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【關(guān)鍵詞】:大氣顆粒物、重金屬污染、來(lái)源、控制建議
一般來(lái)說(shuō),大氣顆粒物重金屬污染物是很難被降解的,因此,當(dāng)人體吸入這種污染物時(shí),就會(huì)造成人體出現(xiàn)各種功能障礙,嚴(yán)重時(shí)甚至?xí)?dǎo)致人體出現(xiàn)各種疾病。在大氣顆粒物重金屬污染物中很多元素對(duì)于人體都能嚴(yán)重傷害,有的元素甚至具有致癌的能力。我國(guó)近年來(lái),經(jīng)常出現(xiàn)這種污染的情況,并且現(xiàn)在不管是國(guó)家、政府還是個(gè)人對(duì)于大氣顆粒物重金屬污染物都有一定的認(rèn)識(shí),但是由于對(duì)污染的控制技術(shù)還不夠,因此,我國(guó)目前還沒(méi)有建立起對(duì)大氣顆粒物重金屬污染進(jìn)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(lái)源以及相關(guān)的控制建議,以期使得我國(guó)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(lái)源
我國(guó)近年來(lái)的大氣顆粒物重金屬污染情況越來(lái)越嚴(yán)重,主要的原因有;首先,重工企業(yè)的污染。有研究顯示,一些鋼鐵行業(yè)的重金屬排放量是很驚人的。另外在鋼鐵生產(chǎn)的過(guò)程中,燒結(jié)工藝的使用也會(huì)產(chǎn)生大量的重金屬污染物,這對(duì)于大氣顆粒物中的重金屬含量是一個(gè)很大的影響,并且通過(guò)一些鋼鐵生產(chǎn)企業(yè)的重金屬排放已經(jīng)成為了大氣顆粒物重金屬污染物的主要來(lái)源,如圖一。而我國(guó)是一個(gè)鋼鐵的生產(chǎn)大國(guó),每一年的鋼鐵生產(chǎn)量已經(jīng)達(dá)到全世界鋼鐵生產(chǎn)總量的一半以上,并且很多的重工企業(yè)都位于一些人口稠密、經(jīng)濟(jì)發(fā)展的城市周邊。因此,由重工企業(yè)造成的重金屬污染情況已經(jīng)不容忽視。[2]
其次,城市機(jī)動(dòng)車尾氣排放也是重金屬污染的重要來(lái)源,如圖二。一般來(lái)說(shuō),機(jī)動(dòng)車排放重金屬的主要方式有以下幾種:機(jī)動(dòng)車輛在行駛過(guò)程中所產(chǎn)生的汽車尾氣、車輛行駛過(guò)程中所造成的揚(yáng)塵、機(jī)動(dòng)車燃料中所添加的化學(xué)物、機(jī)動(dòng)車油中所添加的化學(xué)物、輪胎磨損所產(chǎn)生的重金屬污染以及機(jī)動(dòng)車的配件磨損之后所造成的重金屬排放。這幾種方式是機(jī)動(dòng)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(yè)以及機(jī)動(dòng)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(yè)以及有色金屬的冶煉等等。但是就目前來(lái)看,對(duì)于我國(guó)的大氣顆粒物重金屬污染的治理情況還很不樂(lè)觀,缺乏對(duì)重金屬污染進(jìn)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(lái),我國(guó)的大氣顆粒物重金屬污染嚴(yán)重,但是就目前來(lái)看,還沒(méi)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(wèn)題提出一些控制建議,以期達(dá)到良好的控制效果,從而減輕我國(guó)的大氣顆粒物重金屬污染的程度??偟膩?lái)說(shuō),控制建議有以下幾點(diǎn):首先,對(duì)于我國(guó)大氣顆粒物重金屬污染展開(kāi)詳細(xì)的調(diào)查監(jiān)測(cè),對(duì)于我國(guó)重金屬的具體情況以及區(qū)域特征都進(jìn)行詳細(xì)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(jù)。其次,對(duì)于對(duì)大氣顆粒物重金屬污染源進(jìn)行詳細(xì)的摸查,對(duì)于一些重化工企業(yè)更是要進(jìn)行重點(diǎn)監(jiān)測(cè),并且對(duì)于機(jī)動(dòng)車尾氣及其他方式帶來(lái)的重金屬污染也要進(jìn)行重點(diǎn)監(jiān)測(cè)。另外,對(duì)于大氣中的重金屬排放量也要進(jìn)行精確合理的測(cè)算,從而使得我國(guó)大氣顆粒物重金屬排放量被詳細(xì)了解,從而對(duì)于我國(guó)重金屬排放量進(jìn)行有效的控制。