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土壤的主要污染物精選(九篇)

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土壤的主要污染物

第1篇:土壤的主要污染物范文

相對于大氣環(huán)境和水環(huán)境而言,土壤環(huán)境的污染源更為復(fù)雜,作為有機農(nóng)藥、化肥的直接作用對象,并隨著社會發(fā)展需求,使得土壤污染物的種類極為繁多。目前,全球生產(chǎn)和使用的農(nóng)藥已達1300多種,其中被廣泛使用的達250多種。我國每年施用逾80萬~100萬t的化學(xué)農(nóng)藥,其中有機磷殺蟲劑占40%,高毒農(nóng)藥達到37.44%,且有的化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定、在土壤中存留時間長[2-4]。大量的農(nóng)藥流失到土壤中,造成土壤環(huán)境受到嚴(yán)重污染,影響了農(nóng)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。目前,土壤污染物可以分為傳統(tǒng)污染物及新型污染物。

1.1傳統(tǒng)污染物

傳統(tǒng)污染物包括以下三類:一是傳統(tǒng)化學(xué)污染物。其又可分為無機污染物和有機污染物兩大類,其中傳統(tǒng)無機污染物包括汞、鎘、鉛、砷、鉻等,過量的氮和磷等植物營養(yǎng)元素以及氧化物和硫化物等。二是物理性污染物。指來自工廠、礦山的各種固體廢棄物。三是生物性污染物。指帶有各種病菌的城市垃圾和由衛(wèi)生設(shè)施(包括醫(yī)院、療養(yǎng)院)排出的廢水和廢物以及農(nóng)業(yè)廢棄物、廄肥等。四是放射性污染物。主要存在于核原料開采、大氣層核爆炸地區(qū)和核電站的運轉(zhuǎn),以鍶和銫等在土壤環(huán)境中半衰期長的放射性元素為主。

1.2新型污染物

近年來,土壤新型污染物開始受到關(guān)注,這類污染物的特點是在土壤環(huán)境中的濃度一般較低。這些新型土壤污染物目前主要有四大類[6-7]:一是各種獸藥和抗生素。隨著動物飼養(yǎng)業(yè)和畜牧業(yè)的發(fā)展,畜禽養(yǎng)殖污染中一個重要的問題就是這些獸藥通過動物的排泄以及其他方式導(dǎo)致土壤環(huán)境的污染。二是大部分溴化阻燃劑在土壤環(huán)境中有很高的持久性,能夠通過食物鏈和其他途徑累積在人體內(nèi),長期接觸會妨礙人體大腦和骨骼的發(fā)育,并且可能致癌。三是“特富龍”不粘鍋中使用的化學(xué)物質(zhì)“全氟辛酸銨”以及芳香族磺酸類污染物對土壤的污染。四是含有過敏源的植物及花粉對土壤的污染,特別是這種花粉由于含有多種潛在的過敏源,能在夏天導(dǎo)致嚴(yán)重的干草熱以及哮喘疾病,成為引起人們關(guān)注的一種新型土壤污染污物。

2.土壤環(huán)境因子對有機污染的影響

土壤中的微生物、溫度、水分、氣候、土壤機械組成、含水率、植物根際環(huán)境、pH值、二氧化碳濃度等因素對土壤中有機物的分解與轉(zhuǎn)化有很大的影響。除了有機污染物本身的難降解性以及生物遷移性會對有機物降解速率和效果產(chǎn)生影響外,土壤環(huán)境因子也會對有機污染物的遷移轉(zhuǎn)化造成一定的影響。

2.1土壤微生物

有機污染物在土壤中的降解分為非生物降解與生物降解兩大類,在生物酶作用下,農(nóng)藥在動渣物體內(nèi)或是微生物體內(nèi)外的降解即生物降解。微生物降解是指利用微生物降解有機污染物的生物降解過程,降解微生物有細(xì)菌、真菌和藻類。雖然在厭氧和需氧條件下多氯化合物都可以降解。但是在厭氧條件下降解速率更快。但是在好氣的旱田條件下,由于有機氯污染物被土壤吸附,生物活性降低,可以長期殘留[8]。微生物降解是消除有機氯農(nóng)藥的最佳途徑,通常藥劑在土壤中的分解要比在蒸餾水中的分解快得多,將土壤滅菌處理后,藥劑在大部分土壤中對有機污染物的分解速率明顯受到抑制。

2.2土壤溫度

土壤溫度影響土壤微生物和酶活性及土壤中溶質(zhì)的運移,還影響土壤反應(yīng)的速度和土壤呼吸速率,最終影響土壤中有機污染物的降解轉(zhuǎn)化。在一定溫度范圍內(nèi),溫度升高會促進土壤有機污染物的分解,但隨著溫度的進一步升高,土壤有機污染物對溫度的響應(yīng)程度降低。Miko發(fā)現(xiàn),在平均溫度5℃時,溫度每升高1℃將會引起全球范圍內(nèi)10%土壤有機污染物的喪失;而在平均溫度為30℃時,溫度每升高1℃將會使得有機污染物喪失3%[11]。

2.3土壤pH 值

土壤的pH值對有機污染物的吸附有很大的影響。一般來說,pH值越低,土壤對有機污染物的吸附能力越強。土壤酸堿性通過影響組分和污染物的電荷特性、沉淀溶解、吸附解吸和絡(luò)合平衡來改變污染物的毒性,土壤酸堿性還通過土壤微生物的活性來改變污染物的毒性。

2.4土壤水分

土壤水分是土壤中水溶性成分的運輸載體,也是土壤反應(yīng)得以正常進行的介質(zhì)。王彥輝認(rèn)為森林土壤有機污染物的分解速率在很大程度上受控于環(huán)境條件,其中含水量起著決定性作用,最佳含水量為被分解物飽和含水量的70%~90%,極度干旱或水分過多都會限制土壤微生物的活動,明顯降低土壤中有機污染物的分解速率[12]。在長期的淹水條件下厭氧微生物反復(fù)利用腐解發(fā)酵的有機物料,會導(dǎo)致較低的凈殘留碳的礦化[13]。這與淹水、嫌氣條件下有機物料的分解速率慢于旱地、分解量低于旱地的傳統(tǒng)概念不同。

2.5土壤機械組成

土壤質(zhì)地的差異形成不同的土壤結(jié)構(gòu)和通透性狀.因而對環(huán)境污染物的截留、遷移、轉(zhuǎn)化產(chǎn)生不同的效應(yīng)。由于黏土類富含黏粒,土壤物理性吸附、化學(xué)吸附及離子交換作用強,具有較強的保肥、保水性能,同時也把進入土壤中的污染物質(zhì)的有機、無機分子、離子吸附到土粒表面保存起來,增加了污染物轉(zhuǎn)移的難度。

一般而言,黏性土壤中的空氣較砂性土壤少,好氣性微生物活性受到抑制,土壤黏粒具有保持碳的能力,其含量影響外源有機物(有機化合物、植物殘體)及其轉(zhuǎn)化產(chǎn)物的分解速率。隨著土壤黏粒含量的增加,土壤有機碳和土壤微生物量碳也增加,土壤有機碳與黏粒含量呈正相關(guān),隨著土壤黏粒含量的增加,碳、氮礦化量減少,但礦化部分的碳氮比并不受土壤質(zhì)地的影響。利于有機物的積累和富里酸的形成。

3.結(jié)語

土壤是生態(tài)環(huán)境的重要組成部分,是人類賴以生存的主要資源之一,也是物質(zhì)生物地球化學(xué)循環(huán)的儲存庫,對環(huán)境變化具有高度的敏感性。土壤的環(huán)境因子存在著不穩(wěn)定性,但是通過研究最適合土壤中有機污染物降解轉(zhuǎn)化的環(huán)境,可改變受污染嚴(yán)重的土壤中有機污染物的含量,改善環(huán)境質(zhì)量,實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展。

參考文獻:

[1]郝亞琦,權(quán).土壤污染現(xiàn)狀及修復(fù)對策[J].水土保持研究,2007,14(3):248-251.

[2]權(quán)桂芝.土壤的農(nóng)藥污染及修復(fù)技術(shù)[J].天津農(nóng)業(yè)科學(xué),2007,13(1):35-38.

第2篇:土壤的主要污染物范文

關(guān)鍵詞:污染土壤;修復(fù)技術(shù)

城市化的建設(shè)加快,工業(yè)化迅猛發(fā)展,對土壤造成了嚴(yán)重的污染,其中的有毒物質(zhì)正在慢慢地破壞人類的生存環(huán)境,侵蝕人類賴以生存的農(nóng)作物種植安全,威脅人類的身體健康甚至生命安全。因此,做好污染土壤的修復(fù)工作勢在必行。

一、土壤污染的主要類型

(一)重金屬物的污染

土壤中重金屬的來源主要是自然輸入和人為活動輸入兩個方面。其中自然輸入主要指的是巖土風(fēng)化分解,以及凋落的生物質(zhì)腐化分解,在自然情況下流入土壤,造成土壤重金屬富集。人類活動輸入主要指人類在工業(yè)發(fā)展、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)以及礦藏資源開發(fā)等過程中造成的重金屬在土壤中的積累,目前,人為活動造成的土壤重金屬輸入主要是廢氣沉降、農(nóng)業(yè)活動、礦業(yè)生產(chǎn)、固體垃圾排放等方面。人類活動輸入是土壤重金屬污染的主要原因。

(二)有機污染物的污染

石油開采、工業(yè)生產(chǎn)、交通運輸、畜禽養(yǎng)殖及居民生活會產(chǎn)生大量的有機污染物,加劇土壤有機物污染,土壤污染修復(fù)可以采用物理、化學(xué)和生物方法,吸收、降解、轉(zhuǎn)移和轉(zhuǎn)化土壤中的污染物,有效降低污染物濃度,或者將有毒有害的污染物轉(zhuǎn)化為無害物質(zhì)。

(三)復(fù)合污染

復(fù)合污染主要包括重金屬復(fù)合污染、有機復(fù)合污染以及重金屬―有機復(fù)合污染等,我國工業(yè)場地污染常常以此類污染為主,比較常見

的是重金屬復(fù)合污染、石油烴類復(fù)合污染、重金屬與農(nóng)藥/POPS之間的復(fù)合污染這三類。與重金屬污染以及有機污染物污染相比,復(fù)合污染當(dāng)中的污染物之間可能存在拮抗、協(xié)同、相加等交互作用,同時復(fù)合污染物的環(huán)境效應(yīng)和行為可能會發(fā)生改變,使污染土壤的修復(fù)變得更加困難。

二、污染土壤的修復(fù)技術(shù)

(一)重金屬物污染的修復(fù)技術(shù)

1、物理修復(fù)。物理修復(fù)主要是電動修復(fù)、電熱修復(fù)、土壤淋洗三種類型。其中,電動修復(fù)主要是通過通電,促使土壤熔點低、易揮發(fā)的重金屬離子定向移動到一端,從而將其去除。電熱修復(fù)是利用高頻電壓對土壤加熱,土壤中重金屬就會受熱揮發(fā),達到去除土壤中重金屬的目的。土壤淋洗是利用淋洗液將土壤中的重金屬溶解到土壤洗淋液中,再將洗淋液中的重金屬離子置換出來,是現(xiàn)有條件下最成熟的物理修復(fù)方法。

2、化學(xué)修復(fù)?;瘜W(xué)修復(fù)指的是將能夠改變土壤重金屬性質(zhì)的有機質(zhì)以及其他外源物質(zhì)加入被重金屬污染的土壤。外源物質(zhì)能夠與土壤中金屬離子結(jié)合,有效降低金屬離子的遷移性和被植物吸收的可能性,避免其進入生態(tài)循環(huán)系統(tǒng)。

