重金属的污染现状十篇

发布时间:2024-04-26 00:33:43

重金属的污染现状篇1

贵州科技学校贵州省贵阳市550001

【摘 要】中药材制品在保证人类健康方面表现出重要意义。而中药材中重金属的限量针对药材是否可以进入国际草药市场发挥着至关重要的作用。本文主要针对中药材重金属污染的相关影响因素进行分析,并且针对当前污染现状研究有效措施进行必要的干预,最终有效确保中药材产业的快速发展。

关键词中药材;重金属污染;现状统计

我国中草药资源非常丰富,其针对推动经济社会的快速发展具有重要的意义。因为农业污水灌溉以及工业废水排放等因素的影响,导致一系列耕地土壤重金属出现了严重污染的情况,最终导致诸多中药材产品出现了重金属含量超标的现象。对此,当前针对中药材重金属污染情况较为严重,我国在中药出口方面也逐渐表现出一系列问题,为了能够有效确保中药材产业的顺利发展,本文主要针对中药材重金属污染现状予以综述。

1污染现状

伴随着中药事业的快速发展,中药以及相关制剂因为能够发挥疾病预防的效果以及疾病治疗效果被给予高度关注。当前重金属污染的情况较为普遍,针对重金属污染已成为国内外研究的重点。只有有效达到科学中药质量标准,最终才能够将中药质量可控性有效提高。在研究有效方法将制剂内在质量进行提高的过程中,不但需要针对相关的有效成分的质量进行认真要求,针对制剂中含有的有毒物质以及有害成分,需要进行必要的了解并给予限制。当前对人体表现出有害作用常见的微量元素主要包括铅元素、镉元素、汞元素、砷元素以及铋元素等[1]。对于此类有害元素在食品以及药品中均做出了明确的限制。除此之外,诸多国家在设定重金属限量管理过程中,锌元素、铜元素、锡元素、铬元素以及铝元素也被列入。我国中药材中重金属均表现出程度有所不同的污染,属于长时间并且较为复杂的一项难题,同中药材产地、中药材品种以及药材生长环境等诸多因素均表现出密切的关系,对此需要引起社会的广泛关注。

2不同类别污染情况

2.1植物药污染情况

在中药材中,植物药属于至关重要的组成部分,也是当前研究重金属较多的一种药材。因为植物药受到产地、药物品种以及对患者用药部位等诸多因素的影响,从而导致在重金属量方面表现出一定的差别。对于全草类、叶类以及地上部位的中药材,表现出的重金属污染现象较多,分析同全草类药材需要长时间暴露于空气中最终表现出污染现象存在诸多的关系。而对于种子类、花类以及果实类中药材,表现出的重金属污染现象较多,分析同其生长周期相对较短以及重金属于体内只能够进行短时间富集表现出一定的关系[2]。对于根类以及根茎类中药材,表现出的重金属污染水平相对居中,分析导致出现污染的原因为重金属对中药材灌溉用水以及土壤造成污染导致。对于植物药而言,入药部位的不同,表现出的重金属污染情况有所不同,分析除因为中药材同外界环境长时间接触之外,同不同部位针对重金属表现出的富集能力等均存在一定的关联。

2.2动物药污染情况

动物药主要指的是动物整体以及动物某一部分等供药用的中药。其因为受到生长环境以及相关因素的影响,导致重金属污染的现象逐渐严重。因为动物药来源主要为动物,而对于任何一种动物其生活环境以及生态系统较为恒定,对此无法利用植物药重金属限量标准对动物药进行衡量。所以需要针对动物药中重金属污染情况进行认真分析,能够确定有效的评价标准,为后期动物药使用的安全性做出充分的保障。

2.3矿物药污染情况

矿物药于我国的应用历史较为长久,诸多中药复方制剂中均含有矿物药成分。但是因为矿物药中重金属的含量问题,导致诸多含有矿物的中成药在市场上出现了排斥问题。因为重金属的问题导致中药产业的发展受到了严重阻碍。对于不同矿物药中,在重金属含量方面表现出一定的差异。针对矿物药中含有的重金属问题需要进行认真研究,确定有效方法对重金属污染问题进行评价,最终有效确保临床用药的安全性[3]。

3干预措施

伴随着工业化进程的快速推进,中药材中重金属污染的现象日益严重,针对当前重金属污染的情况,提出以下几点干预措施:(1)对中药材Gap法规体系进行不断完善。将Gap基地覆盖面积以及中药材种植品种进行有效扩大,在进行中药材种植以及中药材栽培过程中,需要对生长环境进行密切检测,最终保证中药材繁育基地的生态环境良好。(2)研究中药材快速检测方法。有效研究中药材快速检测方法对中药材重金属进行测定,能够做到实地检测以及实时检测。从而针对中药材中包括的重金属进行认真的监督管理,确保患者临床用药的安全性。(3)针对遭受污染的中药材产地实施修复。选择对应的措施对污染产地实施修复。例如选择物理修复的方法、微生物修复的方法以及植物修复方法等。最终能够获得理想的修复效果。(4)对中药材重金属限定标准进行完善。有效创建合理以及科学的重金属限量标准对中药材用药进行准确衡量,能够针对重金属风险进行仔细评估,最终有效确保中药材的用药安全。

4总结

总而言之,针对中药材重金属安全进行认真评价,对中药材安全用量进行认真分析,最终有效促进中药材产业的快速发展。

参考文献

[1]韩小丽.土壤重金属污染及其化学修复对中药材生长及质量的影响[D].河南大学,2013,59-60.

重金属的污染现状篇2

关键词:垃圾场;渗滤水;重金属;污染

基金项目:云南省应用基础研究自筹经费项目(编号:2010ZC090)资助

作者简介:吴明(1987―),女,西南林业大学环境与科学工程系硕士研究生。

通讯作者:贝荣塔(1965―),男,广西昭平人,硕士,副教授,主要从事土壤学、环境污染及环境生态等方面的教学与研究工作。

中图分类号:X143

文献标识码:a

文章编号:16749944(2011)10009303

1引言

自20世纪20年代以来,随着采矿、冶炼、化工、电镀、电子等行业的发展,以及民用固体废弃物不合理填埋和堆放,大量化肥、农药的施用,使得各种重金属污染物进入到生态环境当中。许多发展中和发达国家,都面临着同样严重的重金属污染问题[1]。据我国环保部门统计,从2009年至今,我国已经连续发生30多起特大重金属污染事件。从2006年甘肃徽县铅中毒事件到2010年江苏盐城大丰市儿童血铅事件;从2009年湖南娄底双峰县某公司违法转移铬渣引起铬污染事件到2011年云南省铬渣入水库事件[2],重金属污染事件的频繁发生,已经对人们的生存构成威胁,因此引起人们高度重视。

重金属是指原子密度大于5g/cm3的金属元素,大约有40种,主要包括Cd、Cr、Hg、pb、Cu、Zn、ag、Sn等[3]。因此,一般认为不超过一定浓度的重金属都不会对人体造成危害。但是重金属由于不能被生物降解,通过食物链的富集后进入人体。当达到一定浓度后就会对人体造成伤害[4]。实验证明铅是重金属污染中毒性较大的一种。一旦进入人体很难排除。铅不仅能直接伤害人的脑细胞,特别是胎儿的神经系统,造成先天智力低下,甚至有致癌、致突变作用[5]。镉可以导致高血压,引起心脑血管疾病,破坏骨骼和肝肾,引起肾功能衰竭。砷是砒霜的组成之一,有剧毒,会致人迅速死亡,长期少量接触,会导致慢性中毒,并有致癌性[6]。因此,加强对重金属污染治理的研究对社会的可持续发展具有重要的意义。

