重金屬污染的危害范文

時(shí)間:2023-12-15 17:54:21

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篇1

摘 要:一直以來(lái),治理土壤中的重金屬污染都是全球各國(guó)亟待解決的一項(xiàng)難題。當(dāng)前我國(guó)土壤重金屬污染問(wèn)題相對(duì)較為嚴(yán)峻,且引發(fā)這一問(wèn)題的因素相對(duì)也比較復(fù)雜。而此種污染問(wèn)題的出現(xiàn),不僅會(huì)對(duì)生物的生長(zhǎng)帶來(lái)極大的危害,還會(huì)降低作物的總產(chǎn)量,并對(duì)人的生命健康造成極大的威脅。對(duì)此,本文以土壤的重金屬污染為立足點(diǎn),通過(guò)對(duì)我國(guó)土壤污染現(xiàn)狀和危害的分析,從而就緩解和解決土壤污染問(wèn)題的策略展開(kāi)研究。

關(guān)鍵詞:土壤重金屬污染;危害;修復(fù)技術(shù)

中圖分類(lèi)號(hào):X53 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A DOI:10.11974/nyyjs.20170230224

就土壤本身來(lái)看,其之所以會(huì)產(chǎn)生重金屬污染,主要是因?yàn)槿祟?lèi)在活動(dòng)期間將重金屬物質(zhì)帶入到土壤內(nèi)部,使得土壤內(nèi)的重金屬含量增多,破壞生態(tài)環(huán)境。隨著農(nóng)村人口數(shù)量的增長(zhǎng)和農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中對(duì)化肥和農(nóng)藥使用量的增加,導(dǎo)致土壤中有害物含量增多,自身生態(tài)結(jié)構(gòu)和環(huán)境質(zhì)量被破壞。其中,重金屬是對(duì)土壤生態(tài)結(jié)構(gòu)影響最大的一種元素。為了重塑土壤生態(tài)結(jié)構(gòu),提高土壤內(nèi)部環(huán)境質(zhì)量,解決土壤存在的重金屬污染問(wèn)題勢(shì)在必行。

1 土壤污染現(xiàn)狀和危害

1.1 重金屬污染現(xiàn)狀

在2005年到2013年的12月,我國(guó)土地管理局第一次開(kāi)展了有關(guān)全國(guó)土壤污染情況的調(diào)查研究。按照我國(guó)在2014年由國(guó)土資源部和環(huán)保部共同的有關(guān)《全國(guó)土壤污染狀況調(diào)查公報(bào)》所公示的調(diào)查結(jié)果看:當(dāng)前我國(guó)土壤生態(tài)環(huán)境的狀況整體來(lái)講十分嚴(yán)峻,特別是重金屬污染問(wèn)題,更是極為嚴(yán)重。在我國(guó)一些廢棄工礦所在區(qū)域的周邊位置,土壤的重金屬污染問(wèn)題十分的突出。其中,我國(guó)有16.1%的土壤,重金屬污染總超標(biāo)率相對(duì)較重,11.2%超標(biāo)率屬于輕微范圍;而輕度超標(biāo)率和中度以上的超標(biāo)率分別達(dá)到了2.3%和2.6%。

1.2 重金屬污染的危害

同其他土壤污染類(lèi)型相比,重金屬污染本身的隱匿性、長(zhǎng)期性、不可逆性較強(qiáng),且這種污染問(wèn)題一旦出現(xiàn),則很難消逝。一旦重金屬污染存在于土壤中,不僅很難被移動(dòng),還會(huì)長(zhǎng)時(shí)間滯留在其產(chǎn)生區(qū)域,不斷污染周邊土壤。與此同時(shí),重金屬污染物不僅無(wú)法被微生物有效降解,還會(huì)借助植物、水等介質(zhì),被動(dòng)植物所吸收,而后進(jìn)入到人類(lèi)食物鏈之中,對(duì)人體健康a生威脅。從具體的情況來(lái)看,重金屬污染主要存在以下幾種危害類(lèi)型:對(duì)作物生產(chǎn)造成不利影響。因?yàn)橹亟饘傥廴疚镌谕寥琅c作物系統(tǒng)遷移的過(guò)程中,會(huì)對(duì)作物正常的生長(zhǎng)發(fā)育和生理生化產(chǎn)生直接影響,從而降低作物的品質(zhì)與產(chǎn)量。例如,鎘屬于對(duì)植物生長(zhǎng)危害性較大的重金屬,如果土壤鎘含量較高,植物葉片上的葉綠素結(jié)構(gòu)就會(huì)被破壞,根系生長(zhǎng)被抑制,阻礙根系吸收土壤中的養(yǎng)分與水分,降低產(chǎn)量;會(huì)對(duì)人體生命健康帶去影響。土壤中存在的重金屬污染物可以借助食物鏈對(duì)人體健康造成危害。例如,汞進(jìn)入人體后被直接沉入到肝臟中,破壞大腦的視神經(jīng)。

2 解決重金屬污染問(wèn)題的方法

2.1 工程治理法

所謂的工程治理法,是通過(guò)利用化學(xué)或者是物理學(xué)中的相關(guān)原理,對(duì)土壤中的重金屬污染問(wèn)題展開(kāi)有效治理的一種方法?,F(xiàn)階段,工程治理法主要包括了熱處理法、淋洗法與電解法等[1]。在眾多重金屬污染處理方法中的處理效果更好、處理工藝的穩(wěn)定性更高。但該項(xiàng)方法處理過(guò)程和處理工藝復(fù)雜,需要花費(fèi)的成本高,且經(jīng)過(guò)該方法處理后的土壤,其本身的肥力會(huì)有所降低。

2.2 生物治理法

該方法指的是借助生物在生長(zhǎng)過(guò)程中的一些習(xí)性,來(lái)達(dá)到改良、抑制、適應(yīng)重金屬污染的目的。在該項(xiàng)治理方法中最為常見(jiàn)的就是微生物、植物和動(dòng)物治理法。生物治理是利用鼠類(lèi)和蚯蚓等動(dòng)物能夠吸收重金屬的特性;植物治理則是利用植物積累到一定程度可以清除重金屬污染,對(duì)重金屬具有忍耐力的特質(zhì)。工程治理法相比,生物治理方式投資相對(duì)較小、管理便利、對(duì)環(huán)境破壞性小等優(yōu)勢(shì),但治理時(shí)間較長(zhǎng)[2]。

2.3 化學(xué)治理法

化學(xué)治理法是通過(guò)向已經(jīng)被重金屬污染的土壤中投入適量的抑制劑和改良劑等其他化學(xué)物質(zhì)的方式,增加有機(jī)質(zhì)、陽(yáng)離子等在土壤中代換量和粘粒含量,來(lái)改變被污染土壤電導(dǎo)、Eh、pH等其他理化性質(zhì),使重金屬可以通過(guò)還原、氧化、拮抗、吸附、沉淀、抑制等化學(xué)作用被有效消除[3]。

3 結(jié)束語(yǔ)

在社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平不斷提升,重金屬對(duì)土壤污染程度逐漸加深的今天,對(duì)重金屬污染現(xiàn)狀,以及其可能會(huì)造成的危害等問(wèn)題展開(kāi)細(xì)致的分析與研究,并利用工程、生物、化學(xué)等方式來(lái)有效的緩解和治理土壤當(dāng)前存在的重金屬?lài)?yán)重污染問(wèn)題,能夠?qū)ξ覈?guó)土壤的生態(tài)環(huán)境和內(nèi)部結(jié)構(gòu)進(jìn)行重構(gòu),為我國(guó)城市發(fā)展和社會(huì)建設(shè)提供充足的土壤資源。

參考文獻(xiàn)

[1]崔德杰,張玉龍.土壤重金屬污染現(xiàn)狀與修復(fù)技術(shù)研究進(jìn)展[J].土壤通報(bào),2004(3):366-370.

篇2

關(guān)鍵詞:土壤污染 重金屬 危害 修復(fù)方法

土壤是人類(lèi)賴(lài)以生存的主要自然資源之一,也是人類(lèi)生態(tài)環(huán)境的重要組成部分[1-2]。隨著近年來(lái)經(jīng)濟(jì)發(fā)展,工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)不斷擴(kuò)大,所產(chǎn)生的廢水和廢渣也不斷增多,不但破壞地表植被,而且其中有毒有害重金屬還隨廢水的排放及廢渣堆的風(fēng)化和淋濾進(jìn)入周邊土壤環(huán)境[3-6]。目前我國(guó)受鎘、砷、鉻、鉛等重金屬污染耕地面積近2,000萬(wàn)公頃,約占總耕地面積的1/5,其中工業(yè)“三廢”污染耕地1,000萬(wàn)公頃,污水灌溉的農(nóng)田面積已達(dá)330多萬(wàn)公頃。

1. 土壤重金屬污染的定義

在自然界,重金屬以各種形態(tài)存在,常見(jiàn)的金屬元素有銅、鉛、鋅、鐵、鈷、鎳、錳、鎘、汞、鉬、金、銀等;其中既有對(duì)生命活動(dòng)所需要的微量元素,如錳、銅、鋅等;但大多數(shù)重金屬元素在環(huán)境中對(duì)環(huán)境都會(huì)有一定的污染作用,主要包括汞、鎘、鉛、鉻以及類(lèi)金屬砷等對(duì)生物體具有顯著毒害作用的元素[7]。重金屬的密度一般在4.0以上,約60種元素。但是由于不同的重金屬在土壤中的毒性差別很大,所以在環(huán)境科學(xué)中人們通常關(guān)注鋅、銅、鈷、鎳、錫、釩、汞、鎘、鉛、鉻、鈷等。砷、硒是非金屬,但是它的毒性及某些性質(zhì)與重金屬相似,所以將砷、硒列入重金屬污染物范圍內(nèi)。由于土壤中鐵和錳含量較高,因而一般不太注意它們的污染問(wèn)題,但在強(qiáng)還原條件下,鐵和錳所引起的毒害亦應(yīng)引起足夠的重視。

土壤重金屬污染是指由于人類(lèi)在生產(chǎn)活動(dòng)中將重金屬帶入到土壤中,致使土壤中重金屬累積到一定程度,含量明顯高于背景,并可造成土壤質(zhì)量的退化、生態(tài)與環(huán)境的惡化現(xiàn)象[8]。土壤本身含有一定量的重金屬元素,如植物生長(zhǎng)所必需的Mn、Cu、Zn等。因此,只有當(dāng)疊加進(jìn)入土壤的重金屬元素累積的濃度超過(guò)了作物需要和忍受程度,作物才表現(xiàn)出受毒害癥狀,或作物生長(zhǎng)并未受害但產(chǎn)品中某種金屬的含量超過(guò)標(biāo)準(zhǔn),造成對(duì)人畜的危害時(shí),才能認(rèn)為土壤已被重金屬污染[9]。如土壤環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)值(GB15618-1995)[10]。

2. 土壤中重金屬的來(lái)源、種類(lèi)

土壤重金屬污染主要是由工業(yè)產(chǎn)生的“三廢”以及污水灌溉、農(nóng)藥和化肥的不合理施用等農(nóng)業(yè)措施引起的。隨著工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的發(fā)展,重金屬對(duì)土壤和農(nóng)作物的污染問(wèn)題越來(lái)越突出,部分地區(qū)土壤重金屬污染現(xiàn)象十分嚴(yán)重??傮w來(lái)講,土壤重金屬污染源較廣泛,即有自然來(lái)源,又有包括人類(lèi)活動(dòng)帶入土壤的部分,目前主要來(lái)源為人為因素。主要包括大氣塵降、污水灌溉、工業(yè)廢棄物得不當(dāng)堆放、采礦及冶煉活動(dòng)、農(nóng)藥和化肥的過(guò)多施用等[11-12]。

2.1 污水灌溉

污水灌溉通常指的是使用經(jīng)過(guò)一定處理的城市污水灌溉農(nóng)田、森林和草地。中國(guó)水資源較為緊缺,部分灌區(qū)常把污水作為灌溉水源來(lái)利用。污水的種類(lèi)按其來(lái)源可分為城市生活污水、石油化工污水、工業(yè)礦山污水和城市混合污水等。城市生活污水中重金屬含量雖然不多,但由于我國(guó)工業(yè)發(fā)展迅速,許多工礦企業(yè)污水未經(jīng)分流處理而排入下水道與生活污水混合排放,從而造成污灌區(qū)土壤Hg、As、Cr、Pb、Cd、Zn等重金屬含量逐年累積[15-16]。在分布上,往往是靠近污染源頭和城市工業(yè)區(qū)土壤污染嚴(yán)重,遠(yuǎn)離污染源頭和城市工業(yè)區(qū),土壤幾乎不受污水中的重金屬污染。

污灌在北方比較嚴(yán)重,因?yàn)槲覈?guó)北方比較干旱,水資源短缺嚴(yán)重,并且許多大城市都是重工業(yè)大城市,所以農(nóng)業(yè)用水更加緊張,污水灌溉在這些地區(qū)較為普遍。據(jù)統(tǒng)計(jì),我國(guó)北方旱作地區(qū)污灌面積約占全國(guó)90%以上。南方地區(qū)相對(duì)較小,僅占6%,其余則在西北地區(qū)。污灌不僅導(dǎo)致土壤中重金屬元素含量的增加,而且還會(huì)在人體內(nèi)富集。研究顯示我國(guó)沈陽(yáng)、溫州和遂昌等地由于污水灌溉引發(fā)了人體鎘中毒;鞍山宋三污灌區(qū)土壤中Hg、Cd的累積顯著,污染嚴(yán)重;用處理過(guò)的污水灌溉是解決干旱地區(qū)作物需水問(wèn)題的一條可行途徑。但由此導(dǎo)致的土壤污染特別是重金屬污染必須引起重視。

