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重金属对水体的污染精选(九篇)

重金属对水体的污染

第1篇:重金属对水体的污染范文

1.土壤重金属污染现状 目前我国受重金属污染的耕地面积近2000万公顷,约占耕地总面积的1/5。受矿区污染土地达200万公顷,石油污染土地约500万公顷,固体废弃物堆放污染约5万公顷,“工业三废”污染耕地近1000万公顷,污水灌溉的农田面积达330多万公顷。土壤污染使全国农业粮食减产已超过1300万吨,因农药和有机物污染、放射性污染、病原菌污染等其他类型的污染所导致的经济损失难以估计。由于污染,土壤的营养功能、净化功能、缓冲功能和有机体的支持功能正在丧失。

2.土壤重金属污染产生的严重后果 ①土壤污染使本来就紧张的耕地资源更加短缺。②土壤污染给人民的身体健康带来极大的威胁。③土壤污染给农业发展带来很大的不利影响。④土壤污染也是造成其他环境污染的重要原因。⑤土壤污染中的污染物具有迁移性和滞留性,有可能继续造成新的土地污染。⑥土壤污染严重危及后代子孙的利益,不利于农村经济的可持续发展。

3.土壤重金属污染来源 ①随着大气沉降进入土壤的重金属。大气中的重金属主要来源于能源、运输、冶金和建筑材料生产产生的气体和粉尘。除汞以外,重金属基本上是以气溶胶的形态进入大气,经过自然沉降和降水进入土壤。经自然沉降和雨淋沉降进入土壤的重金属污染,与重工业发达程度、城市的人口密度、土地利用率、交通发达程度有直接关系,距城市越近,污染的程度就越重。②随污水进入土壤的重金属。污水按来源和数量可分为城市生活污水、石油化工污水、工业矿山污水和城市混合污水等。生活污水中重金属含量很少。但是,由于我国工业迅速发展,工矿企业污水未经分流处理而排入下水道与生活污水混合排放,从而造成污灌区土壤重金属铅、镉、汞、溴、铬等含量逐年增加,随着污水灌溉而进入土壤的重金属,以不同的方式被土壤截留固定。③随固体废弃物进入土壤的重金属。固体废弃物种类繁多,成分复杂,不同种类其危害方式和污染程度不同。其中矿业和工业固体废弃物最为严重。这类废弃物在堆放或处理过程中,由于日晒、雨淋、水洗,重金属极易移动,以辐射状、漏斗状向周围土壤、水体扩散。有一些固体废弃物被直接或通过加工作为肥料放入土壤,造成土壤重金属污染。如随着我国畜牧生产的发展,产生大量的家畜粪便及动物加工产生的废弃物,这类农业固体废弃物中含有植物所需氮、磷、钾和有机质,同时由于饲料中添加了一定量的重金属盐类,因此作为肥料施入土壤增加了土壤锌、锰等重金属元素的含量。固体废弃物也可以通过风的传播而使污染范围扩大,土壤中重金属的含量随距污染源的距离增大而降低。④随农用物资进入土壤的重金属。农药、化肥和地膜是重要的农用物资,对农业生产的发展起着重大的推动作用,但长期不合理施肥,也可以导致土壤重金属污染。重金属元素是肥料中最多的污染物质,氮、钾肥料中重金属含量较低,磷肥中含用较多的有害重金属,复合肥的重金属主要来源于母料及加工流程所带入。

第2篇:重金属对水体的污染范文

【关键词】铬;物理化学法;生物修复法

 

 1引言

铬(chromium)是法国化学家 lvauquelin 于1797年首次发现的,是一种用途广泛而又对人体危害较大的重金属元素[1]。环境中稳定存在的两种价态cr(ⅲ)和cr(ⅵ)有着几乎相反的性质,适量的cr(ⅲ)可以降低人体血浆中的血糖浓度,提高人体胰岛素活性,促进糖和脂肪代谢,提高人体的应激反应能力等;而cr(ⅵ)则是一种强氧化剂,具有强致癌变、致畸变、致突变作用,对生物体伤害较大[2]。

铬污染最常见的是水体污染,如电镀铬废水、制革、制药、印染业等 应用 铬及其化合物的 工业 企业 排放的废水,主要以cr(ⅲ)和cr(ⅵ)两中价态进入环境。 据资料介绍,制革工业通常处理1t原皮,要排出含铬为410mg/l的废水50-60t。炼油厂和化工厂所用的循环冷却水中含铬量也较高。镀铬厂的废水中含铬量更高,尤其在换电镀液时,常排放出大量含铬废水。铬对水体的污染不仅在我国而且在全世界各国都已相当严重了。世界各国普遍把铬污染列为重点防治对象[3]。

 

2水体中铬的存在形态

天然水体中铬的质量浓度一般在1-40μg/l之间,主要以cr3+、cro2-、cro42-、cr2o27-  4种离子形态存在,水体中铬主要以三价铬和六价铬的化合物为主。铬的存在形态直接 影响 其迁移转化 规律 [4]。三价铬大多数被底泥吸附转入固相,少量溶于水,迁移能力弱。六价铬在碱性水体中较为稳定并以溶解状态存在,迁移能力强。因此,水体中若三价铬占优势,可在中性或弱碱性水体中水解,生成不溶的氢氧化铬和水解产物或被悬浮颗粒物强烈吸附后存在于沉积物中,若六价铬占优势则多溶于水中。六价铬毒性一般为三价铬毒性的100多倍,但铬可由六价还原为三价,还原作用的强弱主要决定于do、bod5、cod的值,do值越小,bod5值和cod值越高,则还原作用越强。

 

3水体重金属铬污染的治理 方法

3.1 物理化学方法

(1)稀释法和换水法

稀释法就是把被重金属污染的水混入未污染的水体中,从而降低重金属污染物浓度,减轻重金属污染的程度[5]。此法适于受重金属污染程度较轻的水体的治理。这种方法不能减少排入环境中的重金属污染物的总量,又因为重金属有累积作用,所以这种处理方法 目前 渐渐被否定。换水法是将被重金属污染的水体移出,换上新鲜水,而减轻水体污染的一种措施,该方法适用于鱼塘等水量较小的情况。

(2)混凝沉淀法

许多重金属在水体溶液中主要以阳离子存在,加入碱性物质,使水体ph值升高,能使大多数重金属生成氢氧化物沉淀。另外,其它众多的阴离子也可以使相应的重金属离子形成沉淀。所以,向重金属污染的水体施加石灰、naoh、na2s等物质,能使很多重金属形成沉淀去除,降低重金属对水体的危害程度。这是目前国内处理重金属污染普遍采用的方法。

(3)离子还原法和交换法

离子还原法是利用一些容易得到的还原剂将水体中的重金属还原,形成无污染或污染程度较轻的化合物,从而降低重金属在水体中的迁移性和生物可利用性,以减轻重金属对水体的污染。电镀污水中常含有六价铬离子(cr6+),它以铬酸离子(cr2o72-)的形式存在,在碱性条件下不易沉淀且毒性很高,而三价铬毒性远低于六价铬,但六价铬在酸性条件下易被还原为三价铬。因此,常采用硫酸亚铁及三氧化硫将六价铬还原为三价铬,以减轻铬污染。

离子交换法是利用重金属离子交换剂与污染水体中的重金属物质发生交换作用,从水体中把重金属交换出来,以达到治理重金属污染的目的。经离子交换处理后,废水中的重金属离子转移到离子交换树脂上,经再生后又从离子交换树脂上转移到再生废液中。

离子还原法和交换法费用较低,操作人员不直接接触重金属污染物,但适用范围有限,并且容易造成二次污染。

(4)电修复法

电修复法是20世纪90年代后期 发展 起来的水体重金属污染修复技术,其基本原理是给受重金属污染的水体两端加上直流电场,利用电场迁移力将重金属迁移出水体。ridha等[6]提出,在一个碳的毡状电极上,用电沉积法从 工业 废水中除去铜、铬和镍的技术。另外,可以用电浮选法净化含有铜、镍、铬和锌等重金属的工业污水。此外,近年来还有人把电渗析薄膜分离技术 应用 到污水重金属处理实践当中。

