重金属污染治理方法范例(12篇)
重金属污染治理方法范文篇1
作者简介:马明兰(1982-),女,湖北宜昌人,武汉科技大学中南分校生命科学学院教师;易求实(1943-),男,湖南长沙人,武汉科技大学中南分校生命科学学院教授。
(武汉科技大学中南分校生命科学学院,湖北武汉430223)
摘要:本文对有色冶炼尾气净化中产生的污酸进行处理的重要性作了介绍,对污酸处理的不同方法进行了比较和评价。着重指出,使洗净水闭路循环是污酸处理的科学和合理的方式,符合可持续发展战略和循环经济的要求。根据污酸处理实践,对如何实现洗净水闭路循环处理进行了论述和思考。
关键词:污酸;处理;闭路循环
中图分类号:X703.1文献标识码:A
一、污酸处理的重要性
环境污染物中,重金属汞、镉、铅、铬以及类金属砷,对人和动物危害最为严重。进入大气、水体和土壤等各种环境的重金属,均可通过呼吸道、消化道和皮肤等各种途径被动物吸收。当这些重金属在动物体内积累到一定程度时,即会直接影响动物的生长发育、生理生化机能,直至引起动物的死亡[1]。由于重金属不能被微生物降解,在环境中只能发生各种形态之间的相互转化,所以,重金属污染的消除往往更为困难,对生物引起的影响和危害也是人们更为关注的问题[2]。在有色冶炼中,环境毒害非常严重的砷、镉、氟等,相当一部分进入烟气中,我国将它们列为一类污染物。据估计,有色冶金系统每年有约1万吨以上的砷进入烟气[3],如果不进行处理,将使2000亿立方米以上(相当4条黄河的年流量)的水砷含量达到50ug以上,不进行处理则不能饮用。在利用烟气制酸的过程中,它们又转移到洗涤烟气产生的“污酸”中,因此,有效回收污酸中包括砷、镉在内的重金属以及氟,实际上是扼住了有色冶炼中最重要的污染源。
二、污酸处理现状
含砷及重金属废水的治理方法很多,如中和法、硫化法、铁氧化法、电凝聚法、离子交换法、吸附法等等[4]。随着国家对污染控制力度的加强、控制指标的要求更加严格,对这些方法的研究及实践,将越来越深入。面对污酸废水排量大、含量高和组成复杂的特点,目前采用得较多的是硫酸亚铁―石灰法和硫化法两大类。
(一)硫酸亚铁―石灰法
这类方法用石灰中和污酸并调节PH,利用硫酸亚铁中的铁能与砷、镉生成难溶盐、铁的氢氧化物具有强大的吸附和絮凝能力的特性,达到去除污酸中砷、镉等有害重金属的目的,此过程中氟也同时被去除[5][6]。杜冬云、易求实等在一种去除水中重金属的专利技术[7]的基础上对于砷含量8000mg/L,含镉165mg/L的高砷高镉污酸废水,提出新改进的铁盐法。该方法能确保砷镉的达标排放,砷的去除率达到9999%[8]。
石灰―硫酸亚铁法处理污酸产生的渣量很大,砷等重金属在渣中呈稀散分布。年产量20万吨的厂,有近7万吨湿废渣产生,砷镉等资源化再回收困难,废渣的无泄漏永久存放也难以实现。二次污染随时都可发生。
(二)硫化法
硫化法是用可溶性硫化物与重金属反应,生成难溶硫化物,将他们从污酸中除去。硫化渣中砷镉等含量大大提高,在去除污酸中有毒重金属时,同时实现重金属的资源化,这类反应可在PH较低的条件下发生,留下的稀酸可用于磷肥生产[9]。
硫化法去除砷镉的效果目前还不能和石灰―铁盐法比较,处理后的污酸中砷含量还有几十mg/L,有的可达100mg/L[10]。因此,硫化法目前实际是一种预处理方法,用它将大部分重金属取走并富集余渣中,使后续的达标排放处理难度降低。不同的侧重点,形成不同的硫化工艺路线,常见的有:
工艺路线回收了大部分砷镉,但砷镉含量仍较高,有将此“净化酸”用于磷肥生产的报道,砷镉有可能超标。当净化酸找不到出路时,为了使污酸废水达标排放,必须采用铁盐―石灰法除砷镉氟,但渣量大幅度减少。
如何进一步提高硫化法的砷镉去除率,金隆铜业公司等单位研究采用了中和―硫化―氧化工艺[11],将硫化法的砷的去除率提高到95%以上,剩下的5%仍采用石灰―铁盐法处理:
三、污酸处理的原则思考
党的十六大以后,中央对我国的经济建设和社会发展,提出了可持续性发展战略,发展循环经济和构建和谐社会等重大决策。我国的环境保护政策,随之进入一个新时期,对污染防治认识将更深远,要求将更严格,执法将更严厉。国家环保总局将水污染作为污染防治的重中之重。明确指出在污染的防治中要防止污染物形成二次污染。在这样的总体形式下。对污酸污染治理的原则也要进行新的思考。
第一,资源化和无害化原则。重金属和氟的不可降解性的特点,防止在处理过程产生的废渣废水成为新的污染源,是治理方案或工艺流程设计必须重点考虑的。对于重金属污染物,重点考虑资源化回收,对于硫酸,首先考虑无害化再兼顾资源化。重金属污染物一旦不能做到资源化,就难以有无害化的路线可走,势必会导致污染物转移或出现二次污染的后果。资源化回收工作不仅有技术问题,也有环境政策问题,例如,污酸硫化渣中砷含量可达52%,人们还在采用水泥固化弃置[12],原因之一就是因为白砒价格太低,将含砷滤饼制成白砒无利润可言。
第二,高效去除和高度富集并重原则。高效去除是治理工艺的根本前提,离开这个根本前提,将失去环境法规和环境政策的肯定和支持。但高效去除并不等于高度富集,现某公司采用的“新改进的铁盐法”[8]砷的去除率可达到9999%,但是,这是以大量的石灰,超量的铁盐投入取得的效果。药剂大量的投加必然产生大量的废渣,必然导致重金属在渣中的稀散分布,为后续处理带来重重困难,必然导致二次污染的危险。
人们在孜孜不倦的追求高效去除高度富集功能的处理剂和处理方法。污酸有害成分复杂,试图用一种药剂或某种单一手段轻易达到去除目的的愿望,近期内还不太可能实现。在处理水中高浓度有害重金属方面,虽然多种有机制剂问世,还没有一种能与硫化钠这样广普、高效和廉价的药剂相比拟。善用巧用无机硫化物处理重金属废水,会收到高效去除高度富集的效果。
第三,闭路循环原则。现行的污酸处理大多采用达标排放的方案,对污酸中的砷氟,采用的是“除恶务尽”的处理方法。要求去除率高到令人难以置信的程度,例如采用“新改进的铁盐法”处理8000mg/L的高砷废水,在工业规模的连续流程中,外排水中砷浓度可小于05mg/L,去除率在9999%以上。这么高的去除率除了要有可靠的工艺保障外,还必须具有优良先进的设备支撑,严格的规章督促管理,高素质的职工队伍运作实施。这么高的去除率,留给设备的“安全裕量”必然是很小的。、留给工艺的“自由度”必定是很窄的,上班时工程师和工人的神经都还是高度紧张的。如何改变这样的状况?使污酸废水经处理后洗净水循环使用,使污酸废水实现零排放,当是根本的办法。
第四,客观成本原则。污染的防治是需要资金投入的,是有一定治理成本的,人类对污染防治,经历了一个由浅入深,由被动到主动的过程。这种被动和肤浅意识长期主宰着环境污染防治工作,表现为追求形式而不注重效果,追求短暂的目前而不注重长久的将来,追求污染的局部治理而不注重污染的迁移。在这种思想观念下形成的治理成本,是不客观的,往往是偏低的,只考虑局部治理的成本,显然要比兼顾防止二次污染产生的全局治理成本要低。现在环境污染治理正处在一个转型时期,如果仍以老的成本观念来审视新的处理方法,新方法可能由于处理费用过高被否决。因此,树立一个新的客观的成本观念在新时期的环境污染治理中更为重要。
四、污酸闭路循环处理
(一)污酸处理水闭路循环基本构想
污酸是对SO2尾气除尘除SO3烟雾的净化工艺中产生的,净化工艺对水质并无特殊严格要求,所以,对污酸中的重金属、砷、氟进行适当削减处理后,仍可返回净化工段循环使用,应仍能满足净化工艺的要求。有报道20世纪70年代起,厦门化肥厂[13]和荆门市磷肥厂[14]等就开始研究闭路循环工艺。江苏瑞和化肥有限公司在100Kt/a装置上实现了闭路循环,达到零排放[15]。武汉青江化工股份有限公司在成功实现部分循环实践的基础上,开始准备实现全闭路循环[16]。
(二)污酸处理水闭路循环的关键
全闭路循环工艺在用化学方法削减污酸中有害重金属和稀酸过程中,必然造成水的硬度增加和无机盐积累。硬度过高会使管路和设备结垢堵塞,无机盐的累积(例如氟盐,锰盐)还会影响净化效果。实现全封闭无限循环的困难也主要集中在这里。要实现全封闭无限循环最重要的是要防止垢的产生和氟砷等影响净化效果物质超过限度。研究发现,少量聚丙烯酸或马丙共聚物等,对CaSO4•2H2O晶种表面具有吸附作用,抑制了CaSO4•2H2O的结晶生长,从而具有很好的阻垢作用,这类物质称为阻垢剂[17],能有效阻止循环冷却水水垢的产生。循环冷却水的钙镁总量是固定的,有理由相信,阻垢剂能很好发挥阻垢作用,而二氧化硫尾气洗净水的闭路循环,水中的钙会在每一次循环中得到补充。因此,阻垢剂能否在二氧化硫尾气闭路循环洗净水的处理中很好发挥阻垢作用?值得研究。特别是无限闭路循环工艺。
