重金属污染的主要来源(6篇)
重金属污染的主要来源篇1
民以食为天,食以安为先。食品安全直接关系广大民众的生命健康,为此,国家食品检测机构务必重视食品安全问题。重金属指的是一些比重大于5的金属,自然界中,大约有45种重金属元素。然而并不是所有的重金属对人体都是有害的,相反,有些重金属却是维持人体生命活动所必须的,铜、锰等重金属元素就是如此。所有的重金属只有在人体内的量超过一定限度时才会对人体健康构成威胁。
一、重金属的污染的特点
重金属,特别是汞、镉、铅、铬等具有显著和生物毒性。它们在水体中不能被微生物降解,而只能发生各种形态相互转化和分散、富集过程(即迁移)。重金属污染的特点是:(1)除被悬浮物带走的外,会因吸附沉淀作用而富集于排污口附近的底泥中,成为长期的次生污染源;(2)水中各种无机配位体(氯离子、硫酸离子、氢氧离子等)和有机配位体(腐蚀质等)会与其生成络合物或螯合物,导致重金属有更大的水溶解度而使已进入底泥的重金属又可能重新释放出来;(3)重金属的价态不同,其活性与毒性不同。其形态又随pH和氧化还原条件而转化。(4)在其危害环境方面的特点是:微量浓度即可产生毒性(一般为1~10毫克/升,汞、镉为0.01~0.001毫克/升);在微生物作用会转化为毒性更强的有机金属化合物(如洋-甲基汞);可被生物富集,通过食物链进入人体,造成慢性路线。亲硫重金属元素(汞、镉、铅、锌、硒、铜、砷等)与人体组织某些酶的巯基(-SH)有特别大的亲合力,能抑制酶的活性,亲铁元素(铁、镍)可在人体的肾、脾、肝内累积,抑制精氨酶的活性。六价铬可能是蛋白质和核酸的沉淀剂,可抑制细胞内谷胱甘肽还原酶,导致高铁血红蛋白,可能致癌,过量的钒和锰(亲岩元素)则能损害神经系统的机能。
二、重金属的危害途径
所有金属超过一定浓度都对人体有毒,通过食物进入人体而造成健康危害的重金属主要有汞、镉、砷、铅、铬、铜、锌、锡,这些重金属对人体及其他生物都有不同程度的危害,他们通过人的活动进入环境,造成环境污染。污染到水中的重金属被鱼虾贝类所富集;流到土壤中的重金属被土壤和农作物所富集,再由家禽、家畜进一步富集。即通过食物链,把重金属浓度提高到千倍,万倍,甚至几十万倍,最后通过食物进入人体危害。
三、重金属的来源
重金属的来源非常广泛,传统上可以分为工业来源和农业来源。随着我国城市化进程的加快,一些有别于以往的为城市所特有的污染来源也随之产生。重金属来源如下:
1.工业来源:工业能源大都以煤、石油类为主,它们是环境中汞、铅、镉、铬、砷等重金属污染的主要来源。在采矿、选矿、冶炼、锻造、加工、运输等工业生产过程中会产生大量的重金属污染。排放的废水、废渣等直接进入水体及土壤中,废气中的重金属经沉降也进入土壤等环境中,从而使得环境中重金属浓度严重超标。
2.农业来源:在农业生产中,污水灌溉、农药、劣质化肥等的不合理使用是重金属污染的重要途径。以磷肥为例,生产磷肥的磷矿石成分复杂,含有较多的重金属如锌、铬、镍、铜、镉、铅等,因此如不合理的使用,劣质化肥中的重金属杂质会直接导致土壤被污染。
3.城市来源:城市日益变成重金属污染的重要来源之一,污染过程主要包括污水处理中产生污泥的堆放、垃圾渗滤液的泄漏、含铅汽油的使用以及汽车交通等。污水处理厂产生的污泥中含有大量的重金属,如不经处理直接排放或者灌溉,会对土壤环境造成二次污染。城市垃圾在焚烧过程中产生的飞灰及堆放填埋过程中产生的渗滤液中的重金属通常也会严重超标。含铅汽油的燃烧是城市铅污染的一个重要来源,汽车轮胎添加剂中使用的锌也导致城市土壤的锌污染。环境事故污染:近年来突发性的环境污染事件骤增,其中重金属污染的案例占很大比例。突发性的环境事件会导致重金属在短时间内高浓度地进入环境,从而产生严重的污染。
四、我国食品中重金属检测技术的进展
我国食品检测重点已经转移到对食品生产到消费全过程的检测,食品检测质量安全监督体系和网络逐步完善,通过例行检测为各级政府提供信息和决策依据。
1.重金属检测的前处理技术
目前,食品中重金属检测前处理技术有湿消解法、微波消解法、干灰化法、水浴法等方法,其中湿消解法和微波消解法是最常用的方法,微波消解法用酸量少,密闭消解,试剂本地值低,缺点是价格相对昂贵、不适宜大批量检测。消解前,为避免消解过于强烈,最好进行预反应,预反应的途径有放置过夜、恒温反应或低温消解。微波消解后,需要经过赶酸过程,赶酸的温度需要控制在190度以下,在做汞的时候,必须通过赶酸把氮氧化物除尽。
2.重金属残留的快速检测方法
由天津市科委、农业部环境保护科研监测所承担的重金属快速检测方法与装备研究以获得成功。这项技术的准确率在95%以上,填补了我国在食品和环境重金属快速检测技术的空白。这项研究是将具有特色显色反应的生物染色剂通过浸渍附载到试纸上,制备出快速检测试纸,并通过反复研究获得了试纸与重金属的最佳反应条件。该试纸对重金属具有良好的选择性,测定重复性好,检测速度、灵敏度、准确率精密度均达到了项目技术的要求。为了实际操作方便,还制备出了体积小巧、便于携带、操作简便、检测成本低廉,适宜于现场实时快速检测。
3.农药残留检测分析方法
