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重金屬污染分析精選(九篇)

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重金屬污染分析

第1篇:重金屬污染分析范文

關(guān)鍵詞:指數(shù)法 因子分析 重金屬污染 高斯擴(kuò)散改進(jìn)模型

中圖分類(lèi)號(hào):TU2 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):1674-098X(2013)03(a)-0-02

1 問(wèn)題分析

針對(duì)海量數(shù)據(jù),應(yīng)從整體上對(duì)污染程度進(jìn)行評(píng)價(jià)。而內(nèi)梅羅綜合污染指數(shù)法評(píng)價(jià)土壤的綜合污染,以突出最高一項(xiàng)污染指數(shù)的作用。在土壤中有很多重金屬元素有相似的存在形式和傳播途徑,并且有相同的污染源,因此在進(jìn)行通過(guò)數(shù)據(jù)分析,說(shuō)明重金屬污染的主要原因時(shí),基于統(tǒng)計(jì)原理建立起來(lái)正態(tài)模型,不同的重金屬有不同的傳播方式,其大體分為大氣傳播、水體傳播、固體傳播,因金屬元素在土壤中大部分以穩(wěn)定形態(tài)存在,故忽略重金屬元素在固體土壤中的傳播。根據(jù)收集的信息和題目中的有關(guān)資料對(duì)重金屬污染物的傳播特征的分析,可將8種重金屬污染物分為兩類(lèi)。一類(lèi)是在大氣中傳播,而大氣傳播的污染物最終經(jīng)空氣沉降進(jìn)入土壤;一類(lèi)是在土壤中傳播。對(duì)于在大氣中傳播的重金屬污染物,文章建立重金屬污染物在氣體中擴(kuò)散模型,根據(jù)所在的空間任意位置土壤表面的重金屬污染物濃度的多少來(lái)確立污染源的位置,函數(shù)的最大值即為污染源的位置;同理建立了重金屬污染物在土壤中的傳播模型。

2 模型建立及求解

2.1 土壤的環(huán)境質(zhì)量評(píng)價(jià)與分級(jí)

2.1.1 單因子指數(shù)法

2.1.3 評(píng)價(jià)分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)

該文采用GB15618-1995《土壤環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》。土壤環(huán)境質(zhì)量綜合評(píng)價(jià)指數(shù)分級(jí)參考了《綠色食品產(chǎn)地環(huán)境質(zhì)量現(xiàn)狀評(píng)價(jià)綱要》中規(guī)定進(jìn)行分級(jí),等級(jí)劃分為1等級(jí)屬清潔水平適合發(fā)展有機(jī)食品;2級(jí)屬尚清潔水平適合發(fā)展無(wú)公害食品生產(chǎn);3級(jí)以后屬于污染水平,不適宜無(wú)公害農(nóng)產(chǎn)品的生產(chǎn)。

計(jì)算得到綜合污染評(píng)價(jià)指標(biāo)后,通過(guò)分析比較得出該城區(qū)的各個(gè)功能區(qū)重金屬的污染程度由高至低排序?yàn)椋汗I(yè)區(qū)主干道區(qū)生活區(qū)公園綠地區(qū)山區(qū)。

2.2 重金屬污染的原因分析

(2)計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)化數(shù)據(jù)的相關(guān)系數(shù)陣,求出相關(guān)系數(shù)矩陣的特征值和特征向量。

(3)進(jìn)行正交變換,使用方差最大法。得到5個(gè)主因子提供了源資料的87.756%的信息,滿(mǎn)足因子分析的原則,而且從上表可以看出旋轉(zhuǎn)前后總的累計(jì)貢獻(xiàn)率沒(méi)有發(fā)生變化,即總的信息量沒(méi)有損失,采用此標(biāo)準(zhǔn)下的分析結(jié)果。

(4)確定因子個(gè)數(shù),計(jì)算因子得分,進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。

2.2.2 金屬元素污染原因

根據(jù)該市空間立體分布圖和各功能區(qū)的分布圖,結(jié)合各個(gè)功能區(qū)的分布特點(diǎn),由重金屬元素空間分布圖分析可知:(1)主因子1體現(xiàn)出的三個(gè)主要變量因子為Ni、Cu Cr三種重金屬元素。Ni元素廣泛的分布在該城市各個(gè)功能區(qū)。分析可能是易于傳播的污染介質(zhì)造成的,如煤的燃燒產(chǎn)生的粉塵、顆粒,以及含有Ni元素的巖石的風(fēng)化等;Cu元素及Cr元素分布在城市的西南方,分布著工業(yè)區(qū)、生活區(qū)、公園綠地區(qū)、主干道區(qū)。Cu、Cr兩種金屬元素是工業(yè)生產(chǎn)中所形成的廢氣、廢水和固體排放物中均大量存在的污染物。(2)主因子2體現(xiàn)出兩個(gè)主要變量因子為Pb、Cd,其在來(lái)源上關(guān)聯(lián)較密切,兩種重金屬元素的最大值均出現(xiàn)在工業(yè)區(qū)。其在空間上近似可認(rèn)為是一個(gè)帶狀的污染源,這主要因?yàn)镻b主要來(lái)自市中心交通汽車(chē)尾氣的排放,而且在研究取得西北部有兩個(gè)明顯的富集中心,形成一個(gè)高值區(qū)。該市表層土壤中的Cd含量市中心地帶比西北城區(qū)高,東南城區(qū)又比市中心地帶高,恰好與當(dāng)?shù)氐闹黠L(fēng)向相一致,表明大氣中含Cd污染物的干濕沉降也是造成土壤Cd污染的一個(gè)重要原因。(3)主因子3體現(xiàn)出一個(gè)主要變量因子Hg。該金屬元素在生活區(qū)分布含量偏高,污染較為嚴(yán)重,其主要的污染原因可為人類(lèi)活動(dòng)造成水體汞污染,來(lái)自氯堿、塑料、電池、電子等工業(yè)排放的廢水。(4)主因子4體現(xiàn)出一個(gè)主要變量因子As,該金屬元素在各個(gè)功能區(qū)的分布較平均,這是因?yàn)榈奈廴驹炊鄻?。大氣含砷污染除巖石風(fēng)化、火山爆發(fā)等自然原因外,主要來(lái)自工業(yè)生產(chǎn)及含砷農(nóng)藥的使用、煤的燃燒。含砷廢水、農(nóng)藥及煙塵都會(huì)污染土壤。(5)主因子5體現(xiàn)出一個(gè)主要變量因子,的分布具有明顯的特點(diǎn),在城市的西部富集,產(chǎn)生一高值區(qū),該部靠近工業(yè)區(qū),工業(yè)上的三廢是其富集的主要原因。

2.3 重金屬污染物傳播模型

3 大氣―平均風(fēng)速的廓線(xiàn)模式

大氣擴(kuò)散主要是風(fēng)的作用,平均風(fēng)速的廓線(xiàn)模式是隨高度變化的。在大氣擴(kuò)散模型中平均風(fēng)速的廓線(xiàn)模式定義為風(fēng)速隨高度變化的曲線(xiàn)。風(fēng)速的線(xiàn)性數(shù)學(xué)表達(dá)方式成為風(fēng)速廓線(xiàn)模式。根據(jù)我國(guó)《指定地方天氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)的技術(shù)原則和方法》(GB/T 3840-1991)所制定的方法,采用米函數(shù)風(fēng)速廓線(xiàn)模式。

冪函數(shù)分素廓線(xiàn)模式是在近地層、中性層、平坦下墊面的條件下推到出來(lái)的。該模式應(yīng)用高度較高,可達(dá)到300m或更高的高度,且隨應(yīng)用高度增加,精度下降。

4 水體

6 模型評(píng)價(jià)及推廣

6.1 模型評(píng)價(jià)

6.1.1 優(yōu)點(diǎn):運(yùn)用主成分分析方法將多維因子納入同一系統(tǒng)進(jìn)行定量化研究、理論成熟的多元統(tǒng)計(jì)分析方法。通過(guò)分析變量之間的相關(guān)性,使得所反映信息重疊的變量被某一主成分替代,減少了變量數(shù)目,減少了變量數(shù)目,從而降低了系統(tǒng)評(píng)價(jià)的復(fù)雜性。再以方差貢獻(xiàn)率作為每個(gè)主成分的權(quán)重,由每個(gè)主成分的得分加權(quán)即可完成對(duì)水質(zhì)的綜合評(píng)價(jià)。

6.1.2 缺點(diǎn):題目所給數(shù)據(jù)有限且單一,所建模型不足以全面反映該市土壤環(huán)境污染特征。.對(duì)于模型三,僅考慮了金屬元素傳播的部分途徑,具有局限性。

7 模型推廣

模型一可推廣用于投資風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià);模型二可用于研究放射性物質(zhì)的污染;模型三還可推廣到研究病菌在空氣中的傳播;模型四可以推廣到研究灰塵在空氣中的擴(kuò)散規(guī)律。

參考文獻(xiàn)

[1] 王建波.西北典型工業(yè)城市土壤中重金屬的形態(tài)分析[D].蘭州大學(xué),2011.

