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重金属污染原因精选(九篇)

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重金属污染原因

第1篇:重金属污染原因范文

关键词:重金属污染,相关系数,城市功能区,污染源

土壤是人类生存的物质基础,它的质量直接影响着人类的生活和生产;同时,人类的活动也直接影响着土环境。随着城市经济的发展和城市人口的不断增加,城市土壤的重金属污染日益严重[1,2]。本文利用2011年全国大学生数学建模竞赛A题提供的数据(该数据可在其官网下载),定量分析城市重金属污染的程度以及各污染物的主要来源。

首先对数据做简要说明。在数据中,城区被划分为生活区、工业区、山区、主干道路区和公园绿地区等5个功能区。每个区被划分为间距1公里左右的网格,然后按照每平方公里1个采样点对表土层进行取样、编号,并记录下样本中8种重金属的浓度。

一、重金属污染物和所属功能区的相关系数

相关系数是变量之间相关程度的指标[3,4],样本相关系数用r表示,相关系数的取值范围为[-1,1]。r值越大,变量之间的线性相关程度越高;r值越接近0,变量之间的线性相关程度越低。相关系数是用来说明两个现象之间相关关系密切程度的统计分析指示。r>0为正相关,r

首先,计算出5个区各个重金属元素所对应浓度平均值。然后,去除比重金属元素的背景值范围上限小的样本点。最后,对各5个区中没被去除的样本点的各个重金属元素浓度与该类元素的背景值范围上限作差方并取平均值,得到8个重金属元素与5个区的相关性系数(如表1)。

表1 重金属污染物和所属功能区相关系数

二、重金属污染物和距离的相关系数

上面的分析并没有考虑各样本点与各区域距离的关系,造成分析结果存在一定的误差,为此,我们引入距离相关性进行优化。

用相同的方法可以求得其它金属对应相应区域的相关程度,见表2。

表2 重金属污染物与距离的相关系数

三、结果分析

重金属的污染程度和到各区域的距离有着密切的关系。当相关系数为负值时。表示重金属浓度的大小和距离呈负相关,值越小则相关程度越大,即离区域越近,污染的较大,表示由该区造成污染的原因可能性越强;反之,值越大表示相关程度小,由该区造成的某重金属污染可能性小。当相关系数为正数时,表示重金属的污染和距离呈正相关,即离该区域越远,污染程度较大,说明该区不是造成某种金属的污染的原因。

由表可以看出,Cu的浓度和工业区的距离成负相关,负值最大,表示金属元素Cu污染的主要原因是来自工业区。As的污染主要来源是公园绿地区,Cd的污染主要原因是工业,Cr金属元素的污染在五个区域中的主要污染原因是生活,Hg的主要污染来源是工业,Ni金属元素在给定的五个区域中主要原因是工业,工业也是造成Pb污染的主要原因,Zn的污染来源主要也是工业。山区一列都为正数,山区不是这些污染的主要来源,符合实际的情况。我们的计算结果和经验数据相符[5],说明用相关性分析造成重金属污染的原因的方法比较可靠。

参考文献

[1] 陈怀满等,中国土壤重金属污染现状与防治对策[J],Ambio,1999,28(2),130-134.

[2] 史贵涛等,城市土壤重金属污染研究现状与趋势[J], 环境监测管理与技术,2006,18(6),9-12.

[3] 何晓群,现代统计分析方法与应用[M],中国人民大学出版社,1998.

第2篇:重金属污染原因范文

关键词 畜禽养殖;重金属污染;现状;对策

中图分类号 X53 文献标识码 A 文章编号 1007-5739(2016)11-0245-01

Abstract Aiming at the status of soil heavy metal pollution caused by intensive livestock farming in China,the reasons of pollution were analyzed,and control measures were put forward.

Key words livestock;metal pollution;status;countermeasures

随着现代养殖业的进步,我国集约化畜禽养殖业快速发展,提高了养殖效益,但是同时也导致了严重的环境污染问题,主要是由畜禽粪便等引起的,呈现出日益严重的趋势。许多畜禽养殖场周边土壤重金属存在不同程度的超标现象。简要分析了畜禽养殖导致土壤重金属污染的原因,探讨了控制畜禽养殖污染的对策。

1 畜禽养殖导致土壤重金属污染现状

1.1 饲料

1.1.1 锌。锌是动物机体必需的微量元素之一,现代集约化养殖畜禽饲料中含锌的促生长添加剂,一般为氧化锌(预防猪腹泻)和硫酸锌。锌添加量通常为200~400 mg/kg,而在乳猪养殖中可达2 000 mg/kg以上。同时,畜禽对锌的消化吸收利用率极低,不到20%,因此大部分锌会随畜禽的粪尿排出并进入环境中[1]。

1.1.2 镉。导致饲料中镉污染的原因常与硫酸锌添加剂有关,饲料硫酸锌中的镉超标。由于作为饲料添加剂锌的用量较大,因此伴随饲料锌的镉污染加重[2]。

1.1.3 砷。饲料中添加砷制剂是促进动物生长、提高饲料利用效率的有效措施。普遍添加的主要是有机砷制剂,导致许多地方饲料中的总砷含量超过2.0 mg/kg。

1.1.4 铜。铜是畜禽必需的微量元素之一,有研究表明,我国市售的猪饲料含铜量平均为200~300 mg/kg,在畜禽饲养过程中高铜制剂已普遍使用。

1.2 畜禽粪便

畜禽粪便富含有机质和一定量的氮、磷、钾等营养成分,可作为有机肥料还田。畜禽粪便固液分离后,其中的固体通常含有较多铜、砷、镉、锌、钴、镍等。因此,如果大量施用畜禽粪便,将会使其中的重金属元素进入土壤,长期大量施用会导致重金属元素的累积,存在土壤污染风险。

