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【摘 要】 随着人们污染意识的逐渐增加,土壤的污染问题已得到人们的重视,土壤的污染问题是国际性的重大问题,重金属污染在土壤污染中所占的比例越来越大,污染的面积也在逐步的增加,污染现象一直都呈现出上升的趋势,这就威胁到了人们的健康生活以及植物的茁壮成长,重金属污染一直都是国际专家们探讨的重大研究课题。
【关键词】 重金属污染;土壤;修复技术;研究
随着农业的不断发展以及农业生产的现代化,土壤的污染程度逐渐的加重,因人们缺乏对土壤知识的了解,对土壤的环境承载力较忽视,故认为土壤能对污染物进行无限的处理,就加大对农作物肥料以及农药的使用,导致土壤中的污染逐渐加重。土壤中重金属的污染来源十分的广泛,包括化工业、采矿业、金属加工业、冶金业以及工业中的废电池处理、塑料、电子制革所产生的三废,汽车尾气的排放、农业中农药及化肥的过量施用等等。
在土壤的含量中,若重金属的含量超标就会毒害土壤的系统以及植物的系统,不但会加快土壤的退化速度,还会降低农作物的产量与农作物的品质,在雨水的洗刷和径流的影响下,地下水和地表水都会被污染,使水文环境得以恶化。因地表水和地下水对农作物的质量有非常大的影响,这也就直接威胁到了人们的生命及身体健康。土壤中的重金属污染具有不可逆转、长期性、隐蔽性等特点。因此重金属污染带来的后果是十分可怕的,它不仅仅威胁到了人们的生命和身体健康还对经济和环境带来了巨大的损失。
20世纪90年代以前,我国采用挖掘填埋法来修复被重金属所污染的土壤,这种方法只是表面的修复了被污染的土壤,将污染物进行了转移,治标不治本,没有将受污染的土壤从根本上得以修复,而且还会对周边环境予以相对的污染,并出现污染物渗漏、占用土地扩大化等现象。西欧的一些国家为了避免重金属污染的加重,对要填埋的污染物进行纳税,通过这样的方法来抑制土壤的污染。在这样的情况下,就迫使人们去寻找新的方法修复受污染的土壤。目前我国主要有两种方法对土壤予以修复,一是物理化学技术,二是植物修复法。物理化学技术主要运用化学固化、土壤淋起、动电复法;植物修复法主要是指植物的稳定、植物的挥发以及植物的提取。另外,微生物修复也逐渐的得到了人们的重视。
1.我国土壤重金属污染状况
近些年来,我国“毒大米”、“毒蔬菜”、“毒水果”等事件的频频曝光,进一步引起了社会各界对我国土壤重金属污染情况的关注。在物理区分上,重金属的范围系指密度在5.0以上的45种元素或密度4.0以上约60种元素。但是由于不同的重金属在土壤中的毒性差别很大,所以在环境科学中人们通常关注锌、铜、钴、镍、锡、钒、汞、镉、铅、铬、钴等。砷、硒并不属于真正的金属,但是它的某些性质及毒性与重金属相似,所以重金属污染物范围也将砷、硒列包括在内。以各种化学状态或物理形态存在的土壤重金属污染物,在进入环境或生态系统后就会存留、积累和迁移。它们不仅使作物减产,还沿着植物根系攀缘,侵袭进入大米、蔬菜等各种常见的农作物,最终到达人体内,并累积到了足以致病的剂量,对人类健康造成严重危害。同时它藏在土壤中更隐蔽,污染暴露的时滞较长,容易被人们忽视,比水污染和大气污染更危险。空气和水的流动可以带走污染物,进行自我修复,但污染物质特别是重金属一旦进入土壤,降解起来非常困难。被污染的土壤通过自净能力完全复原周期长达千年。