2.2 農(nóng)藥和化肥污染

農(nóng)藥和化肥是重要的農(nóng)用物資,對(duì)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)發(fā)展起到重要的推動(dòng)作用,但如果不合理施用,則可導(dǎo)致土壤中重金屬污染。部分農(nóng)藥在其組成中含有Hg、As、Cu、Zn等重金屬元素,過(guò)量或不合理使用將會(huì)造成土壤重金屬污染。肥料中含有大量的重金屬元素,其中氮、鉀肥料含量相對(duì)較低,而磷肥中則含有較多的有害重金屬,另外復(fù)合肥的重金屬含量也相對(duì)較高。施用含有重金屬元素的農(nóng)藥和化肥,都可能導(dǎo)致土壤中重金屬的污染。

2.3 礦山開(kāi)采和冶煉加工

我國(guó)重金屬礦產(chǎn)相對(duì)豐富,在金屬礦山的開(kāi)采、冶煉過(guò)程中,會(huì)產(chǎn)生大量廢渣及廢水,而這些廢渣和廢水隨著礦山排水和降雨進(jìn)入土壤環(huán)境中,便可直接地造成土壤重金屬污染,這在我國(guó)南方地區(qū)表現(xiàn)得尤為突出。

3. 重金屬污染的特點(diǎn)及危害

3.1 重金屬元素污染土壤的主要特點(diǎn)

在土壤環(huán)境中重金屬污染特點(diǎn)可以分為兩部分:一是土壤環(huán)境中重金屬自身的特點(diǎn),二是重金屬元素在不同介質(zhì)中所表現(xiàn)的特點(diǎn)。具體特點(diǎn)如下:(1)形態(tài)變換較為復(fù)雜,重金屬多為過(guò)渡元素,有著較多的價(jià)態(tài)變化,且隨環(huán)境Eh,pH配位體的不同呈現(xiàn)不同的價(jià)態(tài)、化合態(tài)和結(jié)合態(tài)。重金屬形態(tài)不同則其毒性也不同;(2)有機(jī)態(tài)比無(wú)機(jī)態(tài)的毒性大;(3)毒性與價(jià)態(tài)和化合物的種類(lèi)有關(guān);(4)環(huán)境中的遷移轉(zhuǎn)化形式多樣化;(5)生物毒性效應(yīng)的濃度較低;(6)在生物體內(nèi)積累和富集;(7)在土壤環(huán)境中不易被察覺(jué);(8)在環(huán)境中不會(huì)降解和消除;(9)在人體內(nèi)呈慢性毒性過(guò)程。(10)土壤環(huán)境分布呈區(qū)域性;

過(guò)量的重金屬會(huì)引起動(dòng)植物生理功能紊亂、營(yíng)養(yǎng)失調(diào)、發(fā)生病變,重金屬不易被土壤微生物降解,可在土壤中累積,也可通過(guò)食物鏈在人體內(nèi)積累,危害人體健康。土壤一旦遭受重金屬污染,就很難徹底消除,污染物還會(huì)向地下水和地表水中遷移,從而擴(kuò)大其污染。因此重金屬對(duì)土壤的污染是一類(lèi)后果非常嚴(yán)重的環(huán)境問(wèn)題。

3.2人類(lèi)因土壤重金屬污染而遭受的危害[25]

(1)土壤污染使本來(lái)就緊張的耕地資源更加短缺;(2)土壤污染給農(nóng)業(yè)發(fā)展帶來(lái)很大的不利影響;(3)土壤污染中的污染物具有遷移性和滯留性,有可能繼續(xù)造成新的土地污染;(4)土壤污染嚴(yán)重危及后代人的利益,不利于可持續(xù)發(fā)展;(5)土壤污染造成嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)損失;(6)土壤污染給人民的身體健康帶來(lái)極大的威脅;(7)土壤污染也是造成其他污染的重要原因。

4. 對(duì)重金屬污染的防治及修復(fù)

4.1 對(duì)土壤污染的預(yù)防

目前,仍未找到可廣泛應(yīng)用且行之有效的重金屬污染治理方法,但控制污染源,是防止土壤污染的根本措施之一,同時(shí)利用土壤的自?xún)糇饔脤?duì)污染物凈化具有一定的預(yù)防作用??刂仆寥乐亟饘傥廴驹矗纯刂七M(jìn)入土壤中的重金屬污染物的數(shù)量和速度,通過(guò)土體自身的凈化作用,降低污染。

(1)控制和消除工業(yè)“三廢”

盡量利用循環(huán)無(wú)毒工藝,減少和消除重金屬污染物的排放,對(duì)工業(yè)“三廢”進(jìn)行回收改善,使其化害為利,并嚴(yán)格控制工業(yè)生產(chǎn)中污染物排放量和濃度,使之符合排放標(biāo)準(zhǔn)。

(2)土壤污灌區(qū)的監(jiān)測(cè)和管理

在污灌區(qū)對(duì)灌溉污水的重金屬元素進(jìn)行控制,監(jiān)測(cè)水中重金屬污染物質(zhì)的成分、含量及其變化,避免引起土壤污染。

(3)合理施用化肥和農(nóng)藥

對(duì)于農(nóng)藥和化肥的施用,應(yīng)以環(huán)保無(wú)毒為準(zhǔn)則,禁止或限制使用高殘留農(nóng)藥,大力發(fā)展高效、低毒、低殘留農(nóng)藥,發(fā)展生物防治措施。為保證農(nóng)業(yè)的增產(chǎn),合理施用化學(xué)肥料和農(nóng)藥是必需的,但需控制好施用量,否則會(huì)造成土壤或地下水的污染。

(4)土壤容量和土壤凈化能力的提高

在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中,施用有機(jī)肥,改良松散型沙土,改善土壤膠體的種類(lèi)和數(shù)量,增加土壤對(duì)有害重金屬的吸附能力和吸附量,從而減少重金屬在土壤中的生物有效性。利用微生物品降解土壤中的重金屬,提高土壤凈化能力。

4.2 土壤中重金屬污染的修復(fù)方法

(1)工程措施

工程治理措施是指在土壤環(huán)境中,用物理或物理化學(xué)的原理來(lái)減少重金屬污染物的措施。主要包括客土,換土,翻土,淋洗液熱處理以及電解等方法。以上方法措施的治理效果相對(duì)徹底,但實(shí)工過(guò)程復(fù)雜、所需治理費(fèi)用較高且比較容易引起土壤肥力效果降低。

(2)生物措施

生物治理是指利用能夠在土壤中生存的生物的某些習(xí)性來(lái)抑制和改良土壤重金屬污染。Nanda Kumar P B A等發(fā)現(xiàn)某些特殊植物對(duì)土壤中的重金屬元素具有富集作用??芏返妊芯空J(rèn)為食用菌對(duì)重金屬具有吸附作用。所用方法有動(dòng)物治理,微生物治理,植物治理等。生物措施的優(yōu)點(diǎn)是實(shí)施較為簡(jiǎn)便易行、投資較少且對(duì)環(huán)境破壞小,而缺點(diǎn)是在短期內(nèi)不易得到治理效果。

(3)化學(xué)措施

化學(xué)治理方法是利用化學(xué)物質(zhì)和天然礦物對(duì)重金屬污染進(jìn)行的原位修復(fù)技術(shù),目前,在許多區(qū)域得到應(yīng)用?;瘜W(xué)治理措施主要包括利用土壤改良劑、抑制劑,增加土壤有機(jī)質(zhì)、陽(yáng)離子代換量和粘粒的含量,改變pH、Eh和電導(dǎo)等理化性質(zhì),使土壤重金屬發(fā)生氧化、還原、沉淀、吸附、抑制和拮抗等作用,以降低重金屬的生物有效性。化學(xué)治理措施優(yōu)點(diǎn)是治理效果相對(duì)較明顯,而缺點(diǎn)是容易再度活化。

(4)農(nóng)業(yè)措施

農(nóng)業(yè)治理措施是通過(guò)改變耕作方式和管理制度來(lái)達(dá)到降低土壤重金屬危害的方法。M.Puschenreiter等探討了利用農(nóng)業(yè)耕作措施治理土壤重金屬的方法,得出在不同污染地區(qū)種植不同的農(nóng)作物可有效降低重金屬的污染。治理方法主要包括控制土壤水分,選擇合適的農(nóng)藥、化肥,增施有機(jī)肥,選擇農(nóng)作物品種等。農(nóng)業(yè)治理措施的優(yōu)點(diǎn)在于操作簡(jiǎn)單、費(fèi)用不高,而缺點(diǎn)是需要較長(zhǎng)治理周期卻治理效果不顯著。

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關(guān)鍵詞:湛江開(kāi)發(fā)區(qū) 重金屬治理 污染現(xiàn)狀 治理對(duì)策

中圖分類(lèi)號(hào):G250 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):1674-098X(2013)05(a)-0244-01

隨著湛江鋼鐵基地和中科煉化項(xiàng)目的建設(shè),湛江經(jīng)濟(jì)技術(shù)開(kāi)發(fā)區(qū)步入重化工業(yè)加速發(fā)展時(shí)期,涉重金屬行業(yè)將迅猛增長(zhǎng),重金屬作為一種持久性污染物越來(lái)越多被關(guān)注和重視,制定湛江開(kāi)發(fā)區(qū)重金屬污染治理對(duì)策迫在眉睫。

1 湛江開(kāi)發(fā)區(qū)重金屬污染現(xiàn)狀、特點(diǎn)及發(fā)展趨勢(shì)

1.1 湛江開(kāi)發(fā)區(qū)重金屬污染的現(xiàn)狀

重金屬污染主要來(lái)源于工業(yè)污染,工業(yè)污染大多通過(guò)廢渣、廢氣、廢水排入環(huán)境。根據(jù)湛江開(kāi)發(fā)區(qū)2012年的環(huán)境統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)可知,開(kāi)發(fā)區(qū)產(chǎn)生重金屬的行業(yè)主要來(lái)自于重金屬冶煉、汽車(chē)零部件及配件制造和手工具制造行業(yè),產(chǎn)生的重金屬主要為鉻、鉛、鋅,2012年六價(jià)鉻的產(chǎn)生量為0.59噸,而其他重金屬的濃度低于監(jiān)測(cè)限值,不納入環(huán)境統(tǒng)計(jì),產(chǎn)生的重金屬全部交由有處理資質(zhì)的單位處理[1]。

1.2 湛江開(kāi)發(fā)區(qū)重金屬污染的特點(diǎn)及發(fā)展趨勢(shì)

重金屬污染是指由重金屬及其化合物引起的環(huán)境污染[2]。重金屬污染較難治理,這與它的特性分不開(kāi)。重金屬污染物屬于持久性污染物,具有長(zhǎng)期性、累積性、隱蔽性、潛伏性等特點(diǎn),無(wú)法從環(huán)境中徹底消除,只能改變其存在的位置或存在的狀態(tài)[3]。重金屬在其危害環(huán)境方面的特點(diǎn)是:微量濃度即可產(chǎn)生毒性,在微生物作用會(huì)轉(zhuǎn)化為毒性更強(qiáng)的有機(jī)金屬化合物,可被生物富集,通過(guò)食物鏈進(jìn)入人體,造成慢性中毒。

雖然湛江開(kāi)發(fā)區(qū)重金屬的污染現(xiàn)狀不是很?chē)?yán)重,但是隨著湛江開(kāi)發(fā)區(qū)經(jīng)濟(jì)社會(huì)的快速發(fā)展,隨著湛江市鋼鐵、石化、造紙等基地建設(shè),湛江開(kāi)發(fā)區(qū)將構(gòu)建以鋼鐵工業(yè)為核心的先進(jìn)制造業(yè)和以石油煉化為基礎(chǔ)的石油化工產(chǎn)業(yè)。鋼鐵工業(yè)是資源密集型產(chǎn)業(yè),向前延伸是礦山和其他輔助材料的采選業(yè),向后延伸是金屬深加工、裝備制造與檢修等產(chǎn)業(yè)。圍繞湛江鋼鐵基地的建設(shè),開(kāi)發(fā)區(qū)將發(fā)展機(jī)械裝備制造業(yè)、船舶制造業(yè)、包裝產(chǎn)業(yè)、汽車(chē)制造業(yè)。湛江開(kāi)發(fā)區(qū)資源開(kāi)發(fā)和加工的力度相對(duì)還會(huì)加大,在有限的環(huán)境容量條件限定下,重金屬排放將不可避免地增加,重金屬污染壓力有增無(wú)減。

2 湛江開(kāi)發(fā)區(qū)重金屬污染治理面臨的困境

2.1 沒(méi)有完善的重金屬污染治理防治體系

湛江開(kāi)發(fā)區(qū)污染防控基礎(chǔ)工作薄弱,缺乏重金屬污染防治技術(shù)管理嵌入環(huán)境管理和形成常態(tài)化管理的機(jī)制,相關(guān)技術(shù)評(píng)估體系建設(shè)滯后,缺少量化的技術(shù)評(píng)估檢測(cè)平臺(tái);缺少“產(chǎn)生-加工-應(yīng)用-回收”全過(guò)程的重金屬污染綜合防治技術(shù)管理體系,缺乏健全的重金屬污染源數(shù)據(jù)庫(kù)。

2.2 重金屬治理技術(shù)落后

在重金屬污染治理方面,最大的瓶頸在于技術(shù)。在重金屬?gòu)U氣治理、重金屬污染土壤修復(fù)、含重金屬?gòu)U物綜合利用等方面,都缺乏經(jīng)濟(jì)適用的技術(shù),在協(xié)同減排方面的技術(shù)也非常缺乏。重金屬治理方法現(xiàn)在包括工程治理、生物治理、化學(xué)治理及農(nóng)業(yè)治理方法。工程治理效果徹底、穩(wěn)定,但實(shí)施復(fù)雜、治理費(fèi)用高、易引起土壤肥力下降;生物治理實(shí)施簡(jiǎn)便、投資少,對(duì)環(huán)境破壞小,但是治理效果不理想;化學(xué)方法治理效果和費(fèi)用都適中,但容易再度活化;農(nóng)業(yè)治理方法易操作、費(fèi)用低,但是周期長(zhǎng)、效果不顯著。

