灌溉农田[6],利用污水灌溉是农业灌溉用水的重要组成部分。但由于污水中含有大量的重金属,随污水进入到土壤中,使得土壤中重金属含量不断富集。我国自20世纪60年代至今,污灌面积迅速扩大,以北方旱做地区污染最为普遍,约占全国污灌面积的90%以上,污灌导致农田重金属Hg、Cd、Cr、Cu、Zn、Pb等含量的增加[7]。

2.3 工矿企业生产带入土壤中的重金属 工业生产中广泛使用重金属元素,工矿企业将未经严格处理的废水直接排放,导致废水中的重金属渗入到土壤中,使得土壤中有毒重金属含量增加[11]。矿业和工业固体废弃物露天堆放或处理过程中,经日晒、雨淋、水洗等作用,使重金属以射状、漏斗状向周围土壤扩散。南京某合金厂周围土壤中的Cr大大超过土壤背景值,Cr污染以工厂烟囱为中心,范围达到1.5km2[12]。电子废弃物在堆放和拆解过程中,会造成Pb、Cr等重金属进入农田土壤[13-14]。

2.4 农事活动带入土壤中的重金属 随着人们对农业产出物不断增长的需求,农药、化肥、地膜等使用量不断增加,导致土壤中的重金属不断富集,造成土壤重金属污染。农药中含有Hg、As、Zn等重金属,长期使用就会导致土壤中重金属的累积。磷肥天然伴有Cd,随着磷肥及复合肥的大量施用,土壤中有效Cd的含量不断增加,作物吸收Cd量也在增加[15]。地膜在生产过程中加入了含Cd、Pb等重金属的热稳定剂,也会造成土壤重金属含量的增加。当前有机肥肥源大多来源于集约化的养殖场,大多使用饲料添加剂,其中大多含有Cu和Zn[16],使得有机肥料中的Cu和Zn含量也明显增加,并随着施肥带入到土壤中。

3 土壤重金属污染修复技术

3.1 物理修复 一是客土、换土和深耕翻土等措施。通过这一措施,可以降低表层土壤重金属含量,减少土壤重金属对植物的毒害。深耕翻土适用于轻度污染的土壤,客土和换土适用于重度污染的土壤。工程措施具有稳定、彻底的有点,效果较好,但是需要大量的人力、物力,投资较大,并会破坏土体结构,降低土壤肥力。二是电动修复、电热修复、土壤淋洗等。物理修复效果好,但是成本高,还存在着造成二次污染的风险。

3.2 化学修复 化学修复是主要是采用化学的方法改变土壤中重金属的化学性质,来降低土壤中重金属的迁移性和生物可利用率,减少甚至去除土壤中的重金属,达到的土壤治理和修复的效果[17]。该技术的关键在于经济有效改良剂的选择,常用的改良剂有石灰、沸石、碳酸钙等无机改良剂和堆肥、绿肥、泥炭等有机改良剂,不同的改良剂对重金属的作用机理不同。化学修复是在土壤原位上进行,不会破坏土地结构,简单易行。但是化学修复只是改变了重金属在土壤中的存在形态,并没有去除,在一定条件下容易活化,再度造成污染。

3.3 生物修复 生修复是利用微生物或植物的生命代谢活动,改变重金属在土壤中的化学形态,使重金属固定或解毒,降低其在土壤环境中的移动性和生物可利用性。该方法效果好,易于操作,是目前重金属污染的研究重点。目前生物修复技术主要集中在植物和微生物2个方面[18-19],对植物修复方面研究的较多[20-23]。生物修复不会引起二次污染,成本低,易于推广,在技术和经济上都优于物理修复和化学修复,已经得到了广泛的研究和应用,是目前土壤重金属污染治理的研究热点。

3.4 农业生态修复 不同作物对重金属有不同的吸附作用,可以通过采取不同的耕作制度、作物品种和种植结构的调整、肥料种类的选取等措施,增加作物对土壤重金属的吸收,降低土壤中的重金属含量。研究表明,调节土壤水分、pH值以及土壤水分、养分等状况,实现对污染物所处环境介质的调控[24-25],可以改善土壤的理化性质,促使土壤中重金属被作物有效地吸收。

4 展望

土壤是人来赖以生存的重要自然资源之一,是人类生态环境的重要组成部分。土壤重金属污染问题已经成为当今社会的主要环境问题之一。2016年出台的《土壤污染防治行动计划》,无疑是我国土壤环境管理历史上里程碑式的文件,明确了我国土壤污染防治路线图和时间表。

土壤是一个复杂的生态系统,一旦受到污染,要将进入到土壤中的污染物清除,达到安全生产的目的是十分困难的。重金属对土壤的污染以现有的技术而言是不可逆的。因此,土壤污染预防要比土壤污染治理重要的多。要坚持源头预防和过程治理,以源头控制为主,杜绝污染物进入水体、土体,有效降低污染物的排放。在土壤重金属污染修复技术研究中,要把物理方法、化学方法、生物技术和农业生态修复措施综合起来处理污染题,研究出更加经济高效的治理措施,应该加大生物修复技术研究,减少物理和化学方法的使用,以免造成二次污染。

参考文献

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土壤重金属污染现状范文第5篇

关键词 土壤;重金属污染;现状;修复技术

中图分类号 X53 文献标识码 A 文章编号 1007-5739(2013)09-0229-03

重金属是指比重大于5.0 g/cm3的金属元素,包括Cu、Zn、Ni、Pb、Cr、Cd、Hg、As、Fe、Mn、Mo、Co等。通常自然界中重金属元素的背景值很低,其暴露不会对周围环境造成影响。但由于工业生产规模扩大,城镇化迅速发展,在农业生产中,污水灌溉和化肥、农药的使用量加大,导致土壤系统中重金属不断累积,明显高于其背景值,从而恶化了生态环境的质量,并通过食物链直接危害人体健康。据统计,全世界平均每年排放Hg约1.5万t,Cu 340万t,Pb 500万t,Mn 1500万t,Ni 100万t[1]。随着重金属污染问题的日益突出,土壤污染防治工作已在“十一五”期间被提上中国环境保护工作的重要议程,并成为第1个“十二五”国家规划。针对上述情况,笔者结合我国土壤重金属污染的现状,对当前土壤重金属污染的修复技术及其作用机理进行分析,并总结其各自的优势与不足,以期为综合治理土壤重金属污染提供参考依据。

1 我国土壤重金属污染现状

我国面临着相当严峻的土壤重金属污染问题。农业部调查数据显示[2],我国约140万hm2的农业用地采用污水灌溉,受到重金属污染的土地面积占污染总面积的64.8%。据有关资料表明,我国重金属污染的农业土地面积为2 500 hm2左右,导致粮食减产逾1 000万t,并造成1 200万t以上的粮食被重金属污染,将各项经济损失进行合计,至少高于200亿元[3]。污染土地中,严重污染面积占8.4%,中度污染面积占9.7%,轻度污染面积占46.7%。Hg 和Cd 的污染面积最大。如上海农田耕层土壤Hg、Cd含量增加了50%,江西大余县污灌引起的Cd污染面积达5 500 hm2,沈阳张士灌区Cd污染面积达2 533 hm2。我国农田土壤污染除Cd、Hg污染外,Pb、As、Cr和Cu的污染也比较严重。以保定市污水灌区为例,其Zn、Cu、Pb、Cd的检出超标率分别达到100.0%、27.5%、50.0%、87.5%[4]。此外,我国菜地土壤重金属污染也较为严重[5-7]。广州市蔬菜地Pb污染最为普遍,As污染次之;重庆近郊蔬菜基地土壤重金属Hg和Cd出现超标,超标率分别为6.7%和36.7%;珠三角地区近40%菜地重金属污染超标,其中10%属严重超标。近年来,由于工业“三废”、机动车废气和生活垃圾等污染物的排放,我国城市土壤普遍受到不同程度的重金属污染,主要污染元素为Pb、Cd、Hg。且城市土壤中大部分重金属污染含量普遍高于郊区农村土壤,并具有明显的人为富集特点[8]。

2 土壤重金属污染修复技术

2.1 物理修复

物理修复是指通过各种物理过程将污染物从土壤中去除或分离的技术,主要包括土壤淋洗法、工程措施法、电热修复法等。

2.1.1 土壤淋洗法。该方法是应用最多、应用最早、技术最成熟的物理修复方法。采用淋洗液(包括无机溶液清洗剂、复合清洗剂、清水、表面活性剂、有机酸及其盐清洗剂、螯合剂等)对土壤进行淋洗,使固相重金属转化为液相,重金属从土壤中转移到废水,再通过对废水进行回收处理,从而实现土壤的修复。Wasay et al[9]研究发现,EDTA和DTPA能有效地去除土壤中Hg以外的重金属元素,同时也提取出大量土壤营养元素。土壤淋洗法简便、成本低、处理量大、见效快,适用于大面积重度污染土壤治理,尤其是轻质土和砂质土。但这种方法在去除重金属的同时,易造成地下水污染及土壤养分流失。因此,既能提取各种形态重金属又不破坏土壤结构的淋洗液,将为该方法修复重金属污染土壤提供广阔的应用前景。

2.1.2 工程措施法。该方法是较为经典和传统的土壤重金属污染修复方法,包括深耕翻土、换土、客土等。深耕翻土与污土混合,或者通过换土和客土等手段,可以使土壤中重金属的含量有效降低,从而降低其对植物的毒害。不同的方式适宜于不同污染程度的土壤,重污染区的土壤宜使用换土和客土方法改良,而轻度污染的土壤则适宜于采用深耕翻土的方法进行修复。工程措施法的优势在于效果稳定和彻底,但是也存在一定的不足,如费用高、工程量大、易降低土壤肥力和破坏土壤结构,还有换出的污染土壤也存在二次污染的隐患,应妥善处理。据报道,对1 hm2面积的污染土壤进行客土治理,每1 m深土体需耗费高达800万~2 400万美元[10]。因此,工程措施不是一种理想的污染土壤修复方法。

2.1.3 电热修复法。该方法利用高频电压产生电磁波,再通过电磁波作用而产生热能,从而促使土壤中挥发性重金属得以分离,实现土壤的修复和改良。目前,该方法适用于修复受Hg或Se等可挥发性重金属污染的土壤。有研究表明,采用该法可使砂性土、黏土、壤土中Hg含量分别从15 000、900、225 mg/kg降至107、112、115 μg/kg,回收的Hg蒸气纯度达99%[11-12]。这种方法虽然操作简单、技术成熟,但能耗大、操作费用高,也会影响土壤有机质和水分含量,引起土壤肥力下降,同时重金属蒸气回收时易对大气造成二次污染。

2.2 化学修复

化学修复也是一种原位修复技术,即通过向重金属污染土壤中添加改良剂,以调节和改变土壤的理化性质,使重金属发生沉淀、吸附、拮抗、离子交换、腐殖化和氧化还原等一系列化学反应,降低其在土壤中的迁移性和被植物所吸收的可能性,从而达到治理和修复污染土壤的目的。常用的改良剂有石灰性物质[13-15]、磷酸盐化合物[16-17]、硅酸盐化合物[18]、金属及其氧化物[19-20]、黏土矿物[21-23]、有机质[24-26]等,其作用机理见表1。这种方法虽然简单易行,但其不足在于它只是改变了重金属在土壤中的存在形态,却没有把重金属从土壤中真正分离出来,如果土壤环境发生变化,容易造成其再度活化,引起“二次污染”。

2.3 生物修复

生物修复是利用生物(主要是微生物、植物和动物)的新陈代谢作用吸收去除土壤中的重金属或使重金属形态转化,降低毒性,净化土壤。该方法是运用生物技术治理污染土壤的一种新方法,具体包括微生物修复法、植物修复法、动物修复法等。由于该方法效果好、易于操作,日益受到人们的重视,已成为污染土壤修复研究的热点。