[4]再次,在技術(shù)方面,要給予治理重金屬污染有力的技術(shù)支持,從監(jiān)測(cè)技術(shù)到治理技術(shù)都要進(jìn)行積極的開(kāi)發(fā),使其是和重金屬污染治理的需要。第四點(diǎn),對(duì)于大氣顆粒物重金屬排放量制定一個(gè)詳細(xì)的標(biāo)準(zhǔn),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(gè)可控范圍之內(nèi)。最后,積極開(kāi)展節(jié)能減排工作。我國(guó)近年來(lái)也在積極開(kāi)展節(jié)能減排工作,力圖使得我國(guó)的環(huán)境污染得到改善,并且我國(guó)的節(jié)能減排工作也取得了一定的成果,但是在節(jié)能減排工作開(kāi)展的過(guò)程中,也出現(xiàn)了許多不容忽視的問(wèn)題,如很多企業(yè)把節(jié)能減排僅僅當(dāng)做一句口號(hào),并沒(méi)有具體去貫徹這個(gè)工作。因此,在今后的工作中,要注重對(duì)于節(jié)能減排工作的落實(shí)情況,改變能源的結(jié)構(gòu),對(duì)于大氣顆粒物重金屬排放進(jìn)行控制,進(jìn)而使得我國(guó)的重金屬污染情況得到切實(shí)改善。
結(jié)語(yǔ):
通過(guò)對(duì)我國(guó)重金屬污染來(lái)源的分析,提出了幾條對(duì)重金屬污染進(jìn)行控制的建議,以期我國(guó)的重金屬污染情況可以得到切實(shí)改善,減少霧霾等極端惡劣天氣的出現(xiàn),保證人民群眾的生命財(cái)產(chǎn)安全。
作者簡(jiǎn)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(xué)歷: 本科,研究方向:地球化學(xué)
參考文獻(xiàn)
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摘 要:一直以來(lái),治理土壤中的重金屬污染都是全球各國(guó)亟待解決的一項(xiàng)難題。當(dāng)前我國(guó)土壤重金屬污染問(wèn)題相對(duì)較為嚴(yán)峻,且引發(fā)這一問(wèn)題的因素相對(duì)也比較復(fù)雜。而此種污染問(wèn)題的出現(xiàn),不僅會(huì)對(duì)生物的生長(zhǎng)帶來(lái)極大的危害,還會(huì)降低作物的總產(chǎn)量,并對(duì)人的生命健康造成極大的威脅。對(duì)此,本文以土壤的重金屬污染為立足點(diǎn),通過(guò)對(duì)我國(guó)土壤污染現(xiàn)狀和危害的分析,從而就緩解和解決土壤污染問(wèn)題的策略展開(kāi)研究。
關(guān)鍵詞:土壤重金屬污染;危害;修復(fù)技術(shù)
中圖分類號(hào):X53 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A DOI:10.11974/nyyjs.20170230224
就土壤本身來(lái)看,其之所以會(huì)產(chǎn)生重金屬污染,主要是因?yàn)槿祟愒诨顒?dòng)期間將重金屬物質(zhì)帶入到土壤內(nèi)部,使得土壤內(nèi)的重金屬含量增多,破壞生態(tài)環(huán)境。隨著農(nóng)村人口數(shù)量的增長(zhǎng)和農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中對(duì)化肥和農(nóng)藥使用量的增加,導(dǎo)致土壤中有害物含量增多,自身生態(tài)結(jié)構(gòu)和環(huán)境質(zhì)量被破壞。其中,重金屬是對(duì)土壤生態(tài)結(jié)構(gòu)影響最大的一種元素。為了重塑土壤生態(tài)結(jié)構(gòu),提高土壤內(nèi)部環(huán)境質(zhì)量,解決土壤存在的重金屬污染問(wèn)題勢(shì)在必行。
1 土壤污染現(xiàn)狀和危害
1.1 重金屬污染現(xiàn)狀
在2005年到2013年的12月,我國(guó)土地管理局第一次開(kāi)展了有關(guān)全國(guó)土壤污染情況的調(diào)查研究。按照我國(guó)在2014年由國(guó)土資源部和環(huán)保部共同的有關(guān)《全國(guó)土壤污染狀況調(diào)查公報(bào)》所公示的調(diào)查結(jié)果看:當(dāng)前我國(guó)土壤生態(tài)環(huán)境的狀況整體來(lái)講十分嚴(yán)峻,特別是重金屬污染問(wèn)題,更是極為嚴(yán)重。在我國(guó)一些廢棄工礦所在區(qū)域的周邊位置,土壤的重金屬污染問(wèn)題十分的突出。其中,我國(guó)有16.1%的土壤,重金屬污染總超標(biāo)率相對(duì)較重,11.2%超標(biāo)率屬于輕微范圍;而輕度超標(biāo)率和中度以上的超標(biāo)率分別達(dá)到了2.3%和2.6%。
1.2 重金屬污染的危害
