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重金屬污染的現狀范文1
【關鍵詞】水環境;重金屬污染;檢測
Study on the status and detection technology of heavy metal pollution in water environment
CHEN Huiming, LIU Min, XIAO Nanjiao, LUO Yong
(Jiangxi Environmental Monitoring Center, 330039, Nanchang, PRC)
Abstract: this paper summarizes the current situation of heavy metal pollution in water environment in China .It has been found that many bays and rivers have been polluted by heavy metals in China, and they are mostly compound pollution. The author also introduces some detective methods, such as electrochemical analytical methods and spectral methods and etc. The research results can be used for providing technological support for detection of heavy metal and protection of ecological environment.
Key words: water environment; heavy mental pollution; detection
前言
若金屬元素的原子密度超過每立方厘米五克,即可認為其是重金屬。如銅、鉛、鋅、鎘鐵、錳等,均屬于重金屬,共有四十五種。若水體內排入的重金屬物質,無法結合自凈能力將其凈化,而最終導致水體的性質、組成等發生改變,影響水體內生物生長,并對人的健康、生活產生不良影響的,即屬于水環境重金屬污染。在工業、農業快速發展的同時,許多污染物被排入河流內,其中也包含重金屬,最終導致水質惡化,也由此產生了一系列嚴重后果。不論是在何種環境中,重金屬污染物的降解都極為困難,并且能夠積累在植物、動物體內,并結合食物鏈不斷富集,最終進入人體,對人體健康產生危害,這類污染物也是對人體產生最大危害的一種污染物[1]。
1、目前我國水環境中重金屬污染的現狀
1.1我國水環境重金屬污染的范圍比較廣
不論是海南的三亞灣、還是廣東地區的北江、亦或是武漢的東湖、連云港的排淡河、山東地區的膠州灣、長春的松花江等,都體現出了極為顯著的重金屬污染特征。
1.2我國水環境中重金屬污染大多為復合污染
對比國家相關的水質標準來看,山東曲阜的大沂河、包頭段黃河內,均出現了極為嚴重的Cu等重金屬的污染。Cd污染,則主要出現在香港的四大重點河流之中;就黃浦江上游的飲用水源來看,不論是支流、還是干流,Hg的平均濃度均超過了地表水環境質量標準(GB3838-2002)的Ⅲ類水標準,而對比Ⅲ類水標準后可以發現,不論是干流、還是支流的As濃度相對較低[2]。
1.3重金屬的含量與水環境的鹽度及pH值等有關
若鹽度偏高,則重金屬元素在水中的含量相對較高、水底沉積物內則不會出現較高的金屬含量;若鹽度偏低,則恰好相反。當pH值相對偏高時,重金屬元素含量偏低的為水體,而偏高的則為水底沉積物;若pH值較低時,則正好相反[3]。
1.4重金屬含量一般表現為近岸高,中部低;沉積物中高,水相中較低
第二松花江中下游河段,水中重金屬平均含量都不高,且遠未達到國家制定的相關地表水水質標準;對比河段水中的重金屬含量來看,沉積物內的重金屬含量則明顯偏高。在巢湖湖區、支流沉積物內重金屬含量的對比方面來看,支流的Cd、Zn等含量更高。
1.5重金屬的潛在生態風險較高
處于第二松花江中下游區域的沉積物,其重金屬含量目前已達到中等偏強的生態風險等級,且主要為Cd以及Hg。長江口表層水體內存在的類金屬以及重金屬,就采樣點位來看,重金屬含量相對較低,但仍有潛在風險存在。香港重點河流,基本都面臨生態危害,有個別區域目前的生態危害已相對較強。此外,水量、季節的變化等,也都會導致水環境內重金屬含量產生變化。
