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土壤重金屬污染治理模板(10篇)

時間:2024-01-13 17:00:37

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土壤重金屬污染治理

篇1

關(guān)鍵詞:重金屬污染;治理;化學(xué)固化

中圖分類號:X53 文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A DOI:10.11974/nyyjs.20170230222

1 土壤重金屬污染危害

1.1 重金屬污染導(dǎo)致的危害分析

重金屬對土壤和水生態(tài)環(huán)境會造成嚴(yán)重的危害,在自然環(huán)境中,重金屬是不能被降解的,植物在生長過程中,會吸收到植物內(nèi)部,這樣對植物的生長發(fā)育帶來很大影響[1],不僅如此,人和自然是一個統(tǒng)一的整體,形成一個完整的食物鏈,如果人類誤食了這些植物,就會對人體造成傷害,重金屬危害性非常大,人體的微量元素含量都是有限的,如果超標(biāo),對人體是致命的傷害,人體中的蛋白質(zhì),核酸會和重金屬發(fā)生作用,進(jìn)而導(dǎo)致人體酶活性的下降,嚴(yán)重的情況還會消失,最終導(dǎo)致核酸結(jié)構(gòu)發(fā)生很大變化,甚至?xí)霈F(xiàn)基因突變的問題[2]。

1.2 分析當(dāng)前土壤中的污染情況

通過調(diào)查研究得知,農(nóng)業(yè)、工業(yè)、以及城市事故污染是重金屬主要的污染來源。比如在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程中,如果使用含有重金屬的水體進(jìn)行農(nóng)作物的灌溉,或者使用含有重金屬的化肥農(nóng)藥,對周圍的土壤都會造成嚴(yán)重的重金屬污染。而在工業(yè)方面,比如選礦采礦,還有冶煉和鍛造過程中,其操作的每一個過程都會產(chǎn)生重金屬,在排放的廢水廢氣以及廢渣中,如果不能很好的過濾消毒處理,那么水體進(jìn)入土壤中,也會有嚴(yán)重的重金屬污染[3]。在這種重金屬濃度嚴(yán)重超標(biāo)的情況下,會對周圍的空氣,水體,以及土壤造成嚴(yán)重的危害。而在城市當(dāng)中,污水處理廠是重金屬污染的主要來源,有關(guān)部門監(jiān)管不力,導(dǎo)致污水沒有達(dá)到國家標(biāo)準(zhǔn)就進(jìn)行了排放,大量的污水引入生活用水中造成污染。

2 土壤重金屬污染治理的化學(xué)固化分析

2.1 分析重金屬固化的原理

為了避免重金屬對土壤、地下水造成持續(xù)的污染,在應(yīng)用化學(xué)固化方法中,先要向被污染的土壤中添加固化劑,土壤中的活性就會被改變,這樣重金屬和土壤中的移釉素會相互結(jié)合,在外在形式下出現(xiàn)一定的固化現(xiàn)象,為了保證土壤有記性,遷移性等,必須進(jìn)行化學(xué)處理,恢復(fù)土壤的活性。化學(xué)固化作用后,土壤中的元素都有很大的改變,最終做到對污染土壤的修復(fù)。

2.2 沉淀在化學(xué)固化中的作用分析

在土壤中放入固化原料后,在不斷溶解中產(chǎn)生一定的陰離子,這些陰離子和重金屬相互結(jié)合,之后就開始出現(xiàn)重金屬沉淀,生物有效性等都開始降低。最為常用的固化劑有石灰石,作用機(jī)理是將土壤中的pH提高,這樣在其中重金屬元素發(fā)生沉淀,重金屬在土壤中其毒性會隨時浸出,石灰石可以減少浸出量,這樣重金屬就會被固定,不會將污染范圍繼續(xù)擴(kuò)大,控制污染的進(jìn)一步惡化。

2.3 吸附在化學(xué)固化中的作用分析

通過應(yīng)用化學(xué)固化方式,使用的化學(xué)元素作用在土壤層中后,這些固化材料對重金屬有一定的吸附作用,原理是吸附劑對吸附質(zhì)的質(zhì)點(diǎn)有很強(qiáng)的吸引作用,但是處理中分為化學(xué)吸附和物理吸附,其中的沸石是主要的添加劑,經(jīng)過科學(xué)人員的研究,沸石具有特殊的Si-O四面體結(jié)構(gòu),該結(jié)構(gòu)吸附性非常好,在物理吸附作用下可以將 Pb 、Cd等重金屬吸附到表面上,這樣重金屬就被固定減少土壤中的重金屬污染。

2.4 分析配位在其中的作用

在固化過程中,會出現(xiàn)配位問題,不同配位表現(xiàn)的情況也不同,黏土礦物中層和層利用分子之間的作用相結(jié)合,這樣在實際應(yīng)用中,被重金屬污染的土壤中,其金屬離子可以進(jìn)入到這些化學(xué)元素的內(nèi)部,和層間元素結(jié)合,之后會和SiO元素發(fā)生晶間的配合,黏土礦物添加到污染土壤中后,就可以有效降低重金屬生物性和遷移性,這樣就對這些污染土壤進(jìn)行了一定程度的化學(xué)修復(fù)。除此之外,這些改良劑還能和重金屬離子發(fā)生很好的配位作用,將 Pb,Cd等重金屬吸收,控制其對土壤的污染。

3 總結(jié)

通過以上對土壤重金屬污染治理的化學(xué)固化研究,發(fā)現(xiàn)化學(xué)固化的作用非常大,其對重金屬污染的處理非常強(qiáng),效果非常好,在以后的發(fā)展中,要深入研究這一技術(shù),進(jìn)一步完善和提高,推動我國對處理重金屬污染的技術(shù)和水平,為以后的發(fā)展奠定基礎(chǔ)。

參考文獻(xiàn)

[1]孫朋成,黃占斌,唐可,等.土壤重金屬污染治理的化學(xué)固化研究進(jìn)展[J].環(huán)境工程,2014(1):158-161.

[2]劉云國,夏文斌,黃寶榮,等.重金屬污染土壤化學(xué)固化技術(shù)與萃取修復(fù)技術(shù)的應(yīng)用及修復(fù)效果(英文)[J].中南林業(yè)科技大學(xué)學(xué)報,2012(4):129-135.

篇2

1 概述

土壤是國家最重要的自然資源之一,是人類賴以生存的物質(zhì)基礎(chǔ),也是生態(tài)環(huán)境的重要組成部分。近年來,隨著工礦業(yè)的迅速發(fā)展,土壤重金屬污染已日益嚴(yán)重,危及人類健康,已成為不可忽視的環(huán)境問題。

目前我國土壤污染的總體形勢相當(dāng)嚴(yán)峻。一是土壤污染程度加劇。據(jù)不完全統(tǒng)計,目前全國受污染的耕地約有1.5億畝,污水灌溉污染耕地3250萬畝,固體廢棄物堆存占地和毀田200萬畝,合計約占耕地總面積的1/10以上。二是土壤污染危害巨大。據(jù)估算,全國每年遭重金屬污染的糧食達(dá)1200萬噸,造成的直接經(jīng)濟(jì)損失超過200億元。土壤污染造成有害物質(zhì)在農(nóng)作物中積累,并通過食物鏈進(jìn)入人體,引發(fā)各種疾病,最終危害人體健康。土壤污染直接影響土壤生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和功能,最終將對生態(tài)安全構(gòu)成威脅。三是土壤污染防治基礎(chǔ)薄弱,土壤污染尤其是重金屬污染治理成本高且很難徹底根除。

廣西是經(jīng)濟(jì)欠發(fā)達(dá)地區(qū),特別是山區(qū),人多地少,土地資源非常珍貴,礦區(qū)的土壤被污染后給當(dāng)?shù)氐霓r(nóng)業(yè)生產(chǎn)和人民生活帶來了嚴(yán)重影響,要解決歷史遺留的土壤重金屬污染問題,需要大量的資金,地方政府和農(nóng)民都難以承受。因此以生物修復(fù)技術(shù)為理論基礎(chǔ),研究對廣西重金屬污染土壤進(jìn)行安全高效的生態(tài)治理模式,創(chuàng)建適合于廣西經(jīng)濟(jì)和環(huán)境條件的生態(tài)治理示范基地,為“十二五”廣西重金屬污染防控提供有力的技術(shù)支撐十分必要的。

2 系統(tǒng)分析與設(shè)計

廣西西南部土壤屬于赤紅壤,呈酸性至強(qiáng)酸性。在酸性條件下重金屬的生物有效性比堿性條件下高,且土壤酸性也不利于植物生長。如何讓土壤中的重金屬最快最多的遷移至植物地上部分,是植物修復(fù)生態(tài)處理技術(shù)的核心和關(guān)鍵,其中涉及土壤,土壤微生物和植物三者的相互作用。土壤的重金屬污染種類和程度,土壤的酸堿度,土壤的養(yǎng)分等基本理化性質(zhì),包括土壤中的微生物種類等,均對植物吸收和積累重金屬產(chǎn)生直接的影響。對植物來說,植物生長速度和地上部生物量,植物地上部對重金屬的積累機(jī)制等直接決定了植物修復(fù)的效果。針對廣西典型酸性土壤特征,本研究提出開發(fā)一套符合廣西地理氣候特點(diǎn)和經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平的重金屬污染土壤生態(tài)處理技術(shù),并建立示范工程。

主要研究內(nèi)容包括:示范點(diǎn)的土壤改良措施研究、植物的選定、大田試驗及土壤改良。

總體技術(shù)路線如下:

3 項目實施

根據(jù)調(diào)查結(jié)果,確定項目實施地點(diǎn)定于大新縣鉛鋅礦場區(qū)附近某一水稻田。試驗田面積約280m2。將示范地點(diǎn)的土壤采回,通過盆栽和小區(qū)試驗,選定重金屬超積累植物、低積累植物主栽品種及套種方式;篩選出合適的土壤改良措施。