同其他土壤污染類型相比,重金屬污染本身的隱匿性、長(zhǎng)期性、不可逆性較強(qiáng),且這種污染問(wèn)題一旦出現(xiàn),則很難消逝。一旦重金屬污染存在于土壤中,不僅很難被移動(dòng),還會(huì)長(zhǎng)時(shí)間滯留在其產(chǎn)生區(qū)域,不斷污染周邊土壤。與此同時(shí),重金屬污染物不僅無(wú)法被微生物有效降解,還會(huì)借助植物、水等介質(zhì),被動(dòng)植物所吸收,而后進(jìn)入到人類食物鏈之中,對(duì)人體健康a生威脅。從具體的情況來(lái)看,重金屬污染主要存在以下幾種危害類型:對(duì)作物生產(chǎn)造成不利影響。因?yàn)橹亟饘傥廴疚镌谕寥琅c作物系統(tǒng)遷移的過(guò)程中,會(huì)對(duì)作物正常的生長(zhǎng)發(fā)育和生理生化產(chǎn)生直接影響,從而降低作物的品質(zhì)與產(chǎn)量。例如,鎘屬于對(duì)植物生長(zhǎng)危害性較大的重金屬,如果土壤鎘含量較高,植物葉片上的葉綠素結(jié)構(gòu)就會(huì)被破壞,根系生長(zhǎng)被抑制,阻礙根系吸收土壤中的養(yǎng)分與水分,降低產(chǎn)量;會(huì)對(duì)人體生命健康帶去影響。土壤中存在的重金屬污染物可以借助食物鏈對(duì)人體健康造成危害。例如,汞進(jìn)入人體后被直接沉入到肝臟中,破壞大腦的視神經(jīng)。
2 解決重金屬污染問(wèn)題的方法
2.1 工程治理法
所謂的工程治理法,是通過(guò)利用化學(xué)或者是物理學(xué)中的相關(guān)原理,對(duì)土壤中的重金屬污染問(wèn)題展開(kāi)有效治理的一種方法?,F(xiàn)階段,工程治理法主要包括了熱處理法、淋洗法與電解法等[1]。在眾多重金屬污染處理方法中的處理效果更好、處理工藝的穩(wěn)定性更高。但該項(xiàng)方法處理過(guò)程和處理工藝復(fù)雜,需要花費(fèi)的成本高,且經(jīng)過(guò)該方法處理后的土壤,其本身的肥力會(huì)有所降低。
2.2 生物治理法
該方法指的是借助生物在生長(zhǎng)過(guò)程中的一些習(xí)性,來(lái)達(dá)到改良、抑制、適應(yīng)重金屬污染的目的。在該項(xiàng)治理方法中最為常見(jiàn)的就是微生物、植物和動(dòng)物治理法。生物治理是利用鼠類和蚯蚓等動(dòng)物能夠吸收重金屬的特性;植物治理則是利用植物積累到一定程度可以清除重金屬污染,對(duì)重金屬具有忍耐力的特質(zhì)。工程治理法相比,生物治理方式投資相對(duì)較小、管理便利、對(duì)環(huán)境破壞性小等優(yōu)勢(shì),但治理時(shí)間較長(zhǎng)[2]。
2.3 化學(xué)治理法
化學(xué)治理法是通過(guò)向已經(jīng)被重金屬污染的土壤中投入適量的抑制劑和改良劑等其他化學(xué)物質(zhì)的方式,增加有機(jī)質(zhì)、陽(yáng)離子等在土壤中代換量和粘粒含量,來(lái)改變被污染土壤電導(dǎo)、Eh、pH等其他理化性質(zhì),使重金屬可以通過(guò)還原、氧化、拮抗、吸附、沉淀、抑制等化學(xué)作用被有效消除[3]。
3 結(jié)束語(yǔ)
在社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平不斷提升,重金屬對(duì)土壤污染程度逐漸加深的今天,對(duì)重金屬污染現(xiàn)狀,以及其可能會(huì)造成的危害等問(wèn)題展開(kāi)細(xì)致的分析與研究,并利用工程、生物、化學(xué)等方式來(lái)有效的緩解和治理土壤當(dāng)前存在的重金屬嚴(yán)重污染問(wèn)題,能夠?qū)ξ覈?guó)土壤的生態(tài)環(huán)境和內(nèi)部結(jié)構(gòu)進(jìn)行重構(gòu),為我國(guó)城市發(fā)展和社會(huì)建設(shè)提供充足的土壤資源。
參考文獻(xiàn)
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土壤重金屬污染研究進(jìn)展
重金屬有多種不同的定義。在環(huán)境化學(xué)領(lǐng)域中,重金屬是指比重大于4或5的金屬。重金屬污染物不但包括生物毒性顯著的汞、鎘、鉛、鉻和類金屬砷,還包括毒性較弱的重金屬鋅、銅、鈷、鎳、錫、釩等重金屬元素。土壤重金屬污染隱蔽性強(qiáng)、毒性大、難降解且能沿食物鏈富集,是人們優(yōu)先考慮去除的污染物。
1污染來(lái)源
土壤重金屬污染來(lái)源大體可以分為工業(yè)來(lái)源、農(nóng)業(yè)來(lái)源、交通來(lái)源。
1.1工業(yè)來(lái)源。煤和石油等化石燃料燃燒釋放大量含有重金屬的有害氣體和粉塵,工廠排放的煙氣、粉塵等氣體污染物經(jīng)大氣環(huán)流擴(kuò)散,以干、濕的沉降方式進(jìn)入到水體與土壤中,造成土壤重金屬污染。工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程如采礦、選礦、礦物加工等排放的廢水、廢氣、廢渣是土壤中汞、鉛、鎘、砷等重金屬污染的主要來(lái)源。
