重金属对土壤的污染(6篇)
重金属对土壤的污染篇1
1.土壤重金属污染现状目前我国受重金属污染的耕地面积近2000万公顷,约占耕地总面积的1/5。受矿区污染土地达200万公顷,石油污染土地约500万公顷,固体废弃物堆放污染约5万公顷,“工业三废”污染耕地近1000万公顷,污水灌溉的农田面积达330多万公顷。土壤污染使全国农业粮食减产已超过1300万吨,因农药和有机物污染、放射性污染、病原菌污染等其他类型的污染所导致的经济损失难以估计。由于污染,土壤的营养功能、净化功能、缓冲功能和有机体的支持功能正在丧失。
2.土壤重金属污染产生的严重后果①土壤污染使本来就紧张的耕地资源更加短缺。②土壤污染给人民的身体健康带来极大的威胁。③土壤污染给农业发展带来很大的不利影响。④土壤污染也是造成其他环境污染的重要原因。⑤土壤污染中的污染物具有迁移性和滞留性,有可能继续造成新的土地污染。⑥土壤污染严重危及后代子孙的利益,不利于农村经济的可持续发展。
3.土壤重金属污染来源①随着大气沉降进入土壤的重金属。大气中的重金属主要来源于能源、运输、冶金和建筑材料生产产生的气体和粉尘。除汞以外,重金属基本上是以气溶胶的形态进入大气,经过自然沉降和降水进入土壤。经自然沉降和雨淋沉降进入土壤的重金属污染,与重工业发达程度、城市的人口密度、土地利用率、交通发达程度有直接关系,距城市越近,污染的程度就越重。②随污水进入土壤的重金属。污水按来源和数量可分为城市生活污水、石油化工污水、工业矿山污水和城市混合污水等。生活污水中重金属含量很少。但是,由于我国工业迅速发展,工矿企业污水未经分流处理而排入下水道与生活污水混合排放,从而造成污灌区土壤重金属铅、镉、汞、溴、铬等含量逐年增加,随着污水灌溉而进入土壤的重金属,以不同的方式被土壤截留固定。③随固体废弃物进入土壤的重金属。固体废弃物种类繁多,成分复杂,不同种类其危害方式和污染程度不同。其中矿业和工业固体废弃物最为严重。这类废弃物在堆放或处理过程中,由于日晒、雨淋、水洗,重金属极易移动,以辐射状、漏斗状向周围土壤、水体扩散。有一些固体废弃物被直接或通过加工作为肥料放入土壤,造成土壤重金属污染。如随着我国畜牧生产的发展,产生大量的家畜粪便及动物加工产生的废弃物,这类农业固体废弃物中含有植物所需氮、磷、钾和有机质,同时由于饲料中添加了一定量的重金属盐类,因此作为肥料施入土壤增加了土壤锌、锰等重金属元素的含量。固体废弃物也可以通过风的传播而使污染范围扩大,土壤中重金属的含量随距污染源的距离增大而降低。④随农用物资进入土壤的重金属。农药、化肥和地膜是重要的农用物资,对农业生产的发展起着重大的推动作用,但长期不合理施肥,也可以导致土壤重金属污染。重金属元素是肥料中最多的污染物质,氮、钾肥料中重金属含量较低,磷肥中含用较多的有害重金属,复合肥的重金属主要来源于母料及加工流程所带入。
重金属对土壤的污染篇2
关键词土壤污染;现状;危害;治理措施
1土壤污染概念
土壤是指陆地表面具有肥力、能够生长植物的疏松表层,其厚度一般在2m左右。土壤不但为植物生长提供机械支撑能力,并能为植物生长发育提供所需要的水、肥、气、热等肥力要素。近年来,由于人口急剧增长,工业迅猛发展,固体废物不断向土壤表面堆放和倾倒,有害废水不断向土壤中渗透,汽车排放的废气,大气中的有害气体及飘尘不断随雨水降落在土壤中。农业化学水平的提高,使大量化学肥料及农药散落到环境中,导致土壤遭受非点源污染的机会越来越多,其程度也越来越严重,在水土流失和风蚀作用等的影响下,污染面积不断扩大。因此,凡是妨碍土壤正常功能,降低农作物产量和质量,通过粮食、蔬菜、水果等间接影响人体健康的物质都叫做土壤污染物[1-2]。
当土壤中有害物质过多,超过土壤的自净能力,引起土壤的组成、结构和功能发生变化,微生物活动受到抑制,有害物质或其分解产物在土壤中逐渐积累,通过“土壤植物人体”,或通过“土壤水人体”间接被人体吸收,达到危害人体健康的程度,就是土壤污染。
2我国土壤污染现状与危害
2.1土壤污染的现状
目前,我国土壤污染的总体形势严峻,部分地区土壤污染严重,在重污染企业或工业密集区、工矿开采区及周边地区、城市和城郊地区出现了土壤重污染区和高风险区。土壤污染类型多样,呈现出新老污染物并存、无机有机复合污染的局面。土壤污染途径多,原因复杂,控制难度大。土壤环境监督管理体系不健全,土壤污染防治投入不足,全社会防治意识不强。由土壤污染引发的农产品质量安全问题和群体性事件逐年增多,成为影响群众身体健康和社会稳定的重要因素[3]。
