公务员期刊网 精选范文 土壤的主要污染物范文

土壤的主要污染物精选(九篇)

土壤的主要污染物

第1篇:土壤的主要污染物范文

Abstract: Soil pollution is one of the important environmental problems. This paper outlines the current physical remediation, chemical remediation and bioremediation Technique as well as their research in soil pollution treatment at home and abroad. Because each one has its good points and limitations, therefore, in order to overcome the disadvantages of a single method, play the strengths of different remediation technology, this paper puts forward several suggestions to comprehensive remediation technology of strengthening the research and development of contaminated soil.

关键词: 土壤污染;重金属;石油烃;持久性有机物(POPs);土壤修复技术

Key words: soil pollution;heavy metal;petroleum hydrocarbon;persistent organic pollutants (POPs);soil remediation technology

中图分类号:X53 文献标识码:A 文章编号:1006-4311(2013)14-0313-02

0 引言

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。土壤是由矿物质、动植物残体腐解产生的有机物质、土壤生物、水分和空气等固、液、气三相组成的。土壤介质是非均质的集合体,结构复杂,大量有机、无机胶体和氧化物相互交错、混杂,介质表面上的存在电场和剩余力场,具有巨大的表面能,能与土壤液、气相中的离子、质子、分子相互作用。与此同时,土壤中的生物体系非常丰富,包括微生物区系、微动物区系和动物区系,其中尤以微生物最为活跃。土壤生物使土壤具有生物活性,是土壤形成、养分转化、物质迁移、污染物迁移转化的重要参与者。此外,土壤中的有机和无机的氧化性和还原性物质构成了一个复杂的氧化还原混合体系,土壤在这些物质的共同作用下表现出一定的氧化-还原特性。土壤的这些性质,使土壤具备了一定的自净能力。

虽然土壤自身的净化作用可以减少土壤中污染物的污染程度,但是如果进入土壤中的污染物含量在数量和速度上超过土壤的自净能力,即超过土壤的环境容量,终将会导致土壤的污染。土壤污染在中国已成为一个日益严重的问题。这些污染场地的存在带来了双重问题:一方面是环境和健康风险;另一方面是阻碍了城市建设和地方经济的发展。解决此问题最直接方法是场地修复[1]。

1 土壤修复技术

1.1 几种典型的土壤污染问题

1.1.1 重金属污染 采矿、冶金和化工等工业排放的三废、汽车尾气以及农药和化肥的使用都是土壤重金属的重要来源。按生物化学性质土壤中的重金属可以分为两类:第一类,对作物以及人体有害的元素,如汞、镉、铅及类金属砷等,因此,必须减少这些元素的含量使其不超过环境的容量;第二类,常量下对作物和人体有益而过量时出现危险的元素,如铜、锌、铬、锰及类金属硒等,应控制其含量,使其有益作物生长和人体健康。

1.1.2 石油污染 石油污染是指在石油的开采、炼制、贮运、使用过程中原油和各种石油制品进入环境而造成的污染,土壤中的石油污染物多集中在20cm左右的表层。石油开采过程中产生的落地油和油田的接转站、联合站的油罐、沉降罐、污水罐、隔油池的底泥,炼油厂含油污水处理设施产生的油泥,也是我国油田土壤石油污染的主要来源。污染土壤中石油主要成分为C15-C36的烷烃、多环芳香烃、烯烃、苯系物、酚类等,其中环境优先控制污染物多达30种。

1.1.3 化肥污染 化学肥料在现代化的农业生产中不仅是粮食增产的物质基础,更是农业生产资料的主体。在粮食增产中花费的贡献率在40%-60%,稳定在50%左右,但是化肥中的有毒重金属、有机物以及无机酸类等是造成土壤污染的主要来源。

1.1.4 农药污染 据初步统计,我国至少有l300-1600万hm2耕地受到农药污染。造成土壤农药污染的主要是有机磷和有机氯农药。据2000年国家质检总局数据,全国47.5%的蔬菜农药残留超标,因农残超标被退回的出口农产品金额达74亿美元。

1.2 污染土壤的修复技术 现有污染土壤的修复途径包括:第一,降低污染物在土壤中的浓度;第二,通过固化或钝化作用改变污染物的形态从而降低在环境中的迁移性;第三;从土壤中去除[2]。下面介绍几种土壤的修复技术:

1.2.1 物理修复 治理污染土壤的方法在20世纪80年代以前仅仅限于物理法和化学法。如早期的焚烧法、换土法以及隔离法等都要求高温、人力以及机械设备等,不仅成本很高,最主要的是没有从根本上解决污染问题,这些处理方法仅仅是使污染物发生了转移,对这些污染物还需要进一步的处理,目前这些方法仅仅应用于处理一些突发的紧急事件。而现在出现的一些经济可行的新技术、新工艺等逐渐成为了研究的热点,如:电修复法、土壤气相抽提法及CSP法、热解析法等。

电修复法:将电极插入到受污染的地下水或土壤区域,在直流电的作用下形成直流电场,则土壤中的离子和颗粒物质会沿着电场方向发生定向的电渗析、电泳运动以及电迁移,使土壤空隙中的荷电离子或粒子发生迁移运动;热解析法主要用于修复有机物,它是通过加热升温土壤,收集挥发性污染物进行集中处理;土壤气相抽提法是一种原位修复技术,主要是去除石油污染土壤中挥发性或半挥发性的石油组分;CSP法是用煤和焦炭等含碳的物料当作吸附物,在90℃和强烈搅拌下通过煤表面强力吸附烃基污染物,然后用重选或浮选法将干净的土壤和吸附有烃基化合物的煤分开。

电修复法与传统的土壤修复技术相比具有经济效益高、不破坏现场生态环境以及接触毒物少的优点,更加适用于治理渗透系数低的密质土壤。而热解析法需要消耗大量的能力并且容易破坏土壤中的有机质和结构水,同时还会向空气会发有害蒸汽而造成二次污染。土壤土壤气相抽提法具有可操作性强、处理污染物的范围宽、可由标准设备操作、不破坏土壤结构及可回收利用废物等优点。

1.2.2 生物修复 在减少土壤中有毒有害物质浓度的时候利用生命的代谢活动使污染的土壤恢复到健康状态,这种修复土壤的方式为生物修复。目前有以下三类:

①微生物修复。土壤中的某些微生物对一种或多种污染物具有沉淀、吸收、氧化和还原的作用,微生物修复就是利用这种作用来降低土壤重金属的吸收、修复被污染的土壤和降解复杂的有机物。

影响微生物修复土壤的因素有很多,如温度、水分、pH以及氧气等。每种微生物对生物因子都会有一定的耐受范围,在同一个环境中,多种微生物就比一种微生物的耐受范围宽。如果环境的条件超过了所有定居微生物的耐受范围则微生物的修复作用就会停止。

②植物修复。利用能够富集重金属的植物清除土壤重金属污染的设想是美国科学家Chaney在1983年首次提出的,这就是植物修复技术。污染土的植物修复技术根据植物修复的机理和作用过程可以分为4种基本类型:植物提取、植物挥发、植物稳定和植物降解。

植物提取主要是靠植物吸收土壤中的污染物,这些污染物运输并储存在植物体的地上部分,通过种植和收割植物而达到去除土壤中污染物的目的;植物挥发净化土壤可以分为两种方式:一是土壤中的污染物在植物根系分泌的特殊物质的作用下转化为挥发态,其二是植物将土壤中的污染物吸收到体内在转换为气态物质释放到大气中;植物稳定是指植物通过某种生化过程使污染基质中污染物的流动性降低,生物可利用性下降;植物降解是通过植物根系分泌物与根际微生物联合作用而达到降解污染物的生物化学过程,这种主要是处理复杂的有机物。

以上几种方式中植物提取修复是目前应用最多、最有发展前景的技术;而植物挥发修复技术仅仅限于挥发性物质,将这些污染物转移到大气中有没有环境风险还不确定,因此应当谨慎采用;植物稳定修复仅仅是暂时固定污染物,当土壤环境发生变化时污染物可能将重新被激活而恢复毒性;因此,没有彻底解决土壤污染问题。

③动物修复。动物修复技术主要是通过土壤动物群来修复受污染的土壤,分为直接作用:吸收、转化和分解;间接作用:改善土壤理化性质,提高土壤肥力,促进植物和微生物的生长。动物修复技术包括两方面内容:第一,生长在污染土壤上的植物体和粮食等饲喂动物,通过研究动物的生化变异来研究土壤的污染状况;第二,直接将蚯蚓、线虫类等饲养在污染土壤中进行研究。目前这项技术较多的应用在石油类污染中。

1.2.3 化学修复 化学修复是通过土壤中的吸附、溶解、氧化还原、拮抗、络合螯合或沉淀作用,以降低土壤中污染物的迁移性或生物有效性。常用的有以下几种:

第一,固化:为了控制污染物在土壤中的迁移,一般是将含有重金属的污染土壤与固化剂按照一定的比例进行混合,熟化后形成渗透性较低的固体混合物,从而隔离了污染土壤与外界环境的影响将污染物固封在固化物中;第二,稳定化:将污染物转化为不易溶解、迁移能力小以及毒性小的形式或状态,主要是通过在土壤中加入化学物质改变重金属的形态或价态实现的;第三,萃取法:使用有机溶剂对石油污染的土壤中的原油进行萃取主要是根据相似相溶原理进行的,萃取后对有机相进行分离,回收油用于回炼,而分离的溶剂循环使用。第四,淋洗法:受到污染的土壤经过清水淋洗液或含有化学助剂的水溶液淋洗出污染物。

