重金屬污染的來源范例6篇

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重金屬污染的來源

重金屬污染的來源范文1

【關鍵詞】:大氣顆粒物、重金屬污染、來源、控制建議

一般來說,大氣顆粒物重金屬污染物是很難被降解的,因此,當人體吸入這種污染物時,就會造成人體出現各種功能障礙,嚴重時甚至會導致人體出現各種疾病。在大氣顆粒物重金屬污染物中很多元素對于人體都能嚴重傷害,有的元素甚至具有致癌的能力。我國近年來,經常出現這種污染的情況,并且現在不管是國家、政府還是個人對于大氣顆粒物重金屬污染物都有一定的認識,但是由于對污染的控制技術還不夠,因此,我國目前還沒有建立起對大氣顆粒物重金屬污染進行有效控制的方案體系。[1]因此,本文主要探討大氣顆粒物重金屬污染的來源以及相關的控制建議,以期使得我國大氣顆粒物重金屬污染情況得到有效的控制。

一、大氣顆粒物重金屬污染的主要來源

我國近年來的大氣顆粒物重金屬污染情況越來越嚴重,主要的原因有;首先,重工企業的污染。有研究顯示,一些鋼鐵行業的重金屬排放量是很驚人的。另外在鋼鐵生產的過程中,燒結工藝的使用也會產生大量的重金屬污染物,這對于大氣顆粒物中的重金屬含量是一個很大的影響,并且通過一些鋼鐵生產企業的重金屬排放已經成為了大氣顆粒物重金屬污染物的主要來源,如圖一。而我國是一個鋼鐵的生產大國,每一年的鋼鐵生產量已經達到全世界鋼鐵生產總量的一半以上,并且很多的重工企業都位于一些人口稠密、經濟發展的城市周邊。因此,由重工企業造成的重金屬污染情況已經不容忽視。[2]

其次,城市機動車尾氣排放也是重金屬污染的重要來源,如圖二。一般來說,機動車排放重金屬的主要方式有以下幾種:機動車輛在行駛過程中所產生的汽車尾氣、車輛行駛過程中所造成的揚塵、機動車燃料中所添加的化學物、機動車油中所添加的化學物、輪胎磨損所產生的重金屬污染以及機動車的配件磨損之后所造成的重金屬排放。這幾種方式是機動車排放重金屬元素的造成大氣顆粒物中重金屬污染的主要方式。

另外,除了重工企業以及機動車排放這兩種方式之外,還有垃圾秸稈的焚燒、陶瓷水泥行業以及有色金屬的冶煉等等。但是就目前來看,對于我國的大氣顆粒物重金屬污染的治理情況還很不樂觀,缺乏對重金屬污染進行控制的有效手段。[3]

二、大氣顆粒物重金屬污染的控制建議

近年來,我國的大氣顆粒物重金屬污染嚴重,但是就目前來看,還沒有有效的控制措施。下面本文就大氣顆粒物重金屬污染的控制問題提出一些控制建議,以期達到良好的控制效果,從而減輕我國的大氣顆粒物重金屬污染的程度??偟膩碚f,控制建議有以下幾點:首先,對于我國大氣顆粒物重金屬污染展開詳細的調查監測,對于我國重金屬的具體情況以及區域特征都進行詳細的收集分析,為更好地治理大氣顆粒物重金屬污染提供參考依據。其次,對于對大氣顆粒物重金屬污染源進行詳細的摸查,對于一些重化工企業更是要進行重點監測,并且對于機動車尾氣及其他方式帶來的重金屬污染也要進行重點監測。另外,對于大氣中的重金屬排放量也要進行精確合理的測算,從而使得我國大氣顆粒物重金屬排放量被詳細了解,從而對于我國重金屬排放量進行有效的控制。[4]再次,在技術方面,要給予治理重金屬污染有力的技術支持,從監測技術到治理技術都要進行積極的開發,使其是和重金屬污染治理的需要。第四點,對于大氣顆粒物重金屬排放量制定一個詳細的標準,并且建立健全大氣顆粒物重金屬污染排放的制度體系,讓重金屬排放處在一個可控范圍之內。最后,積極開展節能減排工作。我國近年來也在積極開展節能減排工作,力圖使得我國的環境污染得到改善,并且我國的節能減排工作也取得了一定的成果,但是在節能減排工作開展的過程中,也出現了許多不容忽視的問題,如很多企業把節能減排僅僅當做一句口號,并沒有具體去貫徹這個工作。因此,在今后的工作中,要注重對于節能減排工作的落實情況,改變能源的結構,對于大氣顆粒物重金屬排放進行控制,進而使得我國的重金屬污染情況得到切實改善。

結語:

通過對我國重金屬污染來源的分析,提出了幾條對重金屬污染進行控制的建議,以期我國的重金屬污染情況可以得到切實改善,減少霧霾等極端惡劣天氣的出現,保證人民群眾的生命財產安全。

作者簡介:姓名:鄧皓天、性別:男,民族:漢,出生年月日:94-02-27:籍貫:四川,學歷: 本科,研究方向:地球化學

參考文獻

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[2] 張霖琳,薛荔棟,滕恩江,呂怡兵,王業耀.中國大氣顆粒物中重金屬監測技術與方法綜述[J].生態環境學報,2015,03:533-538.