3、生物修復(fù)技術(shù)。(1)動物修復(fù)技術(shù)。在受污染的土壤中,通過蚯蚓的攝食作用和被動擴散作用,重金屬會在蚯蚓體內(nèi)富集,之后將蚯蚓從土壤中驅(qū)出,并集中處理,從而達到修復(fù)的目的。(2)植物修復(fù)技術(shù)。通過利用植物、植物根系微生物對土壤中重金屬進行修復(fù)的技術(shù)就是植物修復(fù)。目前,植物修復(fù)主要是利用植物降解、植物萃取、植物揮發(fā)和植物過濾等作用來降低重金屬污染物的生物有效性或清除土壤中的重金屬污染物,降低重金屬的環(huán)境風(fēng)險。(3)生物協(xié)同修復(fù)。通過土壤動物、微生物和植物的協(xié)同作用,進而有效的改善土壤條件,促進植物生長,提高重金屬的生物有效性,提高生物的吸收效率和修復(fù)效率,加速重建健康的土壤生態(tài)系統(tǒng)。微生物能夠通過產(chǎn)生鐵載體、ACC脫氧酶等方式促進植物的生長,增加植物的生物量,增加植物對重金屬的積累。

(二)有機污染土壤的植物修復(fù)技術(shù)

1、植物從土壤中直接吸收有機污染物并進行代謝分解,經(jīng)過木質(zhì)化作用使其成為植物的一部分,如木質(zhì)素等,儲藏于植物細(xì)胞的不同位點,或者通過礦化作用將其徹底分解為CO2和H2O,或者利用揮發(fā)作用或者蒸騰作用去除土壤中有機污染物,如下圖所示:

2、植物根系分泌物能加速土壤的生化反應(yīng),促進有機污染物的修復(fù):植物根系能分泌一些營養(yǎng)物質(zhì),如糖類、醇、蛋白質(zhì)等,供土壤微生物生存;植物根系還能分泌一些特殊的化學(xué)物質(zhì),如有機酸等,可以改變土壤的pH等,從而有利于污染物的分解。植物根系釋放到土壤中的酶也可以直接降解有機污染物。另外,植物死亡后釋放到環(huán)境中的酶也可繼續(xù)發(fā)揮分解作用。

3、植物是一個有效的土壤污染處理系統(tǒng),它同其根際微生物共同利用其生理代謝特性擔(dān)負(fù)著分解、富集和穩(wěn)定污染物的作用,這種即是根際―微生物的聯(lián)合代謝作用。根際是指植物根系分泌的有機物作用下,與其pH、EH、微生物等組成的一個特殊的微生物環(huán)境,是植物根系直接影響的土壤范圍。

三、污染土壤修復(fù)技術(shù)研究趨勢

首先必須明確土壤污染的特點以及未來的發(fā)展趨勢,采取有效措施改善土壤污染問題,同時,根據(jù)我國實際情況和技術(shù)基礎(chǔ)加強修復(fù)技術(shù)研發(fā)。另外,在污染土壤修復(fù)技術(shù)研發(fā)中,還應(yīng)該努力在農(nóng)田土壤污染、礦區(qū)及周圍土壤污染、濕地土壤污染等方面進行技術(shù)研究。

四、結(jié)語

綜上所述,利用科學(xué)技術(shù)對污染土壤進行修復(fù),去除污染后再利用,為人們創(chuàng)造良好的生態(tài)環(huán)境。因此我國需要對土壤修復(fù)技術(shù)進行進一步研發(fā),是保護土壤和技術(shù)產(chǎn)業(yè)的需要,也是保護環(huán)境資源的必要。

參考文獻:

[1]趙金艷,李瑩,李珊珊,張爽.我國污染土壤修復(fù)技術(shù)及產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀[J].中國環(huán)保產(chǎn)業(yè),2013.

第3篇:土壤的主要污染物范文

【關(guān)鍵詞】土壤;環(huán)境;影響;評價

一、土壤的特征

土壤環(huán)境是一個開放系統(tǒng),土壤和水、大氣、生物等環(huán)境要素之間以及土壤內(nèi)部系統(tǒng)之間都不斷進行著物質(zhì)與能量的交換,是土壤環(huán)境發(fā)展、并隨外界條件改變而發(fā)生演變的主要原因。土壤具有吸水和儲備各種物質(zhì)的能力,但土壤的納污和自凈能力是有一定的限度的,當(dāng)進入土壤的污染物超過其臨界值時,土壤不僅會向環(huán)境輸出污染物,使其他環(huán)境要素受到污染,而且土壤的組成、結(jié)構(gòu)及功能均會發(fā)生變化,最終可導(dǎo)致土壤資源的枯竭與破壞。

二、影響土壤環(huán)境質(zhì)量的因素

土壤環(huán)境質(zhì)量是指土壤環(huán)境適宜人類健康的程度。影響土壤環(huán)境質(zhì)量的因素有建設(shè)項目的類型、污染物的性質(zhì)、污染源的特征與排放強度、污染途徑以及土壤類型、特性和區(qū)域地理環(huán)境特征等。不同的建設(shè)項目,排放的污染物類型不同。有色金屬冶煉或礦山,主要污染物為重金屬和酸性物質(zhì);化學(xué)工業(yè)或油田,主要污染物是礦物油和其他有機污染物;以煤為能源的火電廠,主要污染物為粉煤等固體廢物。不同的污染因子,性質(zhì)不同,對環(huán)境的危害也不同。不同的污染源,污染類型不同,對環(huán)境的影響范圍也不同:工業(yè)污染源以點源污染為主,污染特征為污染區(qū)域小,影響范圍窄,而以農(nóng)業(yè)和交通為主的污染源,主要為面源污染和線源污染,具有污染面大,影響范圍寬的特點。污染源的排放強度與污染程度和污染范圍有關(guān)。污染物通過大氣與水的傳輸,擴散速度快,對土壤的污染地域?qū)?,而垃圾和污泥等固體廢物進入土壤后,污染的范圍相對較小、土壤所處的區(qū)域地理環(huán)境條件決定了土壤的類型、性質(zhì)和土壤演化,從而影響污染物的不合理利用和過度開發(fā),將引起土壤系統(tǒng)的嚴(yán)重退化。

三、壤環(huán)境質(zhì)量現(xiàn)狀調(diào)查

(1)從有關(guān)管理、研究和行業(yè)信息中心以及圖書館和情報所搜集材料,內(nèi)容包括:一是征,如氣象、地貌、水文和植被等資料。二是性,包括成土母質(zhì)(成土母巖和成土母質(zhì)類型);土壤類型、組成、特性。三是包括城鎮(zhèn)、工礦、交通用地面積等。四是類型、面積及分布和侵蝕模數(shù)等。五是背景值資料。六是種類、分布及生長情況。(2)測包括布點、采樣、確定評價因子即監(jiān)測項目等。一是布點。要考慮評價區(qū)內(nèi)土壤的類型及分布,土地利用及地形地貌條件,要使各種土壤類型、土地利用及地形地貌條件均有一定數(shù)量的采樣點,還要設(shè)置對照點。最后,要是土樣才幾點的布設(shè)在控件分布均勻并有一定密度,從而保證土壤環(huán)境質(zhì)量調(diào)查的代表性和精度。二是采樣。土壤樣品的采集一般采用網(wǎng)格法、對角線、梅花形、棋盤形、蛇形等采樣方法,多點采樣,均勻混合,最后得到代表采樣地點的土壤樣品。還應(yīng)調(diào)查評價區(qū)植物和污染源狀況。植物監(jiān)測調(diào)查。主要是觀察研究自然植物和作物等在評價區(qū)內(nèi)不同土壤環(huán)境條件,各生育期的生長狀況及產(chǎn)量、質(zhì)量變化。三是評價因子的確定。一般是根據(jù)監(jiān)測調(diào)查掌握的土壤中現(xiàn)有污染物和擬建設(shè)項目將要排放的主要污染物,按毒性大小與排放量多少采用等標(biāo)污染負(fù)荷比法進行篩選。

四、土壤影響評價

(1)評價擬建設(shè)項目對土壤影響的重大性和可接受性。將影響預(yù)測的結(jié)果與法規(guī)和標(biāo)準(zhǔn)進行比較。一是由擬建設(shè)項目造成的土壤侵蝕或水土流失明顯違反了國家的有關(guān)法規(guī)。二是將影響預(yù)測值加上背景值與土壤標(biāo)準(zhǔn)做比較。三是用分級型土壤指數(shù)對土壤的基線值與預(yù)測擬建項目影響后算得的兩組數(shù)值進行比較。如果土質(zhì)級別降低,則表明該項目的影響是重大的。(2)與當(dāng)?shù)貧v史上已有污染源和土壤侵蝕源進行比較。請專家判斷擬建項目所造成的污染和增加侵蝕程度的影響的重大性。例如,土壤專家一般認(rèn)為在現(xiàn)有的土壤侵蝕條件下,如果一個大型工廠的興建將是侵蝕率提的值不大于11t/hm2.a,則是允許的。但在做這類判斷時,必須考慮區(qū)域內(nèi)多個項目的累積效應(yīng)。(3)擬建項目環(huán)境可行性的確定。根據(jù)土壤環(huán)境影響預(yù)測與影響重大性的分析,指出工程在建設(shè)過程和投產(chǎn)后可能遭到污染或破壞的土壤面積和經(jīng)濟損失狀況。通過費用—效益分析和環(huán)境整體性考慮,判斷土壤環(huán)境影響的可接受性,由此確定該擬建項目的環(huán)境可行性。

參 考 文 獻

第4篇:土壤的主要污染物范文

在影響因子分析中,主要評價了土壤中化學(xué)元素(尤其是磷素和氮素)形態(tài)、有機肥和化肥施用和管理方式、降雨和灌溉、地形、近地表水文條件、作物和耕作管理等對化學(xué)污染物運移的影響。其主要結(jié)果表現(xiàn)為:(1)水土保持耕作法(少耕、免耕)可以減少土壤流失量和顆粒形態(tài)的養(yǎng)分流失,但不能減少可溶性養(yǎng)分的流失;另一方面,殘渣覆蓋物在增加土壤有機物、改善土壤結(jié)構(gòu)的同時,殘渣腐爛分解部分也增加了徑流中的養(yǎng)分濃度[2~6]。因此,需要尋找有效的防治措施,使其具有防治侵蝕和減少非點源污染物的雙重功能。(2)農(nóng)地過度施肥、尤其是大量過度施用有機肥(家畜、家禽)使土壤中養(yǎng)分積累是引起污染物流失和地表水富養(yǎng)化的根源[7~13]。(3)流域內(nèi)養(yǎng)分流失的敏感區(qū)集中在流域下游接近河床的土壤水分飽和區(qū)[14~16]。(4)近期鄭粉莉和合作者在美國國家土壤侵蝕研究實驗室的研究結(jié)果表明,近地表土壤水分條件對化學(xué)物質(zhì)運移和地表水質(zhì)的影響,壤中流(土壤水分飽和且飽和土壤水從土體表面排出)條件下地表徑流硝態(tài)氮濃度和速效磷濃度分別是土壤水自由下滲條件下的1000多倍和7倍,說明壤中流對侵蝕泥沙搬運和農(nóng)業(yè)非點源污染有重要貢獻。因此,控制坡面壤中流的形成是減少農(nóng)業(yè)非點源污染的關(guān)鍵所在。