大田試驗:在添加土壤改良劑石灰,泥炭,海泡石的基礎(chǔ)上種植東南景天,紅蛋和玉米,研究不同套種方式和不同改良劑對修復(fù)效果的影響。

在添加泥炭,有機(jī)肥,硫酸銨,尿素等不同N肥的基礎(chǔ)上種植東南景天,玉米和紅麻,研究不同套種方式和不同施肥方式對修復(fù)效果的影響。

3.1 土壤重金屬的去除效果:采用收獲植物地上部所帶走的重

金屬質(zhì)量占40cm表層土壤重金屬質(zhì)量之比來計算生態(tài)系統(tǒng)的清除率。2009年,通過石灰+泥炭處理土壤,種植東南景天和玉米,該植物生態(tài)修復(fù)系統(tǒng)對Zn和Cd的清除率分別為1.4%和7.6%。2010年通過石灰+泥炭處理土壤,種植東南景天和玉米,該植物生態(tài)修復(fù)系統(tǒng)對Zn和Cd的清除率分別達(dá)到2.4%和5.2%。通過兩年兩次實驗,植物生態(tài)系統(tǒng)對該示范點(diǎn)的土壤Zn和Cd清除率可達(dá)3%以上。

在無進(jìn)一步污染情況下,通過本項目的實施,預(yù)計將土壤Zn降低至農(nóng)田土壤安全標(biāo)準(zhǔn)需要25-30年,將土壤Cd降低至農(nóng)田土壤安全標(biāo)準(zhǔn)需要10-15年。

3.2 對生態(tài)環(huán)境的恢復(fù)效果:本項目的示范點(diǎn)原先是當(dāng)?shù)剞r(nóng)民

種水稻的水田。由于重金屬污染嚴(yán)重,由國家補(bǔ)貼已不讓繼續(xù)種植水稻。在春季雨水多發(fā)時節(jié),土地表面有一些雜草生長。到夏季至秋冬季,雨水偏少,當(dāng)?shù)責(zé)o其他灌溉措施,土壤干旱時雜草不生,土壤嚴(yán)重,對當(dāng)?shù)厣鷳B(tài)環(huán)境造成很大影響。通過本項目的實施,使植物全部覆蓋的土壤,減少水土流失,防止土壤粉塵進(jìn)入空氣中,凈化當(dāng)?shù)乜諝?,美化環(huán)境,保持生態(tài)平衡,提高當(dāng)?shù)鼐用竦纳鷳B(tài)環(huán)境質(zhì)

量。

3.3 增加農(nóng)民的經(jīng)濟(jì)收入:由于耕地荒置造成當(dāng)?shù)剞r(nóng)民的經(jīng)濟(jì)收入減少。本項目通過套種紅麻和東南景天,可以在一定程度上增加一些經(jīng)濟(jì)收入。收獲的東南景天可用于提取次生產(chǎn)物-紅麻由于不是食用作物,其纖維中的重金屬積累量較低,不會造成食品安全危害。

4 結(jié)論與討論

通過本項目的實施,最終形成了一套適用于廣西酸性土壤特點(diǎn)和廣西經(jīng)濟(jì)發(fā)展條件的生態(tài)治理模式。

該模式包括以下三個方面:

一是土壤改良措施:受重金屬污染的土壤往往酸性強(qiáng),土壤嚴(yán)重板結(jié),營養(yǎng)成份低,因此在種植植物前必須對土壤進(jìn)行改良。根據(jù)土壤的pH、板結(jié)情況及營養(yǎng)成分,添加以石灰、泥炭及有機(jī)肥按一定比例混合形成的土壤改良劑,從而改善土壤狀況,提高植物的存活率。將土壤改良劑施到土地上再通過機(jī)器深翻,把土壤改良劑與土壤顆粒充分混勻,再適當(dāng)灌水平衡。

二是植物吸收技術(shù):在土壤改良的基礎(chǔ)上,以東南景天為吸收和積累重金屬的關(guān)鍵植物,輔以低積累玉米或紅麻等經(jīng)濟(jì)作物與東南景天間套種,在實現(xiàn)修復(fù)功能的同時保證農(nóng)戶一定的經(jīng)濟(jì)收入。其中東南景天種植密度為15×15cm,玉米種植密度為40×50cm。玉米采用穴播,每穴2粒種子,一年兩季(根據(jù)各地實際情況而定)。種植的第一年,屬于東南景天養(yǎng)護(hù)期,僅收獲2次(10月及次年3月),第二年起每年可收獲東南景天3次(每年6月和10月及次年3月)。如果東南景天套種玉米,每年玉米可收獲2次(6月及10月),如果東南景天套種紅麻,每年紅麻收獲1次(10月)。生長期間,每次施適當(dāng)有機(jī)肥作為基肥,在生長1-2個月后可追施N肥或復(fù)合肥20公斤/畝。

三是收獲及處理方案:東南景天的收獲方式為離地面10公分以上割斷地上部分,曬干,交由相關(guān)部門處理。玉米需要做重金屬檢測,達(dá)標(biāo)部分可用于飼料或相關(guān)用途;若重金屬含量超出飼料衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn),只能用作生產(chǎn)生物燃料。紅麻若檢測達(dá)標(biāo)可用于麻類纖維等相關(guān)用途,若重金屬含量超標(biāo)則需交由相關(guān)部門處理。

綜上所述,本項目以廣西典型酸性土壤為研究對象,篩選出最佳的土壤改良措施和植物主栽品種及套種方式,利用土壤-微生物-植物自然生態(tài)系統(tǒng)自身的凈化和清除能力,開發(fā)一種全生態(tài)型治理土壤重金屬污染技術(shù),并進(jìn)行了大田試驗。通過兩年大田試驗結(jié)果證明,該技術(shù)可將土壤中Zn和Cd降低3%以上,達(dá)到考核指標(biāo)的要求。

參考文獻(xiàn):

[1]鄭喜坤,魯安懷等.土壤重金屬污染現(xiàn)狀與防治方法[J].土壤與環(huán)境, 2002,11(1):79-84.

[2]陳承利,廖敏.重金屬污染土壤修復(fù)技術(shù)研究進(jìn)展[J].廣東微量元素科學(xué),2004,11(10):1-8.

[3]王宏康.污染土壤修復(fù)技術(shù)介紹[J].環(huán)境保護(hù),2000,5(4):61-72.

篇3

一、土壤重金屬污染的來源

土壤重金屬污染的來源主要包括工業(yè),農(nóng)業(yè)和交通過程所產(chǎn)生污染。

1.工業(yè)污染

礦產(chǎn)冶煉加工、電鍍、塑料、電池、化工等行業(yè)是排放重金屬的主要工業(yè)源,其排放的重金屬可以氣溶膠形式進(jìn)入到大氣,經(jīng)過干濕沉降進(jìn)入土壤;另一方面,含有重金屬的工業(yè)廢渣隨意堆放或直接混入土壤,潛在地危害著土壤環(huán)境。隨著城市化發(fā)展,大量污染企業(yè)搬出城區(qū),原有的企業(yè)污染用地成為城市土壤重金屬污染的突出問題。

2.交通污染

隨著城市化發(fā)展,交通工具的數(shù)量急劇增加,汽車輪胎及排放的廢氣中含有Pb, Zn, Cu等多種重金屬元素,進(jìn)入周圍的土壤環(huán)境,成為土壤重金屬污染的主要來源之一。

3.農(nóng)業(yè)污染

農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程中農(nóng)藥、化肥和有機(jī)肥的不合理使用以及使用污水灌溉農(nóng)田的行為都會造成土壤的重金屬污染。在現(xiàn)代農(nóng)業(yè)過程中,許多農(nóng)藥,如殺蟲劑、殺菌劑、殺鼠劑、除學(xué)劑的大量使用引起土壤中As , Cu等污染。

二、土壤重金屬污染的危害

受污染的土壤暴露在城市環(huán)境中,形成粉塵直接或間接進(jìn)入動物和人體中,對人類產(chǎn)生危害。此外,郊區(qū)蔬菜基地土壤受到污染,重金屬容易被植物利用而進(jìn)入食物鏈.最終通過食物鏈影響人類的健康。曾昭華研究得出,癌的產(chǎn)生和發(fā)展與土壤環(huán)境中Sn元素質(zhì)量分?jǐn)?shù)有關(guān),居住在Sn元素質(zhì)量分?jǐn)?shù)高的地區(qū)的人群癌癥死亡率較高。 現(xiàn)有的研究表明,城市土壤中的重金屬可通過吞食、吸人和皮膚吸收等主要途徑進(jìn)入人體,直接對人特別是兒童的健康造成危害,還可通過污染食物、大氣和水環(huán)境間接的影響城市環(huán)境質(zhì)量和危害人體健康。兒童血液中Pt含量等間接結(jié)果表明,污染的城市土壤揚(yáng)塵是影響人體健康的重要因素。據(jù)調(diào)查,中國兒童血鉛超過國家標(biāo)準(zhǔn)(100 g/L)者達(dá)二成,大城市超標(biāo)率達(dá)60%以上,且市區(qū)普遍高于郊區(qū);據(jù)美國學(xué)者研究網(wǎng),城市兒童血Pb 與城市土壤Ph含量呈顯著的指數(shù)關(guān)系(血Pb = 18. 5 + 7.2xPb10.4)。土壤重金屬污染兒素Pb, Cd, Ni, Hg, As,Cn.zn等人體中的積累都會對健康造成嚴(yán)重的危害。