2.3.1 微生物修复。该方法是通过微生物进行作用,将土壤中重金属元素进行沉淀、转移、吸收、氧化还原等,从而对污染土壤进行修复。如柠檬酸菌能够与Cd形成CdHPO4沉淀;无色杆菌、假单胞菌能够使亚砷酸盐氧化成砷酸盐,从而降低As的转移和毒性;还有些微生物能够把剧毒的甲基汞降解为毒性小、可挥发的单质Hg[3]。尽管微生物修复引起极大重视,但大多数技术仍局限在科研和实验室水平,很少有实例报道。但随着分子生物学的发展,一些如细菌表面展示技术、噬菌体抗体库技术、酵母表面展示技术等[27],有望在治理土壤重金属污染中发挥重要作用。

2.3.2 植物修复。植物修复广义上是指利用植物提取、吸收、分解、转化、固定土壤、沉积物、污泥或地表、地下水中有毒有害污染物技术的总称;狭义上是指利用耐性和超富集植物将污染土壤中的重金属浓度降低到可接受的水平。根据其修复过程和机理,植物修复法可分为以下4种:①根部过滤[28],即通过耐性植物根系对重金属的吸收并保持在根部。常用的植物有水生植物、半水生植物以及个别陆生植物,如向日葵、耐盐野草、宽叶香蒲等。该法多应用于修复水体的重金属污染。②植物稳定[29],即利用植物根际的一些特殊物质,使土壤中污染物转化为相对无害物质的方法。常用的植物有印度芥菜、油菜、杨树、苎麻等。该法多应用于治理废弃矿场和重金属污染严重地区。③植物挥发[30],即利用植物吸收土壤中的重金属,并将其转化为可挥发状态,通过植物叶片等部位挥发出去,以降低土壤中重金属的含量。常用的植物有印度芥菜以及湿地上的一些植物。该法多应用于修复污染土壤中含有挥发性的重金属(如Hg、Se等),但易造成大气污染。④植物提取[31],即利用超富集植物从土壤中吸取重金属,并将其转移、贮存到地上部,然后通过收获,从而达到去除污染土壤中重金属的目的。目前,已发现超富集植物有700种以上,且广泛分布于约50科中,并主要集中在十字花科。该法适用面广,对于修复多种重金属污染土壤均有效。

植物修复法成本低,对环境扰动小,能绿化环境,具有良好的社会、经济、环境综合效益,适用于大规模污染土壤的修复,属于真正意义上的绿色修复技术。但该方法也有一定的缺点:一是超富集植物生长缓慢,常受土壤类型、气候、水分、营养等环境条件限制,导致修复污染较严重土壤的周期长;二是修复过程局限在超富集植物根系所能伸展的范围内;三是超富集植物只能积累某一种重金属,而土壤污染大多是重金属的复合污染;四是超富集植物需收割并作为废弃物妥善处置,将对生物多样性存在一定的威胁。

2.3.3 动物修复。动物修复是利用土壤中的某些低等动物(如蚯蚓等)吸收重金属的特性,在一定程度上降低受污染土壤的重金属比例,以达到修复重金属污染土壤的目的。有研究表明[32],蚯蚓在其耐受浓度范围内,对重金属的富集量随着重金属浓度的增加而增加,同时对重金属的选择性受其体内酶的影响。但这种修复方法不足在于低等动物吸收重金属后可能再次释放到土壤中,造成二次污染。

2.4 农业生态修复

农业生态修复是近几年新兴的修复技术,它是通过改变耕作制度、调整作物品种、调控土壤化学环境(包括土壤pH值、水分、氧化还原电位等)、改变土地利用类型、增施有机肥(堆肥、厩肥、植物秸秆等)、控施化肥等措施,以减轻重金属对土壤的危害[33]。我国在这一方面研究较多[34-36],并取得了一定的成效。这种方法具有投资少、无副作用等特点,适用于中轻度污染土壤,但也存在修复周期较长、效果不太显著等不利因素。

3 结语

综上所述,目前重金属污染土壤的修复技术很多,但就单一技术来看,任何一种修复技术都有其局限性,难以达到预期效果,进而无法大力推广。而且土壤重金属污染修复作为一项系统工程,不仅需要土壤学、植物生理学、遗传学、环境工程学、分子生物学等多个学科的共同努力,还需要多种修复技术的综合应用,即将物理修复、化学修复、生物修复科学地结合起来,取长补短,才能达到更好的效果。

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土壤重金属污染现状范文第6篇

关键词 土壤;蔬菜;重金属污染;评价;浙江杭州

中图分类号 X53;X56 文献标识码 A 文章编号 1007-5739(2012)20-0247-02

蔬菜是人们生活中不可缺少的副食品,为人体提供所必需的多种维生素和矿物质,城镇化速度的加快及工业的迅速发展,使得环境污染问题日益加重,致使蔬菜中重金属和农药残留含量急剧增加,给人类健康造成了严重伤害。重金属积累特点及其对环境的污染是目前蔬菜重金属研究的重点。城市及其郊区是重金属污染的重要区域,了解和掌握土壤和蔬菜重金属的污染现状,对指导当前和以后蔬菜无公害化生产和环境保护等方面具有重要指导意义。

1 杭州市土壤重金属污染现状

谢正苗等[1]调查杭州市4 个蔬菜基地土壤中Pb、Zn、Cu的含量,结果发现蔬菜基地土壤中重金属的含量虽然未超过国家土壤重金属环境质量标准,符合无公害蔬菜的发展要求,但已超过其自然背景值。4个调查区中拱墅区土壤中重金属含量大于其他3个区;江干区蔬菜基地土壤—蔬菜中重金属的空间变异很大。老城区近50%的土壤属于Ⅲ类以上,几乎无Ⅰ类土壤,有些特色产品的种植土壤甚至存在一定的环境风险[2]。城市土壤中的磁性物质对重金属有显著的富集作用,杭州市土壤的磁性物质含量分别是0.20%~2.75%(平均值0.75%),磁性物质对重金属的富集系数大小为Fe>Cr>Cu>Mn>Pb>Zn[3]。

郭军玲等[4]研究发现杭州市蒋村土壤已受到Zn 的明显污染,污染等级为轻污染,乔司和下沙土壤重金属为高度累积,七堡和蒋村土壤重金属达到严重累积程度。李 仪等[5]研究发现杭州市区表土Pb、Cd和Hg含量随离城市距离增加而下降,土壤中重金属Pb、Cd和Hg的积累主要与大气沉降有关;同一区块中茶园表土重金属Cu和Zn含量明显高于附近林地土壤,施肥等农业措施对茶园土壤Cu和Zn的积累有较大的影响。

2 杭州市蔬菜重金属污染情况

杭州市野外常见野生蔬菜铅的超标率达87.5%,镉的超标率为12.5%,铜和锌无超标现象[6]。小青菜和小白菜中Pb超标,但Zn、Cu未超标,其富集系数顺序为Zn>Pb>Cu,且小青菜更易受重金属污染,其重金属含量均大于小白菜[1]。

宋明义等研究发现,根茎类蔬菜中Cd、Pb常超标,叶菜类蔬菜中除Cd、Pb常超标外,Hg也常超标,豆类和茄果类情况相对较好,未发现超标现象。其中,半山附近蔬菜中Cd、Zn含量接近国家食品卫生规定的标准限值,蔬菜和水稻中以Pb超标情况较严重;江干区蔬菜基地的蔬菜重金属污染也较为普遍,不同蔬菜品种中均有重金属超标现象[2]。王玉洁等[3]研究发现蔬菜的可食部位和非可食部位Pb含量均出现严重超标现象,样本超标率达100%;但是4种蔬菜可食部位含Cu量和含Zn量均未出现超标现象,部分蔬菜根系含Cu量和含Zn量却出现超标现象。

3 蔬菜重金属的吸收与富集规律

3.1 不同区域的差异性

北方地区蔬菜重金属污染相对南方地区轻,南方地区污染形势最为严峻的为Cd,这可能是由于南方土壤pH值低、有机质含量等决定的重金属存在形态、活性有关。由于土壤中Cd的化学活性最强,全国范围内Cd污染最为严重[7]。

重庆市小白菜中的As质量比在南岸区菜市场中可达0.068 mg/kg,但在渝中区只有0.012 mg/kg,二者相差5.7倍;渝中区菜市场藕中Hg质量比为0.189 1 mg/kg,但在北碚区菜市场中只有0.056 7 mg/kg,二者相差3.34倍[8]。

3.2 不同种类的差异性

基因型差异使得同一种蔬菜对重金属元素的吸收、累积特点各不相同。此外,土壤粘粒含量、有机质含量、pH值等土壤环境条件都会导致蔬菜中重金属含量差异[9]。

重金属污染以镉和铅为主,根茎类和瓜果类较为突出;镉污染最严重,排序为:根茎类、瓜果类、豆类、叶菜类;芋头和葱中镉污染均超标,最大超标倍数分别达到1.9倍和5.1倍[10]。叶菜类蔬菜中锌、铜、铅平均含量均高于瓜豆类蔬菜,只有镉的平均含量低于瓜豆类蔬菜[11]。不同种类和类型的蔬菜对重金属的富集能力不同,Zn:叶菜类>瓜果类>根茎类;As:叶菜类>根茎类>瓜果类;Hg:根茎类>瓜果类>叶菜类[8]。

3.3 同种蔬菜对不同重金属的吸收和富集差异性

蔬菜对Cu、Zn、Pb的相对富集能力基本一致,其富集系数顺序为Pb>Cu>Zn[3]。同一种蔬菜吸收不同重金属的能力不同,富集元素的规律是Cd>Zn、Cu>Pb、Hg、As、Cr。也有发现当Zn、Cd、Cu混施时,Cd的存在促进了大豆叶片中Zn的积累,而Cu的存在则使Zn和Cd的浓度降低[12]。

3.4 不同部位的差异性

重金属在植株体内各部位的分布状况不同。一般在进入器官积累多。菠菜Cd的积累量为叶片、根>茎,而Cd和Cu的积累量依次为叶片>根>茎杆,Pb的积累量则依次为根>茎>叶片;青菜叶片中的Cr、Cd、Pb、Cu等的含量均高于茎[12]。铜和锌含量地下部要比地上部高,蒲公英地上部的铜和镉含量明显高于地下部,地上部分别是地下部的2.80倍和1.92倍;野三七地上部的铅含量也比地下部高,是地下部的1.21倍;水芹地上部的镉含量也高于地下部,是后者的1.53倍[6]。

4 评价方法

对重金属污染评价方法有很多,主要以指数法最多,其中指数法分单项因子污染指数法和综合污染指数法。

某样点蔬菜的污染程度单项污染指数Pi是根据蔬菜中污染物含量与相应评价标准进行计算,其计算式为Pi=Ci/Si。式中,Ci表示污染物实测值;Si表示污染物评价标准。Pi1 为污染。

综合污染指数法主要考察高浓度污染物对环境质量的影响,可以全面反映各污染物对土壤的不同作用。目前,内梅罗综合污染指数法在国内应用较为普遍。

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土壤重金属污染现状范文第7篇

关键词:重金属; 峡山水库; 背景值; 富集

中图分类号:P343文献标识码: A

1.引言

随着城市化、工业化和农业集约化的发展,大量工业废物排放、农药化肥的施用,致使地表水及地下水区域性污染严重,水环境中污染物是在地表-土壤-水环境中进行各种物理、化学和生物过程的结果。重金属是土壤环境中具有潜在危害的污染物,现在土壤重金属含量越来越高,导致饮用水中的含量也越来越高,严重危害人类身体健康,因此,对饮用水源地土壤重金属的现状调查研究十分重要。为此,本文对潍坊最大的地表饮用水源地峡山水库周围土壤重金属污染现状进行了研究,分析了土壤重金属元素的富集特征。