2.2土壤污染的危害
2.2.1土壤污染导致严重的直接经济损失。初步统计,全国受污染的耕地约有1000万hm2,有机污染物污染农田达3600万hm2,主要农产品的农药残留超标率高达16%~20%;污水灌溉污染耕地216.7万hm2,固体废弃物堆存占地和毁田13.3万hm2。每年因土壤污染减产粮食超过1000万t,造成各种经济损失约200亿元。
2.2.2土壤污染导致生物产品品质不断下降。因农田施用化肥,大多数城市近郊土壤都受到不同程度的污染,许多地方粮食、蔬菜、水果等食物中镉、砷、铬、铅等重金属含量超标或接近临界值。每年转化成为污染物而进入环境的氮素达1000万t,农产品中的硝酸盐和亚硝酸盐污染严重。农膜污染土壤面积超过780万hm2,残存的农膜对土壤毛细管水起阻流作用,恶化土壤物理性状,影响土壤通气透水,影响农作物产量和农产品品质。
2.2.3土壤污染危害人体健康。土壤污染会使污染物在植物体内积累,并通过食物链富集到人体和动物体中,危害人体健康,引发癌症和其他疾病。
2.2.4土壤污染导致其他环境问题。土壤受到污染后,含重金属浓度较高的污染土容易在风力和水力作用下分别进入到大气和水体中,导致大气污染、地表水污染、地下水污染和生态系统退化等其他次生生态环境问题。
3造成土壤污染的原因
3.1过量施用化肥
我国每年化肥施用量超过4100万t。虽然施用化肥是农业增产的重要措施,但长期大量使用氮、磷等化学肥料,会破坏土壤结构,造成土壤板结、耕地土壤退化、耕层变浅、耕性变差、保水肥能力下降、生物学性质恶化,增加了农业生产成本,影响了农作物的产量和质量;未被植物吸收利用和根层土壤吸附固定的养分,都在根层以下积累或转入地下。残留在土壤中的氮、磷化合物,在发生地面径流或土壤风蚀时,会向其他地方转移,扩大了土壤污染范围。过量使用化肥还使饲料作物含有过多的硝酸盐,妨碍牲畜体内氧气的输送,使其患病,严重导致死亡[4]。
3.2农药是土壤的主要有机污染物
全国每年使用的农药量达50万~60万t,使用农药的土地面积在2.8亿hm2以上,农田平均施用农药13.9kg/hm2。直接进入土壤的农药,大部分可被土壤吸附,残留于土壤中的农药,由于生物和非生物的作用,形成具有不同稳定性的中间产物或最终产物无机物。喷施于作物体上的农药,除部分被植物吸收或逸入大气外,约有1/2左右散落于农田,又与直接施用于田间的农药构成农田土壤中农药的基本来源。农作物从土壤中吸收农药,在植物根、茎、叶、果实和种子中积累,通过食物、饲料危害人体和牲畜的健康。
3.3重金属元素引起的土壤污染
全国320个严重污染区约有548万hm2土壤,大田类农产品污染超标面积占污染区农田面积的20%,其中重金属污染占80%,粮食中重金属镉、砷、铬、铅、汞等的超标率占10%。被公认为城市环境质量优良的公园存在着严重的土壤重金属污染。汽油中添加的防爆剂四乙基铅随废气排出污染土壤,使行车频率高的公路两侧常形成明显的铅污染带。砷被大量用作杀虫剂、杀菌剂、杀鼠剂和除草剂,硫化矿产的开采、选矿、冶炼也会引起砷对土壤的污染。汞主要来自厂矿排放的含汞废水。土壤组成与汞化合物之间有很强的相互作用,积累在土壤中的汞有金属汞、无机汞盐、有机络合态或离子吸附态汞,所以,汞能在土壤中长期存在。镉、铅污染主要来自冶炼排放和汽车尾气沉降,磷肥中有时也含有镉[5]。
3.4污水灌溉对土壤的污染
我国污水灌溉农田面积超过330万hm2。生活污水和工业废水中,含有氮、磷、钾等许多植物所需要的养分,所以合理地使用污水灌溉农田,有增产效果。未经处理或未达到排放标准的工业污水中含有重金属、酚、氰化物等许多有毒有害的物质,会将污水中有毒有害的物质带至农田,在灌溉渠系两侧形成污染带。
3.5大气污染对土壤的污染
大气中的二氧化硫、氮氧化物和颗粒物等有害物质,在大气中发生反应形成酸雨,通过沉降和降水而降落到地面,引起土壤酸化。冶金工业排放的金属氧化物粉尘,则在重力作用下以降尘形式进入土壤,形成以排污工厂为中心、半径为2~3km范围的点状污染。
3.6固体废物对土壤的污染
污泥作为肥料施用,常使土壤受到重金属、无机盐、有机物和病原体的污染。工业固体废物和城市垃圾向土壤直接倾倒,由于日晒、雨淋、水洗,使重金属极易移动,以辐射状、漏斗状向周围土壤扩散。
