第一篇:交通污染的危害及防治方法
交通污染的危害及防治方法
摘要:近几年来,我国汽车工业实现了突飞猛进的发展,据中国汽车工业协会的最新统计,2004年中国汽车产销首次双双突破500万辆,产销分别为507.05万辆和507.11万辆,比上年分别增长14.11%和15.50%。其中,轿车产量为231.63万辆,增长11.99%。目前,我国汽车保有量已达2400万辆,年消耗油品7000多万吨。汽车在促进经济繁荣、给人民生活带来方便的同时,也带来了能源和环保问题。其中对环境影响最大的,莫过于随着机动车总量的飞速增长而日益严重的汽车尾气污染。在北京、上海、广州等大城市,机动车已成为排放一氧化碳、氮氧化物、碳氢化合物等污染物的第一大污染源。业内人士估计,10年—15年之后我国的汽车保有量可能超过1亿辆。因此,治理汽车污染将是一项长期的、艰巨的、复杂的系统工程。
关键词:交通污染,危害,防治方法 交通污染的危害
1.1汽车尾气 1.1.1组成
废气中含有150~200种不同的化合物,其中对人危害最大的有一氧化碳、碳氢化合物、氮氧化合物、铅的化合物及颗粒物。
1.1.2对人的危害
汽车废气的排放主要在0.3m至2m之间,正好是人体的呼吸范围,对人体的健康损害非常严重
汽车尾气中一氧化碳的含量最高,它可经呼吸道进入肺泡,被血液吸收,与血红蛋白相结合,形成碳氧血红蛋白,降低血液的载氧能力,削弱血液对人体组织的供氧量,导致组织缺氧,从而引起头痛等症状,重者窒息死亡。
汽车尾气中的氮氧化合物含量较少,但毒性很大,其毒性是含硫氧化物的3倍。氮氧化合物进入肺泡后,能形成亚硝酸和硝酸,对肺组织产生剧烈的刺激作用,增加肺毛细管的通透性,最后造成肺气肿。亚硝酸盐则与血红蛋白结合,形成高铁血红蛋白,引起组织缺氧。
汽车尾气中的碳氢化合物有200多种,其中C2H4在大气中的浓度达十万分之一时,能使一些植物发育异常。汽车尾气中还发现有32种多环芳烃,包括3,4-苯并芘等致癌物质。当苯并芘在空气中的浓度达到0.012ug/m3时,居民中得肺癌的人数会明显增加。离公路越近,公路上汽车流量越大,肺癌死亡率越高。
汽车尾气中的铅化合物可随呼吸进入血液,并迅速地蓄积到人体的骨骼和牙齿中,它们干扰血红素的合成、侵袭红细胞,引起贫血;损害神经系统,严重时损害脑细胞,引起脑损伤。当儿童血中铅浓度达0.6~0.8ppm时,会影响儿童的生长和智力发育,甚至出现痴呆症状。铅还能透过母体进入胎盘,危及胎儿。
汽车尾气中的二氧化硫和悬浮颗粒物,会增加慢性呼吸道疾病的发病率,损害肺功能。二氧化硫在大气中含量过高时,会随降水形成“酸雨”。
据西班牙《数码报》报道,南方大学保罗·博尔姆教授的研究小组让志愿者进入一个充满汽车废气的房间里。研究人员用一台脑电波仪监控志愿者的脑电波,直至他们走出房间后1h。志愿者在废气屋中停留30min后,研究人员根据在其大脑皮层监测到的脑电波活动,判断脑区是否呈现紧张状态。结果表明,大脑压力不断增加,甚至在受试者离开废气房间后仍在继续。
博尔姆认为,此项发现应归因于纳米微粒或烟垢微粒的影响。它们是燃料废弃物的重要组成部分。而大脑活动产生变化的原因可能是这些留在大脑中的微粒能够导致氧化压力,而氧化压力可能与帕金森病和阿尔茨海默氏症等神经疾病有关[1]。
1.1.3对动植物的危害
尾气中的二次污染物臭氧、过氧乙酯基硝酸脂,可使植物叶片出现坏死病斑和枯斑,乙烯可影响植物的开花结果。
尾气对动物的危害和人相似,但实际上影响很小。因为饲养的家禽牲畜一般是远离城市的,也不会在车流量多的道路附近,而对于野生动物来说,主要还是尾气污染了环境后,通过被污染的环境间接危害了它们。
1.1.4对环境的危害
汽车尾气中含有多种温室气体,大量派放后会造成温室效应,导致全球气候变暖。全球气候变暖虽然只会使地球平均气温升高一点点,对于人来说可能没什么,但对于某些动植物来说是毁灭性的,它会使一些对于气温很敏感的生物灭绝,导致生态失衡。有研究表明:如果平均气温上升1摄氏度,那么濒临灭绝的物种就会增加10%[2]。
另一方面,全球气温变暖会使南北极的冰山消融,北极熊和海象会渐渐灭绝,而且海平面将升高,引起海岸滩涂湿地、红树林和珊瑚礁等生态群丧失,海岸侵蚀,海水入侵沿海地下淡水层,沿海土地盐渍化等,从而造成海岸、河口、海湾自然生态环境失衡,给海岸带生态环境带来了极大的灾难。有些小岛也会消失。
水域面积增大,水分蒸发也更多了,雨季延长,水灾正变得越来越频繁。遭受洪水泛滥的机会增大、遭受风暴影响的程度和严重性加大,水库大坝寿命缩短。
汽车尾气最主要的危害是形成光化学烟雾。汽车尾气中的碳氢化合物和氮氧化合物在阳光作用下发生化学反应,生成臭氧,它和大气中的其它成份结合就形成光化学烟雾。其对健康的危害主要表现为刺激眼睛,引起红眼病;刺激鼻、咽喉、气管和肺部,引起慢性呼吸系统疾病。光化学烟雾能使树木枯死,农作物大量减产;能降低大气的能见度,妨碍交通。
1.2噪音污染 1.2.1噪音
噪音是一种环境污染,它被认为是仅次于大气污染和水污染的第三大公害。噪音象毒雾一样,弥漫在人们周围,尤其在城市和工业区里,它是一种致人死命的慢性毒素。早在公元前七世纪,人就懂得了噪音使人感到不舒服,逐渐地人们还知道了强烈的噪音会损害人的身体,甚至引起死亡。
1.2.2噪音的种类
引起噪音的因素主要有工业生产、交通工具、工程施工、商业活动和日常生活等。一般工业生产产生的噪音是多种噪音中占据比例最大的,由下面饼状图可以看出。施工工地上的众多设备发出的噪音是很让人不舒服的,不但声音大、频率高,而且持续的时间长。所占比例仅次于工业生产。人们感受最深的就是交通工具的噪音了。汽车的喇叭声、加速声、刹车声;火车的汽笛声、与轨道摩擦的声音;飞机的起飞降落声……