此研究对于峡山水库周围土壤质量的改善和库区水环境质量的保护具有重要意义,并为环境管理提供决策依据。

2、材料与方法

2.1 研究区概况

峡山水库位于潍河中下游、潍坊市东南部的峡山区,水库总库容 14.05亿立方米,兴利库容5.03亿立方米,水面面积144平方公里,有潍河、渠河、浯河等支流汇入,峡山是潍坊市的重要水源地,主要供应潍坊地区的工业和350万人口的生活用水。峡山水库整个地形南高北低。峡山水库水源地污染物主要来源于诸城、安丘两市的工业、农业及城废水。

2.2 样本采集与分析

由于水库面积大,一级保护区陆域范围内,选择在取水口半径 200m范围的东北岸一侧区域,根据实际情况,随机布设5个采样点。采样点基本情况见表1。采样方法参照土壤环境监测技术规范HJ/T166-2004进行,没有列入项目的监测方法执行《全国土壤污染状况调查样品分析测试技术规定》(国家环保总局,2006a)。土壤样品采集方法为网格―系统布点法,采集0~20cm表层土壤,均匀混合, 四分法留取1 kg土壤样品。土壤样品在室温下自然风干、粗磨,细磨后过100目筛装瓶备用。土壤样品实验室分析项目包括镉、铅、铬、铜、锌、镍、锰、钴。

表1采样点基本情况

序号 采样点 饮用水源地种类 东经E(度) 北纬N(度)

1 峡山水库取水口西北草地 地表 36.50309 119.41039

2 峡山水库取水口北100米菜地 地表 36.50169 119.41269

3 峡山水库取水口北偏东树林 地表 36.50148 119.41408

4 峡山水库取水口东花生地 地表 36.50504 119.41997

5 峡山水库取水口东南北辛庄桃园 地表 36.495 119.43119

2.3数据分析及评价

土壤单项污染指数、土壤综合污染指数、土壤污染分担率的计算公式和分级标准如下:

单项污染指数法:

式中:

Pi:单项污染指数;

Ci:调查土壤中污染物的实测浓度

Sip:污染物的评价标准值或参考值。

根据Pi的大小,将土壤污染程度划分为五级(详见表2-3)。

表2 单因子评价土壤环境质量评价分级

等级 Pi值大小 污染评价

Ⅰ Pi≤1 无污染

Ⅱ 1<Pi≤2 轻微污染

Ⅲ 2<Pi≤3 轻度污染

Ⅳ 3<Pi≤5 中度污染

Ⅴ Pi>5 重度污染

土壤综合污染指数=

表3 土壤综合污染指数分级标准

等级 综合污染指数(PN) 污染等级

Ⅰ PN≤0.7 清洁(安全)

Ⅱ 0.7<PN≤1.0 尚清洁(警戒限)

Ⅲ 1<PN≤2.0 轻度污染

Ⅳ 2<PN≤3.0 中度污染

Ⅴ PN>3 重污染

土壤污染物分担率(%)=%

3.监测结果与评价

3.1土壤监测结果

实验室分析结果见下表,其中,项目未检出时,用所用方法的检出限加标志位L表示,参加统计时,按二分之一检出限计算。土壤监测结果见表4,表中列出了水库周边土壤重金属的平均含量和各重金属元素含量的相对标准偏差(RSD),它们与背景值的比值显示出不同金属的富集程度。

表4 峡山水库土壤重金属项目监测结果表

结果

项目 范围 均值 标准差 RSD 背景值 富集度

Cd 0.061-0.093 0.076 0.014 18.4% 0.108 0.70

Pb 14.4-32.0 24.9 4.97 20.0% 25.4 0.98

Cr 51.2-73.1 62.5 8.0 12.8% 56.2 1.11

Cu 15.9-26.3 20.8 3.4 16.3% 19.6 1.06

Zn 39.2-79.5 61.2 13.3 21.7% 56.1 1.09

Ni 21.7-32.4 26.6 4.2 15.8% 23.5 1.13

Mn 605-1061 801 154 19.2% 552 1.45

Co 12.6-19.0 14.8 2.3 15.5% 11.0 1.35

从表中可以看出,峡山水库周边土壤重金属空间分布比较评价,变异性较低,Cr元素变异性最低。相对而言,Pb、Zn和Mn元素的变异性较高,表明其在土壤内以活泼的化学特性而参与多种迁移运动中,其它元素点位间差异性程度相似。对5个点位进行分析后发现,草地的Mn元素含量极高,桃园的Mn含量相对较低外,其余3个点位的含量都比较平均,这表明草地中可能受Mn元素污染。与当地土壤背景值的富集比较结果显示,土壤中重金属含量的富集程度从0.70-1.45不等,元素间差异性较大,Cd元素富集程度最低,Mn元素富集程度最高,其次是Co元素,这表明峡山水库周边土壤可能受Mn和Co元素污染并产生一定量的富集,需要重点关注该元素的其他化学行为特征,其余重金属元素总量富集程度均在1上下,证明其含量正常与背景值相当,未有污染现象。

3.2峡山水库周边土壤环境质量状况评价

根据2014年峡山水库周边土壤的监测结果,按照《土壤环境质量标准》一级标准统计各项目的单项污染指数和综合污染指数,详见表5。

表5 单项污染指数和综合污染指数(一级标准评价)

监测

点位 Pi PN 评价

等级

镉 汞 砷 铅 铬 铜 锌 镍 锰 钴

点位1 0.31 0.17 0.40 0.91 0.81 0.63 0.69 0.81 0.71 0.48 0.77 Ⅱ

点位2 0.47 0.20 0.39 0.79 0.75 0.75 0.58 0.76 0.52 0.38 0.68 Ⅰ

点位3 0.35 0.04 0.35 0.75 0.62 0.45 0.39 0.56 0.40 0.32 0.61 Ⅰ

点位4 0.46 0.21 0.40 0.53 0.57 0.57 0.61 0.54 0.47 0.32 0.54 Ⅰ

点位5 0.30 0.09 0.34 0.58 0.73 0.56 0.80 0.66 0.57 0.36 0.66 Ⅰ

均值 0.38 0.14 0.38 0.71 0.69 0.59 0.61 0.67 0.53 0.37 0.65 Ⅰ

从表中根据污染物综合污染指数看出,5个点位除了1号点位外,其余均达到了一级评价标准。点位1评价为Ⅱ级,这主要与点位1的Pb、Ni、和Mn元素单项污染指数较高有关,说明点位1的这三种元素含量较高,受这三种元素污染情况存在。但是Pb元素的富集程度不高,这说明Pb元素不活泼,这些元素的富集是由砂岩、粉砂岩、泥岩等风化成土所致,是由地质背景所形成的自然富集,非人为富集。

4结论

(1)峡山水库周边土壤重金属空间分布比较评价,变异性较低,Cr元素变异性最低,Pb、Zn和Mn元素的变异性较高,Cr、Cu、Ni、和Cd元素差异性程度相似,草地中可能受Mn元素污染。土壤中重金属含量的富集程度从0.70-1.45不等,元素间差异性较大,Cd元素富集程度最低,Mn元素富集程度最高,其次是Co元素,需要重点关注该元素的其他化学行为特征,其余重金属元素总量富集程度均在1上下,证明其含量正常与背景值相当,未有污染现象。

(2)潍坊市饮用水源地一级保护区峡山水库周边土壤重金属均不超标,以一级标准评价峡山水库周边土壤的监测点位除草地点位外,其余均属于清洁状态。草地点位属于尚清洁状态,这可能属于元素的自然富集,非人为富集,具体原因有待进一步调查和研究。

参考文献:

[1]国家环境保护总局.2004,中华人民共和国环境保护行业标准:土壤环境监测技术规范HJ/T166-2004.

土壤重金属污染现状范文第8篇

关键词:重金属土壤污染土壤修复

Abstract: this paper analyzes the heavy metal pollution of soil bioremediation technology research status, and the future prospect.

Keywords: heavy metal pollution of soil soil repair

中图分类号: Q938.1+3 文献标识码:A文章编号:

土壤中的重金属污染有长期性、不可逆性和隐蔽性的特点。当有害重金属累积到一定数量,不仅会使土壤发生退化,降低农作物的品质和产量,还会通过淋洗、径流作用污染到地表水甚至地下水,甚至可能因为人类吃到了直接受到毒害的植物而危害到身体。一直以来,国内外的技术人员都在积极研究对受重金属污染土壤的修复技术,并取得了不错的成绩。本文将具体介绍几种修复技术并展望其未来的发展。

一、重金属污染土壤修复技术的研究现状分析

(一)工程措施。主要分为深耕翻土、换土和客土。土壤仅受轻度污染时采用深耕翻土的方法, 而治理重污染区时则采用客土或者换土的方法。工程措施对于修复土壤的重金属污染有很好的效果, 它的优点在于稳定和彻底, 但也存在实施工程较大、投资费用较高, 且容易破坏土体结构使土壤肥力下降等问题。

(二)物理修复技术。主要分为电热修复、土壤淋洗、电动修复等。针对面积小且污染重的土壤进行修复, 适应性广,也是一种治本的措施, 但在操作中可能发生二次污染破坏土壤结构并导致肥力下降。

1、电热修复。电热修复是指通过高频电压产生热能和电磁波,加热土壤, 将土壤颗粒中的污染物解吸出来, 并从土壤内分离出易挥发的重金属,达到修复的效果。主要针对修复土壤被Se或Hg等重金属污染的情况。此外,也可以将土壤置于高温高压中,使之变成玻璃态物质, 最终从根本上修复了土壤中重金属的污染。

2、土壤淋洗。淋洗法是指用淋洗液冲洗受到污染的土壤,将吸附在土壤颗粒中的重金属变成金属试剂络合物或溶解性离子,再收集淋洗液并回收重金属。此法适用于轻质土壤,修复效果相对较好, 但其花费也相对较高。

3、电动修复。电动修复是指在电场的作用下, 用电迁移、电泳或电渗透的方式, 将污染物从土壤中带至电极的两端, 通过工程化的收集系统对其进行集中清理。目前该技术因其良好的修复效果已被发展进入商业化的阶段。

(三)化学修复。化学修复是指将天然矿物、有机质、固化剂以及化学试剂等物质加入土壤, 改变其Eh、PH值等理化性质, 并通过氧化还原、吸附、沉淀、抑制、络合螯合及拮抗等作用降低重金属本身的生物有效性。

(四)生物修复。生物修复是一种通过生物技术来修复土壤的新方法。主要利用生物去削减、净化重金属或降低其毒性。此法效果好又易于操作, 因而越来越受到人们的青睐, 成为几年来污染土壤修复研究中的热点。

1、植物修复技术。这是一种通过自然生长和遗传作用来培育植物对受重金属污染的土壤进行修复的技术。根据机理和作用过程的不同, 此修复技术又可分为植物提取、植物稳定和植物挥发三种类型。

⑴植物提取。用重金属超积累植物把从土壤中吸收到的重金属污染物转移到地上的部分, 再收割地上部分并对其进行集中处理,从而降低土壤中的重金属含量,并达到可以接受的水平。

⑵植物稳定。用超累积植物或耐重金属植物使重金属的活性降低, 减少了重金属通过空气扩散而污染环境或是被淋洗入地下水中的可能性。

2、微生物修复技术。通过土壤中存在的某些微生物能氧化、沉淀、吸收或还原金属物质, 从而降低了土壤中金属的毒性。此外, 存在于微生物细胞中的金属硫蛋白对Cu、Hg、Cd、Zn等重金属有强烈的亲和性,而且它对重金属也有富集作用最终能抑制毒性的扩散。但微生物只能对小范围污染的土壤进行修复,因此其能力有限。