2、水環境中重金屬的檢測技術方法研究與發展
因為不論是人體、還是環境,都將因重金屬元素受到影響,所以檢測重金屬工作就顯得極為關鍵。當前,對重金屬進行檢測的方法主要有:電化學法、光譜法等。
2.1電化學分析法
結合電極上、溶液內物質的化學性質,由此形成的一種分析方法,即為電化學分析法。結構簡單、小巧、操作便捷,都是該方法的主要優點,能夠進行連續、自動化分析,分析方法較為準確、便捷[4]。具體方法包括如下:
2.1.1伏安法和極譜法
結合電解過程,不論是極譜法、還是伏安法,都可對流-電位、電位-時間曲線進行分析,其區別在于:前者運用的是表面可周期更新的滴汞電極、后者則為表面無法更新、固體電極等液體電極。伏安法內還包括了吸附溶出、陰極溶出伏安法等,其檢測下限極低,這也是伏安法的主要優勢,能夠在現場、在線運用,同時也可實現多元素識別[5]。
2.1.2電位分析法
若此時的電流為零,電位分析法可對電池的電極電位、電動勢等進行測定,由此結合濃度以及電極電位的關系,實現物質濃度的測定。該方法的優點較多,如試樣需求較少、較好的選擇性,同時不會破壞試液,因此在分析珍貴試樣時,較為適用。這種方法能夠實現快速測定、操作相對簡單,因此連續化、自動化也可實現。
2.1.3電導分析法
結合對溶液電導值的測量,獲得其中離子濃度的方法,即被認為是電導分析法,大致可分為兩種,分別是電導滴定法以及直接電導法。其優勢在于便捷、快速,后者的靈敏度相對較高,缺點則是電導值的測定,為所有電導的總和,而不能對其中具體離子的含量進行測定和區分,由此影響選擇性。
2.2光譜法
2.2.1原子熒光光譜法
其原理在于,原子蒸氣對特定波長的光輻射進行吸收,由此得以激發,當原子被激發以后,結合該過程發射出特定波長的光輻射,即原子熒光。在相應的實驗條件下,不論熒光類型是什么,其輻射強度均與被分析物質的原子濃度為正比關系,按照波長分布可開展定性分析。這種方法的選擇性較強、靈敏度相對較高,方法相對簡單。其欠缺之處在于,應用范圍并不廣泛,因為許多物質的熒光產生,需要結合試劑加入才能實現[6]。另外,還需要深入的對化合物結構、熒光產生過程的關系進行探究。
2.2.2原子發射光譜法
結合電激發、熱激發之下,試樣內的不同離子、原子發射特征的電磁輻射,而開展的針對元素的定量、定性分析的方法,即為原子發射光譜法。其優勢在于,有較好的選擇性、分析速度相對較快,隨待測元素的多少,會對準確度存在影響。其缺陷在于,設備相對昂貴,而如硫等非金屬元素,則無法較為靈敏的加以分析。一般以元素分析為主,但就樣品內上述元素的化合物狀態,則無法確定。
2.2.3原子吸收光譜法
以蒸汽相內被測元素的基態粒子為基礎,測定原子共振輻射的吸收強度、被測元素含量的一種方式,即為原子吸收光譜法?;鹧嬖游展庾V法的檢測限可達到10-9g/L,石墨爐原子吸收光譜法的檢測限可達到10-10~10-14g/L[7]。此種方式的優勢在于:良好的選擇性、較高的準確性、易于消除、干擾相對較少;缺陷則在于:無法直接對許多非金屬元素加以測定,對一種元素分析之后,就需要對元素燈進行更換,對不同元素的測定,則需要對不同的元素燈進行更換,無法完成同時對各類元素的測定,若試樣相對復雜,則會產生嚴重干擾,儀器較為昂貴。
2.2.4電感耦合等離子體光譜法
在當前應用的AES光源中,應用最為廣泛的當屬電感耦合等離子體光源。對比上述方法來看,這種方法具備如下優勢,干擾相對較少、分析速度相對較快、較寬的線性范圍,能實現多種被測元素特征光譜的同時讀取,此外還可以對多種元素同時進行定量、定性分析。其缺陷在于,操作以及設備費用相對較高,就部分元素而言,也不存在顯著優勢。
2.2.5質譜法
通過對待測物質進行分子到帶電粒子的轉化,結合交變電場、穩定磁場的利用,讓上述粒子可結合質量大小的順序排序,并對此進行分離,形成具備一定規則,同時能夠檢測的質量譜,即為質譜法。和其他方式對比來看,這種方法具有如下優勢:動態范圍相對寬泛、分析精密度相對較高、可同時對多種元素進行測定,其能夠精確的對同位素信息進行提供[8]。但是,這類儀器的造價相對過高,就目前而言,本方法的應用依然以研究領域為主,并且,在預處理檢測樣品方面,步驟相對較多,對儀器自動化帶來了諸多困難。
此外,包括生物傳感器、酶抑制法等相關檢測方法,伴隨著檢測技術的逐漸發展,也在檢測水環境重金屬方面,發揮了越來越關鍵的作用。
3、結論
