第一篇:腐殖质在土壤污染修复中的作用分析论文
摘要:随着城市化的不断推进, 很多工业企业逐渐搬离市区, 遗留了大量受污染的场地。工业污染场地是我国当前面临的新环境问题, 制约着城市土地资源的安全再利用。工业污染场地土壤修复技术虽然不断革新, 但是受制于资金因素, 大部分修复项目多集中在一线与省会城市, 修复技术相对粗糙, 无法全部达到预期效果。腐殖质作为一种天然有机质, 可以有效处理工业污染场地中的重金属与有机污染物, 本文主要分析了腐殖质在工业污染场地土壤修复中的应用要点。
关键词:腐殖质;工业污染;土壤修复;
在社会经济快速发展的背景下, 工业生产速度不断加快, 但是受限于传统生产意识, 人们并没有及时采取有效措施对生产过程进行有效控制, 导致工业污染持续加重, 其逐渐成为影响持续发展与环境保护的重要因素。就现状来看, 实际处理应用的修复技术比较简单, 以异位修复为核心, 搭配固化稳定化、水泥窑焚烧技术以及化学处理等技术, 总体来讲整个产业还处于初期阶段。腐殖质可以应用在工业污染场地土壤修复中, 人们可以从腐殖质结构性质、分离和纯化等角度出发, 确定其应用要点, 实现对土壤的有效修复。工业污染场地土壤修复要求
1.1 工业污染场地类型
1.1.1 重金属污染
重金属是指相对密度超过5.0的金属元素, 工业生产中常见的有Zn、Mn、Ge、Cu等, 因为As属性与重金属元素相似, 其往往被看作为重金属, 同时也是工业生产中主要的重金属污染元素之一[1]。一般而言, 重金属污染主要集中在冶炼业、化学原料以及相关制品业、皮革以及相关制品业、蓄电池制造业等。
1.1.2 有机污染物
当有机物进入工业土壤中, 会对土壤产生具有污染性的有机化合物时, 人们就可以将其看作有机污染物。有机污染物主要包括持久性有机污染物(POPs)、多环芳烃(PAHs)以及农药等, 另外还包括石油类污染物, 主要集中于油漆、石油化工以及农药生产等相关行业[2]。
1.2 污染修复基本原理
对已经被各种原因污染的土壤, 人们需要采取物理、化学或者生物等手段, 促使内部含有的污染物进行吸收、转移以及降解等活动, 持续降低污染物浓度, 直到可以被土壤接收, 或者直接将污染物转化为无毒无害物质, 降低对自然环境的影响。就工业污染土壤修复技术来说, 人们应以土壤污染特征为基础, 综合政治、经济以及社会等因素, 采取最为合适的处理技术, 保证达到预期效果。现在可选择的土壤修复技术较多, 如换土法、客土法、化学淋洗法、原位化学氧化法以及稳定固化法等, 不同技术的原理不同, 实际作业可以综合各项条件来对比择优选择。但是, 工业污染场地土壤老化时间较长, 污染物会进入亚微米甚至纳米级孔隙结构内, 比微生物尺寸更小, 难以被微生物接触和利用, 修复难度较大[4]。因此, 人们需要结合实际情况, 积极引用新方法, 以适应工业污染场地土壤特点, 提高修复综合效果。腐殖质结构与特点
腐殖质为一种天然有机质, 其在工业污染场地土壤修复中起到了重要作用, 对于重金属与有机污染物污染土壤的修复优势明显, 具有非常广阔的应用前景。土壤主要分为有机质和黏土矿物两种组分, 它们可对污染物进行有效吸附, 而腐殖质因其所具有的特征在土壤污染修复中具有非常大的技术优势。腐殖质的来源和老化时间差异较大, 在分子量、结构特征、元素以及官能团等方面也存在很大不同。其组成元素主要为C、H、O、N、P、S等, 元素组成稳定性比较高, 但是不同来源的腐殖质元素组成差异明显, 水稻土、红壤、褐土间C含量依次降低, 腐殖质组分间C元素含量也存在明显差异, 胡敏素、胡敏酸、富里酸含量依次降低[5]。
想要将腐殖质有效应用到工业污染场地土壤修复中, 人们首先需要了解其结构特征与生物特点, 以此为依据判断其对各类污染物将会产生的作用机制。随着人们对腐殖质的研究持续加深, 在红外光谱、扫描电镜等高新技术的支持下, 人们可以可以更全面地掌握其特点。例如, 富里酸含有很多酸性官能团, 酸度远高于胡敏酸, 氧原子更多。胡敏素主要由羧基、碳水化合物以及多糖等物质组成, 均结合在脂肪链上, 还具有一定的甲基、醚、酰胺等基团。胡敏酸主要由芳香碳、侧链碳组成, 芳香碳具有疏水性, 而侧链碳具有亲水性, 整体表现为输送海绵孔状结构, 相比富里酸, 其具有更丰富的醌型羟基。腐殖质在工业污染场地土壤修复中应用要点
3.1 重金属污染修复
3.1.1 重金属吸附
对重金属污染土壤进行修复, 是指将土壤中含有的重金属全部清除, 如换土法、土壤淋洗等, 或者改变重金属在土壤内的表现形式, 使其更为固化稳定, 降低其在土壤内的迁移性与生物有效性。相比之下, 改变重金属形态修复技术更为简单, 修复所需时间短, 资金压力更小, 在实际应用中具有更大优势。这样便可以利用腐殖质对重金属的良好吸附性, 形成螯合物, 促使污染物固定稳定在土壤颗粒上, 达到降低迁移性的目的。腐殖质为带电荷高分子有机聚合胶体, 对土壤内含有的多种重金属离子均具有很强的结合能力, 基于自身所具有的氨基、羟基以及羧基等官能团均具有较高化学活性, 它能够促使土壤内的重金属污染物产生螯合反应, 逐渐转换为难溶性盐类, 同时会增加碳酸盐结合态以及氧化物结合态的金属离子, 达到抑制金属离子迁移的效果, 保证土壤内重金属污染物具有较高稳定性, 可在一定程度上降低土壤毒性与活性。
3.1.2 重金属还原
腐殖质具有氧化还原性, 在对工业污染场地土壤进行修复时, 人们可以添加适量的外源性腐殖酸, 加速土壤内重金属离子向硫化物的转换, 使其可以有效沉淀, 降低金属离子的毒性。研究发现, 以腐殖质为电子传递中间体, 与直接将电子传递给Fe3+氢氧化物的处理方法相比, 应用此种方法, 微生物传递分子的速度可以提高27倍, 而还原水铁矿速度只有直接还原的1/7。同时, 腐殖质可以对无定型Fe3+矿物进行还原, 尤其是在有氧环境下依然可以进行还原。即便是对还原态胡敏酸进行曝氧处理, 其仍然保留还原基团, 相比胡敏酸具有更高还原能力。在氧化还原过程中, 腐殖酸能够还原重金属离子, 使其形成稳定性更高的螯合物。作为氧化还原中间体, 当腐殖质为氧化态时, 腐殖酸会与电子结合, 转换成还原态的羟醌, 并通过电子转移使得金属离子还原, 待还原后腐殖酸又重新转化为氧化态, 经过往复作用最终可以减少重金属离子的迁移。
3.2 有机物污染修复
3.2.1 有机物吸附
在生态系统中, 腐殖质为最丰富的有机质形式, 可以通过疏水性吸附、氢键作用、共价吸附、电荷转移以及配位交换等与除草剂、多氯联苯、多环芳烃等有机污染物产生作用, 以影响土壤内污染物的转化、迁移、生物降解以及残留等过程, 达到土壤修复的效果。人们可以利用腐殖质来对土壤内有机物污染物进行吸附, 以比较成熟的双模式吸附模型为例, 其本质上是将土壤有机质划分为“玻璃相”吸附域与“橡胶相”吸附域两个不同区域, 然后将胡敏素和胡敏酸、富里酸作为两个区域的主要有机质, 达到快速吸附的效果。对于腐殖质来讲, 其在工业污染场地土壤修复中的应用, 主要是利用多种作用力的搭配有效吸附土壤内污染物, 促使其被团聚在腐殖质分子周围, 或者是通过孔隙填充的方式, 被有效地束缚在腐殖质刚性结构内, 避免迁移造成的土壤和地下水污染。
3.2.2 有机物增溶
表面活性剂增溶为常用的工业污染场地土壤修复技术, 在提高污染物溶解度的同时, 可以降低表面活性剂使用剂量, 有效预防二次污染情况的发生。腐殖质中的胡敏酸与富里酸面对不同p H条件均可有效溶于水, 并且腐殖酸内含有多种活性官能团, 其决定了腐殖酸具有良好的亲油性与亲水性, 可有效提高有机污染物的溶解性与迁移性。将腐殖酸添加到土壤内, 可以促使有机物吸附在表面活性剂胶束中或单体上, 促使绑缚在土壤内的有机污染物洗脱到液相环境内, 使得脱附率提高, 保障污染物在土壤内的可移动性, 污染物表观溶解度有效提高, 达到增强生物有效性的目的。结语
腐殖质在工业污染场地土壤修复中具有至关重要的作用, 为充分发挥其所具有的技术优势。人们需要掌握其结构特点, 然后根据土壤污染形式, 选择合适的处理方法, 有效提高土壤修复效果。
参考文献
[1]杜延军, 金飞, 刘松玉, 等.重金属工业污染场地固化/稳定处理研究进展[J].岩土力, 2011, 32(1):116-124.[2]王艳伟, 李书鹏, 康绍果, 等.中国工业污染场地修复发展状况分析[J].环境工程, 2017, 35(10):175-178.[3坦坦.河南某化工厂污染场地分层健康风险评估与应用研究[D].北京:中国地质大学, 2017.