1.2農(nóng)業(yè)來(lái)源。主要來(lái)源于農(nóng)田污水灌溉、污泥利用,化肥、有機(jī)肥、農(nóng)藥和殺蟲劑的濫用以及塑料薄膜的大量使用等。農(nóng)用物資施用和農(nóng)業(yè)污灌是農(nóng)田土壤中汞、鉻、砷、銅、鋅等重金屬污染的重要來(lái)源。
1.3城市交通來(lái)源。主要來(lái)源于汽車排放的尾氣及輪胎磨損產(chǎn)生的粉塵。汽油、油的燃燒和發(fā)動(dòng)機(jī)及其他鍍金部件磨損可釋放出鉛、鎘、銅、鋅等重金屬粉塵。
2污染危害
重金屬一旦進(jìn)入土壤,就很難被微生物降解或者從土壤中去除,因此重金屬對(duì)土壤的理化性質(zhì)、生物特性和微生物群落結(jié)構(gòu)都產(chǎn)生重大危害。受到重金屬污染的土壤,其物理結(jié)構(gòu)和化學(xué)性質(zhì)都會(huì)發(fā)生變化,危害極大。
2.1導(dǎo)致經(jīng)濟(jì)損失。土壤的重金屬污染會(huì)造成耕地面積持續(xù)減少、土壤質(zhì)量下降和生物毒害增多,導(dǎo)致農(nóng)作物大幅度減產(chǎn),從而影響到糧食供給、農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展和區(qū)域經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)。
2.2危害人體健康。酸雨、土壤添加劑等外界環(huán)境條件的變化,提高了土壤中重金屬的活性和生物有效性,使得重金屬較易被植物吸收利用,重金屬污染物難以降解,直接或間接地危害到處于食物鏈頂端的人類的身體健康,引發(fā)骨痛病、兒童血鉛、高血壓、心腦血管,癌癥等疾病。
2.3導(dǎo)致其他污染。土壤受到污染后,含重金屬濃度較高的污染表土容易在水力和風(fēng)力的作用下分別進(jìn)入到水體和大氣中,導(dǎo)致水污染、大氣污染和其他衍生環(huán)境問(wèn)題。
3治理途徑
重金屬污染土壤的治理途徑主要有兩種:一種是將重金屬污染物清除,削減土壤重金屬總量;另一種是固化土壤重金屬,降低其遷移性和生物可利用性,削減有效態(tài)重金屬含量。具體來(lái)講包括工程措施,化學(xué)措施,農(nóng)業(yè)措施和生態(tài)措施。
3.1工程措施。工程措施包括排土、客土和淋洗等方法。排土法剝離表層受污染的土壤,客土法是在被污染的土壤上覆蓋未被污染的土壤,淋洗法是通過(guò)清水灌溉稀釋或洗去重金屬離子。工程措施效果較為徹底,能使耕作層土壤中重金屬的濃度降至臨界濃度以下,或減少重金屬污染物與植物根系的接觸來(lái)控制危害。
3.2化學(xué)措施。第一,通過(guò)添加表面活性劑、有機(jī)螯合劑等一系列調(diào)控措施,改良土壤的理化性狀,提高土壤重金屬的生物有效性,使其易于被其他植物吸收,以達(dá)到修復(fù)土壤的目的。第二,通過(guò)添加固化材料,降低重金屬的遷移性和生物有效性。
3.3農(nóng)業(yè)措施。農(nóng)業(yè)措施是因地制宜的修正和完善耕作管理制度來(lái)減輕重金屬的危害,或者在受污染土壤上種植不進(jìn)入食物鏈的植物。農(nóng)業(yè)措施適合治理中、輕度受污染土壤。
3.4生物措施。生物措施:一是通過(guò)生物作用改變重金屬在土壤中的化學(xué)形態(tài),使重金屬固定或解毒,降低其在土壤環(huán)境中的移動(dòng)性和生物可利用性;二是通過(guò)生物吸收、代謝達(dá)到對(duì)重金屬的削減、凈化與固定作用。通過(guò)一些特殊的微生物與植物、動(dòng)物去除或者轉(zhuǎn)化土壤中的重金屬,降低重金屬的毒性。
3.4.1微生物修復(fù)。微生物修復(fù)技術(shù)主要有兩種:原位修復(fù)技術(shù)和異位修復(fù)技術(shù)。受到重金屬污染的土壤,往往富集多種耐重金屬的真菌和細(xì)菌,微生物可通過(guò)多種作用方式降低土壤中重金屬的毒性。
3.4.2植物修復(fù)。植物修復(fù)是利用植物吸收、富集、降解或固定土壤中重金屬離子或其他污染物,以降低或消除污染程度,修復(fù)土壤。
3.4.3動(dòng)物修復(fù)。動(dòng)物修復(fù)是利用土壤中的某些鼠類等低等動(dòng)物吸收土壤中的重金屬。例如在受重金屬污染的土壤中放養(yǎng)蛆蟲,待其富集重金屬后,采用電激、灌水等方法驅(qū)出蛆蟲集中處理。
4展望
土壤重金屬污染來(lái)源趨于多樣化、綜合性,對(duì)人類的危害也日趨嚴(yán)重。在未來(lái)很長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)重金屬污染仍將是我國(guó)所面臨的重大環(huán)境問(wèn)題之一,迫切需要解決。但對(duì)于不同種類、不同性質(zhì)的重金屬污染事件,應(yīng)將物理、化學(xué)、生物等修復(fù)手段綜合應(yīng)用以便更好地治理土壤重金屬污染,同時(shí)研制復(fù)合材料,已解決土壤重金屬?gòu)?fù)合污染的問(wèn)題。
