重金屬污染研究現狀范文

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重金屬污染研究現狀

篇1

關鍵詞:土壤污染 重金屬 危害 修復方法

土壤是人類賴以生存的主要自然資源之一,也是人類生態環境的重要組成部分[1-2]。隨著近年來經濟發展,工農業生產不斷擴大,所產生的廢水和廢渣也不斷增多,不但破壞地表植被,而且其中有毒有害重金屬還隨廢水的排放及廢渣堆的風化和淋濾進入周邊土壤環境[3-6]。目前我國受鎘、砷、鉻、鉛等重金屬污染耕地面積近2,000萬公頃,約占總耕地面積的1/5,其中工業“三廢”污染耕地1,000萬公頃,污水灌溉的農田面積已達330多萬公頃。

1. 土壤重金屬污染的定義

在自然界,重金屬以各種形態存在,常見的金屬元素有銅、鉛、鋅、鐵、鈷、鎳、錳、鎘、汞、鉬、金、銀等;其中既有對生命活動所需要的微量元素,如錳、銅、鋅等;但大多數重金屬元素在環境中對環境都會有一定的污染作用,主要包括汞、鎘、鉛、鉻以及類金屬砷等對生物體具有顯著毒害作用的元素[7]。重金屬的密度一般在4.0以上,約60種元素。但是由于不同的重金屬在土壤中的毒性差別很大,所以在環境科學中人們通常關注鋅、銅、鈷、鎳、錫、釩、汞、鎘、鉛、鉻、鈷等。砷、硒是非金屬,但是它的毒性及某些性質與重金屬相似,所以將砷、硒列入重金屬污染物范圍內。由于土壤中鐵和錳含量較高,因而一般不太注意它們的污染問題,但在強還原條件下,鐵和錳所引起的毒害亦應引起足夠的重視。

土壤重金屬污染是指由于人類在生產活動中將重金屬帶入到土壤中,致使土壤中重金屬累積到一定程度,含量明顯高于背景,并可造成土壤質量的退化、生態與環境的惡化現象[8]。土壤本身含有一定量的重金屬元素,如植物生長所必需的Mn、Cu、Zn等。因此,只有當疊加進入土壤的重金屬元素累積的濃度超過了作物需要和忍受程度,作物才表現出受毒害癥狀,或作物生長并未受害但產品中某種金屬的含量超過標準,造成對人畜的危害時,才能認為土壤已被重金屬污染[9]。如土壤環境質量標準值(GB15618-1995)[10]。

2. 土壤中重金屬的來源、種類

土壤重金屬污染主要是由工業產生的“三廢”以及污水灌溉、農藥和化肥的不合理施用等農業措施引起的。隨著工農業生產的發展,重金屬對土壤和農作物的污染問題越來越突出,部分地區土壤重金屬污染現象十分嚴重。總體來講,土壤重金屬污染源較廣泛,即有自然來源,又有包括人類活動帶入土壤的部分,目前主要來源為人為因素。主要包括大氣塵降、污水灌溉、工業廢棄物得不當堆放、采礦及冶煉活動、農藥和化肥的過多施用等[11-12]。

2.1 污水灌溉

污水灌溉通常指的是使用經過一定處理的城市污水灌溉農田、森林和草地。中國水資源較為緊缺,部分灌區常把污水作為灌溉水源來利用。污水的種類按其來源可分為城市生活污水、石油化工污水、工業礦山污水和城市混合污水等。城市生活污水中重金屬含量雖然不多,但由于我國工業發展迅速,許多工礦企業污水未經分流處理而排入下水道與生活污水混合排放,從而造成污灌區土壤Hg、As、Cr、Pb、Cd、Zn等重金屬含量逐年累積[15-16]。在分布上,往往是靠近污染源頭和城市工業區土壤污染嚴重,遠離污染源頭和城市工業區,土壤幾乎不受污水中的重金屬污染。

污灌在北方比較嚴重,因為我國北方比較干旱,水資源短缺嚴重,并且許多大城市都是重工業大城市,所以農業用水更加緊張,污水灌溉在這些地區較為普遍。據統計,我國北方旱作地區污灌面積約占全國90%以上。南方地區相對較小,僅占6%,其余則在西北地區。污灌不僅導致土壤中重金屬元素含量的增加,而且還會在人體內富集。研究顯示我國沈陽、溫州和遂昌等地由于污水灌溉引發了人體鎘中毒;鞍山宋三污灌區土壤中Hg、Cd的累積顯著,污染嚴重;用處理過的污水灌溉是解決干旱地區作物需水問題的一條可行途徑。但由此導致的土壤污染特別是重金屬污染必須引起重視。

2.2 農藥和化肥污染

農藥和化肥是重要的農用物資,對農業生產發展起到重要的推動作用,但如果不合理施用,則可導致土壤中重金屬污染。部分農藥在其組成中含有Hg、As、Cu、Zn等重金屬元素,過量或不合理使用將會造成土壤重金屬污染。肥料中含有大量的重金屬元素,其中氮、鉀肥料含量相對較低,而磷肥中則含有較多的有害重金屬,另外復合肥的重金屬含量也相對較高。施用含有重金屬元素的農藥和化肥,都可能導致土壤中重金屬的污染。

2.3 礦山開采和冶煉加工

我國重金屬礦產相對豐富,在金屬礦山的開采、冶煉過程中,會產生大量廢渣及廢水,而這些廢渣和廢水隨著礦山排水和降雨進入土壤環境中,便可直接地造成土壤重金屬污染,這在我國南方地區表現得尤為突出。

3. 重金屬污染的特點及危害

3.1 重金屬元素污染土壤的主要特點

在土壤環境中重金屬污染特點可以分為兩部分:一是土壤環境中重金屬自身的特點,二是重金屬元素在不同介質中所表現的特點。具體特點如下:(1)形態變換較為復雜,重金屬多為過渡元素,有著較多的價態變化,且隨環境Eh,pH配位體的不同呈現不同的價態、化合態和結合態。重金屬形態不同則其毒性也不同;(2)有機態比無機態的毒性大;(3)毒性與價態和化合物的種類有關;(4)環境中的遷移轉化形式多樣化;(5)生物毒性效應的濃度較低;(6)在生物體內積累和富集;(7)在土壤環境中不易被察覺;(8)在環境中不會降解和消除;(9)在人體內呈慢性毒性過程。(10)土壤環境分布呈區域性;

過量的重金屬會引起動植物生理功能紊亂、營養失調、發生病變,重金屬不易被土壤微生物降解,可在土壤中累積,也可通過食物鏈在人體內積累,危害人體健康。土壤一旦遭受重金屬污染,就很難徹底消除,污染物還會向地下水和地表水中遷移,從而擴大其污染。因此重金屬對土壤的污染是一類后果非常嚴重的環境問題。

3.2人類因土壤重金屬污染而遭受的危害[25]

(1)土壤污染使本來就緊張的耕地資源更加短缺;(2)土壤污染給農業發展帶來很大的不利影響;(3)土壤污染中的污染物具有遷移性和滯留性,有可能繼續造成新的土地污染;(4)土壤污染嚴重危及后代人的利益,不利于可持續發展;(5)土壤污染造成嚴重的經濟損失;(6)土壤污染給人民的身體健康帶來極大的威脅;(7)土壤污染也是造成其他污染的重要原因。

4. 對重金屬污染的防治及修復

4.1 對土壤污染的預防

目前,仍未找到可廣泛應用且行之有效的重金屬污染治理方法,但控制污染源,是防止土壤污染的根本措施之一,同時利用土壤的自凈作用對污染物凈化具有一定的預防作用。控制土壤重金屬污染源,即控制進入土壤中的重金屬污染物的數量和速度,通過土體自身的凈化作用,降低污染。

(1)控制和消除工業“三廢”

盡量利用循環無毒工藝,減少和消除重金屬污染物的排放,對工業“三廢”進行回收改善,使其化害為利,并嚴格控制工業生產中污染物排放量和濃度,使之符合排放標準。

(2)土壤污灌區的監測和管理

在污灌區對灌溉污水的重金屬元素進行控制,監測水中重金屬污染物質的成分、含量及其變化,避免引起土壤污染。

(3)合理施用化肥和農藥

對于農藥和化肥的施用,應以環保無毒為準則,禁止或限制使用高殘留農藥,大力發展高效、低毒、低殘留農藥,發展生物防治措施。為保證農業的增產,合理施用化學肥料和農藥是必需的,但需控制好施用量,否則會造成土壤或地下水的污染。

(4)土壤容量和土壤凈化能力的提高

在農業生產過程中,施用有機肥,改良松散型沙土,改善土壤膠體的種類和數量,增加土壤對有害重金屬的吸附能力和吸附量,從而減少重金屬在土壤中的生物有效性。利用微生物品降解土壤中的重金屬,提高土壤凈化能力。

4.2 土壤中重金屬污染的修復方法

(1)工程措施

工程治理措施是指在土壤環境中,用物理或物理化學的原理來減少重金屬污染物的措施。主要包括客土,換土,翻土,淋洗液熱處理以及電解等方法。以上方法措施的治理效果相對徹底,但實工過程復雜、所需治理費用較高且比較容易引起土壤肥力效果降低。

(2)生物措施

生物治理是指利用能夠在土壤中生存的生物的某些習性來抑制和改良土壤重金屬污染。Nanda Kumar P B A等發現某些特殊植物對土壤中的重金屬元素具有富集作用。寇冬梅等研究認為食用菌對重金屬具有吸附作用。所用方法有動物治理,微生物治理,植物治理等。生物措施的優點是實施較為簡便易行、投資較少且對環境破壞小,而缺點是在短期內不易得到治理效果。

(3)化學措施

化學治理方法是利用化學物質和天然礦物對重金屬污染進行的原位修復技術,目前,在許多區域得到應用。化學治理措施主要包括利用土壤改良劑、抑制劑,增加土壤有機質、陽離子代換量和粘粒的含量,改變pH、Eh和電導等理化性質,使土壤重金屬發生氧化、還原、沉淀、吸附、抑制和拮抗等作用,以降低重金屬的生物有效性。化學治理措施優點是治理效果相對較明顯,而缺點是容易再度活化。

(4)農業措施

農業治理措施是通過改變耕作方式和管理制度來達到降低土壤重金屬危害的方法。M.Puschenreiter等探討了利用農業耕作措施治理土壤重金屬的方法,得出在不同污染地區種植不同的農作物可有效降低重金屬的污染。治理方法主要包括控制土壤水分,選擇合適的農藥、化肥,增施有機肥,選擇農作物品種等。農業治理措施的優點在于操作簡單、費用不高,而缺點是需要較長治理周期卻治理效果不顯著。

