重金属污染十篇

时间:2023-03-13 21:32:51

重金属污染

重金属污染篇1

铬污染是重金属污染的重中之重。中国首次对铬渣提出环保要求始于1998年,并出台政策明确要求铬渣堆要进行防渗处置,但直到2000年后,铬渣的污染危害及解毒治理方案才受到重视。2005年提出铬渣治理规划,至今,全国铬渣的解毒处置已按进度全部完成。

然而,多位受访专家表示,铬渣处理难在没有更好的治理办法。目前通行的解毒技术方案,都不能解决铬渣污染物,如粘合了铬渣的土壤、石块以及受污染的地下水。并且,由于各地土壤条件不同,地下水的状况差异也很大,单一的技术方法很难在全国普适,至今也还没有公认的成功技术方案。

一位考察过重庆、山东、青海等地污染场地的中科院专家表示,很多土壤修复公司、科研机构在国内铬渣场做中试,尽管对外宣称中试很成功,但项目最终还是因为技术障碍而未能启动。现有的多种技术方法,短期内虽可通过项目验收,但长期效果还无法保证,有待于进一步观察。 面广难修

中国土壤污染主要有两大类:一是受污染的农业耕地,进而会污染地下水及农作物;二是未经处理的城市棕色地块,即化工企业搬迁后留下的污染土地。

2011年9月,湖南省环保厅报送环保部的一份材料显示,长沙铬盐厂遗留在湘江附近的42万吨铬渣解毒完毕后,周边约有200多万吨铬污染土壤需要修复。2013年8月,确定污土治理作为铬渣综合整治的二期项目,国内六家土壤修复公司入场做中试。中试,是产品正式投产前的试验。

按规定三个月后所有公司就应结束中试,实际上却耗到了2014年3月才完毕,“量太大了,修复难度又高”。一位参与中试的公司技术人员分析,目前看六家公司的技术均有不同缺陷,还需攻关,何时能招投标还没有时间表。

而42万吨铬渣堆的渗滤液及受污染地下水项目,最快也要在7月招投标,真正修复很难在两三年内完成。

位于湘乡市的湖南铁合金厂的铬渣解毒处置完了,“现在最大的难题是,该厂对周边的地下水及土壤的污染治理还没开始启动,细化的普查也没有开始。”湘乡市环保局党组书记彭矛一说。

该厂区仅铬渣场面积就1500平方米,污染土层深度达10米以上,表层土壤中具有毒性的六价铬浓度达1500毫克/千克。这还没有精确算上周边受污染土壤。

湘乡市环保局对该场地土壤监测结果显示,含铬量超标,严重影响周边14个村3万余人的身体健康。《财经》记者调查发现,距厂区最近的红星社区、铝南、杨金、梅坪等四个村庄,上千亩农田因为使用污水灌溉,一部分遭重度污染已悉数荒废;另一部分污染相对较轻的农田里仍种植粮食蔬菜,村民将这些蔬菜销售到仅有一公里路程的市区集市。

“知道根底的,是绝不买这里产的蔬菜。”红星社区村民林之(化名)说。她家田里栽植的大葱仅长到10多厘米就发蔫了,“这里的农田都这样,长上一截就不再长了,葱尖上明显与正常的不同,全部泛黄”。

据市环保局调研,长达50年的铬污染已渗入地下,厂区周围4平方公里以内的地下水至少在500年内不能饮用。污染区域内六价铬超标水井231口,其中最高超标倍数1100倍。

湘乡市自来水公司从2012年底对污染范围内的村民实施改水工程,截至2013年11月,为红星社区、铝南等14个污染村、9893户村民安装了自来水。但贫困的村民心疼水费,仅用做饭及饮用,洗澡、洗衣服等依然用井内污染水。

接下来的任务仅靠市级政府根本无法完成。尽管经常有专家考察团光顾,但地下水治理需要抽取、回灌,国内目前还缺乏成熟有效的技术方法。另一方面难以估算的巨资无从筹措。湘乡市本级财政紧张,即便国家拨付一部分,地方政府还是配套不起。湘乡市从“十五”“十一五”期间就开始逐级上报治理项目,一直都没获批复。 突击善后不妥

铬渣难题来自历史产业布局。自1958年中国建起首批铬盐、金属铬的生产线,经年后,产能占到全世界的三分之一以上。中国无机盐工业协会副秘书长曾亚嫔估算,从1958年生产铬盐算起,全国至今共产生铬渣量约1200万吨。

“有关铬渣治理和综合利用方面,中国的研究最多、最早。”曾亚嫔说,因为铬盐广泛应用于化工、轻工、纺织、冶金等行业,且缺少替代方案,这一产业至今健存。由于铬渣污染严重,发达国家早已不再生产铬盐及金属铬,改从发展中国家进口,因此,研究也偏少。

自2009年开始,环保部就向国内科研机构征集铬渣污染物的环境修复技术,“但目前是五花八门,没有通行公认的技术方案”。曾亚嫔说。

2011年云南曲靖陆良化工公司非法转移铬渣致水污染事件,引起了国务院的高度重视。之后,环保部对辽宁、山西、云南的地方政府发文要求:对2012年底前未完成治理任务的地级市,将实施建设项目环评限批。

在紧锣密鼓的督察要求下,包括长沙铬盐厂、湖南铁合金厂等全国项目疯狂赶工期,以在大限内完成。至今,历史遗留的全国铬渣已全部解毒处置完毕,意味着一期工程结束。

国内不少铬渣场均采取固化填埋措施,这能否彻底消除隐患,取决于解毒是否彻底,以及填埋后的风险控制。

“解毒不彻底。”一位多年从事铬渣治理的专家分析,比如,云南的一家铬渣场因为解毒不佳形成了8万吨渣土混合物,其中有10%左右的铬渣难以分解,最终混合堆积到厂区内。

这也显示出缺乏过程控制,比如土壤起始浓度、治理过程浓度,以及验收后的污染浓度都应由专门的技术小组进行过程监控,才能保证产生长效机制。中科院生态环境研究中心副研究员黄锦楼表示,国内目前对风险控制及评估意识不足,填埋工程的后续监测跟不上。

按环保部的治理思路,渣土混合物都将纳入到“周边污染土壤及地下水治理”的铬渣二期整治工程里慢慢修复。

湖南省人大环资委监督处处长刘帅认为,全国应对一期治理工程进行细化的评估普查,包括资金使用、技术突破、治理效果、管理水平以及政府业绩等多方面,并以此为基础来确定二期治理项目的目标。不久前,他已向环保部污防司固体废物处提出了这一建议。 催逼市场

《财经》记者了解到,目前国家对铬渣二期工程已确定了专项行动规划,共计划定了全国61个铬渣污染场地,预计投资100多亿元。“投资远远不够,保守估计至少需200亿元。”一位业内人士称。

在国家二期规划尚未公布之前,长沙铬盐厂已作为试点另谋出路。据上述技术人员称,当地政府希望未来能由中标的修复公司先行垫付修复资金,待修复完毕后享受土地的开发权,“实际上是政府对现有修复技术不确定,是与修复公司的相互探底,你不是想拿标吗?那就考验你的技术究竟好不好”。

但这种修复及开发方式很难落地,也无法推广。原因是,修复资金太高,中标公司很难能垫付得起,一个项目的修复资金至少数亿元。另外,企业的顾虑是并非所有项目都可以土地溢价,不少项目远在郊外,即便修复完了,土地也很难卖出好价格。

黄锦楼分析,“资金问题和责任主体不清晰是制约土壤修复发展最重要的两个原因,对重金属污染的耕地,即使使用目前最低廉的方法修复,每亩也需花费5万元到10万元。”

仅耕地这一项修复所需资金总额就将达数万亿元。湘乡市政府也曾考虑过,让厂区周边多个村庄搬迁,最终因为成本太大搁置多年。

负责湖南铁合金厂铬渣修复的五矿(湖南)铁合金有限责任公司(下称五矿湖铁),受市场影响“自身已难保”。其办公室秘书谭海斌对《财经》记者说,接手湖南铁合金厂的前三年盈利,从2011年起已连续三年亏损,三年里分别年亏损1.4亿元、3995万元、4270万元,“上级公司五矿集团给定的亏损额是每年3500万元,如果完成这一目标会有奖励,我们之前还讨价还价希望争取到亏损4500万”。

目前,土壤修复资金主要依靠国家财政以专项资金的形式划拨。

此前,湖南省以发行债券的方式,筹集了67亿元治理经费,弥补湘江流域治理资金缺口。2013年9月,湘江流域污染治理列入湖南省政府“一号重点工程”,目前湘乡市再次上报该项目,希望能列入其中获取资金。

“在市场还没有规范形成时,修复公司很愿意去做中试分得一杯羹,但缺乏长期投入的动力,因为很难看到效益和产出。”黄锦楼说。

他建议,未来的修复及开发模式,除了中央专项资金投入外,地方政府可联合主体企业,按比例投资来设立基金。聘请专业的第三方修复公司或科研机构,由技术小组根据土壤理化性质、污染状况来制定不同的修复和开发方案,再由政府来寻找土地开发方。

在全国都卡在资金匮乏与技术难题时,中国环科院土壤污染与控制研究室研究员谷庆宝倾向于保守治理,“还是要开展更多的示范工程,还没到大范围治理的阶段。从控制过程、环境管理方面还没有哪个方案很完美,所以进一步示范工程十分必要”。

重金属污染篇2

近日媒体又曝出婴幼儿米糊重金属污染事件,这无疑会给经历了毒牛奶、毒奶粉、毒奶瓶的家长们增添了新的恐慌,相对于之前可以将板子打到无良厂商身上,这次的食品安全问题其实我们大多数人都要承担责任,原因就是这次米糊污染的重金属并不是由生产厂家直接造成的,而是因为我们的土地已经因为人类的粗暴行为广泛污染了,在这些被污染的田地上种出来的粮食作物不可避免地会含有有毒的成分,虽然这次报道的是国外的婴儿米糊,也没有指出大米的原料产地,但现实的状况让我对国产大米无法持乐观的态度(何况已经出现了毒大米和霉大米事件),这意味着即使家长自行购买大米,自己加工成米糊或者米粥,也很难保证绝对的安全,也许我们真要期望经过历次有毒食品的磨练后,我们的后代能进化出超强的解毒能力。

既然我们的环境包括被我们自己污染的土地和海洋,重金属污染的存在已经是一种客观事实,而如何减少和清除重金属污染是一项庞大而长期的工程,我们的孩子无法去等待完成的那一天才进食,我们唯有探讨一下眼下如何减少重金属污染对孩子的伤害:

1 避免提早添加辅食以减少摄入重金属,毕竟辅食污染重金属的风险大于单纯进食母乳,而且重金属的危害与儿童的年龄相关,建议辅食添加不早于六个月。

2 避免或者减少摄入重金属污染风险大的食物。重金属污染有逐渐积聚的特性,所以生长期长的大米比生长期短的水果蔬菜重金属含量更高;动物由于进食被污染的食物也会积聚重金属,通常会沉淀在骨骼当中,这样如果以骨粉作为补钙食品是有相当的危险的。有些家庭爱用猪骨头熬汤和煮粥,所幸的是其中的金属成分(包括有益的钙质和有害的重金属)都不容易溶解于水中,所以风险不算大;反而南方孕产妇爱吃的姜醋(由姜、甜醋、带壳鸡蛋和猪骨头制成),由于醋酸的作用,骨头中的重金属有可能被释放出来,是否会污染母乳值得探讨。近海例如珠江口海域的污染不可谓不严重,产出的贝类应该是重金属污染的高危产品,包括营养学家青睐的生蚝、本地居民热衷的瑶柱以及号称自然补钙佳品的牡蛎壮骨产品。

3 通过增加奶类食品减少重金属的摄入,因为奶中大量的钙质有拮抗重金属的作用,同时增加奶类也相应减少了进食辅食。

重金属污染篇3

摘 要:针对贵州省不同污染区进行土壤重金属污染特征对比、总结,探究导致土壤重金属受到污染的原因,以及影响污染程度的主要因素。本文首先对贵州省污染区做了简要介绍,具体分析了污染区土壤重金属污染特征,从而提供良好的解决措施。