商业活动产生的噪音也不容小觑,我们平时也屡见不鲜,而且还有越来越多的趋势。比如某些商场的促销,在门口放着节奏感强、声音大的音乐,还有人吆喝;还有一些绕着城市转的宣传车,或商场促销,或宣传某某,或拉选票,或修理家电房顶……实在是太多了。
至于日常生活中的噪音是最平常的。家里来客人了免不了热闹一下,锅碗瓢盆不小心摔了正常,家庭成员吵架了也很平常,还有就是装修发出的声音了。特别是装修的声音,最让人难受了。
1.2.3噪音的危害
⑴ 强的噪音可以引起耳部的不适,如耳鸣、耳痛、听力损伤。据测定,超过115dB的噪音还会造成耳聋。据临床医学统计,若在80dB以上噪音环境中生活,造成耳聋者可达50%。医学专家研究认为,家庭噪音是造成儿童聋哑的病因之一。
⑵ 使工作效率降低。研究发现,噪音超过85dB,会使人感到心烦意乱,人们会感觉到吵闹,因而无法专心地工作,结果会导致工作效率降低。
⑶ 损害心血管。噪音是心血管疾病的危险因子,噪音会加速心脏衰老,增加心肌梗塞发病率。医学专家经人体和动物实验证明,长期接触噪音可使体内肾上腺分泌增加,从而使血压上升,在平均70dB的噪音中长期生活的人,可使其心肌梗塞发病率增加30%左右,特别是夜间噪音会使发病率更高。调查发现,生活在高速公路旁的居民,心肌梗塞率增加了30%左右。调查1101名纺织女工,高血压发病率为7.2%,其中接触强度达100dB噪音者,高血压发病率达15.2%。⑷ 噪音还可以引起如神经系统功能紊乱、精神障碍、内分泌紊乱甚至事故率升高。高噪音的工作环境,可使人出现头晕、头痛、失眠、多梦、全身乏力、记忆力减退以及恐惧、易怒、自卑甚至精神错乱。在日本,曾有过因为受不了火车噪音的刺激而精神错乱,最后自杀的例子。
⑸ 干扰休息和睡眠。休息和睡眠是人们消除疲劳、恢复体力和维持健康的必要条件。但噪音使人不得安宁,难以休息和入睡。当人辗转不能入睡时,便会心态紧张,呼吸急促,脉搏跳动加剧,大脑兴奋不止,第二天就会感到疲倦,或四肢无力。从而影响到工作和学习,久而久之,就会得神经衰弱症,表现为失眠、耳鸣、疲劳。
⑹ 对女性生理机能的损害。女性受噪音的威胁,还可以有月经不调、流产及早产等,如导致女性性机能紊乱,月经失调,流产率增加等。专家们曾在哈尔滨、北京和长春等7个地区经过为期3年的系统调查,结果发现噪音不仅能使女工患噪音聋,且对女工的月经和生育均有不良影响。另外可导致孕妇流产、早产,甚至可致畸胎。国外曾对某个地区的孕妇普遍发生流产和早产作了调查,结果发现她们居住在一个飞机场的周围,祸首正是那飞起降落的飞机所产生的巨大噪音。
⑺ 噪音对儿童身心健康危害更大。因儿童发育尚未成熟,各组织器官十分娇嫩和脆弱,不论是体内的胎儿还是刚出世的孩子,噪音均可损伤听觉器官,使听力减退或丧失。据统计,当今世界上有7000多万耳聋者,其中相当部分是由噪音所致。专家研究已经证明,家庭室内噪音是造成儿童聋哑的主要原因,若在85dB以上噪声中生活,耳聋者可达5%。⑻ 噪音对视力的损害。人们只知道噪音影响听力,其实噪音还影响视力。试验表明:当噪音强度达到90dB时,人的视觉细胞敏感性下降,识别弱光反应时间延长;噪音达到95dB时,有40%的人瞳孔放大,视模糊;而噪音达到115dB时,多数人的眼球对光亮度的适应都有不同程度的减弱。所以长时间处于噪音环境中的人很容易发生眼疲劳、眼痛、眼花和视物流泪等眼损伤现象。同时,噪音还会使色觉、视野发生异常。调查发现噪音对红、蓝、白三色视野缩小80%。所以驾驶员应避免立体场音响的噪音干扰,不然易造成行车事故。⑼ 对人心理的影响。噪音超过90dB,人的听力将受到损伤;噪音超过70dB,人就不能正常工作;噪音超过50dB,人就难以入睡。
⑽ 消化系统的影响。噪音作用于中枢神经系统,还会引起胃肠系统的分泌和蠕动功能改变,引起代谢过程的变化,出现维生素、碳水化合物、脂肪、蛋白质和无机盐类的代谢失调,造成胃液分泌减少、蠕动减慢,食欲下降,恶心呕吐等症状等。1.2.4城市噪音程度
从下图可以看出,在一个城市中80%的地方人们不会因噪音而困扰,而另外20%的地方的噪音就比较严重了,特别是重度噪音地区。在城市中,我们要健康地生活就必须要控制噪音,最严重地区也要控制在中度噪音以下。
1.3 一些特殊情况下的道路污染 1.3.1运输车货物引起的道路污染
运输建材的车辆因为超载、装车时货物绑扎不牢或驾驶时不认真使得所载货物掉落在路面上,造成车流不通畅,妨碍了交通的正常运行。
运输海湖水产的车辆由于装车的不合理,使得充满腥味的水流出污染了路面,不仅是人感到恶心,还会增加事故发生的几率。
1.3.2恶劣天气引起的道路污染
在大雨天气中,开过泥泞小路的车驶上路面后会留下泥沙,污染了道路,使路面更滑,增大了交通事故的发生率。防治方法
2.1尾气——安装汽车尾气处理装置
科学家已经研究出了汽车尾气处理装置并推广了,它是通过化学反应将尾气中的有害气体转化为无害气体的装置。广大车主应自觉使用安装,这是我们的责任,我们要对自己负责,对环境负责,同时也要对我们的后代负责。
2.2噪音——隔音设备
在离人群居住地近的公路、机场、火车站边广泛设置隔音墙、隔音护栏,对该处居民的房屋进行隔音功能的加强。在某些路段设置禁止鸣喇叭的指示牌。随身携带隔噪音耳塞或耳麦。
2.3大力发展公共交通
减少私家车的使用,倡导并大力发展公共交通,有助于减少汽车尾气的排放,减弱汽车尾气对生物的危害和环境的破坏,同时开发公共交通工具的环保清洁能源,进一步降低尾气排放量,如液化天然气、电能等清洁能源。
2.4提倡绿色出行
绿色出行就是采用对环境影响最小的出行方式。即节约能源、提高能效、减少污染、有益于健康、兼顾效率的出行方式。多乘坐公共汽车、地铁等公共交通工具,合作乘车,环保驾车,或者步行、骑自行车等。只要是能降低自己出行中的能耗和污染,就叫做绿色出行。
我们出行的方式有那么多,为什么不选择一个既环保,效率又高,同时又为环保做贡献、做典范的方式呢?
