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重金属土壤污染的危害精选(九篇)

重金属土壤污染的危害

第1篇:重金属土壤污染的危害范文

关键词:重金属土壤污染治理途径

现阶段我们国家的资源能源短缺,如何高效合理的运用这些资源,是我们面临的重要问题。现代社会工农业发展及其迅速,重金属对土壤的污染越来越严重,如何合理利用有限的土地资源,在原本土地资源匮乏的状态下又增加了一大难题。土壤中重金属含量过高,对动植物的生长会产生极大的影响,而且对人类的身体健康也会产生威胁。如何对重金属污染的土壤防护治理,我们对其进行了研究。

一、重金属引起土壤污染的综合情况

重金属引起的土壤污染说的是在外界重金属的影响下,土壤中大部分原有的成分逐渐消失,而重金属所占的比例不断增加,影响了土壤的正常使用并且给影响了正常的生态平衡。使土壤污染的重金属的种类繁多,对土壤污染比较主要的几个金属是Fe、Mn、Cu、Zn、Cd、Ni等,这类金属的密度都比较大。

重金属对土壤的破坏是从多个方面来衡量的。当然土壤中所含的重金属含量越高那么对土壤的污染就越严重。但是也与土壤中重金属存在形式和重金属在土壤中占有的比例也是分不开的。重金属在土壤中主要的存在形态有三种:水溶态、交换态和残存态。其中水溶态和交换态的生存活性比较强,毒性比较大。而残存态的重金属相对来说活性毒性就小很多了。当重金属在离子交换态的状态下的话,那么它的活动毒性是最强的,易被土壤中的植物吸收。或者与其他物质发生反应产生新的存在状态。

二、重金属对土壤污染的危害分析

(一)植物方面的危害

土壤的重金属污染对植物的危害是非常大的。对其危害主要体现在植物根和叶的变化。被重金属污染的土壤使植物在营养成分的吸收上不能得到保证。植物不能从土壤中吸收营养反而吸收了重金属后,与植物体内的某种物质发生反应产生有害的物质。这样就会导致植物不能正常的生长。也有可能导致植物的一部分发生坏死。如果污染严重植物吸收不到养分,那么就会使植物停止生长直至死亡。

(二)生物方面的危害

土壤对生物方面的影响也很大。它是许多微小生物和动植物生活的家园。土壤中存在着多种微小生物,微生物的多样性使土壤保持一个良好的状态。如果土壤受到重金属污染,土壤中生物所需的影响成分大大减少,在土壤中生存的微生物和小动物们的生命也会受到威胁。这样对土壤的状态也会产生严重的影响。

(三)土壤酶方面的危害

土壤酶是一种生物催化剂,其能够综合反映出土壤的肥力及活性状况。由于土壤的物理、化学性质及生物活性会显著的影响到土壤酶的活性,因此土壤环境一旦遭受污染,就会严重影响到土壤酶的活性。例如重金属元素Hg能够较为敏感的抑制土壤中脲酶,因此一旦土壤中的Hg超标,则土壤中所包含的脲酶也会显著的降低。

(四)人身健康方面的危害

土壤中重金属的超标对生物的影响非常大,对我们人的身体方面的危害那就更不用说了。如果吸收了过多的土壤中的重金属,身体所承担的后果都是难以人们承受的。大量的Cd元素会使人体的器官产生病变,对骨质生长产生极大的影响;吸收过量的Pb元素,会使人体的免疫机制不工作,容易生病:吸收过量的Ni元素可以使人们的鼻子和肺部感到不适,严重的还会导致鼻癌和肺癌。土壤中重金属超标严重的影响着人们的身体健康,对于土壤重金属污染方面我们要高度重视起来。

三、对于土壤重金属污染的防治修复措施分析

(一)物理修复

主要使用的物理修复技术有三种,分别是电动修复、电热修复和土壤淋洗。电动修复对土壤环境要求比较高,就是给土壤通电像电池一样,让土壤中的重金属离子做定向的移动,把含量超出标准的离子进行处理。但是不能大规模的处理。电热修复就是给土壤进行加热,使重金属离子在达到一定温度的情况下从土壤中分离。但是该种修复技术对土壤会产生极大的危害。土壤淋洗修复技术指的是向土壤中加入淋洗液,让重金属在淋洗液的作用下转换成液态的形式,然后对液态的重金属进行回收,对其进行相应的处理。这种方法发现的比较早,技术方面相对于电动修复和电热修复来说比较成熟,运用的比较多。

(二)化学固定修复

化学固定修复的方法就是在被重金属污染严重的土壤中加入一些能与重金属产生反应的一些有机元素,让重金属离子与之产生物理化学反应,改变其原有的活性,使其沉淀、发生氧化等。这样就会降低重金属土壤对动植物和微生物的危害。因为突土壤中超标的重金属元素是不相同的,所以也要根据重金属元素的性质再向土壤中添加物质。虽然这种修复方法在操作上面比较简单,但是对土壤中的重金属元素不能彻底处理。只是改变了其原有的性质,并没有从土壤中清除,所以也有可能再一次的污染土壤。

(三)植物修复

还有一种修复技术是植物修复。在被重金属污染的土壤中种植植物。有一些种类的植物可以把土壤中重金属物质吸收到体内,清除土壤中的重金属元素。这种修复技术运用的比较广泛,因为不用投入太多的成本,只需种植超富集植物就可以了。而且对生态环境还不会造成影响。因为这类植物可以免疫重金属的危害,吸收到体内后可以适应重金属元素的存在。也不会影响该类植物的生长。该类比较常见的植物有香草、芥菜等。而且在不断的研究中也发现了许多植物中都有这个特性,对重金属污染土壤的改善也有了很大的帮助。

四、结语

城市化进程的加快及工业生产等导致土壤中重金属污染现象十分严重,严重制约了土壤的高效利用。由于重金属元素的种类较多,在选用防治措施的时候,一定要因地制宜,结合土壤中重金属污染的具体情况,合理选用治理修复技术,最大程度的降低其危害,同时降低对周边环境的二次污染,确保土壤的肥性,促進农业的快速发展提供良好的土壤基础。

参考文献:

[1]曾跃春,刘永林.探析土壤重金属污染的修复技术与治理途径[J].工程技术:全文版,2016,(12). 

第2篇:重金属土壤污染的危害范文

关键词土壤污染;现状;危害;治理措施

1土壤污染概念

土壤是指陆地表面具有肥力、能够生长植物的疏松表层,其厚度一般在2 m左右。土壤不但为植物生长提供机械支撑能力,并能为植物生长发育提供所需要的水、肥、气、热等肥力要素。近年来,由于人口急剧增长,工业迅猛发展,固体废物不断向土壤表面堆放和倾倒,有害废水不断向土壤中渗透,汽车排放的废气,大气中的有害气体及飘尘不断随雨水降落在土壤中。农业化学水平的提高,使大量化学肥料及农药散落到环境中,导致土壤遭受非点源污染的机会越来越多,其程度也越来越严重,在水土流失和风蚀作用等的影响下,污染面积不断扩大。因此,凡是妨碍土壤正常功能,降低农作物产量和质量,通过粮食、蔬菜、水果等间接影响人体健康的物质都叫做土壤污染物[1-2]。

当土壤中有害物质过多,超过土壤的自净能力,引起土壤的组成、结构和功能发生变化,微生物活动受到抑制,有害物质或其分解产物在土壤中逐渐积累,通过“土壤植物人体”,或通过“土壤水人体”间接被人体吸收,达到危害人体健康的程度,就是土壤污染。