三、土壤重金屬污染治理方法

1.傳統(tǒng)方法——生物修復(fù)法

生物修復(fù)技術(shù)是近年來發(fā)展起來的一種有效的用于污染土壤治理的方法,包括微生物、植物和動物等修復(fù)方法,具有成本低、無二次污染和處理效果好等優(yōu)點(diǎn),能達(dá)到對污染土壤永久清潔修復(fù)的日的。生物修復(fù)有原位和異位兩種,原位微生物修復(fù)在西方發(fā)達(dá)國家應(yīng)用較為普遍,是指在不破壞土壤基本結(jié)構(gòu)的情況下,依賴于土著微生物或外源微生物的降解能力失除污染物。 重金屬污染土壤的植物修復(fù)主要是利用植物對重金屬的吸收、富集和轉(zhuǎn)化能力把土壤中殘存的重金屬吸收、富集到植物體內(nèi),然后收獲植物,通過焚燒等方法回收重金屬,減少進(jìn)人土壤中重金屬的含量。對于重金屬污染土壤的植物修復(fù),關(guān)鍵是尋找與篩選出超富集植物。動物修復(fù)法是土壤中的一些大型動物如蛆叫,能吸收或富集土壤中的殘留農(nóng)藥,并通過其代謝作用,把部分農(nóng)藥分解為低毒或無毒產(chǎn)物。同時土壤中還生存著豐富的小型動物群,如線蟲、跳蟲、娛蛤、蜘蛛、土蜂等,均對土壤中的農(nóng)藥有一定的吸收和富集作用,可以從土壤中帶走一部分農(nóng)藥。

2.新興方法——污染生態(tài)化學(xué)修復(fù)法

污染生態(tài)化學(xué)修復(fù)技術(shù)是近年來興起的一種技術(shù),并被有關(guān)專家認(rèn)為是21世紀(jì)污染土壤修復(fù)技術(shù)的發(fā)展方向。它是微生物修復(fù)、植物修復(fù)和化學(xué)修復(fù)技術(shù)的綜合,具有比其他方法更好的優(yōu)勢,主要表現(xiàn)在:生態(tài)影響小,生態(tài)化學(xué)修復(fù)注意和土壤的自然生態(tài)過程相協(xié)調(diào),其最終的產(chǎn)物為CO、水和脂肪酸,不會形成二次污染;費(fèi)用低,緊密結(jié)合市場,容易被大眾接受;應(yīng)用范圍廣,可以在其他方法不能進(jìn)行的場地進(jìn)行,同時還可以處理地下水污染,易操作,容易推廣。

3.新方法的提出——環(huán)境礦物學(xué)新方法

人們一直強(qiáng)調(diào)土壤自身的凈化能力,但土壤自凈化能力離不開土壤中礦物種對重金屬的吸附與解吸作用、固定與釋放作用,土壤中具體礦物的凈化能力才真正體現(xiàn)土壤自身的凈化能力和容納能力。土壤中有毒有害元素含量的高低,并不是直接判定土壤環(huán)境質(zhì)量優(yōu)劣乃至土壤生態(tài)效應(yīng)的唯一標(biāo)志,關(guān)鍵問題是要揭示這些重金屬在土壤中與各種無機(jī)物之間具有怎樣的環(huán)境平衡關(guān)系。在國內(nèi)外為尋求地下水和土壤有機(jī)污染的修復(fù)方法而直接對土壤中多種粘土礦物進(jìn)行改性研究,即利用有機(jī)表面活性劑去置換天然粘土礦物中存在著的大量可交換的無機(jī)陽離子,以形成有機(jī)粘土礦物,可有效截住或固定有機(jī)污染物,阻止地下水的進(jìn)一步污染,限制有機(jī)污染物在土壤環(huán)境中遷移擴(kuò)散。但特別需要指出的是,在粘土礦物改性過程中,其中的固定態(tài)重金屬也一并被置換出來,導(dǎo)致土壤系統(tǒng)中業(yè)已建立環(huán)境平衡被打破,使得土壤環(huán)境中解吸釋放態(tài)重金屬污染物總量大大增加。至此,土壤中重金屬污染物既來源于土壤中活動態(tài)的重金屬,又來源于改性粘土礦物時被置換釋放出來的重金屬。

參考文獻(xiàn)

篇4

[中圖分類號] X5 [文獻(xiàn)碼] B [文章編號] 1000-405X(2014)-1-172-2

1前言

在地球陸地環(huán)境表層系統(tǒng)中,土壤環(huán)境是其重要的一個組成部分。它不僅僅只是人類生存所必須的一個環(huán)境,而且又是各種生物的重要一棲息場所。從某種程度上來說,土壤環(huán)境所具有的這種性質(zhì)決定者人類以及生物今后的生存以及發(fā)展。結(jié)合相關(guān)部門的數(shù)據(jù)監(jiān)測顯示,從30萬公頃的土壤中的重金屬進(jìn)行監(jiān)測,其結(jié)果得出有3.6萬公頃土壤的重金屬含量都是超標(biāo)的。所以,土壤重金屬的污染直接對人們的生命健康產(chǎn)生了影響。所以,在治理土壤污染工作中,防治土壤重金屬超標(biāo)問題成為解決的首要問題。

2土壤重金屬污染原因和分布

實際上,使土壤中重金屬含量增多的途徑有多種。第一,土壤本身含有一部分重金屬,而且對于不同土體來說,在成土過程中重金屬的量也所不同。第二,在人類工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程中,一些含有重金屬元素的大氣對土壤、大氣等造成嚴(yán)重的污染。

2.1大氣含有的重金屬沉降到土壤中

工業(yè)生產(chǎn)排放的大氣中含有大量的重金屬元素。另外,汽車尾氣排放會產(chǎn)生含有重金屬的氣體與粉塵。因而,在工廠以及公路兩側(cè)土壤中的重金屬含量較大。對于空氣中的重金屬元素來說,通常是隨雨水下降而滲入到土壤當(dāng)中的,自工廠、公路周圍逐漸向四周擴(kuò)散。在距離城市越遠(yuǎn)的地區(qū),其土壤中的重金屬含量會越小。而污染最為嚴(yán)重的就是城市郊區(qū)。除此之外,土壤中重金屬含量也和城市人口密度、車輛密度等有直接的關(guān)聯(lián);并且如果某個國家或地區(qū)的重工業(yè)生產(chǎn)越發(fā)達(dá),就說明這個國家或地區(qū)土壤重金屬污染就會越嚴(yán)重。

2.2農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的農(nóng)藥與化肥使用

在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中,市場中銷售點(diǎn)部分農(nóng)藥中含有大量的鉛、汞等元素,而這些元素都是加劇土壤重污染的主要原因。通常來說,在過磷酸鹽當(dāng)中,汞、鋅、鉑等重金屬元素含量最多,而氮、鉀肥的含量卻非常少。如果氮肥中鉛含量大,將嚴(yán)重污染土壤環(huán)境。例如:通過對某地區(qū)菜園中的土壤的抽樣檢測,其結(jié)果是:汞含量由最初的0.22mg/kg增加到0.39mg/kg;而銅和鋅的含量增加了近2/3。所以,將進(jìn)一步增加重金屬對土壤環(huán)境的污染。除此之外,農(nóng)業(yè)生產(chǎn)所使用的塑料膜也含有重金屬元素,因而,一旦農(nóng)業(yè)生產(chǎn)使用了這種塑料膜那么將會使土壤中的重金屬含量大大增加。

2.3污水灌溉

污水灌溉指的是把集中收集的城市污染,進(jìn)行簡單的處理之后直接用于農(nóng)田灌溉。而城市污水的主要來源于三方面,即生活、商業(yè)、工業(yè)。在城市發(fā)展中,因工業(yè)化發(fā)展速度的進(jìn)一步加快,從而使得大量工業(yè)污水都流入到河流、湖泊當(dāng)中,但由于污水中含有大量的重金屬離子。最后因使用污水進(jìn)行農(nóng)田灌溉,所以,城市工業(yè)區(qū)附近土壤重金屬污染十分的嚴(yán)重。特別是近幾年,由于我國城市污水灌溉是農(nóng)業(yè)灌溉不可缺少的一個組成部分,所以土壤重金屬污染的面積逐漸在擴(kuò)大。其中,我國北方地區(qū)污水灌溉現(xiàn)象最為嚴(yán)重,占全國污水灌溉總面積的90%,而我國南方地區(qū)則只占6%,剩下的污染比例則集中在我國青藏地區(qū)。這樣,土壤中的各種重金屬的含量會持續(xù)上升,如:銅、鋅、汞等。

2.4重金屬廢棄物的長時間堆積

一般說來,大多數(shù)廢棄物中所含的重金屬含量都是比較大的。然而,污染種類不同,所造成的污染程度也不完全相同。通常,主要是自廢棄堆逐漸向四周而擴(kuò)散的。例如:通過對某地區(qū)垃圾場、車輛廢棄場周圍土壤重金屬含量的測定結(jié)果分析,在廢棄物堆積的周圍,所含的重金屬,如汞、鎳、錳、鋅等含量值都是超標(biāo)的。土壤重金屬含量的增加主要是由于廢棄堆積物釋放率造成的,同時,隨著距離的增加,其重金屬含量對土壤污染的程度會逐漸減輕。

3有效治理土壤中重金屬污染物的方法

通過對土壤所含重金屬含量的探究我們得出:西方國家自上世紀(jì)60年代開始,便開始針對土壤所含的重金屬含量進(jìn)行了探究。然而,我國對土壤重金屬含量的研究開始于上世紀(jì)80年代?,F(xiàn)如今,各個國家對土壤中重金屬污染治理方法進(jìn)行了探究,主要涉及到四個治理方法:

3.1工程治理法

這一治理方法指的是通過物理或者是化學(xué)原理對土壤重金屬污染進(jìn)行有效治理。其具體的操作方法包含以下幾種:第一,把已經(jīng)被污染的土壤表面填鋪一層新土;第二,移走已經(jīng)被污染的土壤,再添上一層未被污染的新土;第三,也可把被污染的土壤經(jīng)挖掘后翻至下層。除此之外,也可采用淋洗法。此法指的是通過淋洗液淋洗已被污染的土壤。上述幾種方法效果極佳,但是,在具體實施過程中,復(fù)雜度較大,而且治理費(fèi)用消耗也相對較高。所以,需要慎重選用此方法。

3.2生物治理法

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1、研究背景

據(jù)我國農(nóng)業(yè)部進(jìn)行的全國污灌區(qū)調(diào)查,在140萬公頃的污水灌區(qū)中,遭受重金屬污染的土地面積占污水灌區(qū)面積的64.8%,其中輕度污染的占46.7%,中度污染的占9.7%,嚴(yán)重污染的占8.4%。由此可見我國土壤受重金屬污染的情況較為嚴(yán)峻[1]。