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鉛是文獻記載最多的毒性重金屬,其污染可直接影響人類健康,而兒童尤其對鉛污染敏感。鎘的毒性較大,被鎘污染的空氣和食物對人體危害嚴重,被人體吸收后可積存于肝或腎臟造成危害,尤以對腎臟損害最為明顯。人們對一些化工產品如油漆中的鉛污染風險已有比較清楚的了解和認識,但隨著工業化和城鎮化的發展,鉛、鎘等重金屬污染可以從大氣、水、土壤和農產品等多個渠道進入到食物鏈中,為人類健康帶來潛在的危害。

小麥生產重金屬污染源

小麥是重要的糧食作物,中國小麥常年播種面積在2400 萬公頃左右,總產量1億公斤左右,小麥的生產與國家糧食和食品安全及人民健康息息相關。從總體情況來看,中國小麥生產受到重金屬污染的比例非常小,僅在局部地區檢測到鉛、鎘等重金屬超標的現象。但有越來越多的研究表明,小麥鉛、鎘等重金屬污染已經呈現出范圍逐漸擴大、并逐年加重的趨勢,必須引起足夠的重視。

中國小麥生產重金屬污染的來源主要有以下幾個方面:1.大氣和土壤污染。工業排放是中國重金屬污染的主要來源(Cheng,2003)。在工業發達的地區鎘、鉛等重金屬污染要遠遠高于偏遠的鄉村。煤、油等能源的燃燒、汽車尾氣排放和垃圾廢棄物的焚化使重金屬污染排放到大氣中,并逐漸沉降到土壤中,在大中型城市周圍的農田受到了日益增多的重金屬污染威脅。此外,許多研究表明,公路兩側的農田均受到不同程度的重金屬污染,而以高速公路兩側250米范圍內鉛污染最為嚴重。小麥是中國北方的主要作物,生長周期長(每年的10月至翌年的6月),城市周邊和公路兩側的小麥極易通過葉片吸收空氣中的鉛等重金屬,在小麥的葉片、莖桿、根系和籽粒中積累。對江蘇省典型區地震帶農田土壤和小麥中重金屬的污染研究表明小麥籽粒中鉛、鉻、汞樣品超標率分別為100%、58.97%、33.33%(陳京都等,2012)。對工業比較發達的太湖流域小麥樣品檢測發現鉛、鎳、鎘平均含量分別超標52. 6 倍、43. 8 倍、37. 7 倍(楊彥等,2013)。重金屬污染小麥可能以大氣降塵為主,中國農業科學院農產品加工研究所的研究顯示,大氣降塵和耕層土壤對小麥籽粒鉛質量比的貢獻率分別為90%~99%和1%~10%(趙多勇等,2012)。

2.污水灌溉。礦業、鍍鋅、染織業、油漆和輪胎業是重金屬污染的主要來源。在中國許多地區有利用處理后的工業污水灌溉的傳統,尤其是水資源缺乏的地區。同時,隨著城市化的進程,城市或生活污水經處理后也可作為農業水資源。通常情況下采用污水灌溉的土壤中汞、鉛、鋅等重金屬超標可達到50-300%,種植在污水灌溉土壤中的小麥等農作物都會不同程度地受到重金屬的污染。對新鄉市污灌區土壤和小麥籽粒中重金屬污染檢測表明,小麥籽粒中Cd、Ni、Cr 和Zn 含量分別是國家食品衛生標準的25.5、12.98、6.12 和1.32 倍(朱桂芬等,2009)。對河南焦作市礦區礦井水排放對小麥籽粒中重金屬污染的檢測結果表明,鉛、鎘等達到重度污染水平(馬守臣等,2012)。而河南開封市污水灌溉區小麥籽粒受鉛污染最嚴重,鎘、鉻、砷污染次之(周振民,2013)。

3.有機肥中重金屬污染。集約化養殖業發展產生了大量畜禽糞便,是中國農村主要面源污染之一。畜禽糞便作為有機肥施用是治理畜禽糞便污染、提高農田肥力的主要途徑。但在畜禽養殖過程中大量施用微量元素添加劑,而這些重金屬元素在畜禽體內的消化吸收利用率極低,大部分隨畜禽糞便排出體外,造成區域性的重金屬污染。城市污泥、畜禽糞便作為有機肥的施用可導致農產品中重金屬含量超標,通過生物鏈傳遞,最終會影響人體健康。城市污泥中以鎘、鉛等重金屬的污染為主,雞糞和豬糞農用區小麥Cr、Ni、Pb 均有不同程度的超標,牛糞農用區污染較輕(葉必雄等,2012)。