由上可知,实现污酸处理水无限闭路循环,达到零排放的目的,最根本的是要控制离子浓度,初步试验发现,控制恰当PH,以石灰中和硫酸,添加少量助剂,有可能使砷钙氟浓度保持在允许范围内,有实现零排放的可能。根本上消除污酸可能产生的危害。进一步研究表明,运用系统工程理论,污酸可以零排放,而实现循环经济模式。相信在可持续性发展战略,发展循环经济和构建和谐社会等重大决策支持下,污酸的零排放处理,SO2洗净水的闭路无限循环工艺一定能建立并逐步完善起来。有色冶炼有毒重金属废水将得到彻底的防治。
参考文献
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重金属污染治理方法范文篇2
全面排查辖区内重金属污染物排放企业(以下简称“重金属排放企业”)及其周边区域的环境隐患,摸清重金属污染情况,建立监管台帐,确定重点防控区域(流域)、行业、企业和高风险人群;强化环境执法,依法查处重金属污染环境违法行为;建立健全重金属防治体系和污染事故应急体系,保障环境安全。
二、工作重点
根据我市实情,确定重点防控的重金属污染物是铅、汞、镉、铬和类金属砷,重点防控的区域(流域)是重金属污染物排放相对集中的地区,重点防控的行业是有色金属矿(含伴生矿)采选业、有色金属冶炼业、含铅蓄电池业、电镀业、皮革及其制品业、化学原料及化学制品制造业等,重点防控的企业是具有潜在环境危害风险的重金属排放企业(特别是集中式饮用水水源地上游的企业)。
三、主要措施
(一)做好对重金属排放企业及其周边区域环境隐患的全面检查,摸清重金属污染情况,建立监管台帐,确定我市重点防控区域(流域)和重点防控企业名单。为了确保环境安全,各县(市、区)政府必须与辖区内的所有重金属重点防控企业签订环境安全责任状。
1.对检查中发现的违法行为要依法严处,对污染治理设施不能稳定达标或超总量排污的重金属污染企业,依法责令整改直至关闭。对不符合产业政策的重金属企业依法实施关闭,坚决取缔无经营许可证从事危险废物利用处置活动。
2.建立对重金属排放企业的巡查制度,加强对重金属污染企业的监控,严防超标排放。将整治重金属违法排污企业作为全市环保专项行动的重点,不断加大对违法行为的处罚力度,维护社会公平。
(二)严格执行建设项目环评审批和“三同时”验收制度,提高新建排放重金属污染物项目的准入门槛,对排查发现的未经环评审批且危害群众健康的已建成项目,报请县级以上人民政府予以关停拆除。
(三)严禁在重金属排放企业1公里范围内新建居民点,在此范围内现有的居民点应按规定要求地方政府实施搬迁;地方政府对此有承诺的,必须按承诺予以兑现。
(四)进一步规范重金属排放企业的环境管理,督促企业建立特征污染物产生、排放台帐和日常监测制度,定期报告监测结果,并向社会公布重金属污染物排放和环境管理情况。督促企业提升污染治理水平,规范原料、产品、废弃物堆放场和排放口,建立和完善重金属污染突发事件应急预案,督促重点防控企业开展清洁生产审核。对不实施清洁生产审核或者虽经审核但不如实报告审核结果的,责令限期改正。
(五)要按照《市重金属污染防治工作实施方案》的要求,切实加强组织领导,明确任务,落实责任。对因重金属污染造成群发性健康危害事件或造成重特大环境污染事故的,按有关规定对负责人实施问责,并从该重金属排放企业的立项、审批、验收、生产和监管全过程,对有关责任单位和责任人追究责任,对构成犯罪的,依法移送司法机关处理。
四、时间安排
(一)准备阶段(年5月15日前)
各县(市、区)政府根据本方案,制定辖区内具体实施方案,进行动员部署,并于4月25日前将实施方案及联系人报市专项行动领导小组办公室(市环保局)。
(二)集中整治阶段(5月16日—9月30日)
各县(市、区)组织相关部门对辖区内的重金属排放企业及其周边区域环境隐患进行全面检查,摸清重金属污染情况,建立监管台帐,确定重点防控区域(流域)、行业、企业和高风险人群。对检查中发现的违法行为要依法严处,对污染治理设施不能稳定达标或超总量排污的重金属污染企业,依法责令整改直至关闭。
(三)督查阶段(10月1日—11月15日)
市环保局将对辖区内整治行动的开展情况进行督查,确保对违法排污企业处罚到位、整改到位,各项措施落实到位,省环保厅也将会适时对我市的整治行动开展情况进行督查。
(四)总结阶段(11月15日—12月5日)
各县(市、区)对专项整治工作进行总结,对存在的问题进行整改,完善相关政策措施,并于12月5日前将工作总结报市专项行动领导小组办公室(市环保局)。
五、具体要求
(一)加强领导,统一部署。各地政府必须对辖区内的重金属污染防治工作负责,要精心组织,切实加强领导,研究制定辖区专项整治行动方案,并组织实施。严格按照国家法律法规和方针政策,处理解决整治行动中遇到的问题。
重金属污染治理方法范文
【关键词】有色金属污染治理
1甘肃省有色金属污染现状
1.1水体污染问题突出
甘肃省每年排放富含有色金属的废水4676.22万t,主要集中在金昌市、嘉峪关市和陇南市。据取样分析,金昌排放的废水中,铅的排放量最高,为12590.64kg/a,最少为汞,约107.28kg/a。
而甘肃省作为我国西北地区的缺水城市,植被少、生态环境脆弱,水体的自净能力非常差,污染企业将含有有色金属的废水排入河流以后,造成水体中有色金属污染物严重超标,危害着当地居民的健康。
1.2固体废弃物污染问题严峻
甘肃省工矿企业每年产生的含有有色金属的固体废弃物大约1477.13万t,这些废弃物中能够被回收利用的约为144.04万t,仅仅占产生量的9.8%,出质量和堆放量分别为551.22万t和783.95万t,占总产生量的37.3%和53.1%。这些含有有色金属的废弃物在堆放的过程中,不仅占用了大量土地,并且还会对土壤和水体造成污染。
1.3土壤污染问题越来越严重
土壤被有色金属污染后,有色金属会在土壤中富集,并且通过雨水的淋溶作用进入土壤水,当地的农作物吸收了被有色金属污染后的土壤水,从而对人体造成严重危害。
甘肃省的土壤中有色金属超标越来越严重,尤其以白银市白银区最为严重,据调查显示,白银区东大沟流域的土壤污染严重,大部分已经不能再作为农业用地使用。目前、土壤污染已经严重影响到了甘肃地区的社会安定和国计民生。治理有色金属污染刻不容缓。
2制约有色金属污染防治进程的原因分析
2.1产业结构不合理,发展方式无序
甘肃省有色金属污染的地区为12个州市,这些地区的经济水平和产业结构各有不同,污染的类型和程度也各不相同,这些地区的环境容量也不同,这主要和企业管理不精细造成的,并且产业机构调整不力,是的有色金属企业同构现象严重。
2.2涉及行业、部门多,与经济挂钩易发生矛盾
随着经济的发展,甘肃省的环境出现了严重的问题,作为甘肃省支柱产业的有色金属冶炼和加工产业所引起的有色金属污染问题也越来越严重,对于污染的处理问题所牵涉的行业和部门太多,经济问题和环境污染问题难以调和。
2.3管理监测水平滞后
甘肃省作为我国西部地区的发展型城市,环境的监管远远落后与东部地区,尤其在有色金属废气的监管和监测方面尚属空白,无法为环境执法提供强有力的数据支持,并且各监管部门的管理也出现了滞后的状况,有执法不严,执法不力现象的出现。
3甘肃省有色金属污染的防治对策
3.1调整产业结构
对于甘肃省有色金属污染的治理,最重要的一环就是调整产业结构,甘肃省应该严格执行国家颁布的有色金属产业调整和振兴规划,根据国家的相关政策,对污染重的产业强制淘汰。
对那些不符合产业排污机制的产业,可以让其停业整顿治理,达标后,方可进行排放,但是最重要的还是加速产业结构升级,将产业升级、清洁生产纳入甘肃省环境发展和经济发展的快车道。对于那些中小企业,鼓励产业兼并和重组,以大带小、新带老,在获得规模效益的同时,集中治污,实现有色金属污染物的零排放。
3.2推行清洁生产
在生产环节方面,引入循环经济的生产模式,将清洁生产纳入生产轨道,严格执行国家指定的重点企业清洁生产审核程序的规定、清洁生产审核暂行办法等规程,并且加大科技的投入,利用科技来提高原料的利用率,对于废弃物进行回收再利用,在生产的过程中将有色金属污染物进行治理,减少废弃物的排放。
3.3加强监督管理,强化污染治理
(1)环保部门应该加强环保力度,对于有色金属污染物的排放加大监测和惩处力度,建立重点企业的排污动态档案,对他们进行严格监测,重点整治。(2)加强环境评估报告的作用,让每一名公民都成为有效的监管人员,做到禁止高污染、高能耗的产业的审批,对现有的有色金属冶炼产业进行整治,促成中小企业的合并和兼并工作,强制其产业升级,集中治污,在节能减排的同时实现产业效益的提升。(3)全面的调查有色金属污染状况,加大对于水体、土壤和大气中的有色金属污染的检测,深入开展监测和检测工作,建立网络管理信息平台,对于甘肃省全省的环境检测指数全部纳入,以便于及时的监测和管理。(4)利用经济杠杆来治理污染物的排放,对于那些污染物排放少或者做到零排放的产业,要对其进行经济和政策的倾斜,促进其发展,而对于那些污染重的产业要减少地方财政的补贴。
参考文献:
[1]韩玲玲.有色金属污染现状及治理技术研究进展[J].有色矿冶,2011(03).
