常見的重金屬污染范文
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篇1
一、土壤重金屬污染及其來源
土壤重金儻廴炯次人類在生產生活等社會活動中使得重金屬進入土壤的行為,使得土壤中的重金屬含量超標,進而導致危害生態環境。一般土壤重金屬污染中重金屬的種類主要有砷、錳、鉻、銅、鎘等,通常為多種重金屬的復合污染情況。一旦土壤出現了重金屬污染情況則會嚴重影響農作物的生長與收獲,導致農作物產量減少、質量下降,嚴重者會危害人類健康。另外,土壤重金屬還會對大氣環境、水資源造成污染,影響范圍十分廣泛。因此,土壤重金屬污染已經成為了世界各國重視的重大環保課題。
土壤重金屬的來源包括以下幾個方面:第一,在礦產開發過程中和冶煉過程中,由于礦區沒有安設完善的環保治理裝置,大量冶煉礦產廢物直接拋棄戶外,從而導致土壤出現重金屬污染;第二,化肥農藥的過度使用導致土壤出現重金屬污染,重金屬含量較多的磷肥、農藥會導致土壤膠質結構改變,營養成分降低;第三,農作物肥料添加劑中含有大量的銅、鋅,金屬元素會伴隨著肥料一同進入土壤,從而導致土壤出現重金屬污染。
二、土壤重金屬污染的修復技術
(一)生物修復技術
常見的生物修復技術有植物修復技術、動物修復技術等。植物修復技術主要是針對土壤重金屬污染進行植物降解處理、植物揮發處理等,不同的處理方式擁有不同的處理機制。其中,植物降解主要是讓重金屬進入植物內部,通過植物生長機體演化過程轉變重金屬離子形態,從而降低其危害性。植物根系鈍化是植物根系中的有機酸、多肽等物質與重金屬離子融合,從而緩解重金屬的移動性,降低重金屬通過地下水或空氣對土壤造成進一步污染的分析。并且,植物中富有的金屬硫蛋白含有半胱氦酸,其能夠與重金屬結合形成無毒的絡合物質,以改變重金屬的離子形態。動物修復技術即為利用土壤動物經過吸收、分解等形式來轉變土壤理化性質,豐富土壤肥力,使得植物與微生物在土壤中的生長,進而產生修復土壤重金屬污染的作用。動物修復技術通常都是將土壤動物包括線蟲、虹蝴飼養在受到重金屬污染的土壤當中。
(二)化學修復技術
常見的化學修復技術有電力修復技術、土壤淋洗技術等。電力修復技術,其原理即為在土壤中插入電極,給土壤通電,從而使得土壤中存在的重金屬物質能夠在電力的作用下形成氧化還原反應,并且在遷移的作用下達到電極的陰極,進而實現去除土壤污染物的目的。電動修復技術在去除土壤重金屬污染的過程中擁有能源消耗低、后續處理便捷、不會導致二次污染等優勢,但是該技術僅僅適合在面積較小的土壤污染區域中應用,對于大面積的被污染土壤在技術可行性上仍然有待提升。土壤淋洗技術就是通過使用淋洗藥劑來去除土壤中的重金屬物質。此技術適用于大面積、污染程度嚴重的土壤,特別是在土質為輕質土與砂質土的土壤處理中效果更優。
(三)物理修復技術
常見的物理修復技術有改土技術、玻璃化技術等。改土技術包括客土、深耕翻土等方式。通常來說,土壤重金屬污染一般都附著在土壤表層,而客土法則是將大量干凈無污染的土壤與被污染的土壤相混合,以盡量降低土壤污染物的濃度,并且減少重金屬污染物與土壤植物根系的直接接觸,從而實現降低土壤重金屬對植物的損傷。深耕翻土法則是將土壤進行深耕翻覆,讓位于土壤表面的重金屬能夠在土壤中擴散,從而綜合降低土壤中重金屬的整體濃度。雖然改土技術是一種有效的土壤重金屬污染修復技術,但是在實施過程中需要投入較大的人力物力,經濟效益不佳,無法從本質上去除重金屬,是一種非理想的修復技術。玻璃化技術,即為把重金屬污染的土壤放置在高溫下進行玻璃化處理,在完成處理溫度下降冷卻后變成堅硬的玻璃體物質,土壤中的重金屬完成固定處理,將其從土壤中清除即可。經過玻璃化處理技術后,土壤中的重金屬物質將會始終處于穩定狀態,重金屬將會被永久固定。
三、結語
篇2
實驗部分
1儀器及分析方法
分析儀器分別為:PE-AAnalyst原子吸收分光光度計,砷化氫發生裝置。砷采用二乙氨基二硫代甲酸銀光度法,鎳、銅、鉛、鎘采用原子吸收分光光度法。
2數據處理與質量控制
數據統計分析采用均值型污染指數法,評價標準采用清潔對照點監測值進行評價。質量控制是保證監測結果準確可靠的必要措施。在監測過程中,根據質控程序對所用儀器參數進行校準。對實驗室分析采用帶國家標準樣品和加標回收措施進行準確度控制。結果表明,曲線斜率b、截距a和相關系數r均在規定的范圍內,標準樣品和加標回收率實驗均符合要求。
結果與分析
1蔬菜基地環境空氣中重金屬污染特征
按照環境空氣綜合污染指數法,對環境空氣中重金屬污染分級(分級依據為國家環境監測總站環境質量報告書編寫技術規定)。即:P<4輕污染;4<P<6中污染;6<P<8重污染;P>8嚴重污染。環境空氣質量分級見表1。環境空氣中重金屬污染區域特征為:西灣、東灣、下四分、中盤一帶遠郊區(蔬菜種植區)為輕污染區;白家嘴一帶近郊區為中污染區;高崖子近城區為重污染區。環境空氣中重金屬監測指標污染特征主要以Ni、Cu污染為主,Cd、Pb污染為輔,并且Ni、Cu污染為重污染,Cd為中污染,Pb為輕度污染,As無污染。
2蔬菜基地土壤中重金屬污染特征
依據中國文化書院《環境影響評價》中關于土壤環境質量評價方法中的土壤分級方法,由于土壤本身尚無分級標準,所以土壤的分級一般都按綜合污染指數而定。P<1定為未受污染,P>1為已污染,P值越大,污染越嚴重。根據這一分級規則,由表2可見,新華、東灣、西灣一帶的土壤未受重金屬污染,土壤環境質量較好;其余測點均為輕度污染。土壤重金屬污染特征表現為以Cd污染為主,其次為Ni,兩項指標均為輕度污染,其它三項指標無污染,但Cu卻處于將要污染的臨界值。由此可見,金昌市土壤中重金屬污染表現出很強的地域特征,即以冶煉廠為座標,沿東南方向,從高崖子至西灣、東灣,污染程度依次減輕。
3蔬菜中重金屬污染特征
由于蔬菜中無重金屬評價標準和分級標準,故本次評價是參照土壤的分級方法,采用對照點新華測點監測值作為評價標準的,其污染特征具有一定的區域性。根據土壤的分級規則,城郊蔬菜種植區西灣與東灣所采集的四種最常見蔬菜中,重金屬含量相對新華而言均屬輕度污染,且污染水平基本相當,其中西紅柿相對而言污染偏高,辣椒與豆角偏低。蔬菜的區域污染特征為:離市區較近的西灣蔬菜中重金屬污染重于離市區較遠的東灣,即離市區越近,重金屬污染越重。蔬菜中各項重金屬指標的污染特征為:各項指標中重金屬污染特征不十分顯著,表現為As污染略高于其它指標,Cd污染略低于其它指標,其余指標污染水平相當。