第二篇:关于水在档案修复中作用探讨
水是由两个氢原子和一个氧原子组成的极性分子,具有较强的溶解力。在档案修复工作中,水既是淀粉胶料的溶剂,也是档案纸张上各种可溶物质的溶剂、纸张纤维的润胀剂、增塑剂,还是档案纸张与托纸之间的润滑剂,它既可以增强档案纸张的耐久性,也可以使挡案水解,失去强度。因此,了解水的成份、作用,正确地应用水,在档案修复工作中尤为重要。
一、水去污、去酸
水去污、去酸是水溶剂溶解污斑和酸性物质的过程。首先检查字迹的耐水性能及宇迹是否需要加固并处理后,将破损档案字迹朝下平铺在裱糊台上,用排笔刷将70oc左右的清水轻轻刷在档案上面,待水浸入纸张之后,浸泡片刻,用卷成卷的干毛巾滚式挤压档案,用力要轻(一般纸张被水浸泡后,其强度仅为30%左右)。把水挤压出去即可,不必撤得大干。然后把毛巾洗净拧干,卷成卷待用。这种方式反复多次,直至洗净或再也无法洗净为止。如需托纸加固可直接刷浆复纸,不需托纸加固可把档案夹入吸水纸中压实吸干。
档案在浸泡和清洗过程中,由于相似相溶原则、水对纸页中的灰尘微粒、汗渍污物、霉菌、有机酸及造纸生产过程中留下来的残余明矾、漂白剂等,必然产生溶解作用,溶解物不同程度地被带走,清除了纸内的污物及游离酸。随着干燥过程中水分蒸发,纸的纤维之间会产生收缩,使单根纤维彼此靠拢,纤维表面游离氢氧基之间的作用逐渐增强,直至重新生成氢键,这就是氢键结合的原理。这种方法可适当地重新建立起纸张中纤维素分子间断裂的氢键。因此,在一定程度上,水起到了去污、去酸、修复断裂纤维的作用。在操作过程中,要注意三个方面:
1、水温不宜过高;
2、时间不宜过长;
3、用力不宜过重。
二、水揭档案砖
在揭档案砖时,用水浸泡或蒸气熏,使纸张中的粘合剂产生溶解,失去或降低粘性。在这项工作中要注意水的温度和浸泡时间。档案砖的机械强度一般都很低,纸张中含有大量的酸、酶。酸、酶与水、温度结合,形成加速纤维素水解的四大要素。当水温在10oc以上,每升高10 oc,纤维素水解反应速度加快1?倍。在浸泡或熏蒸时要注意观察,待粘合剂溶解后,即停止浸泡或熏蒸。
三、撤水方法
修裱档案,一般来说有两种撤水方式效果较好棗压干和上墙。采用什么样的撤水方式要根据修裱情况不同而选择。对于补缺、溜口、接后背、挖补等,需经闷水、撤湿挤压、倒干,使其平整。托裱的档案可上墙干燥,上墙可分为多张上墙和单张上墙,这要根据天气季节和档案纸张类别而选择,一般在干燥季节和档案纸张强度较弱的情况下采用多张上墙,这样可减少绷裂现象。托裱后上墙易绷裂的档案,可采用先凉干(飘杆),再喷水闷成半湿,然后上墙干燥的方法,这样可降低纸张的伸缩力,避免纸张上墙后的绷裂现象。如遇比较干燥的季节,可用小排笔刷把水刷在上墙的档案上,注意水不要刷在档案断裂、托纸接口、四周浆口上。这样让断裂、接口、浆口处先干,档案就不易绷裂。
四、水溶浆糊
提纯后的淀粉,经沉淀、换水后,在水中静放,自然发酵。这样,淀粉在水、酸、酶的作用下发生水解而失去粘性,聚合度降低,制出的淀粉浆糊粘度适中,色泽白。
档案原件与托纸之间的粘台程度是否适宜,还取决于浆糊中的含水量多少。浆糊稠,托出的档案起皱、发硬,易生虫、霉;浆糊稀,粘合度不够,易脱开。浆糊的粘度还要根据纸张的薄、厚而定,厚则稠,薄则稀。但其总的原则是档案与托纸在不脱开的前提下,浆糊溶解的程度越稀越好。浆糊稀,排笔反复多走才会上浆均匀,粘合度好。这样裱出的作品薄、软、平,不易脱开,减少了霉、虫的产生条件。
水贯穿档案修复全过程,它决定了档案修复的质量。科学、合理地利用好水,是提高档案修复质量的关键,我们要使普通的水,在档案修复中发挥特殊的作用。
第三篇:土壤污染修复资料总结
土壤污染修复
第一章土壤及其基本性质
1.土壤:是指地球陆地表面能生长绿色植物的疏松多孔结构表层,具有不断地、同时地为植物生长提供并协调营养条件和环境条件的能力。
2.土壤环境:是指岩石经过物理、化学、生物的侵蚀和风化作用,以及地貌、气候等诸多因素长期作用下形成的土壤生态环境。
3.土壤污染:是指人为活动将对人类本身和其他生命体有害的物质施加到土壤中,致使某种有害成分的含量明显高于土壤原有含量,而引起土壤环境质量恶化的现象.
4.造成土壤污染的原因?