关键词:贵州省;土壤;重金属

前言:近年来,我国耕地受重金属污染比例范围在逐渐扩大,一旦重金属受到污染,则土壤的稳定性会相应降低,同时,土壤肥力也会受到不利影响,农产品质量会随之下降。贵州省土壤重金属污染存在地区差异性,对此展开化学特征探究,能够在掌握污染现状、原因的基础上,提出有效治理措施,进而优化食物链结构,保障人体健康。

1污染区基本介绍

1.1研究区域

本文所选贵州省研究对象主要有毕节赫章野马川(a区)、开阳县金中镇(b区)、白云区曹关村(c区)、六盘水市水城县倮摩村(d区)、清镇市后午(e区)、幸福村(f区)、花溪区久安乡(g区)、大湾镇安乐村(h区)、青岩镇二关村(i区)、乌当区新庄(j区)。

1.2样品收集

由于样品采集存在明显的地域差异性,应用蛇形布点法进行样点采集活动,每一样点采集样品数量为8――17个,每一样品采集0――19厘米耕层土壤,选取最少6个点的混合样,应用四分法取1.5千克后放入标好号码的试验袋。然后使其自然风干,待风干后研磨、筛选、均匀混合,样品处理的过程中常用玛瑙、木质用具,同时避免用具污染[1]。

1.3样品分析

取0.11克样品数量于26毫升比色容器中,加入2.5毫升王水将其消溶,消融世间120分钟后,静置定容,然后用X2型号的ICP-MS对其进行重金属测量,样品回收率在91%――106%之间,证明回收率较好。在规格为55毫升的烧杯中加入6克过筛风干土,然后加入不含二氧化碳的纯净水,土水比例为1:4,将烧杯均匀摇晃,静置半小时后,用PUS-3C型酸度计检测。

2污染区土壤重金属污染特征分析

2.1含量水平及风险评估

不同区域土壤样品研究结构显示,不同区域土壤重金属Zn、Cr、Pb、Cu、Cd、As含量不相一致,并且超标情况也不尽相同。其中,超标情况最严重的为d区,Zn超标达10倍,Pb超标达5倍,Cd超标达75倍,Cu超标达4倍,As超标达5倍,d区不适宜种植农作物。应用内梅罗综合指标法进行风险评估,当单因子污染指数小于等于0.9时,则说明样品未被污染,反之,则证明样品已受污染。评估结果表示,b区受污染程度最小,污染因子为0.889,但是也应予以重视,该地土壤镉含量较高;C区、e区、g区、i区属于轻度污染区;j区属于中度污染区,该区域受污灌影响Cd含量较高;a区和d区主要受铅锌矿冶炼影响,Cd、Zn等含量较高;f区和h区的重金属含量均超耍主要受煤矿开采影响。从个别污染指数来讲,除e区和g区以外的其他区域的Cd含量较高[2]。

2.2聚类及成分分析

聚类分析:即对不同数据应用DPS软件进行分组,同组区域存在较多相似度,不同组别间相似度较少。其中,b区、c区、e区、g区、i区为一组,除g区外,其余四个区域的污染情况较轻,污染指数小于1.5;a区、d区、j区为一组,分别为中度污染、重度污染、重度污染,污染指数在2.5和9之间;f区和h区污染指数均大于9,分别受铅锌冶炼厂和煤矿开采影响。

成分分析:应用数学降维法进行成分分析,探究污染源以及污染变化情况。重金属主成分被分为两组,其中,Zn、Cr、Pb、Cu、As为一组,Cd元素为另一组。两组间的变化趋势存在差异性,第一组变化趋势呈现一致性,第二组则与外源污染存在联系。e区污染源来自土壤自身和煤灰堆放;g区主要污染源来自酸性矿山废水和煤矸石堆放,Pb含量较高;j区受生活污水以及养殖场排放废水影响严重。其余区域主要受工业冶炼和煤矿开采影响,导致重金属污染量增加。a区Cr较高主要烟气沉降影响;d区Pb含量较高主要受炼锌废渣影响;f区污染源主要来自煤矿开采[3]。

2.3污染区分布与土壤酸碱值关系分析

土壤酸碱度(PH)类型主要有五种,分别是强酸、强碱、中性、酸性、碱性。本研究参与研究的土壤PH值呈酸性,其中强酸性为16.2%、中性为23.3%、酸性为60.4%。g区PH值最低为3.0,属于强酸性,这主要是因为灌溉水来自酸性矿山;c区和j区PH值呈中性,分别受赤泥堆滤液和钙镁沉积影响较大;a区和f区PH值呈强酸性,后者主要是煤矿开采导致的。从不同区域酸碱值分析可知,重金属污染与其存在的相关性较小,在一定程度上受污染源影响较大。以污染源为中心,距离污染源由近到远的区域重金属污染数值分别为76.72/20.32/13.05/1.605mg/kg,并且Cd含量也随之减少。

结论:综上所述,贵州省不同区域存在重金属污染情况存在差异性,同时,主成分分析所得到的结果也有区域性,即研究区域不仅存在重金属背景值,而且还有叠加污染源。此外,重金属污染受污染源距离影响显著,即污染源越近,重金属污染情况越严重。

参考文献:

[1]朱恒亮,刘鸿雁,龙家寰,等. 贵州省典型污染区土壤重金属的污染特征分析[J]. 地球与环境,2014,04:505-512.

[2]郑丽萍,王国庆,林玉锁,等. 贵州省典型矿区土壤重金属污染对蚯蚓的毒性效应评估[J]. 生态毒理学报,2015,02:258-265.

[3]张清海,陆洋,林绍霞,等. 贵州省典型名优茶产区土壤重金属污染及在茶叶中的富集[J]. 江苏农业科学,2012,08:292-294.

重金属污染篇4

关键词:重金属;污染;土壤;

Abstract: At present, the soil heavy metal pollution research in our countries is a rather hot topic. In a broad range of data collection, based on the prevention and control of soil heavy metal pollution, the paper put forward some Suggestions and ideas.

Key Words: heavy metal; pollution; soil;

中图分类号:[TE991.3]文献标识码:A 文章编号:

一项由原国家环保总局进行的土壤调查结果显示,广东省珠江三角洲近40%的农田菜地土壤遭重金属污染,其中10%属严重超标。由于土壤重金属污染具有隐蔽性、不可逆性和持久性,对生态环境和人类健康影响深远,所以土壤重金属污染问题越来越受到人们的关注和重视。

一、土壤质量的涵义与土壤重金属污染

根据联合国粮食及农业组织(FAO)相关专家对土壤质量的定义,结合国内外尤其是美国、澳大利亚、欧盟等一些国家学者对土壤质量的普遍看法,所谓土壤的质量,与土壤中的重金属含量是决不可能画上等号的。我们不能认为土壤中重金属的含量低就认定土壤的质量高,反之亦然。根据对土壤质量的比较权威的定义,土壤的质量并不就是指土壤的质地,也不是指土壤为植物提供P、N、K等一些营养成分的能力,而是指能够支撑农产品的生产能力、保护生态环境、保护动物以及人类的健康与保护食品的安全等综合能力。FAO对土壤质量的定义主要是从测定土壤的生物、物理和化学性质的大概100多种指标而来。其中生物参数的指标是比较重要的。也就是说,代表土壤的生命活力主要是土壤中生物以及生物的多样性,其中土壤中的生物多样性就是土壤质量的核心组成,也就是土壤质量的内涵。

土壤具有同化和代谢外界环境进入土体的物质的能力,也就是常说的自净能力。当土壤中重金属的含量超过土壤的自净能力或者明显高于土壤环境基准或土壤环境标准,并引起土壤环境质量的恶化,这就是土壤重金属污染。

二、土壤中重金属污染的危害

(1)在自然生态系统中,大气环境、水环境和土壤环境的物质循环联系紧密,土壤的污染物会随着土层的迁移与地表径流,从而污染地下水、地表水,也会污染其他新的土壤,甚至会通过挥发产生大气污染。

(2)土壤中的重金属污染让紧张的耕地越来越短缺。由重金属污染造成土壤质量下降而导致耕地面积的减少,更加剧了对我国耕地红线的冲击。目前这种情况并没有出现减缓的趋势。

(3)重金属污染物通过影响土壤中某些微生物的数量与活性,从而影响土壤的活性。另外,重金属污染物大多对生物具有一定的毒害作用,因此土壤重金属的含量对农作物的产量有很大的影响,甚至会导致农作物的减产,所以土壤的重金属污染影响到农业生产的可持续发展。

(4)大多数重金属污染物难以降解,在生态系统中,生物富集现象显著,将直接或间接危害到处于食物链顶端的人类的身体健康。

(5)土壤的重金属污染物在迁移和转化的过程中,除了浓度的累积,毒性也可能会增加,例如汞的生物甲基化,这更加剧了土壤污染带来的危害。

三、土壤重金属污染的来源

(1)污灌。在缺水地区,污水灌溉解决了农用供水不足的问题,起着保证农作物产量的作用,同时也带来了土壤污染及地下水污染等问题。

(2)化肥、农药以及塑料薄膜的大量使用。不合理的农药和化肥的使用会使土壤被重金属所污染,某些化肥含有过量的重金属Zn、Cd、Pb等。农用塑料薄膜释出的Cd、Pb也会造成土壤重金属污染

(3)大气的沉降。工厂排放的烟气、粉尘等气体污染物经大气环流扩散,以干、湿的沉降方式进入到水体与土壤中。

(4)含重金属固体废弃物。工业废弃物、矿产的开采与冶炼产生的废渣、涉重金属企业污水处理系统产生的污泥等含重金属危险废物是土壤重金属污染的主要来源。

(5)交通运输的污染。交通运输中重金属的污染来源于汽车排放的尾气及轮胎磨损产生粉尘。

四、政府对防治土壤中重金属污染采取的措施

(1)提高涉重金属建设项目的准入门槛,有效控制新增污染源。对不符合产业布局、行业发展规划、环保规划的建设项目坚决不予上马。符合产业政策的涉重金属项目实行入园建设、统一规划布局、统一管理。

(2)摸清管理辖区地域,特别是农作物产地土壤质量状况,强化土壤重金属污染物的跟踪监测,划分种植功能区,对超标受污染的土壤进行修复。落实环保目标责任考核、行政问责制度,对超标区域实行挂牌督办、区域限批。

(3)推行清洁生产,加快涉重金属行业转型升级。通过实施清洁生产审核,从源头上削减重金属污染物的排放,提高资源利用效率,减少污染物末端治理的压力。

(4)加密对涉重金属企业污染物排放情况的监督性监测,对国控、省控重点企业至少每两月监测一次。强化企业自行监测,适时推行涉重金属污染源、重点流域在线监测监控。

(5)加强环境监管,严格环境执法。严厉打击涉重金属行业违法排污行为,对环保设施运行不正常、偷排、超标超总量排放等环保违法行为从严处罚,严格执行含重金属危险废物转移联单制度。

五、治理土壤中重金属污染的方法

(1)生物修复法。这种方法主要是通过一些特殊的微生物与植物把土壤中的重金属利用新陈代谢的作用去除或者转化其形态,降低重金属的毒性,使土壤得到一定程度的净化。

(2)热处理方法。热修复处理法的原理其实就是运用了污染物的热挥发性,利用高频电压所产生出来的电磁波,把土壤进行加热,使土壤中的污染物能够解吸出来,由此达到修复的目的。该方法对重金属汞的治理效果显著。

(3)排土、客土和水洗法。排土就是剥去表层受污染的土壤,客土就是在被污染的土壤上覆盖未受污染的土壤。水洗法是通过清水灌溉稀释或洗去重金属离子从而降低重金属污染物的含量。

(4)化学修复方法。这个方法是利用某些化合物与土壤中的重金属反应所形成的络合物,很容易和酸根离子发生反应产生沉淀的特点,通过投加一些改良剂到土壤里来降低土壤中重金属的迁移性,减少其含量,从而达到修复以及治理土壤的目的。