影响畜禽粪便重金属含量的因素包括以下几个方面:一是畜禽对重金属元素吸收利用率低是导致粪便中重金属污染的重要原因,且畜禽粪便中重金属含量与日粮中添加量成线性相关。有研究表明,家禽粪便中Cu、Zn、As含量是饲料日粮中的2~7倍,90%以上的重金属不能被机体吸收而随粪便排出。二是不同年龄或生长阶段的畜禽对饲料中微量元素的利用率不同。三是不同种类畜禽粪便重金属含量差异较大。猪粪Cu、Zn、As含量明显高于牛粪、鸡粪[2]。

此外,我国目前仅制定了有机肥行业标准对 Cd 的限量指标为3 mg/kg,是德国腐熟堆肥标准的2倍。因为针对有机肥重金属的限量和相关标准非常少,所以商品有机肥普遍存在重金属超标的现象。重金属随着有机肥施用进入农田,土壤重金属积累逐年增加[3]。

综上,畜禽养殖场周边土壤重金属污染原因分析如下:现代畜禽养殖普遍使用饲料添加剂(含锌、铜、砷制剂等),饲料中重金属吸收利用率极低,生物富集作用使粪便重金属含量比饲料中高数倍。农田土壤重金属的重要来源之一就是随畜禽粪尿排出的重金属,长期施用畜禽粪便很可能导致土壤中的重金属累积。

2 防治对策

2.1 规范畜禽饲料

应当推广应用环保饲料,规范畜禽饲料添加剂的使用,同时提高畜禽的饲料利用率,以降低畜禽粪便农用的环境污染风险。

2.2 建设大型沼气工程,对粪污进行无害化处理

畜禽养殖污染防治应充分考虑畜禽养殖污染物的有机肥资源属性,鼓励将畜禽粪便通过堆肥发酵等措施进行无害化处理,用于生产沼气或制成有机肥等,实现畜禽粪便的资源化利用[4]。

2.3 改变重金属形态,降低污染风险

为降低土地利用过程中有机肥施用的重金属污染风险,可通过改变畜禽粪便中重金属的存在形态使其固定,降低其可移动性及植物可利用性或利用化学淋滤的方式来去除重金属。特别针对已被重金属污染土壤的修复措施很多。生物修复法主要侧重于植物修复技术用于大面积、低浓度污染的农田。同时,要加强利用微生物固定土壤中重金属的方法研究、寻找和驯化高效菌种,该方法成本低,并且修复效果好[5]。

2.4 确立畜禽废弃物堆肥重金属限量标准

我国还没有畜禽废弃物堆肥重金属限量标准,但是国外对堆肥中的有毒有害物质已制定相应的标准。我国应建立适合我国的畜禽废弃物堆肥重金属的限量标准[6]。

2.5 发展清洁养殖

畜禽规模化养殖要合理布局,推广生态化、标准化的养殖模式。要重视粪污清理、饲料配比等环节的环境保护要求;注重清洁生产,在养殖过程中降低资源耗损和污染负荷,从源头减少污染物的排放总量;提高末端治理效率实现稳定达标排放[7]。

3 参考文献

[1] 索超.北京集约化养殖畜禽饲料Zn含量及粪便Zn残留特征研究[J].农业环境科学学报,2009,28(10):2173-2179.

[2] 彭来真.畜禽粪便中铜、锌、砷在土壤蔬菜系统的迁移和富集[D].福州:福建农林大学,2007.

[3] 王飞华.华北地区畜禽粪便有机肥中重金属含量及溯源分析[J].农业工程学报,2013,29(19):202-208.

[4] 孟祥海.畜禽养殖污染防治个案分析[J].农业现代化研究,2014,35(5):562-567.

[5] 吴二社.农村畜禽养殖与土壤重金属污染[J].中国农学通报,2011,27(3):285-288.

第3篇:重金属污染原因范文

关键词:重金属;重金属污染;危害

一、 重金属污染的定义

重金属指密度4. 0 以上约60 种元素或密度在5.0 以上的45 种元素。砷、硒是非金属,但它的毒性及某些性质与重金属相似,所以将其列入重金属污染物范围内。环境污染方面所指的重金属主要指生物毒性显著的汞、镉、铅、铬以及类金属砷,还包括具有毒性的重金属如铜、钴、镍、锡、钒等污染物。由于人们的生产和生活活动造成的重金属对大气、水体、土壤等的环境,污染就是重金属污染。

二、重金属污染的种类及来源

由于重金属在人类生产和生活中得到越来越广泛的应用,这使得环境中存在着各种各样的重金属污染源。

1.大气中的重金属污染。大气中的重金属污染有自然来源和人为来源两种,由宇宙天体作用及地球上各种地质作用而使某些重金属元素进入大气中属于自然来源,人为来源的重金属主要为工业生产、汽车尾气排放及汽车轮胎磨损产生的大量含重金属的有害气体和粉尘等,它们主要分布在工矿的周围和公路、铁路的两侧。各种元素的两种来源间比例不同。据统计, 全球由自然来源进入大气的重金属中,铅仅占其向大气总释放量3.5 %左右,镉所占的比例也很低,只有总释放量的15 % ,而铬、铜的比例比较高,分别约为59 %和44 %。人为活动释放到大气中的重金属铅、镉、镍、钴、铜的数量远大于它们的自然输入量。在多种复杂的途径中,以化石燃料的燃烧和金属冶炼过程中的释放较为重要。大气中的重金属可以通过呼吸作用随气体进入人体,也可以沿食物链通过消化系统被人体吸收,对人群的危害极大。

