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重金属污染与防治范文1
关键词:土壤;重金属污染;法律对策
中图分类号:X53 文献标识码:A
文章编号:1005-913X(2017)06-0056-02
土壤-植物系统是生物圈中最为基础的结构,可以对太阳能进行有效转化。而土壤重金属污染就是人类在生产、生活过程中将重金属加入土壤,使重金属含量比自然含量显著高出,从而导致生态环境受损的状况。土壤重金属污染不仅会影响农作物的生长,而且会对空气、水等造成影响,所以说土壤重金属污染对人类生存有着关键影响。因为土壤重金属污染所带来的后果十分严重,所以对其进行有效防治已经成为环保工作中的重点。
一、土壤重金属污染的来源与环境标准
(一)土壤重金属污染的来源
随着社会的快速发展,生态环境污染问题越来越严重,而土壤重金属污染问题最为严峻。而造成土壤重金属污染来源的详细信息如表1所示。
(二)重金属土壤环境的质量标准
土壤是人类赖以生存的基础,如果重金属的含量过高,就会出现土壤重金傥廴咀纯觯为人类的生存、发展造成严重影响。所以重金属土壤环境的质量需要控制在相应范围内,以确保土壤的应用质量。而重金属土壤环境质量标准值如表2所示。
二、土壤重金属污染中存在的防治问题
(一)缺乏系统性的防治法规
我国对大气、水体、固体以及放射性物质的污染都制定了有针对性的法律法规,可以对其进行系统性的防治与处理。但是却没有针对土壤重金属污染制定系统性的法律,只是在其他防治立法中进行分散制定,所以说我国缺乏对土壤重金属污染进行防治的系统性法律。虽然许多污染防治立法中都对土壤重金属污染问题有所涉及,但是这些法律过于分散。这样不仅不利于对法律功能的充分发挥,而且不能对土壤重金属污染的防治效果提供确切保障。所以在制定土壤重金属污染防治法律时,需要对其系统性进行重点考虑。
(二)缺乏健全的预防机制
虽然我国也认识到对土壤重金属污染进行防治的重要性,但是在实际操作过程中依然是强调治理而忽略预防。首先,我国有对环境影响进行评价的机制,以对相应施工项目对环境可能产生的影响进行分析与评价,从而降低项目对环境的损害。虽然环境影响评价机制中对相应的生态环境准入机制进行了说明,但是随着社会、经济的高速发展,新型问题的不断出现,生态环境准入机制已经不能满足现在的发展要求。其次,我国目前没有出台对土壤重金属污染扩散进行有效控制的法律,无法降低受污土壤对人类生存所造成的影响。最后,现在我国土壤重金属污染问题治理状况不具备较高的透明度,大部分人们都不了解土壤重金属污染的原因与治理效果,所以不懂得如何从自身做起,降低土壤污染。
(三)缺少责任追究制度
土壤重金属污染责任追究制度就是在主体触犯相应法律后,强制其对有关责任进行承担的制度。但是目前我国缺少对土壤重金属污染责任进行有效追究的制度。首先,承担责任的主体一般就是土地的所有及使用人员,其范围太窄,不能对相关的企业、个人进行有效包含。同时我国没有制定相关法律对应承担的责任进行明确,致使国外许多重污染企业搬至国内,大大提升了我国土壤重金属污染的程度以及治理难度。其次,我国对造成土壤重金属污染主体的责任进行追究时,主要对其行政责任进行追究,但是有时责任主体对土壤的伤害是不可挽回的,可是我国却没有出台相应的法律法规,不能对其进行定罪。这样不仅体现出了责任追究制度中的严重缺失,而且不能对违法行为进行有效打击。最后,因为土壤污染的潜伏周期长,治理费用高、周期长,而我国又缺乏对责任进行有效归纳的原则,不能对污染主体责任进行有效追究。
三、土壤重金属污染防治的法律对策
(一)制定系统性的法律规定
以预防为主,防治兼顾的原则制定有针对性的土壤污染法规,同时以《环境保护法》为基础指导,制定有效的土壤污染防治制度,而其主要原则包括预防为主、民众参与、污染主体付费、社会和环境可持续健康发展等原则。另外,土壤污染防治法律是环保法律体系中的关键部分,是对土壤污染进行有效治理的根本,可以为相应法律体系的构建奠定基础。所以应该先建立相应的法律框架,然后以其为依据对土壤重金属污染防治的相关法律内容进行明确,从而使我国防治土壤重金属污染问题有法可依。所以想要对土壤重金属污染问题进行有效防治,只是构建一些原则性、概括性制度,是得不到明显效果的。只有先出台相应的土壤污染防治法,并以此为基础构建相应的法律体系,从而对我国土壤重金属污染问题进行有效解决。
(二)严格规定法律责任