3.2 生物修复法

(1)微生物修复法

重金属污染水体的生物修复机理主要包括微生物对重金属的固定和形态的转化。前者是微生物通过带电荷的细胞表面吸附重金属离子,或通过摄取必要的营养元素主动吸收重金属离子,将重金属富集在细胞表面或内部;后者是通过微生物的生命活动改变重金属的形态或降低重金属的生物有效性,从而减轻重金属污染,如cr6+转变成cr3+而毒性降低,as、hg、se等还原成单质态而挥发,微生物分泌物对重金属产生钝化作用等。

(2)动物修复法

应用一些优选的鱼类以及其它水生动物品种在水体中吸收、富集重金属,然后把它们从水体中驱出,以达到水体重金属污染修复的目的。 研究 发现,一些贝类具有富集水体中重金属元素的能力,如牡蛎就有富集重金属锌和镉的能力。据报导,若以湿量 计算 ,牡蛎对镉的富集量可以达到3-4g/kg[7]。动物修复法需驯化出特定的水生动物,并且处理周期较长、费用高,再则后续处理费用较大,所以在实际应用中推广难度较大。

(3)植物修复 方法

20世纪80年代前期,chaney提出利用重金属超富集植物(hyper-accumulator)的提取作用清除土壤重金属污染这一思想后。经过人们不断地实践、 总结 和归纳才形成了植物修复的概念[8]。植物修复被定义为利用 自然 或基因工程植物来转移环境中的重金属或使环境中的重金属无害化,是 目前 生物修复技术中研究最热的一类。

对于铬超富集植物,到目前为止,在美国、澳大利亚、新西兰等国已发现能富集重金属的超富集植物500多种,其中有360多种是富集ni的植物[9]。对于铬超富集植物,得到学者们认同的有dicoma niccolifera wild和sutera fodina wild两种,铬最高含量分别为1500mg/kg、2400mg/kg[10],均高于铬超富集植物的 参考 值1000mg/kg。国内报道的湿生禾本科植物李氏禾也对铬具有较好的富集能力[11]。 因此,采用一些水生铬超富集植物用于铬污染水体修复是可行的。

 

4结论

由于水体铬污染也伴随着富营养的趋势,可以通过有机物将六价铬还原成三价铬,利用底泥吸附三价铬,转入固相,降低铬的迁移,减少污染的扩散,然后,利用水生铬超富集植物从底泥中将铬提取到植物上部,人工收获转移,焚烧后用于提取重金属,循环利用。因此,利用铬超富集湿生植物对铬污染水体进行修复,是一种非常有潜力的铬污染水体修复技术。

 

第3篇:重金属对水体的污染范文

关键词 蔬菜;重金属;污染;防治措施;广东东莞

中图分类号 X56 文献标识码 A 文章编号 1007-5739(2016)13-0227-01

东莞市位于广东省中南部,属珠江、东江冲积平原,土地肥沃,有丰富的土地、森林资源,濒临南海,地处北回归线以南,属于南亚热带海洋性气候,年平均气温22.3 ℃,降水量1 780.4 mm,日照量1 780.4 h,具有良好的农业生产气候条件。蔬菜在东莞农业生产中占据了极其重要的地位,一直以来是我国供港蔬菜的生产和出口基地,2014年东莞蔬菜的播种面积保持在2万hm2左右,随着经济的发展,大量工厂产生的废气废水致使蔬菜中重金属检出率很高[1]。蔬菜重金属污染问题不仅影响了东莞市蔬菜出口和菜农收入,还影响消费者的健康。本文在综述东莞蔬菜重金属污染状况的基础上,提出生产过程中的多种防治措施。

1 蔬菜重金属污染现状

近年来,东莞城市化和工业化快速发展,大量工厂的出现,给农业土壤带来了严重的污染过,特别是土壤重金属污染。经过调查,珠江三角洲典型地区中山市与东莞市铅、镉的污染比较严重,平均有13.2%的蔬菜样品中铅与镉的含量超过国家卫生标准的允许量[2]。土壤中镉污染为5种重金属中最严重,平均污染指数超过警戒线4倍,为严重污染等级[1]。东莞市菜地土壤整体受到了轻度的重金属污染,以西北部污染较为严重,东北部污染最轻[3]。东莞市土壤中主要受到Cd和Hg污染,许多蔬菜对重金属都有积累能力,例如芥兰对汞和铬积累的能力较强,空心菜、白菜和油菜对铅、镉的积累能力强。

2 蔬菜重金属污染来源

2.1 大气污染

东莞市有一些大型的蔬菜基地位于交通繁忙地带或毗邻高速公路。大气污染主要来源于工业生产、汽车尾气排放。大量的有害气体和粉尘中含有重金属。气体中的重金属经过自然沉降和水沉降进入土壤。污染物以二氧化硫、烟尘和粉尘为主,其次还有氮氧化物、一氧化碳、硫化氢、氟、铅等。

2.2 水污染

东莞市的蔬菜用地环境受到周边企业工业“三废”、城镇生活垃圾和农业垃圾等涌入河道,使得河道里的水资源受到污染,污水中的重金属随着灌溉进入农田。

2.3 土壤污染

土壤污染表现在肥料元素积累过多、多种重金属污染严重、农药和有机物污染物残留量高等方面。过度施肥造成土壤酸化,导致土壤盐渍化,土壤中的污染物主要包括Hg、Cd、As、Zn、Pb等重金属。

3 防治措施

随着社会的不断发展,环境污染问题日益突出。蔬菜重金属污染具有潜伏性、地域性、长期性、难治理性等特点,其防治应坚持“预防为主,防治结合、综合治理”的基本方针。针对东莞蔬菜重金属污染提出几点防治措施。

3.1 合理规划蔬菜生产基地

随着社会工业经济的不断发展,城镇化水平不断提高,工业产区与农业生产区不断向郊区转移。蔬菜生产基地应该远离工业产区和城市生活污染区,选择环境较好的地区作为蔬菜生产基地。除此之外,对基地的环境要进行实时动态监测与评价。

3.2 隔绝污染源,控制重金属流入食物链

治理重金属污染问题,首先最重要的是从源头上做起,控制和消除污染源。在农业生产方面,减少化肥和农药的使用量,减少其在土壤中的残留。此外,对于用来灌溉的水源,要制定相应的标准,禁止使用污水进行灌溉。土壤中的重金属主要通过植物的吸收积累,进而通过食物链对人体造成危害。因此,控制植物对重金属的吸收,可减少其在植物可食部分的积累量。

3.3 根据不同蔬菜累积重金属的能力,合理布局

对于不同区域主要污染重金属,筛选出选择可食部分低累积重金属的蔬菜作物或对污染重金属有强抗性的蔬菜品种栽培,并合理安排茬口进行轮作。

3.4 改良土壤结构,提高土壤重金属污染的抵抗能力

从源头上改善土壤的组成与结构,从而减少土壤中的重金属,降低作物对重金属的吸收累积量。改变土壤中重金属的存在形态,如增加有机肥的使用量,可增加土壤胶体对重金属的吸附能力,使得重金属元素不易被作物吸收,也可促使土壤中某些重金属的形态发生变化,从而有效降低其毒性[4]。

4 参考文献

[1] 张冲.东莞蔬菜产区重金属污染调查评价及土壤环境因子相关性分析[D].武汉:华中农业大学,2008.

[2] 黄勇,郭庆荣,任海,等.珠三角洲典型地区蔬菜重金属污染现状研究:以中山市和东莞市为例[J].生态环境,2005,14(4):559-561.

