重金屬污染的主要來(lái)源范文

時(shí)間:2023-12-19 17:49:54

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重金屬污染的主要來(lái)源

篇1

【關(guān)鍵詞】:大氣顆粒物、重金屬污染、來(lái)源、控制建議

一般來(lái)說(shuō),大氣顆粒物重金屬污染物是很難被降解的,因此,當(dāng)人體吸入這種污染物時(shí),就會(huì)造成人體出現(xiàn)各種功能障礙,嚴(yán)重時(shí)甚至?xí)?dǎo)致人體出現(xiàn)各種疾病。在大氣顆粒物重金屬污染物中很多元素對(duì)于人體都能嚴(yán)重傷害,有的元素甚至具有致癌的能力。我國(guó)近年來(lái),經(jīng)常出現(xiàn)這種污染的情況,并且現(xiàn)在不管是國(guó)家、政府還是個(gè)人對(duì)于大氣顆粒物重金屬污染物都有一定的認(rèn)識(shí),但是由于對(duì)污染的控制技術(shù)還不夠,因此,我國(guó)目前還沒(méi)有建立起對(duì)大氣顆粒物重金屬污染進(jìn)行有效控制的方案體系。[1]因此,本文主要探討大氣顆粒物重金屬污染的來(lái)源以及相關(guān)的控制建議,以期使得我國(guó)大氣顆粒物重金屬污染情況得到有效的控制。

一、大氣顆粒物重金屬污染的主要來(lái)源

我國(guó)近年來(lái)的大氣顆粒物重金屬污染情況越來(lái)越嚴(yán)重,主要的原因有;首先,重工企業(yè)的污染。有研究顯示,一些鋼鐵行業(yè)的重金屬排放量是很驚人的。另外在鋼鐵生產(chǎn)的過(guò)程中,燒結(jié)工藝的使用也會(huì)產(chǎn)生大量的重金屬污染物,這對(duì)于大氣顆粒物中的重金屬含量是一個(gè)很大的影響,并且通過(guò)一些鋼鐵生產(chǎn)企業(yè)的重金屬排放已經(jīng)成為了大氣顆粒物重金屬污染物的主要來(lái)源,如圖一。而我國(guó)是一個(gè)鋼鐵的生產(chǎn)大國(guó),每一年的鋼鐵生產(chǎn)量已經(jīng)達(dá)到全世界鋼鐵生產(chǎn)總量的一半以上,并且很多的重工企業(yè)都位于一些人口稠密、經(jīng)濟(jì)發(fā)展的城市周邊。因此,由重工企業(yè)造成的重金屬污染情況已經(jīng)不容忽視。[2]

其次,城市機(jī)動(dòng)車尾氣排放也是重金屬污染的重要來(lái)源,如圖二。一般來(lái)說(shuō),機(jī)動(dòng)車排放重金屬的主要方式有以下幾種:機(jī)動(dòng)車輛在行駛過(guò)程中所產(chǎn)生的汽車尾氣、車輛行駛過(guò)程中所造成的揚(yáng)塵、機(jī)動(dòng)車燃料中所添加的化學(xué)物、機(jī)動(dòng)車油中所添加的化學(xué)物、輪胎磨損所產(chǎn)生的重金屬污染以及機(jī)動(dòng)車的配件磨損之后所造成的重金屬排放。這幾種方式是機(jī)動(dòng)車排放重金屬元素的造成大氣顆粒物中重金屬污染的主要方式。

另外,除了重工企業(yè)以及機(jī)動(dòng)車排放這兩種方式之外,還有垃圾秸稈的焚燒、陶瓷水泥行業(yè)以及有色金屬的冶煉等等。但是就目前來(lái)看,對(duì)于我國(guó)的大氣顆粒物重金屬污染的治理情況還很不樂(lè)觀,缺乏對(duì)重金屬污染進(jìn)行控制的有效手段。[3]

二、大氣顆粒物重金屬污染的控制建議

近年來(lái),我國(guó)的大氣顆粒物重金屬污染嚴(yán)重,但是就目前來(lái)看,還沒(méi)有有效的控制措施。下面本文就大氣顆粒物重金屬污染的控制問(wèn)題提出一些控制建議,以期達(dá)到良好的控制效果,從而減輕我國(guó)的大氣顆粒物重金屬污染的程度。總的來(lái)說(shuō),控制建議有以下幾點(diǎn):首先,對(duì)于我國(guó)大氣顆粒物重金屬污染展開(kāi)詳細(xì)的調(diào)查監(jiān)測(cè),對(duì)于我國(guó)重金屬的具體情況以及區(qū)域特征都進(jìn)行詳細(xì)的收集分析,為更好地治理大氣顆粒物重金屬污染提供參考依據(jù)。其次,對(duì)于對(duì)大氣顆粒物重金屬污染源進(jìn)行詳細(xì)的摸查,對(duì)于一些重化工企業(yè)更是要進(jìn)行重點(diǎn)監(jiān)測(cè),并且對(duì)于機(jī)動(dòng)車尾氣及其他方式帶來(lái)的重金屬污染也要進(jìn)行重點(diǎn)監(jiān)測(cè)。另外,對(duì)于大氣中的重金屬排放量也要進(jìn)行精確合理的測(cè)算,從而使得我國(guó)大氣顆粒物重金屬排放量被詳細(xì)了解,從而對(duì)于我國(guó)重金屬排放量進(jìn)行有效的控制。[4]再次,在技術(shù)方面,要給予治理重金屬污染有力的技術(shù)支持,從監(jiān)測(cè)技術(shù)到治理技術(shù)都要進(jìn)行積極的開(kāi)發(fā),使其是和重金屬污染治理的需要。第四點(diǎn),對(duì)于大氣顆粒物重金屬排放量制定一個(gè)詳細(xì)的標(biāo)準(zhǔn),并且建立健全大氣顆粒物重金屬污染排放的制度體系,讓重金屬排放處在一個(gè)可控范圍之內(nèi)。最后,積極開(kāi)展節(jié)能減排工作。我國(guó)近年來(lái)也在積極開(kāi)展節(jié)能減排工作,力圖使得我國(guó)的環(huán)境污染得到改善,并且我國(guó)的節(jié)能減排工作也取得了一定的成果,但是在節(jié)能減排工作開(kāi)展的過(guò)程中,也出現(xiàn)了許多不容忽視的問(wèn)題,如很多企業(yè)把節(jié)能減排僅僅當(dāng)做一句口號(hào),并沒(méi)有具體去貫徹這個(gè)工作。因此,在今后的工作中,要注重對(duì)于節(jié)能減排工作的落實(shí)情況,改變能源的結(jié)構(gòu),對(duì)于大氣顆粒物重金屬排放進(jìn)行控制,進(jìn)而使得我國(guó)的重金屬污染情況得到切實(shí)改善。

結(jié)語(yǔ):

通過(guò)對(duì)我國(guó)重金屬污染來(lái)源的分析,提出了幾條對(duì)重金屬污染進(jìn)行控制的建議,以期我國(guó)的重金屬污染情況可以得到切實(shí)改善,減少霧霾等極端惡劣天氣的出現(xiàn),保證人民群眾的生命財(cái)產(chǎn)安全。

作者簡(jiǎn)介:姓名:鄧皓天、性別:男,民族:漢,出生年月日:94-02-27:籍貫:四川,學(xué)歷: 本科,研究方向:地球化學(xué)

參考文獻(xiàn)

[1] 鄭乃嘉,譚吉華,段菁春,馬永亮,賀克斌.大氣顆粒物水溶性重金屬元素研究進(jìn)展[J].環(huán)境化學(xué),2014,12:2109-2116.

[2] 張霖琳,薛荔棟,滕恩江,呂怡兵,王業(yè)耀.中國(guó)大氣顆粒物中重金屬監(jiān)測(cè)技術(shù)與方法綜述[J].生態(tài)環(huán)境學(xué)報(bào),2015,03:533-538.

篇2

(一)重金屬污染的形成機(jī)制。重金屬污染的形成機(jī)制,可以從產(chǎn)生因素、來(lái)源途徑、產(chǎn)生主體和產(chǎn)生時(shí)間等方面來(lái)分析。(1)產(chǎn)生因素:包括自然因素和人為因素。重金屬在大氣、水體、土壤、生物體中廣泛分布,個(gè)別地區(qū)如喀斯特地區(qū)因石漠化導(dǎo)致重金屬釋放而造成自然環(huán)境中重金屬污染;重金屬一般以天然濃度廣泛存在于自然界中,由于人類對(duì)重金屬的開(kāi)采、冶煉、加工及商業(yè)制造活動(dòng)日益增多,造成不少重金屬如鉛、汞、鎘、鈷等進(jìn)入大氣、水、土壤中,人為引起嚴(yán)重的重金屬污染。(2)產(chǎn)生途徑:主要來(lái)源工業(yè)污染、交通污染和生活垃圾污染。工業(yè)污染大多通過(guò)廢渣、廢水、廢氣排入環(huán)境,在人和動(dòng)物、植物中富集,從而對(duì)環(huán)境和人的健康造成很大的危害;交通污染主要是汽車尾氣的排放;生活污染主要是一些生活垃圾的污染,廢舊電池、破碎的照明燈、沒(méi)有用完的化妝品、上彩釉的碗碟等。(3)產(chǎn)生主體:首先,許多地方政府大力發(fā)展經(jīng)濟(jì),盲目追求GDP的高速增長(zhǎng)。因此,對(duì)于涉重金屬污染的企業(yè),不少地方政府往往采取非常寬松的投資政策,對(duì)涉重金屬企業(yè)項(xiàng)目考察不嚴(yán)格、監(jiān)管力度松散,發(fā)生了多起重金屬污染事故。據(jù)報(bào)道,某地由于土壤重金屬污染嚴(yán)重,曾經(jīng)在2007年大規(guī)模整治鉛酸蓄電池生產(chǎn)企業(yè),但被整治企業(yè)卻接到了山西、河南、湖南、廣西等地的邀請(qǐng),將污染企業(yè)成功的轉(zhuǎn)移,也為后來(lái)各地的重金屬污染事故埋下了伏筆。其次,企業(yè)是造成重金屬污染的主要來(lái)源者。湘江流域涉重金屬企業(yè)總計(jì)1635家,湘江重金屬污染與地方產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)直接相關(guān)。大部分大、中型企業(yè),尤其是有色金屬和稀有金屬礦藏的開(kāi)采、冶煉企業(yè)在湘江流域齊聚。雖然湖南省在全國(guó)率先扛起重金屬污染治理示范大旗。盡管曠日持久的“排毒”戰(zhàn)已持續(xù)20多年,然而,專家的定性仍為“積重難返”。再者,日常生活中,民眾的不恰當(dāng)處理廢舊電池等造成的重金屬污染也是組成部分。(4)產(chǎn)生時(shí)間:歷史的沉淀與現(xiàn)實(shí)的積累。重金屬污染的形成不是一朝一夕的,既有歷史的沉淀,以各種化學(xué)狀態(tài)或化學(xué)形態(tài)存在的重金屬,在進(jìn)入環(huán)境或生態(tài)系統(tǒng)后就會(huì)存留、積累和遷移,造成危害。如隨廢水排出的重金屬,即使?jié)舛刃。部稍谠孱惡偷啄嘀蟹e累,被魚(yú)和貝的體表吸附,產(chǎn)生食物鏈濃縮,從而造成公害。根據(jù)湖南省環(huán)保廳歷年對(duì)湘江水質(zhì)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù),湘江總體水質(zhì)在自上世紀(jì)90年代呈惡化趨勢(shì),總體污染特征是以有機(jī)污染為主的重金屬、微生物復(fù)合污染,其中重金屬污染特征尤為突出。也有現(xiàn)代工業(yè)的三廢排放、農(nóng)業(yè)化肥的過(guò)度使用和人們生活垃圾無(wú)序處理而形成的污染,而且,經(jīng)濟(jì)越發(fā)達(dá),重金屬污染的現(xiàn)象愈發(fā)嚴(yán)重。

(二)重金屬污染的主要特點(diǎn)。(1)來(lái)源復(fù)雜。重金屬污染來(lái)源于自然界,來(lái)源于工業(yè)、農(nóng)業(yè)、人們的生活,來(lái)源于城市和鄉(xiāng)村。(2)主體多元化。人為造成重金屬污染的主體眾多,有政府、企業(yè)、公民。而且受害主體不特定化。(3)時(shí)間長(zhǎng),隱蔽性強(qiáng)。由于歷史的積累以及對(duì)重金屬污染防治的忽視,重金屬污染的時(shí)期長(zhǎng),其造成的危害不會(huì)馬上體現(xiàn)處理,不易為人們所重視。(4)影響深,危害大。“重金屬污染的危害主要體現(xiàn)在兩個(gè)方面:一是對(duì)環(huán)境的污染;二是對(duì)人體的傷害。”在環(huán)境污染方面,重金屬污染與其他有機(jī)化合物的污染不同,不少有機(jī)化合物可以通過(guò)自然界本身物理的、化學(xué)的或生物的凈化,使有害性降低或解除。而重金屬很難在環(huán)境中降解。在開(kāi)采、冶煉、加工及商業(yè)制造活動(dòng)中排放的重金屬污染物進(jìn)入大氣、水,造成大氣污染和水污染,最終,大部分重金屬停留在土壤和河流底泥中。當(dāng)環(huán)境變化時(shí),底泥中的重金屬形態(tài)將發(fā)生轉(zhuǎn)化并釋放造成水污染。在對(duì)人體的傷害方面,重金屬通過(guò)大氣、水、食物鏈進(jìn)入人體,在人體內(nèi)和蛋白質(zhì)及各種酶發(fā)生作用,使它們失去活性,并在人體的某些器官中富集,如果超過(guò)人體所能耐受的限度,會(huì)造成人體急性或慢性中毒,具有致癌、致畸及致突變作用,對(duì)人體會(huì)造成很大的危害。(5)綜合治理任務(wù)艱巨。重金屬污染防治涉及多個(gè)部門(mén)、多個(gè)地區(qū)、甚至多個(gè)省份的協(xié)調(diào)與綜合治理。湘江流域涉重金屬的防治就涉及株洲、衡陽(yáng)、郴州、湘潭、婁底5個(gè)市。需要發(fā)改、財(cái)政、國(guó)土、環(huán)保、工信、衛(wèi)生、安全、科技等多部門(mén)的合力與協(xié)調(diào)。

二、重金屬污染的形成機(jī)制對(duì)構(gòu)建司法保護(hù)機(jī)制的主要影響

我們所說(shuō)的重金屬污染指的就是因人類活動(dòng)導(dǎo)致環(huán)境中的重金屬含量增加,超出正常范圍,并導(dǎo)致環(huán)境質(zhì)量惡化。從重金屬污染形成機(jī)制和特點(diǎn)來(lái)探析其法律機(jī)制的主要問(wèn)題,能更好的對(duì)癥下藥。

(一)來(lái)源的多樣性突顯我國(guó)重金屬污染防治法律制度不完善。重金屬污染存在于水體、大氣和土壤等。對(duì)于重金屬污染的防治,我國(guó)的《水污染防治法》、《固體廢物污染環(huán)境防治法》、《土地管理法》、《危險(xiǎn)化學(xué)品安全管理?xiàng)l例》等立法中均有涉及,但沒(méi)有形成系統(tǒng)的重金屬產(chǎn)過(guò)程中污染防治制度體系。原則性立法過(guò)多、可操作性差、基本法律制度沒(méi)有建立起來(lái)。(二)主體的多元化導(dǎo)致責(zé)任機(jī)制不健全。政府的監(jiān)督責(zé)任不健全甚至缺乏;污染企業(yè)的法律責(zé)任追究機(jī)制不健全;民眾環(huán)保意識(shí)不足,法律救濟(jì)途徑存在缺陷。(三)治理的長(zhǎng)期性與復(fù)雜性彰顯出法律規(guī)定顧此失彼,不全面。我國(guó)重金屬污染防治注重工業(yè)排放的治理,對(duì)農(nóng)業(yè)和生活垃圾污染缺乏應(yīng)有的關(guān)注。我國(guó)環(huán)境污染防治法注重工業(yè)生重金屬的排放控制,忽視生活活動(dòng)中重金屬的污染物的排放,也忽視對(duì)生活環(huán)境中重金屬污染物的監(jiān)測(cè)、評(píng)價(jià)與管理。④而隨著科學(xué)技術(shù)的高速發(fā)展,很多重金屬應(yīng)用到日常消費(fèi)產(chǎn)品及農(nóng)業(yè)用品中。由于這些含有重金屬產(chǎn)品的使用日益廣泛,回收困難且沒(méi)有建立完整回收、處理系統(tǒng),加上消費(fèi)者對(duì)重金屬的存在及其危害缺乏了解而容易輕視,易導(dǎo)致含有重金屬產(chǎn)品在使用、丟棄、沖洗處理、掩埋中,擴(kuò)散了重金屬污染的范圍,加重了污染的程度。(四)影響的深遠(yuǎn)與嚴(yán)重的危害性考量著國(guó)家司法的綜合執(zhí)行力。我國(guó)環(huán)境法學(xué)專家蔡守秋教授指出:“我國(guó)現(xiàn)行的污染防治法都存在一個(gè)最大的弊端:沒(méi)有有效的執(zhí)行手段和責(zé)任追究機(jī)制。”污染者因?yàn)樘幜P力度不夠大,于是污染事件時(shí)常發(fā)生。但問(wèn)題的關(guān)鍵是法律法規(guī)的責(zé)任追究機(jī)制不健全、處罰力度不夠大。這已經(jīng)成了解決土壤重金屬污染問(wèn)題的一大頑疾。(五)綜合治理的艱巨性使得實(shí)踐操作中綜合治理與協(xié)調(diào)機(jī)制缺乏可操作性。整治重金屬污染是一項(xiàng)長(zhǎng)期、復(fù)雜、艱巨的任務(wù),影響包括重金屬污染防治在內(nèi)的環(huán)境保護(hù)任務(wù)的實(shí)現(xiàn),一是缺乏對(duì)政府及其有關(guān)部門(mén)環(huán)境保護(hù)責(zé)任及其監(jiān)督的法律規(guī)定,環(huán)境管理體制有待改革和完善。二是需要加強(qiáng)環(huán)境信息公開(kāi)、公民環(huán)境知情權(quán)的保障、公眾參與環(huán)境決策和公眾監(jiān)督機(jī)制。三是一些重要的環(huán)境管理制度尚需建立和完善,一些環(huán)境制度可操作性不強(qiáng),存在污染防治責(zé)任不明確、違法成本低、環(huán)境健康損害救濟(jì)難、環(huán)境公益損害救濟(jì)難等問(wèn)題。