严格追究污染主体的法律责任是有效开展土壤重金属污染防治工作的重点,所以首先需要做到对土壤重金属污染进行防治的过程中,单位、企业与个人都可能是造成土壤重金属污染的主体。对于无心所造成的污染问题,相关人员需要承担法律责任。同时还应该以污染情况为依据对不同的污染主体进行明确,并对污染原因进行查明,对责任主体范围进行扩大。其次,对土壤重金属污染防治工作的行政责任进行明确,可以以《水污染防治法》为参考,而所采用形式包括财产以及行为责罚。再次,对土壤重金属污染防治工作的民事责任进行明确,民事责任是整个责任体系中的重要部分。对民事责任进行制定的过程中,立法人员需要对相应的付费原则进行充分考虑。最后,刑事责任作为最为严厉的惩罚方式,在土壤重金属污染防治工作中具有十分重要的意义,但是我国刑法中缺乏对污染犯罪行为的明确定罪。所以国家对刑事立法进行构建时,需要对土壤重金属污染的刑事立法进行有效关注,只有这样才能有效提升我国土壤重金属污染的防治效果。
(三)增强执法力度
在环境污染执法过程中,如果行政机关不能对自己手里的权力进行恰当使用,就会使污染土壤的行为得到放纵。所以国家需要增强政府机关的执法力度。首先,对保护土壤的立法体系进行健全,其中包括全国统一性的立法,还有以区域特点为依据制定的地方性立法。健全的法律法规不仅是政府机关开展执法工作的前提,而且是政府机关落实执法工作的关键依据。所以对土壤保护的立法体系进行有效健全有着非常重要的意义。其次,构建完善的执法机构。以立法为依据,构建完善的执法机构,对相关基层执法部分进行独立于国家机构之外的构建,以有效提升执法效果。同时实施主管机构的垂直领导,以避免地方政府过度参与当地环保工作,从而消除政府权利对环保执法的不良影响。此外,环保行政部门的上下级需要对其关系进行良好处理,并以确保执法效率为前提,严格遵循执法的根本目的以及协调性的执法原则,从而有效落实土壤重金属污染的执法工作。再次,增强执法手段。以地方污染特点为依据,采用有针对性的防治方法,对土壤污染状况进行有效解决。同时对污染源进行有效调查,并进行针对性处理;最后,提升土壤污染的执法费用,增加高质量的执法设备。这样拥有充足经费以及高技术设备,可以满足土壤污染监测、执法的更高要求。
四、结语
土地资源是人类赖以生存的重要资源之一,并且是人类生存必须的前提。随着社会的快速发展,人类对土地的影响越加严重,并且两者之间的矛盾越来越激烈。同时随着社会改革的快速进行,人类需要面对更多的挑战与风险,而生态环境污染风险就是人类需要面临的最大风险。而土壤是生态环境的重要部分,土壤重金属污染对人类的生活、生产有着非常重要的影响,所以土壤重金属污染问题的防治至关重要。
重金属污染与防治范文2
关键词:铜陵市 重金属污染 研究进展
中图分类号:X5 文献标识码:A 文章编号:1672-3791(2013)07(c)-0137-03
随着我国工业化的不断加速,开发利用的重金属种类、数量和方式越来越多,涉及重金属的行业越来越多,再加上一些污染企业的违法开采、超标排污等问题突出,使重金属污染呈蔓延趋势,污染事件出现高发态势,表现出长期积累和近期集中爆发、历史遗留问题和新出现问题相交织的特点[1]。2011年2月,国务院批复了《重金属污染综合防治“十二五”规划》。体现了我国对重金属污染防治的高度重视。
铜陵市是一个有着三千多年开采历史的极具特色的有色多金属矿区,是我国重要的有色金属工业基地,有着悠久的采冶铜历史[2]。目前已形成以采、选、炼、加工为一体的“铜”产业链,对推动铜陵地区社会经济发展发挥了巨大作用.但也带来了一系列的重金属环境污染和生态破坏问题,对公众身体健康构成了潜在或现实的危害。铜陵县、铜官山区是国家60个重金属砷控制区之一,46家企业被列为环保部重点监控企业,重金属污染防治任务十分艰巨[3]。
1 铜陵重金属污染研究分布
目前有关铜陵重金属污染的研究,主要集中在矿区土壤、尾矿库、水及水体沉积物污染、大气沉降物及城区表土与灰尘和潜在生态风险的评估。
1.1 矿区土壤
土壤中的重金属,在自然情况下,主要来源于成土母岩和残落的生物物质。但是近代以来,工农业的快速发展,人类活动加剧了土壤重金属的污染,污染程度越来越重,范围越来越广。胡圆圆等[4]对铜陵铜官山铜矿区土壤重金属含量进行了研究。研究结果表明,铜官山铜矿区土壤Cu、Zn、As、Hg平均含量高于铜陵市土壤背景值,土壤已受Cu、Zn、As重污染,受Hg轻污染。
杨西飞[5]运用Matlab软件模糊推理系统(FIS)对铜陵矿区农田表层土壤重金属污染进行了评价,发现该矿区农田表层土壤普遍受到了重金属不同程度的污染,其中Cd污染最严重,其次是Cu,其它各元素依次为Pb>As>Zn>Hg。土壤中Hg、Cd、Cu和Pb元素在表层明显富集,各元素总量在不同深度均明显高于土壤自然背景值,Hg、Cd、Cu、Pb和Zn在垂向上呈递减趋势,且在横向上主要以洋河、顺安河和新桥河为中心向四周递减。不同形态重金属在总量中的百分含量随深度变化明显不同。
王嘉[6]对铜陵的两个矿区(狮子山区朝山金矿主井和铜陵县顺安镇新桥矿业公司主井)土壤重金属污染问题进行了较详细的研究,运用内梅罗指数法和地质累积指数法对研究区进行了现状评价,研究表明,As和Cd为严重超标污染物;As的致癌风险和非致癌风险都大,Cr的致癌风险最大;Cd、Hg、As对生态危害的潜在风险很大;所研究的两矿区均存在很高的致癌风险和生态风险,朝山金矿区相对更高些。
白晓宇等[7]运用地统计学分析手段对铜陵矿区土壤中若干重金属元素进行空间变异分析及空间插值和污染分析,结果表明,As、Cd、Pb、Zn元素的变异函数表现为各向异性,其方向性可能主要受矿床分布控制;Hg元素因受小尺度因子影响较大而呈现块金效应较大。As元素污染的主要是由于铜矿、铅锌矿、褐铁矿矿床及其开发;Cd元素的污染与铅锌矿床及其开发,以及农业污灌有关;Pb、Zn元素的污染与铅锌矿床及其开发密切相关。
1.2 尾矿库
铜陵市是安徽省境内重要的铜生产基地。在铜矿生产的同时,产出了大量尾矿堆存于附近的尾砂库中。尾矿库多建于山间谷地、河流上游地区,其下游是经济、农业发达地区。近几年来,随着经济发展和城市的扩容,部分郊区的尾矿库已经进入市区,尾矿库的环境效应及其安全性令人关注。徐晓春等[8]对安徽铜陵林冲尾矿库复垦土壤采样检测的结果表明复垦土壤中Cu的污染极其严重,As、Zn、Pb的污染较轻。徐晓春[9]还对铜陵凤凰山矿林冲尾矿库中重金属元素的空间分布特征及相关土壤、水系沉积物和植物中重金属元素含量变化进行了研究,发现长期堆存的尾矿会发生元素的次生淋滤与富集。
惠勇[10]等对铜陵市凤凰山尾矿库三个不同凤丹种植地进行了研究,结果表明,尾矿土壤中的Cu、Zn、Cd含量均较高,其中Cu、Cd的含量分别是国家土壤环境质量二级标准的1.04~1.30倍和6.58~9.34倍。矿区近年来种植的作物对重金属的吸收富集作用不明显。
王少华[11]等采集了铜陵市杨山冲尾矿库、尾矿库周边及较远距离土壤、水、植物样品,测定了其中的重金属含量,发现所采集的土壤、水和植物中都存在不同程度的As,Hg,Cu,Zn和Pb等元素的富集现象,且不同元素之间的富集程度也有所差异;重金属元素含量随着远离尾矿库,有逐渐递减的趋势。周元祥[12]等对杨山冲尾矿库尾砂重金属元素的迁移规律进行了研究,发现在自然风化条件下,Cu、As、Hg、Cd和Pb的淋滤迁移速度相对较快,Zn略慢;Zn、Pb、Hg和Cd在50~60 cm深处会发生二次富集;风化后尾砂中Cu、Pb、As和Hg以残渣态为主要赋存形式,其次为铁锰氧化态,其中Zn和Cd以铁锰氧化态含量在表层最高。
1.3 水及水体沉积物
水体及沉积物因其独特的环境特点,往往会成为重金属元素的“源”和“汇”,学者们也因此对其进行了众多研究。张敏[13]等通过测定长江铜陵段枯、丰水期江水中Cu、Pb、Zn和Cd不同形态的含量,分析了四种金属在江水中的存在形态分布,不同水期含量变化,水中悬浮物对金属吸附能力大小,以及近20年来含量的变化情况。发现长江铜陵段江水中各重金属总量丰水期时大于枯水期,重金属各形态含量之间均有差异。与近20年江水中的重金属背景值比较,长江铜陵段重金属含量有普遍升高的趋势。
徐晓春[14]等对相思河的重金属污染情况进行了调查和研究,采用潜在危害指数法对沉积物中重金属进行了评价。研究表明,相思河中下游受到的重金属污染明显比上游严重,Cu和Cd的富集系数和生态危害高。
李如忠[15]等对惠溪河滨岸带土壤重金属形态分布及风险评估进行了研究,研究表明,惠溪河滨岸带土壤中Cd和As达到极高风险等级,Cu为中等风险等级;根据综合污染及潜在生态风险贡献率水平,初步判定As和Cd为惠溪河滨岸土壤重金属污染治理和修复的优先控制对象。
王岚[16]等对长江水系表层沉积物重金属污染特征及生态风险性评价的研究中表明,安徽顺安河位点为极强生态危害范畴。
叶宏萌[17]对铜陵矿区的新桥至顺安河沉积物中五种重金属的全量和形态进行了研究,并结合环境条件分析了它们的横向和纵向迁移变化特征,研究表明该区域沉积物重金属中Cu、Zn、Pb、Cd的均值皆远超长江下游沉积物背景值,其中以Cu和Cd最显著。对重金属横向迁移分析发现,矿山重金属会随着沉积物的距离增加而显著降低,新桥河沉积物的迁移变化显著高于顺安河沉积物。在迁移过程中,Cu、Zn、Cr残渣态逐步增加,毒性减弱,Pb、Cd的活性态比例增大。重金属的纵向迁移分析结果表明,离矿山的位置远近对沉积柱金属的总量和形态起决定作用,矿区下游河流沉积物既受尾矿的影响,也受河流流域物质本身的影响。
1.4 大气沉降物及城区表土与灰尘
随着城市化进程的加快,而带来的交通污染以及其他方面的污染使得大气环境质量越来越差,大气环境污染问题越来越引起人们的注意。李如忠[18]利用美国国家环保局(US EPA)推荐的健康风险评价模型对铜陵市区表土与灰尘重金属污染健康风险进行了研究。研究表明,铜陵城区土壤和地表灰尘已遭受较为严重的重金属污染;不同功能用地的致癌风险均显著超过US EPA推荐的可接受风险阈值范围和国际辐射防护委员会(ICRP)推荐的最大可接受风险值;铜陵市表土与地表灰尘已对公众身体健康构成危害;其中主导致癌与非致癌风险效应的主要污染因子是As,主要暴露途径是手-口摄入途径。
吴开明[19]用藓袋法对铜陵市大气重金属污染进行了研究,发现铜陵市Cu污染最严重,有色金属冶炼工业是铜陵市最主要的污染源,交通运输对大气重金属污染也日趋严重。
殷汉琴[20]对铜陵市大气降尘中铜元素的污染特征进行了研究,采用富集因子法定性地判断各采样点铜元素的来源,研究表明,铜陵市大气降尘中铜元素污染严重并且形成了以铜开采和冶炼企业为中心的污染区域。研究发现铜矿石的开采和冶炼对大气降尘中的铜元素污染贡献较大, 是主要的污染源。
2 重金属污染修复技术与控制措施研究
重金属在土壤、水体、大气、生物体中广泛分布。由于大气和生物体中重金属的特殊性及其主要直接或间接来源于土壤和水体,所以对于重金属的污染修复技术主要集中在对土壤和水体中的重金属污染进行修复。
重金属在土壤中不易随水淋溶,不能被微生物分解,具有明显的生物富集作用且土壤污染具有较长潜伏期;由于土壤、污染物及地域的复杂性,土壤一旦受到污染,其治理不仅见效慢、费用高,而且受到多种因素的制约。目前,治理土壤重金属污染的途径主要有两种:(1)改变重金属在土壤中的存在形态、使其固定,降低其在环境中的迁移性和生物可利用性;(2)从土壤中去除重金属[21]。围绕这两种途径展开的土壤重金属治理措施有物理及物化措施、化学措施、农业生态措施、生物修复等[21~23]。
王华等[24]对我国底泥重金属污染防治研究做了相应综述,提出目前我国底泥重金属污染治理的常用方法有工程治理方法、生物治理方法和化学治理方法。
重金属污染物进入水生生态系统后对水生植物和动物均产生影响,并通过食物链发生富集,引起人体病变,危害人类。目前水体重金属污染治理修复方法主要有物理方法、化学方法、物理化学方法、集成技术、生物方法等[25]。
为控制铜陵市重金属污染、提高环境质量,铜陵市环保局组织编制了《铜陵市重金属污染综合防治“十二五”规划》,该规划以国家《重金属污染综合防治“十二五”规划》为指导,落实源头预防、过程阻断、清洁生产、末端治理的全过程综合防治理念,提出了一系列重金属污染防治措施,以求能遏制重金属污染趋势,改善区域环境质量,保护人民身体健康和环境权益。
3 结语
对铜陵市重金属污染研究情况进行了介绍,对重金属污染防治措施与修复技术经行了总结。根据目前研究结果表明,铜陵市重金属污染已比较严重。Cd、As、Cu和Pb为主要的污染元素,Hg虽然含量较低,但因为其毒性较大,亦当引起足够的重视。矿石的开采和冶炼以及尾矿的堆积成为铜陵市重金属污染的主要来源,所以首先应控制源头,治理矿石的开采和冶炼,清理尾矿的堆积。由于植被等生物体对重金属具有良好的吸附阻拦作用,可在采矿厂四周设置重金属吸收强防护带,阻止污染向更远扩散。对于已经受到污染的土壤,可以采用生物方法、物理或化学方法去除。
健全重金属污染防治法律体系、做好污染综合防治规划和强化行政管理是防治重金属污染的重要管理手段。《铜陵市重金属污染综合防治“十二五”规划》的提出对铜陵市重金属污染防治具有重要的指导和实践意义。健全重金属污染防治法律体系,实施清洁生产,监督实施环境影响评价验收工作,开发研究重金属污染防治技术等是目前重金属污染防治的重要任务。
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重金属污染与防治范文3
【关键词】土壤污染;重金属;治理方法
土壤,为人类提供生存所需的自然环境,为农业生产提供必要的资源。我们所面临的许多问题,诸如环境问题、粮食问题、资源问题等等,都和土壤息息相关。自上世纪20年代以来,工业发展,导致金属产量急剧增加,进而导致重金属环境污染问题。含有重金属的污染物通过多种方式进入土壤,导致土壤重金属污染问题。现在,很多发展中甚至发达国家,都面临着土壤污染问题。这一问题的日益严重,也引起了人们的广泛关注。因此,本文将围绕土壤重金属污染的现状、治理方法等方面展开。
1.我国土壤重金属污染的现状
目前,我国大陆受到重金属污染的耕地面积约为2000万公顷,大约占耕地总面积的1/5。其中,受矿区污染的耕地面积约200万公顷,受石油污染的耕地面积约500万公顷,受固体废弃物堆放污染的耕地面积约5万公顷,受“工业三废”污染的耕地面积约1000万公顷,受污水灌溉的耕地面积约330万公顷。由于土壤污染,我国农业粮食产量每年减少约1300万吨,更为严重的是,因为受到污染,土壤的多种功能,如营养功能、净化功能、缓冲功能、有机体的支持功能等功能正在逐渐丧失。
2.土壤重金属污染的后果
第一、土壤污染导致耕地资源短缺。
第二、土壤污染威胁人、畜的身体健康。
第三、土壤污染阻碍农业生产的发展。
第四、土壤污染会导致其他的环境污染问题。
第五、土壤污染危及子孙后代的利益,阻碍农村经济的健康、持续发展,不利于国家经济的可持续发展。
3.土壤重金属污染的治理
3.1物理防治
物理防治主要采取排土、换土、去表土、客土和深耕翻土等措施。不同地区应采取不同的措施:
(1)污染严重的地区,适合采取排土、换土、去表土、客土等措施。这些措施可以从根本上去除土壤中的重金属污染物。具体方法:将重金属重污染地区的土壤放到高温、高压的条件下,使之变成的玻璃态物质,然后将重金属固定在玻璃态物质中,进而达到去除重金属污染物的目的。这种方法可以在根本上去除土壤中的重金属污染物,而且见效迅速,但这种方法工作量大、费用高。因此,这种方法常被用在重金属重污染地区的抢救性修复工作中。
(2)污染较轻的地区,适合使用深耕翻土这种方法。这一方法可以降低土壤表层的重金属含量。
3.2化学防治
化学防治的方法很多,如:
3.2.1添加重金属改良剂
在土壤中添加一些处理重金属污染时的常用到的改良剂改良剂,诸如磷酸盐、石灰以及硅酸盐等。它们可以和土壤中的重金属污染物发生化学反应,进而生成难溶化合物,从而减少土壤和植被对重金属污染物的吸收。
3.2.2施加重金属螯合剂
土壤中的重金属大都吸附于土壤固体表层,因而土壤溶液中的重金属含量相对较少,所以,我们可以在土壤中施加重金属螯合剂。这样做可以提高土壤中重金属的有效态,更易于流动、吸收。
3.2.3施用重金属拮抗剂
在土壤中,重金属元素之间有拮抗作用。我们可以利用一些对人体没危害甚至是有益的金属元素的拮抗作用,减少土壤中重金属的有效态。所以,在轻度污染的土壤中、施加少量的有拮抗性的金属元素,将能起到很好的防治作用。
3.3生物防治
生物防治,可以采取以下措施:
3.3.1植物吸收
可以通过植物的吸收作用来减少土壤中的重金属污染物含量。这类植物很多,如羊蕨属植物、笕科植物等,这些植物对土壤中的重金属的吸收率可达到100%。
3.3.2微生物降解
使用清洗剂将土壤表层附着的重金属解吸到土壤溶液中,然后随着清洗液一起流入预定的水体中,并和微生物发生作用,从而实现消除土壤中重金属的目的。
3.3.3生物防治很多优点,如效果好、没有二次污染、费用低、易管理、易操作等,因此受到人们的普遍重视
3.4农业生态防治
农业生态防治,可以采取以下措施:
3.4.1控制土壤的氧化―还原条件
在浸水的土壤中,重金属常常以难溶态的硫化物的形式存在。所以,控制土壤中的水分和氧化―还原电位,在作物壮籽期间,保证土壤处于一个相对稳定的水淹期,就可以减少植物吸入的重金属含量,进而减少果实和籽中的重金属含量。
3.4.2改变作物品种
改变作物品种,也可以在一定程度上降低土壤中的重金属含量。如:在受污染较严重的地区,种植花卉和经济林目等;而在受污染较轻的地区,种植耐重金属性较强强的作物,如改旱地为水田,或者旱地、水田进行轮作,以调整PH、EH,从而降低土壤中重金属的有效性。
目前,以上列举的治理土壤重金属污染问题的技术还不能被广泛地应用,其原因有成本过高、实地应用的经验不足、处理效果不稳定等。随着科学技术的发展,开发、研究工作的深入与完善,这些治理方法一定可以日趋完善,并被广泛运用。
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重金属污染与防治范文4
4种常见的农业土壤重金属污染物
(1)汞(Hg)。汞一旦进入农业土壤后,很容易生成汞化合物,汞以及汞的化合物便会破坏土壤中的微生物活力,阻碍农作物根系生长,降低土壤肥力。在人类活动中产生的汞污染,以塑料、电子、电池、氯碱等工业排放的废水中含量较大。人体摄入汞的方式主要是从环境中食用粮食、蔬菜、鱼肉和饮水[2]。人体含汞量为13mg,如果人体汞的含量达到130~150mg时便会造成死亡。
(2)镉(Cd)。镉是一种毒性很强的重金属,土壤受到镉金属污染影响土壤微生物的繁殖和酶的活性,达到一定量时便会使土壤生化过程减速。使植物矮化、褪绿,造成减产甚至死亡。长期食用镉污染食品,会损坏人的肾小管功能,容易患软骨症和自发性骨折。造成农业土壤镉污染的污染源主要有冶炼、燃料、电镀等工业废水,使用含镉量较高的农药、化肥。
(3)铬(Cr)。电镀板、制革以及纺织厂产生的废水含有大量的铬,如果未经处理随意排放很容易对土壤产生铬污染,而且极易被植物吸收蓄积,不易降解。三价铬和六价铬对人体损害很大,其中三价铬有致畸致残作用,六价铬比三价铬毒性强百倍,对物质有很强的致突变作用,对人有诱发鼻咽癌和肺癌的危险。我国每年新排放铬渣约60万t,历年累计堆存铬渣近600万t[3]。
(4)铅(Pb)。一些铜矿厂、油漆厂附近以及公路两旁的农业土壤中铅的含量较高,铅对人体骨髓造血系统、神经系统危害较大,而且在人体内积累到一定量后便会造成人的肾脏疾病,损害智力。长期食用被铅污染的农产品还会有很强的致畸、致癌、致突变的危险。据统计,我国约有1.3万hm2的耕地受到铅等重金属污染,致使粮食减产量达1000万t[4]。
农业土壤重金属污染防治对策
(1)生态防治
近年来,农业生态防治重金属污染日益受到人们的青睐,其原理是通过控制土壤的氧化还原条件,控制农业土壤中的水分状况及氧化还原电位,通过打造相对较稳定的水淹期,以大大减少重金属进入植物体内的含量,进而预防和减少重金属被农作物吸收。此外,在重金属污染严重的地区,可改变作物品种,如种植一些经济林木或观赏花卉等。
(2)化学防治
大力推广使用高效低残留农药,通过添加抑制剂、硅酸盐等办法作为处理重金属污染的常用改良剂,以此降低重金属污染物在土壤和农作物之间的迁移能力。在日常生产生活中,利用一些对人体没有危害或有益的金属元素的拮抗作用,能减少土壤中重金属的有效态。因此,在轻污染土壤中,可以施用少量有重金属拮抗性的金属元素,对防止土壤重金属污染可起到很好的防治功能。在硝态氮蓄积过多的土壤中,可以配施脲酶抑制剂、硝化抑制剂消解亚硝酸盐。
(3)物理防治
物理防治农业土壤重金属污染具有成本低、见效快等特点,通常有换土、排土、翻土、去表土等措施。对污染严重的土壤,可采用换客土、去表土等方法。而对污染较轻的土壤,一般多采用翻土方法,其动土比少,又可使表土中的重金属含量降低。物理防治土壤污染改良较为彻底,但适合面积较小的地块,对于大面积污染的土壤改良使用成本较高。
重金属污染与防治范文5
关键词:环境监测;重金属元素;取样;分析方法
中图分类号: X830.2 文献标识码: A 文章编号: 1673-1069(2017)06-79-2
引言
随着我国绿色发展理念的深化,重金属污染防治工作越来越受到重视,防治重金属污染成为我国重要的环保工作之一。为了从根本上减少重金属污染给人民生活带来的种种危害,对环境监测中的重金属元素进行分析,是解决重金属污染的首要任务。本文将对污染源及危害进行概述,然后对重金属分析方法及注意事项进行论述。希望本文的探讨能给监测工作者带来一定的借鉴作用,使重金属元素的检测工作更加高效进行。
1 重金属污染源头
无论作为化学元素本身,还是作为化工原料来讲,重金属元素都具备毒性。随着工业的发展,重金属广泛应用于各个生产领域,造成了城乡重金属污染的主要源头。工业方面,煤矿运输中的扬尘,煤矿以及化工产品的燃烧,钢材的冶炼等环节会产生有毒重金属。接着有毒金属物质,随着大气的流动,排放到空气中,造成空气污染。另外,工业生产会留下大量工业废水,未经检验合格的污水任意排放到周围的水源中,造成周围的水体污染。农业方面,化学肥料的使用使有毒的重金属离子残留在土壤中,经过时间的积累土地质量越来越差,对农业产量和质量造成巨大的影响。人民生活方面,电池等化工废弃物被人为丢弃,没有经过处理的重金属渗入地下,其中的重金属离子同样给环境造成污染。交通方面,尤其是繁华地带,交通事故引起的汽油泄露、汽车焚烧等后果也成为重金属离子流入大气的主要途径。因此,工业、农业、交通、人民生活等方面是重金属污染的主要源头,这也是环境监测的主要方向[1]。
2 重金属污染危害
重金属污染会很大程度上造成空气、水体、土壤等污染,与人民的生活息息相关,可见,重金属的污染危害直击人类。当重金属残留物流入到空气中,空气的流动加大了重金属污染范围,使其波及范围广,危害性大。土壤和水体中的重金属离子在降解上更是存在极大困难。从生物角度讲,食物链的进程中具有富集作用。也就是说,有害物质经过食物链的层层递进集中进入人体内导致各类疾病引发。在我国,地区性重金属中毒的例子比比皆是,重金属的污染具有地域性,采矿业及工业汇集的地方,重金属污染会更加严重,使周围的人民健康带来威胁。地球上一切的生物都离不开空气、水体、土壤。因此,重金属污染不尽快解决,污染速度之快将会给地球带来不可想象的灾难。针对重金属的环境检测分析刻不容缓。
3 重金属分析方法
3.1 分析方法的选择
通过重金属污染的源头与危害分析,重金属元素主要存在于大气、土壤、水源中,所以环境监测中的重金属污染分析主要针对大气、土壤、水源,分别对空气、土壤、水质进行采样分析,根据样品中金属元素浓度和元素间的相互作用来选择分析方法。一般来讲,得到推广应用的有光分析法,电化学分析可以通过使用仪器设备对样品中的重金属元素进行检测。光分析法,原理上是利用紫外线的分光性,通过原子的光谱吸收与荧光反应,辨别重金属物质的分布状况。电化学法,是结合生物分析法在环境监测中使用。为了监测的准确性与便捷性,分析方法的选择要根据样品中重金属含量以及分析指标进行选择。
3.2 样品制备
环境污染特e是水体、土壤污染问题越加突出,加强重金属污染的鉴别,需要采集具有良好代表性的样品。样品制备主要包括对污染固体和水体的取样。比如,垃圾的焚烧物、含铅汽油、轮胎焚烧残留物、工厂附近的废水和家用废弃电池都是可进行采集的样品。根据污染源特性,利用合适的采样工具,进行不同深度的样品制备。在采集之前,需要分析测定污染体的酸碱度,重金属离子的含量。金属污染物样品的制备是对样品进行预处理的前提,直接影响仪器的分析结果、监测结果的准确度。在环境检测中,重金属的含量比较低,如果制备样品时没有注意规范操作,制备样品混入其他物质,增加了分析结果的干扰项。样品制备还需要采集有代表性的样品,制备环节需谨慎操作[2]。
3.3 液体样品预处理
进行液体的预处理,实质上是对吸附在液体表面的杂志与有机物质等进行处理,目的是消除对分析结果的影响,减少监测误差。在液体样品处理之前,应用洗涤液将预装样品的瓶子进行清洁,然后在弱酸性的溶液中放置十五分钟,用清水冲洗干净后盛装液体样品。处理方法采用化学过滤法,使用孔径为0.45微米的滤纸进行过滤,将酸碱度降低到1到2之间。若使用硝酸溶液,硝酸的加入其溶液的质量比例为1:500,重金属溶液可快速溶解到溶液中。保存后应用氯化酸消解方法进行试验。采用碱性溶液防治样品挥发。消解过程中,用电热板进行加热。消解法被普遍应用在重金属检测试验中,具有方便、高效的特点。
3.4 固体样品预处理
固体进样法是固体预处理中最直接的一个方法,在土壤检测中得到广泛应用。固体进样法是针对固体悬浮液进行取样,即将固体当作液体样品,进行一定的稀释后再详细分析。针对高要求的固体样品,也可以采用特定的预处理。特定的固体样品预处理,包括酸分解进样法、固体悬浮液法、碱熔法等。几个方法中通常以酸解法为先,酸解法无法满足要求时,可采用高温碱熔法。进行高温消解时,可利用高压微波加热,使消解方式更加高效。通常电热板法有一定的局限性,比如由于电热板的加热时间较长,易造成元素的损失与挥发。高R密封加热,能够减少试剂中元素的损耗与挥发性[3]。
3.5 空气样品预处理
在化工与煤矿厂集中地带,周围空气中重金属离子含量较大,便于采样和研究。利用中流量采样器,采集固定污染源排气筒中颗粒物,以此分析其中的重金属含量。在采集过程中注意避免降雨天气,在风向稳定、温度适宜的情况下进行采集。由于空气采样的较难实施,采样人员需要学习有关检测技术规范,正确使用仪器设备。采样后,将样品滤膜用锡箔纸夹好,放在干燥箱内保存,便于日后实验室的分析测试。空气样品的预处理可参照固体样品处理方式。
3.6 污染程度分析
水质和土质的污染受到金属污染实际上是重金属含量的超标,超过的标准越多,污染程度越严重。实际监测中,重金属元素的样品含量分布,可经过多种分析方法体现,进而确定重金属的污染程度。通常可以采用公式法计算,污染程度用单因子指数表示,不同重金属的采样点单因子指数不同,污染程度不同。重金属的实际检测浓度为变量,污染程度与其成正比。该金属元素的背景值为定量,背景值的大小有关采样区域,污染程度与其成反比[4]。
4 结论
重金属污染是对环境造成巨大危害的污染之一。在“十三五”规划中,国家出台了重金属污染综合治相关政策及加强重金属污染防治工作的指导意见,国家的指导与支持使金属元素污染防治工作更加高效。做好环保防治工作,需要在环境检测中加强对重金属元素的分析。本文分析了重金属污染的源头和危害,分别阐述了液体样品和固体样品,制备过程及监测之前进行处理的注意事项。根据分析结果以及重金属污染程度,采取不同的应对防范措施和治理措施。以上针对监测环境中的重金属分析方法的探究,可供监测工作人员参考。除此之外,保护环境是人类共同的责任,在防治工作的顺利开展时,更重要的是,提升企I及民众的环境保护意识。只有这样,重金属污染问题才能得到根本上的解决。保护与治疗应双管齐下,将我国的持续发展战略方针实施到底。
参 考 文 献
[1] 龚海明,马瑞峻,汪昭军,叶云,胡月明.农田土壤重金属污染监测技术发展趋势[J].中国农学通报,2013(02):
140-147.
[2] 张霖琳,薛荔栋,滕恩江,吕怡兵,王业耀.中国大气颗粒物中重金属监测技术与方法综述[J].生态环境学报,
2015(03):533-538.
重金属污染与防治范文6
关键词 畜禽养殖;重金属污染;现状;对策
中图分类号 X53 文献标识码 A 文章编号 1007-5739(2016)11-0245-01
Abstract Aiming at the status of soil heavy metal pollution caused by intensive livestock farming in China,the reasons of pollution were analyzed,and control measures were put forward.