污染原因分析
1環境空氣
從環境空氣中重金屬污染特征分析,可清楚地看到,環境空氣中重金屬污染地域特征很明顯是以冶煉廠為中心,向東南、西北兩個方向展開,并且呈逐漸減弱之勢,由此也說明造成環境空氣中重金屬污染的原因,主要是冶煉煙氣中排放的大量金屬粉塵。其次氣象因素也是很重要的原因之一,這兩個方向區域的環境空氣中重金屬污染嚴重,是因為金昌市夏季的主導風向為西北風與東南風,因此,導致這部分區域環境空氣中重金屬污染加重。
2土壤
根據土壤中重金屬污染特征,再加上這一帶灌溉用水為金川峽水庫地表水,而金昌市地表水中重金屬指標均達到《地表水環境質量標準》GB3838-2002中二級標準,不會對土壤造成污染,由此可以得出造成高崖子一帶土壤中重金屬污染的主要原因是金川公司冶煉煙氣所致。
3蔬菜
根據蔬菜中重金屬污染特征,各區域蔬菜中重金屬監測結果同清潔對照點相比,相差不是很大,但還是表現出了地域特點,即離冶煉廠越近,蔬菜中重金屬污染越重,可以說造成蔬菜中重金屬污染的原因是由冶煉煙氣造成的。
結語
通過對金昌市蔬菜基地環境空氣、土壤、蔬菜中重金屬污染特征研究,得出蔬菜基地環境空氣已不同程度受到重金屬的污染,且表現為離城區越近重金屬污染程度越重;而土壤、蔬菜未受重金屬污染,但仍表現出很明顯的污染地域特征,即離市區較近區域土壤及蔬菜中重金屬含量高于離市區較遠的區域。表明金川公司冶煉煙氣對金昌市蔬菜基地環境質量造成了不同程度的影響,應引起各方面的關注。
防治措施
1制定污染防治規劃
金昌市有關部門應結合市區環境空氣中重金屬污染現狀,劃定重金屬污染規劃區,制定規劃區重金屬污染防治規劃,確定目標,逐年實施,控制污染。
2形成各部門齊抓共管機制
污染防治工作涉及部門廣泛,如環保、城建、林業、水利等部門,應建立起由政府對規劃區環境空氣質量負責,環保部門統一組織協調、監督管理,各部門通力合作,齊抓共管的管理運行機制。
3建立制度,規范管理
環境空氣中重金屬污染防治工作,技術難度大,沒有成熟的管理經驗可以借鑒。因此,要建立切實可行的管理制度,使污染防治工作有章可循,有法可依,逐步走上法制化軌道。
4強化源頭管理,推行清潔生產
金昌市的環境污染與生產工藝技術落后、管理不善密切相關。冶煉過程的采掘率和金屬回收率較低,這樣,既浪費了資源,又污染了環境。因此,要依靠科技進步,積極探索研究冶煉煙氣中重金屬回收利用的新途徑,推行清潔生產工藝,以減少污染物排放。
5加強“菜籃子”產品產地環境管理
在所劃定的“菜籃子”產地設置必要的防治污染的隔離帶或緩沖區,在其周邊要嚴格控制工業污染源的排放,對已經投產的有污染且不達標的建設項目,必須嚴格監管,依法停產治理,對逾期不能達標的企業,建議政府對其關閉。加強對“菜籃子”產品產地的環境監督管理力度,及時調查處理“菜籃子”產地環境污染事故與糾紛,并對“菜籃子”產品產地環境質量實施動態監測與評價,為政府選擇劃定“菜籃子”產品產地提供依據。
6充分發揮環境監測的技術監督作用
環境監測要充分發揮其技術監督、技術支持、技術服務的作用,根據國家和省、市環保部門的實際需求,進一步補充完善環境監測技術路線,組織制定“菜籃子”產品產地專項環境監測規劃或方案,開展對“菜籃子”產品產地大氣、水質、土壤等環境要素的監測,為市政府決策并加強污染防治提供科學依據。
篇3
關鍵詞:重金屬土壤污染治理途徑
現階段我們國家的資源能源短缺,如何高效合理的運用這些資源,是我們面臨的重要問題?,F代社會工農業發展及其迅速,重金屬對土壤的污染越來越嚴重,如何合理利用有限的土地資源,在原本土地資源匱乏的狀態下又增加了一大難題。土壤中重金屬含量過高,對動植物的生長會產生極大的影響,而且對人類的身體健康也會產生威脅。如何對重金屬污染的土壤防護治理,我們對其進行了研究。
一、重金屬引起土壤污染的綜合情況
重金屬引起的土壤污染說的是在外界重金屬的影響下,土壤中大部分原有的成分逐漸消失,而重金屬所占的比例不斷增加,影響了土壤的正常使用并且給影響了正常的生態平衡。使土壤污染的重金屬的種類繁多,對土壤污染比較主要的幾個金屬是Fe、Mn、Cu、Zn、Cd、Ni等,這類金屬的密度都比較大。
重金屬對土壤的破壞是從多個方面來衡量的。當然土壤中所含的重金屬含量越高那么對土壤的污染就越嚴重。但是也與土壤中重金屬存在形式和重金屬在土壤中占有的比例也是分不開的。重金屬在土壤中主要的存在形態有三種:水溶態、交換態和殘存態。其中水溶態和交換態的生存活性比較強,毒性比較大。而殘存態的重金屬相對來說活性毒性就小很多了。當重金屬在離子交換態的狀態下的話,那么它的活動毒性是最強的,易被土壤中的植物吸收?;蛘吲c其他物質發生反應產生新的存在狀態。
二、重金屬對土壤污染的危害分析
(一)植物方面的危害
土壤的重金屬污染對植物的危害是非常大的。對其危害主要體現在植物根和葉的變化。被重金屬污染的土壤使植物在營養成分的吸收上不能得到保證。植物不能從土壤中吸收營養反而吸收了重金屬后,與植物體內的某種物質發生反應產生有害的物質。這樣就會導致植物不能正常的生長。也有可能導致植物的一部分發生壞死。如果污染嚴重植物吸收不到養分,那么就會使植物停止生長直至死亡。
(二)生物方面的危害
土壤對生物方面的影響也很大。它是許多微小生物和動植物生活的家園。土壤中存在著多種微小生物,微生物的多樣性使土壤保持一個良好的狀態。如果土壤受到重金屬污染,土壤中生物所需的影響成分大大減少,在土壤中生存的微生物和小動物們的生命也會受到威脅。這樣對土壤的狀態也會產生嚴重的影響。
(三)土壤酶方面的危害
土壤酶是一種生物催化劑,其能夠綜合反映出土壤的肥力及活性狀況。由于土壤的物理、化學性質及生物活性會顯著的影響到土壤酶的活性,因此土壤環境一旦遭受污染,就會嚴重影響到土壤酶的活性。例如重金屬元素Hg能夠較為敏感的抑制土壤中脲酶,因此一旦土壤中的Hg超標,則土壤中所包含的脲酶也會顯著的降低。
(四)人身健康方面的危害
土壤中重金屬的超標對生物的影響非常大,對我們人的身體方面的危害那就更不用說了。如果吸收了過多的土壤中的重金屬,身體所承擔的后果都是難以人們承受的。大量的Cd元素會使人體的器官產生病變,對骨質生長產生極大的影響;吸收過量的Pb元素,會使人體的免疫機制不工作,容易生?。何者^量的Ni元素可以使人們的鼻子和肺部感到不適,嚴重的還會導致鼻癌和肺癌。土壤中重金屬超標嚴重的影響著人們的身體健康,對于土壤重金屬污染方面我們要高度重視起來。