三、構(gòu)建我國(guó)重金屬污染防治法律機(jī)制的對(duì)策

篇3

關(guān)鍵詞:農(nóng)田土壤;重金屬污染;修復(fù)技術(shù);環(huán)境保護(hù)

中圖分類號(hào):S153 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A DOI:10.11974/nyyjs.20170432024

1 我國(guó)農(nóng)田重金屬污染現(xiàn)狀

1.1 重金屬普遍超標(biāo)

農(nóng)田重金屬污染主要是指Pb、Cu、Hg、Zn、Cr、Cd等重金屬元素在農(nóng)田土壤中的含量超過(guò)土壤背景值,根據(jù)農(nóng)田部、環(huán)保部等部門(mén)近年來(lái)報(bào)告數(shù)據(jù)顯示,全國(guó)有300多個(gè)重點(diǎn)污染區(qū)重金屬超標(biāo),占農(nóng)田污染的80%,抽取數(shù)據(jù)顯示,我國(guó)農(nóng)田平均重金屬超標(biāo)率在2010年前就已經(jīng)高達(dá)12%,在一些大城市,例如北京、上海、深圳等地,各類重金屬元素在農(nóng)田土壤中的含量尤其高,城市發(fā)展對(duì)于農(nóng)田重金屬污染影響極為嚴(yán)重,目前我國(guó)農(nóng)田重金屬污染形勢(shì)嚴(yán)峻,污染情況已經(jīng)得到重視,各類措施也在緊急籌備和實(shí)施之中。我國(guó)農(nóng)田重金屬污染現(xiàn)狀具有范圍大,種類多,相對(duì)集中,分布不均,普遍嚴(yán)重的特點(diǎn)。雖然污染依然嚴(yán)重,但隨著環(huán)保力度的增強(qiáng)和范圍的擴(kuò)大,污染情況正在逐步改善。

1.2 污染主要來(lái)源

農(nóng)田重金屬污染修復(fù),關(guān)鍵在防、治二字,要做到對(duì)重金屬污染的防治,需要了解農(nóng)田中重金屬的來(lái)源,污染來(lái)源主要有4類,分別是:污水、大氣、農(nóng)業(yè)廢棄物以及固體垃圾。空氣污染是我國(guó)環(huán)境保護(hù)的一大難題給農(nóng)田也帶來(lái)了極大的影響,空氣中夾雜著來(lái)自工業(yè)、交通、礦山等的污染物中,不乏各類重金屬物質(zhì),在大氣沉降過(guò)程中,重金屬便進(jìn)入了農(nóng)田土壤之中。大量數(shù)據(jù)實(shí)例表明,在工業(yè)區(qū)、道路旁,土壤中含重金屬量較其他地區(qū)明顯高出數(shù)倍,環(huán)保部研究青藏鐵路沿線兩側(cè)、北京等城市道路旁農(nóng)田土質(zhì)以及種植物,發(fā)現(xiàn)不僅土壤重金屬含量高,植物中也含有較高的重金屬元素。含重金屬的污水一旦進(jìn)入農(nóng)田并沉淀,就容易造成農(nóng)田重金屬含量的增加,農(nóng)業(yè)材料,如農(nóng)藥、農(nóng)肥等,在大面積、長(zhǎng)期使用之下,重金屬會(huì)慢慢滲入土壤之中,而一些固體堆積物更是含有大量重金屬,在堆積中容易滲入地下。

2 農(nóng)田重金屬污染修復(fù)技術(shù)

2.1 物理、化學(xué)修復(fù)技術(shù)

物理修復(fù)技術(shù)主要有換土、深耕翻土、填土以及加熱法,前3種方法原理一致,皆是使淺層土壤以舊換新,這些方法工程量大,效果穩(wěn)定,修復(fù)徹底,但是不僅換土需要大量工程,集中處理土壤的耗損也非常大,因此并不適合大規(guī)模應(yīng)用。加熱法是利用加熱使揮發(fā)性重金屬?gòu)耐寥乐袚]發(fā)析出,雖然有一定作用,但是容易導(dǎo)致一些元素酸化或者相互反應(yīng),產(chǎn)生更為嚴(yán)重的后果,且析出氣體的收集也很棘手。化學(xué)修復(fù)方法也是如此,無(wú)論是電動(dòng)修復(fù)還是淋洗修復(fù),都容易導(dǎo)致嚴(yán)重的污染,電動(dòng)修復(fù)是通過(guò)土壤兩側(cè)通電以電場(chǎng)作用將重金屬帶到電極,在兩極集中收集并進(jìn)行處理,淋洗是將水或者其他制劑放入土壤之中進(jìn)行沖洗,制劑的選擇和二次污染的防治成為淋洗的重點(diǎn),物理、化學(xué)方法雖然效果好,但是成本高且對(duì)環(huán)境極可能造成二次污染,因此實(shí)踐中應(yīng)用甚少,相關(guān)部門(mén)正在加緊研究改善重金屬污染治理之中。

2.2 生物修復(fù)技術(shù)

生物修復(fù)技術(shù)成本較低,有利于規(guī)模化操作,并且生物法的優(yōu)勢(shì)在于其環(huán)境有益性,不僅能夠有效處理農(nóng)田土壤重金屬污染,更重要的是,生物修復(fù)有助于修復(fù)自然界的正常循環(huán),有利于全面改善環(huán)境,目前的環(huán)境保護(hù)實(shí)踐對(duì)于生物方法也極為推崇。生物修復(fù)法主要是利用植物和微生物、動(dòng)物進(jìn)行土壤修復(fù),利用植物根系固定重金屬,減少擴(kuò)散,植物還能夠從土壤中吸收重金屬,儲(chǔ)存在植物體內(nèi),我國(guó)已經(jīng)發(fā)現(xiàn)大量對(duì)重金屬具有吸收能力的植物,在實(shí)踐中也有一定研究和應(yīng)用,植物修復(fù)是較為推崇的方法,綠色植物的大量種植能夠固定土壤、防風(fēng)固沙、凈化空氣,大量種植能夠吸收重金屬的植物,則一舉數(shù)得,值得注意的是,植物吸收重金屬存于體內(nèi),勢(shì)必導(dǎo)致重金屬含量過(guò)高,這些植物一定不能作為食品銷售。微生物、動(dòng)物與植物修復(fù)法類似,生物修復(fù)技術(shù)容易破壞生態(tài)平衡,尤其是微生物、動(dòng)物修復(fù),因此也需要進(jìn)一步研究,目前而言,選取植物進(jìn)行大規(guī)模種植修復(fù)土壤似乎是于環(huán)境保護(hù)最有益處的方法。

3 結(jié)語(yǔ)

環(huán)境于人類而言重如生命,l展中的破壞已經(jīng)造成,如何修復(fù)才是關(guān)鍵,農(nóng)田土壤重金屬污染,重在防治,切斷污染源的同時(shí)改良污染土壤方為可行之路。

參考文獻(xiàn)

篇4

關(guān)鍵詞:銅陵市 重金屬污染 研究進(jìn)展

中圖分類號(hào):X5 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):1672-3791(2013)07(c)-0137-03

隨著我國(guó)工業(yè)化的不斷加速,開(kāi)發(fā)利用的重金屬種類、數(shù)量和方式越來(lái)越多,涉及重金屬的行業(yè)越來(lái)越多,再加上一些污染企業(yè)的違法開(kāi)采、超標(biāo)排污等問(wèn)題突出,使重金屬污染呈蔓延趨勢(shì),污染事件出現(xiàn)高發(fā)態(tài)勢(shì),表現(xiàn)出長(zhǎng)期積累和近期集中爆發(fā)、歷史遺留問(wèn)題和新出現(xiàn)問(wèn)題相交織的特點(diǎn)[1]。2011年2月,國(guó)務(wù)院批復(fù)了《重金屬污染綜合防治“十二五”規(guī)劃》。體現(xiàn)了我國(guó)對(duì)重金屬污染防治的高度重視。

銅陵市是一個(gè)有著三千多年開(kāi)采歷史的極具特色的有色多金屬礦區(qū),是我國(guó)重要的有色金屬工業(yè)基地,有著悠久的采冶銅歷史[2]。目前已形成以采、選、煉、加工為一體的“銅”產(chǎn)業(yè)鏈,對(duì)推動(dòng)銅陵地區(qū)社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展發(fā)揮了巨大作用.但也帶來(lái)了一系列的重金屬環(huán)境污染和生態(tài)破壞問(wèn)題,對(duì)公眾身體健康構(gòu)成了潛在或現(xiàn)實(shí)的危害。銅陵縣、銅官山區(qū)是國(guó)家60個(gè)重金屬砷控制區(qū)之一,46家企業(yè)被列為環(huán)保部重點(diǎn)監(jiān)控企業(yè),重金屬污染防治任務(wù)十分艱巨[3]。

1 銅陵重金屬污染研究分布

目前有關(guān)銅陵重金屬污染的研究,主要集中在礦區(qū)土壤、尾礦庫(kù)、水及水體沉積物污染、大氣沉降物及城區(qū)表土與灰塵和潛在生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)的評(píng)估。

1.1 礦區(qū)土壤

土壤中的重金屬,在自然情況下,主要來(lái)源于成土母巖和殘落的生物物質(zhì)。但是近代以來(lái),工農(nóng)業(yè)的快速發(fā)展,人類活動(dòng)加劇了土壤重金屬的污染,污染程度越來(lái)越重,范圍越來(lái)越廣。胡圓圓等[4]對(duì)銅陵銅官山銅礦區(qū)土壤重金屬含量進(jìn)行了研究。研究結(jié)果表明,銅官山銅礦區(qū)土壤Cu、Zn、As、Hg平均含量高于銅陵市土壤背景值,土壤已受Cu、Zn、As重污染,受Hg輕污染。

楊西飛[5]運(yùn)用Matlab軟件模糊推理系統(tǒng)(FIS)對(duì)銅陵礦區(qū)農(nóng)田表層土壤重金屬污染進(jìn)行了評(píng)價(jià),發(fā)現(xiàn)該礦區(qū)農(nóng)田表層土壤普遍受到了重金屬不同程度的污染,其中Cd污染最嚴(yán)重,其次是Cu,其它各元素依次為Pb>As>Zn>Hg。土壤中Hg、Cd、Cu和Pb元素在表層明顯富集,各元素總量在不同深度均明顯高于土壤自然背景值,Hg、Cd、Cu、Pb和Zn在垂向上呈遞減趨勢(shì),且在橫向上主要以洋河、順安河和新橋河為中心向四周遞減。不同形態(tài)重金屬在總量中的百分含量隨深度變化明顯不同。

王嘉[6]對(duì)銅陵的兩個(gè)礦區(qū)(獅子山區(qū)朝山金礦主井和銅陵縣順安鎮(zhèn)新橋礦業(yè)公司主井)土壤重金屬污染問(wèn)題進(jìn)行了較詳細(xì)的研究,運(yùn)用內(nèi)梅羅指數(shù)法和地質(zhì)累積指數(shù)法對(duì)研究區(qū)進(jìn)行了現(xiàn)狀評(píng)價(jià),研究表明,As和Cd為嚴(yán)重超標(biāo)污染物;As的致癌風(fēng)險(xiǎn)和非致癌風(fēng)險(xiǎn)都大,Cr的致癌風(fēng)險(xiǎn)最大;Cd、Hg、As對(duì)生態(tài)危害的潛在風(fēng)險(xiǎn)很大;所研究的兩礦區(qū)均存在很高的致癌風(fēng)險(xiǎn)和生態(tài)風(fēng)險(xiǎn),朝山金礦區(qū)相對(duì)更高些。

白曉宇等[7]運(yùn)用地統(tǒng)計(jì)學(xué)分析手段對(duì)銅陵礦區(qū)土壤中若干重金屬元素進(jìn)行空間變異分析及空間插值和污染分析,結(jié)果表明,As、Cd、Pb、Zn元素的變異函數(shù)表現(xiàn)為各向異性,其方向性可能主要受礦床分布控制;Hg元素因受小尺度因子影響較大而呈現(xiàn)塊金效應(yīng)較大。As元素污染的主要是由于銅礦、鉛鋅礦、褐鐵礦礦床及其開(kāi)發(fā);Cd元素的污染與鉛鋅礦床及其開(kāi)發(fā),以及農(nóng)業(yè)污灌有關(guān);Pb、Zn元素的污染與鉛鋅礦床及其開(kāi)發(fā)密切相關(guān)。

1.2 尾礦庫(kù)

銅陵市是安徽省境內(nèi)重要的銅生產(chǎn)基地。在銅礦生產(chǎn)的同時(shí),產(chǎn)出了大量尾礦堆存于附近的尾砂庫(kù)中。尾礦庫(kù)多建于山間谷地、河流上游地區(qū),其下游是經(jīng)濟(jì)、農(nóng)業(yè)發(fā)達(dá)地區(qū)。近幾年來(lái),隨著經(jīng)濟(jì)發(fā)展和城市的擴(kuò)容,部分郊區(qū)的尾礦庫(kù)已經(jīng)進(jìn)入市區(qū),尾礦庫(kù)的環(huán)境效應(yīng)及其安全性令人關(guān)注。徐曉春等[8]對(duì)安徽銅陵林沖尾礦庫(kù)復(fù)墾土壤采樣檢測(cè)的結(jié)果表明復(fù)墾土壤中Cu的污染極其嚴(yán)重,As、Zn、Pb的污染較輕。徐曉春[9]還對(duì)銅陵鳳凰山礦林沖尾礦庫(kù)中重金屬元素的空間分布特征及相關(guān)土壤、水系沉積物和植物中重金屬元素含量變化進(jìn)行了研究,發(fā)現(xiàn)長(zhǎng)期堆存的尾礦會(huì)發(fā)生元素的次生淋濾與富集。

惠勇[10]等對(duì)銅陵市鳳凰山尾礦庫(kù)三個(gè)不同鳳丹種植地進(jìn)行了研究,結(jié)果表明,尾礦土壤中的Cu、Zn、Cd含量均較高,其中Cu、Cd的含量分別是國(guó)家土壤環(huán)境質(zhì)量二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)的1.04~1.30倍和6.58~9.34倍。礦區(qū)近年來(lái)種植的作物對(duì)重金屬的吸收富集作用不明顯。

王少華[11]等采集了銅陵市楊山?jīng)_尾礦庫(kù)、尾礦庫(kù)周邊及較遠(yuǎn)距離土壤、水、植物樣品,測(cè)定了其中的重金屬含量,發(fā)現(xiàn)所采集的土壤、水和植物中都存在不同程度的As,Hg,Cu,Zn和Pb等元素的富集現(xiàn)象,且不同元素之間的富集程度也有所差異;重金屬元素含量隨著遠(yuǎn)離尾礦庫(kù),有逐漸遞減的趨勢(shì)。周元祥[12]等對(duì)楊山?jīng)_尾礦庫(kù)尾砂重金屬元素的遷移規(guī)律進(jìn)行了研究,發(fā)現(xiàn)在自然風(fēng)化條件下,Cu、As、Hg、Cd和Pb的淋濾遷移速度相對(duì)較快,Zn略慢;Zn、Pb、Hg和Cd在50~60 cm深處會(huì)發(fā)生二次富集;風(fēng)化后尾砂中Cu、Pb、As和Hg以殘?jiān)鼞B(tài)為主要賦存形式,其次為鐵錳氧化態(tài),其中Zn和Cd以鐵錳氧化態(tài)含量在表層最高。