以上几种方式各有自己的优势和适用范围,因此在处理污染土壤时应当根据实际情况选择适宜的处理方式以达到预期的处理效果。如:固化适用于面积小但是污染严重的土壤;萃取法仅仅适用于受油污浓度较高的土壤;而化学氧化法虽然操作比较复杂但是可以灵活的应用于不同类型污染物的处理中[3]。

2 结语

土壤修复技术是一项涵盖地质学、化学、物理学、材料学、生物学和环境学的多学科综合技术。近年来,对石油污染土壤治理的研究很多,世界各国纷纷制定石油污染土壤的修复与治理计划,并取得很大进展目前土壤重金属污染物修复技术在探索中发展。物理修复、化学修复、生物修复技术本身都有明显的局限性。物理修复技术能量消耗高、需要专门设备、处理成本高、工作量大,只能处理小面积的污染土壤;化学法处理易破坏土壤团粒结构、处理成本高、存在二次污染的风险;生物修复存在过程缓慢、污染物降解的有些中间产物毒性甚至超过其自身,场地条件和环境因素对修复效率的影响大,修复效果不稳定。为克服单一方法的缺点,发挥不同修复技术的长处,研究开发土壤污染综合修复技术尤显重要。重点在不同生物技术的综合利用和开发物理、化学和生物联合修复工艺。

土壤修复技术是一项多学科的综合技术,涵盖了化学、材料学、地质学、物理学、环境学以及生物学等。通过本文我们知道物理修复技术能力消耗高、处理成本大而且需要专门的设备,它只能处理小面积的土壤污染;化学法处理成本高而且存在二次污染的风险;生物修复过程缓慢,场地条件和环境因素对修复效率影响较大,因此修复效果不稳定。为了发挥不同修复技术的长处而克服单一方法的缺点,必须研究和开发综合修复污染土壤技术,其重点是在不同生物技术的综合利用和开发物理、化学和生物联合修复工艺。

参考文献:

[1]谢剑,李发生.中国污染场地的修复与再开发的现状分析.世界银行,美国,2010,9.

第2篇:土壤的主要污染物范文

关键词:铅污染 重金属污染 治理 方法

土壤是人类赖以生存的必要条件,也是重金属元素在循环的过程中的必要环节。土壤的重金属污染是指在人类的生产活动中,排出重金属含量较高的物质散落在土壤中,在土壤中形成反应,超过一定时间后其土壤的微量金属含量值超过土壤本身的微量金属含量值,最终导致土壤重金属含量过高的一种现象。在重金属污染的土壤中耕作农作物,农作物也会受到重金属污染,人们长期食用后致使重金属在体内累积,严重危害了人们的身体健康,而降水、灌溉等使重金属从地表流入到地下水中,也可导致地下水重金属污染。铅污染是重金属污染之一,在治理铅污染的过程中,要以预防为主,防治兼施的方式进行治理。其治理方法包括物理方法、化学方法及生物方法。

一、土壤铅污染的治理方法

(一)物理方法

通过物理方法对土壤铅污染进行治理,主要以换土、隔离、客土以及电化学的方法进行处理,从而减轻土壤的铅污染并防止其扩散。

换土法是指将受到铅污染的土壤进行固定移除,移除后将没有被污染的土壤进行填补。隔离法是指以修建墙体的方式进行对铅污染区域的隔离,将其污染控制在一定的范围之内。受成本等方面的影响,隔离法只适用于受污染面积较小且污染相对严重的区域。客土法是将表层的土壤通过采用机器挖翻的方法与深层土壤调换,再向土壤调换处加入新土,从而降低被铅污染的土壤及植物的污染程度。电化学法是通过增加直流场,使土壤中的铅离子在直流场的作用下,发生氧化还原反应。从而达到去铅的目的。以上方法都能够对土壤铅污染进行有效的治理,但这些方法在实施的过程中会耗费大量人力物力和财力,而且对修复后的铅污染土壤进行处理的难度也很大,所以不适合广泛推广。

(二)化学方法

化学方法中主要采取化学修复的方法对铅污染的土壤进行治理。化学修复法是通过利用化学试剂加入到受铅污染的土壤中,使化学试剂与铅元素发生化学反应,而达到铅离子的降低或迁移。进行化学修复法的主要的方法有化学固定法、淋洗液洗脱法、螯合剂处理法、氧化还原法等方法。

化学固定法是通过固定剂与土壤中的铅元素进行化学反应,降低其生物有效性和迁移性,使土壤含铅程度降低,从而达到降低土壤铅污染的目的。淋洗液洗脱法是通过选取土壤淋洗液对铅污染的土壤进行淋洗,使铅离子由固体形态转化成液体形态,再将回收的淋洗液进行处理。螯合剂处理法也称为整合诱导修复技术,是通过促进植物对铅的超吸收而达到预期目的。常用的螯合剂主要有两种,分别是小分子有机酸类螯合剂和氨基多羧酸类螯合剂。此方法的优点在于能够快速降低土壤含铅量,缺点在于使用中存在水污染的风险,并能对植物产生危害。氧化还原法就是在受铅污染的土壤中添加还原剂,使其与土壤发生氧化还原反应,使土壤中的铅元素低化,从而降低土壤中铅的毒性和活性。

(三)生物方法

生物修复技术早在上世纪90年代初就已经兴起,它是一种新型治理土壤铅污染的技术,其方法旨在通过利用生物的一些特性来抑制土壤污染的生物方法,生物修复技术主要包括的内容有:植物修复技术、微生物修复技术、动物修复技术以及基因工程技术和细胞工程技术等。利用这些方法治理土壤铅污染的优势在于二次污染小、治理成本低、操作相对简单和治理效果显著。植物修复技术是指通过利用某些植物对土壤铅元素吸收的方法进行减少土壤中的铅含量,这种方法既快捷又简单方便,并且比较经济适用,符合生态发展要求,具有相当广泛的发展前景,其方法手段主要有植物挥发、植物提取和植物钝化三种。微生物修复技术是指通过利用微生物进行对土壤中铝元素进行化解,从而使土壤铝污染得以减轻。动物修复技术是指利用蚯蚓对矿山土壤污染进行治理,通过大量放养蚯蚓使之在土壤中对有毒物质进行体内分解,这种方法不仅治理成本低,而且还没有二次污染,是一种改良土壤的好方法。基因和细胞工程技术则是通过改变细胞内的关键酶或酶系统,可以提高微生物的降解速率,并形成降解有毒污染物的新型催化活性,从而对土壤铝污染进行治理。

(四)对污染源头的寻找与防治

如果土壤存在铝污染,则一定有其污染源,如果一昧的对铝污染进行治理,而不寻找其源头,那么治理也将毫无意义,所以,必须对造成土壤铝污染的污染源进行寻找,并杜绝铝污染现象的再次发生,而且找到污染源后必须通过以上方法去解决土壤铝污染问题,只有这样,土壤的铝污染才会得到根治。

二、土壤铅污染治理的意义

对土壤铝污染进行治理,具有重大的现实意义。

(一)对土壤铝污染进行治理可以使土壤的毒性减弱或消除,使土壤恢复正常的机能,从而适合植物的生长,为人类的生存环境的改善创造条件。

(二)污染是目前社会比较关注的公共话题,解决了土壤的铝污染,有利于可持续发展战略的实施。

(三)农作物的生长离不开优质的土壤,对土壤铝污染进行治理,利于农作物的种植,为人们的物质生活提供保障。从大的角度来讲,可以提升国家的粮食储备能力。

三、结束语

目前随着社会的不断发展,城市工业化不断加快,环境及土壤的污染也日益严重,因此对污染的治理工作显得尤为重要。针对污染的治理,需要我们采取适当的方法去进行,不要盲目的去进行治理,而导致土壤污染的状况恶化,要根据其污染的性质及污染的来源去进行综合治理,要利用科学技术进行对其改造,并以预防为主,防治兼施的原则去认真看待土壤的重金属污染。

参考文献:

[1]王林,徐应明,梁学峰,等.新型杂化材料钝化修复镉铅复合污染土壤的效应与机制研究[J].环境科学,2011,32(2):581-588.

[2]吕小王.植物对土壤中重金属的吸收效应研究[D].南京理工大学,2014.

[3]史永进,黄金秀.简述土壤重金属污染及其治理方法[J].安徽农学通报,2011,17(18):

126-127.

