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              土壤重金屬污染現狀及其治理進展

                 日期:2016-03-22     來源:論文網    瀏覽:32    評論:0    

                由于工業“三廢”的排放,土壤遭受不同程度重金屬的污染,重金屬通過在作物體內富集進入食物鏈,對人畜健康構成了威脅。本文章對土壤重金屬的污染現狀、治理途徑等進行了簡單的總結歸納,希望為實現重金屬污染土壤的有效生態整治與安全高效益的利用提供可參考價值。

                土壤是人類賴以生存的自然環境和農業生產的重要資源,世界面臨的糧食、資源和環境問題與土壤密切相關。自20 世紀20 年代以來,由于工業的發展,金屬產量明顯增加,由此產生的重金屬環境污染問題也隨之出現。

                1 土壤重金屬污染現狀

                土壤、大氣和水并列為人類環境的三大要素,而幾乎所有的污染都會進入土壤。我國土壤污染狀況已經影響到耕地質量、食品安全甚至人的身體健康,其中最嚴重的就是重金屬污染。目前,我國受鎘、砷、鉻、鉛等重金屬污染的耕地面積近兩千萬公頃,約占耕地總面積的五分之一,全國每年因重金屬污染而減產糧食1000多萬噸。

                1.1 土壤重金屬污染的來源

                1.1.1 不同工礦企業對重金屬積累的影響

                工業過程中廣泛使用重金屬元素,工礦企業將未經嚴格處理的廢水直接排放,使得它們周圍的土壤容易富集高含量的有毒重金屬;企業排放的煙塵、廢氣中也含有重金屬,最終通過自然沉降和雨淋沉降進入土壤;礦業和工業固體廢棄物在堆放或處理過程中,由于日曬、雨淋、水洗等,重金屬極易移動,以輻射狀、漏斗狀向周圍土壤擴散,固體廢棄物也可以通過風的傳播而使污染范圍擴大。

                1.1.2 農業生產活動影響下的土壤重金屬污染

                農業生產,尤其是近代農業生產過程中含重金屬的化肥、有機肥、城市廢棄物和農藥的不合理施用以及污水灌溉等,都可以導致土壤中重金屬的污染。重金屬元素是肥料中報道最多的污染物質,化肥中品位較差的過磷酸鈣和磷礦粉中含有微量的As、Cd重金屬元素。與傳統的有機肥肥源相比,當前有機肥肥源大多來源于集約化的養殖場,大多使用飼料添加劑。據報道,目前的飼料添加劑中常含有高含量的Cu和Zn,這使得有機肥料中的Cu、Zn含量也明顯增加并隨著肥料施入農田。許多農用化學品如Cu制劑,含Hg、As的制劑使用后也會使土壤遭受污染。利用污水灌溉已成為農業灌溉用水的重要組成部分,中國自上世紀6O年代至今,污灌面積迅速擴大,以北方旱作地區污灌最為普遍,約占全國污灌面積的9O%以上,污灌導致土壤重金屬Hg、Cd、As、Cu等含量的增加。

                1.1.3 交通運輸對土壤重金屬污染的影響

                道路兩側土壤中的污染物主要來自汽車尾氣排放及汽車輪胎磨損產生的大量含重金屬的有害氣體和粉塵的沉降,而污染元素則主要為Pb、Cu、Zn等元素,它們一般以道路為中心呈條帶狀分布,強度因距離公路、鐵路、城市以及交通量的大小有明顯的差異。

                1.2 重金屬元素的土壤環境行為

                重金屬元素進入土壤后與土壤中的有機物、微生物及礦物質發生復雜的生物物理化學作用,表現出各自特殊的環境化學特性。重金屬元素包括Cu、Pb、Zn 、Cd、Hg、Cr 、Se 、Mn等在土壤中的形態分布、遷移轉化、富集累積,它們因自身的化學性質、土壤性質和作物的差異而各具特性。當重金屬進入土壤后與土壤中的礦物質( 主要是黏土礦物和硅酸鹽礦物)、有機物(主要是植物生理代謝的產物,如腐殖酸等) 及微生物發生吸附、絡合和礦化作用,伴隨著能量的變化,重金屬元素的賦存形式也會改變。重金屬元素Cu、Pb、Zn 、Cd、Cr 在土壤中主要以可溶態、可交換態、碳酸鹽態、鐵錳氧化態、有機態及殘渣態的形態存在。土壤本底中不同重金屬的形態分布的百分比不同,其中絕大部分是以殘渣態的形式存在,有機態、鐵錳氧化態和碳酸鹽態優于可交換態和可溶態。但當外源重金屬進入土壤以后,其形態會不斷地發生形態轉化。

                2 土壤重金屬污染的治理方法

                2.1 物理化學法

                目前有熱處理技術、土壤淋濾法、洗土及施用調控劑法三種方法。

                2.2 生物修復技術

                有植物修復、動物修復方法。另外還有一種微生物修復方法,它是利用土壤中的某些微生物對重金屬具有吸收、沉淀、氧化還原等作用,降低土壤重金屬的毒性。由于微生物反應的溫和性和多樣性,通過強化微生物的代謝分解作用進行污染控制的生物修復技術已成為目前解決難降解化合物污染的關鍵技術。

                3 土壤重金屬污染的研究進展

                目前,世界各國對土壤重金屬污染修復技術進行了廣泛的研究,取得了可喜的進展。先后總結了上述六種修復方法,并且在這幾種方法的基礎上深入研究,拓展創新,又先后發現了很多在此基礎上的子方法。但在如何將生物修復和物理修復科學地結合起來方面,目前缺乏深入的研究;對植物修復中涉及的誘導作用如何避免二次污染,特別是對地下水的污染缺乏研究;有關植物收獲后如何處理的報道目前也很少見到;另外,植物修復尚處于實驗室和大田的試驗、示范階段,缺乏污染土壤的修復實踐,與污染土壤修復產業化的形成相距甚遠。

                當前在污染土壤防治措施方面,人們更關注生物修復、物理修復等技術措施,而沒有對環境管理給予足夠重視。其實,若管理理念能得到提升、管理技術能得到改進、管理手段得到加強,土壤污染勢頭也就能得到有效遏止,污染治理的壓力就能得到緩解。因而,有必要將管理措施提高到重金屬污染防治的首要位置,確立“防重于治”的原則。今后,我們更應在管理方法上下工夫,鼓勵新方法、新標準的制定和推廣使用。

               
              標簽: 土壤污染
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