4.生產、加工、儲運過程污染。目前在小麥的收獲、晾曬、加工、儲存、運輸和銷售過程中均大量使用機械化作業,小麥籽粒所接觸的機械、管道、容器以及因工藝需要加入的添加劑都可能使小麥受到鉛等重金屬污染。麥收時節,在農村的公路上經常可以見到晾曬的小麥,過往車輛的尾氣和瀝青中的重金屬可導致小麥的二次重金屬污染。

重金屬污染防治對策

首先,加強監管,控制排放。冬小麥是華北地區主要的糧食作物,也是主要的灌溉耗水作物,由于目前各污水處理廠的處理效果和利用能力不盡相同,部分廠、礦違規排放,造成許多環境污染事件。有關部門必須加強管理,大力推進實施清潔能源利用,提高污水處理排放標準,提升再生水生產工藝,加大鎘、鉛等重金屬清除的工藝指標要求。

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關鍵詞:土壤重金屬; 污染特點; 治理策略

1 引言

在環保領域對重金屬污染的定義是能夠使生物遭受顯著毒性的金屬,這些物質包括汞元素、鉛元素、鋅元素、鈷元素、鎳元素、鋇元素等,有時候也包括鋰元素與鋁元素等等。一項來自研究機構的調查統計數據表明,近年來全球汞排放量達每年1.5萬噸,鉛排放量達每年500萬噸,這些元素進入農田和城市,為所經地區的土壤帶來嚴重的重金屬污染,這些污染一方面能夠影響地下水和農作物的品質,另一方面也通過食物鏈對當地居民產生不容忽視的影響。當前,如何進行土壤重金屬污染的分析、評估、預防和治理,是一個世界性的問題,本文首先從土壤重金屬的主要來源和土壤重金屬污染的危害兩個方面分析了重金屬污染的現狀,在此基礎上進一步闡述了土壤重金屬污染的空間差異以及污染整體的形態特征,最后深入論述了土壤重金屬污染的預防以及修復策略。本文的成果對于環境保護和土地利用均有著比較好的理論價值和實踐意義。

2 土壤重金屬污染現狀分析

2.1重金屬來源分析

(1)交通運輸

我國正在進行著大規模的城鎮化建設,各類交通工具的數量近年來一直呈現出大幅攀升的態勢,因此其排放的廢氣也逐年增加,導致土壤里重金屬元素逐步累積,形成污染。以汽車為例,污染源包括尾氣排放、汽油燃燒、輪胎磨損等,會逐漸排放出鉛、汞、銅、鋅等重金屬元素,一方面對大氣質量造成破壞,另一方面也導致土壤重金屬超標。

(2)工業和礦產業

工業生產會排放出重金屬元素,以煙塵或者廢氣廢水的形式進入大氣與土壤,而大氣中的重金屬則會逐漸沉降入土。工業生產中的廢渣是更加主要的重金屬污染來源,比如金屬冶煉企業、電解鋁企業、電鍍企業等,在其日常生產排放的廢渣中含有大量的重金屬元素,如果在不經處理的情況下隨意露天堆放,或者直接傾倒進土壤中,會為土壤帶來極大的污染。

(3)燃煤釋放

煤的燃燒會向大氣中排放大量的污染物質,并逐漸沉降入土壤中。我國的燃煤企業,包括火力發電廠和鋼鐵企業等,會排放大量的汞金屬,其中約三分之一的汞元素最終進入土壤。一些經濟發達的大城市,汞元素的排放有其嚴重,這些污染能夠為城市的環境質量和生態系統帶來致命的影響。

(4)居民垃圾

居民如果將大量垃圾不加分類地堆放在戶外,由于垃圾中存在不少未經處理的廢棄物,例如電池等,將會使其中的重金屬逐步滲透和擴散至周圍的環境中,逐步導致土壤的重金屬污染。

3 土壤重金屬的污染治理策略

土壤重金屬的污染的治理,可以從預防和修復兩方面進行著手。

3.1重金屬污染預防策略

控制污染,應從源頭做起。因此在農村地區,應注重灌溉用水的質量,謹慎使用污水灌溉。在農田使用殺蟲劑和肥料時也應合理用量,并且堅決杜絕汞含量超標的農藥,也應禁止使用含鎘化肥等對環境帶來危害的農藥和殺蟲劑。對于城市地區的工業企業,則應嚴格控制對三廢的排放。而居民區則應對廢棄垃圾進行再回收利用或者分類處理。對于日益增多的交通工具,則應改善燃油質量、并積極鼓勵以新型環保燃料代替傳統燃油,從而減少廢棄物的排放。