2預(yù)報模型

目前預(yù)報非點源化學(xué)污染物運移的模型主要有ANSWERS(AreaNonpointSourceWatershedEnvironmentResponseSimulation)[17]、GREAMS(ChemicalsRunoff,andErosionfromAgriculturalManagementSystem)[18,19]和AGNPS(AGriculturalNonPointSource)[20,21]等模型。ANSWERS模型用于預(yù)報次降雨條件下的表面徑流量和土壤侵蝕量和污染物流失量。ANSWERS模型是針對歐洲平原地區(qū)的模型。因此,如何合理地確定ANSWERS模型參數(shù),使ANSWERS模型在我國水土流失應(yīng)用尚需要做大量的研究工作。GREAMS模型是由土壤侵蝕子模型、水文子模型、化學(xué)物質(zhì)侵蝕子模型組成,用于評價田間尺度多種耕作措施下土壤侵蝕和水質(zhì)狀況。模型中將表面徑流和洪峰流量統(tǒng)一在徑流流路的基礎(chǔ),并能實現(xiàn)流域不同地塊的侵蝕模擬。該模型適合于地塊內(nèi)面積約5hm2左右的典型小流域,不適用于復(fù)雜的地貌狀況;在外部參數(shù)輸入方面缺乏降雨過程信息,對侵蝕產(chǎn)沙過程考慮不夠。近年來對GREAMS模型進行了改進,并建立了GLEAMS模型,改進后的模型共由4個子模型組成:水動力子模型、侵蝕子模型、養(yǎng)分子模型和農(nóng)藥子模型。AGNPS模型是一個基于方格框架組成的流域框架的分布模型,由柵格采集模型參數(shù),用以模擬次暴雨徑流和侵蝕產(chǎn)沙過程,徑流采用美國水土保持局的徑流曲線數(shù)法(curvenumber)進行預(yù)測,產(chǎn)沙量用USLE直接計算,同時可以模擬計算土壤養(yǎng)分的流失。

3防治污染物流失的戰(zhàn)略與對策研究

有關(guān)如何有效的減少污染物輸移的研究主要集中在以下5個方面[22~25]:(1)優(yōu)化施肥方案(包括肥料類型、施肥量和時間、施肥方式等);(2)鑒別流域內(nèi)污染物流失的敏感區(qū);(3)確定污染物在流域內(nèi)運移的路徑;(4)研發(fā)和實施最佳的管理措施;(5)建立不同污染物危險性評價的指標(biāo)體系。

4我國開展非點源污染研究的重點

我國在農(nóng)業(yè)非點源污染方面的研究十分薄弱。而近10多年來土壤侵蝕引起水體富養(yǎng)化現(xiàn)象呈明顯的上升趨勢。如1978~1980年對我國34個湖泊和水庫的調(diào)查資料表明,富養(yǎng)化的水體占14.7%;而1987~1989年調(diào)查的22個湖泊中富養(yǎng)化的已達63%。因此,迫切需要開展這方面的研究工作。建議近期研究的重點主要集中在以下幾個方面:

(1)土壤侵蝕對非點源污染質(zhì)運移和水質(zhì)影響的過程及其機理。通過對地表徑流和侵蝕泥沙中農(nóng)業(yè)化學(xué)物質(zhì)(主要為硝態(tài)氮、氨態(tài)氮、速效磷及有害重金屬)的分析測試,闡明侵蝕過程對農(nóng)業(yè)非點源污染物運移的影響及其污染物運移對水質(zhì)的影響,并從理論上對影響機理進行深入剖析。

第5篇:土壤的主要污染物范文

關(guān)鍵詞土壤污染;現(xiàn)狀;危害;治理措施

1土壤污染概念

土壤是指陸地表面具有肥力、能夠生長植物的疏松表層,其厚度一般在2 m左右。土壤不但為植物生長提供機械支撐能力,并能為植物生長發(fā)育提供所需要的水、肥、氣、熱等肥力要素。近年來,由于人口急劇增長,工業(yè)迅猛發(fā)展,固體廢物不斷向土壤表面堆放和傾倒,有害廢水不斷向土壤中滲透,汽車排放的廢氣,大氣中的有害氣體及飄塵不斷隨雨水降落在土壤中。農(nóng)業(yè)化學(xué)水平的提高,使大量化學(xué)肥料及農(nóng)藥散落到環(huán)境中,導(dǎo)致土壤遭受非點源污染的機會越來越多,其程度也越來越嚴(yán)重,在水土流失和風(fēng)蝕作用等的影響下,污染面積不斷擴大。因此,凡是妨礙土壤正常功能,降低農(nóng)作物產(chǎn)量和質(zhì)量,通過糧食、蔬菜、水果等間接影響人體健康的物質(zhì)都叫做土壤污染物[1-2]。

當(dāng)土壤中有害物質(zhì)過多,超過土壤的自凈能力,引起土壤的組成、結(jié)構(gòu)和功能發(fā)生變化,微生物活動受到抑制,有害物質(zhì)或其分解產(chǎn)物在土壤中逐漸積累,通過“土壤植物人體”,或通過“土壤水人體”間接被人體吸收,達到危害人體健康的程度,就是土壤污染。

2我國土壤污染現(xiàn)狀與危害

2.1土壤污染的現(xiàn)狀

目前,我國土壤污染的總體形勢嚴(yán)峻,部分地區(qū)土壤污染嚴(yán)重,在重污染企業(yè)或工業(yè)密集區(qū)、工礦開采區(qū)及周邊地區(qū)、城市和城郊地區(qū)出現(xiàn)了土壤重污染區(qū)和高風(fēng)險區(qū)。土壤污染類型多樣,呈現(xiàn)出新老污染物并存、無機有機復(fù)合污染的局面。土壤污染途徑多,原因復(fù)雜,控制難度大。土壤環(huán)境監(jiān)督管理體系不健全,土壤污染防治投入不足,全社會防治意識不強。由土壤污染引發(fā)的農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全問題和群體性事件逐年增多,成為影響群眾身體健康和社會穩(wěn)定的重要因素[3]。

2.2土壤污染的危害

2.2.1土壤污染導(dǎo)致嚴(yán)重的直接經(jīng)濟損失。初步統(tǒng)計,全國受污染的耕地約有1 000萬hm2,有機污染物污染農(nóng)田達3 600萬hm2,主要農(nóng)產(chǎn)品的農(nóng)藥殘留超標(biāo)率高達16%~20%;污水灌溉污染耕地216.7萬hm2,固體廢棄物堆存占地和毀田13.3萬hm2。每年因土壤污染減產(chǎn)糧食超過1 000萬t,造成各種經(jīng)濟損失約200億元。

2.2.2土壤污染導(dǎo)致生物產(chǎn)品品質(zhì)不斷下降。因農(nóng)田施用化肥,大多數(shù)城市近郊土壤都受到不同程度的污染,許多地方糧食、蔬菜、水果等食物中鎘、砷、鉻、鉛等重金屬含量超標(biāo)或接近臨界值。每年轉(zhuǎn)化成為污染物而進入環(huán)境的氮素達1 000萬t,農(nóng)產(chǎn)品中的硝酸鹽和亞硝酸鹽污染嚴(yán)重。農(nóng)膜污染土壤面積超過780萬hm2,殘存的農(nóng)膜對土壤毛細(xì)管水起阻流作用,惡化土壤物理性狀,影響土壤通氣透水,影響農(nóng)作物產(chǎn)量和農(nóng)產(chǎn)品品質(zhì)。

2.2.3土壤污染危害人體健康。土壤污染會使污染物在植物體內(nèi)積累,并通過食物鏈富集到人體和動物體中,危害人體健康,引發(fā)癌癥和其他疾病。

2.2.4土壤污染導(dǎo)致其他環(huán)境問題。土壤受到污染后,含重金屬濃度較高的污染土容易在風(fēng)力和水力作用下分別進入到大氣和水體中,導(dǎo)致大氣污染、地表水污染、地下水污染和生態(tài)系統(tǒng)退化等其他次生生態(tài)環(huán)境問題。

3造成土壤污染的原因

3.1過量施用化肥

我國每年化肥施用量超過4100萬t。雖然施用化肥是農(nóng)業(yè)增產(chǎn)的重要措施,但長期大量使用氮、磷等化學(xué)肥料,會破壞土壤結(jié)構(gòu),造成土壤板結(jié)、耕地土壤退化、耕層變淺、耕性變差、保水肥能力下降、生物學(xué)性質(zhì)惡化,增加了農(nóng)業(yè)生產(chǎn)成本,影響了農(nóng)作物的產(chǎn)量和質(zhì)量;未被植物吸收利用和根層土壤吸附固定的養(yǎng)分,都在根層以下積累或轉(zhuǎn)入地下。殘留在土壤中的氮、磷化合物,在發(fā)生地面徑流或土壤風(fēng)蝕時,會向其他地方轉(zhuǎn)移,擴大了土壤污染范圍。過量使用化肥還使飼料作物含有過多的硝酸鹽,妨礙牲畜體內(nèi)氧氣的輸送,使其患病,嚴(yán)重導(dǎo)致死亡[4]。

3.2農(nóng)藥是土壤的主要有機污染物

全國每年使用的農(nóng)藥量達50萬~60萬t,使用農(nóng)藥的土地面積在2.8億hm2以上,農(nóng)田平均施用農(nóng)藥13.9 kg/hm2。直接進入土壤的農(nóng)藥,大部分可被土壤吸附,殘留于土壤中的農(nóng)藥,由于生物和非生物的作用,形成具有不同穩(wěn)定性的中間產(chǎn)物或最終產(chǎn)物無機物。噴施于作物體上的農(nóng)藥,除部分被植物吸收或逸入大氣外,約有1/2左右散落于農(nóng)田,又與直接施用于田間的農(nóng)藥構(gòu)成農(nóng)田土壤中農(nóng)藥的基本來源。農(nóng)作物從土壤中吸收農(nóng)藥,在植物根、莖、葉、果實和種子中積累,通過食物、飼料危害人體和牲畜的健康。

3.3重金屬元素引起的土壤污染

全國320個嚴(yán)重污染區(qū)約有548萬hm2土壤,大田類農(nóng)產(chǎn)品污染超標(biāo)面積占污染區(qū)農(nóng)田面積的20%,其中重金屬污染占80%,糧食中重金屬鎘、砷、鉻、鉛、汞等的超標(biāo)率占10%。被公認(rèn)為城市環(huán)境質(zhì)量優(yōu)良的公園存在著嚴(yán)重的土壤重金屬污染。汽油中添加的防爆劑四乙基鉛隨廢氣排出污染土壤,使行車頻率高的公路兩側(cè)常形成明顯的鉛污染帶。砷被大量用作殺蟲劑、殺菌劑、殺鼠劑和除草劑,硫化礦產(chǎn)的開采、選礦、冶煉也會引起砷對土壤的污染。汞主要來自廠礦排放的含汞廢水。土壤組成與汞化合物之間有很強的相互作用,積累在土壤中的汞有金屬汞、無機汞鹽、有機絡(luò)合態(tài)或離子吸附態(tài)汞,所以,汞能在土壤中長期存在。鎘、鉛污染主要來自冶煉排放和汽車尾氣沉降,磷肥中有時也含有鎘[5]。

3.4污水灌溉對土壤的污染

我國污水灌溉農(nóng)田面積超過330萬hm2。生活污水和工業(yè)廢水中,含有氮、磷、鉀等許多植物所需要的養(yǎng)分,所以合理地使用污水灌溉農(nóng)田,有增產(chǎn)效果。未經(jīng)處理或未達到排放標(biāo)準(zhǔn)的工業(yè)污水中含有重金屬、酚、氰化物等許多有毒有害的物質(zhì),會將污水中有毒有害的物質(zhì)帶至農(nóng)田,在灌溉渠系兩側(cè)形成污染帶。