2野外采样与测试分析

2.1研究区域自然概况

东郊垃圾填埋场位于昆明市东南方向官渡区阿拉乡白水塘村,是目前昆明市主城区生活垃圾处理两大基地之一。该区域位于白水塘村东南方向,东经102°51′36″~102°52′12″,北纬24°58′48″~25°0′0″,东西宽约1000m,南北长约500m,占地面积约为0.48km2。该区域地形复杂,平均海拔为2000m,属低纬度高海拔地区。

本区域气候属北纬亚热带气候,夏无酷暑,冬无严寒,四季如春,分为明显的干、湿两季。平均气温14.5℃,最热月平均气温19.7℃,最冷月平均气温7.5℃。全年降水量约1031mm,相对湿度为74%。全年无霜期近年均在240d以上。全年晴天较多,日照数年均2445.6h,日照率56%.终年太阳投射角度大,年均总辐射量达129.78kCal/cm2,其中湿季62.78kCal/cm2,干季67kCal/cm2。该区域自然土壤为红色土壤,堆填区无植被覆盖,垃圾场四周植被稀疏,多为草本植物和小灌木,乔木以低龄松树为主。

2.2样品采集

实验材料来源于昆明市东郊垃圾填埋场的渗滤水处理厂。该处理厂采用的处理方法是利用露天过滤池对渗滤水进行过滤,同时进处理车间进行处理,然后将处理后的水排入处理后水池,最后排入环境。

在渗滤水处理厂中布点采样,布点见图1。用塑料瓶分别在各池和蓄积雨水地采集渗滤水水样。在二级未过滤水池、一级未过滤水池、原水池、处理后水池以及蓄积雨水地取的水样分别标号为1、2、3、4、0,其中1、2、3、4号水样分别取4个重复,0号水样取两个重复。水样存放于实验室内,待分析测定。

2.3测试分析

2.3.1水样中铜、锌、铅、镉等测定分析过程

铜、锌、铅、镉等金属的测定分析采用原子吸收分光光度法[7~8]。使用仪器是北京瑞利原子吸收分光光度计[9]。水样预处理:取50mL水样放入100mL烧杯中,加入浓硝酸5mL,在电热板上加热消解(不要沸腾)。蒸至10mL左右,加入5mL硝酸和2mL高氯酸。继续消解,直至1mL左右。如果消解不完全,再加入5mL硝酸和2mL高氯酸,再次蒸至1mL左右。取下冷却,加水溶解残渣,通过中速滤纸滤入50mL容量瓶中,用蒸馏水稀释至标线。分别在原子吸收分光光度计上测定吸光度[10]。

2.3.2水样中砷的测定分析过程

水样中砷的测定采用二乙氨基二硫代甲酸银分光光度法[7~8]。使用的仪器是北京普析tU-1800紫外分析光度计[9]。取50mL水样放入100mL烧杯中,加入4mL浓硫酸和5mL浓硝酸。在电热板上加热消解至产生白色烟雾。如溶液不澄清,可再加5mL浓硝酸,继续加热至溶液澄清。取出冷却,定容到50mL容量瓶中。把消解液倒入砷发生器中(预先接好),加入4mL碘化钾,2mL氯化亚锡,摇匀,放置15min。取5mL吸收液置于干燥的吸收管中,插入导气管,与砷发生器中迅速放入4g无砷锌粒,并立即将导气管与发生器连接好(保证连接处不漏气),在室温下反应1h,使砷完全释出。反应完全后,用三氯甲烷将吸收液体积补足到5mL[10]。

3结果与分析

3.1渗滤水中主要重金属成分及含量

通过用北京普析tU-1800紫外分析光度计和北京瑞利原子吸收分光光度计分析,得到了垃圾渗滤水中的主要重金属成分及含量(表1)。

注:0.0000代表未检出

由表1看出,昆明市东郊垃圾填埋场渗滤水处理厂中渗滤水中主要重金属包括砷、铬、铜、锌、铅、镉、锰。从平均值可以看出,重金属含量从高到低依次是铅、锰、锌、镉、砷、铬、铜。随着分级的处理,1、2、3号池中重金属砷、铬、铜、锌、锰的含量逐步降低,镉的含量有少量降低,而铅的含量有所波动。在4号池中,除了铅的含量不稳定外,各重金属的含量均是降低的。由0号水样数据可以看出,除了铅,其他重金属含量均与4号相近。由此,可以推断出东郊垃圾场渗滤水处理厂所采用的露天蒸发等处理技术对铅的去除力不明显,对其他金属的去除力较明显。

3.2渗滤水中重金属污染状况

3.2.1地表水环境质量

地表水环境质量标准(GB3838-88)[2]规定,依据地面水水域使用目的和保护目标将其划分为5类。该区域用水属于农业用水区及一般景观要求水域,应该执行Ⅴ类标准。本区域中地表水包括过滤池池水和蓄积雨水。根据标准限制不同,将数据分为两组,分别对比(表2)。

3.2.2砷、铬、镉达标状况

结合图2和表2,可以看出,水样在进处理车间前,即水在过滤池内时,除铬外,其他重金属的含量均不能达到Ⅴ类标准。而蓄积雨水中,镉含量不达标,砷、铬含量达标。

3.2.3铜、锌、锰、铅达标状况

结合图3和表2,可以看出,水样在过滤池内时,铅的含量严重超标,铜和锌含量微小,锰的含量只在原水中超标。而蓄积雨水中,除铅外,其他重金属含量均远远小于标准值。

可以得出,从重金属方面看,水样在进处理车间前,砷、镉、铅含量达不到Ⅴ类标准,其他重金属达标;在蓄积雨水中,镉、铅达不到Ⅴ类标准,其他重金属均达标。渗滤水水质达不到Ⅴ类标准,处理后也不能达到Ⅴ类标准,不能用于用水。蓄积雨水,也达不到Ⅴ类标准,可见当地地表水已被污染。

图3铜、锰、铅、锌含量おお

3.3渗滤水中重金属排放状况

根据污水综合排放标准(GB8978-88)[2],按地面水域使用功能要求和污水排放去向,对地面水水域和城市下水道排放的污水分别执行一、二、三级标准。该区域用水属于农业用水,对应标准中的一般保护水域,因此执行二级标准。将排放处测定值与测定标准进行比较,见表3。

表3污染物最高允许排放浓度及测量数据比较mg/L

asCuZnpbCdmnCr

排放处测定值0.0130.00000.00000.3650.09630.09850.8846

第一类污染物0.51.00.11.5

第二类污染物(二级标准)1.05.05.0

结果达标达标达标达标达标达标达标

东郊垃圾场渗滤水处理厂处理后水样中7种主要重金属的含量均低于污染物最高允许排放浓度,可以排放进入环境中。从而推断出渗滤水原水必须经过处理后才能进行排放,否则会对环境造成重金属污染,因此垃圾场渗滤水处理厂的建设是非常必要的。

4结语

昆明市东郊垃圾填埋场渗滤水处理厂中渗滤水中主要重金属包括砷、铬、铜、锌、铅、镉、锰。从平均值可以看出,重金属含量从高到低依次是铅、锰、锌、镉、砷、铬、铜。处理技术对铅的去除力不明显,其他重金属均较明显。可见该渗滤水处理厂需改进技术,加强对铅的去除能力。