重金屬污染能夠不斷富集,并最終對動植物、人體以及環境產生一定負面影響,具備潛在的危險性,因此這也是一個不容忽視的問題。工業污染是重金屬污染的主要來源,企業的排放要達標,管理要嚴格,最為關鍵的是當前國家的管理機制尚未健全,仍需繼續完善。在水環境監測工作方面,重金屬檢測工作能夠為此提供一定依據。近年來,伴隨著多種分析儀器的開發,重金屬檢測也逐步體現出準確性、靈敏度高等優勢。各類檢測方法都具備各自的特點以及適用的范圍,如電感耦合等方法,具有較高的靈敏度,能夠在幾乎所有重金屬檢測方面運用,但就處理樣品以及檢測進程來看,相對復雜,因此若想實現在線、現場檢測,則相對困難,不論是使用儀器、還是安裝設備,都具有較高要求。
參考文獻
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重金屬污染的現狀范文2
【關鍵詞】化工行業;水體及土壤污染;重金屬污染
隨著化學工業的飛速發展,人們對金屬礦產品的需求也呈現日益增長的趨勢。小到餐廳廚房的炊具以及珠寶首飾,大到核工業的核能物質。而由金屬污染引發的環境問題日趨嚴重,其對生態系統中水體及土壤的破壞基本上難以修復,并且人為的改造和維護也很難進行。尤其是前段時間的“牛奶河”事件再一次為我們敲響了環境保護的警鐘以及讓我們清楚地看到化工行業引起的水體及土壤重金屬污染的現狀和不爭的事實。
一、重金屬污染的種類及來源
所謂重金屬污染,是指由重金屬及其化合物引起的環境污染。尤其是由化工行業引起的水體及土壤重金屬污染具有永久性以及明顯的累積效應。如下圖為重金屬在水體及土壤中的遷移轉化機理[1]。
1.1 水重金屬污染
重金屬在水體中積累到一定的限度就會對水體-水生植物-水生動物系統產生嚴重危害,并可能通過食物鏈直接或間接地影響到人類的自身健康[2]。對水質產生污染的重金屬主要有Cd、Pb、As、Hg、Cr和Co等。其中以Hg的毒性最大,Cd次之。此外,As由于其毒性可將其歸為重金屬污染。
1.2 土壤重金屬污染
土壤重金屬污染是指由于人類活動將重金屬帶入到土壤中,致使土壤中重金屬含量明顯高于背景含量、并可能造成現存的或潛在的土壤質量退化、生態與環境惡化的現象[1]。污染土壤的重金屬包括生物毒性顯著的元素如Cd、Pb、Hg、Cr、As,以及有一定毒性的元素如Cu、Zn、Ni。
1.3 重金屬污染的來源
重金屬的污染主要來源化學工業污染,污染源主要有冶煉、化工、電鍍、電子、制革等行業排放的“三廢”等以及民用固體廢棄物不合理填埋堆放和大量化肥、農藥的施用,使得各種重金屬污染物以單質或離子形態進入水體、土壤以及人體[2]。
二、重金屬污染的防治措施
2.1水體重金屬污染的防治對策
2.1.1 控制水體重金屬污染源
控制重金屬污染源,預防水體的污染。一方面要加強水資源的管理力度;另一方面要嚴格控制各種污水的排放源頭以及監督、管理和控制有關工業部門和改革其生產工藝[3]。
2.1.2 水體重金屬污染的工程治理
目前常用的治理水體重金屬污染的工程工程措施主要有三類,即物理處理法、化學處理法及生物處理法[3]。
2.1.2.1 物理和化學方法
物理和化學方法屬于傳統處理重金屬污染水體的的措施,包括沉淀法、螯合樹脂法、高分子捕集劑法、天然沸石吸附法、膜技術、活性炭吸附工藝以及離子交換法等[4]。物理和化學方法具有凈化效率高、周期較短等優點;但存在選擇性小、流程長、操作麻煩以及處理費用高等缺點。
2.1.2.2 生物處理法
生物處理法相對常規水處理法有投資小、成本低以及工藝簡單等優點而得到廣泛應用。國外,Groudeva等[5](2001) 對用生物修復水體的重金屬污染作了最新的綜述??傊w有害重金屬的生物修復技術有著廣泛、低廉的原材料及很好的前景。
2.2 土壤重金屬污染的防治對策
土壤受重金屬污染后,蓄積在土壤中的有害重金屬能遷移到水、空氣和植物中難以消除[6]。因此,土壤受重金屬污染應以“預防為主”。
2.2.1 綜合防護措施
控制和消除土壤的重金屬污染源,同時采取消除土壤中的重金屬污染物或控制重金屬污染物遷移轉化的措施,使其不能進入食物鏈[6]。
2.2.2 生物防治
土壤污染物質可通過生物降解或植物吸收而凈化土壤。如羊齒鐵角蕨植物對土壤中Cd的吸收率可達10%,多年可使土壤Cd含量降低50% [7]。
2.2.3 施加抑制劑
土壤施加某種抑制劑,可改變重金屬在土壤中的遷移轉化,減少作物吸收,如使用石灰可增加土壤PH,使Cu、Zn、Hg、Cd等金屬或氫氧化物沉淀。研究表明,施用石灰后稻米含Cd量可降低30%[6]。
三、結論
