第一篇:论环境污染之重金属污染的理论现状及防治措施
论环境污染之重金属污染的理论现状及防治措施
【内容摘要】
随着我国经济的快速发展,人口的日益增多,受污染的土壤面积在逐步增加,据不完全统计,从1980年至1998年,受污染土壤面积已增加至约占耕地总面积的1/5。值得注意的是,我国乡镇工业的“三废”排放对土壤环境带来的污染问题,在乡镇工业发达地区,局部土壤环境污染十分严重。据调查,我国土壤环境污染中危害比较严重的是重金属铜和汞的污染,有些地区居民已出现“骨痛症”的症状。此外,城市污水中污泥的农业利用,以及城市垃圾、废矿渣、有毒废弃物的堆存、处置,花化肥农药以及农用地膜的大量使用,公路两旁土壤的多环芳烃及铅污染等,对土壤环境产生极大的威胁。因此,深入研究各种环境污染物质在土壤环境中的迁移、转化、降解、残留等行为特征和变化规律,探寻经济合理、有效的综合防治措施,加强立法与管理,保护土壤资源,是一项复杂而艰巨的任务。
【关键词】
土壤环境污染 重金属污染及其修复与防治
随着我国经济的快速发展,人口的日益增多,受污染的土壤面积在逐步增加,据不完全统计,从1980年至1998年,全国受污染土壤面积逐年增加,到1998年,已达耕地总面积的约1/5。值得注意的是,我国乡镇工业的“三废”排放对土壤环境带来的污染问题。在乡镇工业发达地区,局部土壤环境污染十分严重。据调查,我国土壤环境污染中危害比较严重的是重金属铜和汞的污染,有些地区居民已出现“骨痛症”的症状。此外,城市污水中污泥的农业利用,以及城市垃圾、废矿渣、有毒废弃物的堆存、处置,化肥农药以及农用地膜的大量使用,公路两旁土壤的多环芳烃及铅污染等,对土壤环境产生极大的威胁。因此,深入研究各种环境污染物质在土壤环境中的迁移、转化、降解、残留等行为特征和变化规律,探寻经济合理、有效的综合防治措施,加强立法与管理,保护土壤资源,是一项复杂而艰巨的任务。
土壤环境是地球环境系统的重要组成部分之一,具有特殊的空间地位,上界面与大气圈和生物圈相接,下界面与岩石圈和地下水相接。因此,土壤环境成为各种物理的、化学的以及生物过程、界面反应、物质与能力交换、迁移转换过程最为复杂和频繁的地带,也是环境变化信息较为敏感和丰富的子环境系统,在整个地表系统中起着重要的稳定与缓冲作用。正是由于土壤环境的复杂性,土壤污染不像大气污染和水体污染那么容易被人发现,有时直到土壤中的污染物通过食物链进入动物和人体,并且对人体或动物造成毒害时,土壤污染才被发现,而此时,土壤污染往往已经十分严重了。早在1877年日本枥木县就发生了足尾铜山公害事件,铜矿山排出的含铜污水污染了附近的农田,致使数千公顷土壤和作物受害,造成严重减产。这是早期土壤环境污染的典型案例。
土壤环境还起着重要的净化、稳定和缓冲作用。土壤环境具有较强的净化能力、较大的环境容量,人类很早就把它作为处理动物粪便、有机废物和垃圾的天然场所,现代发展起来的污水灌溉、污泥施田等各种土地处理系统,更是在有意识、有目的地利用土壤的环境功能和环境容量。然而土壤环境的净化、稳定与缓冲作用是有限度的,如果输入土壤环境的污染物质的数量和速度超过了土壤的自净能力和容纳能力,土壤环境将会遭到严重破坏;而一旦土壤环境受到污染,不但土壤本身的治理难度大、周期长,污染物质还会通过各种迁移途径向大气、水和生物环境中迁移,产生“次生污染”。
因为土壤环境中各种元素的生物地球化学循环,不但包括各种营养元素的循环,也包括重金属和化学农药等污染物质的循环,所以,土壤环境元素生物地球化学循环对整个地球生态系统和人类的影响既有有利的一面,也有不利的一面。