3.5大氣污染對土壤的污染

大氣中的二氧化硫、氮氧化物和顆粒物等有害物質(zhì),在大氣中發(fā)生反應(yīng)形成酸雨,通過沉降和降水而降落到地面,引起土壤酸化。冶金工業(yè)排放的金屬氧化物粉塵,則在重力作用下以降塵形式進入土壤,形成以排污工廠為中心、半徑為2~3 km范圍的點狀污染。

3.6固體廢物對土壤的污染

污泥作為肥料施用,常使土壤受到重金屬、無機鹽、有機物和病原體的污染。工業(yè)固體廢物和城市垃圾向土壤直接傾倒,由于日曬、雨淋、水洗,使重金屬極易移動,以輻射狀、漏斗狀向周圍土壤擴散。

3.7牲畜排泄物和生物殘體對土壤的污染

禽畜飼養(yǎng)場的廄肥和屠宰場的廢物,其性質(zhì)近似人糞尿。利用這些廢物作肥料,如果不進行物理和生化處理,則其中的寄生蟲、病原菌和病毒等可引起土壤和水域污染,并通過水和農(nóng)作物危害人群健康。

3.8放射性物質(zhì)對土壤的污染

土壤輻射污染的來源有鈾礦和釷礦開采、鈾礦濃縮、核廢料處理、核武器爆炸、核實驗、燃煤發(fā)電廠、磷酸鹽礦開采加工等。大氣層核試驗的散落物可造成土壤的放射性污染,放射性散落物中,90sr、137cs的半衰期較長,易被土壤吸附,滯留時間也較長。

4我國土壤污染的治理措施

4.1施用化學(xué)改良劑,采取生物改良措施,增加土壤環(huán)境容量,增強土壤凈化能力

向土壤中施用石灰、堿性磷酸鹽、氧化鐵、碳酸鹽和硫化物等化學(xué)改良劑,加速有機物的分解,使重金屬固定在土壤中,降低重金屬在土壤及土壤植物體的遷移能力,使其轉(zhuǎn)化成為難溶的化合物,減少農(nóng)作物的吸收,以減輕土壤中重金屬的毒害。針對有機物污染,用植物、細(xì)菌、真菌聯(lián)合加速有機物降解。針對無機物污染,利用植物修復(fù)可以把一部分重金屬從土壤中帶走。

增加土壤有機質(zhì)含量、砂摻粘改良性土壤,增加和改善土壤膠體的種類和數(shù)量,增加土壤對有害物質(zhì)的吸附能力和吸附量,從而減少污染物在土壤中的活性。發(fā)現(xiàn)、分離和培養(yǎng)新的微生物品種,以增強生物降解作用。

4.2強化污染土壤環(huán)境管理與綜合防治,大力發(fā)展清潔生產(chǎn)

控制和消除土壤污染源,組織有關(guān)部門和科研單位,篩選污染土壤修復(fù)實用技術(shù),加強污染土壤修復(fù)技術(shù)集成,選擇有代表性的污灌區(qū)農(nóng)田和污染場地,開展污染土壤治理與修復(fù)。重點支持一批國家級重點治理與修復(fù)示范工程,為在更大范圍內(nèi)修復(fù)土壤污染提供示范、積累經(jīng)驗。合理利用污染土地,嚴(yán)重污染的土壤可改種非食用經(jīng)濟作物或經(jīng)濟林木以減少食品污染??茖W(xué)地進行污水灌溉,加強土壤污灌區(qū)的監(jiān)測和管理,了解水中污染物的成分、含量及其動態(tài),避免帶有不易降解的高殘留污染物隨機進入土壤。

增施有機肥,提高土壤有機質(zhì)含量,增強土壤膠體對重金屬和農(nóng)藥的吸附能力。強化對農(nóng)藥、化肥、除草劑等農(nóng)用化學(xué)品管理。增施有機肥同時采取防治措施,不僅可以減少對土壤的污染,還能經(jīng)濟有效地消滅病、蟲、草害,發(fā)揮農(nóng)藥的積極效能。在生產(chǎn)中合理施用農(nóng)藥、化肥,控制化學(xué)農(nóng)藥的用量、使用范圍、噴施次數(shù)和噴施時間,提高噴灑技術(shù),改進農(nóng)藥劑型,嚴(yán)格限制劇毒、高殘留農(nóng)藥的使用,大力發(fā)展高效、低毒、低殘留農(nóng)藥。大力發(fā)展生物防治措施。

大力推廣閉路循環(huán)、無毒工藝,以減少或消除污染物的排放。對工業(yè)“三廢”進行回收凈化處理,化害為利,嚴(yán)格控制污染物的排放量和濃度。大力推廣和發(fā)展清潔生產(chǎn)。

針對土壤污染物的種類,種植有較強吸收能力的植物,降低有毒物質(zhì)的含量,或通過生物降解凈化土壤,通過改變耕作制度、換土、深翻等手段,施加抑制劑改變污染物質(zhì)在土壤中的遷移轉(zhuǎn)化方向,減少農(nóng)作物的吸收,提高土壤ph值,促使鎘、汞、銅、鋅等形成氫氧化物沉淀。

根據(jù)土壤的特性、氣候狀況和農(nóng)作物生長發(fā)育特點,既要防治病蟲害對農(nóng)作物的威脅,又要把化肥、農(nóng)藥對環(huán)境和人體健康的危害限制在最低程度。利用物理、物理化學(xué)原理治理污染土壤。大力開展植樹造林,提高森林覆蓋率,維護森林生態(tài)系統(tǒng)平衡。

4.3調(diào)控土壤氧化還原條件

調(diào)節(jié)土壤氧化還原電位,使某些重金屬污染物轉(zhuǎn)化為難溶態(tài)沉淀物,控制其遷移和轉(zhuǎn)化,降低污染物的危害程度。調(diào)節(jié)土壤氧化還原電位主要是通過調(diào)節(jié)土壤水分管理和耕作措施實現(xiàn)。

4.4改變耕作制度,實行翻土和換土

改變耕作制度會引起土壤環(huán)境條件的變化,消除某些污染物的危害。對于污染嚴(yán)重的土壤,采取鏟除表土和換客土的方法;對于輕度污染的土壤,采取深翻土或換無污染客土的方法。

4.5采用農(nóng)業(yè)生態(tài)工程措施

在污染土壤上繁殖非食用的種子、種經(jīng)濟作物,從而減少污染物進入食物鏈的途徑;或利用某些特定的動植物和微生物較快地吸走或降解土壤中的污染物質(zhì),從而達到凈化土壤的目的。

4.6工程治理

利用物理(機械)、物理化學(xué)原理治理污染土壤,是一種最為徹底、穩(wěn)定、治本的措施,但投資大,適于小面積的重度污染區(qū),主要有隔離法、清洗法、熱處理、電化法等。近年來,把其他工業(yè)領(lǐng)域,特別是污水、大氣污染治理技術(shù)引入土壤治理,為土壤污染治理研究開辟了新途徑。

5參考文獻

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[2] 任旭喜.土壤重金屬污染及防治對策研究[j].環(huán)境保護科學(xué),1999,25(5):31-33.

[3] 陳晶中,陳杰,謝學(xué)儉,等.土壤污染及其環(huán)境效應(yīng)[j].土壤,2003,35(4):298-303.

第6篇:土壤的主要污染物范文

土壤是種養(yǎng)殖農(nóng)產(chǎn)品主要的環(huán)境要素,其承擔(dān)著產(chǎn)地環(huán)境中大約90%來自各方的污染物[1]。近年來,由于產(chǎn)地土壤環(huán)境受到污染而造成的農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全問題逐漸增多,引起了廣泛的重視和研究[2]。土壤污染具有多源性、隱蔽性、累積性等特性,決定了它對生長在其中的農(nóng)產(chǎn)品危害的復(fù)雜性、長期性、潛在性和突發(fā)性[3]。因此,研究產(chǎn)地土壤環(huán)境中主要污染物的來源、特點以及污染現(xiàn)狀,提出相應(yīng)的防治措施,對有效保護我國農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)地土壤環(huán)境,保障農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全具有重要的意義。

一、產(chǎn)地土壤環(huán)境污染的定義及分類

土壤污染的定義目前不統(tǒng)一,主要有3種不同觀點。(1)“絕對性”定義,即部分學(xué)者認(rèn)為由人類向土壤添加有害物質(zhì),土壤中該有害物質(zhì)含量超過了土壤背景值,土壤就受到了污染。(2)“相對性”定義,即有學(xué)者以特定的參照數(shù)據(jù)來加以判斷,如以土壤背景值加2倍標(biāo)準(zhǔn)值為臨界值,如果超過臨界值,則認(rèn)為土壤已被污染。(3)“綜合性”定義,即定義為不但要看含量的增加,還要看后果,即當(dāng)加入土壤的污染物超過土壤的自凈能力,或污染物在土壤中累積量超過土壤基準(zhǔn)值,而給生態(tài)系統(tǒng)造成危害,此時才能被稱為污染。由于第3種定義更具有實際意義,而被使用的最多。土壤污染主要可分為無機物污染(重金屬、化肥、鹽堿類),有機物污染(主要是持久性有機污染物,如多環(huán)芳烴、多氯聯(lián)苯以及難降解的農(nóng)藥等有機物質(zhì)),生物污染(帶有病菌的城市垃圾、廄肥等)以及放射性污染(鍶和銫等在土壤中生存期長的放射性元素)等類型,污染物可單獨對土壤的污染起作用,但多數(shù)是多種污染物共存的復(fù)合污染。產(chǎn)地土壤環(huán)境的污染物來源復(fù)雜,但主要來自工礦企業(yè)“三廢”污染和污水灌溉兩個方面。據(jù)統(tǒng)計,我國耕地污染退化面積約占總耕地面積的1/10,其中工業(yè)“三廢”污染的耕地近1000萬hm2,使用污水灌溉的耕地已達330多萬hm2[4]。近年來,農(nóng)業(yè)面源污染也開始成為引起土壤污染的一個重要因素。

二、主要的產(chǎn)地土壤環(huán)境污染物

(一)重金屬類物質(zhì)

目前,國際上公認(rèn)影響比較大、毒性較高的重金屬類物質(zhì)一般有5種,即汞、鎘、鉛、鉻、砷。20世紀(jì)50-70年代,日本富士縣的“骨痛病”就是由于鎘污染而導(dǎo)致糙米中鎘超標(biāo)而引起的,患者數(shù)千人,其中數(shù)百人死亡,至今還有人不斷提出和索賠。隨著我國工業(yè)和農(nóng)業(yè)的快速發(fā)展,城市化進程的不斷加快,由于污水灌溉和工礦企業(yè)排污引起的產(chǎn)地土壤環(huán)境重金屬污染問題也逐漸顯現(xiàn)。如我國20世紀(jì)70年代,就有學(xué)者研究發(fā)現(xiàn)遼寧省沈陽張士灌區(qū)的土壤重金屬超標(biāo)嚴(yán)重,污染面積達2500多hm2,造成農(nóng)產(chǎn)品無法食用[5]。雷鳴等人對湖南工礦污染區(qū)的調(diào)查也顯示,株洲和湘潭等地工礦污染地區(qū)的鎘、砷和鉛污染面積占當(dāng)?shù)馗乜偯娣e的90%以上[6]。在各類農(nóng)產(chǎn)品中,水稻和葉菜類蔬菜是最易富集重金屬元素的農(nóng)作物[7~8],因此,當(dāng)土壤被環(huán)境中的重金屬污染后,稻米和葉菜類蔬菜中重金屬殘留問題值得關(guān)注。重金屬污染普遍具有以下共同點:(1)污染面積逐漸擴大。由于重金屬類物質(zhì)與污染排放密不可分,隨著工農(nóng)業(yè)的快速發(fā)展,特別是重工業(yè)的地域性轉(zhuǎn)移,重金屬元素威脅的范圍逐漸加大。(2)污染治理耗時較長。土壤中的重金屬很難靠稀釋作用和自凈化作用來消除,即使通過生物修復(fù)等手段,某些被重金屬污染的土壤也可能要100~200年時間才能夠恢復(fù)。(3)累積性和不可逆性。土壤中的重金屬會被農(nóng)作物吸收,通過食物鏈逐級放大和改變存在形態(tài),從而對人體健康造成嚴(yán)重威脅。比如,汞被生物體甲基化后形成甲基汞,其具有神經(jīng)毒性的環(huán)境污染物,主要侵犯中樞神經(jīng)系統(tǒng),可造成語言和記憶能力障礙等嚴(yán)重問題。人體長期攝入重金屬,會蓄積于內(nèi)臟和骨骼中,引起多種疾病。如在人體內(nèi),鎘的半衰期長達7~30年,可蓄積50年之久,能對多種器官和組織造成損害[9]。如此長的半衰期,對人體來說甚至是不可逆的,一旦進入體內(nèi)就難以排出。