2.5研发并推广零排放交通工具 2.5.1前言
为了减少尾气排放,科学家们不断的研究、开发新型能源,并将其应用到交通工具上,研发了众多零排放交通工具,下面我们就列举几种。
2.5.2 YikeBike[3]
该两轮电动自行车是来自新西兰的两位工程师研发的。这种碳纤维材料制造的电动自行车最高速度可达每小时20km。骑它时跟我们熟悉的自行车并不一样,首先你要笔直地坐在车座上,用手拉动车座旁边的一个控制杆来操作它。你的脚放在折叠脚蹬上静止不动,用手指操作控制器上的油门和刹车。这辆车充满电后能行驶10km左右,续航能力还有待加强。此外,这辆自行车还有一个特点是你可以把它折叠起来,放进一个袋子里,它的重量仅有9.98kg。
现在YikeBike自行车已经上市,不过近5000美元的售价,注定还只会是少数人的玩具。但我相信,总有一天会普及的,而且这一天并不会太远。
2.5.3雷克萨斯“混合动力”自行车[3] 当汽车界将混合动力作为未来发展方向的同时,自行车也将向混合动力领域发展。雷克萨斯推出的这款混合动力自行车拥有十分雅致漂亮的外观。车身长度为1598mm,宽为425mm,座椅高度为900mm,轴距为1080mm。这款自行车应用了电动8挡变速器和轻质的碳纤维车身结构,车身重量仅有17kg。雷克萨斯在混合动力方面一直处于领先的地位,因此这款自行车配置的混合动力装置也十分先进。除了普通的脚蹬踏板来驱动自行车行驶外,雷克萨斯混合动力自行车还在前车轮上配置了一个功率达240W的电动马达,所需能量由25.9V的锂离子电池来提供。此外,还配置了动能回收装置来为锂电池补充能量。
2.5.4大众新型Bik.e电动车[3] 在北京车展上,大众展示了Bik.e电动概念车。这款电动车与雷克萨斯的混合动力自行车不同的是采用纯电力的驱动方式,而且采用了全新的设计架构,甚至链条、齿轮和脚踏板的空间都省掉了,使得自行车折叠起来之后足以轻松放入小车的后备厢。这款Bik.e电动车除了能够使用普通的家用电源充电外,还能使用汽车的直流电源进行应急充电。厂家称每次满电状态可行驶20km的路程,其最高时速也正好是20km。目前大众厂商还在考虑将其商业化的可能性。
2.5.5 HMK 561 碳纤维电力车[3] 这台由Ralf Kittmann设计,名为HMK 561的全碳纤维脚踏车将它的电力储存在车架之中,由于碳纤维具有极高的导电性,所以设计师利用碳纤维车架作为导电架构来取代电线。除了利用电力驱动位于轮圈中心的马达外,它甚至还拥有制动能量回收系统,可将刹车时产生的热能回收再利用。更厉害的是这台车利用了顺时针旋转的轴承带动轮胎转动,取代了传统的齿轮与链条。它应用的所有技术已经超过了我们对自行车的想象,独特的车轮,前卫的车身,另类的车把手,你看不到齿轮和踏板。目前这辆获得IF 2008设计大奖的车子可不仅停留在设计图上,有一辆原型车已经造出,不过离量产还有一段距离。结语
交通给我们带来了方便、快捷的同时,也给我们带来了危害。每个事物都有其两面性,我们的任务就是增强其正面优点的同时,尽量减少其负面影响,甚至是消除其负面影响。
据世界资源研究所和中国环境检测总站测算,全球10个大气污染最严重的城市中,我国就占了7个。因此,中国政府对治理汽车尾气排放造成的城市环境污染非常重视,积极支持清洁燃料汽车的发展。
所以治理汽车尾气污染之路仍任重而道远啊!
参考文献
[1] 祝您健康 2008年第07期 [2] 金陵晚报 2010.5.27 [3] 车王 2010.6.18
第二篇:土壤重金属污染危害及防治措施
土壤的重金属污染危害及防治措施
长沙环境保护职业技术学院 周 敏 王安群
1.前言
地球岩石圈经历了千百万年的漫长的地质变化后才形成了土壤。土壤和人类之间保持着一种自然平衡关系,土壤和其他环境因素一样对人类起作用,人类活动也可以影响土壤环境,他们之间互相依赖、互相制约、紧密地联系在一起,人通过生产活动从自然界取得资源和能量,再以“三废”形式向土壤系统排放,造成土壤污染,然后被植物吸收并在体内积累,人吃了污染的粮食、蔬菜等食物后,重金属元素就在人体蓄积,产生各种危害,所以充分认识土壤污染及危害,保护土壤,防治污染是十分重要的任务。
2.土壤重金属污染 2.1.概论
在土壤的无机污染物中,突出表现为重金属的污染。重金属不能为土壤微生物所分解,而易于积累,转化为毒性更大的甲基化合物,甚至有的通过食物链以有害浓度在人体内蓄积,严重危害人体健康。土壤重金属污染物主要有铅、镉、汞、砷、铬、铜、铁、锌等,砷虽不属于重金属,但因其行为与来源及危害都与重金属相似,故通常列入重金属类进行讨论。就对植物需要而言,可分为两类:一类是植物生长发育不需要的元素,而对人体健康危害比较明显,如镉、汞、铅等,另一类是植物正常发育所需元素,且对人体又有一定生理功能,如铜、锌等,但过多会发生污染,妨碍植物生长发育。同种金属,由于它们在土壤中存在的形态不同,其迁移转化特点和污染性质也不同,因此在研究土壤中重金属的危害时,不仅要注意它们的总含量,还必须重视各种形态的含量。
2.2.汞
土壤的汞污染主要来自于污染灌溉、燃煤、汞冶炼厂和汞制剂厂(仪表、电气、氯碱工业)的排放。如一个700兆瓦的热电站,每天可排放汞215公斤,估计全世界仅由燃煤而排放到大气中的汞,一年就有3000吨左右。含汞颜料的应用、用汞做原料的工厂、含汞农药的施用等也是重要的汞污染源。汞进入土壤后95%以上能迅速被土壤吸持或固定,这主要是土壤的粘土矿物和有机质有强烈的吸附作用,因此汞容易在表层积累,并沿土壤的纵深垂直分布递减。土壤中汞的存在形态有金属汞、无机态与有机态,并在一定条件下相互转化。在正常EH和pH范围内,汞能以零价状态存在是土壤中汞的重要特点。植物能直接通过根系吸收汞,在很多情况下,汞化合物可能是在土壤中先转化为金属汞或甲基汞后才能被植物吸收。无机汞有HgSO4、Hg OH
2、HgCl2、HgO,它们因溶解度低,在土壤中迁移转化能力很弱,但在土壤微生物作用下,转化为具有剧烈毒性的甲基汞,也称汞的甲基化。微生物合成甲基汞在好氧或厌氧条件下都可以进行。在好氧条件下主要形成脂溶性的甲基汞,可被微生物吸收、积累而转入食物链,造成对人体的危害;在厌氧有酶催化下,主要形成二甲基汞,它不溶于水,在微酸性环境中,二甲基汞也可转化为甲基汞。汞对植物的危害因作物的种类不同而异,汞在一定浓度下使作物减产,较高浓度下甚至可使作物死亡。植物吸收和累积与汞的形态有关,其顺序是:氯化甲基汞>氯化乙基汞>醋酸苯汞>氯化汞>氧化汞>硫化汞。不同植物对汞吸收能力是:针叶植物>落叶植物;水稻>玉米>高果>小麦;叶菜类>根菜类>果菜类。土壤中汞含量过高,汞不但能在植物体内累积,还会对植物产生毒害,引起植物汞中毒,严重情况下引起叶子和幼蕾掉落。汞化合物侵入人体,被血液吸收后可迅速弥散到全身各器官,当重复接触汞后,就会引起肾脏损害。