第4篇:重金属对水体的污染范文

关键词:固化剂;重金属污染底泥;固化/稳定化修复技术

中图分类号 X52 文献标识码 A 文章编号 1007-7731(2016)13-0097-05

重金属是指相对密度在4.5g/cm3以上,或比重大于5的金属。与有机物不同,重金属无法被微生物降解,且能够富集在生物体内,因此重金属污染物潜在危害性大。由泥沙、黏土、有机质及各种矿物混合形成的底泥,经过一系列物理化学、生物、水体传输等作用而沉积于水体底部形成。重金属一旦进入水体,可通过吸附、络合、沉淀等作用,富集在河床表层底泥中,其在底泥中的含量可超过上覆水体含量数个数量级,成为水体重金属的储存库和归宿[1]。当环境条件变化时,部分重金属可能会通过解吸、溶解、氧化还原等作用,从底泥中释放,引起水体二次污染[2]。底泥中重金属的不断积累不仅对水生生物、沿河居民饮用水和农田安全灌溉构成严重威胁,还可能通过食物链危害人体健康。因此,对重金属污染底泥安全处置显得尤为必要。

当前国内外对于底泥中污染物的修复方法主要有4种,分别是原位固定、原位处理、异位固定和异位处理[3]。原位固定或处理是指对污染的底泥不进行疏浚而直接采用固化/稳定化或者生物降解等手段消除底泥污染的行为;异位固定或处理是指将污染的底泥疏浚后再进行处理,消除污染物对水体的危害的行为。原位处理的效率一般情况下低于异位处理的效率,且工艺过程控制较困难,不能彻底消除其毒性,所以原位处理技术并未在实际工程中广泛应用[4]。

固化主要是指向土壤或底泥中添加固化剂而形成石块状固体,并将污染物转化为不易溶解、迁移能力弱和毒性小的状态的过程[5];或投加固化剂使底泥由颗粒状或者流体状变为能满足一定工程特性(如路基填料)的紧密固体,并将重金属包裹在固化体中,减少重金属向外界的迁移[6];稳定化是指在底泥中投加螯合剂使重金属由不稳定态(水溶态、离子交换态)转变成稳定态(残渣态),显著降低重金属的生物活性[7]。利用固化/稳定化技术处理重金属污染底泥,是现阶段比较合理的处理方式[8-9]。本文将从当前我国底泥重金属污染现状及固化/稳定化修复技术发展进行综述,为底泥重金属污染综合治理与修复提供科学依据。

1 我国底泥重金属污染现状

1.1 底泥重金属污染物的来源 底泥中重金属的来源包括自然源和人为源2个方面。自然源中,成土母质及成土过程对底泥中重金属的含量影响较大;而人为源则是底泥中重金属的最重要来源。重金属通过各类废水、土壤冲刷、地表径流、大气降尘、大气降水及农药施用等途径进入水体后[10],通过复杂的物理、化学、生物和沉积过程在底泥中逐渐富集。

1.1.1 各类废水 工业废水和城市生活污水是造成底泥重金属污染的重要原因。通常,河流沿岸分布着大大小小的企业,如印染厂、制衣厂、皮革厂等等。一方面,一些未经(充分)处理的废水直接进入水体;另一方面,尽管一些废水重金属污染物浓度未超标,但由于废水排放量巨大,使得水体和底泥吸纳了大量污染物,呈现缓慢污染的现象。同时,很多地方的生活污水没有连接到排污管网而直接排放入水体,当进入水体的污染物数量超过了水体的自净能力,导致水体质量下降和恶化,进而造成水体和底泥的污染。

1.1.2 固体废弃物 靠近城镇的河流周边经常随意堆放大量的建筑垃圾、生活垃圾,自然降水(尤其是酸雨)和排水使固体废弃物中所含的重金属元素以废弃堆为中心向四周环境扩散,进入水体,被底泥富集。另外,大型工矿企业的矿渣场(如馇、钢渣等)、灰渣场、粉煤灰场等,在雨水和地表径流的冲刷下,重金属会通过地表径流进入附近水体底泥中。

1.1.3 土壤冲刷 2014年国家环境保护部和国土资源部的《全国土壤污染状况调查公报》显示,我国耕地质量堪忧,Cd成为首要污染物(点位超标率7.0%),其含量呈从西北到东南、从东北到西南逐渐增加的趋势。2015年《中国耕地地球化学报告》显示,我国污染或超标耕地约0.076亿hm2,主要分布在湘鄂赣皖区、闽粤琼区和西南区。土壤中的重金属可通过降雨、地表径流等方式转移到底泥中。如磷肥中重金属Cd的含量较高,长期施用磷肥,会造成土壤中重金属Cd含量增大;规模化养殖场使用的有机肥料中大都含有重金属添加剂(如Zn、Cu等),这些有机肥料在农田施用时,会导致Zn、Cu等重金属元素含量增加。

1.1.4 大气沉降 交通运输、能源产业(发电厂)、冶金和建筑材料生产产生的气体和粉尘,金属矿山的开采和冶炼、电镀等是大气中重金属污染物的主要来源。这类污染源中的重金属基本上是以气溶胶的形态进入大气中,通过干沉降(主要是颗粒物)或湿沉降(主要是雨水)的方式进入水体、土壤,进而沉积到底泥中并最终影响人类健康[11-12]。

1.2 底泥重金属污染现状 滑丽萍等[13]通过搜集我国不同区域湖泊底泥重金属含量背景值发现,我国湖泊底泥重金属污染程度不均,临近工矿企业及人类经济活动区的湖泊底泥重金属污染较重,远离这些区域的湖泊则保持比较洁净的水体环境。张颖等[14]采用潜在生态风险指数分析法对松花江全江段表层沉积物调查发现,松花江表层沉积物中重金属Hg和As的空间分布离散性较大,Cd和Pb相对较均匀,整体上松花江重金属污染处于低度风险水平,仅个别断面处于中度风险水平。戴秀丽等[15]通过对太湖沉积物重金属含量的分析发现,太湖Cu的污染级别高于其他污染金属,且集中在太湖北部地区;Cr属轻度污染,但其空间分布较广且均衡,与周边污染点源关系密切。李鸣等[16]通过测定鄱阳湖湖区、入湖口及出湖口水体及底泥中重金属含量发现,鄱阳湖水体中重金属含量较低(远低于国家标准),但鄱阳湖底泥中重金属积累较严重,Zn、Cu、Pb、Cd的含量均超过背景值。张鑫等[17]对安徽铜陵矿区水系沉积物中重金属进行潜在生态危害评价表明,沉积物中Cu、Pb和Zn的含量变化大,Hg和Cr变化小,除Hg、Cr和Zn外,其他重金属都为强和极强生态危害。

2 固化/稳定化修复技术

底泥重金属污染按修复原理可分为物理、化学、生物及联合修复技术。由于目前尚缺乏经济高效的手段将重金属从底泥中直接去除,因此,通过化学手段降低重金属活性,减小污染物向食物链的迁移是进行底泥重金属污染修复的重要方法。固化/稳定化的目的是封闭污染物,最大程度地减少污染物释放到环境中,同时提高废物的物理力学性质。相比于微生物和植物修复的低效率、长周期以及物理修复高成本的缺点,固化/稳定化技术具有操作简单、成本低、效率高等优点。

固化剂的选择是重金属固化/稳定化修复技术的关键,固化/稳定化所用的惰性材料称为固化剂[18],常用的固化剂类型为无机固化剂、有机固化剂和复配固化剂。无机固化剂主要有磷矿石、磷酸氢钙、羟基磷灰石等磷酸盐类物质以及硅藻土、膨润土、天然沸石等矿物;有机固化剂主要有草炭、农家肥、绿肥等有机肥料[27]。固化材料有水泥、粉煤灰、石灰和石膏粉等。

水泥固化主要产生起胶结作用的水化硅酸钙;粉煤灰与水泥混合使用产生水化铝酸钙和水化硅酸钙;粉煤灰主要起充填作用;石灰固化产生碳酸钙,具有一定的脱水作用;石膏固化产生钙矾石,具有充填作用[20],具体如表1。

2.2 磷酸盐类固化剂 羟基磷灰石和磷酸氢钙等磷酸盐类固化剂效果好、性价比较高,磷酸盐将重金属元素吸附在其表面或与重金属发生反应生成沉淀或矿物[19]。陈世宝[21]等为了研究含磷化合物对固化/稳定化土壤中有效态铅的影响,向重金属污染的土壤中施加了不同性质的含磷化合物,结果表明,在重金属污染的土壤中加入羟基磷灰石、磷酸氢钙和磷矿粉能明显降低土壤表层的有效态铅含量,并且发现有效态铅的含量随施入的磷含量的增加而显著降低。