土壤中重金属元素和化学农药的生物地球循环一直是土壤环境学研究的重点领域。作为地表环境系统中的重要缓冲带,土壤可以吸收和容纳大气圈和水圈中的污染物质,但如果进入土壤的污染物超过了土壤的自净能力,长期积累后形成的污染将会十分严重。例如,重金属在土壤中一般不易随水淋滤,也不能被土壤微生物所分解,使得重金属常常先在土壤环境中积累,有的重金属元素在土壤中还能转化为毒性更强的存在形态,再通过食物链等途径进入动植物甚至人类体内。污染物在土壤环境中积累的初期通常没有明显征兆,不易为人们察觉和警惕,而一旦污染达到一定危害程度而表现出来时则很难消除。日本在20世纪五六十年代发生的土壤重金属污染,至今仍没有有效的去处办法。土壤环境中的农药可以通过挥发、扩散和迁移进入大气而引起大气污染,或随水迁移、扩散(包括淋溶和水土流失)进入水体而引起水体污染,进而导致化学农药在全球范围内的扩散。人们甚至在北极圈的冰层中发现了早已被禁止使用的DDT农药的残留物,可见土壤生物地球化学循环所传送的污染物质早已遍布全球各个角落。这些重金属和化学农药等有害物质极易通过食物链在生物体内浓缩,对动植物和人类造成危害。由此可见,我们应该充分认识土壤环境生物地球化学循环对人类影响的两面性,利用其有利的一面,防止其不利的一面。利用土壤的环境容量和自净能力来缓解和治理当前面临的一些污染问题,同时也要看到土壤污染的潜在危害性。在环境污染防治中,只有对包括土壤环境在内的整个地表环境系统进行综合整治,才是解决各种环境问题的可持续发展之路。
土壤环境污染物的确定和来源的分析是实施土壤污染治理的重要依据。通过土壤环境污染物分析和污染源分析可以确定土壤污染类型、污染程度、污染事件和主要污染物,是实现土壤污染的科学治理和控制的基础。
根据土壤环境污染物性质,土壤环境污染物可分为有机污染物、无机污染物、放射性污染物和病原菌污染物等。
土壤环境中主要无机污染物有重金属污染物、酸碱污染物和化学肥料3大类。其中,重金属污染物是土壤中最难以治理的一种,主要通过农田污水灌溉、重金属冶炼厂废气的沉降等过程进入土壤。重金属形态稳定、不会分解、容易富集,对其的治理无论从成本投入还是从对土壤本身的损伤来说都是难以承受的。镉、汞、铅、铜等是几种常见的污染物。
土壤环境污染源主要由人类活动引起,根据污染源的性质将其划分为工业污染源、农业污染源、生物污染源、交通污染源、放射性污染源和生活污染源。
由于污染物复杂、污染源多样,土壤结构特殊,土壤污染机制复杂,发生类型多样,而且表现特征也很突出,因此,具有多种类型的土壤污染。
根据污染物划分,土壤环境污染可以划分为有机物污染、重金属污染、放射性元素污染以及病原微生物污染。重金属一般通过水体和大气的沉降进入土壤中,工业“三废”是重金属的重要来源,重金属主要有汞、镉、铜、锌、鉻、镍、钴等。重金属不能被微生物分解,而且可为生物富集,因此,土壤一旦被重金属污染则其自然净化过程和人工治理都非常困难。此外,重金属可以被生物富集,因而对人类有较大的潜在危害。重金属污染目前已经成为土壤污染研究的一个热点问题。
根据污染途径划分,土壤环境污染可以划分为水体污染型、大气污染型、农业污染型以及固体废弃物污染型。固体废弃物通常是指生产和生活中丢弃的固体和泥状物质,包括工业废渣、城市垃圾、从废水和废气中分离出来的固体颗粒物等。堆放在土壤表面大量固体废弃物中的污染物会随雨水淋滤进入土壤造成污染。固体废弃物中含有重金属、有毒化学物质 油类 细菌等,固体废弃物污染的特点是,以污染物堆放地或填埋地为中心放射性向周围扩散的点源污染。
土壤环境污染具有以下两点危害:
(一)土壤污染对农业的危害
土壤是农业最重要的生产资料,是人类的食物来源。农田污染直接影响植物生长和人类健康与生存质量,所以农田污染历来是人们比较关注的一种土壤污染。
污染物浓度达到一定水平时农作物就会遭受灾害,导致农作物大量减产甚至死亡。例如,铜等重金属被植物吸收后集中后在植物的根部,很少向植物地上部分转移,致使植物根部重金属浓度过高,植物还没有成熟就已经被毒害 枯萎甚至死亡。