(二)持久性有機污染物(POPs)

POPs是指一類具有長期殘留性、生物蓄積性、半揮發(fā)性和高毒性,能夠在大氣環(huán)境中長距離遷移并能沉積回地球,對人類健康和環(huán)境具有嚴(yán)重危害的天然或人工合成的有機物質(zhì)。目前,我國污染較為嚴(yán)重的POPs物質(zhì)主要有:(1)多環(huán)芳烴(PAHs)。我國已有學(xué)者開展了對京津及附近地區(qū)、長三角地區(qū)、珠三角地區(qū)及東南沿海等區(qū)域的研究。結(jié)果表明,土壤中的PAHs主要來源于燃燒源(包括工業(yè)燃煤、汽車尾氣排放等)。對北京郊區(qū)土壤中16種PAHs的研究表明,土壤中16種PAHs的平均濃度為1350μg/kg,其含量范圍在16~3880μg/kg之間[10]。(2)有機氯農(nóng)藥(OCPs)。OCPs具有高效的殺蟲力,1950-1970年被廣泛用于農(nóng)業(yè)生產(chǎn),但是由于OCPs特殊的物理化學(xué)性質(zhì),其難以被化學(xué)降解和生物降解,在土壤中半衰期可達幾年甚至十幾年。由于OCPs嚴(yán)重對環(huán)境的影響,從20世紀(jì)80年代起許多國家開始禁止或限制使用OCPs。據(jù)統(tǒng)計,我國多年來累計施用滴滴涕40多萬t,六六六等OCPs19萬余t,雖然OCPs目前已被禁止使用,但是由于降解緩慢,其對土壤的污染仍不容小視[11~12]。(3)二英(Dioxin)。二英是一類物質(zhì)的簡稱,包括210多種化合物。焚燒垃圾和塑料制品,以及有機物和氯的熱處理過程,都會釋放二英類物質(zhì)。它們通過大氣干濕沉降、污水污泥農(nóng)用以及廢棄物堆放等多種途徑進入土壤環(huán)境[13]。我國有學(xué)者對一些地區(qū)土壤中二英含量的調(diào)查顯示,部分省份土壤存在二英污染問題,其中鋼鐵廠和垃圾焚燒廠周圍土壤污染尤為明顯[14~16]。(4)多氯聯(lián)苯(PCBs)。PCBs不但具有持久性有機污染物高毒、難降解的共同特點,同時還是內(nèi)分泌干擾物,對人類健康和環(huán)境具有嚴(yán)重危害。目前,在工業(yè)發(fā)達的國家和地區(qū),已發(fā)現(xiàn)有較高濃度的PCBs。在不發(fā)達國家和地區(qū)、人跡罕至的海洋、大氣、水、土壤中也發(fā)現(xiàn)了PCBs。我國從1965年開始生產(chǎn)PCBs,到20世紀(jì)80年代初停產(chǎn),共生產(chǎn)上萬t,多年的使用造成一些地區(qū)環(huán)境污染嚴(yán)重[17],已經(jīng)在局部地區(qū)釀出了嚴(yán)重污染事件。POPs污染的主要特點:(1)高毒性。主要表現(xiàn)為它的“三致性”,即致癌、致畸、致突變效應(yīng)。它還具有遺傳毒性,能造成人體內(nèi)分泌系統(tǒng)紊亂,使生殖和免疫系統(tǒng)受到破壞,并誘發(fā)癌癥和神經(jīng)性疾病。(2)持久性。POPs類有機污染物結(jié)構(gòu)穩(wěn)定,在自然條件下很難被降解。研究表明,即使是很多年前使用過,在許多地方依然能夠發(fā)現(xiàn)它們的殘留物,POPs分子結(jié)構(gòu)中化學(xué)鍵具有相對較高的鍵能,可以抵御光解、化學(xué)和生物降解。一旦它們釋放進入環(huán)境,將有可能在環(huán)境中持久存在。(3)生物蓄積性。POPs類有機污染物分子結(jié)構(gòu)中通常含有鹵素原子,具有低水溶性、高脂溶性的特征,因而能夠在脂肪組織中發(fā)生生物蓄積,從而導(dǎo)致從周圍介質(zhì)遷移、富集到生物體內(nèi),并通過食物鏈的生物放大作用達到中毒濃度。(4)遷移性。POPs具有半揮發(fā)性,能夠從水體或土壤中以蒸汽形式進入大氣環(huán)境或被大氣顆粒物吸附,通過大氣環(huán)流遠(yuǎn)距離遷移。在較冷或高海拔地方會重新沉降到地面上。而后在溫度升高時,它們會再次揮發(fā)進入大氣,進行遷移。如今在地球兩極以及珠穆朗瑪峰地區(qū)都已監(jiān)測到POPs物質(zhì)的存在。

(三)農(nóng)業(yè)面源污染物質(zhì)

農(nóng)業(yè)面源污染主要是在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程中濫施化肥、農(nóng)藥和農(nóng)用地膜所致。(1)化肥。自從1843年人類開始生產(chǎn)化肥以來,化肥的使用已有165年的歷史,隨著農(nóng)業(yè)的發(fā)展,全球化肥施用量將不斷增加。我國自20世紀(jì)80年代開始,化肥施用量逐年增長。農(nóng)業(yè)部數(shù)據(jù)顯示,目前使用量約穩(wěn)定在5460萬t(折純量),平均施用量達500kg/hm2以上,遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出發(fā)達國家225kg/hm2的安全上限。由于化肥主要來源于礦物,其中含有大量的重金屬類物質(zhì),比如用作磷肥的礦石中通常含有一定量的鎘元素,過量施用必然會造成間接污染。(2)農(nóng)藥。雖然有機氯等高殘留農(nóng)藥目前已被禁止,但其他農(nóng)藥使用問題也非常突出。據(jù)統(tǒng)計,2006年我國農(nóng)藥年產(chǎn)量約130萬t,使用面積約2.8億hm2,只有約20%能被作物吸收利用,大部分進入了水體、土壤及農(nóng)產(chǎn)品中[18~19]。除有效成分外,農(nóng)藥中的助劑等其他成分也會長期殘留于產(chǎn)地土壤環(huán)境中,形成持續(xù)污染。(3)農(nóng)用地膜。由于設(shè)施農(nóng)業(yè)的普及,地膜污染也在加劇,近20年來,我國的地膜用量和覆蓋面積已居世界首位,2010年地膜覆蓋面積約為1.8×1011m2,年用量約為130萬t,年均約有50萬t農(nóng)膜殘留于土壤中,殘膜率達40%。而且在全部農(nóng)膜市場中,高檔農(nóng)膜僅占2%,中低檔農(nóng)膜高達98%[20]。殘留土壤中的劣質(zhì)地膜不但破壞土壤結(jié)構(gòu),減低土壤肥力,還會在分解過程中析出鉛、錫等有毒物質(zhì),影響作物安全。面源污染的主要特點:(1)影響面積大。與重金屬污染等集中于工礦企業(yè)周邊不同,面源污染物質(zhì)影響面積非常大[21]。據(jù)統(tǒng)計,我國化肥利用率不到4成,在施用過程中,大量肥料未被有效利用并流失,這在我國幾乎所有耕地中都會產(chǎn)生。(2)直接危害小。大多數(shù)面源污染物主要影響水體環(huán)境,對產(chǎn)地土壤環(huán)境的直接危害較小,其危害主要表現(xiàn)在間接方面,即長期過量使用化肥會出現(xiàn)土壤孔隙堵塞、板結(jié)甚至酸化,降低微生物活性,從而降低農(nóng)作物產(chǎn)量,同時能活化重金屬等有害物質(zhì),影響農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全。(3)污染控制難。農(nóng)業(yè)面源污染的污染源并不具體,同時在給定的區(qū)域內(nèi)它們的排放是相互交叉的,加之不同的地理、氣象、水文條件對污染物的遷移轉(zhuǎn)化影響很大,因此很難具體監(jiān)測單個污染源的排放并加以控制。

三、我國產(chǎn)地土壤環(huán)境污染的主要問題分析

(一)污染源頭控制不到位

由于我國部分企業(yè)環(huán)保意識不強,污染控制技術(shù)不達標(biāo),工業(yè)“三廢”和污水灌溉造成的產(chǎn)地土壤環(huán)境污染并未禁絕,污染事故仍時有發(fā)生。同時,由于我國環(huán)境管理體系主要建立在城市和重要點源污染防治上,對面源污染重視不夠,導(dǎo)致農(nóng)村環(huán)境治理體系的發(fā)展嚴(yán)重滯后。加之農(nóng)業(yè)投入品使用方式粗放,缺乏科學(xué)引導(dǎo),特別容易導(dǎo)致農(nóng)業(yè)面源污染,使目前畜禽養(yǎng)殖業(yè)和礦物肥料大量施用造成的產(chǎn)地土壤環(huán)境污染問題逐步顯現(xiàn)。

(二)污染底數(shù)不清楚

目前我國產(chǎn)地土壤環(huán)境污染途徑多,原因復(fù)雜,由土壤污染引發(fā)的農(nóng)產(chǎn)品安全事件時有發(fā)生,成為影響農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、群眾健康和社會穩(wěn)定的重要因素。而現(xiàn)在已開展的污染監(jiān)測工作覆蓋范圍較窄,對產(chǎn)地土壤污染的范圍、程度甚至污染物種類缺乏整體的掌握,導(dǎo)致防治缺乏針對性。

(三)污染治理缺乏有效手段

產(chǎn)地土壤環(huán)境污染治理的難度較大,其主要原因在于土壤本身的結(jié)構(gòu)復(fù)雜,且各地土壤背景情況各不相同,對污染物的結(jié)合情況多變,加之復(fù)合污染物之間的相互作用,使得快速解決土壤污染問題難以實現(xiàn)。土壤污染修復(fù)的方法多種多樣[22],包括物理方法,如客土法、熱處理法等,缺點在于費用昂貴,難以用于大規(guī)模污染土壤的改良?;瘜W(xué)方法,如化學(xué)固定或化學(xué)淋洗等,但前者只能降低污染物的生物有效性,后者又容易造成二次污染。生物修復(fù)方法,其中植物修復(fù)以運行成本低,回收和處理富集重金屬的植物較為容易,成為了近年來發(fā)展的熱點,但該方法的主要問題在于超積累植物較難獲得,同時植物對重金屬一季累積的絕對量并不可觀。

