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近年来,仅发生的镉污染事件,就有2005年的广东北江韶关段镉严重超标事件,2006年的湘江湖南株洲段镉污染事故,2009年的湖南省浏阳市镉污染事件。至于其它重金属污染事件,仅“血铅超标”事件,就已涉及陕西、安徽、河南、湖南、福建、广东、四川、湖南、江苏、山东等省。
国家环保部数据显示,2009年重金属污染事件致使4035人血铅超标、182人镉超标,引发32起群体性事件。
2011年2月,国家环保部部长周生贤在出席有关重金属污染综合防治“十二五”规划会议时也谈到,“从2009年至今,我国已经有30多起重特大重金属污染事件,严重影响群众健康。”
据了解,重金属污染指由重金属或其化合物造成的环境污染,主要由采矿、废气排放、污水灌溉和使用重金属制品等人为因素所致。既有因人类活动导致环境中的重金属含量增加,超出正常范围,并导致环境质量恶化,也有个别地区如喀斯特地区因石漠化导致重金属释放。
近10多年来,随着中国工业化的不断加速,涉及重金属排放的行业越来越多,包括矿山开采、金属冶炼、化工、印染、皮革、农药、饲料等,再加上一些污染企业的违法开采、超标排污等问题突出,使重金属污染事件出现高发态势。
2011年两会期间,全国政协委员、国家环保部中国环境监测总站办公室副主任温香彩告诉中国青年报记者,我国重金属污染中,最严重的是镉污染、汞污染、血铅污染和砷污染。
一些地区重金属污染比较严重值得注意的是,一向被认为是高科技行业的IT行业也与重金属污染挂钩。因制作中国水污染地图而闻名的民间环保人士马军曾在2011年联合30多家环保组织一起《2010IT品牌供应链重金属污染调研》,该调研报告显示,珠三角、长三角等地区有大量生产印刷线路板的企业不能稳定达标排放,给当地河流、土壤和近海造成了严重重金属污染。
中国重金属污染呈现出地域差异。温香彩说,东部比西部严重,南部又比北部严重,珠三角地区尤为显着。另外,像湖南等有色金属大省也是重金属污染的重点地区。湘江是中国重金属污染最严重的河流。
一项由原国家环保总局进行的土壤调查结果显示,广东省珠江三角洲近40%的农田菜地土壤遭重金属污染,且其中10%属严重超标。2008年,中山大学生命科学学院的科研团队分别在广州6个区各选择两个农贸市场采集蔬菜样本,分析样本中镉、铅的含量情况,结果发现,叶菜类蔬菜的污染情况十分严重,除1种为轻度污染外,其余5种均达到重度污染水平。
在中国东南部一些区域,重金属污染出现了比较严重态势。
一个需要警惕的趋势是,随着产业转移,原本重金属污染只是零星分布的西北地区也开始面临威胁。近年来,一些东部地区的高能耗、高污染项目开始往中西部省份转移,这其中,尤其是化工企业、光伏企业和制药企业,由于中西部省份经济比较不发达,患有严重的“项目饥渴症”,对环境的监管水平和力度相对不足或主动放松,导致中西部地区的污染事故也频频出现。
重金属污染对生态影响极大,2009年的浏阳镉污染事件殃及当地的瓜果蔬菜,当地产的水稻和蔬菜都呈黄褐色,茄子辣椒则形态恐怖。
2007年,南京农业大学农业资源与生态环境研究所教授潘根兴和他的研究团队,在全国六个地区(华东、东北、华中、西南、华南和华北)县级以上市场随机采购大米样品91个,结果表明,10%左右的市售大米镉超标。2011年,《新世纪周刊》据此作出报道,曾引起一些居民恐慌。全国政协委员、人口资源环境委员会副主任、国务院第一次全国污染源普查领导小组办公室主任王玉庆对此提出质疑,认为“镉大米污染比例不可能高达10%”。潘根兴通过媒体回应说,“不是市场上所有的大米都是这样的,江苏的样品就没啥问题,只能说我们抽查样品的10%存在镉超标,大家不必恐慌”。
重金属污染致癌、致疾、致突变温香彩说,重金属污染不像大气污染,既闻不到,也看不到,被重金属污染的水体或土壤,即使含量很低,只要超标了对人体伤害也会很大。而且,不同于其它污染物的可降解特性,重金属污染物不仅不可降解,还能在环境里累积和循环,由此也加重了对人群的危害。
她说,重金属污染对身体的危害主要是“三致”,致癌、致疾、致突变。
多种资料均提及,重金属在人体内能和蛋白质及各种酶发生强烈的相互作用,使它们失去活性,也可能在人体的某些器官中富集,如果超过人体所能耐受的限度,会造成人体急性中毒、亚急性中毒、慢性中毒等,对人体会造成很大的危害。
资料显示,血铅污染所导致的毒性效应是贫血症、神经机能失调和肾损伤,易受害的人群有儿童、老人、免疫低下人群。镉的毒性很大,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。镉也能够取代骨中钙,使骨骼严重软化,并可干扰人体和生物体内锌的酶系统,易受害的人群是矿业工作者、免疫力低下人群。砷通过呼吸道、消化道和皮肤接触进入人体,如摄入量超过排泄量,砷就会在人体的肝、肾、肺、子宫、胎盘、骨骼、肌肉等部位蓄积,与细胞中的酶系统结合,使酶的生物作用受到抑制失去活性,特别是在毛发、指甲中蓄积,从而引起慢性砷中毒。砷还能致癌。
提出以下意见,现将《省人民政府办公厅转发省关于贯彻加强重金属污染防治工作指导意见实施方案的通知》政办发〔2011〕39号)转发给你并结合我州实际。请一并认真贯彻执行。
一、明确责任主体。
要始终坚持高度的政治觉悟,各县市人民政府是重金属污染防治工作的责任主体。以对辖区环境质量负责、对人民群众健康负责、对经济社会发展负责的态度,严格依照政办发〔2011〕39号和《人民政府关于在全州继续深入开展重金属污染专项整治工作的通知》政发〔2011〕7号)具体工作要求,全力以赴抓好重金属污染专项整治工作,继续深入排金属污染物排放企业及其周边区域的环境隐患,摸清重金属污染状况,确定重点防控区域、行业、企业和高风险人群,集中解决一批危害群众健康和生态环境的突出问题。各县市人民政府及其主要领导要按照《人民政府转发省人民政府关于全面推进环境维护“一岗双责”制度文件的通知》政发〔2011〕42号)要求,全面履行环境维护“一岗双责”工作职责,综合运用经济、法律、技术、行政等手段,制定绩效考核实施方法,落实目标责任制。要依照国家联合督查组提出的取缔淘汰一批、停产整治一批、整合重组一批”要求,把重金属污染防治摆在更加紧迫和更加重要的位置,特别是个旧、元阳、金平、河口、建水等重点县市,一定要强化组织领导、整合各方力量,下决心、动真格,全力以赴抓好卡房大沟片区、火谷都片区、大屯片区、黑神庙坡片区、冲坡哨片区、老虎山冲片区、大坪矿区等重点工业集中区的重金属污染综合整治工作。要加快淘汰落后产能工作力度,进一步规范有色金属采选行业、冶炼行业的发展,着力提高重金属行业企业集中度,推进产业结构升级优化,形成节约资源、维护生态环境的产业发展方式,使重金属污染得到有效控制。
二、及时制定。