2.3 含铁类固化剂 一些研究表明,针铁矿、铁砂FeSO4、Fe2(SO4)3、FeCl3和石灰对As有良好的固定作用[25-27]。在碱性和氧化条件下,铁主要以Fe3+存在,水解生成Fe(OH)3。Fe(OH)3既能吸附不稳定扩散状态的胶体,起到水质净化的作用,又可以利用其自身带有正电荷的特性,强烈地吸附磷,降低底泥磷的释放。此外,Fe(OH)3还能与磷反应生成磷酸铁以及络合物(FeOOH-PO4)的形态而去除磷[28]。但含铁类固化剂的处理效果容易受氧化还原电位和pH值的影响,通常都需结合其他的辅助措施[5]。近年来出现的复合铁盐与高分子聚合铁盐,如复合亚铁、聚硫酸铁等被逐渐应用于重金属污染底泥的固化处理中且效果较好[29]。

2.4 铝盐类 作为底泥固化/稳定化应用最早和最广泛的铝盐,主要有硫酸铝(明矾)、氯化铝和聚合氯化铝等,其水解后形成的A1(OH)3絮状体,既能去除水体中的颗粒物并吸附底泥中溶出的磷[5],又可以吸附水体中的重金属离子,如铬、铜、铅、锌等[30]。铝盐用于底泥钝化效果较稳定,不受氧化还原电位影响,成本低,且有效时间长。如在美国佛蒙特州的Morey lake,投加铝酸钠和明矾来控制底泥磷的释放,5年后该湖上层水体总磷浓度由20~30μg/L下降至10μg/L以下[31]。

2.5 天然矿物类固化剂 海泡石、沸石等天然矿物材料,颗粒小、比表面积大,矿物表面富集负电荷,具有较强的离子交换能力和吸附性。章萍等[32]向苏州河的污染底泥中加入了膨润土,结果表明,钙基膨润土对铜、铅和锌均具有较大的吸附性能,且溶液pH值升高时,对这3种重金属的吸附效果增强。

2.6 有机物料 农家肥一类的有机质用于固化/稳定化底泥中的重金属,作用机理主要是含有的胡敏素和胡敏酸等能够与底泥中的重金属离子发生络合作用,形成难溶物,以此降低重金属毒性及生物可利用性[19]。华珞[33]等向重金属污染的土壤中施加了猪厩肥进行固化/稳定化研究,结果显示,施入猪厩肥可以使土壤中的碳酸盐态锌和有效态锌的含量升高,而铁猛氧化物结合态镉、有效态镉及铁猛氧化物结合态锌的含量降低。Houben等[34]向重金属污染底泥中施加有机肥后,可交换态的铅、镉和锌的含量均有大幅度的减少,固化/稳定化效果明显。

2.7 复配固化剂 底泥和土壤中重金属污染多为复合污染,多种重金属之间有相互作用,且不同固化剂对不同重金属的固化效果存在差异。现阶段,通常将多种固化剂复配后再使用,以此达到对多种重金属污染高效修复的效果[19]。曾卉[22]等用海泡石、膨润土、硅藻土、沸石分别与石灰石以不同的质量比进行复配,对重金属污染的底泥进行固化试验,结果表明,石灰石与硅藻土以质量比2∶1复配时固化效果最好。

3 展望

近年来,水体污染治理力度不断加大,2015年2月《水污染防治行动计划》的颁布后,与水体水质密切相关的底泥重金属污染的治理也越来越得到人们的关注。2016年3月17日,中华人民共和国国民经济和社会发展第十三个五年规划纲要提出开展66.67万hm2受污染耕地治理修复和266.67万hm2受污染耕地风险管控,深入推进以湘江流域为重点的重金属污染综合治理。这些条例和规划纲要的,都有助于我国大气、土壤和水体环境质量的改善。因此,当前底泥重金属污染治理重要的是进一步减少进入水体和底泥的污染物,达到“控源”目的,以及针对历史遗留的重度污染底泥区进行修复和治理,减少底泥污染物的总量,实现“减存”目标。

然而,当前能够实现底泥污染物“减存”的方法成本高,操作复杂,少有推广应用。更多的是采用固化方法,降低污染物的活性,减少污染物对其他生物的毒性,且目前已经有一些实际应用案例。如1996年长春南湖湖区内用硫酸铝钝化底泥,显著增加了底泥中可溶性磷酸盐的去除率[35]。2006年,为了解决香港城门河水质恶臭问题,特区政府按照“生化处理为主,疏浚为辅”的原则,疏浚底泥29×104m3,采用投加硝酸钙原位钝化方法从根本上治理城门河淤泥,改善了城门河的生态环境[36]。

尽管如此,固化方法当前还存在很多不足。首先,对于固化剂材料本身,需要满足高效、不产生二次污染、低成本且操作便捷;其次,由于底泥性质差异大,对于多种重金属复合污染,既要考虑到重金属之间的相互作用,又要考虑到不同固化剂所针对不同重金属的固化效果的不同(如能够较好固定Cu、Cd、Pb的碱性固化剂,往往会增加As的活性),将多种固化剂复配之后使用,以达到高效修复的效果。

当前已经有不少学者在重金属底泥固化方面进行了大量的研究,但在实际的底泥固化中,仍存在固化效率不稳定、底泥固化速率差异大等现象,尤其是酸雨的作用可能会导致固化后底泥污染物的二次释放,可能会危害水生生物生存,甚至导致鱼类死亡。关于底泥固化修复技术的实施,国内还缺少自主生产的机械设备,如固化剂造粒设备、机械化投加固化剂设备等),需要加强研发,降低修复工程中对施工人员的健康的危害,提高可操作性。

因此,今后的一段时间内,在固化剂产品的研发上,要加强复合固化剂的研发力度,研发出高效、绿色、低成本、效果持久的新产品。同时,要加强固化机理的研究,明确固化剂产品的最佳投加环境条件,加强对固化修复技术装备的研发投入,降低对国外机械的依赖程度。最后,结合国内底泥重金属污染形势(如湖南湘江流域、广西环江流域、江西鄱阳湖流域),适当选取部分严重污染区,开展重金属污染底泥的固化修复示范试点,总结好的经验,进行更大范围的推广示范。

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第5篇:重金属对水体的污染范文

关键词:土壤重金属污染 环境保护 单因子指数法 综合指数法 GIS技术

中图分类号:X5 文献标识码:A 文章编号:1674-098X(2014)01(b)-0113-02

据最新媒体报道数据显示,近十年来,我国重金属污染的农田面积持续扩大,著名的陕西凤祥血铅超标事件、湖南浏阳镉中毒事件和贵州汞中毒事件等,都是由重金属污染造成,引起社会各界高度关注。20世纪六七十年代,日本富山县流传的骨痛病,就是由于当地居民使用了含镉大米和饮用了镉含量超标的河水而引起的,几乎同一时期,也在日本,熊本县的居民由于使用了被汞废水污染的水产品,导致该流域上万人患中枢神经病,带来了巨大的负面影响。由此可见,土壤重金属污染具有极大的危害性、扩散性、覆盖性。当前形势下,研究土壤重金属污染评价方法具有十分重要的现实意义和战略意义。

1 土壤重金属污染的成因及特点

水乃生命之源,土是立国之本,土壤是人类社会赖以存在和发展的根本前提,是最重要的基础资源。在天然环境下,几百年时间才能生成1厘米厚的土层,其更新周期十分缓慢,通常被认为是不可再生资源,但也是众多污染废弃物残留的主要介质之一。随着近现代工业的飞速发展,土壤中沉积了越来越多的废弃污染物。工业生产、居民生活垃圾的不合理处置以及矿产开采等,都会带来土壤重金属污染。从化学理论角度来讲,98%以上的金属都属于重金属,从环境保护学领域来讲,土壤重金属污染中的重金属主要包括汞、铅、锌、砷和镍等。

1.1 土壤重金属污染的成因分析

1.1.1 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。与此同时,生物残落物的影响逐渐增强,受生物个体差异影响,其残落物也呈现出多样化的特点,对土壤重金属组成的影响程度也各不相同。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。

1.1.2 人为原因

研究人员对近30年的土壤重金属污染原因进行统计,分析发现随着工业化程度的不断加深,人类活动已经逐渐上升成为土壤重金属污染的主要来源。具体来讲,人类活动又突出表现在以下几个方面:

(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。经调查研究发现,工矿生产集中区域、城市道路、铁路周围,土壤重金属污染往往格外严重。