色谱分析法包括薄层色谱法,气相色谱法、高效液相色谱法、质谱联用法及超临界流体色谱5种方法。薄层色谱法由于灵敏度不高,近年来较少使用;高效液相色谱法也有其缺点,溶剂消耗大,检测器种类少、灵敏度不高、价格也贵等;质谱联用法及超临界流体色谱这两种方法其设备昂贵,广泛应用也受到了限制;气相色谱法目前是用于农药残留检测最为普遍,最成熟的一种技术。易汽化,且汽化后不易发生分解的农药均可采用气相色谱法检测。目前,多达70%的农药残留可用气相色谱法来检测。
重金属污染的主要来源篇2
关键词:土壤污染;重金属;防治
1引言
随着我国加入世界贸易组织,经济全球化的迅速发展,含重金属的污染物通过各种途径进入土壤,造成土壤严重污染。土壤重中金属污染不仅对生物的生存有危害,对于人类自身的危害同样十分严重。农村因农药的的大量使用从而导致土壤重金属污染严重,城市则因为工业原因导致土壤重金属污染严重。
而在处理重金属污染方面,目前国内有资质处理重金属污染的公司寥寥无几。由于我国经济的快速发展、工业化的快速发展使得土壤的重金属污染问题越来越严峻,土壤的重金属污染又与人民的生活息息相关,所以我们必须重视土壤重金属污染问题,研究其解决方法。
2现状
根据我国有关权威相关部门的显示,目前在我国东部发达经济地区为数不多的耕地中,其中有超^七成以上的土地被污染,并且照这个趋势来看,如果不及时采取有效措施,污染的情况还会持续加剧,对地下水资源的质量和人们的身体健康构成严重威胁,影响十分恶劣。
根据国家环境监测中心的调查结果,我国的土壤污染种类多样,从重度金属污染到轻度污染、中度污染、高度污染都有不同程度的涉及,其中尤以重金属污染最为严重,由于重金属近年来在工程使用超标,在严重污染领域已经首当其冲,需要引起人们的高度重视。
镉、砷、汞等有毒重金属所导致的重金属污染比起传统的水污染影响是十分恶劣的,破坏力强,恢复时间久,修复速度慢在一些重金属超标污染严重的工业区,我国有些城市的大片农田受多种重金属污染,超过十成的的土壤已经基本丧失土地生产力,近十年都无法进行耕种收获。
严峻的问题越来越导致周围环境的恶化和生态的变化,也开始引发人们的思考和行动,早在2005年,我国有关立法机关便通过了对污染的防御和治理的有关条款进行规定,要求企业和公司在生产过程中承担社会责任,减少污染物的排放,为人们的生命健康和生态环境的改善从法律角度提供了理论基础,让企业、公司有法可依。
3污染来源
从上文的统计结果中我们可以看出,我国的当前主要污染以重金属为主,那么主要是哪些金属构成的呢?它们是怎么来的呢?研究表明,我国目前的重金属污染以镉、铅、铬、铜、锌等为主,其中镉的污染最为严重。而重金属的主要来源是人类的生产生活活动,例如工业污染物的排放、农业用水农药污染以及人类生活污水的排放等。
3.1铅的来源
铅作为原料应用于蓄电池、电镀、颜料、橡胶、农药、燃料等制造业;铅板制作工艺中排放的酸性废水中铅浓度最高,电镀废液产生的废水铅浓度也很高。
3.2镉的来源
镉可以为钢、铁等电镀,提供一种抗腐蚀性的保护层,具有吸附性好且镀层均匀光洁等特点,因此工业上90%的镉用于电镀、颜料、塑料稳定剂、合金及电池等行业。
3.3镍的来源
镍在废水中主要以二价离子存在,主要是硫酸镍、硝酸镍以及与许多无机和有机络合物生成的镍盐。电镀业、采矿、冶金、石油化工、纺织等工业,以及钢铁厂、印刷等行业是含镍废水的工业来源,其中以电镀业为主。
3.4银的来源
硝酸银是常见银盐中唯一可溶的,废水中含银的主要成分也是硝酸银。硝酸银广泛应用于无线电、化工、机器制造、陶瓷、照相、电镀以及油墨制造等行业硝酸银有着广泛应,电镀业和照相业则是含银废水的主要来源。
4土壤污染的修复
对于土壤的重金属污染处理方法,目前主要有四大类,即化学方法、工程方法、生物方法以及农业方法。
4.1化学方法
该方法针对不同的土壤状况,选择合适的化学试剂加入土壤,用以去除土壤中的重金属,降低土壤中重金属的含量。也可抑制污染物质的再次溶出、扩散,从而最终达到降低重金属污染的目的。
4.2工程方法
该方法是将污染的土壤移除后加入未污染土壤,并且对已污染的土壤进行处理,从而达到修复土壤的目的。可以对已污染土壤通过热处理(将污染土壤加热,使土壤中的挥发性污染物挥发并收集起来进行回收或处理)、淋洗(用淋洗液来淋洗污染的土壤)、电解(使土壤中重金属在电解、电迁移、电渗和电泳等的作用下在阳极或阴极被移走)等方式加以处理。该种方法具有效果彻底、稳定等优点,但同时操作方式较为复杂、治理费用高并且易引起土壤肥力降低等缺点。
4.3生物方法
该方法通过利用某些生物的特殊习惯以及生理功能来适应、改善土壤的重金属污染状况。利用蚯蚓和鼠类吸收土壤中的重金属,利用微生物的生物功能对土壤中的重金属进行吸附、沉淀、氧化、还原,降低土壤中溶解的重金属含量。该种方法实施简便,投资少,对环境极为友好,但是所需时间极长,短期内治理效果十分不理想。
4.4农业方法
该方法通过因地制宜的改变一些耕作管理制度、在污染土壤上种植不进入食物链的植物来减轻重金属的危害。农村的土壤重金属污染的主要来源是农药的大量使用,因此改进耕种制度便显得极为重要。选择合理有效科学的耕种方式可以很大程度的降低土壤再次被污染程度,辅以生物方法可以解决长期的污染问题,并且对于环境很友好,非常值得提倡。