第2篇:重金屬污染分析范文

【關(guān)鍵詞】食品;重金屬;污染

【中圖分類(lèi)號(hào)】R15 【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A 【文章編號(hào)】1004-7484(2012)13-0630-02

食品中的重金屬污染物主要來(lái)源于某些地區(qū)特殊自然環(huán)境中的高本底含量,由于人為的環(huán)境污染而早于有毒有害金屬對(duì)食品污染,食品生產(chǎn)過(guò)程中含有重金屬材料污染食品。攝入有害重金屬元素污染食品對(duì)人體產(chǎn)生多方面的危害[1]。因此,為掌握綿陽(yáng)市食品重金屬污染程度,我們?cè)?011年對(duì)我市城區(qū)和部分區(qū)縣市場(chǎng)中銷(xiāo)售食品進(jìn)行監(jiān)測(cè),以期了解各種食品重金屬污染水平,有針對(duì)性地為政府監(jiān)管提供依據(jù),為預(yù)防食品污染,控制食源性疾病和食品安全提供依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 樣品來(lái)源

按照國(guó)家食品安全風(fēng)險(xiǎn)監(jiān)測(cè)計(jì)劃的要求在綿陽(yáng)市涪城區(qū)、游仙區(qū)、梓潼縣、安縣、三臺(tái)縣和北川縣的大型批發(fā)市場(chǎng)、農(nóng)貿(mào)市場(chǎng)和超市隨機(jī)抽取糧食類(lèi)、蔬菜類(lèi)、水果類(lèi)、蛋類(lèi)、肉類(lèi)、奶及奶制品類(lèi)、魚(yú)類(lèi)和藻類(lèi)水產(chǎn)品等種類(lèi)樣品,每份樣品約500克。采集樣品根據(jù)綿陽(yáng)市居民日常消費(fèi)狀況,以本地產(chǎn)品為主,采用具有代表性的樣品。

1.2 監(jiān)測(cè)指標(biāo)

重金屬污染物包括鉛、鎘、汞。

1.3檢測(cè)方法

取食品可食部分,按照以下方法進(jìn)行檢測(cè)。鉛:按照GB/T 5009.12-2003《食品中鉛的測(cè)定》石墨爐原子吸收光譜法。鎘:按照GB/T 5009.15-2003《食品中鎘的測(cè)定》石墨爐原子吸收光譜法。汞:按照GB/T 5009.17-2003《食品中總汞及有機(jī)汞的測(cè)定》原子熒光光譜分析法。

1.4 判定依據(jù)

測(cè)定結(jié)果根據(jù)GB2762-2005《食品中污染物限量》所規(guī)定的各項(xiàng)指標(biāo)判定。檢出值高于標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定值的結(jié)果判定為“超標(biāo)”。

2 結(jié)果

2.1 食品中鉛污染情況

2011年綿陽(yáng)市共抽取10類(lèi)食品共230份,鉛含量范圍在0.02~2.67 mg/kg 之間,均值為0.41mg/kg,超標(biāo)98份,超標(biāo)率為42.61%。超標(biāo)率中以豬腎超標(biāo)率最高, 達(dá)72.22%,其次是皮蛋(66.67%)、藻類(lèi)水產(chǎn)品(61.11%)、蔬菜(60.71%)和水果(41.79%)。其他類(lèi)樣品也存在不用程度的超標(biāo),見(jiàn)表1。

2.2 食品中污染情況

含量范圍在

2.3 食品中汞污染情況

汞含量范圍在

3 討論

從2011的結(jié)果分析,本市各類(lèi)食品中重金屬鉛的污染尤為突出,總超標(biāo)率達(dá)42.61%,遠(yuǎn)高于覃志英等[2]( 鉛不合格率為10. 7%) 的報(bào)道。其次是重金屬鎘的污染,超標(biāo)率為19.31%,與文獻(xiàn)[3] 報(bào)道基本一致。汞污染的風(fēng)險(xiǎn)較鉛、稍小,為15.22%。說(shuō)明本市食品中重金屬污染物主要是鉛、鎘污染,尤其是少數(shù)產(chǎn)品( 主要是豬腎、皮蛋、藻類(lèi)水產(chǎn)品) 重金屬含量超標(biāo)率很高,應(yīng)引起檢測(cè)和監(jiān)督部門(mén)高度重視。這些產(chǎn)品是市民每天都在食用的,危害因素也相應(yīng)提高。因此,建立綠色農(nóng)產(chǎn)品、畜牧生產(chǎn)基地是保證食品安全中最重要的環(huán)節(jié),應(yīng)同時(shí)加強(qiáng)食品衛(wèi)生安全監(jiān)督力度,讓廣大市民吃上綠色、無(wú)害、健康的食品。

第3篇:重金屬污染分析范文

關(guān)鍵詞:食品 重金屬 檢測(cè)方法

1、引言

所謂重金屬就是相對(duì)原子的密度在 以上的金屬,如Cu、Pt、Zn、Ni、Co、Cd、Cr、Hg、Bi、等。一般情況下,重金屬在自然界中物品的濃度不會(huì)達(dá)到危害人類(lèi)以及其他生物的程度,但是伴隨著工業(yè)化在人類(lèi)社會(huì)的不斷的發(fā)展,在工業(yè)化的生產(chǎn)中,會(huì)有大量的有毒有害的重金屬元素隨著廢棄物的排放進(jìn)入大氣、水和土壤中,如土壤及水中鉛、汞、鎘、鉻等不斷增加,這些重金屬元素如果控制在一定范圍內(nèi)不會(huì)影響生態(tài)環(huán)境,但是一旦其含量超標(biāo)就會(huì)引起對(duì)環(huán)境的污染。當(dāng)我們所食用的糧食、蔬菜在這樣的環(huán)境中成長(zhǎng)時(shí),這些糧食作物中也會(huì)含有了重金屬元素,一旦人們食用了這些食物,這些重金屬就會(huì)在人們身體中積累,當(dāng)人體中累積的重金屬元素到一定的程度,機(jī)會(huì)危及人身健康,使人造成重金屬中毒?!凹Z食是人生存之本”關(guān)注食品安全對(duì)人類(lèi)健康至關(guān)重要。因此,對(duì)于食品中的重金屬進(jìn)行認(rèn)真、準(zhǔn)確的檢測(cè)是一項(xiàng)利國(guó)利民的大事[1]。

2、幾種主要重金屬的危害

2.1.重金屬Hg(汞)的危害

重金屬Hg又被稱(chēng)為水銀,在自然界中的存在形式主要有金屬單質(zhì)汞、有機(jī)汞和無(wú)機(jī)汞三種。汞及其化合物在我們的化工業(yè)中應(yīng)用十分的廣泛,有機(jī)汞中毒是汞中毒最主要的形式,手指、口唇和舌頭麻木是該重金屬中毒患者最主要的表現(xiàn),除了這些之外中毒患者還會(huì)說(shuō)話(huà)不清、視野縮小、及神經(jīng)系統(tǒng)遭受?chē)?yán)重的損害,汞中毒深的患者還極有可能發(fā)生癱瘓使患者肢體變形以及吞咽困難等癥狀,更甚至還會(huì)造成死亡。

2.2.重金屬Cd(鎘)的危害

Cd是一種銀白色有光澤的金屬,原子序數(shù)為48,元素周期表中屬ⅡB族金屬元素。鎘元素在自然界中分布廣泛,其初級(jí)的產(chǎn)區(qū)主要在亞洲。鎘元素不是人身體的必需元素,人體內(nèi)的鎘元素主要來(lái)自于人引用的水食用的食品,鎘元素不易被腸道吸收,但可經(jīng)呼吸被體內(nèi)吸收,食用這些物品會(huì)使得鎘元素在人體內(nèi)積累。人體內(nèi)的鎘主要積累在腎臟和肝臟中,鎘中毒主要表現(xiàn)在對(duì)骨骼、腎功能和消化系統(tǒng)的損傷。大量的研究顯示人體內(nèi)的鎘及其化合物含量超標(biāo)會(huì)導(dǎo)致突變,并且還具有一定的致畸和致癌作用。另外,鎘會(huì)對(duì)刺激呼吸系統(tǒng),長(zhǎng)期的處在這樣的環(huán)境中會(huì)使得嗅覺(jué)功能喪失、牙齦出現(xiàn)黃斑,還可能導(dǎo)致骨質(zhì)的疏松以及軟化。日本就曾經(jīng)因?yàn)殒k中毒出現(xiàn)“痛痛病”,后果十分嚴(yán)重。

2.3.重金屬Pb(鉛)的危害

鉛是銀白色的金屬,十分柔軟,用指甲輕輕在其表面劃刻就能劃出痕跡。因?yàn)橛勉U可以在白紙上劃出痕跡,在古代常用其做筆,這就是“鉛筆”的由來(lái)。在現(xiàn)代工業(yè)中鉛的重要的用途是制造蓄電池,并且鉛的化合物的種類(lèi)很多,顏色各異,因此鉛還用于制造顏料、釉料等。鉛中毒是一種蓄積性中毒,近幾年來(lái),隨著工業(yè)的迅猛發(fā)展,鉛污染日趨嚴(yán)重,已經(jīng)對(duì)人們的健康造成了極大的影響。鉛元素在人體內(nèi)的含量如果超標(biāo),就會(huì)損傷神、經(jīng)造血及腎臟系統(tǒng)。智力低下、反應(yīng)遲鈍、貧血等一直是鉛中毒患者的最常表現(xiàn)癥狀。鉛元素對(duì)于以及幼兒的發(fā)育造成的危害尤為嚴(yán)重,幼兒期的鉛中毒會(huì)造成幼兒發(fā)育的遲緩,多動(dòng)癥等。

2.4.重金屬As(砷)的危害

砷是一種化學(xué)性質(zhì)類(lèi)似于金屬類(lèi)金屬元素,無(wú)機(jī)砷和有機(jī)砷是砷化合物主要形式,砷的硫化物礦自古以來(lái)被用作顏料和殺蟲(chóng)劑、滅鼠藥。砷可以抑制人體內(nèi)很多酶的功能,從而干擾細(xì)胞的呼吸以及繁殖,對(duì)人體體內(nèi)的新岑代謝造成了極大的影響。砷中毒有急性中毒和慢性中毒。急性砷中毒主要是對(duì)胃腸的影響,使胃腸產(chǎn)生炎癥,砷中毒可使得中毒的患者中樞神經(jīng)系統(tǒng)麻痹,嚴(yán)重情況下患者常有七竅流血的現(xiàn)象更甚者可導(dǎo)致死亡。慢性砷中毒會(huì)造成皮膚的色素沉著,皮膚末梢神經(jīng)炎的癥狀,還可能導(dǎo)致神經(jīng)衰弱,現(xiàn)在砷金屬及砷化合物已被確認(rèn)可能會(huì)引起癌癥[2]。

3、我國(guó)重金屬污染現(xiàn)狀

目前我國(guó)重金屬的污染的現(xiàn)狀令人堪憂(yōu),被污染的耕地面積達(dá)到2千萬(wàn)公頃,我國(guó)耕地總面積是18億畝,污染的耕地達(dá)到了了我國(guó)耕地總面積的20%,土地的污染不僅破壞了生態(tài)環(huán)境,還造成了對(duì)植物的污染,這也間接導(dǎo)致了食物品中含有了重金屬元素,使得食物的品質(zhì)不斷的下降。我國(guó)每年減產(chǎn)1千多萬(wàn)噸的糧食,這些都是由于重金屬污染而引起的,合計(jì)損失的人民幣最少是200億。并且,由土地污染引起的農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全問(wèn)題令人堪憂(yōu),由此導(dǎo)致的也是逐年的增加,這不僅危害了人民群眾的身體健康,還對(duì)社會(huì)的穩(wěn)定造成了嚴(yán)重的影響。

4、重金屬檢測(cè)方法

對(duì)于食品中的重金屬元素檢測(cè)方法主要有下面幾種:

第一種方法是原子吸收光譜法,這一方法的檢測(cè)原理是食品中的自由原子由于共振會(huì)對(duì)特征輻射光進(jìn)行吸收,并通過(guò)對(duì)于對(duì)測(cè)量原子吸收輻射光的量,來(lái)測(cè)量食品中的重金屬元素的含量。

第二種方法是紫外可見(jiàn)分光光度法,該方法的檢測(cè)原理來(lái)自某些分子或者是原子會(huì)與待測(cè)重金屬發(fā)生絡(luò)合反應(yīng),產(chǎn)生絡(luò)合物,絡(luò)合物一般是有色金屬化合物,通過(guò)對(duì)所顯現(xiàn)出來(lái)的顏色深度進(jìn)行辨析,我們就可以得出對(duì)應(yīng)元素含量.