如果污染物在农作物收获时仍然在植物可以忍受的限度之内,植物仍然可以成熟,但是植物的细胞 组织或某一器官已经遭到毒害。这样的农作物被食用后,会直接对人体产生毒害。
(二)土壤环境污染与人类健康
土壤环境污染一旦形成,对人类健康就会产生很大的影响。一方面,土壤中有机污染物分解时可能会产生使人感官极为不愉快的恶臭气体,而且有些有机物降解时会产生危害动植物和人类的有毒气体;另一方面,土壤中的重金属和某些有机物也可以在植物体内富集,通过食物链影响动物和人类健康。
金属元素在自然界是广泛存在的,金属对生物和人类的生存尤为重要。例如,铁元素是合成血红蛋白的必要元素,血液中铁的浓度过低会导致缺铁性贫血。锌元素能增强食欲,促进生长发育,具有重要的生理功能,增强创伤组织的再生能力,加速组织愈合等作用。人体缺锌,将引起锌酸活力减退而产生营养不良,嗅觉、味觉丧失,视力下降,贫血、肝脾肿大、生殖器官发育不全等症,还可以引起心血管疾病。
金属元素是人类祖先最早利用的元素之一,但是由于古代的冶金规模较小,很少造成大面积的重金属污染。随着人类采矿、冶炼技术、现代工业的发展,重金属污染已经成为很严重而且极难治理的污染之一。早在20世纪50年代前后出现的“八大公害”事件中,日本九州的水俣病、富山的骨痛病、四日的呼吸道疾病等都是由重金属污染所导致。在土壤环境中,重金属污染源主要来自矿业、工业、农业和交通等方面:
(一)矿业污染源:在重金属矿山开采过程中,尾矿未加处理或者处理不当都会使土壤环境遭受重金属污染,洗矿用水如果未经处理直接排放也会造成土壤环境重金属污染,此外矿山开采的粉尘随大气沉降也会造成土壤重金属污染。矿业污染源的特点是,以矿山开采点为起点沿矿石运输方向、水流下游方向及下风向分布,污染面积较大。
(二)工业污染源:一般来说,工业中各个行业都会有重金属废料排放,其中冶炼业、电镀业、加工业、化学工业以及其他大量使用金属作为原材料或生产资料的行业都是重金属污染比较严重的行业。工业污染源的主要特点是,污染排放浓度较高、成分复杂、难于治理,大部分工业污染源排放的污染物都可以直接影响到周围居民,“三废”的处理不当均可以进入土壤环境造成污染事故。
(三)农业污染源:农业污染源中的重金属污染主要来自农药和化肥以及污水灌溉。农药和化肥中会含有少量的重金属,随着农药和化肥的施用进入农田土壤环境;用含重金属的污水灌溉农田也会导致土壤重金属污染。污染物危害农作物生长,影响产量。富集重金属的农作物进入食物链则会影响人类健康。农业污染源的主要特点是,污染的主要土壤环境是农田,农田周边的土壤也会受到影响,对人类健康有着直接的影响。
(四)交通污染源:交通污染源是指交通运输中,尤其是汽车运输中所排出的尾气中含有重金属,导致周边土壤环境受到重金属污染。汽车使用的汽油中一般含有重金属铅,随尾气的排放,会在公路两侧造成铅污染。交通污染的特点是:沿公路两侧分布,主要污染物是铅。在土壤环境中,重金属污染特点可以分为两个部分,一是土壤环境中重金属自身的特点;二是区别与水体和大气等介质中的特点:
(一)形态变化较为复杂;
(二)有机态比无机态的毒性大;
(三)毒性与价态和化合物的种类有关;
(四)环境中的迁移转化形式多样化;
(五)生物毒性效应的浓度较低;
(六)在生物体内积累和富集;
(七)在土壤环境中不易被察觉;
(八)在环境中不会降解和消除;
(九)在人体中呈现慢性毒性过程;
(十)土壤环境分布呈现区域性。常见的有害重金属元素污染有汞污染、镉污染、铅污染、鉻污染等。