重金属污染治理方法范文篇4
关键词:土壤污染、生物修复、研究进展
前言
土壤重金属污染是指由于人类活动将金属加入到土壤中,致使土壤中重金属明显高于原生含量、并造成生态环境质量恶化的现象。加之重金属离子难移动性,长期滞留性和不可分解性的特点,对土壤生态环境造成了极大破坏,同时食物通过食物链最终进入人体,严重危害人体健康,已成为不可忽视的环境问题。随着我国人民生活水平的提高,生态环境保护日趋受到重视,国家对污染土壤治理和修复的人力,物力的投入逐年增加,土壤污染物的去除以及修复问题,已成为土壤环境研究领域的重要课题。而生物修复技术是近20年发展起来的一项用于污染土壤治理的新技术,同传统处理技术相比具有明显优势,例如其处理成本低,只为焚烧法的1/2-1/3,处理效果好,生化处理后污染物残留量可达到很低水平;对环境影响小,无二次污染,最终产物CO2、H2O和脂肪酸对人体无害,可以就地处理,避免了集输过程的二次污染,节省了处理费用,因而该技术成为最有发展潜力和市场前景的修复技术。
1.污染土壤生物修复的基本原理和特点
土壤生物修复的基本原理是利用土壤中天然的微生物资源或人为投加目的菌株,甚至用构建的特异降解功能菌投加到各污染土壤中,将滞留的污染物快速降解和转化成无害的物质,使土壤恢复其天然功能。由于自然的生物修复过程一般较慢,难于实际应用,因而生物修复技术是工程化在人为促进条件下的生物修复,利用微生物的降解作用,去除土壤中石油烃类及各种有毒有害的有机污染物,降解过程可以通过改变土壤理化条件(温度、湿度、pH值、通气及营养添加等)来完成,也可接种经特殊驯化与构建的工程微生物提高降解速率。
2.污染土壤生物修复技术的种类
目前,微生物修复技术方法主要有3种:原位修复技术、异位修复技术和原位-异位修复技术。
2.1原位修复技术:
原位修复技术是在不破坏土壤基本结构的情况下的微生物修复技术。有投菌法、生物培养法和生物通气法等,主要用于被有机污染物污染的土壤修复。投菌法是直接向受到污染的土壤中接入外源污染物降解菌,同时投加微生物生长所需的营养物质,通过微生物对污染物的降解和代谢达到去除污染物的目的。生物培养法是定期向土壤中投加过氧化氢和营养物,过氧化氢则在代谢过程中作为电子受体,以满足土壤微生物代谢,将污染物彻底分解为CO2和H2O。生物通气法是一种加压氧化的生物降解方法,它是在污染的土壤上打上几眼深井,安装鼓风机和抽真空机,将空气强行排入土壤中,然后抽出,土壤中的挥发性有机物也随之去除。在通入空气时,加入一定量的氨气,可为土壤中的降解菌提供所需要的氮源,提高微生物的活性,增加去除效率。
2.2异位修复技术:
异位修复处理污染土壤时,需要对污染的土壤进行大范围的扰动,主要技术包括预制床技术、生物反应器技术、厌氧处理和常规的堆肥法。预制床技术是在平台上铺上砂子和石子,再铺上15-30cm厚的污染土壤,加入营养液和水,必要时加入表面活性剂,定期翻动充氧,以满足土壤微生物对氧的需要,处理过程中流出的渗滤液,即时回灌于土层,以彻底清除污染物。生物反应器技术是把污染的土壤移到生物反应器,加水混合成泥浆,调节适宣的pH值,同时加入一定量的营养物质和表面活性剂,底部鼓入空气充氧,满足微生物所需氧气的同时,使微生物与污染物充分接触,加速污染物的降解,降解完成后,过滤脱水这种方法处理效果好、速度快,但仅仅适宜于小范围的污染治理。厌氧处理技术适于高浓度有机污染的土壤处理,但处理条件难于控制。常规堆肥法是传统堆肥和生物治理技术的结合,向土壤中掺入枯枝落叶或粪肥,加入石灰调节pH值,人工充氧,依靠其自然存在的微生物使有机物向稳定的腐殖质转化,是一种有机物高温降解的固相过程。上述方法要想获得高的污染去除效率,关键是菌种的驯化和筛选。由于几乎每一种有机污染物或重金属都能找到多种有益的降解微生物。因此,寻找高效污染物降解菌是生物修复技术研究的热点。
3.影响污染土壤生物修复的主要因子
3.1污染物的性质:
重金属污染物在土壤中常以多种形态贮存,不同的化学形态对植物的有效性不同。某种生物可能对某种单一重金属具有较强的修复作用。此外,重金属污染的方式(单一污染或复合污染),污染物浓度的高低也是影响修复效果的重要因素。有机污染物的结构不同,其在土壤中的降解差异也较大。
3.2环境因子:
了解和掌握土壤的水分、营养等供给状况,拟订合适的施肥、灌水、通气等管理方案,补充微生物和植物在对污染物修复过程中的养分和水分消耗,可提高生物修复的效率。一般来说土壤盐度、酸碱度和氧化还原条件与重金属化学形态、生物可利用性及生物活性有密切关系,也是影响生物对重金属污染土壤修复效率的重要环境条件。
3.3生物体本身:
微生物的种类和活性直接影响修复的效果。由于微生物的生物体很小,吸收的金属量较少,难以后续处理,限制了利用微生物进行大面积现场修复的应用,
植物体由于生物量大且易于后续处理,利用植物对金属污染位点进行修复成为解决环境中重金属污染问题的一个很有前景的选择。但由于超积累重金属植物一般生长缓慢,且对重金属存在选择作用,不适于多种重金属复合污染土壤的修复。因此,在选择修复技术时,应根据污染物性质、土壤条件、污染程度、预期修复目标、时间限制、成本及修复技术的适用范围等因素加以综合考虑。
4.发展中存在的问题:
生物修复技术作为近20年发展起来的一项用于污染土壤治理的新技术,虽取得很大进步和成功,但处于实验室或模拟实验阶段的研究结果较多,商业性应用还待开发。此外,由于生物修复效果受到如共存的有毒物质(Co-toxicants)(如重金属)对生物降解作用的抑制;电子受体(营养物)释放的物理性障碍;物理因子(如低温)引起的低反应速率;污染物的生物不可利用性;污染物被转化成有毒的代谢产物;污染物分布的不均一性;缺乏具有降解污染物生物化学能力的微生物等因素制约。因此,目前经生物修复处理的污染土壤,其污染物含量还不能完全达到指标的浓度要求。
重金属污染治理方法范文篇5
【关键词】重金属;水污染;现状;监测进展
1前言
近年来,我国的经济得到了飞速的发展,但相应的,以环境为代价所带来的负面影响也日益突出,尤其是水体污染问题,严重威胁着人们的身体健康。众所周知,水是生命之源,是人类赖以生存的最宝贵的自然资源,但是在人口急剧增长以及现代工业的影响下,我国的水资源呈现了短缺的现象,加上日益严重的水资源污染问题,尤其是极为突出的重金属水污染,由此,加强对于水体的污染成为当前社会发展所面临的重要问题。一般来说,重金属是指原子质量在63.5D200.6,密度大于4或是5g/cm3的金属,其中硒和砷属于非金属结构,但是由于其毒性及其他性质与重金属很像,因此也被称为重金属。当前,重金属污染包括土壤污染、大气污染和水体污染,但是土地污染的区域比较明显,易于控制;虽然大气污染和水体污染都具有较强的扩散性,而大气污染的扩散范围有限,因此也方便控制;由此,水体污染作为重金属污染最严重和最难控制的区域,对环境和人体将会造成极其严重的影响。
2我国重金属水污染的现状
自上个世纪60年代起,国际上就出现了水体重金属污染的问题,并开展了相关的研究。就我国来说,水体重金属污染的研究开始于20世纪80年代,其中比较常见的重金属包括汞、镉、铅、铬以及类金属砷等具有显著毒性的重金属,也包括毒性一般的铜、锡、锌、镍等,由于重金属污染具有隐蔽性、持久性和污染严重等特点,严重破坏着生态的平衡。尤其是近几年,我国的重金属水体污染问题越来越严重,重金属水污染事故频发。就镉污染来说,在2005年,广东北江韶关段发生了严重的镉超标事件;2006年,湘江湖南株洲段的镉污染事故;以及湖南省浏阳市在2009年发生了镉污染事件。[2]目前,重金属污染物主要是通过工业污水和生活废水未经过适当的处理就向河流中排放所导致的,并随着水体的径流、淤泥的适当以及大气的沉降得到扩散,从而在水体中累积,危害着水中植物和生物的生长。最主要的是,由于重金属不能够微生物所降解,加上巨大的毒性,严重威胁着水生态系统以及人们的饮水安全。据国家环保部门的相关数据显示,在流经我国的131条河流当中,严重污染的就有36条,还有21条被重度污染,38条处于中度污染。除此之外,在2010年,我国的突发环境事件次数为420起,其中因水体污染而引发的突发事件就高达135次,也就是说,平均每隔两三天便会发生一起水体污染事件。面对严峻的水资源短缺问题,水污染成为“世界头号杀手”,由此,加强重金属水污染的治理和监测,刻不容缓。
3当前重金属水污染的监测进展
当重金属污染物进入水生态系统之后,会影响着水中动植物的存在,而且一旦人体引用,便会发生病变,严重危害人类的身体健康。当前,重金属水污染受到了全世界政府的广泛关注,为此而出台了一些监测政策,并不断推进监测技术的发展。
3.1重金属水污染的监测政策
从环境监测的定义来说,其主要目的是为了及时、准确的获得环境监测的全面数据,通过分析环境质量的现状以及变化趋势,准确的预警各种环境问题,并跟踪污染源的变化,从而对污染事件及时做出反应。目前,为了遏制重金属水污染问题的发生,我国出台了《重金属污染综合防治“十二五”规划》(以下称为《规划》),其中表明指出了五大重金属污染重点防治行业,包括冶炼、采矿、铅蓄电池、化学原料及其制、皮革以及其制品,并决定在这5年内加大对于重金属污染防治的投资。与此同时,在《规划》中划出了14个重金属污染综合防治的重点省区和138个重点防治区域,要求到2015年,重点区域内的重金属污染物排放量要比2007年减少15%,非重点区域内则不能够超过2007年的重金属污染物排放量。由此可见,国家对于重金属污染的防治势在必行。
3.2重金属水污染监测的技术进展
随着市场需求的不断变化,我国的重金属水污染监测技术发生了翻天覆地的变化,并且逐步朝着规范化和产业化发展,不断满足了污染治理的需求,具体表现如下:
3.2.1检测技术的不断进步
当前,面对日益复杂的水环境,在重金属的污染检测中出现了更多简便、科学的方法。比如说,激光诱导击穿光谱法具有较高的灵敏度,因此可以进行多元的检测;新型的电化学传感器通过运用阳极溶出伏安法来减少仪器的检测限,而且还具有便于携带的特点,因此广泛的应用于野外的现场监测中;此外,随着检测技术的不断发展,酶抑制法、生物传感器等诸多重金属检测方法也将在重金属水污染中得到不同的应用。