3.7牲畜排泄物和生物残体对土壤的污染
禽畜饲养场的厩肥和屠宰场的废物,其性质近似人粪尿。利用这些废物作肥料,如果不进行物理和生化处理,则其中的寄生虫、病原菌和病毒等可引起土壤和水域污染,并通过水和农作物危害人群健康。
3.8放射性物质对土壤的污染
土壤辐射污染的来源有铀矿和钍矿开采、铀矿浓缩、核废料处理、核武器爆炸、核实验、燃煤发电厂、磷酸盐矿开采加工等。大气层核试验的散落物可造成土壤的放射性污染,放射性散落物中,90sr、137cs的半衰期较长,易被土壤吸附,滞留时间也较长。
4我国土壤污染的治理措施
4.1施用化学改良剂,采取生物改良措施,增加土壤环境容量,增强土壤净化能力
向土壤中施用石灰、碱性磷酸盐、氧化铁、碳酸盐和硫化物等化学改良剂,加速有机物的分解,使重金属固定在土壤中,降低重金属在土壤及土壤植物体的迁移能力,使其转化成为难溶的化合物,减少农作物的吸收,以减轻土壤中重金属的毒害。针对有机物污染,用植物、细菌、真菌联合加速有机物降解。针对无机物污染,利用植物修复可以把一部分重金属从土壤中带走。
增加土壤有机质含量、砂掺粘改良性土壤,增加和改善土壤胶体的种类和数量,增加土壤对有害物质的吸附能力和吸附量,从而减少污染物在土壤中的活性。发现、分离和培养新的微生物品种,以增强生物降解作用。
4.2强化污染土壤环境管理与综合防治,大力发展清洁生产
控制和消除土壤污染源,组织有关部门和科研单位,筛选污染土壤修复实用技术,加强污染土壤修复技术集成,选择有代表性的污灌区农田和污染场地,开展污染土壤治理与修复。重点支持一批部级重点治理与修复示范工程,为在更大范围内修复土壤污染提供示范、积累经验。合理利用污染土地,严重污染的土壤可改种非食用经济作物或经济林木以减少食品污染。科学地进行污水灌溉,加强土壤污灌区的监测和管理,了解水中污染物的成分、含量及其动态,避免带有不易降解的高残留污染物随机进入土壤。
增施有机肥,提高土壤有机质含量,增强土壤胶体对重金属和农药的吸附能力。强化对农药、化肥、除草剂等农用化学品管理。增施有机肥同时采取防治措施,不仅可以减少对土壤的污染,还能经济有效地消灭病、虫、草害,发挥农药的积极效能。在生产中合理施用农药、化肥,控制化学农药的用量、使用范围、喷施次数和喷施时间,提高喷洒技术,改进农药剂型,严格限制剧毒、高残留农药的使用,大力发展高效、低毒、低残留农药。大力发展生物防治措施。
大力推广闭路循环、无毒工艺,以减少或消除污染物的排放。对工业“三废”进行回收净化处理,化害为利,严格控制污染物的排放量和浓度。大力推广和发展清洁生产。
针对土壤污染物的种类,种植有较强吸收能力的植物,降低有毒物质的含量,或通过生物降解净化土壤,通过改变耕作制度、换土、深翻等手段,施加抑制剂改变污染物质在土壤中的迁移转化方向,减少农作物的吸收,提高土壤ph值,促使镉、汞、铜、锌等形成氢氧化物沉淀。
根据土壤的特性、气候状况和农作物生长发育特点,既要防治病虫害对农作物的威胁,又要把化肥、农药对环境和人体健康的危害限制在最低程度。利用物理、物理化学原理治理污染土壤。大力开展植树造林,提高森林覆盖率,维护森林生态系统平衡。
4.3调控土壤氧化还原条件
调节土壤氧化还原电位,使某些重金属污染物转化为难溶态沉淀物,控制其迁移和转化,降低污染物的危害程度。调节土壤氧化还原电位主要是通过调节土壤水分管理和耕作措施实现。
4.4改变耕作制度,实行翻土和换土
改变耕作制度会引起土壤环境条件的变化,消除某些污染物的危害。对于污染严重的土壤,采取铲除表土和换客土的方法;对于轻度污染的土壤,采取深翻土或换无污染客土的方法。
4.5采用农业生态工程措施
在污染土壤上繁殖非食用的种子、种经济作物,从而减少污染物进入食物链的途径;或利用某些特定的动植物和微生物较快地吸走或降解土壤中的污染物质,从而达到净化土壤的目的。
4.6工程治理
利用物理(机械)、物理化学原理治理污染土壤,是一种最为彻底、稳定、治本的措施,但投资大,适于小面积的重度污染区,主要有隔离法、清洗法、热处理、电化法等。近年来,把其他工业领域,特别是污水、大气污染治理技术引入土壤治理,为土壤污染治理研究开辟了新途径。
5参考文献
[1]徐月珍.防止土壤污染和地下水污染的措施[j].环境与可持续发展,1989(1):29-31.