(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。

(3)水体污染。受水资源分布不均因素影响,在部分地区,农田灌溉需要引入工业废水和生活污水,这些未经合理处置的污水进入到农田,造成土壤重金属污染,由于污染水体中含有大量重金属物质,通过污水灌溉产生的土壤重金属危害破坏性更大,极易造成循环性水土污染。

(4)其他活动。含重金属的工业废弃物,城市居民生活垃圾的堆放,金属矿山酸性废水的排放等也会造成土壤的重金属污染。

1.2 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。

2 污染土壤的危害与治理

当土壤中的重金属含量达到一定程度,不仅会导致土壤污染、农业生产收益下降,通过径流,还会对水体(地表水、地下水)产生淋失作用,污染水资源、破坏水文环境;借助大气沉降,极易形成大气污染与水污染、土壤污染的“死循环”,进而影响人体健康。

根据重金属污染的隐蔽性、不可逆性及长期性等特点,与大气污染、水污染等环境问题相比,土壤污染的治理难度更大。现行的重金属污染土壤治理主要有生物法、化学法、工程治理法等方法,就目前科学技术发展形势来看,在治理方案设计上尚未形成统一标准,在实际操作中,不同的地理环境在方法的选用上存在区别,使用的技术也多种多样。从总体上来讲,治理污染土壤首先应查明污染成因,以《土壤环境监测技术规范》为指导,对污染区域进行实地分层采样调查,一般将受污染区域分为“污染源区”、“保护区”和“超标污染区”三个区域,具体划分及处理的原则见(表1)。

值得注意的是,无论采用何种方式,在对土壤污染进行治理时,应注意因地制宜,结合受污染区域的土质情况、土地使用性质与功能、重金属污染物含量与构成等特点,对治理效果、时间、经费等作出合理预期和科学规划,选择最佳方案。

3 土壤重金属污染的评价方法浅析

3.1 单因子指数法

借助综合指数法,可以对受测区域的重金属污染情况进行分级,指出土壤中污染最大的因素,但无法判定出不同元素对土壤污染的影响差别。根据这一方法计算出来的污染指数只能反映各种重金属元素对土壤的污染程度,而无法精确反映污染的质变特征。

3.3 GIS技术在土壤重金属污染评价中的运用

GIS是由计算机硬件、软件及不同方法组成的系统,通过该系统,能够实现空间数据的采集、管理、处理、分析与建模,以解决复杂的规划和管理类问题。通过GIS技术,将不同类型的数据进行处理变换,根据客观需求对其进行空间分析和统计,最终建立各种应用模型,以便为研究决策提供依据。在对土壤重金属污染进行研究时,常利用GIS 技术的计算与图形显示功能,对受测区域指定采样点进行插值分析,实现土壤图数字化,建立空间与属性数据库,最终绘出污染物空间分布图,为土壤污染治理提供参考依据。

4 结语

重金属具有不易分解、易积聚的特点,进入土壤之后,改变土质构成、破坏土壤环境,借助食物链,残留于农作物上的有害物质进入动物、人体,对人体健康产生严重影响。如何科学地对土壤重金属污染进行评价,是污染治理的重要前提,相关人员应加大对这一领域的研究力度,积极改善人类共同的生存环境。

参考文献

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第6篇:重金属对水体的污染范文

[关键词] 农田土壤 重金属污染 现状 方法

[中图分类号] S158.4 [文献标识码] A [文章编号] 1003-1650 (2013)09-0037-02

土壤是由一层层厚度各异的矿物质成分所组成的。土壤和母质层的区别表现在形态、物理特性、化学特性以及矿物学特性等方面。由于地壳、大气和生物圈的相互作用,土层由矿物和有机物混合组成。疏松的土壤微粒组合起来,形成充满间隙的土壤形式。相对密度在4.5g/cm3以上的金属称作重金属。土壤中的重金属累积后对人体的危害相当大,能引起人的头痛、头晕、失眠、健忘、神经错乱、关节疼痛、结石、癌症(如肝癌、胃癌、肠癌和畸形儿)等。

一、土壤重金属污染的定义

土壤重金属污染是指由于人类活动,土壤中的微量金属元素在土壤中的含量超过背景值,过量沉积而引发的问题统称为土壤重金属污染。过量重金属可引起植物生理功能紊乱、营养失调,此外汞、砷能减弱和抑制土壤中硝化、氨化细菌活动,影响氮素供应。重金属污染物在土壤中移动性很小,不易随水淋滤,不为微生物降解,通过食物链进入人体后,潜在危害极大。一些矿山在开采中尚未建立石排场和尾矿库,废石和尾矿随意堆放,致使尾矿中富含难溶解的重金属进入土壤,加之矿石加工后余下的金属废渣随雨水进入地下水系统,造成严重的土壤重金属污染[1]。

二、重金属污染物的来源

污染土壤的重金属主要包括汞、镉、铅、铬和类金属砷等生物毒性显著的元素,以及有一定毒性的锌(Zn)、铜(Cu)、镍(Ni)等元素。主要来自于固体废物,如乱扔旧电池、电子线路板;工业选矿垃圾等的堆集;含重金属的废水未达标排放,被污染地下或地表水径流、渗透;重金属粉尘的沉降等。如汞主要来自含汞废水,镉、铅主要来自冶炼排放和汽车废气沉降,砷则来源于杀虫剂、杀菌剂、杀鼠剂和除草剂。

三、土壤重金属污染的特点

1.隐蔽性和滞后性

大气污染、水体污染和废弃物污染等一般通过感官就能发现,而农田土重金属污染往往要通过对土壤样品的分析化验、对农作物残留检测,甚至通过研究人畜健康状况后才能确定。因此农田土重金属污染从产生到问题出现通常会经过较长的时间,并具有一定的隐蔽性。

2.不可逆性和难治理性

如果大气和水体受到了污染,切断污染源后通过稀释作用和自净化作用也可能会使污染问题逆转。但是累积在农田土中的难降解重金属则很难靠稀释作用和自净化作用来加以消除。某些被重金属污染的土壤可能需要 100~200年的时间才能恢复原状。因此土壤重金属污染一旦发生后通常很难治理,而且其治理成本比较高、治理周期也比较长。

3.表聚性

农田土中的重金属污染物大部分残留于土壤耕层中,很少向土壤下层移动。这是由于土壤中存在有机胶体、无机胶体和有机-无机复合胶体,它们对重金属有较强的吸附能力和螯合能力,这就限制了重金属在土壤中的迁移。因此农田土中的重金属污染物很少向土壤下层移动,大部分残留在土壤耕层,这就导致农作物污染,进而危害人类的健康。

四、我国土壤重金属污染现状

我国的土壤重金属污染物主要来源于污水灌溉、工业废渣和城市垃圾等。污水中占有较大比例的工业废水的成分比较复杂,不同程度地含有微生物难以降解的多种重金属,是土壤重金属污染物的主要来源。

目前我国因农药和重金属污染的土壤面积已经达到上千万公顷,污染的耕地约有一千万公顷,占耕地总面积的10%以上。全国每年受重金属污染的粮食高达l200万吨,因重金属污染而导致的粮食减产高达1000多万吨,经济损失至少有200亿元。华南有的地区接近50%的农田遭受镉、砷、汞等重金属污染;广州近郊因为污水灌溉而污染的农田有2700公顷,因使用污泥造成1000多公顷的土壤被污染;上海的农田耕层土壤汞、镉含量增加了50%;天津市近郊因污水灌溉而导致超过两万公顷农田受重金属污染。国内蔬菜重金属污染的调查结果显示,我国菜地土壤重金属污染形势严峻,珠三角地区接近40%菜地重金属含量超标,其中10%属“严重”超标;重庆市的蔬菜重金属污染程度为镉>铅>汞,近郊蔬菜基地的土壤重金属汞和镉出现超标情况,超标率分别为6.7%和36.7%;广州市的蔬菜地铅污染最为普遍,砷污染次之[2]。

五、土壤重金属污染的危害

重金属污染与其他有机化合物的污染不同。不少有机化合物可以通过自然界本身物理的、化学的或生物的方式净化,使有害性降低或解除。而重金属具有富集性,很难在环境中降解。即使有益的金属元素浓度超过某一数值也会有剧烈的毒性,使动植物中毒,甚至死亡。金属有机化合物(如有机汞、有机铅、有机砷、有机锡等)比相应的金属无机化合物毒性要强得多;可溶态的金属又比颗粒态金属的毒性要大;六价铬比三价铬毒性要大等。