此外還應以完善的法規控制重金屬排放。土壤污染已經被國際相關領域視為化學炸彈,是一個極其嚴峻而棘手的問題。只有通過立法的方式才能使污染的防范和治理進入可持續發展的軌道。而我國的環保法治進程目前尚需加速。舉例來講,當前有不少養殖戶所購買的飼料里往往含有銅、鉛等重金屬,而禽類和畜類一旦食用并排出體外,便會對土壤形成污染,而我國當前并未將重金屬列在畜禽養殖業污染物排放標準里,形成管理的漏洞。因此,亟需制定切合我國實際的法律法規進行重金屬污染的防范。

3.2重金屬污染治理策略

隨著國際上對于土壤重金屬污染的重視以及研究成果的和應用,在重金屬污染治理方面有許多值得借鑒的策略,下面分別進行簡述:

3.2.1 基于物理法的重金屬污染治理

物理法治理又可以進一步分為以下幾種方法:

一是熱解吸法,這種方法以加熱來把一些具有較強會發特性的重金屬進行解吸和收集,再妥善處理或者合理利用。以汞元素為例,美國已經形成了比較成熟的基于熱解析法的汞元素回收,并在現場治理中取得了較好的效果,使用此項處理方法的地域已經在汞含量方面達標。

二是電化法,這種方法以電解原理進行污染土壤的處理。在受到污染的土壤里設置石磨電極,并以1~5毫安的電流進行激勵,從而在陰極收集到金屬陽離子,并進行處理或者再利用。這種方法對于鉛元素和二甲苯等物質的處理效果比較好。

三是洗土法,這種方法通過試劑與土壤里所含有的重金屬物質發生反應,并最終生成可溶于水的金屬離子,通過對提取液進行處理,得到重金屬,再進行處理或者回收利用。這種方法非常適合于對銅金屬、鎳金屬、鉛金屬和鉑金屬的回收處理。

四是玻璃化法,這種方法以電極對受到污染的土壤進行加熱,從而使之進入熔化狀態,在其最后冷卻時,便會變成玻璃狀態。這種方法尚在實驗中,其成本較高,目前尚未得到的面積推廣。

3.2.2基于化學法的重金屬污染治理

這種方法在受到污染的土壤中按比例注入一定的化學試劑,從而改良土壤本身的性質,達到減輕重金屬活性的作用,可以降低作物對土壤里重金屬的富集效應。化學法治理主要指的是土壤添加物法,把一定充分的有機物料或者改良劑加入受污染的土壤之中,能夠通過化學作用而使重金屬離子沉淀,再對其進行收集,從而減輕污染;還可以通過化學試劑中的酸性物質與重金屬元素反應,生成難溶于水的物質,從而使土壤污染得到減輕。這種方法適用于鎳離子、鋅離子等重金屬物質的治理。

3.2.3基于生態工程的重金屬污染治理

這種方法可以是在已經被重金屬污染的土壤之上加厚一層正常土壤,或者把受到重金屬污染的土壤全部挖除,也可以通過灌溉的方式,逐漸使受污染土壤中的重金屬物質漸漸遷移到地層深處等,也能對土壤污染起到一定的作用。

3.2.4基于生物的重金屬污染治理

這種方法可以通過植物或者微生物等來修復土壤質量。某些植物的根系可以吸收被污染土壤中的重金屬,例如蜈蚣草被證實可以有效降低土壤中砷的含量;微生物則可以通過細胞轉化作用使被污染土壤中的重金屬沉淀或者氧化,從而使其對土壤的影響顯著降低。

4 結束語

在世界各地,尤其是經濟較為發達的地區均存在著較為嚴重的土壤重金屬污染,重金屬的來源是多方面的,當前,學界和環保組織對重金屬的污染一般聚焦于污染程度的定性描述和分析。事實上怎樣才能實現對重金屬污染源進行量化分析,同樣對治理逐漸嚴重的土壤污染有著不容忽視的作用,因此量化分析將是重金屬污染研究的發展方向。當前,我國尚未構建完善的城市和農村地區土壤重金屬污染的監控網絡,因此并不能及時準確地檢測土壤重金屬污染狀況,也難以為土壤重金屬污染的治理提供必要的依據。只有制定出嚴格而適用的土壤重金屬評價標準,才能有利于土壤的保護,從而推動經濟的可持續發展?!?/p>

參考文獻

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重金屬污染的來源范文4

一、國內水體的重金屬污染現狀

中國水體重金屬污染問題十分突出,江河湖庫底質的污染率高達80.1%。黃河、淮河、松花江、遼河等十大流域的流域片,重金屬超標斷面的污染程度均為Ⅴ類;太湖底泥中TCu、TPb、TCd 含量均處于輕度污染水平;黃浦江干流表層沉積物中,Cd超背景值2倍、Pb超1倍;蘇州河中,Pb全部超標、Cd為75%超標、Hg為62.5%超標。