第三種常見(jiàn)的方法是原子熒光光譜法,該方法利用的是特定頻率的輻射波,這種輻射能激發(fā)食品中重金屬元素的原子蒸汽另其產(chǎn)生熒光,通過(guò)對(duì)熒光的強(qiáng)度進(jìn)行測(cè)量就能夠得到食品中相應(yīng)重金屬元素的含量。

第四種方法就是X 射線(xiàn)熒光光譜法,這一種方法通過(guò)測(cè)量食品中重金屬元素對(duì)X射線(xiàn)的吸收吸收情況來(lái)獲得重金屬元素的含量。

第五種方法是電感耦合等離子體質(zhì)譜法,這一種方法是對(duì)重金屬的同位素進(jìn)行分析得出重金屬的含量,這一方法優(yōu)點(diǎn)是線(xiàn)性范圍廣、分析速度快、靈敏度高,并且還能夠分析對(duì)同位素進(jìn)行示蹤研究[3]。

5、總結(jié)

保證食品安全是利國(guó)利民的大事,關(guān)乎千家萬(wàn)戶(hù)健康,因此需要引起廣大人民群眾的關(guān)注。當(dāng)然,要解決食品中的重金屬問(wèn)題首先要做的就是對(duì)重金屬污染的排放進(jìn)行嚴(yán)格的控制,其次要完善環(huán)境保護(hù)法,加強(qiáng)重金屬污染的監(jiān)督機(jī)制,確保食品的安全。

參考文獻(xiàn)

[1]戴花秀.淺談食品中常見(jiàn)的重金屬污染途徑及檢測(cè)方法[J].科技論壇,2011(9):18-19.

第4篇:重金屬污染分析范文

關(guān)鍵詞:有色金屬; 地下水; 重金屬污染; 現(xiàn)狀

1. 前言

近年來(lái),我國(guó)工業(yè)化步伐的加速造成涉及重金屬元素排放的行業(yè)越來(lái)越多,這些行業(yè)包括礦山開(kāi)采、金屬選冶、化工印染、皮革鞣制、農(nóng)藥飼料等。被稱(chēng)為“化學(xué)定時(shí)炸彈”的重金屬元素在生產(chǎn)中會(huì)隨尾砂、礦塵、廢水、廢氣等進(jìn)入礦區(qū)或廠(chǎng)區(qū)及其周邊的土壤和地下水中,造成嚴(yán)重的土壤和地下水重金屬污染,危及生態(tài)環(huán)境甚而危害人體健康。我國(guó)重金屬污染中,最嚴(yán)重的是鎘污染、汞污染、血鉛污染和砷污染。據(jù)初步統(tǒng)計(jì),已發(fā)生的鎘污染事件,包括2005年的廣東北江韶關(guān)段鎘嚴(yán)重超標(biāo)事件,2006年的湘江湖南株洲段鎘污染事故,2009年的湖南省瀏陽(yáng)市鎘污染事件等,而其它重金屬污染事件,僅“血鉛超標(biāo)”事件一項(xiàng),就已涉及陜西、安徽、河南、湖南、福建、廣東、四川、江蘇、山東等多地。

為了解內(nèi)蒙古赤峰市克什克騰旗有色金屬集中開(kāi)采區(qū)地下水環(huán)境重金屬污染情況,本文采取單項(xiàng)污染指數(shù)評(píng)價(jià)法和綜合污染指數(shù)評(píng)價(jià)法對(duì)克什克騰旗水樣中的重金屬含量變化及污染現(xiàn)狀進(jìn)行研究分析。

2. 研究區(qū)概況

2.1 氣象

克什克騰旗地處中緯度中溫帶半干旱大陸性季風(fēng)氣候區(qū),具有冬季寒冷、干燥、少雪,多偏北風(fēng);春季風(fēng)大、干旱、多寒潮;夏季短促炎熱、降水集中,晝夜溫差較大;秋季涼爽、霜凍早的氣候特征。

全旗年平均氣溫多在1.0~4.0℃之間,極端最高氣溫38℃,極端最低氣溫-45.5℃;最大凍土深度2.90m,風(fēng)速3.2~4.2m/s。年均降水量多在400~490mm之間,年平均蒸發(fā)量多在1590~1680mm之間。

2.2 水文

克什克騰旗境內(nèi)水系發(fā)育,包括外流水系與內(nèi)陸河水系兩部分。

外流水系包括西拉沐倫河及其支流,分布于境內(nèi)中部、東部與南部,該流域的河流均屬西遼河流域,為西拉沐倫河水系的上游段。

內(nèi)陸河流域水系包括達(dá)來(lái)諾爾水系與錫林郭勒水系,分布于境內(nèi)西部與北部。達(dá)來(lái)諾爾水系位于境內(nèi)西部,包括達(dá)來(lái)諾爾湖、崗更諾爾湖、貢格爾河等,以達(dá)里諾爾湖為最大,是赤峰市境內(nèi)最大的湖泊,面積達(dá)250km2,崗更諾爾湖、鯉魚(yú)泡子、貢格爾河、央森郭勒河、薩林郭勒河、耗來(lái)河等均注入達(dá)來(lái)諾爾湖,注入量為1.62m3/s。

2.3 地形地貌

克什克騰旗位于大興安嶺山系與內(nèi)蒙高原的過(guò)渡帶,其東南部為大興安嶺山脈,西北部為內(nèi)蒙高原。全旗地勢(shì)中部高,東、西兩側(cè)低,自然形成中山、低中山、波狀高平原、玄武巖臺(tái)地、河谷沖積平原、湖積平原、風(fēng)積沙地幾種地貌類(lèi)型。境內(nèi)最高點(diǎn)在中南部的大光頂子山山峰,海拔2067m;最低點(diǎn)在東部的西拉沐淪河下游處,海拔800m。

2.4 土壤和地下水類(lèi)型

根據(jù)國(guó)家土壤分類(lèi)標(biāo)準(zhǔn),全旗土壤共有12個(gè)土類(lèi),25個(gè)亞類(lèi),81個(gè)土屬,149個(gè)土種。據(jù)農(nóng)業(yè)自然資源調(diào)查,全旗土壤主要以分布在西部高原的淋溶黑鈣土、暗栗鈣土和草甸土為主。宜林土壤主要分布在中部中山山地,以暗灰色森林土、灰色森林土和淋溶黑鈣土為主。宜農(nóng)土壤主要分布在東部及中部的河谷平川地和臺(tái)地漫甸上,以暗栗鈣土、黑鈣土、草甸土為主。

全旗地下水按含水巖類(lèi)及賦存特征,可分為松散巖類(lèi)孔隙水、基巖裂隙水,其富水性變化較明顯。

3. 重金屬污染研究

3.1 樣品采集及評(píng)價(jià)方法

樣品采集:采樣點(diǎn)重點(diǎn)位于地下水徑流方向的下游處或風(fēng)向的下游處,共設(shè)置22個(gè)水樣控制點(diǎn),對(duì)企業(yè)或選礦區(qū)水井、下游居民用水井、農(nóng)灌井等進(jìn)行了地下水樣品采集。

地下水環(huán)境重金屬污染現(xiàn)狀評(píng)價(jià)按照《地下水質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》(GB/T14848-93)、《地下水污染地質(zhì)調(diào)查評(píng)價(jià)規(guī)范》(DD2008-01)中的方法進(jìn)行初步評(píng)價(jià)。

測(cè)試指標(biāo):水樣測(cè)試指標(biāo)包括五大重金屬元素汞、砷、t、鎘、鉛在內(nèi)的水質(zhì)全分析。

根據(jù)區(qū)內(nèi)地下水水質(zhì)和污染特點(diǎn),選取的汞、砷、六價(jià)鉻、鎘、鉛等5種組分的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)值見(jiàn)表1。

表1 本次評(píng)價(jià)所采用的地下水標(biāo)準(zhǔn)值(單位:mg/L)

[項(xiàng)目\&汞\&砷\&六價(jià)鉻\&鎘\&鉛\&Ⅲ類(lèi)標(biāo)準(zhǔn)\&0.001\&0.05\&0.05\&0.01\&0.05\&]

評(píng)價(jià)方法

本次地下水污染現(xiàn)狀評(píng)價(jià),采用單項(xiàng)指標(biāo)的污染指數(shù)和綜合污染指數(shù)法評(píng)價(jià)。

(1)單項(xiàng)指標(biāo)的污染指數(shù)求取

計(jì)算公式為: (1)

式中:―某項(xiàng)污染物的污染指數(shù);―某項(xiàng)污染物的實(shí)測(cè)含量;―某項(xiàng)污染物的背景值(背景值指地下水Ⅲ類(lèi)標(biāo)準(zhǔn))。

(2)多項(xiàng)指標(biāo)的綜合污染指數(shù)求取

計(jì)算公式為: (2)

(3)

式中:―多項(xiàng)污染物的綜合污染指數(shù);―各單項(xiàng)組分評(píng)分值的平均值;

―單項(xiàng)組分評(píng)分值的最大值;―項(xiàng)數(shù)。

地下水污染分級(jí)

根據(jù)值計(jì)算結(jié)果,按下表2規(guī)定劃分地下水污染級(jí)別。

表2 地下水污染級(jí)別分類(lèi)

