重金属污染处理(6篇)
重金属污染处理篇1
关键词:土壤重金属污染环境保护单因子指数法综合指数法GIS技术
中图分类号:X5文献标识码:A文章编号:1674-098X(2014)01(b)-0113-02
据最新媒体报道数据显示,近十年来,我国重金属污染的农田面积持续扩大,著名的陕西凤祥血铅超标事件、湖南浏阳镉中毒事件和贵州汞中毒事件等,都是由重金属污染造成,引起社会各界高度关注。20世纪六七十年代,日本富山县流传的骨痛病,就是由于当地居民使用了含镉大米和饮用了镉含量超标的河水而引起的,几乎同一时期,也在日本,熊本县的居民由于使用了被汞废水污染的水产品,导致该流域上万人患中枢神经病,带来了巨大的负面影响。由此可见,土壤重金属污染具有极大的危害性、扩散性、覆盖性。当前形势下,研究土壤重金属污染评价方法具有十分重要的现实意义和战略意义。
1土壤重金属污染的成因及特点
水乃生命之源,土是立国之本,土壤是人类社会赖以存在和发展的根本前提,是最重要的基础资源。在天然环境下,几百年时间才能生成1厘米厚的土层,其更新周期十分缓慢,通常被认为是不可再生资源,但也是众多污染废弃物残留的主要介质之一。随着近现代工业的飞速发展,土壤中沉积了越来越多的废弃污染物。工业生产、居民生活垃圾的不合理处置以及矿产开采等,都会带来土壤重金属污染。从化学理论角度来讲,98%以上的金属都属于重金属,从环境保护学领域来讲,土壤重金属污染中的重金属主要包括汞、铅、锌、砷和镍等。
1.1土壤重金属污染的成因分析
1.1.1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。与此同时,生物残落物的影响逐渐增强,受生物个体差异影响,其残落物也呈现出多样化的特点,对土壤重金属组成的影响程度也各不相同。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。
1.1.2人为原因
研究人员对近30年的土壤重金属污染原因进行统计,分析发现随着工业化程度的不断加深,人类活动已经逐渐上升成为土壤重金属污染的主要来源。具体来讲,人类活动又突出表现在以下几个方面:
(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。经调查研究发现,工矿生产集中区域、城市道路、铁路周围,土壤重金属污染往往格外严重。
(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。
(3)水体污染。受水资源分布不均因素影响,在部分地区,农田灌溉需要引入工业废水和生活污水,这些未经合理处置的污水进入到农田,造成土壤重金属污染,由于污染水体中含有大量重金属物质,通过污水灌溉产生的土壤重金属危害破坏性更大,极易造成循环性水土污染。
(4)其他活动。含重金属的工业废弃物,城市居民生活垃圾的堆放,金属矿山酸性废水的排放等也会造成土壤的重金属污染。
1.2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。
2污染土壤的危害与治理
当土壤中的重金属含量达到一定程度,不仅会导致土壤污染、农业生产收益下降,通过径流,还会对水体(地表水、地下水)产生淋失作用,污染水资源、破坏水文环境;借助大气沉降,极易形成大气污染与水污染、土壤污染的“死循环”,进而影响人体健康。
根据重金属污染的隐蔽性、不可逆性及长期性等特点,与大气污染、水污染等环境问题相比,土壤污染的治理难度更大。现行的重金属污染土壤治理主要有生物法、化学法、工程治理法等方法,就目前科学技术发展形势来看,在治理方案设计上尚未形成统一标准,在实际操作中,不同的地理环境在方法的选用上存在区别,使用的技术也多种多样。从总体上来讲,治理污染土壤首先应查明污染成因,以《土壤环境监测技术规范》为指导,对污染区域进行实地分层采样调查,一般将受污染区域分为“污染源区”、“保护区”和“超标污染区”三个区域,具体划分及处理的原则见(表1)。
值得注意的是,无论采用何种方式,在对土壤污染进行治理时,应注意因地制宜,结合受污染区域的土质情况、土地使用性质与功能、重金属污染物含量与构成等特点,对治理效果、时间、经费等作出合理预期和科学规划,选择最佳方案。
3土壤重金属污染的评价方法浅析
3.1单因子指数法
借助综合指数法,可以对受测区域的重金属污染情况进行分级,指出土壤中污染最大的因素,但无法判定出不同元素对土壤污染的影响差别。根据这一方法计算出来的污染指数只能反映各种重金属元素对土壤的污染程度,而无法精确反映污染的质变特征。
3.3GIS技术在土壤重金属污染评价中的运用
GIS是由计算机硬件、软件及不同方法组成的系统,通过该系统,能够实现空间数据的采集、管理、处理、分析与建模,以解决复杂的规划和管理类问题。通过GIS技术,将不同类型的数据进行处理变换,根据客观需求对其进行空间分析和统计,最终建立各种应用模型,以便为研究决策提供依据。在对土壤重金属污染进行研究时,常利用GIS技术的计算与图形显示功能,对受测区域指定采样点进行插值分析,实现土壤图数字化,建立空间与属性数据库,最终绘出污染物空间分布图,为土壤污染治理提供参考依据。
4结语
重金属具有不易分解、易积聚的特点,进入土壤之后,改变土质构成、破坏土壤环境,借助食物链,残留于农作物上的有害物质进入动物、人体,对人体健康产生严重影响。如何科学地对土壤重金属污染进行评价,是污染治理的重要前提,相关人员应加大对这一领域的研究力度,积极改善人类共同的生存环境。
参考文献
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重金属污染处理篇2