重金属在人体内能和蛋白质及各种酶发生强烈的相互作用,使它们失去活性,也可能在人体的某些器官中富集,如果超过人体所能耐受的限度,会造成人体急性中毒、慢性中毒等,对人体会造成很大的危害。有关专家指出,重金属对土壤的污染具有不可逆转性,已受污染土壤没有治理价值,只能调整种植品种来加以回避。

六、重金属污染土壤的修复

土壤被污染后,为了避免其对植物的生长和通过食物链对人类造成危害,需要将其从土壤中清除掉。重金属污染土壤的修复技术主要有两种,一是改变重金属元素在土壤中的存在形式,使其由活化态转变为稳定态;二是从土壤中去除重金属元素,使土壤中重金属元素的浓度接近或达到背景含量的水平[3,4]。当前采用的治理方法主要有以下三种:

1.工程治理

即用物理(机械)原理治理重金属污染的土壤,主要有热处理技术、淋滤法、洗土法以及深翻法;

2.生物修复

即针对土壤中的重金属具有生物迁移这一特点而提出的一项净化措施,即利用某种特殊的植物、动物或者微生物能吸收土壤中的重金属污染物从而达到净化的目的;

3.改良剂

即投入各种土壤的改良剂,主要用于调节酸碱度和化学组分,使重金属能够以生物有效性低,毒害程度弱的形式存在。

国内对于土壤污染的治理已有过不少探索,从治理的手段上可以分为物理、化学和生物措施。物理和化学措施主要采用直接换土法、电化法、稳定固化法等方式。但物理和化学措施只适用于有限时空的土壤治理,大规模采用该方式成本太高,也不便于实施。而生物措施则主要利用动物、植物、微生物的生物作用,所用设施相对简单,成本低廉,更适合大规模应用。传统的植物修复技术是利用重金属超富集植物(多为草本植物)的种植吸收土壤内的重金属元素,但在实际应用中存在较大限制,且需要每年进行种植和收割,增加了土壤修复的成本。所以,寻找和培育重金属高富集能力的木本植物成为一个亟待解决的问题。

七、结束语

土壤重金属污染具有污染范围广、持续时间长、污染隐蔽性、难被生物降解等主要特点,并可能通过食物链不断地在生物体内富集,甚至可转化为毒害性更大的甲基化合物,对食物链中某些生物产生毒害,或最终在人体内积累而危害健康。为了预防土壤重金属污染,我们应当树立环保意识,充分认识其危害性,从小事做起,在根本上去除污染来源,杜绝废水、废气的任意排放,及时处理城乡垃圾,不滥用化肥农药。如何恢复重金属污染地区的本来面目也是一个长期性的课题,需要我们不断努力作进一步的探讨。

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第7篇:重金属对水体的污染范文

关键词:太湖;重金属污染;地积累指数

中图分类号:X703 文献标识码:A

文章编号:1674-9944(2013)01-0035-03

1 引言

水体沉积物作为水环境中重金属的主要蓄积库[1],可以反应水体受重金属污染的状况。通过各种途径进入水环境的重金属绝大部分能迅速地转移至沉积物与悬浮物中,而悬浮物在被水流搬运的过程中,当其负荷量超过搬运能力时,也逐渐变为沉积物。因此,无论是在未受污染或受污染严重的水体中,沉积物中重金属含量比水中重金属的含量要高许多倍。而累积在沉积物中的重金属除了直接危害生物和通过食物链影响人类健康外,在环境条件的改变下(如遇到灾害性的天气和风浪条件),有可能再次释放出来,导致水体环境质量恶化。由于沉积物中重金属对环境的危害作用,研究者已开始重视沉积物中重金属污染的研究。沉积物环境的重金属主要是指生物毒性显著的汞、锡以及类金属砷,其次是指毒性一般的重金属锌、铜、镍、钻、锡等,当前最引起人类关注的是砷、汞、铬、锡、铅等。本文通过对“十五期间”太湖无锡水域的底泥数据统计,选用地积累指数法对沉积物的重金属污染程度进行了评价。

2 太湖无锡水域底质

2.1 太湖概况

太湖位于江苏省南部,长江三角洲中部;全部水域在江苏省境内,湖水南部与浙江省湖州市相连。它是中国东部近海区域最大的湖泊,也是中国第二大淡水湖,是中国著名的风景名胜区。太湖地处平原地区,是一个浅水湖,太湖水位较稳定,平均水深1.94m,至深处2.6m。

2.2 重金属来源

目前,太湖除氮、磷等元素偏高对水体产生富营养化,造成夏季蓝藻爆发外,水质尚好,但重金属污染仍不容忽视。笔者初步分析,太湖流域无锡水域的重金属污染可能来自以下几个方面包括:电镀行业产生的含重金属酸性废水;城市工业排污;水土流失过程造成的重金属污染等。

2.3 评价范围

太湖无锡水域底质监测是在枯水期与太湖水质监测同步进行,监测点点位与太湖水质监测点位相同。监测项目为砷、汞、铅、铬、镉、铜、锌、硫化物及有机质。同时为了便于太湖底质环境质量评价,将太湖无锡水域分为四个区:五里湖区、梅梁湖区、贡湖无锡水域和宜兴沿岸区,点位图见图1。

2.4 评价方式

地积累指数(Igeo)是德国海德堡大学沉积物研究所的科学家Muller提出的一种研究水环境沉积物中重金属污染的定量指标。由于其不仅考虑到人为污染因素、环境地球化学背景值等,特别是注意到自然造岩作用可能引起背景值变动的因素(常数),一时在欧洲被广泛采用。计算公式见公式(1):

(1)

式中:C是指元素n在沉积物中的含量(指质量比,实测值),mg/kg;B是指沉积岩(普通页岩)中该元素的地球化学背景值,mg/kg(表1);k为修正系数(一般取值为1.5),考虑成岩作用可能会引起背景值的变动。

根据地积累指数(Igeo)的大小将污染等级分为7级,即0~6级,表示污染程度由无污染至极强污染,地积累指数(Igeo)与重金属污染程度的关系见表1。

3 重金属污染评价

(1)太湖地区重金属地球化学背景值见表2[2]。

(2)2005年太湖无锡水域重金属地积累指数及污染分级见表3。

五里湖:底质中砷、铜、锌含量处于无-中污染状态,汞、铬和铅处于清洁状态。

梅梁湖:底质中锌含量处于无-中污染状态,其余指标均处于清洁状态。

贡湖无锡水域:指标均处于清洁状态,这与无锡市将贡湖作为水源地相对应,确实贡湖无论是水质还是底质都是处于污染较轻的状态。

宜兴沿岸区:底质中砷、铜和锌含量处于无-中污染状态,汞、铅和铬处于清洁状态;

从整个太湖无锡水域看:从平均值来说,无锡水域的底泥重金属都处于无污染状态下。但是环境保护仍不容忽视,一旦出现污染,治理将是非常困难的。

(3)“十五”期间太湖无锡水域底质重金属变化分析。从整个“十五”期间太湖无锡水域底质含量的变化趋势看,铅和铜含量处于轻污染状态,并有逐年上升趋势;汞和铬处于清洁状态,并有逐年下降趋势;底质中砷的含量逐年降低,已由2001年的轻污染下降为清洁,见图2。

参考文献:

第8篇:重金属对水体的污染范文

新华刚2010年10月25日《河南6城市堆放52万吨铬渣数十年,致持久污染》一文指出,河南6处铬渣堆共计52万吨,其中最小的在新乡,2.84万吨,最大的在义马市,32.5万吨,义马的铬渣量占全省的67%。铬渣中含有致癌物铬酸钙和剧毒物六价铬,这些铬渣堆大多没有防雨、防渗措施,经过几十年的雨水冲淋、渗透,正一天天地成为持久损害地下水和农田的污染扩散源。

新华网2011年11月11日的文章《调查组专家解读蓬泶19-3油田溢油事故原因凋查结论》指出,蓬莱19-3油田溢油事故联合调查组在2011年11月11日公布的事故调查结果显示:康菲石油中国有限公司在蓬莱19-3油田生产作业过程中没有执行相关方案,事故定性为“重大海洋溢油污染责任事故”。