[級(jí)別\&未污染\&輕微污染\&中等污染\&嚴(yán)重污染\&\&≤1\&1

3.2 污染現(xiàn)狀

根據(jù)《重金屬污染綜合防治“十二五”規(guī)劃》,赤峰市克什克騰旗為全區(qū)重金屬重點(diǎn)防控區(qū)之一,其中調(diào)查工作涉及到的3個(gè)旗有色金屬集中開(kāi)采區(qū)面積共計(jì)1647km2,涉及鄉(xiāng)鎮(zhèn)、蘇木7個(gè),涉及人口2.64萬(wàn)人,涉重企業(yè)20家。工作區(qū)簡(jiǎn)要情況詳見(jiàn)下表3。

利用單項(xiàng)指標(biāo)污染指數(shù)和綜合污染指數(shù)對(duì)赤峰市克什克騰旗22個(gè)取樣點(diǎn)進(jìn)行污染評(píng)價(jià),評(píng)價(jià)結(jié)果見(jiàn)表4。其中嚴(yán)重污染取樣點(diǎn)1個(gè),中等污染取樣點(diǎn)2個(gè),輕度污染取樣點(diǎn)3個(gè),其余16個(gè)地下水取樣點(diǎn)未受到污染。

圖1 克什克騰旗各取樣點(diǎn)五大重金屬元素單項(xiàng)污染評(píng)價(jià)圖

由圖1可知,在克什克騰旗的22個(gè)地下水取樣點(diǎn)中,鉻和汞元素的單項(xiàng)污染指數(shù)均小于1,即二者含量均未超過(guò)國(guó)家地下水質(zhì)量Ⅲ類(lèi)標(biāo)準(zhǔn)值。對(duì)于砷元素,只有內(nèi)蒙古銀都礦業(yè)有限責(zé)任公司尾礦庫(kù)環(huán)保局測(cè)井的單項(xiàng)污染指數(shù)大于1,其值為1.664。有6個(gè)取樣點(diǎn)的鉛元素單項(xiàng)污染指數(shù)大于1,其中最大值出現(xiàn)在赤峰中核鈾業(yè)有限公司附近的大浩來(lái)圖村,其值為8.000。有8個(gè)取樣點(diǎn)的鎘元素單項(xiàng)污染指數(shù)大于1,其中最大值出現(xiàn)在克什克騰旗金星礦業(yè)有限責(zé)任公司的礦區(qū)用水,其值為5.500。

圖2 克什克騰旗各取樣點(diǎn)五大重金屬元素綜合污染評(píng)價(jià)圖

如圖2所示,克什克騰旗22個(gè)地下水取樣點(diǎn)中,對(duì)于綜合污染級(jí)別,有1個(gè)取樣點(diǎn)(赤峰中核鈾業(yè)有限公司附近的大浩來(lái)圖村)為嚴(yán)重污染,其綜合污染指數(shù)為5.791;有2個(gè)取樣點(diǎn)為中等污染,分別為內(nèi)蒙古銀都礦業(yè)有限責(zé)任公司環(huán)保局測(cè)井和克什克騰旗金星礦業(yè)有限責(zé)任公司礦區(qū)用水,其綜合污染指數(shù)分別為3.537和4.003;有3個(gè)取樣點(diǎn)為輕微污染,分別為內(nèi)蒙古興業(yè)集團(tuán)股份有限公司大新鉛鋅礦(開(kāi)元實(shí)業(yè))尾礦庫(kù)南300m住戶(hù)、開(kāi)元采礦區(qū)山腳下的石匠山村和克什克騰旗天太皮毛有限責(zé)任公司自用井,其綜合污染指數(shù)分別為1.885、1.275和1.048;其余16個(gè)取樣點(diǎn)均為未污染。

五大重金屬元素對(duì)地下水的污染主次在不同的取樣點(diǎn)之間存在一定的差異,但其主次順序大體上遵循這一規(guī)律,即(鉛、鎘)>砷>(鉻、汞),其中鉛、鎘為主要污染元素。單項(xiàng)污染指數(shù)最大的元素為鉛,其最大值為8.000,在克什克騰旗的赤峰中核鈾業(yè)有限公司附近的大浩來(lái)圖村出現(xiàn)。

同土壤重金屬污染來(lái)源相似,有色金屬的開(kāi)采和冶煉是鉛、鎘、砷污染的主要來(lái)源途徑。但究其根本,鎘、砷往往與鋅礦、鉛鋅礦、銅鉛鋅礦等共生,在開(kāi)采、選冶焙燒這些礦石時(shí),不達(dá)標(biāo)工業(yè)廢水的排放、土壤和工業(yè)廢渣中重金屬經(jīng)降水淋濾作用溶出、原生環(huán)境中的沉積物在特定的環(huán)境條件下釋放,都會(huì)導(dǎo)致涉重企業(yè)周邊的土壤和地下水受到鉛、鎘、砷等重金屬的污染。

4. 結(jié)果

(1)克什克騰旗地下水重金屬現(xiàn)狀研究結(jié)果表明,地下水中重金屬超標(biāo)金屬含量依次是:鉛、鎘)>砷>(鉻、汞);

(2)克什克騰旗22個(gè)調(diào)查點(diǎn)中,6個(gè)調(diào)查點(diǎn)(占比27.30%)的調(diào)查點(diǎn)地下水中受到不同程度的重金屬污染,其余16個(gè)調(diào)查點(diǎn)未受到污染;

(3)鉛(Pb)、鎘(Cd)在克什克騰旗超標(biāo)取樣點(diǎn)中所占比例較大;其中單項(xiàng)污染指數(shù)最大的元素為鉛,其最大值為8.000;

(4)在克什克騰旗的22個(gè)地下水取樣點(diǎn)中,鉻和汞元素的單項(xiàng)污染指數(shù)均小于1,即二者含量均未超過(guò)國(guó)家地下水質(zhì)量Ⅲ類(lèi)標(biāo)準(zhǔn)值。對(duì)于砷元素,只有內(nèi)蒙古銀都礦業(yè)有限責(zé)任公司尾礦庫(kù)環(huán)保局測(cè)井的單項(xiàng)污染指數(shù)大于1,其值為1.664。

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第5篇:重金屬污染分析范文

關(guān)鍵詞:貴州麥西河;重金屬;污染特征;生態(tài)危害

中圖分類(lèi)號(hào):X508;X825 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):0439-8114(2012)20-4485-06

3 結(jié)論

1)從富集系數(shù)來(lái)看,麥西河重金屬的污染程度變化趨勢(shì)為Cd>Hg>Zn>Pb>Cu>Cr>As,且Zn、Pb、Cu和Hg最高值均出現(xiàn)于河道沉積物;Cr、As和Cd最高值出現(xiàn)在河岸水陸交錯(cuò)帶土壤;各斷面重金屬含量分布呈集散狀態(tài),各點(diǎn)污染在空間梯度上向其四周呈輻射狀遞減,其分布特征與流域工農(nóng)業(yè)布局密切相關(guān)。

2)相關(guān)分析表明,麥西河重金屬Pb、Cr、Cu、Zn、As呈現(xiàn)相近的來(lái)源特征,Cd、Hg的主要來(lái)源可能與其他幾種重金屬不同。

3)研究區(qū)河道沉積物及土壤重金屬污染的潛在生態(tài)危害系數(shù)分析顯示,除Cd、Hg存在極強(qiáng)、很強(qiáng)、強(qiáng)及中等生態(tài)危害外,其余重金屬屬于輕微生態(tài)危害范疇。重金屬的生態(tài)危害程度為Cd>Hg>Pb>Cu>As>Zn>Cr。

4)重金屬的綜合潛在生態(tài)危害指數(shù)結(jié)果,麥西河多數(shù)斷面重金屬存在極強(qiáng)或很強(qiáng)生態(tài)危害,其余斷面存在中等生態(tài)危害,不同斷面重金屬的生態(tài)危害程度為富宏煤礦>魚(yú)塘>翁貢村>供電廠(chǎng)>三山集團(tuán)>將軍碑>大石橋>紅衛(wèi)橋>白巖腳。

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第6篇:重金屬污染分析范文

關(guān)鍵詞:城市土壤;重金屬污染;土壤環(huán)境

中圖分類(lèi)號(hào):X53 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A

前言

因城市土壤吸收了工業(yè)污染源、燃煤污染源及交通污染源等釋放的重金屬,在一定程度上對(duì)人類(lèi)的健康造成影響,且對(duì)地表水及地下水等水生生態(tài)系統(tǒng)造成污染,導(dǎo)致水質(zhì)系統(tǒng)紊亂,所以土壤重金屬污染問(wèn)題在城市土壤研究中占據(jù)重要地位。目前,對(duì)城市土壤重金屬污染采取有效的管理及治理措施是必要的,避免土壤重金屬污染導(dǎo)致大氣和地下水質(zhì)量的進(jìn)一步惡化及循環(huán)。

1 我國(guó)城市土壤重金屬污染危害分析

回顧性分析導(dǎo)致城市土壤出現(xiàn)重金屬污染問(wèn)題,其“罪魁禍?zhǔn)住倍嗍怯捎谌祟?lèi)日?;顒?dòng)造成的,如不同工礦企業(yè)生產(chǎn)對(duì)土壤重金屬的額外輸入及農(nóng)業(yè)生產(chǎn)活動(dòng)影響下的土壤重金屬輸入、交通運(yùn)輸對(duì)土壤重金屬污染的影響等。自然成土條件也會(huì)對(duì)土壤重金屬污染造成影響,如風(fēng)力與水力的自然物理、化學(xué)遷移過(guò)程等帶來(lái)的影響,又如成本母質(zhì)的風(fēng)化過(guò)程對(duì)土壤重金屬本底含量的改變[1]。目前,我國(guó)很多大城市的土壤仍舊面臨著鉛、貢及鎘等主要污染元素的繼續(xù)污染,例如,北京、上海、重慶、廣州等,土壤都受到不同程度的重金屬污染。隨著工業(yè)、城市污染的加劇以及農(nóng)業(yè)使用化學(xué)藥劑的增加,城市重金屬污染程度日益嚴(yán)重,有關(guān)研究統(tǒng)計(jì),目前我國(guó)受鉛、鎘、砷及鉻等重金屬污染的耕地及城市環(huán)境面積共約2000萬(wàn)hm2,占總耕面積的20%。隨著土壤重金屬污染面積的擴(kuò)大,我國(guó)大量植物生長(zhǎng)受到影響,植株葉片失綠,出現(xiàn)大小不等的棕色斑塊,同時(shí),根部的顏色加深,導(dǎo)致根部發(fā)育不良,形成珊瑚狀根,阻礙植株生長(zhǎng),甚至死亡。此外,大量研究證實(shí),土壤重金屬污染影響農(nóng)業(yè)作物的產(chǎn)量與質(zhì)量,人類(lèi)通過(guò)食用這些農(nóng)作物產(chǎn)品會(huì)對(duì)健康及生命造成一定威脅。例如,體內(nèi)重金屬鎘含量的增加會(huì)導(dǎo)致人類(lèi)出現(xiàn)高血壓,從而引發(fā)心腦血管疾??;基于鉛屬于土壤污染中毒性極高的重金屬,臨床驗(yàn)證一經(jīng)進(jìn)入人體,將難以排出,從而影響身體健康,其能對(duì)人的腦細(xì)胞造成危害,尤其是處于孕期中的胎兒,其神經(jīng)系統(tǒng)受到影響,導(dǎo)致新生兒智力低下;再者,重金屬砷具有劇毒,人類(lèi)長(zhǎng)期接觸少量的砷,會(huì)導(dǎo)致身體慢性中毒,是皮膚癌產(chǎn)生的明確因素。