參考文獻

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篇2

關鍵詞:固化劑;重金屬污染底泥;固化/穩定化修復技術

中圖分類號 X52 文獻標識碼 A 文章編號 1007-7731(2016)13-0097-05

重金屬是指相對密度在4.5g/cm3以上,或比重大于5的金屬。與有機物不同,重金屬無法被微生物降解,且能夠富集在生物體內,因此重金屬污染物潛在危害性大。由泥沙、黏土、有機質及各種礦物混合形成的底泥,經過一系列物理化學、生物、水體傳輸等作用而沉積于水體底部形成。重金屬一旦進入水體,可通過吸附、絡合、沉淀等作用,富集在河床表層底泥中,其在底泥中的含量可超過上覆水體含量數個數量級,成為水體重金屬的儲存庫和歸宿[1]。當環境條件變化時,部分重金屬可能會通過解吸、溶解、氧化還原等作用,從底泥中釋放,引起水體二次污染[2]。底泥中重金屬的不斷積累不僅對水生生物、沿河居民飲用水和農田安全灌溉構成嚴重威脅,還可能通過食物鏈危害人體健康。因此,對重金屬污染底泥安全處置顯得尤為必要。

當前國內外對于底泥中污染物的修復方法主要有4種,分別是原位固定、原位處理、異位固定和異位處理[3]。原位固定或處理是指對污染的底泥不進行疏浚而直接采用固化/穩定化或者生物降解等手段消除底泥污染的行為;異位固定或處理是指將污染的底泥疏浚后再進行處理,消除污染物對水體的危害的行為。原位處理的效率一般情況下低于異位處理的效率,且工藝過程控制較困難,不能徹底消除其毒性,所以原位處理技術并未在實際工程中廣泛應用[4]。

固化主要是指向土壤或底泥中添加固化劑而形成石塊狀固體,并將污染物轉化為不易溶解、遷移能力弱和毒性小的狀態的過程[5];或投加固化劑使底泥由顆粒狀或者流體狀變為能滿足一定工程特性(如路基填料)的緊密固體,并將重金屬包裹在固化體中,減少重金屬向外界的遷移[6];穩定化是指在底泥中投加螯合劑使重金屬由不穩定態(水溶態、離子交換態)轉變成穩定態(殘渣態),顯著降低重金屬的生物活性[7]。利用固化/穩定化技術處理重金屬污染底泥,是現階段比較合理的處理方式[8-9]。本文將從當前我國底泥重金屬污染現狀及固化/穩定化修復技術發展進行綜述,為底泥重金屬污染綜合治理與修復提供科學依據。

1 我國底泥重金屬污染現狀

1.1 底泥重金屬污染物的來源 底泥中重金屬的來源包括自然源和人為源2個方面。自然源中,成土母質及成土過程對底泥中重金屬的含量影響較大;而人為源則是底泥中重金屬的最重要來源。重金屬通過各類廢水、土壤沖刷、地表徑流、大氣降塵、大氣降水及農藥施用等途徑進入水體后[10],通過復雜的物理、化學、生物和沉積過程在底泥中逐漸富集。

1.1.1 各類廢水 工業廢水和城市生活污水是造成底泥重金屬污染的重要原因。通常,河流沿岸分布著大大小小的企業,如印染廠、制衣廠、皮革廠等等。一方面,一些未經(充分)處理的廢水直接進入水體;另一方面,盡管一些廢水重金屬污染物濃度未超標,但由于廢水排放量巨大,使得水體和底泥吸納了大量污染物,呈現緩慢污染的現象。同時,很多地方的生活污水沒有連接到排污管網而直接排放入水體,當進入水體的污染物數量超過了水體的自凈能力,導致水體質量下降和惡化,進而造成水體和底泥的污染。

1.1.2 固體廢棄物 靠近城鎮的河流周邊經常隨意堆放大量的建筑垃圾、生活垃圾,自然降水(尤其是酸雨)和排水使固體廢棄物中所含的重金屬元素以廢棄堆為中心向四周環境擴散,進入水體,被底泥富集。另外,大型工礦企業的礦渣場(如馇、鋼渣等)、灰渣場、粉煤灰場等,在雨水和地表徑流的沖刷下,重金屬會通過地表徑流進入附近水體底泥中。

1.1.3 土壤沖刷 2014年國家環境保護部和國土資源部的《全國土壤污染狀況調查公報》顯示,我國耕地質量堪憂,Cd成為首要污染物(點位超標率7.0%),其含量呈從西北到東南、從東北到西南逐漸增加的趨勢。2015年《中國耕地地球化學報告》顯示,我國污染或超標耕地約0.076億hm2,主要分布在湘鄂贛皖區、閩粵瓊區和西南區。土壤中的重金屬可通過降雨、地表徑流等方式轉移到底泥中。如磷肥中重金屬Cd的含量較高,長期施用磷肥,會造成土壤中重金屬Cd含量增大;規模化養殖場使用的有機肥料中大都含有重金屬添加劑(如Zn、Cu等),這些有機肥料在農田施用時,會導致Zn、Cu等重金屬元素含量增加。

1.1.4 大氣沉降 交通運輸、能源產業(發電廠)、冶金和建筑材料生產產生的氣體和粉塵,金屬礦山的開采和冶煉、電鍍等是大氣中重金屬污染物的主要來源。這類污染源中的重金屬基本上是以氣溶膠的形態進入大氣中,通過干沉降(主要是顆粒物)或濕沉降(主要是雨水)的方式進入水體、土壤,進而沉積到底泥中并最終影響人類健康[11-12]。

1.2 底泥重金屬污染現狀 滑麗萍等[13]通過搜集我國不同區域湖泊底泥重金屬含量背景值發現,我國湖泊底泥重金屬污染程度不均,臨近工礦企業及人類經濟活動區的湖泊底泥重金屬污染較重,遠離這些區域的湖泊則保持比較潔凈的水體環境。張穎等[14]采用潛在生態風險指數分析法對松花江全江段表層沉積物調查發現,松花江表層沉積物中重金屬Hg和As的空間分布離散性較大,Cd和Pb相對較均勻,整體上松花江重金屬污染處于低度風險水平,僅個別斷面處于中度風險水平。戴秀麗等[15]通過對太湖沉積物重金屬含量的分析發現,太湖Cu的污染級別高于其他污染金屬,且集中在太湖北部地區;Cr屬輕度污染,但其空間分布較廣且均衡,與周邊污染點源關系密切。李鳴等[16]通過測定鄱陽湖湖區、入湖口及出湖口水體及底泥中重金屬含量發現,鄱陽湖水體中重金屬含量較低(遠低于國家標準),但鄱陽湖底泥中重金屬積累較嚴重,Zn、Cu、Pb、Cd的含量均超過背景值。張鑫等[17]對安徽銅陵礦區水系沉積物中重金屬進行潛在生態危害評價表明,沉積物中Cu、Pb和Zn的含量變化大,Hg和Cr變化小,除Hg、Cr和Zn外,其他重金屬都為強和極強生態危害。

2 固化/穩定化修復技術

底泥重金屬污染按修復原理可分為物理、化學、生物及聯合修復技術。由于目前尚缺乏經濟高效的手段將重金屬從底泥中直接去除,因此,通過化學手段降低重金屬活性,減小污染物向食物鏈的遷移是進行底泥重金屬污染修復的重要方法。固化/穩定化的目的是封閉污染物,最大程度地減少污染物釋放到環境中,同時提高廢物的物理力學性質。相比于微生物和植物修復的低效率、長周期以及物理修復高成本的缺點,固化/穩定化技術具有操作簡單、成本低、效率高等優點。

固化劑的選擇是重金屬固化/穩定化修復技術的關鍵,固化/穩定化所用的惰性材料稱為固化劑[18],常用的固化劑類型為無機固化劑、有機固化劑和復配固化劑。無機固化劑主要有磷礦石、磷酸氫鈣、羥基磷灰石等磷酸鹽類物質以及硅藻土、膨潤土、天然沸石等礦物;有機固化劑主要有草炭、農家肥、綠肥等有機肥料[27]。固化材料有水泥、粉煤灰、石灰和石膏粉等。

水泥固化主要產生起膠結作用的水化硅酸鈣;粉煤灰與水泥混合使用產生水化鋁酸鈣和水化硅酸鈣;粉煤灰主要起充填作用;石灰固化產生碳酸鈣,具有一定的脫水作用;石膏固化產生鈣礬石,具有充填作用[20],具體如表1。

2.2 磷酸鹽類固化劑 羥基磷灰石和磷酸氫鈣等磷酸鹽類固化劑效果好、性價比較高,磷酸鹽將重金屬元素吸附在其表面或與重金屬發生反應生成沉淀或礦物[19]。陳世寶[21]等為了研究含磷化合物對固化/穩定化土壤中有效態鉛的影響,向重金屬污染的土壤中施加了不同性質的含磷化合物,結果表明,在重金屬污染的土壤中加入羥基磷灰石、磷酸氫鈣和磷礦粉能明顯降低土壤表層的有效態鉛含量,并且發現有效態鉛的含量隨施入的磷含量的增加而顯著降低。

2.3 含鐵類固化劑 一些研究表明,針鐵礦、鐵砂FeSO4、Fe2(SO4)3、FeCl3和石灰對As有良好的固定作用[25-27]。在堿性和氧化條件下,鐵主要以Fe3+存在,水解生成Fe(OH)3。Fe(OH)3既能吸附不穩定擴散狀態的膠體,起到水質凈化的作用,又可以利用其自身帶有正電荷的特性,強烈地吸附磷,降低底泥磷的釋放。此外,Fe(OH)3還能與磷反應生成磷酸鐵以及絡合物(FeOOH-PO4)的形態而去除磷[28]。但含鐵類固化劑的處理效果容易受氧化還原電位和pH值的影響,通常都需結合其他的輔助措施[5]。近年來出現的復合鐵鹽與高分子聚合鐵鹽,如復合亞鐵、聚硫酸鐵等被逐漸應用于重金屬污染底泥的固化處理中且效果較好[29]。