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關(guān)鍵詞:礦山 重金屬 生物修復(fù)
礦產(chǎn)資源是人類生產(chǎn)和生活的基本源泉之一,是社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要基礎(chǔ),我國(guó)目前95%的能源和80%的原材料是依靠開(kāi)發(fā)礦產(chǎn)資源來(lái)提供的,因此我國(guó)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展離不開(kāi)礦業(yè),但是礦業(yè)又是個(gè)污染相當(dāng)大的行業(yè)。隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展,礦山的開(kāi)采不斷加大,礦山的開(kāi)采伴隨著很多環(huán)境問(wèn)題的產(chǎn)生,破壞了自然生態(tài)環(huán)境,其中礦業(yè)廢水中含有大量的重金屬,對(duì)環(huán)境污染嚴(yán)重,污染水源,對(duì)人體健康構(gòu)成威脅。因此必須有效地處理礦山固廢以及廢水。
1、礦山重金屬的來(lái)源
金屬礦山開(kāi)發(fā)的開(kāi)采、選洗、冶煉都會(huì)向環(huán)境中排放重金屬元素,原生硫化物礦床在開(kāi)采利用過(guò)程中,廢棄的硫化物經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期的自然氧化、雨水淋濾而導(dǎo)致重金屬元素大量進(jìn)入礦區(qū)。硫化礦物的氧化反應(yīng)速率除與反應(yīng)時(shí)間、溫度、硫化礦物的含量、種類有關(guān)外,還與外界環(huán)境如氧氣、水、生物活動(dòng)特別是氧化鐵桿菌等有關(guān)。固體廢物的風(fēng)化可以導(dǎo)致重金屬元素的淋濾釋放,特別是鉛鋅礦、汞鉈礦在開(kāi)采利用過(guò)程中,尾礦廢石中的鉛、鋅、砷、鉈以及伴生組分如鎘、鉻、銅在地表水的沖洗和雨水的淋濾下進(jìn)入土壤并累積起來(lái)。
土壤中重金屬元素的遷移分布行為受到土壤pH值、有機(jī)質(zhì)、礦物組成、陽(yáng)離子代換量等性質(zhì)的制約,如鉈在土壤中的含量與有機(jī)質(zhì)含量有明顯的正相關(guān)性,而與土壤中的粘土礦物含量呈負(fù)相關(guān)性。通常情況下,表層土壤中含鉈量較高,深層土壤與土壤下伏的基巖中含鉈量低,錳礦物對(duì)重金屬元素有著強(qiáng)烈的固定作用,這使得重金屬元素在土壤中的含量明顯高于河流沉積物。
2、重金屬的危害分析
重金屬在土壤一植物系統(tǒng)中遷移直接影響到植物的生理生化和生長(zhǎng)發(fā)育,從而影響作物的產(chǎn)量和質(zhì)量。當(dāng)土壤被重金屬污染后,重金屬在土壤中累積,當(dāng)達(dá)到一定程度便會(huì)對(duì)作物產(chǎn)生不良影響,不僅影響作物的產(chǎn)量和品質(zhì),而且通過(guò)食物鏈最終影響人類健康。如鉛能傷害人的神經(jīng)系統(tǒng),特別對(duì)幼兒的智力發(fā)育有極其不良的影響;鎘的毒性很大,在人體內(nèi)蓄積會(huì)引起泌尿系統(tǒng)功能變化,還會(huì)影響骨骼發(fā)育,如1955年發(fā)生在日本神通川地區(qū)的“痛痛病”,就是因?yàn)樵摰貐^(qū)的土壤一植物系統(tǒng)受到鎘的污染;1953年日本水俁氮肥廠的乙酸乙醛反應(yīng)管排出含有氯化甲基汞的汞渣流入水體,有毒物質(zhì)被魚、蝦、貝類食人后,由食物鏈進(jìn)人人體,導(dǎo)致了“水俁事件”的發(fā)生。在中國(guó),隨著污灌面積不斷擴(kuò)大,土壤重金屬的污染問(wèn)題日趨嚴(yán)重,如沈陽(yáng)、蘭州、桂林、萍鄉(xiāng)等地重金屬污染均較明顯;湖南株洲的冶煉廠和化工廠附近地區(qū)的重金屬汞、鎘、鉛的含量均超標(biāo),對(duì)人和家禽健康危害很大。土壤重金屬污染對(duì)人類健康造成的威脅已引起世界各國(guó)科學(xué)工作者的普遍關(guān)注,對(duì)其治理成為目前研究的難點(diǎn)和熱點(diǎn)。
3、礦山重金屬污染的生物修復(fù)技術(shù)
生物修復(fù),指一切以利用生物為主體的環(huán)境污染的治理技術(shù)。它包括利用植物、動(dòng)物和微生物吸收、降解、轉(zhuǎn)化土壤中的污染物,使污染物的濃度降低到可接受的水平,或?qū)⒂卸居泻Φ奈廴疚镛D(zhuǎn)化為無(wú)害的物質(zhì),也包括將污染物穩(wěn)定化,以減少其向周邊環(huán)境的擴(kuò)散。這是一種利用各種天然生物過(guò)程而發(fā)展起來(lái)的現(xiàn)場(chǎng)處理各種環(huán)境污染的技術(shù),生物修復(fù)的處理費(fèi)用比較低,而且對(duì)環(huán)境的影響也比較小、生物處理的效率相對(duì)也比較高。