二、对重金属污染土壤修复技术未来发展的展望

防止污染最根本的措施是控制并消除污染土壤的源头。所谓控制污染源,是指控制土壤中进入污染物的速度和数量,并通过自身的自然净化作用消化污染物,消除土壤污染。其具体措施包括:①推广闭路循环和无毒工艺,减少甚至消除排放污染物的行为,回收处理工业“三废”,变害为利;②加强对污灌区中用于灌溉的污水的水质监测,掌握水中污染物的含量、成分及动态,消除含有高残留污染物且不易降解的污染物随水流入土壤中的情况;③建立监测网络,对辖区内土壤环境的质量定期进行检测,并建立档案,按优先次序开展调查研究并制定实施相应对策。

在过去的20 年里,我国对重金属污染土壤修复技术的研究工程越来越重视,政府也一直致力于制定相应的策略来修复受到污染的土壤,但由于其高额的支出而难以被大规模应用在改良污染土壤的工作中。此外,实施中还常常因为措施不当而破坏了土壤结构,降低了生物活性,最终导致土壤肥力退化。鉴于我国国土宽广,土壤类型复杂多样,在对土壤污染现状进行调查时,要着重制定重金属在土壤中含量限额的环境质量标准,积极出台有关的土壤污染防止法,实施土壤污染的防治规划及具体措施,修订并贯彻开展污灌水质、粉煤灰及其余废弃物在农田中施用的标准等相关的基础研究。总之,当前我们迫切需要紧密结合土壤学、农业、遗传学、化学、微生物学、植物学、环境和生态学、微生物学等多种学科, 研究开发修复污染土壤的应用技术,加快对重金属污染土壤进行修复的步伐。

参考文献:

土壤重金属污染现状范文第9篇

关键词:化工企业;土壤;重金属;污染;研究

中图分类号:X833

文献标识码:A文章编号:16749944(2017)12011802

1引言

工业企业的废水、废气排放对周边环境质量均有不同程度影响,但相较于人们感官比较强烈的空气和水体污染,土壤环境状况往往受关注程度不够。重金属由于在土壤中不能被微生物分解,因而会在土壤中不断积累,影响土壤性质,甚至可以转化为毒性更大的烷基化合物,被植物和其他生物吸收、富集,进而通过食物链在人、畜体内蓄积,直接影响植物、动物甚至人类健康[1]。同时,由于其污染状况不易察觉,其危害效果潜伏期较长,发现时往往已经造成较大程度的危害。

重金属物质作为人们日常生产生活中的重要物资原材料,其应用范围非常广泛,从被开采、加工到作为原辅材料用于各种工业生产活动中,涉及众多行业类别[2]。相应的,其以多种化合物形式伴随生产过程中产生的废水、废气排放到外环境中,并经由大气沉降和土壤吸附等过程进入到土壤环境中[3]。化工行业作为东北老工业基地的重要支柱产业之一,其周边土壤的重金属污染情况,一定程度上反应了该地区的总体污染水平。因此,以辽宁某地化工企业为具体研究对象,分析其周边土壤中重金属含量及其污染状况,有助于对化工企业的重金属排放及控制提供参考。

2研究方法

在辽宁某地选取两个具有代表性的化工企业A及B,在每个企业周边分别布设5~7个监测点位,采集0~20 cm表层土壤,进行样品制备后,分析其中Cd、Hg、As、Pb、Cr等5项主要重金属物质的含量。

2.1点位布设

在被选取企业周边800 m范围内,按照区域面积和周边耕地等农用地分布情况,布设5~7个监测点位。为了剔除本地区土壤中重金属本底值的影响,在企业主导上风向场界2000 m以外布设1个对照监测点位。

2.2采样方法及样品制备

点位布设完成后,在每个监测点位采集0~20 cm表层土壤,每份土壤样品采样量2 kg。样品采集后,经过风干、粗磨、分样、细磨等程序制备成干样,以备消解等进一步处理及上机分析。

2.3样品前处理及分析

土壤干样制备完成后,需要根据分析重金属成分不同,采用不同的前处理方法及分析方法。为了使获得的分析数据具有更好的可靠性,5种重金属物质的分析均采用现有国标方法。各项重金属物质的前处理及分析方法见表1。

2.4评价方法

分别采用土壤单项污染指数法和综合污染指数法对企业周边的土壤重金傥廴咀纯鼋行分析,并按照《土壤环境质量标准》(GB 15618-1995)二级标准对其污染状况进行评价。土壤综合污染指数因其具有形式简单、易懂、易学、易操作等特点,成为目前评价土壤重金属污染的优选方法。[4]各评价指标及标准见表2。相关计算公式如下:

土壤单项污染指数=土壤污染物实测值污染物质量标准,

土壤综合污染指数=(平均单项污染指数)2+(最大单项污染指数)22。

3分析及评价结果

分别对A企业及B企业周边土壤中的Cd、Hg、As、Pb、Cr等5项主要重金属含量状况进行采样分析,发现各项重金属在土壤中的含量有一定差异,含量均值范围为0.09~85.1 mg/kg,跨度较大(表3)。其中Cd、Hg两项重金属含量较低,Pb、Cr两项重金属含量较高。各项重金属含量均不同程度的高于对照点,表明上述化工企业的生产经营活动对周边土壤环境质量均造成了一定影响。

分别对比分析A、B两企业土壤中的重金属含量,A企业的Cd、Hg、As三项重金属含量要明显高于B企业;而B企业Pb、Cr两项重金属的含量均略高于A企业,但其对照点的土壤中的Pb、Cr含量要明显高于A企业。

查看A、B两企业的土地利用使用情况发现,B企业所在地原为污水灌溉区。马祥爱等的研究表明,长期的污水灌溉会导致土壤中的Pb、Cr的含量有所增加[5]。卢桂兰等的研究也表明,农业生产中的污水灌溉、化肥、农药等不合理使用,也可显著影响到土壤重金属的存在形式和含量。[6]因此综合B企业周边土壤尤其是对照点土壤中Pb、Cr两项重金属含量显著偏高的情况,以及原属污水灌溉区的土地使用类型,推测B企业周边土壤的重金属污染状况与其原土地利用类型有较大关系。

按照土壤综合污染指数对各企业的重金属污染情况进行计算,并参照《土壤环境质量标准》(GB 15618-1995)进行评价。结果表明,A企业周边土壤环境质量状况为轻度污染,其主要污染物为Cd;B企业周边土壤环境质量状况为清洁,虽然也有重金属累积,但其污染状况明显要好于A企业。可见企业的污染物排放状况对周边土壤的污染贡献,要高于其原始土地利用情形对其的影响,在对已受污染影响的土地进行修复再利用的同时,应该更加关注后续利用过程中污染物的产生及排放。

2017年6月绿色科技第12期

邢树威:辽宁某地化工企业土壤重金属污染状况研究

环境与安全

4结论

对辽宁中部某地A、B两个企业周边土壤中的重金属含量进行监测分析,结果表明:①化工类企业,其废水、废气排放以及固体废物等的堆积,经过长期积累,会对周边土壤质量造成一定影响;②重金属由于其难降解、转化的特性,其累积效应明显;②除企业本身的污染物质排放外,其所在地的原土地利用情况,对其土壤中重金属物质的含量也有一定影响。

建议各级环保部门应加强对化工企业等重点排污单位的监管,督促企业合理、守法经营,按照相关法律法规要求,保证其废水、废气稳定达标排放,固体废物得到有效处理处置,并进一步开展企业自行监测及信息公开,重点对周边环境的影响情况进行监测,接受公众和社会的监督。同时,由于污水灌溉对土壤的污染状况[7],政府管理部门应更多关注原有污水灌溉区土地利用类型的变更及后续修复、使用,进一步降低土壤污染风险。

⒖嘉南祝

[1]

周建军, 周桔, 冯仁国. 我国土壤重金属污染现状及治理战略[J]. 中国科学院院刊,2014(3):315~320+350+272.

[2]郑喜|,鲁安怀,高翔,等. 土壤中重金属污染现状与防治方法[J]. 土壤与环境,2002(11):79.

[3]宁西翠, 王艺桦. 重金属对土壤污染以及修复[J]. 中国化工贸易,2011(11):108.

[4]郭笑笑, 刘丛强, 朱兆洲,等. 土壤重金属污染评价方法[J]. 生态学杂志, 2011,30(5):889.

[5]马祥爱,秦俊梅,冯两蕊. 长期污水灌溉条件下土壤重金属形态及生物活性的研究[J]. 中国农学通报,2010(22):318~322.

[6]卢桂兰, 韩梅, 李发生. 北京市通州污灌区土壤环境质量监测和蔬菜重金属污染状况研究[J]. 中国环境监测,2005,21(5):54~62.

[7]杨小波, 吴庆书. 城市生态学[M]. 北京:科学出版社,2008:124~129.

Study on Heavy Metal Pollution of Chemical Enterprises Soil in Liaoning

Xing Shuwei

(Liaoning Province Environmental Monitoring &Experiment Center, Shenyang 110161, China)

土壤重金属污染现状范文第10篇

关键词 土壤;重金属污染状况;评价;防治对策

中图分类号X53 文献标识码A 文章编号 1674-6708(2010)24-0050-02

0 引言

为了摸清淮安市土壤环境质量状况,为政府农业规划、合理布局、综合开发和指导农业生产提供科学依据,淮安市环境监测中心站于2008年开展了主要蔬菜基地和自然生态保护区等典型地块中土壤重金属含量监测,确定土壤环境安全等级,为开展土壤污染防治工作提供技术支持。

本文重点分析蔬菜基地、大型交通干线两侧、重污染企业附近土壤中重金属含量,结合土地利用类型,开展土壤环境风险评价,确定环境安全等级,提出土壤污染防治对策。

1 监测点位及分析项目

对不同的典型污染场地进行土壤监测,在全市范围内布设土壤测点62个,其中城郊蔬菜基地20个,交通干线两侧20个,重污染企业及周边地区10个,油田及周边地区12个。监测项目为镉、汞、砷、铅、铬、铜、锌、镍、硒、钒和锰等11项重金属。

2 土壤监测成果及分析

蔬菜基地监测点分布在楚州区、盱眙县和金湖县。汞、铅和锌一次监测值均有超标现象,其超标率分别为25%、5%和5%,其监测均值均达标。

大型交通干线两侧监测点分布在盱眙县和金湖县。土壤中各金属元素含量都比较低,一次监测值无超标现象。

重污染企业及周边地区监测点主要在盱眙县。铬、铜和镍一次监测值有超标现象,其超标率分别为10%、20%和10%,其监测均值均达标。

油田及周边地区监测点主要在盱眙县。砷、汞、铅和铜一次监测值有超标现象,砷、汞和铜超标率均为8%,铅超标率为25%,其监测均值均达标。

监测结果表明,淮安市各种类型的土壤中汞、铅、铜、铬、镍和砷的一次监测值有超标现象,其监测均值均不超标。蔬菜基地中汞含量明显高于其它典型地块,重污染企业及周边地区中镍含量明显高于其它典型地块,其它项目基本持平。

3 评价

3.1 土壤污染累积性评价

根据土壤污染累积性评价,蔬菜基地汞、铅和铜为轻度污染物积累,其它指标均为无污染积累;交通干线两侧各类污染物均为无污染积累。

油田周围污染物评价铅为中度污染物积累,汞、砷和铜为轻度污染物积累,其它项目均为无污染物积累。重污染企业周边污染物评价铬和镍为中度污染物积累,铜为轻度污染物积累,其它指标均为无污染物积累。