四、產(chǎn)地土壤環(huán)境污染的防治對策建議

(一)杜絕污染源頭

消除工業(yè)“三廢”對產(chǎn)地的污染排放,嚴(yán)格污灌管理。加大環(huán)保監(jiān)管和執(zhí)法力度,嚴(yán)格執(zhí)行國家制定的污染排放標(biāo)準(zhǔn),杜絕超標(biāo)排放現(xiàn)象。特別注重產(chǎn)地環(huán)境的保護工作,設(shè)立定位監(jiān)測點,健全農(nóng)業(yè)環(huán)境監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)。同時,嚴(yán)格控制農(nóng)業(yè)面源污染。應(yīng)加大對農(nóng)業(yè)面源污染的重視程度,加強農(nóng)業(yè)環(huán)境法律法規(guī)建設(shè),完善農(nóng)村環(huán)境管理機構(gòu)。積極轉(zhuǎn)變農(nóng)業(yè)發(fā)展方式,推進測土配方施肥、精準(zhǔn)施肥、水肥一體化等農(nóng)業(yè)技術(shù),鼓勵使用農(nóng)家肥或其他有機肥料,提高化肥利用率,從源頭上減少化肥流失造成的面源污染。

(二)做好農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)地土壤環(huán)境治理規(guī)劃和分級工作

農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)地土壤環(huán)境污染往往呈現(xiàn)時空變異性,同時由于污染物種類繁多,潛在的相互作用等因素,難以簡單界定。因此,應(yīng)積極開展農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)地土壤環(huán)境的小比例尺詳細(xì)普查數(shù)據(jù),摸清污染原因、污染種類和范圍程度,做好治理的規(guī)劃計劃。同時,健全產(chǎn)地土壤環(huán)境標(biāo)準(zhǔn),組織開展污染等級劃分工作,對未污染的土壤,要進一步加大保護力度;對輕度污染的土壤,應(yīng)抓緊修復(fù)治理或種植替代作物;對有毒有害物質(zhì)超標(biāo)嚴(yán)重的土壤,應(yīng)堅決設(shè)立禁止生產(chǎn)區(qū),或科學(xué)調(diào)整種植其他非食用農(nóng)作物。

第7篇:土壤的主要污染物范文

[關(guān)鍵詞]高錳酸鉀;土壤;重金屬;場地環(huán)境調(diào)查;健康風(fēng)險評估

伴隨國內(nèi)化工產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展,工業(yè)化進程的不斷更迭,產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的快速調(diào)整和持續(xù)推進,大量工藝落后工業(yè)企業(yè)關(guān)停、破產(chǎn)或者搬遷,遺留大量疑似污染地塊。由于歷史原因,大部分地塊生產(chǎn)時期環(huán)境保護管理措施相對落后,造成地塊內(nèi)土壤存在一定程度污染的情況[1]。這些地塊內(nèi)往往遺留有構(gòu)建筑物、生產(chǎn)設(shè)施設(shè)備、零散原材料、廢渣、廢水等,由于長期無人監(jiān)管且未得到有效的處置,經(jīng)過風(fēng)吹雨淋,對周邊居民身體健康及生態(tài)環(huán)境造成嚴(yán)重的破壞和影響,同時也影響了地塊后續(xù)的再開發(fā)利用。高錳酸鉀是一種黑紫色、細(xì)長的棱形結(jié)晶或顆粒,帶金屬光澤,溶于水和堿液,較為穩(wěn)定但接觸易燃材料可能引起火災(zāi)。高錳酸鉀主要為無機物強氧化劑,在醫(yī)學(xué)上,高錳酸鉀用于消毒,在工業(yè)上,高錳酸鉀用作消毒劑和漂白劑等。從20世紀(jì)50年代開始,國內(nèi)高錳酸鉀主要生產(chǎn)企業(yè)分布在重慶、云南、北京、廣東、湖南和山東等地[2]。因氧化工序的工藝技術(shù)不同,高錳酸鉀生產(chǎn)工藝主要分為固相法和液相法[3],生產(chǎn)主要原輔料為氫氧化鉀和錳粉。因錳礦石伴生重金屬元素較多,有砷、鎘、鉛等[4],因此在高錳酸鉀生產(chǎn)過程中,可能存在一定程度的錳、鎘、鉛、砷等重金屬污染。在城鎮(zhèn)土地資源日益緊張的情況下,采用基于風(fēng)險控制的工業(yè)污染場地管理策略,對于保護場地周邊人群健康、評估污染場地再開發(fā)合理性和開展污染場地治理及管理等工作意義重大。本研究區(qū)以湖南省某高錳酸鉀生產(chǎn)企業(yè)遺留地塊為對象,開展土壤污染調(diào)查與采集分析,通過危害識別確定場地主要污染物及污染成因,進一步暴露評估、毒性評估并定量表征場地健康風(fēng)險;同時,基于風(fēng)險控制值、相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)限值等,提出污染場地的修復(fù)目標(biāo)值,為工業(yè)污染場地特別是高錳酸鉀生產(chǎn)企業(yè)重金屬污染地塊的管理與防控提供借鑒。

1研究區(qū)概況與研究方法

1.1研究區(qū)概況

選取湖南省某高錳酸鉀生產(chǎn)企業(yè)遺留地塊為研究對象,該地塊占地面積約16500m2,于2008年停產(chǎn)關(guān)閉,未來規(guī)劃為工業(yè)用地。在生產(chǎn)時期,其主要產(chǎn)品為高錳酸鉀,廠區(qū)內(nèi)短暫生產(chǎn)硫酸鋅、鎘紅、鎘黃產(chǎn)品。其高錳酸鉀年生產(chǎn)能力為1500噸,生產(chǎn)過程以氫氧化鉀、錳粉、煤等為原輔料,采用固相法生產(chǎn)工藝。廠區(qū)內(nèi)遺留有破損廠房、車間,調(diào)查階段均未拆除。生產(chǎn)區(qū)域內(nèi)遺留有少量廢渣和廢水。本地塊高錳酸鉀生產(chǎn)工藝為固相法,生產(chǎn)工藝如下:氧化焙燒軟錳礦經(jīng)粉碎機,管磨機粉碎,與氫氧化鉀溶液混合成懸浮漿,用壓縮空氣將物料噴入焙燒轉(zhuǎn)爐加熱,除去水分,使二氧化錳轉(zhuǎn)化成錳酸鉀和亞錳酸鉀,此產(chǎn)物進入第二個焙燒轉(zhuǎn)爐,溫度稍低,使錳酸鉀進一步氧化完全浸溶,電解氧化錳酸鉀焙燒物在溶解槽用稀堿液回收洗滌水溶解,然后經(jīng)沉淀分離器除去不溶雜質(zhì),殘渣經(jīng)過濾、洗滌后去除。凈化后的錳酸鉀溶液連續(xù)進入多級電解槽。電解槽采用鎳陽極和軟鋼陰極,相互串聯(lián)連接。電解液流經(jīng)電解槽,使其氧化成高錳酸鉀溶液[5]。

1.2采樣布點

現(xiàn)場取樣采用網(wǎng)格布點法,網(wǎng)格密度為20×20m,采樣點位基本位于網(wǎng)格中心,兼顧廠區(qū)平面布置情況,部分土壤采樣點位根據(jù)實際情況稍做調(diào)整。共布設(shè)土壤采樣點45個,共取得土壤樣品392個。廠區(qū)平面布置及采樣點位分布見下圖1。

1.3檢測方法

所取得土壤樣品檢測指標(biāo)為鎘、鉛和砷。鎘和鉛檢測采用火焰原子吸收分光光度法,砷檢測采用原子熒光法。

1.4土壤環(huán)境質(zhì)量評價方法

土壤重金屬污染程度高、空間差異性較強[6]。土壤質(zhì)量評價標(biāo)準(zhǔn)選用《土壤環(huán)境質(zhì)量建設(shè)用地土壤污染風(fēng)險管控標(biāo)準(zhǔn)》(試行)(GB36600-2018)中二類用地風(fēng)險篩選值標(biāo)準(zhǔn)[7]。根據(jù)本地塊土壤污染情況,采用內(nèi)梅羅指數(shù)法進行綜合污染程度評價[8],其計算方法如公式(1)。

1.5健康風(fēng)險評估方法

根據(jù)地塊樣品檢測結(jié)果,將土壤重金屬超過篩選值的污染因子作為關(guān)注污染物,風(fēng)險評估方法采用《建設(shè)用地土壤污染風(fēng)險評估技術(shù)導(dǎo)則》(HJ25.3)[9]及ALM模型[10]進行評估。

2結(jié)果與討論

2.1土壤污染狀況及空間分布特征

根據(jù)土壤檢測數(shù)據(jù)結(jié)果,該地塊內(nèi)土壤鎘、砷和鉛均有不同程度的超標(biāo)現(xiàn)象,各類土壤類型中的重金屬含量變化范圍也比較大。砷含量在4.91-~113mg/kg,超標(biāo)樣品數(shù)量為29個,占土壤總樣品7.4%;鎘含量在0.08~366mg/kg,有4個樣品超過鎘含量的篩選值,超標(biāo)率為1.0%;鉛含量為21~3250mg/kg,超標(biāo)樣品數(shù)量5個,占總樣品數(shù)量的1.3%。由超標(biāo)總數(shù)情況看,砷污染是主要污染因子,其次是鉛;其余污染因子占比重較小。土壤重金屬檢測結(jié)果統(tǒng)計見下表2。采用內(nèi)梅羅指數(shù)法進行綜合污染程度評價,直觀的表示場地內(nèi)每一層主要重金屬污綜合染物程度的空間分布,依據(jù)土壤詳細(xì)調(diào)查點位、不同深度樣品檢出污染物含量采用ArcGIS軟件,對場內(nèi)超標(biāo)重金屬元素采用插值法得到場地重金屬綜合污染空間分布圖。由綜合污染分布圖可以判斷,地塊內(nèi)重金屬污染主要分布在0~0.5m層,主要集中于原生產(chǎn)車間及原材料堆存區(qū)。