从重金属方面看,水样在进处理车间前,砷、镉、铅含量达不到Ⅴ类标准,其他重金属达标;在蓄积雨水中,镉、铅达不到Ⅴ类标准,其他重金属均达标。

(1)渗滤水中含有多种重金属污染物,对于难去除的重金属应该特别对待,建议在露天蒸发过程中应对过滤池进行防渗处理。

(2)昆明在雨季时,降雨量较大,此时应该对渗滤池进行保护,以防正在进行过滤的渗滤水溢出,进入河水或者水库,污染更多水体。

(3)建议相关政府部门加强对垃圾场环境的宣传及管理工作,发动周边群众一起监督垃圾场的工作。

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StudyonCurrentSituationofHeavymetalpollutioninLandfillLeakagewaterineasternSuburbsofKunmingCity

wuming,BeiRongta,LiJing

(environmentalscienceandengineering,Southwestforestryuniversity;KunmingYunnan650224,China)

重金属的污染现状篇3

摘要:通过对襄阳市16个点位农田土壤实地调查、采集及实验室分析测定其重金属含量,采用单项污染指数法和综合污染指数法,评

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[9]黄顺生,廖启林,吴新民,等.扬中地区农田土壤重金属污染调查与评价[J].土壤,2006,38(4):483~488.

重金属的污染现状篇4

关键词:土壤重金属;城市绿地;污染评价;包头市

中图分类号:X53;X825文献标识码:a文章编号:0439-8114(2016)16-4124-05

Doi:10.14088/ki.issn0439-8114.2016.16.013

城市化发展和城市人口的高度集中给土壤环境带来了严重的破坏,土壤重金属污染日益严重。在工业发达地区,土壤重金属含量要比自然本底值超出几倍甚至更高。城市重金属污染以Cu、Zn、pb、Cd和Cr最为常见,如广东韶关、湖南株洲和广西龙江均发生过严重的Cd污染事件,湖南郴州、陕西凤翔和安徽怀宁均发生过严重的pb中毒事件,可见重金属污染问题在中国局部地区形势非常严峻。

重金属具有难降解、移动性差和易富集等特点,是土壤长期、潜在的污染物,且其可通过大气、水体或生物链直接或间接地进入人体,危害到人类的健康[1,2]。因此,土壤重金属污染逐渐备受人们的关注,有关重金属污染和治理的研究日趋深入,研究范围也越来越广。目前土壤重金属的研究方向已由传统的农林业转向城市,对象涵盖城市工业区、郊区、农田、矿区以及逐渐受到重视的城市绿地等。

包头市作为典型的重工业城市,土壤重金属污染现象较为严重。目前有关包头土壤重金属的研究主要集中在农田、郊区、工厂企业周边和矿区等,对城市绿地的研究则较少[3-8]。鉴于此,本研究以包头市典型城市绿地为研究对象,通过采集分析土壤中的Cu、Zn、pb、Cr、Cd5种元素的含量,并使用污染指数法、地累积指数法、潜在生态危害评价法和生物毒性单位法对包头市典型城市绿地重金属污染进行评价,以期为包头市城市土壤环境的保护及土地资源的合理利用提供一定的依据。

1材料与方法

1.1样品采集

2014年10月,根据在包头市区内的实地调查,选取受人类活动影响较大的包钢公园、赛罕塔拉城中草原、南海湿地公园和八一公园作为研究对象。用竹铲采集地表0~20cm的土壤样品不少于1kg,保存于聚乙烯塑料袋中,注明采样日期、地点等。为避免土壤分布不均造成的影响,根据相应区域的地形特点,用梅花布点法或蛇形布点法随机采集4~5个样品进行混合。

1.2样品的处理及分析

土壤样品在室内自然风干后,用木棍细细碾压,剔除植物残体、碎石等杂质,混匀后,过20目和100目尼龙筛,装入聚乙烯塑料袋中保存待测[9]。

利用HCl-Hno3-HF-HClo3(优级纯)对样品进行消解,定容后采用火焰原子吸收分光光度法和石墨炉原子吸收分光光度法分别对Cu、Zn、Cr(GB/t17138-1997,HJ491-2009)和pb、Cd(GB/t17141-1997)进行测定。试验所用Cu、Zn、pb、Cr、Cd的标准液均购于国家物质研究中心,所用玻璃器皿和塑料器皿均用10%硝酸溶液浸泡24h,然后用超纯水洗涤;消解过程中设置空白样品,分析过程均加入国家标准土壤参比物质(GSS-1)进行质量控制。

2结果与分析

2.1土壤中重金属含量

将“1.2”中测得土壤重金属含量列于表2。与内蒙古土壤背景值相比,Cu、pb、Cd在4个研究区域均偏高,Zn在包钢公园和赛罕塔拉城中草原偏高,Cr在4个区域均低于背景值;与全国土壤背景值比较,Cd在4个区域均偏高,pb、Zn仅在赛罕塔拉城中草原偏高,Cu和Cr未达到背景值。综上分析,4个区域Cd污染现象普遍,其次是pb和Cu,部分区域出现Zn污染,Cr处于清洁状态。

2.2内梅罗综合污染指数法评价结果

根据式1、式2并结合单因子和内梅罗综合指数法评价标准(表3)可知,除Cr外,包钢公园其余重金属均为轻污染;赛罕塔拉城中草原pb和Cd为重污染,Cu和Zn为轻污染,而Cr处于清洁状态;南海湿地公园Cd处于重污染状态,pb处于中污染状态,Cu处于轻污染状态,Zn和Cr处于清洁状态;八一公园Cd处于重污染状态,Cu和pb处于轻污染状态,Zn和Cr处于清洁状态。在4个研究区域污染程度依次为Cd:南海湿地公园>赛罕塔拉城中草原>八一公园>包钢公园;Cu、pb:赛罕塔拉城中草原>南海湿地公园>包钢公园>八一公园;Zn:赛罕塔拉城中草原>包钢公园>南海湿地公园>八一公园。内梅罗综合指数评价结果为:南海湿地公园>赛罕塔拉城中草原>八一公园>包钢公园,说明人为活动的影响是巨大的。

2.3地累积指数法评价结果

由“2.1”和“2.2”结论可知,包头市并未出现Cr污染,故地累积指数法仅对Cu、Zn、pb、Cd4种重金属进行评价。根据式3和地累积指数法评价标准(表4)可知,5种重金属元素的地累积指数范围为:igeo(Cd)0.26~2.05,igeo(pb)0.53~1.45,igeo(Zn)1.11~0.04,igeo(Cu)0.40~0.02。4个区域的土壤样品均受到不同程度的Cd污染,其中南海湿地公园为中-强污染,赛罕塔拉城中草原和八一公园为中污染,包钢公园为轻污染;pb除在赛罕塔拉城中草原为中污染外,其他3个区域表现为轻污染或者无污染;其他两种重金属在4个区域表现为轻污染或者无污染。