5前景
土壤的重金属污染存在治理难、治理时间长的难题,因而如何有效的在不对土壤肥力造成影响的情况处理重金属污染就显得极为重要。而目前的大部分方法都处于实验室试验阶段,并没有合理有效的处理方式,因此研究出一种优秀的土壤重金属污染处理方式极为重要,目前我国土壤重金属污染形势十分严峻,可以说刻不容缓。
通过对以上一些土壤重金属污染修复技术的介绍,可以预测,在今后的重金属污染治理中,生物方法将发挥巨大作用。同时,修复过程不仅仅局限于一种修复方式,而将成为两种或多种修复方式共同作用的情况。因此,在我们了解各种修复方式的实际操作方法及其优缺点后,在应用过程中取长补短,才能更大的发挥其修复能力。并通过一些新的修复思路和方法的探索,为今后的研究指明方向,这还需要植物生理学、土壤学、生态学、化学、遗传学、环境保护学和生物工程等多个学科的共同努力来实现。
修复的成功和失败经验,特别是结合我国国情,加强研究,将会使我国污染土壤及地下水和地表水的生物修复的工作进入到一个崭新的阶段。
6结语
重金属复合污染是当前土壤污染研究的重要科学问题。由于土壤中重金属复合污染的普遍性及它们在生态系统中具有多样、复杂的复合效应机制,包括协同作用、拮抗作用以及加和作用等,还有复合污染的复杂性和特殊性,因此,土壤重金属复合污染是很难治理的。因此我们要大力研究其治理方式,尤其是生物方法,在不破坏环境的前提下治理污染问题。
参考文献
[1]重金属污染土壤修复技术述评_何启贤
[2]重金属土壤污染修复技术初探_林帅
[3]土壤的重金属污染及其防治_张国印
[4]重金属污染及其生物修复_诸振兵
[5]土壤重金属污染修复技术及其研究进展_孙鹏轩
重金属污染的主要来源篇3
关键词:饮用水源;重金属污染;防控技术
中图分类号:X703文献标识码:A
工业化进程的不断加快,推动了社会经济的飞速发展,但是同时也造成了严重的环境污染,在很大程度上威胁着人们的身体健康。在我国,水源水体的重金属污染问题由来已久,而且呈现出日益突出的趋势,如2010年福建紫金矿业汀江铜污染事件、2013年广西贺江铊镉污染事件,对于社会的稳定造成了很大的影响。因此,如何对日益严重的水源水体重金属污染问题进行有效防控和治理,是需要重点关注的问题。
一、重金属污染概述
重金属污染,是指由重金属或者重金属化合物所造成的环境污染,多是由采矿、污水灌溉、废气排放以及使用重金属超标制品等因素所造成的。环境中重金属含量的增加,不仅会对环境造成很大的影响,如果超出正常范围,也会直接危害人体健康。因此,做好重金属污染的防控和治理工作,是非常重要的。重金属污染的危害程度,主要取决于重金属在环境、食品以及生物体存在的化学形态和浓度。与其他有机化合物的污染相比,重金属污染更加特殊,其自身具有很强的富集性,而且在环境中很难有效降解,在大气、水体、土壤以及生物体中,重金属都有着广泛的分布。作为重金属的储存库和最终归宿,底泥在受到环境变化影响时,其中的重金属形态会发生转化,释放到环境中造成相应的污染。重金属不能被生物降解,同时具备生物累积性,可以直接威胁人们的身体健康,不仅如此,重金属对于土壤的污染存在着不可逆转性,已经受到污染的土壤没有治理价值,只能通过调整种植品种的方式进行回避。因此,重金属污染的防控技术受到了人们的广泛关注和重视。
二、饮用水源中重金属污染的防控技术
重金属污染主要体现在水源水体上,另有少部分存在于固体废弃物和空气中,因此,做好饮用水源中重金属污染的防控和治理,是重金属污染治理的关键和重点。一方面,在经济发展的带动下,社会对于能源资源的需求不断增加,水资源紧缺问题日益凸显,做好水污染的治理可以在很大程度上满足社会对于水资源的需求;另一方面,饮水安全关系着人体健康和国计民生。对此,我国在饮用水卫生标准中,对于涉及饮水安全的重金属指标,都进行了严格的规定,例如,在国家标准委和卫生部联合颁布的《生活饮用水卫生标准》(GB5749-2006)中,对于典型重金属的限值为:As:0.01mg/L;Hg:0.001mg/L;Cr:0.05mg/L;Cd:0.005mg/L;Pb:0.01mg/L。该标准与国际先进水平相接轨,对于饮用水的监测分析以及净水工艺也提出了更高的要求。通常情况下,采用混凝-沉淀-过滤工艺进行污水处理的净水厂,很难对重金属元素进行有效去除,也就无法有效保证出水水质。对此,要想对饮用水源中的重金属污染进行有效防控,应该在现有净水工艺的基础上,对科学有效的重金属去除技术进行深入研究,确保其可行性、经济性和便利性,确保城市饮用水重金属污染问题的有效解决。
在饮用水源中,重金属的表现形态是多种多样的,其环境行为也因此变得非常复杂,相关技术人员应该对其进行全面分析,根据重金属元素的化学形态和理化性质,选择恰当的处理方法,确保重金属的有效去除。从目前来看,去除饮用水源中重金属元素的方法,主要包括以下几种。
1物理法
物理法是去除水源水体重金属元素的常用方法之一,是在不改变重金属化学形态的条件下,通过浓缩、吸附、分离等措施,对其进行处理,这里对几种典型的物理去除法进行分析。