在環(huán)境污染研究中,重金屬多指Hg,Cd,Pb,Cr以及類金屬As等生物毒性顯著的元素,其次是指有一定毒性的一般元素,如Zn,Cu,Ni,Co,Sn等。人們所說的土壤重金屬污染主要是由于Zn,Cu,Cr,Cd,Pb,Ni,Hg,As8種重金屬元素等引起的土壤污染。土壤是人類賴以生存的自然條件,如果土壤被重金屬污染將直接導(dǎo)致糧食、蔬菜、瓜果等的重金屬含量增加。同時因為重金屬不能為土壤微生物所分解,而易于積累轉(zhuǎn)化為毒性更大的甲基化合物,甚至有的通過食物鏈以有害濃度在人體內(nèi)蓄積,從而嚴(yán)重危害人體健康[2]。由于重金屬在土壤中難以被分解、轉(zhuǎn)化或吸收,所以充分認(rèn)識土壤污染及危害,保護(hù)土壤,防治污染是十分重要的任務(wù)。

2、土壤重金屬污染的特點(diǎn)

大多數(shù)重金屬是過渡性元素,而過渡性元素的原子具有其特有的電子層結(jié)構(gòu),這使重金屬在土壤環(huán)境中的化學(xué)行為具有下列一系列特點(diǎn);

(1)重金屬具有可變價態(tài),它能在一定的幅度內(nèi)發(fā)生氧化還原反應(yīng)。不同價態(tài)的重金屬具有不同的活性和毒性。

(2)重金屬易在土壤環(huán)境中發(fā)生水解反應(yīng),生成氫氧化物;它也易與土壤中的一些無機(jī)酸發(fā)生反應(yīng)生成硫化物、碳酸鹽、磷酸鹽等。這些化合物在土壤中的溶解度較小,所以重金屬不易遷移而易累積于土壤中,從而降低了污染危害范圍擴(kuò)大的可能性,但卻使變長了污染區(qū)的危害周期和加大了重金屬危害程度。

(3)重金屬作為中心離子,能夠接受多種陰離子和簡單分子的獨(dú)對電子,生成配位絡(luò)合物:還可與一些大分子有機(jī)物,如腐殖質(zhì)、蛋白質(zhì)等生成鰲合物。上述反應(yīng)增大了重金屬在水中的溶解度,進(jìn)而使重金屬在土壤環(huán)境中更易遷移‘從而增大了重金屬污染區(qū)域范圍。

重金屬的所有這些化學(xué)特性,決定了重金屬在土壤環(huán)境中具有多變的遷移特性。重金屬污染的主要特點(diǎn),除了污染范圍廣、持續(xù)時間長外,還有污染隱蔽性,而且它無法被生物降解,并可能通過食物鏈不斷地在生物體內(nèi)富集,進(jìn)而可轉(zhuǎn)化為毒害性更大的甲基化合物,對食物鏈中某些生物產(chǎn)生毒害,最終在人體內(nèi)蓄積而危害人體健康。重金屬的上述特性決定了其在污染和環(huán)境危害中的特殊作用。

3、土壤重金屬污染的危害

土壤重金屬污染對環(huán)境產(chǎn)生的危害主要有下列途徑:

(1)受污染的土壤直接暴露在環(huán)境中,動物或人直接或間接地吸收了受污染的土壤顆粒等;

(2)土壤中的重金屬通過淋溶作用向下緩慢滲透,從而污染了地下水;

(3)外界環(huán)境條件的變化,例如酸雨、施加土壤添加劑等因素,提高了土壤中重金屬的活性和生物有效性,使得重金屬較易被植物吸收利用,從而進(jìn)入食物鏈后對動物和人體產(chǎn)生毒害作用。

4、重金屬污染土壤治理方法

土壤重金屬污染的治理,世界各國都開展了廣泛的研究工作。目前,所采用的土壤重金屬污染的治理方法主要有下列四種。

4.1生物措施

生物措施是利用生物的某些特性來適應(yīng)、抑制和改良重金屬污染土壤的措施。生物措施包括動物治理、微生物治理和植物治理三種方法。

動物治理是利用土壤中的某些低等動物(如虹蛻和鼠類)能吸收土壤中的重金屬,因而能一定程度地降低污染土壤中重金屬的含量。在重金屬污染的土壤中放養(yǎng)蛆蛻,待其富集重金屬后,采用電激、灌水等方法驅(qū)出蛆叫集中處理,對重金屬污染土壤也有一定的治理效果[3]。

植物治理是利用有些植物能忍耐和超量累積某種或某些重金屬的特性來清除污染土壤中的重金屬。通常,它有三個部分組成:植物萃取技術(shù)、根際過濾技術(shù)、植物揮發(fā)技術(shù)。植物治理的關(guān)鍵是尋找合適的超積累或耐重金屬植物。

生物措施的優(yōu)點(diǎn)是實施較簡便、投資較少和對環(huán)境攏動少。缺點(diǎn)是治理效率低(如超積累植物通常都矮小、生物量低、生長緩慢且周期長),不能治理重污染土壤(因高耐重金屬植物不易尋找)和被植物攝取的重金屬因大多集中在根部而易重返土壤等。

4.2工程措施

工程措施包括客土、換土、翻土、去表土等方法,適用于大多數(shù)污染物和多種條件。

客土是在污染土壤上加入未污染的新土;換土是將已污染的土壤移去,換上未污染的新土;翻土是將污染的表土翻至下層:去表土層是將污染的表土移去。這些方法能使耕作層土壤中重金屬的濃度降至臨界濃度以下,或減少重金屬污染物與植物根系的接觸而達(dá)到控制危害的目的。

用工程措施來治理重金屬污染土壤,具有效果徹底、穩(wěn)定等優(yōu)點(diǎn),是一種治本的措施。但由于存在實施繁復(fù)、治理費(fèi)用高和易引起土壤肥力減弱等缺點(diǎn)。因而一般適用于小面積、重污染的土壤。

4.3農(nóng)業(yè)措施

農(nóng)業(yè)措施是因地制宜的改變一些耕作管理制度來減輕重金屬的危害,以及在污染土壤上種植不進(jìn)入食物鏈的植物。

用農(nóng)業(yè)措施來治理重金屬污染土壤,具有可與常規(guī)農(nóng)事操作結(jié)合起來進(jìn)行、費(fèi)用較低、實施較方便等優(yōu)點(diǎn),但存在有些方法周期長和效果不顯著等缺點(diǎn),農(nóng)業(yè)措施適合于中、輕度污染土壤的治理。

4.4化學(xué)措施

化學(xué)措施是向污染土壤投加改良劑,增加土壤有機(jī)質(zhì),陽離子代換量和粘粒的含量,以及改變pH,Eh和電導(dǎo)等理化性質(zhì),使土壤中的重金屬發(fā)生氧化、還原、沉淀、吸附、抑制和拮抗等作用,以降低重金屬的生物有效性。

用改良措施來治理重金屬污染土壤,其治理效果和費(fèi)用都適中,對污染不太重的土壤特別適用。但需加強(qiáng)管理,防止重金屬的再度活化。

5、結(jié)論

隨著土壤重金屬污染日益加劇,土壤重金屬污染的治理已成為當(dāng)前研究的熱點(diǎn)。土壤重金屬污染具有高累積性和不可逆轉(zhuǎn)性,污染一旦發(fā)生,僅依靠切斷污染源的方法難以進(jìn)行徹底恢復(fù)。目前,己有一些污染土壤治理的方法,但從其發(fā)展和需求來看,還須發(fā)展更加有效的治理技術(shù)。

參考文獻(xiàn):

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中圖分類號:V2 文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A 文章編號:1672-3791(2014)01(a)-0071-01

1 任務(wù)來源

深圳市軌道建設(shè),需要拆遷大量工業(yè)企業(yè),由于拆遷工作時間緊,部分企業(yè)搬遷時,對廢水處理設(shè)施清理不徹底,并遺棄大量處理設(shè)備、藥劑。經(jīng)排查,在某工業(yè)區(qū)拆遷范圍內(nèi)有4家含電鍍生產(chǎn)工藝企業(yè)和1家有印染工序的服裝制造企業(yè)。由于這類企業(yè)在生產(chǎn)及廢水處理過程中使用大量重金屬鹽、酸堿和其它化學(xué)藥品,遺留廢棄污水處理設(shè)備及其周邊土壤存在一定重金屬污染隱患,存在土壤污染遺留問題。

由于受污染場地的歷史成因、污染程度和范圍等存在較大的不確定性,且國內(nèi)無專門標(biāo)準(zhǔn)對應(yīng)工業(yè)用地轉(zhuǎn)變?yōu)榫幼∮玫赝寥罉?biāo)準(zhǔn),特委托開展專項調(diào)查,對范圍內(nèi)土壤污染情況進(jìn)行進(jìn)一步分析,并參考國內(nèi)外相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)對土壤污染程度和范圍進(jìn)行科學(xué)評估,提出受污染場地的處理處置方式和建議。

2 現(xiàn)場調(diào)查

針對4家使用重金屬原料電鍍企業(yè)土壤污染調(diào)查,研究根據(jù)各企業(yè)車間及污水處理設(shè)施布置的特點(diǎn),分別在各廠水處理設(shè)施、車間地面,采了20 cm、50 cm、90 cm不同深度的土壤采樣檢測,共計采取了19個樣品。