全面完成全州重金属污染情况排查的基础上,依照国家编制原则及规范。编制完成重点防控区重金属污染防治规划和综合治理方案。各县市人民政府要立即开展重金属污染综合防治规划或综合治理方案的编制工作,国家重点防控区个旧、元阳、金平3县市人民政府要针对卡房大沟、乍甸河、沙甸河、倘甸双河、大屯海、金子河、三家河等流域,及时编制出综合防治规划,并加强督促检查,推动规划全面实施,按期实现维护治理目标。其余10县市人民政府要立即编制各自行政辖区内重金属污染综合治理方案并认真组织实施。各县市人民政府要严格依照政发〔2011〕7号文件中关于方案、规划、总结的上报要求,按时上报综合治理规划、方案、工作季报、工作总结等材料。同时,要立即启动重金属污染突发事件应急预案的编制工作,并尽快批准实施,于2011年6月30日前将重金属污染突发事件应急预案上报州人民政府备案,同时抄送州环保局。
三、突出重点。
采取超凡规措施,个旧市人民政府要严格依照国家环保专项督查组、省环保专项行动领导小组及《人民政府关于开展集中整治个旧市卡房大沟片区重金属污染专项行动的通知》府发电〔2011〕2号)要求。全力抓好“集中整治个旧市卡房大沟片区重金属污染专项行动”力求早日抓出成效,务必于2011年6月30日前完成集中整治任务,使卡房大沟(浑水河)水质明显好转。
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
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关键词:土壤 重金属污染
1、研究背景
据我国农业部进行的全国污灌区调查,在140万公顷的污水灌区中,遭受重金属污染的土地面积占污水灌区面积的64.8%,其中轻度污染的占46.7%,中度污染的占9.7%,严重污染的占8.4%。由此可见我国土壤受重金属污染的情况较为严峻[1]。
在环境污染研究中,重金属多指Hg,Cd,Pb,Cr以及类金属As等生物毒性显著的元素,其次是指有一定毒性的一般元素,如Zn,Cu,Ni,Co,Sn等。人们所说的土壤重金属污染主要是由于Zn,Cu,Cr,Cd,Pb,Ni,Hg,As8种重金属元素等引起的土壤污染。土壤是人类赖以生存的自然条件,如果土壤被重金属污染将直接导致粮食、蔬菜、瓜果等的重金属含量增加。同时因为重金属不能为土壤微生物所分解,而易于积累转化为毒性更大的甲基化合物,甚至有的通过食物链以有害浓度在人体内蓄积,从而严重危害人体健康[2]。由于重金属在土壤中难以被分解、转化或吸收,所以充分认识土壤污染及危害,保护土壤,防治污染是十分重要的任务。
2、土壤重金属污染的特点
大多数重金属是过渡性元素,而过渡性元素的原子具有其特有的电子层结构,这使重金属在土壤环境中的化学行为具有下列一系列特点;
(1)重金属具有可变价态,它能在一定的幅度内发生氧化还原反应。不同价态的重金属具有不同的活性和毒性。
(2)重金属易在土壤环境中发生水解反应,生成氢氧化物;它也易与土壤中的一些无机酸发生反应生成硫化物、碳酸盐、磷酸盐等。这些化合物在土壤中的溶解度较小,所以重金属不易迁移而易累积于土壤中,从而降低了污染危害范围扩大的可能性,但却使变长了污染区的危害周期和加大了重金属危害程度。
(3)重金属作为中心离子,能够接受多种阴离子和简单分子的独对电子,生成配位络合物:还可与一些大分子有机物,如腐殖质、蛋白质等生成鳌合物。上述反应增大了重金属在水中的溶解度,进而使重金属在土壤环境中更易迁移‘从而增大了重金属污染区域范围。
重金属的所有这些化学特性,决定了重金属在土壤环境中具有多变的迁移特性。重金属污染的主要特点,除了污染范围广、持续时间长外,还有污染隐蔽性,而且它无法被生物降解,并可能通过食物链不断地在生物体内富集,进而可转化为毒害性更大的甲基化合物,对食物链中某些生物产生毒害,最终在人体内蓄积而危害人体健康。重金属的上述特性决定了其在污染和环境危害中的特殊作用。
3、土壤重金属污染的危害
土壤重金属污染对环境产生的危害主要有下列途径:
(1)受污染的土壤直接暴露在环境中,动物或人直接或间接地吸收了受污染的土壤颗粒等;
(2)土壤中的重金属通过淋溶作用向下缓慢渗透,从而污染了地下水;
(3)外界环境条件的变化,例如酸雨、施加土壤添加剂等因素,提高了土壤中重金属的活性和生物有效性,使得重金属较易被植物吸收利用,从而进入食物链后对动物和人体产生毒害作用。
4、重金属污染土壤治理方法
土壤重金属污染的治理,世界各国都开展了广泛的研究工作。目前,所采用的土壤重金属污染的治理方法主要有下列四种。
4.1生物措施
生物措施是利用生物的某些特性来适应、抑制和改良重金属污染土壤的措施。生物措施包括动物治理、微生物治理和植物治理三种方法。
动物治理是利用土壤中的某些低等动物(如虹蜕和鼠类)能吸收土壤中的重金属,因而能一定程度地降低污染土壤中重金属的含量。在重金属污染的土壤中放养蛆蜕,待其富集重金属后,采用电激、灌水等方法驱出蛆叫集中处理,对重金属污染土壤也有一定的治理效果[3]。
植物治理是利用有些植物能忍耐和超量累积某种或某些重金属的特性来清除污染土壤中的重金属。通常,它有三个部分组成:植物萃取技术、根际过滤技术、植物挥发技术。植物治理的关键是寻找合适的超积累或耐重金属植物。
生物措施的优点是实施较简便、投资较少和对环境拢动少。缺点是治理效率低(如超积累植物通常都矮小、生物量低、生长缓慢且周期长),不能治理重污染土壤(因高耐重金属植物不易寻找)和被植物摄取的重金属因大多集中在根部而易重返土壤等。
4.2工程措施
工程措施包括客土、换土、翻土、去表土等方法,适用于大多数污染物和多种条件。
客土是在污染土壤上加入未污染的新土;换土是将已污染的土壤移去,换上未污染的新土;翻土是将污染的表土翻至下层:去表土层是将污染的表土移去。这些方法能使耕作层土壤中重金属的浓度降至临界浓度以下,或减少重金属污染物与植物根系的接触而达到控制危害的目的。
用工程措施来治理重金属污染土壤,具有效果彻底、稳定等优点,是一种治本的措施。但由于存在实施繁复、治理费用高和易引起土壤肥力减弱等缺点。因而一般适用于小面积、重污染的土壤。
4.3农业措施
农业措施是因地制宜的改变一些耕作管理制度来减轻重金属的危害,以及在污染土壤上种植不进入食物链的植物。
用农业措施来治理重金属污染土壤,具有可与常规农事操作结合起来进行、费用较低、实施较方便等优点,但存在有些方法周期长和效果不显著等缺点,农业措施适合于中、轻度污染土壤的治理。
4.4化学措施
化学措施是向污染土壤投加改良剂,增加土壤有机质,阳离子代换量和粘粒的含量,以及改变pH,Eh和电导等理化性质,使土壤中的重金属发生氧化、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。
用改良措施来治理重金属污染土壤,其治理效果和费用都适中,对污染不太重的土壤特别适用。但需加强管理,防止重金属的再度活化。
5、结论
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]陈志良,仇荣亮.重金属污染土壤的修复技术[J]环境保护,2002.29(6).21-23.