2.3.镉
镉主要来源于镉矿、冶炼厂。因镉与锌同族,常与锌共生,所以冶炼锌的排放物中必有ZnO、CdO,它们挥发性强,以污染源为中心可波及数千米远。镉工业废水灌溉农田也是镉污染的重要来源。镉被土壤吸附,一般在0-15cm的土壤层累积,15cm以下含量显著减少。土壤中的镉以CdCO3、Cd PO4
2、及Cd OH 2的形态存在,其中以CdCO3为主,尤其是在pH>7的石灰性土壤中,土壤中的镉的形态可划分为可给态和代换态,它们易于迁移转化,而且能被植物吸收,不溶态镉在土壤中累积,不易被植物吸收,但随环境条件的改变二者可互相转化。如土壤偏酸时,镉的溶解度增高,而且在土壤中易于迁移;土壤处于氧化条件下(稻田排水期及旱田)镉也易变成可溶性,被植物吸收也多。土壤对镉有很强的吸着力,因而镉易在土壤中造成蓄积。镉在土壤中吸附迁移还受伴随离子如Zn2+、Pb2+、Cu2+、Fe2+、Ca2+等的影响,如锌的存在就可抑制植物对镉的吸收。
镉是植物体不需要的元素,但许多植物均能从水中和土壤中摄取镉,并在体内累积。累积量取决于环境中的镉的含量和形态。镉在植物各部分分布基本上是:根>叶>枝的干皮>花、果、籽粒。水稻研究表明同样规律,即主要在根部累积,为总量的82.5%,地上部分仅占17.5%,其顺序:为根>茎叶>稻米>糙米。
土壤中过量的镉,不仅能在植物体内残留,而且也会对植物的生长发育产生明显的危害。镉能使植物叶片受到严重伤害,致使生长缓慢,植株矮小,根系受到抑制,造成生物障碍,降低产量,在高浓度镉的毒害下发生死亡。
镉对农业最大的威胁是产生“镉米”、“镉菜”,人食用这种被镉污染的农作物,则会得骨痛病。另外,镉会损伤肾小管,出现糖尿病,镉还会造成肺部损害,心血管损害,甚至还有致癌、致畸、致突变[2]的报道。
2.4.铅
铅是土壤污染较普遍的元素。污染源主要来自汽油里添加抗爆剂烷基铅,汽油燃烧后的尾气中含大量铅,飘落在公路两侧数百米范围内的土壤中。另外矿山开采、金属冶炼、煤的燃烧等也是重要的污染源。在矿山、冶炼厂附近土壤含铅量高达1500mg/kg以上[3]。随着我国乡镇企业的快速发展,“三废”中的铅也大量进入农田,一般进入土壤中的铅在土壤中易与有机物结合,不易溶解,土壤铅大多发现在表土层,表土铅在土壤中几乎不向下移动。
植物对铅的吸收与积累,决定于环境中铅的浓度、土壤条件、植物的叶片大小和形状等。植物吸收的铅主要累积在根部,只有少数才转移到地上部分。积累在根、茎和叶内的铅,可影响植物的生长发育,使植物受害。铅对植物的危害表现为叶绿素下降。阻碍植物的呼吸及光合作用。谷类作物吸铅量较大,但多数集中在根部,茎秆次之,籽实较少。因此,铅污染的土壤所生产的禾谷类茎秆不易作饲料。
铅对动物的危害则是积累中毒。铅是作用于人体各个系统和器官的毒物,能与体内的一系列蛋白质、酶和氨基酸内的官能团络合,干扰机体多方面的生化和生理活动,导致对全身器官产生危害。
2.5.铬
铬的污染源主要是铬电镀、制革废水、铬渣等。铬在土壤中主要有两种价态:Cr+6和Cr3+。土壤中主要以三价铬化合物存在,当它们进入土壤后,90%以上迅速被土壤吸附固定,在土壤中难以再迁移。Cr+6毒性大,其毒害程度比Cr3+大100倍。而Cr3+则恰恰相反,Cr3+主要存在于土壤与沉积物中。土壤胶体对三价铬具有强烈的吸附作用,并随pH的升高而增强。土壤对六价铬的吸附固定能力较低,仅有8.5%~36.2%。不过普通土壤中可溶性六价铬的含量很小,这是因为进入土壤中的六价铬很容易还原成三价铬,这其中,有机质起着重要作用,并且这种还原作用随着pH的升高而降低。值得注意的是,实验已证明,在pH6.5—8.5的条件下,土壤的三价铬能被氧化为六价铬,同时,土壤中存在氧化锰也能使三价铬氧化成六价铬,因此,三价铬转化成六价铬的潜在危害不容忽视。
植物对铬的吸收,95%蓄积于根部。据研究,低浓度Cr+6能提高植物体内酶活性与葡萄糖含量,高浓度时,则阻碍水分和营养向上部输送,并破坏代谢作用。
铬对人体与动物也是有利有弊。人体含铬过低会产生食欲减退等症状。而Cr+6具有强氧化作用,对人体主要是慢性危害,长期作用可引起肺硬化、肺气肿、支气管扩张,甚至引发癌症[5]。
2.6.砷
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。通常砷集中在表土层10cm左右,只有在某些情况下可淋洗至较深土层,如施磷肥可稍增加砷的移动性。土壤中砷的形态按植物吸收的难易划分,一般可分为水溶性砷、吸附性砷和难溶性砷,通常把水溶性砷、吸附性砷总称为可给性砷,是可被植物吸收利用的部分。土壤中砷大部分为胶体吸收或和有机物络合——螯合或和磷一样与土壤中铁、铝、钙离子相结合,形成难溶化合物,或与铁、铝等氢氧化物发生共沉。pH和EH值影响土壤对砷的吸附,pH值高,土壤砷吸附量减少而水溶性砷增加;土壤在氧化条件下,大部分是砷酸,砷酸易被胶体吸附,而增加土壤固砷量。随EH降低,砷酸转化为亚砷酸,可促进砷的可溶性,增加砷害。植物在生长过程中,吸收有机态砷后可在体内逐渐降解为无机态砷。砷可通过植物根系及叶片的吸收并转移至体内各部分,砷主要集中在生长旺盛器官。作物根茎叶、籽粒含砷量差异很大,如水稻含砷量分布顺序是稻根>茎叶>谷壳>糙米,呈自下而上递降变化规律。
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。砷对人体危害很大,在体内有明显的蓄积性,它能使红血球溶解,破坏正常的生理功能,并具有遗传性、致癌性和致畸性等[5]。
3.治理措施
土壤受污染后,蓄积在土壤中的有害物质能迁移到水、空气和植物中,最终进入人体。土壤污染一旦形成,就会造成长远的影响,而且难以消除。因此,我们应以“预防为主”,积极做好土壤的保护工作。
土壤污染的防护要采取综合措施,首先要控制和消除土壤的污染源,同时对已经污染的土壤采取措施,消除土壤中的污染物或控制污染物迁移转化,使其不能进入食物链。
生物防治土壤污染物质可通过生物降解或植物吸收而净化土壤。如羊齿铁角蕨属的一种植物,有较强的吸收土壤重金属能力,对土壤中镉的吸收率可达到10%,连种多年可使土壤镉含量降低50%。
