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重金属污染的解决措施精选(九篇)

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重金属污染的解决措施

第1篇:重金属污染的解决措施范文

关键词:土壤污染 重金属 危害 修复方法

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

1. 土壤重金属污染的定义

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

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

2. 土壤中重金属的来源、种类

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

2.1 污水灌溉

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

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

2.2 农药和化肥污染

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

2.3 矿山开采和冶炼加工

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

3. 重金属污染的特点及危害

3.1 重金属元素污染土壤的主要特点

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

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

3.2人类因土壤重金属污染而遭受的危害[25]

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

4. 对重金属污染的防治及修复

4.1 对土壤污染的预防

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

(1)控制和消除工业“三废”

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

(2)土壤污灌区的监测和管理

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

(3)合理施用化肥和农药

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

(4)土壤容量和土壤净化能力的提高

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

4.2 土壤中重金属污染的修复方法

(1)工程措施

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

(2)生物措施

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

(3)化学措施

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

(4)农业措施

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

参考文献

[1] 崔德杰,张玉龙.土壤重金属污染现状与修复技术研究进展[J].土壤通报,2004,35(3):366-370.

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

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

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

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

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

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

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

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

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

第2篇:重金属污染的解决措施范文

建立健全重金属防治体系和污染事故应急体系,保证环境平安。全面排查辖区内重金属污染物排放企业(以下简称“重金属排放企业”及其周边区域的环境隐患,摸清重金属污染情况,建立监管台帐,确定重点防控区域(流域)行业、企业和高风险人群;强化环境执法,依法查处重金属污染环境违法行为;

二、工作重点

根据我市实情,确定重点防控的重金属污染物是铅、汞、镉、铬和类金属砷,重点防控的区域(流域)重金属污染物排放相对集中的地区,重点防控的行业是有色金属矿(含伴生矿)采选业、有色金属冶炼业、含铅蓄电池业、电镀业、皮革及其制品业、化学原料及化学制品制造业等,重点防控的企业是具有潜在环境危害风险的重金属排放企业(特别是集中式饮用水水源地上游的企业)

三、主要措施

(一)做好对重金属排放企业及其周边区域环境隐患的全面检查,摸清重金属污染情况,建立监管台帐,确定我市重点防控区域(流域)和重点防控企业名单。为了确保环境平安,各县(市、区)政府必需与辖区内的所有重金属重点防控企业签订环境平安责任状。

1.对检查中发现的违法行为要依法严处,对污染治理设施不能稳定达标或超总量排污的重金属污染企业,依法责令整改直至关闭。对不符合产业政策的重金属企业依法实施关闭,坚决取缔无经营许可证从事危险废物利用处置活动。

2.建立对重金属排放企业的巡查制度,加强对重金属污染企业的监控,严防超标排放。将整治重金属违法排污企业作为全市环保专项行动的重点,不时加大对违法行为的奖励力度,维护社会公平。

(二)严格执行建设项目环评审批和“三同时”验收制度,提高新建排放重金属污染物项目的准入门槛,对排查发现的未经环评审批且危害群众健康的已建成项目,报请县级以上人民政府予以关停撤除。

(三)严禁在重金属排放企业1公里范围内新建居民点,此范围内现有的居民点应按规定要求地方政府实施搬迁;地方政府对此有承诺的必需按许诺予以兑现。

(四)进一步规范重金属排放企业的环境管理,督促企业建立特征污染物发生、排放台帐和日常监测制度,定期演讲监测结果,并向社会公布重金属污染物排放和环境管理情况。督促企业提升污染治理水平,规范原料、产品、废弃物堆放场和排放口,建立和完善重金属污染突发事件应急预案,督促重点防控企业开展清洁生产审核。对不实施清洁生产审核或者虽经审核但不如实演讲审核结果的责令限期改正。

(五)要按照《市重金属污染防治工作实施方案》要求,切实加强组织领导,明确任务,落实责任。对因重金属污染造成群发性健康危害事件或造成重特大环境污染事故的按有关规定对负责人实施问责,并从该重金属排放企业的立项、审批、验收、生产和监管全过程,对有关责任单位和责任人追究责任,对构成犯罪的依法移送司法机关处置。

四、时间布置

(一)准备阶段

各县(市、区)政府根据本方案,制定辖区内具体实施方案,进行动员部署,并于月日前将实施方案及联系人报市专项行动领导小组办公室(市环保局)

(二)集中整治阶段

各县(市、区)组织相关部门对辖区内的重金属排放企业及其周边区域环境隐患进行全面检查,摸清重金属污染情况,建立监管台帐,确定重点防控区域(流域)行业、企业和高风险人群。对检查中发现的违法行为要依法严处,对污染治理设施不能稳定达标或超总量排污的重金属污染企业,依法责令整改直至关闭。

(三)督查阶段

市环保局将对辖区内整治行动的开展情况进行督查,确保对违法排污企业处分到位、整改到位,各项措施落实到位,省环保厅也将会适时对我市的整治行动开展情况进行督查。

(四)总结阶段

各县(市、区)对专项整治工作进行总结,对存在问题进行整改,完善相关政策措施,并于月日前将工作总结报市专项行动领导小组办公室(市环保局)

五、具体要求

(一)加强领导,统一部署。各地政府必需对辖区内的重金属污染防治工作负责,要精心组织,切实加强领导,研究制定辖区专项整治行动方案,并组织实施。严格依照国家法律法规和方针政策,处置解决整治行动中遇到问题。

第3篇:重金属污染的解决措施范文

关键词:环境监测;重金属元素;取样;分析方法

中图分类号: X830.2 文献标识码: A 文章编号: 1673-1069(2017)06-79-2

引言

随着我国绿色发展理念的深化,重金属污染防治工作越来越受到重视,防治重金属污染成为我国重要的环保工作之一。为了从根本上减少重金属污染给人民生活带来的种种危害,对环境监测中的重金属元素进行分析,是解决重金属污染的首要任务。本文将对污染源及危害进行概述,然后对重金属分析方法及注意事项进行论述。希望本文的探讨能给监测工作者带来一定的借鉴作用,使重金属元素的检测工作更加高效进行。

1 重金属污染源头

无论作为化学元素本身,还是作为化工原料来讲,重金属元素都具备毒性。随着工业的发展,重金属广泛应用于各个生产领域,造成了城乡重金属污染的主要源头。工业方面,煤矿运输中的扬尘,煤矿以及化工产品的燃烧,钢材的冶炼等环节会产生有毒重金属。接着有毒金属物质,随着大气的流动,排放到空气中,造成空气污染。另外,工业生产会留下大量工业废水,未经检验合格的污水任意排放到周围的水源中,造成周围的水体污染。农业方面,化学肥料的使用使有毒的重金属离子残留在土壤中,经过时间的积累土地质量越来越差,对农业产量和质量造成巨大的影响。人民生活方面,电池等化工废弃物被人为丢弃,没有经过处理的重金属渗入地下,其中的重金属离子同样给环境造成污染。交通方面,尤其是繁华地带,交通事故引起的汽油泄露、汽车焚烧等后果也成为重金属离子流入大气的主要途径。因此,工业、农业、交通、人民生活等方面是重金属污染的主要源头,这也是环境监测的主要方向[1]。