2.水体中的重金属污染。在没有人为污染的情况下,水体中的重金属的含量取决于水与土壤、岩石的相互作用,其值一般很低,不会对人体健康造成危害。但工矿业废水、生活污水等未经适当处理即向外排放,污染了土壤,废弃物堆放场受流水作用以及富含重金属的大气沉降物输入,都使水体重金属含量急剧升高,导致水体受到重金属污染。水体重金属污染物排放源主要集中在大、中城市,因此其主要危害人群也相对集中于城市地区。重金属通过直接饮水、食用被污水灌溉过的蔬菜、粮食等途径,很容易进入人体内,威胁人体健康。

3.土壤中的重金属污染。在自然情况下,土壤中重金属主要来源于母岩和残落的生物物质,一般情况下含量比较低,不会对人体及生态系统造成危害。人为作用是使土壤遭受重金属污染的重要原因。在金属矿床开发、城市化、固体废弃物堆积以及为提高农业生产而施用化肥、农药、污泥及污水灌溉过程中,都可以使重金属在土壤中大量积累。积累在土壤中的重金属可以通过淋溶作用进入水体,也可以通过种植等农业活动进入农作物,进而对人体及生态系统造成危害。

三、重金属污染的危害

重金属既可以直接进入大气、水体和土壤,造成各类环境要素的直接污染;也可以在大气、水体和土壤中相互迁移,造成各类环境要素的间接污染。由于重金属不能被微生物降解,在环境中只能发生各种形态之间的相互转化,所以,重金属污染的消除往往更为困难,对生物引起的影响和危害也是人们更为关注的问题。

重金属进入人体有食道、呼吸道、皮肤三种途径。进入人体的重金属不再以离子的形式存在,而是与体内有机成分结合成金属络合物或金属螯合物,从而对人体产生危害,机体内蛋白质、核酸能与重金属反应,维生素、激素等微量活性物质和磷酸、糖也能与重金属反应。由于产生化学反应使上述物质丧失或改变了原来的生理化学功能,病变就产生了。另外,重金属还可能通过与酶的非活性部位结合而改变活性部位的构象,或与起辅酶作用的金属发生置换反应,致使酶的活性减弱甚至丧失,从而表现出毒性。重金属在动物体内和人体内都有富集效应——即吸收进入体内后很难自然排出。比如体内如果有过量的铅,在不继续接受铅污染的条件下,骨骼内的铅要经过20年才能排除一半。而人体内镉的生物半衰期也有20~40年。因此,即使人们吃的食物里重金属含量没有高到让人急性中毒的浓度,如果长久接触或者食用某一种重金属,体内浓度还是会越来越高。当积累到一定浓度时,就表现出慢性中毒症状。因此,重金属中毒损害机体器官往往是不可逆的。

四、防治重金属污染对人体造成危害的措施

第4篇:重金属污染原因范文

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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第5篇:重金属污染原因范文

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。

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第6篇:重金属污染原因范文

[关键词] 食品污染;重金属;人体健康危害;措施

[中图分类号]R151.2 [文献标识码]B[文章编号]

Edible Strategy Of Reducing The Intake Of The Heavy Metal

Ye jun

(Department of Chemistry & Applied Chemistry, Sichuan College of Education, Chengdu, 610041 Sichuan)

[Abstract] The poisonous heavy metals from industry “three wastes” discharges unreasonably, agricultural chemicals, chemical fertilizer, veterinary medicine and feed additive contrary use, and inferior food processing appliances and packing storing materials cause the food serious pollution, which do harm to human body. The consumer should reduces the heavy metal by purchasing green food , science processing, reasonable meals to safeguards food security and the human health.

[Keyword]Food pollution;Heavy metals;Measure;Harm to body health;Harm

有毒重金属铅、镉、铬、汞及类金属砷等元素含量是反映食品安全的重要指标。在今年“两代会”温总理的政府工作报告中,对重金属污染的防治给予了高度重视。但绝大多数食品生产者、消费者对于重金属感到陌生,对于重金属污染影响食品安全的问题知之甚少,未引起足够的重视。

一、重金属的来源及其危害

造成食品有毒重金属污染的原因是多方面的。随着我国工、农及养殖业的快速发展,含有毒重金属工业“三废”的不合理排放;畜禽规模养殖中兽药、饲料添加剂的违规使用;农作物种植中,长期或超量使用含Pb、Hg、Cd、Cu、As、Sn的农药、化肥、地膜与污水灌溉、污泥、规模养殖粪便、垃圾等含重金属有机肥的施用,尤其是磷肥、砷酸铅、醋酸苯汞等农药和污水灌溉、公路交通是造成农产品重金属超标的主要原因。以及食品加工、贮运过程中,机械、管道与包装等材料所含重金属元素向食品的不断掺入等,致使我国部分地区食品重金属污染严重。

