1土壤重金属污染概况
在经济和社会发展的过程中,产生了许多有毒有害物质。这些物质来自生活和生产的许多方面,如生活垃圾、工业垃圾和矿山垃圾,这些物质通常含有各种重金属,随着沉淀和富集,无法净化的重金属慢慢渗入并积累到土壤中。土壤是环境的重要组成部分,受环境中约90%的污染物影响,与空气和水环境中的污染物相比,土壤中的污染物迁移可能性较小,浓度和浓度较高。因为重金属对人体的毒性最大,这种毒性效应随着含量的增加而增加;当重金属浓度在一定范围内时,其毒性效应很容易被忽略,因为它们不能在短时间内被发现;当人体毒性效应显著发生时,大多数是无法治愈和不可逆转的。
土壤中的重金属通常通过食物链在人体内富集,当某些重金属含量超过安全阈值时,将严重危害人类健康。研究表明,人体中70%的镉来自水稻和蔬菜,而水稻和蔬菜中积累的大部分镉来自土壤,少量来自灌溉水和空气。镉会影响酶的活性,影响正常的人体新陈代谢,并可导致贫血、高血压和骨痛等疾病,这些疾病可能会危害数十年。陕西省化县龙陵村是著名的“癌症村”。这个村子的土壤被各种重金属污染了。芹菜中汞、镉、铅、铬、砷等重金属含量很高,超标率达到国家标准的83.5倍,其生产的面粉中镉的含量超过国家标准,限值为1.6倍,铅超标2.98倍。值得注意的是,除了植物吸收的植物毒性外,土壤中的重金属通过雨水淋溶和地表径流转移到地表水系统,地下水受到地表水和地下水相互作用的污染,对饮用水安全构成威胁;土壤中的重金属也可能缓慢而轻微地释放到空气中,对大气环境造成污染。
2.我国土壤重金属来源及污染现状
工业“三废”排放、采矿和冶炼、家庭燃煤、生活垃圾泄漏和汽车尾气排放是我国重金属污染的主要来源。工业液态水、矿井涌水量、垃圾渗滤液等液体成分复杂,是土壤重金属污染物的主要来源。
目前,我国受污染耕地约150万亩,固体废物储存面积约300万亩,总面积超过1.8亿亩。这些污染土地大多集中在经济发达地区。我国每年受重金属污染的粮食多达1200万吨,导致粮食减产1000多万吨,总经济损失至少200亿元。农业部环境监测系统对全国24个省市320个重污染区的土壤进行了调查,结果表明,大面积农产品超标占污染区耕地面积的20%,重金属超标占污染土壤和农作物的80%以上。农业部发现,我国污水灌溉面积约140平方米×104公顷,重金属污染占总污染面积的64.8%,其中轻污染占46.7%,中度污染占9.7%,重度污染占8.4%,其中,汞和镉污染面积最大,目前,我国约有130万人×10公顷耕地被镉污染,涉及11个省市的25个地区;汞污染耕地面积约3.2×104公顷,涉及15个省市的21个地区。国内重金属污染调查结果表明,我国蔬菜地重金属污染严重,珠江三角洲近40%的菜地重金属超标,其中10%严重超标。重庆市蔬菜重金属污染程度为镉>铅>汞,郊区蔬菜基地土壤中汞、镉等重金属超标,超标率分别为6.7%和36.7%;广州市蔬菜地铅污染最为普遍,其次是砷污染;保定市污灌区铅、镉、铜、锌超标率分别为50.0%、87.5%、27.5%和100%,蔬菜镉超标率为89.3%。
3.土壤重金属污染防治措施
1) 应用改良剂
施用改性剂的主要目的是加速有机质的分解,固定土壤中的重金属,如果添加有机物,可以加速农药在土壤中的降解,减少农药残留。
重金属吸收抑制剂(改性剂)的应用,即在土壤中应用改良抑制剂(如石灰、磷酸盐、硅酸钙等),使其与重金属污染物相互作用,形成不溶性化合物,降低重金属在土壤和土壤植物中的迁移能力,这种方法有暂时的抑制作用,如果时间太长,会导致污染物积累,当条件改变时,重金属会溶解,因此,它只能在轻度污染地区使用。
2) 控制土壤氧化还原状态
控制土壤氧化还原条件也是降低重金属污染风险的重要措施,根据这项研究,在成熟的水稻中,大量的无机成分被转移到穗部。浸水能显著抑制水稻对镉的吸收,干燥能促进水稻对镉的吸收,重金属元素与土壤中的硫化氢反应形成硫化物沉淀,因此,加强水泥浆管理可以有效降低重金属的危害。然而,与砷相比,毒性随着土壤氧化还原电位的降低而增加。
3) 改变耕作制度
通过土壤耕作改变土壤环境条件,可以消除某些污染物的危害,滴滴涕和六六六在旱地转化缓慢,积累较多,利用这一特性实现水旱轮作是减少或消除农业污染的有效措施。
4) 客土深翻
清除污染土壤,尤其是土壤中重金属污染,积累在土壤中,阻碍作物生长发育。防治的基本方法是彻底挖掘污染土层,用新的弃土和客土方法替代污染土壤,然而,如果是区域污染,实际采用客土法是不现实的。
耕作土层时,应采用深翻,并将上下层土壤混合,以减少表层土壤中的污染物含量,这种方法土壤含量较少,但不适合在污染严重的地区使用。
5)采用农业生态工程措施
在污染土壤上繁殖非食用的种子,经济作物或物种,从而减少污染物进入食物链的方式。或者使用某些特定的动植物和微生物来快速吸收或降解土壤中的污染物,以达到净化土壤的目的。
6)工程治理
利用物理(机械),物理和化学原理来控制污染土壤,主要是隔离,清洗,热处理,电化学方法等,是最彻底,最稳定,最基本的措施。但是,投资很大,适合小面积的重污染。
近年来,将其他工业领域,特别是污水和空气污染控制技术引入土壤处理过程,为土壤污染控制研究开辟了新的途径,如磁选技术,阴离子膜替代法,生物反应器和等等。虽然大多数都处于实验探索阶段,但在确保治理效果的基础上,积极吸收和转化新技术,新材料,降低治理成本,提高工程实用性具有重要的现实意义。
结束语
土壤中的重金属不仅会通过植物吸收对生物体产生毒害,还会通过雨水淋溶和地表径流转移到地表水系统,并通过地表水与地下水的相互作用污染地下水体,并对饮用水安全构成威胁。土壤中的重金属也可能缓慢释放到空气中,对大气造成污染。土壤中的重金属污染是一个严重的问题,在土壤中进行重金属的修复对社会和人类具有重要意义。
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