2我国土壤污染现状与危害

2.1土壤污染的现状

目前,我国土壤污染的总体形势严峻,部分地区土壤污染严重,在重污染企业或工业密集区、工矿开采区及周边地区、城市和城郊地区出现了土壤重污染区和高风险区。www.lw881.com土壤污染类型多样,呈现出新老污染物并存、无机有机复合污染的局面。土壤污染途径多,原因复杂,控制难度大。土壤环境监督管理体系不健全,土壤污染防治投入不足,全社会防治意识不强。由土壤污染引发的农产品质量安全问题和群体性事件逐年增多,成为影响群众身体健康和社会稳定的重要因素[3]。

2.2土壤污染的危害

2.2.1土壤污染导致严重的直接经济损失。初步统计,全国受污染的耕地约有1 000万hm2,有机污染物污染农田达3 600万hm2,主要农产品的农药残留超标率高达16%~20%;污水灌溉污染耕地216.7万hm2,固体废弃物堆存占地和毁田13.3万hm2。每年因土壤污染减产粮食超过1 000万t,造成各种经济损失约200亿元。

2.2.2土壤污染导致生物产品品质不断下降。因农田施用化肥,大多数城市近郊土壤都受到不同程度的污染,许多地方粮食、蔬菜、水果等食物中镉、砷、铬、铅等重金属含量超标或接近临界值。每年转化成为污染物而进入环境的氮素达1 000万t,农产品中的硝酸盐和亚硝酸盐污染严重。农膜污染土壤面积超过780万hm2,残存的农膜对土壤毛细管水起阻流作用,恶化土壤物理性状,影响土壤通气透水,影响农作物产量和农产品品质。

2.2.3土壤污染危害人体健康。土壤污染会使污染物在植物体内积累,并通过食物链富集到人体和动物体中,危害人体健康,引发癌症和其他疾病。

2.2.4土壤污染导致其他环境问题。土壤受到污染后,含重金属浓度较高的污染土容易在风力和水力作用下分别进入到大气和水体中,导致大气污染、地表水污染、地下水污染和生态系统退化等其他次生生态环境问题。

3造成土壤污染的原因

3.1过量施用化肥

我国每年化肥施用量超过4100万t。虽然施用化肥是农业增产的重要措施,但长期大量使用氮、磷等化学肥料,会破坏土壤结构,造成土壤板结、耕地土壤退化、耕层变浅、耕性变差、保水肥能力下降、生物学性质恶化,增加了农业生产成本,影响了农作物的产量和质量;未被植物吸收利用和根层土壤吸附固定的养分,都在根层以下积累或转入地下。残留在土壤中的氮、磷化合物,在发生地面径流或土壤风蚀时,会向其他地方转移,扩大了土壤污染范围。过量使用化肥还使饲料作物含有过多的硝酸盐,妨碍牲畜体内氧气的输送,使其患病,严重导致死亡[4]。

3.2农药是土壤的主要有机污染物

全国每年使用的农药量达50万~60万t,使用农药的土地面积在2.8亿hm2以上,农田平均施用农药13.9 kg/hm2。直接进入土壤的农药,大部分可被土壤吸附,残留于土壤中的农药,由于生物和非生物的作用,形成具有不同稳定性的中间产物或最终产物无机物。喷施于作物体上的农药,除部分被植物吸收或逸入大气外,约有1/2左右散落于农田,又与直接施用于田间的农药构成农田土壤中农药的基本来源。农作物从土壤中吸收农药,在植物根、茎、叶、果实和种子中积累,通过食物、饲料危害人体和牲畜的健康。

3.3重金属元素引起的土壤污染

全国320个严重污染区约有548万hm2土壤,大田类农产品污染超标面积占污染区农田面积的20%,其中重金属污染占80%,粮食中重金属镉、砷、铬、铅、汞等的超标率占10%。被公认为城市环境质量优良的公园存在着严重的土壤重金属污染。汽油中添加的防爆剂四乙基铅随废气排出污染土壤,使行车频率高的公路两侧常形成明显的铅污染带。砷被大量用作杀虫剂、杀菌剂、杀鼠剂和除草剂,硫化矿产的开采、选矿、冶炼也会引起砷对土壤的污染。汞主要来自厂矿排放的含汞废水。土壤组成与汞化合物之间有很强的相互作用,积累在土壤中的汞有金属汞、无机汞盐、有机络合态或离子吸附态汞,所以,汞能在土壤中长期存在。镉、铅污染主要来自冶炼排放和汽车尾气沉降,磷肥中有时也含有镉[5]。

3.4污水灌溉对土壤的污染

我国污水灌溉农田面积超过330万hm2。生活污水和工业废水中,含有氮、磷、钾等许多植物所需要的养分,所以合理地使用污水灌溉农田,有增产效果。未经处理或未达到排放标准的工业污水中含有重金属、酚、氰化物等许多有毒有害的物质,会将污水中有毒有害的物质带至农田,在灌溉渠系两侧形成污染带。

3.5大气污染对土壤的污染

大气中的二氧化硫、氮氧化物和颗粒物等有害物质,在大气中发生反应形成酸雨,通过沉降和降水而降落到地面,引起土壤酸化。冶金工业排放的金属氧化物粉尘,则在重力作用下以降尘形式进入土壤,形成以排污工厂为中心、半径为2~3 km范围的点状污染。

3.6固体废物对土壤的污染

污泥作为肥料施用,常使土壤受到重金属、无机盐、有机物和病原体的污染。工业固体废物和城市垃圾向土壤直接倾倒,由于日晒、雨淋、水洗,使重金属极易移动,以辐射状、漏斗状向周围土壤扩散。

3.7牲畜排泄物和生物残体对土壤的污染

禽畜饲养场的厩肥和屠宰场的废物,其性质近似人粪尿。利用这些废物作肥料,如果不进行物理和生化处理,则其中的寄生虫、病原菌和病毒等可引起土壤和水域污染,并通过水和农作物危害人群健康。

3.8放射性物质对土壤的污染

土壤辐射污染的来源有铀矿和钍矿开采、铀矿浓缩、核废料处理、核武器爆炸、核实验、燃煤发电厂、磷酸盐矿开采加工等。大气层核试验的散落物可造成土壤的放射性污染,放射性散落物中,90sr、137cs的半衰期较长,易被土壤吸附,滞留时间也较长。

4我国土壤污染的治理措施

4.1施用化学改良剂,采取生物改良措施,增加土壤环境容量,增强土壤净化能力

向土壤中施用石灰、碱性磷酸盐、氧化铁、碳酸盐和硫化物等化学改良剂,加速有机物的分解,使重金属固定在土壤中,降低重金属在土壤及土壤植物体的迁移能力,使其转化成为难溶的化合物,减少农作物的吸收,以减轻土壤中重金属的毒害。针对有机物污染,用植物、细菌、真菌联合加速有机物降解。针对无机物污染,利用植物修复可以把一部分重金属从土壤中带走。

增加土壤有机质含量、砂掺粘改良性土壤,增加和改善土壤胶体的种类和数量,增加土壤对有害物质的吸附能力和吸附量,从而减少污染物在土壤中的活性。发现、分离和培养新的微生物品种,以增强生物降解作用。

4.2强化污染土壤环境管理与综合防治,大力发展清洁生产

控制和消除土壤污染源,组织有关部门和科研单位,筛选污染土壤修复实用技术,加强污染土壤修复技术集成,选择有代表性的污灌区农田和污染场地,开展污染土壤治理与修复。重点支持一批部级重点治理与修复示范工程,为在更大范围内修复土壤污染提供示范、积累经验。合理利用污染土地,严重污染的土壤可改种非食用经济作物或经济林木以减少食品污染。科学地进行污水灌溉,加强土壤污灌区的监测和管理,了解水中污染物的成分、含量及其动态,避免带有不易降解的高残留污染物随机进入土壤。