六、结束语

土壤中重金属污染问题隐蔽、危害大,难以治理。国土资源部曾公开表示,中国每年有1200万吨粮食遭到重金属污染,直接经济损失超过200亿元。经济发达地区普遍存在着土壤重金属污染问题。随着产业转移,一些东部地区的高能耗、高污染项目开始往中西部省份转移,中西部欠发达地区的土壤环境也面临着重金属污染的威胁。近年来频繁见报的重金属污染事故,时刻警醒着人们要重视土壤中的重金属污染的问题。

参考文献:

[1]李泽琴 程温莹 罗丽.地质灾害与环境保护,2002(12)

[2]陈志良 仇荣亮 张景书.重金属污染土壤的修复技术[J].环境保护,2002(06)

[3]华珞 陈世宝 白玲玉.有机肥对重金属锌污染土壤改良效应[J].农业环境保

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[4]王凯荣.我国农业重金属污染现状及其治理利用对策[J].农业环境保护,1997(02)

[5]夏星辉 陈静生.土壤重金属污染治理方法研究进展[J].环境科学,1997(05)

重金属污染篇5

国家环保部数据显示,2009年重金属污染事件致使4035人血铅超标、182人镉超标。引发32起。数据还显示,全国每年因被重金属污染的粮食高达1200万吨,相当于广东一年的粮食产量,可以养活常住珠三角的4000万人口。

2012年3月21日,环保部等九部委联合通知,要求在2012年深人开展整治违法排污企业保障群众健康环保专项行动。环保部部长周生贤表示,要以最严厉的措施整治重点行业重金属排放企业环境污染问题。

重金属污染事件频发

广西龙江的镉污染事件,是中国重金属污染事件的又一案例。“这次镉污染事件在国内历次重金属环境污染事件中是罕见的。”一位参与事件处置的专家告诉记者。

近年来,仅发生的镉污染事件,就有2005年的广东北江韶关段镉严重超标事件,2006年的湘江湖南株洲段镉污染事故,2009年的湖南省浏阳市镉污染事件。至于其他重金属污染事件,仅“血铅超标”事件,就已涉及陕西、安徽、河南、湖南、福建、广东、四川、湖南、江苏、山东等省。

2011年2月,国家环保部部长周生贤在出席有关重金属污染综合防治“十二五”规划会议时也谈到,“从2009年至今,我国已经有30多起重特大重金属污染事件。严重影响群众健康。”

据了解,重金属污染指由重金属或其化合物造成的环境污染,主要由采矿、废气排放、污水灌溉和使用重金属制品等人为因素所致。既有因人类活动导致环境中的重金属含量增加,超出正常范围,并导致环境质量恶化,也有个别地区如喀斯特地区因石漠化导致重金属释放。

近10多年来,随着中国工业化的不断加速,涉及重金属排放的行业越来越多,包括矿山开采、金属冶炼、化工、印染、皮革、农药、饲料等,再加上一些污染企业的违法开采、超标排污等问题突出,使重金属污染事件出现高发态势。

2011年“两会”期间,全国政协委员、国家环保部中国环境监测总站办公室副主任温香彩告诉记者,我国重金属污染中,最严重的是镉污染、汞污染、血铅污染和砷污染。

一些地区污染比较严重

值得注意的是,一向被认为是高科技行业的it行业也与重金属污染挂钩。因制作中国水污染地图而闻名的民间环保人士马军曾在2011年联合30多家环保组织一起《2010it品牌供应链重金属污染调研》,该调研报告显示,珠三角、长三角等地区有大量生产印刷线路板的企业不能稳定达标排放,给当地河流、土壤和近海造成了严重重金属污染。

中国重金属污染呈现出地域差异。温香彩说,东部比西部严重,南部义比北部严重,珠三角地区尤为显著。另外,像湖南等有色金属大省也是重金属污染的重点地区。湘江是中国重金属污染最严重的河流。

一项由原国家环保总局进行的土壤调查结果显示,广东省珠江三角洲近40%的农田菜地土壤遭重金属污染,且其中10%属严重超标。2008年,中山大学生命科学学院的科研团队分别在广州6个区各选择2个农贸市场采集蔬菜样本,分析样本中镉、铅的含量情况,结果发现,叶菜类蔬菜的污染情况十分严重,除1种为轻度污染外,其余5种均达到重度污染水平。

在巾国东南部一些区域,重金属污染出现了比较严重态势。

一个需要警惕的趋势是,随着产业转移,原本重金属污染只是零星分布的西北地区也开始面临威胁。

近年来,一些东部地区的高能耗、高污染项目开始往中西部省份转移,这其中,尤其是化工企业、光伏企业和制药企业,由于中西部省份经济比较不发达,患有严重的“项目饥渴症”,对环境的监管水平和力度相对不足或主动放松,导致中西部地区的污染事故也频频出现。

重金属污染对生态影响极大,2009年的浏阳镉污染事件殃及当地的瓜果蔬菜,当地产的水稻和蔬菜都呈黄褐色,茄子辣椒则形态恐怖。

重金属污染危害严重

温香彩说,重金属污染不像大气污染,既闻不到,也看不到,被重金属污染的水体或土壤,即使含量很低,只要超标了对人体伤害也会很大。而且,不同于其他污染物的可降解特性,重金属污染物不仅不可降解,还能在环境里累积和循环,由此也加重了对人群的危害。

她说,重金属污染对身体的危害主要是“三致”,致癌、致疾、致突变。

多种资料均提及,重金属在人体内能和蛋白质及各种酶发生强烈的相互作用,使它们失去活性,也可能在人体的某些器官中富集,如果超过人体所能耐受的限度,会造成人体急性中毒、亚急性中毒、慢性中毒等,对人体会造成很大的危害。[论文网]

资料显示,血铅污染所导致的毒性效应是贫血症、神经机能失调和肾损伤,易受害的人群有儿童、老人、免疫低下人群。镉的毒性很大,可在人体内积蓄,主要积蓄在肾脏,引起泌尿系统的功能变化。镉也能够取代骨中钙,使骨骼严重软化,并可干扰人体和生物体内锌的酶系统,易受害的人群是矿业工作者、免疫力低下人群。砷通过n乎吸道、消化道和皮肤接触进入人体,如摄人量超过排泄量,砷就会在人体的肝、肾、肺、子宫、胎盘、骨骼、肌肉等部位蓄积,与细胞中的酶系统结合,使酶的生物作用受到抑制失去活性,特别是在毛发、指甲中蓄积,从而引起慢性砷中毒。砷还能致癌。

九部委令地方亮“老底”

在国家对重金属行业的环保整顿升级下,像“铅蓄电池行业80%企业被勒令关停”的一幕,将在更多涉重金属行业加速上演。

环保部、国家发改委、工信部、监察部、司法部、住建部、工商总局、安监总局、电监会3月21日晚间联合通知,要求在2012年深入开展整治违法排污企业保障群众健康环保专项行动。环保部部长周生贤在早间的电视电话会议上表示,要以最严厉的措施整治重点行业重金属排放企业环境污染问题。

一位参会官员向记者透露,去年铅蓄电池领域的“环保之火”将延烧到涉铅、镉、汞、铬及类金属砷的重点行业及重点地区,九部委将强令地方在年底前“亮老底”,从而倒逼各地重金属企业关停整顿。

相对于2009年以来的历次专项行动,今年的亮点在于,涉铅、镉、汞、铬及类金属砷重金属排放企业的相关信息,均被要求比照去年铅蓄电池“环保风暴”的标准向全社会公布。该官员称,到今年底,各地环保部门、民间环保组织均可以根据已公开数据“绘制”一幅中国重金属污染的“地图”。

在信息公布标准方面,记者从环保部获悉,全国31个省(不含港、澳、台,新疆生产建设兵团单列)均公布了2011年铅蓄电池生产、组装及回收(再生铅)企业名单,包括企业名称、洋细地址、生产状态(在建、在产、关闭、停产等)、生产类型、产量、危废处置量、废水废气排放是否达标等多项指标。

中国科学院地球化学研究所副所长冯新斌告诉记者,区别于一般的排

,重金属污染物对于环境和人体的危害可能要到很多年后才爆发,因此被一些只重视眼前利益的企业所忽略。他说,上报所在区域的重金属污染企业名单,无疑是给当地政府“政绩”带来压力,推动地方进行自主的整治行动。

周生贤要求,各地要在2012年6月30日前。公布辖区内所有重有色金属矿采选、冶炼以及皮革鞣制、电镀企业的名单及整治进展情况,更新铅蓄电池企业整治信息,接受社会监督。

参会官员向记者透露,专项行动的工作方案已通过各部委会签,要求各地在今年4月将整体部署工作完成,分解九部委的任务目标;预计11月底专项行动“收官”。

值得注意的是,本次环保专项行动力度空前加大。周生贤在会议中强调,特别是在涉铅、镉、汞、铬及类金属砷的重点行业及重点地区,严格执行“六个一律”和“双否决”。也就是说,相关违法企业将面临停止建设或生产、停产整治、停止非法经营活动、追究法律责任等重压;发生重金属重大污染事故的地区,将被取消其“环境保护模范城市”“生态示范区”等评优资格,并且否决该区域的重金属防治目标考核,从而对其区域环评限批。

哪些地区和行业将受到较大压力?中国环境科学研究院研究员薛志钢告诉记者,就其所在单位的调研所知,湖南长株潭地区、贵州铜仁、辽宁葫芦岛均是重金属污染较为密集的典型地区。

记者采访中了解到,涉铅、镉、汞、铬及类金属砷的行业,除了多集中在有色金属矿产开采和冶炼外,还涉及到电池、煤炭、医药等很多工业领域,不仅范围广且涉及到的企业数量规模惊人。

在国内一家大型有色金属集团内部人士看来,国家和地方对重金属行业的整治将推动行业的兼并重组,不达标的中小企业将面临大面积倒闭潮。

上海市环保局局长张全建议,在重金属污染的末端治理之外,国家亟待加快涉重行业和企业的布局调整和结构调整。一是若上述行业和企业集巾在人口密集区,即便单个企业都实现达标排污,久而久之还是可能超过当地环境承受力并危害人体健康;二是由于新能源汽车等行业对重金属存在巨大需求,一些“小、散、乱”企业仍会为利润“顶风作案”;三是除了有色金属矿采选和冶炼等排放大户外,搪瓷制作工艺中就涉及镉、铅、汞等重金屈,后者布局更分散,更易忽视,更难治理。

监测治理都不能少

面对重金属污染形势的日益严峻,在今年的“两会”上,代表委员认为,我国应尽快完善相关法律法规体系,加强对大气、水土中的重金属监测,建立重金属污染防治机制。此外,还应推进技术创新和产业升级,通过技术手段减少污染物的排放。

全国政协委员、民革重庆市委主委夏培度指出,随着城市化、工业化进程加快,重金属污染形势日益严峻,不管西部还是东部,都变成了重金属污染重灾区。关于大气、水资源、海洋污染,国家都出台有相关法律,但有关重金属的污染防治至今没有一部法律。而且,人们对重金属污染的隐蔽性、滞后性认识不充分。

他建议国家对重金属污染防治进行立法,依靠法律,齐抓共管,摸清底数,控制增量,消化存量,建立摸底排查制度、防治和补救制度、防治保障机制以及相应的土壤重金属预警制度等。

据中国科学院南京土壤研究所研究员黄标介绍,衡量重金属污染最主要的指标是土壤、水、大气沉降、植物等环境介质中重金属的含量。虽然除了大气沉降外,我国对其他环境介质都颁布了部分重要重金属元素的国家标准,但遗憾的是,各产业重金属污染防控的详细规范和标准仍相当缺乏,国家还缺少一定的规范和标准来调控重金属在环境中的积累。

骆沙呜则表示,当前我国重金属污染的治理与修复任重道远。而治理与修复的前提就是建立比较完善的重金属污染监测工作刚络,加强对各地土壤及水源污染状况的调查分析,科学防治。

同时,通过技术创新和产业升级,实现重金属相关行业的清洁生产,也是重金属污染防治的重点。目前,化工行业已经开始加强技术研发的力度,推广低汞触媒生产与废汞触媒回收一体化,同时加强无汞触媒的研发工作;中国无机盐工业协会已提出铬盐行业的整改措施及铬渣治理时间表,加紧开发铬盐清沽生产技术;电池行业也在重点推进重金属电池企业的技术革新,规范行业清洁生产,从源头治理重金属污染。