1.3 水及水體沉積物

水體及沉積物因其獨(dú)特的環(huán)境特點(diǎn),往往會(huì)成為重金屬元素的“源”和“匯”,學(xué)者們也因此對(duì)其進(jìn)行了眾多研究。張敏[13]等通過(guò)測(cè)定長(zhǎng)江銅陵段枯、豐水期江水中Cu、Pb、Zn和Cd不同形態(tài)的含量,分析了四種金屬在江水中的存在形態(tài)分布,不同水期含量變化,水中懸浮物對(duì)金屬吸附能力大小,以及近20年來(lái)含量的變化情況。發(fā)現(xiàn)長(zhǎng)江銅陵段江水中各重金屬總量豐水期時(shí)大于枯水期,重金屬各形態(tài)含量之間均有差異。與近20年江水中的重金屬背景值比較,長(zhǎng)江銅陵段重金屬含量有普遍升高的趨勢(shì)。

徐曉春[14]等對(duì)相思河的重金屬污染情況進(jìn)行了調(diào)查和研究,采用潛在危害指數(shù)法對(duì)沉積物中重金屬進(jìn)行了評(píng)價(jià)。研究表明,相思河中下游受到的重金屬污染明顯比上游嚴(yán)重,Cu和Cd的富集系數(shù)和生態(tài)危害高。

李如忠[15]等對(duì)惠溪河濱岸帶土壤重金屬形態(tài)分布及風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估進(jìn)行了研究,研究表明,惠溪河濱岸帶土壤中Cd和As達(dá)到極高風(fēng)險(xiǎn)等級(jí),Cu為中等風(fēng)險(xiǎn)等級(jí);根據(jù)綜合污染及潛在生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)貢獻(xiàn)率水平,初步判定As和Cd為惠溪河濱岸土壤重金屬污染治理和修復(fù)的優(yōu)先控制對(duì)象。

王嵐[16]等對(duì)長(zhǎng)江水系表層沉積物重金屬污染特征及生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)性評(píng)價(jià)的研究中表明,安徽順安河位點(diǎn)為極強(qiáng)生態(tài)危害范疇。

葉宏萌[17]對(duì)銅陵礦區(qū)的新橋至順安河沉積物中五種重金屬的全量和形態(tài)進(jìn)行了研究,并結(jié)合環(huán)境條件分析了它們的橫向和縱向遷移變化特征,研究表明該區(qū)域沉積物重金屬中Cu、Zn、Pb、Cd的均值皆遠(yuǎn)超長(zhǎng)江下游沉積物背景值,其中以Cu和Cd最顯著。對(duì)重金屬橫向遷移分析發(fā)現(xiàn),礦山重金屬會(huì)隨著沉積物的距離增加而顯著降低,新橋河沉積物的遷移變化顯著高于順安河沉積物。在遷移過(guò)程中,Cu、Zn、Cr殘?jiān)鼞B(tài)逐步增加,毒性減弱,Pb、Cd的活性態(tài)比例增大。重金屬的縱向遷移分析結(jié)果表明,離礦山的位置遠(yuǎn)近對(duì)沉積柱金屬的總量和形態(tài)起決定作用,礦區(qū)下游河流沉積物既受尾礦的影響,也受河流流域物質(zhì)本身的影響。

1.4 大氣沉降物及城區(qū)表土與灰塵

隨著城市化進(jìn)程的加快,而帶來(lái)的交通污染以及其他方面的污染使得大氣環(huán)境質(zhì)量越來(lái)越差,大氣環(huán)境污染問(wèn)題越來(lái)越引起人們的注意。李如忠[18]利用美國(guó)國(guó)家環(huán)保局(US EPA)推薦的健康風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)模型對(duì)銅陵市區(qū)表土與灰塵重金屬污染健康風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行了研究。研究表明,銅陵城區(qū)土壤和地表灰塵已遭受較為嚴(yán)重的重金屬污染;不同功能用地的致癌風(fēng)險(xiǎn)均顯著超過(guò)US EPA推薦的可接受風(fēng)險(xiǎn)閾值范圍和國(guó)際輻射防護(hù)委員會(huì)(ICRP)推薦的最大可接受風(fēng)險(xiǎn)值;銅陵市表土與地表灰塵已對(duì)公眾身體健康構(gòu)成危害;其中主導(dǎo)致癌與非致癌風(fēng)險(xiǎn)效應(yīng)的主要污染因子是As,主要暴露途徑是手-口攝入途徑。

吳開(kāi)明[19]用蘚袋法對(duì)銅陵市大氣重金屬污染進(jìn)行了研究,發(fā)現(xiàn)銅陵市Cu污染最嚴(yán)重,有色金屬冶煉工業(yè)是銅陵市最主要的污染源,交通運(yùn)輸對(duì)大氣重金屬污染也日趨嚴(yán)重。

殷漢琴[20]對(duì)銅陵市大氣降塵中銅元素的污染特征進(jìn)行了研究,采用富集因子法定性地判斷各采樣點(diǎn)銅元素的來(lái)源,研究表明,銅陵市大氣降塵中銅元素污染嚴(yán)重并且形成了以銅開(kāi)采和冶煉企業(yè)為中心的污染區(qū)域。研究發(fā)現(xiàn)銅礦石的開(kāi)采和冶煉對(duì)大氣降塵中的銅元素污染貢獻(xiàn)較大, 是主要的污染源。

2 重金屬污染修復(fù)技術(shù)與控制措施研究

重金屬在土壤、水體、大氣、生物體中廣泛分布。由于大氣和生物體中重金屬的特殊性及其主要直接或間接來(lái)源于土壤和水體,所以對(duì)于重金屬的污染修復(fù)技術(shù)主要集中在對(duì)土壤和水體中的重金屬污染進(jìn)行修復(fù)。

重金屬在土壤中不易隨水淋溶,不能被微生物分解,具有明顯的生物富集作用且土壤污染具有較長(zhǎng)潛伏期;由于土壤、污染物及地域的復(fù)雜性,土壤一旦受到污染,其治理不僅見(jiàn)效慢、費(fèi)用高,而且受到多種因素的制約。目前,治理土壤重金屬污染的途徑主要有兩種:(1)改變重金屬在土壤中的存在形態(tài)、使其固定,降低其在環(huán)境中的遷移性和生物可利用性;(2)從土壤中去除重金屬[21]。圍繞這兩種途徑展開(kāi)的土壤重金屬治理措施有物理及物化措施、化學(xué)措施、農(nóng)業(yè)生態(tài)措施、生物修復(fù)等[21~23]。

王華等[24]對(duì)我國(guó)底泥重金屬污染防治研究做了相應(yīng)綜述,提出目前我國(guó)底泥重金屬污染治理的常用方法有工程治理方法、生物治理方法和化學(xué)治理方法。

重金屬污染物進(jìn)入水生生態(tài)系統(tǒng)后對(duì)水生植物和動(dòng)物均產(chǎn)生影響,并通過(guò)食物鏈發(fā)生富集,引起人體病變,危害人類。目前水體重金屬污染治理修復(fù)方法主要有物理方法、化學(xué)方法、物理化學(xué)方法、集成技術(shù)、生物方法等[25]。

為控制銅陵市重金屬污染、提高環(huán)境質(zhì)量,銅陵市環(huán)保局組織編制了《銅陵市重金屬污染綜合防治“十二五”規(guī)劃》,該規(guī)劃以國(guó)家《重金屬污染綜合防治“十二五”規(guī)劃》為指導(dǎo),落實(shí)源頭預(yù)防、過(guò)程阻斷、清潔生產(chǎn)、末端治理的全過(guò)程綜合防治理念,提出了一系列重金屬污染防治措施,以求能遏制重金屬污染趨勢(shì),改善區(qū)域環(huán)境質(zhì)量,保護(hù)人民身體健康和環(huán)境權(quán)益。

3 結(jié)語(yǔ)

對(duì)銅陵市重金屬污染研究情況進(jìn)行了介紹,對(duì)重金屬污染防治措施與修復(fù)技術(shù)經(jīng)行了總結(jié)。根據(jù)目前研究結(jié)果表明,銅陵市重金屬污染已比較嚴(yán)重。Cd、As、Cu和Pb為主要的污染元素,Hg雖然含量較低,但因?yàn)槠涠拘暂^大,亦當(dāng)引起足夠的重視。礦石的開(kāi)采和冶煉以及尾礦的堆積成為銅陵市重金屬污染的主要來(lái)源,所以首先應(yīng)控制源頭,治理礦石的開(kāi)采和冶煉,清理尾礦的堆積。由于植被等生物體對(duì)重金屬具有良好的吸附阻攔作用,可在采礦廠四周設(shè)置重金屬吸收強(qiáng)防護(hù)帶,阻止污染向更遠(yuǎn)擴(kuò)散。對(duì)于已經(jīng)受到污染的土壤,可以采用生物方法、物理或化學(xué)方法去除。

健全重金屬污染防治法律體系、做好污染綜合防治規(guī)劃和強(qiáng)化行政管理是防治重金屬污染的重要管理手段。《銅陵市重金屬污染綜合防治“十二五”規(guī)劃》的提出對(duì)銅陵市重金屬污染防治具有重要的指導(dǎo)和實(shí)踐意義。健全重金屬污染防治法律體系,實(shí)施清潔生產(chǎn),監(jiān)督實(shí)施環(huán)境影響評(píng)價(jià)驗(yàn)收工作,開(kāi)發(fā)研究重金屬污染防治技術(shù)等是目前重金屬污染防治的重要任務(wù)。

參考文獻(xiàn)

[1]羅吉.我國(guó)重金屬污染防治立法現(xiàn)狀及改進(jìn)對(duì)策[J].環(huán)境保護(hù),2012(18):24-26.

[2]張?chǎng)?安徽銅陵礦區(qū)重金屬元素釋放遷移地球化學(xué)特征及其環(huán)境效應(yīng)研究[D].合肥工業(yè)大學(xué)博士學(xué)位論文,2005.

[3]銅陵市重金屬污染綜合防治“十二五”規(guī)劃[R].

[4]胡園園,陳發(fā)揚(yáng),楊霞,等.銅陵銅官山礦區(qū)土壤重金屬污染狀況研究[J].資源開(kāi)發(fā)與市場(chǎng),2009,25(4):342-344.

[5]楊西飛.銅陵礦區(qū)農(nóng)田土壤及水稻的重金屬污染現(xiàn)狀研究[D].合肥:合肥工業(yè)大學(xué),2007.

[6]王嘉.銅陵礦區(qū)土壤重金屬污染現(xiàn)狀評(píng)價(jià)與風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估[D].合肥工業(yè)大學(xué),2010.

[7]白曉宇,袁峰,李湘凌,等.銅陵礦區(qū)土壤重金屬元素的空間變異及污染分析[J].地學(xué)前緣,2008,15(5):256-263.

[8]陳莉薇,徐曉春,黃界穎,等.銅陵林沖尾礦庫(kù)復(fù)墾土壤重金屬含量及污染評(píng)價(jià)[J].合肥工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào):自然科學(xué)版,2011,34(10):1540-1544.

[9]徐曉春,王軍,李援,等.安徽銅陵林沖尾礦庫(kù)重金屬元素分布與遷移及其環(huán)境影響[J].巖石礦物學(xué)雜志,2003,22(4):433-436.

[10]惠勇,張鳳美,王友保,等.銅陵市鳳凰山尾礦區(qū)重金屬污染研究[J].安徽農(nóng)業(yè)科學(xué),2011,39(23):1426-1426.

[11]王少華,楊劫,劉蘇明.銅陵獅子山楊山?jīng)_尾礦庫(kù)重金屬元素釋放的環(huán)境效應(yīng)[J].高校地質(zhì)學(xué)報(bào),2011,17(1):93-100.

[12]周元祥,岳書(shū)倉(cāng),周濤發(fā).安徽銅陵楊山?jīng)_尾礦庫(kù)尾砂重金屬元素的遷移規(guī)律[J].環(huán)境科學(xué)研究,2010(4):497-503.

[13]張敏,王德淑.長(zhǎng)江銅陵段表層水中重金屬含量及存在形態(tài)分布研究[J].安全與環(huán)境學(xué)報(bào),2003,3(6):61-64.

[14]徐曉春,牛杏杏,王美琴,等.銅陵相思河重金屬污染的潛在生態(tài)危害評(píng)價(jià)[J].合肥工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào):自然科學(xué)版,2011(1):128-131.

[15]李如忠,徐晶晶,姜艷敏,等.銅陵市惠溪河濱岸帶土壤重金屬形態(tài)分布及風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估[J].環(huán)境科學(xué)研究,2013,26(1):88-96.

[16]王嵐,王亞平,許春雪,等.長(zhǎng)江水系表層沉積物重金屬污染特征及生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)性評(píng)價(jià)[J].環(huán)境科學(xué),2012,33(8):2599-2606.

[17]葉宏萌,袁旭音,趙靜.銅陵礦區(qū)河流沉積物重金屬的遷移及環(huán)境效應(yīng)[J].中國(guó)環(huán)境科學(xué),2012,32(10):1853-1859.

[18]李如忠,潘成榮,陳婧,等.銅陵市區(qū)表土與灰塵重金屬污染健康風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估[J].中國(guó)環(huán)境科學(xué),2012,32(12):2261-2270.

[19]吳明開(kāi),曹同,張小平.蘚袋法監(jiān)測(cè)銅陵市大氣重金屬污染的研究[J].激光生物學(xué)報(bào),2008,17(4):554-558.

[20]殷漢琴,周濤發(fā),張?chǎng)危?銅陵市大氣降塵中銅元素的污染特征[J].吉林大學(xué)學(xué)報(bào):地球科學(xué)版,2009,39(4):734-738.

[21]夏星輝,陳靜生.土壤重金屬污染治理方法研究進(jìn)展[J].環(huán)境科學(xué),1997(3):72-76.

[22]佟洪金,涂仕華,趙秀蘭.土壤重金屬污染的治理措施[J].西南農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào),2003 (S1):37-41.

[23]顧紅,李建東,趙煊赫.土壤重金屬污染防治技術(shù)研究進(jìn)展[J].中國(guó)農(nóng)學(xué)通報(bào), 2005,21(8):397-408.