过量施用化肥;农药;重金属元素;污水灌溉;酸沉降;固体废物;牲畜排泄物和生物残体
5土壤污染的特点
① 隐蔽性和潜伏性②累积性和地域性;③.不可逆性和长期性④难治理性和后果严重性.6.土壤环境背景值:是指未受或少受人类活动(特别是人为污染)影响的土壤环境本身的化学元素组成及其含量。
7.土壤自净作用:是指在自然因素作用下,通过土壤的自净作用,使污染物在土壤环境中的数量、浓度或形态发生变化,活性、毒性降低,甚至消失的过程
8.环境容量:在人类生存和自然生态不至受害的前提下,某一环境所能容纳的污染物的最大负荷量。(单位环境中,土壤所能容纳的最大负荷量为土壤环境容量)
9.土壤污染的量度指标
①土壤背景值;②植物中污染物质的含量;③生物指标
10.土壤环境污染物分类:
无机污染物.有机污染物;生物性污染物;固体废弃物
按照污染物污染途径分为以下五种类型
水质污染型;大气污染型;固体废弃物污染型;农业污染型;综合污染型
第二章土壤重金属污染专题
1.汞、镉、铅、铬以及类金属砷(五毒元素)
2.影响生物迁移的因素
a.重金属在土壤环境中的总量和赋存形态b.土壤环境状况 c.不同植物种类 d.伴随离子
3.土壤重金属污染的特点:
1.形态多变2.金属有机态的毒性大于金属无机态
3.价态不同毒性不同
4.金属羰基化合物常剧毒5.迁移转化形式多样
6.重金属的物理化学行为多具有可逆性 7.产生毒性效应的浓度范围低 8.微生物不能降解重金属 9.生物对重金属摄取具有累积性 10.重金属对人体的毒害具有积累性
4影响重金属在土壤环境中的迁移转化的因素:
① 土壤Eh:
当水田灌满水时,Eh下降,导致土壤环境中的S以S2-形式存在,从而与水溶性Cd生成CdS沉淀,降低土壤溶液中水溶性镉的含量。当水稻田排水晒田(烤田)时, Eh升高,非水溶性CdS可发生氧化还原反应,S2-被氧化成单质硫,从而CdS的溶解度增加,可给态Cd2+浓度增加。
Eh升高会促使土壤可溶性Pb与高价Fe、Mn氧化物结合,降低Pb的可溶性迁移。② 土壤ph 土壤酸度增大不仅可增加CdCO3的溶解度,也可增加CdS的溶解度,使水溶态的Cd含量增加。
对铅在土壤中的存在形态影响也很大,一般随pH降低,土壤环境中可溶性铅的含量增加,铅在土壤中的迁移能力和生物毒性增大。
随着pH值的升高和Eh值的下降,可显著提高土壤中砷的溶解性。因为pH值的升高,土壤胶体上正电荷减少,对砷的吸附量降低,可溶解性砷的含量增加。同时,随着Eh值的下降,砷酸还原为亚砷酸
锌的迁移性取决于土壤的pH值和Eh值
5.影响Cr对植物毒性的因素:
(1)Cr的化学形态;(2)土壤质地和有机质含量;(3)土壤氧化还原电位;(4)土壤pH值;(5)植物种类。
6.防治土壤铜害的主要措施:
①向土壤大量施用绿肥或有机肥;②施用石灰降低土壤酸度; ③施用铁剂(如Fe-EDTA),或叶面喷施铁剂。
7.锌污染的防治措施:
①施用石灰调节土壤pH在5.5-7.0范围内,使锌形成氢氧化物沉淀; ②使土壤呈还原态,形成ZnS沉淀;③施用磷肥
8.土壤重金属污染控制的基本原则,并根据原则拟定土壤重金属污染控制
技术对策。
基本原则:一是“防”,尽可能地防止重金属进入土壤环境造成污染; 二是“治”,对已被重金属污染的土壤进行改造、治理,以消除污染或调控限制其危害。(1)切断污染源;(2)提高土壤环境容量;(3)控制或切断重金属进入食物链;(4)避免二次污染;
9.土壤重金属污染的调控与防治措施:
(1)发展清洁工艺;(2)严格执行污水和污泥施用标准;(3)提高土壤的缓冲性和自净能力;(4)加强土壤水分管理;(5)施用改良剂;(6)客土、换土法和水洗法;(7)利用植物吸收去除重金属;(8)电化法;(9)加强土壤环境及其生物产品的监测;
第三章:土壤环境的有机污染
1.持久性有机污染物:具有毒性、生物蓄积性和半挥发性,在环境中持久存在,能在大气环境中长距离迁移,对人类健康和环境造成严重危害的有机污染物。
2.非持久性有机污染物:半衰期较短,生物蓄积能力较小的容易降解的有机污染物。3点污染源:指集中在一点或当作一点的小范围排放污染物的污染源。4.面污染源:指在一个大面积范围内排放污染物的污染源。
5有机污染物的环境行为-有机污染物进入土壤后,可能经历以下几个过程: ③ 土壤颗粒的吸附—解析;②挥发和随土壤颗粒进入大气;
③ 滤至地下水或随地表径流迁移至地表水;④通过食物链在生物体内富集或被降解;⑤生物或非生物降解。
6.土壤有机污染物在土壤中的环境行为主要包括吸附、解吸、挥发、淋滤、降解、残留、生物富集等。
7、土壤胶体吸附有机污染物的机理
(1)化学吸附;(2)物理吸附;(3)离子交换具体讲主要包括:离子交换、氢键、电荷转移、范德华力、配位体交换、疏水键的形成等。
8.代谢—有机物在生物体内经过酶类及其他物质的作用,发生变化,进而消化和排泄的过程。
9.降解—有机物由于各种因素的作用(化学、生物、光照、酸碱等)而逐渐分解,转变为无毒物质的过程。可分为非生物降解和生物降解。
10.生物降解—在生物酶的作用下,有机物在生物体内的降解,尤以微生物降解为主。11.非生物降解—有机污染物在环境中受光、热及化学因子作用引起的降解。12.降解类型:(非生物降解)光化学降解、化学讲解;(生物降解)微生物降解
化学降解:可分为催化反应和非催化反应。非催化反应包括水解、氧化还原、异构化、离子化作用等。
微生物降解:脱卤作用、氧化作用、还原作用、脱烷基作用、水解作用、环破裂作用 13.共代谢:是指微生物只能使有机物发生转化,而不能利用它们作为碳源和能源维持生长,必须补充其他可以利用的基质,微生物才能生长。
14.迁移—污染物在环境中发生的空间位置的相对移动过程,可分为机械性、物理—化学性和生物迁移。
15.吸收—外源物质经各种途径透过有机体的生物膜而进入血液循环的过程,主要通过消化道、呼吸道和皮肤三种途径。
16.扩散:指有机分子的随机运动,是由高浓度梯度向低浓度梯度的纯运动。17质流:指分布在空气、水和土壤中的有机物在外力作用下所发生的移动。18.挥发:指有机污染物穿透过土壤而逸向空间的移动。
19.残留—因使用有机污染物(农药)而残留于人类食品或动物饲料中的有机污染物(农药)母体化合物,还包括在毒理学上有意义的降解产物。20积累—有机污染物的持久性,可认为该化合物保持其分子完整性,以及通过在环境中运输和分配,维持其理化性质和功能特性的能力。21.半衰期—进入土壤的有机污染物(农药)因降解等原因含量减少一半所需要的时间。22.残留期—土壤中有机污染物(农药)因降解等原因含量减少75%-100%所需要的时间。
23.农药污染土壤的途径:
☆将农药直接施入土壤或以拌种、浸种、毒谷的形式施入土壤;