2 防治措施與發(fā)展展望

2.1 綜合措施的運(yùn)用

應(yīng)對(duì)城市土壤重金屬污染問(wèn)題采取必要的措施,現(xiàn)階段采用物理化學(xué)法結(jié)合生物修復(fù)法的綜合措施進(jìn)行干預(yù)。顧名思義,物理化學(xué)法即是運(yùn)用物理、化學(xué)的理論知識(shí)研究出治理土壤重金屬污染的有效方法?;谕寥乐亟饘傥廴厩捌?,污染具有集中的特點(diǎn),易采取的方法為電動(dòng)化學(xué)法、物理固化法。通常采用物理化學(xué)法治理重金屬污染重且面積較小的土壤,過(guò)程中能體現(xiàn)物理化學(xué)法效果顯著且迅速的特點(diǎn)。例如,我國(guó)對(duì)城市園林土壤重金屬污染,采用物理化學(xué)法進(jìn)行干預(yù),減少了園林植株受損的數(shù)量。但對(duì)于重金屬污染面積過(guò)大的城市園林不易采用物理化學(xué)法,因土壤污染面積過(guò)大,致使人力與財(cái)力的投入量增加,且易破壞土壤結(jié)構(gòu),從而降低土壤肥力。利用生物的新陳代謝活動(dòng)降低土壤重金屬的濃度,使土壤的污染環(huán)境得到大部分或徹底恢復(fù),這一過(guò)程稱(chēng)為生物修復(fù)。實(shí)踐中,生物修復(fù)具有效果佳,無(wú)二次污染的優(yōu)點(diǎn),且能降低投資費(fèi)用,便于管理,利于操作[2]。隨著生物修復(fù)在治理污染問(wèn)題中的技術(shù)運(yùn)用逐漸推進(jìn),已納入土壤污染修復(fù)方法中的焦點(diǎn)行列。

2.2 發(fā)展趨勢(shì)

現(xiàn)階段,基于我國(guó)土壤重金屬污染治理法中的生物修復(fù)法尚處于初級(jí)階段,有待于提升其應(yīng)用價(jià)值。就我國(guó)領(lǐng)土擁有豐富的植被資源而言,為盡可能保護(hù)植被資源,應(yīng)盡快從植被中選取出能抵抗超量重金屬的植物,并從能抵抗超量重金屬的植物種類(lèi)中選取相對(duì)應(yīng)的突變體,從而構(gòu)建起能抵抗超量重金屬的植物數(shù)據(jù)庫(kù),并依次對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)中的植物進(jìn)行生理及生化的研究。在研究中,采用先進(jìn)信息技術(shù)GPS加強(qiáng)城市區(qū)域土壤重金屬鎘、鉛、砷及鉻等含量的空間變異與分布控制研究。同時(shí),對(duì)土壤中復(fù)合重金屬污染中各元素間的作用與關(guān)系進(jìn)行研究,從而不斷優(yōu)化物理化學(xué)法。

有關(guān)文獻(xiàn)表明,我國(guó)城市土壤重金屬污染治理在未來(lái)將會(huì)面向以下幾方面發(fā)展,其發(fā)展趨勢(shì)具有極大突破點(diǎn)。以我國(guó)各個(gè)城市土壤重金屬污染的數(shù)據(jù)為依據(jù),建立起綜合的城市土壤數(shù)據(jù)庫(kù),以便于全面且徹底的開(kāi)展城市土壤重金屬污染的調(diào)查,有關(guān)內(nèi)容包括:重金屬的種類(lèi)、含量、分布地段及其來(lái)源;著手于我國(guó)各個(gè)城市土壤中污染物質(zhì)的含量研究,分析生物效應(yīng)以及人類(lèi)健康風(fēng)險(xiǎn),從而為治理土壤污染問(wèn)題奠定基礎(chǔ);土壤重金屬污染涉及面較廣,除影響生物及人類(lèi)健康之外,對(duì)土壤、水質(zhì)、空氣質(zhì)量及大自然整個(gè)生態(tài)系統(tǒng)都造成了不可避免的影響。因此,將這一課題納入研究中是必要的,未來(lái)將面向?qū)ν寥乐亟饘傥廴九c地表及地下水、空氣可吸入顆粒物含量與其性質(zhì)存在的關(guān)系進(jìn)行研究[3];不斷優(yōu)化判斷重金屬污染來(lái)源的相關(guān)技術(shù);我國(guó)區(qū)域城市土壤重金屬污染研究主要依據(jù)的工具是可視化計(jì)算機(jī)軟件(GIS),利用其強(qiáng)大的空間分析功能與空間數(shù)據(jù)管理功能運(yùn)用在判斷重金屬污染源及其分布地段的研究中,同時(shí)能對(duì)我國(guó)區(qū)域城市重金屬污染的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估進(jìn)行分析。

3 結(jié)語(yǔ)

綜上所述,對(duì)土壤生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)、功能與水、土、氣、生等其他生態(tài)系統(tǒng)的友好關(guān)系進(jìn)行維護(hù)是污染治理的前提。目前,我國(guó)土壤重金屬污染治理正處于上升階段,面向深化研究,勢(shì)必探討出更有成效的治理方法,使人們的生活及健康得到保障。

參考文獻(xiàn)

[1] 楚純潔,朱正濤.城市土壤重金屬污染研究現(xiàn)狀及問(wèn)題[J].環(huán)境研究與監(jiān)測(cè),2010,05(11):109-110.

[2] 肖錦華.中國(guó)城市土壤重金屬污染研究進(jìn)展及治理對(duì)策[J].環(huán)境科學(xué)與管理,2010,04(12):136-137.

第7篇:重金屬污染分析范文

摘 要:隨著我國(guó)工業(yè)現(xiàn)代化的發(fā)展,很多工廠(chǎng)在生產(chǎn)過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生很多重金屬,在排水污水、廢物時(shí)沒(méi)有達(dá)到環(huán)保標(biāo)準(zhǔn),導(dǎo)致土壤重金屬污染非常嚴(yán)重。為了解決這一問(wèn)題,保護(hù)周?chē)寥?,提高農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量,在處理中應(yīng)用了化學(xué)固化方法,該方法價(jià)格成本低,處理方便,應(yīng)用范圍廣。下面就對(duì)這些方面進(jìn)行分析,希望給有關(guān)人士一些借鑒。

關(guān)鍵詞:重金屬污染;治理;化學(xué)固化

中圖分類(lèi)號(hào):X53 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A DOI:10.11974/nyyjs.20170230222

1 土壤重金屬污染危害

1.1 重金屬污染導(dǎo)致的危害分析

重金屬對(duì)土壤和水生態(tài)環(huán)境會(huì)造成嚴(yán)重的危害,在自然環(huán)境中,重金屬是不能被降解的,植物在生長(zhǎng)過(guò)程中,會(huì)吸收到植物內(nèi)部,這樣對(duì)植物的生長(zhǎng)發(fā)育帶來(lái)很大影響[1],不僅如此,人和自然是一個(gè)統(tǒng)一的整體,形成一個(gè)完整的食物鏈,如果人類(lèi)誤食了這些植物,就會(huì)對(duì)人體造成傷害,重金屬危害性非常大,人體的微量元素含量都是有限的,如果超標(biāo),對(duì)人體是致命的傷害,人體中的蛋白質(zhì),核酸會(huì)和重金屬發(fā)生作用,進(jìn)而導(dǎo)致人體酶活性的下降,嚴(yán)重的情況還會(huì)消失,最終導(dǎo)致核酸結(jié)構(gòu)發(fā)生很大變化,甚至?xí)霈F(xiàn)基因突變的問(wèn)題[2]。

1.2 分析當(dāng)前土壤中的污染情況

通過(guò)調(diào)查研究得知,農(nóng)業(yè)、工業(yè)、以及城市事故污染是重金屬主要的污染來(lái)源。比如在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中,如果使用含有重金屬的水體進(jìn)行農(nóng)作物的灌溉,或者使用含有重金屬的化肥農(nóng)藥,對(duì)周?chē)耐寥蓝紩?huì)造成嚴(yán)重的重金屬污染。而在工業(yè)方面,比如選礦采礦,還有冶煉和鍛造過(guò)程中,其操作的每一個(gè)過(guò)程都會(huì)產(chǎn)生重金屬,在排放的廢水廢氣以及廢渣中,如果不能很好的過(guò)濾消毒處理,那么水體進(jìn)入土壤中,也會(huì)有嚴(yán)重的重金屬污染[3]。在這種重金屬濃度嚴(yán)重超標(biāo)的情況下,會(huì)對(duì)周?chē)目諝猓w,以及土壤造成嚴(yán)重的危害。而在城市當(dāng)中,污水處理廠(chǎng)是重金屬污染的主要來(lái)源,有關(guān)部門(mén)監(jiān)管不力,導(dǎo)致污水沒(méi)有達(dá)到國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)就進(jìn)行了排放,大量的污水引入生活用水中造成污染。

2 土壤重金屬污染治理的化學(xué)固化分析

2.1 分析重金屬固化的原理

為了避免重金屬對(duì)土壤、地下水造成持續(xù)的污染,在應(yīng)用化學(xué)固化方法中,先要向被污染的土壤中添加固化劑,土壤中的活性就會(huì)被改變,這樣重金屬和土壤中的移釉素會(huì)相互結(jié)合,在外在形式下出現(xiàn)一定的固化現(xiàn)象,為了保證土壤有記性,遷移性等,必須進(jìn)行化學(xué)處理,恢復(fù)土壤的活性?;瘜W(xué)固化作用后,土壤中的元素都有很大的改變,最終做到對(duì)污染土壤的修復(fù)。