施加抑制剂轻度污染的土壤,施加某种抑制剂,可改变污染物在土壤中的迁移转化,减少作物吸收,如使用石灰可增加土壤pH,使铜、锌、汞、镉等金属或氢氧化物沉淀。据实验,施用石灰后稻米含镉量可降低30%。碱性磷酸盐可与土壤中的镉形成磷酸镉沉淀,对消除镉污染具有重要意义。
增施有机肥有机胶体和粘土矿物胶体,对土壤中重金属和农药有一定吸附力。因此增加土壤有机质,改良砂性土壤,能促进土壤对土壤有毒物的吸附作用,增加土壤容量,提高土壤的自净能力。
加强水浆管理水稻土壤的氧化还原状态可影响水稻土中重金属的迁移转化。淹水可明显抑制水稻对镉、铜、铅、锌的吸收,落干将促进水稻的吸收。
客土、深翻被重金属严重污染的土壤,若面积不大,可用客土换土法,对换出土壤要妥善处理,防止次生污染。亦可将污染土壤翻到下层,深埋程度以不污染作物而定。
参考文献
[1]吴沈春等环境与健康北京人民卫生出版社1982.9 [2]陈炳卿等食品污染与健康北京化学工业出版社.环境科学与工程出版中心2002.7 [3]刘静玲等环境污染与控制北京化学工业出版社.环境科学与工程出版中心2001.2 [4]胡望钧等常见有毒化学品环境事故应急处置技术与监测方法北京中国环境科学出版社1993.3 [5]徐厚恩等中国污染物有毒危险性评价北京北京医科大学.中国协和医科大学联合出版社1997.5
第三篇:土壤重金属污染危害及防治措施
土壤的重金属污染危害及防治措施
长沙环境保护职业技术学院 周 敏 王安群
地球岩石圈经历了千百万年的漫长的地质变化后才形成 了土壤。土壤和人类之间保持着一种自然平衡关系, 土壤和其他 环境因素一样对人类起作用, 人类活动也可以影响土壤环境, 他 们之间互相依赖、互相制约、紧密地联系在一起, 人通过生产活 动从自然界取得资源和能量, 再以 “三废” 形式向土壤系统排放, 造成土壤污染, 然后被植物吸收并在体内积累, 人吃了污染的粮 食、蔬菜等食物后, 重金属元素就在人体蓄积, 产生各种危害, 所 以充分认识土壤污染及危害, 保护土壤, 防治污染是十分重要的 任务。土壤重金属污染
在土壤的无机污染物中, 突出表现为重金属的污染。重金属不能为土壤微生物所分解, 而易于积累, 转化为毒性更大的甲基化合物, 甚至有的通过食物链以有害浓度在人体内蓄积, 严重危害人体健康。土壤重金属污染物主要有铅、镉、汞、砷、铬、铜、铁、锌等, 砷虽不属于重金属, 但因其行为与来源及危害都与重金属相似, 故通常列入重金属类进行讨论。就对植物需要而言, 可分为两类:一类是植物生长发育不需要的元素, 而对人体健康危害比较明显, 如镉、汞、铅等, 另一类是植物正常发育所需元素, 且对人体又有一定生理功能, 如铜、锌等, 但过多会发生污染, 妨碍植物生长发育。同种金属, 由于它们在土壤中存在的形态不同, 其迁移转化特点和污染性质也不同, 因此在研究土壤中重金属的危害时, 不 仅要注意它们的总含量, 还必须重视各种形态的含量。汞 土壤的汞污染主要来自于污染灌溉、燃煤、汞冶炼厂和汞制剂厂(仪表、电气、氯碱工业)的排放。如一个700 兆瓦的热电站, 每天可排放汞215 公斤, 估计全世界仅由燃煤而排放到大气中的汞, 一年就有3000 吨左右。含汞颜料的应用、用汞做原料的工厂、含汞农药的施用等也是重要的汞污染源。汞进入土壤后95%以上能迅速被土壤吸持或固定, 这主要是土壤的粘土矿物和有机质有强烈的吸附作用, 因此汞容易在表层积累, 并沿土壤的纵深垂直分布递减。土壤中汞的存在形态有金属汞、无机态与有机态, 并在一定条件下相互转化。在正常EH 和PH 范围内, 汞能以零价状态存在是土壤中汞的重要特点。植物能直接通过根系吸收汞, 在很多情况下, 汞化合物可能是在土壤中先转化为金属汞或甲基汞后才能被植物吸收。无机汞有HgSO
4、Hg(OH)
2、HgCL
2、HgO , 它们因溶解度低, 在土壤中迁移转化能力很弱, 但在土壤微生物作用下, 转化为具有剧烈毒性的甲基汞, 也称汞的甲基化。微生物合成甲基汞在好氧或厌 氧条件下都可以进行。在好氧条件下主要形成脂溶性的甲基汞,可被微生物吸收、积累而转入食物链, 造成对人体的危害;在厌氧有酶催化下, 主要形成二甲基汞, 它不溶于水, 在微酸性环境中, 二甲基汞也可转化为甲基汞。汞对植物的危害因作物的种类不同而异, 汞在一定浓度下使作物减产, 较高浓度下甚至可使作物死亡。植物吸收和累积与汞的形态有关, 其顺序是: 氯化甲基汞 > 氯化乙基汞 > 醋酸苯汞 > 氯化汞 > 氧化汞 > 硫化汞。不同植物对汞吸收能力是: 针叶植物 > 落叶植物;水稻 >玉米 > 高果 > 小麦;叶菜类 > 根菜类 > 果菜类。土壤中汞含量过高, 汞不但能在植物体内累积, 还会对植物产生毒害, 引起植物汞中毒, 严重情况下引起叶子和幼蕾掉落。汞化合物侵入人体, 被血液吸收后可迅速弥散到全身各器官, 当重复接触汞后, 就会引起肾脏损害。镉 镉主要来源于镉矿、冶炼厂。因镉与锌同族, 常与锌共生, 所以冶炼锌的排放物中必有ZnO、CdO , 它们挥发性强, 以污 染源为中心可波及数千米远。镉工业废水灌溉农田也是镉污染的重要来源。镉被土壤吸附, 一般在0-15cm 的土壤层累积, 15cm 以下含量显著减少。土壤中的镉以CdCO
3、Cd(PO 4)
2、及Cd(OH)2 的形态存在, 其中以CdCO 3 为主, 尤其是在PH> 7 的石灰性土壤 中, 土壤中的镉的形态可划分为可给态和代换态, 它们易于迁移转化, 而且能被植物吸收, 不溶态镉在土壤中累积, 不易被植物吸收, 但随环境条件的改变二者可互相转化。如土壤偏酸时, 镉的溶解度增高, 而且在土壤中易于迁移;土壤处于氧化条件下(稻田排水期及旱田)镉也易变成可溶性, 被植物吸收也多。土壤对镉有很强的吸着力, 因而镉易在土壤中造成蓄积。镉在土壤中吸附迁移还受伴随离子如Zn2+、Pb2、Cu2+、Fe2+、Ca2+等的影响, 如锌的存在就可抑制植物对镉的吸收。
镉是植物体不需要的元素, 但许多植物均能从水中和土壤
中摄取镉, 并在体内累积。累积量取决于环境中的镉的含量和形 态。镉在植物各部分分布基本上是: 根 > 叶 > 枝的干皮 > 花、果、籽粒。水稻研究表明同样规律, 即主要在根部累积, 为总 量的8215% , 地上部分仅占1715% , 其顺序: 为根 > 茎叶 > 稻 米 > 糙米。