2.2風(fēng)險評估

2.2.1污染識別根據(jù)地塊生產(chǎn)歷史、產(chǎn)品生產(chǎn)工藝過程及原輔料等相關(guān)情況,通過對以上信息進行分析,識別潛在的地塊污染物包括:高錳酸鉀生產(chǎn)過程主要原料錳礦粉,礦石伴生鉛、鎘、砷等元素;硫酸鋅生產(chǎn)主要原料氧化鋅,其含多種雜質(zhì)如銅、鉛、錳等;在鎘黃和鎘紅生產(chǎn)主要原料鎘鹽(碳酸鎘)。因此本地塊重點關(guān)注的潛在污染物包括鉛、錳、鎘、砷等金屬元素。重點關(guān)注污染區(qū)域包括:原料區(qū)、生產(chǎn)區(qū)、固廢區(qū)等。2.2.2暴露評估根據(jù)當(dāng)?shù)赜玫匾?guī)劃,該地塊未來規(guī)劃為工業(yè)用地,因此本地塊按二類用地進行風(fēng)險評估。二類用地方式下,本地塊主要污染受體為企業(yè)生產(chǎn)工作人員及周圍的居民,在地塊建設(shè)階段地塊內(nèi)的施工工人將是主要的污染受體。在第二類用地情景下,土壤和地下水中主要污染物為重金屬,本地塊內(nèi)地下水不直接接觸和直接飲用。地塊所在區(qū)域周邊為居民區(qū)和農(nóng)田,因此本項目地塊考慮地塊土壤作為污染源時對原場和離場敏感受體(人體)產(chǎn)生的風(fēng)險和危害。地塊未來作為工業(yè)用地,地塊內(nèi)的污染物為重金屬不具有揮發(fā)性,因此0~1m表層暴露途徑為經(jīng)口攝入、土壤皮膚接觸、吸入顆粒物三種類型;如果地塊未來開挖1m以下層,則有可能擾動的下層暴露途徑為經(jīng)口攝入、土壤皮膚接觸、吸入顆粒物三種類型。暴露因子是計算污染物進入人體暴露量的重要參數(shù),主要包括體重、皮膚面積、平均壽命、暴露時間、土壤攝入速率、和呼吸量等。受體暴露參數(shù)主要采用《建設(shè)用地土壤污染風(fēng)險評估技術(shù)導(dǎo)則》(HJ25.3-2019)所推薦的第二類用地建議值和《建設(shè)用地土壤污染風(fēng)險評估技術(shù)導(dǎo)則》編制說明建議值。地塊特征參數(shù)指標(biāo)容重、含水率、滲透系數(shù)等主要采用該地塊實測數(shù)據(jù),其他指標(biāo)采用HJ25.3建議值。2.2.3毒性評估毒性評估包括致癌效應(yīng)及非致癌效應(yīng),是分析關(guān)注污染物對人體健康的危害效應(yīng)。本次評估涉及到的污染指標(biāo)為鎘和砷。污染物毒理學(xué)參數(shù)見下表3。2.2.險表征風(fēng)險表征是在暴露評估和毒性評估的基礎(chǔ)上,采用風(fēng)險評估模型計算土壤和地下水中單一污染物經(jīng)單一途徑的致癌風(fēng)險和危害商,計算單一污染物的總致癌風(fēng)險和危害指數(shù),進行不確定性分析。本次風(fēng)險評估過程中,將致癌性可接受風(fēng)險水平設(shè)置為1.0×10-6,非致癌性危害熵設(shè)置為1,以評估相關(guān)污染物的健康風(fēng)險是否超標(biāo)。在二類用地情境下,土壤污染物濃度最大值風(fēng)險表征結(jié)果顯示,砷致癌風(fēng)險和危害商均不可接受,鎘致癌風(fēng)險和危害商均不可接受。2.2.5鉛人體健康風(fēng)險評價由于鉛對兒童認(rèn)知能力和神經(jīng)系統(tǒng)的強烈毒性,通常認(rèn)為不存在允許鉛暴露量最低限值的安全水平,因此美國EPA建議采用血鉛濃度來表征兒童暴露于環(huán)境中鉛產(chǎn)生的危害,一般認(rèn)為兒童血鉛含量超過10μg/dL將對智力發(fā)育及神經(jīng)系統(tǒng)造成不可接受的損害。目前我國尚未制定血鉛評估方法,鉛對人體健康最顯著的危害是降低兒童的認(rèn)知能力,敏感人群主要為發(fā)育中的胎兒以及嬰幼兒[11]。其主要通過土壤、食物、飲水和空氣進入人體。本次評估采用ALM模型評估非敏感用地情景下懷孕婦女暴露于鉛污染土壤導(dǎo)致的胎兒的血鉛濃度水平[12],并反算土壤中鉛的控制水平。ALM模型參數(shù)及取值見下表4?;谡{(diào)查數(shù)據(jù),評價結(jié)果表明,對二類用地中的最大值進行成人血鉛超標(biāo)評估,土壤鉛引起成人中孕婦胎兒血鉛水平超過10μg/dL水平的概率為6.8%,超過臨界水平風(fēng)險概率5%。因此需要對土壤鉛進行治理修復(fù)。

3結(jié)論

第8篇:土壤的主要污染物范文

[關(guān)鍵字]:污染土壤;修復(fù)技術(shù);研究現(xiàn)狀;發(fā)展趨勢

土壤污染指由于人類活動產(chǎn)生的有害、有毒物質(zhì)進入土壤,積累到一定程度,超過土壤本身的自凈能力,導(dǎo)致土壤形狀和質(zhì)量變化,構(gòu)成對農(nóng)作物和人體的影響和危害的現(xiàn)象。

近年來,隨著我國經(jīng)濟的迅猛發(fā)展,國民生活水平得到普遍提高,但同時也給環(huán)境帶來了巨大的災(zāi)難。工業(yè)廢水、廢渣的隨意排放,企業(yè)長期生產(chǎn)和運輸?shù)冗^程中不可避免的會發(fā)生跑、冒、滴、漏等現(xiàn)象以及農(nóng)業(yè)活動中化肥和農(nóng)藥的過量或不合理施用、污水灌溉等過程,都可能給場地帶來嚴(yán)重的污染。

隨著城市化進程的加速,許多原來位于城區(qū)的污染企業(yè)從城市中心遷出,許多原本屬于農(nóng)用地的土地需要再開發(fā)利用,大量的污染場地需要進行修復(fù)。這就要求我們要積極尋找切實、有效的土壤污染修復(fù)方法,提高土壤污染修復(fù)技術(shù)水平。

2016年5月國務(wù)院出臺的《土壤污染防治行動計劃》也將土壤修妥魑一項大事件,保護好土壤環(huán)境,加強污染防治,推動生態(tài)文明建設(shè),這對于人類的健康和社會的可持續(xù)發(fā)展具有重要意義。

1、土壤中的主要污染物

1.1重金屬

有些工業(yè)企業(yè)隨意的排放未經(jīng)處理的廢水、廢渣,使其中含有的不易在土壤中降解的重金屬如鉛、汞、鎘、錫等在土壤中沉降、擴散,嚴(yán)重破壞了土壤的環(huán)境。再加上農(nóng)民對農(nóng)作物噴灑的超濃度的農(nóng)藥和使用的化肥,使我國土壤遭受了嚴(yán)重的迫害。

1.2有機化合物

在農(nóng)作物的種植過程中,農(nóng)民經(jīng)常噴灑農(nóng)藥來殺死啃食農(nóng)作物的害蟲,但是超濃度的農(nóng)藥含有對土壤危害的有機化合物,造成土壤有機化合物污染,我國在早期曾廣泛使用過的滴滴涕、六氯苯、氯丹等,這些農(nóng)藥均含有高殘留的不易降解的有機化合物。除此之外,一些工廠如化工廠、涂料廠等的日常運行產(chǎn)生的廢水廢渣中由于含有很多有害的有機污染物無法自動降解也會污染土地,破壞土層結(jié)構(gòu)。

有機化合物具有難溶解、毒性大的特點,它一旦進入土壤之后,就逐漸在土壤中積累、沉降下來,長期污染土壤和地下水,對農(nóng)作物及人體造成嚴(yán)重危害。

2、污染土壤修復(fù)技術(shù)研究現(xiàn)狀分析

環(huán)境保護部和國土資源部聯(lián)合《全國土壤污染狀況調(diào)查公報》,調(diào)查結(jié)果顯示,全國土壤總的點位超標(biāo)率為16.1%,土壤環(huán)境狀況總體不容樂觀,部分地區(qū)土壤污染較重。南方土壤污染重于北方,長三角、珠三角、東北老工業(yè)基地等部分區(qū)域土壤污染問題較為突出。

由于受地形及產(chǎn)業(yè)分布的影響,我國各地土壤污染的程度、污染源也不完全相同。有些工業(yè)集聚區(qū),土壤污染較為嚴(yán)重,且污染地塊密集,多為重金屬污染或者有機物污染,也有些無機有機復(fù)合污染;有些農(nóng)用地受污染情況較輕,但污染地塊面積較大,多為重金屬、有機氯農(nóng)藥、有機磷農(nóng)藥污染,也有重金屬和有機物的復(fù)合污染。因此,這就要求我們要對具體地區(qū)的土壤污染現(xiàn)狀進行具體分析,選擇較為合適的修復(fù)方法以便更好地改善土壤質(zhì)量。

在現(xiàn)階段,常用的污染土壤修復(fù)技術(shù)如下:

2.1物理-化學(xué)修復(fù)技術(shù)。

這種修復(fù)技術(shù)包括熱處理技術(shù)、土壤淋洗技術(shù)、土壤氧化-還原技術(shù)、電動力學(xué)法技術(shù)等。

2.1.1熱處理技術(shù)。

這種技術(shù)操作比較簡單,主要是通過熱交換,對污染物質(zhì)和介質(zhì)一同加熱,根據(jù)混合組分的熔點不同,通過揮發(fā)作用達到分離有機污染物的目的。這種技術(shù)包括兩種,一種是低溫操作,一種是高溫操作。這種技術(shù)是一種簡單的修復(fù)技術(shù),目前,在工廠附近的土壤污染修復(fù)中被廣泛使用。這種熱處理技術(shù)對于土壤中那些易揮發(fā)組分和殘留的農(nóng)業(yè)以及半揮發(fā)的污染成分效果較好,但是對于土壤中一些重金屬的污染則不適用。

2.1.2土壤淋洗技術(shù)。

土壤淋洗技術(shù)能夠有效地促進土壤中污染物的溶解,它的原理是利用水壓將清洗液有效地注入到被污染的土壤中,并根據(jù)自身特性,提取土壤中含有的污染液體,對其進行分離處理,從而達到修復(fù)的目的。這種技術(shù)主要采用一些化學(xué)劑如絡(luò)合劑、氧化劑等為淋洗劑,由于不同淋洗劑的性質(zhì)不同,對土壤中污染成分的作用也不同,因此,選擇合適的淋洗劑對土壤的修復(fù)至關(guān)重要。在進行淋洗劑的選擇時,不僅要考慮淋洗劑和污染物的作用,還要充分考慮到淋洗劑對土壤結(jié)構(gòu)的作用,避免對土壤結(jié)構(gòu)造成破壞,以免引起二次污染。

2.1.3土壤氧化-還原技術(shù)。

顧名思義,這種技術(shù)需要氧化劑或者還原劑,并將其投入到所要修復(fù)的土壤中,將其與土壤中的污染成分發(fā)生氧化還原作用,從而分解其中的污染物,達到凈化的目的,這種方法還有穩(wěn)定和改良土壤的作用。常見的氧化劑包括高錳酸鹽、過氧化氫、芬頓試劑、過硫酸鹽和臭氧。常見的還原劑包括硫化氫、連二亞硫酸鈉、亞硫酸氫鈉、硫酸亞鐵、多硫化鈣、二價鐵、零價鐵等?,F(xiàn)階段,對于這種氧化還原修復(fù)主要是針對對氧化或者還原比較敏感的污染物。

2.1.4電動力學(xué)法技術(shù)。

這種技術(shù)主要利用的是電化學(xué)原理,在待修復(fù)的土壤中插入電極,通過電極導(dǎo)入低強度的直流電,從而將土壤中的污染物清除。在通電后,處在陽極附近的酸物質(zhì)會在毛細(xì)孔里移動,將土壤中的污染物釋放在毛細(xì)孔中的液體里,毛細(xì)孔中的水會通過電滲透的方式移動到土壤表層進而被吸收,從而被消除。這種方法能夠打破土壤中金屬和土壤之間的化學(xué)鍵,通電時間越長,去除效果越好。但是對于導(dǎo)電性不好的土壤不宜采用此法進行土壤修復(fù)。

2.2生物修復(fù)技術(shù)。

生物修復(fù)技術(shù)是一種新興技術(shù),主要是采用現(xiàn)代的先進生物技術(shù)將土壤中的污染物進行去除分解,從而凈化土壤的技術(shù)。這種技術(shù)根據(jù)主體的不同,主要包括三方面:微生物修復(fù)技術(shù)、植物修復(fù)技術(shù)和動物修復(fù)技術(shù)。其中動物修復(fù)技術(shù)在國外已經(jīng)研究多年,國內(nèi)研究還處于起步階段。生物修復(fù)技術(shù)具有高效、快速、費用低的特點,但是由于生物技術(shù)的研究還處于起步階段,目前主要用于衍生物及烴類的有機分解和去除。