2 重金属污染危害

重金属污染会很大程度上造成空气、水体、土壤等污染,与人民的生活息息相关,可见,重金属的污染危害直击人类。当重金属残留物流入到空气中,空气的流动加大了重金属污染范围,使其波及范围广,危害性大。土壤和水体中的重金属离子在降解上更是存在极大困难。从生物角度讲,食物链的进程中具有富集作用。也就是说,有害物质经过食物链的层层递进集中进入人体内导致各类疾病引发。在我国,地区性重金属中毒的例子比比皆是,重金属的污染具有地域性,采矿业及工业汇集的地方,重金属污染会更加严重,使周围的人民健康带来威胁。地球上一切的生物都离不开空气、水体、土壤。因此,重金属污染不尽快解决,污染速度之快将会给地球带来不可想象的灾难。针对重金属的环境检测分析刻不容缓。

3 重金属分析方法

3.1 分析方法的选择

通过重金属污染的源头与危害分析,重金属元素主要存在于大气、土壤、水源中,所以环境监测中的重金属污染分析主要针对大气、土壤、水源,分别对空气、土壤、水质进行采样分析,根据样品中金属元素浓度和元素间的相互作用来选择分析方法。一般来讲,得到推广应用的有光分析法,电化学分析可以通过使用仪器设备对样品中的重金属元素进行检测。光分析法,原理上是利用紫外线的分光性,通过原子的光谱吸收与荧光反应,辨别重金属物质的分布状况。电化学法,是结合生物分析法在环境监测中使用。为了监测的准确性与便捷性,分析方法的选择要根据样品中重金属含量以及分析指标进行选择。

3.2 样品制备

环境污染特e是水体、土壤污染问题越加突出,加强重金属污染的鉴别,需要采集具有良好代表性的样品。样品制备主要包括对污染固体和水体的取样。比如,垃圾的焚烧物、含铅汽油、轮胎焚烧残留物、工厂附近的废水和家用废弃电池都是可进行采集的样品。根据污染源特性,利用合适的采样工具,进行不同深度的样品制备。在采集之前,需要分析测定污染体的酸碱度,重金属离子的含量。金属污染物样品的制备是对样品进行预处理的前提,直接影响仪器的分析结果、监测结果的准确度。在环境检测中,重金属的含量比较低,如果制备样品时没有注意规范操作,制备样品混入其他物质,增加了分析结果的干扰项。样品制备还需要采集有代表性的样品,制备环节需谨慎操作[2]。

3.3 液体样品预处理

进行液体的预处理,实质上是对吸附在液体表面的杂志与有机物质等进行处理,目的是消除对分析结果的影响,减少监测误差。在液体样品处理之前,应用洗涤液将预装样品的瓶子进行清洁,然后在弱酸性的溶液中放置十五分钟,用清水冲洗干净后盛装液体样品。处理方法采用化学过滤法,使用孔径为0.45微米的滤纸进行过滤,将酸碱度降低到1到2之间。若使用硝酸溶液,硝酸的加入其溶液的质量比例为1:500,重金属溶液可快速溶解到溶液中。保存后应用氯化酸消解方法进行试验。采用碱性溶液防治样品挥发。消解过程中,用电热板进行加热。消解法被普遍应用在重金属检测试验中,具有方便、高效的特点。

3.4 固体样品预处理

固体进样法是固体预处理中最直接的一个方法,在土壤检测中得到广泛应用。固体进样法是针对固体悬浮液进行取样,即将固体当作液体样品,进行一定的稀释后再详细分析。针对高要求的固体样品,也可以采用特定的预处理。特定的固体样品预处理,包括酸分解进样法、固体悬浮液法、碱熔法等。几个方法中通常以酸解法为先,酸解法无法满足要求时,可采用高温碱熔法。进行高温消解时,可利用高压微波加热,使消解方式更加高效。通常电热板法有一定的局限性,比如由于电热板的加热时间较长,易造成元素的损失与挥发。高R密封加热,能够减少试剂中元素的损耗与挥发性[3]。

3.5 空气样品预处理

在化工与煤矿厂集中地带,周围空气中重金属离子含量较大,便于采样和研究。利用中流量采样器,采集固定污染源排气筒中颗粒物,以此分析其中的重金属含量。在采集过程中注意避免降雨天气,在风向稳定、温度适宜的情况下进行采集。由于空气采样的较难实施,采样人员需要学习有关检测技术规范,正确使用仪器设备。采样后,将样品滤膜用锡箔纸夹好,放在干燥箱内保存,便于日后实验室的分析测试。空气样品的预处理可参照固体样品处理方式。

3.6 污染程度分析

水质和土质的污染受到金属污染实际上是重金属含量的超标,超过的标准越多,污染程度越严重。实际监测中,重金属元素的样品含量分布,可经过多种分析方法体现,进而确定重金属的污染程度。通常可以采用公式法计算,污染程度用单因子指数表示,不同重金属的采样点单因子指数不同,污染程度不同。重金属的实际检测浓度为变量,污染程度与其成正比。该金属元素的背景值为定量,背景值的大小有关采样区域,污染程度与其成反比[4]。

4 结论

重金属污染是对环境造成巨大危害的污染之一。在“十三五”规划中,国家出台了重金属污染综合治相关政策及加强重金属污染防治工作的指导意见,国家的指导与支持使金属元素污染防治工作更加高效。做好环保防治工作,需要在环境检测中加强对重金属元素的分析。本文分析了重金属污染的源头和危害,分别阐述了液体样品和固体样品,制备过程及监测之前进行处理的注意事项。根据分析结果以及重金属污染程度,采取不同的应对防范措施和治理措施。以上针对监测环境中的重金属分析方法的探究,可供监测工作人员参考。除此之外,保护环境是人类共同的责任,在防治工作的顺利开展时,更重要的是,提升企I及民众的环境保护意识。只有这样,重金属污染问题才能得到根本上的解决。保护与治疗应双管齐下,将我国的持续发展战略方针实施到底。

参 考 文 献

[1] 龚海明,马瑞峻,汪昭军,叶云,胡月明.农田土壤重金属污染监测技术发展趋势[J].中国农学通报,2013(02):

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[2] 张霖琳,薛荔栋,滕恩江,吕怡兵,王业耀.中国大气颗粒物中重金属监测技术与方法综述[J].生态环境学报,

2015(03):533-538.