2.3 重金屬監(jiān)測(cè)水平滯后,無(wú)法為環(huán)境決策和執(zhí)法提供可靠的技術(shù)支持

重金屬污染監(jiān)測(cè)需求特殊,湛江開(kāi)發(fā)區(qū)重金屬污染監(jiān)測(cè)技術(shù)裝備面臨諸多問(wèn)題:在線監(jiān)測(cè)技術(shù)裝備門(mén)類(lèi)不齊,實(shí)時(shí)連續(xù)感知手段缺少;現(xiàn)場(chǎng)快速檢測(cè)技術(shù)裝備落后,應(yīng)急工作被動(dòng);技術(shù)手段單一、應(yīng)用成套化程度低,不符合綜合防治需求。

3 重金屬治理的對(duì)策

湛江開(kāi)發(fā)區(qū)重金屬治理要遵循源頭預(yù)防、過(guò)程阻斷、末端治理的全過(guò)程、綜合防控理念,建立起完善的重金屬防治體系。

3.1 強(qiáng)化湛江開(kāi)發(fā)區(qū)重金屬規(guī)劃目標(biāo)和任務(wù),加強(qiáng)區(qū)域規(guī)劃環(huán)評(píng),嚴(yán)格執(zhí)行區(qū)域環(huán)境準(zhǔn)入政策

認(rèn)真規(guī)劃,把好源頭,規(guī)劃轄區(qū)重點(diǎn)項(xiàng)目實(shí)施和重金屬相關(guān)行業(yè)產(chǎn)品產(chǎn)量變化,按照“一區(qū)一策”、“一廠一策”的原則,進(jìn)一步明確轄區(qū)內(nèi)重金屬污染重點(diǎn)區(qū)域的防控任務(wù)和防控要求,分解落實(shí)本轄區(qū)的控制目標(biāo)和重點(diǎn)項(xiàng)目。

嚴(yán)格準(zhǔn)入,嚴(yán)格控制重金屬采選和冶煉項(xiàng)目。積極引導(dǎo)涉重金屬入園入?yún)^(qū),集中治污,實(shí)現(xiàn)減污增效。湛江市屬于非重點(diǎn)防控區(qū)域,必須嚴(yán)格控制新建、擴(kuò)建增加區(qū)域重金屬污染物排放的項(xiàng)目,實(shí)現(xiàn)區(qū)域重金屬污染物排放總量比2007年排放量的零增長(zhǎng)。

3.2 完善重金屬排放標(biāo)準(zhǔn),確定重金屬排放基數(shù),建立健全重金屬污染源數(shù)據(jù)庫(kù),為重金屬污染治理提供科學(xué)依據(jù)

要繼續(xù)健全政策體系,完善重金屬排放標(biāo)準(zhǔn),補(bǔ)充重金屬污染對(duì)人體健康影響的判定,包括環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)中重金屬的指標(biāo)和限值。

進(jìn)一步摸清重金屬污染底數(shù),明確轄區(qū)重金屬排放基數(shù)。其中廢水重金屬排放量應(yīng)以2007年污染普查數(shù)據(jù)為基準(zhǔn),廢氣中重金屬污染物排放量應(yīng)以環(huán)境統(tǒng)計(jì)、環(huán)境監(jiān)測(cè)、排查調(diào)查等相關(guān)資料為基礎(chǔ)進(jìn)行測(cè)算。湛江市屬重金屬防控非重點(diǎn)區(qū)域,要求以2007年重金屬排放量為基數(shù),增產(chǎn)不增污,各年度重金屬排放量都要控制在2007年的排放總量?jī)?nèi)。

3.3 建立清潔生產(chǎn)全過(guò)程控制思路,強(qiáng)制推進(jìn)重金屬污染企業(yè)實(shí)施清潔生產(chǎn)

清潔生產(chǎn)是重金屬治理最直接、最有效的方法。湛江開(kāi)發(fā)區(qū)以節(jié)能減排為核心,以污染預(yù)防為重點(diǎn),以提升科技水平為切入點(diǎn),以工藝清潔化,設(shè)備密封化、運(yùn)行自動(dòng)化、計(jì)量精準(zhǔn)化為突破口,大力推廣應(yīng)用《國(guó)家重點(diǎn)行業(yè)清潔生產(chǎn)技術(shù)導(dǎo)向目錄》中相關(guān)的清潔生產(chǎn)技術(shù),提高資源利用率。

要抓好重點(diǎn)企業(yè)清潔生產(chǎn)審核,將涉及鉛、鋅、銅、鉻、鎘和汞等重金屬行業(yè)作為開(kāi)展清潔生產(chǎn)審核的重點(diǎn),把“節(jié)能、降耗、減污、增效”的清潔生產(chǎn)理念貫穿于企業(yè)的各個(gè)服務(wù)、管理環(huán)節(jié);注重全過(guò)程控制和必要的末端處理,建立“產(chǎn)生-加工-應(yīng)用-回收”全過(guò)程的重金屬污染綜合防治技術(shù)管理體系,實(shí)現(xiàn)“工藝、環(huán)保一體化”,通過(guò)技術(shù)改造減少含重金屬原材料的應(yīng)用,減少生產(chǎn)工藝過(guò)程中的重金屬副產(chǎn)物或污染物產(chǎn)生和排放,從而減輕重金屬污染對(duì)人體健康和生態(tài)環(huán)境的危害。

4 結(jié)語(yǔ)

總之,湛江開(kāi)發(fā)區(qū)應(yīng)該做好重金屬污染防治工作,有效控制重金屬污染,嚴(yán)格執(zhí)行污染防治設(shè)施環(huán)?!叭瑫r(shí)”制度,全面排查轄區(qū)涉重企業(yè),實(shí)現(xiàn)重金屬治理區(qū)域化、社會(huì)化。

參考文獻(xiàn)

篇4

[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。可見(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).

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1.土壤重金屬污染現(xiàn)狀 目前我國(guó)受重金屬污染的耕地面積近2000萬(wàn)公頃,約占耕地總面積的1/5。受礦區(qū)污染土地達(dá)200萬(wàn)公頃,石油污染土地約500萬(wàn)公頃,固體廢棄物堆放污染約5萬(wàn)公頃,“工業(yè)三廢”污染耕地近1000萬(wàn)公頃,污水灌溉的農(nóng)田面積達(dá)330多萬(wàn)公頃。土壤污染使全國(guó)農(nóng)業(yè)糧食減產(chǎn)已超過(guò)1300萬(wàn)噸,因農(nóng)藥和有機(jī)物污染、放射性污染、病原菌污染等其他類(lèi)型的污染所導(dǎo)致的經(jīng)濟(jì)損失難以估計(jì)。由于污染,土壤的營(yíng)養(yǎng)功能、凈化功能、緩沖功能和有機(jī)體的支持功能正在喪失。

2.土壤重金屬污染產(chǎn)生的嚴(yán)重后果 ①土壤污染使本來(lái)就緊張的耕地資源更加短缺。②土壤污染給人民的身體健康帶來(lái)極大的威脅。③土壤污染給農(nóng)業(yè)發(fā)展帶來(lái)很大的不利影響。④土壤污染也是造成其他環(huán)境污染的重要原因。⑤土壤污染中的污染物具有遷移性和滯留性,有可能繼續(xù)造成新的土地污染。⑥土壤污染嚴(yán)重危及后代子孫的利益,不利于農(nóng)村經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展。

3.土壤重金屬污染來(lái)源 ①隨著大氣沉降進(jìn)入土壤的重金屬。大氣中的重金屬主要來(lái)源于能源、運(yùn)輸、冶金和建筑材料生產(chǎn)產(chǎn)生的氣體和粉塵。除汞以外,重金屬基本上是以氣溶膠的形態(tài)進(jìn)入大氣,經(jīng)過(guò)自然沉降和降水進(jìn)入土壤。經(jīng)自然沉降和雨淋沉降進(jìn)入土壤的重金屬污染,與重工業(yè)發(fā)達(dá)程度、城市的人口密度、土地利用率、交通發(fā)達(dá)程度有直接關(guān)系,距城市越近,污染的程度就越重。②隨污水進(jìn)入土壤的重金屬。污水按來(lái)源和數(shù)量可分為城市生活污水、石油化工污水、工業(yè)礦山污水和城市混合污水等。生活污水中重金屬含量很少。但是,由于我國(guó)工業(yè)迅速發(fā)展,工礦企業(yè)污水未經(jīng)分流處理而排入下水道與生活污水混合排放,從而造成污灌區(qū)土壤重金屬鉛、鎘、汞、溴、鉻等含量逐年增加,隨著污水灌溉而進(jìn)入土壤的重金屬,以不同的方式被土壤截留固定。③隨固體廢棄物進(jìn)入土壤的重金屬。固體廢棄物種類(lèi)繁多,成分復(fù)雜,不同種類(lèi)其危害方式和污染程度不同。其中礦業(yè)和工業(yè)固體廢棄物最為嚴(yán)重。這類(lèi)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。有一些固體廢棄物被直接或通過(guò)加工作為肥料放入土壤,造成土壤重金屬污染。如隨著我國(guó)畜牧生產(chǎn)的發(fā)展,產(chǎn)生大量的家畜糞便及動(dòng)物加工產(chǎn)生的廢棄物,這類(lèi)農(nóng)業(yè)固體廢棄物中含有植物所需氮、磷、鉀和有機(jī)質(zhì),同時(shí)由于飼料中添加了一定量的重金屬鹽類(lèi),因此作為肥料施入土壤增加了土壤鋅、錳等重金屬元素的含量。固體廢棄物也可以通過(guò)風(fēng)的傳播而使污染范圍擴(kuò)大,土壤中重金屬的含量隨距污染源的距離增大而降低。④隨農(nóng)用物資進(jìn)入土壤的重金屬。農(nóng)藥、化肥和地膜是重要的農(nóng)用物資,對(duì)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的發(fā)展起著重大的推動(dòng)作用,但長(zhǎng)期不合理施肥,也可以導(dǎo)致土壤重金屬污染。重金屬元素是肥料中最多的污染物質(zhì),氮、鉀肥料中重金屬含量較低,磷肥中含用較多的有害重金屬,復(fù)合肥的重金屬主要來(lái)源于母料及加工流程所帶入。

篇6

土壤污染物大致可分為重金屬等化學(xué)污染物、物理污染物、生物污染物和放射性污染物。在這幾類(lèi)污染物中,重金屬會(huì)造成土壤環(huán)境質(zhì)量嚴(yán)重下降。重金屬在土壤中累積超過(guò)一定數(shù)量,就會(huì)污染生長(zhǎng)于其中的植物,進(jìn)而影響人類(lèi)健康,引發(fā)嚴(yán)重疾病。但是,由于土壤污染有著不同于其他污染的一些特點(diǎn),在相當(dāng)長(zhǎng)一段時(shí)間內(nèi)并沒(méi)有引起足夠的重視,我國(guó)對(duì)于土壤污染的預(yù)防和修復(fù)也還處于探索和研究的初級(jí)階段,很多防治措施還不能起到有效作用,因此土壤重金屬污染有愈演愈烈的趨勢(shì)。針對(duì)土壤重金屬的污染問(wèn)題,我們采訪了我國(guó)著名環(huán)境生態(tài)專(zhuān)家、南開(kāi)大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院院長(zhǎng)周啟星教授。

“隱形殺手” 浮出水面

周啟星,主要研究方向包括復(fù)合污染生態(tài)學(xué)、污染環(huán)境修復(fù)、生態(tài)毒理與環(huán)境基準(zhǔn)等,在環(huán)境污染特征、毒理效應(yīng)、土壤環(huán)境基準(zhǔn)以及修復(fù)等方面進(jìn)行了大量相關(guān)研究,尤其在土壤重金屬污染防治與修復(fù)研究領(lǐng)域有很深的造詣。

在很多人的印象中,“土壤污染”似乎是個(gè)新名詞,人們對(duì)它是陌生的。其實(shí),這些在土壤中潛伏了多年的“隱形殺手”,正悄無(wú)聲息地浮出水面,不斷產(chǎn)生可怕的危害。一段時(shí)間來(lái),各地土壤重金屬污染事件頻發(fā),才漸漸引起了普通百姓對(duì)土壤污染的關(guān)注。

在采訪中,周啟星介紹說(shuō),土壤重金屬污染來(lái)源眾多。這些重金屬進(jìn)入土體,被生長(zhǎng)在其中的作物吸收和積累,人食用了這些被重金屬污染的糧食和蔬菜后,將重金屬吸收到體內(nèi),健康受到很大危害,出現(xiàn)嚴(yán)重的“污染病”。20世紀(jì)60年代,日本發(fā)生的“痛痛病”和“水俁病”,就是因?yàn)殒k和汞對(duì)環(huán)境的污染所致。目前,我國(guó)重金屬污染也開(kāi)始呈現(xiàn)快速上升的趨勢(shì),2011年1至8月份短短半年多時(shí)間,就出現(xiàn)了11起重金屬污染事件,土壤重金屬污染問(wèn)題進(jìn)入人們的視線,對(duì)土壤重金屬污染的治理與修復(fù)變得刻不容緩。