共檢測pH值、氰化物、總鉻、銅、鋅、鎳、鉛、鎘、銀9個檢測指標(biāo)。

3 適用標(biāo)準(zhǔn)選取

我國現(xiàn)行關(guān)于土壤質(zhì)量評價的標(biāo)準(zhǔn)尚無專門標(biāo)準(zhǔn)對應(yīng)工業(yè)用地轉(zhuǎn)變?yōu)榫幼∮玫赝寥罉?biāo)準(zhǔn)。因此,將符合應(yīng)用情形的《土壤環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)(GB15618-1995)》三級標(biāo)準(zhǔn)、《工業(yè)企業(yè)土壤環(huán)境質(zhì)量風(fēng)險評價基準(zhǔn)(HJ/T 25-1999)》直接接觸標(biāo)準(zhǔn)、《展覽會用地土壤環(huán)境質(zhì)量評價標(biāo)準(zhǔn)(暫行)(HJ 350-2007)》B級標(biāo)準(zhǔn)以及香港地區(qū)《按風(fēng)險厘定的土地污染整治標(biāo)準(zhǔn)》(鄉(xiāng)郊住宅)標(biāo)準(zhǔn)值進(jìn)行對比?!锻寥拉h(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》三級,及《展覽會用地土壤環(huán)境質(zhì)量評價標(biāo)準(zhǔn)(暫行)》B級標(biāo)準(zhǔn)值均嚴(yán)于《工業(yè)企業(yè)土壤環(huán)境質(zhì)量風(fēng)險評價基準(zhǔn)》直接接觸標(biāo)準(zhǔn)和香港地區(qū)《按風(fēng)險厘定的土地污染整治標(biāo)準(zhǔn)》(鄉(xiāng)郊住宅)標(biāo)準(zhǔn)值。

根據(jù)環(huán)境影響評價從嚴(yán)要求的原則,以及結(jié)合項目的實際情況,使用《土壤環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)(GB15618-1995)》三級標(biāo)準(zhǔn)評價污染情況,使用《展覽會用地土壤環(huán)境質(zhì)量評價標(biāo)準(zhǔn)》B級標(biāo)準(zhǔn)評估工業(yè)區(qū)受污染土壤是否需要進(jìn)行修復(fù)。

4 土壤檢測結(jié)果

調(diào)查中的19個土壤采樣點(diǎn),9個檢測指標(biāo),所有采樣點(diǎn)的檢測指標(biāo)均能達(dá)到《展覽會用地土壤環(huán)境質(zhì)量評價標(biāo)準(zhǔn)(暫行)(HJ 350-2007)》B級標(biāo)準(zhǔn),污染企業(yè)場地內(nèi)地下1m以上土壤不需要進(jìn)行修復(fù)。但有2個采樣點(diǎn)的鉻、1個采樣點(diǎn)的銅、3個采樣點(diǎn)的鎳超過《土壤環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)(GB15618-1995)》三級標(biāo)準(zhǔn),說明污染企業(yè)場地內(nèi)地下1m的土壤受到一定程度的重金屬的污染。

5 土壤處理建議

根據(jù)現(xiàn)場調(diào)查及檢測數(shù)據(jù)分析可知,就本次檢測采樣深度的土壤均低于展會標(biāo)準(zhǔn)B級,其中氰化物也低于香港風(fēng)險厘定標(biāo)準(zhǔn),說明土壤不需要進(jìn)行修復(fù)。

由于各別采樣點(diǎn)中鉻、銅、鎳超過土壤國標(biāo)三級標(biāo)準(zhǔn),建議將受重金屬污染企業(yè)場地范圍地下1 m土壤建議拉運(yùn)至部九窩垃圾填埋場,而不能用于農(nóng)田、林地和綠化種植用途,也不能隨意進(jìn)行填?;蛱詈樱苊庠斐啥挝廴?。

6 對遺留廢水、污泥處置建議

(1)優(yōu)先完成對含氰化物廢水和污泥的破氰處理,減少后續(xù)處理過程工人中毒風(fēng)險。

(2)對現(xiàn)場含六價鉻廢水進(jìn)行還原,降低其毒性,然后再安排轉(zhuǎn)運(yùn)。

(3)處理現(xiàn)場要求原廠派駐一名熟悉廢水處理設(shè)施現(xiàn)場情況的員工,協(xié)助處理單位完成清理工作。

(4)充分利用原廠遺留水處理化學(xué)藥劑,以廢治廢,減少處理成本。

(5)委托有危險廢物處理資質(zhì)的單位進(jìn)行現(xiàn)場清理,對遺留廢水處理或外運(yùn),對遺留污泥清運(yùn)并安全填埋。

7 對構(gòu)筑物、處理設(shè)備及藥劑處理建議

通過對現(xiàn)場調(diào)查,各廠廢水處理構(gòu)筑物無滲漏現(xiàn)象,池體表面防腐層只有少部分脫落現(xiàn)象,在妥善處置廢水處理設(shè)施場地內(nèi)遺留廢水、污泥,清理管道、設(shè)備,污泥堆放場地等附屬設(shè)施后,廢水處理設(shè)施可以作為普通建筑物拆除。

對于遺留的水處理設(shè)備及遺棄化學(xué)品委托有危險廢物處理資質(zhì)的單位進(jìn)行無害化處理并清運(yùn)。

參考文獻(xiàn)

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中圖分類號:X53 文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A

前言

因城市土壤吸收了工業(yè)污染源、燃煤污染源及交通污染源等釋放的重金屬,在一定程度上對人類的健康造成影響,且對地表水及地下水等水生生態(tài)系統(tǒng)造成污染,導(dǎo)致水質(zhì)系統(tǒng)紊亂,所以土壤重金屬污染問題在城市土壤研究中占據(jù)重要地位。目前,對城市土壤重金屬污染采取有效的管理及治理措施是必要的,避免土壤重金屬污染導(dǎo)致大氣和地下水質(zhì)量的進(jìn)一步惡化及循環(huán)。

1 我國城市土壤重金屬污染危害分析

回顧性分析導(dǎo)致城市土壤出現(xiàn)重金屬污染問題,其“罪魁禍?zhǔn)住倍嗍怯捎谌祟惾粘;顒釉斐傻模绮煌さV企業(yè)生產(chǎn)對土壤重金屬的額外輸入及農(nóng)業(yè)生產(chǎn)活動影響下的土壤重金屬輸入、交通運(yùn)輸對土壤重金屬污染的影響等。自然成土條件也會對土壤重金屬污染造成影響,如風(fēng)力與水力的自然物理、化學(xué)遷移過程等帶來的影響,又如成本母質(zhì)的風(fēng)化過程對土壤重金屬本底含量的改變[1]。目前,我國很多大城市的土壤仍舊面臨著鉛、貢及鎘等主要污染元素的繼續(xù)污染,例如,北京、上海、重慶、廣州等,土壤都受到不同程度的重金屬污染。隨著工業(yè)、城市污染的加劇以及農(nóng)業(yè)使用化學(xué)藥劑的增加,城市重金屬污染程度日益嚴(yán)重,有關(guān)研究統(tǒng)計,目前我國受鉛、鎘、砷及鉻等重金屬污染的耕地及城市環(huán)境面積共約2000萬hm2,占總耕面積的20%。隨著土壤重金屬污染面積的擴(kuò)大,我國大量植物生長受到影響,植株葉片失綠,出現(xiàn)大小不等的棕色斑塊,同時,根部的顏色加深,導(dǎo)致根部發(fā)育不良,形成珊瑚狀根,阻礙植株生長,甚至死亡。此外,大量研究證實,土壤重金屬污染影響農(nóng)業(yè)作物的產(chǎn)量與質(zhì)量,人類通過食用這些農(nóng)作物產(chǎn)品會對健康及生命造成一定威脅。例如,體內(nèi)重金屬鎘含量的增加會導(dǎo)致人類出現(xiàn)高血壓,從而引發(fā)心腦血管疾??;基于鉛屬于土壤污染中毒性極高的重金屬,臨床驗證一經(jīng)進(jìn)入人體,將難以排出,從而影響身體健康,其能對人的腦細(xì)胞造成危害,尤其是處于孕期中的胎兒,其神經(jīng)系統(tǒng)受到影響,導(dǎo)致新生兒智力低下;再者,重金屬砷具有劇毒,人類長期接觸少量的砷,會導(dǎo)致身體慢性中毒,是皮膚癌產(chǎn)生的明確因素。

2 防治措施與發(fā)展展望

2.1 綜合措施的運(yùn)用

應(yīng)對城市土壤重金屬污染問題采取必要的措施,現(xiàn)階段采用物理化學(xué)法結(jié)合生物修復(fù)法的綜合措施進(jìn)行干預(yù)。顧名思義,物理化學(xué)法即是運(yùn)用物理、化學(xué)的理論知識研究出治理土壤重金屬污染的有效方法。基于土壤重金屬污染前期,污染具有集中的特點(diǎn),易采取的方法為電動化學(xué)法、物理固化法。通常采用物理化學(xué)法治理重金屬污染重且面積較小的土壤,過程中能體現(xiàn)物理化學(xué)法效果顯著且迅速的特點(diǎn)。例如,我國對城市園林土壤重金屬污染,采用物理化學(xué)法進(jìn)行干預(yù),減少了園林植株受損的數(shù)量。但對于重金屬污染面積過大的城市園林不易采用物理化學(xué)法,因土壤污染面積過大,致使人力與財力的投入量增加,且易破壞土壤結(jié)構(gòu),從而降低土壤肥力。利用生物的新陳代謝活動降低土壤重金屬的濃度,使土壤的污染環(huán)境得到大部分或徹底恢復(fù),這一過程稱為生物修復(fù)。實踐中,生物修復(fù)具有效果佳,無二次污染的優(yōu)點(diǎn),且能降低投資費(fèi)用,便于管理,利于操作[2]。隨著生物修復(fù)在治理污染問題中的技術(shù)運(yùn)用逐漸推進(jìn),已納入土壤污染修復(fù)方法中的焦點(diǎn)行列。

2.2 發(fā)展趨勢

現(xiàn)階段,基于我國土壤重金屬污染治理法中的生物修復(fù)法尚處于初級階段,有待于提升其應(yīng)用價值。就我國領(lǐng)土擁有豐富的植被資源而言,為盡可能保護(hù)植被資源,應(yīng)盡快從植被中選取出能抵抗超量重金屬的植物,并從能抵抗超量重金屬的植物種類中選取相對應(yīng)的突變體,從而構(gòu)建起能抵抗超量重金屬的植物數(shù)據(jù)庫,并依次對數(shù)據(jù)庫中的植物進(jìn)行生理及生化的研究。在研究中,采用先進(jìn)信息技術(shù)GPS加強(qiáng)城市區(qū)域土壤重金屬鎘、鉛、砷及鉻等含量的空間變異與分布控制研究。同時,對土壤中復(fù)合重金屬污染中各元素間的作用與關(guān)系進(jìn)行研究,從而不斷優(yōu)化物理化學(xué)法。