3.2 土壤环境质量适宜性评价

用内梅罗指数法统计分析可见,在4种典型地块中蔬菜基地的指数最高,蔬菜基地土壤受到污染相对较重,对照内梅罗指数评价标准,4种典型地块的内梅罗指数PN值均小于0.7,土壤满足现在土壤利用类型的要求。

3.3 土壤污染风险等级划分

依据重点区域土壤污染风险评估分级标准进行评估,各单项污染物均为无风险等级。根据土壤等监测结果和其它因素综合考核,淮安市土壤状况风险等级划分详见表1。

淮安市土壤污染效应风险级别选项有2项警戒级,其它为安全级。符合区域土壤环境安全性划分第二个等级,土壤环境属低风险区。

4 小结

综合主要类型场地土壤的监测与评价,污染指数大于2小于5的项目有铅、铬和镍,影响淮安市典型污染场地土壤质量污染因子为铅、铬和镍,主要出现在油田周围和重污染企业周边。通过生态风险评估,均为无风险等级,综合评价为安全级,符合区域土壤环境安全性划分第二个等级,土壤环境属低风险区。

5 防治对策

5.1 结合城市和农业发展规划,因地制宜,合理利用土地

城市化和经济的快速发展已对我市土壤重金属富集和污染造成了潜在威胁,并将直接影响人们的食品健康和安全。结合城市和农业发展规划,改变部分受重金属污染或富集较重的郊区或厂矿区土(壤)地利用方向,避免污染物进人食物链。

5.2 积极开展清洁生产和循环经济,推动工业可持续发展

用循环经济理念指导区域发展、产业转型,抓好资源的节约和综合利用,全面推广清洁生产,积极发展环保产业,研究开发节能降耗、清洁生产、污染治理等环保产品和生产工艺。

5.3 发展生态农业,促进健康安全食品的生产

加强对农业土壤重金属污染监测力度,严格控制工业“三废”排放,禁止工业废水及有毒固体废弃物农用;大力推广无公害蔬菜生产技术,合理使用化肥和农药;合理安排农业生产布局,提高农产品质量。

5.4 完善我国土壤环境质量标准体系建设

我国地域辽阔,各地土壤性质差异较大,现有标准缺乏适用性。我国1995年颁布的土壤环境质量标准,仅有8种重金属,且标准过宽。迫切需要对现有标准进行修订,建议国家和地方依据不同的应用目的制定不同标准,增加重金属监控种类及制定地方标准等。

5.5 制定土壤重金属污染防治法和管理体系

目前,我国尚无一部行之有效的土壤重金属污染防治法。因此,需尽快制定土壤重金属污染防治法,加强对土壤重金属污染防治的管理力度,严格控制污染物超标排放,有效防治土壤重金属污染。

5.6 加强宣传教育,增强公众的环境意识

土壤污染具有隐蔽性、持久性和间接有害性,目前人们对土壤重金属的危害认识不足,因此必须进行广泛宣传教育,提高全民对土壤重金属污染危害的认识,使防治土壤重金属污染成为一种自觉行为。

参考文献

[1]国家环境保护总局《水和废水监测分析方法》编委会 编.水和废水监测分析方法[M].4版.北京:中国环境科学出版社, 2002:286-398.

[2]中国绿色食品发展中心.绿色食品产地环境质量现状评价 技术导则,2001:17-19.

[3]中华人民共和国农业部.绿色食品 产地环境技术条件, 2000.

[4]国家环境保护总局.全国土壤污染状况调查文件汇编, 2006.

土壤重金属污染现状范文第11篇

关键词:土壤污染;重金属;蔬菜基地

收稿日期:2011-05-20

基金项目:国家自然科学基金项目(编号:40963001)资助

作者简介:金联平(1985―),男,安徽颍上人,硕士研究生,主要从事热带海岛地表过程与环境评价的学习与研究。

中图分类号:X852

文献标识码:A

文章编号:1674-9944(2011)06-0001-02

1 引言

重金属是指密度4.0以上的约60种元素或密度在5.0以上的45 种元素。As 和Se是非金属,但是它们的毒性及某些性质与重金属相似,所以将砷和硒列入重金属污染物范围内[1]。重金属污染已成为全世界人们极为关注的焦点之一。随着全球经济化的迅速发展,重金属的污染物通过各种途径进入土壤,造成土壤严重污染。重金属在土壤中的高富集直接影响农作物的产量并使其品质下降[2],并可通过食物链危害人类的健康; 也可导致大气和水环境质量的进一步恶化; 即使重金属富集程度不高,亦可能阻碍土壤中微生物群体的多样性和活力,从而严重影响作为营养循环和持续农业基础的土壤的生物量和肥力[3]。蔬菜基地的健康发展关系着人们的饮食安全和我国蔬菜的正常出口,因此治理蔬菜基地土壤重金属污染具有重要的理论意义和现实意义。

2 蔬菜基地土壤重金属污染物来源

土壤中重金属元素的来源主要有两种方式:自然因素来源,主要受成土母质和成土过程对土壤重金属含量的影响;受人为因素的影响,在各种人为因素中,则主要包括工业、农业和交通等来源引起的土壤重金属污染。

2.1 大气降尘污染

大气中的有害气体主要是由工厂排出的有毒废气,因其成分复杂,迁移扩散污染面大,长期对土壤造成严重污染。工业废气的污染大致分为两类,气体污染,如二氧化硫、氟化物、臭氧、氮氧化物、碳氢化合物等; 气溶胶污染,如工业粉尘、烟尘等固体粒子及烟雾、雾气等液体粒子,它们通过沉降或降水进入土壤,造成污染[4]。公路、铁路两侧农田土壤中的重金属污染主要是以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Zn 粉尘等,汽油中添加的抗暴剂烷基铅会随着汽车尾气污染公路两侧100m范围内的土壤[5]。

2.2 农药、化肥等农用物资的不合理使用

农药能防治病、虫、草害,如果使用得当,可保证作物的增产,但它是一类危害性很大的土壤污染物,施用不当,会引起土壤污染。施用化肥是农业增产的重要措施,但不合理的使用,也会引起土壤污染[6]。长期大量使用氮肥,会破坏土壤结构,造成土壤板结,生物学性质恶化,影响农作物的产量和质量。

2.3 固体废物对土壤的污染

工业废物和城市垃圾是土壤的固体污染物。例如,各种农用塑料薄膜作为大棚、地膜覆盖物被广泛使用,如果管理、回收不善,大量残膜碎片散落田间,会造成蔬菜基地“白色污染”。还有一些固体废弃物被直接或通过加工作为肥料施入农田,造成土壤重金属污染,如磷钢渣作为磷源施入农田时,土壤中发现有Cr 的累积[7]。

2.4 污水灌溉和污泥施肥

污水中的重金属随着污水灌溉进入农田后以不同的方式被土壤截留固定从而引起污染。污泥中含有大量的有机质和N、P、K等营养元素,但同时也含有大量的重金属,随着大量的污泥进入农田,农田中的重金属的含量在不断增高,导致农作物中的重金属残留过多,如施用污泥和污水是造成蔬菜重金属残留的一个主要原因[8]。

3 蔬菜基地土壤重金属污染的特点

3.1 潜伏性和滞后性

重金属在土壤中不易随水淋溶,不能被微生物分解,具有明显的生物富集作用,重金属主要通过对作物的产量和品质的影响来表现其危害。因此,土壤污染具有较长潜伏期。由于土壤、污染物及地域的复杂性,土壤一旦受到污染,其治理不仅见效慢、费用高,而且受到多种因素的制约[9]。

3.2 单向性和难治理性

进入土壤中的重金属不能被微生物降解,易积累,所以一旦土壤被重金属污染,很难恢复。某些被重金属污染的土壤可能要100~200年时间才能够恢复,因此土壤的重金属污染一旦发生通常很难治理,而且其治理成本较高、治理周期较长。

3.3 间接性和综合性

土壤重金属对人的危害主要是通过食物链或者渗滤进入地下水体实现的。在生态环境中,往往是多种重金属污染同时发生,形成复合污染,且污染强度显示出放大性[10]。

4 蔬菜基地土壤重金属污染的危害

4.1 直接危害农产品的产量和质量,造成经济损失

土壤重金属污染物直接危害农作物的正常生长和发育,导致产量下降,品质降低[11],造成经济损失。中国每年因重金属污染导致的粮食减产超过1 000万t,被重金属污染的粮食多达1 200万t,合计经济损失至少200亿元[12]。加入WTO之后,农产品的重金属超标问题对我国农业冲击更大。

4.2 威胁生态环境安全与人类的生存健康

土壤一旦被重金属污染后,其危害性远远大于大气和水体的污染。有研究表明,重金属污染能明显影响土壤微生物群落,降低土壤微生物量和活性细菌量,对土壤重金属综合污染指数的相关分析表明,在土壤综合污染较轻的情况下,土壤微生物多样性较高,随着重金属综合污染指数的增加,微生物多样性呈指数式迅速下降[13]。土壤重金属污染使污染物在植物、蔬菜、水果等食物中Cd、Pb、Cr 、As 等重金属含量超标或接近临界值,从而使重金属通过食物链富集到动物和人体,最终危害人类健康[14]。

5 蔬菜基地土壤重金属污染的治理

由于农田土壤重金属污染的特点,其治理应立足于“防重于治”的基本方针[15],坚持“预防为主、防治结合、综合治理”。对未被污染的土壤采取预防措施,要控制或消除污染源;对已经污染的土壤则要采取积极治理措施,将污染控制在最低限度。目前,大多数治理方法尚处于探索阶段,治理方法各有利弊[16]。

5.1 控制污染源,减少污染的排放

控制污染源,即控制进入农田土壤中的污染物的数量和速度,使其在土体中缓慢地自然降解,而不致迅速而大量地进入农田,超过土壤的承受能力,引起土壤污染[17,18]。严格做好蔬菜基地的规划,做到土壤的合理安全有效利用,按规划的目标实施,防患于未然。合理使用化肥、农药,重视开发高效低毒低残留的化肥、农药。

5.2 修复被重金属污染的蔬菜基地土壤

修复措施主要包括客土、换土和深耕翻土等。通过客土、换土和深耕翻土与污土混合,可以降低土壤中重金属的含量,减少重金属对土壤植物系统产生的毒害,从而使农产品达到食品卫生标准[19]。对土壤重金属污染严重的地段,依靠切断污染源的方法则往往很难恢复,有时要靠深耕客土、淋洗土壤等方法才能解决问题。另外开展植物修复技术的研究及培养抗性微生物等。其他治理技术见效较慢、成本较高、治理周期较长。

参考文献:

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[9] 李永涛,吴启堂.土壤重金属污染治理措施综述[J]. 热带亚热带土壤科学,1997,6(2):134~139.

[10] 焦丽香,郭加朋.土壤重金属的污染与治理进展研究[J].科技情报开发与经济,2009,19(1):155~156.