篇5

關(guān)鍵詞:土壤;重金屬;污染;修復(fù)技術(shù)

中圖分類號(hào):X53 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A DOI:10.11974/nyyjs.20161033020

1 土壤重金屬污染分析

造成土壤重金屬污染嚴(yán)重化的主要原因就是人類活動(dòng)的影響。土壤重金屬污染主要來(lái)源是工業(yè)、農(nóng)業(yè)以及城市生活垃圾等。特別是工業(yè)污染影響最為嚴(yán)重,產(chǎn)生的三廢是主要的污染源。都會(huì)間接或者直接的排放到土壤中,對(duì)土壤成分的影響最為直接。城市汽車尾氣等也會(huì)通過(guò)其他途徑在土壤中得到釋放,融合到土壤中改變其成分。一些農(nóng)業(yè)生產(chǎn)活動(dòng)將使用污水,或者是含農(nóng)藥成分較高的水源。長(zhǎng)期使用以及堆砌垃圾也會(huì)提升土壤重金屬含量。一些重金屬含量較高的生活用品,例如溫度計(jì)、電池等隨意丟棄,能夠加重對(duì)土壤的重金屬污染。對(duì)環(huán)境資源的破壞也會(huì)使土壤成分發(fā)生改變。土壤重金屬污染問(wèn)題已經(jīng)成為影響國(guó)民經(jīng)濟(jì)水平發(fā)展和人們生活質(zhì)量提升的最為重要的因素。

2 土壤修復(fù)技術(shù)

2.1 玻璃化技術(shù)

將含有重金屬的土壤放置在高溫高壓的環(huán)境中,通過(guò)長(zhǎng)時(shí)間的放置,在經(jīng)過(guò)冷卻之后土壤中會(huì)形成較為堅(jiān)硬的玻璃化物質(zhì)。這是土壤中的重金屬固化之后的表現(xiàn)。玻璃化技術(shù)能夠避免土壤中的重金屬物質(zhì)發(fā)生轉(zhuǎn)移,達(dá)到固定重金屬的目的。但是玻璃化技術(shù)需要大量的電能,在修復(fù)成本上相對(duì)較高,沒(méi)有得到廣泛的應(yīng)用。一般情況下只是針對(duì)較小面積的土壤開(kāi)展的修復(fù)。玻璃化技術(shù)形成的物質(zhì)不能夠被充分的進(jìn)行降解,只能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)土壤中的重金屬進(jìn)行固化。熔化重金屬物質(zhì)需要全面的計(jì)算成本。并且針對(duì)的重金屬物質(zhì)的不同特性,在價(jià)格的體現(xiàn)上也具有差異性。成本核算結(jié)果相對(duì)較大,因此為了能夠控制資源、成本的投入使用。在技術(shù)開(kāi)展的過(guò)程中需要控制含水量,適當(dāng)添加粘土等,這樣能夠獲取到特殊處理效果。并且玻璃化之后形成的物質(zhì)能夠進(jìn)行循環(huán)使用,作為填充劑等材料。

2.2 固化穩(wěn)定

在受到重金屬污染的土壤中添加固化穩(wěn)定劑,在通過(guò)物理或者化學(xué)處理過(guò)程對(duì)土壤中的重金屬物質(zhì)進(jìn)行降解的技術(shù)。固化主要是將土壤中的重金屬物質(zhì)進(jìn)行包裹,這樣重金屬物質(zhì)就會(huì)形成相對(duì)穩(wěn)定的狀態(tài)。避免重金屬物質(zhì)進(jìn)一步的釋放。在土壤中添加適當(dāng)?shù)姆€(wěn)定劑,能夠?qū)χ亟饘傥镔|(zhì)進(jìn)行沉淀,使重金屬吸附在相對(duì)固定的物質(zhì)上。降低重金屬物質(zhì)的移動(dòng)。固化穩(wěn)定方式是使重金屬物質(zhì)發(fā)生鈍化,這樣就能夠使重金屬物質(zhì)減少向地下移動(dòng),控制重金屬的沉積。也能夠在一定程度上限制重金屬通過(guò)食物鏈方式轉(zhuǎn)移到人體中,使人們能夠避免受到威脅。選擇合適的固化穩(wěn)定劑是進(jìn)行重金屬治理的關(guān)鍵。固化穩(wěn)定劑自身不能夠含有重金屬,不要產(chǎn)生二次污染。固化穩(wěn)定劑的成本要得到控制,能夠持續(xù)的對(duì)重金屬發(fā)揮固化穩(wěn)定作用。赤泥、石灰、蒙脫石等都能夠起到很好地固化穩(wěn)定作用。土壤重金屬污染程度是固化穩(wěn)定劑應(yīng)用量的主要因素。通過(guò)詳細(xì)計(jì)算分析重金屬污染程度,制定充分的用量。固化穩(wěn)定技術(shù)需要對(duì)污染土壤開(kāi)展長(zhǎng)期監(jiān)控, 避免土壤中的重金屬在特定條件下得到激活,再次污染土壤。

2.3 生物修復(fù)技術(shù)

主要是利用植物、微生物等的生命代謝對(duì)污染的土壤進(jìn)行的治理。通過(guò)微生物作用改變土壤中化學(xué)形態(tài),起到固定重金屬或者降解的作用。提升土壤生命物體的移動(dòng)效果。植物對(duì)土壤中的重金屬進(jìn)行提取、分解,吸收其中存在的有毒物質(zhì),對(duì)土壤進(jìn)行固化,轉(zhuǎn)變成分。通過(guò)植物將重金屬進(jìn)行匯總集中處理。植物的根系能夠更好地進(jìn)行重金屬過(guò)濾。植物修復(fù)技術(shù)是利用自然植物的綜合效應(yīng)開(kāi)展的修復(fù),受到植物種類、土壤成分等多種因素的影響。能夠同時(shí)對(duì)污染的水資源進(jìn)行修復(fù)。具有環(huán)境美化的功能,促進(jìn)土壤中有機(jī)物質(zhì)含量的提升。增強(qiáng)土壤肥力,構(gòu)建有助于植物生長(zhǎng)的環(huán)境。但是植物對(duì)于重金屬修復(fù)的耐性受到限制,只能夠?qū)χ械纫韵峦寥乐亟饘傥廴鹃_(kāi)展修復(fù)。特別是一種植物一般情況只能夠針對(duì)一種重金屬修復(fù),并且在修復(fù)的過(guò)程中很有可能激活其他重金屬。但是基因工程的發(fā)展正在逐漸的解決這種問(wèn)題。針對(duì)植物修復(fù)技術(shù)的弱點(diǎn)進(jìn)行了轉(zhuǎn)基因植物的研究,更好地發(fā)揮植物修復(fù)技術(shù)的功能。生物吸收使重金屬含量降低。生物修復(fù)技術(shù)效果明顯,并且成本投入較少,方便開(kāi)展管理。不會(huì)產(chǎn)生二次污染。生物修復(fù)技術(shù)受到人們的特別關(guān)注。

3 結(jié)語(yǔ)

土壤重金屬污染嚴(yán)重的威脅到人們的生命安全。使農(nóng)作物生產(chǎn)受到影響。土壤與大氣、水資源等環(huán)境有著密切的聯(lián)系。開(kāi)展土壤重金屬修復(fù)技術(shù)的研究將會(huì)保證農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量,對(duì)提升人們的生命安全保障具有重要現(xiàn)實(shí)意義。通過(guò)多樣化形式進(jìn)行土壤重金屬污染的修復(fù)。由于土壤重金屬污染具有復(fù)雜性特點(diǎn),因此要構(gòu)建高效率、低成本、實(shí)用性的土壤修復(fù)技術(shù)體系,在實(shí)踐中不斷地進(jìn)行檢驗(yàn)推廣。在不影響農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)量的同時(shí),充分的調(diào)動(dòng)農(nóng)民積極性參與到土壤治理過(guò)程中。

篇6

關(guān)鍵詞:重金屬;污染;研究;治理方法

中圖分類號(hào):R155文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A文章編號(hào):1674-0432(2012)-02-0141-1

1 蔬菜是人們?nèi)粘I钪斜夭豢缮俚氖澄铮卟速|(zhì)量的優(yōu)劣直接關(guān)系到人們的身體健康

影響蔬菜質(zhì)量的最大危害是重金屬污染。蔬菜中重金屬污染主要來(lái)自工業(yè)“三廢”,城鎮(zhèn)生活垃圾、污水及農(nóng)業(yè)生產(chǎn)本身。按蔬菜被污染的途徑,可有以下幾個(gè)方面的來(lái)源。

1.1 污水的灌溉

城市工業(yè)的發(fā)展和城市化進(jìn)程的加快,水資源逐漸匱乏,污水灌溉已成為農(nóng)業(yè)灌溉用水的重要組成部分,工業(yè)廢水中往往含有重金屬。大量的不加處理的工業(yè)廢水和廢渣排放江河、湖中,使水資源受到不同程度的污染,蔬菜生產(chǎn)和增產(chǎn)主要靠灌溉。城市工礦區(qū),郊區(qū)菜田不得不大量使用工業(yè)廢水和生活污水灌溉菜田。所以,我國(guó)主要的土壤重金屬污染區(qū)都是由于污水灌溉引起的。

1.2 工業(yè)廢渣

據(jù)不完全統(tǒng)計(jì);全國(guó)75個(gè)城市歷年積累的工業(yè)廢渣和尾礦達(dá)715.72億t,1980年統(tǒng)計(jì)78個(gè)省市工業(yè)廢渣共4.8億t。這些廢渣不僅占用了大片土地,而且造成更多的土壤污染。特別是城市近郊區(qū)和工礦企業(yè)附近的蔬菜地受重金屬污染愈來(lái)愈嚴(yán)重。

1.3 農(nóng)業(yè)生產(chǎn)活動(dòng)

(1)在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)活動(dòng)中人們?yōu)榱似娴淖非蟾弋a(chǎn),增加效益,大量的施用含有Hg、Cd、Pb、As等不合格的化肥,城市垃圾不經(jīng)任何處理直接當(dāng)作肥料施用,導(dǎo)致土壤有機(jī)質(zhì)和作物必需的營(yíng)養(yǎng)元素含量降低,重金屬含量超標(biāo),從而影響蔬菜的;(2)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)活動(dòng)中,農(nóng)用塑料薄膜,生產(chǎn)應(yīng)用的穩(wěn)定劑等都含有重金屬Cd和As,在大量使用塑料大棚和地膜過(guò)程中都可能造成土壤重金屬的污染,從而對(duì)蔬菜等農(nóng)作物的生長(zhǎng)、產(chǎn)量、品質(zhì)均有較大的危害。

1.4 其他方面來(lái)源

隨著汽車工業(yè)的迅速發(fā)展,含Pb汽油的大量使用、汽車尾氣的排放、汽車輪胎磨損產(chǎn)生的大量重金屬、有毒有害氣體、粉塵等,都會(huì)引起交通干線附近土壤和蔬菜等作物的重金屬污染。還有油中的Cd、鍍Cd的工藝等生產(chǎn)或排放過(guò)程均將含有Cd廢物排入土壤造成污染。此外,還有微生物的污染。

2 重金屬對(duì)人體健康最直接的影響之一就是對(duì)食品安全造成威脅

大多數(shù)消費(fèi)者的食品安全觀念僅僅在農(nóng)藥殘留和食品變質(zhì)上,對(duì)土壤重金屬污染影響食品安全的問(wèn)題知之甚少。而且重金屬污染具有潛在性,普通消費(fèi)者無(wú)法從外觀上判斷農(nóng)產(chǎn)品是否受重金屬污染而避開(kāi)它。

(1)不同重金屬對(duì)身體危害不同,對(duì)人體危害最大的是有機(jī)汞,它不僅毒性高,能傷害大腦,而且比較穩(wěn)定,在人體內(nèi)停留的半壽命長(zhǎng)達(dá)70d之久,所以即使劑量很少也可累積致毒。可見(jiàn),重金屬給人類帶來(lái)的危害是無(wú)法估量的,因此,無(wú)污染蔬菜的生產(chǎn)正日益受到人們的重視。

(2)目前,菜地和蔬菜遭受到污染是十分嚴(yán)重的,已經(jīng)暴露出來(lái)的重金屬和硝酸鹽的污染必須給以足夠的重視。土壤污染對(duì)蔬菜影響較大的重金屬有Cd、Hg、Cr、As等。

3 治理土壤中重金屬的方法

我們通過(guò)對(duì)各種蔬菜做實(shí)驗(yàn)找到不同蔬菜超標(biāo)時(shí)的土壤臨界濃度,通過(guò)控制和治理土壤中的重金屬含量來(lái)控制蔬菜中重金屬的含量。由于蔬菜重金屬的主要來(lái)源是土壤,我們可以通過(guò)以下幾個(gè)方面對(duì)土壤中的重金屬進(jìn)行治理。

3.1 土壤污染的防治

土壤污染可采用工程措施,它包括:(1)客土法:就是在污染土壤上加入凈土。但客人的土應(yīng)盡量選擇比較粘重或有機(jī)質(zhì)含量高的土壤,以增加土壤容量,減少客土量。本法適應(yīng)于淺根植物和移動(dòng)性較差的污染物。(2)換土法:就是將已污染的土壤移去,換上新土;而換土法對(duì)小面積嚴(yán)重污染且污染物是有放射性或易擴(kuò)散難分解的土壤是必須的,以防止擴(kuò)大范圍,危害人畜健康。

3.2 加強(qiáng)對(duì)工業(yè)“三廢”的治理和綜合利用

(1)禁止使用未經(jīng)處理的工業(yè)污水灌溉農(nóng)田。在積極慎重地推廣污水灌溉的同時(shí),對(duì)灌溉農(nóng)田的污水,必須進(jìn)行嚴(yán)格的監(jiān)測(cè)和控制。(2)減少工業(yè)廢水和生活污水的排放量,發(fā)展區(qū)域性污染防治系統(tǒng),包括制定區(qū)域性水質(zhì)管理規(guī)劃,合理利用自然凈化能力,實(shí)行排放污染物的總量控制,調(diào)整工業(yè)布局,改變產(chǎn)品結(jié)構(gòu),除此之外,還應(yīng)有完善的管理措施。工業(yè)布局要合理,改變?nèi)剂系娜紵椒ǎG化造林,采用高煙囪和高效除塵設(shè)備,采取集中供熱,減少交通廢氣污染,施用低毒、低殘留的農(nóng)藥等。(3)選擇未受工業(yè)廢水、廢渣、廢氣污染的農(nóng)田,在遠(yuǎn)離城市的工礦企業(yè)、醫(yī)院、生活垃圾、生活用水等污染源的地區(qū)建立蔬菜生產(chǎn)基地。

3.3 對(duì)糞便、垃圾和生活污水進(jìn)行無(wú)公害化處理

篇7

關(guān)鍵詞:水體;重金屬污染;毒理作用;人體健康

作者簡(jiǎn)介:于曉莉(1973―),女,河南鄭州人,工程師,主要從事環(huán)境監(jiān)測(cè)工作。

中圖分類號(hào):X701

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A

文章編號(hào):16749944(2011)10012304

1 引言

水體是人類賴以生存的主要自然資源之一,又是人類生態(tài)環(huán)境的重要組成部分,也是地球物質(zhì)生物化學(xué)循環(huán)的儲(chǔ)庫(kù)。由于人類活動(dòng)的影響,進(jìn)入水體環(huán)境中的污染物越來(lái)越多,這些污染物給環(huán)境和人體健康造成了許多問(wèn)題。多年來(lái)人們非常關(guān)注水體富營(yíng)養(yǎng)化問(wèn)題,因?yàn)槠浜暧^破壞性能引起人們的注意,而水體重金屬污染問(wèn)題人們重視程度相對(duì)不夠,近年研究證明甲基汞是水俁病致病因,鎘是骨痛病致病因。同時(shí)隨著采礦、冶煉、化工、電鍍、電子、制革等行業(yè)的發(fā)展,以及民用固體廢棄物不合理填埋和堆放,重金屬污染物事故性排放以及大量化肥、農(nóng)藥的施用,使得各種重金屬污染物進(jìn)入水體。重金屬污染物難以治理,它們?cè)谒w中具有相當(dāng)高的穩(wěn)定性和難降解性,在水體中積累到一定的限度就會(huì)對(duì)水體、水生植物及水生動(dòng)物系統(tǒng)產(chǎn)生嚴(yán)重危害,并可通過(guò)食物鏈而在水產(chǎn)品體內(nèi)累積,最終作為食品進(jìn)入人體,影響人的健康,因此水體重金屬污染日益成為人們關(guān)注的焦點(diǎn)。

2 重金屬污染的來(lái)源和毒理作用

對(duì)人體健康構(gòu)成危害的重金屬絕大多數(shù)來(lái)自于工礦企業(yè)所排放的廢水,采礦、冶金、化工、電鍍等多種工業(yè)行業(yè)的生產(chǎn)廢水都含有重金屬,排放到水體引起水質(zhì)的污染,進(jìn)入水體的重金屬還會(huì)發(fā)生一系列的物理化學(xué)反應(yīng),諸如氧化、還原、沉淀與溶解、吸附與解析、絡(luò)合作用以及生物甲基化等,這主要取決于重金屬的性質(zhì)和水體的理化指標(biāo)。還有一部分就是城市道路上的機(jī)動(dòng)車尾氣污染,對(duì)人體健康構(gòu)成典型危害的是鉛污染。

進(jìn)入大氣、水體和土壤的重金屬均可以通過(guò)呼吸道、消化道、皮膚3種途徑侵入人體,進(jìn)入體內(nèi)的重金屬借助體內(nèi)某些有機(jī)成分可結(jié)合成金屬絡(luò)合物或金屬螯合物,對(duì)人體的各個(gè)發(fā)育階段都會(huì)產(chǎn)生影響,尤其對(duì)母嬰的毒害更為明顯。機(jī)體內(nèi)可以同重金屬發(fā)生反應(yīng)的物質(zhì)不少,如蛋白質(zhì)(氨基酸)、核酸等;兒茶酚胺、維生素、激素等微量活性物質(zhì)和含氧脂肪酸、磷酸等也能與重金屬發(fā)生作用,使上述物質(zhì)喪失或改變了原來(lái)的生化功能而引起病變。

許多重金屬離子可因微生物甲基化作用而生成相應(yīng)的甲基化合物,此類化合物多屬毒性很強(qiáng)的揮發(fā)性物質(zhì),極易通過(guò)呼吸道進(jìn)入人體,其中具有重要病理學(xué)意義的,當(dāng)首推甲基汞化合物。另有一些重金屬離子通過(guò)口腔、皮膚進(jìn)入體內(nèi)后,與人體某些酶的活性中心巰基(-SH)有著特別強(qiáng)的親和力,金屬離子極易取代巰基上的氫,從而使酶喪失其生物活性,即重金屬的致害作用就在于使生物酶失去活性。還有一些重金屬離子可以通過(guò)與酶的非活性部位相結(jié)合,從而改變活性部位的構(gòu)象,或與起輔酶作用的金屬離子置換,同樣能使生物酶的活性減弱甚至喪失。