城市河流有35.11%的河段出現THg超地表水Ⅲ類水體標準,18.46%的河段TCd超過Ⅲ類水體標準,25%的河段TPb有超標的樣本出現。由長江、珠江、黃河等河流攜帶入海的重金屬污染物總量約為3.4萬t,對海洋水體的污染危害巨大。在全國近岸海域海水采樣的樣品中,Pb的超標率達62.9%,最大值超一類海水標準49.0倍。大連灣60%測站沉積物的Cd含量超標,錦州灣部分測站排污口鄰近海域沉積物Cd、Pb的含量超過第三類海洋沉積物質量標準。

二、水體中重金屬污染的來源

(一)工業污染源排放

據研究,煤、石油中含有Ce、Cr、Pb、Hg、Ti等金屬,因此,火力發電廠排放的廢氣和汽車排放的尾氣中含有大量的重金屬,隨煙塵進入大氣,其中10%~30%沉降在距排放源十數公里的范圍內。據估算,全世界約有1600t/a的Hg通過煤和其他石化燃料的燃燒而排放到大氣中。另外,電鍍、機械制造業仍是重金屬污染的一大來源。

(二)廢舊電池的污染

《中國環境報》記者王婭于1999年12月9日報道,1998年中國電池的產量以及消費量高達140億節,占世界總量的1/3,每年報廢的數百億節廢電池絕大部分沒有回收,廢電池中含有大量的Hg、Cd、Pb、Cr、Ni、Mn等重金屬有害物質,泄漏到環境中,造成了極大的污染和危害。1節1號廢干電池可使1㎡的土地失去利用價值,1粒紐扣電池可污染600m3的水。

三、水體重金屬污染的危害

(一)對水生植物的影響

在水生生態系統及水生食物鏈中,作為其它浮游動物的食物及氧氣來源,藻類占據著重要位置。楊紅玉和王煥校報道Cd能破壞某些綠藻的葉綠素,引起光合作用下降,還對斜生柵藻和蛋白核小球藻呼吸作用產生影響,抑制蘋果酸脫氫酶活性。重金屬對水生植物的毒害作用主要表現在改變運動器的細微結構,抑制光合作用、呼吸作用和酶的活性,使核酸組成發生變化,細胞體積縮小和生長受到抑制等。

(二)對水生動物的影響

重金屬進入水體后,將對水生動物的生長發育、生理代謝過程產生一系列的影響。海水重金屬離子(Cr6+)含量超過一定濃度便會引起文昌魚中毒,使其身體漸成彎曲狀而死亡。

(三)對人體健康的危害

重金屬對人體的危害,一方面通過直接飲用造成重金屬中毒而損害人體健康;另一方面,間接污染農產品和水產品,通過食物鏈對人體健康構成威脅,并造成土壤的二次污染。

重金屬能抑制人體化學反應酶的活動,使細胞質中毒,從而傷害神經組織,還可導致直接的組織中毒,損害人體解毒功能的關鍵器官——肝、腎等組織。

四、水體重金屬污染的防治對策

(一)對水體重金屬污染的源頭控制

一旦水體被污染,將會對整個生態系統產生巨大的影響,并且對污染水體的凈化將耗費大量的人力、物力。因此,首先要采取源頭控制的對策,預防水體的污染。一方面加強法制建設,依法管理水資源,另一方面查明污染源,對排污總量加以限制,遏制水污染不斷惡化的趨勢,對采礦點、冶金部門等,更要嚴格監督、管理和控制,同時改革生產工藝,不用和少用毒性大的重金屬,采用合理的工藝流程,科學管理和操作,減少重金屬用量和隨廢水流失量,加強以流域為單元的水資源管理和水源地保護。

(二)對水體重金屬污染的修復

1.河流稀釋法

稀釋是改善受污染河流的有效技術之一,通過稀釋,能夠降低污染物在河流中的相對濃度,從而降低污染物質在河流中的危害程度。但是,應用這種方法必須要有充足的外來水源,同時還要考慮外來水流量與河流流量比例,判斷河流沿岸的生態狀態,可以調用的水量以及河流水力負荷允許的變化幅度等。

2.化學混凝、吸附法

許多重金屬在水體溶液中主要以陽離子的形態存在,升高水體pH值,能使大多數重金屬生成氫氧化物沉淀或其它離子沉淀。因此,向被重金屬污染的水體中施加石灰、碳酸鈣等物質,均能降低重金屬對水體的危害程度。另外,不溶性的淀粉黃酸酯(ISX)與廢水中的重金屬離子可以形成溶度積很小的粒狀沉淀;單寧含量高的農產品殘渣,像花生皮和胡桃皮粉,具有從溶液中吸附高含量汞的陽離子能力,梧桐落葉可吸附重金屬銅、鎳和鉻。