[2]任旭喜.土壤重金属污染及防治对策研究[j].环境保护科学,1999,25(5):31-33.
[3]陈晶中,陈杰,谢学俭,等.土壤污染及其环境效应[j].土壤,2003,35(4):298-303.
重金属对土壤的污染篇3
关键词:重金属污染;主要原因;修复技术
Abstract:Sincetheimplementationofthepolicyofreformandopeningup,inamarketeconomyenvironmentandconditions,China'ssocialistmodernizationconstructionhasmaderapiddevelopmentandprogress,increasinginternationalstatus,people'slivingstandardandqualityoflifehasbeengreatlyimproved,Chinahasenteredaneweraofall-rounddevelopment.Butwiththerapiddevelopmentofeconomy,theenvironmentalpollutionproblemshavebecomeincreasinglyprominent,decreasethequalityoflivingenvironment,notonlydoesharmtopeople'shealth,butalsobringssomeseriousconsequencesfortheother,graduallybecomeaglobalhottopic.Thispapermainlyfromthetwoaspectsofthemainreasonscausingsoilheavymetalpollutionandsoilheavymetalpollutionremediationtechnologywerediscussed.
Keywords:heavymetalpollution;mainreason;repairtechnology
中图分类号:[TU984.11+5]
引言:土壤重金属污染给人们所带来的危害具有长期性、潜在性的特点,近年来随着城镇化进程的不断加快和工业生产的发展,越来越多的有害物质进入到了土壤中,因此我们必须要充分了解土壤中重金属的来源,并积极应用各种各样的土壤重金属污染修复技术,最大限度地缓解土壤重金属污染,给人们创造一个更加健康舒适的生活环境,从根本上提高人们的生活质量。土壤重金属污染作为环境污染的一个重要方面,不仅破坏了生态环境,同时也给人们的正常生产和生活带来了极大的威胁,因此对于这一问题,相关部门和人员必须要给予足够的重视,积极采取有效措施加以解决。
一、造成土壤重金属污染的主要原因
1.工业三废的排放
在我国,矿产冶炼加工、化工、电镀、电池、以及塑料等行业所排放的重金属是造成土壤重金属污染的主要工业源,由于大多数工业企业污染物处理意识淡薄,并没有配备足够的处理设备,就使得工业废水、废气、废渣等不断排放到土壤或者是水体中,造成严重的环境污染,危害人们的身体健康。
2.燃煤释放
当前我国使用范围最广的能源依然是煤炭,不仅是因为我国的煤炭资源储量丰富,同时也是由于其价格相对较低,这就造成煤炭燃烧时向空气中排放大量的有害气体,这些气体经过沉降就会进入到土壤中,对土壤造成污染,进而对人体健康和整个生态系统产生长期效应。
3.垃圾的堆放
如果垃圾堆放的时间较长,就会使其中的重金属进入到土壤中,导致区域土壤的重金属含量大量增加。特别是城市垃圾中含有较多的重金属,在雨水的冲刷之下会将其中的有毒元素释放到土壤中,由于这些有毒元素大多以有效态的形式存在,难以结合成残渣状态,就使得其在土壤中具有较大的迁移能力,进而对地下水造成污染。
4.化肥和农药的使用
化肥和农药是农业生产中必不可少的物资,对于促进农业生产发展具有非常重要的意义,但是如果使用不合理就会使土壤遭受重金属污染。这是因为在化肥和农药中含有较多的重金属元素,而土壤自身的环境容量又相对较低,长期使用会积累超标含量的重金属,进而使农产品受到污染,一旦食用就会对人体造成伤害。
二、土壤重金属污染修复技术
1.工程修复