☆向作物喷洒农药时,农药直接落到地面或附着在作物上,经风吹雨淋落入土壤中; ☆大气中悬浮的农药颗粒或以气态形式存在的农药,经雨水溶解和淋失,最后落到地面; ☆死亡动植物残体或灌溉水将农药带入土壤。24.农药在土壤环境中的迁移(1)扩散;(2)质流;(3)挥发 进入土壤环境中的农药可通过挥发、扩散而迁移入大气,引起大气污染;或随水迁移、扩散和淋溶而进入水体,引起水体污染;也可通过作物的吸收,导致对农作物的污染,再通过食物链浓缩,进而导致对动物和人体的危害。25.土壤环境化学农药污染的防治:
☆加强管理☆大力开发高效、低毒、安全性农药☆采用综合防治措施防治病虫害
☆改进农药制剂的剂型及喷洒技术☆其他治理方法
(1)增加土壤中有机、无机胶体的含量,以增加土壤的环境容量;或施入吸附剂以增加土壤对农药的吸附,减轻农药对作物的危害。
(2)调节土壤水分、pH值、Eh值,以增加农药的降解速度。
(3)某些金属离子或其与某些螯合剂相螯合时,具有催化作用,可采取施加该类催化剂的方法,以提高土壤的催化化学降解作用。
(4)选育活性较高的能够分解某种农药的土壤微生物或土壤动物,以增加土壤的生物降解作用。
第四章:化学肥料对土壤环境的污染 1.目前我国化肥施用中存在如下问题:
①肥料利用率低:尿素N利用率为20%-40%,碳铵利用率仅15%-30%,普钙中磷利用率也仅为15%-30%;②肥料养分比例不平衡:我国N、P、K施用比例严重失衡,P、K普遍短缺,N相对过剩;③肥料分布和施用流向不合理:存在东南高西北低趋势。
2.化肥施用对土壤环境的影响:
(1)肥料中有毒有害物质对土壤环境的污染
①化肥中的重金属元素污染;②肥料中的放射性元素污染; ③肥料中的氟污染;④化肥的有机副成分污染(2)施用化肥对土壤性质的影响:
①导致土壤板结,肥力下降;②促进土壤酸化;③土壤中营养成分比例失调; ④降低土壤微生物活性;⑤造成土壤硝酸盐污染;
3.水体富营养化:是指湖泊、河流、水库等水体中氮磷等植物营养物质含量过多所引起的水质污染现象。
4.化肥污染的控制措施和防治对策:
加强对化肥的监督管理,从化肥的质量上扼制污染;经济合理施肥,严防过量施肥; 氮、磷、钾肥配合施用;化肥与有机肥配合施用;推行施肥新技术,提高肥料利用率; 优化肥料品种结构,研制新型无污染化肥;加强水肥管理,实施控水灌溉; 保护生态环境,防止水土流失。
5.论土壤污染与生命的关系。(论述题)
第五章污染土壤修复技术及原理
1.土壤污染修复:指通过无聊、化学、生物、生态学原理、并采用人工调控措施,使土壤污染物浓(活)度降低,实现污染无害化和稳定化,以达到人们期望的解毒效果的技术措施。
2.土壤污染修复需要坚持的原则: ①确保土壤的生物活性不受损坏
②确保土壤正常组分、结构和性状的稳定性
③对于土壤重金属污染的修复必须采取非食源性生物修复 3.原位修复和异位修复比较
4.原位修复和异位修复分类:
原位:污染土壤气体提取法(;井中汽提法;生物通气;空气搅动法;原位冲洗、淋洗; 加热方法;处理墙方法;原位稳定—固化方法;电动力学方法;原位微生物修复方法; 植物-微生物联合修复方法
异位:气提法;泥浆反应器修复;土壤耕作法;土壤堆腐;焚烧法;客土法;预制床;
淋洗/萃取;淋洗-生物反应器联合修复。5按照技术类别分类(1)物理化学修复
加热方法;稳定固化法;淋洗;萃取;电动力学等。(2)生物修复
微生物修复:生物通气、泥浆反应器、预制床等。植物修复;湿地修复;菌根修复等。
植物-微生物联合修复;菌根菌剂联合修复等。(3)物理化学-生物联合修复 淋洗-反应器联合修复等。6电动力学修复的优点:
☆适用于任何地点;☆可在不挖掘条件下处理土壤; ☆最适合黏质土;☆对饱和和不饱和土壤都潜在有效;
☆可处理有机无机污染物;☆可从非均质的介质中除去污染物; ☆费用效益比较好
缺点:☆污染物的溶解度高度依赖于土壤pH值; ☆要添加增强溶液;
☆当高压电使用到土壤时,由于温度的升高,过程的效率降低; ☆如果土壤含碳酸盐、岩石、石砾时。去除效率会显著下降。
7.土壤淋洗技术:是在淋洗剂(水或酸或碱溶液、螯合剂、还原剂、络合剂以及表面活性剂溶液)的作用下,将土壤污染物从土壤颗粒去除的一种修复技术。8.农业改良措施
(1).中性化技术:利用中性化材料(如石灰、钙镁磷肥)提高酸性土壤pH以降低重金属的移动性和有效性的技术。
(2)有机改良物料:有机物料可通过与重金属的配合作用而改变土壤中重金属的形态,也可通过改变土壤的其他化学条件(pH、Eh、微生物活性等)而改变土壤重金属形态和生物有效性。
(3)无机改良物料:降低土壤重金属有效性,抑制作物对土壤重金属的吸收。常用的无机改良剂有沸石、海泡石、赤泥磷肥、膨润土
(4)氧化还原技术:土壤环境氧化还原状态的控制,一般可以通过水分管理来实现,如镉污染土壤可以采用淹水栽种水稻的方式抑制其有效性
9.植物修复技术:指利用植物及其根际微生物对土壤污染物的吸收、挥发、转化、降解、固定作用而去除土壤中污染物的修复技术。
10.超富集植物:是指能超量积累1种或同时积累几种重金属元素的植物。11.污染土壤修复技术选择的原则: 1.耕地资源保护原则;2.可行性原则
修复技术的可行性主要体现在两个方面: 一是经济方面的可行性,即成本不能太高.二是效用方面的可行性,即修复后能达到预期的目的,见效快.3.因地制宜原则
第十章
1.植物修复技术:植物提取修复技术;植物稳定修复技术;植物挥发修复技术 根际过滤修复技术
2.植物提取修复的机制:
(1)超积累植物对根际土壤重金属的活化
植物对根际土壤重金属的活化方式包括:金属-螯合分子分泌进入根际,螯合、溶解金属。
(2)重金属由根部向地上部的转移 超积累植物根对重金属吸收、转移和积累在地上部的过程包括许多环节和调控位点:跨根细胞质膜运输;根皮层细胞中横向运输;从根系的中柱薄壁细胞转载到木质部导管;木质部长途运输;从木质部卸载到叶细胞(跨叶细胞膜运输);跨叶细胞的液泡膜运输等。
(3)地上部对重金属的积累
植物地上部分对重金属的累积与金属络合物和液泡的隔离作用有关。
3.植物-微生物联合修复法:利用超累积植物及其根际周围土壤微生物的联合作用,共同对土壤重金属元素进行转化、吸收和累积,达到修复的目的。
4.农业工程改土修复技术:包括换土法、覆土法、深耕翻土和稀释法等。
换土法是利用清洁的土壤置换重金属污染的土壤,并将污染土壤进行异位修复或异地处理的方法。
覆土法或客土法是将清洁的土壤覆盖在污染的土壤之上,使植物的根层生长在清洁的土壤中,减少重金属污染物向植物中的迁移和转化。
深耕翻土是将深层污染程度较轻或无污染的土壤通过深翻成为表层土壤,而受到重金属污染的表层土壤进入下层,使植物根系不能达到污染区域而减少对重金属的吸收,降低污染物对植物的危害的目的。
稀释法是将清洁的土壤与污染的土壤充分混合,降低土壤重金属元素的浓度,从而减少植物对重金属元素的吸收的目的。
第四篇:在环保论文——土壤污染
土壤污染的危害与防治