有關(guān)文獻(xiàn)表明,我國城市土壤重金屬污染治理在未來將會面向以下幾方面發(fā)展,其發(fā)展趨勢具有極大突破點(diǎn)。以我國各個城市土壤重金屬污染的數(shù)據(jù)為依據(jù),建立起綜合的城市土壤數(shù)據(jù)庫,以便于全面且徹底的開展城市土壤重金屬污染的調(diào)查,有關(guān)內(nèi)容包括:重金屬的種類、含量、分布地段及其來源;著手于我國各個城市土壤中污染物質(zhì)的含量研究,分析生物效應(yīng)以及人類健康風(fēng)險,從而為治理土壤污染問題奠定基礎(chǔ);土壤重金屬污染涉及面較廣,除影響生物及人類健康之外,對土壤、水質(zhì)、空氣質(zhì)量及大自然整個生態(tài)系統(tǒng)都造成了不可避免的影響。因此,將這一課題納入研究中是必要的,未來將面向?qū)ν寥乐亟饘傥廴九c地表及地下水、空氣可吸入顆粒物含量與其性質(zhì)存在的關(guān)系進(jìn)行研究[3];不斷優(yōu)化判斷重金屬污染來源的相關(guān)技術(shù);我國區(qū)域城市土壤重金屬污染研究主要依據(jù)的工具是可視化計算機(jī)軟件(GIS),利用其強(qiáng)大的空間分析功能與空間數(shù)據(jù)管理功能運(yùn)用在判斷重金屬污染源及其分布地段的研究中,同時能對我國區(qū)域城市重金屬污染的風(fēng)險評估進(jìn)行分析。

3 結(jié)語

綜上所述,對土壤生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)、功能與水、土、氣、生等其他生態(tài)系統(tǒng)的友好關(guān)系進(jìn)行維護(hù)是污染治理的前提。目前,我國土壤重金屬污染治理正處于上升階段,面向深化研究,勢必探討出更有成效的治理方法,使人們的生活及健康得到保障。

參考文獻(xiàn)

[1] 楚純潔,朱正濤.城市土壤重金屬污染研究現(xiàn)狀及問題[J].環(huán)境研究與監(jiān)測,2010,05(11):109-110.

篇8

中圖分類號:G250 文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A 文章編號:1674-098X(2013)05(a)-0244-01

隨著湛江鋼鐵基地和中科煉化項目的建設(shè),湛江經(jīng)濟(jì)技術(shù)開發(fā)區(qū)步入重化工業(yè)加速發(fā)展時期,涉重金屬行業(yè)將迅猛增長,重金屬作為一種持久性污染物越來越多被關(guān)注和重視,制定湛江開發(fā)區(qū)重金屬污染治理對策迫在眉睫。

1 湛江開發(fā)區(qū)重金屬污染現(xiàn)狀、特點(diǎn)及發(fā)展趨勢

1.1 湛江開發(fā)區(qū)重金屬污染的現(xiàn)狀

重金屬污染主要來源于工業(yè)污染,工業(yè)污染大多通過廢渣、廢氣、廢水排入環(huán)境。根據(jù)湛江開發(fā)區(qū)2012年的環(huán)境統(tǒng)計數(shù)據(jù)可知,開發(fā)區(qū)產(chǎn)生重金屬的行業(yè)主要來自于重金屬冶煉、汽車零部件及配件制造和手工具制造行業(yè),產(chǎn)生的重金屬主要為鉻、鉛、鋅,2012年六價鉻的產(chǎn)生量為0.59噸,而其他重金屬的濃度低于監(jiān)測限值,不納入環(huán)境統(tǒng)計,產(chǎn)生的重金屬全部交由有處理資質(zhì)的單位處理[1]。

1.2 湛江開發(fā)區(qū)重金屬污染的特點(diǎn)及發(fā)展趨勢

重金屬污染是指由重金屬及其化合物引起的環(huán)境污染[2]。重金屬污染較難治理,這與它的特性分不開。重金屬污染物屬于持久性污染物,具有長期性、累積性、隱蔽性、潛伏性等特點(diǎn),無法從環(huán)境中徹底消除,只能改變其存在的位置或存在的狀態(tài)[3]。重金屬在其危害環(huán)境方面的特點(diǎn)是:微量濃度即可產(chǎn)生毒性,在微生物作用會轉(zhuǎn)化為毒性更強(qiáng)的有機(jī)金屬化合物,可被生物富集,通過食物鏈進(jìn)入人體,造成慢性中毒。

雖然湛江開發(fā)區(qū)重金屬的污染現(xiàn)狀不是很嚴(yán)重,但是隨著湛江開發(fā)區(qū)經(jīng)濟(jì)社會的快速發(fā)展,隨著湛江市鋼鐵、石化、造紙等基地建設(shè),湛江開發(fā)區(qū)將構(gòu)建以鋼鐵工業(yè)為核心的先進(jìn)制造業(yè)和以石油煉化為基礎(chǔ)的石油化工產(chǎn)業(yè)。鋼鐵工業(yè)是資源密集型產(chǎn)業(yè),向前延伸是礦山和其他輔助材料的采選業(yè),向后延伸是金屬深加工、裝備制造與檢修等產(chǎn)業(yè)。圍繞湛江鋼鐵基地的建設(shè),開發(fā)區(qū)將發(fā)展機(jī)械裝備制造業(yè)、船舶制造業(yè)、包裝產(chǎn)業(yè)、汽車制造業(yè)。湛江開發(fā)區(qū)資源開發(fā)和加工的力度相對還會加大,在有限的環(huán)境容量條件限定下,重金屬排放將不可避免地增加,重金屬污染壓力有增無減。

2 湛江開發(fā)區(qū)重金屬污染治理面臨的困境

2.1 沒有完善的重金屬污染治理防治體系

湛江開發(fā)區(qū)污染防控基礎(chǔ)工作薄弱,缺乏重金屬污染防治技術(shù)管理嵌入環(huán)境管理和形成常態(tài)化管理的機(jī)制,相關(guān)技術(shù)評估體系建設(shè)滯后,缺少量化的技術(shù)評估檢測平臺;缺少“產(chǎn)生-加工-應(yīng)用-回收”全過程的重金屬污染綜合防治技術(shù)管理體系,缺乏健全的重金屬污染源數(shù)據(jù)庫。

2.2 重金屬治理技術(shù)落后

在重金屬污染治理方面,最大的瓶頸在于技術(shù)。在重金屬廢氣治理、重金屬污染土壤修復(fù)、含重金屬廢物綜合利用等方面,都缺乏經(jīng)濟(jì)適用的技術(shù),在協(xié)同減排方面的技術(shù)也非常缺乏。重金屬治理方法現(xiàn)在包括工程治理、生物治理、化學(xué)治理及農(nóng)業(yè)治理方法。工程治理效果徹底、穩(wěn)定,但實施復(fù)雜、治理費(fèi)用高、易引起土壤肥力下降;生物治理實施簡便、投資少,對環(huán)境破壞小,但是治理效果不理想;化學(xué)方法治理效果和費(fèi)用都適中,但容易再度活化;農(nóng)業(yè)治理方法易操作、費(fèi)用低,但是周期長、效果不顯著。

2.3 重金屬監(jiān)測水平滯后,無法為環(huán)境決策和執(zhí)法提供可靠的技術(shù)支持

重金屬污染監(jiān)測需求特殊,湛江開發(fā)區(qū)重金屬污染監(jiān)測技術(shù)裝備面臨諸多問題:在線監(jiān)測技術(shù)裝備門類不齊,實時連續(xù)感知手段缺少;現(xiàn)場快速檢測技術(shù)裝備落后,應(yīng)急工作被動;技術(shù)手段單一、應(yīng)用成套化程度低,不符合綜合防治需求。

3 重金屬治理的對策

湛江開發(fā)區(qū)重金屬治理要遵循源頭預(yù)防、過程阻斷、末端治理的全過程、綜合防控理念,建立起完善的重金屬防治體系。

3.1 強(qiáng)化湛江開發(fā)區(qū)重金屬規(guī)劃目標(biāo)和任務(wù),加強(qiáng)區(qū)域規(guī)劃環(huán)評,嚴(yán)格執(zhí)行區(qū)域環(huán)境準(zhǔn)入政策

認(rèn)真規(guī)劃,把好源頭,規(guī)劃轄區(qū)重點(diǎn)項目實施和重金屬相關(guān)行業(yè)產(chǎn)品產(chǎn)量變化,按照“一區(qū)一策”、“一廠一策”的原則,進(jìn)一步明確轄區(qū)內(nèi)重金屬污染重點(diǎn)區(qū)域的防控任務(wù)和防控要求,分解落實本轄區(qū)的控制目標(biāo)和重點(diǎn)項目。

嚴(yán)格準(zhǔn)入,嚴(yán)格控制重金屬采選和冶煉項目。積極引導(dǎo)涉重金屬入園入?yún)^(qū),集中治污,實現(xiàn)減污增效。湛江市屬于非重點(diǎn)防控區(qū)域,必須嚴(yán)格控制新建、擴(kuò)建增加區(qū)域重金屬污染物排放的項目,實現(xiàn)區(qū)域重金屬污染物排放總量比2007年排放量的零增長。

3.2 完善重金屬排放標(biāo)準(zhǔn),確定重金屬排放基數(shù),建立健全重金屬污染源數(shù)據(jù)庫,為重金屬污染治理提供科學(xué)依據(jù)

要繼續(xù)健全政策體系,完善重金屬排放標(biāo)準(zhǔn),補(bǔ)充重金屬污染對人體健康影響的判定,包括環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)中重金屬的指標(biāo)和限值。