工程修复主要指的是采用换土、客土、以及深耕翻土等一些措施,有效降低土壤中的重金属含量,从而减少对植物系统的毒害,保障农产品安全。一般,换土法和客土法主要用来治理重污染区,而深耕翻土法则主要用于重金属污染程度较轻的区域。总的来讲,工程修复比较稳定、彻底,但是由于工程量比较大,成本费用较高,还容易对土体机构造成破坏。
2.物理修复技术
主要分为电热修复、土壤淋洗、电动修复等。针对面积小且污染重的土壤进行修复,适应性广,也是一种治本的措施,但在操作中可能发生二次污染破坏土壤结构并导致肥力下降。
(1)电热修复。电热修复是指通过高频电压产生热能和电磁波,加热土壤,将土壤颗粒中的污染物解吸出来,并从土壤内分离出易挥发的重金属,达到修复的效果。主要针对修复土壤被Se或Hg等重金属污染的情况。此外,也可以将土壤置于高温高压中,使之变成玻璃态物质,最终从根本上修复了土壤中重金属的污染。
(2)土壤淋洗。淋洗法是指用淋洗液冲洗受到污染的土壤,将吸附在土壤颗粒中的重金属变成金属试剂络合物或溶解性离子,再收集淋洗液并回收重金属。此法适用于轻质土壤,修复效果相对较好,但其花费也相对较高。
3.化学修复
化学修复即向土壤中施加改良剂,利用改良剂的吸附、拮抗、氧化还原、以及沉淀等作用,有效降低重金属自身的生物有效性。由于不同的改良剂对土壤中的重金属会产生不同的作用,因此这项技术的重点在于要选择最为合适的改良剂,比较常用的改良剂主要有石灰、硅酸盐、磷酸盐、以及碳酸钙等。但是化学修复是在土壤原位上进行的,并不具有永久性,它只是改变了土壤中的重金属形态,而重金属元素依然存留在土壤中,很容易活化再次危害植物。
4.生物修复
生物修复是一种通过生物技术来修复土壤的新方法。主要利用生物去削减、净化重金属或降低其毒性。此法效果好又易于操作,因而越来越受到人们的青睐,成为几年来污染土壤修复研究中的热点。
(1)植物修复技术。这是一种通过自然生长和遗传作用来培育植物对受重金属污染的土壤进行修复的技术。根据机理和作用过程的不同,此修复技术又可分为植物提取、植物稳定和植物挥发三种类型。
①植物提取。用重金属超积累植物把从土壤中吸收到的重金属污染物转移到地上的部分,再收割地上部分并对其进行集中处理,从而降低土壤中的重金属含量,并达到可以接受的水平。
②植物稳定。用超累积植物或耐重金属植物使重金属的活性降低,减少了重金属通过空气扩散而污染环境或是被淋洗入地下水中的可能性。
(2)微生物修复技术。通过土壤中存在的某些微生物能氧化、沉淀、吸收或还原金属物质,从而降低了土壤中金属的毒性。此外,存在于微生物细胞中的金属硫蛋白对Cu、Hg、Cd、Zn等重金属有强烈的亲和性,而且它对重金属也有富集作用最终能抑制毒性的扩散。但微生物只能对小范围污染的土壤进行修复,因此其能力有限。
三、结束语
科学技术的发展在很大程度上促进了经济的发展和社会的进步,深刻改变了人们的生产和生活方式,具有非常重要的作用。因此,在当前土壤重金属污染日益严重的情况下,我们必须要积极利用各种形式的土壤修复技术来缓解重金属污染、改善土壤质量,为人们创造一个健康安全的生活环境,更好地促进社会主义现代化建设的发展。
参考文献:
[1]王海峰,赵保卫,徐瑾,车海丽.重金属污染土壤修复技术及其研究进展[J].环境科学与管理.2009(11).
[2]袁敏,铁柏清,唐美珍.土壤重金属污染的植物修复及其组合技术的应用[J].中南林学院学报.2007(01).
重金属对土壤的污染篇4
关键词:重金属污染土壤修复技术研究
随着农业的不断发展以及农业生产的现代化,土壤的污染程度逐渐的加重,因人们缺乏对土壤知识的了解,对土壤的环境承载力较忽视,故认为土壤能对污染物进行无限的处理,就加大对农作物肥料以及农药的使用,导致土壤中的污染逐渐加重。土壤中重金属的污染来源十分的广泛,包括化工业、采矿业、金属加工业、冶金业以及工业中的废电池处理、塑料、电子制革所产生的三废,汽车尾气的排放、农业中农药及化肥的过量施用等等。
在土壤的含量中,若重金属的含量超标就会毒害土壤的系统以及植物的系统,不但会加快土壤的退化速度,还会降低农作物的产量与农作物的品质,在雨水的洗刷和径流的影响下,地下水和地表水都会被污染,使水文环境得以恶化。因地表水和地下水对农作物的质量有非常大的影响,这也就直接威胁到了人们的生命及身体健康。土壤中的重金属污染具有不可逆转、长期性、隐蔽性等特点。因此重金属污染带来的后果是十分可怕的,它不仅仅威胁到了人们的生命和身体健康还对经济和环境带来了巨大的损失。