摘要 “万物土中生,食以土为本”,土壤是人类生存的基本资源,是农业发展的重要基础,而我国又是一个人多耕地少, 土壤污染较为严重的国家,故采取有效措施防治土壤污染对于合理利用土地、保护人民身体健康、提高人民生活质量具有极其重要的意义。本文从土壤污染的类型着手, 分析了土壤污染的危害, 并提出了积极的防治对策。
关键词 土壤污染 概念 特征 危害 防治
由于全球人口的增加及经济发展,人类的活动日益频繁与扩大,使得一些工业废物、化学农药等有害物质进人了土壤,并且不断积累,导致了土壤结构、组成、功能的变化,降低了土壤能力,影响了土壤的生态系统功能的发挥,从而影响了植物正常生长发育,并在植物中累积,影响作物产量、品质,并最终影响到人类的健康。面对这一严峻形势,我们必须立即采取有效措施来防止土壤被污染,并改善已经受污染的土壤质量。
一、土壤污染概念与特征
土壤污染就是指人类活动产生的物质(污染物),通过多种途径进入土壤,其数量和速度超出了土壤的容纳能力和土壤的净化速度,因而使土壤的性质、组成及性状等发生变化,使污染物质的积累过程逐渐占据优势,破坏了土壤的自然动态平衡,从而导致土壤自然正常功能失调,土壤质量恶化,影响作物的生长发育,以致造成作物产量和质量的下降,并通过食物链引起对生物和人类的直接危害,甚至形成对有机生命的超地方性危害。
从土壤污染的概念来看,判断土壤是否发生污染有两个指标:一是土壤背景值即土壤中某元素的平均含量超过背景值,即发生了土壤污染。二是生物指标,土壤中某有害元素或污染物含量较高时,被植物吸收的量也相应增加,可引起植物的一系列反应,土壤微生物区系会发生变化,受污染的植物被人们食用后会对人体健康产生不良影响,上述植物、微生物及人体受到的危害程度等均可作为度量污染的生物指标。
土壤污染的主要特征:一是具有隐蔽性。一般情况下污染物进人土壤后很少有比较直观的表现,多数情况下通过植物的吸收进人果实,人体食用后长期积累产生病变,通过人体健康状况反应出来。因此,污染土壤反应时间长,情况复杂,具有隐蔽性。二是土壤污染后难以恢复。土壤本身也有净化作用,但是,由于污染物在土壤中挥发、稀释、扩散、降解、被土壤胶体吸收脱离生物循环,使其浓度变小或无毒的过程比较漫长,有些重金属污染具有不可逆转性,因此.土壤污染后难以恢复。三是后果严重。土壤的形成过程比较漫长,一般需要几万年以上,一旦破坏了又难以恢复,土壤资源又十分有限,因此,土壤一旦被污染其后果是十分严重的。
二、土壤污染源与污染物
土壤污染源十分复杂, 污染物种类也很多,主要可分为:
1、生活性污染源: 主要是人、畜的粪尿, 生活污水和垃圾等;
2、生产性污染源:主要是工业生产中排放的“三废”、交通运输工具排放的废弃物、农田施用的农药和过量化肥;
3、放射性污染源:工业、科研和医疗机构排放的液体或固体放射性废弃物等。
而土壤污染物一般可分为3 类:
1、病原体。主要来自含病原体的人畜粪便、垃圾、生活污水、医院污水、工业废水的污染。凡直接施用未经无害化处理的人畜粪肥和污水灌溉或利用其底泥施肥, 都会使土壤受到病原体的污染。
2、有毒物质。(1)重金属元素: 例如铂、铅、锌等。(2)农药: 我国使用的农药有90 多种, 对居民健康危害较大的是有机磷农药、有机氯农药及某些含金属的化肥。(3)致癌物质: 例如苯并(a)芘。
3、放射性物质。核爆炸可产生半衰期较长的放射性元素, 例如锶90(Sr90)半衰期为28a, 铯137(Cs137)半衰期为30a, 都可在土壤中蓄积而长期污染土壤。
三、土壤污染类型
土壤污染的类型主要有以下几个:
1.水质污染型
水质污染型是土壤环境污染的最主要类型,污染源主要是工业废水、城市生活污水和受污染的地面水体等。经由水体污染所造成的土壤环境污染,由于污染物质大多以污水灌溉形式从地表进入土体,所以污染物一般集中于土壤表层。但是,随着污灌时间的延续,某些污染物质可随水自土体上部向土体下部迁移,有时甚至达到地下水层。
2.大气污染型
大气污染型的污染物来源于被污染的大气,其污染特点是以大气污染源为中心呈环状或带状分布,且长轴沿主风向伸长。污染的面积、程度和扩散的距离,取决于污染物质的种类、性质、排放量、排放形式及风力大小等。大气污染型的土壤污染特征是污染物质主要集中在土壤表层,主要污染物是大气中的二氧化硫、氮氧化物和颗粒物等,它们通过沉降和降水而降落到地面。大气中的二氧化硫等酸性氧化物使雨水酸度增加,从而引起土壤酸化,破坏土壤的肥力与生态系统地平衡。各种大气飘尘中包括重金属、非金属有毒有害物质及放射性散落物等多种物质,它们也会造成土壤的多种污染。
3.固体废物污染型
固体废物系指被丢弃的固体状物质和泥状物质,包括工矿业废物、污泥和城市垃圾等。在土壤表面堆放或处理、处置固体废物、废渣会占用大量耕地。除了占用大量耕地之外,固体废物还可通过大气扩散或降水淋滤使周围地区的土壤受到污染,因此,将这种土壤污染称为固体废物污染型。有害固体废物长期堆存,经过雨雪的淋溶作用,可溶成分随水从地表向下渗透,并向土壤迁移转化,有害物质富集,使堆场附近土质酸化、碱化、硬化,甚至发生重金属型污染。这种污染的污染特征属点源性质,主要是造成土壤环境的重金属污染,以及油类、病原菌和某些有毒有害有机物的污染。
4.农业污染型
农业污染型是指由于农业生产的需要而不断使用化肥、农药、城市垃圾堆肥、污泥等引起的土壤环境污染。污染程度与化肥、农药的数量、种类、利用方式及耕作制度等有关。有些农药如有机氯杀虫剂DDT、六六六等,可在土壤中长期残留,并在生物体内富集。氮、磷等化学肥料中凡未被植物吸收利用和未被根层土壤吸附固定的养分都会在根层以下积累或转入地下水,成为潜在的环境污染物。残留在土壤中的农药和氮、磷等化合物在地面径流或土壤风蚀时,就会向其他地方转移,扩大土壤的污染范围。农业污染型的污染物质主要集中在土壤表层或耕层,其分布比较广泛,属于面源污染。
5.综合污染型 土壤环境污染的发生往往是多源性质的。对于同一区域受污染的土壤,其污染源可能同时来自受污染的地面水、大气,或同时来自固体废物以及农药、化肥等多方面。因此,土壤环境的污染往往是综合污染型的,但对于一个地区或区域的土壤来说,土壤污染可能是以某一污染类型或某两污染类型为主。
四、土壤污染的危害
1、病原体的影响
土壤中含有一定量的病原体,如肠道致病菌、肠道寄生虫、钩端螺旋体、破伤风杆菌、霉菌和病毒等,这些病原体主要来自医院污水、未经处理的粪便、垃圾、生活污水、饲养场和屠宰场等。其中危害最大的是传染病医院未经消毒处理的污水和污物。病原体可以在土壤中生存数十天到1年之久。土壤被病原体污染能传播许多传染病,而这些传染病的病原体如果随病人和带菌者的粪便及其衣物、器皿的洗涤水污染土壤,再通过雨水的冲刷和渗透,病原体又被带进地面水或地下水中,就有可能引起这些疾病的暴发流行。此外,还有些人畜共患的传染病或与禽有关的疾病,也可以通过土壤在禽间或人禽间传染,如禽流感。被有机废弃物污染的土壤,是蚊蝇孳生和鼠类繁殖的场所,而蚊蝇和鼠类又是许多传染病的媒介。因此,被有机废弃物污染的土壤是非常危险,非常可怕的。