第4篇:重金属污染的解决措施范文

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。

第5篇:重金属污染的解决措施范文

[关键词] 重金属污染 土壤 水 防治

[中图分类号] X52 [文献标识码] A [文章编号] 1003-1650 (2013)08-0230-01

重金属对水体及土壤的污染形势是很严峻的,据资料显示,每年我国有1200万吨粮食收到不同程度的不同重金属的污染,直接经济损失超过200亿元,每年能多养活4000万人,并且这一数字还在逐年增长,这些污染大都是由于土壤或灌溉用水受重金属污染而造成,重金属污染有着较强的不可预见性,因此对其防治有很大的困难,而预防才是王道。

一、重金属的来源及其种类

1.重金属的来源

重金属的主要来源还是工业污染,当然,或多或少也有来自交通以及我们生活垃圾的污染,在工业污染中,来自化工行业的污染占了相当大的比例,其次就是发电厂、钢铁厂,最常见的就是工业中的三废:废水、废弃、废渣,三废当中含有大量的重金属及其化合物,不经处理便直接排放,直接导致水资源和土壤污染,当人们用了这种被污染的水去灌溉庄稼,在被污染的土地上种庄稼,就会严重影响庄稼的收成,重金属也就随植物链传到人类,对人们的健康造成了严重的影响[1]。近几年,有环保学者提出:中国的化工企业的工艺、设备、技术研发较落后,是造成污染严重的主要原因,而人为的环保意识以及地方保护环保意识的淡薄,加剧了污染,强化治理迫在眉睫。生产企业应放眼未来,倡导环保,化工生产过程尽量使用少污染和无污染的原材料。

2.重金属的分类

2.1汞污染

汞是一种唯一的在常温下为液态的金属,在自然界中普遍存在,一般动物植物中都含有微量的汞,因此我们的食物中,都有微量的汞存在,可以通过排泄、毛发等代谢,不影响健康。

但是,随着工农业的迅速发展,目前国内对汞的需求量还是很高的,问题在于这些重金属用完之后生成的其氧化物或杂质如何处理,过量的汞如何处理,这些都是问题的关键之处,据调查,每年因汞中毒而死亡的人数并不在少数,如何防范含汞废水进入农业用水系统,已经迫在眉睫,是我们不得不去面对的问题。

2.3铅污染

铅是一种柔软的白色金属,是我国最早发现的元素之一,很容易生锈,但不失光泽,铅在工业中最重要的用途就是制造蓄电池,因此,水资源和土壤中铅污染的主要来源就是人们对废弃蓄电池的随意丢弃,而铅的化合物,常被用于合成五彩缤纷的颜料,在铅的众多化合物中,最重要的就是四乙基铅,常用于汽油防爆剂,铅的毒性随量而增大,其主要是通过人的皮肤接触,或者是消化道、呼吸道等进入人体器官,铅含量多者可引起器官病变,铅的主要毒性表现在贫血,神经受到损伤或者造成肾功能不全,生活中的铅给我们带来了无限的色彩和快乐,但是食物中的铅却能给人带来痛苦。

二、重金属对水体及土壤污染现状

1.重金属对水体污染现状

水体中重金属污染物的来源十分广泛,最主要的是工矿企业排放的废物和污水。由于这些工厂排放的污染物数量大,分布范围广,因而受污染的区域很大,较难控制,危害严重[2]。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。在我国,最近的一起重金属污染事件是2011年3月中旬,浙江台州市路桥区峰江街道,一座建在居民区中央的“台州市速起蓄电池有限公司” 引起168名居民血铅超标,是近几年来浙江发生的最严重的一次重金属污染事件,其原因就是电池公司将含有大量铅的废水排入河渠,渗入地下,居民喝了地下水之后铅严重超标,而作为最大的洋垃圾市场,台州市每年从垃圾中拆解的价值高达200亿人民币,但是拆解之后的剩余物却随意丢弃,丢弃的重金属垃圾对空气和水资源造成了严重的污染。目前,我国的重金属对水体的污染正在逐年加剧,如若不采取措施,不过十几年的时间,我们将生活在一个被重金属污染的世界,想治理都治理不完。

二、重金属对水体污染的防治措施

1.加快含重金属废水废气治理

废水和废气是化工行业最普遍的污染物,也是和人类息息相关的一些污染,针对这些废水和废气,怎么处理成为了一个棘手的问题,对于废水的处理,目前,有三种最为让人接受的方法,物理处理法,即利用污染物的物化性质来除掉废水中的污染物,化学处理法,是指利用化学反应原理处理或回收废水中的溶解物或胶体中的物质,包括中和,氧化,还原絮凝法。最后一种方法是生化处理法,这种方法是指利用微生物在废水中对有机物进行氧化分解的新陈代谢过程,包括活性污泥法,生物滤池,氧化塘等方法。

2.强化含重金属固体废物污染防治

固体废弃物是化工三废中种类最多数量最大的一种污染物,其每年排出的数量有数亿吨,破坏了植被,排入水源,对农业用水造成了严重的污染,进一步转化就会进入大气,化工废渣的种类繁多,成分复杂,处理方法并不像废水废气那样有成套的系统和装置。而是根据其化学组成选用不同的方法,对于有机化工废物的处理,目前,采用较多的方法有热分解法,焚烧法和再生利用法,近几年发展最受欢迎的是再生利用法,将废物经过多次的回收利用,将其中有用成分提取出来,加工成其他产品。其次就是对无极废物的处理,其主要方法有3种,分别是可以作为二次原料资源,或者是提取其中的有用成分用于农业生产,对那些没有什么利用价值或者已经提取有用成分的部分废物,可以再加工为建筑材料。

三、结论

目前,我国重金属对水体污染已经相当严重了,尤其是化工行业,是最主要的重金属污染源中,如若不及时治理,将对国民经济造成严重损失,对人们的身心健康造成巨大的伤害,因此,解决重金属污染问题已经迫在眉睫。

参考文献

[1] 李然. 水环境中重金属污染研究概述. 四川环境, 1997(16): 18-22.

[2] 李振. 浅谈重金属水污染现状及监测进展. 企业论道.

第6篇:重金属污染的解决措施范文

关键词:土壤污染;重金属;防治

1 引言

随着我国加入世界贸易组织,经济全球化的迅速发展,含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。土壤重中金属污染不仅对生物的生存有危害,对于人类自身的危害同样十分严重。农村因农药的的大量使用从而导致土壤重金属污染严重,城市则因为工业原因导致土壤重金属污染严重。

而在处理重金属污染方面,目前国内有资质处理重金属污染的公司寥寥无几。由于我国经济的快速发展、工业化的快速发展使得土壤的重金属污染问题越来越严峻,土壤的重金属污染又与人民的生活息息相关,所以我们必须重视土壤重金属污染问题,研究其解决方法。

2 现状

根据我国有关权威相关部门的显示,目前在我国东部发达经济地区为数不多的耕地中,其中有超^七成以上的土地被污染,并且照这个趋势来看,如果不及时采取有效措施,污染的情况还会持续加剧,对地下水资源的质量和人们的身体健康构成严重威胁,影响十分恶劣。

根据国家环境监测中心的调查结果,我国的土壤污染种类多样,从重度金属污染到轻度污染、中度污染、高度污染都有不同程度的涉及,其中尤以重金属污染最为严重,由于重金属近年来在工程使用超标,在严重污染领域已经首当其冲,需要引起人们的高度重视。

镉、砷、汞等有毒重金属所导致的重金属污染比起传统的水污染影响是十分恶劣的,破坏力强,恢复时间久,修复速度慢 在一些重金属超标污染严重的工业区,我国有些城市的大片农田受多种重金属污染,超过十成的的土壤已经基本丧失土地生产力,近十年都无法进行耕种收获。