一、土壤修复技术的简介
20世纪90年代以前,我国采用挖掘填埋法来修复被重金属所污染的土壤,这种方法只是表面的修复了被污染的土壤,将污染物进行了转移,治标不治本,没有将受污染的土壤从根本上得以修复,而且还会对周边环境予以相对的污染,并出现污染物渗漏、占用土地扩大化等现象。西欧的一些国家为了避免重金属污染的加重,对要填埋的污染物进行纳税,通过这样的方法来抑制土壤的污染。在这样的情况下,就迫使人们去寻找新的方法修复受污染的土壤。目前我国主要有两种方法对土壤予以修复,一是物理化学技术,二是植物修复法。物理化学技术主要运用化学固化、土壤淋起、动电复法;植物修复法主要是指植物的稳定、植物的挥发以及植物的提取。另外,微生物修复也逐渐的得到了人们的重视。
1.物理化学技术
1.1化学固化
化学固化就是指在土壤中加入添加剂,使土壤的理化性质得以改变,通过金属的共沉淀作用和金属的吸附作用使土壤中存在的状态得以改变,使生物的迁移性和有效性予以降低。但是化学固化只能是一种短期性的措施,重金属仍然存在于土壤之中,只是重金属的存在形态得到了改变,不能把土壤修复到原来的状态,因对生态环境影响不明确,所以很多的专家对这种方法产生了怀疑。
1.2土壤淋洗
土壤的淋洗指的是借助能让土壤中重金属污染物得以迁移过溶解的化学溶剂,通过水力压力作用和重力作用将化学溶剂注入到土壤中,然后提取出污染的液体,并把该液体进行污水的处理以及分离,在使用该技术中,常用的淋洗液主要有稀释的酸碱液、水以及表面活性溶液。土壤淋洗的技术优势在于不需要进行土体的移位,处理的费用较低,对土壤生态破坏性较小,渗透性好,较低的深层土壤修复成本,对土壤污染物的修复有较好的效果。
1.3动电修复
动电修复是指对受污染的的土壤进行通电,在电场的作用下,以地下水和额外补充的流体为介质,将土壤中的重金属迁移到电机区。然后再运用收集系统使之全部的集中并予以处理。动电修复是技术是一种原位修复技术,能满足现在经济发展的需求。但是因土壤中重金属的结构的复杂,就导致实验结果与实际应用有一定的差异性,从而限制了使用这一方法的商业化。
据研究发现,土壤溶液中重金属离子的吸附、重金属离子的溶解、重金属离子的沉淀、重金属离子的解吸都是由pH所控制,电渗速度会受酸度的影响,故动电修复中最关键的就是对土壤pH的控制。
2.植物修复技术
植物修复技术主要是指植物自身所具备的特征以及植物的自然生产对重金属土壤进行修复。针对具体的修复机理以及修复过程,我们能够从中将植物的修复技术大致分为植物挥发、植物稳定以及植物提取这三大类。在这三大植物修复技术中,植物挥发方法主要就是指非金属元素汞以及金属元素铯,因此,植物挥发修复方法在治理铬污染的时候起到对应的作用。
2.1植物稳定
植物稳定是指通过耐重金属植物的种植,使土壤中重金属的迁移性予以降低。在雨水的冲刷下,重金属渗透到地下水的可能性予以降低,在天气的影响下,扩散到空气里影响环境的可能性予以降低。但是植物稳定的修复方法不能够完全清除土壤中的重金属,其只能够对土壤中的重金属进行有效的固定,使其在短时间内不对环境造成污染,这种修复方法在根本上对土壤中重金属的污染情况不能予以解决。随着环境的改变,重金属生物的有效性也发生着改变,但是当环境发生一点改变的时候,植物稳定修复方法就丧失了持久性。
2.2植物挥发
植物挥发指的是在植物的吸收和植物的积累作用下,使土壤中挥发性污染物予以减少,主要是指非金属元素Se和金属元素Hg,这是一种非常有潜力的技术,但是却将土壤中的污染物以气体的方式转移到大气中,对环境也造成了一定的污染。
2.3植物提取
植物提取是指通过植物使土壤中的重金属予以聚集,然后提取出来进行处理,整个过程可分为四个部分,第一步,释放土壤中的重金属。第二步,吸收金属离子。第三步,把根部的金属离子运输到地面的上部。第四步,积累运输上来的金属离子。
植物的修复技术都有各自的优点和缺点,受经济和技术的影响,这些技术的使用成本较高,缺乏实际应用的经验,处理的效果不是特别的显著,以致于不能进入商业化阶段。在目前技术中,挖掘技术和填埋技术是使用最广泛的技术。
参考文献
[1]汪小勇,张超兰,姜文等.污染土壤的修复技术研究进展[J].安徽农业科学,2005,33(1):128-129.
[2]祁国恕,陈曦,王鑫等.重金属污染土壤修复技术的研究现状分析及展望[J].城市建设理论研究(电子版),2012,(7).