2.4潜在生态危害指数评价结果

对包头市典型城市绿地土壤潜在生态危害指数及风险程度进行评价(表5)可知,Cd在赛罕塔拉城中草原和南海湿地公园处于很强的潜在生态危害,在八一公园表现为强潜在生态危害,在包钢公园处于中等潜在生态危害;而研究区域Cu、Zn、pb、Cr均处于轻微潜在生态危害状态,其中pb和Cu在以上评价中因含量超过背景值较多而表现出较重的污染,但因其毒性系数较小,仅为Cd的1/6,表现出较低的潜在生态危害。通过比较Ri可知,除包钢公园处于轻微潜在生态危害以外,其他3个研究区域均处于中等潜在生态危害,表明包头市城市绿地已经受到很大程度的人为污染。

2.5土壤重金属生态毒性评价结果

土壤重金属含量超过最低效应(LeL,当重金属含量低于LeL时,不利于生物生长的毒性效应很少发生[14])或严重效应(SeL,重金属元素含量高于SeL时,不利于生物生长的毒性效应将频繁发生[14])阈值时,会对生态系统产生不同程度的环境风险和毒性效应[12,13]。通过与土壤重金属产生的生态阈值(表2)对比发现,评价的5种重金属元素在所有研究区域内均未超过SeL,但Cu在4个研究区域、pb在赛罕塔拉城中草原均超过了LeL,Zn、Cd则在4个研究区域均未超过LeL。

根据土壤重金属含量与SeL的比值累积得到土壤重金属毒性单位(∑tU),见图1。由∑tU可知,4个区域的土壤毒性排序:赛罕塔拉城中草原>南海湿地公园>包钢公园>八一公园,其中4个研究对象土壤∑tU

3讨论

研究结果发现,污染严重的主要为南海湿地公园和赛罕塔拉城中草原区域,这可能是由于这两个区域作为旅游区人动密集,且南海湿地公园位于包头二里半机场附近造成其浓度较高。

不同的评价方法在计算手段和侧重点上的不同导致所得结果有所不同。尤其是毒性单位法与其他3种方法评价结果有很大不同,结果显示包头市城市绿地重金属污染较轻,无急性生物毒性。前3种评价放大都表明Cd是4个研究区域污染最严重的元素,但Cd对土壤毒性的贡献却不大,主要是由于Cd的SeL(10mg/kg)相对较大,导致其毒性值较小。宋玉芳等[17]研究也表明蔬菜对Cu的毒性效应最敏感,而对Cd的毒性效应不敏感,在大量吸收Cd的情况下仍能良好地生长。

4结论

在4个研究区域,Cd均超过土壤背景值;pb、Cu偏高于内蒙古土壤背景值,在赛罕塔拉城中草原pb、Zn超过全国土壤背景值;Zn在包钢公园和赛罕塔拉城中草原高于内蒙古土壤背景值;Cr均未超过土壤背景值。

单因子和地累积指数法评价结果为在4个研究区域Cd污染最为严重,其次是pb,其他3种重金属表现为无污染或者轻污染;内梅罗污染指数显示除在包钢公园为轻污染外,其他3个区域均表现为重污染。

Cd在4个区域均为中等以上的潜在生态危害,其他4种重金属处于轻微潜在生态危害;除包钢公园整体处于轻微潜在危害外,其他3个研究区域均处于中等潜在生态危害。

土壤毒性大小为赛罕塔拉城中草原>南海湿地公园>包钢公园>八一公园,但其均表现为无毒性。

参考文献:

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重金属的污染现状篇5

论文关键词:城市土壤,重金属污染,污染治理

 

引言

城市是人类社会经济发展的必然产物。从18世纪以来人口不断向城市集中。如今随着各国工业迅猛增长,社会经济飞速发展,城市的数目和规模均不断扩大[1]。而城市环境是一个以人为中心的城市经济、社会生态的复合生态系统。目前,城市人口剧增,人类活动频繁污染治理,使得组成这个环境的水、空气和土壤时刻处于被污染的状况之下,影响着城市的可持续性发展中国。所以,建设一个绿色健康的城市环境是城市可持续发展的必然方向。

城市土壤是指受多种人为活动的强烈影响,原有继承特性遭到强烈改变的厚度大于或等于50cm的城区或郊区土壤[2],是城市环境的重要组成部分,是城市生态系统地球化学循环的重要环节[3],也是城市赖以存在发展的物质基础。当大量的重金属随着各种各样的人类活动进入城市土壤中,便造成这些元素在土壤中的积累。一般认为,土壤中污染物累积总量达到土壤环境背景值的2或3倍标准差时,说明土壤中该污染元素或化合物含量异常,已属土壤轻度污染;当土壤污染物含量达到或超过土壤环境基准或环境标准时污染治理,说明该污染物的输入、富集的速度和强度已超过土壤环境的净化和缓冲能力,则属重度土壤污染。由于城市人口密集,人类活动频繁,与土壤接触的机率很高,所以城市土壤的重金属污染更容易通过大气、水体或食物链而直接或间接地进入人体,威胁着人类的健康甚至生命。因此,研究城市土壤重金属污染现状并提出相应的治理对策是可持续发展城市所必需进行的重要的基础工作。

1.城市土壤重金属污染的现状

2.1空间分布特征

由于城市土壤受人类各种活动的强烈影响,因此其重金属污染分布也呈现出

显著的空间差异。一般地,人口聚集的城市中心区域土壤重金属含量明显高于郊区和农田。对纽约市“市区-郊区-农区”土壤研究发现,重金属离子总量、重金属离子多样性等随着距市中心距离的增加而降低,重要污染重金属pb、Cu、ni、Cr的含量下降非常明显[4]。

在城市不同的功能区污染治理,重金属分布呈现出一定的规律性。一般的规律表现为:pb的浓度为老工业区>老居民区>商业区>开发区>其它;Zn的浓度为老居民区>商业区>老工业区>其它;Cu的浓度为老居民区>商业区>其它;Cd的浓度为老工业区>老居民区>其它[5-7]中国。

城市公园是人们与土壤直接接触较多的特殊区域。北京城区三十多个公园土壤pb质量分数调查表明,尽管大多数公园土壤污染程度轻,但客流量大的故宫、颐和园等著名公园污染指数却远远高于其它公园[8]。

城市土壤重金属污染的另一特征是公路两侧一般为城市土壤重金属污染最严重的地带,且呈明显的带状分布[9]。在50m~80m内公路两侧土壤中铅污染相当严重,100m外土壤中的铅含量没有明显增加[10]。

此外,建筑物的建设、垃圾的堆积填埋等严重破坏了自然土壤结构,土壤层次凌乱,重金属在其垂直剖面方向分布变异较大,不同功能区重金属元素在土壤中各层的聚集状况没有规律可循[11,12]。

2.2城市土壤重金属污染的来源

矿产冶炼加工、电镀、塑料、电池、化工等行业是排放重金属的主要工业源,其排放的重金属可以气溶胶形式进入到大气,经过干湿沉降进入土壤;另一方面污染治理,含有重金属的工业废渣随意堆放或直接混入土壤,潜在地危害着土壤环境[13]。随着城市化发展,大量污染企业搬出城区,原有的企业污染用地成为城市土壤重金属污染的突出问题[14]。

燃煤释放也是土壤重金属重要来源之一,195年中国燃煤排放汞302.9吨,其中向大气排放量为213.8吨,北京、上海等超大城市排汞强度较高[15]。虽然近些年燃料使用及供暖方式的改变已明显改善这些城市的空气污染状况,但过去燃煤释放并已沉降至城市土壤中的重金属对城市生态系统、环境及人体健康仍会产生长期效应。