原本被大家忽視的土壤污染一下集中爆發(fā)出來(lái),造成的消極影響直線上升,在之前相當(dāng)長(zhǎng)的一段時(shí)間內(nèi)卻似乎并沒(méi)有太多這方面的報(bào)道,這是什么原因呢?從周啟星教授介紹的土壤重金屬污染的特征中,我們可以找到原因。周啟星教授介紹了土壤重金屬污染的主要特點(diǎn):污染的長(zhǎng)期積累性、隱蔽性、形成原因的復(fù)雜性以及治理的困難性。

土壤重金屬污染的積累性,是指土壤重金屬污染不像水污染那樣因?yàn)楹拥辣慌湃胛鬯涂梢择R上被發(fā)現(xiàn),也并不像工廠的廢氣排入空氣中后人們即刻就能看到。土壤污染是一個(gè)逐漸累積的過(guò)程,工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)以及城市垃圾等固體廢棄物的堆放,使重金屬有機(jī)會(huì)滲入土壤;水和大氣中的污染物最終也會(huì)進(jìn)入土壤,對(duì)土壤造成次生污染。土壤是“最后的垃圾桶”,積累于土壤中的各種重金屬,將會(huì)逐漸得以釋放,對(duì)地下水和植物造成緩慢的污染,最終對(duì)人體健康構(gòu)成威脅。學(xué)界有一種形象的說(shuō)法,將其稱(chēng)為“生物定時(shí)炸彈”。所以,重金屬的中毒發(fā)生,是一個(gè)緩慢的過(guò)程,到出現(xiàn)問(wèn)題時(shí),一般都已經(jīng)產(chǎn)生了比較嚴(yán)重的后果。

周啟星教授說(shuō):“由于土壤本身就具有凈化功能,它的污染及其危害也就具有潛在性,用肉眼是很難觀察到的,只有用專(zhuān)業(yè)的檢測(cè)設(shè)備才能夠檢驗(yàn)土壤是否被污染,以及污染的程度究竟有多嚴(yán)重?!蓖寥乐亟饘傥廴镜碾[蔽性,造成土壤污染狀況容易被忽視。因此,要到有嚴(yán)重的污染事件出現(xiàn)時(shí)人們才會(huì)察覺(jué)到土壤污染的存在,這也就是為什么最近一段時(shí)間內(nèi)各地的重金屬中毒事件頻頻發(fā)生,人們才意識(shí)到這一污染的嚴(yán)重性。

因?yàn)檫M(jìn)入土壤中的重金屬在大多數(shù)情況下不止一種,所以土壤的重金屬污染具有復(fù)雜性。周啟星教授解釋說(shuō),土壤的重金屬污染除了一些主要的有毒重金屬污染之外,還有一種情況,那就是有一些毒性小的重金屬,如錫、碘等,它們?cè)谟袡C(jī)污染物的交互作用下,毒性會(huì)變得比較復(fù)雜,對(duì)動(dòng)植物和微生物均會(huì)造成更大的危害。

由于上面提到的這些特點(diǎn),導(dǎo)致土壤重金屬污染的治理變成一件棘手的事情,紛繁復(fù)雜、千頭萬(wàn)緒的原因和污染狀況讓土壤重金屬污染的治理只是停留在初級(jí)探索的階段,很難找到切實(shí)有效的方式來(lái)進(jìn)行治理,這也就涉及到了土壤污染治理所面臨的極大困難。

防治征程困難重重

當(dāng)土壤污染的問(wèn)題不斷發(fā)生并開(kāi)始被重視之后,相應(yīng)的預(yù)防、治理和修復(fù)也就應(yīng)該開(kāi)始進(jìn)行,并盡量使其提早發(fā)揮作用。然而,目前我國(guó)土壤重金屬污染的預(yù)防和治理工作進(jìn)行得并不是很順利,原因是多方面的。

周啟星教授特別提到了我國(guó)土壤環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)制定與修訂工作過(guò)于落后的現(xiàn)狀,對(duì)我國(guó)土壤重金屬污染防治工作產(chǎn)生了嚴(yán)重影響。周啟星教授介紹說(shuō),目前我國(guó)使用的《土壤環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》是1995年制定的,到現(xiàn)在將近20年都沒(méi)有進(jìn)行過(guò)修訂和補(bǔ)充。在此期間,土壤污染又有很多新情況和新問(wèn)題出現(xiàn)。由于實(shí)施的標(biāo)準(zhǔn)十分陳舊和落后,導(dǎo)致無(wú)法解決一些現(xiàn)實(shí)新問(wèn)題。

周啟星教授指出,1995年頒布的《土壤環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》,已經(jīng)不再對(duì)我國(guó)土壤重金屬污染防治工作產(chǎn)生積極影響。他強(qiáng)調(diào),這一標(biāo)準(zhǔn)中存在的最大問(wèn)題是,該標(biāo)準(zhǔn)的適用范圍只限于農(nóng)田、蔬菜地、茶園、果園、牧場(chǎng)、林地以及自然保護(hù)區(qū)等地的土壤,而關(guān)于商業(yè)用地和住宅用地,卻并沒(méi)有明確標(biāo)準(zhǔn),而且標(biāo)準(zhǔn)中所收錄的重金屬并不全面,很多對(duì)人體健康有嚴(yán)重危害的土壤有機(jī)污染物并沒(méi)有被列入其中。該標(biāo)準(zhǔn)明顯是在土壤環(huán)境管理工作的初級(jí)階段制定的,很多方面都已經(jīng)不符合現(xiàn)在的要求。因此,該標(biāo)準(zhǔn)在如今的土壤重金屬污染的檢測(cè)和判斷中,已經(jīng)不能發(fā)揮應(yīng)有的作用,這就迫切需要從國(guó)家層面上開(kāi)展環(huán)境基準(zhǔn)的系統(tǒng)研究,為《土壤環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》的修訂和完善奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

周啟星教授非常重視土壤環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)修訂和完善這項(xiàng)工作,他認(rèn)為只有有了嚴(yán)格和符合實(shí)際的標(biāo)準(zhǔn),解決“是不是應(yīng)該修復(fù)?”、“在什么水平上修復(fù)?”、“修復(fù)之后希望達(dá)到怎樣的水平?”等一系列問(wèn)題,土壤重金屬污染的檢測(cè)和修復(fù)工作才能順利開(kāi)展。但是,他也非常遺憾地提到,目前我們國(guó)家很少有人在進(jìn)行新標(biāo)準(zhǔn)方面的研究和探索。目前,只有他和他的研究團(tuán)隊(duì)一起,進(jìn)行了一些相關(guān)的研究工作。

周啟星教授還提到,目前污染土壤修復(fù)技術(shù)有待提高,也是土壤污染防治中一個(gè)比較突出的問(wèn)題。土壤重金屬污染的修復(fù)技術(shù)不夠發(fā)達(dá),沒(méi)有有效的修復(fù)技術(shù)來(lái)處理和凈化被重金屬污染過(guò)的土壤,使得對(duì)土壤重金屬污染的修復(fù)還停留在初級(jí)階段。目前普遍使用的污染土壤修復(fù)方法主要有兩種:物理修復(fù)法、化學(xué)修復(fù)法。其中,物理方法的缺點(diǎn)是費(fèi)時(shí)費(fèi)工,且成本較高;使用化學(xué)修復(fù)方法則容易引起其他問(wèn)題,出現(xiàn)二次污染,因此在使用的時(shí)候應(yīng)該考慮可能會(huì)造成的后果,慎重使用。因此,國(guó)內(nèi)很多相關(guān)專(zhuān)家都在對(duì)有效的污染土壤修復(fù)的方式進(jìn)行探索和研究,目前生物修復(fù)技術(shù)因?yàn)槠涑杀镜土⒅卫淼谋疚恍院陀谰眯缘葍?yōu)點(diǎn),是人們很看好的一種修復(fù)技術(shù),但由于研究和開(kāi)發(fā)剛剛起步,在應(yīng)用上還并不成熟,有待相關(guān)專(zhuān)家進(jìn)行深入的研究。

此外,周啟星教授提到的修復(fù)資金、實(shí)現(xiàn)商業(yè)化的體制問(wèn)題以及管理方面,還存在著諸多問(wèn)題。因此,土壤重金屬污染的預(yù)防和修復(fù),是一項(xiàng)任重道遠(yuǎn)的工作,其中還存在著很多的問(wèn)題需要探討和解決。

任重道遠(yuǎn)前景樂(lè)觀

周啟星教授說(shuō),土壤也像人一樣,會(huì)出現(xiàn)健康問(wèn)題。土壤的健康出了問(wèn)題之后,就如人生病之后,需要及時(shí)“治療”,否則繼續(xù)惡化下去就會(huì)出現(xiàn)更嚴(yán)重的問(wèn)題。據(jù)相關(guān)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示,我國(guó)土壤目前已經(jīng)處于亞健康狀態(tài),需要及時(shí)采取“診斷”和“治療”措施,來(lái)抑制土壤的健康情況繼續(xù)惡化。

周啟星教授說(shuō):“我國(guó)的土壤污染問(wèn)題比國(guó)外復(fù)雜得多,一是我國(guó)的人口多,另外在工業(yè)方面,國(guó)際上一些污染比較嚴(yán)重的企業(yè)都將工廠都搬到了我國(guó)。在這個(gè)大環(huán)境下解決土壤污染問(wèn)題,確實(shí)存在比較大的困難?!彼J(rèn)為,在土壤污染的修復(fù)方面,應(yīng)堅(jiān)持“兩手抓”,一手抓機(jī)理的研究,一手抓應(yīng)用推廣 ,加強(qiáng)與政府部門(mén)的合作來(lái)推動(dòng)實(shí)際應(yīng)用。他提出,應(yīng)當(dāng)將物理修復(fù)、化學(xué)修復(fù)、生物修復(fù)、綜合修復(fù)這幾種修復(fù)方式按照情況選擇使用,讓污染土壤修復(fù)的效果達(dá)到最好;另一方面,政府在相關(guān)政策的制定和管理上應(yīng)繼續(xù)加強(qiáng)。多個(gè)方面共同努力,污染土壤的修復(fù)才能真正達(dá)到理想的效果。

尋求土壤污染的解決之道,應(yīng)該從問(wèn)題的根源做起。目前,我國(guó)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展還是粗放式的,環(huán)保意識(shí)仍然淡薄、片面追求經(jīng)濟(jì)效益、盲目開(kāi)發(fā)資源、開(kāi)采方式不當(dāng)?shù)葐?wèn)題普遍存在,這些做法也都給土壤重金屬污染提供了方便的條件。因此,要在土壤重金屬防治方面取得真正的成績(jī),就要在源頭上盡量控制重金屬污染的產(chǎn)生和擴(kuò)散,在極易出現(xiàn)重金屬污染的相關(guān)工廠 ,應(yīng)當(dāng)進(jìn)行相關(guān)的宣傳,提高大家保護(hù)土壤環(huán)境的意識(shí),在重金屬污染的源頭上進(jìn)行控制和預(yù)防,才能達(dá)到真正的治理污染的目的。

完善相關(guān)的法律法規(guī),也是非常重要的一項(xiàng)措施。有明確的相關(guān)規(guī)定,是完成土壤污染預(yù)防和治理修復(fù)非常重要的一步。據(jù)了解,目前相關(guān)部門(mén)正在進(jìn)行相關(guān)法律法規(guī)的制定,相信在這些法律法規(guī)出臺(tái)了之后,污染土壤的防治和修復(fù)就會(huì)有法可循,防治工作就能更加順利一些。

篇7

關(guān)鍵詞 重金屬;生態(tài)風(fēng)險(xiǎn);沉積物;海河流域;2010年

中圖分類(lèi)號(hào) X824 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A 文章編號(hào) 1007-5739(2013)04-0233-02

隨著經(jīng)濟(jì)發(fā)展和人口增多,環(huán)境日益惡化,海河也受到嚴(yán)重的污染,工業(yè)廢水與生活廢水的排放增多,為海河水體環(huán)境修復(fù)帶來(lái)更嚴(yán)峻的問(wèn)題。重金屬因具有毒性、不易降解及生物富集效應(yīng)而備受關(guān)注。水中的重金屬離子在一定的物理化學(xué)作用下,最終大部分會(huì)進(jìn)入沉積物中。河流沉積物中重金屬污染物較為穩(wěn)定,但也可通過(guò)生物、物理和化學(xué)作用再次釋放到水體而造成二次污染。因此,對(duì)海河沉積物中重金屬分析具有重要意義。

1 材料與方法

1.1 樣品采集

分別于2010年5、7、9月采集沉積物樣品,共3次。在海河流域上分別設(shè)置12個(gè)采樣站位點(diǎn)。樣品采集、固定、貯存及運(yùn)輸均按照國(guó)家相關(guān)檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行。

1.2 樣品分析

對(duì)所采集樣品,分別測(cè)定汞、砷、銅、鋅、鉛、鎘的含量,銅、鋅、鉛、鎘均采用《原子吸收法(GB/T 17378.5-2007)》,砷、汞均采用《原子熒光法(GB/T 17378.5-2007)》。

2 結(jié)果與分析

2.1 重金屬污染狀況

共進(jìn)行6種重金屬檢測(cè),各重金屬元素測(cè)定范圍為汞0.02~0.95 mg/kg,砷2.7~21.3 mg/kg,銅12.44~95.24 mg/kg,鉛6.241~42.560 mg/kg,鋅48.6~415.5 mg/kg,鎘0.060 2~0.552 2 mg/kg。

2.2 生態(tài)危害指數(shù)污染評(píng)價(jià)