重金属对土壤的污染篇5
关键词:土壤污染;物理修复;化学修复;生物修复
土壤是植物生长过程中不可或缺的生态环境,也是人类生存发展必不可少的重要资源。但是,随着人类进入工业时代以来,各类工厂如雨后春笋般层出不迭,给自然环境带来了许多危害。土壤也受到污染,重金属、有机磷等化学物质的堆积严重改变了土壤的原生态质,危害到植物的生L。并且通过自然界存在的食物链关系,污染物进入到人体,损害人类的身体健康。本文以此为前提,简要介绍并分析了几种土壤修复技术,以期在土壤污染治理上起到一点帮助。
目前,在全世界范围内,已有的土壤修复技术大致可以归纳为三种,一是物理修复技术,二是化学修复技术,三是生物修复技术。
1物理修复技术
1.1换土法
换土法顾名思义是用新鲜无污染的土壤全部或部分替换掉已污染土壤,它的技术原理是通过增加干净土壤来降低污染物浓度,以此达到修复目的。换土法可分为换土、去表土、客土以及翻土。换土法适用于小范围具有放射性污染源或难降解污染物的土壤,操作方法简单,即直接用新鲜无污染土壤替换掉已污染土壤。但是在处理污染土壤时要注意,以免造成二次污染。去表土适用于污染浅的土壤,直接将已污染的表层土壤移走就可得到干净土壤。客土适用于不易直接进行处理的土壤,在其表面撒上厚厚一层干净土壤,使植物在扎根时能直接接触到干净土壤,以此降低污染程度。翻土法适用于较厚土层的污染情况,这种方法是通过将表层受污染土壤翻到最底层,类似于农活中的“翻新”,以达到稀释污染物浓度的目的,从而降低污染程度。
1.2热修复法
热修复法主要针对含有易挥发污染物的土壤,此方法可以通过蒸汽、射频、红外辐射等加热方法对污染土壤进行加热,对挥发出来的污染气体进行统一收集、处理,效果良好、可操作性强,属于物理修复的一种。热修复法可以根除土壤中的易挥发污染物质,并且气体由专业设备进行收集,可以防止造成二次污染。但是目前该方法的适用范围比较局限,对于常见重金属污染土壤并不适用,除此以外,其能量消耗与操作成本都相对较高,可操作性一般。该技术还需进行进一步发展与研究。
1.3玻璃化技术
该方法适用于受重金属污染严重的土壤。重金属难降解、危害大,一般物理方法很难根除,并且通过食物链传到人体体内的重金属甚至可以给人造成致命性伤害,所以对重金属污染土壤的治理显得尤为重要。而玻璃化技术是对重金属污染土壤进行高温高压处理,以使重金属凝固在玻璃态土壤中,并根除二次污染。该方法效率高,并且可以根除重金属污染,但是工序复杂,成本较高,所以适用范围比较局限。
1.4电修复法
该方法和玻璃化法的适用范围一样,都是针对重金属污染土壤。该方法是利用金属良好的导电性,在污染土壤中通入低压直流电,使金属中电子定向迁移,从而达到修复目的。这种方法不仅可以治理土壤污染,还可以对重金属进行收集和再次利用。除此之外,该方法成效快、工艺简单,并且价钱低廉,所以应用范围较广泛。另外,电修复法还可用于对有机物污染土壤的治理上。
2化学修复法
2.1淋洗法
淋洗法是指用淋洗液来冲洗土壤空隙介质中的污染物,操作简单并且安全。适用淋洗法之前要了解到需要修复土壤的土质特性。对粘性差的砂质一般只能进行初步淋洗,因为这种土质特性没办法对污染物进行有效吸附。当然对于粘性效果好的土壤就要进行二次修复过程了。二次修复选择的淋洗液一般是根据土质特性进行专一修复的无机溶液或有机溶液。第一次进行淋洗时,通常选择清水作为淋洗液,以免造成二次污染。对特殊土壤的处理也有用到无机溶液和有机溶液的,具体选择哪一种要根据土壤类型判断。
2.2提取法
该方法与物理修复法搭配起来用,成效很好。该法就是借助于化学反应,使土壤中很难直接分离出的污染物变成易分离的溶解性络合物。之后从提取液中用物理或化学方法进行分离。提取液中富含丰富的可利用的离子,形成循环利用。该方法同样适用于重金属污染土壤的修复与治理,然而我国目前对这一块儿的技术研究还不够成熟,理论基础尚未完善,这一条路仍旧任重道远。
3生物修复法
3.1生物通气法
该方法适用受到易降解有机物污染的土壤,借助气体处理装置往污染土壤中通入氧气或空气,并抽走易挥发有机物,以利于微生物的繁殖,加快降解速度。在使用该方法之前,先在污染土壤里打三四口井(视具体污染面积而定),并在通入空气之前先通入适量的氮气(不可通入过多,以免抑制微生物的繁殖),以此作为进行降解的氮源。
3.2植物修复法
该方法可用于修复重金属污染土壤和低浓度有机物污染土壤。其作用原理是用植物或者植物根系含有的特异微生物和多种酶来吸收土壤中的重金属,通过萃取或络合反应将重金属提取出来,以此达到修复效果。此方法的优点是用植物酶降低了重金属的活性,防止其通过扩散作用污染到地下水。国外植物修复技术发展已成熟,但是国内相关技术的发展还处于初级阶段,应用最多的是借助植物根系微生物作用修复被低浓度有机物污染的土壤。
4结束语
污染土壤修复技术是环保工程重点研究的课题之一,由于要考虑到土壤的土质类型、所处的生态环境以及周边环境等因素的影响,土壤修复工作变得困难起来。虽然我国在这方面已经取得了一些成效,但是仍旧有很多内容亟待进行开发与研究。除此之外,缺乏统一的评价污染土壤修复技术的标准规则也对修复技术的进一步深入带来不良影响。所以相关部门要尽早建立针对大部分污染土壤类型都适用的评价标准规则,并且要定期检验修复效果,以实现污染土壤修复工作的准确性、实用性以及科学性。
参考文献
[1]向桂花.探讨我国土壤污染问题及防治措施[J].农业与技术,2015(6).
[2]魏样,韩霁昌,张扬,等.我国土壤污染现状与防治对策[J].农业技术与装备,2015(2).