随着城市化发展,交通工具的数量急剧增加,汽车轮胎及排放的废气中含有pb、Zn、Cu等多种重金属元素[16,17],进入周围的土壤环境污染治理,成为土壤重金属污染的主要来源之一。此外,雨水淋洗也会使市区内堆放的垃圾中的重金属以有效态形式[18]渗漏释放到土壤中,使城市土壤局部重金属含量增加中国。而表生条件下以有效态形式存在的金属元素几乎不可能再结合为残渣态,重金属在土壤中迁移能力增加,进而污染地下水。

2.3城市土壤重金属污染影响人体健康的途径

城市郊区是市区蔬菜的主要供应基地。因此,土壤-蔬菜系统是城市人群暴露土壤重金属污染的主要途径之一。目前研究发现中国城郊菜地土壤已受到不同程度的重金属污染[19,20],其供应的许多蔬菜中重金属含量已超过相应的标准。而西班牙的nadal等通过建立评价模型发现工业地区甜菜中Cr的积累与摄入有可能导致癌症发生率增加[21]。

城区内,土壤中主要种植的是观赏性或净化空气的植物,通过土壤-植物食物链对人体造成健康危害的可能性不大。但公园土壤与游人皮肤接触[22]、儿童摄取[22]、风起扬尘被人体直接吸入等成为城市土壤直接接触人体危害健康的又一个主要途径。研究发现[23,24]沙尘暴时,扬尘中来源于土壤的重金属元素pb、Zn、Cd、Cu等的浓度比平常高出3~12倍,可吸入颗粒物的质量浓度极高污染治理,人体吸入重金属的量因此增加。

2.城市土壤重金属污染的治理对策

城市土壤是城市生态环境的重要组成部分,是地球环境中进行物质、能量、信息交换的重要环节。当其中的重金属含量超过其环境承载力后,将通过地表径流、淋溶、大风扬尘等途径对地表水、地下水和大气环境产生危害。为了保证人类和谐地生活在高速发展的城市中和人类社会的可持续发展,寻找控制治理城市土壤重金属污染的有效方法势在必行中国。

3.1减少或切断重金属污染源,提高城市环境质量

在可持续发展理论和生态优先的原则下,改进生产工艺,实现绿色生产和循环经济,充分回收转换工业生产过程中产生的重金属有害物质,减少三废排放,禁止任意堆放工业生产的废渣,防止其中的重金属物质下渗到土壤或挥发到大气中。

减少煤的使用污染治理,开发清洁能源新技术,调整能源结构及能源供给方式,也是有效降低城市土壤重金属污染的有效措施。

分类收集处理城市垃圾,回收其中有用的重金属元素,在垃圾重金属不超标的情况下才能进行填埋、堆肥和焚烧。

3.2修复污染土壤,降低对人体的危害

由于土壤扬尘已成为城市大气重金属污染的主要来源。因此,可采取化学方法去除土壤中重金属。实验研究发现采用eDta溶液淋溶去除土壤重金属的同时还可以回收利用这些物质,因此其成为去除城市土壤重金属的一种极有应用前景的方法。

当然,生物修复污染土壤有着工程措施无法相比的优势。种植植物不仅可以覆盖城市土壤,减少土壤扬尘的机会,而且还美化城市景观污染治理,净化空气,同时根据污染城市土壤的重金属元素种类有目的地选择植物种类合理搭配,可切实有效地从根源上修复城市土壤中的重金属污染。

3.3建立城市土壤重金属健康评价标准

我国尚未制定出城市土壤重金属健康评价标准,不易界定城市土壤重金属污染,这不利于城市土壤不同功能的开发,因此应结合人体健康评估、土地利用方式和土壤中重金属赋存状态加大对城市土壤重金属健康评价体系研究的力度,尽快建立相应完整的评价标准,实现对城市土壤正确的评价,以便帮助政府相关部门制定出合理的法规,有效地保护、管理城市土壤和正确指导城市土壤的合理开发。

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重金属的污染现状篇6

关键词重金属;河道整治;修复;东大沟上游河道;甘肃白银

中图分类号X522文献标识码a文章编号1007-5739(2013)16-0224-01

白银市地处黄河中上游,东大沟地区作为白银市的主要工业区之一,流域内分布着以资源开发、加工为主的有色金属、化工行业企业,流域周边企业排放废水和废渣中含有大量重金属,重金属具有高度迁移性,长期堆置不仅造成大量有价金属流失,而且对土壤、地下水等周边生态环境构成潜在污染威胁[1]。

1东大沟污染现状

1.1水环境质量现状

东大沟流域多个断面水质监测数据均不能满足《污水综合排放标准(GB8978-1996)》中一级标准的要求。水质偏酸,氟化物含量超标,上游Zn、Cd的污染较为突出,下游CoD、Cu、as污染显著。

1.2土壤质量现状

东大沟上游有色金属加工企业重金属粉尘、尾水、废渣排放,导致河岸两侧土壤中重金属严重超标,土壤中重金属主要富集在地表以下0~20cm,部分区域污染深度达到50cm,土壤污染现状呈现以Zn为主的多种重金属复合污染现象。

1.3底泥质量现状

底泥的污染来源于有色金属加工企业冶炼废渣堆放以及含重金属废水排放,通过对底泥样品的采样调查,底泥中重金属as、pb、Cu、Zn的含量最高值均高于加拿大制订的noaa标准,pb、Zn2种重金属的最大峰值分别出现于20、80cm,而Cu的最大峰值则出现于40、80cm,as的最大峰值出现于80cm。

2治理工艺及技术可行性

重金属污染河道治理工程主体工艺包括废渣及表层污染底泥异位贮存,表层污染底泥重金属固化/稳定化修复工程以及重金属污染植物修复[2-3]。

2.1废渣及表层污染底泥异位贮存

2.1.1治理工艺。由于河道自身情况较为复杂,底泥的深度也难以在抽样调查中完全体现,根据已有的调查数据,研究区域河道底泥挖掘深度拟定为50~120cm,具体的挖掘情况应根据现场挖据底泥的颜色等进行定性判断,并且在挖掘过程中对50cm深度的底泥进行再次取样分析,如果效果仍不能达标,需要继续向下挖掘,具体深度视分析结果而定。

河道疏浚的目的是对污染底泥沉积层采用工程措施,最大限度地将储积在该层中的污染物质移出,改善水生态循环,遏制自然水体退化。该次治理区域大部分底泥含水量较低,为了不增加底泥的水力负荷以及废水处理强度,采用机械疏浚的方式,底泥自然蒸发脱水干化与废渣密闭运至弃渣场妥善处置。

2.1.2技术可行性。含Cu、pb、Zn、as等重金属的废渣、底泥及土壤均未列入《国家危险废物名录》。根据对研究区域废渣及表层污染底泥的重金属浓度监测,pH值均在6~9,未超出《危险废弃物鉴别标准——浸出毒性鉴别(GB5085.3-2007)》中要求的pH值范围,属于一般工业固废。采用异位贮存方式是一种最为经济、适宜处理大量工业废渣且不受工业废渣种类限制的处理方式。

2.2表层污染底泥重金属固化/稳定化修复

2.2.1治理工艺。通过采样分析,选取含as、Zn、Cu、pb等重金属离子污染程度均严重区域底泥进行固化/稳定化修复,由于底泥中含有as、Zn、Cu、pb等多种重金属离子,且所含各种重金属离子的种类和含量存在不稳定性,为确保固化/稳定化处理达标,需要根据污染元素和污染浓度来选取药剂。