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土壤重金属污染现状范文第12篇

关键词:土壤重金属; 污染特点; 治理策略

1 引言

在环保领域对重金属污染的定义是能够使生物遭受显著毒性的金属,这些物质包括汞元素、铅元素、锌元素、钴元素、镍元素、钡元素等,有时候也包括锂元素与铝元素等等。一项来自研究机构的调查统计数据表明,近年来全球汞排放量达每年1.5万吨,铅排放量达每年500万吨,这些元素进入农田和城市,为所经地区的土壤带来严重的重金属污染,这些污染一方面能够影响地下水和农作物的品质,另一方面也通过食物链对当地居民产生不容忽视的影响。当前,如何进行土壤重金属污染的分析、评估、预防和治理,是一个世界性的问题,本文首先从土壤重金属的主要来源和土壤重金属污染的危害两个方面分析了重金属污染的现状,在此基础上进一步阐述了土壤重金属污染的空间差异以及污染整体的形态特征,最后深入论述了土壤重金属污染的预防以及修复策略。本文的成果对于环境保护和土地利用均有着比较好的理论价值和实践意义。

2 土壤重金属污染现状分析

2.1重金属来源分析

(1)交通运输

我国正在进行着大规模的城镇化建设,各类交通工具的数量近年来一直呈现出大幅攀升的态势,因此其排放的废气也逐年增加,导致土壤里重金属元素逐步累积,形成污染。以汽车为例,污染源包括尾气排放、汽油燃烧、轮胎磨损等,会逐渐排放出铅、汞、铜、锌等重金属元素,一方面对大气质量造成破坏,另一方面也导致土壤重金属超标。

(2)工业和矿产业

工业生产会排放出重金属元素,以烟尘或者废气废水的形式进入大气与土壤,而大气中的重金属则会逐渐沉降入土。工业生产中的废渣是更加主要的重金属污染来源,比如金属冶炼企业、电解铝企业、电镀企业等,在其日常生产排放的废渣中含有大量的重金属元素,如果在不经处理的情况下随意露天堆放,或者直接倾倒进土壤中,会为土壤带来极大的污染。

(3)燃煤释放

煤的燃烧会向大气中排放大量的污染物质,并逐渐沉降入土壤中。我国的燃煤企业,包括火力发电厂和钢铁企业等,会排放大量的汞金属,其中约三分之一的汞元素最终进入土壤。一些经济发达的大城市,汞元素的排放有其严重,这些污染能够为城市的环境质量和生态系统带来致命的影响。

(4)居民垃圾

居民如果将大量垃圾不加分类地堆放在户外,由于垃圾中存在不少未经处理的废弃物,例如电池等,将会使其中的重金属逐步渗透和扩散至周围的环境中,逐步导致土壤的重金属污染。

3 土壤重金属的污染治理策略

土壤重金属的污染的治理,可以从预防和修复两方面进行着手。

3.1重金属污染预防策略

控制污染,应从源头做起。因此在农村地区,应注重灌溉用水的质量,谨慎使用污水灌溉。在农田使用杀虫剂和肥料时也应合理用量,并且坚决杜绝汞含量超标的农药,也应禁止使用含镉化肥等对环境带来危害的农药和杀虫剂。对于城市地区的工业企业,则应严格控制对三废的排放。而居民区则应对废弃垃圾进行再回收利用或者分类处理。对于日益增多的交通工具,则应改善燃油质量、并积极鼓励以新型环保燃料代替传统燃油,从而减少废弃物的排放。

此外还应以完善的法规控制重金属排放。土壤污染已经被国际相关领域视为化学炸弹,是一个极其严峻而棘手的问题。只有通过立法的方式才能使污染的防范和治理进入可持续发展的轨道。而我国的环保法治进程目前尚需加速。举例来讲,当前有不少养殖户所购买的饲料里往往含有铜、铅等重金属,而禽类和畜类一旦食用并排出体外,便会对土壤形成污染,而我国当前并未将重金属列在畜禽养殖业污染物排放标准里,形成管理的漏洞。因此,亟需制定切合我国实际的法律法规进行重金属污染的防范。

3.2重金属污染治理策略

随着国际上对于土壤重金属污染的重视以及研究成果的和应用,在重金属污染治理方面有许多值得借鉴的策略,下面分别进行简述:

3.2.1 基于物理法的重金属污染治理

物理法治理又可以进一步分为以下几种方法:

一是热解吸法,这种方法以加热来把一些具有较强会发特性的重金属进行解吸和收集,再妥善处理或者合理利用。以汞元素为例,美国已经形成了比较成熟的基于热解析法的汞元素回收,并在现场治理中取得了较好的效果,使用此项处理方法的地域已经在汞含量方面达标。

二是电化法,这种方法以电解原理进行污染土壤的处理。在受到污染的土壤里设置石磨电极,并以1~5毫安的电流进行激励,从而在阴极收集到金属阳离子,并进行处理或者再利用。这种方法对于铅元素和二甲苯等物质的处理效果比较好。

三是洗土法,这种方法通过试剂与土壤里所含有的重金属物质发生反应,并最终生成可溶于水的金属离子,通过对提取液进行处理,得到重金属,再进行处理或者回收利用。这种方法非常适合于对铜金属、镍金属、铅金属和铂金属的回收处理。

四是玻璃化法,这种方法以电极对受到污染的土壤进行加热,从而使之进入熔化状态,在其最后冷却时,便会变成玻璃状态。这种方法尚在实验中,其成本较高,目前尚未得到的面积推广。

3.2.2基于化学法的重金属污染治理

这种方法在受到污染的土壤中按比例注入一定的化学试剂,从而改良土壤本身的性质,达到减轻重金属活性的作用,可以降低作物对土壤里重金属的富集效应。化学法治理主要指的是土壤添加物法,把一定充分的有机物料或者改良剂加入受污染的土壤之中,能够通过化学作用而使重金属离子沉淀,再对其进行收集,从而减轻污染;还可以通过化学试剂中的酸性物质与重金属元素反应,生成难溶于水的物质,从而使土壤污染得到减轻。这种方法适用于镍离子、锌离子等重金属物质的治理。

3.2.3基于生态工程的重金属污染治理

这种方法可以是在已经被重金属污染的土壤之上加厚一层正常土壤,或者把受到重金属污染的土壤全部挖除,也可以通过灌溉的方式,逐渐使受污染土壤中的重金属物质渐渐迁移到地层深处等,也能对土壤污染起到一定的作用。

3.2.4基于生物的重金属污染治理

这种方法可以通过植物或者微生物等来修复土壤质量。某些植物的根系可以吸收被污染土壤中的重金属,例如蜈蚣草被证实可以有效降低土壤中砷的含量;微生物则可以通过细胞转化作用使被污染土壤中的重金属沉淀或者氧化,从而使其对土壤的影响显著降低。

4 结束语

在世界各地,尤其是经济较为发达的地区均存在着较为严重的土壤重金属污染,重金属的来源是多方面的,当前,学界和环保组织对重金属的污染一般聚焦于污染程度的定性描述和分析。事实上怎样才能实现对重金属污染源进行量化分析,同样对治理逐渐严重的土壤污染有着不容忽视的作用,因此量化分析将是重金属污染研究的发展方向。当前,我国尚未构建完善的城市和农村地区土壤重金属污染的监控网络,因此并不能及时准确地检测土壤重金属污染状况,也难以为土壤重金属污染的治理提供必要的依据。只有制定出严格而适用的土壤重金属评价标准,才能有利于土壤的保护,从而推动经济的可持续发展。■

参考文献

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土壤重金属污染现状范文第13篇

关键词:土壤;重金属;污染;现状;修复

中图分类号:TE991.3 文献标识码:A

比重大于4或5的金属为重金属,如铁、锰、铜、锌、钴、镍、钛、钼、汞、铅、镉、砷等。铁、锰、铜、锌等重金属是生命活动所需要的微量元素,汞、铅、镉、砷等并非生命活动所必需,而且所有重金属含量超过一定浓度时对人体有毒有害。

重金属污染,指由重金属或其化合物造成的环境污染。土壤重金属来源广泛,包括采矿、冶金、化工、金属加工、废电池处理、电子制革和塑料等工业排放的三废及汽车尾气排放,农药和化肥的施用等。如,镉大米,重金属镉毒性很大,可在人体内积蓄,主要积蓄在肾脏,引起泌尿系统的功能变化。农灌水中含镉0.007mg/L时,即可造成污染。

1 土壤污染现状

土壤是农业最基本的生产资料,是农业发展的基础,是不可再生的自然资源。而污染企业的快速发展,农业中肥料的大量投入,经济效益提高的同时,环境的污染也日趋严重,使得重金属在大气、水体、土壤、生物体中广泛分布,而土壤往往是重金属的储存库和最后的归宿。当环境变化时,底泥中的重金属形态将发生转化并释放造成污染。重金属不能被生物降解,但具有生物累积性,重金属可以通过食物链不断富集,残留在一些初级农产品中,传递进入人体内,对人类健康产生严重危害。

中国目前有耕地1.35亿多hm2,但优质耕地数量不断减少,近期的第二次全国土地调查结果显示,中重度污染耕地超过300万hm2,而每年因土壤污染致粮食减产100亿kg。中国中央农村工作领导小组副组长陈锡文介绍说,今后受重金属污染的耕地将退出食用农产品生产,启动重金属污染耕地修复试点。

2 控制与消除土壤污染源

在“十二五”规划中,把重金属污染的防治列为重要工作,要求到2015年,重点区域铅、汞、铬、镉和类金属砷等重金属污染物的排放,比2007年削减15%,非重点区域的重点重金属污染排放量不超过2007年的水平。

控制土壤污染源,即控制进入土壤中的污染物的数量与速度,通过其自然净化作用而不致引起土壤污染,加强土壤污灌区的监测与管理,合理施用化肥与农药,增加土壤容量与提高土壤净化能力,建立监测系统网络,定期对辖区土壤环境质量进行检查。

3 注重农业资源永续利用

我国土壤重金属污染已经达到相当严重的程度,要充分认识重金属污染的长期性、隐匿性、不可逆性以及不能完全被分解和消逝的特点,从思想上重视了解重金属对人类及环境造成的危害,提高环境保护意识,建立农业可持续发展长效机制,逐步让过度开发的农业资源休养生息,促进生态友好型农业发展,加大生态保护建设力度,是为子孙后代留下生存发展空间的重大战略决策。

4 修复措施

土壤修复即通过科技创新来恢复土壤的农业生产能力和生态环境缓冲调控能力。重金属对土壤的污染具有不可逆转性,土壤一旦发生污染,短时间内很难修复,相比水、大气、固体废弃物等环境污染治理,土壤污染是最难解决的,土壤重金属污染问题日益受到人们的关注。有关专家认为,已受污染土壤没有治理价值,对那些污染严重、生态脆弱、资源环境压力大的耕地,该改种的就改种,该治理的就治理,该退耕的就退耕。目前,土壤修复技术归纳起来有热力学修复技术、热解吸修复技术、焚烧法、土地填埋法、化学淋洗、堆肥法、生物修复等多种,目前研究较多的生物修复法,包括植物修复法和动物修复法。

4.1 植物修复法

植物修复法是利用重金属积累将土壤中的重金属富集于植物体内,然后通过收割植物从土壤清除出去,植物修复法应用比较普遍和简便,成本较低,不改变土壤性质,种植的植物不仅美化环境还可以起到防风固坡,防止土壤流失。但是,其治理效率较低,耗时长、污染程度不能超过修复植物的正常生长范围,只适合中低浓度的污染耕地,而对于高浓度的污染耕地,植物修复法则需要漫长的时间并且效果难料,而且随着植物离开土壤,还会产生二次污染危害。因此,植物修复技术只能作为一种污染治理辅助技术。

4.2 动物修复法

动物修复是通过土壤动物或者投放动物对土壤重金属吸收、降解、转移以去除重金属或抑制其毒性,被认为是一种有效的生态恢复措施。动物修复的机理:生物体内的金属硫蛋白与重金属结合形成低毒或无害的络合物;生物的代谢物富含SH的多肽,能与重金属螯合,从而改变其存在状态;生物体内存在的多种编码金属转运蛋白能提高生物对金属的抗性。

虽然土壤的修复技术很多,但没有一种修复技术可以针对所有污染土壤。相似的污染状况,不同的土壤性质、不同的修复需求,也制约一些修复技术的使用。大多数修复技术对土壤或多或少带来一些副作用。