增施有机肥,提高土壤有机质含量,增强土壤胶体对重金属和农药的吸附能力。强化对农药、化肥、除草剂等农用化学品管理。增施有机肥同时采取防治措施,不仅可以减少对土壤的污染,还能经济有效地消灭病、虫、草害,发挥农药的积极效能。在生产中合理施用农药、化肥,控制化学农药的用量、使用范围、喷施次数和喷施时间,提高喷洒技术,改进农药剂型,严格限制剧毒、高残留农药的使用,大力发展高效、低毒、低残留农药。大力发展生物防治措施。

大力推广闭路循环、无毒工艺,以减少或消除污染物的排放。对工业“三废”进行回收净化处理,化害为利,严格控制污染物的排放量和浓度。大力推广和发展清洁生产。

针对土壤污染物的种类,种植有较强吸收能力的植物,降低有毒物质的含量,或通过生物降解净化土壤,通过改变耕作制度、换土、深翻等手段,施加抑制剂改变污染物质在土壤中的迁移转化方向,减少农作物的吸收,提高土壤ph值,促使镉、汞、铜、锌等形成氢氧化物沉淀。

根据土壤的特性、气候状况和农作物生长发育特点,既要防治病虫害对农作物的威胁,又要把化肥、农药对环境和人体健康的危害限制在最低程度。利用物理、物理化学原理治理污染土壤。大力开展植树造林,提高森林覆盖率,维护森林生态系统平衡。

4.3调控土壤氧化还原条件

调节土壤氧化还原电位,使某些重金属污染物转化为难溶态沉淀物,控制其迁移和转化,降低污染物的危害程度。调节土壤氧化还原电位主要是通过调节土壤水分管理和耕作措施实现。

4.4改变耕作制度,实行翻土和换土

改变耕作制度会引起土壤环境条件的变化,消除某些污染物的危害。对于污染严重的土壤,采取铲除表土和换客土的方法;对于轻度污染的土壤,采取深翻土或换无污染客土的方法。

4.5采用农业生态工程措施

在污染土壤上繁殖非食用的种子、种经济作物,从而减少污染物进入食物链的途径;或利用某些特定的动植物和微生物较快地吸走或降解土壤中的污染物质,从而达到净化土壤的目的。

4.6工程治理

利用物理(机械)、物理化学原理治理污染土壤,是一种最为彻底、稳定、治本的措施,但投资大,适于小面积的重度污染区,主要有隔离法、清洗法、热处理、电化法等。近年来,把其他工业领域,特别是污水、大气污染治理技术引入土壤治理,为土壤污染治理研究开辟了新途径。

5参考文献

[1] 徐月珍.防止土壤污染和地下水污染的措施[j].环境与可持续发展,1989(1):29-31.

[2] 任旭喜.土壤重金属污染及防治对策研究[j].环境保护科学,1999,25(5):31-33.

[3] 陈晶中,陈杰,谢学俭,等.土壤污染及其环境效应[j].土壤,2003,35(4):298-303.

第3篇:重金属土壤污染的危害范文

关键词:土壤污染;调查;潜在生态危害系数法;生态健康风险评估

中图分类号:X825文献标识码:A文章编号:0439-8114(2017)21-4031-04

老化工厂搬迁遗留下来的土壤污染问题日益引起人们的关注,使得土壤污染修复研究成为当今环保领域的研究热点之一[1,2]。改革开放初期,随着经济发展的需求,乡镇化工厂大量兴建,由于环保意识薄弱、环保措施不当,大量工业废渣、废水直接被掩盖于场址土地之下[3]。随着国家环保监察力度不断加大,一些小工厂被关闭,对场址土地重新利用时,其造成的土壤污染日益显现出来。

本研究通過对江苏省某地某生产农药的废弃化工厂进行实地走访调查,采集土样、水样,送检,根据测得的数据确定了调查区域污染物种类以及污染程度,通过潜在生态危害系数法[4-7]和毒性风险评估法[8-10]对数据进行分析处理,为该污染场地土壤修复治理提供依据。

1材料与方法

1.1区域概况

调查区域地处某化学工业园新材料产业园北部。该区域原为丘陵,随着周边用地规划调整作为工业用地开发,形成了目前工业园区、村庄、农田与工厂混杂分布的局面。该厂区南边濒临河流,北边绿山工业大道经过,交通发达,占地约28000m2,主要生产乙烯利、2,4-滴、敌敌畏。目前调查区域内相关企业已经全部停产搬迁,厂房空置,煤渣浅埋在土壤表层,污染严重,空气中能闻到明显的刺鼻气味。

1.2样品采集与处理

通过走访现场和企业老员工确定采样点分布,按采用厂内和厂外相结合的原则设置了11个采样点,用便携式手持GPS定位,样点分布如图1所示。1-5号点在主要污染区,9号点在生产区域边上,其余点在厂外路边。采样时间为2016年4月和12月共2次,用螺旋钻采样器采集表层和浅层土壤于密封袋中,贴好样点标签,保存待用。

土壤放于风干盘中,去除沙石和杂草等杂物,研磨过18目筛,风干后进一步研磨,过60目筛,保存于密封袋中待测。

1.3检测方法

挥发性有机污染物采用便携式光离子化检测器(PID),现场测定挥发性有机污染物(VOC)含量;土壤于密封袋中2h,传感器进入密封袋中2s,读取数值。半挥发性有机污染物采用气相色谱-质谱(GC-MS)联用检测法,委托南京索益盟环保科技有限公司检测。重金属污染物采用X射线荧光光谱仪(XRF),委托常州大学理化中心检测。

1.4数据分析方法

1.4.1潜在生态危害指数计算法[11]某地多种重金属综合潜在生态危害指数(RI)计算如式(1)所示。

RI=Eri=Tri×Cri=Tri×(1)

式中,Ci实测为重金属i的实际测量值;Cni为该重金属元素的评价标准;Cri为重金属i的污染系数;Tri为重金属i的毒性响应系数,参考Hakanson数值[12],即Hg=40,Cd=30,Pb=Cu=Ni=5,Cr=2,Zn=1。

潜在生态危害指数RI为某一点多个重金属潜在生态危害系数的综合值,分为4个等级,分别为RI<150为轻微生态危害;150≤RI<300为中等生态危害;300≤RI<600为强生态危害;RI≥600为很强生态危害。

1.4.2暴露风险评估法[11,12-17]

1)经口摄入土壤的致癌风险公式为:

CRois=OISERca×Csur×SFo(2)

式中,CRois为经口摄入土壤途径的致癌风险,无量纲;OISERca为经口摄入土壤暴露量(致癌),0.4187×10-6kg土壤/(kg体重·d);Csur为表层土壤中污染物浓度,mg/kg,现场实地测量获得;SFo为经口摄入致癌斜率因子,(kg·d)/mg。

2)皮肤接触土壤的致癌风险公式为:

CRdcs=DCSERca×Csur×SFd(3)

式中,CRdcs为皮肤接触土壤途径的致癌风险,无量纲;DCSERca为皮肤接触土壤暴露量,0.2289×10-6kg土壤/(kg体重·d);SFd皮肤接触致癌斜率因子,(kg·d)/mg。

3)吸入土壤颗粒的致癌风险公式为:

CRpis=PISERca×Csur×SFi(4)

式中,CRpis为吸入土壤颗粒途径的致癌风险,无量纲;PISERca为吸入土壤颗粒暴露量,0.0049×10-6kg土壤/(kg體重·d);SFi为呼吸吸入致癌斜率因子,(kg·d)/mg。

4)经口摄入土壤的非致癌风险公式为:

HQois=(5)

式中,HQois为经口摄入土壤途径的非致癌风险,无量纲;OISERnc为经口摄入土壤暴露量(非致癌),1.2059×10-6kg土壤/(kg体重·d);RFDo为经口摄入参考计量,(kg·d)/mg。