【关键字】:重金属污染 预防措施 治理措施 植物修复治理法
重金属一般以天然浓度广泛存在于自然界中,但由于人类对重金属的开采、冶炼、加工及商业制造活动日益增多,造成不少重金属如铅、汞、镉、钴等进入大气、水、土壤中,引起严重的环境污染。而底泥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,可以直接威胁高等生物包括人类,底泥重金属污染问题日益受到人们的重视。
重金属污染,指由重金属或其化合物造成的环境污染,主要由采矿、废气排放、污水灌溉和使用重金属制品等人为因素所致。重金属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。重金属在人体内能和蛋白质及各种酶发生强烈的相互作用,使它们失去活性,也可能在人体的某些器官中富集,如果超过人体所能耐受的限度,会造成人体急性中毒、亚急性中毒、慢性中毒等,对人体会造成很大的危害,例如,日本发生的水俣病(汞污染)和骨痛病(镉污染,等公害病,都是由重金属污染引起的。重金属污染的主要特点:污染范围广、持续时间长、污染隐蔽性、无法被生物降解,并可能通过食物链不断地在生物体内富集,甚至可转化为毒害性更大的甲基化合物,对食物链中某些生物产生毒害,或最终在人体内蓄积而危害健康。
广西是全国重金属污染防治重点省区;广西土壤中砷、镉、锰、锌元素含量高,结合广西土壤环境保护和污染防治的重点区域有:矿区及周边、工业集中区等。根据全区土壤污染调查结果,我区土壤重金属超标区域集中分布在矿产开发区。如南丹大厂矿区刁江流域、大新铅锌矿区、环江铅锌矿区、大新下雷锰矿区、恭城栗木矿区、贺州平桂矿区等矿区周边土壤重金属超标较为明显,已不适宜种植农作物。根据我区土壤污染状况调查成果,确定矿区及周边农田(耕地)、工矿遗弃地、城市周边菜篮子基地及群众反映强烈的污染区域等作为土壤污染防控的重点。
以上大多是人为造成的污染,只有通过人类自身行为改变这一状况,首先,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,只有保护好生存环境,才能保护人类自己;从行为上,要从个人做起,配合国家法律、法规的环境保护的规定,企业要加强管理,并且做好监督管理机制,使措施落到实处,不能只以人为本,还要考虑动植物及环境所能承受的压力,这样,人类才有立足之地。总之,只要以保护环境为出发点,重金属污染问题就能降到最低点。
对重金属污染防治应该重在预防,控制与消除土壤污染源,是防止污染的根本措施。土壤对污染物所具有的净化能力相当于一定的处理能力,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。
1)控制与消除工业“三废”排放。
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”进行回收处理,化害为利。对所排放的“三废”要进行净化处理,并严格控制污染物排放量与浓度,使之符合排放标准。
2)加强土壤污灌区的监测与管理。
对污水进行灌溉的污灌区,要加强对灌溉污水的水质监测,了解水中污染物质的成分、含量及其动态,避免带有不易降解的高残留的污染物随水进入土壤,引起土壤污染。
3)合理施用化肥与农药。
禁止或限制使用剧毒,高残留性农药,大力发展高效、低毒、低残留农药,发展生物防治措施。例如禁止使用虽是低残留,但急性、毒性大的农药。禁止使用高残留的有机氯农药。根据农药特性,合理施用,制订使用农药的安全间隔期。采用综合防治措施,既要防治病虫害对农作物的威胁,又要把农药对环境与人体健康的危害限制在最低程度。
4)建立监测系统网络。
定期对辖区土壤环境质量进行检查,建立系统的档案资料,要规定优先检测的土壤污染物与检测标准方法,这方面可参照有关参照国际组织的建议与中国国情来编制土壤环境污染的目标,按照优先次序进行调查、研究及实施对策。
除了以上的重金属预防措施外,对已造成重金属污染的土壤必须加大重金属污染的治理力度。国内外都很重视对重金属污染治理方法研究,并开展广泛的研究工作。总的来说,目前大致有以下四种治理措施:
一.工程治理方法。
主要有客土、换土、翻土、去表土等方式。客土是在污染的土壤上加上未污染的新土;换土是将已污染的土壤移去,换上未污染的新土;翻土是将污染的土壤翻至下层;去表土是将污染的表土移去。这些治理方法具有效果彻底、稳定等优点,但实施复杂、治理费用高和易引起土壤肥力降低等缺点。
二.化学治理方法。
化学治理就是向污染土壤投入改良剂、抑制剂,以降低重金属的生物有效性。化学方法治理效果和费用都适中,但容易再度活化。
三.农业治理方法。
通过改变一些耕作管理制度,在污染土壤上种植不进入食物链的植物,来减轻或阻断重金属进入人体造成危害。农业治理法即合理规划农业种植区,在重金属污染严重区域,可选择种植树、花、草或经济作物(如蓖麻);在基本适宜区选择种植低富集重金属作物种类或品种,减少重金属在作物中的累积。农业治理法对于自然背景值偏高区域显得尤为重要,因为自然背景值是由成土母质所影响,长时期内土壤母质中的无机元素保持稳定。对于短期内无法修复的土壤,如废弃矿区土壤、重金属严重污染区,采取农业治理法是简单易行的。农业治理方法易操作、费用低,但是周期长、效果不显著。
四.生物治理方法。
生物治理是指利用生物的某些习性来适应、抑制和改良重金属污染。目前在植物治理方面运用得较多,以筛选出了可吸收积累大量的重金属的超积累植物为主,优点是实施较简便、投资较少和对环境破坏小,适用于大面积的污染治理。生物治理法是根据土壤重金属污染物种类,筛选出超富集植物,利用植物吸收土壤中过量金属,将植物回收综合利用,彻底解决土壤重金属超标问题。在土壤砷污染的植物修复方面具有很好经验可借鉴。生物治理实施简便、投资少,对环境破坏小,治理效果较好。