2.4 鋁鹽類 作為底泥固化/穩定化應用最早和最廣泛的鋁鹽,主要有硫酸鋁(明礬)、氯化鋁和聚合氯化鋁等,其水解后形成的A1(OH)3絮狀體,既能去除水體中的顆粒物并吸附底泥中溶出的磷[5],又可以吸附水體中的重金屬離子,如鉻、銅、鉛、鋅等[30]。鋁鹽用于底泥鈍化效果較穩定,不受氧化還原電位影響,成本低,且有效時間長。如在美國佛蒙特州的Morey lake,投加鋁酸鈉和明礬來控制底泥磷的釋放,5年后該湖上層水體總磷濃度由20~30μg/L下降至10μg/L以下[31]。

2.5 天然礦物類固化劑 海泡石、沸石等天然礦物材料,顆粒小、比表面積大,礦物表面富集負電荷,具有較強的離子交換能力和吸附性。章萍等[32]向蘇州河的污染底泥中加入了膨潤土,結果表明,鈣基膨潤土對銅、鉛和鋅均具有較大的吸附性能,且溶液pH值升高時,對這3種重金屬的吸附效果增強。

2.6 有機物料 農家肥一類的有機質用于固化/穩定化底泥中的重金屬,作用機理主要是含有的胡敏素和胡敏酸等能夠與底泥中的重金屬離子發生絡合作用,形成難溶物,以此降低重金屬毒性及生物可利用性[19]。華珞[33]等向重金屬污染的土壤中施加了豬廄肥進行固化/穩定化研究,結果顯示,施入豬廄肥可以使土壤中的碳酸鹽態鋅和有效態鋅的含量升高,而鐵猛氧化物結合態鎘、有效態鎘及鐵猛氧化物結合態鋅的含量降低。Houben等[34]向重金屬污染底泥中施加有機肥后,可交換態的鉛、鎘和鋅的含量均有大幅度的減少,固化/穩定化效果明顯。

2.7 復配固化劑 底泥和土壤中重金屬污染多為復合污染,多種重金屬之間有相互作用,且不同固化劑對不同重金屬的固化效果存在差異。現階段,通常將多種固化劑復配后再使用,以此達到對多種重金屬污染高效修復的效果[19]。曾卉[22]等用海泡石、膨潤土、硅藻土、沸石分別與石灰石以不同的質量比進行復配,對重金屬污染的底泥進行固化試驗,結果表明,石灰石與硅藻土以質量比2∶1復配時固化效果最好。

3 展望

近年來,水體污染治理力度不斷加大,2015年2月《水污染防治行動計劃》的頒布后,與水體水質密切相關的底泥重金屬污染的治理也越來越得到人們的關注。2016年3月17日,中華人民共和國國民經濟和社會發展第十三個五年規劃綱要提出開展66.67萬hm2受污染耕地治理修復和266.67萬hm2受污染耕地風險管控,深入推進以湘江流域為重點的重金屬污染綜合治理。這些條例和規劃綱要的,都有助于我國大氣、土壤和水體環境質量的改善。因此,當前底泥重金屬污染治理重要的是進一步減少進入水體和底泥的污染物,達到“控源”目的,以及針對歷史遺留的重度污染底泥區進行修復和治理,減少底泥污染物的總量,實現“減存”目標。

然而,當前能夠實現底泥污染物“減存”的方法成本高,操作復雜,少有推廣應用。更多的是采用固化方法,降低污染物的活性,減少污染物對其他生物的毒性,且目前已經有一些實際應用案例。如1996年長春南湖湖區內用硫酸鋁鈍化底泥,顯著增加了底泥中可溶性磷酸鹽的去除率[35]。2006年,為了解決香港城門河水質惡臭問題,特區政府按照“生化處理為主,疏浚為輔”的原則,疏浚底泥29×104m3,采用投加硝酸鈣原位鈍化方法從根本上治理城門河淤泥,改善了城門河的生態環境[36]。

盡管如此,固化方法當前還存在很多不足。首先,對于固化劑材料本身,需要滿足高效、不產生二次污染、低成本且操作便捷;其次,由于底泥性質差異大,對于多種重金屬復合污染,既要考慮到重金屬之間的相互作用,又要考慮到不同固化劑所針對不同重金屬的固化效果的不同(如能夠較好固定Cu、Cd、Pb的堿性固化劑,往往會增加As的活性),將多種固化劑復配之后使用,以達到高效修復的效果。

當前已經有不少學者在重金屬底泥固化方面進行了大量的研究,但在實際的底泥固化中,仍存在固化效率不穩定、底泥固化速率差異大等現象,尤其是酸雨的作用可能會導致固化后底泥污染物的二次釋放,可能會危害水生生物生存,甚至導致魚類死亡。關于底泥固化修復技術的實施,國內還缺少自主生產的機械設備,如固化劑造粒設備、機械化投加固化劑設備等),需要加強研發,降低修復工程中對施工人員的健康的危害,提高可操作性。

因此,今后的一段時間內,在固化劑產品的研發上,要加強復合固化劑的研發力度,研發出高效、綠色、低成本、效果持久的新產品。同時,要加強固化機理的研究,明確固化劑產品的最佳投加環境條件,加強對固化修復技術裝備的研發投入,降低對國外機械的依賴程度。最后,結合國內底泥重金屬污染形勢(如湖南湘江流域、廣西環江流域、江西鄱陽湖流域),適當選取部分嚴重污染區,開展重金屬污染底泥的固化修復示范試點,總結好的經驗,進行更大范圍的推廣示范。

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篇3

關鍵詞 重金屬;河道整治;修復;東大溝上游河道;甘肅白銀

中圖分類號 X522 文獻標識碼 A 文章編號 1007-5739(2013)16-0224-01

白銀市地處黃河中上游,東大溝地區作為白銀市的主要工業區之一,流域內分布著以資源開發、加工為主的有色金屬、化工行業企業,流域周邊企業排放廢水和廢渣中含有大量重金屬,重金屬具有高度遷移性,長期堆置不僅造成大量有價金屬流失,而且對土壤、地下水等周邊生態環境構成潛在污染威脅[1]。

1 東大溝污染現狀

1.1 水環境質量現狀

東大溝流域多個斷面水質監測數據均不能滿足《污水綜合排放標準(GB 8978-1996)》中一級標準的要求。水質偏酸,氟化物含量超標,上游Zn、Cd的污染較為突出,下游COD、Cu、As污染顯著。

1.2 土壤質量現狀

東大溝上游有色金屬加工企業重金屬粉塵、尾水、廢渣排放,導致河岸兩側土壤中重金屬嚴重超標,土壤中重金屬主要富集在地表以下0~20 cm,部分區域污染深度達到50 cm,土壤污染現狀呈現以Zn為主的多種重金屬復合污染現象。

1.3 底泥質量現狀

底泥的污染來源于有色金屬加工企業冶煉廢渣堆放以及含重金屬廢水排放,通過對底泥樣品的采樣調查,底泥中重金屬As、Pb、Cu、Zn的含量最高值均高于加拿大制訂的NOAA標準,Pb、Zn 2種重金屬的最大峰值分別出現于20、80 cm,而Cu的最大峰值則出現于40、80 cm,As的最大峰值出現于80 cm。

2 治理工藝及技術可行性

重金屬污染河道治理工程主體工藝包括廢渣及表層污染底泥異位貯存,表層污染底泥重金屬固化/穩定化修復工程以及重金屬污染植物修復[2-3]。

2.1 廢渣及表層污染底泥異位貯存

2.1.1 治理工藝。由于河道自身情況較為復雜,底泥的深度也難以在抽樣調查中完全體現,根據已有的調查數據,研究區域河道底泥挖掘深度擬定為50~120 cm,具體的挖掘情況應根據現場挖據底泥的顏色等進行定性判斷,并且在挖掘過程中對50 cm深度的底泥進行再次取樣分析,如果效果仍不能達標,需要繼續向下挖掘,具體深度視分析結果而定。

河道疏浚的目的是對污染底泥沉積層采用工程措施,最大限度地將儲積在該層中的污染物質移出,改善水生態循環,遏制自然水體退化。該次治理區域大部分底泥含水量較低,為了不增加底泥的水力負荷以及廢水處理強度,采用機械疏浚的方式,底泥自然蒸發脫水干化與廢渣密閉運至棄渣場妥善處置。

2.1.2 技術可行性。含Cu、Pb、Zn、As等重金屬的廢渣、底泥及土壤均未列入《國家危險廢物名錄》。根據對研究區域廢渣及表層污染底泥的重金屬濃度監測,pH值均在6~9,未超出《危險廢棄物鑒別標準——浸出毒性鑒別(GB5085.3-2007)》中要求的pH值范圍,屬于一般工業固廢。采用異位貯存方式是一種最為經濟、適宜處理大量工業廢渣且不受工業廢渣種類限制的處理方式。

2.2 表層污染底泥重金屬固化/穩定化修復

2.2.1 治理工藝。通過采樣分析,選取含As、Zn、Cu、Pb等重金屬離子污染程度均嚴重區域底泥進行固化/穩定化修復,由于底泥中含有As、Zn、Cu、Pb等多種重金屬離子,且所含各種重金屬離子的種類和含量存在不穩定性,為確保固化/穩定化處理達標,需要根據污染元素和污染濃度來選取藥劑。

針對Zn、Cu、Pb的固化,通過加入天然礦物質混合藥劑,經氧化還原反應、礦化作用、分子鍵合反應和共沉淀反應將交換態重金屬離子轉化為重金屬的單質、硅鋁酸鹽、硅酸鹽和多金屬羥基沉淀物等自然環境中極穩定的物質,防止其被植物的根系所吸收;針對As的固化,采樣鐵錳復合氧化物,經吸附、氧化作用,實現重金屬污染底泥的固定化修復。

2.2.2 技術可行性。固化/穩定化是向污染底泥、土壤或廢渣中投加固化/穩定化制劑,改變土壤的酸堿性、氧化還原條件或離子構成情況,進而對重金屬的吸附、氧化還原、拮抗或沉淀作用產生影響的穩定化技術,實現重金屬污染土壤的修復。采用該工藝處理后底泥中重金屬的浸出濃度低于一般工業固廢的入場標準,滿足Pb浸出毒性低于5 mg/L、Cu浸出毒性低于75 mg/L、Zn浸出毒性低于75 mg/L、As浸出毒性低于2.5 mg/L的要求。

