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重金屬的污染現(xiàn)狀精選(九篇)

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重金屬的污染現(xiàn)狀

第1篇:重金屬的污染現(xiàn)狀范文

【關(guān)鍵詞】水環(huán)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(rèn)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(nèi)排入的重金屬物質(zhì),無法結(jié)合自凈能力將其凈化,而最終導(dǎo)致水體的性質(zhì)、組成等發(fā)生改變,影響水體內(nèi)生物生長,并對人的健康、生活產(chǎn)生不良影響的,即屬于水環(huán)境重金屬污染。在工業(yè)、農(nóng)業(yè)快速發(fā)展的同時,許多污染物被排入河流內(nèi),其中也包含重金屬,最終導(dǎo)致水質(zhì)惡化,也由此產(chǎn)生了一系列嚴(yán)重后果。不論是在何種環(huán)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(nèi),并結(jié)合食物鏈不斷富集,最終進(jìn)入人體,對人體健康產(chǎn)生危害,這類污染物也是對人體產(chǎn)生最大危害的一種污染物[1]。

1、目前我國水環(huán)境中重金屬污染的現(xiàn)狀

1.1我國水環(huán)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(qū)的北江、亦或是武漢的東湖、連云港的排淡河、山東地區(qū)的膠州灣、長春的松花江等,都體現(xiàn)出了極為顯著的重金屬污染特征。

1.2我國水環(huán)境中重金屬污染大多為復(fù)合污染

對比國家相關(guān)的水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)來看,山東曲阜的大沂河、包頭段黃河內(nèi),均出現(xiàn)了極為嚴(yán)重的Cu等重金屬的污染。Cd污染,則主要出現(xiàn)在香港的四大重點(diǎn)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(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)(GB3838-2002)的Ⅲ類水標(biāo)準(zhǔn),而對比Ⅲ類水標(biāo)準(zhǔn)后可以發(fā)現(xiàn),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(huán)境的鹽度及pH值等有關(guān)

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(nèi)則不會出現(xiàn)較高的金屬含量;若鹽度偏低,則恰好相反。當(dāng)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(xiàn)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(yuǎn)未達(dá)到國家制定的相關(guān)地表水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn);對比河段水中的重金屬含量來看,沉積物內(nèi)的重金屬含量則明顯偏高。在巢湖湖區(qū)、支流沉積物內(nèi)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(tài)風(fēng)險較高

處于第二松花江中下游區(qū)域的沉積物,其重金屬含量目前已達(dá)到中等偏強(qiáng)的生態(tài)風(fēng)險等級,且主要為Cd以及Hg。長江口表層水體內(nèi)存在的類金屬以及重金屬,就采樣點(diǎn)位來看,重金屬含量相對較低,但仍有潛在風(fēng)險存在。香港重點(diǎn)河流,基本都面臨生態(tài)危害,有個別區(qū)域目前的生態(tài)危害已相對較強(qiáng)。此外,水量、季節(jié)的變化等,也都會導(dǎo)致水環(huán)境內(nèi)重金屬含量產(chǎn)生變化。

2、水環(huán)境中重金屬的檢測技術(shù)方法研究與發(fā)展

因?yàn)椴徽撌侨梭w、還是環(huán)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(guān)鍵。當(dāng)前,對重金屬進(jìn)行檢測的方法主要有:電化學(xué)法、光譜法等。

2.1電化學(xué)分析法

結(jié)合電極上、溶液內(nèi)物質(zhì)的化學(xué)性質(zhì),由此形成的一種分析方法,即為電化學(xué)分析法。結(jié)構(gòu)簡單、小巧、操作便捷,都是該方法的主要優(yōu)點(diǎn),能夠進(jìn)行連續(xù)、自動化分析,分析方法較為準(zhǔn)確、便捷[4]。具體方法包括如下:

2.1.1伏安法和極譜法

結(jié)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(jìn)行分析,其區(qū)別在于:前者運(yùn)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(nèi)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(yōu)勢,能夠在現(xiàn)場、在線運(yùn)用,同時也可實(shí)現(xiàn)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(jìn)行測定,由此結(jié)合濃度以及電極電位的關(guān)系,實(shí)現(xiàn)物質(zhì)濃度的測定。該方法的優(yōu)點(diǎn)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?qū)崿F(xiàn)快速測定、操作相對簡單,因此連續(xù)化、自動化也可實(shí)現(xiàn)。

2.1.3電導(dǎo)分析法

結(jié)合對溶液電導(dǎo)值的測量,獲得其中離子濃度的方法,即被認(rèn)為是電導(dǎo)分析法,大致可分為兩種,分別是電導(dǎo)滴定法以及直接電導(dǎo)法。其優(yōu)勢在于便捷、快速,后者的靈敏度相對較高,缺點(diǎn)則是電導(dǎo)值的測定,為所有電導(dǎo)的總和,而不能對其中具體離子的含量進(jìn)行測定和區(qū)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(jìn)行吸收,由此得以激發(fā),當(dāng)原子被激發(fā)以后,結(jié)合該過程發(fā)射出特定波長的光輻射,即原子熒光。在相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)條件下,不論熒光類型是什么,其輻射強(qiáng)度均與被分析物質(zhì)的原子濃度為正比關(guān)系,按照波長分布可開展定性分析。這種方法的選擇性較強(qiáng)、靈敏度相對較高,方法相對簡單。其欠缺之處在于,應(yīng)用范圍并不廣泛,因?yàn)樵S多物質(zhì)的熒光產(chǎn)生,需要結(jié)合試劑加入才能實(shí)現(xiàn)[6]。另外,還需要深入的對化合物結(jié)構(gòu)、熒光產(chǎn)生過程的關(guān)系進(jìn)行探究。

2.2.2原子發(fā)射光譜法

結(jié)合電激發(fā)、熱激發(fā)之下,試樣內(nèi)的不同離子、原子發(fā)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(fā)射光譜法。其優(yōu)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(zhǔn)確度存在影響。其缺陷在于,設(shè)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(nèi)上述元素的化合物狀態(tài),則無法確定。

2.2.3原子吸收光譜法

以蒸汽相內(nèi)被測元素的基態(tài)粒子為基礎(chǔ),測定原子共振輻射的吸收強(qiáng)度、被測元素含量的一種方式,即為原子吸收光譜法。火焰原子吸收光譜法的檢測限可達(dá)到10-9g/L,石墨爐原子吸收光譜法的檢測限可達(dá)到10-10~10-14g/L[7]。此種方式的優(yōu)勢在于:良好的選擇性、較高的準(zhǔn)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?zé)暨M(jìn)行更換,對不同元素的測定,則需要對不同的元素?zé)暨M(jìn)行更換,無法完成同時對各類元素的測定,若試樣相對復(fù)雜,則會產(chǎn)生嚴(yán)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(dāng)前應(yīng)用的AES光源中,應(yīng)用最為廣泛的當(dāng)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(yōu)勢,干擾相對較少、分析速度相對較快、較寬的線性范圍,能實(shí)現(xiàn)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(jìn)行定量、定性分析。其缺陷在于,操作以及設(shè)備費(fèi)用相對較高,就部分元素而言,也不存在顯著優(yōu)勢。

2.2.5質(zhì)譜法

通過對待測物質(zhì)進(jìn)行分子到帶電粒子的轉(zhuǎn)化,結(jié)合交變電場、穩(wěn)定磁場的利用,讓上述粒子可結(jié)合質(zhì)量大小的順序排序,并對此進(jìn)行分離,形成具備一定規(guī)則,同時能夠檢測的質(zhì)量譜,即為質(zhì)譜法。和其他方式對比來看,這種方法具有如下優(yōu)勢:動態(tài)范圍相對寬泛、分析精密度相對較高、可同時對多種元素進(jìn)行測定,其能夠精確的對同位素信息進(jìn)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(yīng)用依然以研究領(lǐng)域?yàn)橹?,并且,在預(yù)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(guān)檢測方法,伴隨著檢測技術(shù)的逐漸發(fā)展,也在檢測水環(huán)境重金屬方面,發(fā)揮了越來越關(guān)鍵的作用。

3、結(jié)論

重金屬污染能夠不斷富集,并最終對動植物、人體以及環(huán)境產(chǎn)生一定負(fù)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(yè)污染是重金屬污染的主要來源,企業(yè)的排放要達(dá)標(biāo),管理要嚴(yán)格,最為關(guān)鍵的是當(dāng)前國家的管理機(jī)制尚未健全,仍需繼續(xù)完善。在水環(huán)境監(jiān)測工作方面,重金屬檢測工作能夠?yàn)榇颂峁┮欢ㄒ罁?jù)。近年來,伴隨著多種分析儀器的開發(fā),重金屬檢測也逐步體現(xiàn)出準(zhǔn)確性、靈敏度高等優(yōu)勢。各類檢測方法都具備各自的特點(diǎn)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(yùn)用,但就處理樣品以及檢測進(jìn)程來看,相對復(fù)雜,因此若想實(shí)現(xiàn)在線、現(xiàn)場檢測,則相對困難,不論是使用儀器、還是安裝設(shè)備,都具有較高要求。

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第2篇:重金屬的污染現(xiàn)狀范文

關(guān)鍵詞 土壤;重金屬污染;現(xiàn)狀;修復(fù)技術(shù)

中圖分類號 X53 文獻(xiàn)標(biāo)識碼 A 文章編號 1007-5739(2013)09-0229-03

重金屬是指比重大于5.0 g/cm3的金屬元素,包括Cu、Zn、Ni、Pb、Cr、Cd、Hg、As、Fe、Mn、Mo、Co等。通常自然界中重金屬元素的背景值很低,其暴露不會對周圍環(huán)境造成影響。但由于工業(yè)生產(chǎn)規(guī)模擴(kuò)大,城鎮(zhèn)化迅速發(fā)展,在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中,污水灌溉和化肥、農(nóng)藥的使用量加大,導(dǎo)致土壤系統(tǒng)中重金屬不斷累積,明顯高于其背景值,從而惡化了生態(tài)環(huán)境的質(zhì)量,并通過食物鏈直接危害人體健康。據(jù)統(tǒng)計,全世界平均每年排放Hg約1.5萬t,Cu 340萬t,Pb 500萬t,Mn 1500萬t,Ni 100萬t[1]。隨著重金屬污染問題的日益突出,土壤污染防治工作已在“十一五”期間被提上中國環(huán)境保護(hù)工作的重要議程,并成為第1個“十二五”國家規(guī)劃。針對上述情況,筆者結(jié)合我國土壤重金屬污染的現(xiàn)狀,對當(dāng)前土壤重金屬污染的修復(fù)技術(shù)及其作用機(jī)理進(jìn)行分析,并總結(jié)其各自的優(yōu)勢與不足,以期為綜合治理土壤重金屬污染提供參考依據(jù)。