3.1植物修復(fù)
植物修復(fù)技術(shù)是利用植物提取、吸收、分解、轉(zhuǎn)化或固定土壤、沉積物、污泥或地表、地下水中有毒有害污染物技術(shù)的總稱,也就是將某種特定的植物種植在重金屬污染的土壤上,而該種植物對(duì)土壤中的污染元素具有特殊的吸收富集能力,將植物收獲并進(jìn)行妥善處理后即可將該種重金屬移出土體,達(dá)到污染治理與生態(tài)修復(fù)的目的。植物提取是目前研究最多并且最有前景的方法。目前發(fā)現(xiàn)的具有超累積能力的植物約400多種。植物提取技術(shù)首先要篩選出超累積植物,植物提取利用植物從土壤中吸收金屬污染物,并在植物地上部分富集對(duì)植物體收獲后進(jìn)行處理,從而降低了土壤中重金屬的含量。
植物修復(fù)技術(shù)目前已經(jīng)廣泛地應(yīng)用于對(duì)土壤重金屬污染的治理,但是在運(yùn)用的過(guò)程中產(chǎn)生了很多的問(wèn)題,比如植物修復(fù)技術(shù)并不能從根本上消除重金屬污染的問(wèn)題,而是將重金屬?gòu)耐寥乐形栈蛭降街参矬w內(nèi)或根部.然而如何防止富集在植物中的重金屬重新流入到環(huán)境和食物鏈中,怎樣有效的處理植物中的重金屬以及防止產(chǎn)生二次污染等。
3.2微生物修復(fù)
除了植物修復(fù)技術(shù)外,重金屬污染的處理措施還包括有微生物技術(shù)。土壤重金屬污染的微生物修復(fù)是利用微生物的生物活性對(duì)重金屬的親和吸附或轉(zhuǎn)化為低毒產(chǎn)物,從而降低重金屬的污染程度。在長(zhǎng)期受某種重金屬污染的土壤上,生存著數(shù)量眾多的、能適應(yīng)重金屬污染的環(huán)境并能氧化或還原重金屬的微生物類群。對(duì)于某些重金屬污染的土壤,可以利用微生物對(duì)重金屬進(jìn)行固定、移動(dòng)或轉(zhuǎn)化,改變它們?cè)诃h(huán)境中的遷移特性和形態(tài),從而進(jìn)行生物修復(fù)。微生物主要通過(guò)生物吸附和富集作用、溶解和沉淀作用、氧化還原作用和菌根真菌與土壤重金屬的生物有效性關(guān)系對(duì)土壤中重金屬活性產(chǎn)生影響。
3.3動(dòng)物修復(fù)
土壤中的某些低等動(dòng)物(如蚯蚓和鼠類)能吸收土壤中的重金屬,因而能一定程度地降低污染土壤中重金屬的含量。隨著生物技術(shù)和基因工程技術(shù)的發(fā)展,土壤生物修復(fù)技術(shù)研究與應(yīng)用將不斷深入并走向成熟,特別是微生物修復(fù)技術(shù)、植物生物修復(fù)技術(shù)的綜合運(yùn)用將為有毒、難降解、有機(jī)物污染土壤的修復(fù)帶來(lái)希望。
4、結(jié)論
酸性礦山廢水和尾礦是造成礦山重金屬污染的主要原因,因此,在以后的礦山重金屬污染研究中,測(cè)定礦區(qū)有毒、有害重金屬元素的總量及其在不同環(huán)境介質(zhì)中的賦存相態(tài),區(qū)分重金屬元素的來(lái)源及其在礦區(qū)的運(yùn)移途徑;綜合利用重金屬元素污染的評(píng)價(jià)方法,從環(huán)境地球化學(xué)工程學(xué)的原理和方法出發(fā),加大礦山重金屬元素的污染治理和生態(tài)修復(fù)工作等方面還有很大的發(fā)展空間。
參考文獻(xiàn):
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[2]楊先偉,張滿滿,王潤(rùn)沛,陳龍雨.礦山重金屬污染及植物修復(fù)研究進(jìn)展;2010年第21期
【關(guān)鍵詞】土壤重金屬污染 特點(diǎn) 評(píng)價(jià)方法 危害與治理
重金屬具有不易分解、易積聚的特點(diǎn)。如何科學(xué)地對(duì)土壤重金屬污染進(jìn)行評(píng)價(jià),是污染治理的重要前提,以下就土壤重金屬的污染及其評(píng)價(jià)方法進(jìn)行分析。
一、土壤重金屬污染的成因及特點(diǎn)
土壤是人類社會(huì)賴以存在和發(fā)展的根本前提,是最重要的基礎(chǔ)資源。隨著近現(xiàn)代工業(yè)的飛速發(fā)展,土壤中沉積了越來(lái)越多的廢棄污染物。工業(yè)生產(chǎn)、居民生活垃圾的不合理處置以及礦產(chǎn)開(kāi)采等,都會(huì)帶來(lái)土壤重金屬污染。從化學(xué)理論角度來(lái)講,98%以上的金屬都屬于重金屬,從環(huán)境保護(hù)學(xué)領(lǐng)域來(lái)講,土壤重金屬污染中的重金屬主要包括汞、鉛、鋅、砷和鎳等。