2.3 重金屬污染植物修復

2.3.1 治理工藝。在清除廢渣和淺層底泥后回填基質土種植重金屬超富集植物,對剩余底泥和部分河岸進行植物修復。普通植物體內Pb含量一般不超過5 mg/kg,Cu的正常含量為5~20 mg/kg,過量重金屬對普通植物有很大的毒性,在Zn、Pb、Cu復合污染土壤中,種植普通植物很難達到從污染土壤中快速清除Zn、Pb、Cu復合污染物目的。因此,需要選擇對重金屬有較強耐受及吸收能力的植物作為首選修復物種,并且超富集植物必須適應白銀市當地氣候,能夠在當地很好地生長,才能保證較好的修復效果[4]。根據白銀市當地土質情況及需修復的土壤現狀,選取的修復植物為枸杞、紅柳、沙棗、國槐、火炬、垂柳、土荊芥、披堿草、蘆葦、紫花苜蓿等。

研究發現,禾本科多年生草本植物披堿草具有修復Pb污染土壤的潛力,狗尾草等對As有一定累積效果,且生物量大,為適宜的土壤重金屬污染修復植物。紫花苜蓿等牧草對Pb等有較強的富集能力,是土壤Pb污染的理想修復植物,且擁有強大的根系和頑強的生命力,兼具水土保持效果,可用于干旱地區重金屬污染的修復。灌木燈心草中的Pb含量測定符合Pb超富集植物,地上部分Pb富集量大于1 000 mg/kg的臨界標準,轉運系數大于1,在重金屬污染土壤修復方面具有潛在的應用價值。上述植物均為當地常見物種,可以很好地適應當地環境,確保生長,同時對重金屬具有一定的修復效果。

2.3.2 技術方案可行性。植物修復技術是利用植物來轉移、容納或轉化污染物,通過植物的吸收、揮發、根濾、降解、穩定等作用達到土壤修復目的的方法,是一種成熟且發展迅速的清除環境污染的綠色技術[5]。該項目建設區表層50~120 cm表層污染底泥、廢渣經處理后,剩余底泥仍具有不同程度的污染,需種植適應在當地生長的重金屬超富集植物,以達到較好的治理效果。植物修復技術成本低廉,能增加土壤有機質肥力,且環境擾動小,大面積處理易為公眾所接受,并有很好的綠化作用。

3 結語

由于長期遭受重金屬毒害作用,東大溝河道生態功能已經完全喪失。針對東大溝典型重金屬復合污染問題及生態脆弱的現狀,采用異位貯存、固化/穩定化修復以及植物修復等重金屬治理技術對區域內的底泥、廢渣等介質進行無害化處理與處置,并建立重金屬污染土壤植物修復示范區,可實現河道生態恢復和景觀重建,初步恢復遭到重金屬污染脅迫的東大溝河道生境。

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篇4

貴州科技學校 貴州省貴陽市 550001

【摘 要】中藥材制品在保證人類健康方面表現出重要意義。而中藥材中重金屬的限量針對藥材是否可以進入國際草藥市場發揮著至關重要的作用。本文主要針對中藥材重金屬污染的相關影響因素進行分析,并且針對當前污染現狀研究有效措施進行必要的干預,最終有效確保中藥材產業的快速發展。

關鍵詞 中藥材;重金屬污染;現狀統計

我國中草藥資源非常豐富,其針對推動經濟社會的快速發展具有重要的意義。因為農業污水灌溉以及工業廢水排放等因素的影響,導致一系列耕地土壤重金屬出現了嚴重污染的情況,最終導致諸多中藥材產品出現了重金屬含量超標的現象。對此,當前針對中藥材重金屬污染情況較為嚴重,我國在中藥出口方面也逐漸表現出一系列問題,為了能夠有效確保中藥材產業的順利發展,本文主要針對中藥材重金屬污染現狀予以綜述。

1 污染現狀

伴隨著中藥事業的快速發展,中藥以及相關制劑因為能夠發揮疾病預防的效果以及疾病治療效果被給予高度關注。當前重金屬污染的情況較為普遍,針對重金屬污染已成為國內外研究的重點。只有有效達到科學中藥質量標準,最終才能夠將中藥質量可控性有效提高。在研究有效方法將制劑內在質量進行提高的過程中,不但需要針對相關的有效成分的質量進行認真要求,針對制劑中含有的有毒物質以及有害成分,需要進行必要的了解并給予限制。當前對人體表現出有害作用常見的微量元素主要包括鉛元素、鎘元素、汞元素、砷元素以及鉍元素等[1]。對于此類有害元素在食品以及藥品中均做出了明確的限制。除此之外,諸多國家在設定重金屬限量管理過程中,鋅元素、銅元素、錫元素、鉻元素以及鋁元素也被列入。我國中藥材中重金屬均表現出程度有所不同的污染,屬于長時間并且較為復雜的一項難題,同中藥材產地、中藥材品種以及藥材生長環境等諸多因素均表現出密切的關系,對此需要引起社會的廣泛關注。

2 不同類別污染情況

2.1 植物藥污染情況

在中藥材中,植物藥屬于至關重要的組成部分,也是當前研究重金屬較多的一種藥材。因為植物藥受到產地、藥物品種以及對患者用藥部位等諸多因素的影響,從而導致在重金屬量方面表現出一定的差別。對于全草類、葉類以及地上部位的中藥材,表現出的重金屬污染現象較多,分析同全草類藥材需要長時間暴露于空氣中最終表現出污染現象存在諸多的關系。而對于種子類、花類以及果實類中藥材,表現出的重金屬污染現象較多,分析同其生長周期相對較短以及重金屬于體內只能夠進行短時間富集表現出一定的關系[2]。對于根類以及根莖類中藥材,表現出的重金屬污染水平相對居中,分析導致出現污染的原因為重金屬對中藥材灌溉用水以及土壤造成污染導致。對于植物藥而言,入藥部位的不同,表現出的重金屬污染情況有所不同,分析除因為中藥材同外界環境長時間接觸之外,同不同部位針對重金屬表現出的富集能力等均存在一定的關聯。

2.2 動物藥污染情況

動物藥主要指的是動物整體以及動物某一部分等供藥用的中藥。其因為受到生長環境以及相關因素的影響,導致重金屬污染的現象逐漸嚴重。因為動物藥來源主要為動物,而對于任何一種動物其生活環境以及生態系統較為恒定,對此無法利用植物藥重金屬限量標準對動物藥進行衡量。所以需要針對動物藥中重金屬污染情況進行認真分析,能夠確定有效的評價標準,為后期動物藥使用的安全性做出充分的保障。

2.3 礦物藥污染情況

礦物藥于我國的應用歷史較為長久,諸多中藥復方制劑中均含有礦物藥成分。但是因為礦物藥中重金屬的含量問題,導致諸多含有礦物的中成藥在市場上出現了排斥問題。因為重金屬的問題導致中藥產業的發展受到了嚴重阻礙。對于不同礦物藥中,在重金屬含量方面表現出一定的差異。針對礦物藥中含有的重金屬問題需要進行認真研究,確定有效方法對重金屬污染問題進行評價,最終有效確保臨床用藥的安全性[3]。

3 干預措施

伴隨著工業化進程的快速推進,中藥材中重金屬污染的現象日益嚴重,針對當前重金屬污染的情況,提出以下幾點干預措施:(1)對中藥材GAP 法規體系進行不斷完善。將GAP 基地覆蓋面積以及中藥材種植品種進行有效擴大,在進行中藥材種植以及中藥材栽培過程中,需要對生長環境進行密切檢測,最終保證中藥材繁育基地的生態環境良好。(2)研究中藥材快速檢測方法。有效研究中藥材快速檢測方法對中藥材重金屬進行測定,能夠做到實地檢測以及實時檢測。從而針對中藥材中包括的重金屬進行認真的監督管理,確保患者臨床用藥的安全性。(3)針對遭受污染的中藥材產地實施修復。選擇對應的措施對污染產地實施修復。例如選擇物理修復的方法、微生物修復的方法以及植物修復方法等。最終能夠獲得理想的修復效果。(4)對中藥材重金屬限定標準進行完善。有效創建合理以及科學的重金屬限量標準對中藥材用藥進行準確衡量,能夠針對重金屬風險進行仔細評估,最終有效確保中藥材的用藥安全。

4 總結

總而言之,針對中藥材重金屬安全進行認真評價,對中藥材安全用量進行認真分析,最終有效促進中藥材產業的快速發展。

參考文獻

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篇5

關鍵詞:重金屬污染;土壤污染;生物修復;超量積累

作為人類發展的基礎,土壤資源往往在城市化以及工業化的發展之下出現了不同程度的污染以及破壞。在這樣的背景之下,我國的土壤容易受到重金屬的污染而危害人類的生命安全。本文基于此,分析探討國內外土壤重金屬污染防治技術以及相關研究的發展。

1 土壤重金屬污染預防的發展歷程

1.1 預防體制

基于世界各國城市化以及工業化發展程度的日益加深,各國家普遍存在土壤重金屬污染的問題。為了進一步促進各類問題的解決,世界各國加強了對于土壤重金屬污染預防。關于土壤重金屬污染預防的發展歷程,筆者進行了相關總結,具體內容如下。

日本為了進一步促進土壤重金屬污染問題的解決,頒布了《土壤環境標準》《土壤污染對策法》等法律法規,而我國自改革開放之后,逐步加強了對于環境問題的關注,并于1989年頒布《中華人民共和國環境保護法》,開始了我國土壤重金屬污染問題的處理,隨后中國在該法律的基礎之上進行修訂工作,從而實現了對于污染物排放的限制與處理。

1.2 預防技術

為了進一步實現按土壤重金屬污染問題的解決,各國逐步提出了清潔生產的概念。在這樣的背景之下,歐共體于1979年宣布推行工業清潔生產的政策。在這樣的背景之下,該區域的農業生產部門加強了對于各類先進生產技術的運用,從而實現了農業的清潔生產,規避了農業化學產品的超量使用對土壤污染。

事實上,這種從源頭上降低污染源的措施,能夠降低了土壤中重金屬離子的引入,從而實現了土壤資源的保護。

2 土壤重金屬污染治理方法

目前,我國處于經濟結構轉型期間,土壤重金屬污染的問題也較重。在這樣的背景之下,為了實現我國社會的綠色、低碳、可持續發展,我國的有關部門加強了對于該類問題的解決。關于常見的土壤重金屬污染治理方法,筆者進行了相關總結,具體內容如下。

2.1 工程治理法

所謂的工程治理法,指的是相關單位借助物理原理以及方法進行土壤重金屬污染問題的解決。在傳統的工程治理過程中,工作人員多借助換土、翻土等方法進行作業,但伴隨著科學技術的不斷變更,我國有關部門逐步采用淋洗法、電解法、熱處理等辦法進行作業。