潛在生態(tài)危害指數(shù)(Ri)[3,7-8](potential ecologicalrisk index)評(píng)價(jià)方法是瑞典學(xué)者Lars Hakanson 于1980 年建立的一套應(yīng)用沉積學(xué)原理評(píng)價(jià)重金屬污染及生態(tài)危害的方法。該方法作為國(guó)際上土壤(沉積物)中重金屬研究的先進(jìn)方法之一,不僅反映了某一特定環(huán)境中各種污染物的影響,也反映了多種污染物的綜合影響,并以定量的方法劃分出潛在危害程度,是目前應(yīng)用很廣的一種方法。該方法的計(jì)算公式為:

Cif=Ci/Cin

Eir=Tir×Cif

Ri=ΣEir=ΣTir×Cif=ΣTir×Ci/Cin

式中,Cif為某一金屬的污染參數(shù),根據(jù)其大小可將污染程度分為4 個(gè)級(jí)別:CifZn(1)。

由表2可以看出,海河流域沉積物重金屬中鋅的污染參數(shù)最大,平均為1.47,其次為汞和銅,鉛砷鎘富集系數(shù)較小,重金屬的綜合污染特征顯示,鋅和汞處于中污染水平,其他4項(xiàng)都處于低污染水平。通過(guò)對(duì)各點(diǎn)位的分析可以看出,月牙河節(jié)制閘站位汞為中污染,尤以春、夏2季為重。漢沽薊運(yùn)河大閘站位砷為中污染,其他均為輕污染。劉莊浮橋站位銅的污染高于其他站位,屬中污染,且夏秋季節(jié)更嚴(yán)重。月牙河節(jié)制閘站位的鉛為中污染,且春夏季節(jié)嚴(yán)重。其他站位均為輕污染。鋅元素有75%的站位均為中污染,團(tuán)泊大橋最為嚴(yán)重,富集系數(shù)達(dá)到4.354,為較高污染。鎘元素各站位均為低污染。

由表3、4可以看出,海河流域各類(lèi)重金屬的潛在風(fēng)險(xiǎn)系數(shù)小于40,92%的站位潛在生態(tài)危害系數(shù)小于150,屬于輕微生態(tài)危害。月牙河節(jié)制閘和寧河大薄前橋這2個(gè)站位屬于中等危害水平,應(yīng)加強(qiáng)治理。從各元素來(lái)看,汞的潛在風(fēng)險(xiǎn)參數(shù)相對(duì)較大,平均為30.21,其次為鎘、砷、銅、鉛、鋅。而根據(jù)富集系數(shù)分析的污染程度從重到輕依次為鋅>汞>銅>鉛>砷>鎘,這是由于各元素的毒性響應(yīng)系數(shù)不同,即毒性響應(yīng)程度不同,也與沉積物對(duì)重金屬的吸附能力,遷移能力有關(guān)。如汞無(wú)論以何種形式存在都有不同程度的揮發(fā)性,所以雖然汞的富集程度不高,但潛在的生態(tài)危害卻很大。海河流域汞的生態(tài)危害尤為突出,尤其以月牙河節(jié)制閘最為嚴(yán)重。鋅的富集能力很強(qiáng),且顆粒物對(duì)鋅的吸附能力較強(qiáng),共同沉淀到沉積物中,具有較高的穩(wěn)定性,所以其潛在的生態(tài)危害最小。雖然所分析的6種元素的潛在生態(tài)危害都較小,但汞和鎘相對(duì)其他元素較高,應(yīng)作為治理重點(diǎn)。

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篇8

關(guān)鍵詞:土壤;重金屬污染;危害;防治

引言

由于人類(lèi)活動(dòng)致使土壤中的微量金屬元素超過(guò)土壤環(huán)境質(zhì)量的標(biāo)準(zhǔn)值或土壤背景值的上限值[1],導(dǎo)致生態(tài)環(huán)境質(zhì)量下降和土壤環(huán)境惡化,從而對(duì)人體健康、其他生物、水體噪聲危害的現(xiàn)象[2],稱(chēng)之為土壤重金屬污染。2013年年底中國(guó)國(guó)土資源部副部長(zhǎng)王世元在土地調(diào)查新聞會(huì)上指出,中國(guó)內(nèi)地中重度污染耕地大約為5000萬(wàn)畝;宋偉等對(duì)全國(guó)138個(gè)典型區(qū)域土壤污染案例的分析表明,我國(guó)耕地土壤重金屬污染的比重占耕地總量的1/6左右[3-5],造成國(guó)家經(jīng)濟(jì)效益的損失達(dá)200億左右,可見(jiàn)我國(guó)土壤重金屬污染形勢(shì)并不樂(lè)觀。文章結(jié)合我國(guó)土壤污染的現(xiàn)狀,系統(tǒng)的提出防治措施,為今后土壤修復(fù)、治理等工作提供參考性建議。

1 我國(guó)土壤重金屬污染現(xiàn)狀

1.1 土壤重金屬污染成因

土壤中的重金屬元素主要指的是汞(Hg)、鎘(Cd)、鉛(Pb)、鉻(Cr)、鋅(Zn)、銅(Cu)、鎳(Ni)、砷(As)、銻(Sb)和鉍(Bi)這十種元素。影響土壤中重金屬元素含量發(fā)生變化的原因有兩個(gè):一方面是在自然環(huán)境的作用,成土母質(zhì)風(fēng)化過(guò)程中自然積累的含量(本底值),之后在風(fēng)、水等外力作用,經(jīng)過(guò)物理和化學(xué)過(guò)程而改變其含量;另一方面,也是影響最大的方面,就是人類(lèi)活動(dòng),隨著工業(yè)化、城市化的發(fā)展,化學(xué)工業(yè)制造、金屬礦山開(kāi)采、生活廢水排放、農(nóng)藥化肥不科學(xué)施用及污水灌溉等是重金屬污染的主要來(lái)源途徑。

1.2 土壤重金屬污染的特點(diǎn)

隱蔽性:土壤污染需要人為對(duì)土樣進(jìn)行采集,檢測(cè)并分析才能夠得出是否存在隱患;不可逆性:重金屬對(duì)土壤的污染基本上是一個(gè)不可逆轉(zhuǎn)的過(guò)程,受污染的土壤可能需要花費(fèi)上百年的時(shí)間才能夠慢慢消除;長(zhǎng)期性:將重金屬存于土壤中,往往是呈垂直遞減分布;難治理性:土壤污染需要通過(guò)物理、化學(xué)、生物等各種修復(fù)方法進(jìn)行綜合治理,才能達(dá)到比較好的治理效果。

1.3 土壤重金屬污染的危害

土壤中的重金屬雖然能夠被作物自身吸收,但這并不會(huì)影響到作物的生長(zhǎng)和發(fā)育,但經(jīng)過(guò)食物鏈的富集作用,進(jìn)入人體對(duì)人體健康存在極大的威脅;我國(guó)本來(lái)土地利用資源緊張,加之現(xiàn)在又受污染,使原有的形勢(shì)更加緊迫,更威脅了子孫后代的生存;由于土壤污染具有長(zhǎng)期性和不可逆轉(zhuǎn)性,嚴(yán)重危及農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展和國(guó)民經(jīng)濟(jì)水平的持續(xù)增長(zhǎng)。

2 土壤重金屬污染的防治措施

要想對(duì)土壤重金屬污染得到有效的修復(fù),應(yīng)從兩個(gè)方面入手,一是預(yù)防,采取各種政策措施、制定法律法規(guī)切斷污染源;二是治理,面對(duì)已經(jīng)存在重金屬污染的土壤,采用科學(xué)友好環(huán)境的方法綜合治理。

2.1 土壤重金屬污染的預(yù)防措施

2.1.1 加大環(huán)境監(jiān)管和治理力度。首先政府部門(mén)應(yīng)該組織相關(guān)科研單位和技術(shù)人員篩選出有助于治理環(huán)境的修復(fù)技術(shù),選擇具有代表性的污染地進(jìn)行修復(fù)技術(shù)的應(yīng)用,為治理更大范圍的重金屬污染區(qū)積累經(jīng)驗(yàn);其次監(jiān)督部門(mén)應(yīng)加大環(huán)境監(jiān)管力度,從污染源入手,杜絕重金屬對(duì)土壤產(chǎn)生污染,嚴(yán)格控制城市生產(chǎn)生活廢水直接進(jìn)入農(nóng)田,杜絕污水灌溉農(nóng)田;再者加強(qiáng)農(nóng)業(yè)環(huán)境的監(jiān)測(cè),尤其是土壤污水灌溉區(qū)的動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè),充分了解土壤中金屬成分、含量的變化,做好預(yù)防工作。

2.1.2 倡導(dǎo)科學(xué)的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)種植。農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中的主體就是農(nóng)民,他們對(duì)一方土地進(jìn)行管理與規(guī)劃。政府部門(mén)應(yīng)該積極引導(dǎo)農(nóng)業(yè)管理者科學(xué)的管理農(nóng)藥、化肥及除草劑等農(nóng)用化學(xué)品。提倡有機(jī)化肥與無(wú)機(jī)化肥的并施,同時(shí)采取積極的預(yù)防措施,不僅能夠有效減小土壤污染,還能夠促使作物茁壯成長(zhǎng)。大力發(fā)展低毒、高效、環(huán)境友好型的農(nóng)藥,嚴(yán)格控制農(nóng)藥的使用量、使用次數(shù)及使用時(shí)間,杜絕高殘留高重金屬農(nóng)藥的使用,因此發(fā)揮農(nóng)藥的積極作用。倡導(dǎo)地膜使用后,要積極及時(shí)的回收,防止其殘留對(duì)土壤造成進(jìn)一步的污染。

2.2 土壤重金屬污染的治理措施

2.2.1 土壤物理修復(fù)技術(shù)。土壤物理修復(fù)技術(shù)主要是根據(jù)土壤自身理化性質(zhì)及重金屬性質(zhì),通過(guò)物理方法治理土壤中的重金屬污染。最常見(jiàn)的方法,第一種就是客土、換土、深耕翻土,但是需要耗費(fèi)較大的人力、物力及財(cái)力,并沒(méi)有從根本實(shí)現(xiàn)重金屬污染的治理;第二種是電動(dòng)修復(fù)法,其利用電池原理,在電場(chǎng)作用下重金屬離子開(kāi)始遷移,使重金屬離子富集到電極處在土壤表層就得以去除;第三種是固定/穩(wěn)定化修復(fù),常用來(lái)清除無(wú)機(jī)污染物質(zhì),使用成本低、設(shè)備易移動(dòng)、穩(wěn)定性強(qiáng),但是因?yàn)樵S多技術(shù)的聯(lián)合應(yīng)用可能會(huì)致使土壤污染面積增大。

2.2.2 土壤化學(xué)修復(fù)技術(shù)?;瘜W(xué)修復(fù)是將修復(fù)劑加入到污染物,其發(fā)生一定化學(xué)反應(yīng),實(shí)現(xiàn)土壤的毒性被去除或降低的效果?;瘜W(xué)修復(fù)法有很多如土壤淋法、原位化學(xué)氧化修復(fù)技術(shù)、溶劑浸提法等。土壤淋洗能夠用于大面積的輕質(zhì)土和砂質(zhì)土重金屬污染治理,但是對(duì)于滲透系數(shù)較低的效果不好,也會(huì)造成植物必需營(yíng)養(yǎng)元素的缺失;原位化學(xué)氧化修復(fù)技術(shù)是利用化學(xué)氧化劑(雙氧水、高錳酸鉀等)與污染物發(fā)生氧化反應(yīng),迫使污染物濃度降低,但是其不利影響就是可能產(chǎn)生氣體,有毒副產(chǎn)物。

2.2.3 土壤生物修復(fù)技術(shù)。土壤生物修復(fù)技術(shù)是利用生物的生命代謝活動(dòng)減少土壤環(huán)境有毒有害物的濃度,治理過(guò)程中花費(fèi)成本較低、管理技術(shù)簡(jiǎn)單。生物修復(fù)技術(shù)包括微生物修復(fù)、植物修復(fù)及動(dòng)物修復(fù)。近年來(lái)主要放在動(dòng)物修復(fù)的研究上,對(duì)土壤動(dòng)物蚯蚓進(jìn)行了相關(guān)研究[6],蚯蚓對(duì)重金屬有一定忍耐和富集能力,通過(guò)不斷吞食有機(jī)質(zhì)土壤,經(jīng)過(guò)其自身酶系統(tǒng)的作用,產(chǎn)生利于土壤環(huán)境的有機(jī)無(wú)機(jī)復(fù)合肥,促進(jìn)了土壤重金屬形態(tài)的轉(zhuǎn)化,加速了土壤養(yǎng)分的循環(huán)。

2.2.4 農(nóng)業(yè)修復(fù)技術(shù)。農(nóng)業(yè)修復(fù)技術(shù)指的是改變耕作制度或利用農(nóng)藝措施調(diào)節(jié)重金屬對(duì)土壤的危害。改變耕作運(yùn)行模式需要根據(jù)當(dāng)?shù)氐木唧w情況,選擇能夠抵抗土壤污染的作物或植被。利用合理的農(nóng)業(yè)措施進(jìn)行修復(fù),主要是通過(guò)合理的深耕措施及增施有機(jī)肥調(diào)節(jié)土壤的理化性質(zhì),從而調(diào)控污染物所處的污染環(huán)境。

3 結(jié)束語(yǔ)

土壤重金屬污染的防治是環(huán)境監(jiān)測(cè)的重要任務(wù),是保障我國(guó)廣大人民群眾身體健康的根本,是促進(jìn)國(guó)家經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展的主要推力。采取科學(xué)有效的土壤污染防治措施,能夠有效改善土壤結(jié)構(gòu),提高土壤肥力,降低土壤環(huán)境的污染。在未來(lái)的環(huán)境監(jiān)測(cè)和農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中,政府和人民更應(yīng)該攜起手,愛(ài)護(hù)我們共有的生存土地,讓重金屬污染事件不再發(fā)生,遠(yuǎn)離人民群眾,實(shí)現(xiàn)環(huán)境友好型的生存環(huán)境。