1 我國土壤重金屬污染現(xiàn)狀

我國面臨著相當(dāng)嚴(yán)峻的土壤重金屬污染問題。農(nóng)業(yè)部調(diào)查數(shù)據(jù)顯示[2],我國約140萬hm2的農(nóng)業(yè)用地采用污水灌溉,受到重金屬污染的土地面積占污染總面積的64.8%。據(jù)有關(guān)資料表明,我國重金屬污染的農(nóng)業(yè)土地面積為2 500 hm2左右,導(dǎo)致糧食減產(chǎn)逾1 000萬t,并造成1 200萬t以上的糧食被重金屬污染,將各項(xiàng)經(jīng)濟(jì)損失進(jìn)行合計,至少高于200億元[3]。污染土地中,嚴(yán)重污染面積占8.4%,中度污染面積占9.7%,輕度污染面積占46.7%。Hg 和Cd 的污染面積最大。如上海農(nóng)田耕層土壤Hg、Cd含量增加了50%,江西大余縣污灌引起的Cd污染面積達(dá)5 500 hm2,沈陽張士灌區(qū)Cd污染面積達(dá)2 533 hm2。我國農(nóng)田土壤污染除Cd、Hg污染外,Pb、As、Cr和Cu的污染也比較嚴(yán)重。以保定市污水灌區(qū)為例,其Zn、Cu、Pb、Cd的檢出超標(biāo)率分別達(dá)到100.0%、27.5%、50.0%、87.5%[4]。此外,我國菜地土壤重金屬污染也較為嚴(yán)重[5-7]。廣州市蔬菜地Pb污染最為普遍,As污染次之;重慶近郊蔬菜基地土壤重金屬Hg和Cd出現(xiàn)超標(biāo),超標(biāo)率分別為6.7%和36.7%;珠三角地區(qū)近40%菜地重金屬污染超標(biāo),其中10%屬嚴(yán)重超標(biāo)。近年來,由于工業(yè)“三廢”、機(jī)動車廢氣和生活垃圾等污染物的排放,我國城市土壤普遍受到不同程度的重金屬污染,主要污染元素為Pb、Cd、Hg。且城市土壤中大部分重金屬污染含量普遍高于郊區(qū)農(nóng)村土壤,并具有明顯的人為富集特點(diǎn)[8]。

2 土壤重金屬污染修復(fù)技術(shù)

2.1 物理修復(fù)

物理修復(fù)是指通過各種物理過程將污染物從土壤中去除或分離的技術(shù),主要包括土壤淋洗法、工程措施法、電熱修復(fù)法等。

2.1.1 土壤淋洗法。該方法是應(yīng)用最多、應(yīng)用最早、技術(shù)最成熟的物理修復(fù)方法。采用淋洗液(包括無機(jī)溶液清洗劑、復(fù)合清洗劑、清水、表面活性劑、有機(jī)酸及其鹽清洗劑、螯合劑等)對土壤進(jìn)行淋洗,使固相重金屬轉(zhuǎn)化為液相,重金屬從土壤中轉(zhuǎn)移到廢水,再通過對廢水進(jìn)行回收處理,從而實(shí)現(xiàn)土壤的修復(fù)。Wasay et al[9]研究發(fā)現(xiàn),EDTA和DTPA能有效地去除土壤中Hg以外的重金屬元素,同時也提取出大量土壤營養(yǎng)元素。土壤淋洗法簡便、成本低、處理量大、見效快,適用于大面積重度污染土壤治理,尤其是輕質(zhì)土和砂質(zhì)土。但這種方法在去除重金屬的同時,易造成地下水污染及土壤養(yǎng)分流失。因此,既能提取各種形態(tài)重金屬又不破壞土壤結(jié)構(gòu)的淋洗液,將為該方法修復(fù)重金屬污染土壤提供廣闊的應(yīng)用前景。

2.1.2 工程措施法。該方法是較為經(jīng)典和傳統(tǒng)的土壤重金屬污染修復(fù)方法,包括深耕翻土、換土、客土等。深耕翻土與污土混合,或者通過換土和客土等手段,可以使土壤中重金屬的含量有效降低,從而降低其對植物的毒害。不同的方式適宜于不同污染程度的土壤,重污染區(qū)的土壤宜使用換土和客土方法改良,而輕度污染的土壤則適宜于采用深耕翻土的方法進(jìn)行修復(fù)。工程措施法的優(yōu)勢在于效果穩(wěn)定和徹底,但是也存在一定的不足,如費(fèi)用高、工程量大、易降低土壤肥力和破壞土壤結(jié)構(gòu),還有換出的污染土壤也存在二次污染的隱患,應(yīng)妥善處理。據(jù)報道,對1 hm2面積的污染土壤進(jìn)行客土治理,每1 m深土體需耗費(fèi)高達(dá)800萬~2 400萬美元[10]。因此,工程措施不是一種理想的污染土壤修復(fù)方法。

2.1.3 電熱修復(fù)法。該方法利用高頻電壓產(chǎn)生電磁波,再通過電磁波作用而產(chǎn)生熱能,從而促使土壤中揮發(fā)性重金屬得以分離,實(shí)現(xiàn)土壤的修復(fù)和改良。目前,該方法適用于修復(fù)受Hg或Se等可揮發(fā)性重金屬污染的土壤。有研究表明,采用該法可使砂性土、黏土、壤土中Hg含量分別從15 000、900、225 mg/kg降至107、112、115 μg/kg,回收的Hg蒸氣純度達(dá)99%[11-12]。這種方法雖然操作簡單、技術(shù)成熟,但能耗大、操作費(fèi)用高,也會影響土壤有機(jī)質(zhì)和水分含量,引起土壤肥力下降,同時重金屬蒸氣回收時易對大氣造成二次污染。

2.2 化學(xué)修復(fù)

化學(xué)修復(fù)也是一種原位修復(fù)技術(shù),即通過向重金屬污染土壤中添加改良劑,以調(diào)節(jié)和改變土壤的理化性質(zhì),使重金屬發(fā)生沉淀、吸附、拮抗、離子交換、腐殖化和氧化還原等一系列化學(xué)反應(yīng),降低其在土壤中的遷移性和被植物所吸收的可能性,從而達(dá)到治理和修復(fù)污染土壤的目的。常用的改良劑有石灰性物質(zhì)[13-15]、磷酸鹽化合物[16-17]、硅酸鹽化合物[18]、金屬及其氧化物[19-20]、黏土礦物[21-23]、有機(jī)質(zhì)[24-26]等,其作用機(jī)理見表1。這種方法雖然簡單易行,但其不足在于它只是改變了重金屬在土壤中的存在形態(tài),卻沒有把重金屬從土壤中真正分離出來,如果土壤環(huán)境發(fā)生變化,容易造成其再度活化,引起“二次污染”。

2.3 生物修復(fù)

生物修復(fù)是利用生物(主要是微生物、植物和動物)的新陳代謝作用吸收去除土壤中的重金屬或使重金屬形態(tài)轉(zhuǎn)化,降低毒性,凈化土壤。該方法是運(yùn)用生物技術(shù)治理污染土壤的一種新方法,具體包括微生物修復(fù)法、植物修復(fù)法、動物修復(fù)法等。由于該方法效果好、易于操作,日益受到人們的重視,已成為污染土壤修復(fù)研究的熱點(diǎn)。

2.3.1 微生物修復(fù)。該方法是通過微生物進(jìn)行作用,將土壤中重金屬元素進(jìn)行沉淀、轉(zhuǎn)移、吸收、氧化還原等,從而對污染土壤進(jìn)行修復(fù)。如檸檬酸菌能夠與Cd形成CdHPO4沉淀;無色桿菌、假單胞菌能夠使亞砷酸鹽氧化成砷酸鹽,從而降低As的轉(zhuǎn)移和毒性;還有些微生物能夠把劇毒的甲基汞降解為毒性小、可揮發(fā)的單質(zhì)Hg[3]。盡管微生物修復(fù)引起極大重視,但大多數(shù)技術(shù)仍局限在科研和實(shí)驗(yàn)室水平,很少有實(shí)例報道。但隨著分子生物學(xué)的發(fā)展,一些如細(xì)菌表面展示技術(shù)、噬菌體抗體庫技術(shù)、酵母表面展示技術(shù)等[27],有望在治理土壤重金屬污染中發(fā)揮重要作用。

2.3.2 植物修復(fù)。植物修復(fù)廣義上是指利用植物提取、吸收、分解、轉(zhuǎn)化、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;狹義上是指利用耐性和超富集植物將污染土壤中的重金屬濃度降低到可接受的水平。根據(jù)其修復(fù)過程和機(jī)理,植物修復(fù)法可分為以下4種:①根部過濾[28],即通過耐性植物根系對重金屬的吸收并保持在根部。常用的植物有水生植物、半水生植物以及個別陸生植物,如向日葵、耐鹽野草、寬葉香蒲等。該法多應(yīng)用于修復(fù)水體的重金屬污染。②植物穩(wěn)定[29],即利用植物根際的一些特殊物質(zhì),使土壤中污染物轉(zhuǎn)化為相對無害物質(zhì)的方法。常用的植物有印度芥菜、油菜、楊樹、苧麻等。該法多應(yīng)用于治理廢棄礦場和重金屬污染嚴(yán)重地區(qū)。③植物揮發(fā)[30],即利用植物吸收土壤中的重金屬,并將其轉(zhuǎn)化為可揮發(fā)狀態(tài),通過植物葉片等部位揮發(fā)出去,以降低土壤中重金屬的含量。常用的植物有印度芥菜以及濕地上的一些植物。該法多應(yīng)用于修復(fù)污染土壤中含有揮發(fā)性的重金屬(如Hg、Se等),但易造成大氣污染。④植物提取[31],即利用超富集植物從土壤中吸取重金屬,并將其轉(zhuǎn)移、貯存到地上部,然后通過收獲,從而達(dá)到去除污染土壤中重金屬的目的。目前,已發(fā)現(xiàn)超富集植物有700種以上,且廣泛分布于約50科中,并主要集中在十字花科。該法適用面廣,對于修復(fù)多種重金屬污染土壤均有效。

植物修復(fù)法成本低,對環(huán)境擾動小,能綠化環(huán)境,具有良好的社會、經(jīng)濟(jì)、環(huán)境綜合效益,適用于大規(guī)模污染土壤的修復(fù),屬于真正意義上的綠色修復(fù)技術(shù)。但該方法也有一定的缺點(diǎn):一是超富集植物生長緩慢,常受土壤類型、氣候、水分、營養(yǎng)等環(huán)境條件限制,導(dǎo)致修復(fù)污染較嚴(yán)重土壤的周期長;二是修復(fù)過程局限在超富集植物根系所能伸展的范圍內(nèi);三是超富集植物只能積累某一種重金屬,而土壤污染大多是重金屬的復(fù)合污染;四是超富集植物需收割并作為廢棄物妥善處置,將對生物多樣性存在一定的威脅。

2.3.3 動物修復(fù)。動物修復(fù)是利用土壤中的某些低等動物(如蚯蚓等)吸收重金屬的特性,在一定程度上降低受污染土壤的重金屬比例,以達(dá)到修復(fù)重金屬污染土壤的目的。有研究表明[32],蚯蚓在其耐受濃度范圍內(nèi),對重金屬的富集量隨著重金屬濃度的增加而增加,同時對重金屬的選擇性受其體內(nèi)酶的影響。但這種修復(fù)方法不足在于低等動物吸收重金屬后可能再次釋放到土壤中,造成二次污染。

2.4 農(nóng)業(yè)生態(tài)修復(fù)

農(nóng)業(yè)生態(tài)修復(fù)是近幾年新興的修復(fù)技術(shù),它是通過改變耕作制度、調(diào)整作物品種、調(diào)控土壤化學(xué)環(huán)境(包括土壤pH值、水分、氧化還原電位等)、改變土地利用類型、增施有機(jī)肥(堆肥、廄肥、植物秸稈等)、控施化肥等措施,以減輕重金屬對土壤的危害[33]。我國在這一方面研究較多[34-36],并取得了一定的成效。這種方法具有投資少、無副作用等特點(diǎn),適用于中輕度污染土壤,但也存在修復(fù)周期較長、效果不太顯著等不利因素。

3 結(jié)語

綜上所述,目前重金屬污染土壤的修復(fù)技術(shù)很多,但就單一技術(shù)來看,任何一種修復(fù)技術(shù)都有其局限性,難以達(dá)到預(yù)期效果,進(jìn)而無法大力推廣。而且土壤重金屬污染修復(fù)作為一項(xiàng)系統(tǒng)工程,不僅需要土壤學(xué)、植物生理學(xué)、遺傳學(xué)、環(huán)境工程學(xué)、分子生物學(xué)等多個學(xué)科的共同努力,還需要多種修復(fù)技術(shù)的綜合應(yīng)用,即將物理修復(fù)、化學(xué)修復(fù)、生物修復(fù)科學(xué)地結(jié)合起來,取長補(bǔ)短,才能達(dá)到更好的效果。