2.1 汞污染的來(lái)源和毒理作用

2.1.1 汞污染的來(lái)源

汞是金屬中毒性較高的元素之一。以汞為原料的工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生的含汞廢水、廢氣和廢渣對(duì)環(huán)境的汞污染非常嚴(yán)重,此外煤及石油燃燒釋放出來(lái)的汞,含汞農(nóng)藥的廣泛運(yùn)用造成對(duì)大氣和土壤的污染。目前由于人類活動(dòng)向大氣、水體和士壤中排放的總汞量,每年已超過(guò)2萬(wàn)t。

2.1.2 汞的毒理作用

(1)金屬汞。金屬汞常以蒸氣態(tài)污染大氣,可通過(guò)呼吸道進(jìn)入人體。職業(yè)性長(zhǎng)期吸入汞蒸氣可引起慢性汞中毒,其主要表現(xiàn)出體力減退、頭暈、頭痛、失眠、多夢(mèng)、記憶力減退等中樞神經(jīng)系統(tǒng)癥狀。

(2)無(wú)機(jī)汞化合物。在短期內(nèi)攝人大量無(wú)機(jī)汞鹽或誤食含汞物質(zhì),可引起急性汞中毒。

(3)有機(jī)汞化合物。有機(jī)汞化合物分為苯基汞和烷氧基汞。甲基汞屬于高神經(jīng)毒物質(zhì)。主要侵犯中樞神經(jīng)系統(tǒng),其慢性中毒癥狀出現(xiàn)順序一般為感覺(jué)障礙、運(yùn)動(dòng)失調(diào)、語(yǔ)言障礙、視野縮小、聽(tīng)力障礙。

2.2 鉛污染的來(lái)源和毒理作用

2.2.1 鉛污染的來(lái)源

鉛污染來(lái)源廣泛,主要來(lái)自汽車廢氣和冶煉、制造以及使用鉛制品的工礦企業(yè)。1969年日本東京因汽車尾氣污染空氣引起居民慢性鉛中毒,該事件發(fā)生后世界各國(guó)都十分重視環(huán)境鉛污染對(duì)人體健康的危害,明令禁止或限制在汽油中加入四乙基鉛。

2.2.2 鉛的毒理作用

(1)急性中毒。意外攝入大量鉛時(shí)可發(fā)生急性中毒。如含鉛餐具將大量鉛溶出進(jìn)人食物時(shí),食入后可引起中毒。幼兒啃嚼含鉛油漆的玩具和家具等也可產(chǎn)生中毒。服用過(guò)量的含鉛藥物同樣可引起中毒。

(2)慢性中毒。對(duì)于血液系統(tǒng),鉛能抑制血液中氨基乙酚丙酸脫氫酶和血紅素合成酶,血紅素合成受到抑制而出現(xiàn)貧血,面色蒼白(所謂“鉛容”)。對(duì)于神經(jīng)系統(tǒng),鉛中毒對(duì)中樞神經(jīng)系統(tǒng)的作用是引起鉛中毒性腦病。慢性鉛中毒時(shí)周圍神經(jīng)也出現(xiàn)病癥,最嚴(yán)重的典型癥狀是由撓神經(jīng)損害引起的百對(duì)稱性腕下垂。此外是伸肌無(wú)力。多數(shù)中度和重度鉛中毒病例常見(jiàn)到四肢無(wú)力、兩手握力減退,少數(shù)可見(jiàn)局部性皮膚觸覺(jué)和痛覺(jué)減退等。對(duì)于消化系統(tǒng)其典型癥狀是腹絞痛。

(3)生殖毒性與致畸作用。鉛中毒工人外周血淋巴細(xì)胞染色單體畸變率增加。流行病學(xué)調(diào)查表明,鉛對(duì)苯并芘誘發(fā)工人肺癌可能有協(xié)同作用。環(huán)境鉛污染引起鉛中毒癥狀:慢性中毒多在局部地區(qū)發(fā)生。其中毒癥狀主要有神經(jīng)衰弱癥候群、中毒性多發(fā)性神經(jīng)炎、中毒性腦病、間質(zhì)性腎炎或腎萎縮以及心肌損傷等。

2.3 鎘污染的來(lái)源和毒理作用

2.3.1 鎘污染的來(lái)源

環(huán)境中鎘污染的最主要來(lái)源是有色金屬礦產(chǎn)開(kāi)發(fā)和冶煉排出廢氣、廢水和廢渣。煤和石油燃燒排出的煙氣。含鎘肥料的施用也是造成鎘污染的原因之一。此外,在電鍍、制造合金、焊料、顏料、電池、雷達(dá)、電視機(jī)熒光屏、半導(dǎo)體元件、照相材料、化肥、殺蟲(chóng)劑、塑料、槍械彈藥等生產(chǎn)中用做原料或催化劑,其在生產(chǎn)過(guò)程中可向環(huán)境排放出含鎘廢物。餐飲具和食品包裝也存在鎘污染。如在上釉的陶器中儲(chǔ)存食品,尤其酸性液體食品,可引起明顯的鎘污染。

2.3.2 鎘的毒理作用

日本神通川流域發(fā)生的骨痛病是由于神通川上游鋅礦冶煉排出的含鎘廢水污染了神通川,河水灌溉使鎘進(jìn)人稻田而被水稻吸收。鎘引起骨痛病的原因可能是由鎘對(duì)腎功能的損害使腎中維生素D的合成受到抑制,影響人體對(duì)鈣的吸收和成骨作用。同時(shí),鎘使骨膠原鏈上的羥脯氨酸不能氧化產(chǎn)生醛基,妨礙骨膠原的固化與成熟,從而導(dǎo)致骨骼軟化。鎘對(duì)胃腸粘膜有刺激作用,故口服鎘化物可引起嘔吐、腹瀉、休克和腎功能障礙,人在生產(chǎn)活動(dòng)中吸人大量的鎘煙塵和蒸氣也可引起急性中毒。

2.4 鉻污染的來(lái)源和毒理作用

2.4.1 鉻污染的來(lái)源

電鍍、皮革、制藥、研磨劑、防腐劑、顏料以及合成催化等方面鉻有廣泛的用途,生產(chǎn)中均可產(chǎn)生含鉻三廢。在生產(chǎn)中含鉻廢渣的堆放也是一個(gè)重要污染來(lái)源,含鉻廢渣任意堆放,雨水沖淋,大量鉻溶滲和流失,污染環(huán)境。

2.4.2 鉻的毒理作用

(1)急性毒性。鉻對(duì)局部有刺激、腐蝕作用,也可導(dǎo)致呼吸障礙。鉻對(duì)皮膚的急性毒性表現(xiàn)為鉻對(duì)皮膚的刺激和腐蝕作用所引起的急性皮膚糜爛及變態(tài)反應(yīng)皮膚炎。

(2)亞急性慢性毒性。鉻對(duì)人的慢性毒性作用,鉻經(jīng)呼吸道侵入,可引起鼻炎、咽炎、支氣管炎等。皮膚長(zhǎng)期接觸鉻化合物可引起接觸性皮炎或濕疹,多見(jiàn)于手背、腕、前臂等部位的紅斑、丘疹。對(duì)鉻過(guò)敏者,也見(jiàn)于非接觸部位。鉻還可引起皮膚潰瘍,又稱“鉻瘡”。潰瘍可深達(dá)骨骼,愈合緩慢,愈合后可形成瘸痕或色素沉著。鉻酸霧還對(duì)眼結(jié)膜有刺激作用;可引起流淚;可刺激口腔、咽喉,可引起咽后壁干燥以致出現(xiàn)淡黃色小潰瘍等。長(zhǎng)期接觸鉻鹽粉塵或鉻酸霧,除損害皮膚外,還產(chǎn)生全身性影響。

(3)致癌變、致畸變、致突變作用。六價(jià)鉻和三價(jià)鉻均有致癌作用。目前世界公認(rèn)某些鉻化合物可致肺癌,稱為鉻癌。

2.5 砷污染的來(lái)源和毒理作用

2.5.1 砷污染的來(lái)源

采礦、金屬冶煉、煤炭燃燒、含砷工業(yè)品(如陶瓷、制革、玻璃等)和含砷農(nóng)藥的各種砷化合物以粉塵、煙塵、廢氣和廢水等形式污染環(huán)境。

2.5.2 砷的毒理作用

(1)急性中毒。急性砷中毒較常見(jiàn),如誤食砷污染的食品、誤飲砷污染的飲料或誤服含砷農(nóng)藥等。

(2)慢性中毒。長(zhǎng)期持續(xù)攝入低劑量的砷化合物,尤其是吸入砷化合物粉塵者,經(jīng)過(guò)數(shù)月乃至數(shù)年、十幾年的砷蓄積而發(fā)生疾病,砷慢性中毒的某些癥狀是其特有的,但大部分癥狀是非特異性的,所以慢性砷中毒常常被忽略。在一定意義上,尿、頭發(fā)、指甲中的砷含量可指示砷中毒和體內(nèi)砷含量。

3 水體重金屬污染研究現(xiàn)狀

3.1 水體中重金屬存在形態(tài)及毒性研究

水體中不同形態(tài)的重金屬污染物對(duì)水體環(huán)境的危害程度有很大的差異,開(kāi)展水體中重金屬存在形態(tài)的研究,對(duì)于有效防治和治理水體重金屬污染物具有非常重要的意義。目前人們已經(jīng)對(duì)許多不同形態(tài)重金屬污染物的毒性做了大量研究,獲得了大量實(shí)驗(yàn)結(jié)果。例如人們經(jīng)過(guò)研究發(fā)現(xiàn)水體中重金屬污染物Cr6+對(duì)水生動(dòng)植物的毒性要遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于Cr3+的毒性。Wageman和Barica在研究Cu對(duì)藻類的毒性時(shí)發(fā)現(xiàn):Cu 的毒性主要由Cu2+、[CuOH+]和Cu(OH)2引起[1]。劉清等[2]從離子形態(tài)角度出發(fā),同時(shí)考慮游離和羥基絡(luò)合態(tài)的毒性,以及它們之間的毒性差異,通過(guò)數(shù)學(xué)方法擬合定義出活性態(tài)銅離子濃度,較好地反映了水體中銅的毒性。另外人們已經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)有機(jī)汞(如甲基汞)等物質(zhì)有非常大的危害性。例如1953~1961年期間影響日本南部水俁灣周圍漁民的神經(jīng)性疾病――水俁病就是由水體中的甲基汞引發(fā)的。

3.2 水體重金屬污染物的生物學(xué)效應(yīng)研究

重金屬對(duì)水體微生物和植物的生物學(xué)效應(yīng)研究很早就已經(jīng)廣泛展開(kāi),Kaplan等[3]研究表明,當(dāng)重金屬Cu進(jìn)入細(xì)胞體內(nèi)后,會(huì)發(fā)生諸如氧化、引入甲醛等變化,這些變化都會(huì)破壞葉綠體等胞內(nèi)器官,直接影響藻類細(xì)胞的光合、呼吸作用和酶的活性,并抑制藻類的生長(zhǎng)。閻海等[4]通過(guò)實(shí)驗(yàn)證明,Zn、Cu和Mn能抑制月形藻的生長(zhǎng),3者的毒性大小順序?yàn)閆n>Cu>Mn。谷巍等[5]發(fā)現(xiàn),在相同處理?xiàng)l件下,Hg2+的毒性要比Cd2+強(qiáng),Hg2+對(duì)輪葉狐尾藻的致死濃度為1~2 mg/L,Cd2+的致死濃度為3~5mg/L。戴家銀[6]研究指出,重金屬Cu和Zn對(duì)真綢幼魚(yú)組織酶活性產(chǎn)生影響。Weir和Hine[7]報(bào)導(dǎo)了在含0.003g/L汞的水中,即可以檢測(cè)到汞對(duì)金魚(yú)的毒性效應(yīng)。Skerfivin等[8]研究發(fā)現(xiàn),凡是以含甲基汞的魚(yú)為食的人們,他們的染色體斷裂與汞在人體內(nèi)的含量具明顯相關(guān)性。水體中重金屬濃度增加以后,將對(duì)魚(yú)類和水生浮游生物產(chǎn)生嚴(yán)重影響。Mcintosh和Kevern[9]研究發(fā)現(xiàn),當(dāng)水體中的重金屬銅的濃度達(dá)到3g/L 時(shí),水體中的枝角目蟲(chóng)和輪蟲(chóng)的數(shù)量就開(kāi)始減少。Maxfield等[10]研究指出,河水中重金屬含量的增加也導(dǎo)致魚(yú)和獵鳥(niǎo)發(fā)生中毒現(xiàn)象。目前人們已經(jīng)認(rèn)識(shí)到,水體重金屬污染物的生物學(xué)效應(yīng)是多種多樣的。

3.3 水體重金屬污染物污染指示研究

該方面的研究包括兩個(gè)基本內(nèi)容,一是水體受到重金屬污染指示研究;二是重金屬造成水體污染程度大小的指示研究。人們習(xí)慣以重金屬污染物在水體中的絕對(duì)含量多少表示水體受重金屬污染的程度,目前越來(lái)越多的人建議使用一些植物和水體微生物數(shù)量及活性變化特征作為重金屬對(duì)水體造成污染大小的指示[11,12]。Navrot等[11]研究表明,生物體組織中的Cr、Cu、Hg、Ni和Zn的濃度可以用來(lái)監(jiān)測(cè)這些重金屬元素在水中的含量。Haug等[12]利用海草中重金屬元素的濃度對(duì)挪威海峽水中的重金屬污染進(jìn)行了比較科學(xué)地評(píng)估。

4 重金屬污染對(duì)人體健康的影響

4.1 重金屬對(duì)人體的毒害程度

(1)與其濃度有關(guān)。重金屬在人體內(nèi)總蓄積量未超過(guò)其閾值時(shí),即使長(zhǎng)期存在也不會(huì)產(chǎn)生危害。如對(duì)甲基汞敏感人群而言,只有體內(nèi)蓄積達(dá)90mg時(shí)才出現(xiàn)發(fā)音障礙,而到170mg時(shí)則聽(tīng)覺(jué)喪失。

(2)與其化學(xué)形態(tài)有關(guān)。主要原因在于人體各器官對(duì)不同形態(tài)的重金屬蓄積量不同,無(wú)機(jī)汞(HgCl2)導(dǎo)致腎損傷與肝損害,而有機(jī)汞CH3Hg+、(CH3)2Hg則能產(chǎn)生特異性的腦神經(jīng)障礙,這就是因?yàn)榧谆自谀X中蓄積,而無(wú)機(jī)汞在腦中的蓄積甚微。

(3)與其侵入途徑有關(guān)。經(jīng)口腔誤食金屬汞后,消化道的吸收量微乎其微,故其毒性甚小;若經(jīng)呼吸道吸入汞蒸汽時(shí),因肺泡可吸收相當(dāng)多的汞蒸汽,故汞蒸汽呈強(qiáng)烈的毒性。

(4)與其半衰期有關(guān)。重金屬在機(jī)體內(nèi)的生物半衰期的長(zhǎng)短也影響到對(duì)人體危害程度的不同,半衰期長(zhǎng)就意味著在體內(nèi)的殘留時(shí)間長(zhǎng),濃度增高快,容易達(dá)到閾值濃度而顯現(xiàn)出毒性。

(5)取決于重金屬間的相互作用。重金屬之間既有累加作用,也有拮抗作用,還有相乘作用,若聯(lián)合作用產(chǎn)生的總效應(yīng)等于單獨(dú)效應(yīng)之和時(shí)稱為累加作用,小于單獨(dú)效應(yīng)之和時(shí)稱為拮抗作用,大于單獨(dú)效應(yīng)之和時(shí)稱為相乘作用。

4.2 微量重金屬元素與人體健康的關(guān)系

微量重金屬元素與人體生命過(guò)程有著密切關(guān)系。雖然在體內(nèi)的含量非常微小。但生理功能獨(dú)特。能夠調(diào)節(jié)肌體內(nèi)的生物酶活動(dòng)。促進(jìn)宏量元素在體內(nèi)的運(yùn)輸。參與激素的合成等。在新陳代謝中起著十分重要的作用。

研究表明,通過(guò)這些微量重金屬元素相互影響,相互作用。參與體內(nèi)多種酶的合成。能增強(qiáng)機(jī)體的防御功能,提高免疫力,減少疾病。研究發(fā)現(xiàn):銅離子在膠原蛋白和彈力蛋白的合成中起著重要作用,它多以銅藍(lán)蛋白的形式存在。妊娠婦女如銅不足,則羊膜和毛膜發(fā)育不良,胎膜脆性增加,彈力下降,導(dǎo)致胎膜在孕期不能夠承受日漸增大的壓力而破裂,對(duì)母子造成不利影響;糖尿病人體內(nèi)重金屬元素釩和鉻處于缺乏狀態(tài)。釩和鉻均具有胰島素樣作用。