2、重金属污染的影响
土壤污染中的重金属污染不同于有机污染,它不能被生物所降解,只有通过生物的吸收得以从土壤中去除。残留在土壤中的重金属元素将发生渗漏进入地下水, 或者是通过不同途径进入食物链, 在食物链不同营养级中累积放大, 这些重金属元素不但对土壤环境本身和农产品质量产生威胁,当土壤中的这些重金属被植物吸收后,通过食物链便可危害人体的健康。通过土壤影响人体健康的重金属很多,主要有汞、镉、铅、砷、铜、锌等。其中铜和矾具有抗生殖作用,铅和汞能影响胚胎正常发育,铅对儿童有很强的神经毒性等,铅、砷污染是致癌的主要原因,镉会影响人体内酶的正常活动,并可造成贫血、高血压、骨痛病等疾病。造成重金属污染一般在工厂周围,比如在生产过磷酸钙工厂的周围, 土壤中砷和氟的含量显著增高;铅、锌冶炼厂周围的土壤, 一般会受到铅、锌、镉等的污染。
3、残留农药的影响
喷施于作物体上的农药,除部分被植物吸收或逸人大气外,约有一半左右散落于农田,这一部分农药与直接施用于田问的农药构成农田土壤中农药的基本来源。农作物从土壤中吸收农药,在根、茎、叶、果实和种子中积累,通过食物危害人体的健康。这种危害是多方面的,主要有以下几个方面,如:①对人体神经的影响;②致癌作用;③对肝脏的影响;④诱发突变;⑤慢性中毒等
4、放射性物质的影响
放射性核素可通过多种途径污染土壤,放射性废水排放到地面上、放射性固体废物埋藏处置在地下、核企业发生放射性排放事故等,都会造成局部地区土壤的严重污染。大气中的放射性物质沉降,施用含有铀、镭等放射性核素的磷肥和用放射性污染的河水灌溉农田也会造成土壤放射性污染。在放射性核素的污染中,由核裂变产生的放射性核素90锶、137铯尤为不可忽视。90锶和137铯是对人体危害较大的长寿命放射性核素。放射性锶的化学性质同元素钙类似,均参与骨组织的生长代谢,并在体内同一部位蓄积。长寿命的放射性核素因衰变周期长,一旦进入人体,其通过放射性裂变,而产生的α、β、γ射线,将对机体产生持续的照射使机体的一些组织细胞遭受破坏或变异。此过程将持续至放射性核素蜕变成稳定性核素或全部被排出体外为止。
四、土壤污染的防治
据报道, 目前我国受镉、砷、铬、铅等重金属污染的耕地面积接近总耕地面积的1/ 6,农药平均每亩施用量比发达国家高出一倍,此外, 我国的工矿区、城市也存在严重的土壤污染问题。这些土壤污染既造成了严重的经济损失,还导致了食物品质的不断下降,危害人体健康。因此采取有效措施来改善土壤环境刻不容缓!
在我看来,土壤污染的防治应从两个方面考虑和采取措施,即加强管理防止土壤被污染或继续污染和对已被污染的土壤采取防治措施.
1、防止土壤被污染或继续污染
(1)控制土壤污染源。防止土壤被污染或继续污染很重要的一项措施是控制土壤污染源,即控制进入土壤污染物的数量和速度,使其在土体中缓慢地自然降解,而不致迅速、大量地进入土壤。控制和消除土壤污染源的措施有:①对粪便、垃圾和生活污水进行无害化处理;②控制和消除工业“三废”的排放,加强对工业废水、废气、废渣的治理和综合利用;③合理使用农药和化肥, 积极发展高效、低毒、低残留的农药;④积极慎重地推广污水灌溉, 对灌溉农田的污水, 进行严格的监测和控制
(2)加强宣传、监督和管理工作。各级部门应加大对土壤污染的监督和管理力度, 同时加强宣传工作, 提高公众的环保和健康意识, 以此来促进土壤环境保护工作的深入开展。建立和完善土壤污染防止、控制和治理的有关法规和政策措施。(3)加强土壤污染的调查和监测工作。在通过调查摸清我国土壤污染总体状况的基础上, 研究和建立适合我国国情的土壤环境质量评价和监测标准, 制定我国土壤污染防止和治理的战略、对策。
(4)重视实用技术的开发, 增加治理经费的投入。过去对土壤污染问题虽然进行了许多理论研究, 但由于经费投入和管理政策等多方面原因,在土壤污染的控制和治理技术方面至今仍缺乏成本低廉、简单易行的实用技术。今后应该增加有关的科研和治理投入, 重点开发治理土壤污染的实用技
2、对已被污染的土壤采取防治措施
(1)生物防治:利用生物转化或降解的方法来去除或消除有毒有害污染物,是改善环境质量最有效的方法。利用生物的吸收、富集、代谢等作用将污染物转化或降解为无害物质甚至有用物质,从而去除或消除环境污染。如红酵母可以分解聚氯联苯;栽种非食用性食物,如羊齿类植物铁角蕨属能吸收土壤中10%的铬。
(2)施加抑制剂:对轻度污染的土壤,石灰、石灰性物质、碱性物质如磷酸盐等,有利于降低重金属的毒性,使其形成难溶性物质,从而消除重金属对土壤环境的污染
(3)增施有机肥:有机肥料中的有机质不仅能增强土壤肥力.而且其络合力量可以增加土壤对农药、重金属的吸附,能起到净化土壤的功效。
(4)加强对农用土壤的管理:条件允许情况下可以水旱轮作,水旱轮作可以致变土壤的pH值和氧化还原电位,改变重金属的转化和吸收及其它有毒物质的降解速度。如在淹水条件下Cu、Pr、Zn可形成硫化物沉淀,As在pH 值、氧化还原电位降低的情况下,可溶性增加等。通过土壤的这些特性,采取相应措施,即可以降低土壤的污染程度。另外如果土壤严重污染对,可以彻底换土,利用深翻来降低污染程度。
五、结语
尽管我国的土壤污染问题也很突出,但是目前人们对土壤污染问题并没有像对大气污染和水污染那样重视。希望,随着人们环境意识和生活水平的提高,国家和有关管理部门能对土壤污染问题予以高度重视,通过全社会所有人的共同努力,使我们的生活环境更加美好。
参考文献
1、鞠美庭,《环境学基础》,出版社:化学工业出版社,2004
2、奚旦立,《环境监测》,高等教育出版社, 1998
3、柳劲松,《环境生态学基础》,化学工业出版社, 2003
4、王志军,《最新环境污染监督控制管理与检测技术标准规范实务全书》,中国致公出版社,2002
5、许兆义、杨成永,《环境科学与工程概论》,中国铁道出版社, 2002
6、左玉辉,《环境学》,高等教育出版社, 2002
7、孙汉军、于维河,《土壤环境污染及其防治措施》,北方环境期刊,2000 第一期
8、顾继光、周启星,《土壤重金属污染的治理途径及其研究进展》,应用基础与工程科学学报,2003
第五篇:土壤污染论文
土壤污染的危害与防治
摘要:土壤不但为植物生长提供机械支撑能力,并能为植物生长发育提供所需要的水、肥、气、热等肥力要素。近年来,由于人口急剧增长,工业迅猛发展,固体废物不断向土壤表面堆放和倾倒,有害废水不断向土壤中渗透,大气中的有害气体及飘尘也不断随雨水降落在土壤中,导致了土壤污染。土壤污染对我国社会经济发展、生态环境、食品安全和农业可持续发展构成严重威胁,并危害人体健康。我国是一个人多耕地少, 土壤污染较为严重的国家,采取有效措施防治土壤污染对于合理利用土地、保护人民身体健康、提高人民生活质量具有极其重要的意义。
关键词:土壤污染现状;土壤污染特征;土壤污染类型;土壤污染原因;土壤污染危害;土壤污染防治 1前言