重金属对土壤的污染篇6
摘要:一直以来,治理土壤中的重金属污染都是全球各国亟待解决的一项难题。当前我国土壤重金属污染问题相对较为严峻,且引发这一问题的因素相对也比较复杂。而此种污染问题的出现,不仅会对生物的生长带来极大的危害,还会降低作物的总产量,并对人的生命健康造成极大的威胁。对此,本文以土壤的重金属污染为立足点,通过对我国土壤污染现状和危害的分析,从而就缓解和解决土壤污染问题的策略展开研究。
关键词:土壤重金属污染;危害;修复技术
中图分类号:X53文献标识码:ADOI:10.11974/nyyjs.20170230224
就土壤本身来看,其之所以会产生重金属污染,主要是因为人类在活动期间将重金属物质带入到土壤内部,使得土壤内的重金属含量增多,破坏生态环境。随着农村人口数量的增长和农业生产过程中对化肥和农药使用量的增加,导致土壤中有害物含量增多,自身生态结构和环境质量被破坏。其中,重金属是对土壤生态结构影响最大的一种元素。为了重塑土壤生态结构,提高土壤内部环境质量,解决土壤存在的重金属污染问题势在必行。
1土壤污染现状和危害
1.1重金属污染现状
在2005年到2013年的12月,我国土地管理局第一次开展了有关全国土壤污染情况的调查研究。按照我国在2014年由国土资源部和环保部共同的有关《全国土壤污染状况调查公报》所公示的调查结果看:当前我国土壤生态环境的状况整体来讲十分严峻,特别是重金属污染问题,更是极为严重。在我国一些废弃工矿所在区域的周边位置,土壤的重金属污染问题十分的突出。其中,我国有16.1%的土壤,重金属污染总超标率相对较重,11.2%超标率属于轻微范围;而轻度超标率和中度以上的超标率分别达到了2.3%和2.6%。
1.2重金属污染的危害
同其他土壤污染类型相比,重金属污染本身的隐匿性、长期性、不可逆性较强,且这种污染问题一旦出现,则很难消逝。一旦重金属污染存在于土壤中,不仅很难被移动,还会长时间滞留在其产生区域,不断污染周边土壤。与此同时,重金属污染物不仅无法被微生物有效降解,还会借助植物、水等介质,被动植物所吸收,而后进入到人类食物链之中,对人体健康a生威胁。从具体的情况来看,重金属污染主要存在以下几种危害类型:对作物生产造成不利影响。因为重金属污染物在土壤与作物系统迁移的过程中,会对作物正常的生长发育和生理生化产生直接影响,从而降低作物的品质与产量。例如,镉属于对植物生长危害性较大的重金属,如果土壤镉含量较高,植物叶片上的叶绿素结构就会被破坏,根系生长被抑制,阻碍根系吸收土壤中的养分与水分,降低产量;会对人体生命健康带去影响。土壤中存在的重金属污染物可以借助食物链对人体健康造成危害。例如,汞进入人体后被直接沉入到肝脏中,破坏大脑的视神经。
2解决重金属污染问题的方法
2.1工程治理法
所谓的工程治理法,是通过利用化学或者是物理学中的相关原理,对土壤中的重金属污染问题展开有效治理的一种方法。现阶段,工程治理法主要包括了热处理法、淋洗法与电解法等[1]。在众多重金属污染处理方法中的处理效果更好、处理工艺的稳定性更高。但该项方法处理过程和处理工艺复杂,需要花费的成本高,且经过该方法处理后的土壤,其本身的肥力会有所降低。
2.2生物治理法
该方法指的是借助生物在生长过程中的一些习性,来达到改良、抑制、适应重金属污染的目的。在该项治理方法中最为常见的就是微生物、植物和动物治理法。生物治理是利用鼠类和蚯蚓等动物能够吸收重金属的特性;植物治理则是利用植物积累到一定程度可以清除重金属污染,对重金属具有忍耐力的特质。工程治理法相比,生物治理方式投资相对较小、管理便利、对环境破坏性小等优势,但治理时间较长[2]。
2.3化学治理法
化学治理法是通过向已经被重金属污染的土壤中投入适量的抑制剂和改良剂等其他化学物质的方式,增加有机质、阳离子等在土壤中代换量和粘粒含量,来改变被污染土壤电导、Eh、pH等其他理化性质,使重金属可以通过还原、氧化、拮抗、吸附、沉淀、抑制等化学作用被有效消除[3]。
3结束语
在社会经济发展水平不断提升,重金属对土壤污染程度逐渐加深的今天,对重金属污染现状,以及其可能会造成的危害等问题展开细致的分析与研究,并利用工程、生物、化学等方式来有效的缓解和治理土壤当前存在的重金属严重污染问题,能够对我国土壤的生态环境和内部结构进行重构,为我国城市发展和社会建设提供充足的土壤资源。
参考文献
[1]崔德杰,张玉龙.土壤重金属污染现状与修复技术研究进展[J].土壤通报,2004(3):366-370.
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