土壤中过量的镉, 不仅能在植物体内残留, 而且也会对植物 的生长发育产生明显的危害。镉能使植物叶片受到严重伤害, 致 使生长缓慢, 植株矮小, 根系受到抑制, 造成生物障碍, 降低产 量, 在高浓度镉的毒害下发生死亡。
镉对农业最大的威胁是产生 “镉米”、“镉菜” , 人食用这种被 镉污染的农作物, 则会得骨痛病。另外, 镉会损伤肾小管, 出现糖 尿病, 镉还会造成肺部损害, 心血管损害, 甚至还有致癌、致畸、致突变[2 ] 的报道。
铅 铅是土壤污染较普遍的元素。污染源主要来自汽油里添 加抗爆剂烷基铅, 汽油燃烧后的尾气中含大量铅, 飘落在公路两 侧数百米范围内的土壤中。另外矿山开采、金属冶炼、煤的燃烧 等也是重要的污染源。在矿山、冶炼厂附近土壤含铅量高达 1500cmö kg 以上[3 ]。随着我国乡镇企业的快速发展,“三废” 中的铅也大量进入农田, 一般进入土壤中的铅在土壤中易与有机物
结合, 不易溶解, 土壤铅大多发现在表土层, 表土铅在土壤中几乎不向下移动。植物对铅的吸收与积累, 决定于环境中铅的浓度、土壤条
件、植物的叶片大小和形状等。植物吸收的铅主要累积在根部, 只有少数才转移到地上部分。积累在根、茎和叶内的铅, 可影响 植物的生长发育, 使植物受害。铅对植物的危害表现为叶绿素 下降。阻碍植物的呼吸及光合作用。谷类作物吸铅量较大, 但多 数集中在根部, 茎秆次之, 籽实较少。因此, 铅污染的土壤所生产 的禾谷类茎秆不易作饲料。
铅对动物的危害则是积累中毒。铅是作用于人体各个系统
和器官的毒物, 能与体内的一系列蛋白质、酶和氨基酸内的官能 团络合, 干扰机体多方面的生化和生理活动, 导致对全身器官产 生危害。
铬 铬的污染源主要是铬电镀、制革废水、铬渣等。铬在土壤 中主要有两种价态: Cr 6+ 和Cr 3+。土壤中主要以三价铬化合物存
在, 当它们进入土壤后, 90%以上迅速被土壤吸附固定, 在土壤 中难以再迁移。Cr 6+ 很稳定, 毒性大, 其毒害程度比Cr 3+ 大100 倍。而Cr 3+ 则恰恰相反, Cr 3+ 主要存在于土壤与沉积物中。土壤
胶体对三价铬具有强烈的吸附作用, 并随PH 的升高而增强。土 壤对六价铬的吸附固定能力较低, 仅有815%—3612%。不过普 通土壤中可溶性六价铬的含量很小, 这是因为进入土壤中的六 价铬很容易还原成三价铬, 这其中, 有机质起着重要作用, 并且 这种还原作用随着PH 的升高而降低。值得注意的是, 实验已证 明, 在PH 615—815 的条件下, 土壤的三价铬能被氧化为六价 铬, 同时, 土壤中存在氧化锰也能使三价铬氧化成六价铬, 因此, 三价铬转化成六价铬的潜在危害不容忽视。
植物对铬的吸收, 95%蓄积于根部。据研究, 低浓度Cr6+能提高植物体内酶活性与葡萄糖含量, 高浓度时, 则阻碍水分和营 养向上部输送, 并破坏代谢作用。
铬对人体与动物也是有利有弊。人体含铬过低会产生食欲 减退等症状。而Cr 6+ 具有强氧化作用, 对人体主要是慢性危害, 长期作用可引起肺硬化、肺气肿、支气管扩张, 甚至引发癌症[5 ]。
砷 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。通常砷集中在表土层10cm 左右, 只有 在某些情况下可淋洗至较深土层, 如施磷肥可稍增加砷的移动 性。土壤中砷的形态按植物吸收的难易划分, 一般可分为水溶性 砷、吸附性砷和难溶性砷, 通常把水溶性砷、吸附性砷总称为可 给性砷, 是可被植物吸收利用的部分。土壤中砷大部分为胶体吸 收或和有机物络合——螯合或和磷一样与土壤中铁、铝、钙离子 相结合, 形成难溶化合物, 或与铁、铝等氢氧化物发生共沉。PH 和 EH 值影响土壤对砷的吸附, PH 值高, 土壤砷吸附量减少而 水溶性砷增加;土壤在氧化条件下, 大部分是砷酸, 砷酸易被胶 体吸附, 而增加土壤固砷量。随EH 降低, 砷酸转化为亚砷酸, 可 促进砷的可溶性, 增加砷害。植物在生长过程中, 吸收有机态砷 后可在体内逐渐降解为无机态砷。砷可通过植物根系及叶片的 吸收并转移至体内各部分, 砷主要集中在生长旺盛器官。作物根
茎叶、籽粒含砷量差异很大, 如水稻含砷量分布顺序是稻根 >茎叶 > 谷壳 > 糙米, 呈自下而上递降变化规律。
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。
砷对人体危害很大, 在体内有明显的蓄积性, 它能使红血球 溶解, 破坏正常的生理功能, 并具有遗传性、致癌性和致畸性 等[5 ]。治理措施
土壤受污染后, 蓄积在土壤中的有害物质能迁移到水、空气 和植物中, 最终进入人体。土壤污染一旦形成, 就会造成长远的
影响, 而且难以消除。因此, 我们应以 “预防为主” , 积极做好土壤 的保护工作。
土壤污染的防护要采取综合措施, 首先要控制和消除土壤 的污染源, 同时对已经污染的土壤采取措施, 消除土壤中的污染 物或控制污染物迁移转化, 使其不能进入食物链。
生物防治 土壤污染物质可通过生物降解或植物吸收而净
化土壤。如羊齿铁角蕨属的一种植物, 有较强的吸收土壤重金属 能力, 对土壤中镉的吸收率可达到10% , 连种多年可使土壤镉含 量降低50%。
施加抑制剂 轻度污染的土壤, 施加某种抑制剂, 可改变污
染物在土壤中的迁移转化, 减少作物吸收, 如使用石灰可增加土
壤PH, 使铜、锌、汞、镉等金属或氢氧化物沉淀。据实验, 施用石 灰后稻米含镉量可降低30%。碱性磷酸盐可与土壤中的镉形成 磷酸镉沉淀, 对消除镉污染具有重要意义。
增施有机肥 有机胶体和粘土矿物胶体, 对土壤中重金属和农药有一定吸附力。因此增加土壤有机质, 改良砂性土壤, 能促
进土壤对土壤有毒物的吸附作用, 增加土壤容量, 提高土壤的自 净能力。
加强水浆管理 水稻土壤的氧化还原状态可影响水稻土中
重金属的迁移转化。淹水可明显抑制水稻对镉、铜、铅、锌的吸 收, 落干将促进水稻的吸收。
客土、深翻 被重金属严重污染的土壤, 若面积不大, 可用客 土换土法, 对换出土壤要妥善处理, 防止次生污染。亦可将污染 土壤翻到下层, 深埋程度以不污染作物而定。参考文献
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第四篇:建筑室内装饰的污染危害及防治措施_论文
产品自身污染防治措施
编制:韩文云
审核:何长青
批准:宋兴伟
天津市津南区双港镇建筑工程公司
2010-11-