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;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。
5.应用前景及建议:
随着生物技术和基因工程技术的发展,土壤生物修复技术研究与应用将不断深入并走向成熟,特别是微生物修复技术、植物生物修复技术和菌根技术的综合运用将为有毒、难降解、有机物污染土壤的修复带来希望。为此,建议今后在生物修复技术的研究和开发方面加强做好以下几项工作:
(1)进一步深入研究植物超积累重金属的机理,超积累效率与土壤中重金属元素的价态、形态及环境因素的关系。(2)加强微生物分解污染物的代谢过程、植物-微生物共存体系的研究以及植物-微生物联合修复对污染物的修复作用与植物种类具有密切关系。
(3)应用现代分子生物学与基因工程技术,使超积累植物的生物学性状(个体大小、生物量、生长速率、生长周期等)进一步改善与提高,培养筛选专一或广谱性的微生物种群(类),并构建高效降解污染物的微生物基因工程菌,提高植物与微生物对污染土壤生物修复的效率。
(4)创造良好的土壤环境,协调土著微生物和外来微生物的关系,使微生物的修复效果达到最佳,并充分发挥生物修复与其他修复技术(如化学修复)的联合修复作用。
(5)尽快建立生物修复过程中污染物的生态化学过程量化数学模型、生态风险及安全评价、监测和管理指标体系。
结论
综上所述,我们不难发现由于土壤重金属来源复杂,土壤中重金属不同形态、不同重金属之间及与其它污染物的相互作用产生各种复合污染物的复杂性增加了对土壤重金属治理和修复难度,且重金属对动植物和人体的危害具有长期性、潜在性和不可逆性,同时进一步恶化了土壤条件,严重制约了我国农业生产的加速发展,所以要更好的防治土壤重金属污染还需要广大科研工作者不懈的努力,研发出更好的效率更高的修复治理技术,同时我们还不应该忘记必须加强企业自身的环保意识,提高企业自我约束能力,始终将防治污染积极治理作为企业工作的头等大事来抓,把企业对环境的污染程度降到最低限度,形成全社会都来重视土壤污染问题的良好环保氛围,逐步改善我们的土壤生态环境。
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重金属污染处理篇3
建立健全重金属防治体系和污染事故应急体系,保证环境平安。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;
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)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。为了确保环境平安,各县(市、区)政府必需与辖区内的所有重金属重点防控企业签订环境平安责任状。
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,不时加大对违法行为的奖励力度,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撤除。
(三)严禁在重金属排放企业1公里范围内新建居民点,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需按许诺予以兑现。
(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发生、排放台帐和日常监测制度,定期演讲监测结果,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演讲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》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置。
四、时间布置
(一)准备阶段
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,并于月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
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
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分到位、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
各县(市、区)对专项整治工作进行总结,对存在问题进行整改,完善相关政策措施,并于月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。各地政府必需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。严格依照国家法律法规和方针政策,处置解决整治行动中遇到问题。
重金属污染处理篇4
关键词:重金属;污染;土壤;
Abstract:Atpresent,thesoilheavymetalpollutionresearchinourcountriesisaratherhottopic.Inabroadrangeofdatacollection,basedonthepreventionandcontrolofsoilheavymetalpollution,thepaperputforwardsomeSuggestionsandideas.