重金属是对生态环境危害极大的一类污染物。重金属在土壤中的残留时间长,植物或微生物很难降解,且重金属在作物的可食部位过量积累后易于通过食物链传递给人或动物,给人类健康带来严重危害。如何消除土壤环境中的重金属污染物已成为国际性难题。目前,重金属污染修复技术主要有物理、化学和生物治理方法,但这些方法绝大部分尚处于试验模拟阶段。适合重金属污染的物力修复方法主要有:改土法、清洗法、电动修复法、热处理法等。这些方法适用于治理面积小、污染较轻的土壤,而对于污染面积较大、污染严重的土壤需要消耗大量的人力和财力,并且容易导致土壤结构破坏、土壤肥力下降和二次污染。
适合重金属污染的化学修复方法主要有:氧化还原电位法、化学试剂法、固化/稳定化法等。这些方法费用适中,适于中度污染区的改良,但如若处理不当,会造成二次污染。植物修复技术是近年来快速发展的一种新的治理途径,具有经济、绿色、环保等优势,常常被称为绿色修复。植物修复通常是指利用重金属超积累植物吸收污染土壤中重金属的技术。重金属污染土壤的微生物修复研究和应用较少报道,仅在近几年才引起人们的广泛重视。重金属污染土壤的微生物修复主要有生物吸附和生物氧化还原方法,前者是重金属被生物体吸附的处置方法,后者则是利用微生物改变重金属离子的氧化还原状态以降低环境和水体中的重金属水平的方法。
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
[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
第四篇:重金属污染防治实施方案
定边县农产品产地土壤重金属污染
防治实施方案
为做好我县农产品产地土壤重金属污染防治工作,确保普查质量,从源头保障农产品质量安全,根据省农业厅、省财政厅《关于印发**省农产品产地土壤重金属污染防治实施方案的通知》(陕农业发【2012】68号)以及市农业局、市财政厅《**市农产品产地土壤重金属污染防治实施方案的通知》(榆政农发【2012】219号)的要求,特制定本方案。
一、普查目的
通过此次普查,可摸清定边县225个行政村,共计411个农产品产地土壤重金属污染的基本情况,为农业产业结构调整和污染治理提供科学依据,对提升我县农产品质量安全和保障人民身体健康具有重要意义。
1、明晰我县农产品产地土壤重金属污染状况、分布、特征等基础信息,开展产地安全等级划分,为保护和合理利用土地资源、保障农产品质量安全、保护人体健康提供科学依据。为产地安全现状管理服务。
2、摸清我县农产品产地及其周围环境污染历史与现状、农业生产有关情况以及自然、社会经济状况等,开展农产品产地安全区划,为科学设置国控点和省控点,开展动态预警监测,及时掌握产地安全变化动态提供科技支撑。为实施产地安全动态管理服务。
3、对初步确定的土壤重金属污染修复示范区,全面准确掌握污染现状,为制定污染修复方案,选择修复技术、方法、措施、材料等提供依据,同时为评估污染修复效果提供背景资料。为减少或消除土壤重金属污染危害服务。
二、普查指导思想和技术路线
(一)指导思想
以党的十八大精神为指导,牢固树立科学发展观、安全发展理念,坚持警钟长鸣、常抓不懈,做好农产品产地土壤重金属污染防治工作。
(二)技术路线。基础资料收集与整理调查进一步确认区域类别制定普查实施方案(含点位设置方案)普查技术培训与考核踏勘布点(点位调整)样品采集(GPS定位,一律选择WGS 84坐标系)样品筛选样品装袋报送总结报告。
三、主要内容
(一)农产品产地土壤重金属普查及分级管理
1、农产品产地土壤重金属普查
(1)资料收集与调查。这次普查涉及我县所有农区,所以必须详细调查、收集、整理一般农区农产品产地安全质量状况、污染源、农业生产、自然及经济社会情况等历史和现状资料。一般农区:主要农作物种类、产量、播种面积、复种指数、耕作制度等;商品基地类别、优质农产品产区、标准化示范区等;成土母质及土壤分类情况;土壤肥力及有机质、PH、质地、CEC等;农用化学品投入情况等。