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第3篇:重金屬的污染現(xiàn)狀范文

【關(guān)鍵詞】重金屬污染;現(xiàn)狀;存在問題;對策

0.引言

重金屬污染指由重金屬或其化合物造成的環(huán)境污染,在礦產(chǎn)開采、加工、冶煉等過程中不可避免的會產(chǎn)生一些廢水、廢氣、含重金屬廢物等,如不妥善處置必將會對環(huán)境造成不利影響。隨著我國工業(yè)化進(jìn)程加快,近年來長期積累的重金屬污染問題開始逐漸顯露,從浙江湖州市血鉛超標(biāo)事件,陜西鳳翔兒童鉛超標(biāo)事件,甘肅徽縣群體性血鉛超標(biāo)事件及重金屬污染“鎘米”等等,可見重金屬污染已影響到我們的生活環(huán)境。

1.白銀市重金屬污染現(xiàn)狀

白銀市重金屬污染主要集中于白銀區(qū)。白銀區(qū)位于白銀市西部,黃河上游中段,是白銀市的政治、經(jīng)濟(jì)和文化中心,是我國重要的有色金屬基地之一和甘肅省重要的能源化工基地,素有“銅城”之名。長期的礦產(chǎn)開采、加工以及工業(yè)化進(jìn)程中積累形成的重金屬污染問題十分突出。

白銀市重金屬污染現(xiàn)狀調(diào)查和分析,以白銀區(qū)為基本數(shù)據(jù)單元,以2007年全國污染源普查數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)。

1.1廢水

2007年,全市含重金屬工業(yè)廢水產(chǎn)生總量為1271.6509萬噸,其中白銀區(qū)含重金屬工業(yè)廢水產(chǎn)生量為1168.2493萬噸。全市含重金屬工業(yè)廢水中汞、鎘、六價鉻、鉛、砷的產(chǎn)生量分別為480.41千克、164658.79千克、2437.14千克、175177.14千克和249796.93千克。2007年,全市含重金屬工業(yè)廢水排放量為752.0921萬噸,其中其中白銀區(qū)含重金屬工業(yè)廢水排放量為650.6993萬噸。全市含重金屬工業(yè)廢水中汞、鎘、鉻、鉛、砷的排放量分別為43.09千克、1997.5千克、90.44千克、6559.79千克和915.27千克。

1.2廢氣

2007年,全市含重金屬工業(yè)廢氣產(chǎn)生總量為1523727.142萬m3,其中白銀區(qū)廢氣產(chǎn)生量為1200496.02萬m3。全市含重金屬工業(yè)廢氣中汞、鎘、六價鉻、鉛、砷的產(chǎn)生量分別為0千克、24315.374千克、1780千克、7268067.51千克和101078.21千克。2007年,全市含重金屬工業(yè)廢氣的排放量為1513139.38萬m3,其中白銀區(qū)含重金屬廢氣排放量為1190204.08萬m3。全市含重金屬工業(yè)廢氣中汞、鎘、鉻、鉛、砷的產(chǎn)生量分別為0千克、4689千克、1780千克、483216千克和2069千克。

1.3固廢

2007年,全市含汞、鉻、鎘、鉛、砷的危險廢物產(chǎn)生量為1502686.45噸,白銀區(qū)產(chǎn)生量為1466163.77噸。其中綜合利用量為411709.82噸,白銀區(qū)綜合利用量為391506.72噸。處置量為39284.08噸,主要集中在白銀區(qū)。貯存量為1051692.58噸,主要集中在白銀區(qū),為1035373噸。含汞、鉻、鎘、鉛、砷的危險廢物的排放量均為0。

2.存在的主要問題

白銀市因礦設(shè)市,由于歷史原因,缺乏統(tǒng)一規(guī)劃,工業(yè)布局不合理,至今仍存在污染企業(yè)分散式發(fā)展。產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)不合理,結(jié)構(gòu)性污染突出,部分有色金屬企業(yè)還存在資源綜合利用率低、能耗高、生產(chǎn)工藝技術(shù)落后的問題。同時由于環(huán)境檢測基礎(chǔ)工作薄弱,重金屬環(huán)境質(zhì)量監(jiān)測技術(shù)能力不足滯后于污染防控的需求。

3.對策分析

3.1嚴(yán)格分區(qū),加大重點(diǎn)區(qū)域防控

目前白銀市涉重企業(yè)主要集中在白銀區(qū),目前分布有涉重企業(yè)5家。為此,作為白銀市重金屬污染防治的重點(diǎn)區(qū)域白銀區(qū),其重金屬污染防控工作應(yīng)從以下幾個方面著手進(jìn)行:

①查清現(xiàn)狀、清理遺留。白銀市是一座因礦設(shè)市的城市,伴隨著大規(guī)模礦產(chǎn)資源開發(fā),出現(xiàn)了主導(dǎo)優(yōu)勢資源枯竭、環(huán)境污染嚴(yán)重的突出問題。因此,必須要對重金屬污染現(xiàn)狀有一個清醒的認(rèn)識。目前應(yīng)積極著手對現(xiàn)狀進(jìn)行認(rèn)真分析,切實(shí)查清重金屬污染現(xiàn)狀,同時對區(qū)域內(nèi)遺留歷史問題進(jìn)行一次摸底排查,在此基礎(chǔ)上有針對性的制定污染防治工作技術(shù)路線和實(shí)施方案。

②分工明確、責(zé)任明確,落實(shí)白銀區(qū)重金屬污染防治工作的主體包括白銀市政府、白銀區(qū)政府、相關(guān)企業(yè)等三級機(jī)構(gòu)。三級主體應(yīng)具有明確的工作分工各負(fù)其責(zé)。其中市政府作為牽頭和責(zé)任主體,負(fù)責(zé)制定和落實(shí)重金屬污染防治規(guī)劃、相關(guān)政策和規(guī)定,進(jìn)行統(tǒng)籌規(guī)劃和把握;區(qū)政府主要職責(zé)是協(xié)助市政府督促企業(yè)認(rèn)真落實(shí)市政府制定的相關(guān)防治政策和措施。重金屬防治工作的絕大部分內(nèi)容會落實(shí)到相關(guān)的企業(yè)中,各相關(guān)企業(yè)應(yīng)積極響應(yīng)政府指定的各項(xiàng)污染防治政策。

③加大公眾參與的力度,在白銀市重點(diǎn)區(qū)域內(nèi)應(yīng)進(jìn)一步加強(qiáng)公眾參與工作,實(shí)現(xiàn)“群防群策”。普及相關(guān)知識,通過參觀、講座、設(shè)置展板、發(fā)放宣傳單等途徑讓公眾真正了解重金屬污染的一些基本知識,重金屬對人體的污染途徑、防范措施等;設(shè)置聯(lián)絡(luò),可在基層政府、企業(yè)、居民區(qū)等設(shè)置聯(lián)絡(luò)人,負(fù)責(zé)及時了解周邊各階層公眾的意見、建議和要求,并對公眾的意見定期進(jìn)行匯總、反饋,同時對國家、政府的有關(guān)政策進(jìn)行“上傳下達(dá)”,使得公眾意見有合理、合法的渠道及時的反映到有關(guān)部門和單位。

3.2 優(yōu)化結(jié)構(gòu),加大重點(diǎn)企業(yè)防控

針對白銀市重金屬污染防控的重點(diǎn)排污企業(yè),做好如下幾方面的工作:

①全面推行清潔生產(chǎn)審核。推行清潔生產(chǎn)審核是從源頭控制污染的有效手段之一,現(xiàn)有企業(yè)應(yīng)全部進(jìn)行強(qiáng)制清潔生產(chǎn)審核,所有涉重企業(yè)清潔生產(chǎn)水平必須達(dá)到國內(nèi)甚至國際先進(jìn)水平,否則應(yīng)立即進(jìn)行技術(shù)改造,以提高全行業(yè)的清潔生產(chǎn)水平,切實(shí)從源頭上防控重金屬污染。

②嚴(yán)格執(zhí)行行業(yè)準(zhǔn)入條件。以國家的有關(guān)產(chǎn)業(yè)政策、準(zhǔn)入條件等為依據(jù),依法堅決淘汰落后工藝,加快全行業(yè)在產(chǎn)能、工藝技術(shù)、污染防治水平等方面的改造升級步伐和速度。通過加快產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整、優(yōu)化產(chǎn)業(yè)布局等途徑,從根本上實(shí)現(xiàn)涉重行業(yè)的重點(diǎn)防控。

3.3 實(shí)施嚴(yán)格的重金屬污染源監(jiān)管

①加強(qiáng)對涉重企業(yè)污染源穩(wěn)定達(dá)標(biāo)排放監(jiān)管。對區(qū)內(nèi)涉重企業(yè)進(jìn)行加密監(jiān)管。對廢氣排放口、車間廢水排放口及企業(yè)總排口等,除按照監(jiān)測計劃定期進(jìn)行監(jiān)測外,還應(yīng)采取加密監(jiān)測、不定期抽查等措施增加污染物排放監(jiān)督性監(jiān)測和現(xiàn)場執(zhí)法檢查頻次,以敦促相關(guān)企業(yè)切實(shí)保障相關(guān)污染治理設(shè)施穩(wěn)定正常運(yùn)行,確保污染源穩(wěn)定達(dá)標(biāo)排放。

②加強(qiáng)日常監(jiān)管。應(yīng)進(jìn)一步加強(qiáng)涉重企業(yè)日常環(huán)境管理的規(guī)范化,要求做到:有專業(yè)管理機(jī)構(gòu)和人員、有完整的管理制度、有完整的污染治理設(shè)施運(yùn)行記錄(臺賬)、有持續(xù)的管理人員培訓(xùn)教育計劃、有規(guī)范的檔案管理。

3.4 加大重金屬綜合治理力度

①加強(qiáng)重金屬環(huán)境風(fēng)險應(yīng)急管理能力。在認(rèn)真分析總結(jié)重金屬環(huán)境風(fēng)險事故的發(fā)生特點(diǎn)、危害方式等的基礎(chǔ)上,制定嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹亟饘傥廴痉乐螒?yīng)急管理體系,應(yīng)包括重金屬風(fēng)險管理機(jī)構(gòu)、重金屬環(huán)境風(fēng)險應(yīng)急預(yù)案等。組織體系應(yīng)涵蓋政府、企業(yè)、員工及周邊群眾等層面,提高高危企業(yè)人員的污染隱患意識和環(huán)境風(fēng)險意識,進(jìn)一步明確責(zé)任,克服麻痹大意思想。

②積極推動深度治理,提高重金屬污染物的去除效率。在現(xiàn)有污染源全部實(shí)現(xiàn)達(dá)標(biāo)排放的基礎(chǔ)上,積極引進(jìn)先進(jìn)的污染治理技術(shù)和工藝,通過增加污染治理設(shè)施級數(shù)、改革工藝等手段實(shí)現(xiàn)重金屬污染物的深度處理,提高去除率、進(jìn)一步削減排放量。對積極主動對污染治理設(shè)施進(jìn)行深度處理技術(shù)改造的企業(yè),政府應(yīng)采取一定的鼓勵性政策,如低息貸款、減免稅收等。同時應(yīng)對那些設(shè)施陳舊、不能穩(wěn)定達(dá)標(biāo)排放的重污染企業(yè)以及可能存在環(huán)境安全隱患的企業(yè),進(jìn)行限期整改,問題嚴(yán)重的,堅決實(shí)行停產(chǎn)整頓。

