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摘要:随着我国经济的快速发展,我国土壤却面临着严重的污染,现状总体不容乐观。尤其是部分耕地土壤环境质量受到威胁,工矿业废弃地的重金属污染环境问题突出,严重影响到了食品安全与生态的可持续发展。本文从在分析土壤重金属污染类型及危害的基础上,提出了几点目前主要的土壤重金属污染修复技术的治理措施。
关键词:土壤污染;重金属;污染土壤;重金属
1 前言
长期以来,由于我国经济发展方式粗放,产业结构和布局不合理,污染物排放总量居高不下,部分地区土壤污染严重,土壤环境质量受多重因素叠加影响,我国土壤污染是在经济社会发展过程中长期累积形成的。工矿业、农业生产等人类活动和自然背景高是造成土壤污染或超标的主要原因。
2005年4月至2013年12月,环境保护部会同国土资源部开展了首次全国土壤污染状况调查。调查范围为中华人民共和国境内(未含香港特别行政区、澳门特别行政区和台湾地区)的陆地国土,调查点位覆盖全部耕地,部分林地、草地、未利用地和建设用地,实际调查面积约630万平方公里。全国土壤总的点位超标率为16.1%,其中轻微、轻度、中度和重度污染点位比例分别为11.2%、2.3%、
1.5%和1.1%。污染类型以无机型为主,有机型次之,复合型污染比重较小,无机污染物超标点位数占全部超标点位的82.8%。从污染分布情况看,南方土壤污染重于北方;长江三角洲、珠江三角洲、东北老工业基地等部分区域土壤污染问题较为突出,西南、中南地区土壤重金属超标范围较大;镉、汞、砷、铅4种无机污染物含量分布呈现从西北到东南、从东北到西南方向逐渐升高的态势。
2 土壤重金属污染的主要来源
2.1 重金属开采造成的污染
我国是世界第三大矿业大国,现有各类矿山多个,矿区由于釆矿、冶炼及尾矿污染,造成了土壤的严重污染。甚至一些矿区土壤受重金属、有机污染物、酸等复合污染,情况更加严峻。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆目前不少重金属如铅、汞、镉、钴等进入土壤引起严重的土壤环境污染,有色、黑色金属冶炼是造成采矿区和矿产资源型城市土壤重金属污染的主要原因;金属冶炼过程中含有重金属的粉尘沉降是造成其周边土壤重金属污染的一个重要原因;矿冶废水直接排放和土法冶炼也会造成企业周边土壤重金属的污染。在矿产资源开发利用过程中,堆放于地表的废石、尾砂、废渣和粉煤灰通过风化和淋滤等作用,其中的重金属被活化并以各种形式逸散到周围环境中,并最终进入土壤导致环污染。
2.2 工业含重金属废弃物堆积
工业化工企业生产中,如化工、冶金、钢铁、轻工、机械制造等污染行业的企业,部分会产生含重金属的废弃物,企业因废弃或搬迁而遗留在场地含重金属废弃物,这些含重金属废弃物种类繁多,不同种类其危害方式和污染程度都不一样。这些废弃物中的重金属通过自身的渗透及日晒、雨淋、水洗,以辐射状、漏斗状向周围土壤、水体扩散。通过对武汉市垃圾堆放场、杭州某铬渣堆存区、沈阳冶炼厂冶炼锌产生的矿渣附近土壤中的重金属污染的研究,这些区域的重金属Cd、Hg、Cr、Cu、Zn、Ni、Pb、As、Sb、V、Co、Mn的含量高于当地土壤背景值。
3 土壤污染修复技术
土壤重金属污染具有隐蔽性、长期性和不可逆性的特点。土壤中有害重金属积累到一定程度,不仅会导致土壤退化,农作物产量和品质下降,而且还可以通过径流、淋失作用污染地表水和地下水,恶化水文环境,并可能直接毒害植物或通过食物链途径危害人体健康。目前,世界各国对土壤重金属污染修复技术进行广泛的研究,很多技术运用到实际治理中,取得了可喜的效果。具体有如下几种修复措施。
3.1 物理修复技术
物理法是指用物理(机械)、物理化学原理治理污染土壤的一类方法。常见的方法有:客土法、淋洗法、电动力学法。这些工程措施是比较经典的土壤重金属污染治理措施,它具有彻底、稳定的优点。
客土法是指通过客土、换土和深耕翻土措施与污土混合。在污染的土壤上加入未污染的新土;换土是将以污染的土壤移去,换上未污染的新土;翻土是将
污染的表土翻至下层;去表土是将污染的表土移去等,以降低土壤中重金属的含量,减少重金属对土壤-植物系统产生的毒害,从而使农产品达到食品卫生标准。深耕翻土用于轻度污染的土壤,而客土和换土则是用于重污染区的常见方法,在这方面日本取得了成功的经验。如日本富士县神通川流域的痛痛病发源地,就是由于长期食用含镉的稻米而引发的,他们通过研究,去表土15 cm,并压实心土,在连续淹水的条件下,稻米中镉的含量小于0.4mg/kg;去表土后再客土20 cm,间歇灌溉稻米中镉的含量也不超标,客土超过30cm,其效果更佳。
3.2 化学修复技术
化学修复方法就是加入土壤添加剂(固化剂)改变土壤的理化性质,通过重金属的吸附或共沉淀作用改变其在土壤中的存在形态,从而降低其生物有效性和迁移性,使土壤中的有毒重金属固定。其中沉淀法是指土壤溶液中金属阳离子在介质发生改变(pH值、OH-、SO42-等)时,形成金属沉淀物而降低土壤重金属的污染。在沈阳张士污灌区进行的大面积石灰改良实验表明,每公顷施石灰1500~1875kg,籽实含镉量下降50%。有机质法是指有机质中的腐殖酸能络合重金属离子生成难溶的络合物,而减轻土壤重金属的污染;吸附法是指重金属离子能被膨润土、沸石、粘土矿物等吸附固定,从而降低土壤重金属的污染。
3.3 生物修复技术
生物修复是利用生物技术治理污染土壤的方法。利用生物削减、净化土壤中的重金属或降低重金属毒性。植物稳定是通过耐重金属植物及其根际微生物的分泌作用螯合、沉淀土壤中的重金属,以降低其生物有效性和移动性,并防止其进入地下水和食物链,减少对环境和人类健康危害的风险。
植物修复的效益取决于植物地上部分金属含量及其生物量,虽然连续植物提取试验获得了一定的成功,但目前已知的超积累植物绝大多数生长慢、生物量小,但由于该方法效果好,易于操作,日益受到人们的重视,成为污染土壤修复研究的热点。
4 展望
土壤重金属污染首先应从源头抓起,控制污染源,要充分认识土壤重金属污染的长期性、隐匿性、不可逆性以及不能完全被分解或消逝的特点。面对土壤重金属污染的严重性和危害性,土壤污染治理是亟需解决的重大环境问题之一,关于土壤污染修复技术的现场应用程度也越来越成熟。在选择修复技术时,应根据污染物的性质(如种类、形态、浓度等)、土壤条件(如pH、渗透性、地下水等)、污染程度、预期的修复目标,实践限制、成本、修复技术的适用范围等因素加以综合考虑,选择最适合的修复技术或其组合,达到高效,低耗的双重效果。
参考文献:
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[2]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.
[3]陈怀满,郑春荣.中国土壤重金属污染现状与防治对策[J].AMBIO:人类环境杂志,1999,28(2):130-134.
论文作者:刘爱芳
论文发表刊物:《防护工程》2018年第34期
论文发表时间:2019/3/26
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