沿“食物链”富集随食品进入人体内的重金属,不易排出,长期积聚,会引起严重的急、慢性中毒,给肝、肾及中枢神经等系统造成严重损害,并有致癌、致畸、致突变性的潜在危险。国内、外曾发生多起因重金属污染引起的疾病和中毒事件,致使不少人死亡或终身残废,如二十世纪发生在日本的“水俣病”、“痛痛病”则是人类食用被汞、镉污染的食物而引起的慢性中毒病例。

二、食用策略

为保证食品质量安全,减少污染,必须系统、全面地采取措施。作为普通消费者,应做到以下几个方面:

第一、食品中的重金属不能通过水洗、浸泡、加热、烹炒等常用的方法来减少,应选择有QS标志、无公害、绿色、有机食品等。

第二、由于工业“三废”和生活垃圾、汽车尾气等重金属含量较高。因此,不要食用污染较重的城市近效、污灌区和公路主干道旁40m范围内种植的农作物。

第三、不同的蔬菜、动物品种和不同组织重金属残留量不同,动物年龄越大,营养级愈高,重金属畜积量就越多。一般叶菜类 > 根茎类 > 瓜果、包心莱类,肉食性动物 > 杂食性动物 > 草食性动物,软体动物 > 甲壳类 > 鱼类,动物内脏 > 肌肉组织。因此,从食用安全角度出发,应多吃瓜果、根茎类蔬菜和动物肌肉组织,少吃综合污染指数较高的一些叶类蔬菜和易富集重金属、年龄较大的肉食、软体及甲壳类动物食品,如菠菜、韭菜、苋菜、芹菜、莴苣与鲨鱼、鲶鱼。少吃或不吃重金属污染较重的动物肾、肝等内脏和禽、鱼类动物的头。民谚道:十年的鸡头赛砒霜。

第四、欧美、日本等发达国家的研究表明,与食品接触的器皿、餐厨具和包装材料中的有害重金属物质,在一定条件下会直接进入食品。如劣质不锈钢、铅合金、马口铁、搪瓷和内璧带彩体的陶瓷餐具等的使用,会造成铅、铬、汞、镉、镍、镭、锌等金属向食品迁移量超标。铜质火锅在使用中,表面易产生一层有毒的铜绿而污染食品;铝制餐具在使用时,尤其是将其和铁制餐具搭配使用,易造成铝屑脱落,且铝质锅体与汤汁作用生成的铝化物进入人体,会引起智力下降、记忆力衰退,影响钙、磷代谢等。同时,许多塑料餐具的彩色、筷子表层的油漆和聚氯烯塑料中的含铅稳定剂、罐筒的罐封接着剂均含有铅、镉、铬等重金属,使用过程中会溶出而污染食品。因此,不应使用内壁带彩釉的陶瓷和铝制、铜制器具及彩色塑料、油漆餐具。相对而言,铁制餐具安全性较好。

第五、在金属器皿中长时间存放或熬煮酸性、碱性食物,会造成重金属溶出量增多及汤汁与金属制造的锅体反应生成有害物质,造成人体中毒。因此,不饮用反复煮沸的汤汁,不用金属器具长时间盛放酸性、碱性食物,并少吃或不吃一些特殊工艺加工的食品。如:罐筒食品、皮蛋、小食品等。

此外,还应注重科学膳食、合理搭配。适当增加含硫蛋白质摄入,常吃富含VC、铁、锌的食物以降低机体吸收和帮助清除体内重金属、农药残留的西兰花、番茄、南瓜、苹果等食品。

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第7篇:重金属污染原因范文

1科学实施秸秆还田

秸秆还田就是利用土壤微生物分解秸秆,生成腐殖质类物质,丰富土壤有机含量,改善土壤紧实板结性状,并对土壤的水肥气热等生态条件进行改善,提高其微生物的生物量,增加土壤酶的活性,让农作物根系有更好的土壤环境[1]。还田的秸秆能够明显影响重金属的环境行为,转变生物的有效性。腐熟分解秸秆可以产生氨基酸、胡敏酸等有机酸,甚至还富含糖类与硫杂环化合物,可与金属氧化物、矿物金属离子形成络合反应,进而产生化学及生物稳定性不同的金属有机络合物。当土壤重金属形态被改变后,其生物有效性也降低了,重金属对土壤及农作物的毒害也会减少。秸秆还田对两种镉污染土壤pH值就很好的提升作用。酸性土中pH值上升可以让土壤里的镉更稳定,降低它的生物有效性。另外,在秸秆还田中再施有机(无机)肥能够让土壤里的动植物与微生活活性更高,并使其分泌胞外酶,提高土壤酶的活性,使有机物质化更明显,最终土壤有机碳含量随土壤养分含量的增加而增加,实现作物增产。不过,新鲜秸秆腐熟时会带来很多有机酸,能毒害作物根系,所以还需要加入适量的石灰,即根据Ca(OH)2+H2SO4=CaSO4+2H2O或者Ca(OH)2+2HCI=CaCI2+2H2O这两种熟石灰改良酸性土壤的化学方式中和有机酸。要注意的是这些秸秆应该来至于没有重金属污染的地区,目的是避免秸秆中的重金属加剧土壤污染。