三、對于土壤重金屬污染的防治修復措施分析
(一)物理修復
主要使用的物理修復技術有三種,分別是電動修復、電熱修復和土壤淋洗。電動修復對土壤環境要求比較高,就是給土壤通電像電池一樣,讓土壤中的重金屬離子做定向的移動,把含量超出標準的離子進行處理。但是不能大規模的處理。電熱修復就是給土壤進行加熱,使重金屬離子在達到一定溫度的情況下從土壤中分離。但是該種修復技術對土壤會產生極大的危害。土壤淋洗修復技術指的是向土壤中加入淋洗液,讓重金屬在淋洗液的作用下轉換成液態的形式,然后對液態的重金屬進行回收,對其進行相應的處理。這種方法發現的比較早,技術方面相對于電動修復和電熱修復來說比較成熟,運用的比較多。
(二)化學固定修復
化學固定修復的方法就是在被重金屬污染嚴重的土壤中加入一些能與重金屬產生反應的一些有機元素,讓重金屬離子與之產生物理化學反應,改變其原有的活性,使其沉淀、發生氧化等。這樣就會降低重金屬土壤對動植物和微生物的危害。因為突土壤中超標的重金屬元素是不相同的,所以也要根據重金屬元素的性質再向土壤中添加物質。雖然這種修復方法在操作上面比較簡單,但是對土壤中的重金屬元素不能徹底處理。只是改變了其原有的性質,并沒有從土壤中清除,所以也有可能再一次的污染土壤。
(三)植物修復
還有一種修復技術是植物修復。在被重金屬污染的土壤中種植植物。有一些種類的植物可以把土壤中重金屬物質吸收到體內,清除土壤中的重金屬元素。這種修復技術運用的比較廣泛,因為不用投入太多的成本,只需種植超富集植物就可以了。而且對生態環境還不會造成影響。因為這類植物可以免疫重金屬的危害,吸收到體內后可以適應重金屬元素的存在。也不會影響該類植物的生長。該類比較常見的植物有香草、芥菜等。而且在不斷的研究中也發現了許多植物中都有這個特性,對重金屬污染土壤的改善也有了很大的幫助。
四、結語
城市化進程的加快及工業生產等導致土壤中重金屬污染現象十分嚴重,嚴重制約了土壤的高效利用。由于重金屬元素的種類較多,在選用防治措施的時候,一定要因地制宜,結合土壤中重金屬污染的具體情況,合理選用治理修復技術,最大程度的降低其危害,同時降低對周邊環境的二次污染,確保土壤的肥性,促進農業的快速發展提供良好的土壤基礎。
參考文獻:
[1]曾躍春,劉永林.探析土壤重金屬污染的修復技術與治理途徑[J].工程技術:全文版,2016,(12).
篇4
關鍵詞 土壤;蔬菜;重金屬污染;評價;浙江杭州
中圖分類號 X53;X56 文獻標識碼 A 文章編號 1007-5739(2012)20-0247-02
蔬菜是人們生活中不可缺少的副食品,為人體提供所必需的多種維生素和礦物質,城鎮化速度的加快及工業的迅速發展,使得環境污染問題日益加重,致使蔬菜中重金屬和農藥殘留含量急劇增加,給人類健康造成了嚴重傷害。重金屬積累特點及其對環境的污染是目前蔬菜重金屬研究的重點。城市及其郊區是重金屬污染的重要區域,了解和掌握土壤和蔬菜重金屬的污染現狀,對指導當前和以后蔬菜無公害化生產和環境保護等方面具有重要指導意義。
1 杭州市土壤重金屬污染現狀
謝正苗等[1]調查杭州市4 個蔬菜基地土壤中Pb、Zn、Cu的含量,結果發現蔬菜基地土壤中重金屬的含量雖然未超過國家土壤重金屬環境質量標準,符合無公害蔬菜的發展要求,但已超過其自然背景值。4個調查區中拱墅區土壤中重金屬含量大于其他3個區;江干區蔬菜基地土壤—蔬菜中重金屬的空間變異很大。老城區近50%的土壤屬于Ⅲ類以上,幾乎無Ⅰ類土壤,有些特色產品的種植土壤甚至存在一定的環境風險[2]。城市土壤中的磁性物質對重金屬有顯著的富集作用,杭州市土壤的磁性物質含量分別是0.20%~2.75%(平均值0.75%),磁性物質對重金屬的富集系數大小為Fe>Cr>Cu>Mn>Pb>Zn[3]。
郭軍玲等[4]研究發現杭州市蔣村土壤已受到Zn 的明顯污染,污染等級為輕污染,喬司和下沙土壤重金屬為高度累積,七堡和蔣村土壤重金屬達到嚴重累積程度。李 儀等[5]研究發現杭州市區表土Pb、Cd和Hg含量隨離城市距離增加而下降,土壤中重金屬Pb、Cd和Hg的積累主要與大氣沉降有關;同一區塊中茶園表土重金屬Cu和Zn含量明顯高于附近林地土壤,施肥等農業措施對茶園土壤Cu和Zn的積累有較大的影響。
2 杭州市蔬菜重金屬污染情況
杭州市野外常見野生蔬菜鉛的超標率達87.5%,鎘的超標率為12.5%,銅和鋅無超標現象[6]。小青菜和小白菜中Pb超標,但Zn、Cu未超標,其富集系數順序為Zn>Pb>Cu,且小青菜更易受重金屬污染,其重金屬含量均大于小白菜[1]。
宋明義等研究發現,根莖類蔬菜中Cd、Pb常超標,葉菜類蔬菜中除Cd、Pb常超標外,Hg也常超標,豆類和茄果類情況相對較好,未發現超標現象。其中,半山附近蔬菜中Cd、Zn含量接近國家食品衛生規定的標準限值,蔬菜和水稻中以Pb超標情況較嚴重;江干區蔬菜基地的蔬菜重金屬污染也較為普遍,不同蔬菜品種中均有重金屬超標現象[2]。王玉潔等[3]研究發現蔬菜的可食部位和非可食部位Pb含量均出現嚴重超標現象,樣本超標率達100%;但是4種蔬菜可食部位含Cu量和含Zn量均未出現超標現象,部分蔬菜根系含Cu量和含Zn量卻出現超標現象。
3 蔬菜重金屬的吸收與富集規律
3.1 不同區域的差異性
北方地區蔬菜重金屬污染相對南方地區輕,南方地區污染形勢最為嚴峻的為Cd,這可能是由于南方土壤pH值低、有機質含量等決定的重金屬存在形態、活性有關。由于土壤中Cd的化學活性最強,全國范圍內Cd污染最為嚴重[7]。
重慶市小白菜中的As質量比在南岸區菜市場中可達0.068 mg/kg,但在渝中區只有0.012 mg/kg,二者相差5.7倍;渝中區菜市場藕中Hg質量比為0.189 1 mg/kg,但在北碚區菜市場中只有0.056 7 mg/kg,二者相差3.34倍[8]。
3.2 不同種類的差異性
基因型差異使得同一種蔬菜對重金屬元素的吸收、累積特點各不相同。此外,土壤粘粒含量、有機質含量、pH值等土壤環境條件都會導致蔬菜中重金屬含量差異[9]。
重金屬污染以鎘和鉛為主,根莖類和瓜果類較為突出;鎘污染最嚴重,排序為:根莖類、瓜果類、豆類、葉菜類;芋頭和蔥中鎘污染均超標,最大超標倍數分別達到1.9倍和5.1倍[10]。葉菜類蔬菜中鋅、銅、鉛平均含量均高于瓜豆類蔬菜,只有鎘的平均含量低于瓜豆類蔬菜[11]。不同種類和類型的蔬菜對重金屬的富集能力不同,Zn:葉菜類>瓜果類>根莖類;As:葉菜類>根莖類>瓜果類;Hg:根莖類>瓜果類>葉菜類[8]。