必备基础图件:乡镇边界的行政区划图,土壤母质分布图,土壤类型图,土地利用现状图,农业综合区划图,工业污染源分布图,水系分布图,地形图等。
其它图件:土壤质地图、土壤有机质分布图以及相关遥感影像等。
(2)点位布设及样品采集。全县370万亩农产品产地共设411个土壤采样点位,一般农区,蔬菜产地原则上按照5000亩布设一个国控点或省控点,粮食产地原则上按20000亩布设一个国控点。
2、农产品产地分级管理
根据普查结果,建立重点区域农产品产地土壤环境质量档案,绘制重点区域农产品产地土壤重金属污染分布图。按照《土壤环境质量标准》(GB15618-1995),实行农产品产地分级管理。
3、时间安排
2013年完成一般农区土壤重金属普查任务,采集411个土壤样品。
2014-2015年在普查的基础上,建立重点区域农产品产地土壤环境质量档案,绘制重点区域农产品产地土壤重金属污染分布图,进行产地分级管理。
(二)农产品产地土壤重金属污染监测预警
在全县农产品产地设置国控点、省控点,开展农产品产地土壤重金属污染监测预警,开展例行监测,及时准确掌握农产品产地土壤重金属污染变化动态,建立预警机制。
1、国控点、省控点和市控点设置
一般农区,蔬菜产地原则上按照5000亩布设一个国控点或省控点,粮食产地原则上按20000亩布设一个国控点。国控点确定后,不得随意更改、撤销,并设置标识牌
2、监测预警
根据《土壤环境质量标准》(GB15618-1995),选择铅(Pb)、汞(Hg)、镉(Cd)、铬(Cr)和类金属砷(As)等预警指标,对产地土壤重金属污染进行监测预警分析,对出现土壤重金属超标或含量持续上升的农产品产地提出预警报告,并采取相应处理措施。
(三)农产品产地土壤重金属污染治理修复示范及禁产区划分试点。
建设1处土壤重金属综合防治技术示范区。示范区内根据土壤类型、污染种类和程度,采用化学、物理方法开展重金属污染治理修复。
四、保障措施
(一)提高认识,加强组织领导。要充分认识土壤重金属污染防治工作的重要性和紧迫性,成立农产品产地土壤重金属污染防治领导组及办公室,确保普查任务的圆满完成。
(二)争取资金,确保工作顺利开展。各级农业主管部门要对农产品产地土壤重金属污染普查工作给予高度重视,积极协调争取财政配套普查经费,严格普查经费使用管理,做到专款专用,定期审核,确保经费完全用在普查工作上。
(三)加强体系建设,提升监管能力。加大农业资源环境保护工作力度,建立健全农业保护机构。逐步完善设施设备条件,配备必要的监测仪器,提高例行监测和应急监测能力。配备数据库建设所需GPS、电脑等电子设备及软件,建立监测信息化管理系统。加强人员学习及培训,提高技术人员专业素质及业务水平,强化农产品产地环境监管能力。
(四)加强质量控制,规范管理。建立农产品产地土壤重金属污染防治质量控制责任制,严把质量关。任何单位及个人未经农业部门许可,不得将调查资料、测试数据及评价报告等各类信息进行擅自使用、修改、复制或任何形式的发表、发布及传播。
(五)做好宣传及培训工作。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。加大技术培训力度,积极参加国家及省、市、县组织的各种技术培训,提高技术人员的技术水平和业务素质。
附件:
1.定边县农产品产地土壤重金属普查采样点位分布表。
2.定边县农产品产地土壤重金属污染防治领导小组名单。
第五篇:土壤重金属污染的危害以及防治措施
土壤重金属污染的危害以及防治措施
摘要:环境保护是我国经济社会可持续发展的必然要求,随着环境保护意识的不断增强,人们对各种污染 的治理力度逐渐加强。土壤重金属污染是当前我国主要的环境污染之一,会改变土壤化学成分,危害农产
品质量安全,进而影响人们的身体健康。因此,本文分析了土壤重金属污染的危害和防治措施,旨在引导