全国政协委员、中国五矿集团总裁周中枢认为,重金属污染治理是一项长期性工作,为实现环境治理和企业发展的双赢,建议国家对有色冶炼等重点行业给予更多的政策倾斜,支持其加大投入,推进技术改造升级或易地建设,在先行试点、总结经验、完善机制等基础上再扩大到其他企业和行业。

家园保卫战已经打响

“近年来发生的重金属污染事件产生了很大的影响,足几十年甚至上百年都难以消除的。频繁发生的事故给我们敲响了警钟。目前湘江以及许多河流都存在重金属污染,这可能对粮食生产造成深远的不良影响。”全国政协委员、中国科协副主席、中国工程院院士黄伯云说。被称为“有色金属之乡”湖南省率先制定的《湘江流域重金属污染治理实施方案》,于去年3月成为第一个获国务院批准的重金属污染治理试点方案。

2011年初,国家层面的《重金属污染综合防治“十二五”规划》,要求到2015年,重点区域铅、汞、铬、镉和类金属砷等重金属污染物的排放比2007年削减15%。2011年3月,国务院九部门部署开展了全国整治违法排污企业保障群众健康环保专项行动,对重金属污染进行了集中接治。

在中央的推动下,各地方重金属污染整治行动大范围铺开。记者了解到,目前我国各省、市、自治区的重金属污染综合防治“十二五”规划已基本完成。

广两省以环境倒逼机制大规模推动涉重金属产业进行转型升级,要求环境敏感区域内存在污染隐患的生产企业和危险化学品生产企业,全部限期迁入工业园区;坚决依法关停不符合国家产业政策的涉重金属企业和落后产能。

甘肃省了《甘肃省重金属污染调查实施方案》,今年还将安排200o万元资金开展重金属污染详查工作。山东省淄博市环保局则对本市235家涉重金属和“双危”企业进行全面排查;还要求化工行业完成淘汰10万吨/年以下的硫铁矿制酸生产装置和使用高汞催化剂的乙炔法聚氯乙烯生产装置任务等。

重金属污染篇6

关键词:土壤 重金属 复合污染

中图分类号:X131.3 文献标识码:A 文章编号:1674-098X(2016)10(a)-0071-02

近年来由于人类科技的不断进步和工农业的迅猛发展,土壤环境中的污染物种类和总量日渐增长,使得土壤环境重金属污染很少以单元素的形式存在,多滴两种或者多种元素共存,即多种重金属元素形成重金属复合污染(Teutsch N et al.,2001年)。土壤环境中各种重金属的赋存形态因为不同重金属元素彼此的各种相互作用如络合、吸附-解吸及氧化-还原等各种理化作用制约,而且重金属元素的移动性、生物有效性和生理毒性对重金属彼此作用有着显著响应关系(Tandy et al.,2009年)。这也是形成土壤环境重金属复合污染对生态系统的影响效应不同于单一元素重金属污染的主要因素。至此,重金属复合污染已然成为环境科学研究中又一个热点(Zhong et al.,2012年)。

1 土壤重金属污染

重金属通常是指比重等于或大于5.0 g・cm-3的金属,如汞、镉、铅、镍、铜、铁、锰等(Adriano,2001年);砷是介于金属与非金属之间,与重金属元素的环境效应和化学特性存在诸多相近之处,所以一般研究中将砷元素纳入重金属元素范畴(陈怀满,2005年)。

土壤环境重金属污染的特点是滞后性、隐蔽性、有毒性、难降解和污染现象不明显,但重金属含量在环境中形成污染效应后,对环境影响不容易改变和去除,具有较强的顽固性(郝春玲,2010年)。经调查,在我国大部分省份土壤环境中都存在程度不同、种类各异的重金属污染(王恒,2014年)。全国每年遭到重金属污染影响的粮食数量超过1 200万t,带来的经济损失超过200亿元(王燕等,2009年)。

重金属元素不仅在食物链的各级生物中不断传递进而富集,而且通过一定的生物作用转变成为毒性更强的大分子有机化合物,所以说重金属污染对于整个生态系统影响不仅是停留在让土壤环境质量下降,减少农作物产量和影响农作物品质,甚至对人类及动物的健康产生威胁;对于生态环境中其他要素都产生负面效应。

2 重金属复合污染

通常我们说绝对单一一种重金属元素污染环境的情况是不存在的,重金属元素在环境介质中都是相伴共存的。

一般认为的复合污染是指同一环境介质(土壤、水、大气、生物)受到多元素或多种化学品(多种污染物)对其的同时污染(陈怀满等,2002年)。因此土壤重金属复合污染可定义为:在土壤介质中,两种或两种以上重金属元素同时存在,满足各种重金属元素的赋存浓度大于国家土壤环境质量标准或者没有超过相应标准但对于土壤环境质量已经产生影响作用的土壤污染(周东美等,2005年)。重金属复合污染中各种重金属元素相互作用极其复杂,并且重金属复合污染在土壤环境中更为普遍,因此重金属复合污染相关研究工作也成为环境污染领域重要开拓方向之一。

3 重金属复合污染特点

相对于单一重金属污染,土壤重金属复合污染中重金属迁移转化遗存效应的影响因素更多且更为复杂。研究者在1939年提出复合污染效应分为叠加效应、同向效应和驳斥效应3种不同类型(何勇田,1994年),其基本内涵是:叠加效应产生的毒性效果等于各污染物单独作用的毒性效果叠加之和;驳斥效应的毒性效果小于各污染物单独作用的毒性之和;同向效应产生的毒性效果大于各污染物单独作用的毒性效果之和。此外,在美国相应研究中将重金属复合污染的相互作用定义为单元素作用、协助、竞争、累积和屏障作用(Wallace,1982年)。

通常情况下,因为有着相近性质的不同重金属元素更容易对生态系统造成复合污染,而且不同重金属之间的相互作用会随着各自存在浓度的不同表现出特有的效应模式。镉锌复合污染研究表明,土壤中的锌元素浓度不同时,锌元素与镉元素对于水稻生理指标的联合作用效果存在差异。当土壤中锌元素添加浓度为100 mg/kg时,水稻生物量随镉元素浓度增加而不断升高,镉锌之间在此浓度时表现出同向效应;当锌元素添加浓度为200 mg/kg或者400 mg/kg时,水稻的生物量会因为镉元素浓度的增加反而降低,镉锌之间存在驳斥效应(周启星等,1994年)。

在土壤中存在铅镉复合污染情况下,因为铅元素可以争夺镉元素的土壤中的接触点位,促使镉元素活性增加,进而产生同向效应,使得土壤中镉元素的生物有效性提升,导致土壤-植物系统中镉元素的迁移转化更容易发生。(王新等,2001年)。

土壤中元素的含量和其与共存元素相互之间效应决定着生长在该土壤植株中的元素。研究表明,镉、铅、铜、锌、砷生理毒性呈现出对水稻苗的剂量与效应的正相关,表现出随着重金属添加浓度增加毒性作用越严重的现象。土壤环境中重金属复合污染存在两元素、三元素和多元素共存的各种组合形式。

参考文献

[1] Teutsch N,Erel Y,Halicz L,et al.Distribution of natural and anthropogenic lead in Mediterranean soils[J].Geochimica et Cosmochimica Acta,2001(65):2853-2864.

[2] Tandy S,Healey J,Nason M,et al.Heavy metal fractionation during the co-composting of biosolids,deinking paper fibre and green waste[J].Bioresource technology,2009(100):4220-4226.

[3] Zhong LY,Liu L M,Yang JW.Characterization of heavy metal pollution in the paddy soils of Xiangyin County, Dongting lake drainage basin,central south China[J].Environmental Earth Sciences, 2012(67):2261-2268.

[4] Adriano DC.Trace elements in terrestrial environments:biogeochemistry,bioavailability,and risks of metals[J].Springer,2001(33):532-541.

[5] 怀满.环境土壤学[M].北京:科学出版社,2005:522.

[6] 郝春玲.表面活性剂修复重金属污染土壤的研究进展[J].安徽农学通报,2010(16):158-161.

[7] 王恒.吉林省土壤-水稻系统环境质量分析评估及重金属复合污染研究[D].北京:中国科学院研究生院,2014.

[8] 王燕,李贤庆,宋志宏,等.土壤重金属污染及生物修复研究进展[J].安全与环境学报,2009,9(3):60-65.

[9] 陈怀满,郑春荣.复合污染与交互作用研究――农业环境保护中研究的热点与难点[J].农业环境保护,2002(21):192.

[10]周东美,王玉军,仓龙,等.土壤及土壤-植物系统中复合污染的研究进展[J].环境污染治理技术与设备,2005(5):1-8.

[11]何勇田,熊先哲.复合污染研究进展[J].环境科学,1994(15):

79-83.

[12]Wallace A.Additive,protective,and synergistic effects on plants with excess trace elements[J].Soil science,1982(133):319-323.

重金属污染篇7

摘 要:随着我国工业现代化的发展,很多工厂在生产过程中会产生很多重金属,在排水污水、废物时没有达到环保标准,导致土壤重金属污染非常严重。为了解决这一问题,保护周围土壤,提高农产品质量,在处理中应用了化学固化方法,该方法价格成本低,处理方便,应用范围广。下面就对这些方面进行分析,希望给有关人士一些借鉴。

关键词:重金属污染;治理;化学固化

中图分类号:X53 文献标识码:A DOI:10.11974/nyyjs.20170230222

1 土壤重金属污染危害

1.1 重金属污染导致的危害分析

重金属对土壤和水生态环境会造成严重的危害,在自然环境中,重金属是不能被降解的,植物在生长过程中,会吸收到植物内部,这样对植物的生长发育带来很大影响[1],不仅如此,人和自然是一个统一的整体,形成一个完整的食物链,如果人类误食了这些植物,就会对人体造成伤害,重金属危害性非常大,人体的微量元素含量都是有限的,如果超标,对人体是致命的伤害,人体中的蛋白质,核酸会和重金属发生作用,进而导致人体酶活性的下降,严重的情况还会消失,最终导致核酸结构发生很大变化,甚至会出现基因突变的问题[2]。

1.2 分析当前土壤中的污染情况

通过调查研究得知,农业、工业、以及城市事故污染是重金属主要的污染来源。比如在农业生产过程中,如果使用含有重金属的水体进行农作物的灌溉,或者使用含有重金属的化肥农药,对周围的土壤都会造成严重的重金属污染。而在工业方面,比如选矿采矿,还有冶炼和锻造过程中,其操作的每一个过程都会产生重金属,在排放的废水废气以及废渣中,如果不能很好的过滤消毒处理,那么水体进入土壤中,也会有严重的重金属污染[3]。在这种重金属浓度严重超标的情况下,会对周围的空气,水体,以及土壤造成严重的危害。而在城市当中,污水处理厂是重金属污染的主要来源,有关部门监管不力,导致污水没有达到国家标准就进行了排放,大量的污水引入生活用水中造成污染。

2 土壤重金属污染治理的化学固化分析

2.1 分析重金属固化的原理

为了避免重金属对土壤、地下水造成持续的污染,在应用化学固化方法中,先要向被污染的土壤中添加固化剂,土壤中的活性就会被改变,这样重金属和土壤中的移釉素会相互结合,在外在形式下出现一定的固化现象,为了保证土壤有记性,迁移性等,必须进行化学处理,恢复土壤的活性。化学固化作用后,土壤中的元素都有很大的改变,最终做到对污染土壤的修复。

2.2 沉淀在化学固化中的作用分析

在土壤中放入固化原料后,在不断溶解中产生一定的阴离子,这些阴离子和重金属相互结合,之后就开始出现重金属沉淀,生物有效性等都开始降低。最为常用的固化剂有石灰石,作用机理是将土壤中的pH提高,这样在其中重金属元素发生沉淀,重金属在土壤中其毒性会随时浸出,石灰石可以减少浸出量,这样重金属就会被固定,不会将污染范围继续扩大,控制污染的进一步恶化。

2.3 吸附在化学固化中的作用分析

通过应用化学固化方式,使用的化学元素作用在土壤层中后,这些固化材料对重金属有一定的吸附作用,原理是吸附剂对吸附质的质点有很强的吸引作用,但是处理中分为化学吸附和物理吸附,其中的沸石是主要的添加剂,经过科学人员的研究,沸石具有特殊的Si-O四面体结构,该结构吸附性非常好,在物理吸附作用下可以将 Pb 、Cd等重金属吸附到表面上,这样重金属就被固定减少土壤中的重金属污染。

2.4 分析配位在其中的作用

在固化过程中,会出现配位问题,不同配位表现的情况也不同,黏土矿物中层和层利用分子之间的作用相结合,这样在实际应用中,被重金属污染的土壤中,其金属离子可以进入到这些化学元素的内部,和层间元素结合,之后会和SiO元素发生晶间的配合,黏土矿物添加到污染土壤中后,就可以有效降低重金属生物性和迁移性,这样就对这些污染土壤进行了一定程度的化学修复。除此之外,这些改良剂还能和重金属离子发生很好的配位作用,将 Pb,Cd等重金属吸收,控制其对土壤的污染。

3 总结

通过以上对土壤重金属污染治理的化学固化研究,发现化学固化的作用非常大,其对重金属污染的处理非常强,效果非常好,在以后的发展中,要深入研究这一技术,进一步完善和提高,推动我国对处理重金属污染的技术和水平,为以后的发展奠定基础。

参考文献

[1]孙朋成,黄占斌,唐可,等.土壤重金属污染治理的化学固化研究进展[J].环境工程,2014(1):158-161.

