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              探析土壤重金屬的污染及其評價方法

                 日期:2016-04-01     來源:論文網    瀏覽:67    評論:0    

                土壤重金屬污染具有極大的危害性、擴散性、覆蓋性。當前形勢下,研究土壤重金屬污染評價方法具有十分重要的現實意義和戰略意義。本文對土壤重金屬污染的成因及特點以及土壤重金屬污染的評價方法進行了探討分析,最后論述了重金屬污染土壤的危害與治理。

                重金屬具有不易分解、易積聚的特點。如何科學地對土壤重金屬污染進行評價,是污染治理的重要前提,以下就土壤重金屬的污染及其評價方法進行分析。

                一、土壤重金屬污染的成因及特點

                土壤是人類社會賴以存在和發展的根本前提,是最重要的基礎資源。隨著近現代工業的飛速發展,土壤中沉積了越來越多的廢棄污染物。工業生產、居民生活垃圾的不合理處置以及礦產開采等,都會帶來土壤重金屬污染。從化學理論角度來講,98%以上的金屬都屬于重金屬,從環境保護學領域來講,土壤重金屬污染中的重金屬主要包括汞、鉛、鋅、砷和鎳等。

                1、土壤重金屬污染的成因。(1)自然原因。土壤重金屬的形成不是單方面作用的結果,而是受多方面因素影響,在不同時期,其主要影響因素又不同。土壤形成初始時期,其重金屬含量受成土母質的影響較大,母質中的重金屬含量及組成直接決定了土壤重金屬的值。隨著土壤的發育,母質對其重金屬值的影響逐漸減弱。與此同時,生物殘落物的影響逐漸增強,受生物個體差異影響,其殘落物也呈現出多樣化的特點,對土壤重金屬組成的影響程度也各不相同。大氣沉降,如火山爆發、森林火災等可能使許多重金屬漂浮于空中,其中一些被植物葉片吸收,進而被微生物分解進入土壤,從而改變土壤的重金屬含量與構成。(2)人為原因。研究人員對近30年的土壤重金屬污染原因進行統計,分析發現隨著工業化程度的不斷加深,人類活動已經逐漸上升成為土壤重金屬污染的主要來源。具體來講,人類活動又突出表現在以下幾個方面:首先廢氣、煙塵等大氣污染。城市化進程的加快在反映國民物質生活水平提升的同時也帶來一系列環境問題,城市交通、工業生產等向大氣排放大量廢氣、煙塵,造成大氣污染,通過大氣沉降,這些物質進入土壤,造成土壤重金屬污染。經調查研究發現,工礦生產集中區域、城市道路、鐵路周圍,土壤重金屬污染往往格外嚴重。其次化肥農藥在農業生產中的使用。為了縮短農作物生長周期,現代農業生產常會選擇使用化肥農藥,大量化肥與農藥的使用在帶來生產效益的同時,也將其中所含的重金屬物質帶入了農作物與土壤,造成土壤重金屬污染,影響人體健康。再次水體污染。受水資源分布不均因素影響,在部分地區,農田灌溉需要引入工業廢水和生活污水,這些未經合理處置的污水進入到農田,造成土壤重金屬污染,由于污染水體中含有大量重金屬物質,通過污水灌溉產生的土壤重金屬危害破壞性更大,極易造成循環性水土污染。最后其他活動。含重金屬的工業廢棄物,城市居民生活垃圾的堆放,金屬礦山酸性廢水的排放等也會造成土壤的重金屬污染。

                2、土壤重金屬污染的特點。依據化學金屬元素相關理論,重金屬性質穩定,極難被微生物降解,一旦進入土壤造成重金屬污染,勢必對農作物的品質和產量產生較大影響,加之其潛伏周期長,通過食物鏈的“生物富集效應”嚴重影響動物和人體的健康。有研究表明,低濃度的汞在小麥萌發初期能起到促進生長作用,但隨著時間的延長,最終表現為抑制作用;砷有劇毒,可致癌;鎘會危害人體的心腦血管。歸納起來,重金屬污染有以下幾個特點:(1)潛伏周期長,污染具有隱蔽性;(2)性質穩定,污染具有難降解性;(3)相互作用,污染具有協同性、擴散性。因此,重金屬污染又有“化學定時炸彈”之稱。