3.5 加強(qiáng)重金屬環(huán)境監(jiān)管能力建設(shè)

①設(shè)立常規(guī)監(jiān)測點(diǎn)位。在白銀區(qū)東北涉重污染企業(yè)相對集中區(qū)域,按照相關(guān)技術(shù)規(guī)范的規(guī)定設(shè)立環(huán)境空氣、土壤、地下水、地表水、農(nóng)作物等常年固定監(jiān)測點(diǎn)位,定期進(jìn)行監(jiān)測,并對監(jiān)測結(jié)果進(jìn)行統(tǒng)計分析,及時掌握區(qū)內(nèi)重金屬污染動態(tài)變化情況。為重金屬環(huán)境污染防治工作提供可靠的基礎(chǔ)依據(jù)。

②及時建立監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)。重金屬污染環(huán)境監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)體系應(yīng)當(dāng)涵蓋當(dāng)?shù)卣?、環(huán)保監(jiān)測、疾病控制中心、農(nóng)林、國土等相關(guān)主管部門,形成全方位、多角度的監(jiān)控體系。對相關(guān)監(jiān)測資料應(yīng)逐步實(shí)現(xiàn)共享、相互印證,以便得出最終科學(xué)合理的結(jié)論。

③積極推廣人體健康普查。重金屬污染重點(diǎn)防控區(qū)域內(nèi)應(yīng)適時開展較為普遍的定期人體普查制度。普查對象應(yīng)涵蓋企業(yè)生產(chǎn)一線職工、周邊長住居民代表等,以便及時掌握周邊人群健康受影響狀況,并及時采取針對性防范措施。

【參考文獻(xiàn)】

第4篇:重金屬的污染現(xiàn)狀范文

[關(guān)鍵詞] 農(nóng)田土壤 重金屬污染 現(xiàn)狀 方法

[中圖分類號] S158.4 [文獻(xiàn)標(biāo)識碼] A [文章編號] 1003-1650 (2013)09-0037-02

土壤是由一層層厚度各異的礦物質(zhì)成分所組成的。土壤和母質(zhì)層的區(qū)別表現(xiàn)在形態(tài)、物理特性、化學(xué)特性以及礦物學(xué)特性等方面。由于地殼、大氣和生物圈的相互作用,土層由礦物和有機(jī)物混合組成。疏松的土壤微粒組合起來,形成充滿間隙的土壤形式。相對密度在4.5g/cm3以上的金屬稱作重金屬。土壤中的重金屬累積后對人體的危害相當(dāng)大,能引起人的頭痛、頭暈、失眠、健忘、神經(jīng)錯亂、關(guān)節(jié)疼痛、結(jié)石、癌癥(如肝癌、胃癌、腸癌和畸形兒)等。

一、土壤重金屬污染的定義

土壤重金屬污染是指由于人類活動,土壤中的微量金屬元素在土壤中的含量超過背景值,過量沉積而引發(fā)的問題統(tǒng)稱為土壤重金屬污染。過量重金屬可引起植物生理功能紊亂、營養(yǎng)失調(diào),此外汞、砷能減弱和抑制土壤中硝化、氨化細(xì)菌活動,影響氮素供應(yīng)。重金屬污染物在土壤中移動性很小,不易隨水淋濾,不為微生物降解,通過食物鏈進(jìn)入人體后,潛在危害極大。一些礦山在開采中尚未建立石排場和尾礦庫,廢石和尾礦隨意堆放,致使尾礦中富含難溶解的重金屬進(jìn)入土壤,加之礦石加工后余下的金屬廢渣隨雨水進(jìn)入地下水系統(tǒng),造成嚴(yán)重的土壤重金屬污染[1]。

二、重金屬污染物的來源

污染土壤的重金屬主要包括汞、鎘、鉛、鉻和類金屬砷等生物毒性顯著的元素,以及有一定毒性的鋅(Zn)、銅(Cu)、鎳(Ni)等元素。主要來自于固體廢物,如亂扔舊電池、電子線路板;工業(yè)選礦垃圾等的堆集;含重金屬的廢水未達(dá)標(biāo)排放,被污染地下或地表水徑流、滲透;重金屬粉塵的沉降等。如汞主要來自含汞廢水,鎘、鉛主要來自冶煉排放和汽車廢氣沉降,砷則來源于殺蟲劑、殺菌劑、殺鼠劑和除草劑。

三、土壤重金屬污染的特點(diǎn)

1.隱蔽性和滯后性

大氣污染、水體污染和廢棄物污染等一般通過感官就能發(fā)現(xiàn),而農(nóng)田土重金屬污染往往要通過對土壤樣品的分析化驗(yàn)、對農(nóng)作物殘留檢測,甚至通過研究人畜健康狀況后才能確定。因此農(nóng)田土重金屬污染從產(chǎn)生到問題出現(xiàn)通常會經(jīng)過較長的時間,并具有一定的隱蔽性。

2.不可逆性和難治理性

如果大氣和水體受到了污染,切斷污染源后通過稀釋作用和自凈化作用也可能會使污染問題逆轉(zhuǎn)。但是累積在農(nóng)田土中的難降解重金屬則很難靠稀釋作用和自凈化作用來加以消除。某些被重金屬污染的土壤可能需要 100~200年的時間才能恢復(fù)原狀。因此土壤重金屬污染一旦發(fā)生后通常很難治理,而且其治理成本比較高、治理周期也比較長。

3.表聚性

農(nóng)田土中的重金屬污染物大部分殘留于土壤耕層中,很少向土壤下層移動。這是由于土壤中存在有機(jī)膠體、無機(jī)膠體和有機(jī)-無機(jī)復(fù)合膠體,它們對重金屬有較強(qiáng)的吸附能力和螯合能力,這就限制了重金屬在土壤中的遷移。因此農(nóng)田土中的重金屬污染物很少向土壤下層移動,大部分殘留在土壤耕層,這就導(dǎo)致農(nóng)作物污染,進(jìn)而危害人類的健康。

四、我國土壤重金屬污染現(xiàn)狀

我國的土壤重金屬污染物主要來源于污水灌溉、工業(yè)廢渣和城市垃圾等。污水中占有較大比例的工業(yè)廢水的成分比較復(fù)雜,不同程度地含有微生物難以降解的多種重金屬,是土壤重金屬污染物的主要來源。

目前我國因農(nóng)藥和重金屬污染的土壤面積已經(jīng)達(dá)到上千萬公頃,污染的耕地約有一千萬公頃,占耕地總面積的10%以上。全國每年受重金屬污染的糧食高達(dá)l200萬噸,因重金屬污染而導(dǎo)致的糧食減產(chǎn)高達(dá)1000多萬噸,經(jīng)濟(jì)損失至少有200億元。華南有的地區(qū)接近50%的農(nóng)田遭受鎘、砷、汞等重金屬污染;廣州近郊因?yàn)槲鬯喔榷廴镜霓r(nóng)田有2700公頃,因使用污泥造成1000多公頃的土壤被污染;上海的農(nóng)田耕層土壤汞、鎘含量增加了50%;天津市近郊因污水灌溉而導(dǎo)致超過兩萬公頃農(nóng)田受重金屬污染。國內(nèi)蔬菜重金屬污染的調(diào)查結(jié)果顯示,我國菜地土壤重金屬污染形勢嚴(yán)峻,珠三角地區(qū)接近40%菜地重金屬含量超標(biāo),其中10%屬“嚴(yán)重”超標(biāo);重慶市的蔬菜重金屬污染程度為鎘>鉛>汞,近郊蔬菜基地的土壤重金屬汞和鎘出現(xiàn)超標(biāo)情況,超標(biāo)率分別為6.7%和36.7%;廣州市的蔬菜地鉛污染最為普遍,砷污染次之[2]。

五、土壤重金屬污染的危害

重金屬污染與其他有機(jī)化合物的污染不同。不少有機(jī)化合物可以通過自然界本身物理的、化學(xué)的或生物的方式凈化,使有害性降低或解除。而重金屬具有富集性,很難在環(huán)境中降解。即使有益的金屬元素濃度超過某一數(shù)值也會有劇烈的毒性,使動植物中毒,甚至死亡。金屬有機(jī)化合物(如有機(jī)汞、有機(jī)鉛、有機(jī)砷、有機(jī)錫等)比相應(yīng)的金屬無機(jī)化合物毒性要強(qiáng)得多;可溶態(tài)的金屬又比顆粒態(tài)金屬的毒性要大;六價鉻比三價鉻毒性要大等。

重金屬在人體內(nèi)能和蛋白質(zhì)及各種酶發(fā)生強(qiáng)烈的相互作用,使它們失去活性,也可能在人體的某些器官中富集,如果超過人體所能耐受的限度,會造成人體急性中毒、慢性中毒等,對人體會造成很大的危害。有關(guān)專家指出,重金屬對土壤的污染具有不可逆轉(zhuǎn)性,已受污染土壤沒有治理價值,只能調(diào)整種植品種來加以回避。

六、重金屬污染土壤的修復(fù)

土壤被污染后,為了避免其對植物的生長和通過食物鏈對人類造成危害,需要將其從土壤中清除掉。重金屬污染土壤的修復(fù)技術(shù)主要有兩種,一是改變重金屬元素在土壤中的存在形式,使其由活化態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)榉€(wěn)定態(tài);二是從土壤中去除重金屬元素,使土壤中重金屬元素的濃度接近或達(dá)到背景含量的水平[3,4]。當(dāng)前采用的治理方法主要有以下三種:

1.工程治理

即用物理(機(jī)械)原理治理重金屬污染的土壤,主要有熱處理技術(shù)、淋濾法、洗土法以及深翻法;

2.生物修復(fù)

即針對土壤中的重金屬具有生物遷移這一特點(diǎn)而提出的一項(xiàng)凈化措施,即利用某種特殊的植物、動物或者微生物能吸收土壤中的重金屬污染物從而達(dá)到凈化的目的;

3.改良劑

即投入各種土壤的改良劑,主要用于調(diào)節(jié)酸堿度和化學(xué)組分,使重金屬能夠以生物有效性低,毒害程度弱的形式存在。

國內(nèi)對于土壤污染的治理已有過不少探索,從治理的手段上可以分為物理、化學(xué)和生物措施。物理和化學(xué)措施主要采用直接換土法、電化法、穩(wěn)定固化法等方式。但物理和化學(xué)措施只適用于有限時空的土壤治理,大規(guī)模采用該方式成本太高,也不便于實(shí)施。而生物措施則主要利用動物、植物、微生物的生物作用,所用設(shè)施相對簡單,成本低廉,更適合大規(guī)模應(yīng)用。傳統(tǒng)的植物修復(fù)技術(shù)是利用重金屬超富集植物(多為草本植物)的種植吸收土壤內(nèi)的重金屬元素,但在實(shí)際應(yīng)用中存在較大限制,且需要每年進(jìn)行種植和收割,增加了土壤修復(fù)的成本。所以,尋找和培育重金屬高富集能力的木本植物成為一個亟待解決的問題。

七、結(jié)束語

土壤重金屬污染具有污染范圍廣、持續(xù)時間長、污染隱蔽性、難被生物降解等主要特點(diǎn),并可能通過食物鏈不斷地在生物體內(nèi)富集,甚至可轉(zhuǎn)化為毒害性更大的甲基化合物,對食物鏈中某些生物產(chǎn)生毒害,或最終在人體內(nèi)積累而危害健康。為了預(yù)防土壤重金屬污染,我們應(yīng)當(dāng)樹立環(huán)保意識,充分認(rèn)識其危害性,從小事做起,在根本上去除污染來源,杜絕廢水、廢氣的任意排放,及時處理城鄉(xiāng)垃圾,不濫用化肥農(nóng)藥。如何恢復(fù)重金屬污染地區(qū)的本來面目也是一個長期性的課題,需要我們不斷努力作進(jìn)一步的探討。

參考文獻(xiàn)

[1]孫鐵珩, 李培軍, 周啟星等. 土壤污染形成機(jī)理與修復(fù)技術(shù), 北京, 科學(xué)出版社, 2005.