進(jìn)一步摸清重金屬污染底數(shù),明確轄區(qū)重金屬排放基數(shù)。其中廢水重金屬排放量應(yīng)以2007年污染普查數(shù)據(jù)為基準(zhǔn),廢氣中重金屬污染物排放量應(yīng)以環(huán)境統(tǒng)計、環(huán)境監(jiān)測、排查調(diào)查等相關(guān)資料為基礎(chǔ)進(jìn)行測算。湛江市屬重金屬防控非重點(diǎn)區(qū)域,要求以2007年重金屬排放量為基數(shù),增產(chǎn)不增污,各年度重金屬排放量都要控制在2007年的排放總量內(nèi)。

3.3 建立清潔生產(chǎn)全過程控制思路,強(qiáng)制推進(jìn)重金屬污染企業(yè)實施清潔生產(chǎn)

清潔生產(chǎn)是重金屬治理最直接、最有效的方法。湛江開發(fā)區(qū)以節(jié)能減排為核心,以污染預(yù)防為重點(diǎn),以提升科技水平為切入點(diǎn),以工藝清潔化,設(shè)備密封化、運(yùn)行自動化、計量精準(zhǔn)化為突破口,大力推廣應(yīng)用《國家重點(diǎn)行業(yè)清潔生產(chǎn)技術(shù)導(dǎo)向目錄》中相關(guān)的清潔生產(chǎn)技術(shù),提高資源利用率。

要抓好重點(diǎn)企業(yè)清潔生產(chǎn)審核,將涉及鉛、鋅、銅、鉻、鎘和汞等重金屬行業(yè)作為開展清潔生產(chǎn)審核的重點(diǎn),把“節(jié)能、降耗、減污、增效”的清潔生產(chǎn)理念貫穿于企業(yè)的各個服務(wù)、管理環(huán)節(jié);注重全過程控制和必要的末端處理,建立“產(chǎn)生-加工-應(yīng)用-回收”全過程的重金屬污染綜合防治技術(shù)管理體系,實現(xiàn)“工藝、環(huán)保一體化”,通過技術(shù)改造減少含重金屬原材料的應(yīng)用,減少生產(chǎn)工藝過程中的重金屬副產(chǎn)物或污染物產(chǎn)生和排放,從而減輕重金屬污染對人體健康和生態(tài)環(huán)境的危害。

4 結(jié)語

總之,湛江開發(fā)區(qū)應(yīng)該做好重金屬污染防治工作,有效控制重金屬污染,嚴(yán)格執(zhí)行污染防治設(shè)施環(huán)?!叭瑫r”制度,全面排查轄區(qū)涉重企業(yè),實現(xiàn)重金屬治理區(qū)域化、社會化。

篇9

礦產(chǎn)資源是人類生產(chǎn)和生活的基本源泉之一,是社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要基礎(chǔ),我國目前95%的能源和80%的原材料是依靠開發(fā)礦產(chǎn)資源來提供的,因此我國經(jīng)濟(jì)的發(fā)展離不開礦業(yè),但是礦業(yè)又是個污染相當(dāng)大的行業(yè)。隨著我國經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展,礦山的開采不斷加大,礦山的開采伴隨著很多環(huán)境問題的產(chǎn)生,破壞了自然生態(tài)環(huán)境,其中礦業(yè)廢水中含有大量的重金屬,對環(huán)境污染嚴(yán)重,污染水源,對人體健康構(gòu)成威脅。因此必須有效地處理礦山固廢以及廢水。

1、礦山重金屬的來源

金屬礦山開發(fā)的開采、選洗、冶煉都會向環(huán)境中排放重金屬元素,原生硫化物礦床在開采利用過程中,廢棄的硫化物經(jīng)過長期的自然氧化、雨水淋濾而導(dǎo)致重金屬元素大量進(jìn)入礦區(qū)。硫化礦物的氧化反應(yīng)速率除與反應(yīng)時間、溫度、硫化礦物的含量、種類有關(guān)外,還與外界環(huán)境如氧氣、水、生物活動特別是氧化鐵桿菌等有關(guān)。固體廢物的風(fēng)化可以導(dǎo)致重金屬元素的淋濾釋放,特別是鉛鋅礦、汞鉈礦在開采利用過程中,尾礦廢石中的鉛、鋅、砷、鉈以及伴生組分如鎘、鉻、銅在地表水的沖洗和雨水的淋濾下進(jìn)入土壤并累積起來。

土壤中重金屬元素的遷移分布行為受到土壤pH值、有機(jī)質(zhì)、礦物組成、陽離子代換量等性質(zhì)的制約,如鉈在土壤中的含量與有機(jī)質(zhì)含量有明顯的正相關(guān)性,而與土壤中的粘土礦物含量呈負(fù)相關(guān)性。通常情況下,表層土壤中含鉈量較高,深層土壤與土壤下伏的基巖中含鉈量低,錳礦物對重金屬元素有著強(qiáng)烈的固定作用,這使得重金屬元素在土壤中的含量明顯高于河流沉積物。

2、重金屬的危害分析

重金屬在土壤一植物系統(tǒng)中遷移直接影響到植物的生理生化和生長發(fā)育,從而影響作物的產(chǎn)量和質(zhì)量。當(dāng)土壤被重金屬污染后,重金屬在土壤中累積,當(dāng)達(dá)到一定程度便會對作物產(chǎn)生不良影響,不僅影響作物的產(chǎn)量和品質(zhì),而且通過食物鏈最終影響人類健康。如鉛能傷害人的神經(jīng)系統(tǒng),特別對幼兒的智力發(fā)育有極其不良的影響;鎘的毒性很大,在人體內(nèi)蓄積會引起泌尿系統(tǒng)功能變化,還會影響骨骼發(fā)育,如1955年發(fā)生在日本神通川地區(qū)的“痛痛病”,就是因為該地區(qū)的土壤一植物系統(tǒng)受到鎘的污染;1953年日本水俁氮肥廠的乙酸乙醛反應(yīng)管排出含有氯化甲基汞的汞渣流入水體,有毒物質(zhì)被魚、蝦、貝類食人后,由食物鏈進(jìn)人人體,導(dǎo)致了“水俁事件”的發(fā)生。在中國,隨著污灌面積不斷擴(kuò)大,土壤重金屬的污染問題日趨嚴(yán)重,如沈陽、蘭州、桂林、萍鄉(xiāng)等地重金屬污染均較明顯;湖南株洲的冶煉廠和化工廠附近地區(qū)的重金屬汞、鎘、鉛的含量均超標(biāo),對人和家禽健康危害很大。土壤重金屬污染對人類健康造成的威脅已引起世界各國科學(xué)工作者的普遍關(guān)注,對其治理成為目前研究的難點(diǎn)和熱點(diǎn)。

3、礦山重金屬污染的生物修復(fù)技術(shù)

生物修復(fù),指一切以利用生物為主體的環(huán)境污染的治理技術(shù)。它包括利用植物、動物和微生物吸收、降解、轉(zhuǎn)化土壤中的污染物,使污染物的濃度降低到可接受的水平,或?qū)⒂卸居泻Φ奈廴疚镛D(zhuǎn)化為無害的物質(zhì),也包括將污染物穩(wěn)定化,以減少其向周邊環(huán)境的擴(kuò)散。這是一種利用各種天然生物過程而發(fā)展起來的現(xiàn)場處理各種環(huán)境污染的技術(shù),生物修復(fù)的處理費(fèi)用比較低,而且對環(huán)境的影響也比較小、生物處理的效率相對也比較高。

3.1植物修復(fù)

植物修復(fù)技術(shù)是利用植物提取、吸收、分解、轉(zhuǎn)化或固定土壤、沉積物、污泥或地表、地下水中有毒有害污染物技術(shù)的總稱,也就是將某種特定的植物種植在重金屬污染的土壤上,而該種植物對土壤中的污染元素具有特殊的吸收富集能力,將植物收獲并進(jìn)行妥善處理后即可將該種重金屬移出土體,達(dá)到污染治理與生態(tài)修復(fù)的目的。植物提取是目前研究最多并且最有前景的方法。目前發(fā)現(xiàn)的具有超累積能力的植物約400多種。植物提取技術(shù)首先要篩選出超累積植物,植物提取利用植物從土壤中吸收金屬污染物,并在植物地上部分富集對植物體收獲后進(jìn)行處理,從而降低了土壤中重金屬的含量。

植物修復(fù)技術(shù)目前已經(jīng)廣泛地應(yīng)用于對土壤重金屬污染的治理,但是在運(yùn)用的過程中產(chǎn)生了很多的問題,比如植物修復(fù)技術(shù)并不能從根本上消除重金屬污染的問題,而是將重金屬從土壤中吸收或吸附到植物體內(nèi)或根部.然而如何防止富集在植物中的重金屬重新流入到環(huán)境和食物鏈中,怎樣有效的處理植物中的重金屬以及防止產(chǎn)生二次污染等。

3.2微生物修復(fù)

除了植物修復(fù)技術(shù)外,重金屬污染的處理措施還包括有微生物技術(shù)。土壤重金屬污染的微生物修復(fù)是利用微生物的生物活性對重金屬的親和吸附或轉(zhuǎn)化為低毒產(chǎn)物,從而降低重金屬的污染程度。在長期受某種重金屬污染的土壤上,生存著數(shù)量眾多的、能適應(yīng)重金屬污染的環(huán)境并能氧化或還原重金屬的微生物類群。對于某些重金屬污染的土壤,可以利用微生物對重金屬進(jìn)行固定、移動或轉(zhuǎn)化,改變它們在環(huán)境中的遷移特性和形態(tài),從而進(jìn)行生物修復(fù)。微生物主要通過生物吸附和富集作用、溶解和沉淀作用、氧化還原作用和菌根真菌與土壤重金屬的生物有效性關(guān)系對土壤中重金屬活性產(chǎn)生影響。

3.3動物修復(fù)