5)皮肤接触土壤的非致癌风险公式为:

HQdcs=(6)

式中,HQdcs为皮肤接触土壤途径的非致癌风险,无量纲;DCSERnc为皮肤接触土壤暴露量,0.6594×10-6kg土壤/(kg体重·d);RFDd为皮肤接触参考计量,(kg·d)/mg。

6)吸入土壤颗粒的非致癌风险公式为:

HQpis=(7)

式中,RFDi为呼吸吸入参考计量,mg/(kg·d);PISERnc为吸入土壤颗粒暴露量,0.0143×10-6kg土壤/(kg体重·d)。

2结果与分析

2.1场地土壤主要污染物识别

对污染场地的样品检测,所测主要结果如表1、表2所示。检出挥发、半挥发性污染物23种,污染物检出率28.04%,污染物主要有2,4-二氯苯酚、邻苯二甲酸二甲酯、菲、荧蒽、苯并(b)荧蒽等。其中污染最严重的是2,4-二氯苯酚,因为废弃化工厂生产除草剂的主要成分就是2,4-二氯苯酚,苯酚类污染物有刺激性气味,对眼睛、黏膜、呼吸道有刺激作用,对身体危害大;多环芳烃大多具有致癌的危险,因此要对其进行生态风险评估。污染土壤中主要包含锌(Zn)、铜(Cu)、铅(Pb)、镍(Ni)、铬(Cr)、镉(Cd)和汞(Hg)等重金属,可能是废催化剂倾倒掩埋所致,样品中检测的重金属含量如表2所示。由表2可以看出,4号点Zn,2号点Cu,4号、7号和9号点Ni,2号、3号、4号和6号点Cr等都超出国标二级限值(GB15618-1995),对地下水的污染和人们身体的健康都存在着严重的安全隐患。

2.2便携式光离子化检测器分析

PID可以现场快速测定土壤挥发性有机气体浓度,对于土壤现场调查及采样选择有指导意义。以mg/kg为单位的有机气体浓度数据读数作为污染评价指标(PI),判断标准为PI<10,场地无挥发性有机污染物;10≤PI<100,场地存在轻度挥发性有机污染物;100≤PI<200,场地存在中度挥发性有机污染物;PI≥200,场地存在严重挥发性有机污染物。由表3可以看出,编号为2的样品PI最高,为826.7,场地存在严重挥发性有机污染物;编号为6到11的样品PI均小于10,场地无挥发性有机污染物。因此,厂房所在区域存在严重挥发性有机污染物,随着距离的增加,PI减小,厂房外的PI均小于10,场地污染程度极度轻微,可能是汽车尾气或者附近居民喷施农药残留影响所致。

2.3重金属潜在生态危害指数法分析

根据污染场地重金属的实际测量值(表2)以及公式(1),计算出单一元素的污染系数(表4),由表(4)以及公式(2)、(3)计算出土壤中某一重金属的潜在生态危害系数和RI(表5)。

由表4可以看出,6号至11号样点的Zn、Cu、Pb和Cr的单一污染指数都小于1,属于无污染;2号至4号样点Cr的单一污染指数在1~2,属于轻度污染,Hg的单一污染指数大于3,属于重污染。废弃工厂内的重金属污染明显比工厂外的污染严重,重金属可能来自于工厂掩埋的催化剂。

由表5可以看出,1号、2号、4号和5号样点的300≤RI<600,属于强生态危害。工厂内大量使用的催化剂、煤渣等废弃物直接掩埋在厂区,重金属转移到土壤和地下水中,遗留下难以解决的土壤污染问题;路边上的样点RI基本上都小于300,属于中等生态危害,可能主要来自于汽车尾气中的重金属。

2.4暴露评估

调查区域附近有河流和居民区,污染物可能会经口摄入土壤、皮肤接触土壤和呼吸吸入土壤等3种暴露途径进入人体并危害人体健康。污染物Cr、苯并(b)荧蒽和2,4-二氯苯酚浓度取1号至5号点的平均值,分别为0.1502、0.1504和1.6416mg/kg。由表6可以看出,不同暴露途径的致癌和非致癌风险差异明显。重金属Cr经口摄入土壤、皮肤接触土壤和呼吸吸入土壤的致癌风险分别为3.14×10-8、6.88×10-7和2.45×10-7,均低于可接受的风险水平1.0×10-6,不会给附近居民带来潜在的致癌风险;非致癌风险也均低于非致癌的风险水平1。苯并(b)荧蒽的致癌和非致癌风险也低于可接受的风险水平,表明重金属和苯并(b)荧蒽不会给附近居民带来致癌和非致癌风险。2,4-二氯苯酚的非致癌风险为6.60×10-4、3.61×10-4和4.59×10-7,低于非致癌的风险水平1,不会带来非致癌风险,但是在检测的样品中2,4-二氯苯酚的浓度最高且易挥发、高毒性,长期生活在这种环境中易造成严重的身体健康问题。

3结论

经采样及检测确定该农药厂污染场址土壤中的污染物主要包括2,4-二氯苯酚、多环芳烃和Cr等。厂区内大部分调查样点都属于强生态危害,厂区外调查样点基本上属于中等生态危害,以厂区为中心点,向外辐射,危害逐渐减小。2,4-二氯苯酚、苯并(b)荧蒽和Cr的非致癌风险均低于可接受的风险水平1,苯并(b)荧蒽和Cr的致癌风险也低于可接受的风险水平1.0×10-6,但是长期生活在这种低毒性的环境中也会带来严重的健康问题。本研究对该场地及类似农药污染场地污染调查、风险评估及土壤修复有一定的指导意义和修复设计参考价值。

作者:陈冬

参考文献: 

[1] 宋宛桐.我国农业土壤污染现状及其成因[J].农业与技术, 2016(8):245. 

[2] 庄国泰.我国土壤污染现状与防控策略[J].中国科学院院刊,2015, 30(4):477-483. 

第4篇:重金属土壤污染的危害范文

[关键词] 土壤重金属污染现状 防治措施

[中图分类号] X53 [文献标识码] A [文章编号] 1003-1650(2017)05-0287-01

陆良县隶属于云南曲靖,陆良县位于云南省东部,素有“滇东明珠”之称。我县土地面积广阔,农业粮食的播种面积901050亩,轻重工作发展迅速,经济实力雄厚。但是由于工业的发展和其他因素的影响,导致了我县的环境遭到了严重污染,尤其是土壤的重金属含量过高,严重阻碍了我县农业经济发展。针对这样一个状况,我农业综合服务中心相关负责人组织工作小组,制定了工作重点,积极寻求土壤重金属的污染成因、污染特点、污染危害,然后探讨了土壤重金属污染的预防和治理方式,科学合理的保护土壤,缓解重金属污染,促进农业健康发展。

1 土壤重金属污染现状

1.1 金属汞污染

土壤中汞的来源包括土壤母质、大气中汞的干湿沉降、工业污染源、农业污染源、含汞废弃物。其中农业污染主要是含汞农药的使用、含汞废水、废气、废渣的排放而污染土壤所致。较低含量的金属汞一般不会造成土壤污染,但是在土壤微生物作用下, 汞金属转化为具有剧烈毒性的甲基汞, 也称汞的甲基化。金属汞污染对农作物的危害随着作物的种类不同而有不同。

1.2 重金属镉污染

在我国的重金属土壤污染中,镉污染是危害性最大的,镉污染土壤特点有色金属矿产开发、冶炼及其他工业生产排出的废气、废水和废渣都会造成镉污染。而耕地大量使用的磷肥中也有相当高的镉含量,因此当这些磷肥进入土壤,也加重了土壤中的镉浓度。此外,城市污泥和垃圾的焚烧也可导致土壤中镉含量增高,由于土壤对镉有很强的吸着力, 因而镉易在土壤中造成蓄积。