针对Zn、Cu、pb的固化,通过加入天然矿物质混合药剂,经氧化还原反应、矿化作用、分子键合反应和共沉淀反应将交换态重金属离子转化为重金属的单质、硅铝酸盐、硅酸盐和多金属羟基沉淀物等自然环境中极稳定的物质,防止其被植物的根系所吸收;针对as的固化,采样铁锰复合氧化物,经吸附、氧化作用,实现重金属污染底泥的固定化修复。

2.2.2技术可行性。固化/稳定化是向污染底泥、土壤或废渣中投加固化/稳定化制剂,改变土壤的酸碱性、氧化还原条件或离子构成情况,进而对重金属的吸附、氧化还原、拮抗或沉淀作用产生影响的稳定化技术,实现重金属污染土壤的修复。采用该工艺处理后底泥中重金属的浸出浓度低于一般工业固废的入场标准,满足pb浸出毒性低于5mg/L、Cu浸出毒性低于75mg/L、Zn浸出毒性低于75mg/L、as浸出毒性低于2.5mg/L的要求。

2.3重金属污染植物修复

2.3.1治理工艺。在清除废渣和浅层底泥后回填基质土种植重金属超富集植物,对剩余底泥和部分河岸进行植物修复。普通植物体内pb含量一般不超过5mg/kg,Cu的正常含量为5~20mg/kg,过量重金属对普通植物有很大的毒性,在Zn、pb、Cu复合污染土壤中,种植普通植物很难达到从污染土壤中快速清除Zn、pb、Cu复合污染物目的。因此,需要选择对重金属有较强耐受及吸收能力的植物作为首选修复物种,并且超富集植物必须适应白银市当地气候,能够在当地很好地生长,才能保证较好的修复效果[4]。根据白银市当地土质情况及需修复的土壤现状,选取的修复植物为枸杞、红柳、沙枣、国槐、火炬、垂柳、土荆芥、披碱草、芦苇、紫花苜蓿等。

研究发现,禾本科多年生草本植物披碱草具有修复pb污染土壤的潜力,狗尾草等对as有一定累积效果,且生物量大,为适宜的土壤重金属污染修复植物。紫花苜蓿等牧草对pb等有较强的富集能力,是土壤pb污染的理想修复植物,且拥有强大的根系和顽强的生命力,兼具水土保持效果,可用于干旱地区重金属污染的修复。灌木灯心草中的pb含量测定符合pb超富集植物,地上部分pb富集量大于1000mg/kg的临界标准,转运系数大于1,在重金属污染土壤修复方面具有潜在的应用价值。上述植物均为当地常见物种,可以很好地适应当地环境,确保生长,同时对重金属具有一定的修复效果。

2.3.2技术方案可行性。植物修复技术是利用植物来转移、容纳或转化污染物,通过植物的吸收、挥发、根滤、降解、稳定等作用达到土壤修复目的的方法,是一种成熟且发展迅速的清除环境污染的绿色技术[5]。该项目建设区表层50~120cm表层污染底泥、废渣经处理后,剩余底泥仍具有不同程度的污染,需种植适应在当地生长的重金属超富集植物,以达到较好的治理效果。植物修复技术成本低廉,能增加土壤有机质肥力,且环境扰动小,大面积处理易为公众所接受,并有很好的绿化作用。

3结语

由于长期遭受重金属毒害作用,东大沟河道生态功能已经完全丧失。针对东大沟典型重金属复合污染问题及生态脆弱的现状,采用异位贮存、固化/稳定化修复以及植物修复等重金属治理技术对区域内的底泥、废渣等介质进行无害化处理与处置,并建立重金属污染土壤植物修复示范区,可实现河道生态恢复和景观重建,初步恢复遭到重金属污染胁迫的东大沟河道生境。

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重金属的污染现状篇7

关键词:塌陷区;土壤;重金属;评价

Doi:10.16640/ki.37-1222/t.2017.02.119

1背景概况

随着经济的高速发展,各类含有重金属的污染物通过各种渠道进入土壤中,造成土壤中重金属富集。土壤中重金属会通过各种途径进入大气,水体以及动植物,进而在人体类富集,危害人类健康。随着近年来多地出现重金属污染影响人类健康事件的发生后,重金属问题日益被人们重视。

淮南矿业谢桥煤矿位于安徽省颍上县东北部,谢桥煤矿位于淮南煤田潘谢矿区西部,处于凤台、颍上两县交界,距颍上县城约20公里。并且隶属于安徽省淮南市矿业集团的谢桥矿区共划分为东一、东二、西一、西二四个采煤区,总面积大约为50km2[1]。

由于煤炭的过量开采,导致地面塌陷,从而出现采煤沉陷区这一环境问题。采煤沉陷区形成后,其巨大洼地在下雨积水后,形成了大面积的水域,并且随着时间的推移,水底逐渐长出水草并且产生微生物,由于附近居民在沉陷水域中养殖鱼类,使得之前的陆生环境完全演变为了水生环境。谢桥矿区采煤塌陷水域周边堆积的煤矸石矿山等给水体,给塌陷塘输入了大量的持续性有机污染物、重金属等[2]。随着后期煤炭开采规模的不断增加,沉陷区水域面积不断扩展,水体水质受到严重影响,渔牧业等也会受到影响,严重制约了当地经济水平和养殖业的发展[3]。

2材料与方法

2.1研究区域概况

研究区域位于安徽省淮南市谢桥矿区,谢桥沉陷水域主要分为西北沉陷水域和东南沉陷水域。所选择的土壤采样点位于沉陷水域的两侧,塌陷水域北侧依次分布5个采样点,南侧接近村庄和河流布设2个采样点(如图所示)。每个采样点采取1个表层土壤样品,土壤深度为0~20cm。

2.2样品分析测定

将土壤样品烘干研磨过0.149mm尼龙筛,称取0.5g样品置于聚四氟乙烯坩埚中,用去离子水润湿样品,然后加入10ml浓盐酸;在电热板上低温消解蒸发至剩5ml左右,加入15ml浓硝酸;接着加热使液体蒸发至粘稠状,然后加入10ml氢氟酸继续加热;坩埚中溶液快干时,加入5ml的高氯酸,继续消解至冒白烟,残渣呈现均匀的浅色取下坩埚,加入1ml(1+1)硝酸,加热溶解残渣,至溶液完全澄清,转入50ml容量瓶中,定容,过滤,上原子吸收分光光度计检测。

2.3污染评价方法

评价方法采用指数法,分别求出各重金属离子的单因子指数和区域土壤重金属的综合污染指数,对谢桥区塌陷水域各采样点的土壤中重金属污染现状进行评价分析。

(1)单因子指数法:国内外常用的评价方法之一,是用区域某污染物的实测值与土壤背景值进行相比,用比值表示该区域内此项污染物受污染的程度。

pi=Ci/Si

式中:pi为土壤中污染物i的环境质量指数;Ci为土壤中污染物i的实测浓度(mg/kg);Si为该区域土壤中污染物i的环境背景值(mg/kg)。

(2)综合指数法:采用内梅罗污染指数法计算其综合污染指数

式中:pn为内梅罗污染综合指数;maxpi为各项污染物中污染指数最大值;为各项污染物污染指数平均值。

根据单因子指数法和内梅罗综合污染指数法,可以将土壤重金属污染等级分为5个污染级别。

3实验结果与讨论

3.1土壤重金属检测结果

采样点土壤中重金属含量如下图所示:

由表2可知,1号采样点处各项理化性质含量均较高,主要原因可能是因为其距离河流较近,河流的汇入给塌陷区土壤带来大量的污染物质。由上面三个折线图可知,Hg、Cu、pb、ni、Zn和Fe在各点位土壤中分布较为均匀;Cd、Cr在各点位土壤中分布变化较大;4号采样点出Cd含量比其他点位高,可能与该处点源污染有关。谢桥区土壤中不同重金属平均污染程度为:Cd

3.2谢桥塌陷区土壤重金属污染评价

参照1997年杨晓勇等人对淮南市土壤重金属背景值的研究结果,分别计算淮南谢桥塌陷区土壤重金属单因子污染指数和综合污染指数[6]。

从单因子指数结果可知,研究地区土壤的重金属污染以Zn最为突出,7个采样点处污染以达到严重污染;4号采样点土壤中Cd也达到严重污染,5号点土壤中Cd指数也大于2,属于中度污染;并且大部分采样点中的ni污染均达到轻度污染,其他点属未污染。所有采样点处Cr和Cu的污染指数都小于1,属于未污染,说明塌陷水域附近基本无Cr污染;Hg除了6号点超过1,其他采样点处均未污染;1号点处pb指数超过1,其他点处土壤均未污染。总结为,谢桥塌陷区土壤重金属污染水平为Zn>Cd>ni>pb>Cu>Hg>Cr。

从内梅罗综合指数结果可以看出,谢桥塌陷区土壤各采样点污染程度为:tR004>tR007>tR001>tR005>tR002>tR003>tR006。各点处的综合污染指数均大于3,属于严重污染。因为内梅罗指数法中最大污染因子Zn值较大,故综合指数法夸大了重金属Zn值对土壤的污染。由于内梅罗指数法突出了污染指数最大的污染物对环境质量的影响和作用,此种计算方法对所得结果的影响很大,有些时候可能会存在人为夸大了一些因子的影响作用的情况,同时根据内梅罗指数法计算出来的综合污染指数,只能在一定程度上反映污染的程度而难以反映出污染的质变特征[1]。因此研究中,内梅罗综合指数法存在一定的局限性。

4结论

(1)谢桥区土壤中不同重金属平均污染程度为:Cd

(2)根据单因子指数法,谢桥塌陷区土壤重金属污染水平为Zn>Cd>ni>pb>Cu>Hg>Cr,以Zn污染较为突出。内梅罗指数法显示,谢桥塌陷区土壤各采样点污染程度为:tR004>tR007>tR001>tR005>tR002>tR003>tR006,并且内梅罗指数法在本项研究中适用性较低。

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重金属的污染现状篇8

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).

重金属的污染现状篇9

[关键词]重金属污染土壤水防治

[中图分类号]X52[文献标识码]a[文章编号]1003-1650(2013)08-0230-01

重金属对水体及土壤的污染形势是很严峻的,据资料显示,每年我国有1200万吨粮食收到不同程度的不同重金属的污染,直接经济损失超过200亿元,每年能多养活4000万人,并且这一数字还在逐年增长,这些污染大都是由于土壤或灌溉用水受重金属污染而造成,重金属污染有着较强的不可预见性,因此对其防治有很大的困难,而预防才是王道。

一、重金属的来源及其种类

1.重金属的来源

重金属的主要来源还是工业污染,当然,或多或少也有来自交通以及我们生活垃圾的污染,在工业污染中,来自化工行业的污染占了相当大的比例,其次就是发电厂、钢铁厂,最常见的就是工业中的三废:废水、废弃、废渣,三废当中含有大量的重金属及其化合物,不经处理便直接排放,直接导致水资源和土壤污染,当人们用了这种被污染的水去灌溉庄稼,在被污染的土地上种庄稼,就会严重影响庄稼的收成,重金属也就随植物链传到人类,对人们的健康造成了严重的影响[1]。近几年,有环保学者提出:中国的化工企业的工艺、设备、技术研发较落后,是造成污染严重的主要原因,而人为的环保意识以及地方保护环保意识的淡薄,加剧了污染,强化治理迫在眉睫。生产企业应放眼未来,倡导环保,化工生产过程尽量使用少污染和无污染的原材料。

2.重金属的分类

2.1汞污染

汞是一种唯一的在常温下为液态的金属,在自然界中普遍存在,一般动物植物中都含有微量的汞,因此我们的食物中,都有微量的汞存在,可以通过排泄、毛发等代谢,不影响健康。

但是,随着工农业的迅速发展,目前国内对汞的需求量还是很高的,问题在于这些重金属用完之后生成的其氧化物或杂质如何处理,过量的汞如何处理,这些都是问题的关键之处,据调查,每年因汞中毒而死亡的人数并不在少数,如何防范含汞废水进入农业用水系统,已经迫在眉睫,是我们不得不去面对的问题。

2.3铅污染

铅是一种柔软的白色金属,是我国最早发现的元素之一,很容易生锈,但不失光泽,铅在工业中最重要的用途就是制造蓄电池,因此,水资源和土壤中铅污染的主要来源就是人们对废弃蓄电池的随意丢弃,而铅的化合物,常被用于合成五彩缤纷的颜料,在铅的众多化合物中,最重要的就是四乙基铅,常用于汽油防爆剂,铅的毒性随量而增大,其主要是通过人的皮肤接触,或者是消化道、呼吸道等进入人体器官,铅含量多者可引起器官病变,铅的主要毒性表现在贫血,神经受到损伤或者造成肾功能不全,生活中的铅给我们带来了无限的色彩和快乐,但是食物中的铅却能给人带来痛苦。

二、重金属对水体及土壤污染现状

1.重金属对水体污染现状

水体中重金属污染物的来源十分广泛,最主要的是工矿企业排放的废物和污水。由于这些工厂排放的污染物数量大,分布范围广,因而受污染的区域很大,较难控制,危害严重[2]。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、亚急性中毒、慢性中毒等,对人体会造成很大的危害。在我国,最近的一起重金属污染事件是2011年3月中旬,浙江台州市路桥区峰江街道,一座建在居民区中央的“台州市速起蓄电池有限公司”引起168名居民血铅超标,是近几年来浙江发生的最严重的一次重金属污染事件,其原因就是电池公司将含有大量铅的废水排入河渠,渗入地下,居民喝了地下水之后铅严重超标,而作为最大的洋垃圾市场,台州市每年从垃圾中拆解的价值高达200亿人民币,但是拆解之后的剩余物却随意丢弃,丢弃的重金属垃圾对空气和水资源造成了严重的污染。目前,我国的重金属对水体的污染正在逐年加剧,如若不采取措施,不过十几年的时间,我们将生活在一个被重金属污染的世界,想治理都治理不完。

二、重金属对水体污染的防治措施

1.加快含重金属废水废气治理

废水和废气是化工行业最普遍的污染物,也是和人类息息相关的一些污染,针对这些废水和废气,怎么处理成为了一个棘手的问题,对于废水的处理,目前,有三种最为让人接受的方法,物理处理法,即利用污染物的物化性质来除掉废水中的污染物,化学处理法,是指利用化学反应原理处理或回收废水中的溶解物或胶体中的物质,包括中和,氧化,还原絮凝法。最后一种方法是生化处理法,这种方法是指利用微生物在废水中对有机物进行氧化分解的新陈代谢过程,包括活性污泥法,生物滤池,氧化塘等方法。