一般而言,工程治理方法在運行的過程中具有效果顯著等特點,但是其因為工程復雜、工程量等問題進而導致工程成本的進一步增加。此外,該方法在運用的過程中往往因為維護措施不到位而導致部分土壤中的金屬元素被遷移到其他地區,造成土壤重金屬污染面積的擴大,難以真正改善土壤的重金屬污染現狀。

以日本富士縣神通川流域的土壤重金屬污染防治為例,為了降低土壤中的鎘元素,相關單位加強了對于工程治理法的運用。在這一過程中,工程單位去除污染區域15cm的表土,并壓實心土,并采用淋洗法對污染土壤進行清洗。

2.2 農業治理

所謂的農業治理,指的是通過優化、完善傳統的耕作管理制度,實現土壤重金屬污染的降低。在這一過程中,工作人員需要依據重金屬污染的實際狀況而選擇相應的植物種植,從而實現了對于土壤中重金屬元素的消除。此外,在農業治理的過程中,作業人員還需要合理選擇花費,從而降低土壤中的重金屬元素。

學者林汲等人就通過實驗分析發現了硅藻土有機肥能夠實現對于Cd、Zn重金屬離子的吸收,從而降低了土壤中的重金屬離子。一般而言,該方法在運行的過程中普遍存在操作簡便、費用低的特點,但是由于其仍舊未能夠從根本上消除重金屬污染,進而導致其只能夠作為輔助手段進行處理。

在進行廣西壯族自治^環江縣廢礦土壤污染治理的過程中,中科院地理所環境修復中心陳同斌率團隊,借助蜈蚣草等植物開展了土壤重金屬處理工作,并成功修復1280畝重金屬污染農田。

2.3 生物治理

生物治理方法在運行的過程中主要借助生物生命代謝活動的開展,從而降低了環境中重金屬污染的濃度。從而確保部分受到污染的土壤能夠恢復到初始狀態。一般而言,生物治理方法在運用的過程中因為參與治理的主角不同,故而分為動物修復、微生物修復以及植物修復。

所謂的動物修復技術,指的是有關部門以及人員利用土壤中的低等動物進行土壤中重金屬的吸收,從而實現了土壤中重金屬含量的進一步降低。相關的研究表明,蚯蚓的出現能夠實現對于硒、銅元素的吸收。事實上,該方法在推行的過程中也具有一定的問題:諸如低等動物往往會將吸收的金屬元素再次釋放到土壤中,從而造成了二次污染。

微生物修復技術則是利用土壤中的微生物進行各類金屬元素的吸收。目前,最為常用的微生物就是――真菌。真菌在生存的過程中往往能夠分泌一定量的氨基酸、有機酸等物質,從而實現了對于重金屬的溶解。目前,從相關的研究分析可以發現:微生物修復技術在運行的過程中具有較為光明的前景,且能夠較好的實現我國土壤重金屬問題的解決。

植物修復技術的運行原理主要是在污染的區域種植特定植物,從而借助植物的生長過程實現對于重金屬的吸收以及化解。目前,植物提取技術獲得了相關研究人員的重視,并由此促進了土壤重金屬問題的解決。現階段,最為常用的植物有遏藍菜、高山甘薯等。

仍舊以日本富士縣神通川流域的土壤重金屬污染防治為例,土壤重金屬處理單位在含鎘100mg/kg土壤上進行苧麻的種植,從而由此實現對于土壤中鎘元素含量的降低。該地區在采取生物法治理土壤重金屬污染的過程中,實現了鎘元素含量降低27.6%。

3 發展論述

為了進一步促進我國土壤重金屬污染問題的解決,我國的有關部門需要從法律的角度出手,加強對于各類土壤重金屬污染法律法規的制定。此外,我國還需要加強對于清潔生產的發展,并大力運用清潔能源。而在已經發生的土壤重金屬污染問題,作業人員需要加強植物修復技術的運用。

4 結束語

為了進一步促進我國土地重金屬污染問題的解決,我國的有關部門以及人員需要采取科學的方式進行問題解決。本文基于此,分析探討土壤重金屬污染預防的發展歷程(預防體制、預防技術),并就常見的土壤重金屬污染治理方法進行分析,最后論述了我國土壤重金屬污染問題解決的措施。筆者認為,隨著相關措施的落實到位,我國的環境問題必將得到顯著的改善。

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(24):30+28.

篇6

關鍵詞:太湖;重金屬污染;地積累指數

中圖分類號:X703 文獻標識碼:A

文章編號:1674-9944(2013)01-0035-03

1 引言

水體沉積物作為水環境中重金屬的主要蓄積庫[1],可以反應水體受重金屬污染的狀況。通過各種途徑進入水環境的重金屬絕大部分能迅速地轉移至沉積物與懸浮物中,而懸浮物在被水流搬運的過程中,當其負荷量超過搬運能力時,也逐漸變為沉積物。因此,無論是在未受污染或受污染嚴重的水體中,沉積物中重金屬含量比水中重金屬的含量要高許多倍。而累積在沉積物中的重金屬除了直接危害生物和通過食物鏈影響人類健康外,在環境條件的改變下(如遇到災害性的天氣和風浪條件),有可能再次釋放出來,導致水體環境質量惡化。由于沉積物中重金屬對環境的危害作用,研究者已開始重視沉積物中重金屬污染的研究。沉積物環境的重金屬主要是指生物毒性顯著的汞、錫以及類金屬砷,其次是指毒性一般的重金屬鋅、銅、鎳、鉆、錫等,當前最引起人類關注的是砷、汞、鉻、錫、鉛等。本文通過對“十五期間”太湖無錫水域的底泥數據統計,選用地積累指數法對沉積物的重金屬污染程度進行了評價。

2 太湖無錫水域底質

2.1 太湖概況

太湖位于江蘇省南部,長江三角洲中部;全部水域在江蘇省境內,湖水南部與浙江省湖州市相連。它是中國東部近海區域最大的湖泊,也是中國第二大淡水湖,是中國著名的風景名勝區。太湖地處平原地區,是一個淺水湖,太湖水位較穩定,平均水深1.94m,至深處2.6m。

2.2 重金屬來源

目前,太湖除氮、磷等元素偏高對水體產生富營養化,造成夏季藍藻爆發外,水質尚好,但重金屬污染仍不容忽視。筆者初步分析,太湖流域無錫水域的重金屬污染可能來自以下幾個方面包括:電鍍行業產生的含重金屬酸性廢水;城市工業排污;水土流失過程造成的重金屬污染等。

2.3 評價范圍

太湖無錫水域底質監測是在枯水期與太湖水質監測同步進行,監測點點位與太湖水質監測點位相同。監測項目為砷、汞、鉛、鉻、鎘、銅、鋅、硫化物及有機質。同時為了便于太湖底質環境質量評價,將太湖無錫水域分為四個區:五里湖區、梅梁湖區、貢湖無錫水域和宜興沿岸區,點位圖見圖1。

2.4 評價方式

地積累指數(Igeo)是德國海德堡大學沉積物研究所的科學家Muller提出的一種研究水環境沉積物中重金屬污染的定量指標。由于其不僅考慮到人為污染因素、環境地球化學背景值等,特別是注意到自然造巖作用可能引起背景值變動的因素(常數),一時在歐洲被廣泛采用。計算公式見公式(1):

(1)

式中:C是指元素n在沉積物中的含量(指質量比,實測值),mg/kg;B是指沉積巖(普通頁巖)中該元素的地球化學背景值,mg/kg(表1);k為修正系數(一般取值為1.5),考慮成巖作用可能會引起背景值的變動。

根據地積累指數(Igeo)的大小將污染等級分為7級,即0~6級,表示污染程度由無污染至極強污染,地積累指數(Igeo)與重金屬污染程度的關系見表1。

3 重金屬污染評價

(1)太湖地區重金屬地球化學背景值見表2[2]。

(2)2005年太湖無錫水域重金屬地積累指數及污染分級見表3。

五里湖:底質中砷、銅、鋅含量處于無-中污染狀態,汞、鉻和鉛處于清潔狀態。

梅梁湖:底質中鋅含量處于無-中污染狀態,其余指標均處于清潔狀態。

貢湖無錫水域:指標均處于清潔狀態,這與無錫市將貢湖作為水源地相對應,確實貢湖無論是水質還是底質都是處于污染較輕的狀態。

宜興沿岸區:底質中砷、銅和鋅含量處于無-中污染狀態,汞、鉛和鉻處于清潔狀態;

從整個太湖無錫水域看:從平均值來說,無錫水域的底泥重金屬都處于無污染狀態下。但是環境保護仍不容忽視,一旦出現污染,治理將是非常困難的。

(3)“十五”期間太湖無錫水域底質重金屬變化分析。從整個“十五”期間太湖無錫水域底質含量的變化趨勢看,鉛和銅含量處于輕污染狀態,并有逐年上升趨勢;汞和鉻處于清潔狀態,并有逐年下降趨勢;底質中砷的含量逐年降低,已由2001年的輕污染下降為清潔,見圖2。

參考文獻:

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關鍵詞:國內 土壤 重金屬污染 治理措施

中圖分類號:X53 文獻標識碼:A 文章編號:1672-3791(2015)05(b)-0114-01

我國土壤重金屬污染日益嚴重,開展土壤重金屬污染防治措施是必要的,以此來保證生態環境和食品安全。在1983年我國對土壤環境容量做了初步研究,并提出了相關理論,如土壤重金屬的生態效應等。我國目前圍繞重金屬污染土壤修復技術的基本原理提出了土壤重金屬污染治理措施,如工程措施、物理修復、化學修復、生物修復和農業治理措施。

1 工程措施

工程措施是土壤重金屬污染治理措施中的經典,工程措施主要就是指客土、換土和深耕翻土這些治理措施。針對土壤重污染區一般會采用客土和換土的方式,而對于土壤輕污染區一般則選擇深耕翻土這種方式。工程措施具有獨特的優勢,如徹底性和穩定性。但是在實際治理過程中,工程措施工程量大,需要巨大資金投入,并且土體結構也會因這種措施而遭到破壞,進而導致土壤肥力越來越低。除此之外,采用工程措施換出的污土,還需要再次處理,工序較為復雜。