中广网2010年7月14日题为《紫命矿业渗漏污染,福建汀江渔民生计受损》的文章说,2010年7月3日,紫金矿业集团发生污水渗漏事故。福建汀江流域数百万斤鱼类死亡。当地政府虽然以平均每斤6块的价格收购渔民所有的鱼,基本能补偿渔民在鱼上的损失,但渔民的投资并没有得到补偿,同时汀江今后将禁止养鱼,不少断了生计的渔民对未来感到茫然。

央视《新闻1+1》2011年8月15日的节目《迷雾重重的“铬污染”》,报道了云南曲靖陆良化工实业有限公司5000多吨工业废料铬渣非法倾倒导致污染的事件。住在附近的兴隆村村民王建有说,村内每年至少有6至7人死于癌症,自己也是肺癌晚期,兴隆村已经成为远近闻名的“死亡村”。村民怀疑这和附近的化工厂污染有关。

重金属污染困境

光明网2012年2月8日的文章《隐藏在广西龙江镉污染事件之下的原罪》指出,地处广西西北部的河池市被誉为中国有色金属之乡,境内锡、锑、锌、铟、铅等矿产储量丰富,已探明有色金属40余种,储量价值700亿美元。这些矿藏大多伴生有砷、镉等重金属矿物。目前。河池有规模以上采选企业41家,规模以上冶炼加工企业31家,在全市亿元产值以上的42家企业中,有色金属企业就占了19家。有色金属带来大笔财富的同时,也带来了严峻的环境问题,有色金属的开采及冶炼对当地环境造成了包括土壤、水源在内不同程度的污染。

龙江镉污染事件在当地并非首发。2001年至今。河池已发生至少3起特大砷污染事故,其中2008年10月3日发生在河池市郊区的砷污染水源造成附近村民450人尿砷超标。此次镉污染事件中被怀疑为污染源企业的金河矿业股份有限公司曾在官方2009年涉砷企业整治行动中收到过整改通知。

2006年河池市未完成减排任务,2008年被国家“区域限批”,暂停新项目审批。不过作为广西有色金属工业重要基地,有色金属采选冶炼及加工业仍然是河池市工业经济和财税的重要增长点。

新华网2011年10月16日的文章《重金属污染危害“升级”》说,从频频发生的“血铅事件”到震惊全国的“镉米风波”,我国重金属污染警钟频频敲响。据了解,在湖南、辽宁、内蒙古等省区,我国重金属污染正由大气、水体向土壤污染转移,土壤重金属污染已进入到集中多发期;同时,重金属污染出现了工业向农业转移、城区向农村转移、地表向地下转移、上游向下游转移,从水土污染到食品链转移。由逐步积累的污染正在进入突发性、连锁性、区域性的爆发阶段。

《人民日报・海外版》2011年6月4日发表文章《重金属污染事件频发,中国环境形势依然严峻》称,中国目前重金属污染形势比较严峻。从环保部当天的《2010年中国环境状况公报》看,一是地表水污染较重。虽然全国地表水国控断面高锰酸盐指数年均浓度为4.9毫克/升,比2009年下降3.9%,比2005年下降31.9%,但是全国地表水污染依然较重。长江、黄河、珠江、松花江、淮河、海河和辽河等七大水系总体为轻度污染。其中,长江、珠江总体水质良好,松花江、淮河为轻度污染,黄河、辽河为中度污染,海河为重度污染。

二是农村环境相当严峻。中国环保方面城乡差距非常明显,农村的环境基础设施建设严重滞后,环境管理的基础也很薄弱,法规标准很不完善,监管能力严重不足。农村环保欠账过多,据第一次全国污染源普查,农村的污染排放已经占到了全国的“半壁江山”,其中COD(化学需氧量)占到了43%,总氮占到了57%,总磷占到了67%。

新华网2011年2月23日的文章《中国农地污染日益严重,官员看报告后称无力治理》指出,国土资源部称,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。

2009年中国食品安全高层论坛报告上的数据显示,我国1/6的耕地受到重金属污染,重金属污染土壤面积至少有2000万公顷。中国农业大学食品工程学院院长罗云波称。食品中药物残留和重金属对我国食品安全的潜在影响巨大。其中,铅和镉污染问题突出,有36%的膳食铅摄入量超过安全限量,特别是皮蛋的含量比较高。国家疾控中心曾对1000余名0~6岁儿童铅中毒情况进行免费筛查、监测,结果显示,23.57%的儿童血铅水平超标。

重金属污染不仅仅威胁着企业周边的人群,这个“隐形杀手”还在不知不觉中侵蚀着我们的躯体。我们和我们的后代,正在承受牺牲环境、盲目发展经济带来的严重后果,而且由于重金属污染已经渗透到生活中的每一个环节,我们几乎无处可去、无路可逃。

重金属污染频现之因

《经济参考报》2011年10月14日发表的文章《土壤重金属污染加剧处集中多发期,地方政府片面追求GDP之祸》说到,我国重金属污染的主要来源是化工和矿山。上世纪80年代中期以来,国内采矿业的粗放式发展方式,加上科学技术落后、环保投入不足与意识不强、资源盲目开发,滥挖滥采使得云南、广西、湖南、四川、贵州等重金属主产区的土地被日渐污染。

而在东部沿海经济发达地区,重金属污染则来自于工厂。国内30多家环保组织联合的《2010IT品牌供应链重金属污染调研》称,IT企业重金属污染居首。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,且其中10%属严重超标。

农业、养殖业也成了重金属污染源。根据《湖南省洞庭湖区生态地球化学调查评估报告》中对宁乡、益阳等6个研究区的镉输入土壤的途径分析:来自灌溉水的镉输入约为每亩0.013克,而来自磷肥的为每亩0.11克,镉输入后者比前者超过近10倍。

在一些小规模的养殖场,人们常常在猪、鸡等农畜的饲料中添加含砷制剂,因为这种重金属可以杀死猪体内的寄生虫,促进牲畜生长。这些牲畜的粪便又是农民乐于使用的有机肥料。当含砷的肥料被堆积入田时,肥料内的重金属就会悄无声息地潜入地下。并随着耕种传递到农作物中。人们吃掉了这些重金属污染的饲料喂养的猪,又吃掉了被重金属污染的土壤中种植出来的蔬菜和粮食,有些人甚至还喝着被重金属污染的

地下水,人体就这样被二度污染、甚至三度污染。

此外,一些地方政府错误的“发展观”与“政绩观”阻碍着重金属污染防治。环境专家认为,与资金、技术上面临的难题相比,防治土壤重金属污染的关键更在于遏制地方政府片面追求GDP增长的冲动。湖南省环保厅2010年6月通报显示,自2009年9月起。湖南省和衡阳市两级环保部门对耒阳市先后下发8次整改令。要求耒阳市对所属遥田镇多家存在严重重金属污染隐患的企业实施淘汰关闭,但8次整改均没有得到有效执行。

《检察日报》2012年2月9日发表题为《广西镉污染:需要检讨的还有环境法》的文章。文章指出,这起镉污染事件的发生,进一步暴露出我国目前已有的环境污染灾害风险防范制度的空白以及缺陷。仅以我国环境保护领域最具综合性与基本性的《环境保护法》为例,自1989年修订后,《环境保护法》已历经20余年未被修订。随着经济发展、环境形势的变化,这部法律的缺陷也日益显现,立法缺乏广度和高度,没有充分体现可持续发展的环境保护思想和与时俱进的内容。比如对于公民参与,法律只原则性规定了公众享有检举权、控告权等,而环境知情权、环境请求权、公众监督权等都没有得到体现;缺乏对行政审批部门或监督管理人员的法律责任规定。这就纵容了一些地方政府遇到经济发展与环境保护冲突时,往往采取牺牲环境换取GDP的发展。

重金属污染解决之道

中国网2011年4月13日的《重金属污染难降解,治理待突破须防治相结合》指出,中国农科院农业资源与农业区划研究所土壤研究室副主任杨俊诚表示,土壤污染,必须防治结合,首先严把入口,完善监管,尽量杜绝污染源;再有就是治理,尽管当前针对重金属对土壤的治理很难,但还是有所突破的。