隨著水體及土壤重金屬污染的日益嚴重化以及重金屬污染物進入生態系統后造成難以修復的危害,其正越來越為人們所了解和重視。目前重金屬污染的治理方法以物理化學方法為主,生物修復技術作為經濟、高效和環保的治理技術在治理和防治重金屬污染方面將發揮更大作用。新型高效的水體及土壤重金屬污染防治措施有待優化及創新。
【參考文獻】
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重金屬污染的現狀范文3
【關鍵詞】土壤污染;重金屬;治理方法
土壤,為人類提供生存所需的自然環境,為農業生產提供必要的資源。我們所面臨的許多問題,諸如環境問題、糧食問題、資源問題等等,都和土壤息息相關。自上世紀20年代以來,工業發展,導致金屬產量急劇增加,進而導致重金屬環境污染問題。含有重金屬的污染物通過多種方式進入土壤,導致土壤重金屬污染問題?,F在,很多發展中甚至發達國家,都面臨著土壤污染問題。這一問題的日益嚴重,也引起了人們的廣泛關注。因此,本文將圍繞土壤重金屬污染的現狀、治理方法等方面展開。
1.我國土壤重金屬污染的現狀
目前,我國大陸受到重金屬污染的耕地面積約為2000萬公頃,大約占耕地總面積的1/5。其中,受礦區污染的耕地面積約200萬公頃,受石油污染的耕地面積約500萬公頃,受固體廢棄物堆放污染的耕地面積約5萬公頃,受“工業三廢”污染的耕地面積約1000萬公頃,受污水灌溉的耕地面積約330萬公頃。由于土壤污染,我國農業糧食產量每年減少約1300萬噸,更為嚴重的是,因為受到污染,土壤的多種功能,如營養功能、凈化功能、緩沖功能、有機體的支持功能等功能正在逐漸喪失。
2.土壤重金屬污染的后果
第一、土壤污染導致耕地資源短缺。
第二、土壤污染威脅人、畜的身體健康。
第三、土壤污染阻礙農業生產的發展。
第四、土壤污染會導致其他的環境污染問題。
第五、土壤污染危及子孫后代的利益,阻礙農村經濟的健康、持續發展,不利于國家經濟的可持續發展。
3.土壤重金屬污染的治理
3.1物理防治
物理防治主要采取排土、換土、去表土、客土和深耕翻土等措施。不同地區應采取不同的措施:
(1)污染嚴重的地區,適合采取排土、換土、去表土、客土等措施。這些措施可以從根本上去除土壤中的重金屬污染物。具體方法:將重金屬重污染地區的土壤放到高溫、高壓的條件下,使之變成的玻璃態物質,然后將重金屬固定在玻璃態物質中,進而達到去除重金屬污染物的目的。這種方法可以在根本上去除土壤中的重金屬污染物,而且見效迅速,但這種方法工作量大、費用高。因此,這種方法常被用在重金屬重污染地區的搶救性修復工作中。
(2)污染較輕的地區,適合使用深耕翻土這種方法。這一方法可以降低土壤表層的重金屬含量。
3.2化學防治
化學防治的方法很多,如:
3.2.1添加重金屬改良劑
在土壤中添加一些處理重金屬污染時的常用到的改良劑改良劑,諸如磷酸鹽、石灰以及硅酸鹽等。它們可以和土壤中的重金屬污染物發生化學反應,進而生成難溶化合物,從而減少土壤和植被對重金屬污染物的吸收。
3.2.2施加重金屬螯合劑
土壤中的重金屬大都吸附于土壤固體表層,因而土壤溶液中的重金屬含量相對較少,所以,我們可以在土壤中施加重金屬螯合劑。這樣做可以提高土壤中重金屬的有效態,更易于流動、吸收。
3.2.3施用重金屬拮抗劑
在土壤中,重金屬元素之間有拮抗作用。我們可以利用一些對人體沒危害甚至是有益的金屬元素的拮抗作用,減少土壤中重金屬的有效態。所以,在輕度污染的土壤中、施加少量的有拮抗性的金屬元素,將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
可以通過植物的吸收作用來減少土壤中的重金屬污染物含量。這類植物很多,如羊蕨屬植物、筧科植物等,這些植物對土壤中的重金屬的吸收率可達到100%。
3.3.2微生物降解
使用清洗劑將土壤表層附著的重金屬解吸到土壤溶液中,然后隨著清洗液一起流入預定的水體中,并和微生物發生作用,從而實現消除土壤中重金屬的目的。
3.3.3生物防治很多優點,如效果好、沒有二次污染、費用低、易管理、易操作等,因此受到人們的普遍重視
3.4農業生態防治
農業生態防治,可以采取以下措施:
3.4.1控制土壤的氧化―還原條件
在浸水的土壤中,重金屬常常以難溶態的硫化物的形式存在。所以,控制土壤中的水分和氧化―還原電位,在作物壯籽期間,保證土壤處于一個相對穩定的水淹期,就可以減少植物吸入的重金屬含量,進而減少果實和籽中的重金屬含量。
3.4.2改變作物品種
改變作物品種,也可以在一定程度上降低土壤中的重金屬含量。如:在受污染較嚴重的地區,種植花卉和經濟林目等;而在受污染較輕的地區,種植耐重金屬性較強強的作物,如改旱地為水田,或者旱地、水田進行輪作,以調整PH、EH,從而降低土壤中重金屬的有效性。