2合理调整种植制度

通过调整作物种类改变种植制度可以有效降低重金属的危害。在那些污染严重不宜中粮的地方,可以种植苗木花卉;反之,则种植重金属污染承受力较强的作物,最大限度减少重金属通过农作物吸收对人体造成的危害。植物生理学因种类不同而不同,故而吸收重金属的效应也不一样。按照作物的重金属吸收效应的不同特征以及土壤重金属污染程度来选择作物进行种植,不仅能够让农产品不会受土壤重金属的大面积污染,还能有效利用被污染的农田[2]。比如,有的复垦场地红豆不会像小麦水稻那样受重金属污染,所以针对这种情况改变耕作制度,把红豆作为先锋植物;又比如在含镉100kg/kg的土壤中改种苎麻,三年后土壤镉含量平均降低26.4%。和一般作物相比,种植对重金属富集较弱的作物,能使被污染的农田蔬菜镉含量降低幅度最高达80%,蔬菜的产量也会进一步提高。

3控制土壤水分

土壤氧化还原对重金属活性有很大影响,有的金属会根据氧化还原情况显示出不一样的毒性与迁移性。例如As5+毒性高于As3+,Cr6+毒性高于Cr3+。氧化土壤里的As3+经由氧化成为As5+,降低了其生物有效性与迁移性。Cr3+经由氧化变成Cr6+,生物有效性及迁移性提高,对生物和人的健康风险也不断提高。土壤氧化还原状态的控制主要受土壤水分影响,控制土壤水分能够降低重金属危害。还原中的土壤的很多重金属都有硫化物沉淀,使重金属的生物有效性与迁移性降低。水田灌溉过程中,水层覆盖造成还原性环境,SO2-4经过还原变成S2-,重金属变成硫化物沉淀且溶解性不高。所以,对土壤氧化还原的情况以灌溉等方式来调节,更有助于把土壤———植物系中的重金属进行迁移,降低其危害。

4合理使用农肥

农业生产中经常会使用化肥与农药,这也是土壤重金属污染的重要原因。因此,必须科学指导农民使用化肥与农药,通过调查土壤肥力,利用测土配方施肥,并合理使用农药,确保在提高土壤肥力的同时又强化作物的防病害能力,使土壤中重金属的环境行为得到有效调控。比如氮肥因形态不同,对土壤吸附解吸重金属的影响则不一样,植物吸收NH+4和NO-3时,根系会分泌不一样的离子,吸收NH+4-N时造成H+分泌,使根际周围酸化;而吸收NO-3-N时植物则会分泌OH-,使得根际环境碱化。很多重金属污染土壤可以通过施放硝态氮肥降低重金属迁移与生物毒性。有机肥的施放不但让土壤有机质提高,还吸附或者络合固定土壤里的重金属,使重金属毒性与生物有效性变低。也可以在土壤中施用有机肥从而提高土壤中重金属的活性,增加重金属的环境风险。

5结语

第8篇:重金属污染原因范文

在土壤污染造成的恶果中,大米镉污染仅仅是其中的一方面而已。在食物链所延伸的任何一个环节,可能都有土壤污染的影子。因为土壤污染的特殊性,其污染范围要远远超出稻米,也不仅仅限于镉,其他重金属的危害同样不容忽视。

面对土壤污染乃至由此引发的食品安全问题,我们该怎么办?有没有什么办法可以彻底解决这一问题?前不久,就此话题,本刊对中国科学院地理科学与资源研究所陈同斌研究员进行了专访。

看不见的污染

问:目前,我国土壤污染,特别是重金属带来的土壤污染情况如何?有没有这方面的权威调查数据?这些数据反映了哪些问题?

答:我国首次全国土壤污染调查已基本结束,目前正在进行数据汇总分析,调查结果应该会适时向社会公布。根据目前掌握的情况看,我国土壤污染状况总体上比较严峻。就重金属污染而言,南方矿区周边土壤重金属污染较为严重,仅矿区污染土壤就达200万平方米,且多为砷、铅、镉、锌等多金属复合污染;部分区域还存在严重的酸污染,进一步加剧了重金属对环境和生物的不良影响。

从自然地理分布看,我国西南地区污染情况更严重些。其中的原因是,西南部地区矿产多,占有量大,被开发后,由于西南地势高,台地多,坡度陡,下场雨,污染物就全被冲走了。在西南地区,重金属―尤其是砷带来的土壤污染情况,比较严重。

问:土壤污染对人类和其他生物会带来哪些危害?

答:国际上,也经过了很长时间才注意到土壤污染这一环境公害的。因为土壤问题看不见、摸不着,谁能知道哪块土壤有问题,哪块没问题?农民不知道,普通消费者不知道,即使是科学家,抓起一把土,仅凭目测,也不清楚;甚至通过实验室分析,都不一定能准确地判断其是否存在污染问题。

不同于有机物,重金属不能被生物所降解,可以在环境中长期残留,从而大大降低了土壤的利用价值,而且还会通过食物链最终进入人体,对人类健康造成危害。

土壤污染给人类和其他生物带来的危害,具体表现在以下几个方面:

第一,土壤污染使原本紧张的耕地资源日趋短缺。我国18亿亩耕地红线已受到严重的冲击;而且,这种冲击尚未出现减缓的迹象。

第二,土壤污染是造成其他环境污染的重要原因。土壤污染物随地表径流和土层迁移,从而导致地表水和地下水受到污染,而且还可能造成新的土壤污染,部分有机污染物还会因挥发导致大气污染。

第三,土壤污染给人们的身体健康带来极大的直接或间接威胁。土壤污染物通过食物、饮水、大气灰尘等途径进入人体并威胁到人们的健康;其中,食物是最主要的途径。

第四,土壤污染对农业的可持续发展影响巨大。土壤污染导致农作物产量下降,甚至绝收。同时,由于从土壤中吸收了污染物,农产品中的污染物超标严重,部分污染区的农产品可能不再适于食用。

问:土壤污染的种类有哪些?