[2]周建利, 陳同斌. 我國城郊菜地土壤和蔬菜重金屬污染研究現(xiàn)狀與展望, 湖北農(nóng)學(xué)院學(xué)報, 2002,22(5):476-480.

[3]董丙鋒. 土壤環(huán)境質(zhì)量及其演變的影響因素污染防治技術(shù), 2007, 2: 53-55.

第5篇:重金屬的污染現(xiàn)狀范文

關(guān)鍵詞:城市土壤;重金屬污染;土壤環(huán)境

中圖分類號:X53 文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A

前言

因城市土壤吸收了工業(yè)污染源、燃煤污染源及交通污染源等釋放的重金屬,在一定程度上對人類的健康造成影響,且對地表水及地下水等水生生態(tài)系統(tǒng)造成污染,導(dǎo)致水質(zhì)系統(tǒng)紊亂,所以土壤重金屬污染問題在城市土壤研究中占據(jù)重要地位。目前,對城市土壤重金屬污染采取有效的管理及治理措施是必要的,避免土壤重金屬污染導(dǎo)致大氣和地下水質(zhì)量的進(jìn)一步惡化及循環(huán)。

1 我國城市土壤重金屬污染危害分析

回顧性分析導(dǎo)致城市土壤出現(xiàn)重金屬污染問題,其“罪魁禍?zhǔn)住倍嗍怯捎谌祟惾粘;顒釉斐傻模绮煌さV企業(yè)生產(chǎn)對土壤重金屬的額外輸入及農(nóng)業(yè)生產(chǎn)活動影響下的土壤重金屬輸入、交通運(yùn)輸對土壤重金屬污染的影響等。自然成土條件也會對土壤重金屬污染造成影響,如風(fēng)力與水力的自然物理、化學(xué)遷移過程等帶來的影響,又如成本母質(zhì)的風(fēng)化過程對土壤重金屬本底含量的改變[1]。目前,我國很多大城市的土壤仍舊面臨著鉛、貢及鎘等主要污染元素的繼續(xù)污染,例如,北京、上海、重慶、廣州等,土壤都受到不同程度的重金屬污染。隨著工業(yè)、城市污染的加劇以及農(nóng)業(yè)使用化學(xué)藥劑的增加,城市重金屬污染程度日益嚴(yán)重,有關(guān)研究統(tǒng)計,目前我國受鉛、鎘、砷及鉻等重金屬污染的耕地及城市環(huán)境面積共約2000萬hm2,占總耕面積的20%。隨著土壤重金屬污染面積的擴(kuò)大,我國大量植物生長受到影響,植株葉片失綠,出現(xiàn)大小不等的棕色斑塊,同時,根部的顏色加深,導(dǎo)致根部發(fā)育不良,形成珊瑚狀根,阻礙植株生長,甚至死亡。此外,大量研究證實(shí),土壤重金屬污染影響農(nóng)業(yè)作物的產(chǎn)量與質(zhì)量,人類通過食用這些農(nóng)作物產(chǎn)品會對健康及生命造成一定威脅。例如,體內(nèi)重金屬鎘含量的增加會導(dǎo)致人類出現(xiàn)高血壓,從而引發(fā)心腦血管疾?。换阢U屬于土壤污染中毒性極高的重金屬,臨床驗(yàn)證一經(jīng)進(jìn)入人體,將難以排出,從而影響身體健康,其能對人的腦細(xì)胞造成危害,尤其是處于孕期中的胎兒,其神經(jīng)系統(tǒng)受到影響,導(dǎo)致新生兒智力低下;再者,重金屬砷具有劇毒,人類長期接觸少量的砷,會導(dǎo)致身體慢性中毒,是皮膚癌產(chǎn)生的明確因素。

2 防治措施與發(fā)展展望

2.1 綜合措施的運(yùn)用

應(yīng)對城市土壤重金屬污染問題采取必要的措施,現(xiàn)階段采用物理化學(xué)法結(jié)合生物修復(fù)法的綜合措施進(jìn)行干預(yù)。顧名思義,物理化學(xué)法即是運(yùn)用物理、化學(xué)的理論知識研究出治理土壤重金屬污染的有效方法?;谕寥乐亟饘傥廴厩捌?,污染具有集中的特點(diǎn),易采取的方法為電動化學(xué)法、物理固化法。通常采用物理化學(xué)法治理重金屬污染重且面積較小的土壤,過程中能體現(xiàn)物理化學(xué)法效果顯著且迅速的特點(diǎn)。例如,我國對城市園林土壤重金屬污染,采用物理化學(xué)法進(jìn)行干預(yù),減少了園林植株受損的數(shù)量。但對于重金屬污染面積過大的城市園林不易采用物理化學(xué)法,因土壤污染面積過大,致使人力與財力的投入量增加,且易破壞土壤結(jié)構(gòu),從而降低土壤肥力。利用生物的新陳代謝活動降低土壤重金屬的濃度,使土壤的污染環(huán)境得到大部分或徹底恢復(fù),這一過程稱為生物修復(fù)。實(shí)踐中,生物修復(fù)具有效果佳,無二次污染的優(yōu)點(diǎn),且能降低投資費(fèi)用,便于管理,利于操作[2]。隨著生物修復(fù)在治理污染問題中的技術(shù)運(yùn)用逐漸推進(jìn),已納入土壤污染修復(fù)方法中的焦點(diǎn)行列。

2.2 發(fā)展趨勢

現(xiàn)階段,基于我國土壤重金屬污染治理法中的生物修復(fù)法尚處于初級階段,有待于提升其應(yīng)用價值。就我國領(lǐng)土擁有豐富的植被資源而言,為盡可能保護(hù)植被資源,應(yīng)盡快從植被中選取出能抵抗超量重金屬的植物,并從能抵抗超量重金屬的植物種類中選取相對應(yīng)的突變體,從而構(gòu)建起能抵抗超量重金屬的植物數(shù)據(jù)庫,并依次對數(shù)據(jù)庫中的植物進(jìn)行生理及生化的研究。在研究中,采用先進(jìn)信息技術(shù)GPS加強(qiáng)城市區(qū)域土壤重金屬鎘、鉛、砷及鉻等含量的空間變異與分布控制研究。同時,對土壤中復(fù)合重金屬污染中各元素間的作用與關(guān)系進(jìn)行研究,從而不斷優(yōu)化物理化學(xué)法。

有關(guān)文獻(xiàn)表明,我國城市土壤重金屬污染治理在未來將會面向以下幾方面發(fā)展,其發(fā)展趨勢具有極大突破點(diǎn)。以我國各個城市土壤重金屬污染的數(shù)據(jù)為依據(jù),建立起綜合的城市土壤數(shù)據(jù)庫,以便于全面且徹底的開展城市土壤重金屬污染的調(diào)查,有關(guān)內(nèi)容包括:重金屬的種類、含量、分布地段及其來源;著手于我國各個城市土壤中污染物質(zhì)的含量研究,分析生物效應(yīng)以及人類健康風(fēng)險,從而為治理土壤污染問題奠定基礎(chǔ);土壤重金屬污染涉及面較廣,除影響生物及人類健康之外,對土壤、水質(zhì)、空氣質(zhì)量及大自然整個生態(tài)系統(tǒng)都造成了不可避免的影響。因此,將這一課題納入研究中是必要的,未來將面向?qū)ν寥乐亟饘傥廴九c地表及地下水、空氣可吸入顆粒物含量與其性質(zhì)存在的關(guān)系進(jìn)行研究[3];不斷優(yōu)化判斷重金屬污染來源的相關(guān)技術(shù);我國區(qū)域城市土壤重金屬污染研究主要依據(jù)的工具是可視化計算機(jī)軟件(GIS),利用其強(qiáng)大的空間分析功能與空間數(shù)據(jù)管理功能運(yùn)用在判斷重金屬污染源及其分布地段的研究中,同時能對我國區(qū)域城市重金屬污染的風(fēng)險評估進(jìn)行分析。

3 結(jié)語

綜上所述,對土壤生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)、功能與水、土、氣、生等其他生態(tài)系統(tǒng)的友好關(guān)系進(jìn)行維護(hù)是污染治理的前提。目前,我國土壤重金屬污染治理正處于上升階段,面向深化研究,勢必探討出更有成效的治理方法,使人們的生活及健康得到保障。

參考文獻(xiàn)

[1] 楚純潔,朱正濤.城市土壤重金屬污染研究現(xiàn)狀及問題[J].環(huán)境研究與監(jiān)測,2010,05(11):109-110.

[2] 肖錦華.中國城市土壤重金屬污染研究進(jìn)展及治理對策[J].環(huán)境科學(xué)與管理,2010,04(12):136-137.

第6篇:重金屬的污染現(xiàn)狀范文

論文關(guān)鍵詞:城市土壤,重金屬污染,污染治理

 

引言

城市是人類社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展的必然產(chǎn)物。從18世紀(jì)以來人口不斷向城市集中。如今隨著各國工業(yè)迅猛增長,社會經(jīng)濟(jì)飛速發(fā)展,城市的數(shù)目和規(guī)模均不斷擴(kuò)大[1]。而城市環(huán)境是一個以人為中心的城市經(jīng)濟(jì)、社會生態(tài)的復(fù)合生態(tài)系統(tǒng)。目前,城市人口劇增,人類活動頻繁污染治理,使得組成這個環(huán)境的水、空氣和土壤時刻處于被污染的狀況之下,影響著城市的可持續(xù)性發(fā)展中國。所以,建設(shè)一個綠色健康的城市環(huán)境是城市可持續(xù)發(fā)展的必然方向。

城市土壤是指受多種人為活動的強(qiáng)烈影響,原有繼承特性遭到強(qiáng)烈改變的厚度大于或等于50cm的城區(qū)或郊區(qū)土壤[2],是城市環(huán)境的重要組成部分,是城市生態(tài)系統(tǒng)地球化學(xué)循環(huán)的重要環(huán)節(jié)[3],也是城市賴以存在發(fā)展的物質(zhì)基礎(chǔ)。當(dāng)大量的重金屬隨著各種各樣的人類活動進(jìn)入城市土壤中,便造成這些元素在土壤中的積累。一般認(rèn)為,土壤中污染物累積總量達(dá)到土壤環(huán)境背景值的2或3倍標(biāo)準(zhǔn)差時,說明土壤中該污染元素或化合物含量異常,已屬土壤輕度污染;當(dāng)土壤污染物含量達(dá)到或超過土壤環(huán)境基準(zhǔn)或環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)時污染治理,說明該污染物的輸入、富集的速度和強(qiáng)度已超過土壤環(huán)境的凈化和緩沖能力,則屬重度土壤污染。由于城市人口密集,人類活動頻繁,與土壤接觸的機(jī)率很高,所以城市土壤的重金屬污染更容易通過大氣、水體或食物鏈而直接或間接地進(jìn)入人體,威脅著人類的健康甚至生命。因此,研究城市土壤重金屬污染現(xiàn)狀并提出相應(yīng)的治理對策是可持續(xù)發(fā)展城市所必需進(jìn)行的重要的基礎(chǔ)工作。

1.城市土壤重金屬污染的現(xiàn)狀

2.1 空間分布特征

由于城市土壤受人類各種活動的強(qiáng)烈影響,因此其重金屬污染分布也呈現(xiàn)出

顯著的空間差異。一般地,人口聚集的城市中心區(qū)域土壤重金屬含量明顯高于郊區(qū)和農(nóng)田。對紐約市“市區(qū)-郊區(qū)-農(nóng)區(qū)”土壤研究發(fā)現(xiàn),重金屬離子總量、重金屬離子多樣性等隨著距市中心距離的增加而降低,重要污染重金屬Pb、Cu、Ni、Cr的含量下降非常明顯[4]。