人们运用物理防治、化学防治、生物防治等手段,对土壤环境进行综合治理,提高污染防治水平。
关键词:土壤;重金属污染;危害;防治
当前,我国经济发展水平不断提升,环境污染却越来越严重,因为传统的经济生产是以牺牲环境为代价的。土壤污染是最常见的环境污染之一,人类活动导致土壤中的微量元素越来越多,其数量超过了土壤环境质量的标准值和土壤的自净能力。土壤环境遭受严重的破坏,对人体健康、其他生物生存等都带来严重危害。例如,土壤重金属含量剧增,使得农产品的生产受到极大威胁,农产品出现重金属残留,严重危害农产品质量和人们的身体健康[1]。因此,加强土壤重金属污染的防治已经刻不容缓,我国被重金属污染的土壤面积较大,为了进一步提高土壤污染防治水平,人们必须从多方面着手,积极加强对土壤重金属污染的有效防治,从源头上加强土壤问题的处理。1 土壤重金属污染现状以及危害 1.1 土壤重金属污染现状
土壤重金属污染指的是土壤中的各种重金属元素超标,超过土壤能够承受的极限值,重金属超标对于土壤的自循环能力有很大影响。据统计,当前我国被污染的土壤面积达到 5 000 万亩,土壤中出现的重金属元素主要有汞、镉、铅、铬、锌、铜等元素。近年来,土壤中的重金属元素含量还呈现逐渐上升的趋势。影响土壤中重金属元素含量变化的主要因素有两个,第一,由于自然环境的影响,成土母质在风化过程中会自然积累一些重金属元素,在风和水的作用下,经过物理变化和化学变化,土壤中的重金属元素含量会发生改变。第二,人类活动导致土壤中的重金属含量逐渐增加,尤其是随着工业发展速度逐渐加快,其对土壤带来的危害越来越严重。例如,化学工业制造、金属矿山开采、日常生活废水排放以及农业生产中的农药和化肥的不规范使用等,导致土壤的重金属含量逐渐增加。1.2 土壤重金属污染的特点 1.2.1 隐蔽性
土壤污染与其他环境污染不同,具有一定的隐蔽性,而大气污染、水污染等都十分明显,一旦出现污染会立即表现出来。土壤污染的呈现速度缓慢,单凭肉眼很难观察出土壤污染的情况以及程度,人们必须通过实验室检测才能知晓土壤污染情况。1.2.2 不可逆性
在土壤污染中最主要的就是重金属污染,重金属对土壤的污染是一个不可逆的过程,受到污染的土壤需要花费很长时间才能将重金属元素消解。1.2.3 长期性
在土壤被重金属元素污染的过程中,这些污染元素一般都呈现垂直递减分布,很难从根本上进行治理。随着时间的推移,土壤的重金属污染深度会逐渐加深,影响更加恶劣。1.2.4 难治理性 与大气污染和水污染相比,土壤污染的治理难度更大。通常,人们需要通过物理手段、化学手段和生物手段的综合治理才能达到比较良好的治理效果。1.3 土壤污染的危害
土壤重金属污染的危害十分严重,部分重金属元素可以被农作物吸收,在长期生长过程中,农作物中的重金属元素会逐渐富集起来,然后经过食物链进入人体,对人体的健康造成极大威胁。另外,我国土壤资源有限,土壤污染使得可以利用的土壤资源变得越来越少,极大地影响了我国的农业生产。土壤污染的治理时间十分长,其产生的危害不可逆,严重影响我国经济的可持续发展。土壤重金属污染的防治措施
土壤重金属污染防治是当前环境保护的重点任务。由于土壤重金属污染十分严重,人们想要对土壤污染进行根治,一方面要加强对现有污染的治理,另一方面要加强对土壤污染的防范,从根本上减少土壤污染危害,做到防治结合。2.1 土壤重金属污染的预防措施 2.1.1 加大环境监管和治理力度 土壤污染的防治要从预防着手,提高社会大众的环境保护意识,从根本上减少各种污染物的排放,从而不断减少土壤重金属污染。监督部门应加大环境监管力度,查找土壤重金属污染的主要污染源,对症下药,从根本上杜绝土壤重金属污染,严格控制各种污染物的随意排放[2]。另外,人们必须加强农业环境监测,尤其是针对土壤污染灌溉区,必须要加强动态监测与管理,充分了解土壤中的重金属污染成分以及各种污染元素的含量变化情况,为污染防治做好准备。