从改革开放至今,广东省工业得到了快速发展,但由于缺少对环境的保护,特别是河道水体的保护。工业生产产生的许多有害物质未经处理就排入各河道,导致河道中的水受到严重的污染,而养殖业离不开水,当农民用了受污染的水体养殖像鹅,鸭,鱼等时,一方面疾病危害水禽健康,降低生产性能和养殖业的经济效益;另一方面给食品安全带来严重隐患,危害人类健康。当农业使用受污染的水灌溉时,使土壤也受到了污染。
水禽养殖业是中国的传统产业,特别是鸭跟鹅,由于其养殖成本低、周期短、见效快,因此取得了突飞猛进的发展,在农业产业结构调整中,已受到世界各国的高度重视,其中鸭为全世界饲养数量最多的水禽。2009年末我国肉鸭存栏已达10.96亿只,肉鸭出栏约35.2亿只(其中樱桃谷鸭20.6亿只),肉鸭的年存栏量和屠宰量占到世界总量的67.3%和74.7%,中国号称“水禽王国”是当之无愧的。随着经济的发展和人民生活水平的提高,市场对鸭、鹅产品的需求量越来越大,因此水禽的饲养量将不断增加,据统计中国水禽总量占世界的60%以上。估计在今后相当长的时间内,水禽的养殖数量也会稳定增长。
重金属污染指由重金属或其化合物造成的环境污染,主要由采矿、废气排放、污水灌溉和使用重金属制品等人为因素所致。随着经济的发展,人类活动导致环境中的重金属含量不断增加,许多经济发达地区早就超出正常范围,导致环境质量严重恶化。而许多水禽由于污染得病而死,或者受污染后被人身吸收进入人体内,不同于其他污染物的可降解特性,重金属污染物有着永远在环境里循环、无法降解的特点,这也就加重了其对人群的危害。由于重金属污染问题突出,2011年4月初我国首个“十二五”专项规划——《重金属污染综合防治“十二五”规划》获得国务院正式批复,防治规划力求控制5种重金属,目标是到2015年,中国将建立比较完善的重金属污染防治体系、事故应急体系和环境与健康风险评估体系,解决一批损害群众健康的突出问题。
由于鹅作为水禽在当前的养殖模式下是离不开水的,而近年来,重金属污染事件屡见不鲜,例如2005年广东省北江镉污染事件,该事件发生后不久,为了保障下游清远、佛山、广州等城市的供水安全,专家们决定,除了调水冲污外,还将实施工程技术措施,加聚合铁或聚合铝进行稀释。韶关的武水桥下,江水碧波荡漾,婀娜的水草群舞中游支流横石河,河水呈强酸性,即使稀释一万倍,水生物也难在其问存活24小时下游地区的清远石角镇,铜产业带来的污染,造成附近河底沉积物中铊含量严重超标。2008年,华南农业大学教授林初夏提供的测试数据显示,横石河水即使稀释1万倍,水生物还是不能在里面存活超过24小时;由于每吨废矿含有可产生相当200公斤浓硫酸的金属硫化物,从源头到50公里开外,,河水都可以测出酸性,直侵下游北江,还有像浏阳镉污染事件等等。
本试验在广东省内鹅的主要养殖地,需用不同养殖场内健康的2年龄成年马岗鹅种鹅为检测对象,通过测定鹅的水生环境和水生环境中的淤泥的重金属(铅Pb、镉cd、铬cr、砷As)含量,再与国家规定的标准进行对比,再通过测定鹅的四个组织(肝脏、胸肌、腿肌、胸骨)中的重金属(铅Pb、镉cd、铬cr、砷As)含量,从而-进行相关的研究,从而对鹅养殖环境中重金属污染对其的影响,为当前鹅养殖环境重金属污染的影响做出科学依据。
2、材料与方法
2.1 试验动物及场地
本试验在省内三个鹅主要养殖区各选择一家规模化鹅场,所用试验动物为健康的成年种鹅,2~3年龄。
2.2 实验设计
试验期在各养殖场的鹅群中随机选择6只鹅,分别在各个鹅上取肝脏、胸肌、胸骨等样品,保存于20℃,留待重金属指标测定。另外,从养殖地采集洗浴池的水体和水底土壤样品,保存于4℃样品,各动物样品和水体样品以及土壤样品均检测铅(Pb)、镉(cd)、铬(cr)和砷(As)等四种重金属的含量。
水样采集:在养殖鹅的水池中,分别选取三个点,使其呈等边三角形,然后分别将吸管深入离水面10厘米左右的地方,各收集300ml的水样;样品采集后,用0.22μm微孔纤维滤膜对水样进行过滤,滤液分装在洁净的聚乙烯瓶中,为避免样品在保存过程中产生感光分解和微生物降解等反应,样品避光冷冻保存到进样。
土壤采集:在在养殖鹅的水池中,分别选取三个点,使其呈等边三角形,然后用铁铲铲其泥土的表层,各取适量的土壤;将样品在无菌条件下风干后保存好。
2.3 重金属指标测定方法
全部动物组织样品的重金属含量的测定,除砷的含量采用原子荧光光谱法,其余三种重金属含量的测定方法均按国标(GB/T5009.12-2003、GB/T 5009.15-2003和GB/T 5009.123-2003中的石墨炉原子吸收光谱法)进行。
(1)水样:全Pb、Cd:石墨炉原子吸收分光光度法(GB/T11901-1989):全cr:二苯碳酸二肼分光光度法(GB/T7466-1987):全As:二乙基二硫代氨基甲酸银分光光度法(GB/T7485-1987)
(2)土壤样:全Pb、cd、Cr:火焰原子吸收分光光度法(GB/T17137-1997);全As:二乙基二硫代氨基甲酸银分光光度法(GB/T 17134-1997)
(3)组织样:全cr:原子吸收石墨炉法(GB/T 5009.123—2003)[9];全Pb:石墨炉原子吸收光谱法(GB/T 5009.12-2003);全Cd:石墨炉原子吸收光谱法(GB/T 5009.15-2003);全As:原子荧光光谱法。
2.4 试验数据处理
对不同养殖地鹅组织样品肝脏、胸肌、腿肌、胸骨中各重金属指标含量作单因子方差分析;除注明外,各数值均用平均值(Mean)+SE表示。所有的数据分析均用SAN software version8.01完成。
3、结果与分析
3.1 养殖场水体中的重金属水平
对各鹅养殖地洗浴池水体中的铅、镉、铬和砷等四种重金属含量进行检测。测定结果显示,鹅养殖地洗浴池水体中铅、镉、铬和砷等四种重金属的含量很低,均仅10-4 mg/L级的含量。
3.2 养殖场水体池底土壤中的重金属水平