目前,以上列舉的治理土壤重金屬污染問題的技術還不能被廣泛地應用,其原因有成本過高、實地應用的經驗不足、處理效果不穩定等。隨著科學技術的發展,開發、研究工作的深入與完善,這些治理方法一定可以日趨完善,并被廣泛運用。
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重金屬污染的現狀范文4
關鍵詞 土壤;蔬菜;重金屬污染;評價;浙江杭州
中圖分類號 X53;X56 文獻標識碼 A 文章編號 1007-5739(2012)20-0247-02
蔬菜是人們生活中不可缺少的副食品,為人體提供所必需的多種維生素和礦物質,城鎮化速度的加快及工業的迅速發展,使得環境污染問題日益加重,致使蔬菜中重金屬和農藥殘留含量急劇增加,給人類健康造成了嚴重傷害。重金屬積累特點及其對環境的污染是目前蔬菜重金屬研究的重點。城市及其郊區是重金屬污染的重要區域,了解和掌握土壤和蔬菜重金屬的污染現狀,對指導當前和以后蔬菜無公害化生產和環境保護等方面具有重要指導意義。
1 杭州市土壤重金屬污染現狀
謝正苗等[1]調查杭州市4 個蔬菜基地土壤中Pb、Zn、Cu的含量,結果發現蔬菜基地土壤中重金屬的含量雖然未超過國家土壤重金屬環境質量標準,符合無公害蔬菜的發展要求,但已超過其自然背景值。4個調查區中拱墅區土壤中重金屬含量大于其他3個區;江干區蔬菜基地土壤—蔬菜中重金屬的空間變異很大。老城區近50%的土壤屬于Ⅲ類以上,幾乎無Ⅰ類土壤,有些特色產品的種植土壤甚至存在一定的環境風險[2]。城市土壤中的磁性物質對重金屬有顯著的富集作用,杭州市土壤的磁性物質含量分別是0.20%~2.75%(平均值0.75%),磁性物質對重金屬的富集系數大小為Fe>Cr>Cu>Mn>Pb>Zn[3]。
郭軍玲等[4]研究發現杭州市蔣村土壤已受到Zn 的明顯污染,污染等級為輕污染,喬司和下沙土壤重金屬為高度累積,七堡和蔣村土壤重金屬達到嚴重累積程度。李 儀等[5]研究發現杭州市區表土Pb、Cd和Hg含量隨離城市距離增加而下降,土壤中重金屬Pb、Cd和Hg的積累主要與大氣沉降有關;同一區塊中茶園表土重金屬Cu和Zn含量明顯高于附近林地土壤,施肥等農業措施對茶園土壤Cu和Zn的積累有較大的影響。
2 杭州市蔬菜重金屬污染情況
杭州市野外常見野生蔬菜鉛的超標率達87.5%,鎘的超標率為12.5%,銅和鋅無超標現象[6]。小青菜和小白菜中Pb超標,但Zn、Cu未超標,其富集系數順序為Zn>Pb>Cu,且小青菜更易受重金屬污染,其重金屬含量均大于小白菜[1]。
宋明義等研究發現,根莖類蔬菜中Cd、Pb常超標,葉菜類蔬菜中除Cd、Pb常超標外,Hg也常超標,豆類和茄果類情況相對較好,未發現超標現象。其中,半山附近蔬菜中Cd、Zn含量接近國家食品衛生規定的標準限值,蔬菜和水稻中以Pb超標情況較嚴重;江干區蔬菜基地的蔬菜重金屬污染也較為普遍,不同蔬菜品種中均有重金屬超標現象[2]。王玉潔等[3]研究發現蔬菜的可食部位和非可食部位Pb含量均出現嚴重超標現象,樣本超標率達100%;但是4種蔬菜可食部位含Cu量和含Zn量均未出現超標現象,部分蔬菜根系含Cu量和含Zn量卻出現超標現象。
3 蔬菜重金屬的吸收與富集規律
3.1 不同區域的差異性
北方地區蔬菜重金屬污染相對南方地區輕,南方地區污染形勢最為嚴峻的為Cd,這可能是由于南方土壤pH值低、有機質含量等決定的重金屬存在形態、活性有關。由于土壤中Cd的化學活性最強,全國范圍內Cd污染最為嚴重[7]。
重慶市小白菜中的As質量比在南岸區菜市場中可達0.068 mg/kg,但在渝中區只有0.012 mg/kg,二者相差5.7倍;渝中區菜市場藕中Hg質量比為0.189 1 mg/kg,但在北碚區菜市場中只有0.056 7 mg/kg,二者相差3.34倍[8]。
3.2 不同種類的差異性
基因型差異使得同一種蔬菜對重金屬元素的吸收、累積特點各不相同。此外,土壤粘粒含量、有機質含量、pH值等土壤環境條件都會導致蔬菜中重金屬含量差異[9]。
重金屬污染以鎘和鉛為主,根莖類和瓜果類較為突出;鎘污染最嚴重,排序為:根莖類、瓜果類、豆類、葉菜類;芋頭和蔥中鎘污染均超標,最大超標倍數分別達到1.9倍和5.1倍[10]。葉菜類蔬菜中鋅、銅、鉛平均含量均高于瓜豆類蔬菜,只有鎘的平均含量低于瓜豆類蔬菜[11]。不同種類和類型的蔬菜對重金屬的富集能力不同,Zn:葉菜類>瓜果類>根莖類;As:葉菜類>根莖類>瓜果類;Hg:根莖類>瓜果類>葉菜類[8]。