在城市不同的功能區(qū)污染治理,重金屬分布呈現(xiàn)出一定的規(guī)律性。一般的規(guī)律表現(xiàn)為:Pb的濃度為老工業(yè)區(qū)>老居民區(qū)>商業(yè)區(qū)>開發(fā)區(qū)>其它;Zn的濃度為老居民區(qū)>商業(yè)區(qū)>老工業(yè)區(qū)>其它;Cu的濃度為老居民區(qū)>商業(yè)區(qū)>其它;Cd的濃度為老工業(yè)區(qū)>老居民區(qū)>其它[5 - 7]中國。

城市公園是人們與土壤直接接觸較多的特殊區(qū)域。北京城區(qū)三十多個公園土壤Pb質(zhì)量分?jǐn)?shù)調(diào)查表明,盡管大多數(shù)公園土壤污染程度輕,但客流量大的故宮、頤和園等著名公園污染指數(shù)卻遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于其它公園[8]。

城市土壤重金屬污染的另一特征是公路兩側(cè)一般為城市土壤重金屬污染最嚴(yán)重的地帶,且呈明顯的帶狀分布[9]。在50 m~80 m內(nèi)公路兩側(cè)土壤中鉛污染相當(dāng)嚴(yán)重,100 m外土壤中的鉛含量沒有明顯增加[10]。

此外,建筑物的建設(shè)、垃圾的堆積填埋等嚴(yán)重破壞了自然土壤結(jié)構(gòu),土壤層次凌亂,重金屬在其垂直剖面方向分布變異較大,不同功能區(qū)重金屬元素在土壤中各層的聚集狀況沒有規(guī)律可循[11,12] 。

2.2城市土壤重金屬污染的來源

礦產(chǎn)冶煉加工、電鍍、塑料、電池、化工等行業(yè)是排放重金屬的主要工業(yè)源,其排放的重金屬可以氣溶膠形式進(jìn)入到大氣,經(jīng)過干濕沉降進(jìn)入土壤;另一方面污染治理,含有重金屬的工業(yè)廢渣隨意堆放或直接混入土壤,潛在地危害著土壤環(huán)境[13]。隨著城市化發(fā)展,大量污染企業(yè)搬出城區(qū),原有的企業(yè)污染用地成為城市土壤重金屬污染的突出問題[14]。

燃煤釋放也是土壤重金屬重要來源之一, 195年中國燃煤排放汞302.9噸,其中向大氣排放量為213.8噸,北京、上海等超大城市排汞強(qiáng)度較高[15]。雖然近些年燃料使用及供暖方式的改變已明顯改善這些城市的空氣污染狀況,但過去燃煤釋放并已沉降至城市土壤中的重金屬對城市生態(tài)系統(tǒng)、環(huán)境及人體健康仍會產(chǎn)生長期效應(yīng)。

隨著城市化發(fā)展,交通工具的數(shù)量急劇增加,汽車輪胎及排放的廢氣中含有Pb、Zn、Cu等多種重金屬元素[16,17],進(jìn)入周圍的土壤環(huán)境污染治理,成為土壤重金屬污染的主要來源之一。此外,雨水淋洗也會使市區(qū)內(nèi)堆放的垃圾中的重金屬以有效態(tài)形式[18]滲漏釋放到土壤中,使城市土壤局部重金屬含量增加中國。而表生條件下以有效態(tài)形式存在的金屬元素幾乎不可能再結(jié)合為殘渣態(tài),重金屬在土壤中遷移能力增加,進(jìn)而污染地下水。

2.3城市土壤重金屬污染影響人體健康的途徑

城市郊區(qū)是市區(qū)蔬菜的主要供應(yīng)基地。因此,土壤-蔬菜系統(tǒng)是城市人群暴露土壤重金屬污染的主要途徑之一。目前研究發(fā)現(xiàn)中國城郊菜地土壤已受到不同程度的重金屬污染[19,20],其供應(yīng)的許多蔬菜中重金屬含量已超過相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)。而西班牙的Nadal等通過建立評價模型發(fā)現(xiàn)工業(yè)地區(qū)甜菜中Cr的積累與攝入有可能導(dǎo)致癌癥發(fā)生率增加[21]。

城區(qū)內(nèi),土壤中主要種植的是觀賞性或凈化空氣的植物,通過土壤-植物食物鏈對人體造成健康危害的可能性不大。但公園土壤與游人皮膚接觸[22]、兒童攝取[22]、風(fēng)起揚(yáng)塵被人體直接吸入等成為城市土壤直接接觸人體危害健康的又一個主要途徑。研究發(fā)現(xiàn)[23,24]沙塵暴時,揚(yáng)塵中來源于土壤的重金屬元素Pb、Zn、Cd、Cu等的濃度比平常高出3~12倍,可吸入顆粒物的質(zhì)量濃度極高污染治理,人體吸入重金屬的量因此增加。

2.城市土壤重金屬污染的治理對策

城市土壤是城市生態(tài)環(huán)境的重要組成部分,是地球環(huán)境中進(jìn)行物質(zhì)、能量、信息交換的重要環(huán)節(jié)。當(dāng)其中的重金屬含量超過其環(huán)境承載力后,將通過地表徑流、淋溶、大風(fēng)揚(yáng)塵等途徑對地表水、地下水和大氣環(huán)境產(chǎn)生危害。為了保證人類和諧地生活在高速發(fā)展的城市中和人類社會的可持續(xù)發(fā)展,尋找控制治理城市土壤重金屬污染的有效方法勢在必行中國。

3.1減少或切斷重金屬污染源,提高城市環(huán)境質(zhì)量

在可持續(xù)發(fā)展理論和生態(tài)優(yōu)先的原則下,改進(jìn)生產(chǎn)工藝,實(shí)現(xiàn)綠色生產(chǎn)和循環(huán)經(jīng)濟(jì),充分回收轉(zhuǎn)換工業(yè)生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的重金屬有害物質(zhì),減少三廢排放,禁止任意堆放工業(yè)生產(chǎn)的廢渣,防止其中的重金屬物質(zhì)下滲到土壤或揮發(fā)到大氣中。

減少煤的使用污染治理,開發(fā)清潔能源新技術(shù),調(diào)整能源結(jié)構(gòu)及能源供給方式,也是有效降低城市土壤重金屬污染的有效措施。

分類收集處理城市垃圾,回收其中有用的重金屬元素,在垃圾重金屬不超標(biāo)的情況下才能進(jìn)行填埋、堆肥和焚燒。

3.2修復(fù)污染土壤,降低對人體的危害

由于土壤揚(yáng)塵已成為城市大氣重金屬污染的主要來源。因此,可采取化學(xué)方法去除土壤中重金屬。實(shí)驗(yàn)研究發(fā)現(xiàn)采用EDTA溶液淋溶去除土壤重金屬的同時還可以回收利用這些物質(zhì),因此其成為去除城市土壤重金屬的一種極有應(yīng)用前景的方法。

當(dāng)然,生物修復(fù)污染土壤有著工程措施無法相比的優(yōu)勢。種植植物不僅可以覆蓋城市土壤,減少土壤揚(yáng)塵的機(jī)會,而且還美化城市景觀污染治理,凈化空氣,同時根據(jù)污染城市土壤的重金屬元素種類有目的地選擇植物種類合理搭配,可切實(shí)有效地從根源上修復(fù)城市土壤中的重金屬污染。

3.3 建立城市土壤重金屬健康評價標(biāo)準(zhǔn)

我國尚未制定出城市土壤重金屬健康評價標(biāo)準(zhǔn),不易界定城市土壤重金屬污染,這不利于城市土壤不同功能的開發(fā),因此應(yīng)結(jié)合人體健康評估、土地利用方式和土壤中重金屬賦存狀態(tài)加大對城市土壤重金屬健康評價體系研究的力度,盡快建立相應(yīng)完整的評價標(biāo)準(zhǔn),實(shí)現(xiàn)對城市土壤正確的評價,以便幫助政府相關(guān)部門制定出合理的法規(guī),有效地保護(hù)、管理城市土壤和正確指導(dǎo)城市土壤的合理開發(fā)。

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第7篇:重金屬的污染現(xiàn)狀范文

關(guān)鍵詞:中藥;重金屬;評價方法;述評 

DOI:10.3969/j.issn.1005-5304.2016.02.040 

中圖分類號:R282 文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A 文章編號:1005-5304(2016)02-0134-03 

Research Status of Heavy Metal Pollution and Evaluation Methods of Traditional Chinese Medicine ZHAO Rong, YANG Hui-xia, PU Jin, WANG Dan-jie, ZENG Guang (Beijing University of Chinese Medicine, Beijing 100029, China) 

Abstract: Heavy metal pollution in traditional Chinese medicine has become a concerned hot issue both at home and abroad. Understanding and mastering the situation of heavy metal pollution in traditional Chinese medicine is not only beneficial to the general situation of judgment of heavy metal pollution, but also provides the data foundation for the development of relevant policies. In this article, the current heavy metal pollution of traditional Chinese medicine and its evaluation methods were summarized, in order to provide supports for the follow-up systemtic evaluation of heavy metal pollution in traditional Chinese medicine. 

Key words: traditional Chinese medicine; heavy metal; evaluation methods; review 

土壤是中藥材生長最基本的要素,為其生長提供了有機(jī)質(zhì)和礦物營養(yǎng)元素。因此,一般說來土壤重金屬污染越嚴(yán)重,中藥材受重金屬污染也就越嚴(yán)重,其產(chǎn)量和品質(zhì)也越差。為此,筆者對近十幾年的相關(guān)研究進(jìn)行總結(jié),為進(jìn)一步系統(tǒng)評價我國中藥材重金屬污染提供參考。 

1 中藥材重金屬污染研究 

1.1 現(xiàn)狀 

近幾年的研究表明,我國中藥材重金屬超標(biāo)的嚴(yán)峻形勢不容忽視。2011年,鄒氏等[1]對“浙八味”品種生長調(diào)查發(fā)現(xiàn),浙貝母、溫郁金、白術(shù)、白芍鎘(Cd)超標(biāo)情況相對嚴(yán)重,尤其溫郁金100%超標(biāo),有的甚至超過標(biāo)準(zhǔn)數(shù)倍。馮氏等[2]對100種中藥材進(jìn)行測定,結(jié)果顯示鉛(Pb)、Cd、砷(As)等有害重金屬元素存在于大部分的中藥材中。王氏等[3]對金銀花、山楂、紅花等10種中藥材所含As、Cd、銅(Cu)、汞(Hg)、Pb進(jìn)行了測定,發(fā)現(xiàn)除山楂外,其余9種中藥材均超標(biāo)。其中金銀花As超標(biāo)率為24%,Hg超標(biāo)率為47%,Cd超標(biāo)率為24%,Pb超標(biāo)率為6%;積雪草Cd超標(biāo) 

通訊作者:曾光,E-mail:zengg1234@163.com 

率為100%,As和Pb超標(biāo)率為18%,Cu超標(biāo)率為9%。楊氏等[4]對黔東南州9種中藥材重金屬污染情況進(jìn)行了評價,結(jié)果7個品種重金屬超標(biāo),其中金銀花Pb和Cd含量超標(biāo)、黃柏Pb含量超標(biāo)。顏氏等[5]對陜西和山東產(chǎn)丹參進(jìn)行了重金屬檢測,結(jié)果兩地產(chǎn)丹參均含As、Hg、Cu、Cd、Pb等,其中Cu超標(biāo)相對較為普遍。陳氏等[6]對醫(yī)院藥房常用10種中藥飲片進(jìn)行了As、Hg、Pb、Cd、鎳(Ni)測定,結(jié)果在35個樣本中有18個樣本的重金屬含量超標(biāo),占總樣品量的51.4%。其中澤瀉、白術(shù)Cd超標(biāo),黃芪、丹參、甘草、澤瀉Hg超標(biāo),丹參、柴胡、甘草、當(dāng)歸Ni超標(biāo);按品種計,10個品種有7個受污染,比例達(dá)70%。采自藥店的10個樣品中有4個受重金屬污染,比例為40%。 