第3篇:土壤的主要污染物范文

关键词土壤环境因子;有机污染物;迁移转化;影响

土壤农药污染是一全球性问题。随着环境问题在全球范围的不断变化,土壤环境污染化学已成为环境化学不可缺少的重要组成部分[1]。在北美、西欧和澳洲等国家,随着各种点源污染得到有效控制,人们关注的焦点逐渐转移到多介质非点源污染,另外土壤环境污染的研究也受到人们日益关注。在我国,受农药使用历史、施药技术以及产品结构等因素影响,土壤农药污染较为严重,制约食品安全与农业可持续发展。随着土壤有机污染物的类型不断增多,大量难降解的有机污染物进入土壤,造成环境的严重污染,影响了农业的可持续发展。土壤中的各种环境因子对有机污染物降解转化有一定的影响,因此,研究这些因子的相互作用,可促进有机污染物在土壤中的消除。

1土壤污染的现状

相对于大气环境和水环境而言,土壤环境的污染源更为复杂,作为有机农药、化肥的直接作用对象,并随着社会发展需求,使得土壤污染物的种类极为繁多。目前,全球生产和使用的农药已达1 300多种,其中被广泛使用的达250多种。我国也已经迈入了世界农药生产和使用大国,现在,我国每年施用逾80万~100万t的化学农药,其中有机磷杀虫剂占40%,高毒农药达到37.4%,且有的化学性质稳定、在土壤中存留时间长[2-4]。大量的农药流失到土壤中,造成土壤环境受到严重污染,影响了农业的可持续发展。造成我国土壤农药污染的农药主要是有机氯与有机磷2类。尽管1985年起,我国就已禁用有机氯农药,但因早期大量使用及其难降解性,土壤中仍有残留,造成作物污染。目前,土壤污染物可以分为传统污染物及新型污染物。

1.1传统污染物

一是传统化学污染物。其又可分为无机污染物和有机污染物两大类,其中传统无机污染物包括汞、镉、 铅、砷、铬等,过量的氮和磷等植物营养元素以及氧化物和硫化物等,传统有机污染物包括DDT、六六六、狄氏剂、艾氏剂和氯丹等含氯化学农药以及DDT的代谢产物DDE和DDD,石油烃及其裂解产物,以及其他各类有机合成产物等。二是物理性污染物。指来自工厂、矿山的各种固体废弃物。三是生物性污染物。指带有各种病菌的城市垃圾和由卫生设施(包括医院、疗养院)排出的废水和废物以及农业废弃物、厩肥等。四是放射性污染物。主要存在于核原料开采、大气层核爆炸地区和核电站的运转,以锶和铯等在土壤环境中半衰期长的放射性元素为主。在这些众多的污染物种类中,以土壤的化学污染物最为普遍、严重和复杂[5]。

1.2新型污染物

近年来,土壤新型污染物受到关注,这类污染物的特点是在土壤环境中的浓度一般较低,但对生态系统的危害和对人体健康的影响较大。这些新型土壤污染物目前主要有四大类[6-7]:一是各种兽药和抗生素对土壤环境的污染。随着动物饲养业和畜牧业的发展,畜禽养殖污染中一个重要的问题就是这些兽药通过动物的排泄以及其他方式导致土壤环境的污染。与兽药污染相对应的是各种抗生素的土壤污染。随着医学事业的发展,各种抗生素将得到日益广泛的应用,由此导致的土壤污染可能会更加复杂。二是大部分溴化阻燃剂在土壤环境中有很高的持久性,能够通过食物链和其他途径累积在人体内,长期接触会妨碍人体大脑和骨骼的发育,并且可能致癌,因此引起人们关注。随着电子工业的不断发展以及各种电子产品的逐渐报废,各种阻燃剂将以各种方式进入土壤环境中,从而造成对土壤的污染。三是“特富龙”不粘锅中使用的化学物质“全氟辛酸铵”以及芳香族磺酸类污染物对土壤的污染。其中,全氟辛烷磺酸(PFOS)是纺织品和皮革制品等防污处理剂的主要活性成分,在民用和工业化产品生产领域用途非常广泛。尽管目前尚没有土壤环境中存在含量的数据,但由于PFOS本身的难分解性、生物高蓄积性和污染的广泛性,有关其土壤环境的污染问题势必将被暴露出来,并成为土壤环境污染化学面临的新课题。四是含有过敏源的植物及花粉对土壤的污染。在法国,近年来发现1种或许起源于北美的豚草属植物(Ambrosiaartem isiifolia)及其花粉,特别是这种花粉由于含有多种潜在的过敏源,能在夏天导致严重的干草热以及哮喘疾病,成为引起人们关注的一种新型土壤污染物。

2土壤环境因子对有机污染的影响

土壤中的微生物、温度、水分、气候、土壤机械组成、含水率、植物根际环境、pH 值、二氧化碳浓度等因素对土壤中有机物的分解与转化有很大的影响。除了有机污染物本身的难降解性以及生物迁移性会对有机物降解速率和效果产生影响外,土壤环境因子也会对有机污染物的迁移转化造成一定的影响。

2.1土壤微生物

有机污染物在土壤中的降解分为非生物降解与生物降解两大类,在生物酶作用下,农药在动植物体内或是微生物体内外的降解即生物降解。微生物降解是指利用微生物降解有机污染物的生物降解过程,降解微生物有细菌、真菌和藻类。虽然在厌氧和需氧条件下多氯化合物都可以降解,但是在厌氧条件下降解速率更快。尽管在好气条件下土壤也有很多分解菌存在,但是在好气的旱田条件下,由于有机氯污染物被土壤吸附,生物活性降低,可以长期残留[8]。微生物降解是消除有机氯农药的最佳途径,通常药剂在土壤中的分解要比在蒸馏水中的分解快得多,将土壤灭菌处理后,药剂在大部分土壤中对有机污染物的分解速率明显受到抑制。

迄今为止,已从土壤、污泥、污水、天然水体、垃圾场和厩肥中分离得到可降解不同农药的活性微生物。活性微生物主要以转化和矿化2种方式,通过胞内或胞外酶直接作用于周围环境中的农药。尽管矿化作用是消除环境中农药污染的最佳方式,但是自然界中此类微生物的种类和数目十分缺乏,而转化作用却相当普遍,某一特定属种的微生物以共代谢方式实现对农药的转化作用,并同环境中的其他微生物以共代谢的方式最终将农药完全降解。

研究显示DDT的分解菌至少涉及30个属,其中包括细菌、酵母、放线菌、真菌以及藻类等微生物。六六六的分解菌除了很早知道的生芽孢梭芽孢杆菌和大肠杆菌外,Matsu mura等人从各种环境中分离出71株有分解六六六能力的细菌、真菌菌株。这些分解菌包括好气性、基本嫌气性、嫌气性等各种细菌以及真菌[9]。

常规环境条件下能降解目标污染物的微生物数量少,且活性比较低,当添加某些营养物包括碳源与能源性物质或提供目标污染物降解过程所需因子,将促进与降解菌生长相关联的有机物的降解代谢,即微生物只能使有机污染物发生转化,而不能利用它们作为碳源和能源维持生长,必须补充其他可以利用的基质,微生物才能生长。在共代谢过程中,微生物通过酶来降解某些能维持自身生长的物质,同时也降解了某些非微生物生长必需的物质。

2.2土壤温度

气候变暖是当今全球性的环境问题,大气中CO2浓度的不断增加对全球气候变化起着极其重要的作用。土壤中CO2的排放主要来自土壤原有有机质和外源有机物(如植物的凋落物、根茬及人为的有机污染物投入)的分解过程[10]。全球气候不断增暖将改变各地的温度场、蒸发量和降水量,而这些变化又影响着土壤有机污染物的分解。

土壤温度影响土壤微生物和酶活性及土壤中溶质的运移,还影响土壤反应的速度和土壤呼吸速率,最终影响土壤中有机污染物的降解转化。在一定温度范围内,温度升高会促进土壤有机污染物的分解,但随着温度的进一步升高,土壤有机污染物对温度的响应程度降低。Miko发现,在平均温度为5 ℃时,温度每升高1 ℃将会引起全球范围内10%土壤有机污染物的丧失;而在平均温度为30 ℃时,温度每升高1 ℃将会使得有机污染物丧失3%[11]。

但是,在冷冻条件下关于土壤有机污染物的分解和微生物的活性还存在分歧。Neilson 研究了冷冻对碳和氮循环的影响,发现冷冻加快了土壤碳和氮的循环速率,但不同植被品种、土壤层次和冷冻程度所增加的幅度不同,而且在冷冻程度非常大时,会促进土壤呼吸和二氧化氮的流量和矿化。

2.3土壤pH值

土壤的pH值对有机污染物的吸附有很大的影响,一般来说,pH值越低,土壤对有机污染物的吸附能力越强。土壤酸碱性通过影响组分和污染物的电荷特性、沉淀溶解、吸附解吸和络合平衡来改变污染物的毒性,土壤酸碱性还通过土壤微生物的活性来改变污染物的毒性。pH值对有机污染物如有机农药在土壤中的积累、转化、降解的影响主要表现为:一是土壤的pH值不同,土壤微生物群落不同,影响土壤微生物对有机污染物的降解作用,这种生物降解途径主要包括生物氧化和还原反应中的脱氯、脱氯化氢、脱烷基化、芳香烃或杂环破裂反应等。二是通过改变污染物和土壤组分的电荷特性,改变两者的吸附、络合、沉淀等特性,导致污染物浓度的改变。

2.4土壤水分

土壤水分是土壤中水溶性成分的运输载体,也是土壤反应得以正常进行的介质。王彦辉认为森林土壤有机污染物的分解速率在很大程度上受控于环境条件,其中含水量起着决定性作用,最佳含水量为被分解物饱和含水量的70%~90%,极度干旱或水分过多都会限制土壤微生物的活动,明显降低土壤中有机污染物的分解速率[12]。但是,Olivier认为在淹水条件下有机污染物料的分解速率加快,在长期的淹水条件下厌氧微生物反复利用腐解发酵的有机物料,会导致较低的净残留碳的矿化[13]。这与淹水、嫌气条件下有机物料的分解速率慢于旱地、分解量低于旱地的传统概念不同。