(1)膜分离法:利用特殊的半透膜,在外界推力作用下,使得溶液中的重金属或者水渗透出来,从而达到分离溶质的目的。而根据膜种类以及推动力的差异,又可以分为电渗析、反渗透、液膜分离等方法。与现有的常规水处理方法相比,膜分离法具有占地面积小、处理效率高、适用范围广以及无二次污染等优点,可以作为常规水处理工艺之后的深度处理措施。不过需要注意的是,受当前设备技术水平的限制,膜分离技术虽然具备良好的发展潜力,但是只适用于中等规模以下的净水厂。
(2)吸附法:利用一些具有较大比表面积和表面能的材料,如活性炭、沸石、硅藻土等,对水体中存在的重金属污染物进行吸附和去除。这种方法的优点,是吸附反应迅速,不需要添加其他药剂,具有良好的适应性,不过存在着成本高、寿命短等缺陷。吸附法可以作为常规工艺的预处理或者深度处理工艺。
2化学法
化学法是通过相应的化学反应,对重金属离子进行去除,其主要方法包括:
(1)电解法:电解法主要是利用电解的基本原理,在阳极和阴极对水体中的重金属离子进行氧化还原,实现重金属离子的分离。电解法具有工艺成熟、占地面积小等优点,但是处理水量小,耗电量大,而且产生的电解液可能会对环境造成二次污染。不仅如此,处理过程中,水体中的重金属离子浓度不能降得很低,因此电解法不适于处理含有较低浓度重金属离子的水源水体。
(2)氧化还原法:这种方法一般用于去除饮用水源中的Cr6+、Cd2+以及Hg2-等重金属离子,以Cr6+离子为例,可以利用相应的还原性物质,将其转化为生物毒性相对较低的Cr3+离子,之后联合化学沉淀法进行去除。这种方法的优点在于,原料来源非常广泛,处理效果好,但是污泥量较大,而且出水呈碱性,需要相关技术人员的深入研究,提升其应用效果。
结语
总而言之,对于饮用水源中重金属污染的防控问题由来已久,任重而道远,需要高度重视,采取合理有效的措施,确保饮用水源重金属污染的有效治理,保证城市居民的饮水安全。
参考文献
重金属污染的主要来源篇4
论文关键词:城市土壤,重金属污染,污染治理
引言
城市是人类社会经济发展的必然产物。从18世纪以来人口不断向城市集中。如今随着各国工业迅猛增长,社会经济飞速发展,城市的数目和规模均不断扩大[1]。而城市环境是一个以人为中心的城市经济、社会生态的复合生态系统。目前,城市人口剧增,人类活动频繁污染治理,使得组成这个环境的水、空气和土壤时刻处于被污染的状况之下,影响着城市的可持续性发展中国。所以,建设一个绿色健康的城市环境是城市可持续发展的必然方向。
城市土壤是指受多种人为活动的强烈影响,原有继承特性遭到强烈改变的厚度大于或等于50cm的城区或郊区土壤[2],是城市环境的重要组成部分,是城市生态系统地球化学循环的重要环节[3],也是城市赖以存在发展的物质基础。当大量的重金属随着各种各样的人类活动进入城市土壤中,便造成这些元素在土壤中的积累。一般认为,土壤中污染物累积总量达到土壤环境背景值的2或3倍标准差时,说明土壤中该污染元素或化合物含量异常,已属土壤轻度污染;当土壤污染物含量达到或超过土壤环境基准或环境标准时污染治理,说明该污染物的输入、富集的速度和强度已超过土壤环境的净化和缓冲能力,则属重度土壤污染。由于城市人口密集,人类活动频繁,与土壤接触的机率很高,所以城市土壤的重金属污染更容易通过大气、水体或食物链而直接或间接地进入人体,威胁着人类的健康甚至生命。因此,研究城市土壤重金属污染现状并提出相应的治理对策是可持续发展城市所必需进行的重要的基础工作。
1.城市土壤重金属污染的现状
2.1空间分布特征
由于城市土壤受人类各种活动的强烈影响,因此其重金属污染分布也呈现出
显著的空间差异。一般地,人口聚集的城市中心区域土壤重金属含量明显高于郊区和农田。对纽约市市区-郊区-农区”土壤研究发现,重金属离子总量、重金属离子多样性等随着距市中心距离的增加而降低,重要污染重金属Pb、Cu、Ni、Cr的含量下降非常明显[4]。
在城市不同的功能区污染治理,重金属分布呈现出一定的规律性。一般的规律表现为:Pb的浓度为老工业区>老居民区>商业区>开发区>其它;Zn的浓度为老居民区>商业区>老工业区>其它;Cu的浓度为老居民区>商业区>其它;Cd的浓度为老工业区>老居民区>其它[5-7]中国。
城市公园是人们与土壤直接接触较多的特殊区域。北京城区三十多个公园土壤Pb质量分数调查表明,尽管大多数公园土壤污染程度轻,但客流量大的故宫、颐和园等著名公园污染指数却远远高于其它公园[8]。
城市土壤重金属污染的另一特征是公路两侧一般为城市土壤重金属污染最严重的地带,且呈明显的带状分布[9]。在50m~80m内公路两侧土壤中铅污染相当严重,100m外土壤中的铅含量没有明显增加[10]。
此外,建筑物的建设、垃圾的堆积填埋等严重破坏了自然土壤结构,土壤层次凌乱,重金属在其垂直剖面方向分布变异较大,不同功能区重金属元素在土壤中各层的聚集状况没有规律可循[11,12]。
2.2城市土壤重金属污染的来源
矿产冶炼加工、电镀、塑料、电池、化工等行业是排放重金属的主要工业源,其排放的重金属可以气溶胶形式进入到大气,经过干湿沉降进入土壤;另一方面污染治理,含有重金属的工业废渣随意堆放或直接混入土壤,潜在地危害着土壤环境[13]。随着城市化发展,大量污染企业搬出城区,原有的企业污染用地成为城市土壤重金属污染的突出问题[14]。