严峻的问题越来越导致周围环境的恶化和生态的变化,也开始引发人们的思考和行动,早在2005年,我国有关立法机关便通过了对污染的防御和治理的有关条款进行规定,要求企业和公司在生产过程中承担社会责任,减少污染物的排放,为人们的生命健康和生态环境的改善从法律角度提供了理论基础,让企业、公司有法可依。

3 污染来源

从上文的统计结果中我们可以看出,我国的当前主要污染以重金属为主,那么主要是哪些金属构成的呢?它们是怎么来的呢?研究表明,我国目前的重金属污染以镉、铅、铬、铜、锌等为主,其中镉的污染最为严重。而重金属的主要来源是人类的生产生活活动,例如工业污染物的排放、农业用水农药污染以及人类生活污水的排放等。

3.1 铅的来源

铅作为原料应用于蓄电池、电镀、颜料、橡胶、农药、燃料等制造业;铅板制作工艺中排放的酸性废水中铅浓度最高,电镀废液产生的废水铅浓度也很高。

3.2 镉的来源

镉可以为钢、铁等电镀,提供一种抗腐蚀性的保护层,具有吸附性好且镀层均匀光洁等特点,因此工业上90%的镉用于电镀、颜料、塑料稳定剂、合金及电池等行业。

3.3 镍的来源

镍在废水中主要以二价离子存在,主要是硫酸镍、硝酸镍以及与许多无机和有机络合物生成的镍盐。电镀业、采矿、冶金、石油化工、纺织等工业,以及钢铁厂、印刷等行业是含镍废水的工业来源,其中以电镀业为主。

3.4 银的来源

硝酸银是常见银盐中唯一可溶的,废水中含银的主要成分也是硝酸银。硝酸银广泛应用于无线电、化工、机器制造、陶瓷、照相、电镀以及油墨制造等行业硝酸银有着广泛应,电镀业和照相业则是含银废水的主要来源。

4 土壤污染的修复

对于土壤的重金属污染处理方法,目前主要有四大类,即化学方法、工程方法、生物方法以及农业方法。

4.1 化学方法

该方法针对不同的土壤状况,选择合适的化学试剂加入土壤,用以去除土壤中的重金属,降低土壤中重金属的含量。也可抑制污染物质的再次溶出、扩散,从而最终达到降低重金属污染的目的。

4.2 工程方法

该方法是将污染的土壤移除后加入未污染土壤,并且对已污染的土壤进行处理,从而达到修复土壤的目的。可以对已污染土壤通过热处理(将污染土壤加热,使土壤中的挥发性污染物挥发并收集起来进行回收或处理)、淋洗(用淋洗液来淋洗污染的土壤)、电解(使土壤中重金属在电解、电迁移、电渗和电泳等的作用下在阳极或阴极被移走)等方式加以处理。该种方法具有效果彻底、稳定等优点,但同时操作方式较为复杂、治理费用高并且易引起土壤肥力降低等缺点。

4.3 生物方法

该方法通过利用某些生物的特殊习惯以及生理功能来适应、改善土壤的重金属污染状况。利用蚯蚓和鼠类吸收土壤中的重金属,利用微生物的生物功能对土壤中的重金属进行吸附、沉淀、氧化、还原,降低土壤中溶解的重金属含量。该种方法实施简便,投资少,对环境极为友好,但是所需时间极长,短期内治理效果十分不理想。

4.4 农业方法

该方法通过因地制宜的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重金属的危害。农村的土壤重金属污染的主要来源是农药的大量使用,因此改进耕种制度便显得极为重要。选择合理有效科学的耕种方式可以很大程度的降低土壤再次被污染程度,辅以生物方法可以解决长期的污染问题,并且对于环境很友好,非常值得提倡。

5 前景

土壤的重金属污染存在治理难、治理时间长的难题,因而如何有效的在不对土壤肥力造成影响的情况处理重金属污染就显得极为重要。而目前的大部分方法都处于实验室试验阶段,并没有合理有效的处理方式,因此研究出一种优秀的土壤重金属污染处理方式极为重要,目前我国土壤重金属污染形势十分严峻,可以说刻不容缓。

通过对以上一些土壤重金属污染修复技术的介绍,可以预测,在今后的重金属污染治理中,生物方法将发挥巨大作用。同时,修复过程不仅仅局限于一种修复方式,而将成为两种或多种修复方式共同作用的情况。因此,在我们了解各种修复方式的实际操作方法及其优缺点后,在应用过程中取长补短,才能更大的发挥其修复能力。并通过一些新的修复思路和方法的探索,为今后的研究指明方向,这还需要植物生理学、土壤学、生态学、化学、遗传学、环境保护学和生物工程等多个学科的共同努力来实现。

修复的成功和失败经验,特别是结合我国国情,加强研究,将会使我国污染土壤及地下水和地表水的生物修复的工作进入到一个崭新的阶段。

6 结语

重金属复合污染是当前土壤污染研究的重要科学问题。由于土壤中重金属复合污染的普遍性及它们在生态系统中具有多样、复杂的复合效应机制,包括协同作用、拮抗作用以及加和作用等,还有复合污染的复杂性和特殊性,因此,土壤重金属复合污染是很难治理的。因此我们要大力研究其治理方式,尤其是生物方法,在不破坏环境的前提下治理污染问题。

参考文献

[1]重金属污染土壤修复技术述评_何启贤

[2]重金属土壤污染修复技术初探_林帅

[3]土壤的重金属污染及其防治_张国印

[4]重金属污染及其生物修复_诸振兵

[5]土壤重金属污染修复技术及其研究进展_孙鹏轩

第7篇:重金属污染的解决措施范文

5月22日,广东省委、省政府公布该省开展大米专项检查行动结果。广东省工商局共组织抽检销售环节大米样品342批次,其中重金属镉含量项目合格322批次,不合格20批次,合格率为94.2%,不合格大米来自外省和广东省部分地区。

针对有关媒体报道湖南有问题大米流入广东的问题,广东省自4月起部署各地各部门开展大米专项检查行动,对重点地区进行督导检查,全面摸查大米加工、流通、储备等各环节质量安全现状。

广东省质监局对618家大米生产加工企业成品库房中的大米产品进行了抽样,开展重金属镉含量项目的检验,共抽检大米成品762批次,合格751批次,不合格11批次,合格率为98.6%,不合格大米成品原料来自外省和广东省部分地区。

广东省粮食局组织对库存粮食进行抽样检验,全省共抽样473批次,重金属镉含量等卫生指标全部合格。

广东省食安办同时公布了省工商局和省质检局抽检中不合格的大米品牌及生产厂家、许可证、产地、经销商、规格型号等信息,其中镉的实测值为0.22~1.12毫克/公斤(标准值为≤0.2毫克/公斤)。

(记者谭琳玲 通讯员陈慧 摘自《健康报》)