在非淹水条件下,温度对有机碳分解的影响随着分解时间的延长而逐步减小。淹水条件下培养7 d以后,温度对供试物料有机碳分解的影响不随培养时间的变化而变化。当土壤含水量为300、500 g/kg时,供试物料的有机碳分解最快,而土壤含水量为200 g/kg和淹水条件下的有机碳分解较慢,空白对照培养结果显示土壤有机碳的分解速率随着水分含量的提高而加快[14]。在相同的水热条件下,有机碳的分解量与土壤黏粒含量呈负相关。

不同的土壤含水量对土壤中植物残体的分解速率和土壤腐殖质组分(胡敏酸和富里酸) 数量的影响仍存在争议。由于常规研究土壤有机污染物动态变化的方法存在不足,所以可以通过同位素示踪方法(14C示踪法或13C自然丰度法)进一步定量研究。利用同位素示踪技术可以区分原有土壤有机质与外源有机物分解转化形成的土壤新有机质,从而了解土壤中植物残体分解转化的动态变化规律。

2.5土壤机械组成

土壤质地的差异形成不同的土壤结构和通透性状,因而对环境污染物的截留、迁移、转化产生不同的效应。由于黏土类富含黏粒,土壤物理性吸附、化学吸附及离子交换作用强,具有较强的保肥、保水性能,同时也把进入土壤中的污染物质的有机、无机分子、离子吸附到土粒表面保存起来,增加了污染物转移的难度。

在黏土中加入砂粒,可相对减少黏粒含量,增加土壤通气孔隙,可以减少对污染物的分子吸附,提高淋溶的强度,促进污染物的转移,但要注意到因此可能引起的地下水污染等问题。砂质土类的优点是有机污染物容易从土壤表层淋溶至下层,减轻表土污染物的数量和危害;但是有可能进一步污染地下水,造成二次污染。壤土的性质介于黏土和砂土之间,其性状差异取决于壤土中砂、壤粒含量比例,黏粒含量多,性质偏于黏土类,砂粒含量多则偏于砂土类。

一般而言,黏性土壤中的空气较砂性土壤少,好气性微生物活性受到抑制,土壤黏粒具有保持碳的能力,其含量影响外源有机物(有机化合物、植物残体)及其转化产物的分解速率。随着土壤黏粒含量的增加,土壤有机碳和土壤微生物量碳也增加,土壤有机碳与黏粒含量呈正相关,随着土壤黏粒含量的增加,碳、氮矿化量减少,但矿化部分的碳氮比并不受土壤质地的影响。

2.6气候及二氧化碳含量

气候变化通过影响土壤水分、溶质运移和温度的变化来影响微生物的活动,从而引起土壤中有机污染物含量的变化。凉爽季节向温暖季节转化会导致土壤有机碳的损失,热、湿润的气候有利于有机污染物的分解。在秋季和冬季,土壤中微生物数量增加;在春季积雪融化后,土壤中微生物数量迅速下降,这种微生物群落的动态变化与植物碳、氮的有效性相关联。

大气CO2浓度升高提高了植物的光合作用,使20%~50%光合产物通过根系分泌或死亡输入土壤,从而间接影响土壤生态系统。有些学者认为CO2浓度升高,会增加输入土壤的碳量,刺激土壤微生物的生长和活性,加强土壤的呼吸作用,增加了土壤中有机物的分解速率[15]。多数研究是在土壤—植物系统中进行的,CO2浓度升高通过增加植物同化碳来增加根系生物量,从而增加土壤中碳量输入。于水强研究了土壤外部不同O2、CO2浓度对土壤微生物的活性和土壤有机物分解及其组分的动态变化的影响,认为低CO2浓度有利于有机物的分解和胡敏酸的形成,而高CO2浓度有利于有机物的积累和富里酸的形成。

3结语

土壤是生态环境的重要组成部分,是人类赖以生存的主要资源之一,也是物质生物地球化学循环的储存库,对环境变化具有高度的敏感性。土壤的环境因子存在着不稳定性,但是通过研究最适合土壤中有机污染物降解转化的环境,可改变受污染严重的土壤中有机污染物的含量,改善环境质量,实现可持续发展。

4参考文献

[1] 郝亚琦,王益权.土壤污染现状及修复对策[J].水土保持研究,2007,14(3):248-251.

[2] 权桂芝.土壤的农药污染及修复技术[J].天津农业科学,2007,13(1):35-38.

[3] 夏北成.环境污染物生物降解[M].北京:化学工业出版社,2000.

[4] 张大弟,张晓红.农药污染与防治[M].北京:化学工业出版社,2001.

[5] 周启星.土壤环境污染化学与化学修复研究最新进展[J].环境化学,2006,25(3):257-264.

[6] 唐永銮,刘育民.环境学导论[M].北京:高等教育出版社,1987:178-180.

[7] 周启星,孔繁翔,朱琳.生态毒理学[M].北京:高等教育出版社,2004.

[8] 陈菊,周青.土壤农药污染的现状与生物修复[J].生物学教学,2006,31(11):3-6.

[9] 何振立.土壤微生物量及其在养分循环和环境质量评价中的意义[J].土壤,1997(2):61-69.

[10] FANG C,MONCRIEFF J B. The dependence of soil CO2 effluxon tempe-rature[J].Soil Biology and Biochemistry,2001,33(2):155-165.

[11] 徐全胜,李凌浩,韩兴国,等.土壤呼吸对温度升高的适应[J].生态学报,2004,24(11):2649- 2655.

[12] 王丽莉.温度和水分对土壤腐殖质形成与转化的影响[D].长春:吉林农业大学,2003.

[13] 张文菊,童立成,杨钙人,等.水分对湿地沉积物有机碳矿化的影响[J].生态学报,2005,25(2):249-253.

第4篇:土壤的主要污染物范文

1 土地污染的成因、形式和我国现状

1.1 土壤污染的成因。

土壤的污染是由两个方面的原因形成,一个是人为因素,发生在农业生产过程中如不当使用农药等、以及其他人类活动中如工业污水流经的土地引起的土壤污染等;另一个就是自然因素所造成的污染,自然因素造成的土壤污染其因果关系和机理较为复杂,就我国农业用地的污染主要来自不当的农业种植方式如滥用农药、化肥等和工业污染所带来的土壤重金属含量超过国家和世界标准许可的范围。

1.2 土壤污染的表现形式。

土壤污染也称作“看不见的污染”, 土壤污染主要分为土壤生态污染、重金属污染、农药污染等,在人们将注意力转向土壤污染时,关注农药、重金属、污水灌溉等造成的土壤污染,这本未可厚非,但是在土壤污染防治时应该着眼于更大范围,土壤污染、土地退化是土壤质量变化过程的不同方面,是人为因素和自然因素两个方面相互作用的结果,只有从大的视野考察问题才不可能陷入狭隘“就事论事”的局限。从目前大背景下分析,土壤污染是环境污染一个部分,而土壤污染由可分为在农业生产本身活动所引起的土壤污染和由其他原因产生的土壤污染如工业污水排放;土壤在生物圈中所处的特殊位置决定了土壤是最为容易受到污染的生态系统,现代意义上的环境污染是以人为因素为主,在我国的河流中,82%的河流受到不同程度污染,我国的空气质量总体呈下降趋势,酸雨区范围不断扩大。从小区域上看,我国农村的小工厂、作坊和低水平的城镇化是土壤污染的直接原因之一。

1.3 土壤污染的直接危害。

简单的说,土壤污染有三个方面的直接危害,土壤污染主要分为土壤生态污染、重金属污染、农药污染等,农作物、食品被污染的消息经常见诸于媒体,土壤污染已经严重地威胁到人民的身体健康和生命安全;我国每年有大量的农产品出口到国外,而且大部分是发达国家,这些国家在防治土壤污染带来的危害方面有比较完整的法律、标准和检验手段,我国的农产品多次被检查不合格,客观上土壤污染是罪魁祸首。土壤生物污染,它可以将传染性病菌、病毒、虫卵带入土壤,危及植物和人类自身的安全,SARSE病毒和禽流感就可以通过这样的途径传播。土壤污染的另一个主要危害是对土壤本身,土壤污染导致土壤环境质量下降、土壤结构破坏、理化性质发生变异,其直接后果是农产品产量下降、农产品受到污染。土壤在受到污染后,即使在人为干预的情况下,土壤污染的恢复需要很长的一个时间周期,有的甚至无法恢复,恢复的经济代价远远大于采取防止措施的代价。

2 我国土壤污染防治

2.1 政府在土壤污染防治的职责

2.1.1 综合管理部门的职责。

我国环境污染防治一般按照专业和综合部门划分,从我国目前的情况,土壤污染防治主要由环境保护部门履行,属于综合部门管理,环境保护部门职责应该集中于外部因素所造成的土壤污染;我国《农业法》第66条规定:“县级以上人民政府应当采取措施,督促有关单位进行治理,防治废水、废气和固体废弃物对农业生态环境的污染。排放废水、废气和固体废弃物造成农业生态环境污染事故的,由环境保护行政主管部门或者农业行政主管部门依法调查处理;给农民和农业生产经营组织造成损失的,有关责任者应当依法赔偿。”这一条规定应该成为政府履行其法定职责的依据,并可以在土壤污染防治法中进一步细化。

2.1.2 农业管理部门的职责。

矫正不合理的农业生产方式、减少土壤污染是农业管理部门的职责所在,另一方面,推广适合当地农业环境的、先进的农业生产模式才能根本上防止土壤,我国《农业法》第8章 “农业资源与农业环境保护” 共计10条从土地质量、转基因农作物、退耕还林、草原保护、小流域治理、环境污染防治、农药管理等方面有比较全面的规定。这些规定应该在土壤污染防治法中具体化、规范化,尤其是农业部门在土壤污染防治中职责与工作范围有待明确、确定。