1.1研究背景
1.1.1土壤污染定义
土壤是指陆地表面具有肥力、能够生长植物的疏松表层,其厚度一般在2 m左右。土壤不但为植物生长提供机械支撑能力,并能为植物生长发育提供所需要的水、肥、气、热等肥力要素。
土壤污染是指人类生产活动过程中产生的有害污染物通过不同途径进入土壤中与土壤发生交互作用,不断富集,形成多种超过土壤自身净化能力的有害物质,导致土壤生态平衡遭到破坏,代谢能力逐渐失调的污染。1.1.2土壤污染现状
随着科技的发展,有机物使用的增多,加剧了土壤的污染速度和程度。土壤是一个复杂的系统,本身具有一定程度的净化能力,但是随着近年来人口的增多和经济的发展,污染物的数量、种类和污染速度都远远超过了土壤自身净化能力,破坏土壤内部的平衡,使污染物的积累占据优势,导致土壤丧失正常功能。
目前,我国城市化、工业化、农业集约化正在不断发展,未经处理的废弃物被转移到土壤当中,并由于自然因素不断汇集、残留在土壤环境中。我国农药使用量已达 130 万吨,是世界平均水平的 2.5 倍,受农药污染的耕地土壤面积达 1.36 亿亩。近年来沿海大部分地区的大田耕地土壤中持久性毒害物质大量积累,最值得注意的是,许多低浓度有毒污染物的影响是慢性的和长期的,危害可能波及长达数十年乃至数代人。
全国土壤总超标率为16.1%,其中重度污染点位比例为1.1%。土壤污染以无机型为主。南方土壤污染重于北方,长三角、珠三角、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。
耕地土壤点位超标率为19.4%,其中轻微、轻度、中度和重度污染点位比例分别为13.7%、2.8%、1.8%和1.1%,主要污染物为镉、镍、铜、砷、汞、铅、滴滴涕和多环芳烃。
林地点位超标率为10.0%,草地点位超标率为10.4%,未利用地点位超标率为11.4%。
镉、汞、砷、铜、铅、铬、锌、镍8种无机污染物点位超标率分别为77.01%、1.6%、2.7%、2.1%、1.5%、1.1%、0.9%、4.8%,其中镉重度污染点位比例为0.5%。六六
六、滴滴涕、多环芳烃3类有机污染物点位超标率分别为0.5%、1.9%、1.4%。
1.2土壤污染的特征
土壤污染具有隐蔽性和滞后性。土壤污染往往要通过对土壤样品进行分析化验和农作物的残留检测,甚至通过研究对人畜健康状况的影响才能确定。因此,土壤污染从产生污染到出现问题通常会滞后较长的时间。
土壤污染具有累积性。污染物质在土壤中并不象在大气和水体中那样容易扩散和稀释,因此容易在土壤中不断积累而超标,同时也使土壤污染具有很强的地域性。
土壤污染具有不可逆转性。重金属对土壤的污染基本上是一个不可逆转的过程,许多有机化学物质的污染也需要较长的时间才能降解。
土壤污染具有难治理性。土壤污染一旦发生,仅仅依靠切断污染源的方法则往往很难恢复,有时要靠换土、淋洗土壤等方法才能解决问题,其他治理技术可能见效较慢。治理污染土壤通常成本较高、治理周期较长。
土壤污染具有高辐射性。大量的辐射污染了土地,使被污染的土地含有了一种毒质。这种毒质会使植物生长不了。1.3土壤污染物类型
化学污染物。包括无机污染物和有机污染物。无机污染物无机物主要有汞、铬、铅、铜、锌等重金属,砷、硒等非金属,过量的氮、磷植物营养元素,氧化物和硫化物等。有机污染物主要有酚、有机农药、油类、和洗涤剂类等,如各种化学农药、石油及其裂解产物,以及其他各类有机合成产物等。
物理污染物。指来自工厂、矿山的固体废弃物如尾矿、废石、粉煤灰和工业垃圾等。
生物污染物。指带有各种病菌的城市垃圾和由卫生设施(包括医院)排出的废水、废物以及厩肥等。
放射性污染物。主要存在于核原料开采和大气层核爆炸地区,以锶和铯等在土壤中生存期长的放射性元素为主。1.4土壤污染的原因
农药污染。农药属于污染土壤的主要有机污染物,我国每年的农业生产都要喷洒100 多万吨农药,而蒸发和能被植物体吸收的只有一部分,其他都散落在土壤中。散落在土壤中的农药在各种作用下形成导致土壤污染的有机物。
化肥污染。过量施用化肥会使土壤结构遭到破坏,导致土壤板结、孔隙变小。另外,硝态氮肥的过量施用,会使牲畜所食饲料中含有过多的硝酸盐,不利于牲畜体内氧气的输送,进而引起动物患病,严重时可能致死。
工业废水和生活污水污染。生活污水和工业废水中含有氮、磷、钾等许多植物所需要的养分,合理使用污水灌溉农田有一定的增产效果。由于我国污水处理、排放达标率较低,污水中含有许多有毒重金属污染成分。另外,石油化工、肥料、农药等工业废水亦会引起酚、三氯乙醛等有机物的污染。
大气沉降污染。大气中的污染物主要有汽车尾气、冶金工业排放的金属粉尘、燃烧废弃物、核试验的散落物、核武器爆炸等产生的有害气体和悬浮物。这些有害物质的主要成分有二氧化硫、氟化物、臭氧、氮氯化物、碳氢化合物、重金属、放射性元素等。这些气体反应化合后生成破坏土壤生态平衡的酸雨,随着自然沉降和降水过程进入土壤中,引起土壤污染。汽车尾气排放的铅和未燃尽的四乙基铅残渣,及轮胎磨损产生的粉尘,从而造成土壤严重破坏。固体废弃物污染。固体污染物的种类繁多,性质复杂,比较常见的有矿渣、煤矸石、核废料处理、粉煤灰等工业废物,不易被蒸发、挥发和微生物分解的塑料膜等白色污染物。工业废弃物和城市垃圾是土壤固体污染的主要来源。大量未经处理工业废弃物随意堆积,重金属元素会在雨水的淋洗下向土壤中释放其有效态成分,增加了对地下水的危害。
牲畜排泄物污染。养殖场内的牲畜粪便和屠宰场内动物体遗留物是土壤污染的生物源。这些排泄物含有多种可导致土壤和水体遭受污染的寄生虫、病原体和病毒等有害微生物。如果用这些未经处理的废物当肥料施用在地表,就会使这些微生物长期存活在土壤中并大量繁殖,进而引起土壤污染。
重金属污染。重金属污染是指由重金属或其化合物造成的环境污染。例如,冶炼、电镀、燃料、汞化物等废水排放引起镉、汞、铬、铜等重金属土壤污染。2土壤污染的危害
导致严重的经济损失。据有关资料表明,由农产品重金属污染导致的经济损失,2000 年已达到 320 亿元人民币。据估计全国近年受乡镇工业污染造成的农业经济损失在 100 亿以上。全国每年发生污染渔业事故造成经济损失为 3 亿美元,并呈明显上升趋势。其中影响农作物安全及农业生产,最终导致其经济损失占 GDP 的0.5%-1.3%。对于农药品和有机物污染、放射性污染、病原菌污染等其他类型的土壤污染所导致的经济损失,目前尚难以估计。
导致农产品污染超标、品质不断下降,成为农业生态安全的克星。目前,中国农药产量居世界前列,农药长期大量使用,造成农药对土壤环境的大面积污染,土壤害虫抗药性不断增加,同时也杀死了大量害虫天敌和土壤有益动物,进而使农业生态安全失去基础保障。我国大多数城市近郊生产的粮食、蔬菜和水果等食物中镉、铬、砷、铅等重金属含量超标或接近临界值。土壤环境污染除影响农产品的卫生品质外,也明显地影响农作物的其他品质。有些地区已使得蔬菜的味道变差,不容易储藏,易腐烂,甚至出现难闻的异味,农产品的储藏品质和加工品质也不能满足深加工的要求。这些有机污染物的自然降解十分缓慢,具有很大的潜在危害性。长期大量使用氮肥,会使土壤板结,生物学性质恶化,影响农作物的产量和质量。散落在土壤中的农药在各种作用下形成导致土壤污染的有机物,这样,土壤中的农药就会被植物吸收,积累在植物的根、茎、叶、果实和种子中进而危害到人类的健康。