链接

镉是炼锌业的副产品,通常通过废水、废气排入环境,蓄集于土壤,污染农作物。国际癌症研究机构将镉列为人类致癌物,美国毒物和疾病登记署将镉列为第七位危害人体健康的物质,我国也将镉列为实施排放总量控制的重点监控指标之一。镉可通过食物、水、空气、吸烟等途径,经由消化道和呼吸道进入人体,急性中毒主要损害呼吸系统和胃肠道,慢性中毒主要危害肾脏和骨骼。

重金属健康风险研究是短板

近日,广东镉大米事件继续发酵,大米有毒重金属超标引人忧虑。一位中毒控制专家对此表示,我国目前尚没有针对全国范围的重金属污染对健康影响的大人群研究。对于镉、铅等重金属在血液或尿中的含量大多只有中毒标准,并没有“无健康风险”限值。

食品安全风险监测结果显示,铅、镉、汞是我国当前主要的食品污染问题。其中某省产大米铅超标达17.9%,而对8个省(区、市)开展的大米镉监测也发现,有部分省份大米镉污染亟须关注,海蟹中镉超标问题也比较严重。2012年,国家食品安全风险评估中心将重金属铅、镉的膳食暴露列入优先评估项目,但 评估结果至今尚未公布。

重金属污染通过环境进入人体的情况如何呢?2009~2010年,中国疾病预防控制中心职业卫生与中毒控制所研究员郑玉新组织开展了一项人体内有毒污染物(包括重金属和有毒有机溶剂等)本底水平的调查研究。该研究范围涵盖北京、四川、广东等8个省(区、市),采集了1.4万余人的血液和尿液样品进行检测。结果显示,我国人群血液中铅、镉和铬的含量分别为35.3微克/升、0.493微克/升和1.74微克/升,尿液中的含量分别为1.15微克/升、0.302微克/升和小于0.42微克/升。据介绍,我国人群体内重金属含量分布呈现中部地区最高、东部次之、西部最低的特征。但该研究尚未涉及不同的重金属水平对人群健康的影响。

据专家介绍,重金属的毒理学研究在动物模型上已比较充分,但重金属含量水平对人体健康的影响,目前国际上少有成熟全面的研究报告。此外,由于控制成本和控制效果的原因,不同国家对重金属的控制策略各有看法。欠发达国家认为,在安全范围之内的重金属暴露,不必采取过于积极的措施进行控制;但是发达国家(或国际组织)认为,应该在力所能及的范围内,尽量减少人群尤其是儿童的有毒重金属暴露水平。例如,联合国粮农组织/世界卫生组织联合食品添加剂专家委员会2010年取消了作为铅摄入下限的PTWI (暂定每周耐受摄入量),改为“建议成员国努力降低食物中铅的含量”,其目的是鼓励各国采取更多措施,使进入人体的铅越少越好。

也有人怀疑镉大米源于耕地污染,认为我国耕地镉污染现状严峻。然而今年环保部以“国家秘密”为由,拒绝了北京律师向其申请公开“全国土壤污染状况调查方法和数据信息”的请求。

有专家强调,重金属对健康影响的研究不足,不能成为有关部门推诿环境治理责任的理由。对人群进行采样检测或健康影响评估,并不能解决问题。控制环境污染不能等到健康评估发现存在危害才开始。这次镉大米事件,不是处罚生产企业或农民就可以解决的,不应该让他们成为承担污染恶果的“替罪羊”。

(记者 张昊 摘自《健康报》)

农科院专家:镉大米不能赖磷肥,工业污染是罪魁

大米中超标的高浓度镉从哪里来?广东省农科院艾绍英博士做客小谷围科学讲坛,称磷肥不会是主因,工业污染才是罪魁祸首。我国正普查耕地重金属污染情况,预计2018年完成。

导致大米、蔬菜及水产品中镉含量过高的原因是什么?

湖南省环保厅法制宣传处处长陈战军倾向于是肥料带入。艾绍英博士则表示,磷矿中确实含有镉,施用磷肥确实会给土壤带来镉。但我国磷肥中镉含量有严格标准且用量不多。“确实存在风险,但是没有长期的跟踪数据证明到底有多大的影响。”据称,国外也没怎么听说因使用磷肥导致镉超标。我国的磷肥相比应更安全。

据称,现在普遍认为,是工业革命释放了镉这个“48号魔鬼”。因为工业中,可能给土壤带来镉的行业众多。其中包括矿产开采、冶炼、加工排放的废气、废水、废渣,电镀工业废水,塑料、电池、电子工业排放的废水,燃料、化工制革工业排放的废水。

此外,不同地区、土壤不同pH值、不同气候环境下,镉的活性并不相同。同是水稻,种在南北不同的地区,如土壤中镉含量相同,但北方土壤偏碱性,南方土壤偏酸性,因此南方水稻中的镉含量会更高。不同植物对镉的吸收程度也不同,因此学术界近年一直呼吁,各地要尽快修订适合当地实际情况的重金属限量标准。

艾绍英还表示,不同种类的粮食、蔬菜对土壤中重金属元素具有不同程度的吸收和富集能力。如叶类菜比茎类菜对重金属具有更强的吸收和富集能力,粮食作物的根比籽粒含重金属更多。水稻是镉吸收最强的大宗谷类作物,其籽粒含镉量水平仅次于生菜。

(记者 刘军 整合:陈实 摘自《南方都市报》)

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上世纪80年代调查 重金属污染面积占65%

第8篇:重金属污染的解决措施范文

关键词:固化剂;重金属污染底泥;固化/稳定化修复技术

中图分类号 X52 文献标识码 A 文章编号 1007-7731(2016)13-0097-05

重金属是指相对密度在4.5g/cm3以上,或比重大于5的金属。与有机物不同,重金属无法被微生物降解,且能够富集在生物体内,因此重金属污染物潜在危害性大。由泥沙、黏土、有机质及各种矿物混合形成的底泥,经过一系列物理化学、生物、水体传输等作用而沉积于水体底部形成。重金属一旦进入水体,可通过吸附、络合、沉淀等作用,富集在河床表层底泥中,其在底泥中的含量可超过上覆水体含量数个数量级,成为水体重金属的储存库和归宿[1]。当环境条件变化时,部分重金属可能会通过解吸、溶解、氧化还原等作用,从底泥中释放,引起水体二次污染[2]。底泥中重金属的不断积累不仅对水生生物、沿河居民饮用水和农田安全灌溉构成严重威胁,还可能通过食物链危害人体健康。因此,对重金属污染底泥安全处置显得尤为必要。

当前国内外对于底泥中污染物的修复方法主要有4种,分别是原位固定、原位处理、异位固定和异位处理[3]。原位固定或处理是指对污染的底泥不进行疏浚而直接采用固化/稳定化或者生物降解等手段消除底泥污染的行为;异位固定或处理是指将污染的底泥疏浚后再进行处理,消除污染物对水体的危害的行为。原位处理的效率一般情况下低于异位处理的效率,且工艺过程控制较困难,不能彻底消除其毒性,所以原位处理技术并未在实际工程中广泛应用[4]。