对各鹅养殖地洗浴池池底土壤中的铅、镉、铬和砷等四种重金属含量进行检测。测定结果显示,三个鹅场池底土壤中铅的含量介于25~50 mg/kg之间,最高的为鹅场c,次之为鹅场B,最低为鹅场A;三个鹅场池底土壤中镉的含量介于0.1~O.4 mg/kg之间,最高的为鹅场c,鹅场B和鹅场A均低于前者,水平相当;三个鹅场池底土壤中铬的含量介于7~28 mg/kg之间,最低的为鹅场B,鹅场A,而鹅场c要明显高于前两者;三个鹅场池底土壤中砷的含量介于1~2.5 mg/kg之间,鹅场B和c较高,两者水平较高,鹅场A则较低。
3.3 不同养殖场鹅机体各组织的重金属水平
对各鹅养殖地种机体内胸肌、骨骼、肝脏等组织中的铅、镉、铬和砷等四种重金属含量进行检测。测定结果显示,在三个养殖中,铅在不同组织中的含量均以骨骼最高,达到3.9~23.9mg/kg,而胸肌和肝脏中含量远远低于前者,仅0.01~0.1 mg/kg之间;三个养殖地鹅相同组织间比较,鹅场c的水平均高于鹅场A和B,后两者胸肌和肝脏的水平相关,除鹅场A骨骼的水平高于鹅场B外。在三个养殖中,镉在不同组织中的含量均肝脏最高,均可以检出,0.08~0.3 mg/kg之间,其中鹅场A和鹅场c的水平相当,明显高于鹅场B;而三个鹅场中鹅胸肌和肝脏中均检不出镉。在三个养殖中,铬的含量无明显组织分布特点,在鹅场A中的含量为肝脏>胸肌>骨骼,在鹅场B中的含量为胸肌>骨骼>肝脏,在鹅场c中的含量为骨骼>肝脏>胸肌;三个鹅场相同组织间进行比较,以鹅场B较高,高于鹅场A和c,后两者水平相当。在三个养殖中,三种组织中均检不出砷。
4、讨论
鹅各养殖地洗浴池水体中铅、镉、铬和砷等四种重金属的含量很低,水体还没有受到重金属的污染。而各养殖场水体池底土壤中,铅的含量很高,远远超过正常水平;铬的含量也很高,特别是鹅场C远远超过正常水平,砷的含量也属于正常水平,镉的含量很低。不同养殖场鹅机体各组织的重金属水平,由试验可知:镉、铬和砷等三种重金属的含量很低或较低,而铅在胸肌和肝脏里的含量都很低,但在骨骼里的含量较高,特别是鹅场c远远超过正常水平。因些我们得知:各养殖场水体池底土壤受到铅跟铬金属的污染,而各养殖场鹅受到了铅金属的污染(特别是鹅场C)。
铅对环境的污染,一方面来自冶炼、制造和使用铅制品的工矿企业,特别是来自有色金属冶炼过程中所排出的含铅废水、废气和废渣造成的。另一方面由汽车排出的含铅废气造成的。而在诸如铁冶炼、电镀、制革工业、颜料制造与化工镀膜等工业都可产生大量的含铬废水与废渣。因此我们估计,有可能是吃进受污染含铅的饲料,也有可能是本身土壤已严重受铅重金属的污染,当开挖水塘后注入的水是没受污染的,而鹅期生活在跟受污染的土壤接触后也受到了污染。
要保证鹅的安全生产,避免受铅、铬等重金属的污染,除了政府要切实加强铅蓄电池(包括铅蓄电池加工(含电极板)、组装、回收)及再生铅行业的污染防治工作,保护群众身体健康,促进社会和谐稳定,另外还要对铅蓄电池企业采取有效措施,建设完善铅烟、铅尘、酸雾和废水收集、处理设施,并保证污染治理设施正常稳定运行,达标排放,减少无组织排放。而养殖作为场要尽量选择远离那些工业厂房排放污水的下游,要用正规厂商生产的饲料,同时最好远离市区饲养鹅。
重金属污染与其他有机化合物的污染不同,重金属具有富集性,不易在环境中降解。当前我国由于在重金属的开采、冶炼、加工过程中,造成不少重金属如铅、汞、镉、钻等进入大气、水、土壤引起严重的环境污染。废水排出的重金属,即使浓度小,也可在藻类和底泥中积累,继而被鸭、鹅体表吸附。当受重金属污染的水禽例如鸭、鹅被人类吃用后,重金属在人体内能和蛋白质及各种酶发生强烈的相互作用,使它们失去活性,也可能在人体的某些器官中富集,如果超过人体所能耐受的限度,会造成人体急性中毒、亚急性中毒、慢性中毒等,对人体会造成很大的危害。例如,日本发生的水俣病(汞污染)和骨痛病(镉污染,等公害病,都是由重金属污染引起的。
重金属在大气、水体、土壤、生物体中广泛分布,而底泥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。鸭、鹅的生活环境离不开水,它们一般要生活于水塘或河道中,这大大增加了它们受污染的机会。重金属不能被生物降解,但具有生物累积性,可以直接威胁高等生物包括人类,有关专家指出,重金属对土壤的污染具有不可逆转性,已受污染土壤没有治理价值,只能调整种植品种来加以回避。因此,底泥重金属污染问题日益受到人们的重视。科技是一把双刃剑,20世纪以来科学技术迅猛发展,促进了经济的发展,提高了人民的生活水平,然而,与此同时,人类也付出了惨重的代价。多数金属在体内有蓄积性,半衰期较长,能产生急性和慢性毒性反应,可能还会有致畸、致癌和致突变的潜在危害。目前,我国儿童铅污染较为严重。
锡林郭勒盟和鄂尔多斯市作为两大试点盟市已开始初步探索
文/ 陈淑娜
4月14日,记者在和谐矿区建设试点工作暨部署动员电视电话会议上获悉:加快推进和谐矿区试点建设工作,锡林郭勒盟和鄂尔多斯市作为两大试点盟市已启动,此举是根据人民政府下发的《和谐矿区建设试点工作方案》(以下简称《工作方案》)实行的。
据了解,此次和谐矿区试点工作以构建和谐矿区为中心,以建设绿色矿区为重点,切实转变矿业经济发展方式,妥善处理好资源开发与环境保护、矿山开采与矿区民生的关系,加强生态文明建设,推动资源合理开发利用,实现人与自然的和谐发展,维护矿区社会稳定,促进矿区和谐,努力建设资源节约型、环境友好型、矿地关系和谐型矿区,实现生产发展、人民富裕、生态良好的有机统一,推动全区矿业经济又好又快发展。
此次和谐矿区试点工作分步实施,全面推进,预计到2015年全面完成。2012年底前完成和谐矿区建设试点工作,创建一批示范矿区,建立健全和谐矿区建设标准体系,将试点经验提升为政策成果;2013至2015年,运用试点工作形成的制度成果,全面推进和谐矿区建设,拟建、在建矿山必须按照创建和谐矿区的要求进行建设,生产矿山期限达到和谐矿区创建标准。