从1994年开始,中国地质科学院等研究机构就对全国土壤51钟化学元素进行监测,2008年又开始建立覆盖全国的地球化学基准网,对含78种元素的土壤的81个化学指标进行探测。研究发现,局部地区土壤污染在全国多个研究目标区域表现得非常严重,例如镉、汞、铅、砷等异常普遍存在于长江中下游某些区域,汞、铅异常普遍存在于城市及其周边地域,放射性异常在部分城市明显严重。根据2010年中国水稻研究所与农业部稻米及制品质量监督检验测试中心发布的《我国稻米质量安全现状及发展对策研究》中的研究数据显示,中国五分之一的耕地受到了重金属污染,表现最严重的镉污染耕地涉及十一个省二十五个地区。《中国环境发展报告(2012)》的统计数据显示,我国平均每年发生十起特大重金属污染事件;目前受污染耕地合计约占耕地总面积的十分之一,约有1.5亿亩;全国每年因重金属污染的粮食达一千两百万吨,造成直接经济损失超过二百亿元。
在国家对全国的重金属污染情况开始清查之外,不少地方政府也已经开始对辖区内土壤重金属污染进行普查,以便制定修復策略。2012年下半年以来,安徽、重庆、湖北、内蒙古等地区都在开展农产品产地土壤重金属污染的普查工作。2013年,广东省国土资源厅披露的珠江三角洲土壤重金属污染情况显示,珠江三角洲经济区面积的22.8%已经成为三级和劣三级土壤,镉、汞、砷、氟为污染的主要超标元素,佛山、广州及其周边地区是受污染土壤主要分布区域。
实际上,这些“厚积薄发”的土壤重金属污染现象,是对我国工业污染严峻形势以及农业生产领域过分追求速度和数量的直接反应,也是对耕地质量保护严峻现实的直接曝露。我国也已经开始真正认识到问题的严重性,国家关于土壤污染防治的相关政策正在日渐明晰。根据《重金属污染综合防治“十二五”规划》的规划安排,全国有河南、广西、陕西、广东、江西、浙江、四川、江苏、湖南、云南、湖北、甘肃、青海和内蒙古共计十四个省区被纳入“十二五”重金属重点治理省区。
2.植物修复技术
植物修复技术主要是指植物自身所具备的特征以及植物的自然生产对重金属土壤进行修复。针对具体的修复机理以及修复过程,我们能够从中将植物的修复技术大致分为植物挥发、植物稳定以及植物提取这三大类。在这三大植物修复技术中,植物挥发方法主要就是指非金属元素汞以及金属元素铯,因此,植物挥发修复方法在治理铬污染的时候起到对应的作用。
2.1植物稳定
植物稳定是指通过耐重金属植物的种植,使土壤中重金属的迁移性予以降低。在雨水的冲刷下,重金属渗透到地下水的可能性予以降低,在天气的影响下,扩散到空气里影响环境的可能性予以降低。但是植物稳定的修复方法不能够完全清除土壤中的重金属,其只能够对土壤中的重金属进行有效的固定,使其在短时间内不对环境造成污染,这种修复方法在根本上对土壤中重金属的污染情况不能予以解决。随着环境的改变,重金属生物的有效性也发生着改变,但是当环境发生一点改变的时候,植物稳定修复方法就丧失了持久性。
2.2植物挥发
植物挥发指的是在植物的吸收和植物的积累作用下,使土壤中挥发性污染物予以减少,主要是指非金属元素Se和金属元素Hg,这是一种非常有潜力的技术,但是却将土壤中的污染物以气体的方式转移到大气中,对环境也造成了一定的污染。
2.3植物提取
植物提取是指通过植物使土壤中的重金属予以聚集,然后提取出来进行处理,整个过程可分为四个部分,第一步,释放土壤中的重金属。第二步,吸收金属离子。第三步,把根部的金属离子运输到地面的上部。第四步,积累运输上来的金属离子。
植物的修复技术都有各自的优点和缺点,受经济和技术的影响,这些技术的使用成本较高,缺乏实际应用的经验,处理的效果不是特别的显著,以致于不能进入商业化阶段。在目前技术中,挖掘技术和填埋技术是使用最广泛的技术。
参考文献:
[1] 汪小勇,张超兰,姜文等.污染土壤的修复技术研究进展[J].安徽农业科学,2005,33(1):128-129.
[2] 祁国恕,陈曦,王鑫等.重金属污染土壤修复技术的研究现状分析及展望[J].城市建设理论研究(电子版),2012,(7).
[3] 陈志良,仇荣亮,张景书等.重金属污染土壤的修复技术[J].环境保护,2002,(6):21-23.