2.2 利用市场机制整治土壤污染。

在市场经济条件下,利用现有的法律法规、充分发挥市场配置资源的优势,是整治土壤污染的基础性机制,将土壤污染治理与经济利益联系里起来,通过整治土壤污染并获取经济利益;将土地使用权或者承包经营权与经营者的经济利益和效益相与土壤污染的防治结合起来。

2.3 划定土壤污染的区域。

第5篇:土壤的主要污染物范文

关键词:土壤;污染;防治;法制

中图分类号:TE991.3文献标识码:B 文章编号:1009-9166(2010)023(C)-0187-01

土壤污染导致土壤质量下降、农作物产量和品质下降,作物从土壤中吸收其积累的污染物,进而通过食物链而影响人体健康,危及人的生命,对土壤污染的防治迫在眉睫。

一、土壤污染源的主要来源

(一)农业生产对土壤的污染。化肥可使农作物增产,但不合理的使用会造成土壤的污染,施用磷肥过量,会破坏土壤的结构,造成土壤板结,生物学性质恶化,影响农作物的产量和质量;过量施用硝态氮肥可使农作物含有过多的硝盐酸,人畜食用后可妨碍体内氧的输送而影响人畜的生长。为了防治病虫草害,对作物要喷施农药,还有的直接喷施于土壤中。喷施于作物上的农药,除部分被作物吸收,约1/2洒落于农田,造成农田污染,农作物从土壤中吸收农药,在根、茎、叶、果实和种子中积累,通过食物影响人畜的健康。近年来,随着农作物复种指数的提高,在生产过程中使用了大量的塑料膜,造成了土壤白色污染,土壤中的塑料膜很难自然溶解消失,影响农作物的发芽及根系的生长,从而影响其产量。

(二)废水对土壤的污染。生活中用过的废水和工业废水含有氮磷钾及许多植物所需要的微量元素,合理使用废水灌溉农田,有增产效果。但废水中往往含有重金属、过氧化物等许多有害的物质,不经过必要的处理直接灌溉农田会造成土壤污染。

(三)大气对土壤的污染。大气中的有害气体主要是工业废气和汽车尾气,其污染面大,会对土壤造成一定的污染。

二、土壤污染防治法制体系现状

(一)土壤污染防治立法情况。我国至今没有土壤污染防治专门立法,只有一些相关的零星规定,他们分散于不同种类、不同层次的法律、法规之中。主要有四类:第一类是环境保护练台立法。第二类是环境污染防治单行立法。第三类是土地立法。第四类是农业立法。虽然相关规定在土壤污染防治方面起到了积极的作用,但仍不够系统,完备,存在许多问题。不足以遏制不断蔓延的土壤污染态势。

(二)土壤污染防治的滞后性。实际上,土壤污染是气候变化的原因之一。被污染的土壤是温室气体产生的源头之一。反过来,温室气体又对土壤形成了二次污染,以二氧化碳排放的影响因素为例,其影响因素有土地利用方式、施肥、土壤性质、水分状况、温度等。而我国现行的土壤污染防治法律力量相对滞后,没有专门针对土壤污染的防治立法,只是见到关于土壤污染防治规定散见于一些法律法规中,实际操作性较低。其中《土壤环境质量标准》虽然比较有针对性,但是其内容上鲜有涉及土壤环境检测标准,且“无论在土壤多样性和区域差异性方面,还是在土地利用方式多样性和污染物多种性方面”都并未针对性的提及,亟须补充完善相关内容。

三、完善土壤污染防治法律体系建设

(一)完善土壤污染防治监督管理体制。目前我国的土壤污染防治监督管理部门较多,国家环境保护部、农业部、建设部、国土资源部等部门都有一定的管理职能。为了加强对土壤污染防治的监督管理,应该实行统一监督管理与部门分工负责相结合、中央监督管理与地方政府监督管理相结合、政府监督管理与广大公众参与相结合的原则,由一个部门来行使统一的监督管理权,充分协调各有关部门与各级政府的土壤污染防治监督管理工作。

(二)完善土壤污染防治预防制度。加强土壤污染防治,仅依靠行政主管部门的监督是远近不够的,还应加强群众监督、公众参与。我国公众作为土壤污染的直接受害者,参与土壤污染防治的积极性很高,因此,应建立土壤污染防治公众参与制度。首先要保障公众的知情权,各级环保部门要定期向社会公众公布各类用地土壤的具体情况,包括土壤受污染的程度以及防治土壤污染的建议。其次,要保障公众的监督权,应具体规定公众参与监督的形式和途径。如、电子邮件、电话、约见等形式,并充分尊重公众的参与权和监督极,及时反馈信息和处理结果,告知公众不服的救济措施。通过创造良好的法制环境,发挥公众智慧和参与积极性,依法防治土壤污染。

(三)建立健全土壤污染法律责任制度。我国现行土壤污染防治相关法律规范中没有法律责任的规定,这也使得一些在国外难以生存的污染工业迁移到中国,因而设立法律责任制度非常必要。法律责任主体主要有:疏于监管的主管部门及其责任人员;导致土壤污染的农业生产经营组织和农业生产者、工矿企业及其责任人员。法律责任形式包括土地污染修复或赔偿责任,严重污染行为要承担刑事责任。土壤污染法律责任是实现土壤污染防治目标的重要保障,在我国土壤污染防治法律体系中应建立健全土壤污染法律责任制度,建立完善的法律责任追究机制。

结束语:综上所述,土壤污染已成为中国最严重的环境问题之一,防治土壤污染刻不容缓,目前土壤污染防治立法有着严重的滞后性,国家应考虑制定综合性的《土壤污染防治法》,从土壤污染预防、监督和法律责任方面完善我国的土壤污染防治法律体系建设。

作者单位:河南省新乡市原阳县环境保护局

第6篇:土壤的主要污染物范文

关键词:土壤污染;土地;可持续利用

中图分类号:X144 文献标识码:A 文章编号:1006-8937(2016)03-0056-02

1 概 述

土壤被污染的主要特征有:隐蔽性与滞后性;累积性与地域性;不可逆性和治理难而周期长等四个主要特点,土壤一旦被污染了,不仅治理起来特别的困难,它带来的危害也相当之大,土壤污染会导致经济受损,导致大气的次生污染,土壤污染最直接的受害者就是农民。为了我们的子孙后代,为了人类的继续生存,实行土地的可持续利用成为了全世界人民共同的目标。

土壤污染的问题越来越严重,仅仅依靠个人已经不能解决了,要想从根源上解决土壤污染的问题,需要国家和人民共同努力。我们总以为土壤污染很多是发生在北上广等发达的大城市,因为那里经济发展的更快一些,工业也会相对发达,土地污染便会变的很严重。殊不知,日常生活中的很多小事积少成多都会对土壤造成污染,随后丢在地上一个垃圾袋,或者旧电池不好好处理,都会造成土壤的污染。一个垃圾袋埋在地下就需要用大约200年的时间才能腐烂,对土壤的污染特别大,废旧电池中的铅、汞、镉等都会造成土壤的污染。汽车尾气,过量使用农药等都在直接或间接的造成了土壤的污染。所以说,解决土壤污染的大问题,必须从生活中的一件件小事抓起。

我国在环境修复数量历年变化曲线图,如图1所示。

由此可见,我国在治理土壤污染方面取得成就还是相当高的,环境修复数量也在稳步上升,治理土壤的形势也非常的好,下面我们就来说一说如何实现土地的可持续利用。

2 通风去污法

通风去污法主要采用的方法就是在受污染的地区打上几口井,一部分的井用于通风,一部分的井用于抽气,在抽气的井口上安装净化装置,这样做既可以把地下的脏气排出去,又可以把地上的新鲜空气稠抽入到地下,抽气的井口还安装了净化装置,可以防止空气的二次污染。通风去污法首先在德萨斯研究院通过,被认为是最有效的去污技术。通风去污法所用的成本较低,安全性又极高,对环境的要求也比较低,可以在各个受污染的地区都可以进行土壤净化。它简单方便还不会对空气造成二次污染。通风去污法把土壤中的有害气体通通排出去,把外面新鲜的空气再次吸入到地下,这样一呼一吸之间,让土壤进行了充分的呼吸,土壤自身得到了更好的修复,人类需要呼吸,土壤同人类一样也需要呼吸。充分的呼吸才有利于排污气吸新气,让土壤自身进行改良。

3 植物提取法

植物提取法是利用超积累植物将土壤中的毒素转接出来,再搬到植物的根部和地上部位,等这种植物取得果实之后,再将它的果实继续播种在其他地方,这样做看似将污染转移到更多的地方,实则是通过土壤中的堵塞分解开来,植物本身就有一定的修复功能,把土壤中毒素转接到植物身上,由植物进行净化。

很多植物都有一定的净化功能,研究表明牛角瓜,香根草,飞机草等植物自身的净化能力都比较强。可以大面积的种植这几种植物,然后利用技术将土壤的毒素转移到这些植物的根部,待这些植物果实成熟之后再继续进行种植。