2.2 沉淀在化學(xué)固化中的作用分析

在土壤中放入固化原料后,在不斷溶解中產(chǎn)生一定的陰離子,這些陰離子和重金屬相互結(jié)合,之后就開(kāi)始出現(xiàn)重金屬沉淀,生物有效性等都開(kāi)始降低。最為常用的固化劑有石灰石,作用機(jī)理是將土壤中的pH提高,這樣在其中重金屬元素發(fā)生沉淀,重金屬在土壤中其毒性會(huì)隨時(shí)浸出,石灰石可以減少浸出量,這樣重金屬就會(huì)被固定,不會(huì)將污染范圍繼續(xù)擴(kuò)大,控制污染的進(jìn)一步惡化。

2.3 吸附在化學(xué)固化中的作用分析

通過(guò)應(yīng)用化學(xué)固化方式,使用的化學(xué)元素作用在土壤層中后,這些固化材料對(duì)重金屬有一定的吸附作用,原理是吸附劑對(duì)吸附質(zhì)的質(zhì)點(diǎn)有很強(qiáng)的吸引作用,但是處理中分為化學(xué)吸附和物理吸附,其中的沸石是主要的添加劑,經(jīng)過(guò)科學(xué)人員的研究,沸石具有特殊的Si-O四面體結(jié)構(gòu),該結(jié)構(gòu)吸附性非常好,在物理吸附作用下可以將 Pb 、Cd等重金屬吸附到表面上,這樣重金屬就被固定減少土壤中的重金屬污染。

2.4 分析配位在其中的作用

在固化過(guò)程中,會(huì)出現(xiàn)配位問(wèn)題,不同配位表現(xiàn)的情況也不同,黏土礦物中層和層利用分子之間的作用相結(jié)合,這樣在實(shí)際應(yīng)用中,被重金屬污染的土壤中,其金屬離子可以進(jìn)入到這些化學(xué)元素的內(nèi)部,和層間元素結(jié)合,之后會(huì)和SiO元素發(fā)生晶間的配合,黏土礦物添加到污染土壤中后,就可以有效降低重金屬生物性和遷移性,這樣就對(duì)這些污染土壤進(jìn)行了一定程度的化學(xué)修復(fù)。除此之外,這些改良劑還能和重金屬離子發(fā)生很好的配位作用,將 Pb,Cd等重金屬吸收,控制其對(duì)土壤的污染。

3 總結(jié)

通過(guò)以上對(duì)土壤重金屬污染治理的化學(xué)固化研究,發(fā)現(xiàn)化學(xué)固化的作用非常大,其對(duì)重金屬污染的處理非常強(qiáng),效果非常好,在以后的發(fā)展中,要深入研究這一技術(shù),進(jìn)一步完善和提高,推動(dòng)我國(guó)對(duì)處理重金屬污染的技術(shù)和水平,為以后的發(fā)展奠定基礎(chǔ)。

參考文獻(xiàn)

[1]孫朋成,黃占斌,唐可,等.土壤重金屬污染治理的化學(xué)固化研究進(jìn)展[J].環(huán)境工程,2014(1):158-161.

[2]劉云國(guó),夏文斌,黃寶榮,等.重金屬污染土壤化學(xué)固化技術(shù)與萃取修復(fù)技術(shù)的應(yīng)用及修復(fù)效果(英文)[J].中南林業(yè)科技大學(xué)學(xué)報(bào),2012(4):129-135.

[3]景生鵬,黃占斌,景偉東.化學(xué)改良劑對(duì)礦區(qū)重金屬Pb、Cd污染土壤治理的作用[J].資源開(kāi)發(fā)與市場(chǎng),2016(1):72-76.

第8篇:重金屬污染分析范文

[關(guān)鍵詞]地質(zhì);土壤;重金屬;污染;污染治理

中圖分類(lèi)號(hào):X53 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):1009-914X(2015)22-0286-01

土壤重金屬污染是指土壤中重金屬過(guò)量累積引起的污染[1]。過(guò)量重金屬將對(duì)植物生理功能產(chǎn)生不良影響,使其營(yíng)養(yǎng)失調(diào)。重金屬難以在生態(tài)系統(tǒng)中轉(zhuǎn)化、處理,并通過(guò)食物鏈層層傳遞最終在人體內(nèi)積累,嚴(yán)重危害人類(lèi)健康[2-3]。

1.土壤重金屬污染的來(lái)源

土壤重金屬污染存在大氣、污水、固體廢物、農(nóng)藥化肥等多種來(lái)源,不同來(lái)源的污染治理方法也存在明顯差異。我國(guó)土壤重金屬污染來(lái)源主要有以下幾種:

1)大氣沉降。冶金、重化工等工業(yè)過(guò)程會(huì)產(chǎn)生含有重金屬的粉塵或氣體排放到空氣中,通過(guò)自然沉降和降水污染土壤。

2)污水污染。工業(yè)、生活污水如果未經(jīng)處理就進(jìn)行排放,將攜帶鉛、銅等重金屬元素進(jìn)入河流或地下水中,影響人類(lèi)、牲畜、農(nóng)作物安全用水。

3)固體廢棄物。生活、醫(yī)療、工業(yè)產(chǎn)生的固體廢棄物在堆放或處理過(guò)程中,由于日曬、雨淋、水洗,重金屬極易移動(dòng),以輻射狀、漏斗狀向周?chē)寥?、水體擴(kuò)散。

4)農(nóng)用物資。農(nóng)藥、化肥和地膜長(zhǎng)期不合理施用,導(dǎo)致土壤重金屬污染。高毒農(nóng)藥含有銅和鋅等重金屬元素,一旦噴灑到農(nóng)作物上難以轉(zhuǎn)化、處理,造成糧食、水果重金屬超標(biāo),造成食品不安全。

2.土壤重金屬污染的地質(zhì)因素分析

我國(guó)的南北方地理區(qū)域氣候、經(jīng)濟(jì)發(fā)展差異,土壤地形、地質(zhì)差異,將導(dǎo)致土壤重金屬污染呈現(xiàn)地質(zhì)因素特性。具體分析如下:

1)南北方差異

從污染分布情況看,南方土壤污染重于北方。我國(guó)南方地區(qū)經(jīng)濟(jì)較發(fā)達(dá),尤其是有色金屬產(chǎn)業(yè)、外貿(mào)加工業(yè)較為集中,導(dǎo)致土壤重金屬超標(biāo)嚴(yán)重。鎘、汞、砷、鉛4種無(wú)機(jī)污染物含量分布呈現(xiàn)從西北到東南、從東北到西南方向逐漸升高的態(tài)勢(shì)。

2)耕地土壤污染特點(diǎn)

耕地土壤污染主要由于含有重金屬的農(nóng)資使用、工礦企業(yè)重金屬排放物遷移污染,并且前者具有全國(guó)普遍性,這主要因?yàn)槲覈?guó)農(nóng)藥、地膜安全標(biāo)準(zhǔn)較低所致。根據(jù)統(tǒng)計(jì),我國(guó)耕地土壤重金屬超標(biāo)率超過(guò)1/5,主要污染物為砷、銅、汞、鉛、鉻等,并且呈現(xiàn)污染程度逐漸加劇的趨勢(shì)。

3)酸堿地質(zhì)差異

我國(guó)熱帶、亞熱帶地區(qū),廣泛分布著各種紅色或黃色土壤的酸性土壤。南方土壤受到氣高溫高、強(qiáng)降雨量影響,pH一般低于6,較強(qiáng)的酸性土壤對(duì)銅、鋅等金屬元素具有天然的吸附能力。而我國(guó)北方地區(qū)多呈現(xiàn)鹽堿地質(zhì)。不同酸堿度土壤對(duì)重金屬元素的吸附能力也不相同。

4)礦山礦區(qū)差異

我國(guó)中南地區(qū)分布較多的金屬礦山,由于采礦長(zhǎng)流程、大滯后、多變量耦合工藝的影響,導(dǎo)致礦山不同區(qū)域土壤具有差異的重金屬污染特性,因此需要針對(duì)不同礦區(qū)進(jìn)行有針對(duì)性的分析,以標(biāo)定重金屬污染元素以及量級(jí)程度。不同礦區(qū)的污染程度、重金屬元素具有明顯差異。

3.基于地質(zhì)因素考慮的土壤重金屬污染治理方案

1)農(nóng)藥污染土壤的治理

對(duì)于農(nóng)藥、化肥、地膜等農(nóng)資污染的耕地土壤可以采用熱脫附技術(shù)進(jìn)行治理以提高土壤的自我更新能力,保持土壤的活性。在采用該技術(shù)時(shí)需要控制兩個(gè)參數(shù)指標(biāo)即加熱溫度和保持時(shí)間以控制污染物在不同相之間的遷移轉(zhuǎn)變,尤其是將重金屬通過(guò)蒸發(fā)、排放、冷凝、剔除等處理至達(dá)標(biāo)后進(jìn)行無(wú)危害轉(zhuǎn)移與安全排放,以避免土壤的二次污染。

2)鹽堿土壤污染治理

在鹽堿地的耕作過(guò)程中,利用粉壟螺旋鉆頭設(shè)置底層粉壟暗溝系統(tǒng),利用天然降水的下滲運(yùn)動(dòng),使土壤中的鹽分下沉,并借助粉壟土壤疏松在氧氣、微生物等作用下,使土壤中的部分鹽分下移,增加了微生物對(duì)重金屬、有機(jī)污染物等的吸著和轉(zhuǎn)化。

3)土壤污染的固化穩(wěn)定處理

土壤污染的固化穩(wěn)定處理其原理為削弱土壤金屬元素的遷移擴(kuò)散能力,避免重金屬污染的傳遞與二次污染以降低其危害,消除其對(duì)生態(tài)環(huán)境的進(jìn)一步影響。需要指出的是該技術(shù)并不是消除重金屬,而是隔絕其對(duì)其它環(huán)境的影響。圖1顯示固化穩(wěn)定化處理在土壤修復(fù)治理方案中使用率達(dá)到22.2%。

4)酸性土壤的治理特點(diǎn)