4.3 重金屬污染對(duì)人體健康的影響

過(guò)量的重金屬大多都能抑制生物酶的活性,破壞正常的生物化學(xué)反應(yīng)。重金屬通過(guò)空氣、水、食物等渠道進(jìn)入體內(nèi)。進(jìn)入人體的重金屬不再以離子形式存在。而是與體內(nèi)有機(jī)成分結(jié)合成金屬絡(luò)合物或金屬螯合物,從而對(duì)人體產(chǎn)生危害。機(jī)體內(nèi)的蛋白質(zhì)、核糖能與重金屬反應(yīng),維生素、激素等也能與重金屬反應(yīng)。由于產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)使上述物質(zhì)喪失或改變了原來(lái)的生理化學(xué)功能而產(chǎn)生病變。另外重金屬還可能通過(guò)與酶的非活性部位結(jié)合而改變活性部位的構(gòu)象。或與起輔酶作用的金屬發(fā)生置換反應(yīng),致使酶的活性減弱甚至喪失,從而表現(xiàn)出毒性。

試驗(yàn)證明銅具有抗生育作用,釩及其化合物也有一定的生殖毒性,尤其是造成男性的性腺毒性而影響生殖能力。鉛對(duì)親代生殖生理和生殖器官的功能也具有極大危害。因此,銅、鉛、鉻等重金屬是造成人類生殖障礙的重要致病因子之一[14]。

5 結(jié)語(yǔ)

隨著現(xiàn)代社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,重金屬污染問(wèn)題日趨嚴(yán)重。重金屬污染,不同與其它類型污染,具有隱蔽性、長(zhǎng)期性和不可逆轉(zhuǎn)性等特點(diǎn)。重金屬可直接對(duì)環(huán)境中的大氣、水、土壤造成污染,致使土壤肥力下降、資源退化、作物產(chǎn)量品質(zhì)降低,并且在土壤中不易被淋濾,不能被微生物分解,有些重金屬元素還可以在土壤中轉(zhuǎn)化為毒性更大的甲基化合物。在遭受污染的土壤中種植農(nóng)產(chǎn)品或是用遭受污染的地表水灌溉農(nóng)產(chǎn)品,能使農(nóng)產(chǎn)品吸收大量有毒、有害物質(zhì)。由此形成土壤―植物―動(dòng)物―人體之間的食物鏈,使其毒性不斷積累增大,危害人們的身體健康。

進(jìn)入大氣、水體和土壤等各種環(huán)境的重金屬,均可通過(guò)呼吸道、消化道和皮膚等各種途徑被人和動(dòng)物吸收。當(dāng)這些重金屬在人和動(dòng)物體內(nèi)積累到一定程度時(shí),即會(huì)直接影響動(dòng)物的生長(zhǎng)發(fā)育、生理生化機(jī)能,直至引起死亡。而且重金屬性質(zhì)以及環(huán)境條件的不同,影響和危害的程度也不同,因此重金屬的污染毒害作用復(fù)雜而且影響較大。

應(yīng)加強(qiáng)管理,堅(jiān)決杜絕工業(yè)“三廢”的排放,規(guī)劃城市垃圾的堆放,嚴(yán)格控制含有重金屬的化肥、農(nóng)藥的使用;提高全民素質(zhì)、增強(qiáng)環(huán)保意識(shí),只有人人都意識(shí)到其危害,從我做起、從一點(diǎn)一滴做起,才能從根本上消除污染源;推行清潔生產(chǎn)工藝,嚴(yán)格控制重金屬污染物的排放;注重重金屬污染的毒理研究,弄清其在大氣、水、土壤等環(huán)境中存在形態(tài)、遷移與轉(zhuǎn)化規(guī)律以及在環(huán)境、人和動(dòng)植物體內(nèi)的毒性作用,為防治污染和保護(hù)人體健康提供理論依據(jù)。

參考文獻(xiàn):

[1]

Wageman R,Baricl J.Speciation and rate of copper from leake water with implications to toxicity [J].Water Res,1979(13):515~523.

[2] 劉 清,王之健,湯鴻霄.銅的形態(tài)分布與Daphnia magna急性毒性關(guān)系[J].環(huán)境化學(xué),1998,17(1):14~18.

[3] Kaplan D,Stadler T.Algal biotechnology [M].London:Elsevier Applied Science,1988:179.

[4] 閻 海,潘 綱,霍潤(rùn)蘭.銅、鋅和錳抑制月形藻生長(zhǎng)的毒性效應(yīng)[J].中國(guó)環(huán)境科學(xué),2001,21(4):365~368.

[5] 谷 巍,施國(guó)新,韓承輝.汞、鎘污染對(duì)輪葉狐尾藻的毒害[J].中國(guó)環(huán)境科學(xué),2001,21(4):371~375.

[6] 戴家銀,鄭微云,王淑紅.銅和鋅離子對(duì)真綢幼魚(yú)組織酶活性的影響[J].環(huán)境科學(xué),1998,9(5):60~62.

[7] Weir P A.Hine C H.Effects of various metals on behavior of conditioned goldfish [J].Environmental Health,1970(2):45~51.

[8] Skerfving S,Haansson K,L indsten J.Chromo some breakage in humans exposed to methyl mercury through fish consumption [J].Environmental Health,1970(21):133~139.

[9] Mcintosh A W,Kevern N R.Toxicity of copper to zoop lank ton [J].Environmental Quality,1974(3):166~170.

[10] Maxfield D,Rodriguez J M,Buettner M,et al.Heavy metal pollution in the sediments of the Coeurd,Alene river delta[J].Environment Pollution,1974(7):1~6.

[11] Navrot J,Amiel A J,Kronfield J.Patella vulgata:a biological monitor of coastal pollution a preliminary study[J].Environmental Pollution,1974(7):303~308.

[12] Haug A,Melsum S,Omang S.Estimation of heavy metal pollution in two Norwegian fjord areas by analysis of the brown alga Ascophyllum nodusum [J].Environmental Pollution,1974(7):179~182.

[13] 李愛(ài)琴,王陽(yáng)峰,楊珊嬌.淺談重金屬污染對(duì)健康的危害[J].河南機(jī)電高等專科學(xué)校學(xué)報(bào),2005,13(4):49~50.

[14] 賈廣寧.重金屬污染的危害與防治[J].有色礦冶,2004,20(1):40~41.

Research Status of Heavy Metal Pollution in Waters and its Effects on Human Health

Yu Xiaoli1,Liu Qiang2

(1.Xinmi Encironmental Protection Bureau,Zhenzhou 452370,China;2.Zhengzhou Coal

Industry Design & Research Co.,Ltd.,Zhenzhou 450007,China)

篇8

關(guān)鍵詞:重金屬;污染;防治;對(duì)策

一個(gè)地區(qū)長(zhǎng)期進(jìn)行礦山開(kāi)采、加工以及利用重金屬作為原料的工業(yè)發(fā)展,如不重視對(duì)重金屬污染物有效防治,重金屬污染物將在土壤、大氣、水中逐漸累積,從而形成重金屬污染。本文以南京市重金屬污染的產(chǎn)生、排放為例,對(duì)重金屬污染產(chǎn)生的原因進(jìn)行分析,并提出治理污染的對(duì)策。

1.南京市重金屬污染物產(chǎn)生和排放現(xiàn)狀

南京市的重金屬污染主要來(lái)源于工業(yè);南京市13個(gè)區(qū)縣中涉及重金屬污染物產(chǎn)排的企業(yè)數(shù)為82家;重金屬污染物排放主要通過(guò)廢水和廢氣排放。

涉重廢水排放總量為1075.24萬(wàn)噸/年,廢水中各重金屬污染物排放量分別為汞(Hg)0.27kg/a、鎘(Cd)25.86kg/a、總鉻(Cr)449.24kg/a、六價(jià)鉻(Cr6+)361.14 kg/a、鉛(Pb)174.67kg/a、砷(As)2.81 kg/a、銅(Cu)698.03 kg/a、鎳(Ni)96.23kg/a;涉重廢氣排放總量為74591.10×104m3/a,廢氣中各重金屬污染物排放量分別為汞(Hg)0.032kg/a、鎘(Cd)52.66kg/a、鉻(Cr)28.85kg/a、鉛(Pb)150.68kg/a、砷(As)39.43kg/a。

含重金屬危險(xiǎn)廢物產(chǎn)生量為4956.33t/a,其中綜合利用量為3123.67t/a,處置量為1706.06t/a,貯存量為126.6t/a,排放量為零。

2.南京市重金屬污染的主要原因

通過(guò)對(duì)南京市涉及重金屬污染的企業(yè)的調(diào)查分析,南京市重金屬污染的主要原因有以下幾個(gè)方面:

(1)企業(yè)規(guī)模以中小型為主,分布散亂

南京市涉重企業(yè)規(guī)模普遍偏小,分布散亂,遍布區(qū)縣各處,污染物未能全部穩(wěn)定達(dá)標(biāo)排放,廢水、廢氣治理措施較傳統(tǒng)、簡(jiǎn)單,很多企業(yè)大部分企業(yè)未能進(jìn)入工業(yè)園區(qū)進(jìn)行統(tǒng)一管理,為環(huán)境監(jiān)管帶來(lái)了很大的不便,也為加快區(qū)域內(nèi)資源共享、信息公開(kāi)化建設(shè)設(shè)置了障礙。

(2)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)不盡合理,發(fā)展方式粗放

近年來(lái),南京市一直致力于產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的調(diào)整,目前正處于產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)型期,仍有一部分高投入、高耗能、高污染的企業(yè)未被淘汰,特別是一些涉重的中小型企業(yè),工藝落后,經(jīng)濟(jì)基礎(chǔ)薄弱,從經(jīng)濟(jì)、技術(shù)等各方面開(kāi)展重金屬污染治理的難度又都比較大,即使企業(yè)關(guān)閉,重金屬累積的特性也會(huì)給企業(yè)所在區(qū)域帶來(lái)隱患。

(3)法規(guī)制度建設(shè)滯后,環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)不健全

目前我國(guó)還沒(méi)有重金屬污染治理和土壤污染治理的專門(mén)法規(guī),南京市主要按照現(xiàn)行的《環(huán)境空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》和《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》中對(duì)重金屬的控制要求對(duì)涉重企業(yè)進(jìn)行管理;現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)主要針對(duì)污染源達(dá)標(biāo)排放提出,不涉及重金屬的累積效應(yīng),關(guān)于人體健康的重金屬環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)不健全。

(4)基礎(chǔ)工作薄弱,相關(guān)技術(shù)欠缺

由于長(zhǎng)期對(duì)重金屬污染忽視,重金屬的監(jiān)測(cè)、防治技術(shù)研究等基礎(chǔ)工作較為薄弱,南京市重金屬污染物整體排放情況和環(huán)境受污染程度尚未完全摸清,對(duì)重點(diǎn)防控企業(yè)、區(qū)域及污染隱患的危害程度掌握不夠。同時(shí)重金屬污染的科學(xué)研究、技術(shù)政策等還遠(yuǎn)遠(yuǎn)滯后于污染防治的迫切需求。

(5)污染隱蔽性強(qiáng),治理周期長(zhǎng)

重金屬元素化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定,通過(guò)水、氣、固廢等多種途徑可以在環(huán)境中長(zhǎng)期積累,并通過(guò)食物鏈逐級(jí)富集,最終進(jìn)入人體累積,使得留在人體的重金屬含量成倍放大,傳統(tǒng)的環(huán)境達(dá)標(biāo)觀念由于重金屬的富集特性失去效用,待累積到一定程度發(fā)生污染事件時(shí)大多已經(jīng)造成了極為嚴(yán)重的后果。一旦環(huán)境受到污染,需要比常規(guī)污染物治理更長(zhǎng)的治理周期、更多的治理成本和更高的治理難度。

(6)環(huán)境監(jiān)管能力不足,監(jiān)管難度大

長(zhǎng)期以來(lái),南京市對(duì)重金屬污染重視力度不夠,各級(jí)環(huán)保管理仍主要針對(duì)常規(guī)污染物的管理,重金屬污染監(jiān)管措施不完善,特別是企業(yè)廢氣中重金屬污染的管理幾乎為空白;各級(jí)環(huán)保監(jiān)測(cè)系統(tǒng)建設(shè)均主要注重常規(guī)性污染物指標(biāo)監(jiān)測(cè),重金屬監(jiān)測(cè)能力不足,缺乏高精確度重金屬檢測(cè)儀器。

3、重金屬污染防治對(duì)策

消除重金屬污染除了對(duì)污染進(jìn)行治理、對(duì)環(huán)境進(jìn)行修復(fù)外,更需要對(duì)可能出現(xiàn)的重金屬污染進(jìn)行預(yù)防,從根本上解決重金屬污染的問(wèn)題。

(1)大力推行清潔生產(chǎn)審核,提升企業(yè)清潔生產(chǎn)水平

通過(guò)清潔生產(chǎn)審核,對(duì)企業(yè)的生產(chǎn)、產(chǎn)品或提供服務(wù)全過(guò)程的定性和定量分析,找出高物耗、高能耗、高污染的原因,有的放矢的提出對(duì)策、制定方案,從源頭減少和防止重金屬污染物的產(chǎn)生。對(duì)國(guó)內(nèi)外現(xiàn)有的先進(jìn)技術(shù)、工藝進(jìn)行科研攻關(guān),研究和開(kāi)發(fā)具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)、符合國(guó)內(nèi)重金屬行業(yè)發(fā)展要求的清潔生產(chǎn)核心技術(shù)和裝備。

(2)嚴(yán)格控制企業(yè)、區(qū)域內(nèi)部重金屬污染物排放

嚴(yán)格控制區(qū)域內(nèi)企業(yè)的重金屬?gòu)U氣排放,重金屬?gòu)U氣需進(jìn)行處理,排放口達(dá)標(biāo)率為100%;強(qiáng)化無(wú)組織廢氣收集、治理技術(shù),在運(yùn)輸、生產(chǎn)的過(guò)程中減少無(wú)組織廢氣對(duì)環(huán)境的危害。區(qū)域嚴(yán)格執(zhí)行《中華人民共和國(guó)固體廢棄物污染環(huán)境防治法》等有關(guān)法規(guī),實(shí)現(xiàn)固廢的全面無(wú)害化處理。

(3)開(kāi)展重金屬排放企業(yè)專項(xiàng)整治。

要結(jié)合環(huán)保專項(xiàng)行動(dòng),對(duì)涉及排放重金屬的企業(yè)進(jìn)行全面排查和整治,徹底解決工藝落后、污染嚴(yán)重的鉛酸蓄電池、鉛冶煉等企業(yè)的環(huán)境安全隱患,嚴(yán)厲懲治涉及重金屬的環(huán)境違法違規(guī)問(wèn)題。對(duì)位于飲用水源保護(hù)區(qū)的企業(yè)一律停產(chǎn)關(guān)閉;對(duì)污染治理設(shè)施不正常運(yùn)行、長(zhǎng)期超標(biāo)及超量排放的企業(yè)一律停產(chǎn)治理;對(duì)發(fā)現(xiàn)重大環(huán)境安全隱患的企業(yè)一律停產(chǎn)整改,整改不到位的堅(jiān)決予以關(guān)閉。

(4)加快區(qū)域內(nèi)資源共享、信息公開(kāi)化建設(shè)

通過(guò)信息交換中心的企業(yè)環(huán)境行為公開(kāi)披露的功能,把建設(shè)項(xiàng)目審批程序、重金屬污染物排污費(fèi)繳納標(biāo)準(zhǔn)、資源型企業(yè)可持續(xù)發(fā)展準(zhǔn)備金制度、達(dá)不到環(huán)保要求的重金屬企業(yè)名單和來(lái)信來(lái)訪處理等信息全部向社會(huì)亮相公開(kāi),主動(dòng)接受廣大公眾和社會(huì)各界監(jiān)督,督促企業(yè)保護(hù)環(huán)境。。

(5)加強(qiáng)政府行政干預(yù)、監(jiān)督管理

加強(qiáng)政府行政干預(yù),建立健全環(huán)境執(zhí)法機(jī)構(gòu),加強(qiáng)和充實(shí)環(huán)境執(zhí)法力量,制定賠償和生態(tài)補(bǔ)償?shù)裙芾碚吆推渌s束性政策。實(shí)施環(huán)境保護(hù)目標(biāo)責(zé)任制,明確環(huán)境保護(hù)目標(biāo)的分管部門(mén)和分管領(lǐng)導(dǎo),獎(jiǎng)懲制度,并定期檢查與考核目標(biāo)落實(shí)情況;落實(shí)環(huán)境行政執(zhí)法責(zé)任制,規(guī)范環(huán)境執(zhí)法行為,加強(qiáng)環(huán)境執(zhí)法硬件水平;建立和落實(shí)崗位責(zé)任制及其考核要求。