4 微生物修复法

微生物在治理土壤污染,实现土地的可持续性利用方面还处在一个不成熟的阶段,实施这一措施具有一定的风险性。微生物修复是指利用微生物来吸收和沉淀土壤中的污染物,完好的微生物修复会让土壤中的污染物降解成水和二氧化碳,但是如果降解的不够充分,微生物就会转化成带有毒性的中间产物,这些未降解好的中间产物对于人类的身体健康有很大的害处,所以说,要想进行微生物修复一定要进行风险评估,它存在的威胁性比较大,微生物运用的好就会治理土壤,运用的不好就会成为另外一种威胁人类健康的隐形杀手。

5 化学栅防止法

化学栅是近几年深受人们重用的一种利用化学方法进行对受污染土壤的治理的方法,化学栅是一种拥有能透水又能沉淀污染物的固体材料,像活性炭和树脂等都属于化学栅产品。将化学栅放在土壤受污染地区的底层,将土壤中的污染物进行吸附和沉淀,又不会阻碍土壤的水流,水流对土壤有一定的活化作用,化学栅材料的最大特点就是透水,既起到了净化土壤的作用又不会让土壤缺水,一举两得。

化学栅根据性质又可以分为沉淀栅,吸附栅,和混合栅。在运用化学栅材料时还可以根据不同地区不同的土壤污染情况利用不同的化学栅进行净化。但是化学栅还存在一定的问题,就是化学栅材料老化的问题,将化学栅放在土壤受污染地区的底层,将土壤中的污染物进行吸附和沉淀,又不会阻碍土壤的水流,水流对土壤有一定的活化作用,化学栅材料的最大特点就是透水,既起到了净化土壤的作用又不会让土壤缺水,一举两得。

化学栅根据性质又可以分为沉淀栅,吸附栅,和混合栅。在运用化学栅材料时还可以根据不同地区不同的土壤污染情况利用不同的化学栅进行净化。但是化学栅还存在一定的问题,就是化学栅材料老化的问题,和化学栅费用高的问题等,这些问题都需要不断的进行探究进而解决。

6 异位生物修复法

异位生物修复是指将被污染的土壤通过搬运输送到其他地区,然后进行生物修复,这种方法主要包括土地耕种,堆肥等,土地耕种法实施范围广泛且费用较低,但是对于一些土地稀少的地区而言,这种做法会将有害的物质挥发到空气中,造成环境的二次污染;而堆肥法具有处理时间短,而且效果好的特点,更多的应用在治理土地污染当中。

除了这些生物修复我们还可以从其他方面治理土地,比如多层面的实施土地管理制度;做好相关调查,让土地环境一直在掌控之中;环保部门充分发挥自己的职责,进行治理;加强对土地污染源的控制;加强土地修复技术。我们可以从很多方面进行土壤污染的治理,从国家到个人,每个人都可以为治理土壤,实现土壤的可持续性利用贡献自己的力量。

7 结 语

土地污染越来越严重,很多地区的土壤都受到了不同程度的污染,控制土壤污染,实现土地的可持续利用是一项长期而艰巨的工作,国家要制定相应的法律法规,企业要发展绿色经济,公民个人也要从日常生活的每件小事着手,从上到下的实行土地的可持续利用。土壤是我们赖以生存的根本,土壤遭到了污染,从动植物到人类自己都会受到不同程度的威胁。我们自己要生存,我们的子孙后代也要生存,控制土壤污染,实现土地的可持续利用,不仅仅是为了环境,更多的是为了人类自己。

参考文献:

[1] 赵沁娜,杨凯,张勇.土壤污染治理与开发的环境经济调控对策研究[J].

环境科学与技术,2005,(5).

[2] 李金惠,马海斌,夏新,等.有机污染土壤通风去污技术优化设计[J].城市

环境与城市生态,2001,(4).

第7篇:土壤的主要污染物范文

污染物进入土壤的途径是多样的,废气中含有的污染物质,特别是颗粒物,沉降到地面进入土壤,废水中携带大量污染物进入土壤,固体废物中的污染物直接进入土壤或其渗出液进入土壤。其中最主要的是污水灌溉带来的土壤污染。农药、化肥的大量使用,造成土壤有机质含量下降,土壤板结,也是土壤污染的来源之一。

土壤污染除导致土壤质量下降、农作物产量和品质下降外,更为严重的是土壤对污染物具有富集作用,一些毒性大的污染物,如汞、镉等富集到作物果实中,人或牲畜食用后会发生中毒。如我国辽宁沈阳张士灌区由于长期引用工业废水灌溉,导致土壤和稻米中重金属镉含量超标,人畜不能食用。土壤不能再作为耕地,只能改作他用。

土壤污染已成为世界性问题。我国的土壤污染问题也较严重,据初步统计,全国至少有2000万公顷耕地受到污染;每年因土壤污染减产粮食1000多万吨。中国科学院地理科学与资源研究所的陈同斌博士一针见血地指出:“不断恶化的土壤污染形势已经成为影响我国农业可持续发展的重大障碍,将对我国经济的高速发展提出严峻挑战。”

不合格的畜禽粪便肥料也成了造成土壤污染的罪魁祸首。由于畜禽饲料中添加铜、铅等微量元素和抗生素、动物生长激素,使得许多未被畜禽吸收的微量元素和有机污染物随粪便排出体外,污染土壤环境。

专家指出,土壤是各种污染物最终的“宿营地”,世界上90%的污染物最终滞留在土壤内。土壤中的污染物质会向水体中迁移或流失;附着其上的重金属能够进入大气,并通过大气环流在全球范围内进行传播。土壤中的有害物质不仅通过食物和水体影响人体健康,重金属元素还会附着在土壤颗粒上,通过呼吸进入人体。

土壤污染的防治在我国刚刚被提上议事日程。专家明确指出:“摸清家底应该成为土壤污染防治的第一步。”我国的土壤污染分布比较集中,局部地区突出,只有调查清楚全国土壤污染的现状,才能知道究竟会带来多大的危害,才能找出原因并提出对策,同时从高风险地区开始由点到面进行治理。

法制的不健全也正成为土壤污染防治工作的瓶颈。在我国现行的法律体系中,已经制定了防治大气污染、水污染、海洋污染的法律,但是防治土壤污染的法律基本上是一项空白。虽然若干法律中有一些零星规定,但都是分散而不系统的,缺乏可操作性的具体法律制度。

另外,长期有效的土壤质量监测机制的建立十分必要。专家表示,“多体检比治病好”,监测可以了解土壤污染的程度,为环境管理提供科学的依据。同时,土壤污染的防治技术也需要不断提高。

国家环保总局有关负责人日前指出,中国面临的人口、粮食、生态环境问题比世界上其他国家更为严峻,确保土壤资源的可持续利用和土壤环境安全是保障整个生态环境安全及国家安全的重要组成部分和基础。

(选自《人民日报》2006年4月6日第16版,有删改)

阅读训练:

1.文章的1~4段分别主要采用了什么说明方法?

答:_______________________________________________________

_____________________________________________________________

2.土壤污染主要有哪些危害?

答:_______________________________________________________

_____________________________________________________________

3.为什么不合格的畜禽粪便肥料也是造成土壤污染的罪魁祸首?

答:_______________________________________________________

_____________________________________________________________

4.我国为什么要特别关注土壤污染问题?

答:_______________________________________________________

_____________________________________________________________

5.我国政府就土壤安全问题要采取哪些对策和措施?试结合文章内容说说你的看法。

答:_______________________________________________________

_____________________________________________________________

(江苏 周俊根设计)

第8篇:土壤的主要污染物范文

关键词:石油污染;土壤污染;治理技术

随着 工业 的 发展 ,石油的需求量大幅度增加,并且在开采、运输、贮藏、加工过程中,由于意外事故或管理不当,导致石油排放到农田、地下水、海洋,使环境遭受污染,直接危害人类生产与生活。据资料统计,目前每年有800多万吨石油进入世界环境,污染土壤、地下水、河流和海洋,其中石油对土壤的污染主要是破坏土壤结构影响土壤通透性,损害植物根部,阻碍根的呼吸与吸收,最终导致植物死亡。其次,被污染到土壤的石油芳香烃类物质对人及动物的毒性较大,其中的苯、甲苯、二甲苯、酚类等物质,如果经较长时间较大浓度接触,会引起恶心、头疼、眩晕等症状[1]。此外,石油中的多环芳烃类物质具有强烈的三致作用,能通过食物链在动植物体内逐渐富集,它在土壤中的富集更具危害。鉴于土壤污染的严重危害,治理土壤石油污染势在必行,已引起许多国家高度重视,不断采取措施,治理石油污染。

1.土壤石油污染现状及危害

1.1 土壤石油污染现状

石油工业是国家综合国力的重要组成部分,但石油开采石油化工行业的发展及石油产品的广泛使用,使石油污染成为世界性公害之一。当今世界石油总产量每年约22×108t。其中17.5×108t是由陆地油田生产的。仅石油污染一项每年全世界就有8×106t进入环境。美国环保署报道,在20世纪90年代已有10万个地下油罐存在不同程度的泄漏。

在植物修复的促进技术方面,目前主要侧重于如下两个方面的研究应用:一方面是综合促进技术的应用。主要采用土壤改良剂及其它农业措施以促进植物修复,如通过降低ph值、投加螯合剂。使用合适的化肥,改变土壤的离子组成来增加生物有效性,促进植物吸收。另一方面是基因工程技术的应用,通过育种和基因工程改良植物形状,使之更适合于进行植物修复。如改进植物根系结构的特性,增加植物降解酶的数量等。目前,对细菌与真菌在土壤石油类污染生物降解性的研究也表明,真菌要优于细菌,因此,筛选针对性的真菌孢子,选择合适的共生植物,接种形成有效的菌根是降解土壤有机污染的重要研究领域[12]。其优点是扩大了微生物与土壤的接触面积和作用时间,同时也增强了植物根系的吸收作用,特别有利于难降解的有机污染物的生物降解[13]。目前该技术还处于实验室研究阶段。