2产品自身污染防治措施建筑装修材料中的主要污染物及危害
1.1氡
氡被WHO(世界卫生组织)公布为19 种主要环境致癌物之一,氡在建筑工程中主要来源于土壤、砂、石产生的地质断裂层,地下地基土壤的扩散,通过地表和墙体裂缝而进入室内。以其矿产及土壤原料制成的混凝土、砖、水泥、石材、陶瓷、石膏板等建筑材料和装饰材料中均含氡的成分。
1.2甲醛
无色气体,具有强烈刺激气味,对人体眼、口鼻刺激严重,长期接触会致人头痛、眩晕、恶心,对人的肺、肝及免疫功能有一定的损伤,影响人体健康和正常生活,国际癌症研究组织IARC(1995)将甲醛列为
对人体(鼻咽部)可能的致癌物。甲醛在建筑工程中主要存在于壁纸、壁布,帷幕(窗帘)中也含有游离甲醛。
1.3苯
苯是无色具有芳香气味的气体,对人体危害非常大,对中枢神经系统有麻醉作用,如果人在短时间内吸入高浓度的苯,轻者头晕、恶心、胸闷、乏力、意识模糊,重者可产生昏迷以致呼吸循环系统衰竭而死亡。对肺、肾有一定的致癌性。苯在装饰材料中主要存在于溶剂型的涂料、胶粘剂、水性处理剂、溶剂和稀释剂中。
1.4氨
氨是无色无味气体,对人体的感官有刺激作用,引起人体不适,对
健康有害。氨气体主要来源于施工中的外加剂,但是,有些室内装饰材料,如家具涂饰之前的添加剂和增白剂大部分用氨水,还应引起重视,并加以控制。
1.5总挥发性有机化合物(TVOC)
总挥发性有机化合物(TVOC)是在常温压力下由任何液体和固体自然挥发出来的有机化合物的总和,即多种有害气体的总和,有气味,对人体有害,可对人的眼、鼻、喉、神经、皮肤产生强烈的刺激。室内空气污染的防治措施
2.1选材上要严格把关
首先在选择装饰材料时,要谨慎地控制污染严重有毒的材料作为装饰材料,减少污染物的产生。选择建筑装饰材料的依据是该种材料的有毒有害气体释放量符合标准,在装修过程中应尽量选择符合国家《室内装饰装修材料有害物质限量标准》中的10 项系列标准的材料和有机污染物含量比较少的材料,实行环保绿色装修。如选择对人体无害的天然建筑材料,或有主管部门核发合格证的绿色环保证书的化学合成材料;同时要加强对进入施工现场的各类建筑和装饰材料的监督检查。施工过程中把好材料关,进场时必须出具环境指标检验合格报告。当材料用量大时还应进行必要的抽检和复检,重点应以控制有害气体和挥发性有机化合物、放射性物质的含量为主要内容。
2.2施工过程要一丝不苟
首先,在装修时应选择信誉好、正规的装饰公司和施工队伍。近
几年,由于“装修游击队”泛滥,其施工程序和管理不规范,是导致家装行业质量和信誉低下的一个重要原因;其次,要选择正确的施工工艺。在施工过程中可通过工艺手段对建筑材料进行处理,以减少污染,尽可能采用机械打磨,禁止室内使用含苯类溶剂的涂料、胶粘剂、处理剂和稀释剂;装修工程结束应该进行竣工验收,通过有关部门的检测仪器和国家规定的标准方法进行室内空气质量检测,了解室内污染状况,综合评价装修工程是否达到人们对环境和健康的要求,然后经过科学的分析,做出科学准确的评价,有针对性地解决室内空气污染问题。
2.3加强室内通风换气
住宅室内装饰完工后,不要立即入住,最简单的办法就是保持室内空气流通,降低有毒物的浓度。即使在有空调的房间,也要做到敞开门窗换气,一方面新鲜空气的稀释作用可将室内的污染物冲淡,有利于室内污染物的排放,另一方面有助于装修材料中的有毒有害气体尽早地释放出来。装修完毕后最好打开橱柜门窗,以较高的力度散发室内空气污染物,过一段时间后再入住。
2.4用花卉植物治理室内污染
养花爱花,是中华民族的传统。古往今来,人们精心地将花种植在阳台,或培育于花盆中,摆设在窗台、走廊等处,供作欣赏,不仅美化了环境,更可净化空气,减少污染。不同的花卉植物可以吸收和清除不同的化学污染物。
2.5大力扶持绿色装饰材料
政府有关部门要制定装饰材料的健康安全标准,同时要大力扶持
健康型、环保型、安全型的绿色装饰材料的发展和生产。当前,涂料产品的环境指标已制定,环保部门对几种产品已核发了环境标志,估计不久的将来有关装饰材料的绿色通道一定会打通。对不符合健康安全标准的产品,一定要禁止销售并严加制止。
2.6 进行必要的室内环境检测和空气处理
室内污染, 其实是化学污染, 所以, 不能简单地凭气味感觉来判断, 必须借助于专业设备由专业人员进行分析处理。装修后的房屋不要急于入住, 应该先找室内环境监测部门进行检测, 听取专家的意见, 选择合适的入住时间。室内环境检测, 现在有很多具有权威资格的检测单位, 虽然要花费一千元~三千元, 但总比出现污染而造成家人孩 子身体出现重大疾病要好的多。
室内污染以投入使用的第1、2年危害性最大, 采取自然通风方式并不能根本和完全处理这些污染, 所以, 室内污染一定要及时进行室内污染治理。目前, 室内污染治理有物理吸附技术、化学催化技术、材料封闭技术、化学中和技术、化学消毒技术、空气负离子技术、生物酶技术等多种手段和措施。
第五篇:化肥污染现状、危害及防治措施和对策
化肥污染现状、危害及防治措施和对策
[摘要]化肥的出现给农业带来了很大的好处,但是由于不合理利用和过量使用化肥造成了严重的污染,并且给人类的健康带来了严重的危害,现而今化肥污染的问题越来越受到重视,本文介绍了我国化肥污染的现状,分析了化肥污染带来的危害,并提出了有效的防治措施和对策。
[关键词]化肥污染;现状;危害;防治
随着人口的增多,人类对粮食的需求越来越大,为了提高产量,化肥的使用量越来越高,从而导致了土壤,大气和水体等方面的污染,并破坏了生态系统的平衡。
1.我国化肥的使用现状
有调查表明,我国的化肥年使用量达到4214万吨,占世界的35%,平均施用水平为368 kg/hm2,大大超出发达国家为防止化肥对土壤和水体造成危害所设置的225 kg/hm2的安全上限,位居世界第一,并且在化肥施用中还存在各种肥料之间的结构不合理的现象,化肥利用率极低,氮肥平均利用率只有30%一40%、磷肥只有10%一20%、钾肥只有35%一50%,可见我国每年有2500一2800万t的肥料养分流失[1]。这不仅造成经济损失,同时流失的肥料会进入到大气、地表水和地下水,着对人体及生态环境造成了很大的伤害。2.化肥污染的危害
2.1.化肥污染对土壤的危害
化肥对土壤的污染有隐蔽性的特点,土壤质量的下降是一个累积的过程,故而化肥对土壤的污染不能够受到足够的重视。
制造化肥的原料中,含有多种重金属元素,这些重金属会随着施肥的过程进入到土壤中,并且重金属元素不能够通过微生物降解,会随着植物的吸收进入生物链,通过食物链不断在生物体内富集,重金属元素进入生物体后,难以消除,危害健康。