土壤中的某些低等動物(如蚯蚓和鼠類)能吸收土壤中的重金屬,因而能一定程度地降低污染土壤中重金屬的含量。隨著生物技術(shù)和基因工程技術(shù)的發(fā)展,土壤生物修復(fù)技術(shù)研究與應(yīng)用將不斷深入并走向成熟,特別是微生物修復(fù)技術(shù)、植物生物修復(fù)技術(shù)的綜合運(yùn)用將為有毒、難降解、有機(jī)物污染土壤的修復(fù)帶來希望。

4、結(jié)論

酸性礦山廢水和尾礦是造成礦山重金屬污染的主要原因,因此,在以后的礦山重金屬污染研究中,測定礦區(qū)有毒、有害重金屬元素的總量及其在不同環(huán)境介質(zhì)中的賦存相態(tài),區(qū)分重金屬元素的來源及其在礦區(qū)的運(yùn)移途徑;綜合利用重金屬元素污染的評價方法,從環(huán)境地球化學(xué)工程學(xué)的原理和方法出發(fā),加大礦山重金屬元素的污染治理和生態(tài)修復(fù)工作等方面還有很大的發(fā)展空間。

參考文獻(xiàn):

[1]劉敬勇,常向陽,涂湘林.礦山開發(fā)過程中重金屬污染研究綜述.礦產(chǎn)與地質(zhì).2006年l2月

篇10

0 前言

近年來,我國食品安全形式非常嚴(yán)峻,有一部分原因就是農(nóng)田遭到污染,尤其是重金屬污染。據(jù)報道,目前我國受砷、鉻、鉛等重金屬污染的耕地而積近2000萬平方千米,約占總耕地而積的20%;其中工業(yè)“三廢”污染耕地1000萬平方千米,污水灌溉達(dá)330多萬平方千米。重金屬不能被土壤微生物所分解,易在土壤中蓄積或轉(zhuǎn)化為毒性更大的化合物。土壤重金屬污染的特點(diǎn)為長期累積效應(yīng)、隱蔽性、不可逆性和一定的交互作用。土壤受重金屬污染后,影響農(nóng)作物并通過食物鏈等影響人體健康,造成中毒危害。另據(jù)國土資源部的最新調(diào)查顯示:每年我國約有1200萬噸糧食被重金屬所污染,這些糧食足夠養(yǎng)活4000萬左右的人口,并且這種污染問題日益嚴(yán)重。因此,對農(nóng)田重金屬污染的治理顯得尤為迫切。當(dāng)前,土壤重金屬污染的治理方法主要有工程措施、物理化學(xué)方法、化學(xué)修復(fù)方法、以及生物修復(fù)方法。本文將重點(diǎn)介紹生物修復(fù)法在農(nóng)田重金屬污染治理中的研究進(jìn)展,同時對生物修復(fù)法治理農(nóng)田重金屬污染的研究前景進(jìn)行展望。

1 簡介

生物修復(fù)法是指利用生物的生命代謝活動降低環(huán)境中有毒有害物質(zhì)的濃度或使其完全無害,從而使污染的土壤局部地或完全地恢復(fù)到原始狀態(tài)。其優(yōu)點(diǎn)有:成本低、不破壞土壤生態(tài)環(huán)境、可以回收再利用貴金屬、造成二次污染機(jī)會較少。缺點(diǎn)有:周期長、一種植物一般只能提取一種或者幾種重金屬、而植物固定只是將重金屬暫時固定,如果土壤環(huán)境發(fā)生變化,重金屬的毒性作用還有可能再次出現(xiàn)[1]。

2 生物修復(fù)法的分類

生物修復(fù)作用治理農(nóng)田重金屬污染方法可以分為動物修復(fù)法、植物修復(fù)法以及微生物修復(fù)法。它們有著不同的優(yōu)缺點(diǎn)。因此,在利用生物技術(shù)處理重金屬污染時,要結(jié)合當(dāng)?shù)貙嶋H,因地制宜,才能達(dá)到預(yù)期效果。

2.1 動物修復(fù)

動物修復(fù)是指土壤動物群通過直接的吸收、轉(zhuǎn)化和分解或間接的改善土壤理化性質(zhì),提高土壤肥力,促進(jìn)植物和微生物的生長等作用而修復(fù)土壤污染的過程。有關(guān)動物修復(fù)的研究報道較少,主要集中在有機(jī)物和農(nóng)藥污染土壤的修復(fù)(如利用蚯蚓等修復(fù))和富營養(yǎng)化水體的修復(fù)(如利用濾食性貝類、棘皮動物、河蟹等修復(fù)),對重金屬污染土壤的動物修復(fù)機(jī)理仍處于探索階段[2]。

2.2 微生物修復(fù)

利用土壤微生物的蓄積和降解作用來治理土壤重金屬污染是一種高效的途徑。國內(nèi)外許多研究己證明,菌根在修復(fù)遭受重金屬污染的土壤方面發(fā)揮著特殊的作用,他們減輕了植物在重金屬污染的土壤中的受害程度[3]。

土壤重金屬污染的微生物修復(fù)是利用微生物的生物活性對重金屬的親和吸附或轉(zhuǎn)化為低毒產(chǎn)物,從而降低重金屬的污染程度[4]。利用微生物(藻類、細(xì)菌和酵母等)來減輕或消除重金屬污染,雖然微生物不能降解和破壞重金屬,但是可以通過改變它們的物理或化學(xué)特性而影響金屬在環(huán)境中的遷移和轉(zhuǎn)化。其修復(fù)機(jī)理包括表面生物大分子吸收轉(zhuǎn)運(yùn)、細(xì)胞代謝、空泡吞飲、生物吸附和氧化還原反應(yīng)等。微生物對上壤中重金屬活性的影響主要體現(xiàn)在以下幾個方面:①溶解和沉淀作用;②生物吸附和富集作用;③氧化還原作用。微生物修復(fù)技術(shù)種類繁多,可進(jìn)行異位修復(fù)、原位修復(fù)以及原位/異位聯(lián)合修復(fù)。其中,原位修復(fù)操作簡單,對原有的土壤環(huán)境破壞程度低。微生物修復(fù)受各種環(huán)境因素的影響較大,氧氣、pH、溫度、水分等均可影響微生物活性進(jìn)而影響修復(fù)效果,其田間試驗效果不是非常理想。因此,為降解菌提供適宜條件以促進(jìn)其生長繁殖至關(guān)重要,這也是今后研究的重點(diǎn)。

2.3 植物修復(fù)

植物修復(fù)技術(shù)是指通過植物自身及共存微生物體系,修復(fù)和消除由無機(jī)廢棄物和有機(jī)毒物造成的土壤環(huán)境污染的一種技術(shù)。

我國野生植物資源豐富,生長在天然的污染環(huán)境中的耐重金屬植物和野生超積累植物數(shù)不勝數(shù)。因此開發(fā)與利用這些野生植物資源對植物修復(fù)的意義十分重大。有關(guān)資料表明,大量植物對重金屬Cr,Cd,Co,Pb,Ni,Cu,Zn等有很強(qiáng)的吸收積累能力。比如國內(nèi)有人利用白菜修復(fù)重金屬污染土壤,如叢孚奇等將白菜用于鑰礦區(qū)重金屬污染土壤的修復(fù)研究,結(jié)果表明磷酸氫二鈉一檸檬酸緩沖溶液能顯著提高白菜的地上部富集土壤中重金屬元素的能力。李玉雙[5]等以沈陽張士灌區(qū)重金屬污染上壤為修復(fù)對象,采用盆栽試驗,研究了乙二胺四乙酸(EDTA)對白菜富集重金屬及其生長狀況的影響。結(jié)果表明,EDTA能夠提高白菜對上壤中Cu,Cd,Pd 和Zn的植物提取效率。

但是,由于超富集植物一般只能積累某些重金屬元素,植物物種的選取受到不同地理氣候條件的限制,同時富集植物和超富集植物生物量一般較少,生長速度慢,積累效率低。所以,利用野生抗性植物進(jìn)行重金屬污染土壤的治理還未取得理想結(jié)果。這就需要相關(guān)科研人員做進(jìn)一步深入的研究,以求早日獲得生長周期短,能吸附多種重金屬,積累效率高的重金屬富集吸收植物。

2.4 綜合修復(fù)技術(shù)

由于每個地區(qū)的污染物來源不同造成各地污染情況有很大的差異。只用一種修復(fù)技術(shù)往很難達(dá)到目標(biāo)。因此,開發(fā)復(fù)合修復(fù)方法成為土壤重金屬污染修復(fù)的主要研究方向[6]?,F(xiàn)今開始投入應(yīng)用的復(fù)合修復(fù)技術(shù)的主要類型有動物/植物聯(lián)合修復(fù)、化學(xué)/物化一生物聯(lián)合修復(fù)以及植物/微生物聯(lián)合修復(fù)。

3 展望

生物修復(fù)技術(shù)治理重金屬污染土壤以其低成本、高效率、適用范圍廣和無二次污染等優(yōu)點(diǎn)已成為重金屬污染農(nóng)田土壤治理中的一個全新研究領(lǐng)域和國內(nèi)外有關(guān)學(xué)者研究的熱點(diǎn)之一。但是由于其起步晚,難度大,其大部分研究還處于實驗室階段,尚不能有效地應(yīng)用于重金屬農(nóng)田污染的治理中去,但隨著不同學(xué)科(遺傳學(xué)、土壤學(xué)、生態(tài)學(xué)、化學(xué)、生理學(xué)、環(huán)境保護(hù)學(xué)和生物工程)的相互配合。我們相信該技術(shù)會日趨成熟,并且為重金屬污染農(nóng)田的治理貢獻(xiàn)出巨大的力量。

【參考文獻(xiàn)】

[1]肖鵬飛,等.土壤重金屬污染及其植物修復(fù)研究[J].遼寧大學(xué)學(xué)報:自然科學(xué)版,2004,31(3):279-283.

[2]李宇飛.土壤重金屬污染的生物修復(fù)技術(shù)[J].環(huán)境科學(xué)與技術(shù),2001.34(12H):148-151.

[3]王真輝.農(nóng)田土壤重金屬污染及其生物修復(fù)技術(shù)[J].海南大學(xué)學(xué)報:自然科學(xué)版,2002,12:386-387.