由此可見,目前我國中藥材重金屬污染形勢十分嚴(yán)峻,尤其是近30年來,隨著城市化和工業(yè)化的快速發(fā)展,大量未經(jīng)處理的生活污水和工業(yè)廢棄物任意排放,以及不合理使用化肥農(nóng)藥,導(dǎo)致我國中藥材重金屬超標(biāo)現(xiàn)象嚴(yán)重,品質(zhì)不斷下降。因此,解決中藥材重金屬污染的問題迫在眉睫。 

1.2 污染來源 

1.2.1 中藥材自身特性 中藥材對某些金屬元素具有生物富集能力,在按自身需要特定比例主動吸收同時,對土壤中富集元素也會相應(yīng)地被動吸收,這是導(dǎo)致中藥材重金屬超標(biāo)的重要途徑。如顧氏等[7]研究了川附子與土壤中重金屬元素的關(guān)系,發(fā)現(xiàn)重金屬的存在形態(tài)決定了川附子對土壤中重金屬的吸收。 

1.2.2 工業(yè)廢棄物 這是土壤重金屬污染的主要來源之一。工業(yè)廢棄物對中藥材重金屬污染主要表現(xiàn)為:一方面,工業(yè)生產(chǎn)將大量含重金屬的有害氣體排放到空氣中,植物葉面通過主動或被動吸收,將廢氣中的有害物質(zhì)吸收;另一方面,含有重金屬的廢水、固體廢棄物通過灌溉,造成中藥材的間接污染[8]。

1.2.3 農(nóng)藥和化肥 農(nóng)藥一般含有As、Hg、Pb、Cu等重金屬元素,用于噴灑中藥材時,易被其吸收并滲透于根莖、葉片及果皮等組織內(nèi),造成重金屬污染。此外,中藥材在種植過程中需使用肥料,其中磷肥的大量使用,會明顯增加土壤Cu、Cd等重金屬元素的含量,導(dǎo)致中藥材被污染[9]。 

1.2.4 其他 因容器或輔料含有重金屬,中藥材在加工、炮制過程中也可能被污染。顧氏等[7]研究發(fā)現(xiàn),炮制后的川附子在As、Cu等重金屬元素的含量高于炮制前。另外,為防治鼠害、霉變等,中藥材在存儲前會使用重金屬制品的熏蒸劑,這也是造成中藥材重金屬污染的原因之一。 

2 中藥材重金屬污染評價方法 

筆者通過查閱近十幾年文獻(xiàn),發(fā)現(xiàn)目前對中藥材重金屬污染的常用評價方法有2種:一是以2001年國家頒布實(shí)施《藥用植物及制劑外經(jīng)貿(mào)綠色行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)》[10]重金屬限量值或《中華人民共和國藥典》[11]重金屬限量值為標(biāo)準(zhǔn),評價中藥材重金屬的超標(biāo)率;另一種方法是評價中藥材重金屬污染程度的大小,因中藥材重金屬污染可能既是單一元素也是多元素共同作用的結(jié)果,因此,須相應(yīng)采用單項(xiàng)污染指數(shù)或綜合污染指數(shù)法評價中藥材重金屬污染程度。 

2.1 超標(biāo)率的計算 

中藥材重金屬超標(biāo)率,是指所取樣本中重金屬含量超過了《藥用植物及制劑外經(jīng)貿(mào)綠色行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)》或《中華人民共和國藥典》中重金屬限量值標(biāo)準(zhǔn)的樣本的百分?jǐn)?shù),是反映中藥材重金屬污染狀況的指標(biāo)之一。評價標(biāo)準(zhǔn)參照《藥用植物及制劑外經(jīng)貿(mào)綠色行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)》或《中華人民共和國藥典》重金屬的限量值,兩者關(guān)于重金屬限量值是一致的,即Pb≤5 mg/kg,As≤2 mg/kg,Hg≤0.2 mg/kg,Cd≤0.3 mg/kg,Cu≤20 mg/kg。 

在我國,計算重金屬超標(biāo)率是評價中藥材重金屬污染普遍使用的一種方法。葉氏等[12]參照《藥用植物及制劑外經(jīng)貿(mào)綠色行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)》,對貴州省4個種植基地的5種中藥材所含Pb、Cd、Hg、As、Cu等重金屬含量進(jìn)行了測定分析。結(jié)果Cd的超標(biāo)率最嚴(yán)重,莖葉類藥材Cd的超標(biāo)率最高達(dá)84%;其次是Cu,莖葉類藥材超標(biāo)率為76%,花果類藥材超標(biāo)率為60%。李氏等[13]對中藥材41種無機(jī)元素的總含量進(jìn)行了測定,并參照《藥用植物及制劑外經(jīng)貿(mào)綠色行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)》分析了重金屬元素超標(biāo)情況,結(jié)果Cu、Pb、As、Cd、Hg的超標(biāo)率分別為5.2%、4.7%、2.4%、20.0%、1.3%。高氏[14]測定7個主產(chǎn)地甘草中Ni、Cu、Zn、As、Cd、Hg、Pb、鉍共8種重金屬的含量,并將測定結(jié)果與《中華人民共和國藥典》重金屬限量標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行對比,結(jié)果發(fā)現(xiàn)As、Hg、Pb是造成甘草重金屬超標(biāo)的主要因素。 

2.2 單項(xiàng)污染指數(shù)和綜合污染指數(shù)法 

中藥材的重金屬污染可能由單一重金屬元素所致,也可能是由多種重金屬元素共同作用的結(jié)果。目前單項(xiàng)污染指數(shù)是國內(nèi)普遍采用的方法之一,但單項(xiàng)污染指數(shù)只能反映某一種重金屬元素對中藥材的污染。為了能夠全面反映各重金屬對中藥材的作用,并突出高濃度重金屬元素對中藥材質(zhì)量的影響,還需采用綜合污染指數(shù)法對中藥材重金屬污染進(jìn)行評價。 

2.2.1 單項(xiàng)污染指數(shù)法 單項(xiàng)污染指數(shù)定義為Pi=Ci÷Si,式中Pi為中藥材中重金屬元素i的污染指數(shù),Ci為中藥材中重金屬元素i的實(shí)測濃度,Si為中藥材中重金屬元素i的限量標(biāo)準(zhǔn)值(通常以《藥用植物及制劑外經(jīng)貿(mào)綠色行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)》或《中華人民共和國藥典》重金屬的限量值為評價標(biāo)準(zhǔn))。當(dāng)Pi≤1時,表示中藥材未受污染;Pi>1時,表示中藥材受到污染,且Pi越大則中藥材受到的污染越嚴(yán)重。 

2.2.2 綜合污染指數(shù)法 綜合污染指數(shù)能全面反映重金屬對中藥材的污染,并突出了高濃度重金屬元素對中藥材的影響。其定義為P綜合= ,式中Pave為中藥材中各單項(xiàng)污染指數(shù)之和的平均值,Pmax為中藥材中各單項(xiàng)污染指數(shù)中的最大值。當(dāng)P綜合≤1時,表示未受污染;P綜合>1時,表示受到污染,且P綜合越大則表示受到污染越嚴(yán)重。 

迄今,有不少學(xué)者采用單項(xiàng)污染指數(shù)和綜合污染指數(shù)法對中藥材重金屬污染情況進(jìn)行過研究。如褚氏等[15]研究了河北省安國市種植區(qū)中藥材重金屬污染情況,結(jié)果發(fā)現(xiàn)As含量0.04~1.02 mg/kg,未發(fā)現(xiàn)超標(biāo)樣品,但紫菀平均污染指數(shù)最高為0.28;Hg含量0~0.244 mg/kg,有一產(chǎn)地為安國北郊的白芷樣品超標(biāo),其污染指數(shù)為1.22;Pb含量0.06~7.10 mg/kg,有一產(chǎn)地為西王奇的北沙參樣品超標(biāo),其污染指數(shù)為1.42。楊氏等[4]對黔東南州9種中藥材重金屬污染情況進(jìn)行了評價,結(jié)果顯示其重金屬平均污染指數(shù)相差較大,綜合污染指數(shù)相差較小。在平均污染指數(shù)中,Pb最大,其最大值高達(dá)4.94;其次為Cd,最大值2.40;而Hg和As的平均污染指數(shù)均<1.0。說明黔東南州部分地區(qū)中藥材的主要污染因子是Pb,其次是Cd,而Hg和As則基本無污染。另外,從綜合污染程度看,9種中藥材中鉤藤受到中度污染,杜仲、金銀花受到輕微污染,其余6種未受到污染。秦氏等[16]對貴州省11個“中藥材生產(chǎn)質(zhì)量管理規(guī)范”(GAP)基地的26種155批道地中藥材樣品重金屬含量進(jìn)行了測定與評價,結(jié)果平均污染指數(shù)大小順序?yàn)镃d>Cu>As>Pb>Hg,莖葉類的艾納香和塊根類的羊藿根綜合污染指數(shù)均>1,說明在所調(diào)查的樣品中只有艾納香和羊藿根受到重金屬輕微污染,大部分未受到污染。由此可見,單項(xiàng)/綜合污染指數(shù)法應(yīng)用于評價中藥材重金屬污染程度是一種較為可靠的方法。 

3 小結(jié) 

第8篇:重金屬的污染現(xiàn)狀范文

【Key words】Electroplating industry soil remediation bioremediation combined remediation plants and microorganisms

1 前言

土壤重金屬污染是我國亟待解決的環(huán)境問題。電鍍行業(yè)是產(chǎn)生重金屬污染的主要行業(yè)之一。由于電鍍行業(yè)使用了大量強(qiáng)酸、強(qiáng)堿、重金屬等有毒有害化學(xué)品,在工藝過程中排放了高毒物質(zhì)和危害人類健康的廢水、廢氣和廢渣,對人類的生存環(huán)境產(chǎn)生了巨大危害。尤其是重金屬鎳污染后果相當(dāng)嚴(yán)重,鎳可引起接觸性皮炎,直接進(jìn)入血液的鎳鹽毒性較高,膠體鎳或氯化鎳毒性較大,可引起中樞性循環(huán)和呼吸紊亂,使心肌、腦、肺、腎出現(xiàn)水腫、出血和變性,長期接觸、吸入或注射鎳化物均有致癌作用。電鍍企業(yè)關(guān)閉后遺留的重金屬污染土壤對環(huán)境構(gòu)成嚴(yán)重威脅。然而如何針對性地有效進(jìn)行修復(fù)治理,是人類面臨的又一大問題。電鍍廠污染場地屬于重污染行業(yè)污染場地,急需進(jìn)行環(huán)境綜合治理與土壤修復(fù)[1]。

本文通過對某電鍍廠廠區(qū)土壤樣品監(jiān)測結(jié)果的分析研究和修復(fù)治理方法的探討,為進(jìn)一步開展污染土壤修復(fù)工作以及合理規(guī)劃和利用該場地提供科學(xué)的理論依據(jù),同時,對于改善和提高當(dāng)?shù)爻擎?zhèn)環(huán)境質(zhì)量、保障人體健康和維護(hù)社會穩(wěn)定也將具有重大意義。