固化主要是指向土壤或底泥中添加固化剂而形成石块状固体,并将污染物转化为不易溶解、迁移能力弱和毒性小的状态的过程[5];或投加固化剂使底泥由颗粒状或者流体状变为能满足一定工程特性(如路基填料)的紧密固体,并将重金属包裹在固化体中,减少重金属向外界的迁移[6];稳定化是指在底泥中投加螯合剂使重金属由不稳定态(水溶态、离子交换态)转变成稳定态(残渣态),显著降低重金属的生物活性[7]。利用固化/稳定化技术处理重金属污染底泥,是现阶段比较合理的处理方式[8-9]。本文将从当前我国底泥重金属污染现状及固化/稳定化修复技术发展进行综述,为底泥重金属污染综合治理与修复提供科学依据。

1 我国底泥重金属污染现状

1.1 底泥重金属污染物的来源 底泥中重金属的来源包括自然源和人为源2个方面。自然源中,成土母质及成土过程对底泥中重金属的含量影响较大;而人为源则是底泥中重金属的最重要来源。重金属通过各类废水、土壤冲刷、地表径流、大气降尘、大气降水及农药施用等途径进入水体后[10],通过复杂的物理、化学、生物和沉积过程在底泥中逐渐富集。

1.1.1 各类废水 工业废水和城市生活污水是造成底泥重金属污染的重要原因。通常,河流沿岸分布着大大小小的企业,如印染厂、制衣厂、皮革厂等等。一方面,一些未经(充分)处理的废水直接进入水体;另一方面,尽管一些废水重金属污染物浓度未超标,但由于废水排放量巨大,使得水体和底泥吸纳了大量污染物,呈现缓慢污染的现象。同时,很多地方的生活污水没有连接到排污管网而直接排放入水体,当进入水体的污染物数量超过了水体的自净能力,导致水体质量下降和恶化,进而造成水体和底泥的污染。

1.1.2 固体废弃物 靠近城镇的河流周边经常随意堆放大量的建筑垃圾、生活垃圾,自然降水(尤其是酸雨)和排水使固体废弃物中所含的重金属元素以废弃堆为中心向四周环境扩散,进入水体,被底泥富集。另外,大型工矿企业的矿渣场(如馇、钢渣等)、灰渣场、粉煤灰场等,在雨水和地表径流的冲刷下,重金属会通过地表径流进入附近水体底泥中。

1.1.3 土壤冲刷 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,我国耕地质量堪忧,Cd成为首要污染物(点位超标率7.0%),其含量呈从西北到东南、从东北到西南逐渐增加的趋势。2015年《中国耕地地球化学报告》显示,我国污染或超标耕地约0.076亿hm2,主要分布在湘鄂赣皖区、闽粤琼区和西南区。土壤中的重金属可通过降雨、地表径流等方式转移到底泥中。如磷肥中重金属Cd的含量较高,长期施用磷肥,会造成土壤中重金属Cd含量增大;规模化养殖场使用的有机肥料中大都含有重金属添加剂(如Zn、Cu等),这些有机肥料在农田施用时,会导致Zn、Cu等重金属元素含量增加。

1.1.4 大气沉降 交通运输、能源产业(发电厂)、冶金和建筑材料生产产生的气体和粉尘,金属矿山的开采和冶炼、电镀等是大气中重金属污染物的主要来源。这类污染源中的重金属基本上是以气溶胶的形态进入大气中,通过干沉降(主要是颗粒物)或湿沉降(主要是雨水)的方式进入水体、土壤,进而沉积到底泥中并最终影响人类健康[11-12]。

1.2 底泥重金属污染现状 滑丽萍等[13]通过搜集我国不同区域湖泊底泥重金属含量背景值发现,我国湖泊底泥重金属污染程度不均,临近工矿企业及人类经济活动区的湖泊底泥重金属污染较重,远离这些区域的湖泊则保持比较洁净的水体环境。张颖等[14]采用潜在生态风险指数分析法对松花江全江段表层沉积物调查发现,松花江表层沉积物中重金属Hg和As的空间分布离散性较大,Cd和Pb相对较均匀,整体上松花江重金属污染处于低度风险水平,仅个别断面处于中度风险水平。戴秀丽等[15]通过对太湖沉积物重金属含量的分析发现,太湖Cu的污染级别高于其他污染金属,且集中在太湖北部地区;Cr属轻度污染,但其空间分布较广且均衡,与周边污染点源关系密切。李鸣等[16]通过测定鄱阳湖湖区、入湖口及出湖口水体及底泥中重金属含量发现,鄱阳湖水体中重金属含量较低(远低于国家标准),但鄱阳湖底泥中重金属积累较严重,Zn、Cu、Pb、Cd的含量均超过背景值。张鑫等[17]对安徽铜陵矿区水系沉积物中重金属进行潜在生态危害评价表明,沉积物中Cu、Pb和Zn的含量变化大,Hg和Cr变化小,除Hg、Cr和Zn外,其他重金属都为强和极强生态危害。

2 固化/稳定化修复技术

底泥重金属污染按修复原理可分为物理、化学、生物及联合修复技术。由于目前尚缺乏经济高效的手段将重金属从底泥中直接去除,因此,通过化学手段降低重金属活性,减小污染物向食物链的迁移是进行底泥重金属污染修复的重要方法。固化/稳定化的目的是封闭污染物,最大程度地减少污染物释放到环境中,同时提高废物的物理力学性质。相比于微生物和植物修复的低效率、长周期以及物理修复高成本的缺点,固化/稳定化技术具有操作简单、成本低、效率高等优点。

固化剂的选择是重金属固化/稳定化修复技术的关键,固化/稳定化所用的惰性材料称为固化剂[18],常用的固化剂类型为无机固化剂、有机固化剂和复配固化剂。无机固化剂主要有磷矿石、磷酸氢钙、羟基磷灰石等磷酸盐类物质以及硅藻土、膨润土、天然沸石等矿物;有机固化剂主要有草炭、农家肥、绿肥等有机肥料[27]。固化材料有水泥、粉煤灰、石灰和石膏粉等。

水泥固化主要产生起胶结作用的水化硅酸钙;粉煤灰与水泥混合使用产生水化铝酸钙和水化硅酸钙;粉煤灰主要起充填作用;石灰固化产生碳酸钙,具有一定的脱水作用;石膏固化产生钙矾石,具有充填作用[20],具体如表1。

2.2 磷酸盐类固化剂 羟基磷灰石和磷酸氢钙等磷酸盐类固化剂效果好、性价比较高,磷酸盐将重金属元素吸附在其表面或与重金属发生反应生成沉淀或矿物[19]。陈世宝[21]等为了研究含磷化合物对固化/稳定化土壤中有效态铅的影响,向重金属污染的土壤中施加了不同性质的含磷化合物,结果表明,在重金属污染的土壤中加入羟基磷灰石、磷酸氢钙和磷矿粉能明显降低土壤表层的有效态铅含量,并且发现有效态铅的含量随施入的磷含量的增加而显著降低。