2 物理修復

物理修復是土壤重金屬污染治理措施中最早的一個治理方法,其比較適用于污染面積小的土壤。物理修復是一種治本的治理措施,但是如果發生二次污染,那么這種措施很容易破壞土壤結構,導致土壤肥力降低。物理修復主要包括改土法、熱解析法、玻璃化技術、電動修復。(1)改土法。這種方法所包含的方法與工程措施相類似,即客土法、換土法和深耕翻土法。這種方法在20世紀90年代之前應用較為普遍,其徹底性和穩定性占據優勢。但是隨之新興技術的開發,這種方法逐漸被取代。(2)熱解析法。這種方式適用于一般容易揮發的重金屬污染區,通過加熱的方式,將這些重金屬污染物從土壤中揮發出來,這種方法對治理由于汞而引起的污染非常奏效,并且可以將汞進行回收。但是這種方式很容易破壞土壤中的有機物質和結構水,并且如果沒有將汞及時徹底回收,很容易造成大氣二次污染。因此,這種方法應用較少。(3)玻璃化技術。采用這種方法之前需要在被污染的土壤里面埋下導電材料,通過電極使土壤融化,冷卻后形成玻璃態物質。這種方法應用較為復雜,而且成本較高。但是,玻璃化技術非常適用于放射性廢物的治理。(4)電動修復。電動修復就是指在污染土壤中通電流,金屬離子等向電極運輸,經工程化的收集系統集中收集處理。電動修復不需要攪動土層,是一種經濟可行的方式。該技術最先是由美國所提出,目前在我國也應用較為廣泛,其已經進入商業化階段。

3 化學修復

化學修復就是向污染的土壤中加入一般化學物質,如改良劑等,改變理化性質,使土壤發生化學反應,降低重金屬的生物有效性。化學修復成本較低,但是其很容易“反復發作”。化學修復主要包括化學固化法和化學淋洗法。

(1)化學固化法。化學固化法就是在污染土壤中加入化學試劑,讓其與土壤中的重金屬發生反應,降低土壤中重金屬生物的有效性。目前,我國在土壤重金屬污染治理中已經應用過多種金屬氧化物、生物材料、有機質高分子聚合材料,通過這些物質,改變土壤介質的酸度。

(2)化學淋洗法。化學淋洗法就是在污染土壤中加入淋洗液進行淋洗,將土壤固相中的重金屬轉化到土壤液相中,最后將液相回收處理。我國通常運用的淋洗液有無機酸、表面活性劑、EDTA等。這種方式對于污染較輕的土壤比較適用,雖然對于重度污染的土壤也能發揮較好的作用,但是需要較大的成本。加之,淋洗液如果沒有使用得當,很容易造成地下水污染、土壤變性。

4 生物修復

生物修復是指在一定條件下,利用微生物、植物的代謝來治理污染物。利用修復可以削弱土壤重金屬污染物的毒性。與上述治理措施相比,生物修復在達到治理目的的同時,降低成本,不會產生二次污染。生物修復包括植物修復技術、微生物修復技術以及生態修復技術。

(1)植物修復技術。植物修復就是以植物忍耐和超積累某種重金屬的理論為基礎,利用自然生長的植物,對土壤重金屬污染進行清除。植物修復主要包括植物提取、植物揮發和植物穩定。1)植物提取利用重金屬積累植物將污染土壤中的重金屬吸取出來,將其轉移到地上,進行集中處理,達到治理污染土壤的目的。目前常用的植物有油菜、薺菜等,主要除去由鉛、鎘等重金屬造成的土壤污染。1999年在我國發現了世界上第一種砷的超富集植物――蜈蚣草。從1999年至今有很多專家對蜈蚣草清除土壤重金屬的污染進行研究,如謝景千、雷梅、陳同斌、李曉燕、顧明華、劉曉海在《蜈蚣草對污染土壤中As、Pb、Zn、Cu的原位去除效果》一文中驗證了蜈蚣草對土壤污染具有很大的修復潛力。2)植物揮發主要是利用植物的根系,通過根系吸收重金屬,并將其轉化為易揮發的氣態物質,從而達到治理土壤污染的目的。植物揮發主要是對Hg、Se等重金屬的清除。目前常用的植物主要有卷心菜、胡蘿卜、水稻、海藻等。3)植物穩定利用一些植物促進重金屬的轉變,將其轉變為毒性低的形態。植物穩定不會改變土壤的重金屬含量,只是改變其形態。這種方式適用于土壤有機質含量高的污染土壤防治。

(2)微生物修復技術。微生物修復技術主要是通過降低土壤中重金屬的毒性、提高植物對重金屬的吸收以及吸附積累重金屬的方式來實現清除污染的功能。如利用變形桿菌將汞離子轉變為汞元素,最后將會有四分之三的汞元素揮發掉,進而達到降低汞的毒性。

(3)生態修復技術。生態修復技術主要是通過蚯蚓-植物-微生物對重金屬污染的土壤進行治理。蚯蚓是一種能提高土壤自凈能力的一種動物,目前我國很多學者對蚯蚓防治土壤重金屬污染方面做出很多研究,如馮鳳玲、成杰民、王德霞在《蚯蚓在植物修復重金屬污染土壤中的應用前景》一文中對通過蚯蚓、植物、微生物構建的生態修復系統的應用,闡述了生態修復技術在防治土壤重金屬污染中的可行性和發展方向。

5 農業治理措施

農業治理就是通過改變農業管理制度來減輕土壤中重金屬的污染,如控制土壤水分、選擇化肥、選擇農作物的方式,成本低,周期長。

6 結語

綜上所述,土壤重金屬污染防治采用工程措施、物理修復、化學修復,具有一定的局限性,并且成本較高,容易造成二次污染;采用農業治理措施雖然成本低,但是周期長;而采用生物修復不僅效果好,而且成本低,不容易發生二次污染,其具有不可替代的優勢。由此可見,生物修復勢必成為我國土壤重金屬污染治理的主要措施,也是相關領域專家今后研究的重點。

參考文獻

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【關鍵詞】重金屬污染 防治 法律

一、重金屬污染概述

重金屬污染是指由于人類活動產生的重金屬及其化合物累積在環境中,含量超出環境承載力而引起的環境質量惡化,進而威脅人類健康的現象,常見的重金屬有汞、鎘、鉻、鉛及砷等生物毒性顯著的元素。不同于其他污染,重金屬污染具有潛在性,持續性,累積性,不可降解性等特點。這就使得重金屬污染一旦發生,很難治理。它廣泛存在于大氣,土壤,水等自然介質中,與人類生活接觸密切,一旦進入人體,便會在人體內部累積,不能通過分泌和排泄等方式將其排出體外。

我國重金屬污染形勢嚴峻,一組數據將這種狀況展露無遺:國土部數據顯示,中國每年有1200萬噸糧食遭到重金屬污染,直接經濟損失超過200億元;2009年中國食品安全高層論壇報告上的數據顯示,我國1/6的耕地受到重金屬污染,重金屬污染土壤面積至少有2000萬公頃;國家疾控中心曾對1000余名0~6歲兒童鉛中毒情況進行免費篩查、監測。結果顯示,23.57%的兒童血鉛水平超標。

二、我國重金屬污染防治法律現狀及存在的問題

(一)法律現狀

迄今為止,我國已出臺的關于重金屬污染防治最具針對性的文件是2011年國務院正式批復的《重金屬污染綜合防治“十二五”規劃》(下稱《規劃》),這是我國第一個十二五專項規劃。相關法律法規有《環境保護法》,《大氣污染防治法》,《水污染防治法》,《固體廢物污染防治法》,《土地管理法》,《化學品管理條例》,《土壤質量環境標準》等。相關的政策性文件有:《關于加強重金屬污染防治工作的指導意見》([2009]61號),《重金屬污染綜合整治實施方案》(2009.8.28),《關于深入開展重金屬污染企業專項檢查的通知》(環發[2009]112合)《防治規劃編制技術指南》(2010.2),《關于加強鉛蓄電池及再生鉛行業污染防治工作的通知》(2011)等等。

(二)存在問題

1.立法缺失。我國目前還沒有重金屬污染防治方面的專門立法,重金屬污染防治規定只有一些通知,意見等文件,或者籠統適用其他相關法律法規,缺乏適用法律的強制力和執行力。

2.執法不嚴。在對重金屬污染企業的監督和查處中,普遍存在執法力度不夠,查處不嚴,沒有嚴格按照法律,法規要求對企業實現審批,整治或關停。地方政府在對重金屬污染企業的管理上,往往為了經濟利益,而放松其環境保護標準要求。如沭陽當地政府為了追求經濟利益而容忍天能電池公司排出超標的重金屬鉛。環保部門在對污染企業的查處中,往往有心無力,有些企業往往會繞過本級環保部門而直接獲得上級環保部門的審批,而上級部門對其情況不了解,這就導致環保部門權力行使混亂,對企業沒有約束力。

3.責任機制欠缺。我國對重金屬污染企業的責任規定缺乏。對企業的污染后果經常是在通知或政策性文件中規定,具有運動式執法的特點,對企業的環保責任往往是以行政責任處罰,比如限期整改,罰款金額較低,沒有起到對企業的懲戒作用。

我國法律對政府機關和主要領導的環境責任也沒有常態規定。在重金屬污染事件發生后,當地政府和負責人往往以行政責任的承擔息事寧人,沒有承擔重大決策失誤的刑事責任。這就造成地方政府對環境保護不重視,出了問題也盡量隱瞞,隱瞞不了簡單以行政責任了結。

三、日本重金屬污染防治經驗及借鑒

上世紀六七十年代,日本經濟快速增長,環境保護讓位于工業和礦產開掘,環境污染事件在全國各地都有發現,其中被稱為四大公害的環境病癥,就有三起和重金屬污染有關。中國正在經歷和日本上個世紀同樣迅速的經濟增長期,污染也在同步增長,新世紀以來,和重金屬有關的環境事件愈見頻繁。中國此時和上世紀經濟快速增長時期的日本即為相似。基于此,本文希望對日本的重金屬污染防治進行介紹歸納,對我國重金屬污染防治法律的完善得出可為借鑒的經驗教訓。

(一)日本政府為控制公害事件,制定一系列法律法規

1967年,日本政府制定了公害對策基本法,把大氣、水源、噪音、震動、地震、惡臭確立為公害,1968年,這一屆日本國會隨后被記入歷史,稱為“防公害國會”。1970年,國會又增補了土壤污染這一條。

日本還制定了專門性法律法規和政策,來應對重金屬污染。主要有:1970年《農用地土壤污染防治法》,1986年《市街地土壤污染暫定對策方針》,1991年《土壤污染環境標準》,1999年《與重金屬有關的土壤污染調查·對策方針》,1999年《關于土壤·地下水污染調查·對策方針》,1999年《二噁英類物質對策特別措施法》,2001年《農藥取締法》,2002年《土壤污染對策法》。