3.2.2自动化控制技术的成熟
由于重金属的监测比较复杂,而且对于样品和试剂的定量要求比较高,因而对于地表水的重金属分析十分困难。当前,为了更加精细、稳定的进行重金属污染分析,在重金属的检测中应用了自动化控制技术,通过全自动的分析以及精确的计量,不仅能够避免人类接触有毒药剂而带来的伤害,还能够提高计算的精确程度,从而使得分析结果更加的可靠。
3.2.3监测方案的针对性
一般来说,重金属的污染量是非常小的,尤其是在水体当中,容易受到其他微量元素的影响,从而导致监测的数据不准确。此外,即使是同一种重金属污染,也会因不同的水质特性而产生不同的结果,因而在监测过程中要采用有针对性的方案。比如说,为了排除钙、铁、锌、铜对铅、汞等重金属监测的影响,需要在检测过程中进行预处理或是加入相应的掩蔽剂,从而确保监测数据的真实、可靠性。[3]
4结束语
综上所述,我国的重金属水污染事故时常发生,严重影响着附近居民的身体健康,由此必须要加强对于重金属水污染的治理和监测。当前,随着科学技术的发展,我国的重金属水污染监测的技术有了很大的发展,其中检测技术有了很大程度上的进步,自动化控制技术日趋成熟,以及监测方案也更加有针对性,在不断满足重金属水污染治理需求的同时,对于改善重金属水污染方面发挥了不可替代的作用。
【参考文献】
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重金属污染治理方法范文
去年5月份,国务院颁布了《土壤污染防治行动计划》(“土十条”),拉开了土壤修复的大幕。同年11月份,《土壤污染防治法》草案征求意见稿,初步确定了预防和保护、管控和修复等制度设计。今年3月份,农业部印发落实“土十条”的实施意见,部署加强农用地土壤污染防治。一系列文件的出台让人们对土壤修复产业给予了极大的关注。
防控修复谁为先
在很多人眼中,污染土壤修复是环保行业的一块大蛋糕,不少业内人士曾估计其带动的产业规模会达几万亿元。随着“土十条”及其配套文件陆续出台,人们发现,产业要达到目标规模尚需时日。国土资源部土地整治中心提供的数据显示,我国土壤污染修复产业产值,尚不及环保产业总产值的1%。环保部有关负责人在解读文件时也表示,文件将推动土壤环境质量监测、调查、评估、治理修复和装备药剂生产等相关产业发展。到2022年,预计可带动环保产业新增产值约4500亿元。
大面积的土壤治理是个世界性难题,其复杂性和投入远大于空气和水。治理越难就越凸显防控的重要性。在广东省生态环境与土壤研究所研究员陈能场看来,一系列文件的出台,标志着我国土壤污染防治理念的转变,从“一刀切”的指标控制转向强调预防为主、风险控制的综合防控。发达国家土壤污染治理经验显示,污染预防、风险管控、治理修复的投入比例大致为1∶10∶100。他认为,土壤污染防治的本质是在保护土壤的基础上,分类合理利用土地。单纯的土壤修复是最末端和不得已的防治方式。
土壤污染不能上来就“治病”,得先“号脉”,“药方”也不只土壤修复这一剂。按照农业部的规划,要在耕地土壤污染详查和监测基础上,将耕地环境质量划分为优先保护、安全利用和严格管控三个类别,实施耕地土壤环境质量分类管理。优先保护未污染和轻微污染耕地,安全利用中轻度污染耕地,严格管控重度污染耕地。这意味着,对于污染轻微的耕地,可以调整种植结构,种植不吸附重金属的林木;对于污染特别严重的,可以实行风险管控,休耕退耕或生态移民等,而不是“一刀切”的土壤修复。
目前,中央政设立了土壤污染防治专项资金,主要用于开展土壤污染状况调查、修复治理等工作。农业部先后在天津、广西、湖南等地开展农产品产地重金属污染治理修复试点,启动9个污染区的污染修复示范项目。针对典型作物和污染物,将建设耕地污染综合治理与修复示范区,2022年年底前,受污染耕地开展治理与修复1000万亩。
修复资金哪里来
广西河池市是“土十条”确定的全国6个土壤污染综合防治先行区之一。16年前,一场特大暴雨使该市环江县一处尾矿库溃坝,沿岸上万亩耕地受到重金属污染。为了修复耕地,农民曾采取撒石灰的原始方法,但收效甚微。针对当地特点,2005年,中科院地理资源所研发了超富集植物与经济植物间作修复技术。政府向村民们免费发放蜈蚣草苗、东南景天苗、桑树苗,指导村民种植。蜈蚣草和东南景天是超富集植物,对重金属有很强的吸收能力,通过把重金属富集在茎叶中,从而带走土壤中的重金属。
技术成熟后,在2450万元中央重金属污染防治专项资金支持下,环江土壤污染治理工程于2010年启动,这是广西首个农田土壤修复工程。项目以“地方政府主导、科研单位技术支撑、农民主动参与”的模式,共计修复污染农田1280亩。5年后,治理区域农产品产量达到当地正常水平的90%以上,农产品重金属合格率达到95%,工程通过验收。昔日颗粒无收的耕地,如今已是郁郁葱葱的桑园。
土壤污染成因复杂,治理难度大、周期长,需要巨大的资金支持。数据显示,2007年至2015年,国内总投入约90亿元的316个土壤修复项目中,来源于财政资金、自筹资金、财政与自筹资金组合的金额分别为63%、14%和21%。“修复资金多来源于财政,难以形成合理的盈利模式,制约着土壤修复产业的发展。必须加快探索土壤污染修复市场化发展之路。”中国农科院农业资源区划所副所长徐明岗建议,应加大社会化治理,可采取治理效果与收费相挂钩的承诺式治理方式。
“土壤污染综合防治先行区本身就是要创新,不管是PPP还是第三方治理,都要有可以预期的回报。”河池市环保局有关负责人表示,要在现有PPP模式探索试点的基础上,以土地资源开发利用价值为桥梁,将污染场地修复与建设用地开发、污染农田修复与种植业发展相融合,吸引社会资本投入,政府和企业共同治理土壤污染,共享土地开发利用收益。
治土良法何处寻
“我国开展土壤修复技术研发比欧美发达国家约晚20年,在修复技术、装备及应用上,还存在较大差距,制约了国内土壤修复技术的产业化发展。”湖南永清环保集团董事长刘正军表示,目前我国相当部分修复技术与设备从国外引进,购置价格昂贵,设备维护成本高,经济性差。由于土壤类型、污染程度的差异,导致这些技术设备出现“水土不服”。这需要国内企业研发具有自主知识产权、适合我国污染土壤特点的实用修复技术与装备。
徐明岗介绍,国内外对土壤重金属污染的治理主要从两方面入手:一是活化手段,即增加重金属的溶解性和迁移性,通过土壤淋洗把土壤固相中的重金属转移到土壤液相中去,再回收处理富含重金属的废水,这也是目前城市土地重金属治理采用的主要方法。二是钝化手段,即改变重金属在土壤中的存在形态,通过降低重金属的生物有效性,从而降低农作物对重金属的吸收量。从农业生产的角度看,钝化手段比较符合现阶段我国农业的发展水平,经济可靠且易于农民掌握,有利于大面积推广。
重金属污染治理方法范文篇7
关键词:土壤;重金属;污染;现状;修复技术
中图分类号X833文献标识码A文章编号1007-7731(2017)07-0103-03
Abstract:Thispaperdescribesthepresentsituationofsoilheavymetalpollutioninourcountry,analyzesthesourcesofsoilheavymetalsfromsewageirrigation,atmosphericdeposition,industrialproductionandagriculturalactivities,andanalyzestheheavymetalcontaminatedsoilremediationtechnologybriefly.
Keywords:Soil;Heavymetal;Pollution;Presentsituation;Remediationtechnology
土壤是一个开放的缓冲动力学系统,承载着环境中50%~90%的污染负荷[1-2]。随着矿产资源开发、冶炼、加工企业等规模的扩大以及农业生产中农药、化肥、饲料等用量的增加和不合理的使用,致使土壤中重金属含量逐年累积,明显高于其背景值,造成生态破坏和环境质量恶化,对农业环境和人体健康构成严重威胁。重金属在土壤中移动性差、滞留时间长、难降解,可以通过生物富集作用和生物放大作用进入到农牧产品中[3],从而影响产出物的生长、产量和品质,潜在威胁人体健康[4]。本文对我国土壤重金属污染现状进行了简要分析,概述了土壤中重金属的来源,简单介绍了物理修复、化学修复和生物修复技术在土壤重金属污染修复方面的研究进展,以期为土壤重金属污染修复提供参考。
1我国土壤重金属污染现状
随着矿山开采、冶炼、电镀以及制革行业的蓬勃发展,一些企业盲目追逐经济利益,轻视环境保护,再加上农药、化肥、地膜、饲料添加剂等的大量使用,我国土壤中Pb、Cd、Zn等重金属的污染状况日益严重,污染面积逐年扩大,危害人类和动物的生命健康。据报道,2008年以来,全国已发生100余起重大污染事故,其中Pb、Cd、As等重金属污染事故达30多起。据2014年国家环境保护部和国土资源部的全国土壤污染状况调查公报显示,全国土壤环境总状况体不容乐观,部分地区土壤污染较重,耕地土壤环境质量堪忧,工矿业废弃地土壤环境问题突出。全国土壤总的点位超标率为16.1%,其中轻微、轻度、中度和重度污染点位比例分别为11.2%、2.3%、1.5%和1.1%。据农业部对我国24个省市、320个重点污染区约548万hm2土壤调查结果显示,污染超标的大田农作物种植面积为60万hm2,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,尤其是Pb、Cd、Hg、Cu及其复合污染尤为明显[5]。我国的一些主要水域如淮河流域、长江流域、太湖流域、胶州湾等也都出现了重金属污染[6]。
2土壤重金属来源
土壤中重金属来源主要有内部来源和外部来源两种。在内部来源中,由于成土母质、地形地貌、水文气象及植被和土地利用类型等的不同,对土壤重金属含量的影响有很大差异[7],致使部分地区土壤背景值较高。外部原因主要是人为活动的影响,是土壤重金属污染的主要来源,主要包括以下几个方面:
2.1随大气沉降进入土壤中的重金属大气沉降是造成土壤重金属污染的一个重要途径[6]。工业生产、汽车尾气排放及轮胎摩擦可产生含有重金属的有毒气体和粉尘,经自然沉降和雨雪沉降进入土壤中,污染元素主要为Pb、Cu、Zn等。矿山开采和冶炼所带来的大气沉降也是土壤重金属的重要来源[5]。有毒气体和粉尘容易迁移和扩散,在工矿烟囱、废物堆和公路附近的土壤中,土壤重金属含量较高,向四周和两侧扩散减弱。研究人员对某铅锌冶炼厂的土壤重金属空间分布特征的研究发现,Zn、Pb、As的主要污染来源是废气的大气沉降,风力和风向是其空间分布的主要影响因子[7]。
2.2随污水灌溉进入土壤中的重金属污水灌溉一般是指利用经过一定处理的城市污水灌溉农田[6],利用污水灌溉是农业灌溉用水的重要组成部分。但由于污水中含有大量的重金属,随污水进入到土壤中,使得土壤中重金属含量不断富集。我国自20世纪60年代至今,污灌面积迅速扩大,以北方旱做地区污染最为普遍,约占全国污灌面积的90%以上,污灌导致农田重金属Hg、Cd、Cr、Cu、Zn、Pb等含量的增加[7]。
2.3工矿企业生产带入土壤中的重金属工业生产中广泛使用重金属元素,工矿企业将未经严格处理的废水直接排放,导致废水中的重金属渗入到土壤中,使得土壤中有毒重金属含量增加[11]。矿业和工业固体废弃物露天堆放或处理过程中,经日晒、雨淋、水洗等作用,使重金属以射状、漏斗状向周围土壤扩散。南京某合金厂周围土壤中的Cr大大超过土壤背景值,Cr污染以工厂烟囱为中心,范围达到1.5km2[12]。电子废弃物在堆放和拆解过程中,会造成Pb、Cr等重金属进入农田土壤[13-14]。
2.4农事活动带入土壤中的重金属随着人们对农业产出物不断增长的需求,农药、化肥、地膜等使用量不断增加,导致土壤中的重金属不断富集,造成土壤重金属污染。农药中含有Hg、As、Zn等重金属,长期使用就会导致土壤中重金属的累积。磷肥天然伴有Cd,随着磷肥及复合肥的大量施用,土壤中有效Cd的含量不断增加,作物吸收Cd量也在增加[15]。地膜在生产过程中加入了含Cd、Pb等重金属的热稳定剂,也会造成土壤重金属含量的增加。当前有机肥肥源大多来源于集约化的养殖场,大多使用饲料添加剂,其中大多含有Cu和Zn[16],使得有机肥料中的Cu和Zn含量也明显增加,并随着施肥带入到土壤中。
3土壤重金属污染修复技术
3.1物理修复一是客土、换土和深耕翻土等措施。通过这一措施,可以降低表层土壤重金属含量,减少土壤重金属对植物的毒害。深耕翻土适用于轻度污染的土壤,客土和换土适用于重度污染的土壤。工程措施具有稳定、彻底的有点,效果较好,但是需要大量的人力、物力,投资较大,并会破坏土体结构,降低土壤肥力。二是电动修复、电热修复、土壤淋洗等。物理修复效果好,但是成本高,还存在着造成二次污染的风险。
3.2化学修复化学修复是主要是采用化学的方法改变土壤中重金属的化学性质,来降低土壤中重金属的迁移性和生物可利用率,减少甚至去除土壤中的重金属,达到的土壤治理和修复的效果[17]。该技术的关键在于经济有效改良剂的选择,常用的改良剂有石灰、沸石、碳酸钙等无机改良剂和堆肥、绿肥、泥炭等有机改良剂,不同的改良剂对重金属的作用机理不同。化学修复是在土壤原位上进行,不会破坏土地结构,简单易行。但是化学修复只是改变了重金属在土壤中的存在形态,并没有去除,在一定条件下容易活化,再度造成污染。
3.3生物修复生修复是利用微生物或植物的生命代谢活动,改变重金属在土壤中的化学形态,使重金属固定或解毒,降低其在土壤环境中的移动性和生物可利用性。该方法效果好,易于操作,是目前重金属污染的研究重点。目前生物修复技术主要集中在植物和微生物2个方面[18-19],对植物修复方面研究的较多[20-23]。生物修复不会引起二次污染,成本低,易于推广,在技术和经济上都优于物理修复和化学修复,已经得到了广泛的研究和应用,是目前土壤重金属污染治理的研究热点。
3.4农业生态修复不同作物对重金属有不同的吸附作用,可以通过采取不同的耕作制度、作物品种和种植结构的调整、肥料种类的选取等措施,增加作物对土壤重金属的吸收,降低土壤中的重金属含量。研究表明,调节土壤水分、pH值以及土壤水分、养分等状况,实现对污染物所处环境介质的调控[24-25],可以改善土壤的理化性质,促使土壤中重金属被作物有效地吸收。
4展望
土壤是人来赖以生存的重要自然资源之一,是人类生态环境的重要组成部分。土壤重金属污染问题已经成为当今社会的主要环境问题之一。2016年出台的《土壤污染防治行动计划》,无疑是我国土壤环境管理历史上里程碑式的文件,明确了我国土壤污染防治路线图和时间表。
土壤是一个复杂的生态系统,一旦受到污染,要将进入到土壤中的污染物清除,达到安全生产的目的是十分困难的。重金属对土壤的污染以现有的技术而言是不可逆的。因此,土壤污染预防要比土壤污染治理重要的多。要坚持源头预防和过程治理,以源头控制为主,杜绝污染物进入水体、土体,有效降低污染物的排放。在土壤重金属污染修复技术研究中,要把物理方法、化学方法、生物技术和农业生态修复措施综合起来处理污染题,研究出更加经济高效的治理措施,应该加大生物修复技术研究,减少物理和化学方法的使用,以免造成二次污染。
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重金属污染治理方法范文篇8
关键词:饮用水源;重金属污染;防控技术
中图分类号:X703文献标识码:A
工业化进程的不断加快,推动了社会经济的飞速发展,但是同时也造成了严重的环境污染,在很大程度上威胁着人们的身体健康。在我国,水源水体的重金属污染问题由来已久,而且呈现出日益突出的趋势,如2010年福建紫金矿业汀江铜污染事件、2013年广西贺江铊镉污染事件,对于社会的稳定造成了很大的影响。因此,如何对日益严重的水源水体重金属污染问题进行有效防控和治理,是需要重点关注的问题。
一、重金属污染概述
重金属污染,是指由重金属或者重金属化合物所造成的环境污染,多是由采矿、污水灌溉、废气排放以及使用重金属超标制品等因素所造成的。环境中重金属含量的增加,不仅会对环境造成很大的影响,如果超出正常范围,也会直接危害人体健康。因此,做好重金属污染的防控和治理工作,是非常重要的。重金属污染的危害程度,主要取决于重金属在环境、食品以及生物体存在的化学形态和浓度。与其他有机化合物的污染相比,重金属污染更加特殊,其自身具有很强的富集性,而且在环境中很难有效降解,在大气、水体、土壤以及生物体中,重金属都有着广泛的分布。作为重金属的储存库和最终归宿,底泥在受到环境变化影响时,其中的重金属形态会发生转化,释放到环境中造成相应的污染。重金属不能被生物降解,同时具备生物累积性,可以直接威胁人们的身体健康,不仅如此,重金属对于土壤的污染存在着不可逆转性,已经受到污染的土壤没有治理价值,只能通过调整种植品种的方式进行回避。因此,重金属污染的防控技术受到了人们的广泛关注和重视。
二、饮用水源中重金属污染的防控技术
重金属污染主要体现在水源水体上,另有少部分存在于固体废弃物和空气中,因此,做好饮用水源中重金属污染的防控和治理,是重金属污染治理的关键和重点。一方面,在经济发展的带动下,社会对于能源资源的需求不断增加,水资源紧缺问题日益凸显,做好水污染的治理可以在很大程度上满足社会对于水资源的需求;另一方面,饮水安全关系着人体健康和国计民生。对此,我国在饮用水卫生标准中,对于涉及饮水安全的重金属指标,都进行了严格的规定,例如,在国家标准委和卫生部联合颁布的《生活饮用水卫生标准》(GB5749-2006)中,对于典型重金属的限值为:As:0.01mg/L;Hg:0.001mg/L;Cr:0.05mg/L;Cd:0.005mg/L;Pb:0.01mg/L。该标准与国际先进水平相接轨,对于饮用水的监测分析以及净水工艺也提出了更高的要求。通常情况下,采用混凝-沉淀-过滤工艺进行污水处理的净水厂,很难对重金属元素进行有效去除,也就无法有效保证出水水质。对此,要想对饮用水源中的重金属污染进行有效防控,应该在现有净水工艺的基础上,对科学有效的重金属去除技术进行深入研究,确保其可行性、经济性和便利性,确保城市饮用水重金属污染问题的有效解决。
在饮用水源中,重金属的表现形态是多种多样的,其环境行为也因此变得非常复杂,相关技术人员应该对其进行全面分析,根据重金属元素的化学形态和理化性质,选择恰当的处理方法,确保重金属的有效去除。从目前来看,去除饮用水源中重金属元素的方法,主要包括以下几种。
1物理法
物理法是去除水源水体重金属元素的常用方法之一,是在不改变重金属化学形态的条件下,通过浓缩、吸附、分离等措施,对其进行处理,这里对几种典型的物理去除法进行分析。
(1)膜分离法:利用特殊的半透膜,在外界推力作用下,使得溶液中的重金属或者水渗透出来,从而达到分离溶质的目的。而根据膜种类以及推动力的差异,又可以分为电渗析、反渗透、液膜分离等方法。与现有的常规水处理方法相比,膜分离法具有占地面积小、处理效率高、适用范围广以及无二次污染等优点,可以作为常规水处理工艺之后的深度处理措施。不过需要注意的是,受当前设备技术水平的限制,膜分离技术虽然具备良好的发展潜力,但是只适用于中等规模以下的净水厂。
(2)吸附法:利用一些具有较大比表面积和表面能的材料,如活性炭、沸石、硅藻土等,对水体中存在的重金属污染物进行吸附和去除。这种方法的优点,是吸附反应迅速,不需要添加其他药剂,具有良好的适应性,不过存在着成本高、寿命短等缺陷。吸附法可以作为常规工艺的预处理或者深度处理工艺。
2化学法
化学法是通过相应的化学反应,对重金属离子进行去除,其主要方法包括:
(1)电解法:电解法主要是利用电解的基本原理,在阳极和阴极对水体中的重金属离子进行氧化还原,实现重金属离子的分离。电解法具有工艺成熟、占地面积小等优点,但是处理水量小,耗电量大,而且产生的电解液可能会对环境造成二次污染。不仅如此,处理过程中,水体中的重金属离子浓度不能降得很低,因此电解法不适于处理含有较低浓度重金属离子的水源水体。