3.3 同種蔬菜對不同重金屬的吸收和富集差異性
蔬菜對Cu、Zn、Pb的相對富集能力基本一致,其富集系數順序為Pb>Cu>Zn[3]。同一種蔬菜吸收不同重金屬的能力不同,富集元素的規律是Cd>Zn、Cu>Pb、Hg、As、Cr。也有發現當Zn、Cd、Cu混施時,Cd的存在促進了大豆葉片中Zn的積累,而Cu的存在則使Zn和Cd的濃度降低[12]。
3.4 不同部位的差異性
重金屬在植株體內各部位的分布狀況不同。一般在進入器官積累多。菠菜Cd的積累量為葉片、根>莖,而Cd和Cu的積累量依次為葉片>根>莖桿,Pb的積累量則依次為根>莖>葉片;青菜葉片中的Cr、Cd、Pb、Cu等的含量均高于莖[12]。銅和鋅含量地下部要比地上部高,蒲公英地上部的銅和鎘含量明顯高于地下部,地上部分別是地下部的2.80倍和1.92倍;野三七地上部的鉛含量也比地下部高,是地下部的1.21倍;水芹地上部的鎘含量也高于地下部,是后者的1.53倍[6]。
4 評價方法
對重金屬污染評價方法有很多,主要以指數法最多,其中指數法分單項因子污染指數法和綜合污染指數法。
某樣點蔬菜的污染程度單項污染指數Pi是根據蔬菜中污染物含量與相應評價標準進行計算,其計算式為Pi=Ci/Si。式中,Ci表示污染物實測值;Si表示污染物評價標準。Pi1 為污染。
綜合污染指數法主要考察高濃度污染物對環境質量的影響,可以全面反映各污染物對土壤的不同作用。目前,內梅羅綜合污染指數法在國內應用較為普遍。
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重金屬污染的現狀范文5
關鍵詞:公路;路域;土壤;重金屬
中圖分類號:X734;X131.3 文獻標識碼:A 文章編號:0439-8114(2012)18-3934-03
Research Progress of the Heavy Metals Pollutions in the Soil beside the Roadside
LI Ji-feng
(College of Chemistry and Life Science,Weinan Teachers University/ Shaanxi Province Key Laboratory of the Joinment Research of Yellow River,Weihe River and Luohe River,Weinan 714000, Shaanxi,China)
Abstract: The research progress of the heavy metal pollution in the soil beside the roadside was reviewed. The pollution status, the contamination distribution and the infections for the contamination distribution were discussed. The restore suggestions for the pollution were given too.
Key words: road; area; soil; heavy metal
1 公路路域土壤污染現狀
近年來,隨著經濟的快速發展,交通運輸業也相應發展迅猛。其中公路交通對中國經濟發展做出了巨大貢獻。但是,公路交通在促進經濟發展的同時,也引起了很多環境問題,包括噪聲污染、大氣污染和土壤污染等,土壤污染中以重金屬污染較為嚴重。中國是一個農業大國,許多公路鄰近農田,公路汽車尾氣和灰塵中的重金屬通過自然沉降或者經雨水沖刷后進入農田土壤,長期存在并累積。一方面會影響農作物生長,另一方面重金屬進入農作物后,通過食物鏈在生物體內富集,對食品安全和人類健康造成影響。重金屬污染具有隱蔽性和滯后性,往往在發現時已經造成了很大的影響。公路土壤重金屬污染以鉛為主,其次是鋅、鎘、鉻、銅、鎳和錳等[1,2],其中鉛污染主要來源于汽車尾氣。自1932年四乙基鉛被作為汽油抗暴劑使用以來,公路路域鉛污染便不斷加劇,對人類健康造成威脅。這一問題引起了各國政府的注意并采取了相應措施。中國于2000年7月1日起全國所有汽車停止使用含鉛汽油,改用無鉛汽油。但是,一方面含鉛汽油已經使用了幾十年,公路路域土壤中的鉛短期內無法消除,另一方面無鉛汽油并不是絕對無鉛,含鉛汽油是指鉛含量不大于0.013 g/L,無鉛汽油是指鉛含量不大于0.005 g/L,所以即使使用無鉛汽油,經過汽車大流量、長時間累積后,仍然會對公路路域土壤形成鉛污染。