答:从污染物的属性来看,土壤污染的类型一般可分为有机污染、无机污染、生物污染与放射性污染。

有机污染,主要包括有机废弃物(工农业生产及生活废弃物中生物易降解与生物难降解有机毒物)、农药等污染。

无机污染,主要包括采矿、冶炼等行业产生的无机污染物,砷、铅、汞、镉等重金属,包括有害的元素氧化物、酸、碱与盐类等。在某些城市郊区,生活垃圾的长期堆置,也是导致土壤污染的原因。

土壤生物污染,是指未经处理的粪便、垃圾、传染病医院生活污水等外界有害生物种群造成的污染。

土壤放射性污染,指的是放射性核素污染物对土壤的污染。施用含有放射性核素的磷肥与使用被放射性核素污染的河水灌溉农田也会造成土壤放射性污染。

这些污染中,重金属污染和有机污染较为普遍。

问:有什么办法可以规避土壤重金属污染?

答:更换适宜的农作物品种,可以在一定程度上规避这种风险。比如,在被污染土地种植一些不太容易吸收重金属的作物类型或品种。这也是规避风险的一种低成本做法。植物的特性决定了某些植物容易吸收某种重金属。在同等情况下,水稻中的镉含量通常高于其他农作物。除了环境因素外,水稻本身就容易吸收镉,而且土壤镉污染的临界值定得太低,也是导致我国土壤镉超标问题比较突出的重要因素。后面这些因素人们很少了解,因此导致不少公众对镉污染问题存在一些理解上的偏差。

给土壤消毒

问:土壤一旦受到重金属污染,应该如何加以治理?治理难点在哪里?具体方法有哪些?

答:土壤一旦被重金属污染,治理将是一件十分困难和代价昂贵的工作。曾有国外专家估计,靠挖掘与掩埋等方法来解决重金属污染土壤问题,平均每英亩土地至少需要10万美元。

对于水污染、大气污染,防治起来相对容易,只要控制住源头就行。但土壤污染不是这样。有些地方,你可能知道土壤污染源是谁,但更多地方是多个因素综合作用的结果,很难找到确切污染源。来源都分不清楚,所以管理和治理起来更困难。

根据污染物种类、污染程度和污染面积的差异,修复时采用的方法也不尽相同,主要包括植物修复法、微生物修复法和化学修复法等。事实上,在实际应用中,人们往往需要多种修复技术并用,并辅以适当的工程措施。

直到现在,国际上也没有非常好的、在各种情况下都能适用的“万能”修复技术。

像重金属这类污染,它遵循质量守恒定律,在自然界中永远存在,你无非是把它从土壤中弄到大气中或别的地方。用微生物或别的方法处理都不太行。

相比而言,利用植物来修复被污染的土壤,是个非常有前景的选择,具有费用低廉,不破坏场地结构,不造成地下水二次污染,可以美化环境,易于为社会接受等优点。该思路自1983年被首次提出后,如今已成为环境科学的热点。

问:植物是如何修复土壤重金属污染的?修复关键是什么?

答:植物去除重金属的途径主要有三种:

一是植物固定修复。利用植物及一些添加物使环境中的重金属流动性降低,进而减轻重金属对环境的二次污染。

二是植物阻隔修复,利用植物拒绝吸收重金属的生物学特性,使土壤中的重金属被“阻隔”在土壤中而不进入食物链,相当于在土壤与农产品之间建立了一堵“阻隔墙”,从而能够获得干净、安全的农产品。

三是植物萃取修复,这也是目前研究最多且最有发展前景的一种方法。它是利用能耐受并能积累重金属的植物来过量吸收环境中的重金属离子,并将它们输送和贮存到植物体的地上部分。

美国能源部认为,能用于重金属污染修复的植物应具有以下一些特点:首先,即使在重金属含量很低时也具有较高的积累速率;其次,能在体内大量富集重金属;第三,最好是能同时富集几种重金属;第四,生长快,生物量大;第五,具有抗虫抗病能力。

植物修复的前提和关键在于筛选具有超富集能力的植物种类。绝大部分植物吸收重金属的能力都较小,一般的富集植物也不行,必须是富集能力很强、生物量较大的超富集植物才具有应用价值。植物和其他生物一样,在进化过程中,都不愿意吸收这些有毒物质,它们会规避。所以,普通植物在植物萃取修复方面是没有价值的。

植物清洁工

问:谈到植物修复,不能不提蜈蚣草。蜈蚣草是怎么被发现的?它是种什么植物?除了蜈蚣草,还有哪些植物可以用来进行土壤污染修复?

答:1998~1999年,我们在湖南石门和郴州一带开展超富集植物筛选的野外调查时发现:在一些砷污染比较严重的土地上,大部分植物已经死亡,唯独蜈蚣草安然无恙。经采样分析和室内栽培试验,发现蜈蚣草对砷具有非常强的吸收能力,达到普通植物的10万乃至20万倍。可喜的是,后来的试验又进一步发现,蜈蚣草对铅、镉等重金属也有很强的吸收能力。这一重要发现为我国砷、铅等多金属污染土壤修复开辟了一条全新的途径,也奠定了我国土壤修复领域的发展基础。

蜈蚣草是侏罗纪时代的一种古老的多年生蕨类植物,它与恐龙同时代,生长的环境很特殊,它以孢子繁殖,根系非常发达,一年内可刈割多次,治理成本非常低。

后来,我们又发现了大叶井口边草。与蜈蚣草一样,它不但富集砷,耐砷毒能力也极强。

问:国外也有超富集植物,为何没有从国外直接引进而是在本土寻找呢?