                三、土壤重金屬污染的評價方法

                1、單因子指數法。借助綜合指數法,可以對受測區域的重金屬污染情況進行分級,指出土壤中污染最大的因素,但無法判定出不同元素對土壤污染的影響差別。根據這一方法計算出來的污染指數只能反映各種重金屬元素對土壤的污染程度,而無法精確反映污染的質變特征。

                2、污染負荷指數法。該指數是由評價區域所包含的主要重金屬元素構成,它能夠直觀地反映各個重金屬對污染的貢獻程度,以及金屬在時間,空間上的變化趨勢.由Tomlinson等人提出污染負荷指數的同時提出了污染負荷指數的等級劃分標準和指數與污染程度之間的關系,通過計算得打各重金屬的污染負荷指數及可以得到各個功能區和該市的污染程度.

                3、潛在生態危害指數分析。重金屬元素是具有潛在危害的重要污染物,潛在生態危害指數法作為土壤重金屬污染評價的方法之一,它不僅考慮土壤重金屬含量,還將重金屬的生態效應、環境效應與毒理學聯系在一起,是土壤重金屬評價領域廣泛應用的科學方法

                4、GIS技術在土壤重金屬污染評價中的運用。GIS是由計算機硬件、軟件及不同方法組成的系統,通過該系統,能夠實現空間數據的采集、管理、處理、分析與建模,以解決復雜的規劃和管理類問題。通過GIS技術,將不同類型的數據進行處理變換,根據客觀需求對其進行空間分析和統計,最終建立各種應用模型,以便為研究決策提供依據。在對土壤重金屬污染進行研究時,常利用GIS 技術的計算與圖形顯示功能,對受測區域指定采樣點進行插值分析,實現土壤圖數字化,建立空間與屬性數據庫,最終繪出污染物空間分布圖,為土壤污染治理提供參考依據。

                三、重金屬污染土壤的危害與治理

                土壤是人類賴以生存的最基本的自然資源之一,但現階段嚴重的土壤污染,通過多種途徑直接或間接地威脅人類安全和健康,開展城市環境質量評價,日益成為人類關注的焦點。

                當土壤中的重金屬含量達到一定程度,不僅會導致土壤污染、農業生產收益下降,通過徑流,還會對水體(地表水、地下水)產生淋失作用,污染水資源、破壞水文環境;借助大氣沉降,極易形成大氣污染與水污染、土壤污染的“死循環”,進而影響人體健康。

                根據重金屬污染的隱蔽性、不可逆性及長期性等特點,與大氣污染、水污染等環境問題相比,土壤污染的治理難度更大。現行的重金屬污染土壤治理主要有生物法、化學法、工程治理法等方法,就目前科學技術發展形勢來看,在治理方案設計上尚未形成統一標準,在實際操作中,不同的地理環境在方法的選用上存在區別,使用的技術也多種多樣。從總體上來講,治理污染土壤首先應查明污染成因,以《土壤環境監測技術規范》為指導,對污染區域進行實地分層采樣調查,一般將受污染區域分為“污染源區”、“保護區”和“超標污染區”三個區域。無論采用何種方式,在對土壤污染進行治理時,應注意因地制宜,結合受污染區域的土質情況、土地使用性質與功能、重金屬污染物含量與構成等特點,對治理效果、時間、經費等作出合理預期和科學規劃,選擇最佳方案。

                結束語

                隨著社會發展,各行各業對重金屬資源的需求與日俱增,與此同時,由生產而產生的重金屬廢棄物也逐漸增多,這些未能及時處理的廢棄物作用于土壤,一旦其重金屬含量超標,就會對土壤造成嚴重污染,進而破壞生態平衡。

               
              標簽: 土壤污染
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