据悉,此次试点工作主要包括以下内容:全面落实矿产资源规划确定的最低开采规模制度和准入条件;实施矿山开发项目社会稳定风险评估和听证制度;探索提高农牧民收入的有效途径;建立矿地矛盾协调化解机制;强化矿山企业的社会责任;建立对农牧民环境污染补偿机制;依法保护矿区生态环境;切实维护矿山企业合法权益;强化矿山安全生产管理。
对于此次和谐矿区试点工作,国土资源部和人民政府高度重视,加强保障措施。具体包括:切实加强领导,国土资源部成立和谐矿区建设试点协调小组,组长由分管副部长担任,自治区成立由自治区副主席赵双连为组长的和谐矿区建设试点工作领导小组;改革煤炭资源配置政策;建立国土、公安联合执法机制;实行临时用地和矿业权限批制度;落实人员和工作经费;做好宣传报道工作。
在此次电视电话会议上,锡林郭勒盟和鄂尔多斯市有关负责人就如何搞好和谐矿区建设试点工作发言,分别就工作方案、宣传方法和实施措施等具体方面作了详细介绍。此外,内蒙古伊泰集团和神华集团也分别介绍了两大集团的和谐矿区建设之路。
内蒙古重金属污染综合防治考核全国排名第二
记者从自治区环保厅了解到,环境保护部日前就2011年度重金属污染综合防治考核情况向各省进行通报,内蒙古重金属污染综合防治考核在全国31个省区排名第二,在14个重金属污染防治重点省区排名第一。
2011年2月,国务院批复了《重金属污染综合防治“十二五”规划》,并将《规划》实施情况与主要污染物减排、流域污染防治一同纳入各地经济社会发展综合评价考核体系。从2011年开始,每年从排放量、环境质量、重点项目、管理指标、涉重金属事件指标5个方面进行严格考核。按照环保部的安排部署,2011年,内蒙古加大工作力度,认真落实国家重金属污染综合防治政策和有关规定,从淘汰落后产能、严格新建项目环境准入、推进项目实施、强化环境监管等方面推进重金属污染综合防治工作并取得显著成效。但是,由于内蒙古总体上仍处于工业化、城镇化快速发展的阶段,目前仍存在重金属企业点多面广,企业布局不尽合理,历史遗留问题较为突出,企业治污能力不强,防治重金属污染基础工作薄弱,监管能力不足等问题。为此,内蒙古下一步将通过落实目标责任、强化政策措施、开展涉重行业专项整治、实施在线监控等措施,强力推进重金属污染综合防治工作。文/丁利冬
国土资源厅执法监察局与执法监察总队合署办公
日前,记者从国土资源厅获悉:自治区国土厅近日决定,厅执法监察局与执法监察总队合署办公,建立统一指挥、协调一致的执法监察工作体制,进一步加大土地、矿产和矿山地质环境治理监管力度,全面履行好国土资源执法监察职能。
据了解,执法监察局与执法监察总队合署办公后,将实行一套人马两块牌子的管理模式,国土资源厅直接指挥的执法监察工作人员将达到41名,查办案件的力度大大提升,办案质量也将大幅度提高。
专家把脉青岛农田
青岛农业大学教授王凯荣指出,现在全中国有20%的农田受到了污染;去年的镉大米危机、今年的龙江镉污染事件,让人们对“重金属污染”更加关注。重金属污染究竟是由什么造成的?青岛农田有没有受到过重金属污染?青岛农科界的专家学者们早已开始针对这些问题进行调查研究。
据青岛农科院中心实验室主任、高级农艺师陈建美介绍,一般农田受到重金属污染有两个原因:农田周围的化工厂排放废水废渣,或者农田曾经施肥不当、导致有机肥中重金属含量残留土壤中。
陈建美所在的青岛农科院曾在2010年对青岛市蔬菜种植较集中的地区土壤重金属含量进行了调查分析,最后调查显示,青岛市的土壤质量基本安全。“莱西、即墨、平度等监测点土壤综合污染指数均处于清洁安全状态,适宜蔬菜种植。但莱西和即墨有4个监测点的土壤样品重金属镉含量超标,且污染主要集中在土壤表层。”陈建美表示,实际上,青岛的农田重金属污染在全国来说并不算严重,因为没有太明显的污染源。
青岛科技大学环境与安全工程学院钱翌教授也曾经做过类似调查,他按照不同的土地利用类型将青岛市分为五大功能区:工业区、商业区、居民区、农业区和旅游区,调查结果表明,镉(Cd)在各功能区含量均高于国家土壤环境质量二级标准,其他重金属如铬(Cr)、铜(Cu)、镍(Ni)、铅(Pb)、锌(Zn)等浓度均低于国家二级标准。
钱翌教授还对青岛市两个重要蔬菜批发市场的24种常见蔬菜分季节进行过抽样检测,结果表明青岛市冬季蔬菜重金属污染情况较春季蔬菜严重,且以铅(Pb)、镉(Cd)污染为主;葱蒜类铅(Pb)、镉(Cd)含量高,其中大蒜受到中度污染。幸好,健康风险评价最后表明,青岛市蔬菜中的Pb、Cd含量未对市民的健康产生显著风险。
居民区污染多缘于电池
“镉在自然界中分布并不广泛,土壤中的镉主要来源于锌矿、铅锌的冶炼,合金、电镀 、化工厂等废水的排放,工业固废堆放以及化肥农药(磷肥、复合肥)的滥用等等。”钱翌解释说,他的调查选择的功能区一般是受污染时间比较长的代表性地段 ,例如钢铁业、碱业、水泥制造业企业所在的工业区。
居民区也有可能因为电池等生活垃圾而受到污染。“生活用品中很多都是重金属的污染源,煤炭颗粒、涂料、油漆中也都含有重金属,这也会导致土壤的表层重金属含量会高。”
2009年至今,我国已发生30多起重特大重金属污染事件 ,严重影响群众健康,政府部门和学界也在研究对策,希望尽快净化受污染农田、将损失降到最低。不过,土壤修复花费动辄上千万元,谁来负责修复、又有谁埋单等问题,一直困扰着各级政府部门。
大豆、花生易“吃”重金属
王凯荣介绍,土壤中重金属污染很容易使植物中的重金属含量超标,尤其对于含蛋白量比较高的植物来说,比如大豆、花生、小白菜等,最容易受到重金属污染的侵袭,而且不同的植物品种对重金属的吸收不一样。
青岛农科院高级农艺师陈建美表示,此前花生出口时曾经被检查出重金属超标,这也使很多专家开始研究吸收重金属含量比较少的品种。