(2)氧化还原法:这种方法一般用于去除饮用水源中的Cr6+、Cd2+以及Hg2-等重金属离子,以Cr6+离子为例,可以利用相应的还原性物质,将其转化为生物毒性相对较低的Cr3+离子,之后联合化学沉淀法进行去除。这种方法的优点在于,原料来源非常广泛,处理效果好,但是污泥量较大,而且出水呈碱性,需要相关技术人员的深入研究,提升其应用效果。
结语
总而言之,对于饮用水源中重金属污染的防控问题由来已久,任重而道远,需要高度重视,采取合理有效的措施,确保饮用水源重金属污染的有效治理,保证城市居民的饮水安全。
参考文献
重金属污染治理方法范文篇9
2009年末的哥本哈根会议虽然无果而终,但其向世人所昭示的全球环境问题却是多么刻不容缓。而作为环境保护重要组成部分的环境污染防治,同样需要寻求更科学、更高效、更环保的方式全面推进。
特殊植物对重金属污染的有效防治
也许,这里曾经是一个出产丰厚的铅锌矿,但是,不久前已经因为采掘完毕而被遗弃。现在这里不过是灰白色的土丘而已。因为矿产的开采使得土壤中的重金属含量很高,很多植物根本无法在此地继续生长。一片寂静中,随风摇曳的绿色植物只有几株而已。但是其中有几种成为科学家观察和研究的对象。因为它们不吸收土壤中的重金属元素,而且也不会受到毒害,影响其正常生长,正是这种植物在率先改善着废弃矿区的恶劣环境。
也许,这里曾经是一片农田,却不是普通的农田,这里因为各种原因的污染而导致其产出的农作物重金属含量严重超标,不能食用。但是现在田里却种植着一大片郁郁葱葱的绿色植物。这就是农业科学家们发现和研究的超累积植物,它们能将农田土壤中过量的重金属元素吸收到体内,积累在叶片上。通过收割叶片,就可以将这些有害的重金属元素更环保的处理,从而达到净化土壤的目的。
这些有益的研究和实验在等待着被全面的推广,从而更有效更安全的帮助受重金属危害和威胁的人们。云南农业大学的科研团队就正在开展这方面的工作。
重金属对于人类而言并不陌生,其在自然界中广泛存在,但浓度很低,对人类的健康不会构成危害,但是由于人类对重金属的开采、冶炼、加工及相关产品制造活动日益增加,使不少重金属及其化合物进入到了水体、土壤和大气之中,经过一段时间的累积和迁移,造成严重的危害。比较常见的重金属污染有汞污染、铅污染、镉污染和砷污染等等。这些污染累积到一定程度就会对人的身体健康造成危害,引起癌症多发、水俣病或儿童血铅超标等等严重后果。而且,重金属污染往往要经过一段时间的累积才能察觉其效应,这又给受污染地区的治理带来了一定的难度。
如果在被重金属污染的土地上种植农作物,其出产的农产品中就会含有超标的重金属,不能食用。据调查,我国大多数城市近郊土壤都遭受不同程度的污染。每年我国因重金属污染而导致的粮食减产1000多万吨,而被重金属污染的粮食则每年多大1200万吨,合计经济损失至少200亿元。所以,对土壤重金属污染的治理已经迫在眉睫。2009年底召开的全国环境应急管理工作会上,环保部已经将重金属污染引发的环境事件的快速处置作为2010年工作的重点内容,要求各地环保部门将重金属污染的防治提上议事日程。
目前,治理土壤重金属污染的方式有很多,比如用新土替换掉被污染的土壤或者将被污染的土壤移去;将被污染土壤加热,使有害物质蒸发后再收集;在污染土壤中加入化学药剂将土壤中的有害物质分解等等方法,这些方法有一个共同的问题就是成本高、程序复杂,难以大面积运用,甚至有些可能带来新的污染问题。所以,在这种情况之下,生物防治方法就显得尤其重要。这种方法是根源于自然界自身的功能和能力,是一种符合环境友好要求的防治方法。
运用超累积植物清洁土壤或用先锋植物改善环境,这项工作已经在广西、云南等不少省份展开。那些看似普通的植物,经过2-3年的生长,就可以将土壤中重金属的含量降低到安全值之下,于是,农民就又可以在土地上继续耕种。
在这方面,云南省有自己的优势。因为云南有着丰富的植物资源,从中可以找到各种功能特殊的植物,又能够结合云南污染防治的需求使之更好的为云南省污染防治服务。
减少农业面源污染,提高农业生产效率
当我们的农业生产越来越多的依赖农药和化肥,当这些过量使用的化学制剂因为不能被高效利用而残留在土壤中或者通过地面和地下径流进入地下水系统,或者进入空气循环系统,最终又通过食物、饮用水和空气进入我们的身体,构成对人类健康的严重威胁。
按照我国耕地面积计算,我国化肥使用量达到40吨/平方公里,远远超过安全上限。而与此同时,农药年施用量达130多万吨,而利用率仅为30%左右,多出来的部分则源源不断的流入土壤里,造成了土壤中有害物质的积累和水体严重的富营养化。有数据显示,造成太湖污染的原因中,超过50%是由于农业面源污染。在云南,一个典型的体现就是对高原湖泊的污染。根据2009年底的报告,云南省九大高原湖泊2009年第三季度水质情况仍旧不容乐观。只有抚仙湖和泸沽湖水质为优。备受关注的滇池、阳宗海、星云湖等湖泊均为重度污染。所以,云南省高原湖泊的治理仍旧是一个复杂和漫长的过程,一直以来都得到了云南省委、省政府的高度重视。
如何通过农业科技手段提高农作物产量,同时减少化肥和农药的使用量将成为农业科研的重要内容。经过研究农业科学家们发现有些方法并不是那么复杂。比如农作物的间作和套作就可以有效提高化肥的利用率的耕作方法,在减少化肥使用量的同时保证产量不下降甚至还可能有更大的提高。而在防治病虫害方面也是如此,农作物的间作和套作同样可以减少农药的使用量,从而减少农药残留。不仅如此,科学的间作和套作技术还可以提高农田的使用率。以玉米和烟叶的套作为例,这种做法就使得原本一年一季的作物,变成了一年两季,为农民带来了更多的收入。
重金属污染治理方法范文1篇10
【关键词】土壤;重金属污染;治理
土壤重金属污染是指由于人类活动,土壤中的微量金属元素在土壤中的含量超过背景值,过量沉积而引起的含量过高。土壤重金属是指由于人类活动将金属加入到土壤中,致使土壤中重金属明显高于原生含量、并造成生态环境质量恶化的现象。随着工业的发展、城市化的扩大和农用化学物质的频繁使用,重金属大量进入土壤环境,造成生态环境恶化又由于重金属不可降解,对土壤造成的长期的污染,已经成为现今危害最大的环境问题之一。
一、土壤污染的原因
中国的海陆总面积有1260万平方公里,其中陆地面积就占了960万平方公里,由此说明我们国家有大约2/3的面积都是土地,我们在这片土地上面建设自己的家园,可就因为这快速发展的科技和文化,我们面对的问题也逐渐变多,其中最为严重也最为重要的就是土壤问题,当我们的土壤问题逐步加重,我们将失去我们赖以生存的家园,同时,土壤污染也会给我们的生命造成威胁,经过调查土壤污染可以分为很多种类,根据污染类型可以分为大气污染,污水污染,化学污染等,根据污染种类又可以分为铅,铬汞等污染,本文主要将土壤的污染分为了两大类:工业污染和农业污染。
1.工业污染
(1)污水污染:工业废水里面含有很多种元素,其中包括氮、钾、磷等土壤所需要的元素,所以少量污水排放到土壤中还可以起到增肥的作用,但是如果不经过处理直接排放到土壤中的话,污水中的氰化物和其他重金属物质比如说汞和铅之类的元素则会富集到土壤中,当大量排放后土壤的结构就会被这些重金属物质所破坏,从而不能继续使用。
(2)大气污染:工业排放出来的有毒气体也是致命的打击,工业废气中主要含有二氧化硫、一氧化碳等有毒有害气体,这些气体排放到大气中之后则会引起酸雨等酸性过高的雨水,这些雨水不仅会破坏植株,更会影响到土壤中的酸碱平衡,杀死很多农作物,这些气体以雨水为媒介进入土壤中,而一些颗粒状的物质则因为大量排放而聚集沉淀到土壤中,直接对土壤造成了污染。
2.农业污染
(1)化肥污染
化肥的作用就是通过人工的手法增加农作物的产量,少量的使用氮肥磷肥或者其他的硝化肥料可以增加农作物的产量,但是如果盲目的或者一味的使用这些肥料会使土壤出现富营养化,破坏土壤的结构,使土壤灰化。土壤结构遭到破坏,农作物就不能生长,影响了我们的食物生产,就算还可以得到农作物,也会影响到人体的健康。
(2)农药污染
r药的作用就是防止植物被虫害或者使农作物能够经得起极端条件,恰当的使用可以使农作物增产,但是农药里面含有大量的氰化物,杀虫剂和防腐剂等物质,这些物质大量的使用或者沉积同样也会破坏土壤的组织结构,而且这些农药也会导致一些鸟类或者对植株有益的动物远离,这样不仅破坏了生态环境也减弱了粮食的生产。
二、土壤重金属污染对人体的危害
重金属污染导致土壤中金属离子超标,又因为土壤污染很难自身降解,所以就会不断的积累,这些重金属离子根据生态系统的物质循环进入人体内,这种高浓度的金属会与人体内的蛋白质氨基酸结合被人体吸收,引起重金属中毒。
1.最引人关注的就是铅中毒,相传伟大的罗马帝国就是因为铅中毒而灭亡的,罗马人在生活中大多使用铅制品,大量的摄入铅会使人的神经系统崩溃,消化系统损坏,当铅进入人体血液之后会干扰血红蛋白的合成,从而引起人贫血,铅中毒也会影响生育能力,1931年的日本也因为铅中毒出现了一种名为“痛痛病”的怪病。
2.重金属污染的另一种危害就是镉污染,镉主要是通过肺或者食物进入人体,镉中毒会导致人体的肾功能衰竭或肺水肿等致命疾病。典型的镉污染案例有:湖南省浏阳市镇头镇双桥村事件;广东北江流域镉超标事件;稻米镉超标事件。
3.汞中毒,汞中毒则会引起呼吸道,消化道,肾功能等等功能的衰竭,从而致死。典型的汞污染案例:贵州万山汞污染事件;河南汞污染等等。
4.砷中毒,砷和含砷金属的开采、冶炼,用砷或砷化合物作原料的玻璃、颜料、原药、纸张的生产以及煤的燃烧等过程,都可产生含砷废水、废气和废渣。砷污染主要来自工业生产及含砷农药的使用、煤的燃烧。含砷废水、农药及烟尘都会污染土壤,砷和砷化物一般可通过水、大气和食物等途径进入人体,造成危害。元素砷的毒性极低,砷化物均有毒性,三价砷化合物比其他砷化合物毒性更强。典型的砷污染案例有:湖南岳阳砷污染事件湖南石门砷污染事件等等。
5.铬中毒,主要来源于劣质化妆品原料、皮革制剂、金属部件镀铬部分,工业颜料以及鞣革、橡胶和陶瓷原料等;如误食饮用,可致腹部不适及腹泻等中毒症状,引起过敏性皮炎或湿疹,呼吸进入,对呼吸道有刺激和腐蚀作用,引起咽炎、支气管炎等。工业废水中主要是六价铬的化合物,常以铬酸根离子[(CrO4)2-]存在。煤和石油燃烧的废气中含有颗粒态铬。而六价的铬毒性较强,易被人体吸收,在人体积攒时间一长更容易致癌。典型的铬污染案例:云南铬污染事件;大连某工厂铬污染危害土壤事件等等。