3.3 同種蔬菜對不同重金屬的吸收和富集差異性
蔬菜對Cu、Zn、Pb的相對富集能力基本一致,其富集系數順序為Pb>Cu>Zn[3]。同一種蔬菜吸收不同重金屬的能力不同,富集元素的規律是Cd>Zn、Cu>Pb、Hg、As、Cr。也有發現當Zn、Cd、Cu混施時,Cd的存在促進了大豆葉片中Zn的積累,而Cu的存在則使Zn和Cd的濃度降低[12]。
3.4 不同部位的差異性
重金屬在植株體內各部位的分布狀況不同。一般在進入器官積累多。菠菜Cd的積累量為葉片、根>莖,而Cd和Cu的積累量依次為葉片>根>莖桿,Pb的積累量則依次為根>莖>葉片;青菜葉片中的Cr、Cd、Pb、Cu等的含量均高于莖[12]。銅和鋅含量地下部要比地上部高,蒲公英地上部的銅和鎘含量明顯高于地下部,地上部分別是地下部的2.80倍和1.92倍;野三七地上部的鉛含量也比地下部高,是地下部的1.21倍;水芹地上部的鎘含量也高于地下部,是后者的1.53倍[6]。
4 評價方法
對重金屬污染評價方法有很多,主要以指數法最多,其中指數法分單項因子污染指數法和綜合污染指數法。
某樣點蔬菜的污染程度單項污染指數Pi是根據蔬菜中污染物含量與相應評價標準進行計算,其計算式為Pi=Ci/Si。式中,Ci表示污染物實測值;Si表示污染物評價標準。Pi1 為污染。
綜合污染指數法主要考察高濃度污染物對環境質量的影響,可以全面反映各污染物對土壤的不同作用。目前,內梅羅綜合污染指數法在國內應用較為普遍。
5 參考文獻
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篇5
關鍵詞:重金屬 土壤 修復清洗劑
中圖分類號:X53 文獻標識碼:A 文章編號:1674-098X(2012)12(a)-0-01
1 土壤中重金屬的來源及其危害
1.1 土壤中重金屬的主要來源分析
土壤當中的重金屬元素并非是與生俱來的,一般都是由于外因(主要都是人類活動)導致重金屬元素進入到土壤當中,因為重金屬本身很難被降解,所以其會始終存在于土壤當中。污染土壤的重金屬主要包括以下元素:Hg(汞)、Cd(鎘)、Cr(鉻)、Pb(鉛)、As(類金屬砷),這些都是生物毒性較為顯著的元素,除此之外還包括一些毒性一般的Cu(銅)、Ni(鎳)、Zn(鋅)等元素。上述重金屬元素基本都來自于農藥、污泥、廢水以及大氣沉降等。例如,Hg主要來源于含汞的廢水;Cd、Pb則主要來源于冶煉排放和汽車尾氣;As大部分都來自于除草劑、殺菌劑和殺蟲劑等化學藥劑。
1.2 重金屬土壤的危害
由于土壤中的重金屬大部分都與人類活動有關,而近些年來,國家在大搞建設和大力發展經濟的同時,使得土壤中的重金屬污染日益加重。因為重金屬在土壤當中較難遷移,具有殘留時間久、毒性大、隱蔽性強等特點,而且還會經一些作物吸收后進入人類的食物鏈當中,也有可能借助一些遷移方式進入大氣和水中,使人類的健康受到威脅。為此,國內外都非常重視重金屬土壤及河流的治理,也將之作為重點課題來進行研究。通常情況下,重金屬的生物毒性不但與量有關,而且還與形態分布有關。因不同的形態會產生出不同的環境效應,這會對重金屬的毒性、循環規律以及遷移等造成直接影響。大部分重金屬都屬于過渡性元素,這種元素最為典型的特點之一是原子具有獨特的電子層結構,從而使得重金屬在土壤當中的化學行為也相應地具有了一系列的特點。大部分重金屬元素都能夠在一定幅度內發生氧化還原反應,這是因為重金屬元素都具有可變價態。由于不同的重金屬元素具有的可變價態均不相同,從而使得毒性和活性也都不相同。重金屬元素非常容易在土壤當中發生水解反應,進而生成氫氧化物,同時還能夠與土壤當中的某些無機酸發生反應,生成硫化物、磷酸鹽和碳酸鹽等化合物。因為這些化合物本身的溶度積都比較小,故此會使重金屬累積在土壤當中,不容易發生遷移。雖然重金屬的污染范圍不會擴大,但卻會導致污染區域范圍內的污染周期變長,致使危害程度增大。
土壤重金屬污染會對自然生態環境造成以下危害:其一,受重金屬污染的土壤由于直接暴露在環境當中,其中的重金屬元素會通過土壤顆粒直接或間接地被人吸收,從而威脅人體健康;其二,在雨水的作用下,土壤當中的重金屬元素會逐漸向下滲透,這樣一來便有可能使地下水系受到污染;其三,外界環境條件發生變化時,會使土壤中的重金屬活性和生物可用性提高,致使重金屬容易被土壤上的植被吸收從而進入人類的食物鏈對人體產生毒害
作用。
2 重金屬污染土壤修復清洗劑的研究與應用
2.1 無機溶液
這是一種較為常用的重金屬污染土壤清洗劑,其主要通過溶解作用或絡合作用來增強土壤當中重金屬元素的溶解性。常見的無機溶液有水、無機鹽、無機堿以及無機酸等等。這是人們最早使用的一類土壤重金屬清洗劑。在諸多無機溶液中水最容易獲得的一種,但是水對土壤中重金屬的清洗效果卻比較有限,為了提高水的清洗效果,一些專家學者利用粒徑分離,用水清洗的方法將鉛含量為1700 mg?kg-1的土壤清洗至鉛含量≤150 mg?kg-1,這一研究極大程度地提高水的清洗效果;還有一些專家經試驗研究后發現,利用9.4%的H3PO4清洗被類金屬砷污染的土壤,通過6 h的清洗,土壤當中類金屬砷的去除率可達到99.9%。
2.2 復合清洗劑
前文中提到重金屬元素的種類較多,為此,土壤當中有可能同時存在多種重金屬元素,如果僅僅采用針對某一種污染物的清洗劑可能無法達到徹底去除的目的。而此時便需要聯合使用或者依次使用清洗劑來對土壤進行清洗,這有助于提高污染物的去除效果。復合清洗劑是目前土壤重金屬清洗技術研究的一個主要方向,業內的一些專家學者提出采用HC1+CaC12復合淋洗劑來去除含有鎘和鉛的土壤,通過試驗發現,經復合淋洗劑淋洗后的土壤中污染沉積物的浸出毒性檢測符合有關標準的規定要求;還有一些學者提出了采用ETDA和SDS加強型清洗劑對含鉛和MDF的復合污染土壤進行修復,經研究后發現,使用EDTA后再依次使用SDS可以使該土壤中的鉛去除率達到最高,而顛倒使用順序則可以使MDF的去除率達到最佳。這一研究充分證明了當土壤當中存在多種不同重金屬元素時可以通過復合清洗劑進行去除修復,并且清洗劑使用先后順序的不同去除效果也是不同的。
3 結語
綜上所述,通過對土壤當中重金屬元素的危害分析,使我們清楚地認識到重金屬元素的危害性,為了保護我們懶以生存的土地和人類的健康,有必要加大對重金屬污染土壤清洗劑的研究,并將一些切實可行、效果較好的清洗劑應用到土壤重金屬污染較為嚴重的地區,以此來降低和消除重金屬造成的危害,這對于人類社會的發展具有重要的現實意義。