酸性土壤對(duì)重金屬元素的易污染程度由高到低依次為As Ni Pb Cu Cd Zn Cr Hg,空間分布不均勻程度由大到小依次為Cd As Pb Zn Cu Cr Ni Hg。Cd的含量與pH值呈正相,As的含量與F的含量呈正相關(guān)性,Cr、Hg的含量與F的含量呈負(fù)相關(guān)性,Cr、Cd的含量與海拔高度呈正相關(guān)性,Cu與As、Cu與Ni、Hg與Cr呈正相關(guān)性,Zn與Pb、As與Ni呈負(fù)相關(guān)性。

5)礦區(qū)污染土壤的治理特點(diǎn)

針對(duì)金屬礦區(qū)土壤污染特性,有針對(duì)性的對(duì)其Zn、Pb、Cd、Cu和As等金屬元素進(jìn)行吸收、轉(zhuǎn)化與格力處理。并且,根據(jù)礦山不同區(qū)位的污染程度設(shè)定不同等級(jí)的重金屬處理標(biāo)準(zhǔn),在有限污染處理成本的前提下實(shí)現(xiàn)礦山土壤綜合治理的最優(yōu)化效果??梢?jiàn),針對(duì)礦區(qū)污染土壤的特點(diǎn)需要設(shè)計(jì)有針對(duì)性的處理方案。

4.結(jié)論

土壤重金屬污染嚴(yán)重危害人類(lèi)健康,且其污染治理受到污染源多樣化、異質(zhì)性影響存在較大難度,因此該課題受到國(guó)內(nèi)外廣泛關(guān)注。針對(duì)不同地質(zhì)因素重金屬污染的形式存在差異這一特點(diǎn),提出基于地質(zhì)因素考慮的土壤重金屬污染治理方案。所提方案對(duì)開(kāi)展土壤重金屬治理工作具有借鑒意義。

參考文獻(xiàn)

[1] 徐龍君,袁智.土壤重金屬污染及修復(fù)技術(shù)[J].環(huán)境科學(xué)與管理.2006(08).

第9篇:重金屬污染分析范文

1.引言

我國(guó)礦產(chǎn)資源豐富,為國(guó)家經(jīng)濟(jì)建設(shè)做出了巨大的貢獻(xiàn),是工業(yè)經(jīng)濟(jì)的重要支柱,促進(jìn)了社會(huì)進(jìn)步,但在礦產(chǎn)開(kāi)采和冶煉過(guò)程中也存在一系列嚴(yán)重的環(huán)境問(wèn)題。首先,礦產(chǎn)開(kāi)采會(huì)占用大片土地,并可能造成地質(zhì)災(zāi)害。在采礦的過(guò)程中產(chǎn)生大量的礦渣,包括選礦渣、尾礦渣及生活垃圾等。據(jù)統(tǒng)計(jì),中國(guó)鐵礦石開(kāi)采經(jīng)選礦后68%以上為尾礦,黃金礦開(kāi)采選礦后幾乎100%為尾礦[1]。超過(guò)90%的礦區(qū)廢棄物采取堆放處理,占用了大片的土地。我國(guó)礦山多為地下開(kāi)采,常常導(dǎo)致地表裂縫與塌陷,嚴(yán)重危及到地表的人類(lèi)活動(dòng)。其次,礦山開(kāi)采過(guò)程破壞生態(tài)環(huán)境,造成環(huán)境污染。礦區(qū)大片植被遭到破壞,表土剝離,加劇了水土流失,引起了土壤退化,導(dǎo)致生態(tài)失衡。礦產(chǎn)開(kāi)采中產(chǎn)生的廢棄物成分復(fù)雜,含有大量的酸性、堿性或有毒的物質(zhì),這些物質(zhì)能對(duì)周邊地區(qū)造成嚴(yán)重的影響。許多礦物有重金屬伴生,礦物開(kāi)采過(guò)程中常產(chǎn)生重金屬污染。重金屬具有長(zhǎng)期性,穩(wěn)定性和隱蔽性的特征,同時(shí)重金屬元素會(huì)在植物體內(nèi)積累,并通過(guò)食物鏈富集到動(dòng)物和人體中,誘發(fā)癌變或其他疾病[2],危害人類(lèi)健康。如鉛中毒會(huì)影響人的神經(jīng)系統(tǒng)、造血系統(tǒng)和消化系統(tǒng)等,鎘中毒則會(huì)引起骨痛病。礦區(qū)土壤重金屬污染已不容忽視,到了亟待解決的地步。礦區(qū)固體廢棄物和礦山酸性廢水是礦區(qū)土壤中重金屬的主要來(lái)源。尤其是在Pb/Zn礦、Fe/S礦的開(kāi)采過(guò)程中,尾礦廢石中的Pb、Cd、Zn、Cr、Cu、As等在地表水的沖洗和雨水的淋濾下進(jìn)入土壤并累積起來(lái)。而酸性廢水則使礦區(qū)中的重金屬元素活化,以離子形態(tài)遷移到礦區(qū)周邊的農(nóng)田土壤或河流中,導(dǎo)致土壤和河流中重金屬含量遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)背景值[3],影響農(nóng)產(chǎn)品品質(zhì)和飲水健康。另外,在礦石采礦、運(yùn)輸及排土過(guò)程中,塵埃污染也是礦區(qū)周邊土壤中重金屬的一個(gè)來(lái)源。在發(fā)達(dá)國(guó)家和地區(qū),礦區(qū)廢棄地治理已達(dá)50%以上[4],而我國(guó)還不到10%。近年來(lái),我國(guó)開(kāi)始重視礦區(qū)重金屬污染的治理,如中國(guó)污染場(chǎng)地修復(fù)科技創(chuàng)新與產(chǎn)業(yè)發(fā)展論壇中來(lái)自全國(guó)各地的重金屬污染場(chǎng)地修復(fù)專(zhuān)家一起商議湖南重金屬污染礦區(qū)的治理措施,并對(duì)各方法的實(shí)用性做了分析。土壤重金屬的各個(gè)修復(fù)方法可以降低重金屬的濃度或生物可利用度,降低對(duì)生態(tài)環(huán)境及人類(lèi)健康的危害。重金屬污染土壤的修復(fù)中,方法的選擇至關(guān)重要。本文在闡述了重金屬污染土壤的基本修復(fù)原理后,著重分析了土壤重金屬污染的物理修復(fù)法、化學(xué)修復(fù)法和生物修復(fù)法,為土壤中重金屬的去除、固化及鈍化提供了理論依據(jù)。

2.重金屬污染土壤的修復(fù)技術(shù)

國(guó)內(nèi)外用來(lái)修復(fù)土壤污染的方法較多,在具體的應(yīng)用過(guò)程中多為交叉使用,一般分為三大類(lèi),即物理修復(fù)方法、化學(xué)修復(fù)方法和生物修復(fù)方法[5]。其修復(fù)原理如下:(1)加入化學(xué)改良劑轉(zhuǎn)化重金屬在土壤中的存在化學(xué)價(jià)態(tài)和存在形態(tài),使其固化或鈍化?;蛘卟捎梦锢硇迯?fù)等方法,使重金屬在土壤中穩(wěn)定化,降低其對(duì)植物和人體的毒性;(2)利用重金屬累積植物、動(dòng)物、微生物吸收土壤中的重金屬,然后處理該生物或者回收重金屬;(3)將重金屬變?yōu)榭扇軕B(tài)、游離態(tài),然后進(jìn)行淋洗并收集淋洗液中的重金屬,達(dá)到降低土壤中重金屬含量的目的[5]。

3.物理修復(fù)法

物理修復(fù)法是基于機(jī)械物理的工程方法,它主要包括客土、換土和翻土法、電動(dòng)修復(fù)法和熱處理法三種。

3.1客土、換土和翻土

客土法是指向被重金屬污染的土壤中加入大量干凈土壤,覆蓋在土壤表層或混勻,使重金屬濃度降低至低于臨界危害濃度,從而達(dá)到減輕污染的目的[6]。對(duì)移動(dòng)性較差的重金屬污染物(如鉛)采用客土法時(shí),相對(duì)較少的客土量也能滿(mǎn)足要求,可減少工程量。換土法是指把受重金屬污染的土壤取走,代之以干凈的土壤。該方法適用于小面積嚴(yán)重污染的地區(qū),以迅速地解決問(wèn)題,并防止污染擴(kuò)大化。此方法要求對(duì)換出的受污染土壤進(jìn)行妥善處理,以防止二次污染[7]。翻土法是指深翻土壤,使表層的重金屬污染物分散到更深的土層,達(dá)到減少表層土壤污染物的目的。在礦區(qū)重金屬治理的過(guò)程中,換土法治理較為徹底,而客土法和翻土法并未根除土壤中的重金屬污染物,相反把重金屬繼續(xù)留在土壤中,因此這兩種方法只適用于移動(dòng)性差的重金屬污染物,以免土壤中重金屬污染物對(duì)地下水造成污染。

3.2電動(dòng)修復(fù)

電動(dòng)修復(fù)法是由美國(guó)路易斯安那州立大學(xué)研究出的一種治理土壤污染的原位修復(fù)方法,該方法近年來(lái)在一些歐美發(fā)達(dá)國(guó)家發(fā)展很快。它適合修復(fù)低滲透粘土和淤泥土,可以控制污染物流向[8]。在電動(dòng)修復(fù)過(guò)程中,利用天然導(dǎo)電性土壤加載電流形成的電場(chǎng)梯度使土壤中的重金屬離子(如鉛、鎘、鋅、鎳、鉬、銅、鈾等)以電遷移和電透滲的方式向電極移動(dòng),然后在電極部位進(jìn)行集中處理。鄭喜坤等[9]在沙土上的實(shí)驗(yàn)表明,土壤中Pb2+、Cr3+等重金屬離子的除去率可達(dá)90%以上。該方法不攪動(dòng)土層,且修復(fù)時(shí)間較短[10],是一種可行的修復(fù)技術(shù)。

3.3熱處理

熱處理法是利用高頻電壓釋放電磁波產(chǎn)生的熱能對(duì)土壤進(jìn)行加熱,使一些易揮發(fā)性有毒重金屬?gòu)耐寥李w粒內(nèi)解吸并分離,從而達(dá)到修復(fù)的目的[11]。該技術(shù)可以修復(fù)被Hg和As等重金屬污染的土壤。雖然物理修復(fù)方法取得了一定的成果,但其還存在局限性。客土、換土和翻土法操作起來(lái)花費(fèi)具大,破壞土壤結(jié)構(gòu),使土壤肥力下降,同時(shí)還依然需要對(duì)換土進(jìn)行堆放或處理;電動(dòng)修復(fù)法在實(shí)際運(yùn)用中受其他多種因素影響,可控性差;熱處理法對(duì)氣體汞不易回收。