據報道,京珠高速[3]、滬寧高速[4]、312國道[5]、316國道[6]等公路路域土壤已經受到嚴重的鉛污染。其他重金屬污染主要來自汽車輪胎等零部件磨損產生的碎屑。汽車輪胎和剎車片中含有鋅,輪胎中含有鎘、鉛和銅等重金屬,汽車皮帶輪、制動器等處含有鉻。實際上在公路路域土壤重金屬中鋅的含量超過鉛,只不過其危害不如鉛明顯,所以人們關注較少。國外對于公路重金屬污染的研究從鉛開始,20世紀90年代開始研究重金屬復合污染[7],包括對污染物分布規律與影響因素研究[8]。中國對公路路域重金屬污染的研究主要是重金屬污染的分布規律和影響因素研究,但目前缺少較為系統全面的資料,多限于對某一小段公路路域進行研究,而且對于鉛污染的研究較多,對于其他重金屬污染的研究相對較少。隨著汽車保有量的增加,公路路域土壤重金屬污染問題會日益突出,農產品所受污染也會日漸嚴重。在大力提倡生態農業和綠色農產品的現代社會,研究公路路域土壤重金屬污染可以為安全農產品生產基地規劃與農業、農村的可持續發展提供科學依據。
2 公路路域土壤污染物分布規律
2.1 隨著公路垂直距離增加,重金屬污染程度下降
研究發現,在距離公路35~150 m[3,4,9-11]范圍以內,土壤中重金屬含量相對較高,隨著垂直距離的增加,污染程度下降,在150 m以外,土壤中重金屬污染物含量較低,接近背景值。對于鉛污染,一般認為對土壤污染程度明顯的是在距離公路0~100 m范圍內,且隨著距公路的垂直距離的增加而急劇降低。黃忠臣等[12]研究發現,隨著距離公路垂直距離增加,重金屬污染程度下降。李湘南等[13]研究認為,在距離公路100 m范圍內,污染程度隨離公路距離增加而降低,相當多的污染物是在距離公路50 m以內,以5~80 m范圍內的污染最為嚴重。但也有研究發現,公路路域土壤重金屬含量隨著離公路垂直距離的增加并不是一直下降,而是先逐漸升高,至某一峰值后再下降,最后接近背景值。詹鳳平等[14]研究發現,在距離公路10~15 m處鉛的污染最為明顯,而后逐漸下降。甄宏[11]研究沈大高速公路時發現,公路路域土壤鎘含量在距離公路20~40 m處出現峰值,而后逐漸下降,在距離公路50 m范圍內污染明顯,距離公路100 m以外污染接近背景值。
重金屬污染的現狀范文6
關鍵詞:重金屬;污染;土壤;
Abstract: At present, the soil heavy metal pollution research in our countries is a rather hot topic. In a broad range of data collection, based on the prevention and control of soil heavy metal pollution, the paper put forward some Suggestions and ideas.
Key Words: heavy metal; pollution; soil;
中圖分類號:[TE991.3]文獻標識碼:A 文章編號:
一項由原國家環??偩诌M行的土壤調查結果顯示,廣東省珠江三角洲近40%的農田菜地土壤遭重金屬污染,其中10%屬嚴重超標。由于土壤重金屬污染具有隱蔽性、不可逆性和持久性,對生態環境和人類健康影響深遠,所以土壤重金屬污染問題越來越受到人們的關注和重視。
一、土壤質量的涵義與土壤重金屬污染
根據聯合國糧食及農業組織(FAO)相關專家對土壤質量的定義,結合國內外尤其是美國、澳大利亞、歐盟等一些國家學者對土壤質量的普遍看法,所謂土壤的質量,與土壤中的重金屬含量是決不可能畫上等號的。我們不能認為土壤中重金屬的含量低就認定土壤的質量高,反之亦然。根據對土壤質量的比較權威的定義,土壤的質量并不就是指土壤的質地,也不是指土壤為植物提供P、N、K等一些營養成分的能力,而是指能夠支撐農產品的生產能力、保護生態環境、保護動物以及人類的健康與保護食品的安全等綜合能力。FAO對土壤質量的定義主要是從測定土壤的生物、物理和化學性質的大概100多種指標而來。其中生物參數的指標是比較重要的。也就是說,代表土壤的生命活力主要是土壤中生物以及生物的多樣性,其中土壤中的生物多樣性就是土壤質量的核心組成,也就是土壤質量的內涵。
土壤具有同化和代謝外界環境進入土體的物質的能力,也就是常說的自凈能力。當土壤中重金屬的含量超過土壤的自凈能力或者明顯高于土壤環境基準或土壤環境標準,并引起土壤環境質量的惡化,這就是土壤重金屬污染。