2.3 含铁类固化剂 一些研究表明,针铁矿、铁砂FeSO4、Fe2(SO4)3、FeCl3和石灰对As有良好的固定作用[25-27]。在碱性和氧化条件下,铁主要以Fe3+存在,水解生成Fe(OH)3。Fe(OH)3既能吸附不稳定扩散状态的胶体,起到水质净化的作用,又可以利用其自身带有正电荷的特性,强烈地吸附磷,降低底泥磷的释放。此外,Fe(OH)3还能与磷反应生成磷酸铁以及络合物(FeOOH-PO4)的形态而去除磷[28]。但含铁类固化剂的处理效果容易受氧化还原电位和pH值的影响,通常都需结合其他的辅助措施[5]。近年来出现的复合铁盐与高分子聚合铁盐,如复合亚铁、聚硫酸铁等被逐渐应用于重金属污染底泥的固化处理中且效果较好[29]。

2.4 铝盐类 作为底泥固化/稳定化应用最早和最广泛的铝盐,主要有硫酸铝(明矾)、氯化铝和聚合氯化铝等,其水解后形成的A1(OH)3絮状体,既能去除水体中的颗粒物并吸附底泥中溶出的磷[5],又可以吸附水体中的重金属离子,如铬、铜、铅、锌等[30]。铝盐用于底泥钝化效果较稳定,不受氧化还原电位影响,成本低,且有效时间长。如在美国佛蒙特州的Morey lake,投加铝酸钠和明矾来控制底泥磷的释放,5年后该湖上层水体总磷浓度由20~30μg/L下降至10μg/L以下[31]。

2.5 天然矿物类固化剂 海泡石、沸石等天然矿物材料,颗粒小、比表面积大,矿物表面富集负电荷,具有较强的离子交换能力和吸附性。章萍等[32]向苏州河的污染底泥中加入了膨润土,结果表明,钙基膨润土对铜、铅和锌均具有较大的吸附性能,且溶液pH值升高时,对这3种重金属的吸附效果增强。

2.6 有机物料 农家肥一类的有机质用于固化/稳定化底泥中的重金属,作用机理主要是含有的胡敏素和胡敏酸等能够与底泥中的重金属离子发生络合作用,形成难溶物,以此降低重金属毒性及生物可利用性[19]。华珞[33]等向重金属污染的土壤中施加了猪厩肥进行固化/稳定化研究,结果显示,施入猪厩肥可以使土壤中的碳酸盐态锌和有效态锌的含量升高,而铁猛氧化物结合态镉、有效态镉及铁猛氧化物结合态锌的含量降低。Houben等[34]向重金属污染底泥中施加有机肥后,可交换态的铅、镉和锌的含量均有大幅度的减少,固化/稳定化效果明显。

2.7 复配固化剂 底泥和土壤中重金属污染多为复合污染,多种重金属之间有相互作用,且不同固化剂对不同重金属的固化效果存在差异。现阶段,通常将多种固化剂复配后再使用,以此达到对多种重金属污染高效修复的效果[19]。曾卉[22]等用海泡石、膨润土、硅藻土、沸石分别与石灰石以不同的质量比进行复配,对重金属污染的底泥进行固化试验,结果表明,石灰石与硅藻土以质量比2∶1复配时固化效果最好。

3 展望

近年来,水体污染治理力度不断加大,2015年2月《水污染防治行动计划》的颁布后,与水体水质密切相关的底泥重金属污染的治理也越来越得到人们的关注。2016年3月17日,中华人民共和国国民经济和社会发展第十三个五年规划纲要提出开展66.67万hm2受污染耕地治理修复和266.67万hm2受污染耕地风险管控,深入推进以湘江流域为重点的重金属污染综合治理。这些条例和规划纲要的,都有助于我国大气、土壤和水体环境质量的改善。因此,当前底泥重金属污染治理重要的是进一步减少进入水体和底泥的污染物,达到“控源”目的,以及针对历史遗留的重度污染底泥区进行修复和治理,减少底泥污染物的总量,实现“减存”目标。

然而,当前能够实现底泥污染物“减存”的方法成本高,操作复杂,少有推广应用。更多的是采用固化方法,降低污染物的活性,减少污染物对其他生物的毒性,且目前已经有一些实际应用案例。如1996年长春南湖湖区内用硫酸铝钝化底泥,显著增加了底泥中可溶性磷酸盐的去除率[35]。2006年,为了解决香港城门河水质恶臭问题,特区政府按照“生化处理为主,疏浚为辅”的原则,疏浚底泥29×104m3,采用投加硝酸钙原位钝化方法从根本上治理城门河淤泥,改善了城门河的生态环境[36]。

尽管如此,固化方法当前还存在很多不足。首先,对于固化剂材料本身,需要满足高效、不产生二次污染、低成本且操作便捷;其次,由于底泥性质差异大,对于多种重金属复合污染,既要考虑到重金属之间的相互作用,又要考虑到不同固化剂所针对不同重金属的固化效果的不同(如能够较好固定Cu、Cd、Pb的碱性固化剂,往往会增加As的活性),将多种固化剂复配之后使用,以达到高效修复的效果。

当前已经有不少学者在重金属底泥固化方面进行了大量的研究,但在实际的底泥固化中,仍存在固化效率不稳定、底泥固化速率差异大等现象,尤其是酸雨的作用可能会导致固化后底泥污染物的二次释放,可能会危害水生生物生存,甚至导致鱼类死亡。关于底泥固化修复技术的实施,国内还缺少自主生产的机械设备,如固化剂造粒设备、机械化投加固化剂设备等),需要加强研发,降低修复工程中对施工人员的健康的危害,提高可操作性。

因此,今后的一段时间内,在固化剂产品的研发上,要加强复合固化剂的研发力度,研发出高效、绿色、低成本、效果持久的新产品。同时,要加强固化机理的研究,明确固化剂产品的最佳投加环境条件,加强对固化修复技术装备的研发投入,降低对国外机械的依赖程度。最后,结合国内底泥重金属污染形势(如湖南湘江流域、广西环江流域、江西鄱阳湖流域),适当选取部分严重污染区,开展重金属污染底泥的固化修复示范试点,总结好的经验,进行更大范围的推广示范。

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第9篇:重金属污染的解决措施范文

关键词:土壤污染;重金属污染;修复技术;植物修复

中图分类号:X53

文献标识码:A 文章编号:1674-9944(2016)20-0077-02

1 引言

近年来,土地污染损毁已成为阻碍我国社会经济发展的一大难题。2014年至今连续三年,国家了《土地整治蓝皮书》,从2016年5月的《土壤污染防治行动计划》均可以看出,我国土地污染损毁情况严重,其中工矿业造成的重金属土壤污染问题尤为突出,土壤污染修复治理已是刻不容缓。重金属污染物进入土壤后难以被降解,其具有隐蔽性、不可逆性、累积性等特点,继而通过食物链富集,对动植物的生存、人类健康及社会发展存在极大危害 [1]。自20世纪80年代以来,一些国家开展了污染土壤修复,起初以物理修复和化学修复为主,但是在修复过程中发现,物理和化学修复都存在一定的缺点,而生物修复技术以环境友好型的修复方式,逐渐得到青睐。通过对植物修复技术在土地污染治理应用方面相关文献的阅读,发现其有广阔的发展空间。