利用特殊的植物也能够降解、吸收部分有机污染物。最新的研究发现,某些有机污染物在土壤中有被“捕集”的倾向,并随着时间的推移变得比较稳定。这些被“捕集”的有机污染物的稳定性、释放行为、环境风险及其影响因素等问题,都可能会影响到植物修复的修复效率。聂发辉提出了新的评价系数即生物富集量系数,此系数的提出扩大了传统超富集植物的定义,使得富集质量分数未达某一水平但生物量很大的植物也能作为超富集植物[14]。超富集植物的研究,目前已有利用沙漠植物去除科威特石油污染土壤中的石油[15]。

用于植物修复的最理想的植物应具有以下几个特性:① 即使在污染物浓度较低时也有较高的积累速率;② 能在体内积累高浓度的污染物;③ 能同时积累多种污染物;④ 生长快,生物量大; = 5 \* gb3 ⑤ 具有抗虫抗病能力,适应环境能力强; = 6 \* gb3 ⑥ 尽量避免选取可食用植物,而多选取非食用的树木、花草等[16]。

(2)动物修复技术

动物修复技术在国外有较长的研究史,国内的研究仍处于摸索阶段。它包括两方面内容:① 将生长在污染土壤上的植物体、粮食等饲喂动物,通过研究动物的生化变异来研究土壤污染状况;② 直接将土壤动物,如蚯蚓、线虫类饲养在污染土壤中进行有关研究。

土壤动物在土壤生态系统中起着分解有机质、改变土壤理化性质、保持土壤持水性和通透性、熟化土壤、促进物质循环等重要作用[17]。注意到蚯蚓等少数几种土壤动物对土壤熟化和修复起到的有利作用,尤其是蚯蚓,它是土壤中最常见的杂食性环节动物。它在土壤中不断钻洞挖穴,不断吞食含有机物质的土壤。每年经蚯蚓消化道排出的泥土每公顷约为8~12t,这些泥土是蚯蚓吞食的土壤经蚯蚓体内丰富的酶系统的作用后,而形成颗粒状的高度融合的有机无机复合肥——蚓粪。这些营养丰富的颗粒物以及蚯蚓本身运动对土壤的机械作用不仅改良了土壤的肥力同时提高了土壤的透气性和吸附能力。研究表明,蚯蚓的钻洞行为可使土壤的空气含量从8%提高到30%,土壤孔隙率从30%,提高到60%。由于蚯蚓是生活在潮湿的土壤中,通过皮肤进行呼吸。据报道在氧分压低至2533pa时仍可维持正常的呼吸,在缺氧条件下还能利用体内糖原的嫌气分解为生命活动提供能源。一般蚯蚓在水下可生存8-10d,大红蚯蚓甚至能在淹水的土壤中生存8~12个月[18]。

鉴于上述蚯蚓的优点,我们是否可以考虑用土壤动物(如蚯蚓、昆虫和原生动物等)的捕食来修复土壤石油污染。

(3)微生物修复技术

微生物修复技术是利用天然存在或特别培养的微生物,在可调控的环境条件下将有毒污染物转化为无毒污染物的处理技术。降解过程可以通过改变土壤理化条件(温度、湿度、ph 值、通气及营养添加等) 来完成,也可接种经特殊驯化与构建的工程微生物提高降解速率。微生物修复技术是目前研究比较多而且相对比较成熟的一种技术。根据是否取土操作分为两大类,即原位生物修复和异位生物修复。原位生物修复是污染土壤不经搅动,在原位和易残留部位进行处理。原位生物修复包括投菌法、生物培养法、生物通气法等。异位生物修复是将污染土壤挖出,在场外或运至场外的专门场地进行处理的方法,主要方法有:土壤耕作法、土壤堆腐法、预制床法、生物反应器法等[19]。

除以上所述方法外,还有其他一些生物方法用于石油污染土壤的研究:① 酶法,添加一定的污染物于土壤中,待一固定时限后,分析酶活性变化,找出污染对土壤影响的界限[20];② 土壤呼吸法,土壤呼吸作用受土壤中物质成分的影响较大,因此,可通过研究土壤呼吸来研究土壤污染状况;③ 生物降解法,研究土壤中的某种有机物降解状况也可以间接了解土壤污染状况; = 4 \* gb3 ④ 生物表面活性剂,投加表面活性剂可以增加石油烃类污染物质的表观溶解度, 促进微生物对石油烃类物质的获取和降解,提高生物可利用性,大幅度提高微生物的除油效果[21]; = 5 \* gb3 ⑤ 混合菌,环境中石油烃的降解是混合菌共同利用的结果,通常不同的降解菌降解不同类型的烃分子,原油降解是由多种石油烃降解菌协同完成的[22]; = 6 \* gb3 ⑥ 匀强电场和微生物联合修复法,外加电场刺激了微生物脱氢酶的分泌,对石油污染土壤的生物修复具有积极的促进作用[23]。

总之,土壤石油污染的生物修复技术无论是植物、动物还是微生物修复技术等都具有很宽广的 发展 前景,加强对生物降解烃类过程的研究,开发低成本、无污染、高效率的生物修复技术,使其更加完善、高效、成熟。

3.生物修复技术发展前景

随着石油 工业 的发展,石油污染土壤的面积正不断扩大,因此如何使石油污染土壤在较短时间内,经处理达到重复利用的标准,是亟待解决的问题。目前,石油污染环境治理方法主要有物理法、化学法和生物法三大类。近年来,生物修复技术在国内外都得到了较快的发展。一批具有特殊生理生化功能的植物、微生物应运而生,基因修饰、改造、克隆与基因转移等 现代 生物技术的渗透,推动了生物修复技术的进一步应用与发展[24]。石油污染土壤的生物修复技术与其他方法相比具有明显优势,比如:处理成本低,只为焚烧法的1/2~1/3[25]。处理效果好,生化处理后,污染物残留量可达到很低水平。对环境的影响小,无二次污染,最终产物二氧化碳、水和脂肪酸对人体无害,可以就地处理,避免了集输过程的二次污染,节省了处理费等。1989年,对受石油污染的alaska海滩进行的生物修复就是很成功的例子[26]。基于此,石油污染的微生物治理技术作为一种有效的治污手段具有广阔市场和发展前景。

4.存在问题

近年来,世界各国纷纷制定了石油污染土壤的修复与治理计划,并在短时间内已经取得很大进展,但在理论上和技术上还有许多问题尚待解决: ① 如何根据污染地带石油烃的组成,确定能在最短时间完成生物修复的微生物种群,尤其是筛选能迅速吞噬重质原油的物种[27]; ② 污染土壤迅速修复的环境条件是什么。筛选或驯化的降解菌一旦进入污染土壤,由于生物和非生物的胁迫作用,引入的微生物难以适应土壤环境,无法维持长期的降解活性,即便存活的降解菌在土壤中也难以达到良好的分散,限制了土壤整体降解能力与净化功能的提高。如何从本质上增强土壤中生物降解功能的多样性和持久性、增强土壤净化功能,是生物修复的关键所在。③ 石油烃生物降解机理及降解动力学的研究; ④ 营养供给对修复过程的影响以及营养成分对修复土壤种植过程的影响; ⑤ 物质迁移对修复结果和修复深度的影响; = 6 \* gb3 ⑥ 如何提高沥青质、胶质和芳烃的去除效果; = 7 \* gb3 ⑦ 如何调控石油污染土壤的微生态环境非生物因子,增加石油污染土壤中降解微生物的数量和活性,成为提高石油污染土壤生物修复效率的关键问题[28]。研究这些方面的内容,对提高石油污染土壤的修复效能和规模化具有重要的作用。

第9篇:土壤的主要污染物范文

【关键词】土壤;铬污染;来源;修复技术

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。但是随着工矿业的迅速发展,土壤重金属污染已日益严重,污染土壤中的重金属主要有汞、镉、铅、铜、铬、砷、镍、铁、锰、锌等,本文将以重金属铬污染为例来介绍土壤重金属污染的危害和修复技术。

1.土壤中重金属铬的来源

铬和铬盐作为重要的工业原料,主要用于化工、冶金、制革、电镀等行业,在国民经济的建设中起着重要的作用,这些工业部门分布点多而广,每天排出大量含铬废水和废气,因此污染环境的铬主要来自于含铬金属工业部门排放的“三废”,其中,大气和水是污染土壤的媒介,大气污染物通过降水、沉降、溶解进人土壤,水中的污染物通过排污、灌溉及地下水污染土壤。土壤中重金属铬的污染来源主要有以下几种:

1.1大气中重金属格的沉降

从工业区吹来的大气中含铬颗粒的沉降或被含铬污染物被雨水冲刷到土壤中是土壤中铬污染的主要来源之一。

1.2农药、化肥和塑料薄膜的使用

由于传统无机磷肥的使用,进而导致土壤重金属Cd、Cu、Cr、Zn、Ni的污染。此外,重金属元素是肥料中报道最多的污染物,我国磷肥中含有较多的有害重金属,肥料中Cr、Pb、As元素的含量较高,而土壤的环境容量(Cr、As)又较低,因而使用这些废料可能会引起土壤中Cr、As的较快积累,引起土壤中重金属铬的污染。