燃煤释放也是土壤重金属重要来源之一,195年中国燃煤排放汞302.9吨,其中向大气排放量为213.8吨,北京、上海等超大城市排汞强度较高[15]。虽然近些年燃料使用及供暖方式的改变已明显改善这些城市的空气污染状况,但过去燃煤释放并已沉降至城市土壤中的重金属对城市生态系统、环境及人体健康仍会产生长期效应。
随着城市化发展,交通工具的数量急剧增加,汽车轮胎及排放的废气中含有Pb、Zn、Cu等多种重金属元素[16,17],进入周围的土壤环境污染治理,成为土壤重金属污染的主要来源之一。此外,雨水淋洗也会使市区内堆放的垃圾中的重金属以有效态形式[18]渗漏释放到土壤中,使城市土壤局部重金属含量增加中国。而表生条件下以有效态形式存在的金属元素几乎不可能再结合为残渣态,重金属在土壤中迁移能力增加,进而污染地下水。
2.3城市土壤重金属污染影响人体健康的途径
城市郊区是市区蔬菜的主要供应基地。因此,土壤-蔬菜系统是城市人群暴露土壤重金属污染的主要途径之一。目前研究发现中国城郊菜地土壤已受到不同程度的重金属污染[19,20],其供应的许多蔬菜中重金属含量已超过相应的标准。而西班牙的Nadal等通过建立评价模型发现工业地区甜菜中Cr的积累与摄入有可能导致癌症发生率增加[21]。
城区内,土壤中主要种植的是观赏性或净化空气的植物,通过土壤-植物食物链对人体造成健康危害的可能性不大。但公园土壤与游人皮肤接触[22]、儿童摄取[22]、风起扬尘被人体直接吸入等成为城市土壤直接接触人体危害健康的又一个主要途径。研究发现[23,24]沙尘暴时,扬尘中来源于土壤的重金属元素Pb、Zn、Cd、Cu等的浓度比平常高出3~12倍,可吸入颗粒物的质量浓度极高污染治理,人体吸入重金属的量因此增加。
2.城市土壤重金属污染的治理对策
城市土壤是城市生态环境的重要组成部分,是地球环境中进行物质、能量、信息交换的重要环节。当其中的重金属含量超过其环境承载力后,将通过地表径流、淋溶、大风扬尘等途径对地表水、地下水和大气环境产生危害。为了保证人类和谐地生活在高速发展的城市中和人类社会的可持续发展,寻找控制治理城市土壤重金属污染的有效方法势在必行中国。
3.1减少或切断重金属污染源,提高城市环境质量
在可持续发展理论和生态优先的原则下,改进生产工艺,实现绿色生产和循环经济,充分回收转换工业生产过程中产生的重金属有害物质,减少三废排放,禁止任意堆放工业生产的废渣,防止其中的重金属物质下渗到土壤或挥发到大气中。
减少煤的使用污染治理,开发清洁能源新技术,调整能源结构及能源供给方式,也是有效降低城市土壤重金属污染的有效措施。
分类收集处理城市垃圾,回收其中有用的重金属元素,在垃圾重金属不超标的情况下才能进行填埋、堆肥和焚烧。
3.2修复污染土壤,降低对人体的危害
由于土壤扬尘已成为城市大气重金属污染的主要来源。因此,可采取化学方法去除土壤中重金属。实验研究发现采用EDTA溶液淋溶去除土壤重金属的同时还可以回收利用这些物质,因此其成为去除城市土壤重金属的一种极有应用前景的方法。
当然,生物修复污染土壤有着工程措施无法相比的优势。种植植物不仅可以覆盖城市土壤,减少土壤扬尘的机会,而且还美化城市景观污染治理,净化空气,同时根据污染城市土壤的重金属元素种类有目的地选择植物种类合理搭配,可切实有效地从根源上修复城市土壤中的重金属污染。
3.3建立城市土壤重金属健康评价标准
我国尚未制定出城市土壤重金属健康评价标准,不易界定城市土壤重金属污染,这不利于城市土壤不同功能的开发,因此应结合人体健康评估、土地利用方式和土壤中重金属赋存状态加大对城市土壤重金属健康评价体系研究的力度,尽快建立相应完整的评价标准,实现对城市土壤正确的评价,以便帮助政府相关部门制定出合理的法规,有效地保护、管理城市土壤和正确指导城市土壤的合理开发。
参考文献
[1]马光,等.环境与可持续发展导论[M].科学出版社,2000
[2]张甘霖,朱永官,傅伯杰.城市土壤质量演变及其生态环境效应[J].生态学报,2003,23(3):539–546.
[3]张甘霖.城市土壤的生态服务功能演变与城市生态环境保护[J].科技导报(北京),2005,23(3):16-19.
[4]张金屯,POUYATR.城-郊-乡”生态样带森林土壤重金属变化格局[J].中国环境科学,1997,17(5):410-413.
[5]马建华,张丽,李亚丽.开封市城区土壤性质与污染的初步研究[J].土壤通报,1999,30(2):93-96.
[6]王美青,章明奎.杭州市城郊土壤重金属含量和形态的研究[J].环境科学学报,2002,22(2):603-608.
[7]卢瑛,龚子同,张甘霖.南京城市土壤Pb的含量及其化学形态[J].环境科学学报,2002,22(2):156-160
[8]郑袁明,余轲,吴泓涛,等.北京市城市公园土壤铅含量及其污染评价[J].地理研究,2002,21(4):418-424.
[9]管东生,陈玉娟,阮国标.广州市及近郊土壤重金属含量特征及人类活动的影响[J].中山大学学报(自然科学版),2001,40(4):93-97.