1.3 重金属铅污染

铅是土壤污染较普遍的元素。污染源主要来自铅化工业的发展产生的废气、废水、废渣, 汽油燃烧后的尾气中含大量铅, 矿山开采、 金属冶炼、 煤的燃烧、大量含铅化肥使用、蓄电池的丢弃等也是重要的污染源。

1.4 重金属砷污染

土壤砷污染主要来自大气降尘、 尾矿与含砷农药, 燃煤是大气中砷的主要来源。砷中毒可影响作物生长发育, 砷对植物危害的最初症状是叶片卷曲枯萎, 进一步是根系发育受阻, 最后是植物根、 茎、 叶全部枯死。

总的来说,土壤重金属污染对植物的影响主要是对其生理生态过程、植物的产量和质置方面,如果污染过于严重的话,就会直接导致植物根系坏死,植物得不到应有的土壤营养,生长寿命大大缩减,甚至于直接死掉。

2 土壤重金属污染的预防措施

2.1 加大环境监管和治理力度

土壤重金属污染的情况越来越严重,造成了严重的危害,因此,政府必须引起高度重视,加大对土壤重金属含量的监测。首先政府部门应该组织一批专业的技术人才,采用先进的监测技术和设备,对我县的土壤进行动态监测,全面掌握重金属污染的类型、污染的程度,充分了解土壤中金属成分、含量的变化,统计监测信息,将土地进行重金属筛选,根据土壤污染的具体情况,恰当的选择土壤修复技术,为治理更大范围的重金属污染区积累经验;其次要坚强环保部门对环境的监管力度,杜绝重金属污染的来源,督促相关工业园区引进净化设备,含重金属元素的废弃物进行净化处理,减少排出量,同时严格控制城市生产生活废水直接进入农田,从根本上防止重金属对土壤的污染。

2.2 扩大土壤重金属污染宣传

重金属污染已经成为我县首要的土壤污染类型,必须提高人们的防范意思。我们可以利用先进的技术,通过互联网平台、以手机为载体,传统的书籍报刊等多种形式和途径,深入开展农产品产地土壤重金属污染防治的宣传工作,广泛动员和组织社会各界力量积极参与农产品产地土壤重金属污染防治工作,在全社会形成一种良好的社会风气,提高人们对土壤重金属污染的关注,让人们了解土壤重金属污染的严重危害性,自觉进行 土壤保护。

2.3 加强技术培育

将土壤重金属污染的专业技术人员组织起来,成立土壤重金属防治小组,深入我县各地区,对土壤重金属污染进行调查研究,为了更好的开展工作,一要积极开展技术培训,不断提高其整体业务素质,特别是基层机构人员的知识结构、技能和业务素质,提高他们的专业水平,同时我们还要根据污染情况,有针对性的开设培训内容,更好的服务于我县的土壤治理工作中。

2.4 客土深翻,缓解污染

重金属的土壤污染,阻碍作物的生长发育,必须在短时间内根除,才能进行的正常的农运活动。因此我们可以在污染地区彻底挖去污染土层,换上新土,以根除污染物,也可以进行土壤的耕翻土层,采用深耕,将上下土层翻动混合,使表层土壤污染物含量减低。

2.5 施用化学改良剂,

根据土壤重金属污染的类型,向土壤中施用石灰、碱性磷酸盐、氧化铁、碳酸盐和硫化物等化学改良剂,加速有机物的分解,使重金属固定在土壤中,降低重金属在土壤及土壤植物体的迁移能力,使其转化成为难溶的化合物,减少农作物的吸收,以减轻土壤中重金属的毒害。

土壤重金属污染的防治是环境监测的重要任务,是保障我县广大人民群众身体健康的根本,是促进经济快速发展的主要推力。采取科学有效的土壤污染防治措施,能够有效改善土壤结构,提高土壤肥力,降低土壤环境的污染。在未来的环境监测和农业生产中,政府和人民更应该携起手,爱护我们共有的生存土地,让重金属污染事件不再发生,远离人民群众,实现环境友好型的生存环境。

参考文献

[1]高锦卿,土壤重金属污染及防治措施[J].现代农业科技,2013年04期

第5篇:重金属土壤污染的危害范文

[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。

参考文献

[1]孙铁珩, 李培军, 周启星等. 土壤污染形成机理与修复技术, 北京, 科学出版社, 2005.

[2]周建利, 陈同斌. 我国城郊菜地土壤和蔬菜重金属污染研究现状与展望, 湖北农学院学报, 2002,22(5):476-480.

[3]董丙锋. 土壤环境质量及其演变的影响因素污染防治技术, 2007, 2: 53-55.

第6篇:重金属土壤污染的危害范文

不可忽视的土壤污染①土壤、水、阳光和空气是大自然赋予人类和其他生物生存的四大要素。一般的污染马上就能引起大家的关注,而土壤污染引起的不良后果要在几年、几十年甚至上百年后才能显现出来。所以,人们常常忽视对土壤污染的整治。②近年来,由于人口的急剧增长和工业的迅猛发展,固体废物的倾倒和堆放量日益增多,有害废水不断向土壤中渗透,大气中的有害气体和漂浮的尘土也不断随雨水降落在土壤中,导致了土壤污染。③土壤污染所造成的危害有以下几个方面:第一,土壤污染导致严重的直接经济损失,对此目前尚缺乏系统的调查资料。仅以土壤重金属污染为例,我国每年因重金属污染而减产的粮食就有1000多万吨,被污染的粮食每年也多达1200万吨,合计经济损失至少200亿元。第二,土壤污染导致食物品质不断下降。我国大多数城市近效土壤都受到了不同程度的污染,许多地方的粮食、蔬菜、水果等食物中的镉、铬、砷、铅等重金属含量超标和接近临界值。第三,。土壤污染会使污染物在植物体中积累,并通过食物链富集到人体和动物体中,危害人畜健康,引发多种疾病。另外,受到污染的土壤表土在风力和水力的作用下,进入到大气和水体中,导致大气污染和水体污染。④为了控制和消除土壤污染,科学家们提出了许多解决办法:首先要控制和消除污染源,加强对工业“三废”的治理。其次是采用生物(例如蚯蚓等)降解净化土壤。还可以通过增施有机肥、换土和深翻等手段,治理土壤污染。⑤近年来,世界各国的环保专家和生物学家都提出了让植物来净化土壤的新方案。他们培养出各种转基因植物,让它们吸收土壤中的有害物质,然后集中起来焚烧处理,这样,经过植物吸收后的重金属还可以提炼出来,变废为宝,不但净化了土壤,还获得了贵重的重金属。与传统的化学、物理等除污手段相比,植物除污具有投资和维护成本低、操作简便、不造成二次污染、经济效益明显等优点。1.给文中加点的字注音。渗透2.本文的说明内容除了土壤污染不被重视、土壤污染的原因和危害之外,还有_____________.3.第③段中加点的词“至少”在句子中的作用是:。4.填充下面方框,完成植物净化土壤的过程。(每空6个字)5.下面两题,任选一题回答。[如两题都答,按第①题计分](1)请在下边给第③段空白处补写一句话。(2)第④段中列举的治理土壤污染三种办法的顺序为什么不能颠倒?6.为了提高人们对土壤及环境的保护意识,请你设计一条公益广告。(含标点20字以内)参考答案1.shèn2.“控制和消除土壤污染的办法(措施)”或“如何控制和消除(治理)土壤污染”3.“强调(突出)了经济损失之大”或“强调(突出)了土壤污染导致严重的直接经济损失”。4.吸收有害物质;集中焚烧处理5.(1)土壤污染会危害人(畜)健康(2)因为原文是按照由主要到次要的逻辑顺序来说明的6.示例:还我青山碧水,还我土地芬芳。保护环境,人人有责(从我做起)