(6)建設(shè)區(qū)域環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)預(yù)防和應(yīng)急體系

區(qū)域必須建立統(tǒng)一的風(fēng)險(xiǎn)防范組織管理機(jī)構(gòu),根據(jù)《國(guó)家突發(fā)環(huán)境事件應(yīng)急預(yù)案》,制定區(qū)域重金屬環(huán)境事件應(yīng)急預(yù)案,建立環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)應(yīng)急監(jiān)測(cè)和管理系統(tǒng),制定園區(qū)安全、健康與環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)防范政策,初步建立區(qū)域安全與健康、風(fēng)險(xiǎn)防范體系。開(kāi)展社會(huì)風(fēng)險(xiǎn)防范宣傳教

育,提高人們的風(fēng)險(xiǎn)防范意思,要求區(qū)域內(nèi)企業(yè)對(duì)緊急事故能夠做出快速反應(yīng),及時(shí)采取補(bǔ)救措施,減少環(huán)境危害和企業(yè)的經(jīng)濟(jì)損失。

(7)加速已污染區(qū)域修復(fù)治理工作

對(duì)已造成重金屬排放的重點(diǎn)區(qū)域,要重點(diǎn)抓好土壤污染本底調(diào)查,布設(shè)更密集的監(jiān)測(cè)位點(diǎn),采樣分析重金屬污染現(xiàn)狀,針對(duì)各區(qū)域的污染程度和污染特征,制定詳細(xì)的區(qū)域重金屬污染修復(fù)治理計(jì)劃,并作為重金屬污染修復(fù)試點(diǎn),選擇成熟的修復(fù)方案,進(jìn)行可行性研究,改善質(zhì)量,防范風(fēng)險(xiǎn)。

(8)開(kāi)展重金屬污染健康危害監(jiān)測(cè)與診療

建立和完善覆蓋全市的重金屬污染健康監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò),建立重點(diǎn)防控區(qū)健康監(jiān)測(cè)和報(bào)告制度、敏感人群定期體檢制度,完善重金屬污染健康危害評(píng)價(jià)、人群健康體檢及診療和處置等工作規(guī)范。開(kāi)展重金屬環(huán)境與健康危害的調(diào)查研究。定期對(duì)重點(diǎn)防控區(qū)域內(nèi)潛在風(fēng)險(xiǎn)人群有計(jì)劃地進(jìn)行健康檢查,對(duì)可能發(fā)生的健康危害進(jìn)行預(yù)警,對(duì)需要治療的人群積極診療。

(9)對(duì)發(fā)生事故的區(qū)域?qū)嵭邢夼?/p>

重點(diǎn)防控區(qū)內(nèi)如發(fā)生涉重污染事故,需對(duì)肇事企業(yè)立即停產(chǎn)治理,情節(jié)嚴(yán)重則由地方政府責(zé)令關(guān)閉,對(duì)外環(huán)境造成的影響應(yīng)進(jìn)行評(píng)估,采取相應(yīng)措施,減輕或消除對(duì)外環(huán)境和人群造成的影響,在事故處理結(jié)束前對(duì)區(qū)域內(nèi)所有涉重項(xiàng)目實(shí)行區(qū)域限批。

4.總結(jié)

重金屬污染是一個(gè)長(zhǎng)期累積而形成的,必須在重金屬污染產(chǎn)生之前進(jìn)行預(yù)防,對(duì)重金屬污染必須進(jìn)行源頭治理,從根本上解決重金屬污染問(wèn)題。

參考文獻(xiàn)

[1]徐林通 土壤重金屬污染防治方法綜述 知識(shí)經(jīng)濟(jì) 2011年第21期 86;

篇9

關(guān)鍵詞:主成分分析 內(nèi)梅羅指數(shù) Muller指數(shù) spss

中圖分類號(hào):O242 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):1007-3973(2013)007-132-02

1 引言

近些年,人類活動(dòng)對(duì)城市環(huán)境影響越來(lái)越嚴(yán)重。對(duì)由人類活動(dòng)影響造成的城市地質(zhì)環(huán)境的演變模式進(jìn)行研究,逐漸成為人們關(guān)注的焦點(diǎn)。通過(guò)文獻(xiàn)[1]提供的某城市城區(qū)土壤地質(zhì)環(huán)境進(jìn)行調(diào)查,根據(jù)測(cè)的的數(shù)據(jù),假設(shè)樣品采集在充分考慮污染源前提下,兼顧空間分布均勻性,同時(shí)考慮地形、氣候因素影響;數(shù)據(jù)的處理計(jì)算時(shí)均采用四舍五入法保留小數(shù)點(diǎn)后兩位,與原數(shù)據(jù)保持一致;污染源的重金屬濃度不再增加;取樣點(diǎn)的數(shù)據(jù)較好的反映了該地區(qū)的污染物濃度,對(duì)城市表層土壤重金屬的污染進(jìn)行分析研究。

2 8種主要重金屬元素的空間分布

根據(jù)測(cè)得數(shù)據(jù),采用8種元素在五個(gè)地區(qū)各自的作用單獨(dú)考慮,采用excel軟件繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線,對(duì)原始數(shù)據(jù)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化處理,并帶入標(biāo)準(zhǔn)曲線求得各采樣點(diǎn)的重金屬濃度,然后求出平均濃度,再用Muller指數(shù)進(jìn)行各項(xiàng)計(jì)算與分析。除此外還采用了地積累指數(shù)法和內(nèi)梅羅綜合指數(shù)法進(jìn)行全面的分析。Muller指數(shù)法是對(duì)各重金屬元素因子的單獨(dú)作用在各地區(qū)進(jìn)行分析,目前國(guó)內(nèi)外普遍采用單因子指數(shù)法和內(nèi)梅羅綜合指數(shù)法等進(jìn)行土壤重金屬污染評(píng)價(jià),這兩種方法都能對(duì)被研究區(qū)域的土壤重金屬污染程度進(jìn)行較為全面的評(píng)價(jià),但不能從自然異常中分離人為異常,判斷表生過(guò)程中重金屬元素的人為污染情況,但地累積指數(shù)法彌補(bǔ)了其他評(píng)價(jià)方法的不足。

2.1 重金屬元素在該城區(qū)的空間分布圖

用雙調(diào)和樣條內(nèi)行插值計(jì)算,得出重金屬空間分布圖。雙調(diào)和技術(shù)在二維或多維空格鍵中的導(dǎo)數(shù)與一維空間中的導(dǎo)數(shù)的作用相似。在m維空間中,利用N個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn)的曲面求解問(wèn)題:;其中,是雙調(diào)和算子,x是m維空間中的一個(gè)位置。其通解為,求解線性系統(tǒng),可以得到。

在EXCEL中分別篩選出每一區(qū)的8種重金屬濃度情況,由于給出的重金屬量綱不統(tǒng)一,用歸一化方法統(tǒng)一量綱。然后分別在每一區(qū)內(nèi)對(duì)不同重金屬求平均值主要重金屬元素關(guān)于該城市五個(gè)區(qū)的分布。

Sij表示規(guī)劃后某種金屬濃度在某個(gè)采樣點(diǎn)的值,xij某種重金屬在某個(gè)采樣點(diǎn)的值。由歸一化后,運(yùn)用富集系數(shù)模型:Di=d實(shí)測(cè)值 / b背景值定量描述城市重金屬污染的空間分布情況。

2.2 三種評(píng)價(jià)不同區(qū)域重金屬的污染程度的方法

2.2.1 地積累指數(shù)法

國(guó)內(nèi)外很多專家將地積累指數(shù)法用于對(duì)人類活動(dòng)造成的重金屬對(duì)土壤污染的評(píng)價(jià)。該指數(shù)的計(jì)算式為:Igeo=log2[Cn/(kBn)]。根據(jù)Igeo值將污染等級(jí)分為6級(jí),并且以國(guó)家二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)作基準(zhǔn)的污染評(píng)價(jià)。

2.2.2 內(nèi)梅羅綜合指數(shù)分析法

內(nèi)梅羅指數(shù)法是當(dāng)前國(guó)內(nèi)外進(jìn)行綜合污染指數(shù)計(jì)算的最常用的方法之一。該方法先求出各因子的分指數(shù)(超標(biāo)倍數(shù)),然后求出各分指數(shù)的平均值,取最大分指數(shù)和平均值計(jì)算。綜合污染指數(shù)計(jì)算公式:。內(nèi)梅羅綜合指數(shù)在評(píng)價(jià)時(shí)可能會(huì)人為地夸大或縮小一些因子的影響作用,使其對(duì)環(huán)境質(zhì)量評(píng)價(jià)的靈敏性不夠高,有時(shí)候計(jì)算結(jié)果很難區(qū)分土壤環(huán)境污染程度的差別。所以,采用污染負(fù)荷指數(shù)法數(shù)學(xué)模型進(jìn)行進(jìn)一步分析。

2.2.3污染負(fù)荷指數(shù)法

用污染負(fù)荷指數(shù)法以土壤背景值為評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn),對(duì)整個(gè)區(qū)域各個(gè)點(diǎn)位各種重金屬進(jìn)行定量分析,并對(duì)各點(diǎn)的污染程度進(jìn)行分級(jí),反映對(duì)環(huán)境污染最嚴(yán)重的元素。

3 分析重金屬污染物的傳播特征

為了分析研究各種土壤重金屬的來(lái)源,本文采用了Pearson相關(guān)分析對(duì)被研究區(qū)域8中重金屬含量數(shù)據(jù)進(jìn)行了相關(guān)分析。從相關(guān)性分析結(jié)果可以發(fā)現(xiàn),土壤中Pb與Cd,Ni與As顯著正相關(guān),且相關(guān)性較強(qiáng),分別為0.812、0.639;其次為Cu與Cd,Cr與Ni,Pb和Cu也達(dá)到正相關(guān)。

本文對(duì)所有采樣點(diǎn)采取主成分分析法,利用SPSS 13.0軟件對(duì)城區(qū)土壤重金屬的5項(xiàng)指標(biāo)進(jìn)行主成分分析。通過(guò)主成分分析計(jì)算,城區(qū)的8個(gè)變量的全部信息可由5個(gè)主成分表示,即對(duì)前5個(gè)主成分進(jìn)行分析已經(jīng)能夠反映全部數(shù)據(jù)的大部分信息,再由5個(gè)主成分加權(quán)平均得出每個(gè)采樣點(diǎn)相對(duì)應(yīng)的綜合指標(biāo)。

基于SPSS軟件包軟件包生成的因子成分得分系數(shù)矩陣,降維后每種成分在每個(gè)取樣點(diǎn)的得分計(jì)算公式:

綜合指標(biāo)的得分計(jì)算公式:

根據(jù)問(wèn)題一中的方法參考Zj對(duì)應(yīng)的取樣點(diǎn)坐標(biāo)對(duì)Zj做插值處理,并繪制等高線圖,可得圖1。

圖1 等高線圖

由圖1可以看出,在靠近坐標(biāo)原點(diǎn)的地方有兩個(gè)綜合指數(shù)超高區(qū),可以認(rèn)為這兩個(gè)區(qū)域既是污染源所在的區(qū)域。

通過(guò)使用MATLAB進(jìn)行雙調(diào)和樣條插值法,由Zj生成了一個(gè)200*200的矩陣。可以通過(guò)程序?qū)⑵滢D(zhuǎn)換成一個(gè)具有200*200個(gè)元素的矩陣。可以得出綜合指數(shù)Z的分布主要集中在0到0.2的區(qū)間中。我們認(rèn)為污染源受到污染的水平應(yīng)當(dāng)遠(yuǎn)高于距離污染源較遠(yuǎn)的地方。所以我們將主要通過(guò)研究Z大于0.2的點(diǎn)來(lái)確認(rèn)污染源。經(jīng)過(guò)excel的篩選,大于0.2的點(diǎn)有1805個(gè)。污染源必然包含在這些點(diǎn)中間。

結(jié)合重金屬在土壤中的傳播特征,建立數(shù)學(xué)模型

4 結(jié)論

為更好地研究城市地質(zhì)環(huán)境的演變模式,預(yù)測(cè)土壤中各種重金屬的含量,必須求解并分析城市內(nèi)土壤中各種重金屬污染物的主要來(lái)源,確定影響這些重金屬含量時(shí)間變化的主要影響因子并進(jìn)行分析,然后在分析的結(jié)果中建立各種土壤重金屬含量的時(shí)間預(yù)測(cè)模型。得重金屬累積預(yù)測(cè)模型如下:

通過(guò)建立的模型可以用以城市土壤環(huán)境異常分析,以及城市環(huán)境質(zhì)量評(píng)價(jià),測(cè)定各區(qū)域重金屬含量等,具有較強(qiáng)的實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。

參考文獻(xiàn):

篇10

關(guān)鍵詞:城市土壤;重金屬污染;植物修復(fù)技術(shù);大生物量非超富集植物;綜合評(píng)估篩選法

中圖分類號(hào):X53 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A DOI編碼:10.3969/j.issn.1006-6500.2014.03.011

城市土壤因受人類活動(dòng)強(qiáng)烈影響而區(qū)別于自然土壤,主要指厚度大于50 cm的非農(nóng)用土壤,通常出現(xiàn)在城市和城郊區(qū)域[1-3]。城市化過(guò)程中的工業(yè)發(fā)展、城建工程的實(shí)施和居民日常生活等人類活動(dòng)排放的污染物,以各種形式直接或間接地進(jìn)入城市土壤,改變了城市土壤的理化屬性,造成了城市土壤的重金屬污染[4]。城市土壤重金屬既可通過(guò)直接接觸密集的城市人群而危害人體健康,又可通過(guò)對(duì)大氣、水體的影響而影響城市生態(tài)環(huán)境,進(jìn)而影響生命安全[5-6]。城市土壤既可以為城市綠色植物的生長(zhǎng)提供養(yǎng)分,是其必不可少的生長(zhǎng)介質(zhì),又可以為土壤微生物提供棲息地,是其能量的重要來(lái)源之一,所以城市土壤是城市生態(tài)系統(tǒng)尤為重要的組成部分,與城市生態(tài)環(huán)境息息相關(guān)[5]。因此,城市土壤重金屬污染修復(fù)技術(shù)成為國(guó)內(nèi)外學(xué)者研究的熱點(diǎn)領(lǐng)域。

1 城市土壤重金屬污染現(xiàn)狀

原成土母質(zhì)和人為活動(dòng)是城市土壤重金屬的來(lái)源,其中工業(yè)生產(chǎn)、機(jī)動(dòng)車輛尾氣排放、生活垃圾堆棄等人為活動(dòng)是造成城市土壤重金屬污染的主要因素。一方面,人為活動(dòng)產(chǎn)生的重金屬以氣溶膠的形式進(jìn)入大氣,經(jīng)過(guò)干濕沉降間接進(jìn)入土壤;另一方面,附著于廢棄物中,直接排入城市土壤,造成重金屬污染,甚至污染地下水。并且城市土壤重金屬污染具有一定的空間分布特征,總體表現(xiàn)為城區(qū)內(nèi)部土壤重金屬含量明顯高于郊區(qū),并且交通干線兩側(cè)、人類活動(dòng)密集區(qū)、老工業(yè)區(qū)重金屬污染較為嚴(yán)重,而受人為活動(dòng)影響較小的風(fēng)景區(qū)、公園等功能區(qū)土壤重金屬污染則屬于中低度污染和輕微生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)。

城市土壤Pb、Zn、Cu、Cd等重金屬多介質(zhì)復(fù)合污染給人體健康帶來(lái)了極大的風(fēng)險(xiǎn)。食物鏈傳遞研究表明,重金屬已經(jīng)不同程度地污染了我國(guó)的城市郊區(qū)菜地土壤[7-9],重金屬含量已超標(biāo)的蔬菜大量向城市供應(yīng)。除此之外,以揚(yáng)塵為載體進(jìn)入大氣的城市土壤重金屬,最終可通過(guò)人體的新陳代謝作用而進(jìn)入體內(nèi)并逐漸積累,從而直接威脅到人體健康。研究表明,北方沙塵暴天氣發(fā)生時(shí),大氣環(huán)境中土壤重金屬元素濃度迅速增加,Pb、Zn、Cu、Cd的濃度比平常高出3~12倍[10-11]。據(jù)相關(guān)研究部門(mén)統(tǒng)計(jì),上海市大約有1/3的大氣顆粒物來(lái)自于土壤揚(yáng)塵[7]。此外,城市土壤重金屬元素的積累對(duì)植物、動(dòng)物、微生物的生理生態(tài)等方面也產(chǎn)生一定的毒害,導(dǎo)致城市土壤的退化。