2 污染土壤修复技术

污染土壤修复是指利用一定的技术措施、工程手段,转移、吸收、降解和转化土壤中的污染物,使其浓度降低到可接受的水平,或将有毒有害污染物转化为无害物质的过程,最终使污染土地恢复到未污染的水平[2,3]。土壤污染的修复方法包括物理修复、化学修复、生物修复以及上述方式组合形成的复合修复。

2.1 物理修复技术

物理修复技术是指通过物理过程的控制或调节,改变土壤的物理性状,使污染物得到有效的控制,将污染物与土壤分离或转化为低毒或无毒物的技术。主要的物理修复技术包括客土和换土技术、蒸气浸提取技术、玻璃化技术、固化/稳定技术、电动力技术、热处理技术等[2]。虽然其中部分工程措施具有见效快,彻底、稳定修复污染土壤的优点;但也存在工程量大、费用昂贵、实施复杂、易破坏土体结构、易引起土壤肥力降低、不适用于大规模污染土壤修复的缺点。

2.2 化学修复技术

化学修复技术是指在污染物土壤中加入化学试剂,使其与土壤中的污染物发生化学反应,如氧化、还原、酸碱、中和、聚合、沉淀等反应,从而使污染物从土壤中分离、转化、降解成低毒或无毒性物质。典型的化学修复技术有化学淋洗技术、氧化/还原技术、溶剂浸提技术、施入改良剂或抑制剂等[4]。化学修复技术的优势主要在于简单易行,短时间内能够降低土壤中的污染物的毒性;但也存在明显的缺点,例如施加化学药剂造成土壤结构的破坏,造成二次污染以及被稳定污染物再度活化的危险。

2.3 生物修复技术

生物修复技术主要是指依靠某些生物的代谢活动和具有某些特的微生物,使土壤中的污染物得以降解或清除,使其转化为低毒或无毒物质进而恢复土壤系统正常生态功能的过程。它主要是利用土壤定的微生物、根系分泌物、菌根和超积累植物等降解、吸收或固定土壤中的污染物,从而实现污染土壤修复的目的[2]。生物修复技术有许多方面的优点: 成本低廉、操作简单、处理污染物效果良好、无二次污染、能够大规模推广应用等。更为重要的是生物修复技术是污染土壤的环境友好型治理技术,是土地整治达到生态文明目标的最佳方法,符合生态发展规律,集中体现了环境保护的基本理念。因此生物修复技术已成为土壤污染修复技术中最活跃的领域,同时具有广阔的发展前景。

生物修复技术主要包括植物修复、微生物修复技术、动物修复技术以及联合修复技术。其中植物修复技术应用较为广泛,治理效果显著。

2.4 植物修复技术

污染土壤植物修复技术是利用植物具有积累和超积累某种或某些化学元素的特性,或利用植物及其根际微生物体系将污染物降解转化为低毒或无毒物质的过程[2]。该技术已经广泛应用于砷、镉、铜、锌、镍、铅等重金属污染土壤的修复与研究。植物修复机理包括以下几方面。

(1)植物提取机理。通过在受重金属污染的土壤中种植重金属积累或超积累植物,植物吸取土壤中一种或几种重金属,富集并输送到植物根部的可收割部分,随后收割并集中处理,使土壤中重金属浓度降低到可接受水平或无污染。提取修复包括两个阶段,首先是将土壤中束缚态重金属转化为非束缚态,其次是将重金属向植物可收获的部位运输转移[5]。超积累植物是植物提取的关键之一。目前,已发现超积累植物有700种以上,且广泛分布于约50科中[1]。但是,超积累植物长期在重金属胁迫环境下,通常生长缓慢、植株矮小、生物量低,使得修复效率变低、修复周期延长[1]。生长的土壤与环境条件将影响植物对重金属污染的修复[5]。因此需要掌握植物对土壤条件和生态环境的适应性,遵循因地制宜的原则。

(2)植物吸收和挥发机理。植物在吸收营养的过程中,由于某些重金属元素与营养元素具有相同或相似的化学结构而被植物吸收,代谢成植物的成分之一,或是利用植物根系分泌的一些特殊物质使土壤中重金属转化为可挥发态,继而修复土壤。该机理主要是针对Hg和Se的研究,能够有效去除土壤中的重金属,但同时使重金属挥发到大气中,可能造成二次污染。因此如何避免大气的二次污染是植物吸收和挥发机理的研究重点。

(3)植物固定机理(又称植物钝化)。植物通过吸收、分解、氧化还原和沉淀固定等生化过程与重金属离子结合,使污染基质中金属流动性降低,生物可利用性降低,从而减轻有毒金属对土壤的污染。

(4)植物根系活动及根际微生物的作用机理。根系活动能活化土壤中的重金属,提高其生物有效性,植物根系对重金属的吸收主要与重金属的形态有关。

植物修复技术的优点:①植物的提取、挥发、降解作用可有效地解决土壤污染。②植物的稳定作用可防止污染物因风蚀或水土流失而带来污染扩散问题,同时还具有防风固沙,减少水土流失和土地荒漠化。④对环境扰动小,减少由于土壤清理造成的场地破坏。⑤经植物改良改造的土壤,土壤肥力有机质含量增加,适于农作物种植。⑥可回收植物累计的重金属,创造经济价值[2]。

2.5 复合污染修复技术及综合修复技术

由于土壤复合污染的普遍性、复杂性和特殊性,表明污染土壤的修复治理是一个综合过程,复合污染土壤的修复依靠单一修复措施必然受到制约,影响修复效果,所以需要多途径、多方式的修复手段,将两种或两种以上修复技术相结合构成一个复合污染修复技术体系,相互作用,互惠互利,以发挥各自优势,摒弃各自缺点,构造了一个完整的修复系统,修复效率更高[3]。复合污染修复技术能够建立起稳定的土壤生态系统,最终做到真正彻底、高效、绿色地修复重金属污染土壤。

3 植物修复技术在重金属土壤污染治理方面的研究发展方向

随着人类对土壤重金属污染认识的深入,以及对环境保护和人类健康要求的提高,对土壤修复也提出了更高的要求。同时基于植物修复技术的研究现状,污染土壤的植物修复的前景广阔,可从以下几个方面开展研究。

(1)尽管目前已发现700多种重金属超积累植物,当前的研究也已取得了一定的成果,但仍不能应对复杂的重金属土壤污染环境。我国野生植物种类丰富,因此从植物的生理和遗传的角度进行探索,超积累植物的寻找和培育工作仍然非常有潜力。同时继续深入开展植物修复的机理研究。

(2)运用分子生物学与基因工程技术,鉴定和克隆出影响重金属积累的基因,将其复制到生物量大、生长速率快、季节适应性强的植物体内,培育转基因植物,提高生物修复的实用性,构建高效降解去除污染物的植物。

(3)增加实践与检验。当前的植物修复研究主要集中在实验室条件,而实际的自然环境条件则十分复杂,因而研究成果还需实际的污染土壤中实践与检验[6]。

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