第7篇:重金属土壤污染的危害范文

关键词:危害 重金属污染 土壤修复

土壤是地球表面的疏松表层,它是人类赖以生存的重要自然资源,并且在生态环境中占有重要地位。而近年来,随着工业的快速发展和乡镇城市化,土壤重金属污染日益严重,由此会破坏人类生态环境,从而影响人们的健康,因此,土壤重金属污染的修复技术已成为一个研究热点。

一、土壤重金属污染的危害

随着工农业的快速发展,多种工业如采矿、冶炼、电镀、废电池处理、金属加工等的排放以及农业中各种农药,化肥的施用均是土壤重金属污染的来源。据报道,全世界平均每年排放Hg约1.5万吨,Cu 340万吨,Mn 1500万吨,Pb 500万吨,Ni 100万吨[1]。土壤重金属污染具有污染面积达、积累时间长、不易被微生物降解、有明显的生物富集作用等特点,被重金属污染的土壤会严重影响到农作物的生长和发育,从而导致农作物的减产并污染农作物。安志装等人[2]研究发现镉与巯基氨基酸和蛋白质的结合会引起氨基酸蛋白质的失活,甚至使植物死亡。另外,土壤中的重金属会被农作物吸收并在农作物体内富集,通过食物链进入人体,从而严重危害人体健康。

二、土壤重金污染修复技术

1.物理化学修复技术

1.1化学固化

化学固化法指的是通过在土壤中加入土壤固化剂来改变土壤的有机质含量、矿物组成、pH值和Eh值等理化性质,再经重金属的吸附或共沉淀作用来调节其在土壤中的移动性,从而降低其共生物有效性。固化剂将污染土壤中的重金属固定后,不仅可以减少重金属通过径流和淋洗作用对地表水和地下水的污染,而且被污染的土壤还有可能重建植被[3]。虽然化学固化法可以固化土壤中的重金属,但固化剂只是改变重金属在土壤中的存在形态,重金属仍留在土壤中,因而该方法还有待进一步的研究探讨。

1.2电动修复

电动修复是近年来快速发展的技术,其作用机理是将电极对插入被污染的土壤中,在通入微弱电流形成电场,使土壤中的重金属在电场形成的各种电动力学效应下定向移动,在电极区附近富集,从而将重金属处理或分离。

对于低渗透的粘土和淤泥土的修复,电动修复是常用的技术。郑喜坤等人[4]研究了电动修复技术对沙土中Pb2+、Cu3+等重金属离子的去除效果,结果表明,重金属离子的去除率达99%以上。电动修复技术是一种原位修复技术,它可以有效的去除土壤中的重金属离子,并且经济效益好,是一种可行的修复技术。

1.3土壤淋洗

土壤淋洗是一种适用于治理大面积重废污染土壤的方法。所谓淋洗,是指利用提取剂(包括有机或无机酸、碱、盐、表面活性剂和聚合剂等)将土壤中的固相重金属转化为液相,土壤在经水淋洗处理后可归回原位利用,而对于富含重金属的废水也可进行回收处理,从而达到修复土壤的目的[5]。吴华龙等人[6]研究了被铜污染土壤修复的有机调控机理,研究结果表明,外加EDTA对降低红壤对铜的吸收率与加入的EDTA量的对数量显著负相关。土壤淋洗法虽然处理量大,处理效率高,但会造成二次污染,因此,寻找一种既能提取各种形态重金属又不破坏土壤结构的提取剂将成为土壤淋洗法的研究热点。

2.植物修复

植物修复是指在被重金属污染的土壤中,种植某种特定的植物,利用该植物对重金属的耐性和超富集作用将重金属移出土壤,使土壤中的重金属降低到可接受的浓度,达到重金属污染修复的目的。

根据其修复过程和作用机理可将植物修复技术分为4种:①植物萃取技术,即利用超富集植物将重金属从土壤提取出来,并将其转移,贮存到地上部分,然后通过植物收割来对重金属进行集中处理的过程[7]。韦朝阳等人[8]研究发现了一种大叶井口草,它对As的富集有明显的效果,其地上部分最大含量可达694mg/Kg。②植物固化技术,即利用耐金属植物及其根系微生物的一些生物化学作用降低重金属的活性,使其固化,从而减少对土壤的危害。该方法主要适用于有机质含量的矿区污染土壤的修复。③根圈生物技术,即利用植物根际分泌物和根际脱落物刺激细菌和真菌的生长,通过细菌和真菌对重金属的吸附固定作用,是重金属矿化的过程。④植物挥发技术,即利用植物根系的吸收、积累和挥发作用减少土壤中一些挥发性污染物,及植物将污染物吸收到体内后将其转化为气态物质释放到大气中[9]。

3.工程措施

工程措施是比较经典和传统的修复土壤重金属污染的方法,主要包括客土、换土及深耕翻土等方法。通过客土、换土或者将深耕翻土与污土混合,使土壤中重金属的含量降低,减少重金属对土壤植物的毒害,从而使农产品达到食品卫生标准[10]。

客土法是将干净的土壤覆盖在已受污染的土壤上混匀,从而降低土壤中污染物的浓度;换土法是用干净的土壤代替受污染的的土壤,对于换出的土壤应进行处理,防止二次污染的发生;深耕翻土是将表层已受到污染的土壤翻至深层,从而使土壤中污染物的浓度降低。

三、结语

目前运用于修复土壤重金属污染的技术有很多,但每种修复技术对于土壤重金属污染修复均有一定的弊端,并且对于不同类型的土壤受重金属的污染的程度的不同,单一的使用某种技术并不能达到理想的效果,因此,在实际应用中,应综合多种修复技术的优点,互取优势,研究出新型的具有高效,低耗的修复技术。

参考文献

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[2]安志装,王校常.重金属与营养元素交互作用的植物生理效应[J].土壤与环境,2002,11(4):392-296.

[3]Vangronsveld J F. Asschc V and Clijsters H.1995.Reclamation of a bare industrial area contaminated by norrferrous metals: In situ metal immobilization and revegetation. Environ Poll ,87:51-59.

[4]郑喜坤,鲁安怀,等. 土壤重金属污染现状与防治方法[J].土壤与环境,2002,11(1):79-84.

[5]龙新宪,杨肖娥,倪吾钟. 重金属污染土壤修复技术研究的现状与展望[J].应用生态学报,2002,13(6):757-762.

[6]吴龙华,骆永明,黄焕忠. 铜污染土壤修复的有机调控研究I.可溶性有机物和EDTA对污染红壤的释放作用[J].土壤,2000,(2):62-66.

[7]丁华,吴景贵. 土壤重金属污染及修复研究现状[J].安徽农业科学。2011.39(13):7665-7666,7756.

[8]韦朝阳,陈同斌,黄泽春,等. 大叶井口边草—一种新发现的富集砷的植物[J].生态学报,2002,22(5):777-778.