2.2.1微生物修復(fù)技術(shù)。

微生物修復(fù)技術(shù)是采用微生物為主體,利用微生物的代謝活動將其中的污染物分解為水、二氧化碳以及其他無害的小分子物質(zhì)。目前,這種修復(fù)技術(shù)主要用于石油泄漏以及其他有機污染物的污染處理中。但是由于微生物代謝活動有限,并不能很好地將所有污染物都分解掉,因而還需要進一步的研究完善。

2.2.2植物修復(fù)技術(shù)。

植物修復(fù)技術(shù)主要是利用植物的吸收和轉(zhuǎn)化功能,在污染土地上繁殖非食用的種子、種植經(jīng)濟作物,實現(xiàn)對殘留農(nóng)藥或者重金屬等的吸收處理,從而凈化土壤。土壤植物修復(fù)技術(shù)成本低,在修復(fù)污染土壤的同r還能凈化周圍空氣,但是土壤植物修復(fù)過程相比其他方法過程緩慢、周期長,土壤植物修復(fù)技術(shù)對土壤肥力、氣候、水分、鹽度等自然條件有一定的要求。該技術(shù)理論體系、修復(fù)機理和修復(fù)工藝還需要在不斷的實踐中完善、優(yōu)化。

3、污染土壤修復(fù)技術(shù)未來發(fā)展趨勢

由于土壤污染問題日益得到重視,對土壤修復(fù)技術(shù)的需求也越來越大,目前我國土壤污染修復(fù)技術(shù)正在多元化穩(wěn)步發(fā)展并取得多項研究成果。然而有的方法雖然在土壤污染修復(fù)方面大有成效,卻不宜大范圍推廣實施。比如物理化學(xué)修復(fù)技術(shù),它的推廣實施不僅會消耗巨大的資金,還可能會導(dǎo)致土壤結(jié)構(gòu)破壞、土壤肥力流失甚至產(chǎn)生土壤二次污染。相較于物理化學(xué)修復(fù)技術(shù),微生物修復(fù)技術(shù)和植物修復(fù)技術(shù)更符合經(jīng)濟效益,且適合大范圍污染地塊使用。微生物幾乎可以降解所有的有機物,且對土壤無害,是一項具有前景發(fā)展的土壤污染修復(fù)技術(shù)。植物修復(fù)技術(shù)不僅綠色廉價,且新型高效。該技術(shù)的推廣,在修復(fù)有機物污染方面將發(fā)揮重要作用,《土壤污染防治行動計劃》中也對農(nóng)田修復(fù),提出“對于輕度及中度污染耕地,采用農(nóng)藝調(diào)控、替代種植等措施,降低農(nóng)產(chǎn)品超標(biāo)風(fēng)險;對于重度污染耕地,采用退耕還林還草或種植結(jié)構(gòu)調(diào)整”。未來,在污染土壤修復(fù)技術(shù)方面的發(fā)展趨勢如下:

3.1發(fā)展綜合型的土壤修復(fù)技術(shù)。在上文中,我們提及到很多土壤修復(fù)技術(shù),但是每種技術(shù)都是雙面性,有其自身的局限性,在推廣的過程中受到限制。在修復(fù)技術(shù)研究過程中,我們可以將單一的修復(fù)方法綜合使用,采取每一方法的可用之處,相互之間取長補短,將會收到不一樣的效果。

3.2充分考慮經(jīng)濟效益與生態(tài)效益。現(xiàn)在我們提倡經(jīng)濟又好又快發(fā)展,走科學(xué)發(fā)展之路。但是,在大力發(fā)展經(jīng)濟的同時,我們還要兼顧生態(tài)環(huán)境的發(fā)展,經(jīng)濟的發(fā)展不應(yīng)以犧牲生態(tài)文明為代價。因此,在研究土壤修復(fù)技術(shù)過程中,我們要多考慮危害較小的微生物修復(fù)技術(shù)和植物修復(fù)技術(shù),加快生物修復(fù)技術(shù)的研究與實踐,現(xiàn)實經(jīng)濟效益與生態(tài)效益雙贏。

3.3借鑒、改進其他行業(yè)先進技術(shù)。目前水、大氣治理技術(shù)日趨成熟,土壤修復(fù)技術(shù)可以借鑒其他行業(yè)的修復(fù)技術(shù),在此基礎(chǔ)上,實現(xiàn)自我創(chuàng)新?,F(xiàn)在基因工程發(fā)展趨于優(yōu)勢,我們可以有效地利用基因重組技術(shù)尋找、馴化更多的抗逆性強、降解能力強的重金屬富集植物,來修復(fù)土壤中的重金屬的污染。

3.4異位修復(fù)向原位修復(fù)轉(zhuǎn)型。異位修復(fù)分為異位原地與異位異地修復(fù),無論哪種方式均可能在挖掘、轉(zhuǎn)運、堆放、凈化過程中帶來二次污染。異位修復(fù)不僅處理成本高,而且許多無法開挖的地塊很難推廣異位修復(fù)方法。因而,發(fā)展多種原位修復(fù)技術(shù)以滿足不同污染場地修復(fù)的需求是未來場地修復(fù)的發(fā)展方向。

“紙上得來終覺淺,絕知此事要躬行”,實踐是檢驗真理的途徑。土壤污染修復(fù)技術(shù)的方法多樣,具體哪一樣適合推廣,哪一樣符合實際,需要我們深入實踐中去檢驗。只有采用綠色的、科學(xué)的、有效的修復(fù)技術(shù),才能提高經(jīng)濟效益,促進生態(tài)環(huán)境的健康發(fā)展。

[參考文獻]:

[1]諶偉艷,沈柱華,趙潔麗.污染場地土壤修復(fù)與管理研究.資源節(jié)約與環(huán)保,2015(5):152-152.

第9篇:土壤的主要污染物范文

    關(guān)鍵詞:壤污染;危害;植物修復(fù);修復(fù)機理

    1 土壤污染的含義以及危害

    土壤污染是指通過多種途徑進入土壤的有毒有害污染物的數(shù)量和速度超過了土壤的容納能力和凈化速度, 造成土壤的物理、化學(xué)和生物學(xué)性質(zhì)、組成及性狀等發(fā)生變化, 破壞土壤的自然動態(tài)平衡, 從而導(dǎo)致土壤自然功能失調(diào)、土壤質(zhì)量惡化、作物的生長發(fā)育受到影響、產(chǎn)品的產(chǎn)量和質(zhì)量下降, 產(chǎn)生一定的環(huán)境效應(yīng) , 并可通過食物鏈對生物和人類構(gòu)成危害。

    土壤污染的危害包括隱蔽性和滯后性、累積性和不可逆性、不易治理性和后果嚴(yán)重性。

    2 植物修復(fù)的研究和機理

    2.1 植物修復(fù)的研究 植物修復(fù)是利用植物修復(fù)有毒重金屬、有機物、放射性核素污染土壤、沉積物、地表水、地下水的一項綠色技術(shù),它是一項利用太陽能動力的處理系統(tǒng)。石油烴類作為早期有機污染植物修復(fù)的研究對象, 其修復(fù)機理已有較清楚的認(rèn)識。

    2.2 植物修復(fù)機理 植物修復(fù)技術(shù)是一種綠色的修復(fù)技術(shù),引起人們極大興趣和關(guān)注,是污染土壤修復(fù)技術(shù)中發(fā)展最快的領(lǐng)域。土壤污染的植物修復(fù)機理包括植物提取作用、根際降解作用、植物揮發(fā)等作用。

    2.3 植物修復(fù)技術(shù)的局限性 植物修復(fù)不僅是一條綠色的,生態(tài)的凈化途徑,一種符合公眾心理需求的新技術(shù) ,而且也是一種經(jīng)濟有效的凈化的方案。對環(huán)境擾動少,可謂是真正意義上的“綠色修復(fù)技術(shù) ”。植物修復(fù)技術(shù)也具有其局限性, 主要表現(xiàn)在。

    1)目前發(fā)現(xiàn)的超富集植物所能累積的元素大多較單一,而土壤污染通常是多元素的復(fù)合污染。2)超富集植物生產(chǎn)緩慢,生物量低,而且生長周期長,因此從土壤中提取的污染物的總量有限。3)目前發(fā)現(xiàn)的超富集植物幾乎都是野生植物,人們對其農(nóng)藝性狀、病蟲害防治、育種潛力以及生理學(xué)等方面的了解有限,難以優(yōu)化栽培和培育。4)超富集植物的根系比較淺,只能吸收淺層土壤中的污染物,對較深層土壤中的污染物則無能為力。5)異地引種對生物多樣性的威脅 , 也是一個不容忽視的問題。6)植物器官往往會通過腐爛、落葉等途徑使重金屬污染物重返土壤, 因此富集重金屬的超富集植物需收割并作為廢棄物妥善處理。

    3 植物修復(fù)技術(shù)發(fā)展前景

    1)植物修復(fù)涉及一系列技術(shù),包括不同的植被類型,其作用對象、修復(fù)機理和能力各不相同。2)利用放射性同位素標(biāo)記技術(shù),加強植物體內(nèi)各種生理生化代謝途徑對污染物脅迫下的適應(yīng)性反應(yīng)的研究,如光合反應(yīng)、呼吸代謝、激素應(yīng)激對污染物脅迫是如何做出適應(yīng)性改變的,通過這種改變的機制,研究污染物脅迫下植物次生代謝途徑反應(yīng)以及逆境信號傳導(dǎo)途徑也是理解植物污染物耐性機理的一個重要方面。3)從分子生物水平加強對植物解毒機理等基礎(chǔ)理論的研究。植物吸收污染物首先要經(jīng)過根系, 因此, 應(yīng)重點圍繞根系來探索解毒機制和污染物在植物體內(nèi)的運輸機制, 了解植物、土壤、微生物整個體系下各物質(zhì)之間的相互作用。4) 植物-微生物聯(lián)合修復(fù)技術(shù)可以成為一種很有發(fā)展前途的新型生物修復(fù)技術(shù), 但由于降解微生物的群落組成和變化動態(tài)的了解甚少, 為降解機理的闡明帶來了困難, 所以其理論體系、修復(fù)機制和修復(fù)技術(shù)需進一步完善。5)在基礎(chǔ)研究方面, 除了篩選耐受性高的植物和高效微生物以外, 如何通過遺傳學(xué)、分子生物學(xué)、基因工程等手段進一步提高生物的活性和環(huán)境適應(yīng)性, 也是今后研究的重點。

    4 結(jié)論

    綜上所述土壤污染的植物修復(fù)技術(shù)發(fā)展前景十分寬廣,并且與其他修復(fù)技術(shù)相比有許多優(yōu)點,根據(jù)我國國情,也是十分適用于中國的一項值得開發(fā)的新技術(shù)。隨著全球經(jīng)濟的快速發(fā)展, 有毒有害污染物通過各種途徑進入土壤, 持久性污染物的危害開始顯現(xiàn), 土壤污染面積擴大。土壤污染不但影響農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)量與品質(zhì), 而且涉及大氣和水環(huán)境質(zhì)量, 并可通過食物鏈危害動物和人類的健康, 影響環(huán)境安全和社會穩(wěn)定。發(fā)展植物修復(fù)技術(shù)能有效解決我國目前和未來面臨的嚴(yán)峻的環(huán)境保護問題, 對我國經(jīng)濟發(fā)展和環(huán)境保護都有著重大意義。