吸收重金属的差异,在不同水稻品种身上也体现得非常明显。南京农业大学潘根兴教授的团队曾做过一项实验,发现杂交稻、超级稻的镉超标风险比普通水稻更为严重。专家们采集了种植南方水稻的两种土壤,并在部分土壤里特意添加了镉元素,结果专家发现,在未加镉的土壤中,超级稻对镉的亲和力是常规稻的2.4倍,其籽粒中镉的含量是普通杂交稻的1倍多。潘根兴对此解释说,超级稻之所以镉污染超标更为严重,是因为它的根系发达,对土壤中的镉具有更强的吸收力。
种桑养蚕净化土地
农作物重金属超标让人们备受困扰,但也为农田土壤污染治理提供了思路。“土壤污染修复技术包括土壤清洗法、化学氧化法、植物修复法等,一般来说,农田中重金属修复采用的植物修复法,作业周期长,而且想要完全清理土壤是不可能的。”王凯荣以自己参与的湖南某铀矿区农田污染修复为例,“这个修复工作上世纪90年代就开始做了,前后做了大约有七八年的时间才完成。”
那么湖南的农田镉污染是怎么治理的呢?答案是种桑树。王凯荣曾经详细论述了桑树在治理镉污染方面的功效:通过采用桑蚕生产模式替代粮作生产模式,杜绝了污灌污染,消除了食物链中镉的危害,使土壤生产力得到恢复,农田年均产值比水稻模式提高2880元/公顷,比种玉米提高8880元/公顷,利税增加1980元/公顷,耕层土壤镉含量年平均下降1.33mg/公斤。“种桑养蚕是治理和利用我国镉污染农田的一种成功的经济生态模式,更多的模式有待于进一步去探索。”
不过,七八年是个很长的周期,有没有更快捷的方法呢?如果用物理化学方法修复农田土壤污染,是可以缩短周期,但动辄上千万的费用又是一个问题。“所以说,农田污染的快速修复,从技术上来说是可行的,但经济上不可行。”王凯荣表示。
工业用地也需要“消毒”
相比较而言,近年来城市工业用地的土壤修复案例成果更多。工厂搬迁后,遗留土地很有可能由政府牵头引进环保公司进行土壤修复,不过费用动辄上千万。
青岛新天地环境修复有限公司市场总监吴涛正在忙着进行一家化工厂的土壤修复准备工作,由于这家化工厂的生产部门已经陆续搬往其他地方,当地政府希望能利用这块空间新建一个产业园,但在此之前,这块土地必须先“消毒”。“3月份,我们将会对这块化工厂的污染状况进行更详细的调查,比如土壤污染的类型,重金属浓度高低,是否污染到了地下水等等,然后上报给政府,由政府上报立项,审批后就可以启动修复工程。”2月16日,在新天地的办公室,公司相关负责人吴涛向记者介绍了土壤修复的大体流程。
据吴涛介绍,城市里搬迁走的化工厂、印刷厂、农药厂、电镀厂等地块是最容易遗毒的。“比如印刷厂的铬渣、电镀厂的镉污水排放等。”
新天地环境修复有限公司,是山东省第一家从事土壤修复的专业公司,据其相关负责人介绍,就行业前景来看,土壤修复是一块巨大的市场。“一般来说,土壤修复的花费一次都是在千万元级别 ,仅仅以北京为例,一些搬迁的化工厂需要进行修复的土地,市场就有300到500个亿。”
高额的土地修复费用,在我国该由谁来承担?吴涛表示,一般来说,目前市场上土地修复的项目以工业用地居多,开发价值比较高,但是因为目前很多遗留的企业用地都是曾经的国有化工企业,这些企业出现了产权转换甚至倒闭等情况,所以土地修复的主体还得由国家来牵头,“修复资金由政府支持,如果这块地未来用作商业开发,那么其受益者也可以参与。”
土壤重金属污染调查有望艰难出炉
2006年7月18日,国家环保总局和国土资源部联合启动了经费预算达10亿元的全国首次土壤污染状况调查,不过直到今天,这次污染调查报告的详细内容并没有披露。
据青岛农业大学教授王凯荣透露,这个报告将于今年二季度。“实际上,这份报告早在去年年底就已经完成了各地数据的汇总工作,但有些地方重金属污染比较严重,有关部门要认真核对,数据相对来说也比较敏感,因此比较谨慎。”王凯荣解释道,这份报告能七到八成反映目前我国的土壤污染情况,“因为这次调查是抽样调查,是环保部和国土资源总局制订一个总的调查方案,委托下面各省市的环保单位去做的,而有些省市可能因为财力或方法的限制,因此不能完全反映当前的土壤污染情况。”王凯荣还透露,土壤污染防治法也将在“十二五”期间推出。
青岛科技大学教授钱翌也对土壤污染防治法律的出台充满了信心。“去年年初,国务院就已正式批复《重金属污染综合防治‘十二五’规划》(简称《规划》),这是我国出台的第一个‘十二五’专项规划。”
据了解,“十二五”期间,山东将建立土壤污染环境监管制度,对粮食、蔬菜基地等重要敏感区进行风险评估,禁止利用重污染土壤种植、生产农副产品。开展受污染土壤环境修复,未经评估和无害化治理的土地不得进行流转和二次开发。
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江西等省或试点开征环境税
环保专家根据国土资源部公布的数据估算,全国每年因被重金属污染的粮食高达1200万吨,相当于广东一年的粮食总产量,可以养活常住珠三角的4000万人口。
为了抑制污染,业内人士曾提议学习部分发达国家征收环境税的做法。环境保护部副部长张力军也曾公开表示,关于环境税的问题,财政部、税务总局和环境部一直在进行研究,目前已经有了一些基本的考虑。据悉,2010年7月,环境税征收方案初稿已经出炉,2013年开征的时间表也已经初步确定。但是,环境税最终是否能如期开征还是个未知数。
关键词:金属矿山;土壤重金属污染;现状;修复措施
中图分类号: TD21 文献标识码: A
矿产资源作为人们生产生活的基本,这种资源的开发利用为发展国民经济起到重要推动力的同时,也引发了比较严峻的环境问题。我国部分地区矿产资源丰富,随着现代化工业的快速发展,越来越多的金属矿山被开采,随着矿山开采年份的延长,矿山周边土壤环境中重金属污染现象越来越严重,并逐渐为人们所关注,一旦土壤环境中的重金属积累到一定程度就会引起土地退化、地表水和地下水污染,并通过植物进入食物链被人或动物摄取,危害人体健康。因此,有必要对这一问题进行密切关注,并采取相应的防治措施。