[2]刘云国,夏文斌,黄宝荣,等.重金属污染土壤化学固化技术与萃取修复技术的应用及修复效果(英文)[J].中南林业科技大学学报,2012(4):129-135.

[3]景生鹏,黄占斌,景伟东.化学改良剂对矿区重金属Pb、Cd污染土壤治理的作用[J].资源开发与市场,2016(1):72-76.

重金属污染篇8

[关键词]重金属污染;水体污染;土壤污染;生态修复

[中图分类号]X71/799 [文献标识码]A [文章编号]1674-6848(2013)03-0005-11

一、重金属污染及其危害

目前,对于什么是重金属尚无严格的、被大家一致认可的定义。化学上一般根据金属的密度把金属分成重金属和轻金属。所谓重金属,是指相对密度在4.5g/cm3以上的金属。①在金属元素中,原子序数从23(V)至92(U)的天然金属元素共有60种,除其中的6种外,其余54种的相对密度都大于4.5g/cm3,因此,从相对密度的意义上讲,这54种金属都应该属于重金属。但是,在进行元素分类时,由于其中有的元素属于稀土金属,有的元素则被划归为难熔金属,所以,最终在工业上真正划入重金属的共有10种金属元素,即:铜(Cu)、铅(Pb)、锌(Zn)、锡(Sn)、镍(Ni)、钴(Co)、锑(Sb)、汞(Hg)、镉(Cd)和铋(Bi)。在环境污染方面,我们所说的重金属,主要是指生物毒性显著的汞(Hg)、镉(Cd)、铅(Pb)、铬(Cr)、锌(Zn)、铜(Cu)、钴(Co)、镍(Ni)、锡(Sn)、钒(V)、铍(Be)、铝(Al)以及类金属砷(As)等等。

在受污染的环境中,无论是在空气、泥土甚至饮用水中,都可能含有重金属,如引起衰老的自由基、对肌肤有伤害的微粒、空气中的尘埃、汽车尾气等,有些护肤品如润肤乳也可能重金属超标,甚至一些大米、小麦或水产品中也存在重金属过量的问题。这些重金属在化学上各有各的特性,在工业上各有各的用处,但它们都具有一个共性:当它们被吸入人体,并在人体中累积达到一定程度时,会造成慢性中毒。比如,汞被食入人体后,会直接沉入肝脏并对它造成伤害,而且汞对大脑视力神经的破坏也极大;含有微量汞的饮用水,长期食用会引起蓄积性中毒,如果每升水中汞的含量达到0.01毫克的话,则会引起强烈中毒。镉进入人体后会导致高血压,引起心脑血管疾病,并会破坏骨钙、引起肾功能失调。铅一旦进入人体就很难排除,会直接伤害人的脑细胞,特别是胎儿的神经板,从而造成先天大脑沟回浅,智力低下;对老年人则会造成痴呆、脑死亡等。总之,这些重金属中的任何一种进入人体并达到一定指标后,都能引起人的头痛、头晕、失眠、健忘、神经错乱、关节疼痛,并引发结石、癌症、乌脚病、白血病等多种疾病,从而给身体带来极大的危害。其中,一些重金属(如汞、铅、砷等)只要在人体内蓄积就会产生潜在的毒性,而另一些则通过氧、硫化物或氯化物形成化合物而具有毒性。

由于重金属污染的特殊性,其危害的严重性,以及重金属污染的难以排除和修复,所以,目前重金属污染被国际上公认为是对人类危害最大的污染形式之一。在界定重金属污染时,我们必须明白:虽然铜、锌等重金属元素是植物生长和代谢必需的微量元素,但当它们进入环境中的量超过环境的自净能力时,则具有相当的毒性,就会对生态系统造成污染、危害和破坏。此外,还应该知道的是:重金属污染并不只是近代才发生的现象,对距今7000年前格陵兰冰中铜浓度的检测表明,大约自2500年前开始水,(冰)中铜含量已超过自然水平,这种北半球早期的重金属污染是由于古罗马和中世纪原始的高污染炼铜技术所致,特别是在欧洲和中国,伴随着其“青铜时代”文明而来的则是难以避免的重金属污染。②但是,古代的重金属污染毕竟范围有限、程度不深,其危害性也并不明显,真正对人类造成重大危害的重金属污染还是发生在工业革命之后,尤其是自20世纪后期以来,随着工业化进程的步步深入,重金属污染才真正成为一个危害人类、困扰人类的严重问题。在我国,自20世纪晚期以来,不少地方的重金属污染问题也日趋严重,并引起有关部门的高度重视。

本文试图在对我国重金属污染现状进行描述的基础上,以江西省新余市的有关做法为例,对重金属污染的治理及其生态修复问题略陈管见,以期给其他受重金属污染的地区提供借鉴。

二、我国重金属污染的现状

要明白某一地区之所以会造成重金属污染,知道其污染源是问题的关键。所以,要考察某一地区重金属污染的现状,我们首先必须考察其来源。

(一)重金属污染的来源

重金属的来源非常广泛,传统上可以分为工业来源和农业来源。①其中,工业生产中的重金属污染,随着人们对金属矿产品需求量的不断增大而逐步加深;而重金属矿山的开采及其产品的利用是重金属污染的重灾区,也是全球重金属污染的源头所在。在采矿、选矿、冶炼、锻造、加工、运输等工业生产过程中,会产生大量的重金属污染,这是国内国外都遭遇过的一个残酷现实。排放的废水、废渣等直接进入水体及土壤中,废气中的重金属经沉降作用也进入土壤等环境中,从而使得环境中重金属浓度严重超标。如作为“有色金属之乡”的湖南,采选、冶炼、化工等企业多分布于湘江流域,1966年,湘江水体中检测出铬、铅、锰、锌、砷等重金属;1978年,湘江已成国内污染最为严重的河流之一;20世纪90年代之后,湘江水质呈恶化趋势,工业污染导致的重金属污染日益严重。废弃尾矿也是重金属污染的一个重要来源。矿区堆放的尾渣是一个普遍存在的环境污染源。尾矿中的重金属含量通常很高,在迁移转化过程中往往会带来严重的环境污染问题。

由于重金属的难以分解性,重金属被排入环境后具有永久性,且具有明显的累积效应,由此引发的环境问题日趋严重。以云南铅锌矿为例,云南拥有国内储量最大的兰坪铅锌矿和国内品位最富的会泽铅锌矿,②它的开采量日益增大,而产生的环境问题也随之日益增多。由于云南铅锌矿山布局分散、规模偏小、工艺技术落后、装备水平低,③并且有相当一部分乡镇和个体私营企业没有专门的尾矿坝,尾矿、废水随意排放了,加之由于当地开发无序,滥采滥挖,环保投入不足,导致矿山特别是铅锌矿山老化,品位下降,开采难度增大,造成一定的环境污染,并使得生态环境的修复、改造和维护难以进行。④

在农业生产中,污水灌溉、农药、劣质化肥等的不合理使用,也是重金属重要污染的重要来源。以磷肥为例,生产磷肥的磷矿石成分复杂,含有较多的重金属如锌、铬、镍、铜、镉、铅等,对其不合理使用,则劣质化肥中的重金属杂质会直接导致土壤的被污染。⑤

随着城市化进程的加快,一些有别于以往的为城市所特有的污染来源亦随之产生,城市正在日益变成重金属污染的重要来源之一,污染过程主要包括污水处理中产生污泥的堆放、垃圾渗滤液的泄漏、含铅汽油的使用以及汽车交通等。污水处理厂产生的污泥中含有大量的重金属,如不经处理直接排放,会对土壤环境造成二次污染。城市垃圾在焚烧过程中产生的飞灰及堆放填埋过程中产生的渗滤液中的重金属量通常也会严重超标。含铅汽油的燃烧是城市铅污染的一个重要来源,汽车轮胎添加剂中使用的锌也导致城市土壤的锌污染。研究发现,交通密集公路带土壤中铅、铜、锌、镍、锰、钴的含量均显著高于交通非密集区域土壤中的重金属含量,交通主干道两侧土壤中重金属元素的含量显著高于公园土壤,这表明交通运输过程中产生的重金属污染是相当严重的。①

(二)我国重金属污染的总体状况

我国是一个重金属开发历史悠久的国家。早在商代,我国就已经很好地掌握了炼铜技术,并凭此进入到文明化程度很高的“青铜时代”。到了春秋战国时代,则很好地掌握了炼铁技术。新中国成立后,由于社会经济发展的需要,重金属矿产的开发利用更是得以飞速发展,尤其是近几年,我国重金属产量和对矿产品需求量快速增长。目前,为了满足日益扩大的需求量,我国还在建立190万t新铅产能以及290万t锌产能。由此可见,重金属资源是国民经济发展的基础和重要的组成部分。当然,就像一把双刃剑,重金属在促进国民经济发展的同时,也产生了种种环境污染问题:一方面,重金属资源的开发为我国社会经济的快速发展作出了巨大的贡献,另一方面,大量重金属资源的不良开发活动势必会造成严重的重金属污染,尤其是乡镇、个体矿山的开发,由于其各方面的技术、设备简陋,环保意识缺乏等原因,对土壤、水源的破坏和污染均非常严重。②

据统计,目前全国不同程度遭受镉、砷、铬、铅等重金属污染的耕地面积已接近2000万hm2,约占耕地面积的l/5,③且绝大部分未得到合理治理。据农业部环境监测系统近年的调查,我国24个省(市)城郊、污水灌溉区、工矿等经济发展较快地区的320个重点污染区中,污染超标的大田农作物种植面积为60万hm2,占监测调查总面积的20%;其中重金属含量超标的农产品产量与面积约占污染物超标农产品总量与总面积的80%以上,铅、镉、汞、铜及其复合污染尤为明显。④如天津近郊因污水灌溉导致0.23×103km2农田受到污染;广州近郊因为污水灌溉污染农田27.0km2,因施用含污染物的底泥造成13.3km2的土壤被污染,污染面积占郊区耕地面积的46%;20世纪80年代中期对北京某污灌区进行的抽样调查表明,大约60%的土壤和36%的糙米存在污染问题。⑤又据我国农业部所作的全国污水灌区调查结果显示,我国目前污水灌区面积约140万hm2,遭受重金属污染的土地面积占污水灌区面积的64.8%,其中轻度污染的占46.7%,中度污染的占9.7%,严重污染的占8.4%,并且以汞和镉的污染面积最大。⑥此外,据统计,我国约有3万多公顷土地受汞的污染,有1万多公顷土地受镉的污染,每年仅生产镉米就达5万t以上,而每年因污染而损失的粮食约1200万t,严重影响了我国的粮食生产和食物安全。江西大余县污灌引起的Cd污染面积达5500万hm2,青岛市2.7-9%的农田土壤分别受到Cr、Hg、Cd、As、Pb、Cu、Zn等7种重金属的轻污染,沈阳张士污灌区多年使用沈阳市重工业部门排放的污水灌溉,有2533hm2土地遭受镉的污染,其中严重污染占13%,污水灌区人尿中镉的含量增高,癌症、风湿性关节炎、肾炎等平均患病率均高于清水灌区。⑦