3.離子還原、交換法

離子還原法是利用一些容易得到的化學還原劑,將水體中的重金屬還原,形成難以污染的化合物,從而降低重金屬在水體中的遷移性和生物可利用性,以減輕重金屬對水體的污染危害。離子交換法是利用重金屬離子交換劑與污染水體中的重金屬物質發生交換作用,從水體中把重金屬交換出來,達到治理目的。經離子交換處理后,廢水中的重金屬離子轉移到離子交換樹脂上,經再生后又從萬方數據離子交換樹脂上轉移到再生廢液中。

重金屬污染的來源范文5

關鍵詞:重金屬;土壤污染;修復;植物修復

一、土壤重金屬的來源

1、自然環境形成的污染源。土壤重金屬污染的一個來源是自然界本身的變化形成的。由于自然界的風雨變換,巖石受到了風化的反應。因為一些巖石含有不少的重金屬元素,除了抗風能力強的巖石如石英受影響較小,基本很少會出現重金屬物質風化泄露的問題外,一些抗風能力弱的巖石如碳酸鹽類巖石就會較明顯的影響到土壤中的重金屬含量。另外,大氣中也存在著一定的重金屬,諸如火山爆發、森林火災、風力揚塵這些自然狀況發生的都會出現重金屬物質懸浮在空氣中,在降塵之后進入土壤,從而造成土壤重金屬污染。一旦這些污染物被植物、水體吸收,還會進一步影響到更大的范圍。最后,自然界的土質污染也是土壤重金屬污染的一個主要源頭,由于巖漿以及重金屬本身的質變作用,部分含有大量重金屬物質的工業礦床會隨著地下水、土壤層本身的發育變化而發生性質改變,一些被搬運的突然和巖石物質會含有大量的重金屬物質。

2、人為因素造成的土壤重金屬污染?,F代生活節奏越來越快,各種城市化的腳步也越來越快,工農業面臨著大跨步式發展。工農業生產中各種有色金屬的應用非常廣泛,這就直接造成了重金屬的環境污染。一些工礦企業,諸如采礦、冶金、紡織染料等等企業的重金屬排放都是比較嚴重的,經??梢娫谶@些企業對外排放的廢水呈現深黑色、惡臭的狀態。當然了,由于這些企業通常只在一些地區造成局部地區的土壤重金屬污染,然而城市中的突然重金屬污染同樣不可小覷,最為嚴重的就是汞和鉛的污染,如汽油的燃燒就造成了重金屬污染物的排放,另外,農業中化肥、農藥也是土壤重金屬污染的主要始作俑者。由于化肥本身的原料中就含有一定的重金屬物質,因此長期使用化肥務必會使土壤造成不可逆轉的重金屬污染。

二、重金屬污染土壤的治理途徑

1、改土法。此法適用于小面積污染嚴重的土壤治理,一種方法是在被污染的土壤上覆蓋一層非污染土壤;另一種方法是將污染土壤部分或全部換掉,覆土和換土的厚度應大于耕層土壤的厚度.此方法最早在英國、荷蘭、美國等國家應用,對于降低作物體內重金屬含量,治理土壤重金屬污染是一種切實有效的方法.但是,由于該方法需花費大量的人力與財力,并且在換土過程中,存在著占用土地、滲漏、污染環境等不良因素的影響.因而,并不是一種理想土壤重金屬污染的治理方法.

2、電化法。此法是由美國路易斯安那州立大學研究出的一種凈化土壤污染的原位修復的方法,也可稱為電動修復(Electroremediation).此法在歐美一些國家發展很快,已經進入商業化階段.其原理是,在水分飽和的污染土壤中插入一些電極,然后通一低強度的直流電,金屬離子在電場的作用下定向移動,在電極附近富集,從而達到清除重金屬的目的,對Cr的清除效果要優于其它幾種重金屬.采用的電極最好是石墨,因為金屬電極本身容易被腐蝕,容易引起二次土壤污染.電極的多少、間距及深度,電流的強度一般根據實際需要而定.此法經濟合理,特別適合于低滲透性的黏土和淤泥土,每立方米污染土壤需要100美元左右.而且,可以回收多種重金屬元素.但對于滲透性高、傳導性差的砂質土壤清除重金屬的效果較差.