參考文獻
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關鍵詞:電廠 重金屬 危害與防治
我國過去粗放型經濟增長方式雖然帶來了國民經濟的飛速發展,但卻付出了能源浪費和環境污染的慘重代價。尤其是作為能源消耗大戶的燃煤電廠,其給環境帶來的污染更是叫人觸目驚心。
一、電廠重金屬污染危害
火電廠的重金屬污染大部分是來自于煤的燃燒,在這個過程中,會有很多種重金屬元素通過“三廢”等介質對周邊的土壤環境進行污染。[1]經科學家研究發現,一些燃煤電廠的周圍土壤Hg嚴重超標,而砷含量卻低于國家標準。不僅電廠周圍的土壤中富集了大量的重金屬,而且含量還在逐年增加。由于這些重金屬元素的化學結構相對穩定,使它們很難在土壤中實現自然分解與消散,因此具有長期的隱伏性。
在這種情況下,一些重金屬元素會隨著種植在地表的植物進入人體中,導致人類癌癥與其它疾病的發生。在污染嚴重的地方,重金屬元素甚至會進入空氣和地下水之中,導致二者的污染,從而造成更為嚴重的環境問題。
二、電廠燃煤重金屬污染種類
我們通常所說的重金屬,指的是每立方厘米重量在5克以上的金屬,最常見的重金屬包括金(Au)、銀(Ag)、銅(Cu)、汞(Hg)等。這些重金屬危害性極大,即使數量很少,也會造成很大的污染。[2]除此以外,燃煤中還包含有鈮、鈀、銫等痕量重金屬元素,這些重金屬元素與前面提到的有些差別,有的在燃燒時難以氣化,有的卻會非常容易氣化并粘附在亞微米顆?;覊m的表面上,并進入大氣之中。這種亞微米顆粒難以下降,很難被微生物分解,人吸進體內之后,經沉積毒性逐漸增長,給人體健康帶來極大的危害。
三、電廠重金屬污染控制措施
要想對電廠重金屬污染進行有效的控制,就需要從管理制度的制定、執行到生產過程都遵循嚴格的標準,只有這樣才有可能實現。
3.1 制定相關排放標準并嚴格執行
國家應該對全國各大電廠進行實地的調研,并經過科學的分析之后制定出合理的重金屬排放標準及違規處理意見,各地政府要針對本地區的實際情況,以國家標準為基礎,出臺具體的管理辦法并給予嚴格的執行。對于那些超標排放的電廠,要發現一起處理一起,絕不能姑息,對于輕微超標的電廠可以采取限期整改的方式,而對于那些嚴重超標的電廠,可以讓其暫時關閉,直到達到的規定標準為止,絕對不能再為了眼前的利益而付出環境污染的慘重代價。
3.2對電廠重金屬污染實施嚴格監管
首先要嚴格進行環境執法。電廠要成立重金屬污染防治小組,建立企業污染數據庫,對相關數據信息進行隨時的調整和更新。對各個生產車間加大排放超標的處罰力度,在經濟實力許可的情況下購置監控設備,對各個重污染車間實施重點監控,以便能夠隨時得到第一手的數據;其次要規范對電廠的管理,加強對電廠各車間排污口排放水質的監管,定期開展監測,要逐步安裝各種先進設備并積極同當地環保部門進行溝通,進行無縫監控。建立排放信息透明制度,定期向環保部門和社會公布監測報告。[3]
3.3加強重金屬環境監管能力建設
要大力加強工廠污染監管隊伍的建設。以綜合防治小組為領導,負責對全廠重金屬污染進行監督和控制,負責對治理資金進行專項配置、加強日常工作的監管;以對重點車間的管理為中心,對全廠環境質量監測與污染進行統一規劃,切實提升電廠重金屬污染防治能力。
“工欲善其事,必先利其器?!币鶕緩S監管工作的實際需要,配備先進的檢測設備,包括實驗室、現場應急與在線監控等方面的相關設備。
3.4 對電廠生產過程進行控制
對整個電廠的生產過程進行嚴格的監控和管理,是控制電廠重金屬污染最關鍵的部分。
首先要加強在燃燒前進行預處理,它包括對燃煤與動力用煤的選擇,以便提升燃煤的使用效率、減輕煙氣的排放,從而減輕重金屬排放造成的危害。在洗選技術的選擇上也要使用先進的方式,這樣可以明顯降低燃煤中的重金屬含量。經過科學實驗證明,浮選法在去除燃煤中的一氧化碳和銅、鈮等7種金屬時具有明顯的效果,而先進的型煤技術最多可以將煙塵排放量減少60%左右;浮選法依照的是傳統的物理清洗方式,是“建立在煤粉中有機物與無機物的密度及它們的有機親和力不同的基礎之上。”[4]從總體講,重金屬元素是存在無機物當中的,利用這個原理,可以在煤粉漿液里面倒入有機浮選劑來進行重金屬的排出,,在這個過程中,浮選的是有機物,浮選礦渣則主要是無機礦物質,燃煤中包含的重金屬元素就會有大部分包含在其中,起到凈化的作用。其次是強化在燃燒過程中的控制,在現階段,流化床燃燒技術得到了廣泛的推廣,它指的是“把8毫米以下的煤粒同石灰石共同放到燃燒室的床層之上,利用布置于爐底的布風板排放出高速氣流,形成翻滾的流態懸浮層,此后通過流化燃燒來完成脫硫。[5]”這種方式能夠有效地減少燃煤重金屬的排放。另一種比較先進的技術是使用固體吸附劑,它指的是在金屬蒸汽沒有形成結核之前,使用活化吸附劑將重金屬元素捕獲,從而達到消除重金屬元素的目的,這一技術的有效性已經得到了實踐的證明,它實際上是一個相當復雜的化學反應過程,其優點在于不僅操作相對簡單,而且也比較便宜,適合大規模推廣。再次是對加強對燃煤燃燒之后的重金屬元素控制,這一過程比較復雜,需要針對不同種類的重金屬元素進行具體的控制,如對亞微米顆粒的控制就需要采用高效除塵器,它可以除掉絕大部分的重金屬元素,但這種方式對于極小顆粒(0.1μm)―1.5μm)的清除率較低。對于痕量重金屬元素,可以使用濕式FGD,另外,將NaClO3作為凝固劑加入煙氣處理裝置中,可以有效地削減氣態銀的含量。
四、結束語
加強對電廠重金屬污染的控制,可以有效地對電廠的周邊環境乃至整個生態圈進行保護,由于科技水平的限制,我國目前在該領域不論是理論還是科技實踐方面都遠遠落后于西方發達國家,造成了環境污染的同時,還不能對所產生的重金屬進行有效地使用,從而造成了資源的浪費。所以,加強對電廠重金屬污染危害的防治和控制就具有極為重要的意義。但是我們不得不承認的是,這并不是一時一地就可以解決的難題,只有政府、科研部門與電廠開展緊密地合作,動員多方面的力量,才有可能加以實現。
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藝人:好妹妹樂隊