2 土壤重金屬污染修復(fù)研究現(xiàn)狀

近年來(lái),科研工作者不斷探索重金屬污染土壤的修復(fù)技術(shù),使物理、化學(xué)和生物等修復(fù)技術(shù)得到了較快的發(fā)展。由表1可知,盡管這些物理、化學(xué)修復(fù)手段對(duì)治理重金屬污染土壤具有非常重要的實(shí)踐意義,但仍具有投資大、修復(fù)效率低、對(duì)周圍環(huán)境干擾性大、易導(dǎo)致次生污染等諸多缺點(diǎn)。相比較而言,盡管植物修復(fù)技術(shù)有著種質(zhì)資源較少、修復(fù)效果待改善和植物生長(zhǎng)條件等局限性,但其仍具有技術(shù)和經(jīng)濟(jì)上的雙重優(yōu)勢(shì),不僅能夠利用綠色植物的新陳代謝活動(dòng)來(lái)修復(fù)土壤環(huán)境中的重金屬污染,而且具有一定的觀賞價(jià)值,有助于園林城市的建設(shè)。

廣義的植物修復(fù)技術(shù)是在多學(xué)科交叉點(diǎn)上發(fā)展起來(lái)的新技術(shù),建立在植物對(duì)某種或某些化學(xué)元素的耐性和積累性基礎(chǔ)之上,利用植物及其根際共存微生物體系的吸收、揮發(fā)、降解和轉(zhuǎn)化作用來(lái)清除環(huán)境中的污染物的一門(mén)環(huán)境污染治理技術(shù)[12]。通常所說(shuō)的植物修復(fù)技術(shù)是指選擇具有吸收富集土壤中污染元素能力的植物,并將該植物種植于特定重金屬污染的土壤上,隨著該植物收獲和植物組織器官的妥善處理,便可移除土體中的該種污染重金屬,最終達(dá)到污染治理與生態(tài)修復(fù)污染土壤的目的[13]。這種技術(shù)因?yàn)槠湓谕寥牢廴局卫矸矫娴木薮髴?yīng)用潛力,吸引了各國(guó)相關(guān)領(lǐng)域的科學(xué)家進(jìn)行相關(guān)研究,并取得了一定的進(jìn)展。

2.1 超富集植物修復(fù)技術(shù)

現(xiàn)今已經(jīng)發(fā)現(xiàn)的超富集植物約500多種,主要分布在氣候溫和的歐洲、美國(guó)、新西蘭及澳大利亞的污染區(qū),但利用植物修復(fù)污染土壤則是近幾十年的工作。目前,關(guān)于超富集植物對(duì)重金屬耐性和積累性機(jī)理、修復(fù)性能改進(jìn)及應(yīng)用技術(shù)等方面的研究已經(jīng)在全世界范圍內(nèi)展開(kāi),并且也取得了一定的進(jìn)展。此外,植物修復(fù)技術(shù)商業(yè)化因其工程性的試驗(yàn)研究以及實(shí)地應(yīng)用效果,在未來(lái)具有巨大的商業(yè)前景。

2.2 超富集植物修復(fù)的局限性

超富集植物在修復(fù)土壤重金屬污染方面表現(xiàn)出顯著的生態(tài)效益、社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益。盡管利用植物修復(fù)技術(shù)修復(fù)重金屬污染土壤具有廉價(jià)、有效、使土壤免受擾動(dòng)等優(yōu)點(diǎn),但是在實(shí)際應(yīng)用中,超富集植物由于其固有的特點(diǎn),大大限制了在植物修復(fù)技術(shù)中的應(yīng)用。第一,大部分超富集植物生物量低下,嚴(yán)重制約了修復(fù)效率,且植株矮小,不便于機(jī)械化作業(yè);第二,超富集植物引種易受到地域性限制,因其多為野生植物種質(zhì)資源,區(qū)域性分布較強(qiáng),難以適應(yīng)新的生物氣候條件;第三,超富集植物往往只適用于某種特定的重金屬元素,具有較強(qiáng)的專一性,對(duì)土壤中其他含量較高的重金屬則表現(xiàn)出中毒癥狀,從而在重金屬?gòu)?fù)合污染土壤修復(fù)中的應(yīng)用受到了限制;最后,超富集植物根、葉、果實(shí)等器官機(jī)械折斷、凋謝或腐爛等途徑使重金屬重返土壤,易造成二次污染,間接降低了修復(fù)效率。

2.3 大生物量非超富集植物與超富集植物修復(fù)技術(shù)

Ebbs等[16]認(rèn)為超富集植物以外的其他大生物量非超富集植物也具有修復(fù)重金屬污染土壤的可能性,并提出農(nóng)作物地上部可觀的生物量能夠補(bǔ)償?shù)厣喜枯^低的重金屬含量的觀點(diǎn)。周振民等[17]指出了大生物量非超富集植物修復(fù)技術(shù)是一項(xiàng)非常有發(fā)展?jié)摿Φ闹参镄迯?fù)技術(shù)。因此植物修復(fù)技術(shù)走向工程實(shí)踐的主要任務(wù)是篩選與開(kāi)發(fā)大生物量、富集重金屬能力強(qiáng)且具有觀賞性的復(fù)合型修復(fù)植物。

3 土壤重金屬污染大生物量植物修復(fù)技術(shù)研究進(jìn)展

現(xiàn)有超富集植物種質(zhì)資源貧乏,并且其具有自身的局限性,修復(fù)效果也有待于進(jìn)一步加強(qiáng),故植物修復(fù)技術(shù)還不成熟。另外,評(píng)價(jià)植物修復(fù)重金屬污染的標(biāo)準(zhǔn)是重金屬遷移總量,然而已經(jīng)發(fā)現(xiàn)的超富集植物因其生物量小、生長(zhǎng)緩慢而使重金屬遷移總量相對(duì)較低,自然種群中存在著對(duì)重金屬具有一定耐性的大生物量植物,雖然其單位質(zhì)量的重金屬含量尚不滿足超富集植物的定義,但此時(shí)其所積累的重金屬絕對(duì)量反而比超積累植物的絕對(duì)量大。因此大生物量非超富集植物對(duì)城市土壤重金屬的修復(fù)作用更大。

3.1 大生物量修復(fù)植物的優(yōu)勢(shì)

以大生物量植物種質(zhì)資源作為篩選修復(fù)植物對(duì)象是有依據(jù)的,一方面,大生物量修復(fù)植物具備普通植物的功能特點(diǎn);另一方面,大生物量修復(fù)植物還有普通植物不具備的諸多優(yōu)點(diǎn)。主要表現(xiàn)為:

(1)高生物量植物種質(zhì)資源豐富,有著巨大的潛力,可為篩選提供堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ);

(2)在進(jìn)行城市土壤修復(fù)、調(diào)控大氣環(huán)境的同時(shí),能夠美化環(huán)境,一舉兩得;

(3)具備觀賞性的大生物量修復(fù)植物,不會(huì)進(jìn)行食物鏈的傳遞積累,減少了對(duì)人體的危害;

(4)大生物量植物對(duì)人類健康也有著一定的作用,如油松、核桃、桑樹(shù)等對(duì)桿菌和球菌的殺菌力均極強(qiáng),花卉芳香油可抗菌,提高人體免疫力,可作為保健食品或調(diào)控大氣環(huán)境;

(5)在長(zhǎng)期的生產(chǎn)實(shí)踐中,品種選育、植物栽培以及病蟲(chóng)害防治等經(jīng)驗(yàn)日益豐富。因此,篩選大生物量植物修復(fù)城市土壤重金屬污染是可行的。

3.2 大生物量植物的耐性與積累性研究

4 大生物量修復(fù)植物的判斷標(biāo)準(zhǔn)與篩選

由周振民等[17]對(duì)重金屬污染土壤大生物量修復(fù)植物進(jìn)行的綜合研究可知,其篩選對(duì)象主要為部分農(nóng)作物、雜草、樹(shù)木和花卉。修復(fù)城市土壤的大生物量植物應(yīng)具有一定的生態(tài)功能和觀賞價(jià)值,按觀賞部位可分為觀花的、觀葉的、觀芽的、觀莖的、觀果的五類;從低等到高等植物,從水生到陸生;有草本也有木本,有灌木、喬木和藤木,種類繁多。因此篩選既具有觀賞性又具有生態(tài)修復(fù)功能的大生物量修復(fù)植物就尤為重要了。

為了便于采取定性與定量相結(jié)合的綜合評(píng)估分析法篩選出具備此能力的大生物量修復(fù)植物,這就要求植物符合一定的判定標(biāo)準(zhǔn)。耐性特征、積累特征、觀賞性和生態(tài)調(diào)控功能是主要的評(píng)定指標(biāo),其中耐性特征和積累特征是最基本的判斷標(biāo)準(zhǔn)。耐性植物應(yīng)該能夠在較高重金屬污染濃度的土壤上完成生命周期,并且污染處理的植物地上部生物量與對(duì)照植物的地上部生物量相比沒(méi)有明顯的下降,這才說(shuō)明該植物對(duì)重金屬污染的土壤具有一定的耐性。積累特征以轉(zhuǎn)移系數(shù)和富集系數(shù)綜合表示,李庚飛等[25]研究表明,在利用大生物量非超富集植物進(jìn)行重金屬污染修復(fù)時(shí),若植物對(duì)某重金屬元素的轉(zhuǎn)移系數(shù)和地上部分富集系數(shù)均大于0.1,說(shuō)明植物對(duì)該金屬元素具有富集的潛力。此外,植物觀賞性和固碳釋氧、吸收有毒有害氣體等生態(tài)調(diào)控功能等指標(biāo)的納入,對(duì)采用綜合評(píng)估篩選法進(jìn)行復(fù)合型修復(fù)植物的篩選更有意義。

大生物量植物種類繁多,盲目地篩選是不科學(xué)的。因此首先應(yīng)該搜集資料,調(diào)查各種植物的特點(diǎn)及其本身生長(zhǎng)習(xí)性,從中初選出最有可能成為修復(fù)植物的種質(zhì)資源進(jìn)行研究,之后再進(jìn)一步確認(rèn)。例如,可從受污染嚴(yán)重的區(qū)域采集仍然能夠正常生長(zhǎng)的物種進(jìn)行試驗(yàn),或從生長(zhǎng)不易受環(huán)境影響的物種著手。初選大生物量修復(fù)植物在一定程度上可由植物的根、莖、葉初步判斷[26]。生物量與株高成正比,而生物量越大,修復(fù)效率也相應(yīng)增大,因此株高是修復(fù)植物的重要選擇依據(jù)。為使篩選出的修復(fù)植物具有更好的實(shí)踐性,也應(yīng)盡量地人為模擬與特定重金屬污染城市土壤條件相一致的環(huán)境條件,利用盆栽試驗(yàn)篩選出大生物量復(fù)合型修復(fù)植物。

5 結(jié) 語(yǔ)

我國(guó)對(duì)植物修復(fù)重金屬污染土壤的研究起步較晚,篩選工作做得不多,大量有潛力的修復(fù)植物還有待發(fā)現(xiàn),尤其是以大生物量修復(fù)植物為篩選對(duì)象將成為一個(gè)突破口。總的來(lái)說(shuō),用大生物量修復(fù)植物修復(fù)污染土壤的潛力巨大。在城市污染土壤修復(fù)中,大面積地應(yīng)用與其他手段相結(jié)合的大生物量修復(fù)植物,既可以美化環(huán)境,又能帶來(lái)巨大的經(jīng)濟(jì)效益。因此進(jìn)一步提高大生物量修復(fù)植物的修復(fù)效率,應(yīng)從生態(tài)位的理論出發(fā),開(kāi)展植物品種的篩選與培育、復(fù)合修復(fù)技術(shù)應(yīng)用、修復(fù)效果驗(yàn)證試驗(yàn)等方面的研究,以適應(yīng)城市需要,并將植物修復(fù)、觀賞植物苗木生產(chǎn)、園林景觀建設(shè)與生物質(zhì)能利用有機(jī)結(jié)合,形成環(huán)境污染修復(fù)產(chǎn)業(yè),走循環(huán)利用綠色發(fā)展之路。

參考文獻(xiàn):

[1] 張磊,宋鳳斌,王曉波.中國(guó)城市土壤重金屬污染研究現(xiàn)狀及對(duì)策[J].生態(tài)環(huán)境,2004,13(2):258-260.

[2] 張甘霖,朱永官,傅伯杰.城市土壤質(zhì)量演變及其生態(tài)環(huán)境效應(yīng)[J].生態(tài)學(xué)報(bào),2003,23(3):539-546.

[3] 黃勇,郭慶榮,任海,等.城市土壤重金屬污染研究綜述[J].熱帶地理,2005,25(1):14-18.

[4] Chen J.Rapid urbanization in China: A real challenge to soft protection and food security[J].Catena,2007,69(1):1-15.

[5] De Kimpe C R, Morel J L.Urban soil management: A growing concern [J].Soil Science,2000,165:31-40.

[6] 李敏,林玉鎖.城市環(huán)境鉛污染及其對(duì)人體健康的影響[J].環(huán)境監(jiān)測(cè)管理與技術(shù),2006,18(5):6-10.

[7] 黃益宗,郝曉偉,雷鳴,等.重金屬污染土壤修復(fù)技術(shù)及其修復(fù)實(shí)踐[J].農(nóng)業(yè)環(huán)境科學(xué)學(xué)報(bào),2013,32(3):409-417.

[8] 張勇.沈陽(yáng)郊區(qū)土壤及農(nóng)產(chǎn)品重金屬污染的現(xiàn)狀評(píng)價(jià)[J].土壤通報(bào),2001,32(4):182-186.

[9] 王慶海,卻曉娥.治理環(huán)境污染的綠色植物修復(fù)技術(shù)[J].中國(guó)農(nóng)業(yè)生態(tài)學(xué)報(bào),2013,21(2):261-266.

[10] 王瑋,岳欣,劉紅杰,等.北京市春季沙塵暴天氣大氣氣溶膠污染特征研究[J].環(huán)境科學(xué)學(xué)報(bào),2002,22(4):494-498.

[11] 莊國(guó)順,郭敬華,袁蕙,等.2000年我國(guó)沙塵暴的組成、來(lái)源、粒徑分布及其對(duì)全球環(huán)境的影響[J].科學(xué)通報(bào),2001,46(3):191-197.

[12] 盛連喜,馮江,王娓,等.環(huán)境生態(tài)學(xué)導(dǎo)論[M].北京:高等教育出版社,2002:76-79.

[13] 吳志強(qiáng),顧尚義,李海英,等.重金屬污染土壤的植物修復(fù)及超積累植物的研究進(jìn)展[J].環(huán)境科學(xué)與管理,2007,32(3):67-72.

[14] Brooks R R, Lee J, Reeves R D, et al. Detection of nickeliferous rocks by analysis of herbarium specimens of indicator plants [J].Journal of Geochemical Exploration,1977(7):49-57.

[15] Chaney R L. Plant uptake of inorganic waste constituents [C]//PARR J F. Land Treatment of Hazardous Wastes. Noyes Data Corporation, New Jersey:Park Ridge,1983:50-76.

[16] 韋朝陽(yáng),陳同斌.重金屬超富集植物及植物修復(fù)技術(shù)研究進(jìn)展[J].生態(tài)學(xué)報(bào),2001,21(7):1 196-1 203.

[17] 周振民,朱彥云.土壤重金屬污染大生物量植物修復(fù)技術(shù)研究進(jìn)展[C]//第三屆全國(guó)農(nóng)業(yè)環(huán)境科學(xué)學(xué)術(shù)研討會(huì)論文集.天津:[出版社不詳],2009.

[18] 劉維濤,張銀龍,陳喆敏,等.礦區(qū)綠化樹(shù)木對(duì)鎘和鋅的吸收與分布[J].應(yīng)用生態(tài)學(xué)報(bào),2011,19(4):725-756.

[19] 黃會(huì)一,蔣德明,張春興,等.木本植物對(duì)土壤中鎘的吸收、積累和耐性[J].中國(guó)環(huán)境科學(xué),1989,9(5):323-330.

[20] 余國(guó)營(yíng),吳燕玉,王新.楊樹(shù)落葉前后重金屬內(nèi)外遷移循環(huán)規(guī)律研究[J].應(yīng)用生態(tài)學(xué)報(bào),2009,7(2):201-208.

[21] 王廣林,張金池,莊家堯,等.31種園林植物對(duì)重金屬的富集研究[J].皖西學(xué)院學(xué)報(bào),2011,27(5):83-87.

[22] 許妍,周啟星.天津城市交通道路揚(yáng)塵排放特征及空間分布研究[J].中國(guó)環(huán)境科學(xué),2012,6(12):34-39.

[23] 劉家女,周啟星,孫挺.Cd-Pb復(fù)合污染條件下3種花卉植物的生長(zhǎng)反應(yīng)及超積累特性研究[J].環(huán)境科學(xué)學(xué)報(bào),2006,26(12):2 039-2 044.

[24] 陳輝蓉,吳振斌,賀鋒,等.植物抗逆性研究進(jìn)展[J].環(huán)境污染治理技術(shù)與設(shè)備,2001,2(3):7-13.