5 小结

综上所述,由于土壤重金属来源广泛、复杂,增加了对土壤重金属治理和修复难度,严重制约了我国农业生产,要更好地防治土壤重金属污染,还需要广大科研工作者不懈的努力,研发出更好的效率更高的修复技术,要大力宣传加强全民环保意识,把环境污染程度降到最低,形成全社会都来重视土壤污染的良好环保氛围,逐步改善土壤生态环境。目前,研发适用性广、成本低、见效快、环保的土壤重金属污染修复技术是各国土壤重金属生态修复的前沿问题,也是迫切需要解决的问题。

参考文献

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土壤重金属污染现状范文第14篇

关键词土壤污染;现状;危害;治理措施

1土壤污染概念

土壤是指陆地表面具有肥力、能够生长植物的疏松表层,其厚度一般在2 m左右。土壤不但为植物生长提供机械支撑能力,并能为植物生长发育提供所需要的水、肥、气、热等肥力要素。近年来,由于人口急剧增长,工业迅猛发展,固体废物不断向土壤表面堆放和倾倒,有害废水不断向土壤中渗透,汽车排放的废气,大气中的有害气体及飘尘不断随雨水降落在土壤中。农业化学水平的提高,使大量化学肥料及农药散落到环境中,导致土壤遭受非点源污染的机会越来越多,其程度也越来越严重,在水土流失和风蚀作用等的影响下,污染面积不断扩大。因此,凡是妨碍土壤正常功能,降低农作物产量和质量,通过粮食、蔬菜、水果等间接影响人体健康的物质都叫做土壤污染物[1-2]。

当土壤中有害物质过多,超过土壤的自净能力,引起土壤的组成、结构和功能发生变化,微生物活动受到抑制,有害物质或其分解产物在土壤中逐渐积累,通过“土壤植物人体”,或通过“土壤水人体”间接被人体吸收,达到危害人体健康的程度,就是土壤污染。

2我国土壤污染现状与危害

2.1土壤污染的现状

目前,我国土壤污染的总体形势严峻,部分地区土壤污染严重,在重污染企业或工业密集区、工矿开采区及周边地区、城市和城郊地区出现了土壤重污染区和高风险区。www.lw881.com土壤污染类型多样,呈现出新老污染物并存、无机有机复合污染的局面。土壤污染途径多,原因复杂,控制难度大。土壤环境监督管理体系不健全,土壤污染防治投入不足,全社会防治意识不强。由土壤污染引发的农产品质量安全问题和群体性事件逐年增多,成为影响群众身体健康和社会稳定的重要因素[3]。

2.2土壤污染的危害

2.2.1土壤污染导致严重的直接经济损失。初步统计,全国受污染的耕地约有1 000万hm2,有机污染物污染农田达3 600万hm2,主要农产品的农药残留超标率高达16%~20%;污水灌溉污染耕地216.7万hm2,固体废弃物堆存占地和毁田13.3万hm2。每年因土壤污染减产粮食超过1 000万t,造成各种经济损失约200亿元。

2.2.2土壤污染导致生物产品品质不断下降。因农田施用化肥,大多数城市近郊土壤都受到不同程度的污染,许多地方粮食、蔬菜、水果等食物中镉、砷、铬、铅等重金属含量超标或接近临界值。每年转化成为污染物而进入环境的氮素达1 000万t,农产品中的硝酸盐和亚硝酸盐污染严重。农膜污染土壤面积超过780万hm2,残存的农膜对土壤毛细管水起阻流作用,恶化土壤物理性状,影响土壤通气透水,影响农作物产量和农产品品质。

2.2.3土壤污染危害人体健康。土壤污染会使污染物在植物体内积累,并通过食物链富集到人体和动物体中,危害人体健康,引发癌症和其他疾病。

2.2.4土壤污染导致其他环境问题。土壤受到污染后,含重金属浓度较高的污染土容易在风力和水力作用下分别进入到大气和水体中,导致大气污染、地表水污染、地下水污染和生态系统退化等其他次生生态环境问题。

3造成土壤污染的原因

3.1过量施用化肥

我国每年化肥施用量超过4100万t。虽然施用化肥是农业增产的重要措施,但长期大量使用氮、磷等化学肥料,会破坏土壤结构,造成土壤板结、耕地土壤退化、耕层变浅、耕性变差、保水肥能力下降、生物学性质恶化,增加了农业生产成本,影响了农作物的产量和质量;未被植物吸收利用和根层土壤吸附固定的养分,都在根层以下积累或转入地下。残留在土壤中的氮、磷化合物,在发生地面径流或土壤风蚀时,会向其他地方转移,扩大了土壤污染范围。过量使用化肥还使饲料作物含有过多的硝酸盐,妨碍牲畜体内氧气的输送,使其患病,严重导致死亡[4]。

3.2农药是土壤的主要有机污染物

全国每年使用的农药量达50万~60万t,使用农药的土地面积在2.8亿hm2以上,农田平均施用农药13.9 kg/hm2。直接进入土壤的农药,大部分可被土壤吸附,残留于土壤中的农药,由于生物和非生物的作用,形成具有不同稳定性的中间产物或最终产物无机物。喷施于作物体上的农药,除部分被植物吸收或逸入大气外,约有1/2左右散落于农田,又与直接施用于田间的农药构成农田土壤中农药的基本来源。农作物从土壤中吸收农药,在植物根、茎、叶、果实和种子中积累,通过食物、饲料危害人体和牲畜的健康。

3.3重金属元素引起的土壤污染

全国320个严重污染区约有548万hm2土壤,大田类农产品污染超标面积占污染区农田面积的20%,其中重金属污染占80%,粮食中重金属镉、砷、铬、铅、汞等的超标率占10%。被公认为城市环境质量优良的公园存在着严重的土壤重金属污染。汽油中添加的防爆剂四乙基铅随废气排出污染土壤,使行车频率高的公路两侧常形成明显的铅污染带。砷被大量用作杀虫剂、杀菌剂、杀鼠剂和除草剂,硫化矿产的开采、选矿、冶炼也会引起砷对土壤的污染。汞主要来自厂矿排放的含汞废水。土壤组成与汞化合物之间有很强的相互作用,积累在土壤中的汞有金属汞、无机汞盐、有机络合态或离子吸附态汞,所以,汞能在土壤中长期存在。镉、铅污染主要来自冶炼排放和汽车尾气沉降,磷肥中有时也含有镉[5]。

3.4污水灌溉对土壤的污染

我国污水灌溉农田面积超过330万hm2。生活污水和工业废水中,含有氮、磷、钾等许多植物所需要的养分,所以合理地使用污水灌溉农田,有增产效果。未经处理或未达到排放标准的工业污水中含有重金属、酚、氰化物等许多有毒有害的物质,会将污水中有毒有害的物质带至农田,在灌溉渠系两侧形成污染带。

3.5大气污染对土壤的污染

大气中的二氧化硫、氮氧化物和颗粒物等有害物质,在大气中发生反应形成酸雨,通过沉降和降水而降落到地面,引起土壤酸化。冶金工业排放的金属氧化物粉尘,则在重力作用下以降尘形式进入土壤,形成以排污工厂为中心、半径为2~3 km范围的点状污染。

3.6固体废物对土壤的污染

污泥作为肥料施用,常使土壤受到重金属、无机盐、有机物和病原体的污染。工业固体废物和城市垃圾向土壤直接倾倒,由于日晒、雨淋、水洗,使重金属极易移动,以辐射状、漏斗状向周围土壤扩散。

3.7牲畜排泄物和生物残体对土壤的污染

禽畜饲养场的厩肥和屠宰场的废物,其性质近似人粪尿。利用这些废物作肥料,如果不进行物理和生化处理,则其中的寄生虫、病原菌和病毒等可引起土壤和水域污染,并通过水和农作物危害人群健康。

3.8放射性物质对土壤的污染

土壤辐射污染的来源有铀矿和钍矿开采、铀矿浓缩、核废料处理、核武器爆炸、核实验、燃煤发电厂、磷酸盐矿开采加工等。大气层核试验的散落物可造成土壤的放射性污染,放射性散落物中,90sr、137cs的半衰期较长,易被土壤吸附,滞留时间也较长。

4我国土壤污染的治理措施

4.1施用化学改良剂,采取生物改良措施,增加土壤环境容量,增强土壤净化能力

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。针对有机物污染,用植物、细菌、真菌联合加速有机物降解。针对无机物污染,利用植物修复可以把一部分重金属从土壤中带走。

增加土壤有机质含量、砂掺粘改良性土壤,增加和改善土壤胶体的种类和数量,增加土壤对有害物质的吸附能力和吸附量,从而减少污染物在土壤中的活性。发现、分离和培养新的微生物品种,以增强生物降解作用。

4.2强化污染土壤环境管理与综合防治,大力发展清洁生产

控制和消除土壤污染源,组织有关部门和科研单位,筛选污染土壤修复实用技术,加强污染土壤修复技术集成,选择有代表性的污灌区农田和污染场地,开展污染土壤治理与修复。重点支持一批部级重点治理与修复示范工程,为在更大范围内修复土壤污染提供示范、积累经验。合理利用污染土地,严重污染的土壤可改种非食用经济作物或经济林木以减少食品污染。科学地进行污水灌溉,加强土壤污灌区的监测和管理,了解水中污染物的成分、含量及其动态,避免带有不易降解的高残留污染物随机进入土壤。

增施有机肥,提高土壤有机质含量,增强土壤胶体对重金属和农药的吸附能力。强化对农药、化肥、除草剂等农用化学品管理。增施有机肥同时采取防治措施,不仅可以减少对土壤的污染,还能经济有效地消灭病、虫、草害,发挥农药的积极效能。在生产中合理施用农药、化肥,控制化学农药的用量、使用范围、喷施次数和喷施时间,提高喷洒技术,改进农药剂型,严格限制剧毒、高残留农药的使用,大力发展高效、低毒、低残留农药。大力发展生物防治措施。

大力推广闭路循环、无毒工艺,以减少或消除污染物的排放。对工业“三废”进行回收净化处理,化害为利,严格控制污染物的排放量和浓度。大力推广和发展清洁生产。

针对土壤污染物的种类,种植有较强吸收能力的植物,降低有毒物质的含量,或通过生物降解净化土壤,通过改变耕作制度、换土、深翻等手段,施加抑制剂改变污染物质在土壤中的迁移转化方向,减少农作物的吸收,提高土壤ph值,促使镉、汞、铜、锌等形成氢氧化物沉淀。

根据土壤的特性、气候状况和农作物生长发育特点,既要防治病虫害对农作物的威胁,又要把化肥、农药对环境和人体健康的危害限制在最低程度。利用物理、物理化学原理治理污染土壤。大力开展植树造林,提高森林覆盖率,维护森林生态系统平衡。

4.3调控土壤氧化还原条件

调节土壤氧化还原电位,使某些重金属污染物转化为难溶态沉淀物,控制其迁移和转化,降低污染物的危害程度。调节土壤氧化还原电位主要是通过调节土壤水分管理和耕作措施实现。

4.4改变耕作制度,实行翻土和换土

改变耕作制度会引起土壤环境条件的变化,消除某些污染物的危害。对于污染严重的土壤,采取铲除表土和换客土的方法;对于轻度污染的土壤,采取深翻土或换无污染客土的方法。

4.5采用农业生态工程措施

在污染土壤上繁殖非食用的种子、种经济作物,从而减少污染物进入食物链的途径;或利用某些特定的动植物和微生物较快地吸走或降解土壤中的污染物质,从而达到净化土壤的目的。

4.6工程治理

利用物理(机械)、物理化学原理治理污染土壤,是一种最为彻底、稳定、治本的措施,但投资大,适于小面积的重度污染区,主要有隔离法、清洗法、热处理、电化法等。近年来,把其他工业领域,特别是污水、大气污染治理技术引入土壤治理,为土壤污染治理研究开辟了新途径。

5参考文献

[1] 徐月珍.防止土壤污染和地下水污染的措施[j].环境与可持续发展,1989(1):29-31.