1、土壤重金屬污染的成因。(1)自然原因。土壤重金屬的形成不是單方面作用的結(jié)果,而是受多方面因素影響,在不同時(shí)期,其主要影響因素又不同。土壤形成初始時(shí)期,其重金屬含量受成土母質(zhì)的影響較大,母質(zhì)中的重金屬含量及組成直接決定了土壤重金屬的值。隨著土壤的發(fā)育,母質(zhì)對(duì)其重金屬值的影響逐漸減弱。與此同時(shí),生物殘落物的影響逐漸增強(qiáng),受生物個(gè)體差異影響,其殘落物也呈現(xiàn)出多樣化的特點(diǎn),對(duì)土壤重金屬組成的影響程度也各不相同。大氣沉降,如火山爆發(fā)、森林火災(zāi)等可能使許多重金屬漂浮于空中,其中一些被植物葉片吸收,進(jìn)而被微生物分解進(jìn)入土壤,從而改變土壤的重金屬含量與構(gòu)成。(2)人為原因。研究人員對(duì)近30年的土壤重金屬污染原因進(jìn)行統(tǒng)計(jì),分析發(fā)現(xiàn)隨著工業(yè)化程度的不斷加深,人類活動(dòng)已經(jīng)逐漸上升成為土壤重金屬污染的主要來(lái)源。具體來(lái)講,人類活動(dòng)又突出表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面:首先廢氣、煙塵等大氣污染。城市化進(jìn)程的加快在反映國(guó)民物質(zhì)生活水平提升的同時(shí)也帶來(lái)一系列環(huán)境問(wèn)題,城市交通、工業(yè)生產(chǎn)等向大氣排放大量廢氣、煙塵,造成大氣污染,通過(guò)大氣沉降,這些物質(zhì)進(jìn)入土壤,造成土壤重金屬污染。經(jīng)調(diào)查研究發(fā)現(xiàn),工礦生產(chǎn)集中區(qū)域、城市道路、鐵路周圍,土壤重金屬污染往往格外嚴(yán)重。其次化肥農(nóng)藥在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的使用。為了縮短農(nóng)作物生長(zhǎng)周期,現(xiàn)代農(nóng)業(yè)生產(chǎn)常會(huì)選擇使用化肥農(nóng)藥,大量化肥與農(nóng)藥的使用在帶來(lái)生產(chǎn)效益的同時(shí),也將其中所含的重金屬物質(zhì)帶入了農(nóng)作物與土壤,造成土壤重金屬污染,影響人體健康。再次水體污染。受水資源分布不均因素影響,在部分地區(qū),農(nóng)田灌溉需要引入工業(yè)廢水和生活污水,這些未經(jīng)合理處置的污水進(jìn)入到農(nóng)田,造成土壤重金屬污染,由于污染水體中含有大量重金屬物質(zhì),通過(guò)污水灌溉產(chǎn)生的土壤重金屬危害破壞性更大,極易造成循環(huán)性水土污染。最后其他活動(dòng)。含重金屬的工業(yè)廢棄物,城市居民生活垃圾的堆放,金屬礦山酸性廢水的排放等也會(huì)造成土壤的重金屬污染。
2、土壤重金屬污染的特點(diǎn)。依據(jù)化學(xué)金屬元素相關(guān)理論,重金屬性質(zhì)穩(wěn)定,極難被微生物降解,一旦進(jìn)入土壤造成重金屬污染,勢(shì)必對(duì)農(nóng)作物的品質(zhì)和產(chǎn)量產(chǎn)生較大影響,加之其潛伏周期長(zhǎng),通過(guò)食物鏈的“生物富集效應(yīng)”嚴(yán)重影響動(dòng)物和人體的健康。有研究表明,低濃度的汞在小麥萌發(fā)初期能起到促進(jìn)生長(zhǎng)作用,但隨著時(shí)間的延長(zhǎng),最終表現(xiàn)為抑制作用;砷有劇毒,可致癌;鎘會(huì)危害人體的心腦血管。歸納起來(lái),重金屬污染有以下幾個(gè)特點(diǎn):(1)潛伏周期長(zhǎng),污染具有隱蔽性;(2)性質(zhì)穩(wěn)定,污染具有難降解性;(3)相互作用,污染具有協(xié)同性、擴(kuò)散性。因此,重金屬污染又有“化學(xué)定時(shí)炸彈”之稱。
三、土壤重金屬污染的評(píng)價(jià)方法
1、單因子指數(shù)法。借助綜合指數(shù)法,可以對(duì)受測(cè)區(qū)域的重金屬污染情況進(jìn)行分級(jí),指出土壤中污染最大的因素,但無(wú)法判定出不同元素對(duì)土壤污染的影響差別。根據(jù)這一方法計(jì)算出來(lái)的污染指數(shù)只能反映各種重金屬元素對(duì)土壤的污染程度,而無(wú)法精確反映污染的質(zhì)變特征。
2、污染負(fù)荷指數(shù)法。該指數(shù)是由評(píng)價(jià)區(qū)域所包含的主要重金屬元素構(gòu)成,它能夠直觀地反映各個(gè)重金屬對(duì)污染的貢獻(xiàn)程度,以及金屬在時(shí)間,空間上的變化趨勢(shì).由Tomlinson等人提出污染負(fù)荷指數(shù)的同時(shí)提出了污染負(fù)荷指數(shù)的等級(jí)劃分標(biāo)準(zhǔn)和指數(shù)與污染程度之間的關(guān)系,通過(guò)計(jì)算得打各重金屬的污染負(fù)荷指數(shù)及可以得到各個(gè)功能區(qū)和該市的污染程度.