參考文獻(xiàn)

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篇9

關(guān)鍵詞:水體;重金屬污染;毒理作用;人體健康

作者簡(jiǎn)介:于曉莉(1973―),女,河南鄭州人,工程師,主要從事環(huán)境監(jiān)測(cè)工作。

中圖分類(lèi)號(hào):X701

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A

文章編號(hào):16749944(2011)10012304

1 引言

水體是人類(lèi)賴(lài)以生存的主要自然資源之一,又是人類(lèi)生態(tài)環(huán)境的重要組成部分,也是地球物質(zhì)生物化學(xué)循環(huán)的儲(chǔ)庫(kù)。由于人類(lèi)活動(dòng)的影響,進(jìn)入水體環(huán)境中的污染物越來(lái)越多,這些污染物給環(huán)境和人體健康造成了許多問(wèn)題。多年來(lái)人們非常關(guān)注水體富營(yíng)養(yǎng)化問(wèn)題,因?yàn)槠浜暧^破壞性能引起人們的注意,而水體重金屬污染問(wèn)題人們重視程度相對(duì)不夠,近年研究證明甲基汞是水俁病致病因,鎘是骨痛病致病因。同時(shí)隨著采礦、冶煉、化工、電鍍、電子、制革等行業(yè)的發(fā)展,以及民用固體廢棄物不合理填埋和堆放,重金屬污染物事故性排放以及大量化肥、農(nóng)藥的施用,使得各種重金屬污染物進(jìn)入水體。重金屬污染物難以治理,它們?cè)谒w中具有相當(dāng)高的穩(wěn)定性和難降解性,在水體中積累到一定的限度就會(huì)對(duì)水體、水生植物及水生動(dòng)物系統(tǒng)產(chǎn)生嚴(yán)重危害,并可通過(guò)食物鏈而在水產(chǎn)品體內(nèi)累積,最終作為食品進(jìn)入人體,影響人的健康,因此水體重金屬污染日益成為人們關(guān)注的焦點(diǎn)。

2 重金屬污染的來(lái)源和毒理作用

對(duì)人體健康構(gòu)成危害的重金屬絕大多數(shù)來(lái)自于工礦企業(yè)所排放的廢水,采礦、冶金、化工、電鍍等多種工業(yè)行業(yè)的生產(chǎn)廢水都含有重金屬,排放到水體引起水質(zhì)的污染,進(jìn)入水體的重金屬還會(huì)發(fā)生一系列的物理化學(xué)反應(yīng),諸如氧化、還原、沉淀與溶解、吸附與解析、絡(luò)合作用以及生物甲基化等,這主要取決于重金屬的性質(zhì)和水體的理化指標(biāo)。還有一部分就是城市道路上的機(jī)動(dòng)車(chē)尾氣污染,對(duì)人體健康構(gòu)成典型危害的是鉛污染。

進(jìn)入大氣、水體和土壤的重金屬均可以通過(guò)呼吸道、消化道、皮膚3種途徑侵入人體,進(jìn)入體內(nèi)的重金屬借助體內(nèi)某些有機(jī)成分可結(jié)合成金屬絡(luò)合物或金屬螯合物,對(duì)人體的各個(gè)發(fā)育階段都會(huì)產(chǎn)生影響,尤其對(duì)母嬰的毒害更為明顯。機(jī)體內(nèi)可以同重金屬發(fā)生反應(yīng)的物質(zhì)不少,如蛋白質(zhì)(氨基酸)、核酸等;兒茶酚胺、維生素、激素等微量活性物質(zhì)和含氧脂肪酸、磷酸等也能與重金屬發(fā)生作用,使上述物質(zhì)喪失或改變了原來(lái)的生化功能而引起病變。

許多重金屬離子可因微生物甲基化作用而生成相應(yīng)的甲基化合物,此類(lèi)化合物多屬毒性很強(qiáng)的揮發(fā)性物質(zhì),極易通過(guò)呼吸道進(jìn)入人體,其中具有重要病理學(xué)意義的,當(dāng)首推甲基汞化合物。另有一些重金屬離子通過(guò)口腔、皮膚進(jìn)入體內(nèi)后,與人體某些酶的活性中心巰基(-SH)有著特別強(qiáng)的親和力,金屬離子極易取代巰基上的氫,從而使酶喪失其生物活性,即重金屬的致害作用就在于使生物酶失去活性。還有一些重金屬離子可以通過(guò)與酶的非活性部位相結(jié)合,從而改變活性部位的構(gòu)象,或與起輔酶作用的金屬離子置換,同樣能使生物酶的活性減弱甚至喪失。

2.1 汞污染的來(lái)源和毒理作用

2.1.1 汞污染的來(lái)源

汞是金屬中毒性較高的元素之一。以汞為原料的工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生的含汞廢水、廢氣和廢渣對(duì)環(huán)境的汞污染非常嚴(yán)重,此外煤及石油燃燒釋放出來(lái)的汞,含汞農(nóng)藥的廣泛運(yùn)用造成對(duì)大氣和土壤的污染。目前由于人類(lèi)活動(dòng)向大氣、水體和士壤中排放的總汞量,每年已超過(guò)2萬(wàn)t。

2.1.2 汞的毒理作用

(1)金屬汞。金屬汞常以蒸氣態(tài)污染大氣,可通過(guò)呼吸道進(jìn)入人體。職業(yè)性長(zhǎng)期吸入汞蒸氣可引起慢性汞中毒,其主要表現(xiàn)出體力減退、頭暈、頭痛、失眠、多夢(mèng)、記憶力減退等中樞神經(jīng)系統(tǒng)癥狀。

(2)無(wú)機(jī)汞化合物。在短期內(nèi)攝人大量無(wú)機(jī)汞鹽或誤食含汞物質(zhì),可引起急性汞中毒。

(3)有機(jī)汞化合物。有機(jī)汞化合物分為苯基汞和烷氧基汞。甲基汞屬于高神經(jīng)毒物質(zhì)。主要侵犯中樞神經(jīng)系統(tǒng),其慢性中毒癥狀出現(xiàn)順序一般為感覺(jué)障礙、運(yùn)動(dòng)失調(diào)、語(yǔ)言障礙、視野縮小、聽(tīng)力障礙。

2.2 鉛污染的來(lái)源和毒理作用

2.2.1 鉛污染的來(lái)源

鉛污染來(lái)源廣泛,主要來(lái)自汽車(chē)廢氣和冶煉、制造以及使用鉛制品的工礦企業(yè)。1969年日本東京因汽車(chē)尾氣污染空氣引起居民慢性鉛中毒,該事件發(fā)生后世界各國(guó)都十分重視環(huán)境鉛污染對(duì)人體健康的危害,明令禁止或限制在汽油中加入四乙基鉛。

2.2.2 鉛的毒理作用

(1)急性中毒。意外攝入大量鉛時(shí)可發(fā)生急性中毒。如含鉛餐具將大量鉛溶出進(jìn)人食物時(shí),食入后可引起中毒。幼兒啃嚼含鉛油漆的玩具和家具等也可產(chǎn)生中毒。服用過(guò)量的含鉛藥物同樣可引起中毒。

(2)慢性中毒。對(duì)于血液系統(tǒng),鉛能抑制血液中氨基乙酚丙酸脫氫酶和血紅素合成酶,血紅素合成受到抑制而出現(xiàn)貧血,面色蒼白(所謂“鉛容”)。對(duì)于神經(jīng)系統(tǒng),鉛中毒對(duì)中樞神經(jīng)系統(tǒng)的作用是引起鉛中毒性腦病。慢性鉛中毒時(shí)周?chē)窠?jīng)也出現(xiàn)病癥,最嚴(yán)重的典型癥狀是由撓神經(jīng)損害引起的百對(duì)稱(chēng)性腕下垂。此外是伸肌無(wú)力。多數(shù)中度和重度鉛中毒病例常見(jiàn)到四肢無(wú)力、兩手握力減退,少數(shù)可見(jiàn)局部性皮膚觸覺(jué)和痛覺(jué)減退等。對(duì)于消化系統(tǒng)其典型癥狀是腹絞痛。

(3)生殖毒性與致畸作用。鉛中毒工人外周血淋巴細(xì)胞染色單體畸變率增加。流行病學(xué)調(diào)查表明,鉛對(duì)苯并芘誘發(fā)工人肺癌可能有協(xié)同作用。環(huán)境鉛污染引起鉛中毒癥狀:慢性中毒多在局部地區(qū)發(fā)生。其中毒癥狀主要有神經(jīng)衰弱癥候群、中毒性多發(fā)性神經(jīng)炎、中毒性腦病、間質(zhì)性腎炎或腎萎縮以及心肌損傷等。

2.3 鎘污染的來(lái)源和毒理作用

2.3.1 鎘污染的來(lái)源

環(huán)境中鎘污染的最主要來(lái)源是有色金屬礦產(chǎn)開(kāi)發(fā)和冶煉排出廢氣、廢水和廢渣。煤和石油燃燒排出的煙氣。含鎘肥料的施用也是造成鎘污染的原因之一。此外,在電鍍、制造合金、焊料、顏料、電池、雷達(dá)、電視機(jī)熒光屏、半導(dǎo)體元件、照相材料、化肥、殺蟲(chóng)劑、塑料、槍械彈藥等生產(chǎn)中用做原料或催化劑,其在生產(chǎn)過(guò)程中可向環(huán)境排放出含鎘廢物。餐飲具和食品包裝也存在鎘污染。如在上釉的陶器中儲(chǔ)存食品,尤其酸性液體食品,可引起明顯的鎘污染。

2.3.2 鎘的毒理作用

日本神通川流域發(fā)生的骨痛病是由于神通川上游鋅礦冶煉排出的含鎘廢水污染了神通川,河水灌溉使鎘進(jìn)人稻田而被水稻吸收。鎘引起骨痛病的原因可能是由鎘對(duì)腎功能的損害使腎中維生素D的合成受到抑制,影響人體對(duì)鈣的吸收和成骨作用。同時(shí),鎘使骨膠原鏈上的羥脯氨酸不能氧化產(chǎn)生醛基,妨礙骨膠原的固化與成熟,從而導(dǎo)致骨骼軟化。鎘對(duì)胃腸粘膜有刺激作用,故口服鎘化物可引起嘔吐、腹瀉、休克和腎功能障礙,人在生產(chǎn)活動(dòng)中吸人大量的鎘煙塵和蒸氣也可引起急性中毒。

2.4 鉻污染的來(lái)源和毒理作用

2.4.1 鉻污染的來(lái)源

電鍍、皮革、制藥、研磨劑、防腐劑、顏料以及合成催化等方面鉻有廣泛的用途,生產(chǎn)中均可產(chǎn)生含鉻三廢。在生產(chǎn)中含鉻廢渣的堆放也是一個(gè)重要污染來(lái)源,含鉻廢渣任意堆放,雨水沖淋,大量鉻溶滲和流失,污染環(huán)境。

2.4.2 鉻的毒理作用

(1)急性毒性。鉻對(duì)局部有刺激、腐蝕作用,也可導(dǎo)致呼吸障礙。鉻對(duì)皮膚的急性毒性表現(xiàn)為鉻對(duì)皮膚的刺激和腐蝕作用所引起的急性皮膚糜爛及變態(tài)反應(yīng)皮膚炎。

(2)亞急性慢性毒性。鉻對(duì)人的慢性毒性作用,鉻經(jīng)呼吸道侵入,可引起鼻炎、咽炎、支氣管炎等。皮膚長(zhǎng)期接觸鉻化合物可引起接觸性皮炎或濕疹,多見(jiàn)于手背、腕、前臂等部位的紅斑、丘疹。對(duì)鉻過(guò)敏者,也見(jiàn)于非接觸部位。鉻還可引起皮膚潰瘍,又稱(chēng)“鉻瘡”。潰瘍可深達(dá)骨骼,愈合緩慢,愈合后可形成瘸痕或色素沉著。鉻酸霧還對(duì)眼結(jié)膜有刺激作用;可引起流淚;可刺激口腔、咽喉,可引起咽后壁干燥以致出現(xiàn)淡黃色小潰瘍等。長(zhǎng)期接觸鉻鹽粉塵或鉻酸霧,除損害皮膚外,還產(chǎn)生全身性影響。

(3)致癌變、致畸變、致突變作用。六價(jià)鉻和三價(jià)鉻均有致癌作用。目前世界公認(rèn)某些鉻化合物可致肺癌,稱(chēng)為鉻癌。

2.5 砷污染的來(lái)源和毒理作用

2.5.1 砷污染的來(lái)源

采礦、金屬冶煉、煤炭燃燒、含砷工業(yè)品(如陶瓷、制革、玻璃等)和含砷農(nóng)藥的各種砷化合物以粉塵、煙塵、廢氣和廢水等形式污染環(huán)境。

2.5.2 砷的毒理作用

(1)急性中毒。急性砷中毒較常見(jiàn),如誤食砷污染的食品、誤飲砷污染的飲料或誤服含砷農(nóng)藥等。

(2)慢性中毒。長(zhǎng)期持續(xù)攝入低劑量的砷化合物,尤其是吸入砷化合物粉塵者,經(jīng)過(guò)數(shù)月乃至數(shù)年、十幾年的砷蓄積而發(fā)生疾病,砷慢性中毒的某些癥狀是其特有的,但大部分癥狀是非特異性的,所以慢性砷中毒常常被忽略。在一定意義上,尿、頭發(fā)、指甲中的砷含量可指示砷中毒和體內(nèi)砷含量。