>> 華北代表性農田的蚯蚓群落與重金屬污染指示研究 重金屬的光芒 重金屬的優雅 瓶裝礦泉水重金屬檢測及污染指數研究 鄉村搖滾與重金屬搖滾樂的風格解析 警惕身邊潛伏的重金屬 膨潤土中重金屬的檢測 重金屬進入人體的渠道 害人不淺的重金屬 重金屬污染的治理 悄然襲來的重金屬污染 怎樣預防重金屬的危害 水中的重金屬污染 打開“重金屬樂隊”的屏幕 最毒的不是重金屬 海鮮中的重金屬 我的“重金屬生活” 珊瑚島上的重金屬 重金屬不都是“壞的” 暗地重金屬 常見問題解答 當前所在位置:中國 > 醫學 > 染指鄉村重金屬的擔憂 染指鄉村重金屬的擔憂 雜志之家、寫作服務和雜志訂閱支持對公帳戶付款!安全又可靠! document.write("作者: 本刊編輯部")
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藝人:好妹妹樂隊 唱片公司:春生工作室 發行時間:2013年5月15日 專輯風格:民謠
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去年,一張《春生》專輯讓好妹妹樂隊贏得業內業外一片贊揚聲,更為難能可貴的是,這是一張內地歌手獨立發行的專輯。從獨立發行專輯《春生》到成立“春生工作室”并發行第二張專輯《南北》,在步履維艱的華語樂壇上白手起家,也足以證明《春生》的出色與好妹妹樂隊的成功。
拋開粉絲的重度沉溺偏癱思維,我覺得專輯《春生》堆砌出的好妹妹樂隊,魅力在于復古風與文藝青年式悶騷情懷。復古風,以主唱秦昊溫吞而婉轉的唱腔為核心,張小厚的小清新、吉他口琴等原生樂器的編曲、唐詩宋詞般意境的歌詞為襯托,支撐起了整張專輯的厚度,其中《相思賦予誰》和《青城山下白素貞》就是最成功的典范;文藝青年式悶騷情懷,就是帶著小憂郁去回憶過去的點滴,還敢于自嘲的那些憂郁。除了專輯中的《你飛到城市另一邊》,這種魅力更多地體現在網絡上與巡唱中,所以《悶騷的你》、《李伯伯》會成為又親切又詼諧的最受歡迎曲目。
新專輯《南北》在籌劃時,秦昊經常提到的一句話就是:“勇于嘗試,肯定比止步不前要有趣。”這讓我們充滿了無限期待,然而聽完后又覺得一切依舊。好妹妹還是那個好妹妹,整體延續了復古風與悶騷情懷,只是那些襯托點開始偏離文藝青年范兒,向普通青年方向發展。于是,就看見了秦昊的那句戲稱:好妹妹走的是“鄉村重金屬”路線。
首先,編曲上脫離了不插電的質樸,旋律上追求口水化。第一主打《風從海面吹過來》中電吉他的替換,讓本來自然的口哨聲與海水聲仿佛沾染上了城市色彩。另外兩首主打歌《我到外地去看你》和《晚風》為了突顯可聽性,增加編曲層次化,讓整張專輯有了濃重的POP氣息。
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土壤中重金屬污染產生的原因主要是采礦[1]、冶煉、農業等人為因素以及自然因素[2],化學和冶金行業是環境中重金屬的最主要來源[3]。固化/穩定化是比較成熟的廢物處置技術,經過幾十年的研究,已成功應用于放射性廢物、底泥、工業污泥的無害化和資源化。與其他技術相比,該技術具有處理時間短、適用范圍廣等優勢[4]。在污染土壤的固化/穩定化研究和應用方面,國內外科學家做了大量研究,如在美國這種技術已被用于180個超級基金項目[5],我國的固化劑專利有20余項。但是針對土壤重金屬污染的固化劑研究還相當匱乏,因此有必要加強針對重金屬污染土壤修復的固化劑的研究?;瘜W固定通過吸附、絡合或者(共)沉淀等途徑,使固化劑與土壤重金屬結合而降低其移動性。在農業上,很早就開始在農田中施加石灰、有機質、磷酸鹽等,這些固化劑不僅可以減少營養元素的淋失,而且可以有效降低有害元素的植物毒性,從而增加糧食產量和提高食品安全[6]。因此,選出效果較好的固化劑然后施加到重金屬污染的農田,能夠有效地降低土壤中重金屬的活性,對提高農田蔬菜生長和保障人體健康有著良好的作用。本實驗選擇衡陽水口山礦區重金屬污染土壤為研究對象,將6種不同的固化劑添加到土壤后,通過研究固化劑對土壤中重金屬Pb、Cd、Cu、Zn的固定情況,篩選出效果較好的固化劑。1材料與方法
1.1供試材料供試土壤樣品采自衡陽市常寧市松柏鎮水口山礦區附近重金屬嚴重污染的農田。該區域年平均氣溫在16.6~19.2℃之間,平均降水量在1400~1700mm之間。實驗選用固化劑為沸石、石灰石、硅藻土、羥基磷灰石、膨潤土和海泡石。試驗所用試劑均為化學純或分析純。土樣基本理化性質見表1。
1.2試驗設計土壤樣品采回后,自然風干,去除雜物,壓碎后過2mm尼龍篩,混合均勻保存待測。準確稱取50.0g處理后的土樣多份,置于100mL燒杯中,分別添加沸石(化學純)、石灰石(分析純)、硅藻土(化學純)、羥基磷灰石(分析純)、膨潤土(化學純)和海泡石(化學純)6種固化劑,均設置6個添加水平。其中沸石、硅藻土、膨潤土和海泡石為礦物材料,添加量為0、1.0、2.0、4.0、8.0、16.0g•kg-1,考慮到現實的用量,石灰石和羥基磷灰石兩種化學試劑的添加量為0、0.5、1.0、2.0、4.0、8.0g•kg-1,均以0g•kg-1為對照,設置3次重復實驗。加入固化劑之后,每個燒杯中加入20mL水拌勻,置于干燥通風處熟化2周后測試土壤中基本理化性質,測定重金屬交換態含量和重金屬總量,然后進行重金屬的毒性浸出實驗[7]。
1.3樣品測試方法土壤pH值用酸度計(pHs-3C,上海精密科學儀器有限公司)測定,固液比值為m(固)∶V(液)=1∶2.5[8];有機質含量采用水合熱重鉻酸鉀氧化-比色法測定[8];土壤重金屬總量采用王水-高氯酸消解[9];土壤中重金屬交換態含量通過Tessier連續提取法獲得[10];重金屬浸出量通過醋酸緩沖溶液法進行提取[7];用原子吸收分光光度計(日立Z-2000)測定樣品中Pb、Cd、Cu和Zn的濃度。
1.4方法的精密度為了保證實驗方法準確可靠,固化劑的每個添加量設置了3次重復。通過Excel計算各個添加濃度下3個平行的相對標準偏差,結果如表2所示。可以看出,相對標準偏差的范圍為0.2%~17.4%,這說明實驗方法的精密度較好。
2結果與分析
2.16種固化劑對土壤pH的影響由表3可以看出,沸石、石灰石、羥基磷灰石和膨潤土的添加均對土壤pH值產生了影響,且影響程度各不相同:隨著用量的增加,土壤pH值均逐漸升高;當施加量達到最高用量(16.0g•kg-1或8.0g•kg-1)時,土壤pH值增到最大,分別為5.05、6.25、4.17、4.15。從表中可以看出,6種固化劑添加后對土壤pH影響最大的是石灰石,其次是沸石。