(三)重金属污染的主要类型

与世界上其他许多被重金属污染的国家和地区一样,我国的重金属污染也是主要存在水体污染和土壤污染两种类型。

1.水体重金属污染

重金属污染已成为水环境面临的重要污染问题之一,著名的“公害病”——水俣病和骨痛病就分别是由重金属汞和镉污染引起的。重金属具有高毒性、持久性、难降解性等特点。一般而言,通过自然途径进入水体中的重金属一般不会对水体造成污染,但由于人类活动导致的大量含有重金属的污染物在进入水体之后,却既可以直接通过饮用水或生活用水作用于人体,也可以为水生动植物富集吸收而进入食物链,从而危害人畜安全。试验证明,镉质量浓度为1.0mg/L的溶液24h可使栅藻中毒,表现为细胞质萎缩以及叶绿体的被破坏。重金属对水生动物也有很强的毒害作用,短暂地暴露在高浓度的重金属溶液中的鱼类会产生应激反应,使鱼体的免疫能力降低。据研究,重金属铜、锌、锰的积累对鱼类的性别、体长都存在一定的影响。①

城市生活污水、工业废水和矿山开采、金属冶炼等所产生的污染物通过不同方式进入水中,是造成水体重金属污染的主要原因。目前,我国各大江河湖库普遍受到不同程度的重金属污染,其底质的污染率高达80.1%,而且已经开始影响到水体的质量。②据调查,2003年,黄河、淮河、花江、辽河等十大流域的流片,在不同程度上都遭受重金属污染,且都超标;2004年,太湖底泥中总铜、铬、铅均处于轻度污染水平;黄浦江干流表面沉淀物中镉背景值是正常值的2倍,铅则是背景值的1倍,而汞的含量也有明显的增加;苏州河中的铅全部超标,镉超标75%,汞则超标62.5%。总之,现在我国城市河流中的铅总量均超过了标准值,全国近岸河域海水中铅、汞、镉、铜等重金属也存在严重超标现象。③

2.土壤重金属污染

土壤是人类生态环境的重要组成部分,是人类赖以生存、生产、生活的主要自然资源之一,也是人类获取食物和其他再生资源的物质基础。近几十年来,随着人类对自然资源的过度开发和利用,农用化学物质种类、数量逐年增加,工业、城市污染逐渐加剧,导致土壤重金属污染日益严重,并已成为一个危害全球环境质量的主要问题。④

所谓土壤重金属污染,是指由于人类活动使重金属在土壤中的累计量明显高于土壤环境背景值,致使土壤环境质量下降和生态恶化的现象。其中,尤其受人们关注的是毒害性较大的汞、镉、铅、铬以及类金属砷。⑤重金属元素是一种潜在的污染物,很难被土壤微生物降解,它一旦污染土壤,便具有累积性、隐蔽性、长期性和不可逆性等特点,⑥治理起来将非常困难。因此,对重金属污染过的土壤进行改良和生态修复,已成为土壤学和环境科学领域的重要研究内容。

土壤重金属污染是影响人类健康和环境质量的主要问题之一。由于自然地理环境各组成要素之间是相互渗透、相互联系、相互作用的,介于无机与有机成分之间的土壤的质量恶化,必然会导致水圈、大气圈、生物圈也相应地发生变化。如土壤中的有害金属会通过雨水的冲刷、携带和下渗向水体中迁移或流失;附着在土壤颗粒表面的重金属容易在风力作用下进入大气;另外,土壤中的有害物质会影响到土壤表面的植物、土壤动物、微生物。总之,土壤中的有害金属最终会通过植物富集经食物链影响人体健康,还可能会通过饮用水或大气浮尘来危害人体健康。如广西某铅锌矿区的开发引发土壤的镉污染,当地居民有很多人出现腰背酸痛、尿镉增高等症状。①另据美国学者统计表明,城市儿童血铅与城市土壤铅含量呈显著的指数关系。②另外,土壤重金属污染会抑制植物生长,进而影响农作物的产量和质量。如镉与巯基氨基酸和蛋白质的结合引起氨基酸蛋白质的失活,甚至导致植物的死亡;③镉通过形成过量的氧自由基,影响植物体内抗氧化酶活性,破坏细胞膜系统、蛋白、核酸等生物大分子,抑制水稻叶绿素合成和植株生长。④土壤重金属污染,给国家带来严重的经济损失。据报道,中国每年因重金属污染而减产粮食1000多万t,被重金属污染的粮食每年也多达1200万t,合计经济损失至少达到200亿元,这对于耕地资源有限、人口总量不断增加的中国来说,粮食的数量安全受到威胁;与此同时,由于重金属的污染,其质量安全也无法保障,许多地方的粮食、蔬菜、水果等食物中镉、铬、砷等重金属含量超标或接近临界值,如江西省某县的耕地遭到一定程度的污染,形成670hm2的“镉米”区,从而引发比较严重的生态安全问题。⑤除耕地之外,我国不少的工矿区和城市也不同程度地存在土壤(或土地)重金属污染问题。⑥

不仅我国如此,土壤重金属污染也是一个让人头疼的全球性难题。比如,日本就是世界上土壤污染发现最早,也是污染较为严重的国家之一。目前,世界上许多国家的土壤正遭受不同程度的重金属污染。据统计,全世界平均每年向土壤系统排放的汞约为1万t、锰约为1500万t、铅约为500万t、镍约为100万t、铜约为340万t。⑦

三、对重金属污染的防治及其生态修复:以江西省新余市为例

重金属污染不仅会直接或间接地危害人体健康,而且对这种污染的生态修复是十分困难的。如今,重金属污染已经成为一个世界性的环境问题。鉴于这一问题的严重性和紧迫性,目前世界各国的实际部门和专家学者均非常关注重金属污染问题。在中国,对重金属污染的防治,以及对被污染环境的生态修复,亦被提上环境保护工作的重要议程。当然,由于重金属污染的特殊性及其生态修复的艰巨性,目前国际上都还没有找到一种可以一劳永逸地解决这一生态难题的可行方法。就此而言,江西省新余市在对重金属污染的防治,及其对被污染环境的生态修复方面的一系列探索,是值得充分肯定的。下面,我们就介绍新余市在这方面的一些好经验,以期给全国乃至全球遭受同样污染地区的实际部门提供借鉴,并给关注这一问题的专家学者提供一个鲜活的案例,以引发更深的思考。

作为一个老工业基地,新余市是江西省重金属污染比较严重的地区之一。众所周知,新中国成立后,新余市就较大规模兴起了煤矿、铁矿、金矿、铅锌矿开采,以及钢铁和有色金属冶炼,这些产业在推动新余经济发展的同时,也在一定程度上造成农村和城市部分区域水质、空气和土壤污染,重金属含量超标,危及生态环境,危及人民群众生产生活和生命健康。这些重金属污染问题怎么办?是归入历史旧账不闻不问,还是加大投入,采取新的手段抓紧治理?而治理需要大量财力,作为欠发达地区,钱从哪里来?所有这些问题,都成为新余市在科学发展进程中绕不过的坎。

实现生态与经济的协调发展,这是一个世界性的难题,但江西一直在努力探索。自2009年12月鄱阳湖生态经济区上升为国家战略以来,江西坚持用生态的办法治理污染,用生态的手段包装产业,用生态的模式发展经济,取得显著成绩,现有多项经济指标实现进位赶超,有的在全国或中部处于领先位置,森林覆盖率达到63.1%,位于全国前列。①而要推进生态与经济协调发展,首要的是解决好环境污染的治理问题。2011年初,国务院正式批复《重金属污染综合防治“十二五”规划》,这是我国出台的第一个“十二五”专项规划,充分体现了党中央、国务院对重金属污染防治的高度重视。规划显示,“十二五”期间,将以目前受重金属污染最为严重的内蒙、江苏、浙江、江西等14个省区市为试点,全面启动砷、铅、铬、汞等重点污染物的源头减量和土壤修复治理工作,尤其提出对责任主体历史遗留场地土壤污染要加大治理修复的投入力度。为此,省领导多次走访调研,并强调:治理重金属污染是广大群众多年期盼解决的一个重大难题,解决好这一难题是各级党委、政府和领导干部义不容辞的重要责任;搞好环境保护和重金属污染治理,直接关系老百姓的生活生产乃至健康和生命,关系江西科学发展、绿色崛起的大局;要坚持探索多途径解决重金属污染土地的办法,继续加大扶持力度,努力打造有利于产业发展、污染治理的良好环境;加强重金属污染治理是一项造福百姓、惠及子孙的民生工程、民心工程、德政工程。

面对巨大的环境治理压力,近年来新余市认真贯彻落实省委、省政府的决策部署,始终把保护生态环境放在第一位,走绿色崛起之路。他们坚持以人民利益为先,以保护子孙后代为重,敢于面对和担当,把治理失去基本生存条件地区的环境污染问题,尤其是重金属污染,作为民生工程的头件大事和践行科学发展观的具体行动来抓,下大决心,综合治理,采取了一系列措施,着力推进环境综合再造,初步探索出一条生态与经济协调发展之路。其具体举措如下:

第一,政府高位推动,建立专项治理联动机制。2012年,新余市专门成立由常务副市长任组长、分管副市长为副组长、相关部门领导为成员的重点污染区域专项治理工作领导小组,明确了重金属污染防治工作由各县区人民政府负总责,政府主要领导为第一责任人,各牵头单位作为各项具体工作任务的责任单位,做到既各司其职、各负其责,又密切配合、通力协作。

第二,出台多项相关政策,加强环保机构建设,加大对重金属污染防治工作的监管力度。近年来,新余市先后出台了《新余市关于加快重金属污染防治工作的意见》、《新余市重金属污染综合防治“十二五”规划》、《新余市重金属污染综合防治2011年年度实施方案》、《新余市重金属污染综合防治2012年年度实施方案》以及《新余市农村重点污染区域专项治理实施方案》等文件。此外,领导小组办公室每月编辑一期专报,及时通报重金属污染的治理情况。为了防治重金属污染,新余市严格环境执法,从严规范企业行为。

第三,通过大力发展循环经济,加大节能减排力度,鼓励企业进行工艺改造和技术革新,对新上的项目进行严格的环保审批,从源头上杜绝了新污染源的出现。2012年,《新余市节能减排财政政策综合示范实施方案》正式获得财政部和国家发改委批复,成为全国节能减排财政政策综合示范8个城市中首个获批复的示范城市。《实施方案》着重强化重点企业节能减排,甄选了279个节能减排示范项目,预计总投资296.48亿元。这些示范项目的实施,将有力推动传统产业的改造升级,加快节能环保、新能源、新材料等新兴产业的发展进程,提升城市品位,改善投资环境,增强新余市产业竞争力和可持续发展能力。①

近年来,新余市通过支持和鼓励企业技术革新、发展循环型经济,累计实施技术改造项目300余个,投入技术改造资金数百亿元,这些技改项目的实施,不仅提高了企业的技术水平和装备水平,而且调整和优化了产品结构,全面提升了企业的市场竞争能力。作为耗能大户的新钢公司,近年来不断进行技术革新,先后淘汰一批落后的生产工艺和设施。三期技改总投资150亿元人民币,其中12%的资金约18亿元用于节能环保技术和设施的建设使用。通过技改,新钢实现用电不增加,劳动力不增加,用水不增加,没有废渣(全部用来生产微粉水泥)。此外,新钢还转变一批能耗高、污染大的工艺生产方式,使吨钢COD排放量下降77.72%,吨钢SO2排放量下降42.64%,吨钢氰化物、烟(粉)尘、挥发酚的排放量的下降比率均在90%以上。②新钢节能减排的示范效应,让新余市在节能减排的道路上走得更加坚定。