答:国外当时发现了300多种超富集植物,但实际情况并非如此。一些研究人员往往从标本馆中取样分析,标本中铜的含量很高―标本杀菌往往使用铜。所得的通常是一种错误结论。

植物都有其适宜的生长地和环境要求,把国外植物拿到国内未必合适。国内确实有人在做引种遏蓝菜等超富集植物,但不成功。

此外,引种植物也存在生物入侵的风险,以及物候问题。

我们觉得还是要有自己独立筛选的本土的超富集植物。我国的砷污染问题比较严重,但是当时国际上也没有发现砷的超富集植物。为了解决我国面临的严重砷污染问题,于是我们干脆就自己独立寻找超富集植物。

我国疆土辽阔,完全有条件找到适合的植物。我们最终也找到了10多种超富集植物。

问:目前都有哪些成功的修复案例?

答:2002年,我们在湖南郴州建立了国际上第一个砷污染土壤的植物修复工程,并相继在广西河池、云南个旧和会泽、北京房山等地建立了重金属污染修复示范工程,总面积达600亩。

经过6年的修复工作,目前湖南郴州示范工程中土壤的砷含量已由超标50%以上降到安全范围,土地已交付给农民耕作。

2001年,广西环江县因受特大洪水影响,致使大环江河上游尾矿重金属被洪水冲入河中,近万亩农田绝收或严重减产。由于严重的土壤酸化和重金属污染,有的农田甚至寸草不生。分析结果表明,原水稻土壤受砷、镉、铅等重金属污染较为严重,水稻土壤砷含量平均为50毫克/千克,是背景土地的4倍以上,水稻土壤铅平均浓度为背景土壤的10倍以上。

2005年,我们在环江县建立了试验示范基地;2007年,污染土地示范工程面积达100亩。目前已基本解决在绝收土壤上种植植物的问题,并采用蜈蚣草-桑叶、蜈蚣草-甘蔗和蜈蚣草-苎麻等间作模式,基本实现边修复边生产的目的,在污染土壤得到逐步修复的同时,农民也有较好的经济收入。目前,在环江大规模推广应用污染土地修复技术的基本条件已基本具备,财政部和环保部已投入2450万元,支持我们开展全国性的大规模植物修复工程示范。

云南个旧是闻名世界的锡都,也是我国著名的工矿城市。由于长期的采、选、冶活动,当地生态环境遭到严重破坏,由此引发的水、土壤重金属污染问题十分突出。

2005年9月,我们与当地部门合作,利用植物修复技术,建立云锡矿区污染土地植物修复技术示范基地,工程化修复面积300亩,经过3年的试验和示范推广,课题组提出了超富集植物治理铅-砷污染土壤和蜈蚣草-甘蔗间作等污染土地安全农用模式。示范区土地中各种有效态重金属含量已大幅下降,生产的农产品能达到国家相关标准的要求。

问:收获后的超富集植物需要进行特别处理吗?这些植物的归宿是哪里?

答:修复过程中,蜈蚣草每年要刈割两三次,每公顷收获物可达10吨,其中砷含量高达1000~1400毫克/千克,铅、镉含量也相当高。因此,妥善处理尤显重要。目前,我们的处理方法是进行安全焚烧,对燃烧灰分进行贵金属提取,以实现资源回收。

问:土壤重金属污染修复在实际应用中还存在什么问题?我们还需要在哪些方面努力?

答:植物修复属于新兴的交叉学科,在实际应用中,它不像水污染,有相对成型的技术和工程案例。哪些土壤受污染了,分布情况如何,什么样的土壤需要修复,修复前什么样,修复后要达到什么标准等等,这些几乎都没有,从实际情况看,修复百亩、千亩土地不是问题。如果要扩展到全国范围,就不单单是科学家的工作了,需要社会方方面面的共同努力,包括资金、技术、政策等等。

第9篇:重金属污染原因范文

[关键词]历史遗留 铅锌废渣 重金属污染 对策

[中图分类号] P618.42 [文献码] B [文章编号] 1000-405X(2014)-3-220-1

0前言

威宁县的铅锌冶炼业历史悠久,据《大方府志》记载:在唐朝五代就有铅锌冶炼业,在近现代,清末民国时期和1958年的时期都有铅锌冶炼业。威宁县铅锌冶炼业发展较快、规模较大,污染最为严重的是上世纪末20年。威宁铅锌冶炼业以土法炼锌为主,主要采用土制马弗炉、马槽炉、横罐、小竖罐、六角炉等简易土高炉进行焙烧、简易冷凝设施进行收尘等落后方式炼锌或氧化锌制品。生产工艺主要是用煤与锌矿按比例装罐后经燃煤加热,在煤还原作用下产出粗锌,资源、能源消耗消耗量大,锌的回收率低,浪费现象严重,产生的燃烧烟气和还原烟气直接排入大气,废渣随意倾倒,对生态和环境造成了严重的破坏和影响。因此,为改善生态环境质量,减轻废渣对环境的影响,为人民群众创造一个良好的生产、生活环境,对该区域冶炼废渣及时进行污染治理迫在眉睫。