2.26種固化劑對土壤中Pb、Cd、Cu、Zn的固化效果研究不同固化劑添加量下土壤中交換態重金屬含量與浸出液重金屬含量的算數平均值,比較各個固化劑隨著添加量增加時對土壤中重金屬固化能力的變化情況。
2.2.1對土壤中Pb的固化效果6種固化劑都能夠降低土壤中的交換態Pb含量以及Pb的浸出量(圖1)。沸石、石灰石和羥基磷灰石對土壤中交換態Pb有顯著降低的效果(圖1-a,1-b)。隨著固化劑用量的增加,土壤交換態Pb含量逐漸降低;當這3種固化劑達到最高用量(16.0g•kg-1或8.0g•kg-1)時,土壤交換態Pb的含量分別減少48.7%、41.0%和41.0%。沸石、石灰石和羥基磷灰石也同時顯著降低了土壤中Pb的浸出量(圖1-c,1-d)。隨著固化劑用量的增加,土壤中Pb的浸出量逐漸降低,當這3種固化劑達到最高用量時,土壤中Pb的浸出量分別減少了37.1%、33.1%和33.3%。土壤中重金屬的活性往往取決于交換態的含量。通過比較發現,在這6種固化劑中,沸石能夠顯著降低土壤中交換態Pb的含量,抑制了土壤中Pb的活性。不僅如此,沸石還能有效減少土壤中Pb的毒性浸出量(圖1-c),而浸出量少說明土壤中只有少量Pb隨著地表徑流被帶走,對環境的危害變小。所以,沸石對Pb的固化效果最好。
2.2.2對土壤中Cd的固化效果6種固化劑均降低了土壤中交換態Cd的含量及Cd的浸出量(圖2),對Cd有著不同程度的固化效果。實驗表明,沸石、石灰石、羥基磷灰石和硅藻土均能有效地降低土壤中交換態Cd的含量(圖2-a,2-b)。沸石、石灰石和羥基磷灰石在用量為16.0g•kg-1或8.0g•kg-1,硅藻土在用量為4.0g•kg-1時,土壤中交換態Cd含量分別減少56.2%、98.4%、64.5%和53.1%。沸石、石灰石、羥基磷灰石和硅藻土同樣能夠有效降低土壤中Cd的浸出量(圖2-c,2-d)。隨著固化劑用量增加,效果越明顯,在其最高用量(16.0g•kg-1或8.0g•kg-1)時,Cd的浸出量分別減少30.1%、27.4%、39.8%和22.6%。比較這4種固化劑可以得出,石灰石能夠大量降低土壤中交換態Cd的含量,而且對于土壤中Cd浸出的抑制作用僅次于羥基磷灰石,所以石灰石對Cd有著良好的固化效果。羥基磷灰石雖然對交換態Cd的固定效果不如石灰石,但是抑制Cd浸出的能力強于石灰石,對Cd也有良好的固化效果。所以,石灰石和羥基磷灰石對土壤中Cd的固化效果較好。
2.2.3對土壤中Cu的固化效果6種固化劑均能減少土壤中交換態Cu的含量以及Cu的浸出量(圖3),對Cu有不同程度的固化效果。沸石、膨潤土和石灰石能夠有效降低土壤中交換態Cu的含量(圖3-a,3-b)。隨著固化劑用量的增加,土壤中交換態Cu的含量逐漸降低,當3種固化劑分別達到其各自的最高用量時,土壤中交換態Cu含量分別減少了68.1%、43.5%和85.2%。沸石雖然能夠大量減少土壤中交換態Cu的含量,但是它減少土壤中Cu的浸出量僅為29.2%,對于土壤中Cu浸出的抑制作用不如硅藻土和膨潤土。膨潤土和石灰石能夠有效減少土壤中Cu的浸出量,在它們最高用量(16.0g•kg-1或8.0g•kg-1)時效果最好,減少的Cu浸出量分別為66.5%和43.4%(圖3-c,3-d)。在這3種固化劑中,石灰石能大量減少交換態Cu的含量(圖3-b),而膨潤土則能顯著減少土壤中Cu的浸出量(圖3-c)。兩種固化劑的合理搭配對土壤中的Cu有著良好的固化效果。2.2.4對土壤中Zn的固化效果石灰石和沸石對Zn的固化效果最明顯,其他固化劑對Zn的固化效果均不如石灰石和沸石(圖4)。沸石和石灰石都能減少交換態Zn的含量(圖4-a,4-b)。隨著這2種固化劑用量的增加,土壤中交換態Zn的含量逐漸減少,當達到它們各自最高用量時效果最佳,土壤中交換態Zn減少的量分別為18.5%和90.9%。沸石和石灰石能有效減少土壤中Zn的浸出量,其他固化劑對減少土壤中Zn的浸出量均沒有明顯的效果(圖4-c,4-d)。隨著沸石和石灰石用量的增加,土壤中Zn的浸出量越少,最多能減少土壤中Zn的浸出量分別為23.1%和67.1%。沸石和石灰石都能有效固化土壤中的Zn(圖4),且石灰石對Zn的固化效果要比沸石好得多,因此在這6種固化劑中,石灰石對土壤中的Zn有最好的固化效果。
3討論
3.1固化劑治理重金屬污染土壤的機理6種固化劑的施加,均能夠降低土壤中交換態Pb、Cd、Cu、Zn的含量,并抑制它們的浸出量。石灰石在固定土壤中重金屬方面有良好效果,而且石灰石的添加使得土壤的pH大幅度提升。淹水土壤Cd組分的轉化就是在pH的降低和升高過程中進行的[11]。石灰石的添加使土壤pH升高(表2),土壤溶液中的OH-增加,使重金屬形成氫氧化物沉淀,有機質、鐵錳氧化物等作為土壤吸附重金屬的重要載體,與重金屬結合得更加牢固,土壤中生物可以利用的重金屬形態降低,從而降低了重金屬污染的風險[12-13]。羥基磷灰石、海泡石、膨潤土、硅藻土的添加對pH的影響并不大,但是對重金屬仍然有著一定的固化效果,這可能是由于某些粘土礦物具有良好的吸附性。粘土礦物的吸附性按照引起吸附原因的不同可分為物理吸附、化學吸附和離子交換吸附[14]。因此,可以推測當粘土礦物添加到土壤中后,可能直接物理吸附土壤中的重金屬離子,也可能是粘土礦物中的陽離子與土壤中的某些重金屬進行了離子交換,或發生了某些化學反應,從而降低了交換態重金屬的含量,抑制了重金屬的活性。各固化劑在不同用量時,重金屬量的變化大小不一,可能是因為各固化劑的比表面積大小存在差異,其用量不同時對重金屬的吸附能力的變化不一。石灰石和羥基磷灰石屬于化學試劑,相對其他4種礦物材料,對重金屬固定能力較強,隨著兩者用量的增加,對重金屬的固化能力有著更明顯的提升。
3.2固化劑改良土壤的可行性實驗選取的6種固化劑均比較容易獲得,而且成本不是很高,可以在野外重金屬污染的土壤中進行實際運用。6種固化劑均能夠降低土壤中重金屬的活性,而且用量越大效果越好。沸石、膨潤土、海泡石、硅藻土是天然礦物材料,大量添加并不會對土壤本身造成影響,但石灰石和羥基磷灰石是化學試劑,石灰石能有效增加土壤的pH,羥基磷灰石則能改變土壤的化學性質,大量添加可能改變土壤原有的理化性質和肥性,因此添加量不宜過高。實際運用中通常還要考慮到固化劑的用量和成本問題,應該選擇便宜而且效果較好的固化劑,控制一定的施入量對污染土壤進行治理。