据了解,在湖南郴州、云南、广西等地开展产业化示范工作的“蜈蚣草”种植已经在被重金属污染、无法耕种的土地上取得了成效,因此“蜈蚣草”也被称为“土壤清洁工”。“蜈蚣草”吸收土壤中砷的能力相当于普通植物的20万倍,通过“蜈蚣草”的吸附、收割,3至5年内,被污染的土地就可“恢复健康”。

凤凰网2011年6月4日的题为《环保部称中国农村环保欠账过多,重金属污染频发》的文章指出,为了解决农村突出的环境问题,从2008年开始,中央实施农村环境综合整治“以奖促治”政策。3年来,中央财政共投入40亿元,带动地方的社会资金超过80亿元,一共整治了6600多个村庄,有2400万农民直接受益。未来5年内。环保部门还将制定全国农村环境保护规划,推动畜禽污染防治条例和土壤污染防治法的出台,力争在饮水安全、污水处理、垃圾处置、土壤保护、畜禽养殖污染防治这5个方面取得积极进展。

中新网2011年12月22日的文章《2012年中国将对重金属污染进行集中整治》指出,环境保护部部长周生贤21日在全国环境保护工作会议上表示,2012年将全力做好重金属污染防治工作,将对重点防控地区、行业和企业,进行集中治理。

周生贤表示,将加快实施《重金属污染综合防治“十二五”规划》,印发规划实施考核办法,对重点防控地区、行业和企业,进行集中治理。对有色金属矿采选冶炼业、含铅蓄电池业、皮革及其制品业进行风险排查,妥善处理解决铬渣堆存等重金属污染历史遗留问题。严格落实各项防治要求,对达不到要求的企业,一律停产整顿,直至关闭取缔。

据介绍,2011年,国务院批复《重金属污染综合防治“十二五”规划》,提出了控制目标,明确了重点防控地区、行业和企业。各省(区、市)已编制完成重金属污染综合防治规划。环保部下发《关于加强铅蓄电池及再生铅行业污染防治工作的通知》,全面开展涉铅行业排查整治,首次将该行业所有企业的环境信息向社会公开,接受监督。目前,全国80%以上的铅蓄电池企业被关闭或处于停产中,整治力度之大前所未有。

第9篇:重金属对水体的污染范文

关键词:重金属污染 土壤 修复技术 研究

随着农业的不断发展以及农业生产的现代化,土壤的污染程度逐渐的加重,因人们缺乏对土壤知识的了解,对土壤的环境承载力较忽视,故认为土壤能对污染物进行无限的处理,就加大对农作物肥料以及农药的使用,导致土壤中的污染逐渐加重。土壤中重金属的污染来源十分的广泛,包括化工业、采矿业、金属加工业、冶金业以及工业中的废电池处理、塑料、电子制革所产生的三废,汽车尾气的排放、农业中农药及化肥的过量施用等等。

在土壤的含量中,若重金属的含量超标就会毒害土壤的系统以及植物的系统,不但会加快土壤的退化速度,还会降低农作物的产量与农作物的品质,在雨水的洗刷和径流的影响下,地下水和地表水都会被污染,使水文环境得以恶化。因地表水和地下水对农作物的质量有非常大的影响,这也就直接威胁到了人们的生命及身体健康。土壤中的重金属污染具有不可逆转、长期性、隐蔽性等特点。因此重金属污染带来的后果是十分可怕的,它不仅仅威胁到了人们的生命和身体健康还对经济和环境带来了巨大的损失。

一、土壤修复技术的简介

20世纪90年代以前,我国采用挖掘填埋法来修复被重金属所污染的土壤,这种方法只是表面的修复了被污染的土壤,将污染物进行了转移,治标不治本,没有将受污染的土壤从根本上得以修复,而且还会对周边环境予以相对的污染,并出现污染物渗漏、占用土地扩大化等现象。西欧的一些国家为了避免重金属污染的加重,对要填埋的污染物进行纳税,通过这样的方法来抑制土壤的污染。在这样的情况下,就迫使人们去寻找新的方法修复受污染的土壤。目前我国主要有两种方法对土壤予以修复,一是物理化学技术,二是植物修复法。物理化学技术主要运用化学固化、土壤淋起、动电复法;植物修复法主要是指植物的稳定、植物的挥发以及植物的提取。另外,微生物修复也逐渐的得到了人们的重视。

1.物理化学技术

1.1化学固化

化学固化就是指在土壤中加入添加剂,使土壤的理化性质得以改变,通过金属的共沉淀作用和金属的吸附作用使土壤中存在的状态得以改变,使生物的迁移性和有效性予以降低。但是化学固化只能是一种短期性的措施,重金属仍然存在于土壤之中,只是重金属的存在形态得到了改变,不能把土壤修复到原来的状态,因对生态环境影响不明确,所以很多的专家对这种方法产生了怀疑。

1.2土壤淋洗

土壤的淋洗指的是借助能让土壤中重金属污染物得以迁移过溶解的化学溶剂,通过水力压力作用和重力作用将化学溶剂注入到土壤中,然后提取出污染的液体,并把该液体进行污水的处理以及分离,在使用该技术中,常用的淋洗液主要有稀释的酸碱液、水以及表面活性溶液。土壤淋洗的技术优势在于不需要进行土体的移位,处理的费用较低,对土壤生态破坏性较小,渗透性好,较低的深层土壤修复成本,对土壤污染物的修复有较好的效果。

1.3动电修复

动电修复是指对受污染的的土壤进行通电,在电场的作用下,以地下水和额外补充的流体为介质,将土壤中的重金属迁移到电机区。然后再运用收集系统使之全部的集中并予以处理。动电修复是技术是一种原位修复技术,能满足现在经济发展的需求。但是因土壤中重金属的结构的复杂,就导致实验结果与实际应用有一定的差异性,从而限制了使用这一方法的商业化。

据研究发现,土壤溶液中重金属离子的吸附、重金属离子的溶解、重金属离子的沉淀、重金属离子的解吸都是由pH所控制,电渗速度会受酸度的影响,故动电修复中最关键的就是对土壤pH的控制。

2.植物修复技术

植物修复技术主要是指植物自身所具备的特征以及植物的自然生产对重金属土壤进行修复。针对具体的修复机理以及修复过程,我们能够从中将植物的修复技术大致分为植物挥发、植物稳定以及植物提取这三大类。在这三大植物修复技术中,植物挥发方法主要就是指非金属元素汞以及金属元素铯,因此,植物挥发修复方法在治理铬污染的时候起到对应的作用。

2.1植物稳定

植物稳定是指通过耐重金属植物的种植,使土壤中重金属的迁移性予以降低。在雨水的冲刷下,重金属渗透到地下水的可能性予以降低,在天气的影响下,扩散到空气里影响环境的可能性予以降低。但是植物稳定的修复方法不能够完全清除土壤中的重金属,其只能够对土壤中的重金属进行有效的固定,使其在短时间内不对环境造成污染,这种修复方法在根本上对土壤中重金属的污染情况不能予以解决。随着环境的改变,重金属生物的有效性也发生着改变,但是当环境发生一点改变的时候,植物稳定修复方法就丧失了持久性。

2.2植物挥发

植物挥发指的是在植物的吸收和植物的积累作用下,使土壤中挥发性污染物予以减少,主要是指非金属元素Se和金属元素Hg,这是一种非常有潜力的技术,但是却将土壤中的污染物以气体的方式转移到大气中,对环境也造成了一定的污染。

2.3植物提取

植物提取是指通过植物使土壤中的重金属予以聚集,然后提取出来进行处理,整个过程可分为四个部分,第一步,释放土壤中的重金属。第二步,吸收金属离子。第三步,把根部的金属离子运输到地面的上部。第四步,积累运输上来的金属离子。

植物的修复技术都有各自的优点和缺点,受经济和技术的影响,这些技术的使用成本较高,缺乏实际应用的经验,处理的效果不是特别的显著,以致于不能进入商业化阶段。在目前技术中,挖掘技术和填埋技术是使用最广泛的技术。

参考文献

[1] 汪小勇,张超兰,姜文等.污染土壤的修复技术研究进展[J].安徽农业科学,2005,33(1):128-129.

[2] 祁国恕,陈曦,王鑫等.重金属污染土壤修复技术的研究现状分析及展望[J].城市建设理论研究(电子版),2012,(7).