[4] 魏晓飞,方凤满,林跃胜等.矿区重金属污染土壤修复技术的研究现状和展望[J].广东微量元素科学,2012,19(7):1-6.
【关键词】 重金属污染;土壤;修复技术;研究
随着农业的不断发展以及农业生产的现代化,土壤的污染程度逐渐的加重,因人们缺乏对土壤知识的了解,对土壤的环境承载力较忽视,故认为土壤能对污染物进行无限的处理,就加大对农作物肥料以及农药的使用,导致土壤中的污染逐渐加重。土壤中重金属的污染来源十分的广泛,包括化工业、采矿业、金属加工业、冶金业以及工业中的废电池处理、塑料、电子制革所产生的三废,汽车尾气的排放、农业中农药及化肥的过量施用等等。
在土壤的含量中,若重金属的含量超标就会毒害土壤的系统以及植物的系统,不但会加快土壤的退化速度,还会降低农作物的产量与农作物的品质,在雨水的洗刷和径流的影响下,地下水和地表水都会被污染,使水文环境得以恶化。因地表水和地下水对农作物的质量有非常大的影响,这也就直接威胁到了人们的生命及身体健康。土壤中的重金属污染具有不可逆转、长期性、隐蔽性等特点。因此重金属污染带来的后果是十分可怕的,它不仅仅威胁到了人们的生命和身体健康还对经济和环境带来了巨大的损失。
20世纪90年代以前,我国采用挖掘填埋法来修复被重金属所污染的土壤,这种方法只是表面的修复了被污染的土壤,将污染物进行了转移,治标不治本,没有将受污染的土壤从根本上得以修复,而且还会对周边环境予以相对的污染,并出现污染物渗漏、占用土地扩大化等现象。西欧的一些国家为了避免重金属污染的加重,对要填埋的污染物进行纳税,通过这样的方法来抑制土壤的污染。在这样的情况下,就迫使人们去寻找新的方法修复受污染的土壤。目前我国主要有两种方法对土壤予以修复,一是物理化学技术,二是植物修复法。物理化学技术主要运用化学固化、土壤淋起、动电复法;植物修复法主要是指植物的稳定、植物的挥发以及植物的提取。另外,微生物修复也逐渐的得到了人们的重视。
1.我国土壤重金属污染状况
近些年来,我国“毒大米”、“毒蔬菜”、“毒水果”等事件的频频曝光,进一步引起了社会各界对我国土壤重金属污染情况的关注。在物理区分上,重金属的范围系指密度在5.0以上的45种元素或密度4.0以上约60种元素。但是由于不同的重金属在土壤中的毒性差别很大,所以在环境科学中人们通常关注锌、铜、钴、镍、锡、钒、汞、镉、铅、铬、钴等。砷、硒并不属于真正的金属,但是它的某些性质及毒性与重金属相似,所以重金属污染物范围也将砷、硒列包括在内。以各种化学状态或物理形态存在的土壤重金属污染物,在进入环境或生态系统后就会存留、积累和迁移。它们不仅使作物减产,还沿着植物根系攀缘,侵袭进入大米、蔬菜等各种常见的农作物,最终到达人体内,并累积到了足以致病的剂量,对人类健康造成严重危害。同时它藏在土壤中更隐蔽,污染暴露的时滞较长,容易被人们忽视,比水污染和大气污染更危险。空气和水的流动可以带走污染物,进行自我修复,但污染物质特别是重金属一旦进入土壤,降解起来非常困难。被污染的土壤通过自净能力完全复原周期长达千年。
从1994年开始,中国地质科学院等研究机构就对全国土壤51钟化学元素进行监测,2008年又开始建立覆盖全国的地球化学基准网,对含78种元素的土壤的81个化学指标进行探测。研究发现,局部地区土壤污染在全国多个研究目标区域表现得非常严重,例如镉、汞、铅、砷等异常普遍存在于长江中下游某些区域,汞、铅异常普遍存在于城市及其周边地域,放射性异常在部分城市明显严重。根据2010年中国水稻研究所与农业部稻米及制品质量监督检验测试中心发布的《我国稻米质量安全现状及发展对策研究》中的研究数据显示,中国五分之一的耕地受到了重金属污染,表现最严重的镉污染耕地涉及十一个省二十五个地区。《中国环境发展报告(2012)》的统计数据显示,我国平均每年发生十起特大重金属污染事件;目前受污染耕地合计约占耕地总面积的十分之一,约有1.5亿亩;全国每年因重金属污染的粮食达一千两百万吨,造成直接经济损失超过二百亿元。