為防治電子廢棄物造成的重金屬污染,日本出臺了一系列法律、法規,包括:1970年《廢棄物處理法》,1991年《促進再生資源利用的相關法律》,2000年《推進循環型社會形成基本法》的綱領性法律,2001年4月《家電再生利用法》,推動了電子廢棄物處理由“大量廢棄型”向“循環型”處理模式轉變。

(二)建立公眾參與機制

1970年前后,四大公害事件都集中提起了訴訟。經過公害事件的洗禮,當事人取得共識:類似問題要用法律手段解決。而公害事件的訴訟恰好和污染防治法的出臺和修訂發生在同一個時期,訴訟推動了立法,公害基本法的完善又促進了事件解決,立法和司法互相推動。

在四大公害事件的訴訟過程中,受害者也得到了公眾的聲援。當時電視、報紙、廣播、雜志社都對受害者慘痛經歷進行詳細報道,激起了受害者之外全國人民的反對公害運動,令執政黨和在野黨無法不正視。

日本的公害基本法制定也非一帆風順,也遭遇了來自財團的壓力,在全國公害反對運動的推動下,反對意見被削弱,多項公害規則和法規被制定。

從經濟發展到注重環境的轉折點,不是某個案件的審判結果,而應是全體國民的意識轉換。因此,要重視環境保護中的公民參與,有了強大的公眾力量,相關法律才能沖破阻力,順利制定和實施,對污染事件的法律途徑解決提供依據。

(三)政府決策依據轉變

1971年,日本環境省從各部門中獨立。政府的決策依據也發生轉變:與經濟發展相比,阻斷環境污染的可能性無疑更為重要。政府科學決策不意味科學證明,在公害基本法制定過程中,時任厚生省公害科科長說,科學證明和地方政府決策是兩回事情。政府如果發現可能引起公害的污染事件,即使不能完全確定,也要及時介入并且制止。

四大公害事件對日本的影響,最重要的在于社會公眾的廣泛參與和政府的反思。經過四大公害對社會的洗禮,1970年后日本再也沒有發生嚴重的公害事件。先污染后治理的老路,在任何國家都會被證明需要付出巨大的經濟代價。而日本環境省官員則總結經驗,政府與其后期介入污染事件,不如提前以立法的方式進行引導。由于環境問題的外部性,企業的逐利性,企業污染環境的情況時有發生。發生問題的責任在企業,受害者和企業的個別談判往往效率都很差,社會成本很高,最終都需要政府介入。政府應該用提前立法的方式進行引導,最終讓受害者和企業通過法律方式解決。

我國要充分利用法律對社會行為的引導和規范作用,建立完善的重金屬污染防治法律制度,防止和治理重金屬污染。

四、我國重金屬污染防治法律制度完善

針對我國目前重金屬污染防治法律制度的現狀,結合重金屬污染的特點,對我國重金屬污染防治法律制度完善提出以下建議。

(一)完善重金屬污染防治相關立法

我國應借鑒日本等發達國家的經驗,抓緊制定與重金屬污染防治有關的法律法規,實現對重金屬污染全方位,多維度,全過程的控制。首先,在已有的法律法規基礎上完善對重金屬污染防治的規定,在大氣污染防治法,水污染防治法等環境介質污染防治法中將重金屬污染作為專門一節,增加納入監控的重金屬種類,對重金屬污染控制改變以濃度排放為主,轉向總量控制。鑒于我國還未制定土壤污染防治法,而土壤,底泥等作為大多數重金屬的最終沉積場所,有必要制定土壤污染防治法,對土壤中的重金屬污染進行規制。其次,根據重金屬污染產生的不同根源,分別制定相應的農藥使用條例,礦山開采和保護條例以及企業排放重金屬管制條例等。最后,除了對重金屬污染從源頭控制,還要建立含有重金屬元素的產品在生活中的利用,回收體制,實現從生產到利用到回收的一整套流程都有法可依。

(二)樹立公眾參與原則,建立重金屬污染信息公開制度

重金屬污染由于其自身的隱蔽性,持久性和累積性,危害結果可能不是即時產生,等到污染已經發生,可能就會造成無法彌補的損失。這就需要樹立公眾參與原則,建立信息公開制度。

在發生重金屬污染時,政府不要一味的遮掩,媒體要充分發揮宣傳作用,如實報道事件進展,在得到更多的同時,也會普及大家的環保意識。環境問題不是某個人,某個群體,甚至某個政黨能夠進行決策的,它是全民性的社會問題,在我國要充分發揮媒體的宣傳監督作用,提高公民對環境問題的敏感度,使公民廣泛參與到環境決策中。

信息公開內容包括全國各個區域的重金屬污染狀況和企業重金屬廢棄物排放情況,新建企業的環境影響評價情況,不符合環境標準的企業整改情況等,當某一區域的環境承載力達到其上限時,就要暫時停止對新設立工廠,企業的審批。重金屬污染的信息公布也需要采取一定形式,如通過中國環境質量公報,這是一個官方權威的數據來源。另外,對于各區域具體的年度重金屬污染情況,作為政府的政務公開信息,在各地區的環保局網站上進行公布。公開的時候應該同步向公眾普及相關知識,除了向其說明重金屬污染的危害,還要對其數據標準進行說明,同時介紹針對重金屬污染的應對措施及解決方案,避免民眾過度恐慌及被人誤導。信息公開有助于民眾對其生活環境質量的知悉,增加其危機感和環境保護的責任感,可以借助公眾的力量實現對重金屬排放企業和政府決策的監督。

(三)提高政府科學決策能力,將環保部門意見納入考量

政府的任務是盡量實現社會利益最大化,防止可能危害社會利益事件的發生。在環境利益的地位已經不低于經濟利益的現在,政府決策除了要考慮經濟發展,更不要忽視環境保護。這對我國的政績評價體系改革是一個機遇,對地方行政長官實行環保一票否決制。在立法中,對地方環保工作負有失誤的責任人要對其追究責任,視其責任大小對其追究行政責任甚至刑事責任。

在我國,雖然環境保護部也已獨立,足見我國政府對環保工作的重視,但是我國傳統的重經濟發展輕環境保護的政府觀念嚴重影響了環境保護部門工作的開展。例如,在環境法修改草案中,環保部的許多建議不被采納,這就使得我國環境保護工作大打折扣;在環保部門依法對企業查處時,政府往往會考慮其經濟貢獻,大打人情牌,環保部門的地位就很尷尬。因此,我們要從立法上確立環保部門職能履行的基礎,保障其執法獨立性,不受相關政府和領導的干擾,從法律上確保其獨立開展環保督查工作的權力。在政府決策中,也要強調將環保部門的意見和建議納入考量,對其意見如不采納,應書面說明原因,環保部門對涉及環境保護的政府決策有質詢權。

參考文獻

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【關鍵詞】礦業;重金屬污染;可持續

一、廣西礦業的重金屬污染現狀

廣西金屬礦產稟賦性差,含礦多,富礦少,單一礦少,復雜難處理共伴生礦多,資源提取難度大。加之多為山區且巖溶發育,工程、水位地質復雜,礦區的開采活動極易造成重金屬污染。目前,廣西省已被列入《重金屬污染綜合防治“十二五”規劃》中的重點治理省區,全區內主要的污染類型有鎘、鉻、砷、汞和鉛污染五種,其中鎘污染集中在廣西的中西部及北部,高鎘含量分布面積廣;鉻和砷污染主要分布在中部偏西區域;高汞集中在西北部;鉛污染從全區范圍內看,基本在質量標準以下。

二、廣西重金屬污染對礦業可持續發展的影響

(一)廣西礦產資源形勢嚴峻

1.礦產資源粗放利用,浪費嚴重。廣西人口眾多,人均資源占有量僅為全國的18%,明顯不足。而現有優勢資源如錫、銻、鉛、鋅等的采選冶綜合回收率僅為30%左右,比國際水平低10至15個百分點。2.老礦山環境問題歷史欠賬多。許多老礦山未預留生態恢復治理資金,不少地方政府未及時有效地處理污染,履行好礦山環境管理職責。此外,礦山企業也未嚴格依照“誰開發,誰保護,誰破壞,誰恢復,誰引發,誰治理”的原則①,落實好責任。3.整治礦業開發秩序任務艱巨。隨著廣西工業化、城鎮化進程加快,礦產資源供求矛盾突出,經濟發展過度依賴礦產資源,礦產品價格居高不下。在追求短期經濟利益的驅使下,礦企或個人非法開采礦產資源、破壞浪費以及重開發輕保護等現象普遍存在。

礦產資源不可再生,是礦業可持續發展的物質基礎。而重金屬污染日益嚴重,又反映出節約集約利用礦產資源的長效機制尚未形成,政府監控管理不到位等問題。因此,要使礦業可持續發展,必須使礦產資源可持續發展,解決好礦區內重金屬污染問題。

(二)重金屬造成的環境污染不容忽視

礦產資源在采選冶過程中會產生大量含重金屬元素的廢棄物,亂排亂放極易對礦區及周圍的生態系統造成破壞。據資料,生成廣西地區1995-2007年環境污染指數的變化趨勢圖②,見圖一。

(1)對土地資源破壞大。不少礦山隨意丟棄尾礦礦渣,擠占土地,破壞植被。重金屬進入土壤環境后,易經食物鏈攝入人體,威脅健康。廣西河池,南丹等地的廢棄砷渣,導致礦區周圍農作物的含砷量超過國家標準幾百倍。且土壤重金屬污染具有隱蔽性、滯后性和累積性,一旦污染形成,整治短期不能見效。目前,廣西土地污染帶職業病和重癥疾病正呈高發、擴大態勢。(2)水體污染嚴重。02年污染指數急升,易受突發事件及自然災害影響。此外生產廢水任意排放,也會造成區域性、流域性的重金屬污染。據專家測算,河池市刁江沿岸選礦廠過去每天排入江中有毒廢水3.5萬噸,有毒廢渣1200多噸,每年向刁江排放砷1770噸,占全國砷排放量的94.4%③。(3)礦山開采造成的大氣污染甚為嚴重。這些氣體會在低空造成空氣中的有害物質嚴重超標,在中空對流層形成大范圍的酸雨,在高空形成地球的溫室效應。另外,還可通過大氣沉降或大氣降水落在地表,造成土壤污染。

廣西礦區的總污染物排放基本得到控制。但重金屬污染的毒副作用呈現不斷積累、爆發的態勢,當今生態環境仍在持續惡化,總體形勢不容樂觀。

(三)重金屬污染抑制礦業經濟發展

礦產資源的開采供給能給礦區經濟的飛速發展以有力支撐。但同時,資源帶動礦山經濟發展的單一模式會造成發展瓶頸。特別是重金屬污染的惡果,會給當地的農林牧漁行業造成沉重的打擊,制約礦山可持續發展。