2.强化含重金属固体废物污染防治

固体废弃物是化工三废中种类最多数量最大的一种污染物,其每年排出的数量有数亿吨,破坏了植被,排入水源,对农业用水造成了严重的污染,进一步转化就会进入大气,化工废渣的种类繁多,成分复杂,处理方法并不像废水废气那样有成套的系统和装置。而是根据其化学组成选用不同的方法,对于有机化工废物的处理,目前,采用较多的方法有热分解法,焚烧法和再生利用法,近几年发展最受欢迎的是再生利用法,将废物经过多次的回收利用,将其中有用成分提取出来,加工成其他产品。其次就是对无极废物的处理,其主要方法有3种,分别是可以作为二次原料资源,或者是提取其中的有用成分用于农业生产,对那些没有什么利用价值或者已经提取有用成分的部分废物,可以再加工为建筑材料。

三、结论

目前,我国重金属对水体污染已经相当严重了,尤其是化工行业,是最主要的重金属污染源中,如若不及时治理,将对国民经济造成严重损失,对人们的身心健康造成巨大的伤害,因此,解决重金属污染问题已经迫在眉睫。

参考文献

[1]李然.水环境中重金属污染研究概述.四川环境,1997(16):18-22.

[2]李振.浅谈重金属水污染现状及监测进展.企业论道.

重金属的污染现状篇10

关键词:城市土壤;重金属污染;土壤环境

中图分类号:X53文献标识码:a

前言

因城市土壤吸收了工业污染源、燃煤污染源及交通污染源等释放的重金属,在一定程度上对人类的健康造成影响,且对地表水及地下水等水生生态系统造成污染,导致水质系统紊乱,所以土壤重金属污染问题在城市土壤研究中占据重要地位。目前,对城市土壤重金属污染采取有效的管理及治理措施是必要的,避免土壤重金属污染导致大气和地下水质量的进一步恶化及循环。

1我国城市土壤重金属污染危害分析

回顾性分析导致城市土壤出现重金属污染问题,其“罪魁祸首”多是由于人类日常活动造成的,如不同工矿企业生产对土壤重金属的额外输入及农业生产活动影响下的土壤重金属输入、交通运输对土壤重金属污染的影响等。自然成土条件也会对土壤重金属污染造成影响,如风力与水力的自然物理、化学迁移过程等带来的影响,又如成本母质的风化过程对土壤重金属本底含量的改变[1]。目前,我国很多大城市的土壤仍旧面临着铅、贡及镉等主要污染元素的继续污染,例如,北京、上海、重庆、广州等,土壤都受到不同程度的重金属污染。随着工业、城市污染的加剧以及农业使用化学药剂的增加,城市重金属污染程度日益严重,有关研究统计,目前我国受铅、镉、砷及铬等重金属污染的耕地及城市环境面积共约2000万hm2,占总耕面积的20%。随着土壤重金属污染面积的扩大,我国大量植物生长受到影响,植株叶片失绿,出现大小不等的棕色斑块,同时,根部的颜色加深,导致根部发育不良,形成珊瑚状根,阻碍植株生长,甚至死亡。此外,大量研究证实,土壤重金属污染影响农业作物的产量与质量,人类通过食用这些农作物产品会对健康及生命造成一定威胁。例如,体内重金属镉含量的增加会导致人类出现高血压,从而引发心脑血管疾病;基于铅属于土壤污染中毒性极高的重金属,临床验证一经进入人体,将难以排出,从而影响身体健康,其能对人的脑细胞造成危害,尤其是处于孕期中的胎儿,其神经系统受到影响,导致新生儿智力低下;再者,重金属砷具有剧毒,人类长期接触少量的砷,会导致身体慢性中毒,是皮肤癌产生的明确因素。

2防治措施与发展展望

2.1综合措施的运用

应对城市土壤重金属污染问题采取必要的措施,现阶段采用物理化学法结合生物修复法的综合措施进行干预。顾名思义,物理化学法即是运用物理、化学的理论知识研究出治理土壤重金属污染的有效方法。基于土壤重金属污染前期,污染具有集中的特点,易采取的方法为电动化学法、物理固化法。通常采用物理化学法治理重金属污染重且面积较小的土壤,过程中能体现物理化学法效果显著且迅速的特点。例如,我国对城市园林土壤重金属污染,采用物理化学法进行干预,减少了园林植株受损的数量。但对于重金属污染面积过大的城市园林不易采用物理化学法,因土壤污染面积过大,致使人力与财力的投入量增加,且易破坏土壤结构,从而降低土壤肥力。利用生物的新陈代谢活动降低土壤重金属的浓度,使土壤的污染环境得到大部分或彻底恢复,这一过程称为生物修复。实践中,生物修复具有效果佳,无二次污染的优点,且能降低投资费用,便于管理,利于操作[2]。随着生物修复在治理污染问题中的技术运用逐渐推进,已纳入土壤污染修复方法中的焦点行列。

2.2发展趋势

现阶段,基于我国土壤重金属污染治理法中的生物修复法尚处于初级阶段,有待于提升其应用价值。就我国领土拥有丰富的植被资源而言,为尽可能保护植被资源,应尽快从植被中选取出能抵抗超量重金属的植物,并从能抵抗超量重金属的植物种类中选取相对应的突变体,从而构建起能抵抗超量重金属的植物数据库,并依次对数据库中的植物进行生理及生化的研究。在研究中,采用先进信息技术GpS加强城市区域土壤重金属镉、铅、砷及铬等含量的空间变异与分布控制研究。同时,对土壤中复合重金属污染中各元素间的作用与关系进行研究,从而不断优化物理化学法。

有关文献表明,我国城市土壤重金属污染治理在未来将会面向以下几方面发展,其发展趋势具有极大突破点。以我国各个城市土壤重金属污染的数据为依据,建立起综合的城市土壤数据库,以便于全面且彻底的开展城市土壤重金属污染的调查,有关内容包括:重金属的种类、含量、分布地段及其来源;着手于我国各个城市土壤中污染物质的含量研究,分析生物效应以及人类健康风险,从而为治理土壤污染问题奠定基础;土壤重金属污染涉及面较广,除影响生物及人类健康之外,对土壤、水质、空气质量及大自然整个生态系统都造成了不可避免的影响。因此,将这一课题纳入研究中是必要的,未来将面向对土壤重金属污染与地表及地下水、空气可吸入颗粒物含量与其性质存在的关系进行研究[3];不断优化判断重金属污染来源的相关技术;我国区域城市土壤重金属污染研究主要依据的工具是可视化计算机软件(GiS),利用其强大的空间分析功能与空间数据管理功能运用在判断重金属污染源及其分布地段的研究中,同时能对我国区域城市重金属污染的风险评估进行分析。

3结语

综上所述,对土壤生态系统的结构、功能与水、土、气、生等其他生态系统的友好关系进行维护是污染治理的前提。目前,我国土壤重金属污染治理正处于上升阶段,面向深化研究,势必探讨出更有成效的治理方法,使人们的生活及健康得到保障。

参考文献

[1]楚纯洁,朱正涛.城市土壤重金属污染研究现状及问题[J].环境研究与监测,2010,05(11):109-110.

[2]肖锦华.中国城市土壤重金属污染研究进展及治理对策[J].环境科学与管理,2010,04(12):136-137.