[10]师利明,郭军庆,罗德春.对公路两侧土壤中铅积累模式的理论探讨[J].西安公路交通大学学报,1998,18(3):13-15.
[11]李敏,林玉锁.城市环境铅污染及其对人体健康的影响[J].环境监测管理与技术,2006,18(5):6-10.
[12]卢瑛,龚子同,张甘霖.南京市城市土壤Pb的含量及其化学形态[J].环境科学学报,2002,22(2):156-160
[13]潘海峰.铬渣堆存区土壤重金属污染评价[J].环境与开发,1994,9(2):268-270.
[14]孙俊,陈晓东,常文越,等.搬迁企业环境遗留问题分析及修复对策研究[J].环境保护科学,2003,29(118):40-42.
[15]王起超,沈文国,麻壮伟.中国燃煤汞排放量估算[J].中国环境科学,1999,19(4):318-321.
[16]FALAHI-ARDAKANIA.Contaminationofenvironmentwithheavymetalsemittedfromautomotives[J].EcotoxicologyandEnvironmentalSafety,1984,8:152-161.
[17]刘廷良,高松武次郎,左濑裕之.日本城市土壤的重金属污染研究[J].环境科学研究,1996,9(2):47-51.
[18]张辉,马东升.城市生活垃圾向土壤释放重金属研究[J].环境化学,2001,20(1):43-47.
[19]李其林,黄昀.重庆市近郊蔬菜基地蔬菜中重金属含量变化及污染情况[J].农业环境与发展,2000,17(2):42-44.
[20]张勇.沈阳郊区土壤及农产品重金属污染的现状评价[J].土壤通报,2001,32(4):182-186.
[21]NadalM,SchuhmacherM,DomingoJL.Metalpollutionofsoilsandvegetationinanareawithpetrochemicalindustry[J].TheScienceoftheTotalEnvironment,2004,321(1-3):59-69
[22]ABRAHAMSPW.Soils:theirimplicationstohumanhealth[J].SciTotalEnviron,2002,291:1-32.
[23]王玮,岳欣,刘红杰,等.北京市春季沙尘暴天气大气气溶胶污染特征研究[J].环境科学学报,2002,22(4):494-498.
[24]庄国顺,郭敬华,袁蕙,等.2000年我国沙尘暴的组成、来源、粒径分布及其对全球环境的影响[J].科学通报,2001,46(3):191-197.
重金属污染的主要来源篇5
关键词:湛江开发区重金属治理污染现状治理对策
中图分类号:G250文献标识码:A文章编号:1674-098X(2013)05(a)-0244-01
随着湛江钢铁基地和中科炼化项目的建设,湛江经济技术开发区步入重化工业加速发展时期,涉重金属行业将迅猛增长,重金属作为一种持久性污染物越来越多被关注和重视,制定湛江开发区重金属污染治理对策迫在眉睫。
1湛江开发区重金属污染现状、特点及发展趋势
1.1湛江开发区重金属污染的现状
重金属污染主要来源于工业污染,工业污染大多通过废渣、废气、废水排入环境。根据湛江开发区2012年的环境统计数据可知,开发区产生重金属的行业主要来自于重金属冶炼、汽车零部件及配件制造和手工具制造行业,产生的重金属主要为铬、铅、锌,2012年六价铬的产生量为0.59吨,而其他重金属的浓度低于监测限值,不纳入环境统计,产生的重金属全部交由有处理资质的单位处理[1]。
1.2湛江开发区重金属污染的特点及发展趋势
重金属污染是指由重金属及其化合物引起的环境污染[2]。重金属污染较难治理,这与它的特性分不开。重金属污染物属于持久性污染物,具有长期性、累积性、隐蔽性、潜伏性等特点,无法从环境中彻底消除,只能改变其存在的位置或存在的状态[3]。重金属在其危害环境方面的特点是:微量浓度即可产生毒性,在微生物作用会转化为毒性更强的有机金属化合物,可被生物富集,通过食物链进入人体,造成慢性中毒。
虽然湛江开发区重金属的污染现状不是很严重,但是随着湛江开发区经济社会的快速发展,随着湛江市钢铁、石化、造纸等基地建设,湛江开发区将构建以钢铁工业为核心的先进制造业和以石油炼化为基础的石油化工产业。钢铁工业是资源密集型产业,向前延伸是矿山和其他辅助材料的采选业,向后延伸是金属深加工、装备制造与检修等产业。围绕湛江钢铁基地的建设,开发区将发展机械装备制造业、船舶制造业、包装产业、汽车制造业。湛江开发区资源开发和加工的力度相对还会加大,在有限的环境容量条件限定下,重金属排放将不可避免地增加,重金属污染压力有增无减。
2湛江开发区重金属污染治理面临的困境
2.1没有完善的重金属污染治理防治体系
湛江开发区污染防控基础工作薄弱,缺乏重金属污染防治技术管理嵌入环境管理和形成常态化管理的机制,相关技术评估体系建设滞后,缺少量化的技术评估检测平台;缺少“产生-加工-应用-回收”全过程的重金属污染综合防治技术管理体系,缺乏健全的重金属污染源数据库。
2.2重金属治理技术落后