导致大气环境的次生污染。土壤环境受到污染后,含重金属浓度较高的污染表土容易在风力的作用下进入到大气环境中,导致大气污染及生态系统退化等其他次生生态环境问题。
导致水体富营养化并成为水体污染的祸患。农田生态系统中仅化肥氮的淋洗和径流损失量每年就约 174 万吨,长江、黄河和珠河每年输出的溶解态无机氮达 97.5 万吨,是造成近海赤潮的主要污染源。土壤环境受到污染后,导致地表水和地下水的重金属污染。人、畜通过饮水和食物可引起中毒。
危害人体健康。(1)引起肠道传染病和寄生虫病(2)引起钩端螺旋体病和炭疽病(3)引起破伤风和肉毒中毒(4)急性农药中毒(5)慢性中毒(6)致突变、致畸和致癌作用。3土壤污染的防治 3.1防治现状
我国土壤污染防治的现状在治理土壤污染这一问题上,我国已制定了一些法律、法规和规章,内容涵盖了农业环境保护、防治土地污染等方面,这些法律政策对改善我国的土壤污染状况是发挥了一定作用的。但是,《环境保护法》、《农业法》、《土地管理法》等现行法律法规提供的只是有关土壤污染防治的零散规定,我国在土壤污染防治方面并没有制定专门性的单行法律。因此,可以说我国在土壤污染防治上的法律是缺乏系统性与可操作性的。尽管目前法律、法规和标准建设在总体上尚处于初级阶段,但立法速度明显加快,国家在宏观政策层面支持土壤污染修复行业长远发展的大背景和大环境是确定无疑的。
2014年4月17日环保部和国土资源部联合发布《全国土壤污染状况调查公报》,2014年12月17日农业部和国土资源部同日发布《全国耕地质量等级情况公告》和《全国耕地质量等别调查与评定主要数据成果的公告》,综合环保部、国土资源部和农业部的三份公报,全国土壤环境状况总体不容乐观,部分地区土壤污染十分严重,全国土壤污染超标率达16.1%,在工矿业废弃场地土壤环境问题突出的同时,耕地土壤环境质量更加令人担忧。公告显示,全国耕地退化面积比例超过40%,七至十等的劣质耕地比例达到27.9%,耕地土壤点位污染超标率达到19.4%,耕地质量整体表现为“四成退化、三成劣质、二成污染”的“四三二”状态。全国土壤污染总体呈现出“老债新账、无机有机、场地耕地、土壤水体”等并存复合污染的严峻局面。
现阶段我国土壤修复产业尚属发展初期的新兴行业,还没有很好的基础积累和技术储备,更缺乏有效的法律法规标准及环境管理框架体系,要形成真正意义上的土壤修复产业还需要政府、企业和社会各界一起共同努力,还需要走较长的一段并不平坦的路程。3.2污染防治
科学污水灌溉。工业废水种类繁多,成分复杂,有些工厂排出的废水可能是无害的,但与其他工厂排出的废水混合后,就变成有毒的废水。因此在利用废水灌溉农田之前,应按照《农田灌溉水质标准》规定的标准进行净化处理,这样既利用了污水,又避免了对土壤的污染。
合理使用农药。合理使用农药,这不仅可以减少对土壤的污染,还能经济有效地消灭病、虫、草害,发挥农药的积极效能。在生产中,不仅要控制化学农药的用量、使用范围、喷施次数和喷施时间,提高喷洒技术,还要改进农药剂型,严格限制剧毒、高残留农药的使用,重视低毒、低残留农药的开发与生产。农药施用前必须了解其用法,学会喷洒技术,大限度地减少农药与土壤表面的接触。其次,农药生产企业要积极研制高效、低残留农药。
合理施用化肥。根据土壤的特性、气候状况和农作物生长发育特点,配方施肥,严格控制有毒化肥的使用范围和用量。增施有机肥,提高土壤有机质含量,可增强土壤胶体对重金属和农药的吸附能力。如褐腐酸能吸收和溶解三氯杂苯除草剂及某些农药,腐殖质能促进镉的沉淀等。同时,增加有机肥还可以改善土壤微生物的流动条件,加速生物降解过程。
施用化学改良剂。对于重金属轻度污染的土壤,使用化学改良剂可使重金属转为难溶性物质,减少植物对它们的吸收。酸性土壤施用石灰,可提高土壤pH值,使镉、锌、铜、汞等形成氢氧化物沉淀,从而降低它们在土壤中的浓度,减少对植物的危害。
增加土壤容量,提高土壤净化能力。一方面,可采用砂土掺黏土来改良砂性土壤,增加土壤有机质含量,提高土壤吸附有害物质的能力、种类和数量,降低土壤中污染物的活性。另一方面,可分离和培养各种新的微生物,提高生物降解净化土壤的能力。变更土地耕作方法。土壤受污染的程度与土壤性质密切相关,可以通过改变土壤耕作方法使土壤的环境条件发生改变,解决部分污染物对土壤的危害,如铲除表土、换客土、深翻土、旱田改水等。
污染土壤的生物修复方法。土壤污染物质可以通过生物降解或植物吸收而被净化。蚯蚓是一种能提高土壤自净能力的动物,利用它还能处理城市垃圾和工业废弃物以及农药、重金属等有害物质。积极推广使用农药污染的微生物降解菌剂,以减少农药残留量。利用植物吸收去除污染:严重污染的土壤可改种某些非食用的植物如花卉、林木、纤维作物等,也可种植一些非食用的吸收重金属能力强的植物,如羊齿类铁角蕨属植物对土壤重金属有较强的吸收聚集能力,对镉的吸收率可达到10%,连续种植多年则能有效降低土壤含镉量。
增施有机肥料。增施有机肥料可增加土壤有机质和养分含量,既能改善土壤理化性质特别是土壤胶体性质,又能增大土壤容量,提高土壤净化能力。受到重金属和农药污染的土壤,增施有机肥料可增加土壤胶体对其的吸附能力,同时土壤腐殖质可络合污染物质,显著提高土壤钝化污染物的能力,从而减弱其对植物的毒害。
实施针对性措施。对于重金属污染土壤的治理,主要通过生物修复、使用石灰、增施有机肥、灌水调节土壤Eh、换客土等措施,降低或消除污染。对于有机污染物的防治,通过增施有机肥料、使用微生物降解菌剂、调控土壤pH和Eh等措施,加速污染物的降解,从而消除污染。总之,按照“预防为主”的环保方针,防治土壤污染的首要任务是控制和消除土壤污染源,防止新的土壤污染;对已污染的土壤,要采取一切有效措施,清除土壤中的污染物,改良土壤,防止污染物在土壤中的迁移转化。结束语
土壤是难以再生的战略资源,是人类文明诞生和发展的重要载体。提高公众的土壤保护意识,人人参与土壤保护,保护我们的家园,让我们的土壤上结出最美的树苗,最美的花朵,最美的果实。参考文献:[1]郑惊鸿.全国土壤污染防治专项调查开始.中国色谱网.2006.7.19.[2]张晓峰.我国土壤污染现状及其防治对策.青年科学.2009.(6).[3]林玉锁.土壤环境安全及其污染防治对策.环境保护.2007.(1).[4]马秀明.汪娟梅.宋波.土壤环境污染的现状及修复.科技论坛.[5]顾远红(河南省南阳市环境应急与事故调查中心,河南南阳473055土壤污染治理方法
[6]百度百科,土壤污染词条