2 企業(yè)基本情況

該電鍍廠于2003年3月投產(chǎn),廠區(qū)面積約3500m2,主要從事各種五金件產(chǎn)品的來料電鍍加工。全廠共3個電鍍車間,8條電鍍生產(chǎn)線,其中7條半自動電鍍生產(chǎn)線、1條全自動電鍍生產(chǎn)線。主要鍍種為鍍錫、鍍鎳、鍍鉻、鍍鋅。電鍍加工產(chǎn)品方案見表1。

使用的主要原輔料有金屬鎳板、硫酸鎳、氯化鎳、電解銅、硫酸銅、硫酸、鹽酸、鉻酐、氰化鈉、氰化亞銅、氰化鉀等。產(chǎn)生的電鍍廢水經(jīng)廢水處理站處理達(dá)標(biāo)后排放。根據(jù)當(dāng)?shù)仉婂冃袠I(yè)環(huán)境整治要求,該電鍍廠已停產(chǎn)待遷。

3 土壤污染現(xiàn)狀及成因分析

為了解該電鍍廠所在地土壤污染現(xiàn)狀,委托澳實(shí)分析檢測(上海)有限公司對其廠區(qū)土壤進(jìn)行了監(jiān)測。

3.1 監(jiān)測項(xiàng)目

pH值、總氰化物、銻、砷、鈹、鎘、鉻、銅、鉛、鎳、硒、銀、鉈、鋅、汞等。

3.2 監(jiān)測地點(diǎn)

廠區(qū)廢水處理站邊和電鍍車間旁各設(shè)一個采樣點(diǎn),編號分別為Z1、Z2。按0~20cm、40~60cm、80~100cm采樣深度各采一個樣品,對應(yīng)樣品編號Z1-1~Z1-3和Z2-1~Z2-3。

3.3 監(jiān)測結(jié)果

廠區(qū)土壤樣品監(jiān)測結(jié)果見表2和圖1。

表2 廠區(qū)土壤監(jiān)測結(jié)果

圖1 土壤監(jiān)測結(jié)果對比分析圖

土壤樣品監(jiān)測結(jié)果表明,除鎳指標(biāo)外,其余指標(biāo)監(jiān)測值均符合《浙江省污染場地風(fēng)險評估技術(shù)導(dǎo)則》(DB33/T892-2013)表A.1部分關(guān)注污染物的土壤風(fēng)險評估篩選值中的住宅及公共用地篩選值。

土壤監(jiān)測結(jié)果鎳超標(biāo)原因主要為企業(yè)生產(chǎn)過程中涉及到鍍鎳等工序,生產(chǎn)廢水和廢氣中含有鎳等重金屬。車間地面、排水溝渠等沒有按規(guī)范進(jìn)行防滲處理,鍍鎳廢水沒有進(jìn)行有效收集容易滲漏到地面,等等,各種因素導(dǎo)致土壤受到重金屬污染。根據(jù)《浙江省污染場地風(fēng)險評估技術(shù)導(dǎo)則》(DB33/T892-2013)以及有關(guān)文件要求,企業(yè)場地需要進(jìn)行土壤污染修復(fù)治理。

4 土壤重金屬污染治理方法

目前針對土壤重金屬污染修復(fù)方法較多,主要包括物理方法、化學(xué)方法和生物方法[3]。生物修復(fù)方法因其效果好、投資省、費(fèi)用低、易于管理和操作、不產(chǎn)生二次污染等被公認(rèn)為是生態(tài)友好型原位綠色修復(fù)技術(shù)[4]。生物修復(fù)方法主要有植物修復(fù)、微生物修復(fù)、植物與微生物聯(lián)合修復(fù)。

4.1 植物修復(fù)

植物修復(fù)技術(shù)主要有植物穩(wěn)定、植物提取、植物揮發(fā)等類型[5]。植物穩(wěn)定是利用植物來降低重金屬在土壤中的遷移,但是隨著時間或環(huán)境的改變,可能仍會發(fā)生滲漏和擴(kuò)散,這種方法并沒有減少重金屬的含量,只是改變了重金屬的存在形態(tài);植物提取是指利用對重金屬富集能力強(qiáng)的超積累植物吸收土壤中的重金屬,并將重金屬轉(zhuǎn)運(yùn)儲存在地上部分,然后通過收獲地上部分進(jìn)行焚燒,來達(dá)到去除重金屬的目的;植物揮發(fā)是指利用植物吸收、轉(zhuǎn)運(yùn)、積累、揮發(fā)來去除土壤中一些揮發(fā)性的重金屬[6]。

4.2 微生物修復(fù)

微生物修復(fù)技術(shù)是利用土壤中某些微生物對重金屬的吸收、沉淀、氧化還原等作用,以達(dá)到降低土壤重金屬的毒性。某些微生物能代謝產(chǎn)生檸檬酸、草酸等物質(zhì)[7]。這些代謝產(chǎn)物能與重金屬產(chǎn)生螯合或形成草酸鹽沉淀,從而減輕重金屬的傷害。Siegel等研究表明,真菌可以通過分泌氨基酸、有機(jī)酸以及其他代謝產(chǎn)物來溶解重金屬以及含重金屬的礦物[8]。微生物修復(fù)的局限性在于:微生物有些情況下不能將污染物全部去除;微生物對環(huán)境的變化響應(yīng)比較強(qiáng)烈,環(huán)境條件的改變能大大影響微生物修復(fù)效果。

4.3 植物與微生物聯(lián)合修復(fù)

鑒于植物修復(fù)和微生物修復(fù)各自在重金屬污染修復(fù)中的不足,植物與微生物聯(lián)合技術(shù)通過發(fā)揮植物和微生物各自的優(yōu)點(diǎn),最大限度彌補(bǔ)其在重金屬污染修復(fù)中的不足,有效提高植物修復(fù)的效果。土壤中許多細(xì)菌不僅能夠刺激并保護(hù)植物的生長,而且還具有活化土壤中重金屬污染物的能力。最近俄羅斯科學(xué)家培育出一種耐重金屬污染并保護(hù)植物生長的細(xì)菌,這種細(xì)菌能夠在Zn、Ni、Cd和Co存在的條件下產(chǎn)生抗生素細(xì)菌的細(xì)胞不具備穩(wěn)定的基因,但是位于染色體外能夠自動復(fù)制的環(huán)狀DNA分子,可以有效阻止重金屬離子進(jìn)入細(xì)胞,同時能夠刺激并保護(hù)植物的生長[9];Ma等成功地從Ni污染土壤中分離得到耐受重金屬污染的細(xì)菌,并發(fā)現(xiàn)這些細(xì)菌在較高水平重金屬污染的土壤中能夠促進(jìn)植物生長;Idris等在遏藍(lán)菜屬植物Thlaspigoesingense根際分離出大量對Ni耐受性較強(qiáng)細(xì)菌,包括Cytophaga、F lexibacter、Bacte2roides等,這些細(xì)菌可以明顯提高Thlaspigoesingense對Ni的富集能力[10]。雖然菌根化植物抗逆性強(qiáng)、吸收降解能力強(qiáng),但不容易獲得,因此,菌根與植物修復(fù)體系的選擇與建立有非常廣闊的應(yīng)用價值,也是重金屬污染土壤生態(tài)恢復(fù)的一個新的研究方向[11]。

5 結(jié)論與展望

第9篇:重金屬的污染現(xiàn)狀范文

關(guān)鍵詞:固廢拆解;土壤污染;污染修復(fù)

DOI:10.16640/ki.37-1222/t.2016.14.100

0 引言

本文是以固廢拆解對土壤所造成的污染及采取的治理方法為研究對象。首先我們以臺州市路橋區(qū)固廢拆解集中區(qū)域作為我們的實(shí)驗(yàn)基地,對該區(qū)域進(jìn)行了長時間的調(diào)查研究,了解了固廢拆解的現(xiàn)狀,并對土壤進(jìn)行了監(jiān)測,了解了固廢拆解對土壤所造成的主要污染物及污染程度,然后提出治理方案,并通過分析比較確定了土壤污染的修復(fù)目標(biāo)、修復(fù)方法,隨后進(jìn)行了土壤修復(fù)實(shí)驗(yàn),達(dá)到預(yù)期效果。最后針對治理過程中存在的問題提出改進(jìn)建議。

1 土壤污染狀況監(jiān)測情況

1.1 布點(diǎn)設(shè)置

我們對已污染的選定區(qū)域表層土壤進(jìn)行了調(diào)查篩選,通過網(wǎng)格法均勻布點(diǎn)取樣檢測,確定重點(diǎn)區(qū)塊,并重新根據(jù)污染源調(diào)查情況,采取污染源為中心的放射狀布點(diǎn),對每個重點(diǎn)區(qū)塊進(jìn)行布點(diǎn)采樣分析。

1.2 現(xiàn)狀監(jiān)測結(jié)果

根據(jù)監(jiān)測分析結(jié)果,路橋區(qū)表層耕地土壤鎘超標(biāo)率最高,超標(biāo)率達(dá)到41.7%;其次為銅,超標(biāo)率達(dá)到32.3%;鉛和鋅的超標(biāo)率分別達(dá)到20.5%和15.0%。在各鄉(xiāng)鎮(zhèn)街道中,超標(biāo)情況最為嚴(yán)重的是峰江街道,其次為新橋鎮(zhèn),再次為主城區(qū)(包括路橋、路北、路南三個街道)。各鄉(xiāng)鎮(zhèn)街道及重點(diǎn)區(qū)域土壤重金屬濃度如下:

2 污染土壤修復(fù)

2.1 修復(fù)方法

污染土壤的修復(fù),不同污染類型的污染土壤具有不同的修復(fù)方法。針對有機(jī)污染土壤,國內(nèi)外采用較多的方法有化學(xué)淋洗技術(shù)、熱脫附技術(shù)、生物堆制技術(shù)、原位生物修復(fù)技術(shù)、熱解焚燒技術(shù)等;針對重金屬污染土壤,采用較多的技術(shù)有淋洗/浸提技術(shù)、生物修復(fù)技術(shù)、固化/穩(wěn)定化技術(shù)等[2]。

本實(shí)驗(yàn)對選定區(qū)域土壤修復(fù)采用原位生物修復(fù)(動物、植物強(qiáng)化復(fù)合工藝)工藝為主,生物處理(化學(xué)淋洗)為輔的工藝技術(shù)。高濃度的地塊預(yù)先采用化學(xué)淋洗的措施,達(dá)到中度或輕度污染濃度后再采用動物修復(fù);修復(fù)動物為“大平二號”蚯蚓;中度和輕度污染采取作物試種,選擇的植物修復(fù)品種為超積累植物芥菜。

2.2 修復(fù)實(shí)施效果

土壤污染修復(fù)后重金屬濃度見下表3。

根據(jù)上表:第一階段修復(fù)后植物修復(fù)區(qū)和動物修復(fù)區(qū)土壤中重金屬鉻、銅、鉛的濃度均低于第一階段修復(fù)目標(biāo)值,達(dá)到了第一階段預(yù)期目標(biāo);動物修復(fù)區(qū),動物修復(fù)后蚓體中的重金屬鉻、銅、鉛的濃度含量較高,修復(fù)后土壤中重金屬鉻、銅、鉛的濃度明顯降低,說明“大平二號”蚯蚓對重金屬的吸附效果比較明顯,在中度污染的地塊采用動物修復(fù)技術(shù)是比較成功的。

3 結(jié)論

本研究通過對臺州市路橋區(qū)固廢拆解業(yè)的調(diào)查與了解,選定了主要拆解基地作為試驗(yàn)基地,對他們的土壤進(jìn)行了監(jiān)測,在全面了解臺州市路橋區(qū)固廢拆解業(yè)對土壤造成的污染現(xiàn)狀的前提下,我們提出了生態(tài)修復(fù)方法,目前均取得了一定的成效。

參考文獻(xiàn):