4.化學(xué)修復(fù)法

4.1化學(xué)改良劑

該方法是指向重金屬污染土壤中添加化學(xué)改良劑,通過(guò)對(duì)重金屬的吸附、氧化還原、拮抗或沉淀作用,改變其在土壤中的存在形態(tài),使其鈍化后減少向土壤深層和地下水遷移,從而降低其生物有效性。常用的化學(xué)改良劑有石灰、碳酸鈣、沸石、硅酸鹽、磷酸鹽等,不同改良劑對(duì)重金屬的作用機(jī)理不同。如施用石灰或碳酸鈣主要是提高土壤pH值,促使土壤中鎘、銅、汞、鋅等元素形成氫氧化物或碳酸鹽等結(jié)合態(tài)鹽類(lèi)沉淀。如當(dāng)土壤pH>6.5時(shí),Hg就能形成氫氧化物或碳酸鹽沉淀[12]。沸石是一種堿土金屬礦物,通過(guò)吸附、離子交換等降低土壤中的重金屬生物有效性。黃占斌等指出對(duì)于鉛、鎘復(fù)合污染土壤,環(huán)境材料腐殖酸對(duì)鉛有顯著固定作用,而高分子材料SAP及材料組合(腐殖酸、高分子材料SAP和沸石)對(duì)鎘起到明顯固定作用。A.Chlopecka等發(fā)現(xiàn)沸石、磷石灰等能降低重金屬Pb、Cd的移動(dòng)性,且能夠減少玉米和大麥對(duì)重金屬Pb、Cd的吸收量。

4.2化學(xué)淋洗

化學(xué)淋洗修復(fù)法是指在重力或外壓下向污染土壤中加入化學(xué)溶劑,使重金屬溶解在溶劑中,從固相轉(zhuǎn)移至液相,然后再把溶解有重金屬的溶液從土層中抽提出來(lái),進(jìn)行溶液中重金屬的處理過(guò)程[15]。利用此方法開(kāi)展修復(fù)工作時(shí),既可以在原位進(jìn)行,也可采用異位修復(fù)[16]。原位化學(xué)淋洗修復(fù)法要在污染地進(jìn)行全部過(guò)程,包括清洗液投加、土壤淋出液收集和淋出液處理等。由于原位化學(xué)淋洗過(guò)程形成了可遷移態(tài)污染物,因此要把處理區(qū)域封閉起來(lái)避免污染擴(kuò)大化;異位化學(xué)淋洗修復(fù)法則要把重金屬污染土壤挖掘出來(lái),用化學(xué)試劑清洗,以去除重金屬,再處理含有重金屬的廢液,最后清潔后的土壤可以回填或作其他用途?;瘜W(xué)淋洗法的關(guān)鍵在于試劑的選擇,可用來(lái)淋洗土壤重金屬的試劑主要有鹽酸、硝酸、磷酸、硫酸、草酸、氫氧化鈉、EDTA等?,F(xiàn)已證明EDTA是針對(duì)重金屬污染最有效的提取劑,但其價(jià)格昂貴,且對(duì)EDTA的回收還存在技術(shù)問(wèn)題[17]。

5.生物修復(fù)法

生物修復(fù)法是通過(guò)植物、微生物或者動(dòng)物的代謝活動(dòng),降低土壤中重金屬含量方法。它主要包括植物修復(fù)法、微生物修復(fù)法、動(dòng)物修復(fù)法和菌根修復(fù)法四種。

5.1植物修復(fù)

植物修復(fù)是將對(duì)重金屬有超累積能力的植物種植在污染土壤上,待植物成熟后收獲并進(jìn)行妥善處理(如灰分回收)。通過(guò)該種植物可將重金屬移出土壤,達(dá)到治理污染的目的。對(duì)于修復(fù)重金屬污染土壤,植物修復(fù)法主要有植物鈍化、植物提取和植物揮發(fā)三種。植物鈍化是指利用植物根系分泌物降低重金屬的活性,從而減少重金屬的生物毒性和有效性,并防止其進(jìn)入地下水和食物鏈,減少對(duì)人類(lèi)健康的威脅。如植物分泌的磷酸鹽與土壤中的鉛結(jié)合成難溶的磷酸鉛,使鉛得到固化。除直接與重金屬發(fā)生作用外,根系分泌物導(dǎo)致的根際環(huán)境pH值和Eh值的變化也可轉(zhuǎn)變重金屬的化學(xué)形態(tài),使重金屬固化在土壤中。但是這種方法并未將重金屬去除,因此環(huán)境條件的改變?nèi)杂锌赡芑罨亟饘?。植物提取是指利用重金屬超累積植物從污染土壤中吸收重金屬,并將其轉(zhuǎn)移、儲(chǔ)存在植物地上部分(莖或葉),隨后收割地上部分并集中處理其中的重金屬,從而達(dá)到降低土壤重金屬含量的目的。蔣先軍等發(fā)現(xiàn),印度芥菜對(duì)銅、鋅、鉛污染的土壤有良好修復(fù)效果。夏星輝[22]指出蕨類(lèi)植物對(duì)鎘的富集能力很強(qiáng),楊柳科能大量富集鎘,十字花科的蕓苔能富集鉛,芥子草能富集鉛、錫、鋅、銅等。在英國(guó)和澳大利亞等國(guó)家,一些對(duì)重金屬有高耐受性的植物的培育已經(jīng)商業(yè)化。植物揮發(fā)是指植物將其吸收的重金屬轉(zhuǎn)化為可揮發(fā)態(tài),并揮發(fā)出植物的過(guò)程。如植物可以吸收土壤中的Hg2+,然后使之轉(zhuǎn)化成氣態(tài)HgO后,通過(guò)蒸騰作用從葉片蒸發(fā)出來(lái)。這種方法只適用于具有揮發(fā)性的重金屬污染物,應(yīng)用范圍較小。同時(shí),該方法將污染物轉(zhuǎn)移到大氣中,對(duì)大氣環(huán)境造成一定影響。

5.2微生物修復(fù)

微生物修復(fù)法是利用微生物對(duì)重金屬的親和吸附作用將其轉(zhuǎn)化為低毒產(chǎn)物,從而降低污染程度。雖然微生物不能直接降解重金屬,但其可改變重金屬的物理或化學(xué)特性,進(jìn)而影響重金屬的遷移與轉(zhuǎn)化。微生物修復(fù)重金屬污染土壤的機(jī)理包括生物吸附、生物轉(zhuǎn)化、胞外沉淀、生物累積等。通過(guò)這些過(guò)程,微生物便可降低土壤中重金屬的生物毒性[23]。由于細(xì)胞表面帶有電荷,土壤中的微生物可吸附重金屬離子或通過(guò)攝取將重金屬離子富集在細(xì)胞內(nèi)部。微生物與重金屬離子的氧化還原反應(yīng)也可降低重金屬的生物毒性,如在好氣或厭氣的條件下,異養(yǎng)微生物可將Cr6+還原為Cr3+,降低其毒性。杜立棟等[24]從鉛污染礦區(qū)土壤中篩選出一株青霉菌,對(duì)人工培養(yǎng)基中有效鉛的去除率達(dá)96.54%,且富集效果比較穩(wěn)定,可應(yīng)用于鉛污染礦區(qū)土壤的生物修復(fù)。

5.3動(dòng)物修復(fù)

土壤重金屬污染的動(dòng)物修復(fù)是指利用土壤動(dòng)物在自然條件或人工控制下,在污染土壤中生長(zhǎng)、繁殖等活動(dòng)過(guò)程中對(duì)污染物進(jìn)行富集和鈍化等作用,從而使污染物降低或消除的一種修復(fù)技術(shù)。在評(píng)價(jià)污染物的生態(tài)學(xué)危害研究中,科研工作者對(duì)土壤動(dòng)物并未給予足夠的重視,所以與微生物修復(fù)相比,國(guó)內(nèi)外的相關(guān)報(bào)道還不多。而在眾多土壤動(dòng)物中,普遍認(rèn)為蚯蚓是改良土壤的能手,并且對(duì)土壤污染具有指示作用,具有巨大的修復(fù)污染土壤潛力。朱永恒等[25]研究得出蚯蚓對(duì)重金屬的富集量隨著污染濃度的增加而增加,蚯蚓體內(nèi)的Pb、Cd和As的含量和土壤中這三項(xiàng)元素的含量具有良好的相關(guān)性。且蚯蚓體內(nèi)的金屬硫蛋白和溶酶體機(jī)制可以解毒重金屬。除蚯蚓外,腐生波豆蟲(chóng)及梅氏扁豆蟲(chóng)等動(dòng)物對(duì)重金屬也有明顯的富集作用[27]。土壤動(dòng)物不僅直接富集重金屬,還和微生物、植物協(xié)同富集重金屬,改變重金屬的形態(tài),使重金屬鈍化而失去毒性。

5.4菌根修復(fù)

菌根是指土壤中真菌菌絲與植物根系形成的聯(lián)合體。成熟的菌根是一個(gè)復(fù)雜的群體,包括真菌、固氮菌和放線(xiàn)菌,這些菌類(lèi)有一定的修復(fù)重金屬污染的能力。菌根真菌可通過(guò)分泌特殊的分泌物改變植物根際環(huán)境,從而使重金屬轉(zhuǎn)變?yōu)闊o(wú)毒或低毒的形態(tài),降低其毒性,起到促進(jìn)重金屬的植物鈍化作用。申鴻等[28]通過(guò)對(duì)菌根的研究發(fā)現(xiàn),菌根玉米地上部銅濃度降低24.3%,根系銅濃度降低24.1%,表明菌根植物對(duì)銅污染土壤具有一定的生物修復(fù)作用。黃藝等[29]采用根墊法和連續(xù)形態(tài)分析技術(shù),分析了生長(zhǎng)在重金屬污染土壤中有菌根小麥和無(wú)菌根小麥根際銅、鋅、鉛、鎘的形態(tài)分布和變化趨勢(shì),發(fā)現(xiàn)菌根可調(diào)節(jié)根際中土壤重金屬形態(tài)降低重金屬的生物有效性。此外,菌根還能使菌根植物體中重金屬積累量增加,強(qiáng)化植物提取的效果。