3、沖洗絡合法。用清水沖洗重金屬污染的土壤,使重金屬遷移至較深的根外層,減少作物根區重金屬的離子濃度.為防止二次污染,再利用含有一定配位體的化合物沖淋土壤,使之與重金屬形成具有穩定絡合常數的絡合物;或用帶有陰離子的溶液,如碳酸鹽、磷酸鹽沖洗土壤,使重金屬形成化合物沉淀,已有研究表明,CaCO3在酸性紅壤和K2HPO4對堿性的碳酸鹽褐土重金屬Cd污染的治理效果較為顯著[9].此種方法適用于對面積小、污染重的土壤治理,但同時也容易引起某些營養元素的淋失和沉淀.

4、熱處理法。對于具有揮發性的重金屬汞,熱處理法可將其有效地從土壤中清除去.其原理是向汞污染土壤通入熱蒸汽或用低頻加熱的方法,促使其從土壤中揮發并回收再處理.在處理土壤時,首先將土壤破碎,向土壤中加入能夠使汞化合物分解的添加劑.然后,再分兩個階段通入低溫氣體和高溫氣體使土壤干燥,去除其它易揮發物質,最后使土壤汞汽化,并收集揮發的汞蒸汽.有試驗表明,應用熱處理法可使砂性土、粘土、壤土中Hg含量分別從15000mg/kg、900mg/kg、225mg/kg降至0.07mg/kg、0.12mg/kg和0.15mg/kg,回收的汞蒸汽純度達99%.熱處理法對于修復Hg污染土壤是一種行之有效的方法,并可以回收Hg.它的不足之處是易使土壤有機質和土壤水遭到破壞,而且需消耗大量能量。

總之,用工程治理土壤重金屬污染,對于污染重、面積小的土壤具有治理效果明顯、迅速的優點,但對于污染面積較大的土壤則需要消耗大量的人力與財力,而且容易導致土壤結構的破壞和土壤肥力的下降。

三、結語

以上談到的這些處理土壤重金屬污染的方法經實踐證明都有較好的效果,相關研究人員又發現了植物對重金屬污染的防治技術,這是對付土壤重金屬污染的更好方式。一些對重金屬富集能力較強的植物往往是植株矮小,生長速度慢,且容易受到生長環境的限制,但是與常規的填埋法比起來仍然有很大的優勢,因此我們下一步應該加大對植物的篩選和修復技術的研究,從而提高土壤重金屬污染的處理力度。

參考文獻:

[1] 李錄久,許圣君,李光雄,張祥明,王允青,劉英,況晶. 土壤重金屬污染與修復技術研究進展[J]安徽農業科學, 2004,(01) .

[2]陳懷滿.土壤―植物系統中的重金屬污染[M].北京:科學出版社, 1996:71-85

重金屬污染的來源范文6

【關鍵詞】農田;重金屬污染;生物修復

0 前言

近年來,我國食品安全形式非常嚴峻,有一部分原因就是農田遭到污染,尤其是重金屬污染。據報道,目前我國受砷、鉻、鉛等重金屬污染的耕地而積近2000萬平方千米,約占總耕地而積的20%;其中工業“三廢”污染耕地1000萬平方千米,污水灌溉達330多萬平方千米。重金屬不能被土壤微生物所分解,易在土壤中蓄積或轉化為毒性更大的化合物。土壤重金屬污染的特點為長期累積效應、隱蔽性、不可逆性和一定的交互作用。土壤受重金屬污染后,影響農作物并通過食物鏈等影響人體健康,造成中毒危害。另據國土資源部的最新調查顯示:每年我國約有1200萬噸糧食被重金屬所污染,這些糧食足夠養活4000萬左右的人口,并且這種污染問題日益嚴重。因此,對農田重金屬污染的治理顯得尤為迫切。當前,土壤重金屬污染的治理方法主要有工程措施、物理化學方法、化學修復方法、以及生物修復方法。本文將重點介紹生物修復法在農田重金屬污染治理中的研究進展,同時對生物修復法治理農田重金屬污染的研究前景進行展望。

1 簡介

生物修復法是指利用生物的生命代謝活動降低環境中有毒有害物質的濃度或使其完全無害,從而使污染的土壤局部地或完全地恢復到原始狀態。其優點有:成本低、不破壞土壤生態環境、可以回收再利用貴金屬、造成二次污染機會較少。缺點有:周期長、一種植物一般只能提取一種或者幾種重金屬、而植物固定只是將重金屬暫時固定,如果土壤環境發生變化,重金屬的毒性作用還有可能再次出現[1]。

2 生物修復法的分類

生物修復作用治理農田重金屬污染方法可以分為動物修復法、植物修復法以及微生物修復法。它們有著不同的優缺點。因此,在利用生物技術處理重金屬污染時,要結合當地實際,因地制宜,才能達到預期效果。

2.1 動物修復

動物修復是指土壤動物群通過直接的吸收、轉化和分解或間接的改善土壤理化性質,提高土壤肥力,促進植物和微生物的生長等作用而修復土壤污染的過程。有關動物修復的研究報道較少,主要集中在有機物和農藥污染土壤的修復(如利用蚯蚓等修復)和富營養化水體的修復(如利用濾食性貝類、棘皮動物、河蟹等修復),對重金屬污染土壤的動物修復機理仍處于探索階段[2]。