在重金属污染治理方面,最大的瓶颈在于技术。在重金属废气治理、重金属污染土壤修复、含重金属废物综合利用等方面,都缺乏经济适用的技术,在协同减排方面的技术也非常缺乏。重金属治理方法现在包括工程治理、生物治理、化学治理及农业治理方法。工程治理效果彻底、稳定,但实施复杂、治理费用高、易引起土壤肥力下降;生物治理实施简便、投资少,对环境破坏小,但是治理效果不理想;化学方法治理效果和费用都适中,但容易再度活化;农业治理方法易操作、费用低,但是周期长、效果不显著。
2.3重金属监测水平滞后,无法为环境决策和执法提供可靠的技术支持
重金属污染监测需求特殊,湛江开发区重金属污染监测技术装备面临诸多问题:在线监测技术装备门类不齐,实时连续感知手段缺少;现场快速检测技术装备落后,应急工作被动;技术手段单一、应用成套化程度低,不符合综合防治需求。
3重金属治理的对策
湛江开发区重金属治理要遵循源头预防、过程阻断、末端治理的全过程、综合防控理念,建立起完善的重金属防治体系。
3.1强化湛江开发区重金属规划目标和任务,加强区域规划环评,严格执行区域环境准入政策
认真规划,把好源头,规划辖区重点项目实施和重金属相关行业产品产量变化,按照“一区一策”、“一厂一策”的原则,进一步明确辖区内重金属污染重点区域的防控任务和防控要求,分解落实本辖区的控制目标和重点项目。
严格准入,严格控制重金属采选和冶炼项目。积极引导涉重金属入园入区,集中治污,实现减污增效。湛江市属于非重点防控区域,必须严格控制新建、扩建增加区域重金属污染物排放的项目,实现区域重金属污染物排放总量比2007年排放量的零增长。
3.2完善重金属排放标准,确定重金属排放基数,建立健全重金属污染源数据库,为重金属污染治理提供科学依据
要继续健全政策体系,完善重金属排放标准,补充重金属污染对人体健康影响的判定,包括环境质量标准中重金属的指标和限值。
进一步摸清重金属污染底数,明确辖区重金属排放基数。其中废水重金属排放量应以2007年污染普查数据为基准,废气中重金属污染物排放量应以环境统计、环境监测、排查调查等相关资料为基础进行测算。湛江市属重金属防控非重点区域,要求以2007年重金属排放量为基数,增产不增污,各年度重金属排放量都要控制在2007年的排放总量内。
3.3建立清洁生产全过程控制思路,强制推进重金属污染企业实施清洁生产
清洁生产是重金属治理最直接、最有效的方法。湛江开发区以节能减排为核心,以污染预防为重点,以提升科技水平为切入点,以工艺清洁化,设备密封化、运行自动化、计量精准化为突破口,大力推广应用《国家重点行业清洁生产技术导向目录》中相关的清洁生产技术,提高资源利用率。
要抓好重点企业清洁生产审核,将涉及铅、锌、铜、铬、镉和汞等重金属行业作为开展清洁生产审核的重点,把“节能、降耗、减污、增效”的清洁生产理念贯穿于企业的各个服务、管理环节;注重全过程控制和必要的末端处理,建立“产生-加工-应用-回收”全过程的重金属污染综合防治技术管理体系,实现“工艺、环保一体化”,通过技术改造减少含重金属原材料的应用,减少生产工艺过程中的重金属副产物或污染物产生和排放,从而减轻重金属污染对人体健康和生态环境的危害。
4结语
总之,湛江开发区应该做好重金属污染防治工作,有效控制重金属污染,严格执行污染防治设施环保“三同时”制度,全面排查辖区涉重企业,实现重金属治理区域化、社会化。
参考文献
重金属污染的主要来源篇6
湖泊污染物重金属与有机污染物不同,不能通过自然降解过程分解,在生物活动过程中富集后毒性更大[1]。湖泊重金属主要来源于流域土壤岩石的风化、城市生活污水和工矿业废水的排放[2-5],排入湖泊的重金属经过悬浮物沉降而驻留在沉积物中,成为二次污染源[6-7]。悬浮物是一种由无机、有机和生物碎屑、浮游动植物、细菌和其他能被0.22μm或0.45μm滤膜截留的颗粒物组成的混合体,不仅影响水生生态系统中重金属的活化和迁移,而且影响重金属在水体、沉积物和食物链之间的相互转化,是一个非常关键的化学组分,含有其他水中溶解态物质难以凸现的环境和地球化学信息[4-5]。在江西省经济快速发展的过程中,鄱阳湖水环境受到了不同程度的重金属污染[2-3],对流域水环境和人类生命构成了潜在的危害。关于鄱阳湖及其流域重金属污染的研究很多,但大多集中在沉积物污染方面[6-9],单纯针对悬浮物中重金属污染的研究则较少[10-11]。对悬浮物的研究可以较全面地了解水环境的污染状况,对揭示水环境的污染效应与水体净化规律有着极其重要的意义。本文从悬浮物的角度进行鄱阳湖重金属污染研究,为了解鄱阳湖污染状况及重金属在湖泊中的环境行为提供依据。1材料与方法1.1样品采集鄱阳湖重金属污染目前仅限于局部范围[6],采样点采用网格布点法布设,每个点平均采3个样,对其进行平行测定,因此样品具有较好的代表性。采样于2011年2月枯水期进行,采样点均采用全球定位系统(GPS)定位,如图1所示。悬浮物样品在距水面30cm以下处采集,除去漂浮或浸没的树枝、枯叶等杂质,在全玻璃微孔滤膜器中减压抽气进行过滤,提取悬浮物(GB11901-89)。样品采集后立即用HACH现场参数仪测定水温、溶解氧、pH值和电导率,水样现场过0.45μm滤膜后,装入聚乙烯瓶中加优级纯浓硝酸保存,带回实验室采用石墨炉原子吸收法(PEAA800)测定。水体中重金属铜(Cu)、铅(Pb)、锌(Zn)、镉(Cd)和铬(Cr)的含量采用原子吸收分光光度法测定。