KeyWords:heavymetal;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。
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重金属污染处理篇5
关键词:土壤重金属;污染特点;治理策略
1引言
在环保领域对重金属污染的定义是能够使生物遭受显著毒性的金属,这些物质包括汞元素、铅元素、锌元素、钴元素、镍元素、钡元素等,有时候也包括锂元素与铝元素等等。一项来自研究机构的调查统计数据表明,近年来全球汞排放量达每年1.5万吨,铅排放量达每年500万吨,这些元素进入农田和城市,为所经地区的土壤带来严重的重金属污染,这些污染一方面能够影响地下水和农作物的品质,另一方面也通过食物链对当地居民产生不容忽视的影响。当前,如何进行土壤重金属污染的分析、评估、预防和治理,是一个世界性的问题,本文首先从土壤重金属的主要来源和土壤重金属污染的危害两个方面分析了重金属污染的现状,在此基础上进一步阐述了土壤重金属污染的空间差异以及污染整体的形态特征,最后深入论述了土壤重金属污染的预防以及修复策略。本文的成果对于环境保护和土地利用均有着比较好的理论价值和实践意义。
2土壤重金属污染现状分析
2.1重金属来源分析
(1)交通运输
我国正在进行着大规模的城镇化建设,各类交通工具的数量近年来一直呈现出大幅攀升的态势,因此其排放的废气也逐年增加,导致土壤里重金属元素逐步累积,形成污染。以汽车为例,污染源包括尾气排放、汽油燃烧、轮胎磨损等,会逐渐排放出铅、汞、铜、锌等重金属元素,一方面对大气质量造成破坏,另一方面也导致土壤重金属超标。
(2)工业和矿产业
工业生产会排放出重金属元素,以烟尘或者废气废水的形式进入大气与土壤,而大气中的重金属则会逐渐沉降入土。工业生产中的废渣是更加主要的重金属污染来源,比如金属冶炼企业、电解铝企业、电镀企业等,在其日常生产排放的废渣中含有大量的重金属元素,如果在不经处理的情况下随意露天堆放,或者直接倾倒进土壤中,会为土壤带来极大的污染。
(3)燃煤释放
煤的燃烧会向大气中排放大量的污染物质,并逐渐沉降入土壤中。我国的燃煤企业,包括火力发电厂和钢铁企业等,会排放大量的汞金属,其中约三分之一的汞元素最终进入土壤。一些经济发达的大城市,汞元素的排放有其严重,这些污染能够为城市的环境质量和生态系统带来致命的影响。
(4)居民垃圾
居民如果将大量垃圾不加分类地堆放在户外,由于垃圾中存在不少未经处理的废弃物,例如电池等,将会使其中的重金属逐步渗透和扩散至周围的环境中,逐步导致土壤的重金属污染。
3土壤重金属的污染治理策略
土壤重金属的污染的治理,可以从预防和修复两方面进行着手。
3.1重金属污染预防策略
控制污染,应从源头做起。因此在农村地区,应注重灌溉用水的质量,谨慎使用污水灌溉。在农田使用杀虫剂和肥料时也应合理用量,并且坚决杜绝汞含量超标的农药,也应禁止使用含镉化肥等对环境带来危害的农药和杀虫剂。对于城市地区的工业企业,则应严格控制对三废的排放。而居民区则应对废弃垃圾进行再回收利用或者分类处理。对于日益增多的交通工具,则应改善燃油质量、并积极鼓励以新型环保燃料代替传统燃油,从而减少废弃物的排放。
此外还应以完善的法规控制重金属排放。土壤污染已经被国际相关领域视为化学炸弹,是一个极其严峻而棘手的问题。只有通过立法的方式才能使污染的防范和治理进入可持续发展的轨道。而我国的环保法治进程目前尚需加速。举例来讲,当前有不少养殖户所购买的饲料里往往含有铜、铅等重金属,而禽类和畜类一旦食用并排出体外,便会对土壤形成污染,而我国当前并未将重金属列在畜禽养殖业污染物排放标准里,形成管理的漏洞。因此,亟需制定切合我国实际的法律法规进行重金属污染的防范。
3.2重金属污染治理策略
随着国际上对于土壤重金属污染的重视以及研究成果的和应用,在重金属污染治理方面有许多值得借鉴的策略,下面分别进行简述:
3.2.1基于物理法的重金属污染治理
物理法治理又可以进一步分为以下几种方法:
一是热解吸法,这种方法以加热来把一些具有较强会发特性的重金属进行解吸和收集,再妥善处理或者合理利用。以汞元素为例,美国已经形成了比较成熟的基于热解析法的汞元素回收,并在现场治理中取得了较好的效果,使用此项处理方法的地域已经在汞含量方面达标。