2.2 微生物修復

利用土壤微生物的蓄積和降解作用來治理土壤重金屬污染是一種高效的途徑。國內外許多研究己證明,菌根在修復遭受重金屬污染的土壤方面發揮著特殊的作用,他們減輕了植物在重金屬污染的土壤中的受害程度[3]。

土壤重金屬污染的微生物修復是利用微生物的生物活性對重金屬的親和吸附或轉化為低毒產物,從而降低重金屬的污染程度[4]。利用微生物(藻類、細菌和酵母等)來減輕或消除重金屬污染,雖然微生物不能降解和破壞重金屬,但是可以通過改變它們的物理或化學特性而影響金屬在環境中的遷移和轉化。其修復機理包括表面生物大分子吸收轉運、細胞代謝、空泡吞飲、生物吸附和氧化還原反應等。微生物對上壤中重金屬活性的影響主要體現在以下幾個方面:①溶解和沉淀作用;②生物吸附和富集作用;③氧化還原作用。微生物修復技術種類繁多,可進行異位修復、原位修復以及原位/異位聯合修復。其中,原位修復操作簡單,對原有的土壤環境破壞程度低。微生物修復受各種環境因素的影響較大,氧氣、pH、溫度、水分等均可影響微生物活性進而影響修復效果,其田間試驗效果不是非常理想。因此,為降解菌提供適宜條件以促進其生長繁殖至關重要,這也是今后研究的重點。

2.3 植物修復

植物修復技術是指通過植物自身及共存微生物體系,修復和消除由無機廢棄物和有機毒物造成的土壤環境污染的一種技術。

我國野生植物資源豐富,生長在天然的污染環境中的耐重金屬植物和野生超積累植物數不勝數。因此開發與利用這些野生植物資源對植物修復的意義十分重大。有關資料表明,大量植物對重金屬Cr,Cd,Co,Pb,Ni,Cu,Zn等有很強的吸收積累能力。比如國內有人利用白菜修復重金屬污染土壤,如叢孚奇等將白菜用于鑰礦區重金屬污染土壤的修復研究,結果表明磷酸氫二鈉一檸檬酸緩沖溶液能顯著提高白菜的地上部富集土壤中重金屬元素的能力。李玉雙[5]等以沈陽張士灌區重金屬污染上壤為修復對象,采用盆栽試驗,研究了乙二胺四乙酸(EDTA)對白菜富集重金屬及其生長狀況的影響。結果表明,EDTA能夠提高白菜對上壤中Cu,Cd,Pd 和Zn的植物提取效率。

但是,由于超富集植物一般只能積累某些重金屬元素,植物物種的選取受到不同地理氣候條件的限制,同時富集植物和超富集植物生物量一般較少,生長速度慢,積累效率低。所以,利用野生抗性植物進行重金屬污染土壤的治理還未取得理想結果。這就需要相關科研人員做進一步深入的研究,以求早日獲得生長周期短,能吸附多種重金屬,積累效率高的重金屬富集吸收植物。

2.4 綜合修復技術

由于每個地區的污染物來源不同造成各地污染情況有很大的差異。只用一種修復技術往很難達到目標。因此,開發復合修復方法成為土壤重金屬污染修復的主要研究方向[6]。現今開始投入應用的復合修復技術的主要類型有動物/植物聯合修復、化學/物化一生物聯合修復以及植物/微生物聯合修復。

3 展望

生物修復技術治理重金屬污染土壤以其低成本、高效率、適用范圍廣和無二次污染等優點已成為重金屬污染農田土壤治理中的一個全新研究領域和國內外有關學者研究的熱點之一。但是由于其起步晚,難度大,其大部分研究還處于實驗室階段,尚不能有效地應用于重金屬農田污染的治理中去,但隨著不同學科(遺傳學、土壤學、生態學、化學、生理學、環境保護學和生物工程)的相互配合。我們相信該技術會日趨成熟,并且為重金屬污染農田的治理貢獻出巨大的力量。

【參考文獻】

[1]肖鵬飛,等.土壤重金屬污染及其植物修復研究[J].遼寧大學學報:自然科學版,2004,31(3):279-283.

[2]李宇飛.土壤重金屬污染的生物修復技術[J].環境科學與技術,2001.34(12H):148-151.

[3]王真輝.農田土壤重金屬污染及其生物修復技術[J].海南大學學報:自然科學版,2002,12:386-387.

[4]閻曉明,何金柱.重金屬污染上壤的微生物修復機理及研究進展[J].安徽農業科學,2002,30(6):877-879,883.

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