1.2潜在生态风险评价采用瑞典科学家Hakanson于1980年提出的潜在生态风险指数法对鄱阳湖重金属污染进行生态风险评价[12],生态-危害指数RI为:式中,Ci为污染物的实测浓度,mg/kg;Cin为鄱阳湖重金属的背景参比值[13],Cif为单个污染物污染指数,Tir为污染物毒性响应参数,Eir为单个污染物的潜在生态风险。参考前人研究成果,结合鄱阳湖沉积物的性质和污染水平,具体分级如表1所示。2结果与讨论2.1悬浮物中重金属的分布实测悬浮物重金属含量见表2。由表2可知,南、北湖区悬浮物重金属Cu、Pb和Cr平均含量的差异较大,Cd、Zn平均值相近,分别为0.95,0.93mg/kg。根据不同种类重金属含量范围,结合水流从南湖区向北湖区流动特征来看,含量变化分布情况一致:南湖区大于北湖区。Cu的最高值出现在南湖区,为1045mg/kg,含量分布不均,最小值为16.5mg/kg;Pb北湖区最大值是最小值的30多倍,南湖区超过100倍;Cd的最小值南、北湖区相差不大,南湖区出现最大值;Cr的最大值出现在北湖区;且北湖区含量普遍比南湖区高;Zn在南、北湖区分布均匀,含量相近。由表3可以看出,悬浮物中Cu、Pb、Cd、Cr、Zn间正相关性显著,Cr与Cu及Cd的相关性系数高达1,表明Cu、Pb、Cd、Cr、Zn具有显著的同源性。鄱阳湖重金属污染主要来自各支流水系,污染严重区域主要是各大入湖口处:信江入湖口、饶河入湖口、南湖区的三江口以及东湖区的柳树湾等区域。信江和饶河入湖口处主要污染物为Zn、Cu、Pb,其中Cu主要是由乐安江中下游的德兴铜矿和信江中游的永平铜矿开采产生的含重金属的酸性废水排放所致[13];Zn和Pb为Cu的伴生矿,污染也相对严重;部分Pb是沿江城市排放的生活污水及工业废水所致[9]。南湖区三江口是3条主要支流———赣江、抚河和信江汇合处,各种重金属污染均最严重,原因与信江中游地区永平铜矿废水、南昌市大量工业废水和生活污水排入赣江以及水土流失土壤中的重金属有关[14]。悬浮物中各种重金属含量的空间分布特征与鄱阳湖入流水系有密切关系,流域内有矿产工业的支流如信江、饶河等均分布在南湖区,致使鄱阳湖南湖区与北湖区悬浮物重金属含量差异性明显。2.2悬浮物、沉积物、水体重金属含量对比对沉积物、水体、悬浮物中重金属的含量以及最大值、最小值及平均值的分析发现,除了Zn以外,其余金属最大含量均出现在悬浮物中,最小含量在悬浮物与水体中均有出现,可见重金属的分布不仅与其赋存的介质有关,与元素本身相关性也很大(见表4)。一般悬浮物的重金属含量比沉积物高几倍,是水体溶解态重金属的几百倍[15],鄱阳湖中悬浮物与沉积物和水体的比值为0.04~976.91,0.34~2824.86,说明其悬浮物中重金属含量很高。水体中的重金属污染物不易溶解,绝大部分迅速由水溶物转入固相物,并随水运移,当悬浮物负荷超过搬运能力时,便沉积进入底泥。因自然、生物、人为活动等因素驱动,沉积物再悬浮使得被沉积物颗粒吸附和结合的重金属可能通过吸附-解吸平衡和氧化还原反应而释放进入上覆水体,导致水体普遍出现重金属污染问题。在此迁移转化过程中,悬浮物是重金属元素的主要迁移载体。悬浮物主要由黏土、细碎屑等物质组成,重金属元素在悬浮物中可呈吸附态、矿物态等形式。悬浮物中重金属元素含量受悬浮物的矿物组成、重金属元素存在形式受流域地质背景等综合因素制约。鄱阳湖是江西省的内陆湖泊,其地貌主要组成物质是变质岩和花岗岩,岩溶地貌主要为沉积岩,在水体的迁移转化过程中,重金属在沉积物、悬浮物、水体三相中不断进行着交换吸附作用,维持动态平衡,但悬浮物中重金属含量最高。2.3潜在生态危害指数评价将Hakanson潜在生态危害指数用于水体悬浮物重金属污染评价时,所选择的参比值差别较大。悬浮物是水体污染物迁移的主要载体,主要来源于流域土壤岩石的风化产物、动植物残骸、工业废水、废渣、废气中的颗粒物,沉积物则是污染物的主要储存场所。因此背景值既可选用全球沉积物重金属的平均背景值[16],也可用国家土壤环境质量标准(GB15618-1995)或当地土壤重金属背景值[17]。本文选用鄱阳湖沉积物中的重金属背景值作为背景参考值,见表5。由于吸附富集作用,悬浮物重金属含量将远超于其背景值,因此将表1中的生态危害指数做了相应的调整,以小于250为轻度、250~500为中度、500~1000为强度、大于1000为极强。以此等级划分得到鄱阳湖悬浮物重金属的生态危害系数见表6。由表6可见,鄱阳湖近一半区域重金属污染达强度级别,其中2/3分布在南湖区。南湖区集中了鄱阳湖的所有入湖支流,污染物进入湖区时,大量富集于悬浮物中。鄱阳湖重金属单元素危害系数最大的是Cd,其次是Cu、Pb,最小的是Zn,这种现象与5条支流流域内的工业矿业类型有关。#p#分页标题#e#3结论(1)鄱阳湖悬浮物中重金属分布南、北湖区差异大,尤其是Cu、Pb和Cr;Cu、Pb、Cd、Cr、Zn间相关系数大,像Cr与Cu及Cd的相关性系数高达1,说明这类元素同源性显著。(2)鄱阳湖中悬浮物重金属含量平均值与沉积物和水体的比值为0.04~976.91,0.34~2824.86,说明其悬浮物中重金属含量很高。(3)鄱阳湖一半的区域重金属污染达强度级别,其中大部分分布在南湖区;重金属单元素危害系数最大的是Cd,其次是Cu、Pb,危害最小的是Zn。