二是电化法,这种方法以电解原理进行污染土壤的处理。在受到污染的土壤里设置石磨电极,并以1~5毫安的电流进行激励,从而在阴极收集到金属阳离子,并进行处理或者再利用。这种方法对于铅元素和二甲苯等物质的处理效果比较好。
三是洗土法,这种方法通过试剂与土壤里所含有的重金属物质发生反应,并最终生成可溶于水的金属离子,通过对提取液进行处理,得到重金属,再进行处理或者回收利用。这种方法非常适合于对铜金属、镍金属、铅金属和铂金属的回收处理。
四是玻璃化法,这种方法以电极对受到污染的土壤进行加热,从而使之进入熔化状态,在其最后冷却时,便会变成玻璃状态。这种方法尚在实验中,其成本较高,目前尚未得到的面积推广。
3.2.2基于化学法的重金属污染治理
这种方法在受到污染的土壤中按比例注入一定的化学试剂,从而改良土壤本身的性质,达到减轻重金属活性的作用,可以降低作物对土壤里重金属的富集效应。化学法治理主要指的是土壤添加物法,把一定充分的有机物料或者改良剂加入受污染的土壤之中,能够通过化学作用而使重金属离子沉淀,再对其进行收集,从而减轻污染;还可以通过化学试剂中的酸性物质与重金属元素反应,生成难溶于水的物质,从而使土壤污染得到减轻。这种方法适用于镍离子、锌离子等重金属物质的治理。
3.2.3基于生态工程的重金属污染治理
这种方法可以是在已经被重金属污染的土壤之上加厚一层正常土壤,或者把受到重金属污染的土壤全部挖除,也可以通过灌溉的方式,逐渐使受污染土壤中的重金属物质渐渐迁移到地层深处等,也能对土壤污染起到一定的作用。
3.2.4基于生物的重金属污染治理
这种方法可以通过植物或者微生物等来修复土壤质量。某些植物的根系可以吸收被污染土壤中的重金属,例如蜈蚣草被证实可以有效降低土壤中砷的含量;微生物则可以通过细胞转化作用使被污染土壤中的重金属沉淀或者氧化,从而使其对土壤的影响显著降低。
4结束语
在世界各地,尤其是经济较为发达的地区均存在着较为严重的土壤重金属污染,重金属的来源是多方面的,当前,学界和环保组织对重金属的污染一般聚焦于污染程度的定性描述和分析。事实上怎样才能实现对重金属污染源进行量化分析,同样对治理逐渐严重的土壤污染有着不容忽视的作用,因此量化分析将是重金属污染研究的发展方向。当前,我国尚未构建完善的城市和农村地区土壤重金属污染的监控网络,因此并不能及时准确地检测土壤重金属污染状况,也难以为土壤重金属污染的治理提供必要的依据。只有制定出严格而适用的土壤重金属评价标准,才能有利于土壤的保护,从而推动经济的可持续发展。■
参考文献
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重金属污染处理篇6
【关键词】重金属元素;分析;环境监测
1重金属污染及其危害
1.1重金属污染的来源
据调查研究,发生重金属污染事故的主要是工业、农业、城市和环境等方面。其中,在采矿、选矿、冶炼、锻造、加工、运输等生产过程会产生大量的重金属污染。含有重金属的废水排放、废弃物和其他污染物进入水体和土壤沉淀后,也会对水体等环境产生污染,特别是重金属含量的偏高易使环境污染超标。
农业生产过程中,由于使用了含重金属的化肥,会对土壤产生重金属污染,尤其是农药灌溉水会直接污染土壤。而城市的重金属污染主要来自污水厂污泥的不当处置、垃圾填埋场渗滤液渗漏、使用含铅汽油、使用含重金属的汽车轮胎等等;含有大量重金属的污泥、垃圾焚烧处理不当会造成重金属污染。在繁忙的高速公路附近也会产生一些重金属超标。突发性环境污染事故会造成严重的重金属污染,如某地发生的砷污染。某些重金属污染也可由多种情况综合引起。如血铅事件是由于管理不当,交通事故和环境污染事故长期积累的结果。
1.2重金属的危害
经过污染的重金属进入土壤和水,严重危害土壤和水生环境。因为重金属能透过空气、水和土壤退化的环境进入植物和动物,例如环境、食物链,然后浓缩到体内。进入人体中的重金属会引起严重的作用,它会与蛋白质、核酸等发生反应,造成蛋白质活性降低或消失,导致核酸结构的改变,从而导致突变。重金属会累积在人体肠道,破坏人体功能。医学科学已证明,水俣病、骨痛病、阿尔茨海默氏病和重金属是有很大联系的,所以对人体有害的重金属不容忽视。
2重金属分析