3、潛在生態(tài)危害指數(shù)分析。重金屬元素是具有潛在危害的重要污染物,潛在生態(tài)危害指數(shù)法作為土壤重金屬污染評(píng)價(jià)的方法之一,它不僅考慮土壤重金屬含量,還將重金屬的生態(tài)效應(yīng)、環(huán)境效應(yīng)與毒理學(xué)聯(lián)系在一起,是土壤重金屬評(píng)價(jià)領(lǐng)域廣泛應(yīng)用的科學(xué)方法
4、GIS技術(shù)在土壤重金屬污染評(píng)價(jià)中的運(yùn)用。GIS是由計(jì)算機(jī)硬件、軟件及不同方法組成的系統(tǒng),通過(guò)該系統(tǒng),能夠?qū)崿F(xiàn)空間數(shù)據(jù)的采集、管理、處理、分析與建模,以解決復(fù)雜的規(guī)劃和管理類問(wèn)題。通過(guò)GIS技術(shù),將不同類型的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理變換,根據(jù)客觀需求對(duì)其進(jìn)行空間分析和統(tǒng)計(jì),最終建立各種應(yīng)用模型,以便為研究決策提供依據(jù)。在對(duì)土壤重金屬污染進(jìn)行研究時(shí),常利用GIS 技術(shù)的計(jì)算與圖形顯示功能,對(duì)受測(cè)區(qū)域指定采樣點(diǎn)進(jìn)行插值分析,實(shí)現(xiàn)土壤圖數(shù)字化,建立空間與屬性數(shù)據(jù)庫(kù),最終繪出污染物空間分布圖,為土壤污染治理提供參考依據(jù)。
三、重金屬污染土壤的危害與治理
土壤是人類賴以生存的最基本的自然資源之一,但現(xiàn)階段嚴(yán)重的土壤污染,通過(guò)多種途徑直接或間接地威脅人類安全和健康,開(kāi)展城市環(huán)境質(zhì)量評(píng)價(jià),日益成為人類關(guān)注的焦點(diǎn)。
當(dāng)土壤中的重金屬含量達(dá)到一定程度,不僅會(huì)導(dǎo)致土壤污染、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)收益下降,通過(guò)徑流,還會(huì)對(duì)水體(地表水、地下水)產(chǎn)生淋失作用,污染水資源、破壞水文環(huán)境;借助大氣沉降,極易形成大氣污染與水污染、土壤污染的“死循環(huán)”,進(jìn)而影響人體健康。
根據(jù)重金屬污染的隱蔽性、不可逆性及長(zhǎng)期性等特點(diǎn),與大氣污染、水污染等環(huán)境問(wèn)題相比,土壤污染的治理難度更大?,F(xiàn)行的重金屬污染土壤治理主要有生物法、化學(xué)法、工程治理法等方法,就目前科學(xué)技術(shù)發(fā)展形勢(shì)來(lái)看,在治理方案設(shè)計(jì)上尚未形成統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn),在實(shí)際操作中,不同的地理環(huán)境在方法的選用上存在區(qū)別,使用的技術(shù)也多種多樣。從總體上來(lái)講,治理污染土壤首先應(yīng)查明污染成因,以《土壤環(huán)境監(jiān)測(cè)技術(shù)規(guī)范》為指導(dǎo),對(duì)污染區(qū)域進(jìn)行實(shí)地分層采樣調(diào)查,一般將受污染區(qū)域分為“污染源區(qū)”、“保護(hù)區(qū)”和“超標(biāo)污染區(qū)”三個(gè)區(qū)域。無(wú)論采用何種方式,在對(duì)土壤污染進(jìn)行治理時(shí),應(yīng)注意因地制宜,結(jié)合受污染區(qū)域的土質(zhì)情況、土地使用性質(zhì)與功能、重金屬污染物含量與構(gòu)成等特點(diǎn),對(duì)治理效果、時(shí)間、經(jīng)費(fèi)等作出合理預(yù)期和科學(xué)規(guī)劃,選擇最佳方案。
結(jié)束語(yǔ)
隨著社會(huì)發(fā)展,各行各業(yè)對(duì)重金屬資源的需求與日俱增,與此同時(shí),由生產(chǎn)而產(chǎn)生的重金屬?gòu)U棄物也逐漸增多,這些未能及時(shí)處理的廢棄物作用于土壤,一旦其重金屬含量超標(biāo),就會(huì)對(duì)土壤造成嚴(yán)重污染,進(jìn)而破壞生態(tài)平衡。
參考文獻(xiàn):
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