2.1.2 科学地开展农业生产种植
农业生产过程中的不规范操作是造成土壤重金属污染的重要原因。在农业生产过程中,人们必须加强科学种植理念的推广,使得农业生产能够做到安全、规范,减少对土壤的危害。例如,农业生产部门要加强对农民的教育,引导他们树立绿色无公害生产理念,在农业生产过程中减少对农药、化肥的使用,即使使用这些物质也要了解用量和使用方法,按照规范使用,防止对土壤带来危害。另外,农药生产企业要加强对各种低毒、高效、环境友好型农药的研发,严格控制农药的使用方法,减少重金属污染。2.1.3 加强土壤环境监测数据共享
环境污染是经济建设过程中必须要解决的问题,人们必须要加强土壤环境监测,不断完善土壤环境监测管理体系,提高土壤环境监测水平。在具体的实施过程中,人们可以从以下方面着手:第一,建立统一的管理机制。在土壤环境监测过程中,可以建立统一的工作机制,由环境监管部门承担主要责任,对土壤环境监测工作进行总体安排,然后对各个部门的责任进行明确,使得土壤污染防治工作可以顺利开展[3]。第二,要建立土壤环境监测管理数据的共享平台。在土壤环境监测过程中,不同的部门承担的责任不同,比如,农业部门有责任加强对农民的教育,减少农业生产对土壤的危害,工业监管部门要加强对工厂的监管,防止污水随意排放。不同的部门应该从不同角度对环境进行监测,以获得更加全面的监测信息,同时,各个部门要加强沟通与合作,实现信息共享,为各个部门制定土壤环境保护方案提供充足的数据支持。
2.2 土壤重金属污染的治理措施 当前,人们可以综合运用物理防治技术、化学防治技术和生物防治技术等手段对土壤重金属污染进行处理。
2.2.1 土壤物理修复技术
土壤物理修复技术指的是根据土壤自身的理化特性以及重金属污染情况,通过物理方法对各种污染进行处理的过程。其中最常见的方法是换土、深耕翻土。这些措施需要耗费大量的人力、财力和物力,却只能实现表面治理,不能达到根治目的。电动修复法也是比较常用的方法,指的是利用电池原理,在电场作用下让重金属离子开始迁移,使得重金属离子可以富集到电极,即处在土壤表层,然后将这些金属离子去除。此外,在土壤处理过程中,人们还可以使用固定 / 稳定化修复方法对各种无机污染杂质进行清除,这种方法的成本较低,处理设备便于移动,稳定性很强。2.2.2 化学修复技术
化学修复技术指的是将修复剂添加到土壤中使得重金属元素和化学修复剂发生化学反应,将重金属元素去除,或者降低土壤中的重金属元素含量的方法。化学修复法技术的种类也有很多,如土壤淋法、原位化学氧化修复技术、溶剂浸提法等。其中,土壤淋洗能够对大面积污染进行清理,但是对于一些渗透效果不佳的土壤,其处理效果不好;原位化学氧化修复技 术主要利用各种化学试剂与重金属元素进行反应达到污染治理的目的,这种方法虽然可以对土壤中的重金属元素进行处理,但是很可能会产生有毒气体[4]。2.2.3 生物修复技术
生物修复技术指的是利用生物的生命代谢活动对土壤中的各种有毒物质进行清除的过程,治理成本较低,管理技术也比较简单,其中用于土壤修复的物质有微生物、植物等。近年来,我国还积极加强对动物修复技术的研究,如蚯蚓。人们发现,蚯蚓对重金属元素有一定的忍耐能力,可以不断吞食土壤中的有机质,而且蚯蚓利用自身的酶系统,可以产生有利于土壤环境的有机无机复合肥,很好地促进土壤金属形态的转换,使得土壤的养分得到循环,还改善了土壤环境。3 结语
当前,我国环境污染十分严重,在经济社会发展过程中,人们必须加强环境保护力度。土壤重金属污染的危害广泛而严重,人们要积极加强对土壤环境污染的防治,综合运用物理、化学和生物等防治手段,对土壤环境进行综合治理,同时要加强对群众的教育,从根本上减少土壤重金属污染。