3 水體重金屬污染研究現(xiàn)狀

3.1 水體中重金屬存在形態(tài)及毒性研究

水體中不同形態(tài)的重金屬污染物對(duì)水體環(huán)境的危害程度有很大的差異,開(kāi)展水體中重金屬存在形態(tài)的研究,對(duì)于有效防治和治理水體重金屬污染物具有非常重要的意義。目前人們已經(jīng)對(duì)許多不同形態(tài)重金屬污染物的毒性做了大量研究,獲得了大量實(shí)驗(yàn)結(jié)果。例如人們經(jīng)過(guò)研究發(fā)現(xiàn)水體中重金屬污染物Cr6+對(duì)水生動(dòng)植物的毒性要遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于Cr3+的毒性。Wageman和Barica在研究Cu對(duì)藻類(lèi)的毒性時(shí)發(fā)現(xiàn):Cu 的毒性主要由Cu2+、[CuOH+]和Cu(OH)2引起[1]。劉清等[2]從離子形態(tài)角度出發(fā),同時(shí)考慮游離和羥基絡(luò)合態(tài)的毒性,以及它們之間的毒性差異,通過(guò)數(shù)學(xué)方法擬合定義出活性態(tài)銅離子濃度,較好地反映了水體中銅的毒性。另外人們已經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)有機(jī)汞(如甲基汞)等物質(zhì)有非常大的危害性。例如1953~1961年期間影響日本南部水俁灣周?chē)鷿O民的神經(jīng)性疾病――水俁病就是由水體中的甲基汞引發(fā)的。

3.2 水體重金屬污染物的生物學(xué)效應(yīng)研究

重金屬對(duì)水體微生物和植物的生物學(xué)效應(yīng)研究很早就已經(jīng)廣泛展開(kāi),Kaplan等[3]研究表明,當(dāng)重金屬Cu進(jìn)入細(xì)胞體內(nèi)后,會(huì)發(fā)生諸如氧化、引入甲醛等變化,這些變化都會(huì)破壞葉綠體等胞內(nèi)器官,直接影響藻類(lèi)細(xì)胞的光合、呼吸作用和酶的活性,并抑制藻類(lèi)的生長(zhǎng)。閻海等[4]通過(guò)實(shí)驗(yàn)證明,Zn、Cu和Mn能抑制月形藻的生長(zhǎng),3者的毒性大小順序?yàn)閆n>Cu>Mn。谷巍等[5]發(fā)現(xiàn),在相同處理?xiàng)l件下,Hg2+的毒性要比Cd2+強(qiáng),Hg2+對(duì)輪葉狐尾藻的致死濃度為1~2 mg/L,Cd2+的致死濃度為3~5mg/L。戴家銀[6]研究指出,重金屬Cu和Zn對(duì)真綢幼魚(yú)組織酶活性產(chǎn)生影響。Weir和Hine[7]報(bào)導(dǎo)了在含0.003g/L汞的水中,即可以檢測(cè)到汞對(duì)金魚(yú)的毒性效應(yīng)。Skerfivin等[8]研究發(fā)現(xiàn),凡是以含甲基汞的魚(yú)為食的人們,他們的染色體斷裂與汞在人體內(nèi)的含量具明顯相關(guān)性。水體中重金屬濃度增加以后,將對(duì)魚(yú)類(lèi)和水生浮游生物產(chǎn)生嚴(yán)重影響。Mcintosh和Kevern[9]研究發(fā)現(xiàn),當(dāng)水體中的重金屬銅的濃度達(dá)到3g/L 時(shí),水體中的枝角目蟲(chóng)和輪蟲(chóng)的數(shù)量就開(kāi)始減少。Maxfield等[10]研究指出,河水中重金屬含量的增加也導(dǎo)致魚(yú)和獵鳥(niǎo)發(fā)生中毒現(xiàn)象。目前人們已經(jīng)認(rèn)識(shí)到,水體重金屬污染物的生物學(xué)效應(yīng)是多種多樣的。

3.3 水體重金屬污染物污染指示研究

該方面的研究包括兩個(gè)基本內(nèi)容,一是水體受到重金屬污染指示研究;二是重金屬造成水體污染程度大小的指示研究。人們習(xí)慣以重金屬污染物在水體中的絕對(duì)含量多少表示水體受重金屬污染的程度,目前越來(lái)越多的人建議使用一些植物和水體微生物數(shù)量及活性變化特征作為重金屬對(duì)水體造成污染大小的指示[11,12]。Navrot等[11]研究表明,生物體組織中的Cr、Cu、Hg、Ni和Zn的濃度可以用來(lái)監(jiān)測(cè)這些重金屬元素在水中的含量。Haug等[12]利用海草中重金屬元素的濃度對(duì)挪威海峽水中的重金屬污染進(jìn)行了比較科學(xué)地評(píng)估。

4 重金屬污染對(duì)人體健康的影響

4.1 重金屬對(duì)人體的毒害程度

(1)與其濃度有關(guān)。重金屬在人體內(nèi)總蓄積量未超過(guò)其閾值時(shí),即使長(zhǎng)期存在也不會(huì)產(chǎn)生危害。如對(duì)甲基汞敏感人群而言,只有體內(nèi)蓄積達(dá)90mg時(shí)才出現(xiàn)發(fā)音障礙,而到170mg時(shí)則聽(tīng)覺(jué)喪失。

(2)與其化學(xué)形態(tài)有關(guān)。主要原因在于人體各器官對(duì)不同形態(tài)的重金屬蓄積量不同,無(wú)機(jī)汞(HgCl2)導(dǎo)致腎損傷與肝損害,而有機(jī)汞CH3Hg+、(CH3)2Hg則能產(chǎn)生特異性的腦神經(jīng)障礙,這就是因?yàn)榧谆自谀X中蓄積,而無(wú)機(jī)汞在腦中的蓄積甚微。

(3)與其侵入途徑有關(guān)。經(jīng)口腔誤食金屬汞后,消化道的吸收量微乎其微,故其毒性甚小;若經(jīng)呼吸道吸入汞蒸汽時(shí),因肺泡可吸收相當(dāng)多的汞蒸汽,故汞蒸汽呈強(qiáng)烈的毒性。

(4)與其半衰期有關(guān)。重金屬在機(jī)體內(nèi)的生物半衰期的長(zhǎng)短也影響到對(duì)人體危害程度的不同,半衰期長(zhǎng)就意味著在體內(nèi)的殘留時(shí)間長(zhǎng),濃度增高快,容易達(dá)到閾值濃度而顯現(xiàn)出毒性。

(5)取決于重金屬間的相互作用。重金屬之間既有累加作用,也有拮抗作用,還有相乘作用,若聯(lián)合作用產(chǎn)生的總效應(yīng)等于單獨(dú)效應(yīng)之和時(shí)稱(chēng)為累加作用,小于單獨(dú)效應(yīng)之和時(shí)稱(chēng)為拮抗作用,大于單獨(dú)效應(yīng)之和時(shí)稱(chēng)為相乘作用。

4.2 微量重金屬元素與人體健康的關(guān)系

微量重金屬元素與人體生命過(guò)程有著密切關(guān)系。雖然在體內(nèi)的含量非常微小。但生理功能獨(dú)特。能夠調(diào)節(jié)肌體內(nèi)的生物酶活動(dòng)。促進(jìn)宏量元素在體內(nèi)的運(yùn)輸。參與激素的合成等。在新陳代謝中起著十分重要的作用。

研究表明,通過(guò)這些微量重金屬元素相互影響,相互作用。參與體內(nèi)多種酶的合成。能增強(qiáng)機(jī)體的防御功能,提高免疫力,減少疾病。研究發(fā)現(xiàn):銅離子在膠原蛋白和彈力蛋白的合成中起著重要作用,它多以銅藍(lán)蛋白的形式存在。妊娠婦女如銅不足,則羊膜和毛膜發(fā)育不良,胎膜脆性增加,彈力下降,導(dǎo)致胎膜在孕期不能夠承受日漸增大的壓力而破裂,對(duì)母子造成不利影響;糖尿病人體內(nèi)重金屬元素釩和鉻處于缺乏狀態(tài)。釩和鉻均具有胰島素樣作用。

4.3 重金屬污染對(duì)人體健康的影響

過(guò)量的重金屬大多都能抑制生物酶的活性,破壞正常的生物化學(xué)反應(yīng)。重金屬通過(guò)空氣、水、食物等渠道進(jìn)入體內(nèi)。進(jìn)入人體的重金屬不再以離子形式存在。而是與體內(nèi)有機(jī)成分結(jié)合成金屬絡(luò)合物或金屬螯合物,從而對(duì)人體產(chǎn)生危害。機(jī)體內(nèi)的蛋白質(zhì)、核糖能與重金屬反應(yīng),維生素、激素等也能與重金屬反應(yīng)。由于產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)使上述物質(zhì)喪失或改變了原來(lái)的生理化學(xué)功能而產(chǎn)生病變。另外重金屬還可能通過(guò)與酶的非活性部位結(jié)合而改變活性部位的構(gòu)象。或與起輔酶作用的金屬發(fā)生置換反應(yīng),致使酶的活性減弱甚至喪失,從而表現(xiàn)出毒性。

試驗(yàn)證明銅具有抗生育作用,釩及其化合物也有一定的生殖毒性,尤其是造成男性的性腺毒性而影響生殖能力。鉛對(duì)親代生殖生理和生殖器官的功能也具有極大危害。因此,銅、鉛、鉻等重金屬是造成人類(lèi)生殖障礙的重要致病因子之一[14]。

5 結(jié)語(yǔ)

隨著現(xiàn)代社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,重金屬污染問(wèn)題日趨嚴(yán)重。重金屬污染,不同與其它類(lèi)型污染,具有隱蔽性、長(zhǎng)期性和不可逆轉(zhuǎn)性等特點(diǎn)。重金屬可直接對(duì)環(huán)境中的大氣、水、土壤造成污染,致使土壤肥力下降、資源退化、作物產(chǎn)量品質(zhì)降低,并且在土壤中不易被淋濾,不能被微生物分解,有些重金屬元素還可以在土壤中轉(zhuǎn)化為毒性更大的甲基化合物。在遭受污染的土壤中種植農(nóng)產(chǎn)品或是用遭受污染的地表水灌溉農(nóng)產(chǎn)品,能使農(nóng)產(chǎn)品吸收大量有毒、有害物質(zhì)。由此形成土壤―植物―動(dòng)物―人體之間的食物鏈,使其毒性不斷積累增大,危害人們的身體健康。

進(jìn)入大氣、水體和土壤等各種環(huán)境的重金屬,均可通過(guò)呼吸道、消化道和皮膚等各種途徑被人和動(dòng)物吸收。當(dāng)這些重金屬在人和動(dòng)物體內(nèi)積累到一定程度時(shí),即會(huì)直接影響動(dòng)物的生長(zhǎng)發(fā)育、生理生化機(jī)能,直至引起死亡。而且重金屬性質(zhì)以及環(huán)境條件的不同,影響和危害的程度也不同,因此重金屬的污染毒害作用復(fù)雜而且影響較大。

應(yīng)加強(qiáng)管理,堅(jiān)決杜絕工業(yè)“三廢”的排放,規(guī)劃城市垃圾的堆放,嚴(yán)格控制含有重金屬的化肥、農(nóng)藥的使用;提高全民素質(zhì)、增強(qiáng)環(huán)保意識(shí),只有人人都意識(shí)到其危害,從我做起、從一點(diǎn)一滴做起,才能從根本上消除污染源;推行清潔生產(chǎn)工藝,嚴(yán)格控制重金屬污染物的排放;注重重金屬污染的毒理研究,弄清其在大氣、水、土壤等環(huán)境中存在形態(tài)、遷移與轉(zhuǎn)化規(guī)律以及在環(huán)境、人和動(dòng)植物體內(nèi)的毒性作用,為防治污染和保護(hù)人體健康提供理論依據(jù)。

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Research Status of Heavy Metal Pollution in Waters and its Effects on Human Health

Yu Xiaoli1,Liu Qiang2

(1.Xinmi Encironmental Protection Bureau,Zhenzhou 452370,China;2.Zhengzhou Coal

Industry Design & Research Co.,Ltd.,Zhenzhou 450007,China)

篇10

盡快建立中藥中重金屬及有害元素的檢測(cè)方法與合理的限量標(biāo)準(zhǔn), 是保證中藥質(zhì)量與安全, 促進(jìn)中藥現(xiàn)代化的必經(jīng)階段。文章對(duì)中藥材中重金屬的來(lái)源、危害以及防治措施作了簡(jiǎn)單的概述,并對(duì)今后重金屬的研究方向進(jìn)行了展望。

【關(guān)鍵詞】 中藥材 重金屬 污染途徑 防治措施

中醫(yī)藥是中華民族的瑰寶,是我國(guó)人民對(duì)人類(lèi)健康的巨大貢獻(xiàn)。中藥材質(zhì)量的好壞,直接影響到患者的安全和療效。重金屬是中藥的重要污染物之一, 重金屬含量超標(biāo)是制約中藥企業(yè)向國(guó)際市場(chǎng)邁進(jìn)的一大重要因素,由于中藥重金屬含量的超標(biāo),致使中藥出口受到嚴(yán)重阻礙,這一問(wèn)題已經(jīng)越來(lái)越受到人們的關(guān)注和重視。目前世界各國(guó)對(duì)中藥材和中成藥中的重金屬的含量都提出了嚴(yán)格的要求,2005年版《中國(guó)藥典》亦增加了中藥材中鉛(Pb)、鎘(Cd)、砷(As)、汞(Hg)、銅(Cu) 5種有害元素的測(cè)定方法及限量標(biāo)準(zhǔn),這對(duì)于提高中藥材質(zhì)量, 維護(hù)傳統(tǒng)藥物在國(guó)際上的聲譽(yù), 使中藥走向世界, 造福人類(lèi)具有重要的意義[1]。