二、土壤中重金屬污染的危害
(1)在自然生態系統中,大氣環境、水環境和土壤環境的物質循環聯系緊密,土壤的污染物會隨著土層的遷移與地表徑流,從而污染地下水、地表水,也會污染其他新的土壤,甚至會通過揮發產生大氣污染。
(2)土壤中的重金屬污染讓緊張的耕地越來越短缺。由重金屬污染造成土壤質量下降而導致耕地面積的減少,更加劇了對我國耕地紅線的沖擊。目前這種情況并沒有出現減緩的趨勢。
(3)重金屬污染物通過影響土壤中某些微生物的數量與活性,從而影響土壤的活性。另外,重金屬污染物大多對生物具有一定的毒害作用,因此土壤重金屬的含量對農作物的產量有很大的影響,甚至會導致農作物的減產,所以土壤的重金屬污染影響到農業生產的可持續發展。
(4)大多數重金屬污染物難以降解,在生態系統中,生物富集現象顯著,將直接或間接危害到處于食物鏈頂端的人類的身體健康。
(5)土壤的重金屬污染物在遷移和轉化的過程中,除了濃度的累積,毒性也可能會增加,例如汞的生物甲基化,這更加劇了土壤污染帶來的危害。
三、土壤重金屬污染的來源
(1)污灌。在缺水地區,污水灌溉解決了農用供水不足的問題,起著保證農作物產量的作用,同時也帶來了土壤污染及地下水污染等問題。
(2)化肥、農藥以及塑料薄膜的大量使用。不合理的農藥和化肥的使用會使土壤被重金屬所污染,某些化肥含有過量的重金屬Zn、Cd、Pb等。農用塑料薄膜釋出的Cd、Pb也會造成土壤重金屬污染
(3)大氣的沉降。工廠排放的煙氣、粉塵等氣體污染物經大氣環流擴散,以干、濕的沉降方式進入到水體與土壤中。
(4)含重金屬固體廢棄物。工業廢棄物、礦產的開采與冶煉產生的廢渣、涉重金屬企業污水處理系統產生的污泥等含重金屬危險廢物是土壤重金屬污染的主要來源。
(5)交通運輸的污染。交通運輸中重金屬的污染來源于汽車排放的尾氣及輪胎磨損產生粉塵。
四、政府對防治土壤中重金屬污染采取的措施
(1)提高涉重金屬建設項目的準入門檻,有效控制新增污染源。對不符合產業布局、行業發展規劃、環保規劃的建設項目堅決不予上馬。符合產業政策的涉重金屬項目實行入園建設、統一規劃布局、統一管理。
(2)摸清管理轄區地域,特別是農作物產地土壤質量狀況,強化土壤重金屬污染物的跟蹤監測,劃分種植功能區,對超標受污染的土壤進行修復。落實環保目標責任考核、行政問責制度,對超標區域實行掛牌督辦、區域限批。
(3)推行清潔生產,加快涉重金屬行業轉型升級。通過實施清潔生產審核,從源頭上削減重金屬污染物的排放,提高資源利用效率,減少污染物末端治理的壓力。
(4)加密對涉重金屬企業污染物排放情況的監督性監測,對國控、省控重點企業至少每兩月監測一次。強化企業自行監測,適時推行涉重金屬污染源、重點流域在線監測監控。
(5)加強環境監管,嚴格環境執法。嚴厲打擊涉重金屬行業違法排污行為,對環保設施運行不正常、偷排、超標超總量排放等環保違法行為從嚴處罰,嚴格執行含重金屬危險廢物轉移聯單制度。
五、治理土壤中重金屬污染的方法
(1)生物修復法。這種方法主要是通過一些特殊的微生物與植物把土壤中的重金屬利用新陳代謝的作用去除或者轉化其形態,降低重金屬的毒性,使土壤得到一定程度的凈化。
(2)熱處理方法。熱修復處理法的原理其實就是運用了污染物的熱揮發性,利用高頻電壓所產生出來的電磁波,把土壤進行加熱,使土壤中的污染物能夠解吸出來,由此達到修復的目的。該方法對重金屬汞的治理效果顯著。
(3)排土、客土和水洗法。排土就是剝去表層受污染的土壤,客土就是在被污染的土壤上覆蓋未受污染的土壤。水洗法是通過清水灌溉稀釋或洗去重金屬離子從而降低重金屬污染物的含量。
(4)化學修復方法。這個方法是利用某些化合物與土壤中的重金屬反應所形成的絡合物,很容易和酸根離子發生反應產生沉淀的特點,通過投加一些改良劑到土壤里來降低土壤中重金屬的遷移性,減少其含量,從而達到修復以及治理土壤的目的。
六、結束語
土壤中重金屬污染問題隱蔽、危害大,難以治理。國土資源部曾公開表示,中國每年有1200萬噸糧食遭到重金屬污染,直接經濟損失超過200億元。經濟發達地區普遍存在著土壤重金屬污染問題。隨著產業轉移,一些東部地區的高能耗、高污染項目開始往中西部省份轉移,中西部欠發達地區的土壤環境也面臨著重金屬污染的威脅。近年來頻繁見報的重金屬污染事故,時刻警醒著人們要重視土壤中的重金屬污染的問題。
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