过量施用化肥还会导致土壤酸化,过磷酸钙、硫酸铵、氯化铵等都属于生物酸性肥料,即植物吸收肥料中的养分离子后,土壤中氢离子增多,易造成土壤酸化[2]。氮肥在土壤中会发生硝化反应产生硝酸盐,这个过程会产生交换性氢离子,土壤吸附性复合体接受了一定数量的这种交换性氢离子,使土壤中的碱性离子淋失,我国北方土壤中含有大量铝的氢氧化物,土壤酸化后可加速土壤中原生矿物和次生矿物风化而释放出大量铝离子,形成植物可以吸收的铝化合物,植物长期和过量的吸收铝,会中毒甚至死亡。
化肥还会降低土壤微生物活性减少蚯蚓等有益生物,土壤微生物具有转化有机质、分解矿物、和降解有毒物质的作用,蚯蚓以土壤中的动植物碎屑为食,经常在地下钻洞,把土壤翻得疏松,使水分和肥料易于进入而提高土壤的肥力,有利于植物的生长,并且富含腐殖质的蚓粪是植物生长的极好肥料,我国化肥施用结构不合理,氮肥的施用量高而磷肥、钾肥和有机肥的施用量低,这会减少土壤微生物和有益生物的减少。
过量施用化肥,可使土壤中的一些离子数量发生改变至使土壤结构被破坏,导致土壤板结,进一步影响土壤微生物的生存,化肥无法补偿有机质的缺乏,造成有机质含量下降,建国初期,我国大部分土地有机质含量为7%,现在下降至3%~4%,流失速度是美国的5倍。2.2.化肥污染对水体的危害
未被植物吸收利用的氮素随水下渗或流失,造成水体污染。从全国来看,化肥氮平均损失率约为45%,有资料显示,南方有90%以上的地面水、耕地和100%的地下水受到了不同程度的污染。
氮肥一旦进入地表水,会使地表水中的营养物质增多,造成水体富营养化,水生植物及藻类大量繁殖,消耗大量的氧,致使水体中溶解氧下降,水质恶化,生物的生存受到影响,有时候严重的话还会造成鱼类死亡,破坏水环境,进而影响人类的生产和生活。
化肥施用在农田后,会发生解离,从而形成阳离子和阴离子,一般的阴离子是硝酸盐、亚硝酸盐和磷酸盐,这些阴离子随淋失而进入地下水,导致地下水中硝酸盐、亚硝酸盐及磷酸盐含量增高。硝氮、亚硝氮的含量是反映地下水水质的一个重要指标,其含量过高则会对人畜直接造成危害,使人类发生病变,严重影响身体健康。
2.3.化肥污染对大气的危害
化肥容易发生分解挥发,再加上不合理的施用化肥会对大气造成污染。氮肥在施用于农田的时候,会发生氨的气态损失;施用后直接从土壤表面挥发成氨气和氮氧化物进入到大气中,大气中氨质量浓度的本底值为2μg/m3,这是动植物能正常代谢吸收和释放的浓度。大气中氨的浓度过量,会危害人和动植物健康[3]。氮氧化物在近地面通过阳光的作用会与氧气发生反应,形成臭氧,产生光化学烟雾,并刺激人畜的呼吸器官。氧化亚氮进入到臭氧层后,会与臭氧发生反应,消耗掉臭氧,使臭氧层遭到迫坏,就不能够阻挡紫外线穿透大气,强烈的紫外线对生物有极大的危害,比如增加皮肤癌的患者。2.4.化肥污染对人体健康的影响
氮肥施用过多的蔬菜,其硝酸盐含量比正常情况高出很多,人畜食用这种蔬菜后,硝酸盐在人体内转化为亚硝酸盐,亚硝酸盐一方面与体内胺类结合生成强致癌物—亚硝胺,导致肠癌、胃癌、直肠癌等;另一方面,与血液中的铁离子结合,导致高铁血红素蛋白症,使人出现行为反应障碍,头晕目眩,意识丧失等症状,严重的还危及生命。3.防治措施和对策
3.1.加大化肥污染的宣传力度,提倡使用农家肥有机肥
目前,大多数农民还没有意识到化肥对环境和人体健康造成的潜在危险。故而,要加大化肥污染的宣传力度,完善农村环保农技科普机制,提高群众的环保意识,使人们充分认识到化肥污染的严重性。提倡使用农家肥、有机肥,以农作物的秸秆,动物的粪便以及各种植物为原料,利用沼气池产生沼液制作高质量的农家有机肥,施用有机肥能够增加土壤有机质、土壤微生物,改善土壤结构,提高土壤的吸收容量以及自净能力,增加土壤胶体对重金属等有毒物质的吸附能力。各地可根据实际情况推广豆科绿肥,比如实行引草入田、草田轮作、粮草经济作物带状间作和根茬肥田等形式种植[4]。因为豆科植物在生长时会有固氮菌进行固氮,豆科植物的秸秆含有吩咐的氮。这种利用生态固氮的方式应该加以推广。3.2.改进施肥方式,正确施肥
正确施肥首先要使化肥的施用量合理,化肥的挥发、随径流的损失、渗漏淋失在一定程度上都与施肥量正相关,所以减少化肥流失的关键是源头控制,即减少化肥用量。要综合考虑作物种类、目标产量、土壤养分状况、其他养分输入情 况、环境敏感程度,确定施肥量,以保证作物高产,收获后土壤基本无残留。
深层施氮,肥效长而稳,后劲足,既可减少直接挥发损失、随水淋失及反硝
化脱氮,还可减少杂草、稻田藻类对氮肥的消耗,而且有利于农作物根系发育。氮肥在稻田深施,利用率一般在50%以上。3.3.施用硝化抑制剂
硝化抑制剂又称氮肥增效剂,能够抑制土壤中铵态氮转化成亚硝态氮和硝态氮,提高化肥的肥效和减少土壤污染。由于硝化细菌的活性受到抑制,铵态氮的硝化变缓,使氮素较常时间以铵的形式存在,减少了对土壤的污染。3.4.加强土壤肥料的监测管理
注重管理,严格化肥中污染物质的监测检查,防止化肥带入土壤过量的有害物质。制定有关有害物质的允许量标准,用法律法规来防治化肥污染。发达国家为防止化肥污染而设置的氮肥施用量安全上限为每年N 225 kg/hm2,作物收获后1 m土层的氮素残留量不超过50 kg/hm2。欧洲国家近年来每季作物的施氮量普遍降低到120 kg/hm2左右。3.5.选择适宜的耕作措施和灌溉方式
在坡度大的地区,容易发生侵蚀和径流,应采取保护耕地措施,减少土壤侵蚀和化肥随径流的流失;在平原地区,渗漏是化肥的主要流失方式,要控制排水保持土壤湿度。采用喷灌、滴灌、雾灌技术是节水保肥的重要途径。在旱作上提倡采用滴灌、喷灌,尽量减少大水漫灌,减少径流和渗漏。
[总结语]二十一世纪,中国面临着粮食需求量不断增加的严峻形势,尽快探索开发新技术,以便能够使粮食增产,能够最大限度的提高肥料利用率,这对于保障粮食安全、保护生态环境有着极其重要的意义。[参考文献] [1].李彩碧.农村化肥污染与防治[J].农技服务,2009,26(l):132.[2].邹芳玉.大连市土壤中化肥污染现状与防治措施[J].现代农业科技,2010,9:294,297.[3].曲均峰.化肥施用与土壤环境安全效应的研究[J].磷肥与复肥,2010,25(1):10-12.[4].李宝刚 谭超 何容信.化肥对环境的污染及其防治[J].现代农业科技,2009,4,193-194.