1.經濟負擔沉重。礦產資源對礦業經濟的發展是雙刃劍,一旦造成嚴重的重金屬污染事故,整治十分困難。目前的修復方法在實施過程易受局限性與可行性影響,且恢復治理資金龐大。如環江縣,全縣80%以上的工業產值,60%以上的財政收入都來自礦產資源,01年萬畝土地遭砷污染,利用“實惠”的蜈蚣草修復,至少也需幾千萬元。2.破壞其他經濟形式。重金屬污染會通過食物鏈的循環,產生乘數效應,危害激增。可以想象,當水質惡劣、動植物不能食用、農田荒漠化成不毛之地,農林牧漁行業癱瘓之時,更不用說發展礦業經濟了,這樣的后果無疑是可怕的。

(四)礦業重金屬污染影響社會維和智力維的可持續性

重金屬污染還會帶來一系列社會問題,如居民生活質量差及生存的安全感缺乏保障等。廣西2011年與2005年相比,重金屬污染造成的病變人數近4倍④,近年龍江河鎘污染、陽朔縣思的村“鎘米”、以及“癌癥村”等健康危機事件更是敲響了警鐘,如此惡性發展將造成社會的不穩定。由于礦產資源開發的有限性,重金屬污染對礦山經濟發展的抑制,礦區收益也會遭受不同程度的損失。而礦業的技術更新、引進及推廣離不開資金的充足支持,人才隊伍的建設供應。可見,礦業可持續發展系統的5要素相互影響關聯,牽一發而動全身,重金屬污染更是制約發展的一大隱患。礦山環境的保護必須防治結合,從源頭抓起,以免礦業陷入發展的死圈。

三、廣西礦業可持續發展的對策研究

(一)重視礦山法制管理與政策激勵

提高礦權市場準入門檻,使新建礦企每一步都遵循法律法規和可持續發展原則。同時,加強對已開采礦山的環境保護監管力度,云南曲靖發生的鉻渣非法轉移傾倒事件更是暴露出部分礦企責任嚴重缺位,監管部門監管失察等問題。環保部門必須建立危險廢物污染防治情況日常檢查制度,并從重從快處罰違規企業。地方政府也需解決好老化礦山的環境遺留問題。

我國可充分吸收國際經驗,施行環境稅、礦地恢復保證金等稅收制度規范礦業生產,利用對礦企的耗竭補貼,鼓勵經營者積極勘探新資源或開發可替代資源,并通過資源稅將企業的外部環境成本內部化,完善我國環境稅收體系的建設,從而更好地防治重金屬污染。

(二)健全體系,提高信息透明度

各級政府需逐步制定重金屬污染防治體系、事故應急體系和環境與健康風險評估體系,加強項目管理和督促檢查,有序推進防控、整治各項工作。此外政府及礦企還需及時、公正、準確、客觀地向社會公布環境安全信息,提高公眾的環境參與權、知情權,增加信息的透明度,使全社會一同督促與關注礦業的可持續發展,減少重金屬污染的發生。

(三)加大科技投入,完整產業鏈

礦冶工業是國民經濟發展的支柱產業。要使資源利用最大化,成本投入最小化,杜絕環境污染,必須加大先進科學技術的研發與投入力度,優化勘探、開采、選冶煉一系列環節,實現清潔生產、減少有毒廢棄物的產生。并通過技術升級和改造,加強研發工作,提高產品的附加值,建設高新產業群帶,建立從資源提取到深加工產品開發的完整產業鏈,實現從資源消耗型向低耗、高效益型的轉變。

(四)構建礦冶工業生態系統

礦冶工業生態系統遵循循環經濟的生產理念,通過廢物交換、循環利用、清潔生產等手段,形成企業共生和代謝的生態網絡,促進不同企業之間橫向耦合和資源共享,物質、能量的多級利用、高效產出與持續利用。一方面從根源上減少廢料產出,實現資源節約型、環境友好型生產,提高生產效率。另一方面將廢料再次資源化,將礦山廢料作為內部資源被重新循環利用⑤,獲取最大的經濟效益。它有著傳統礦冶生產模式無法比擬的優越性,能更大程度地解決礦山環境污染問題,百色鋁生態工業園及一些重點循環工業試點示范工程取得的成就很好地說明了這一點,是礦業實現可持續發展的有效途徑。

參考文獻:

[1]張勇.陜西省礦山生態環境現狀與恢復治理對策[J].資源與產業.2009(04):99-103.

[2]中國科學院可持續發展戰略研究.2010中國可持續發展戰略報告---綠色發展與創新[M].北京:科學出版社,337-339.

[3]廣西有色金屬礦產資源綜合利用問題研究[J].廣西壯族自治區人民政府發展研究中心簡報,2007(2).

[4]廣西礦業重金屬污染現狀及對礦業可持續發展影響的研究[Z].桂林礦產地質研究院.

篇10

關鍵詞:土壤 重金屬 污染狀況

中圖分類號:X53 文獻標識碼:A 文章編號:1007-3973(2013)010-142-02

郫縣位于成都近郊,面積437.5km2,共有農村人口44.2017萬人,氣候溫和,雨水充沛,河網密布,水質優良,土壤肥沃,農業歷史悠久,是整個成都平原的主要蔬菜生產基地。隨著現代工業和城市的發展,廢水、廢氣、廢渣和城鎮生活垃圾的排放增加,都容易引起土壤中的重金屬含量增加。土壤中的重金屬污染因為難于治理、具累積性且危害周期長,受到人們的普遍關注,不但影響農產品的清潔生產,而且通過食物對人類健康造成極大的危害。因此了解和研究郫縣土壤重金屬污染現況,對于政府制定針對性措施,保護土壤環境質量,生態環境建設以及綠色農業,保障人體健康具有非常重要的意義。

1 對象與方法

1.1 概況和設計

本次研究主要選擇以農業生產為主,水稻、小麥、蔬菜和園林種植為主要生產,全縣共選取了5個鎮,唐元鎮、新民場鎮、三道堰鎮、古城鎮和友愛鎮,每個鎮又隨機選擇了4個村,每個村隨機采取一件土壤樣品,樣品基本覆蓋了郫縣農用土地利用類型。

1.2 樣品采集與檢測分析

1.2.1 樣品采集

每個監測點采集菜地或農田土壤樣品1份,采集0-20cm深表層土壤,在1m2范圍內按照5點取樣法采集土壤混合為一個樣品,采樣總量為1000g左右。

1.2.2 檢測方法

檢測項目包括鉛、鎘、汞、鉻、砷和pH值,分析方法是ICP-MS方法(電感耦合等離子體質譜法)。

1.2.3 土壤重金屬污染評價方法

評價標準采用《土壤環境質量標準》(GB 15618-1995),評價的方法為超過《土壤環境質量標準》規定限值則表示已被污染,未超過則表示還未被污染。

2 結果

郫縣屬于平原,選擇的20個村海拔均在553-598m,土壤均為黑褐色壤土,土壤濕度為潮,土壤中含有植物根系為少量。pH值測定在3.62-8.03之間,其中酸性土壤樣品有11件,中性土壤樣品有6件,堿性土壤樣品有3件(如圖1)。

郫縣土地主要用于農田、蔬菜地、果園等,故土壤重金屬污染評價以國家土壤環境質量二級標準作為評價參照,其中鎘有45%的樣點(及9件樣品)出現污染,最大值是0.53mg/kg(如表1)。

在pH值測定酸性土壤中污染6件,中性土壤中污染3件,說明pH值的大小顯著影響土壤中重金屬的存在形態和土壤對重金屬的吸附量,土壤pH值越低,H+越多,重金屬被吸附的越多,其活動性越強(如圖2)。其它樣點重金屬未出現污染。

3 結論

通過以上調查,郫縣土壤重金屬污染以鎘為主,而土壤重金屬污染的原因主要有以下幾點:

3.1 燃煤的使用

燃煤的大量使用是整個成都平原土壤重金屬Hg污染的重要因素之一。已有研究表明,燃煤已成為大氣汞的最主要來源,而且大氣汞濃度與土壤汞含量呈顯著的正相關。整個成都以前能源以燃煤為主,在2000年時燃煤占總能源32.8%,郫縣為成都的近郊縣,整個大氣的污染比較明顯。

3.2 工業“三廢”排放及大氣和酸雨沉降

隨著城市經濟的飛速發展,工業企業的不斷引進,工業“三廢”排放的增加,隨著大氣和酸雨的沉降,一起進入農田土壤,既造成了土壤的嚴重酸化,也是造成土壤重金屬的污染。

3.3 交通運輸

隨著城市的發展,人們的生活水平的不斷提高,汽車已作為人們出行的主要交通工具,然而汽車的增加隨之帶來的汽車尾氣排放也急劇增加,有專家研究認為土壤中的重金屬污染一部分來源于汽車尾氣排放的Pb、未燃盡的四己基鉛殘渣及汽車輪胎磨損產生的粉塵進入土壤,在公路沿線更為明顯。

3.4 農藥和化肥的施用

在農業生產中,農藥、化肥的施用,是加劇土壤重金屬污染的主要途徑之一。現代農業生產存在大規模、集團化生產,經營商或農戶為了加快成熟期,提高生產,增加經濟收入而出現濫用和大量使用農藥、化肥等制劑。農藥和化肥成分中含有鎘、砷、鉛、鉻等重金屬元素,長期大量施用化肥、農藥可導致土壤重金屬的積累和污染。

4 加強土壤重金屬污染防治的一些建議

土壤重金屬污染具有隱蔽性、長期性和不可逆性等特點,人們對于土壤重金屬污染對農產品和人體健康造成的潛在危害意識還不強烈。今后應加強宣傳教育,提高群眾的環保意識,使人們充分意識到濫用和過量使用農藥、化肥等造成污染的嚴重性。加強工業“三廢”的排放管理,嚴格按排放標準執行。相關部門要加大土壤重金屬污染的監測工作,形成良好的監測預警系統,為政府制定針對性措施提供可靠依據。

參考文獻:

[1] 陳紅亮,譚紅,謝鋒,等.遵義東南部地區農業土壤重金屬分布特征及風險評價[J].核農學報,2008,22(1):105-110.

[2] 王定勇,石孝洪,楊學春.大氣汞在土壤中轉化及其與土壤汞富集的相關性[J].重慶環境科學,1998,20(5):22-25.