1铅锌废渣重金属的污染现状及危害分析

1.1废渣分布状况

经过对全县炼锌区废渣堆放场点的初步了解,在近几十年的土法炼锌生产过程中未同步采取相应的环保措施,废渣乱堆乱放随意倾倒。据原毕节地区环境监测中心站调查,威宁县炼锌废渣总量为432万吨,主要分布在炉山镇、东风镇、草海镇、二塘镇、盐仓镇、金钟镇等15个乡镇,废渣总占地面积约4500亩,占地性质为耕地26.0%,荒坡、沟谷、洼地50.2%,河道23.8%。其具体分布情况如下:

(1)沿公路两侧分布

炼锌业大多沿交通发达的乡镇分布,主要有威赫线的盐仓镇盐仓村,威水线金钟段草海镇白马村、鸭子塘村、金钟镇冒水井村,水煤线猴场镇穿洞村、倮未村、发纠村等。

(2)沿荒坡、沟谷、洼地分布

二塘镇的果花村(大红山)、铁营村(湖南坡)、中山村、金钟镇的格兜井,东风镇红花岭村、格书村。

(3)沿河道分布

主要是沿乌江水系三岔河上游支流大河分布。在炉山镇的16个炼锌村几乎在炉山河两侧的沟谷,东风镇的拱桥村、黄泥村、竹林村、文明村在二塘河的支流拱桥小河上的支流拖倮河上。另外,羊街河两岸也有铅锌废渣的分布点。

1.2废渣重金属污染的危害

1.2.1对地表水、地下水水质的影响

炼锌废渣堆受地表径流及雨水的冲刷等作用,使炼锌废渣或其中的重金属、悬浮物等进入地表水,也有相当数量的废渣是直接倒入沟谷、河床污染地表水。大量的炼锌废渣堆积在河道,淤积、堵塞河道或造成河道改道,抬升了河床。这些废渣及其中的重金属、悬浮物等污染物进入地表水后,造成的污染相当严重,凡是在炼锌集中区的地表水,其水质基本都劣于《地表水环境质量标准》(GB3838-2002)Ⅴ类,污染主要是以铅、锌、镉为特征污染物,铅的污染尤为突出。炼锌废渣堆受地表径流及雨水的冲刷,从地表、溶洞渗透,将渣中的有毒有害物质转移到地下水中,从地下水的水质监测状况来看,基本都劣于《地下水环境质量标准》(GB/T14848-93)Ⅲ类,特征污染物仍然是重金属铅、镉、锌。

1.2.2对土壤的影响

铅锌废渣堆放区土壤污染是由炼锌废渣经雨水和地表径流的冲刷、淋溶,废渣中的污染物渗入土壤,造成的土壤污染。土壤重金属污染可影响农作物产量和质量的下降,并可通过食物链危害人类的健康,也可以导致大气和水环境质量的进一步恶化。

从以上几方面的环境影响分析可以看出,铅锌废渣对环境的污染是严重的,受污染的空气、水和土壤直接危害到生活在渣场周围农民的身体健康和植物的生长。

2铅锌废渣重金属污染的防治对策

铅锌废渣重金属污染较难治理,这与它的特性是分不开的,同时也是它越来越受关注的原因,因此在治理重金属污染时必须充分考虑到它的特性。铅锌渣中的重金属(以铅、锌为主)通过雨水淋溶、空气氧化以及微生物作用后进入环境,对周围土壤、水体和生态环境构成威胁。由于重金属污染物属于持久性污染物,具有长期性、隐匿性、不可逆性以及不能完全被分解或消逝的特点,无法从环境中彻底清除,只能改变其存在的位置或存在的形态。

针对威宁县铅锌废渣的堆存特点和废渣重金属污染的特征,我们主要是考虑对废渣中的重金属污染物采取稳定固化的措施,实现铅锌渣的物理稳定、化学稳定和生态安全。铅锌渣(或铅锌尾矿)的堆积性质与沙砾十分相似,具有比较好的渗水性能。铅锌废渣中的重金属主要包括铅、锌,此外还含有少量的汞和砷等。目前,国内外常用的重金属稳定化药剂主要包括无机药剂和有机药剂。无机药剂类型主要包括硫化物、磷酸盐、硫酸盐、碳酸盐等等与重金属反应生成沉淀物质的化学物质,这些物质单独使用均会出现各种问题,如硫化物的毒性和臭味、硫酸盐沉淀的可溶性、碳酸盐对pH值的要求以及磷酸盐对汞稳定化的无效等等。有机药剂主要包括长链烷基胺和长链烷基硫,不溶于水,无法实现药剂与铅锌渣的充分混合,而且价格昂贵,是无机药剂价格的10倍以上。所以,我们主要将多种可溶性无机药剂按照优化比例组合而成,从而解决了各种药剂单独使用时可能产生的问题。

3结束语

威宁县历史炼锌区的土地污染严重,生态环境遭到严重的破坏,所以,清除当地的土地重金属污染也是一项十分迫切而重要的任务。威宁县炼锌废渣历史遗留重金属污染防治工程已列为贵州省炼锌区生态恢复及环境治理的示范项目,是贵州省“十二五”环境规划中污染治理的重点。项目是对炼锌废弃地的重金属污染物进行控制和植被恢复,是对被破坏的生态系统的恢复与重建,可以弥补、充实和丰富当地原有的自然界,从而可以促进当地社会、经济和环境的协调发展。但由于威宁县目前经济总量偏小,财政收入有限,建设资金筹措已成为制约该项目建设的一个主要因素。目前,威宁县人民政府正在积极向国家和省市在该项目建设资金上争取更大的支持。

参考文献