3.3固化劑對4種土壤重金屬處理效果的比較在6種固化劑中,礦物材料沸石對于土壤中Pb的固化效果最好,其次對土壤的Cd也有著不錯的固化效果,當它的用量達到16.0g•kg-1時效果最佳。常見的粘土礦物膨潤土則對土壤中的Cu固化效果最好,同樣當用量達到16.0g•kg-1時效果最好。海泡石和硅藻土對重金屬的固定雖然也有一定作用,但是效果不如沸石或膨潤土?;瘜W試劑石灰石對Cd、Cu、Zn有較好的固化效果,當用量達到8.0g•kg-1時效果最佳;化學試劑羥基磷灰石則對Cd有著不錯的固化效果,其次對Pb的固化效果也不錯,當用量達到8.0g•kg-1時效果最佳,但是考慮到成本比較昂貴,所以能否實際運用還有待商榷。總之,對于某一種重金屬污染較嚴重的土壤治理,可以選擇固化此種重金屬效果較好的固化劑,而對于多種重金屬污染的復合污染土壤,則可以搭配不同的固化劑進行治理。此外,還應當考慮到修復之后土地的用途,如果是農田土壤,則應該盡量提高固化劑的成本從而達到最好的治理效果,如果是建筑土地,則可以盡量減少固化劑成本。
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海鮮重金屬濃度超標了嗎
首先需要說明的是,海產品中的重金屬多數都是生物從海洋環境,通過食物鏈的富集吸收而來。海鮮的重金屬濃度并不完全取決于水體重金屬的污染程度。海水重金屬濃度超標,也不代表生長于其中的海鮮體內的重金屬含量就會超標。水化學條件、餌料的充足程度、食物網的結構等眾多因素,都會影響到魚蝦、貝類體內的重金屬累積情況。目前,我們對這方面的了解還不夠充分,這也是未來海洋科學研究的方向。
說起我國四大漁場的漁業資源已經嚴重退化,人們首先想到的原因往往是環境污染。其實,過度捕撈才是真正的罪魁禍首,環境污染只是加重了退化。即使海洋重金屬污染總體在逐年加劇,現在也沒有到無“放心海鮮”可吃的地步。許多盛產海鮮的地方是在較清潔的海域,這是因為干凈的水質有利于魚蝦、貝類等的生長。重金屬等污染物不僅對人類具有毒害作用,對海洋生物也一樣有害,因而漁民也知道在水體污染嚴重的地方養殖海鮮不是最佳選擇。
測定貝類的重金屬含量,不僅是監管海鮮食用安全的手段,也是監測海洋環境現狀與趨勢的工具。后者做得最好的當屬美國的“貽貝觀察”項目了。由美國環保署等機構牽頭,在美國的東西沿海密集設置代表性的采樣點,從1976年開始,每年采集貽貝、牡蠣,測定其重金屬等多種污染物的濃度。數據匯總到數據庫里,并且公開。
“貽貝觀察”項目的大量原始數據,用戶都可以通過網絡免費獲取,只要有臺連上互聯網的電腦,你就能大致了解美國各地海鮮的重金屬污染歷史和現狀。若有興趣,還可以自己做一番統計分析。
海鮮還能吃嗎
海鮮中的重金屬對于食用者存在健康風險,這話固然正確,卻也等于沒說。因為所有食物中都含有重金屬,對食用者都存在健康風險,關鍵在于風險的大小。海鮮作為美食,我們絕大多數人只是偶爾食用,攝入量遠不及水果、蔬菜、禽肉,更不及米面等主食。因此,盡管海鮮中的重金屬濃度相對高些,但健康風險不見得就比食用其他食物高。
我們先來了解一些關于重金屬的健康知識。
重金屬具有累積性,一旦攝入就很難排出體外。這是我們耳熟能詳的常識,其實這并不全對。在幾種常見的重金屬中,鎘的累積性最強,生物半衰期長達4~47年,其次是進入骨骼的鉛,生物半衰期27年。所謂生物半衰期,是指將人體內的重金屬排出一半所需要的時間。生物半衰期越長,重金屬的累積性就越強。因此,身體里的鎘、骨骼里的鉛,可以理解為進去了就出不來。排出血液中的鉛相對容易些,生物半衰期1個月。甲基汞類似,半衰期兩個月。無機砷和六價鉻則很容易被排出,半衰期只有兩三天。
由此可知,人體對不同重金屬的累積性是很不一樣的,鎘和鉛最強,甲基汞次之,鉻和砷較弱(見表1)。
不同重金屬的毒性也大不一樣,因而安全劑量相差懸殊(見表2)。例如,銅、鋅的安全劑量就比其他幾種重金屬高出成百上千倍。
由于所有食物都含重金屬,吃進重金屬不可避免,但只要控制住總攝入量,使其不超過安全劑量或者偶爾略略超出,就不必擔心危害健康。安全劑量是多少呢?各個權威機構給出的數值不盡相同,最多相差可達10倍。那么我們該選哪個呢?其實無所謂,即使選寬松的標準也已足夠安全。不同機構對安全劑量的定義和稱呼也不同,例如美國毒物和疾病登記署稱之為“最小風險水平”,世界衛生組織稱之為“可耐受攝入量”。
知道了安全劑量,我們就能估算每周吃多少海鮮了。例如,累積性最強的鎘的安全劑量是每周0.007毫克/千克體重,踩在超標線上的牡蠣(也就是生蠔)的鎘含量為2毫克/千克,假設你的體重為50千克,那么你每周可吃175克牡蠣,這大概是兩只大牡蠣的量――不少了。當然,考慮到你吃的其他食物中也含有鎘,那就打個對折,每周吃一只牡蠣好了。
計算并不復雜,只是需要一些耐心和細心。如果你嗜海鮮如命,詳加計算一番以免超標還是有必要的。但是,如果你和大多數人一樣,偶爾才吃一次,那大可不必計算之后才敢開吃,因為食品安全監管部門已經做過計算了――海鮮中重金屬的含量標準就是按照普通人的消費習慣計算出來的。
在我國2012年底新的國家標準《食品中污染物限量》中,規定了魚蝦、貝類、魷魚等海鮮中鉛、鎘、甲基汞、無機砷、鉻的含量上限(見表3)。標準值的設定以我國的監測數據為基礎,并且參考了其他國家、國際組織的標準,科學性和嚴格程度是與國際接軌的。因此,只要市場上的海鮮符合國家標準,就可以放心吃。
值得一提的是,相比于之前我國農業部的《無公害食品水產品中有毒有害物質限量》,新的《食品中污染物限量》標準放寬了貝類的鎘限量,把限定值從1毫克/千克調到了2毫克/千克。于是,曾有媒體驚呼這是標準的倒退。其實不然,這恰恰是科學的體現。牡蠣、扇貝等貝類天然地就含有較高濃度的鎘,如果把標準設在1毫克/千克,很容易導致優質的貝類都變成超標產品。合理的做法是控制食用量,而不是制定過于嚴格的標準。
流言與選擇
海鮮所含的各種重金屬中,最毒的、最需要關注的當屬甲基汞。甲基汞會影響神經系統的發育,所以孕婦和兒童尤其要注意。在自然界的食物鏈中位置越高的生物,體內積聚的甲基汞含量可能越高,因此,肉食性魚類體內的甲基汞含量高于草食性魚類。美國環保署的建議是,不要吃鯊魚(包括魚翅)、王鯖、嵴頸方頭魚這些甲基汞含量非常高的魚;每周吃兩次(共約340克)含汞較低的魚和其他水產品,比如草食性的魚類。魚類、貝類等海鮮含有豐富的優質蛋白、歐米伽3脂肪酸,適量攝入有利于健康。