1 重金屬的來(lái)源與危害

1.1 主要污染途徑中藥重金屬的來(lái)源一方面與其生長(zhǎng)的環(huán)境條件有關(guān),如土壤、大氣、水、化肥、農(nóng)藥的施用,以及工業(yè)“三廢”對(duì)中藥材的直接污染和間接污染,另一方面與植物本身的遺傳特性,主動(dòng)吸收功能和對(duì)重金屬元素的富集能力有關(guān)[2]。另外,中藥材在采集、運(yùn)輸、加工成飲片以及制劑過(guò)程中的污染也是重金屬污染的一個(gè)重要途徑。

1.2 重金屬的危害重金屬是指相對(duì)原子量較大,密度大于5.0 g/cm3的金屬,約有45種,如銅、鉛、鋅、鐵、鎳、錳、鎘、汞等。砷雖不屬于重金屬,但因其來(lái)源以及危害都與重金屬相似,故通常列入重金屬類(lèi)進(jìn)行研究、討論。

微量的重金屬污染,可以通過(guò)生物鏈作用而產(chǎn)生富集。當(dāng)人因?yàn)轱嬘没蚴秤檬苤亟饘傥廴镜乃幬铮w內(nèi)重金屬含量過(guò)高時(shí),便會(huì)導(dǎo)致各種疾?。?]。如鎘中毒將造成肝、腎和骨的病變,導(dǎo)致貧血或神經(jīng)痛,早年日本流行的骨痛病,就是長(zhǎng)期食用“鎘米”造成的。它可抑制肝細(xì)胞線粒體氧化磷酸化過(guò)程,使組織代謝發(fā)生障礙,對(duì)人有致畸、致癌、致突變作用;鉛是對(duì)人體危害極大的一種重金屬,它對(duì)神經(jīng)系統(tǒng)、骨骼造血功能、消化系統(tǒng)、男性生殖系統(tǒng)等均有危害。特別是大腦處于神經(jīng)系統(tǒng)敏感期的兒童,對(duì)鉛有特殊的敏感性。研究表明兒童的智力低下發(fā)病率隨鉛污染程度的加大而升高;As和Hg也必須在食物及藥品中進(jìn)行控制,砷對(duì)細(xì)胞中的巰基有很大親和力,與人體內(nèi)含巰基的酶結(jié)合,從而使酶失活,引起廣泛的神經(jīng)系統(tǒng)病變等;金屬汞中毒常以汞蒸氣的形式引起。由于汞蒸氣具有高度的擴(kuò)散性和較大的脂溶性,通過(guò)呼吸道進(jìn)入肺泡,經(jīng)血液循環(huán)運(yùn)至全身。血液中的金屬汞進(jìn)入腦組織后,被氧化成汞離子,逐漸在腦組織中積累,達(dá)到一定的量,就會(huì)對(duì)腦組織造成損害。另外一部分汞離子則轉(zhuǎn)移到腎臟。另外,一些對(duì)人體必需的微量元素,如銅、鐵、鋅等,它們?cè)隗w內(nèi)蓄積到一定量或價(jià)態(tài)改變時(shí)也具有很強(qiáng)的毒性,如較高濃度的銅具有溶血作用,能引起肝、腎良性壞死。

2 中藥重金屬污染的防治措施

2.1 合理選擇種植基地在選擇中藥材規(guī)范化種植基地時(shí)應(yīng)尊重中藥材產(chǎn)區(qū)形成的歷史,在此基礎(chǔ)上對(duì)種植基地的土壤環(huán)境、水質(zhì)進(jìn)行監(jiān)測(cè)和分析,土壤應(yīng)符合國(guó)家二級(jí)以上標(biāo)準(zhǔn)的要求。大氣、水質(zhì)檢測(cè)結(jié)果應(yīng)符合“大氣環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)”“農(nóng)田灌溉用水質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)”等[4]。盡量使用道地產(chǎn)區(qū)作為某中藥材的特定區(qū),并積極面對(duì)可能存在的道地產(chǎn)區(qū)重金屬元素超標(biāo)問(wèn)題。

2.2 開(kāi)展有關(guān)中藥材特性方面的研究通過(guò)對(duì)中藥材及其生長(zhǎng)環(huán)境的有關(guān)生物學(xué)和酶學(xué)研究可以更好地了解不同中藥材的特性,為科學(xué)管理中藥材基地土壤環(huán)境和生產(chǎn)質(zhì)量控制提供依據(jù)。

2.3 治理土壤中的重金屬污染土壤為植物的生長(zhǎng)提供礦質(zhì)營(yíng)養(yǎng)和有機(jī)營(yíng)養(yǎng)。土壤中的礦質(zhì)營(yíng)養(yǎng)是巖石經(jīng)過(guò)長(zhǎng)時(shí)間的風(fēng)化形成的,加上數(shù)百萬(wàn)年的地殼運(yùn)動(dòng)、火山爆發(fā)逐漸沉積地面,并不斷地隨自然環(huán)境遷移運(yùn)動(dòng)[5]。土壤重金屬污染是由于污泥的施用及污水灌溉所含有害物質(zhì)超標(biāo)造成的。土壤中的重金屬污染物由于無(wú)機(jī)及有機(jī)膠體對(duì)陽(yáng)離子的吸附、交換、絡(luò)合及生物作用的結(jié)果,大部分被固定在耕作層中,一般很少遷移至40 cm 以下[6]。

植物在滿(mǎn)足自身所需元素的同時(shí),對(duì)土壤中的富集元素也會(huì)有非選擇性吸收,這種吸收取決于土壤中某一元素的含量和物理化學(xué)性質(zhì),以及相應(yīng)的土壤、溫度等自然因素,從而造成中藥中可能含有不同的重金屬。

中藥材生產(chǎn)最基本的因素是土壤,土壤不受污染是保證中藥材產(chǎn)量和質(zhì)量的重要途徑。目前,治理土壤重金屬污染的途徑主要有兩種:一是改變重金屬在土壤中的存在形態(tài),使其相對(duì)穩(wěn)定,降低其在環(huán)境中的遷移性和生物可利用性;二是從土壤中去除重金屬。圍繞這兩種治理途徑,科學(xué)家們提出了物理、化學(xué)、生物等各種方法,但大多數(shù)還只是停留在實(shí)驗(yàn)室階段,適用于較小面積的污染治理,而且需要花費(fèi)大量的人力、物力和財(cái)力,對(duì)大面積的中藥材種植基地而言實(shí)用性不大。

2.3.1 施用改良劑[7]使用改良劑以降低重金屬的活性,或降低其水溶性、擴(kuò)散性和生物有效性,從而降低重金屬進(jìn)入生物體的能力。如在受污染的土壤中加入某些酸、堿、還原性物質(zhì),使重金屬生成沉淀,或利用拮抗作用的原理降低植物對(duì)某種污染物的吸收,從而保證中藥材的生產(chǎn)質(zhì)量。

2.3.2 生物修復(fù)技術(shù)[8]生物修復(fù)技術(shù)是利用某些特定的動(dòng)植物和微生物具有能夠較快地吸走或降解土壤中的重金屬污染物的能力而達(dá)到凈化土壤的目的。它包括微生物修復(fù)技術(shù),植物修復(fù)技術(shù)和基因工程技術(shù),這些技術(shù)在中藥材規(guī)范化種植研究上有很大的應(yīng)用發(fā)展空間。

2.4 建立科學(xué)的栽培、采收及加工方法,對(duì)中藥材實(shí)施規(guī)范化種植在GAP實(shí)施過(guò)程中,應(yīng)對(duì)育種、栽培方式、化肥農(nóng)藥施用及采收加工等各環(huán)節(jié)可能出現(xiàn)的重金屬污染進(jìn)行防治,同時(shí)應(yīng)結(jié)合SOP的建立,使各項(xiàng)工作規(guī)范化[9]。

2.4.1 育種研究選育抗御對(duì)重金屬吸收的藥材株系和變異品種,進(jìn)行推廣。研究發(fā)現(xiàn), 在同一地塊中生長(zhǎng)出的藥材, 其重金屬含量在植株間有差異,預(yù)示了小環(huán)境的差異或者植株遺傳上的個(gè)體差異可能改變藥材重金屬的含量,從而可從中選育抗御對(duì)重金屬吸收的藥材株系,培育抗重金屬的優(yōu)良品種。

2.4.2 栽培技術(shù)用先進(jìn)的栽培措施, 如客土育苗、分段栽培、生長(zhǎng)激素調(diào)控、加快生長(zhǎng)速度等, 在種植前期減少重金屬的吸收[10]。

2.4.3 控制和減少農(nóng)藥及化肥的使用科學(xué)合理施用農(nóng)藥,應(yīng)盡量施用生物農(nóng)藥,或采用生物防治、農(nóng)業(yè)綜合防治等技術(shù)防治藥用植物病蟲(chóng)害,選擇相鄰作物病蟲(chóng)害較輕的區(qū)域種植中藥材。中藥材施肥原則應(yīng)以農(nóng)家肥為主,盡量減少化肥的施用,同時(shí)加強(qiáng)中藥材專(zhuān)用肥的研究及推廣應(yīng)用,控制因施肥造成的重金屬元素的富集,尤其要注重出口創(chuàng)匯藥材施肥技術(shù)的改進(jìn)[11]。

2.4.4 采收加工對(duì)于中藥材的加工、運(yùn)輸?shù)拳h(huán)節(jié), 要嚴(yán)格重金屬含量控制, 及早監(jiān)測(cè)控制質(zhì)量。對(duì)于根莖類(lèi)藥材,在采收加工時(shí)應(yīng)注意其泥沙的去除。另外還要注意,在炮制過(guò)程中減少器具、輔料等的污染,也能有效防止藥材中重金屬的污染[12]。

2.5 改善中藥材倉(cāng)貯條件禁止使用重金屬制品倉(cāng)貯熏蒸劑,改革中藥材加工、炮制技術(shù),改進(jìn)傳統(tǒng)包裝,在精加工的基礎(chǔ)上采用新型的包裝方法和技術(shù),最大限度的控制重金屬污染的發(fā)生。

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2.6 改變制劑工藝運(yùn)用中藥材凈化技術(shù),在制劑中采用超聲波、膜分離、大孔吸附樹(shù)脂等新工藝,可大大降低提取物中的重金屬含量[13];或選擇澄清劑沉淀中藥水提液中的金屬元素,如殼聚糖具有絮凝作用,可用于精制中藥水提液,程紅霞等[14]研究了殼聚糖在不同條件下對(duì)中藥水提液中的銅、鎘、鉛等主要重金屬殘留的吸附特性,用于去除中藥水提液中重金屬殘留,效果很好,為今后大規(guī)模的工業(yè)利用奠定了一定的理論和數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。也有學(xué)者[15]利用超臨界流體萃取技術(shù),消除重金屬的污染、除去重金屬雜質(zhì)以及用于重金屬的含量檢測(cè)。張暉芬等根據(jù)“以二乙基二硫代氨基甲酸鈉為絡(luò)合劑,利用超臨界CO2,從濾紙或沉積物等中萃取金屬離子”的技術(shù)提示,利用超臨界CO2 萃取技術(shù)凈化藥材中重金屬,獲得了重金屬低含量的中藥材,而藥材中的有效成分的相對(duì)含量變化不顯著,具有較高的開(kāi)發(fā)價(jià)值;張華等[16]用聚苯乙烯基螯合纖維與石墨爐原子吸收分光光度測(cè)定法結(jié)合,亦成功應(yīng)用于去除和檢測(cè)中藥中重金屬離子。

3 展望

隨著中藥現(xiàn)代化進(jìn)程的加速,迫切需要解決涉及中藥質(zhì)量的一系列問(wèn)題,開(kāi)展中藥材重金屬研究更是適應(yīng)國(guó)際國(guó)內(nèi)形勢(shì)的需要和中醫(yī)藥發(fā)展的要求。全面推行GAP并實(shí)施認(rèn)證, 是生產(chǎn)綠色中藥材的關(guān)鍵。建立綠色中藥材生產(chǎn)基地產(chǎn)地應(yīng)選擇空氣清新、水質(zhì)純凈、土壤未受污染, 具有良好農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境的地區(qū), 盡量避開(kāi)繁華都市、工業(yè)區(qū)和交通要道, 多選擇在邊遠(yuǎn)省區(qū)、農(nóng)村等。最好選擇生地, 以避免土壤經(jīng)多年種植中遺留的農(nóng)藥, 影響所種植藥材的質(zhì)量[17]。

另外,針對(duì)當(dāng)前中藥材重金屬研究缺乏系統(tǒng)性,研究深度不夠,指導(dǎo)價(jià)值小的問(wèn)題,我們認(rèn)為應(yīng)從以下幾個(gè)方面予以改進(jìn):加強(qiáng)對(duì)重金屬在中藥材中存在狀態(tài)的研究,弄清重金屬在藥材中的存在形式及其含量,為防止重金屬超標(biāo)提供依據(jù)[18];對(duì)道地藥材、商品藥材及其炮制品,以及藥材不同產(chǎn)地、不同藥用部位的重金屬含量進(jìn)行分析研究,為制定控制措施提供科學(xué)依據(jù);研究重金屬含量及其存在狀態(tài)與藥材有效成分含量、藥物功效的相關(guān)性,弄清重金屬在治療疾病中的作用,為科學(xué)評(píng)價(jià)重金屬提供理論依據(jù);加強(qiáng)中藥材重金屬安全評(píng)價(jià)研究。提出中藥材達(dá)到多大用量才可能導(dǎo)致重金屬對(duì)人體產(chǎn)生毒副作用的科學(xué)數(shù)據(jù),是中藥材出口、中醫(yī)藥走向世界的必然要求。

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