在国家对全国的重金属污染情况开始清查之外,不少地方政府也已经开始对辖区内土壤重金属污染进行普查,以便制定修復策略。2012年下半年以来,安徽、重庆、湖北、内蒙古等地区都在开展农产品产地土壤重金属污染的普查工作。2013年,广东省国土资源厅披露的珠江三角洲土壤重金属污染情况显示,珠江三角洲经济区面积的22.8%已经成为三级和劣三级土壤,镉、汞、砷、氟为污染的主要超标元素,佛山、广州及其周边地区是受污染土壤主要分布区域。
实际上,这些“厚积薄发”的土壤重金属污染现象,是对我国工业污染严峻形势以及农业生产领域过分追求速度和数量的直接反应,也是对耕地质量保护严峻现实的直接曝露。我国也已经开始真正认识到问题的严重性,国家关于土壤污染防治的相关政策正在日渐明晰。根据《重金属污染综合防治“十二五”规划》的规划安排,全国有河南、广西、陕西、广东、江西、浙江、四川、江苏、湖南、云南、湖北、甘肃、青海和内蒙古共计十四个省区被纳入“十二五”重金属重点治理省区。
2.植物修复技术
植物修复技术主要是指植物自身所具备的特征以及植物的自然生产对重金属土壤进行修复。针对具体的修复机理以及修复过程,我们能够从中将植物的修复技术大致分为植物挥发、植物稳定以及植物提取这三大类。在这三大植物修复技术中,植物挥发方法主要就是指非金属元素汞以及金属元素铯,因此,植物挥发修复方法在治理铬污染的时候起到对应的作用。
2.1植物稳定
植物稳定是指通过耐重金属植物的种植,使土壤中重金属的迁移性予以降低。在雨水的冲刷下,重金属渗透到地下水的可能性予以降低,在天气的影响下,扩散到空气里影响环境的可能性予以降低。但是植物稳定的修复方法不能够完全清除土壤中的重金属,其只能够对土壤中的重金属进行有效的固定,使其在短时间内不对环境造成污染,这种修复方法在根本上对土壤中重金属的污染情况不能予以解决。随着环境的改变,重金属生物的有效性也发生着改变,但是当环境发生一点改变的时候,植物稳定修复方法就丧失了持久性。
2.2植物挥发
植物挥发指的是在植物的吸收和植物的积累作用下,使土壤中挥发性污染物予以减少,主要是指非金属元素Se和金属元素Hg,这是一种非常有潜力的技术,但是却将土壤中的污染物以气体的方式转移到大气中,对环境也造成了一定的污染。
2.3植物提取
植物提取是指通过植物使土壤中的重金属予以聚集,然后提取出来进行处理,整个过程可分为四个部分,第一步,释放土壤中的重金属。第二步,吸收金属离子。第三步,把根部的金属离子运输到地面的上部。第四步,积累运输上来的金属离子。
植物的修复技术都有各自的优点和缺点,受经济和技术的影响,这些技术的使用成本较高,缺乏实际应用的经验,处理的效果不是特别的显著,以致于不能进入商业化阶段。在目前技术中,挖掘技术和填埋技术是使用最广泛的技术。
参考文献:
[1] 汪小勇,张超兰,姜文等.污染土壤的修复技术研究进展[J].安徽农业科学,2005,33(1):128-129.
[2] 祁国恕,陈曦,王鑫等.重金属污染土壤修复技术的研究现状分析及展望[J].城市建设理论研究(电子版),2012,(7).
[3] 陈志良,仇荣亮,张景书等.重金属污染土壤的修复技术[J].环境保护,2002,(6):21-23.
[4] 魏晓飞,方凤满,林跃胜等.矿区重金属污染土壤修复技术的研究现状和展望[J].广东微量元素科学,2012,19(7):1-6.