第四,大力开展水资源综合治理,出台保护水质的有关文件,加大对仙女湖、孔目江、袁河和全市山塘水库等水环境治理,开展普查,依法果断关停污染严重的企业,减少污染物排放,确保了饮用水安全。

新余市内居民饮用水主要来源于两个水源地:仙女湖和孔目江,其中孔目江水源地每年供水量远超仙女湖水源地。由于养殖饲料中会不可避免地含有部分污染水源的重金属物质如砷等,为保障居民饮用水的洁净安全,2012年新余市对袁河沿岸12家没有办理环保审批的养猪场和现有工矿企业中废水未能达标排放的企业下达责令整改通知书;在仙女湖、孔目江两个饮用水源地共建污水处理设施71套;投入1320万元全面拆除仙女湖区约2.5万个网箱;孔目江流域内的小一、二型水库及山塘实行“人放天养”,确保沿河两岸一公里范围内无涉重污染企业污染水质。据报道,2008年以来,新余依法关停仙女湖、孔目江、袁河两岸污染企业247家,其中工矿企业188家;2011年,又与33家污染企业签订了3年内自愿关闭的合同,同时先后投入4.7亿元,建成5个污水处理厂,并在重点企业大力开展废水、废气、废渣、噪声等24个治理项目的专项整治,彻底截断污染源。③

第五,在废弃矿区和受重金属污染土地大力发展花卉苗木产业,在促进农民增收的同时,也使受重金属污染的土地得到逐步修复。

国内外对受重金属污染的土地修复问题进行了长期的探索,从目前试验效果来看,主要有物理修复、化学修复以及生物修复这三种途径。其中,利用生物消减、净化土壤中的重金属或降低重金属毒性的生物修复途径是目前较为安全、无副作用但周期较长的绿色修复方法。它可以利用植物在生长过程中提取、挥发、稳定重金属含量,使土壤中的重金属含量降低到背景值以下,这些修复好的土地依然还可以种植粮食等农作物且达到安全食用标准。应该承认,这种做法是具有科学性和技术含量的。1983年,英国科学家Chaney就提出了利用超富集植物清除土壤中重金属污染的思想,即植物修复技术。Shefield大学Baker博士在英国首次利用遏蓝菜属植物(Thlaspica rulescens)修复了长期施用污泥导致重金属污染的土地,证实了这一技术的可行性;同时,他还提出连续种植超富集植物可实现金属生物回收的实际可能性。试验表明:十字花科遏蓝菜属植物、拟南芥(Arabidop-sis thaliana)、香根草(Vetiveria zizanioiaes)、黑麦(Leleium perrious)、向日葵、白菜、豆科植物、桦树、柳树、杨树等,具有很大的吸取锌、镉、铅、镍、砷、铬、汞、硒和铜等重金属的潜力;其中,有些植物还可以有效地防控土壤侵蚀和滑坡,并降低土壤的盐度。目前,英国已开发出多种耐重金属污染的草本植物用于对污染土壤中的重金属和其他污染物的治理,并己将这些开发出来的草本植物推向商业化进程,还建立了超富集植物材料库。我国的相关科研单位也对重金属污染的土地修复问题开展了长期的、富有针对性的研究,取得较好的成果。

在对全市环境污染情况进行摸底调查的基础上,新余市最终确定以扶持苗木种植业来治理重金属污染。在这方面,新余市积极与国内外知名院校和科研机构合作,如与中国科学院亚林中心合作,对孔目江生态经济区200亩受重金属污染严重的区域进行了树种修复实验,实验表明:木荷、樟树和丹桂对锰具有一定的抗性和较高的重金属吸收能力,是较好的矿区绿化和修复兼用树种。在科学研究的基础上,该市选育了一些适合当地气候、土地条件和环境要求,适用于观赏、建材、工业原料且不会造成二次污染的树种和花草在全市推广,用于吸收、转化、降解污染物,移除土壤重金属,修复重金属污染土壤;同时,花大力气发展苗木产业,引进江苏阳光、新余景笙等10多家境内外林木种苗产业化龙头企业,目前大型苗木企业已发展到28家,其中苗木种植大户就有126家,集中连片开发的苗木基地则有13个。仅2011~2012年冬春之际,就新增苗木花卉基地2.42万亩(其中在重金属污染的土地上新种花卉苗木2.3万亩),全市花卉苗木总面积达到5.63万亩(其中受重金属污染土地种植3.6万亩)。预计到2015年,全市22万亩受重金属污染的耕地和5600亩废弃荒地、废弃矿区,可以基本实现苗木全覆盖。①

据了解,新余市在受重金属污染的耕地、荒山、矿山废弃地上种植花卉苗木,未改变土地的使用用途,未改变土地集体所有的性质,未改变家庭联产承包的组织形式,是一种在政策层面、操作层面的创新之举。通过发展苗木产业,既为企业找到发展机会,又为社会找到治理路径,既有经济效益,又有生态效益与社会效益,实现了多方共赢,意义深远。

第六,对少数受重金属污染严重、失去基本生存条件的村庄进行整体搬迁,并稳步推进后续民生保障工作,有效改善了群众的生产生活条件,保障了群众的身体健康。

为了改善受污染地区群众的生产和生活,新余市委、市政府加大投入力度,对污染区内的自然村实施整体搬迁,让他们住上新居,享受蓝天碧水。2012年,被市顺利完成渝水区袁河办事处赵家村、西邱村,分宜县分宜镇凤鸣村和高新区简家村4个村庄510户共1206人的搬迁工作。2013年,新余市拟搬迁634户共1845人。

通过一段时间的治理,新余市重金属污染治理工作取得了明显成效,重金属污染物排放量大幅下降,仙女湖和孔目江两个饮用水源保护区内的水质由2007年的三类提高到二类,城市饮用水质达标率达100%,新余先后被评为国家森林城市和国家园林城市。

四、几点启示:在推进生态与经济协调发展中实现绿色崛起

新余市坚持以政府为主导、以企业为主体、以科技为支撑,积极探索重金属污染的生态修复新路,切实保护和建设好一方青山绿水,使污染地区人民群众的生存条件逐步改善,生命健康免遭威胁。这一做法在一定程度上实现了经济发展和环境保护的有机统一,是对人民、对历史、对子孙后代的主动负责,是贯彻落实科学发展观的具体实践。总结新余市探索重金属污染生态修复的做法和经验,主要有以下几点启示:

第一,广辟渠道,破解资金难题

虽然新余市财政状况较好,但没有简单地依赖于财政、企业,而是广辟渠道、灵活运作,更多地向政策要钱、向市场要钱、向创新融资方式要钱。据孔目江区反映,他们的村民搬迁安置前期资金由政府垫付,然后将原村庄集体土地面向市场招商,引导企业参与治理,政府通过用土地运作收益补贴前期的资金投入,不仅不亏钱,还能略有盈余。新余市治理重金属污染的实践表明,环境不仅是资源,更是可以善加利用的社会资本。只要科学规划,精心经营,即使是劣质的环境资本也可以实现更大的价值,进而实现生态与经济融合,在绿水青山间收获“金山银山”。

第二,找到治理污染和发展经济之间的结合点,破解路径难题

例如,新余市在重金属污染土地上种植苗木,就收到了“一石四鸟”的效果:一是污染土壤开始得到修复;二是土地用途没有变,今后可以恢复粮食生产;三是促进了种植结构和经济结构的调整;四是找到了被关停企业的替代产业。此外,新余市采取土地出租、返租倒包、土地入股、公司+农户、公司带基地等多种形式,形成共同利益体,为治污工作团结了更多的力量。也正是因为找到了科学合理的路径,江西在重金属污染生态修复方面走在了全国的前列。

第三,坚持“治”和“理”相结合,破解权益保障难题

在治理污染过程中常常涉及多方利益体,要保障他们的合法权益不受损害,就要坚持“治”和“理”相结合。新余积极为关停企业找出路,凡是手续合法,就帮助他们联系落户新址,同时给予合理补偿,并为关停企业员工找出路,将其推荐给工业园区优先聘用。新余市还规定,对在重金属污染耕地上建设绿化苗木基地的,每亩一次性补助150元;对规划区范围内新建苗木花卉基地达到50亩以上的,除享受国家和江西省有关扶持政策外,实行市、县(区)连补三年的政策。同时,在村庄整体搬迁过程中,新余市稳步推进后续民生保障工作,市政府按照每户村民免费安置2套房子的政策实行搬迁,并给予其失地农民待遇和社会保障,群众满意,没有引发社会矛盾。关于搬迁居民远离耕地后的生活出路问题,新余市政府也在积极为搬迁村民寻找出路,千方百计地做好搬迁居民的民生保障工作。如搬迁后的分宜镇池塘村委凤鸣新村村民,由于位处江锂科技公司附近,政府正考虑让其村民承接该公司的职工食堂、职工子女幼儿园教育等后勤服务产业。

当然,在治理重金属污染方面,我们还得根据具体情况作具体分析,切不可把新余市的经验看成是放之四海而皆准的方法,比如,我们得考虑具体被污染地区的水文和土壤情况,还得考虑污染环境的具体是哪一种重金属。我们认为,关于如何进一步做好我国重金属污染的治理和生态修复工作,我们可以借鉴一些已经被国内外实践证明为行之有效的治理方法,并充分结合具体被污染地区的实际情况,开展行之有效的防治和修复工作。最后,我们再提出以下几点思考,以供相关实际部门或从事重金属污染治理者参考和借鉴:

1.从污染源头抓起。在土地规划时,就要充分考虑到企业的经营范围和污染、再度污染的可能性。在招商引资时,要严格限定污染企业对未开发土地的利用范围,对预计污染严重的企业采取一票否决制,坚决不予批准其建立厂矿。

2.相关科研部门应做好详细的被重金属污染的土壤和水源的数据收集工作,建立详细的数据库,及时上报被污染土壤、水源及其生态修复的相关数据,以供政府部门随时调整防治政策。

3.及时跟踪国际上最新的有关重金属污染问题的研究动态,对于一些前沿性的科研成果应及时引进或采纳,以便发现行之有效的治理具体重金属污染的方法。

4.发展苗木种植业时,应有针对性地选择种植对该地区重金属污染土壤吸附力较强的苗木品种,在优先保障其生态修复功能的同时,兼顾其经济效益。同时,加大生态修复力度,尽快把被重金属污染的土地转化为可再开发土地。

重金属污染篇9

关键词:土壤;重金属;污染;治理措施

中图分类号:TL75文献标识码: A

引言

土壤是环境有的组成部分,是位于陆地表面呈连续分布、具有肥力并能生长植物的疏松层,它是一个复杂的物质体系。随着工业的快速发展,人类活动产生的污染物进入土壤并积累到一定程度,引起土壤质量恶化的现象呈加重的趋势。引起土壤污染的主要污染物有有机物、重金属元素及化合物、中低放射性污染物、农用肥料、致病的微生物等。在这些污染物中,重金属的污染是造成土壤污染加重的主要原因之一。而重金属及其化合物在环境中具有难迁移性和难降解性,只能在环境中累积。甚至有的可能转化成毒性更强的化合物,它可以通过植物吸收在植物体内富集转化,对人类健康带来潜在的风险。重金属元素以不同的种类通过各种途径进入土壤中,其中危害较大、研究较多的重金属元素有Hg、Cd、As、Pb、Cr、Cu、Zn等。由于不同的重金属元素其化学性质不同,所以对土壤环境造成的危害也有所不同。

一、土壤重金属污染的概念

土壤重金属污染是指由于人类活动将重金属带人到土壤中,致使重金属元素在土壤中的含量超过背景值,并可能通过过量沉积而造成土壤质量退化、生态环境恶化的现象。土壤重金属污染物主要有铅(Pb)镐(Cd)铬(Cr)汞(Hg)及类金属砷(AS)和硒(Se)等,以及有一定毒性的锌(Zn),铜(Cu),镍(Ni)等元素。其中AS和se虽不属于重金属,但它们的毒性及某些性质与重金属相似,因而通常被列为重金属污染物的范围内。还有一些是植物生长所必须的微量元素,如zn,Cu等,但其含量达到一定值后就可能成为有害的环境污染元素。