少量的金属元素的吸入对人体是有益的,但是由于排放出来的金属元素价态的改变或者结构的变化就会对人体有致命的打击,过度的吸入有害物质对人们的生长发育也会有阻碍作用,其实土壤对人体危害不仅至来源于农作物,很多时候皮肤的接触也会导致各种疾病,所以如果不加以防治,只会变得越来越严重。
三、土壤重金属污染现行治理方法
1.化学方法
化学修复是利用加入到土壤中的化学修复剂与污染物发生一定的化学反应,使污染物被降解和毒性被去除或降低的修复技术,包括施用有机物料、施用沉淀剂、吸附剂或粘合剂,施用化学改良剂等方法。对于重金属轻度污染的土壤,使用化学改良剂可使重金属转为难溶性物质,减少植物对它们的吸收。常用的化学改良剂有石灰、石膏、磷石膏、硫酸亚铁,硫磺、腐殖酸、腐殖酸钙等。例如,施石灰于酸性土壤,可减弱土壤的酸度,使镉、锌、铜、汞等形成氢氧化物沉淀,从而降低它们在土壤中的浓度,减少对植物的危害。对于硝态氮累积过多并已流入地下水体的土壤,一则大幅度减少氮肥施用量,二是配施脲酶抑制剂、硝化抑制剂等化学抑制剂,以控制硝酸盐和亚硝酸盐的大量累积。
化学治理措施的有点事治理效果和费用适中,缺点是容易再度活化。
2.工程治理方法
工程治理措施主要包括:客土、换土、去表土和深耕翻土等措施。
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[1]。这些方法适用于小面积改良。但对于大面积污染土壤的改良,非常费事,难以推行。
3.生物治理方法
(1)微生物土壤生态改良剂
能够促进离子交换、调节pH值,具有良好的吸附、代换能力,可以净化土壤,改善土壤年理化性状和生物活性。作物施用后可以有效改善农产品外观,促进可溶性氨基酸、维生素等营养元素的合成,降低硝酸盐、重金属等有害物质含量。
(2)植物修复
严重污染的土壤可改种一些非食用的植物如花卉、林木、纤维作物等,具体方法包括植物提取,植物降解,植物稳定,植物挥发。
4.农业治理方法
(1)施加有机肥料
施加有机肥料可增加土壤有机质和养分含量,既能改善土壤理化性质特别是土壤交替性质,又能增大土壤容量,提高土壤净化能力。收到重金属和农药污染的土壤,增施有机肥料可增加土壤交替对其的吸附能力,同事土壤腐殖质可络合污染物质,显著提高土壤钝化污染物的能力,从而减弱其对植物的危害。
(2)改变轮作制度
改变轮作制度会引起土壤环境条件的变化,可消除某些污染物的毒害。据研究,实现水旱轮作是减轻和消除农药污染的有效措施。如DDT农药在棉田中的降解速度很慢,残留量大,而棉田改水之后,可在很大程度上加速DDT的降解[2]。
四、土壤重金属污染的现状
环境保护部和国土资源部公布的《全国土壤污染状况调查公报(2014)》披露,我国部分地区土壤污染较重,耕地土壤环境质量堪忧,工矿业废弃地土壤环境问题突出。
(1)全国土壤总超标率为16.1%,其中重度污染点位比例为1.1%。土壤污染以无机型为主。南方土壤污染重于北方,长三角、珠三角、东北老工业基地等部分区域土壤污染问题较为突出,西南、中南地区土壤重金属超标范围较大。镉、汞、砷、铅4种无机污染物含量分布呈现从西北到东南、从东北到西南方向逐渐升高的态势。
(2)耕地土壤点位超标率为19.4%,其中轻微、轻度、中度和重度污染点位比例分别为13.7%、2.8%、1.8%和1.1%,主要污染物为镉、镍、铜、砷、汞、铅、滴滴涕和多环芳烃。林地点位超标率为10.0%,草地点位超标率为10.4%,未利用地点位超标率为11.4%。
(3)k、汞、砷、铜、铅、铬、锌、镍8种无机污染物点位超标率分别为7.0%、1.6%、2.7%、2.1%、1.5%、1.1%、0.9%、4.8%,其中镉重度污染点位比例为0.5%。六六六、滴滴涕、多环芳烃3类有机污染物点位超标率分别为0.5%、1.9%、1.4%。
(4)在调查的690家重污染企业用地及周边土壤点位中,超标点位占36.3%,主要涉及黑色金属、有色金属、皮革制品、造纸、石油煤炭、化工医药、化纤橡塑、矿物制品、金属制品、电力等行业。调查的工业废弃地中超标点位占34.9%,工业园区中超标点位占29.4%。
(5)在调查的188处固体废物处理处置场地中,超标点位占21.3%,以无机污染为主,垃圾焚烧和填埋场有机污染严重。
调查的采油区中超标点位占23.6%,矿区中超标点位占33.4%,55个污水灌溉区中有39个存在土壤污染,267条干线公路两侧的1578个土壤点位中超标点位占20.3%。
不难看出我们国家的污染现状是多么的恐怖,在我们亲身的实践经历中我们发现,很多地区的土壤颜色各不相同,当我们走访各小区或者街道进行调查的时候,很多人都不了解土壤污染是什么,都不知道土壤污染的严重性,就是这样的无知和不重视才会导致土壤问题越来越严重。而且根据我们测量的数据趋势也不难看出土壤污染正在逐年恶化。
2010年,中国水稻研究所与农业部稻米及制品质量监督检验测试中心《我国稻米质量安全现状及发展对策研究》称,我国1/5的稻米耕地受重金属污染。2011年全国人大常委会会议上,环保部部长周生贤披露的数字是:中国受污染耕地约有1.5亿亩,占18亿亩耕地的8.3%。2013年年底国土资源部副部长王世元在土地调查新闻会上公布中国内地中重度污染耕地大约为5000万亩。2014年4月17日环境保护部和国土资源部公布的《全国土壤污染状况调查公报》中显示全国土壤总超标率为16.1%,其中重度污染点位比例为1.1%。
根据这些数据我们大胆的猜测,在多少年之后我们的土壤将全部被污染,或者换一种说法,我们还有多少时间去浪费?虽然到目前为止,这些大数据后隐藏的信息,受影响的地区和人群,给人们生活带来的影响等等,都还未公布于众。但我们可以看出,土壤污染问题从来都没有消退,他一直存在并且愈加愈烈。
五、展望
国务院关于印发土壤污染防治行动计划的通知指出,要到2022年,全国土壤污染加重趋势得到初步遏制,土壤环境质量总体保持稳定,农用地和建设用地土壤环境安全得到基本保障,土壤环境风险得到基本管控。受污染耕地安全利用率达到90%左右,污染地块安全利用率达到90%以上。到2030年,全国土壤环境质量稳中向好,农用地和建设用地土壤环境安全得到有效保障,土壤环境风险得到全面管控。受污染耕地安全利用率达到95%以上,污染地块安全利用率达到95%以上。到本世纪中叶,土壤环境质量全面改善,生态系统实现良性循环。
这是国家对土壤问题所提出的解决办法,而我们则应该从身边做起。
这是我们赖以生存的土地,他现在已经被我们破坏的千疮百孔,不知道什么时候就会被人类全部毁灭,虽然国家出台了各种法律来保护防治土壤的问题,但是我们更应该从科学的角度来治理土壤,研究出更多的生物化学方面的东西来更加有效的改善土壤问题。
参考文献:
[1]赵美微,塔莉,李萍.土壤重金属污染及防治/修复研究[J].北方环境,2007.
[2]陈晶中,陈杰,谢学俭,等.土壤污染及环境效应[J].土壤,2003.
重金属污染治理方法范文篇11
关键词土壤污染土壤修复防治措施
中图分类号:D912.3文献标识码:A
1土壤污染的现状
1.1土壤的有机污染
目前我国土壤的有机污染十分严重,且对农产品和人体健康的影响已开始显现。如我国从1959年起在长江中下游地区用五氯酚钠防治血吸虫病,其中的杂质二恶英已造成区域二恶英类污染,洞庭湖、鄱阳湖底泥中的二恶英含量很高。有机氯农药已禁用了近20年,土壤中的残留量已大大降低,但检出率仍很高。广州蔬菜土壤中六六六的检出率99%,DDT检出率为100%。太湖流域农田土壤中六六六、DDT检出率仍达100%,一些地区最高残留量仍在1mg/kg以上。
1.2土壤的重金属污染
随着工业、城市污染的加剧和农用化学物质种类、数量的增加,土壤重金属污染日益严重,污染程度在加剧,面积在逐年扩大。重金属污染物在土壤中移动性差、滞留时间长、不能被微生物降解,并可经水、植物等介质最终影响人类健康。据我国农业部进行的全国污灌区调查,在约140万hm2的污水灌区中,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%。我国每年因重金属污染而减产粮食1000多万吨,被重金属污染的粮食每年多达1200万吨,合计经济损失至少200亿元。
2土壤污染的修复
土壤的污染已成为急需解决的重要环境问题之一。目前,国内外针对土壤的重金属和有机污染已经发展了一系列的修复技术。
2.1有机污染土壤的修复
有机污染由于其难降解、毒性大的特点,其污染土壤的修复技术也成为了污染土壤修复技术领域的研究热点,有机污染土壤的修复方法主要包括:物理化学修复法、植物修复法和微生物修复法等。
物理化学法主要是通过溶剂洗脱、热脱附、吸附和浓缩等物理化学过程将有机化合物从土壤中去除。有机污染土壤植物修复是利用植物的生长吸收、转化、转移土壤中的有机污染物,包括战争残留物(TNT、GTN)、多氯酚(PCBS)和三氯乙烯(TCE)等。有机污染土壤微生物修复法是利用微生物的生命代谢活动来降低土壤中有毒有害物质的浓度,使土壤环境部分或完全恢复到原初状态。
2.2重金属污染土壤的修复
目前,修复重金属污染土壤的方法很多,主要有物理、化学、植物和微生物等方法。其中,植物和微生物的方法近年来得到了特别重视,并取得了显著进展。
重金属污染土壤修复的物理方法主要有换土法、热处理法等。化学修复法是利用重金属与改良剂之间的化学反应从而对土壤中的重金属进行固定、分离提取等。植物修复是一种经济、有效且非破坏性的修复技术,主要利用自然生长或遗传培育植物对土壤中的污染物进行固定和吸收。微生物对被重金属污染的土壤方面具有独特的修复作用,虽然它不能降解和破坏重金属,但可以降低土壤中重金属的毒性、吸附积累重金属、改变根际微环境,从而提高植物对重金属的吸收,挥发或固定效率。
3土壤污染的防治
改善土壤环境质量,保障农产品质量安全,建设良好人居环境,促进社会主义新农村建设,现就加强土壤污染防治工作提出如下意见:
3.1充分认识加强土壤污染防治的重要性和紧迫性
土壤污染防治工作取得初步成效。党中央、国务院高度重视土壤污染防治工作。各地区、各部门认真贯彻落实中央关于环境保护工作的决策和部署,不断加大工作力度,在开展土壤基础调查、完善相关制度规范、强化污染源监管、提升土壤污染防治科技支撑能力、组织污染土壤修复与综合治理试点示范等方面进行了积极探索和有益实践,取得了初步成效。
3.2土壤环境面临严峻形势
目前,我国土壤污染的总体形势不容乐观,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,全社会土壤污染防治的意识不强;由土壤污染引发的农产品质量安全问题和逐年增多,成为影响群众身体健康和社会稳定的重要因素。
3.3加强土壤污染防治意义重大
土壤是构成生态系统的基本环境要素,是人类赖以生存和发展的物质基础。加强土壤污染防治是深入贯彻落实科学发展观的重要举措,是构建国家生态安全体系的重要部分,是实现农产品质量安全的重要保障,是新时期环保工作的重要内容。各级环保部门要从全局和战略的高度,进一步增强紧迫感、责任感和使命感,把土壤污染防治工作摆上更加重要和突出的位置,统筹土壤污染防治工作,切实解决突出的土壤环境问题。
3.4土壤污染防治的指导思想
以科学发展观为指导,以改善土壤环境质量、保障农产品质量安全和建设良好人居环境为总体目标,以农用土壤环境保护和污染场地环境保护监管为重点,建立健全土壤污染防治法律法规,落实土壤污染防治工作机构和人员,增强科技支撑能力,拓宽资金投入渠道,加大宣传教育力度,夯实工作基础,提升管理水平,切实解决关系群众切身利益的突出土壤环境问题,为全面建设小康社会提供环境保障。
参考文献
重金属污染治理方法范文1篇12
愈演愈烈的镉大米危机,牵出了土地遭重金属污染的现实。中国水稻研究所与农业部稻米及制品质量监督检验测试中心2010年的《我国稻米质量安全现状及发展对策研究》称,我国1/5的耕地受到了重金属污染,其中镉污染的耕地涉及11个省25个地区。
土壤重金属污染如看不见的幽灵一般渗透进了我们的生活。这些幽灵隐藏在土壤里,它们不仅使作物减产,还沿着植物根系攀缘,侵袭进入大米、蔬菜等各种常见的农作物,最终到达人体内,如累积到了足以致病的剂量,则会对人类健康造成严重危害。它们分布范围广、隐蔽性强,消灭它们是一项费时费力成本高的工程。
经过近半个多世纪的摸索后,科学家们如今正在组建一个植物军团,用来抵挡重金属污染的攻击,它们是400多种超富集植物,善于从土壤中吸收各种重金属,对付不同类型的重金属污染时各有所长。配备了化学强化或者微生物强化的武器之后,它们的战斗力更加超群。
但是,矿山废水、工业废水等污染源头如果没有得到遏制,重金属污染的幽灵就不会从大地上撤退,这将是一场永不停歇的战争,而人类和植物这一方,将永难获胜。
方法不少,效果一般
植物修复技术是指利用植物的吸收、分解、挥发或固定土壤重金属作用,降低重金属在土壤中的含量和有效态含量,从而减小重金属的危害性。
中国科学院地理所研究院陈同斌曾在接受媒体采访时称,我国大多数城市近郊土壤受到了不同程度的污染,多地粮食、蔬菜、水果等食物中镉、铬、砷、铅等重金属含量超标或接近临界值。
以各种化学状态或化学形态存在的重金属,在进入环境或生态系统后就会存留、积累和迁移,造成危害。若它们潜藏在土壤中则更隐蔽,污染暴露的时滞更长,容易被人们忽视,比水污染和大气污染更危险。
华南理工大学副校长、工业聚集区污染控制与生态修复教育部重点实验室主任党志介绍,对受到重金属污染的土地,修复的方法有很多种,但主要可以分为物理、化学和生物的方法。而实践证明单纯采用物理和化学的方法并不实用。
物理的方法是指某个地方的土地污染了,就把这个地方的土地拿走,换上干净的土。这种方法工程量大、费用高昂,只对局部的企业用地污染有效,无法解决大面积的耕地污染问题。
化学的方法是通过改变土壤的物理化学性质,使得重金属不能被植物吸收。“只有能溶于水的离子态和络合态的重金属才会被植物吸收,我们可以通过加一些化学物质比如石灰来改变土壤的PH值,让它呈碱性。重金属和氢氧根离子就能形成沉淀,变得不溶于水,植物就不会吸收了。”党志说。但是,植物根部会不断分泌一些物质,这些分泌物大部分是酸性的,时间久了,加进土壤里面的碱就被中和掉,不能起作用。而且,也不能一直往土壤里面添加化学物质,会改变土壤的性质,作物也难以生长。“化学的方法最大的问题是,无论加什么东西,重金属仍然存在于土壤中,只是限制了它的活性,没有把它去除。”党志说。
用植物吃掉重金属
正因如此,植物修复技术在诸多修复被重金属污染土地的技术中脱颖而出,其中植物提取是目前研究最多并且最有前景的方法。
植物提取的核心是战斗力超强的超富集植物。超富集植物的根系从土壤中吸取重金属,并将其转移、贮存到植物的地上部分,然后收割地上部分,连续种植超积累植物即可将土壤中的重金属降到可接受水平。一般来说,它们在地上部分的重金属含量能够达到普通作物在同等条件下的100倍以上。
事实上,早在1848年科学家们就发现,在一种被命名为“贝托庭芥”的植物叶片里,镍的含量达到了7900mg/kg。不过直到1977年,生物学家布鲁克斯(RobertRichardBrooks)才首次提出了“超富集植物”的概念。
党志介绍,从上个世纪70年代以后,尤其是80年代,在美国,超级基金(superfund,污染场地管理与修复基金)开始通过这种生物的方法,对矿山污染、重金属污染和有机物污染的土壤进行修复,有了很多成功的案例。
目前,从事利用植物修复技术来进行土壤污染修复的研究已经在逐渐增多,它们都在寻找更经济更适宜的超富集植物,并探索植物——化学和植物——微生物联合修复技术。
组建超富集植物军团
研究人员发现的对重金属具有超积累能力的植物有45科约400多种,其中73%为镍的超积累植物。十字花科遏蓝菜属是一种锌和镉的超积累植物,是超富集植物军团中的“作战高手”。实验显示,遏蓝菜地上部分锌和镉含量可分别达36000mg/kg和1140mg/kg,且地上部分锌含量高达26000mg/kg时植物尚未表现中毒症状。在镉浓度为19mg/kg的工业污染土壤种植收割天然遏蓝菜6次,即可将土壤中的镉下降至3mg/kg。
不过,并不是善于吸收重金属就能够被实际应用在重金属土壤的修复工程中。什么样的植物能够获得认可加入“超富集植物军团”呢?科学家们有一套严格的筛选标准。
能用于污染土壤植物修复的超积累植物必须应具备以下几个特性:即使在污染物浓度较低时也有较高的积累效率;能在体内积累高浓度的污染物;能同时积累多种重金属;生长快、生物量大;抗虫抗病能力强等等。
党志介绍,目前有很多人都在从事利用植物修复技术来进行土壤污染修复的研究,寻找筛选更经济更适宜的超富集植物,并探索植物——化学和植物——微生物联合修复技术。植物种下去以后,只有离子态的和络合态的重金属被植物吸收了,但其他态体不被植物吸收,检测浓度仍然很高,研究者们采取了植物——化学强化联合修复技术,通过添加一些化学物质,使得土壤里其他态体的重金属转化为活性状态。有些微生物在生长过程中会分泌出一些生物表面活性剂,可以活化重金属。通过筛选出这样的微生物,或者从微生物中将产生的活性剂提取出来,投放到土壤里,就是植物——微生物联合修复技术。
2011年,由党志主持的一个名为“污染物在土壤中的环境化学行为与修复机理研究”的项目,获得了广东省科学技术奖自然科学类一等奖,其中一项研究就是通过种植玉米加上化学强化来修复镉污染的土壤。
“西方国家人少地多,所以他们主要采用超累积的草本植物对污染土地进行集中治理,但是这条道路在我国行不通。”党志说,我国人多地少,希望既能够治理污染,也能给农民带来收益。因此,他们把目光转向玉米、向日葵、烟叶等经济作物。
党志说,当时他们考虑了好几种植物,其中一种是向日葵,它吸收重金属能力也很强。还有一种是玉米,“我们找了几十种玉米,种玉米做实验,最后确定一种玉米,对重金属吸收能力很强,加上化学强化机制,在白云区的蔬菜基地做了实验,修复效果不错。”
遭遇战还是持久战?
土壤修复的课题大部分是在做已受污染土壤的修复,但是实际上如果没有在源头上断绝污染,只是在末端做修复,这项工作没有多大的意义。
虽然植物修复技术在治理重金属污染方面是一条经济有效的途径,但仍然面临着许多待解决的问题。比如说一种植物通常只能忍耐或吸收一种或两种重金属元素,对土壤中其他浓度较高的重金属则表现出某些中毒症状,从而限制了植物修复技术在重金属复合污染土壤治理中的应用。
而且植物是活的有机体,需要有适宜的生长条件,对土壤肥力、气候、水分、盐度、排水与灌溉系统等自然条件有一定的要求,植物受病虫害袭击时会影响其修复能力。另外,植物根系一般较浅,对浅层土壤污染的修复最为有效,对深层土壤污染修复能力较差。
还有一个问题也在困扰着党志这样的研究者,“土壤修复以后,这么多的植物怎么办呢?”党志说,这些含有大量重金属的植物必须把它处理掉。目前的处理方法只是烧掉,并将灰烬作为危险废弃物去填埋。但这显然并不是一个令人满意的处理方法。
党志认为,向重金属污染土壤开战,不仅仅是技术上的问题,更大程度上是社会管理的问题。“土壤修复和大气、污水等修复有区别,比如工厂污水将河流污染了,工厂有处理这些污水的义务,大气污染物电厂也可以自己处理。但是土壤不一样,因为被污染的土壤都是公共的地方。”
“如果耕地需要让农民出钱来修复,这绝对是不可能的。找不到谁对污染的土壤负责,最后只好政府买单。有时政府愿意,农民也不愿意,他们害怕影响生产。”党志表示,“在现实的国情下,不要说大面积的修复,连大面积的种植都不可能实现。”
治本还须从源头抓起
由于土壤污染的隐蔽性,一直以来国家对土壤重金属污染的投入远远赶不上对水污染和大气污染投入的力度。但党志说,近些年来,国家也已经加大了对土壤污染修复的投入力度,成立了很多土壤修复的课题,他也参与了好几个。
“这些课题大部分是在做现在被污染土壤的修复,但是实际上如果没有在源头上断绝污染,只是在末端做修复,没有多大的意义。”党志研究发现,土壤中的重金属最主要的来源还是矿山,进行源头的治理才是治本之道。