1.3污水灌溉

河水和灌溉用水中铬的沉淀被土壤吸附是土壤中铬的来源之一,含铬灌溉用水中的铬只有0.28%~15%为作为吸收,而85%~95%累积在土壤中,并肌肤全部集中于表土中。

1.4其他来源

污泥及城市垃圾中含有大量的有机质和氮、磷、钾等营养元素,但同时也含有大量的重金属,随着市政污泥进人农田,使得农田中的重金属的含量在不断提高;此外,金属矿山的开采、冶炼、重金属尾矿、冶炼废渣和矿渣堆放等,都有可能被溶出,形成含重金属离子的废水,随着废水的排放或降雨而使其带人到水环境(如河流等)中或直接进人土壤,这些都可以直接或间接地造成土壤重金属污染。

2.壤重金属铬污染的危害

2.1 对人体健康的危害

铬在土壤中主要有两种价态:Cr6+和Cr3+。两种价态的行为极为不同,前者活性低而毒性高,后者恰恰相反。Cr3+主要存在于土壤与沉积物中,Cr6+主要存在于水中,但易被Fe2+和有机物等还原。铬的毒性与其赋存形态有极大关系, 环境中Cr (III ) 由于不易进人细胞, 被认为是基本无毒的, 因此铬的毒性及危害主要来自于Cr (VI ),Cr (VI ) 化合物毒性比Cr (III ) 高10 倍左右, 水溶性Cr (VI ) 被列为对人体危害最大的八种化学物质之一, 是美国EPA 公认的129 种重点污染物之一, 同时也是国际公认的三种致癌金属物之一。工人在接触、吸人或摄人Cr (VI )或其化合物后, 会出现以下毒性危害: 如皮炎、过敏性和湿疹性皮肤反应、皮肤和粘膜溃疡、鼻中隔穿孔、过敏性哮喘、支气管癌、肺癌、胃肠炎、咽炎及肝、肾的损害 。实验表明, 六价铬化合物具有免疫毒性、神经毒性、生殖毒性、肾脏毒性及致癌性等。

2.2 对植物的影响

铬在植物中的存在具有普遍性。微量元素Cr 是植物生长发育所必需的, 缺乏Cr 元素会影响植物的正常发育, 但体内积累过量又会引起毒害作用。通过对叶绿蛋白、叶绿素中铬的研究发现一定形式、一定数量的铬对植物生长可起到促进作用, 能增强光合作用并提高产量; 但过量的铬将引起花叶症、黄瓜癌、雍菜瘤、菠萝瘤等, 此外, 过量的铬会抑制水稻、玉米、油菜、棉花、萝卜等作物的生长。在铬污染条件下,小白菜的叶绿素值的下降趋势最为明显,如图1所示,随着土壤中铬浓度的升高,小白菜叶绿素的合成逐渐受抑制。

3.土壤中重金属铬污染修复技术

目前土壤中重金属铬的污染治理主要有两条思路:一是改变铬在土壤或沉积物中的存在形态,将Cr(Ⅵ)还原为毒性相对较小的Cr(Ⅲ),降低其在土壤环境中的生物可利用性;二是将铬从土壤或沉积物中清除。围绕这两条思路,国内外发展出一系列修复技术,如固定化/稳定化、淋洗法、洗土法、电动力学修复法、化学还原法、植物修复、微生物修复。

3.1固定化/稳定化

固定/稳定化是向铬污染的土壤中加人固化/稳定化剂(也可以辅以一定的还原剂,用于还原Cr(Ⅵ)),通过吸附、离子交换、络合以及氧化还原等作用等Cr(Ⅵ)转化为难溶、低毒性的物质,使其不再向周围环境迁移。如Poletini等将Cr(Ⅲ)含量为500mg/kg的土壤与水泥、Ca(OH)2混合,7d后Cr(Ⅲ)被有效固定。但该方法需将土壤挖掘出来,成本较高,处理效果有待进一步提高。

3.2 淋洗法

一般污染土壤所含铬为水溶Cr(Ⅵ),是被土壤颗粒表面吸附的水溶性铬酸盐,或溶解在土壤(毛细管)孔隙水中的铬酸盐。当没有新的铬酸盐进人土壤时,随着雨水、地下水或人工回灌水的不断溶解淋洗,加上人为泵出处理,土壤中水溶性铬酸盐将逐渐洗脱离开土壤,最终使土壤中的Cr(Ⅵ)含量符合无害化要求,其中,泵出处理主要是将洗脱水抽送至地面装置,利用吸附法或氧化还原沉淀法去除洗脱水中的Cr(Ⅵ),净化后的水可继续回灌淋洗土壤。

虽然淋洗法已在去除土壤/沉积物中有机物的污染方面已有大规模的应用,但在重金属污染修复方面的应用仍有限,而且淋洗法仅适用于高渗透性土壤/沉积物,对含水率达到20%-30%以上的粘质土/壤土效果不佳。化学清洗法虽然费用较低,且操作人员不直接接触污染物,但仅适用于砂壤等渗透系数大的土壤,而且引人的清洗剂易造成二次污染。

3.3 化学还原法

化学还原法是利用还原剂如铁屑、硫酸亚铁或其他一些价格便宜、容易得到的化学还原剂将污染土壤/沉积物中的Cr(Ⅵ)还原成Cr(Ⅲ),形成难溶的化合物,从而降低铬在土壤环境中的迁移性和生物可利用性,包括原位和异位修复两种。常用的还原剂有硫酸亚铁(FeSO4)、多硫化钙CaS5、焦亚硫酸钠/亚硫酸氢钠(Na2S04/NaHSO3)、石灰等。

可渗透反应栅技术(Permeable reactive barrier,PRB)是一类原位修复污染土壤/沉积物及地下水的新型技术,其中,胶态FeO-PRB技术可以有效地修复铬污染土壤和地下水。研究表明,在铬污染土壤地区的水流走向下方处挖井或横沟,然后注人胶态状零价铁粉形成FeO应栅,当Cr(Ⅵ)污染物顺着水流经过该反应栅时,Cr(Ⅵ)即被还原为沉淀态的Cr(Ⅲ)。在用PRB修复的重金属污染物中,以铬的研究最多,目前已有5个工程完成。

化学还原法成本较低,可实现工业化应用,但是当Cr(Ⅵ)存在于土壤/沉积物颗粒内部时,退难与还原剂接触并发生氧化颊原反应,因而要把这部分六价铬从土壤中浸出,就需要额外的超量还原剂来还原它。在这个过程中,还原剂有可能被冲走,也可能被其他物质氧化。另外,向土壤中添加的还原剂有可能造成二次污染。因此,土壤颗粒内部的六价铬的去除是化学还原法的难点。

3.4 有机物还原法

铬酸盐是多种有机合成的氧化剂,许多有机物如柠檬酸、酒石酸、草酸是常用的Cr(Ⅵ)还原剂。动物排泄物和动植物遗骸常年累积形成的腐植土、泥炭,含有大量具有强还原性的多种有机酸,它能将土壤中的Cr(Ⅵ)还原为Cr(Ⅲ),且部分有机物还能与Cr(Ⅲ)形成稳定的赘合物,从而促进Cr(Ⅵ)的快速还原。

3.5 电动修复法

电动力学修复法是在铬污染土壤两端加上低压直流电场,在各种电动效应(电渗析、电迁移和电泳等)的作用下将铬迁移到阴极室(Cr3+)或阳极室(Cr6+),最终在电极区富集,然后再进行回收处理。目前已有大量研究结果表明该技术可用于修复处理重金属铬、铅、锌等以及酚、甲苯等有机物,但工程应用实例不多。电动修复法主要适用于低渗透性的土壤、大颗粒和小颗粒土壤介质、多相不均匀土壤介质。

3.6 植物修复

植物修复是通过绿色植物来固定、吸收、转移、转化和降解有机物,使之转变为对环境无害的物质或者对污染物加以回收利用的一种技术。广义的植物修复是指利用植物来净化空气,或者利用植物及其根际圈微生物体系来净化污水和治理的污染土壤。狭义的植物修复是指利用植物及其根际微生物体系治理污染的土壤。植物稳定、植物提取和植物挥发是重金属污染土壤植物修复的三种主要类型。植物修复的运行成本较低,回收和处理富集重金属的植物比较容易,因此近年来植物修复重金属污染土壤逐渐得到了重视和发展。

3.7 微生物修复

微生物修复Cr(Ⅵ)污染土壤主要有吸附和还原两种方式,但利用微生物吸附法去除土壤中Cr(Ⅵ)的研究较少。微生物还原法即利用土壤中的土著微生物或向污染土壤中补充经驯化的高效微生物,通过微生物还原反应,将Cr(Ⅵ)还原为Cr(Ⅲ),从而达到修复铬污染土壤的目的。微生物修复的优点是不需要输人多的能量,不引人有毒试剂,不会破坏植物生长所需的土壤环境,而且可以使用没有生态风险的生物菌株,是一个很有潜力的技术。

4.结束语

综上所述,土壤受到重金属污染的原因复杂多样。因此,我们详细分析污染的来源,了解它的危害,不仅要采用多种修复方法对土壤重金属污染进行防治,更要不断探索,从实践中找到新的修复方法,确保我们生活土地的环境状况。

参考文献