二、土壤重金属污染的成因及特点

1.自然原因

自然界中,土壤重金属的形成不是单方面作用的结果,而是受多方面因素影响,在不同时期,其主要影响因素又不同。土壤形成初始时期,其重金属含量受成土母质的影响较大,母质中的重金属含量及组成直接决定了土壤重金属的值。随着土壤的发育,母质对其重金属值的影响逐渐减弱。大气沉降,如火山爆发、森林火灾等可能使许多重金属漂浮于空中,其中一些被植物叶片吸收,进而被微生物分解进入土壤,从而改变土壤的重金属含量与构成。

2.人为因素

(1)废气、烟尘等大气污染。城市化进程的加快在反映国民物质生活水平提升的同时也带来一系列环境问题,城市交通、工业生产等向大气排放大量废气、烟尘,造成大气污染,通过大气沉降,这些物质进入土壤,造成土壤重金属污染。

(2)化肥农药在农业生产中的使用。为了缩短农作物生长周期,现代农业生产常会选择使用化肥农药,大量化肥与农药的使用在带来生产效益的同时,也将其中所含的重金属物质带入了农作物与土壤,造成土壤重金属污染,影响人体健康。

(二)土壤重金属污染的特点

依据化学金属元素相关理论,重金属性质稳定,极难被微生物降解,一旦进入土壤造成重金属污染,势必对农作物的品质和产量产生较大影响,加之其潜伏周期长,通过食物链的“生物富集效应”严重影响动物和人体的健康。有研究表明,低浓度的汞在小麦萌发初期能起到促进生长作用,但随着时间的延长,最终表现为抑制作用;砷有剧毒,可致癌;镉会危害人体的心脑血管。归纳起来,重金属污染有以下几个特点:(1)潜伏周期长,污染具有隐蔽性;(2)性质稳定,污染具有难降解性;(3)相互作用,污染具有协同性、扩散性。因此,重金属污染又有“化学定时炸弹”之称。

三、土壤重金属污染的危害

土壤重金属污染是指由于人类活动致使重金属的数值高于土壤背景值或土壤环境质量的标准,导致土壤质量的下降和农业生态环境恶化的现象。土壤的重金属污染破坏了土壤、植物系统的生态平衡并通过食物链威胁人体健康。

(一)危害土壤中的动物

各种重金属元素在土壤中的富集,对土壤动物的生存带来了严重威胁,有研究表明土壤重金属对蚯蚓、线虫等无脊椎动物数目、丰富度、生物数量和群体构成等有直接影响。

(二)影响作物的品质和质量

土壤中的重金属污染会引起作物大量营养的缺乏和酶有效性的降低,较高浓度的重金属含量有抑制植物体对WT、3C等矿物质元素的吸收和转运的能力。重金属胁迫还会危害作物的根系,造成根系生理代谢失调、生长受到抑制,引起株高、主根长度、叶面积等一系列生理特征的改变,导致植物体营养亏缺,从而影响植物生理生态过程、植物产量和品质。

(三)降低土壤肥力

土壤酶是一种生物催化剂,是反映土壤肥力的关键指标,重金属通过对土壤酶的破坏,造成对土壤肥力的不利影响。

(四)威胁人体健康

土壤尤其是表层土壤中的重金属极易通过食物链进入人体,对人体正常的新陈代谢和器官造成危害,直接对人体健康造成威胁。例如:能导致人类和其他生物的生殖功能下降,机体免疫力降低。

四、加强土壤重金属污染的措施

(一)重金属污染土壤改良剂修复法

目前有许多修复和治理重金属污染土壤的方法,如客土法、土壤淋洗法、化学修复法、植物修复技术、微生物修复技术等。近年来,对重金属污染土壤施用土壤改良剂的修复方法得到了国内外学者的广泛关注,其实际应用也比较广泛。施用土壤改良剂的方法实际上是化学修复法中的原位化学修复。原位化学修复主要是基于污染物的土壤化学行为的改良措施,施入/种或多种改良剂、抑制剂等化学物质,通过调节土壤理化性质以及对重金属的吸附、沉淀、络合、氧化还原等一系列物理化学作用,改变重金属在土壤中的存在形态,降低其生物有效性和迁移性,从而降低重金属污染物对环境中动物、植物的毒性,达到修复重金属污染土壤的目的。原位化学修复是在土壤原位上开展,具有成本低廉、操作简单、对土壤本身结构扰动小、改良剂来源广泛等优点,具有潜在的经济价值,能用于大面积重金属污染土壤的治理,但由于受到一些环境因素制约,如何根据当地土壤条件因地制宜地选择合适的改良剂是该技术的关键。总之,通过施用改良剂改变重金属离子在土壤中的存在形态,降低重金属污染物的生物可利用性,从而实现污染土壤的治理,是目前一条行之有效的途径。当然,化学改良剂法也存在一定局限性,即施用改良剂后土壤中金属离子仍然存留在环境中,如果环境因素发生改变,重金属离子的生物有效性也可能变化,被暂时钝化的重金属离子又会被重新激活。

(二)提高土壤pH

pH值显著影响重金属在土壤中的存在形态,当土壤溶液的pH

(三)样品采集及保存措施

因本文选一般土壤综合污染型土壤为研究对象,在进行土壤样品采集时,只需要采集地表20cm范围以内的表层土壤作为监测样品即可,所采集样品为土壤混合样;在土壤样品采集过程中,应将土壤表层所存在的石头及草皮等杂物清理掉;按照设计采样位置,采取蛇形布点方式进行土壤多点采样作业;不同采样点所采取土壤质量应尽量保持一致,将所获得的土壤样品进行均匀混合,通过四分法,获得约为1kg质量的样品。样品采集后,其保存需要应用密封性良好且洁净的塑料袋,作碱性保存。对样品信息进行标注,如样品采集时间#样品编号等,将样品送入实验室。在进行样品采集的过程中,可以利用定位系统保证样品位置准确性,并对样品采集环境进行拍照记录。

结束语

目前,土壤重金属污染的治理方法很多,但都存在一定的局限性。所以,研究出高效并具有良好的生态效益、社会效益、环境效益的方法对土壤重金属污染的治理是非常重要的。今后,要进一步对土壤重金属污染的来源进行全面了解,逐渐从末端治理的方法向源头治理转变,从而降低土壤重金属污染,给人类提供无污染的绿色食品。

参考文献:

[1]焦丽香,郭加朋.土壤重金属的污染与治理进展研究[J].科技情报开发与经济,2009,01.

[2]李录久,许圣君,李光雄,张祥明,王允青,刘英,况晶.土壤重金属污染与修复技术研究进展[J].安徽农业科学,2004,01.

重金属污染篇10

一、国内水体的重金属污染现状

中国水体重金属污染问题十分突出,江河湖库底质的污染率高达80.1%。黄河、淮河、松花江、辽河等十大流域的流域片,重金属超标断面的污染程度均为Ⅴ类;太湖底泥中TCu、TPb、TCd 含量均处于轻度污染水平;黄浦江干流表层沉积物中,Cd超背景值2倍、Pb超1倍;苏州河中,Pb全部超标、Cd为75%超标、Hg为62.5%超标。

城市河流有35.11%的河段出现THg超地表水Ⅲ类水体标准,18.46%的河段TCd超过Ⅲ类水体标准,25%的河段TPb有超标的样本出现。由长江、珠江、黄河等河流携带入海的重金属污染物总量约为3.4万t,对海洋水体的污染危害巨大。在全国近岸海域海水采样的样品中,Pb的超标率达62.9%,最大值超一类海水标准49.0倍。大连湾60%测站沉积物的Cd含量超标,锦州湾部分测站排污口邻近海域沉积物Cd、Pb的含量超过第三类海洋沉积物质量标准。

二、水体中重金属污染的来源

(一)工业污染源排放

据研究,煤、石油中含有Ce、Cr、Pb、Hg、Ti等金属,因此,火力发电厂排放的废气和汽车排放的尾气中含有大量的重金属,随烟尘进入大气,其中10%~30%沉降在距排放源十数公里的范围内。据估算,全世界约有1600t/a的Hg通过煤和其他石化燃料的燃烧而排放到大气中。另外,电镀、机械制造业仍是重金属污染的一大来源。

(二)废旧电池的污染

《中国环境报》记者王娅于1999年12月9日报道,1998年中国电池的产量以及消费量高达140亿节,占世界总量的1/3,每年报废的数百亿节废电池绝大部分没有回收,废电池中含有大量的Hg、Cd、Pb、Cr、Ni、Mn等重金属有害物质,泄漏到环境中,造成了极大的污染和危害。1节1号废干电池可使1㎡的土地失去利用价值,1粒纽扣电池可污染600m3的水。

三、水体重金属污染的危害

(一)对水生植物的影响

在水生生态系统及水生食物链中,作为其它浮游动物的食物及氧气来源,藻类占据着重要位置。杨红玉和王焕校报道Cd能破坏某些绿藻的叶绿素,引起光合作用下降,还对斜生栅藻和蛋白核小球藻呼吸作用产生影响,抑制苹果酸脱氢酶活性。重金属对水生植物的毒害作用主要表现在改变运动器的细微结构,抑制光合作用、呼吸作用和酶的活性,使核酸组成发生变化,细胞体积缩小和生长受到抑制等。

(二)对水生动物的影响

重金属进入水体后,将对水生动物的生长发育、生理代谢过程产生一系列的影响。海水重金属离子(Cr6+)含量超过一定浓度便会引起文昌鱼中毒,使其身体渐成弯曲状而死亡。

(三)对人体健康的危害

重金属对人体的危害,一方面通过直接饮用造成重金属中毒而损害人体健康;另一方面,间接污染农产品和水产品,通过食物链对人体健康构成威胁,并造成土壤的二次污染。

重金属能抑制人体化学反应酶的活动,使细胞质中毒,从而伤害神经组织,还可导致直接的组织中毒,损害人体解毒功能的关键器官——肝、肾等组织。

四、水体重金属污染的防治对策

(一)对水体重金属污染的源头控制

一旦水体被污染,将会对整个生态系统产生巨大的影响,并且对污染水体的净化将耗费大量的人力、物力。因此,首先要采取源头控制的对策,预防水体的污染。一方面加强法制建设,依法管理水资源,另一方面查明污染源,对排污总量加以限制,遏制水污染不断恶化的趋势,对采矿点、冶金部门等,更要严格监督、管理和控制,同时改革生产工艺,不用和少用毒性大的重金属,采用合理的工艺流程,科学管理和操作,减少重金属用量和随废水流失量,加强以流域为单元的水资源管理和水源地保护。

(二)对水体重金属污染的修复

1.河流稀释法

稀释是改善受污染河流的有效技术之一,通过稀释,能够降低污染物在河流中的相对浓度,从而降低污染物质在河流中的危害程度。但是,应用这种方法必须要有充足的外来水源,同时还要考虑外来水流量与河流流量比例,判断河流沿岸的生态状态,可以调用的水量以及河流水力负荷允许的变化幅度等。

2.化学混凝、吸附法

许多重金属在水体溶液中主要以阳离子的形态存在,升高水体pH值,能使大多数重金属生成氢氧化物沉淀或其它离子沉淀。因此,向被重金属污染的水体中施加石灰、碳酸钙等物质,均能降低重金属对水体的危害程度。另外,不溶性的淀粉黄酸酯(ISX)与废水中的重金属离子可以形成溶度积很小的粒状沉淀;单宁含量高的农产品残渣,像花生皮和胡桃皮粉,具有从溶液中吸附高含量汞的阳离子能力,梧桐落叶可吸附重金属铜、镍和铬。

3.离子还原、交换法

离子还原法是利用一些容易得到的化学还原剂,将水体中的重金属还原,形成难以污染的化合物,从而降低重金属在水体中的迁移性和生物可利用性,以减轻重金属对水体的污染危害。离子交换法是利用重金属离子交换剂与污染水体中的重金属物质发生交换作用,从水体中把重金属交换出来,达到治理目的。经离子交换处理后,废水中的重金属离子转移到离子交换树脂上,经再生后又从万方数据离子交换树脂上转移到再生废液中。