[2] 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.

[3] 陈晶中,陈杰,谢学俭,等.土壤污染及其环境效应[j].土壤,2003,35(4):298-303.

土壤重金属污染现状范文第15篇

关键词:土壤污染;现状;危害;治理措施

1土壤污染概念

土壤是指陆地表面具有肥力、能够生长植物的疏松表层,其厚度一般在2m左右。土壤不但为植物生长提供机械支撑能力,并能为植物生长发育提供所需要的水、肥、气、热等肥力要素。近年来,由于人口急剧增长,工业迅猛发展,固体废物不断向土壤表面堆放和倾倒,有害废水不断向土壤中渗透,汽车排放的废气,大气中的有害气体及飘尘不断随雨水降落在土壤中。

农业化学水平的提高,使大量化学肥料及农药散落到环境中,导致土壤遭受非点源污染的机会越来越多,其程度也越来越严重,在水土流失和风蚀作用等的影响下,污染面积不断扩大。因此,凡是妨碍土壤正常功能,降低农作物产量和质量,通过粮食、蔬菜、水果等间接影响人体健康的物质都叫做土壤污染物[1-2]。

当土壤中有害物质过多,超过土壤的自净能力,引起土壤的组成、结构和功能发生变化,微生物活动受到抑制,有害物质或其分解产物在土壤中逐渐积累,通过“土壤植物人体”,或通过“土壤水人体”间接被人体吸收,达到危害人体健康的程度,就是土壤污染。

2我国土壤污染现状与危害

2.1土壤污染的现状

目前,我国土壤污染的总体形势严峻,部分地区土壤污染严重,在重污染企业或工业密集区、工矿开采区及周边地区、城市和城郊地区出现了土壤重污染区和高风险区。土壤污染类型多样,呈现出新老污染物并存、无机有机复合污染的局面。土壤污染途径多,原因复杂,控制难度大。土壤环境监督管理体系不健全,土壤污染防治投入不足,全社会防治意识不强。由土壤污染引发的农产品质量安全问题和逐年增多,成为影响群众身体健康和社会稳定的重要因素[3]。

2.2土壤污染的危害

2.2.1土壤污染导致严重的直接经济损失。初步统计,全国受污染的耕地约有1000万hm2,有机污染物污染农田达3600万hm2,主要农产品的农药残留超标率高达16%~20%;污水灌溉污染耕地216.7万hm2,固体废弃物堆存占地和毁田13.3万hm2。每年因土壤污染减产粮食超过1000万t,造成各种经济损失约200亿元。

2.2.2土壤污染导致生物产品品质不断下降。因农田施用化肥,大多数城市近郊土壤都受到不同程度的污染,许多地方粮食、蔬菜、水果等食物中镉、砷、铬、铅等重金属含量超标或接近临界值。每年转化成为污染物而进入环境的氮素达1000万t,农产品中的硝酸盐和亚硝酸盐污染严重。农膜污染土壤面积超过780万hm2,残存的农膜对土壤毛细管水起阻流作用,恶化土壤物理性状,影响土壤通气透水,影响农作物产量和农产品品质。

2.2.3土壤污染危害人体健康。土壤污染会使污染物在植物体内积累,并通过食物链富集到人体和动物体中,危害人体健康,引发癌症和其他疾病。

2.2.4土壤污染导致其他环境问题。土壤受到污染后,含重金属浓度较高的污染土容易在风力和水力作用下分别进入到大气和水体中,导致大气污染、地表水污染、地下水污染和生态系统退化等其他次生生态环境问题。

3造成土壤污染的原因

3.1过量施用化肥

我国每年化肥施用量超过4100万t。虽然施用化肥是农业增产的重要措施,但长期大量使用氮、磷等化学肥料,会破坏土壤结构,造成土壤板结、耕地土壤退化、耕层变浅、耕性变差、保水肥能力下降、生物学性质恶化,增加了农业生产成本,影响了农作物的产量和质量;未被植物吸收利用和根层土壤吸附固定的养分,都在根层以下积累或转入地下。残留在土壤中的氮、磷化合物,在发生地面径流或土壤风蚀时,会向其他地方转移,扩大了土壤污染范围。过量使用化肥还使饲料作物含有过多的硝酸盐,妨碍牲畜体内氧气的输送,使其患病,严重导致死亡[4]。

3.2农药是土壤的主要有机污染物

全国每年使用的农药量达50万~60万t,使用农药的土地面积在2.8亿hm2以上,农田平均施用农药13.9kg/hm2。直接进入土壤的农药,大部分可被土壤吸附,残留于土壤中的农药,由于生物和非生物的作用,形成具有不同稳定性的中间产物或最终产物无机物。喷施于作物体上的农药,除部分被植物吸收或逸入大气外,约有1/2左右散落于农田,又与直接施用于田间的农药构成农田土壤中农药的基本来源。农作物从土壤中吸收农药,在植物根、茎、叶、果实和种子中积累,通过食物、饲料危害人体和牲畜的健康。

3.3重金属元素引起的土壤污染

全国320个严重污染区约有548万hm2土壤,大田类农产品污染超标面积占污染区农田面积的20%,其中重金属污染占80%,粮食中重金属镉、砷、铬、铅、汞等的超标率占10%。被公认为城市环境质量优良的公园存在着严重的土壤重金属污染。汽油中添加的防爆剂四乙基铅随废气排出污染土壤,使行车频率高的公路两侧常形成明显的铅污染带。砷被大量用作杀虫剂、杀菌剂、杀鼠剂和除草剂,硫化矿产的开采、选矿、冶炼也会引起砷对土壤的污染。汞主要来自厂矿排放的含汞废水。土壤组成与汞化合物之间有很强的相互作用,积累在土壤中的汞有金属汞、无机汞盐、有机络合态或离子吸附态汞,所以,汞能在土壤中长期存在。镉、铅污染主要来自冶炼排放和汽车尾气沉降,磷肥中有时也含有镉[5]。

3.4污水灌溉对土壤的污染

我国污水灌溉农田面积超过330万hm2。生活污水和工业废水中,含有氮、磷、钾等许多植物所需要的养分,所以合理地使用污水灌溉农田,有增产效果。未经处理或未达到排放标准的工业污水中含有重金属、酚、氰化物等许多有毒有害的物质,会将污水中有毒有害的物质带至农田,在灌溉渠系两侧形成污染带。

3.5大气污染对土壤的污染

大气中的二氧化硫、氮氧化物和颗粒物等有害物质,在大气中发生反应形成酸雨,通过沉降和降水而降落到地面,引起土壤酸化。冶金工业排放的金属氧化物粉尘,则在重力作用下以降尘形式进入土壤,形成以排污工厂为中心、半径为2~3km范围的点状污染。

3.6固体废物对土壤的污染

污泥作为肥料施用,常使土壤受到重金属、无机盐、有机物和病原体的污染。工业固体废物和城市垃圾向土壤直接倾倒,由于日晒、雨淋、水洗,使重金属极易移动,以辐射状、漏斗状向周围土壤扩散。

3.7牲畜排泄物和生物残体对土壤的污染

禽畜饲养场的厩肥和屠宰场的废物,其性质近似人粪尿。利用这些废物作肥料,如果不进行物理和生化处理,则其中的寄生虫、病原菌和病毒等可引起土壤和水域污染,并通过水和农作物危害人群健康。

3.8放射性物质对土壤的污染

土壤辐射污染的来源有铀矿和钍矿开采、铀矿浓缩、核废料处理、核武器爆炸、核实验、燃煤发电厂、磷酸盐矿开采加工等。大气层核试验的散落物可造成土壤的放射性污染,放射性散落物中,90Sr、137Cs的半衰期较长,易被土壤吸附,滞留时间也较长。

4我国土壤污染的治理措施

4.1施用化学改良剂,采取生物改良措施,增加土壤环境容量,增强土壤净化能力

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。针对有机物污染,用植物、细菌、真菌联合加速有机物降解。针对无机物污染,利用植物修复可以把一部分重金属从土壤中带走。

增加土壤有机质含量、砂掺粘改良性土壤,增加和改善土壤胶体的种类和数量,增加土壤对有害物质的吸附能力和吸附量,从而减少污染物在土壤中的活性。发现、分离和培养新的微生物品种,以增强生物降解作用。

4.2强化污染土壤环境管理与综合防治,大力发展清洁生产

控制和消除土壤污染源,组织有关部门和科研单位,筛选污染土壤修复实用技术,加强污染土壤修复技术集成,选择有代表性的污灌区农田和污染场地,开展污染土壤治理与修复。重点支持一批部级重点治理与修复示范工程,为在更大范围内修复土壤污染提供示范、积累经验。合理利用污染土地,严重污染的土壤可改种非食用经济作物或经济林木以减少食品污染。科学地进行污水灌溉,加强土壤污灌区的监测和管理,了解水中污染物的成分、含量及其动态,避免带有不易降解的高残留污染物随机进入土壤。

增施有机肥,提高土壤有机质含量,增强土壤胶体对重金属和农药的吸附能力。强化对农药、化肥、除草剂等农用化学品管理。增施有机肥同时采取防治措施,不仅可以减少对土壤的污染,还能经济有效地消灭病、虫、草害,发挥农药的积极效能。在生产中合理施用农药、化肥,控制化学农药的用量、使用范围、喷施次数和喷施时间,提高喷洒技术,改进农药剂型,严格限制剧毒、高残留农药的使用,大力发展高效、低毒、低残留农药。大力发展生物防治措施。

大力推广闭路循环、无毒工艺,以减少或消除污染物的排放。对工业“三废”进行回收净化处理,化害为利,严格控制污染物的排放量和浓度。大力推广和发展清洁生产。

针对土壤污染物的种类,种植有较强吸收能力的植物,降低有毒物质的含量,或通过生物降解净化土壤,通过改变耕作制度、换土、深翻等手段,施加抑制剂改变污染物质在土壤中的迁移转化方向,减少农作物的吸收,提高土壤pH值,促使镉、汞、铜、锌等形成氢氧化物沉淀。

根据土壤的特性、气候状况和农作物生长发育特点,既要防治病虫害对农作物的威胁,又要把化肥、农药对环境和人体健康的危害限制在最低程度。利用物理、物理化学原理治理污染土壤。大力开展植树造林,提高森林覆盖率,维护森林生态系统平衡。

4.3调控土壤氧化还原条件

调节土壤氧化还原电位,使某些重金属污染物转化为难溶态沉淀物,控制其迁移和转化,降低污染物的危害程度。调节土壤氧化还原电位主要是通过调节土壤水分管理和耕作措施实现。

4.4改变耕作制度,实行翻土和换土

改变耕作制度会引起土壤环境条件的变化,消除某些污染物的危害。对于污染严重的土壤,采取铲除表土和换客土的方法;对于轻度污染的土壤,采取深翻土或换无污染客土的方法。

4.5采用农业生态工程措施

在污染土壤上繁殖非食用的种子、种经济作物,从而减少污染物进入食物链的途径;或利用某些特定的动植物和微生物较快地吸走或降解土壤中的污染物质,从而达到净化土壤的目的。

4.6工程治理

利用物理(机械)、物理化学原理治理污染土壤,是一种最为彻底、稳定、治本的措施,但投资大,适于小面积的重度污染区,主要有隔离法、清洗法、热处理、电化法等。近年来,把其他工业领域,特别是污水、大气污染治理技术引入土壤治理,为土壤污染治理研究开辟了新途径。

5参考文献

[1]徐月珍.防止土壤污染和地下水污染的措施[J].环境与可持续发展,1989(1):29-31.

[2]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.

[3]陈晶中,陈杰,谢学俭,等.土壤污染及其环境效应[J].土壤,2003,35(4):298-303.