2.1分析概述
前面分析了重金属污染主要来自受污染的土壤和水,除了这些还包括受污染固体悬浮物,排放的废水、废气和固体废物,如颗粒物。由此可以看出在环境监测中的重金属样品主要是水中样品和固体样品。一般用于分析的样品,先进行某些处理,再进行分析,这是所谓的前处理或样品的预处理。
目前,重金属的检测基本上都采用仪器分析的方法,主要是光分析和电化学分析。光学分析方法,常用的是原子吸收光谱(AAS),原子荧光光谱仪(AFS),紫外-可见分光光度法(UV-VIS)。现在电感耦合等离子体原子发射光谱(ICP)的应用日益广泛,因为其具有快捷方便的特点。电化学分析主要是极谱分析。此外,生物方法,如酶抑制方法等,也可在环境监测中应用。选择分析方法主要是考虑样品中的重金属含量,对分析方法和其他因素的选择,各检出元素之间的关系和相互作用等。
2.2样品制备方法分析
样品的预处理是在分析中非常重要的一部分,对分析结果的影响程度可能比仪器本身甚至更多。因为环境监测中的重金属含量一般比较低,如果在样品制备时污染它可以产生较大的误差。
2.2.1水样预处理
预处理的目的是为了消除一些干扰,如悬浮物或有机吸附组分的存在可造成分析误差。处理的方法是用孔径为0.45μm的滤膜过滤,酸化至pH=1?2保存。通过氧化酸消解法,如HNO3,王水,HClO4等进行试验。抑制样品的挥发性可以用碱性消解法,如用NaOH-H2O2等。消解通常需要加热,过去一般使用电热板加热。微波消解法是一种非常快速、有效的方法,现在也用于很多的试验当中。水样中处于检测下限的元素,也可进行分离和浓缩后测定,如蒸馏、萃取、吸附等,主要的进行处理的方法是离子交换方法。
2.2.2固体样品前处理
固体样品如土壤、沉积物,预处理方法包括酸分解法、碱熔、固体悬浮液制备等,或者是直接固体进样方法。在酸分解法的基础上,利用电热板加热、高压闭合消解和微波消解可以更有效。酸消化时混合酸通常用HNO3-HF-HClO4,HNO3-HCl-HF-H2O2等。电热板法是经典的方法,因为热处理时间长,易造成易挥发元素等的损失,因此近年来也采用高压密封微波消解法。高压密封微波消解法加快了升温速度,降低了试剂消耗量,减少易挥发元素的损失,减少有毒气体的排放量,具有显著优点。当不使用酸水解或酸溶液的时候,也可以使用碱熔法。碱熔法可以完全破坏样品的晶格,释放被测元素。常用的碱熔剂是偏硅酸锂、四硼酸锂、碳酸钠、氢氧化钠和过氧化钠等。样品在高温下通过碱熔融,冷却后成玻璃晶体料,然后用酸来溶解熔块,过滤后的溶液可以在试验后进行分析。固体悬浮液取样通常用于超声处理并加入琼脂悬浮液等手段来稳定该悬浮液,然后在相同液样品的稀释样品处理后进行分析。由于省去了消化过程,大大简化了操作,目前的问题是精度和准确性无法得到保证。直接固体进样,无疑是最简单的加工工艺,现在被测试土壤样品也取得了一定的效果。
2.3重金属分析
如前所述,由于大量的重金属分析方法,很难做出正确的选择,以ICP-AES法为例来说明,需要注意测定的一些问题。ICP-AES是电感耦合等离子体原子发射光谱法的简称,是光源的电感耦合等离子体激励频谱分析,具有快速、检出限低、灵敏度高的特点,线性范围宽,特别是它能够同时的测定各种元素的优点,这样,其在重金属监测方面已成为一个重要分析工具。
(1)由上述方法,消解水样;然后样品以相同的方式,去相同体积的离子水消化以制备空白溶液。(2)仪器参数。诸多因素性能的ICP-AES分析,高频功率,载气流量,观测高度,不同项目的波长元分析应选择合适的参数。(3)试剂,使用分析纯或优级纯试剂。制备单元素和多元素标准溶液混合。(4)水的样品。在所选择的仪器参数和样品,分别与空白溶液的操作依照规定进行标准化。标准化后,使用样品和空白溶液进行测定。使用背景消除系数法的消除背景干扰。(5)ICP-AES法结果频谱分析,选择谱线做中小干扰信号强度分析,并进行湾检测限。元素通常5次为一组的方法进行检出限测试,回收率和精密度应符合要求。
3结语
重金属污染的防治工作正愈来愈受到重视,重金属元素的监测工作需要更加高效。随着监测技术的不断发展和完善,作为环境监测工作者的一员也需要与时俱进,不断地学习和提高。
参考文献:
[1]陈程等.环境重金属污染的危害与修复[J].环境保护,2010(03).