第8篇:重金属土壤污染的危害范文

[关键词]地质;土壤;重金属;污染;污染治理

中图分类号:X53 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2015)22-0286-01

土壤重金属污染是指土壤中重金属过量累积引起的污染[1]。过量重金属将对植物生理功能产生不良影响,使其营养失调。重金属难以在生态系统中转化、处理,并通过食物链层层传递最终在人体内积累,严重危害人类健康[2-3]。

1.土壤重金属污染的来源

土壤重金属污染存在大气、污水、固体废物、农药化肥等多种来源,不同来源的污染治理方法也存在明显差异。我国土壤重金属污染来源主要有以下几种:

1)大气沉降。冶金、重化工等工业过程会产生含有重金属的粉尘或气体排放到空气中,通过自然沉降和降水污染土壤。

2)污水污染。工业、生活污水如果未经处理就进行排放,将携带铅、铜等重金属元素进入河流或地下水中,影响人类、牲畜、农作物安全用水。

3)固体废弃物。生活、医疗、工业产生的固体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。

4)农用物资。农药、化肥和地膜长期不合理施用,导致土壤重金属污染。高毒农药含有铜和锌等重金属元素,一旦喷洒到农作物上难以转化、处理,造成粮食、水果重金属超标,造成食品不安全。

2.土壤重金属污染的地质因素分析

我国的南北方地理区域气候、经济发展差异,土壤地形、地质差异,将导致土壤重金属污染呈现地质因素特性。具体分析如下:

1)南北方差异

从污染分布情况看,南方土壤污染重于北方。我国南方地区经济较发达,尤其是有色金属产业、外贸加工业较为集中,导致土壤重金属超标严重。镉、汞、砷、铅4种无机污染物含量分布呈现从西北到东南、从东北到西南方向逐渐升高的态势。

2)耕地土壤污染特点

耕地土壤污染主要由于含有重金属的农资使用、工矿企业重金属排放物迁移污染,并且前者具有全国普遍性,这主要因为我国农药、地膜安全标准较低所致。根据统计,我国耕地土壤重金属超标率超过1/5,主要污染物为砷、铜、汞、铅、铬等,并且呈现污染程度逐渐加剧的趋势。

3)酸碱地质差异

我国热带、亚热带地区,广泛分布着各种红色或黄色土壤的酸性土壤。南方土壤受到气高温高、强降雨量影响,pH一般低于6,较强的酸性土壤对铜、锌等金属元素具有天然的吸附能力。而我国北方地区多呈现盐碱地质。不同酸碱度土壤对重金属元素的吸附能力也不相同。

4)矿山矿区差异

我国中南地区分布较多的金属矿山,由于采矿长流程、大滞后、多变量耦合工艺的影响,导致矿山不同区域土壤具有差异的重金属污染特性,因此需要针对不同矿区进行有针对性的分析,以标定重金属污染元素以及量级程度。不同矿区的污染程度、重金属元素具有明显差异。

3.基于地质因素考虑的土壤重金属污染治理方案

1)农药污染土壤的治理

对于农药、化肥、地膜等农资污染的耕地土壤可以采用热脱附技术进行治理以提高土壤的自我更新能力,保持土壤的活性。在采用该技术时需要控制两个参数指标即加热温度和保持时间以控制污染物在不同相之间的迁移转变,尤其是将重金属通过蒸发、排放、冷凝、剔除等处理至达标后进行无危害转移与安全排放,以避免土壤的二次污染。

2)盐碱土壤污染治理

在盐碱地的耕作过程中,利用粉垄螺旋钻头设置底层粉垄暗沟系统,利用天然降水的下渗运动,使土壤中的盐分下沉,并借助粉垄土壤疏松在氧气、微生物等作用下,使土壤中的部分盐分下移,增加了微生物对重金属、有机污染物等的吸着和转化。

3)土壤污染的固化稳定处理

土壤污染的固化稳定处理其原理为削弱土壤金属元素的迁移扩散能力,避免重金属污染的传递与二次污染以降低其危害,消除其对生态环境的进一步影响。需要指出的是该技术并不是消除重金属,而是隔绝其对其它环境的影响。图1显示固化稳定化处理在土壤修复治理方案中使用率达到22.2%。

4)酸性土壤的治理特点

酸性土壤对重金属元素的易污染程度由高到低依次为As Ni Pb Cu Cd Zn Cr Hg,空间分布不均匀程度由大到小依次为Cd As Pb Zn Cu Cr Ni Hg。Cd的含量与pH值呈正相,As的含量与F的含量呈正相关性,Cr、Hg的含量与F的含量呈负相关性,Cr、Cd的含量与海拔高度呈正相关性,Cu与As、Cu与Ni、Hg与Cr呈正相关性,Zn与Pb、As与Ni呈负相关性。

5)矿区污染土壤的治理特点

针对金属矿区土壤污染特性,有针对性的对其Zn、Pb、Cd、Cu和As等金属元素进行吸收、转化与格力处理。并且,根据矿山不同区位的污染程度设定不同等级的重金属处理标准,在有限污染处理成本的前提下实现矿山土壤综合治理的最优化效果。可见,针对矿区污染土壤的特点需要设计有针对性的处理方案。

4.结论

土壤重金属污染严重危害人类健康,且其污染治理受到污染源多样化、异质性影响存在较大难度,因此该课题受到国内外广泛关注。针对不同地质因素重金属污染的形式存在差异这一特点,提出基于地质因素考虑的土壤重金属污染治理方案。所提方案对开展土壤重金属治理工作具有借鉴意义。

参考文献

[1] 徐龙君,袁智.土壤重金属污染及修复技术[J].环境科学与管理.2006(08).

第9篇:重金属土壤污染的危害范文

关键词:重金属污染;污染物来源;预防措施

中图分类号:F124.5 文献标志码:A 文章编号:1673-291X(2014)31-0300-02

土壤污染是指由于具有生理毒性的物质或过量的植物营养元素进入土壤,超过土壤的自净能力,从而导致环境恶化。而土壤重金属污染主要受人类活动的影响,通过大气、水以及农资等使重金属进入到土壤中,导致土壤中重金属的含量明显高于环境背景值,并造成土壤环境恶化和污染。

一、土壤重金属污染的概念

通常地说,重金属是指密度大于5.0以上的元素,这些元素大约有45种元素。但由于不同的重金属在土壤中的毒性差别较大,所以在环境科学中人们通常关注锌、铜、钴、铬、钴、汞、镍、锡、镉、铅、钒等。硒、砷虽然不是金属,但由于它的某些性质及毒性与重金属相似,因而也将硒、砷列为重金属范畴。由于锰和铁在土壤中自然含量相对较高,一般不列为重金属。

土壤重金属污染是指人类不合理活动将重金属物质带入到土壤中,导致土壤中重金属含量明显高于可承受的合理含量、并造成土壤质量退化、生态与环境恶化与破坏的现象。有些重金属是土壤本身含有的,如植物生长所必须的锰、铜、铁、锌等。只有当进入土壤的重金属元素累积的浓度超过了作物需要和可忍受范围时,作物才会出现中毒症状,或作物生长并未受重金属的危害但是其金属的含量超过人畜承受的标准,造成人畜的重金属危害时,也可以认为土壤已经被重金属污染了。

二、重金属的来源与分布

土壤中重金属元素按其化学生物性质可以分为两类:一类是在一定浓度范围内可以促进并维持生物健康生长的必需元素,但如果金属浓度超过可承受范围,就会有机体中毒现象的发生,如锌、铜、锰等;另一类则是影响生物正常生长且有害与生物的健康的元素,如镉、汞等。

引起土壤重金属污染的途径有许多种,土壤中本身含有的重金属,不属于污染的对象,因为这些重金属的含量一般不构成对土壤的污染。从环境学上来看,土壤重金属的污染来源,主要是人类的工农业生产活动和生活活动引起的土壤重金属远高于土壤本身含有的重金属的含量,造成土壤污染[1]。