1、金属矿山土壤重金属污染和危害
1.1金属矿山土壤重金属污染的来源
金属矿山周边土壤中的重金属, 除本身由于地球化学作用而可能造成背景值偏高外,其它则主要来源于金属矿产开采、洗选、运输等过程中废气、废水的排放及固体废物的堆放。露采或坑采的钻孔、爆破和矿石装载运输等过程产生的粉尘和扬尘中含有大量的重金属, 经过雨水的淋溶进入周边土壤;废水主要包括矿坑水,选矿、冶炼废水及尾矿池水等,废水以酸性为主, 以含有大量重金属及有毒、有害元素为特征。有色金属工业固体废弃物主要是指在开采过程中产生的剥离物和废石, 以及在选矿过程中所排弃的尾矿,这些固体废物若在露天堆放,容易迅速风化,并通过降雨、酸化等作用向矿区周边扩散, 从而导致土壤重金属污染。
1.2金属矿山土壤重金属污染的影响
土壤重金属污染的影响主要体现在以下三点:首先,淋溶作用。是指在降水的淋溶作用土壤中的重金属向下渗透到深层土壤或地下水层。其次,被人或动物的吸入。由于受污染的土壤直接暴露在环境中,人或动物就会通过土壤颗粒物等形式直接或间接地吸入到体内。从而损坏人或动物健康。最后,就是通过植物吸收利用进入食物链,进而对食物链上的生物产生毒害。
1.3金属矿山土壤重金属污染的特点
与其它污染形态有所不同的是, 金属矿山含重金属废弃物种类繁多,并且土壤重金属污染有其自身特点,对环境的危害方式和污染程度都不一样,主要表现为:第一点,土壤重金属污染往往要通过对土壤及农作物样品进行监测后才能确定,具有滞后性和隐蔽性。第二点,重金属在土壤中不容易迁移、扩散和稀释,很容易在土壤中不断积累而超标,具有累积性。第三点,重金属污染的自然降解是非常困难的, 积累在土壤中的重金属很难靠稀释作用和自净作用来消除,具有难治理性和不可逆性。
1.4金属矿山土壤重金属污染的危害
土壤被污染后,大部分污染物质能较长时间存在于土壤环境中,难以消除,易被人们所忽视。土壤重金属污染的主要危害包括:首先,影响植物生长。土壤中的重金属通过雨水淋溶作用向下渗透, 不仅会导致地下水的污染,还会被金属矿山周围的植物吸收,影响植物的生长发育。其次,危害人体健康。受污染的土壤直接暴露在环境中,为人或动物所吸收后,会严重危害人体健康。最后,降低土壤的生态功能。重金属污染能明显影响土壤的理化性质,进而降低土壤微生物量和活性细菌量,减少土壤系统中的生物多样性, 从而影响土壤生态结构和功能的稳定。
2、金属矿山土壤重金属污染的治理途径
2.1物理方法
物理修复是借助物理手段去除土壤中污染物的技术。分为热力修复、蒸汽浸提修复等热处理,及 电动力学修复、压裂修复、稳定化修复、物理分离修复工程措施法。一般情况下,热处理法主要针对汞污染,效果比较明显,但工程量较大,耗能较多,且易使土壤有机质和土壤水遭到破坏。而工程措施是利用外来重金属多富集在土壤表层的特性,去除受污染的表层土壤后,将下层土壤耕作活化或用未被污染活性土壤覆盖,从而将耕作层土壤中的重金属浓度降至临界浓度以下。
2.2物理化学方法
物理化学方法通常分为三种:一种是电动修复法。这是一门新的经济型土壤修复技术,在不搅动土层的基础上,在包含污染土壤的电解池两侧施加直流电压形成电场梯度,土壤中的重金属通过电迁移、电渗流或电泳的途径被带到位于电解池两极的处理室中并通过进一步的处理,从而实现污染土壤样品的减污或清洁。一种是土壤淋洗法。是指利用有机或无机酸等淋洗液将土壤固相中的重金属转移至液相中,再把富含重金属的废水进一步回收处理。一种是玻璃化技术法。对某些特殊重金属利用电极加热将重金属污染的土壤熔化,冷却后形成比较稳定的玻璃态物质。
2.3化学方法
化学修复是利用加入到土壤中的化学修复剂石灰、 沸石、 钙镁磷肥等与污染物发生化学反应,有效降低重金属的水溶性、 扩散性和生物有效性,促使土壤中的重金属元素转化为难溶物,从而使污染物被降解或毒性被去除或降低的修复技术。
2.4农业方法
农业生态修复是近几年新兴的修复技术,是因地制宜地调整一些耕作管理制度,在重金属污染土壤中种植不进入食物链的植物,选择能降低土壤重金属污染的化肥,或增施能够固定重金属的有机肥等措施来降低土壤重金属污染,从而改变土壤中重金属的活性,降低其生物有效性,减少重金属从土壤向作物的转移,从而达到减轻其危害的目的。
2.5生物方法
污染土壤的生物修复分为植物修复技术、微生物修复技术和动物修复技术。植物修复技术是指利用自然生长或遗传工程培育的植物及其共存微生物体系,清除污染物的一种环境治理技术。微生物修复技术是指利用土壤中某些微生物的生物活性对重金属具有吸收、沉淀、氧化和还原等作用,把重金属离子转化为低毒产物,从而降低土壤中重金属的毒性。动物修复技术是指利用土壤中某些动物能吸收重金属的特性,在一定程度上降低污染土壤中重金属含量。与其它治理重金属污染的技术相比生物修复技术设施较简便、投资较少、无二次污染,但是治理效率低。
3、今后的发展方向
在各种修复技术中,工程修复技术虽然效果好,但费用昂贵,难以用于大规模污染土壤的改良,而且常常导致土壤结构破坏、生物活性下降和土壤肥力退化。而农业措施虽然周期长,但只适用于轻度污染的土壤。生物修复费用低廉,而且能带来一定的经济效益,还具有一定的生态效益,是一种较为理想的方法,但也存在着对土壤肥力、气候、水分、盐度等自然和人为条件要求严格、对一种或两种重金属选择性修复等问题。植物修复技术作为一种新兴高效、绿色廉价的生物修复途径,现已被科学界和政府部门认可和选用,并逐步走向商业化。尽管存在上面这些难点, 重金属污染土壤的植物修复技术作为一种新兴的环境友好型修复技术,在今后环境污染治理中有望发挥不可替代的作用。
4、结语
近年来,我国金属矿业迅速发展,所造成的重金属污染日益加剧,而现有的重金属污染土壤的修复技术很多虽然很多,但都有其局限性,难以达到预期效果,因此,还需要将多种修复技术科学地结合起来综合应用,取长补短,才能达到更好的效果。
参考文献: