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土壤重金属污染危害范文1
重金属有多种不同的定义。在环境化学领域中,重金属是指比重大于4或5的金属。重金属污染物不但包括生物毒性显著的汞、镉、铅、铬和类金属砷,还包括毒性较弱的重金属锌、铜、钴、镍、锡、钒等重金属元素。土壤重金属污染隐蔽性强、毒性大、难降解且能沿食物链富集,是人们优先考虑去除的污染物。
1污染来源
土壤重金属污染来源大体可以分为工业来源、农业来源、交通来源。
1.1工业来源。煤和石油等化石燃料燃烧释放大量含有重金属的有害气体和粉尘,工厂排放的烟气、粉尘等气体污染物经大气环流扩散,以干、湿的沉降方式进入到水体与土壤中,造成土壤重金属污染。工业生产过程如采矿、选矿、矿物加工等排放的废水、废气、废渣是土壤中汞、铅、镉、砷等重金属污染的主要来源。
1.2农业来源。主要来源于农田污水灌溉、污泥利用,化肥、有机肥、农药和杀虫剂的滥用以及塑料薄膜的大量使用等。农用物资施用和农业污灌是农田土壤中汞、铬、砷、铜、锌等重金属污染的重要来源。
1.3城市交通来源。主要来源于汽车排放的尾气及轮胎磨损产生的粉尘。汽油、油的燃烧和发动机及其他镀金部件磨损可释放出铅、镉、铜、锌等重金属粉尘。
2污染危害
重金属一旦进入土壤,就很难被微生物降解或者从土壤中去除,因此重金属对土壤的理化性质、生物特性和微生物群落结构都产生重大危害。受到重金属污染的土壤,其物理结构和化学性质都会发生变化,危害极大。
2.1导致经济损失。土壤的重金属污染会造成耕地面积持续减少、土壤质量下降和生物毒害增多,导致农作物大幅度减产,从而影响到粮食供给、农业可持续发展和区域经济增长。
2.2危害人体健康。酸雨、土壤添加剂等外界环境条件的变化,提高了土壤中重金属的活性和生物有效性,使得重金属较易被植物吸收利用,重金属污染物难以降解,直接或间接地危害到处于食物链顶端的人类的身体健康,引发骨痛病、儿童血铅、高血压、心脑血管,癌症等疾病。
2.3导致其他污染。土壤受到污染后,含重金属浓度较高的污染表土容易在水力和风力的作用下分别进入到水体和大气中,导致水污染、大气污染和其他衍生环境问题。
3治理途径
重金属污染土壤的治理途径主要有两种:一种是将重金属污染物清除,削减土壤重金属总量;另一种是固化土壤重金属,降低其迁移性和生物可利用性,削减有效态重金属含量。具体来讲包括工程措施,化学措施,农业措施和生态措施。
3.1工程措施。工程措施包括排土、客土和淋洗等方法。排土法剥离表层受污染的土壤,客土法是在被污染的土壤上覆盖未被污染的土壤,淋洗法是通过清水灌溉稀释或洗去重金属离子。工程措施效果较为彻底,能使耕作层土壤中重金属的浓度降至临界浓度以下,或减少重金属污染物与植物根系的接触来控制危害。
3.2化学措施。第一,通过添加表面活性剂、有机螯合剂等一系列调控措施,改良土壤的理化性状,提高土壤重金属的生物有效性,使其易于被其他植物吸收,以达到修复土壤的目的。第二,通过添加固化材料,降低重金属的迁移性和生物有效性。
3.3农业措施。农业措施是因地制宜的修正和完善耕作管理制度来减轻重金属的危害,或者在受污染土壤上种植不进入食物链的植物。农业措施适合治理中、轻度受污染土壤。
3.4生物措施。生物措施:一是通过生物作用改变重金属在土壤中的化学形态,使重金属固定或解毒,降低其在土壤环境中的移动性和生物可利用性;二是通过生物吸收、代谢达到对重金属的削减、净化与固定作用。通过一些特殊的微生物与植物、动物去除或者转化土壤中的重金属,降低重金属的毒性。
3.4.1微生物修复。微生物修复技术主要有两种:原位修复技术和异位修复技术。受到重金属污染的土壤,往往富集多种耐重金属的真菌和细菌,微生物可通过多种作用方式降低土壤中重金属的毒性。
3.4.2植物修复。植物修复是利用植物吸收、富集、降解或固定土壤中重金属离子或其他污染物,以降低或消除污染程度,修复土壤。
3.4.3动物修复。动物修复是利用土壤中的某些鼠类等低等动物吸收土壤中的重金属。例如在受重金属污染的土壤中放养蛆虫,待其富集重金属后,采用电激、灌水等方法驱出蛆虫集中处理。
4展望
土壤重金属污染来源趋于多样化、综合性,对人类的危害也日趋严重。在未来很长时间内重金属污染仍将是我国所面临的重大环境问题之一,迫切需要解决。但对于不同种类、不同性质的重金属污染事件,应将物理、化学、生物等修复手段综合应用以便更好地治理土壤重金属污染,同时研制复合材料,已解决土壤重金属复合污染的问题。
参考文献:
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土壤重金属污染危害范文2
关键词:重金属;污染;土壤;
Abstract: At present, the soil heavy metal pollution research in our countries is a rather hot topic. In a broad range of data collection, based on the prevention and control of soil heavy metal pollution, the paper put forward some Suggestions and ideas.
Key Words: heavy metal; pollution; soil;
中图分类号:[TE991.3]文献标识码:A 文章编号:
一项由原国家环保总局进行的土壤调查结果显示,广东省珠江三角洲近40%的农田菜地土壤遭重金属污染,其中10%属严重超标。由于土壤重金属污染具有隐蔽性、不可逆性和持久性,对生态环境和人类健康影响深远,所以土壤重金属污染问题越来越受到人们的关注和重视。
一、土壤质量的涵义与土壤重金属污染
根据联合国粮食及农业组织(FAO)相关专家对土壤质量的定义,结合国内外尤其是美国、澳大利亚、欧盟等一些国家学者对土壤质量的普遍看法,所谓土壤的质量,与土壤中的重金属含量是决不可能画上等号的。我们不能认为土壤中重金属的含量低就认定土壤的质量高,反之亦然。根据对土壤质量的比较权威的定义,土壤的质量并不就是指土壤的质地,也不是指土壤为植物提供P、N、K等一些营养成分的能力,而是指能够支撑农产品的生产能力、保护生态环境、保护动物以及人类的健康与保护食品的安全等综合能力。FAO对土壤质量的定义主要是从测定土壤的生物、物理和化学性质的大概100多种指标而来。其中生物参数的指标是比较重要的。也就是说,代表土壤的生命活力主要是土壤中生物以及生物的多样性,其中土壤中的生物多样性就是土壤质量的核心组成,也就是土壤质量的内涵。
土壤具有同化和代谢外界环境进入土体的物质的能力,也就是常说的自净能力。当土壤中重金属的含量超过土壤的自净能力或者明显高于土壤环境基准或土壤环境标准,并引起土壤环境质量的恶化,这就是土壤重金属污染。
二、土壤中重金属污染的危害
(1)在自然生态系统中,大气环境、水环境和土壤环境的物质循环联系紧密,土壤的污染物会随着土层的迁移与地表径流,从而污染地下水、地表水,也会污染其他新的土壤,甚至会通过挥发产生大气污染。
(2)土壤中的重金属污染让紧张的耕地越来越短缺。由重金属污染造成土壤质量下降而导致耕地面积的减少,更加剧了对我国耕地红线的冲击。目前这种情况并没有出现减缓的趋势。
(3)重金属污染物通过影响土壤中某些微生物的数量与活性,从而影响土壤的活性。另外,重金属污染物大多对生物具有一定的毒害作用,因此土壤重金属的含量对农作物的产量有很大的影响,甚至会导致农作物的减产,所以土壤的重金属污染影响到农业生产的可持续发展。
(4)大多数重金属污染物难以降解,在生态系统中,生物富集现象显著,将直接或间接危害到处于食物链顶端的人类的身体健康。
(5)土壤的重金属污染物在迁移和转化的过程中,除了浓度的累积,毒性也可能会增加,例如汞的生物甲基化,这更加剧了土壤污染带来的危害。
三、土壤重金属污染的来源
(1)污灌。在缺水地区,污水灌溉解决了农用供水不足的问题,起着保证农作物产量的作用,同时也带来了土壤污染及地下水污染等问题。
(2)化肥、农药以及塑料薄膜的大量使用。不合理的农药和化肥的使用会使土壤被重金属所污染,某些化肥含有过量的重金属Zn、Cd、Pb等。农用塑料薄膜释出的Cd、Pb也会造成土壤重金属污染
(3)大气的沉降。工厂排放的烟气、粉尘等气体污染物经大气环流扩散,以干、湿的沉降方式进入到水体与土壤中。
(4)含重金属固体废弃物。工业废弃物、矿产的开采与冶炼产生的废渣、涉重金属企业污水处理系统产生的污泥等含重金属危险废物是土壤重金属污染的主要来源。
(5)交通运输的污染。交通运输中重金属的污染来源于汽车排放的尾气及轮胎磨损产生粉尘。
四、政府对防治土壤中重金属污染采取的措施
(1)提高涉重金属建设项目的准入门槛,有效控制新增污染源。对不符合产业布局、行业发展规划、环保规划的建设项目坚决不予上马。符合产业政策的涉重金属项目实行入园建设、统一规划布局、统一管理。
(2)摸清管理辖区地域,特别是农作物产地土壤质量状况,强化土壤重金属污染物的跟踪监测,划分种植功能区,对超标受污染的土壤进行修复。落实环保目标责任考核、行政问责制度,对超标区域实行挂牌督办、区域限批。
(3)推行清洁生产,加快涉重金属行业转型升级。通过实施清洁生产审核,从源头上削减重金属污染物的排放,提高资源利用效率,减少污染物末端治理的压力。
(4)加密对涉重金属企业污染物排放情况的监督性监测,对国控、省控重点企业至少每两月监测一次。强化企业自行监测,适时推行涉重金属污染源、重点流域在线监测监控。
(5)加强环境监管,严格环境执法。严厉打击涉重金属行业违法排污行为,对环保设施运行不正常、偷排、超标超总量排放等环保违法行为从严处罚,严格执行含重金属危险废物转移联单制度。
五、治理土壤中重金属污染的方法
(1)生物修复法。这种方法主要是通过一些特殊的微生物与植物把土壤中的重金属利用新陈代谢的作用去除或者转化其形态,降低重金属的毒性,使土壤得到一定程度的净化。
(2)热处理方法。热修复处理法的原理其实就是运用了污染物的热挥发性,利用高频电压所产生出来的电磁波,把土壤进行加热,使土壤中的污染物能够解吸出来,由此达到修复的目的。该方法对重金属汞的治理效果显著。
(3)排土、客土和水洗法。排土就是剥去表层受污染的土壤,客土就是在被污染的土壤上覆盖未受污染的土壤。水洗法是通过清水灌溉稀释或洗去重金属离子从而降低重金属污染物的含量。
(4)化学修复方法。这个方法是利用某些化合物与土壤中的重金属反应所形成的络合物,很容易和酸根离子发生反应产生沉淀的特点,通过投加一些改良剂到土壤里来降低土壤中重金属的迁移性,减少其含量,从而达到修复以及治理土壤的目的。
六、结束语
土壤中重金属污染问题隐蔽、危害大,难以治理。国土资源部曾公开表示,中国每年有1200万吨粮食遭到重金属污染,直接经济损失超过200亿元。经济发达地区普遍存在着土壤重金属污染问题。随着产业转移,一些东部地区的高能耗、高污染项目开始往中西部省份转移,中西部欠发达地区的土壤环境也面临着重金属污染的威胁。近年来频繁见报的重金属污染事故,时刻警醒着人们要重视土壤中的重金属污染的问题。
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土壤重金属污染危害范文3
关键词:土壤;重金属;污染;治理措施
中图分类号:TL75文献标识码: A
引言
土壤是环境有的组成部分,是位于陆地表面呈连续分布、具有肥力并能生长植物的疏松层,它是一个复杂的物质体系。随着工业的快速发展,人类活动产生的污染物进入土壤并积累到一定程度,引起土壤质量恶化的现象呈加重的趋势。引起土壤污染的主要污染物有有机物、重金属元素及化合物、中低放射性污染物、农用肥料、致病的微生物等。在这些污染物中,重金属的污染是造成土壤污染加重的主要原因之一。而重金属及其化合物在环境中具有难迁移性和难降解性,只能在环境中累积。甚至有的可能转化成毒性更强的化合物,它可以通过植物吸收在植物体内富集转化,对人类健康带来潜在的风险。重金属元素以不同的种类通过各种途径进入土壤中,其中危害较大、研究较多的重金属元素有Hg、Cd、As、Pb、Cr、Cu、Zn等。由于不同的重金属元素其化学性质不同,所以对土壤环境造成的危害也有所不同。
一、土壤重金属污染的概念
土壤重金属污染是指由于人类活动将重金属带人到土壤中,致使重金属元素在土壤中的含量超过背景值,并可能通过过量沉积而造成土壤质量退化、生态环境恶化的现象。土壤重金属污染物主要有铅(Pb)镐(Cd)铬(Cr)汞(Hg)及类金属砷(AS)和硒(Se)等,以及有一定毒性的锌(Zn),铜(Cu),镍(Ni)等元素。其中AS和se虽不属于重金属,但它们的毒性及某些性质与重金属相似,因而通常被列为重金属污染物的范围内。还有一些是植物生长所必须的微量元素,如zn,Cu等,但其含量达到一定值后就可能成为有害的环境污染元素。
二、土壤重金属污染的成因及特点
1.自然原因
自然界中,土壤重金属的形成不是单方面作用的结果,而是受多方面因素影响,在不同时期,其主要影响因素又不同。土壤形成初始时期,其重金属含量受成土母质的影响较大,母质中的重金属含量及组成直接决定了土壤重金属的值。随着土壤的发育,母质对其重金属值的影响逐渐减弱。大气沉降,如火山爆发、森林火灾等可能使许多重金属漂浮于空中,其中一些被植物叶片吸收,进而被微生物分解进入土壤,从而改变土壤的重金属含量与构成。
2.人为因素
(1)废气、烟尘等大气污染。城市化进程的加快在反映国民物质生活水平提升的同时也带来一系列环境问题,城市交通、工业生产等向大气排放大量废气、烟尘,造成大气污染,通过大气沉降,这些物质进入土壤,造成土壤重金属污染。
(2)化肥农药在农业生产中的使用。为了缩短农作物生长周期,现代农业生产常会选择使用化肥农药,大量化肥与农药的使用在带来生产效益的同时,也将其中所含的重金属物质带入了农作物与土壤,造成土壤重金属污染,影响人体健康。
(二)土壤重金属污染的特点
依据化学金属元素相关理论,重金属性质稳定,极难被微生物降解,一旦进入土壤造成重金属污染,势必对农作物的品质和产量产生较大影响,加之其潜伏周期长,通过食物链的“生物富集效应”严重影响动物和人体的健康。有研究表明,低浓度的汞在小麦萌发初期能起到促进生长作用,但随着时间的延长,最终表现为抑制作用;砷有剧毒,可致癌;镉会危害人体的心脑血管。归纳起来,重金属污染有以下几个特点:(1)潜伏周期长,污染具有隐蔽性;(2)性质稳定,污染具有难降解性;(3)相互作用,污染具有协同性、扩散性。因此,重金属污染又有“化学定时炸弹”之称。
三、土壤重金属污染的危害
土壤重金属污染是指由于人类活动致使重金属的数值高于土壤背景值或土壤环境质量的标准,导致土壤质量的下降和农业生态环境恶化的现象。土壤的重金属污染破坏了土壤、植物系统的生态平衡并通过食物链威胁人体健康。
(一)危害土壤中的动物
各种重金属元素在土壤中的富集,对土壤动物的生存带来了严重威胁,有研究表明土壤重金属对蚯蚓、线虫等无脊椎动物数目、丰富度、生物数量和群体构成等有直接影响。
(二)影响作物的品质和质量
土壤中的重金属污染会引起作物大量营养的缺乏和酶有效性的降低,较高浓度的重金属含量有抑制植物体对WT、3C等矿物质元素的吸收和转运的能力。重金属胁迫还会危害作物的根系,造成根系生理代谢失调、生长受到抑制,引起株高、主根长度、叶面积等一系列生理特征的改变,导致植物体营养亏缺,从而影响植物生理生态过程、植物产量和品质。
(三)降低土壤肥力
土壤酶是一种生物催化剂,是反映土壤肥力的关键指标,重金属通过对土壤酶的破坏,造成对土壤肥力的不利影响。
(四)威胁人体健康
土壤尤其是表层土壤中的重金属极易通过食物链进入人体,对人体正常的新陈代谢和器官造成危害,直接对人体健康造成威胁。例如:能导致人类和其他生物的生殖功能下降,机体免疫力降低。
四、加强土壤重金属污染的措施
(一)重金属污染土壤改良剂修复法
目前有许多修复和治理重金属污染土壤的方法,如客土法、土壤淋洗法、化学修复法、植物修复技术、微生物修复技术等。近年来,对重金属污染土壤施用土壤改良剂的修复方法得到了国内外学者的广泛关注,其实际应用也比较广泛。施用土壤改良剂的方法实际上是化学修复法中的原位化学修复。原位化学修复主要是基于污染物的土壤化学行为的改良措施,施入/种或多种改良剂、抑制剂等化学物质,通过调节土壤理化性质以及对重金属的吸附、沉淀、络合、氧化还原等一系列物理化学作用,改变重金属在土壤中的存在形态,降低其生物有效性和迁移性,从而降低重金属污染物对环境中动物、植物的毒性,达到修复重金属污染土壤的目的。原位化学修复是在土壤原位上开展,具有成本低廉、操作简单、对土壤本身结构扰动小、改良剂来源广泛等优点,具有潜在的经济价值,能用于大面积重金属污染土壤的治理,但由于受到一些环境因素制约,如何根据当地土壤条件因地制宜地选择合适的改良剂是该技术的关键。总之,通过施用改良剂改变重金属离子在土壤中的存在形态,降低重金属污染物的生物可利用性,从而实现污染土壤的治理,是目前一条行之有效的途径。当然,化学改良剂法也存在一定局限性,即施用改良剂后土壤中金属离子仍然存留在环境中,如果环境因素发生改变,重金属离子的生物有效性也可能变化,被暂时钝化的重金属离子又会被重新激活。
(二)提高土壤pH
pH值显著影响重金属在土壤中的存在形态,当土壤溶液的pH
(三)样品采集及保存措施
因本文选一般土壤综合污染型土壤为研究对象,在进行土壤样品采集时,只需要采集地表20cm范围以内的表层土壤作为监测样品即可,所采集样品为土壤混合样;在土壤样品采集过程中,应将土壤表层所存在的石头及草皮等杂物清理掉;按照设计采样位置,采取蛇形布点方式进行土壤多点采样作业;不同采样点所采取土壤质量应尽量保持一致,将所获得的土壤样品进行均匀混合,通过四分法,获得约为1kg质量的样品。样品采集后,其保存需要应用密封性良好且洁净的塑料袋,作碱性保存。对样品信息进行标注,如样品采集时间#样品编号等,将样品送入实验室。在进行样品采集的过程中,可以利用定位系统保证样品位置准确性,并对样品采集环境进行拍照记录。
结束语
目前,土壤重金属污染的治理方法很多,但都存在一定的局限性。所以,研究出高效并具有良好的生态效益、社会效益、环境效益的方法对土壤重金属污染的治理是非常重要的。今后,要进一步对土壤重金属污染的来源进行全面了解,逐渐从末端治理的方法向源头治理转变,从而降低土壤重金属污染,给人类提供无污染的绿色食品。
参考文献:
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土壤重金属污染危害范文4
重金属污染对我们来说已经不是一个陌生的话题。那么究竟什么是重金属污染?它对我们的健康到底有多大的危害呢?它有是怎样跑到我们的体内去的呢?下面将一一介绍。
重金属指比重大于4或5的金属,约有45种,如铜、铅、锌、铁、钴、镍、钒、铌、钽、钛、锰、镉、汞、钨、钼、金、银等。尽管锰、铜、锌等重金属是生命活动所需要的微量元素,但是大部分重金属如汞、铅、镉等并非生命活动所必须,而且所有重金属超过一定浓度都对人体有毒。体内重金属的正常含量及超标的症状如下:
铅:人体内正常的铅含量应该在0.1毫克/升,如果含量超标,容易引起贫血,损害神经系统。而幼儿大脑受铅的损害要比成人敏感得多。
砷:俗称“砒霜”,如果24小时内尿液中的砷含量大于100微克/升就使中枢神经系统发生紊乱,并有致癌的可能,而且如果孕妇体内砷超标还会诱发畸胎。
镉:正常人血液中的镉浓度小于5微克/升,尿中小于1微克/升。如果长期摄入微量镉容易引起骨痛病。
汞:正常人血液中的汞小于5-10微克/升,尿液中的汞浓度小于20微克/升。如果急性汞中毒,会诱发肝炎和血尿。
重金属进入人体的途径主要有三种,分别是吃的食物、水和大气。
据中科院陈同斌博士透露,北京有部分古老的城市公园里表层土壤的重金属含量较高。这是因为,那些古老公园里亭台楼阁相对多,雕梁画栋更是比比皆是,由于早些年的油漆为了增强防腐性,其中的铅、砷等重金属含量超标。这些油漆内的重金属跑到了土壤里,就造成了公园土壤重金属超标。由于北京起风比较平常,这些细小的尘土携带着人们根本察觉不到的重金属,通过人的呼吸作用就会进入人体。除北京外,国内其他比较古老的城市公园也有这中情况出现。
水的污染通常都是由当地工厂废水排放造成的,这种现象在京城各大区县几乎都有。通州就是其中一个比较明显的地方,虽然这些年通州在现代化建设方面做得比较好,但是那里是污水灌溉时间比较长的地区,过去的污水中重金属含量往往较高,浇灌土壤后容易产生污染。这些含有超标重金属的废水一旦排到干净下游,就会污染大片水源。由于这种受重金属污染的水在颜色、气味等方面与正常水没有差别,农民根本看不出来,一旦用这些水来灌溉,必然会让土壤及农作物成为重金属污染对象。蔬菜是最易“吸收”重金属元素的农作物,因此土壤被环境重金属污染后生长的蔬菜与其它作物相比,蔬菜对多种重金属富集量要大得多,经证明,在被污染的土壤里生产出的蔬菜的有毒物质含量可达土壤中有害物质含量的3-6倍。(按:人畜食用了被重金属污染的蔬菜后,在体内浓缩积累会带来严重的后果,如被列为世界公害典型之一的日本富山县的骨痛病,就是由重金属镉污染引起的;我国广西一些被镉污染的地区,人体的镉含量高出正常人的7倍,经X光检验,人体骨骼也已显着病变。)人吃了在重金属污染的土壤上种出来的农作物,很容易受到重金属的毒害。
蔬菜水果是我们日常生活中最重要的部分。既然重金属污染危害这么大,那么那些受到重金属污染的蔬菜水果我们能不能通过多浸泡、多清洗或多煮来去除重金属呢?陈同斌博士表示,这些效果都不大,因为重金属污染是从植物根系中上来的,它存在于植物的体内,不像农药那样大部分都喷洒在农作物外表,多洗就可以清除干净。
有一种比较可行的办法就是注意选购一些蔬菜品种,比如生菜、莴苣容易富集镉,可以尽量少食。另外,叶类菜是所有蔬菜中最容易受重金属污染的,最好也要少食用。但这只是治标不治本,最根本的解决方法还是要防治土壤的重金属污染。土壤重金属污染与有机物的污染不同,它不能被分解消失,即使人为的控制土壤环境条件使重金属的有害作用暂时减弱,它也能在适当的时候恢复。因此如果蔬菜的生长环境一旦遭到重金属污染,要想恢复和治理就非常的困难。目前土壤重金属污染的控制方法 主要有以下几种方法:
1)利用不同植物种类对污染物吸收差异的特性,合理安排蔬菜轮作茬口,使具有一定程度污染土壤生产的蔬菜达到或接近食品卫生标准,以降低重金属进入食物链的量,如有的蔬菜不易“吸收”镉,那么如果菜田土壤的镉含量多点种植该蔬菜就不会造成多大的危害。该方法不需投资,方法简便,效果也比较好,但必须在有关的专家指导下进行。
2)控制土壤环境条件,降低重金属污染物对植物的有效性。如可以施用石灰、胡敏酸、钙镁磷肥等土壤改良剂对土壤进行处理,使易被蔬菜吸收的重金属元素在这些改良剂的作用下通过化学反应转换为蔬菜不吸收的有机结合态。这种方法有一缺点,由于土壤中的重金属元素的这种化学反应是可逆的,有一定条件下又会从有机结合态回转成易被蔬菜吸收的形态。比如说随着酸性污水的浸染,土壤中已经被固定的重金属元素又会被活化为可被蔬菜吸收的交换态。
3)对重金属污染土壤最彻底的改良方法是铲除其表土,这就是农业工程客土法,所谓客土,就是用外来的土壤换掉已被污染了的菜田土。这种方法在日本土壤污染地区应用很广,可以彻底清除已污染的土壤,根本断绝植物生长的污染基质,在无外来污染浸入的前提下,可保证蔬菜的正常生长和残留达标,但这种方法工程量大,耗资也巨。
4)严格控制灌溉水中重金属元素的浓度,杜绝用未经处理的工业废水和城市污水直接灌溉菜田。一旦菜田受重金属灌溉水的污染,所有改良成果都会毁于一旦。
总之,重金属污染虽然是个严峻的问题,但是只要我们明白并高度重视它人体健康的危害,相信用我们人类的智慧和决心一定能够战胜它。
参考文献:
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(3)叶振国
土壤重金属污染危害范文5
关键词:三峡库区;土壤重金属含量特征;土壤重金属污染评价
中图分类号:X522 文献标识码:A 文章编号:1674-0432(2010)-12-0239-2
0 引言
近些年,由于工业“三废”的排放和矿山的开采,同时伴随着污水灌溉、污泥农用和施含有重金属元素的肥料和使用农药等,我国土壤重金属污染越来越严重。重金属在土壤中一般不易随水淋失,不能被土壤微生物分解,相反生物体可以富集重金属,通过食物链传递危害人类健康旧。更为严重的是,土壤重金属污染具有隐蔽性、长期性和不可逆性的特点,进入土壤的重金属元素,但当其积累量超过土壤承受能力或土壤容量时,就会对作物和人体产生危害,从而导致严重的生态问题[1]。三峡库区总面积5.42万km2,其中主要是山地,其次是丘陵,平地很少。三峡库区由于直接大面积淹水,水土流失严重,和其他地方相比较,更容易形成重金属的污染[2]。
1 实验材料与方法
采样点布置在1:5万地形图上,以1km2采样大格,在三峡库区三汇场、石宝寨、响水滩和白石铺4个区域内,各采集160个土壤样品,每个采样点采集4处0-20cm厚的新鲜岩土,混合后按四分法取得1 kg样品。所有样品置于样品袋内带回实验室登记编号,然后风干、磨细、过筛、混匀。
2结果与分析
2.1 土壤重金属含量及分布特征
根据实验室测定的结果,分别计算出三汇场、石宝寨、响水滩和白石铺土壤中8种重金属元素的含量总平均值如表所示,见表1。
由表1可知,各地区的总平均值中,重金属元素砷(As)、铬(Cr)、铜(Cu)低于三峡库区重金属背景值,汞(Hg)和背景值相当,镍(Ni)和铅(Pb)含量略高于背景值,而隔(Cd)和锌(Zn)含量明显高于背景值。比较三汇场、石宝寨、响水滩和白石铺这4个地区的重金属元素,发现这四个地区8种重金属元素平均含量相差不多,只有白石铺地区的Hg元素含量和石宝寨地区的(Zn)含量略高于其他地区。
对于土壤重金属污染评价的方法讨论,目前国际上采用的比较先进的重金属污染评价的方法主要有Muller提出的地积累指数法,Tomlision提出的污染负荷指数法,Hakanson提出的潜在生态危害指数法,Hilton等提出的回归过量分析法等[3]。其中地积累指数法能够直观给出重金属的污染级别,明确体现出重金属的富集程度,但其侧重单一金属,未引入生物有效性和相对贡献比例及地理空间差异;而潜在生态危害指数法则弥补了上述不足,可综合反映出多种重金属对生态环境的影响,但其毒性响应系数带有主观性[4]。因此,本研究采用这两种方法来评价青城子铅锌矿区的土壤重金属污染,以便相互补充和参考。
2.2 地积累指数法评价
地积累指数法从环境地球化学角度出发评价土壤或沉积物中重金属的污染,除考虑到人为污染因素、环境地球化学背景值外,还考虑到由于自然成岩作用可能引起的背景值变动因素[5]。土壤或沉积物中元素i的地积累指数Igeo,i的计算公式为:Igeo,i=log[Ci/(kBi)],公式中Ci为元素i在土壤或沉积物中的含量;Bi为元素i的地球化学背景值;k为考虑各地岩石差异可能会引起背景值的变动而取的系数,用来表征沉积特征、岩石地质及其他影响,一般取值为1.5。地积累指数分为0-6共7个级别,表示污染程度由无至极强[6]。地积累指数分级标准与污染程度之间的相互关系,见表2。
由表1和上述公式得到各地区的地积累指数值,见表3。由表可知,三汇场、石宝寨、响水滩和白石铺这四个地区除了重金属元素Cd有轻度污染外,其他7种重金属元素都没有给4个地区造成污染,污染程度为清洁。
2.3 潜在生态危害指数法评价
潜在生态危害指数法从沉积学角度出发对土壤或沉积物中的重金属污染进行评价,不仅考虑土壤或沉积物中的重金属含量,而且将重金属的生态效应、环境效应与毒理学联系在一起,既反映了某一特定环境下土壤或沉积物中各种污染物对环境的影响,也反映了土壤或沉积物中多种污染物的综合效应,并用定量方法划分出潜在生态危害程度[7]。土壤或沉积物中重金属潜在生态危害指数的计算方法如下:(1)Cf,i= Cs,i/Cn,i ;(2)Er,i= Tr,i×Cf,I ;(3)R=Er,I;Cf,i为土壤或沉积物中重金属元素i相对于环境背景值的污染指数;Cs,i为土壤或沉积物中重金属元素i的实测值;Cn,i为重金属元素i的背景参考值; Tr,i为重金属元素i的毒性响应系数,按Hakanson制定的标准,Zn,Cr,Cu,Pb,Ni,As,Cd,Hg的毒性响应系数分别为1,2,5,5,5,10,30,40[8];Er,i为土壤或沉积物中重金属元素i的潜在生态危害指数;R为土壤或沉积物中多种重金属的综合潜在生态危害指数。根据潜在生态危害指数的大小,可将土壤中重金属的潜在生态危害程度分5个级别,见表4。
由表l以及Hakanson规定的毒性响应系数和公式得出各地区土壤中重金属的潜在生态危害指数,见表5。将表5与表4比较可知:总体来看,各地区的重金属元素的综合潜在生态危害指数R值都小于150,说明各地区综合污染程度为轻度。但论各地区单个重金属元素来看,重金属元素Cd 和Hg的潜在生态危害指数在40≤Er,i<80的范围内,所以这2个元素的潜在生态危害程度为中度。比较三汇场、石宝寨、响水滩和白石铺这四个地区,发现潜在生态危害程度都符合这样的强弱顺序:Cd>Hg>As>Pb>Ni>Cu>Cr>Zn,而从R值的大小可以看出,重金属综合污染的强弱顺序是:白石铺>石宝寨>响水滩>三汇场。
3 结论
(1)各地区重金属元素As、Cr、Cu低于三峡库区重金属背景值,Hg和背景值相当,Ni和Pb含量略高于背景值,而Cd和Zn含量明显高于背景值。比较三汇场、石宝寨、响水滩和白石铺这四个地区的重金属元素得出四个地区8种重金属元素平均含量没有明显的差异。
(2)As和Hg在各个地区变异系数大,说明这四个区域内As和Hg元素的污染程度有较大的差异,特别是白石铺地区的Hg元素,变异系数达到89.1%,变异系数最小的元素是Cr。
(3)地积累指数法评价结果显示:三汇场、石宝寨、响水滩和白石铺这四个地区除了重金属元素Cd有轻度污染外,其他重金属都没有造成污染。
(4)潜在生态危害指数法评价结果显示:各地区的重金属元素的综合污染潜在生态危害程度都为轻度,以单个元素进行分析表明,Cd和Hg的潜在生态危害度为中度。纵观这4个地区,发现潜在生态危害程度都符合这样的强弱顺序:Cd>Hg>As>Pb>Ni>Cu>Cr>Zn,而从R值的大小可以看出,重金属综合污染的强弱顺序是:白石铺>石宝寨>响水滩>三汇场。
参考文献
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土壤重金属污染危害范文6
关键词:化工,土壤污染,重金属,防治
土壤是人类赖以生存的主要自然资源之一,也是人类生态环境的重要组成部分。随着工业、城市污染的加剧和农用化学物质种类、数量的增加,土壤重金属污染日益严重,土壤重金属是指由于人类活动将金属加入到土壤中,致使土壤中重金属明显高于原生含量、并造成生态环境质量恶化的现象。
一、重金属的来源、种类
1.土壤重金属来源广泛,主要包括有大气降尘、污水灌溉、工业废弃物得不当堆置、矿业 活动、农药和化肥等。首先是成土母质本身含有重金属,不同的母质、成土过程所形成的土壤含有重金属量差异很大。此外,人类工农业生产活动,也造成重金属对大气、水体和土壤的污染。
2.大气中重金属沉降、大气中的重金属主要来源于工业生产、汽车尾气排放及汽车轮胎磨损产生的大量含重金属的有害气体和粉尘等。它们主要分布在工矿的周围和公路、铁路的两侧。公路、铁路两侧土壤中的重金属污染,主要是Pb、Zn、Cd、Cr、Co、Cu 的污染为主。它们来自于含铅汽油的燃烧,汽车轮胎磨损产生的含锌粉尘等。它们成条带状分布,以公路、铁路为轴向两侧重金属污染强度逐渐减弱;随着时间的推移,公路、铁路土壤重金属污染具有很强的叠加性。
3.农药、化肥和塑料薄膜使用 施用含有铅、汞、镉、砷等的农药和不合理地施用化肥,都可以导致土壤中重金属的污染。一般过磷酸盐中含有较多的重金属 Hg、Cd、As、Zn、Pb,磷肥次之,氮肥和钾肥含量较低,但氮肥中铅含量较高,其中 As 和 Cd 污染严重。农用塑料薄膜生产应用的热稳定剂中含有 Cd、Pb,在大量使用塑料大棚和地膜过程中都可以造成土壤重金属的污染。
4.污水灌溉 污水灌溉一般指使用经过一定处理的城市污水灌溉农田、森林和草地。城市污水 包括生活污水、商业污水和工业废水。由于城市工业化的迅速发展,大量的工业废水涌入河道,使城市污水中含有的许多重金属离子,随着污水灌溉而进入土壤。
5.含重金属废弃物堆积含重金属废弃物种类繁多,不同种类其危害方式和污染程度都不一样。污染的范围一般以废弃堆为中心向四周扩散重金属在土壤中的含量和形态分布特征受其垃圾中释放率的影响,且随距离的加大重金属的含量而降低。由于废弃物种类不同,各重金属污染程度也不尽相同,如铬渣堆存区的 Cd、Hg、Pb 为重度污染,Zn 为 中度污染,Cr、Cu 为轻度污染。
6.金属矿山酸性废水污染金属矿山的开采、冶炼、重金属尾矿、冶炼废渣和矿渣堆放等,可以被酸溶出含重金属离子的矿山酸性废水,随着矿山排水和降雨使之带入水环境(如河流等)或直接进入土壤,都可以间接或直接地造成土壤重金属污染。
二、土壤中重金属污染物现行治理方法
1.工程治理方法
工程治理是指用物理或物理化学的原理来治理土壤重金属污染。主要有:客土是 在污染的土壤上加入未污染的新土;换土是将以污染的土壤移去,换上未污染的 新土;翻土是将污染的表土翻至下层;去表土是将污染的表土移去等。
2.此外淋洗法
用淋洗液来淋洗污染的土壤;热处理法是将污染土壤加热,使土壤中的挥发性污染物(Hg)挥发并收集起来进行回收或处理;电解法是使土壤中重金属在电解、电迁移、电渗和电泳等的作用下在阳极或阴极被移走。以上措施具有效果彻底、稳定等优点,但实施复杂、治理费用高和易引起土壤肥力降低等缺点。
3.生物治理方法
生物治理是指利用生物的某些习性来适应、抑制和改良重金属污染。主要有:动物治理是利用土壤中的某些低等动物蚯蚓、鼠类等吸收土壤中的重金属;微生物治理是利用土壤中的某些微生物等对重金属具有吸收、沉淀、氧化和还原等作用,降低土壤中重金属的毒性,如原核生物(细菌、放线菌)比真核生物(真菌)对重金属更敏感。
4.植物治理
利用某些植物能忍耐和超量积累某种重金属的特性来清除土壤中的重金属;目前已发现400多种,超积累植物积累Cr、 Co、 Cu的含量一般在 0.1% Ni、 Pb 以上,积累 Mn、Zn 含量一般在 1%以上。生物治理措施的优点是实施较简便、投资较少和对环境破坏小,缺点是治理效果不显著。
5.化学治理方法
化学治理就是向污染土壤投入改良剂、抑制剂,增加土壤有机质、阳离子代换量和粘粒的含量, 改变 pH、 和电导等理化性质,Eh 使土壤重金属发生氧化、还原、沉淀、吸附、抑制和拮抗等作用,以降低重金属的生物有效性。
三、总结
土壤重金属污染首先应从源头抓起,控制污染源,土壤重金属的污染已经达到相当严重的程度,要充分认识土壤重金属污染的长期性、隐匿性、不可逆性以及不能完全被分解或消逝的特点。土壤质量问题是经济可持续发展和社会全面进步的战略问题,它直接影响土壤质别、水质状况、作物生长、农业产量、农产品品质等,并通过食物链对人体健康造成危害。对土壤质量的保护便是对耕地生产能力的保护,更是提高土地利用效率的强有力措施之一。对于我国这样一个人口众多的农业大国,开展国土质量调查评价,对土壤重金属污染物进行试验研究,开发耕地污染的治理方法和技术,显得更为必要和迫切。
参考文献
[1]崔德杰,张玉龙.土壤重金属污染现状与修复技术研究进展[J].土壤通报, 2004,35