Key words livestock;metal pollution;status;countermeasures
随着现代养殖业的进步,我国集约化畜禽养殖业快速发展,提高了养殖效益,但是同时也导致了严重的环境污染问题,主要是由畜禽粪便等引起的,呈现出日益严重的趋势。许多畜禽养殖场周边土壤重金属存在不同程度的超标现象。简要分析了畜禽养殖导致土壤重金属污染的原因,探讨了控制畜禽养殖污染的对策。
1 畜禽养殖导致土壤重金属污染现状
1.1 饲料
1.1.1 锌。锌是动物机体必需的微量元素之一,现代集约化养殖畜禽饲料中含锌的促生长添加剂,一般为氧化锌(预防猪腹泻)和硫酸锌。锌添加量通常为200~400 mg/kg,而在乳猪养殖中可达2 000 mg/kg以上。同时,畜禽对锌的消化吸收利用率极低,不到20%,因此大部分锌会随畜禽的粪尿排出并进入环境中[1]。
1.1.2 镉。导致饲料中镉污染的原因常与硫酸锌添加剂有关,饲料硫酸锌中的镉超标。由于作为饲料添加剂锌的用量较大,因此伴随饲料锌的镉污染加重[2]。
1.1.3 砷。饲料中添加砷制剂是促进动物生长、提高饲料利用效率的有效措施。普遍添加的主要是有机砷制剂,导致许多地方饲料中的总砷含量超过2.0 mg/kg。
1.1.4 铜。铜是畜禽必需的微量元素之一,有研究表明,我国市售的猪饲料含铜量平均为200~300 mg/kg,在畜禽饲养过程中高铜制剂已普遍使用。
1.2 畜禽粪便
畜禽粪便富含有机质和一定量的氮、磷、钾等营养成分,可作为有机肥料还田。畜禽粪便固液分离后,其中的固体通常含有较多铜、砷、镉、锌、钴、镍等。因此,如果大量施用畜禽粪便,将会使其中的重金属元素进入土壤,长期大量施用会导致重金属元素的累积,存在土壤污染风险。
影响畜禽粪便重金属含量的因素包括以下几个方面:一是畜禽对重金属元素吸收利用率低是导致粪便中重金属污染的重要原因,且畜禽粪便中重金属含量与日粮中添加量成线性相关。有研究表明,家禽粪便中Cu、Zn、As含量是饲料日粮中的2~7倍,90%以上的重金属不能被机体吸收而随粪便排出。二是不同年龄或生长阶段的畜禽对饲料中微量元素的利用率不同。三是不同种类畜禽粪便重金属含量差异较大。猪粪Cu、Zn、As含量明显高于牛粪、鸡粪[2]。
此外,我国目前仅制定了有机肥行业标准对 Cd 的限量指标为3 mg/kg,是德国腐熟堆肥标准的2倍。因为针对有机肥重金属的限量和相关标准非常少,所以商品有机肥普遍存在重金属超标的现象。重金属随着有机肥施用进入农田,土壤重金属积累逐年增加[3]。
综上,畜禽养殖场周边土壤重金属污染原因分析如下:现代畜禽养殖普遍使用饲料添加剂(含锌、铜、砷制剂等),饲料中重金属吸收利用率极低,生物富集作用使粪便重金属含量比饲料中高数倍。农田土壤重金属的重要来源之一就是随畜禽粪尿排出的重金属,长期施用畜禽粪便很可能导致土壤中的重金属累积。
2 防治对策
2.1 规范畜禽饲料
应当推广应用环保饲料,规范畜禽饲料添加剂的使用,同时提高畜禽的饲料利用率,以降低畜禽粪便农用的环境污染风险。
2.2 建设大型沼气工程,对粪污进行无害化处理
畜禽养殖污染防治应充分考虑畜禽养殖污染物的有机肥资源属性,鼓励将畜禽粪便通过堆肥发酵等措施进行无害化处理,用于生产沼气或制成有机肥等,实现畜禽粪便的资源化利用[4]。
2.3 改变重金属形态,降低污染风险
为降低土地利用过程中有机肥施用的重金属污染风险,可通过改变畜禽粪便中重金属的存在形态使其固定,降低其可移动性及植物可利用性或利用化学淋滤的方式来去除重金属。特别针对已被重金属污染土壤的修复措施很多。生物修复法主要侧重于植物修复技术用于大面积、低浓度污染的农田。同时,要加强利用微生物固定土壤中重金属的方法研究、寻找和驯化高效菌种,该方法成本低,并且修复效果好[5]。
2.4 确立畜禽废弃物堆肥重金属限量标准
我国还没有畜禽废弃物堆肥重金属限量标准,但是国外对堆肥中的有毒有害物质已制定相应的标准。我国应建立适合我国的畜禽废弃物堆肥重金属的限量标准[6]。
2.5 发展清洁养殖
畜禽规模化养殖要合理布局,推广生态化、标准化的养殖模式。要重视粪污清理、饲料配比等环节的环境保护要求;注重清洁生产,在养殖过程中降低资源耗损和污染负荷,从源头减少污染物的排放总量;提高末端治理效率实现稳定达标排放[7]。
3 参考文献
[1] 索超.北京集约化养殖畜禽饲料Zn含量及粪便Zn残留特征研究[J].农业环境科学学报,2009,28(10):2173-2179.
[2] 彭来真.畜禽粪便中铜、锌、砷在土壤蔬菜系统的迁移和富集[D].福州:福建农林大学,2007.
[3] 王飞华.华北地区畜禽粪便有机肥中重金属含量及溯源分析[J].农业工程学报,2013,29(19):202-208.
[4] 孟祥海.畜禽养殖污染防治个案分析[J].农业现代化研究,2014,35(5):562-567.
[5] 吴二社.农村畜禽养殖与土壤重金属污染[J].中国农学通报,2011,27(3):285-288.