(一)有毒气体的排放

有毒气体如汽车尾气、煤的燃烧、化工厂产生的有毒气体以及轮胎转动磨损产生含重金属的大量粉尘等,进入大气后随着大气流动把有毒气体中的重金属带进土壤或水体中。以陕西省为例,2012年全省的工业废气排放总量达到14 767.4亿立方米,烟尘排放量为385 522.4吨,这些废气和烟尘含有大量的Cu、Zn、Pb、Co、Cd,主要来自含铅汽油的燃烧,汽车轮胎磨损产生的含铅的粉尘等。污染物的分布呈现一定的规律,一般成条带状和片状分布,如果汽车尾气作为重金属的污染源,它的分布主要以公路、铁路为中心向两侧辐射,中心污染较重,远离公路两侧的土壤污染程度逐渐减弱,另外随着时间的推移,不同重金属污染在土壤中具有很强的叠加效应,加剧了土壤污染[2]。而经过自然和雨水沉降进入土壤的重金属污染,多以有毒废弃的堆积物、工厂烟囱为中心,向四周扩散,导致城市的郊区土壤污染为主,距离城市越远污染也就越小,其中污染程度还与人口密度,城市土地利用程度,重工业水平等密切相关。

(二)农药、化肥和塑料薄膜的使用

在用农药喷洒作物时一般只有少部分落在农作物体上,而大部分都落到地表从而进入土壤,其中一些农药中含有某些有害的重金属如汞、铅、砷等,其残留有效期长达几十年。因此,长期使用含重金属农药也会在一定程度上造成农田土壤的重金属污染;尤其化学肥料中的磷肥含有大量的重金属,虽然在短时期内会对农作物的生长起到促进作用,然而长期使用会对土壤起到破坏作用。农用塑料薄膜在土壤中长期存在,在阳光照射下分解产生大量的Cd、Pb也会造成土壤重金属的污染。

(三)污水灌溉农田

污水灌溉也是造成土壤重金属污染的一个重要途径,城市里的生活污水、商业污水和工业污水等未经处理直接排入河流,造成河流污染。河流水体中含有大量的重金属离子,农民朋友们利用这些污水灌溉农田,长期灌溉就造成土壤中重金属含量过高,引起突然污染。据相关资料显示,2014年上半年西安日排生活污水130万吨,其中110万吨得到处理,有20万吨的污水直接排放。河全段水质Ⅳ类,污染源主要为生活污水,因该地区市政管网没有接通,导致周边楼盘小区的生活污水流入河。在位于西安市阿房一路附近的不足2公里的河段上,两岸分别有30多个大小不一的排污管,这些排污管正在不断地向河内排放黑黄色污水,河面上泛起一片白色泡沫,气味刺鼻难闻。这些污水流入渭河,然后被渭河两岸的农民抽水灌溉农田,造成土壤污染。

(四)矿山废水污染

各种有色金属矿山的开采、治炼、矿渣排放的过程中都会产生酸溶液的矿液,并通过矿山排水和降水沉降进入土壤直接或间接地导致土壤的重金属污染,对人们的健康构成严重威胁。根据近期的全国土壤污染调查结果来看,部分地区土壤重金属污染严重,全国土壤总的点位超标率为16.1%,从污染分布看,南方土壤污染重于北方;长江三角洲、珠江三角洲和东北老工业基地等部分区域土壤重金属污染突出。西南、中南地区土壤重金属超标范围大;隔、汞、砷、铅含量分布呈现从西北到东南逐渐升高的趋势。在有色金属长期开采的地区,金属冶炼以及含重金属的工业废水废渣排放造成土壤污染,导致粮食重金属超标。最近令人担忧的“镉大米”和重金属蔬菜事件还萦绕在人们的心里。

三、土壤重金属的危害

土壤重金属产生的危害主要有以下几个途径:(1)暴露的土壤受到重金属的污染,通过土壤影响植物,又经过食物链为动物和人类所吸收。(2)通过降水作用使重金属溶于雨水中,通过雨水的沉降地表和地下径流使水体发生污染。(3)外界环境条件因素的刺激下提高了土壤中重金属的活性,使重金属较容易为植物吸收利用通过食物链进而对人类和动物产生毒害作用。(4)为提高土壤肥力和病虫害的防治,往往会在植物生长期添加含有微量重金属的化肥和农药,植物会吸收部分重金属,进而进入食物链而导致动植物受害。据国家环保局统计,中国每年重金属污染的粮食达1 200万吨,直接经济损失200亿以上。

四、控制土壤重金属污染的对策和措施

(一)控制土壤重金属污染的对策

目前治理土壤重金属污染的技术主要集中在土壤修复,通常包括生物修复、化学修复、工程修复和农业修复。生物修复技术是最近十多年用于治理土壤重金属污染的一种技术,主要是指利用各种类型生物的分解和净化作用把土壤中的重金属分解成各种无机盐、水和二氧化碳的工程技术。这种技术通过两种途径来实现,一是通过生物各种形式的作用进而改变重金属的化学形态,使重金属得到固定或解毒,降低重金属在土壤中的活性不易被植物吸收;二是通过生物吸收、代谢达到对重金属的削减、净化和固定作用。生物修复技术主要包括微生物和植物的修复技术,其修复效果较好、投资较低、且易操作和便于管理,且不易产生二次污染。因而逐渐受到重视,成为重金属污染修复研究的热点。

化学修复是通过向重金属污染的土壤中施加改良剂,降低重金属生物的有效性而达到修复的目的。如果被污染的土壤呈酸性,可采用石灰、矿渣等碱性物质作为改良剂,达到酸碱中和,降低重金属的含量,从而有效降低植物体的重金属浓度[3]。如果土壤中Hg污染为主,可使Hg形成难溶性的碳酸汞、氢氧化汞或水合碳酸汞,明显降低汞的有效性和作物吸附[4]。在碱性土壤中施用磷酸盐类物质可使重金属形成难溶性磷酸盐。在一定PH值下,重金属能被铁、锰氧化物所固定。常见的用于治理土壤重金属污染的稻草、牧草、紫云英、家畜粪肥以及腐殖酸等,这些物质通过其活性与重金属元素Zn、Mn、Cu、Fe发生化学反应,降低重金属的有效性。

(二)控制土壤重金属污染的预防措施

各种土壤修复的措施都有各自的优缺点,比如工程修复虽然治理比较彻底,然而大量被污染的土壤被置换或覆盖,实施的费用非常高,不从根本上治理,被更新的无污染的土壤又很快再次被污染,并且还要对换出的污染土壤进行堆放或处理。其他的修复方法效果不是很好,局限的范围很小。所以如果不解决污染的源头,所有的治理都是治标不治本的措施,达不到根本解除土壤重金属污染的目的。因此,预防比治理更重要。

1.宏观上加大环保宣传力度和提高工艺水平

土壤重金属污染属于环境污染的重要组成部分,把环境保护概念写入学生教材,对国民进行全民生态教育。环境教育包括环保习惯和环境专业知识教育两个部分,家庭垃圾分类等习惯养成教育从幼儿园开始进行,环境专业知识教育贯穿整个教育体系。环境保护不能只依靠法律法规去强制执行,重要的是改变人们的观念,从根本上杜绝污染的源头。

2.微观上严格控制污染物的排放

土壤重金属污染主要是由工业“三废”排放,所以要严格控制污染物排放,城市和乡镇的新、扩、改建设项目要严格执行环境影响评价制度,以及污染物的总量控制系统,严格执行工业“三废”排放标准颁发的状态,尽量减少污染物的排放。化肥、农药、农用塑料薄膜含有重金属元素,建立一个科学合理的生产和使用技术规范,应该限制单位面积农田的数量,品种和施肥方法,更多的有机肥料和生物肥料,加强监测农田的化肥和农药残留。

参考文献:

[1] 庞奖励.西安污灌区土壤重金属含量及对西红柿影响的研究[J].土壤与环境,2001,(2):94-97.

[2] 郑喜.土壤中重金属污染与防治[J].地质通报,2002,(1):79-84.