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公務員期刊網 精選范文 常見的重金屬污染范文

常見的重金屬污染精選(九篇)

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第1篇:常見的重金屬污染范文

[關鍵詞]土壤修復 重金屬污染 生態效應

中圖分類號:R124 文獻標識碼:A 文章編號:1009-914X(2014)44-0103-02

前言

土壤環境中的重金屬主要來源于礦業活動的排放,其他來源還包括污灌和污泥濫用、農藥和化肥的不合理施用、農用薄膜和化石類燃料的不完全燃燒等。國務院于2011年2月18日正式批復《重金屬污染綜合防治“十二五”規劃》因此,重金屬污染土壤的修復技術研究是當前環境保護的重要課題之一。本文重點介紹國內外有關重金屬污染土壤的修復技木研究進展。

1.重金屬污染土壤的特點

1.1 具有隱蔽性和滯后性。土壤重金屬污染不像大氣污染、水污染及廢棄物污染那樣直觀。

1.2 具有累積性。重金屬污染物質在土壤中不易遷移,容易在土壤中不斷積累而超標。

1.3 具有不可逆轉性。在土壤中,許多有機化學物質的污染也需要較長的時間才能降解,某些重金屬污染的土壤可能要100―200年時間才能夠恢復。由于土壤地球物理化學的自然形成過程極其緩慢,一般每百年以0.5-2.0cm厚度的速率進行,這就意味著土壤資源一旦遭到污染或人為干擾后將很難在短時期內得以恢復。

1.4 具有難治理性。土壤重金屬污染一旦發生,僅僅依靠切斷污染源的方法往往很難恢復,有時要靠換土、淋洗土壤等方法才能解決問題,通常成本較高,治理周期較長。

2.重金屬污染土壤的修復技術

2.1 生物修復

生物修復是指利用特定的生物吸收、轉化、清除或降解環境污染物,實現環境凈化、生態效應恢復的生物措施。生物修復包括植物修復、微生物修復、動物修復等。

(1)植物修復

植物萃取技術是目前研究及應用最多的植物修復技術。近年來,陳同斌等通過田間試驗發現蜈蚣草具有富集As、Pb的能力。同時還具有較強的耐As,pb,Zn,Cu毒性能力,是一種修復多種重金屬污染土壤(As,Pb污染為主)的優良品種。扶雜草植物中篩選出3種Cd超富集植物:龍葵、球果薄菜、三葉鬼針草。3種植物在土壤中Cd質量分數為25―50mg/kg時。地上部中Cd質量分數均能達到l00mg/kg,并且在污染區試驗中也取得了較好效果。

(2)微生物修復

微生物對重金屬的生物吸附與富集作用是指土壤微生物可通過帶電荷的細胞表面吸附重金屬離子。2007年,王瑞興等選取到一種土壤菌,利用其在底物誘導下產生的酶化作用,分解產生CO32-礦化固結土壤中的有效態重金屬(以Cd2+的處理為代表),使其沉積為穩定態的碳酸鹽;對被復合重金屬(Cd,Cu,Pb,Zn等)污染的土壤樣進行微生物修復的實驗中,有效態重金屬去除率達50%~70%。杜立棟等從Pb礦區土壤中分離篩選出一株青霉菌,對人工培養基中有效Pb的最大去除率達96.54%。而且富集效果比較穩定,可應用于Pb礦區土壤生物修復。

(3)動物修復技術

動物修復在國外有較長的研究史,國內研究則處于摸索階段。它包括將生長在污染土壤上的植物體、果實等飼喂動物,通過研究動物的生化變異來研究土壤污染狀況,或者直接將土壤動物,如虹蝴、線蟲飼養在污染土壤中進行有關研究。同時,在重金屬污染的土壤中放養蚯蚓,待其富集重金屬后,采用電激、清水等方法驅出蚯蚓,集中處理,對重金屬污染土壤也是一種經濟有效的土壤生態恢復措施。

2.2 物理修復

(1)置換法

置換法主要分為客土法、換土法,可以降低土壤中重金屬的含量,減少重金屬對土壤一植物系統產生的毒害,從而使農產品達到食品衛生標準。客土法和換土法則是用于重污染區的常見方法,在這方面日本取得了成功的經驗。

(2)玻璃化技術

玻璃化技術是指把重金屬污染區土壤置于高溫高壓下,使之形成玻璃態物質,將重金屬固定其中,從而達到從根本上消除土壤重金屬污染的目的。該技術方法工程量大,費用偏高,其最大的特點是見效快,適用于對受到重金屬污染嚴重的土壤進行搶救性修復工作。

2.3 化學修復

化學鈍化多用于原位土壤修復,是修復重金屬污染土壤的重要途徑之一,通過施人一些鈍化劑以降低土壤中重金屬有效態含量,從而減少遷移及對農作物的毒害。

(1)化學鈍化技術

A.無機改良劑的應用

近年來,石灰石、天然沸石、赤泥、骨粉、鈣鎂磷肥等作為改電劑修復重金屬污染土壤的研究逐步成熟。其中石灰作為重金屬污染土壤化學固定的常用物質,其對重金屬的固定主要通過提高土壤pH值,使重金屬生成氧化物或以碳酸鹽的形態沉淀起作用,明顯降低土壤重金屬的有效態含量;天然沸石作為一種優良的鉛污染土壤修復材料,通過調節土壤pH值和陽離子交換量抑制重金屬鉛的生物活性;赤泥可通過提高土壤pH影響重金屬的賦存形態,降低重金屬的有效性;骨粉可有效降低酸性重金屬污染土壤的酸度,提高pH,增強土壤的吸剛性能,促使+壤重金屬有效態含量和生物可給性降低;鈣鎂磷肥是酸性土壤中常用的修復材料,可降低土壤交換態鎘含量,使其向緩效態轉化。

B.有機改良劑的應用

對于礦區酸性重金屬污染土壤具有養分流失嚴重和有機質缺失的特點,合理施用有機肥可提高土壤養分,增加土壤團粒結構,改善土壤理化性質。有機物料有助予恢復土壤微生態環堍系統,降低土壤中有毒重金屬的生物可給性,從而減少對作物的毒害。常見的有機固化物包括禽畜糞便、無害化后的作物秸稈、豆科綠肥和污泥等。

C.螯合技術

螯合劑對土壤中重金屬的活化作用主要是通過螯合劑與土壤溶液中的重金屬離子結合,降低土壤液相中的金屬離子濃度,促進重金屬在植物地上部的積累:并且對重金屬Pb、cu、zn、cd、Ni等有很強的活化能力。

3.技術路線概述

3.1 土壤污染特征調查

通過開展土壤重金屬污染調查與評價,掌握修復區詳細的污染狀況,為下階段土壤修復提供依據,土壤特征調查可分現有資料收集和修復區污染狀況前期調查兩個步驟進行。

3.2 修復區污染狀況調查主要內容

(1)樣點布設。根據前期收集的資料,由于前期采樣調查取樣點較少,針對這種狀況,根據綜合污染型土壤監測單元布點要求,采取網格布點的方法,對土壤污染進行全面的評價。

(2)現場勘查校正。通過現有資料確定的調查區域內理論監測點位,還要通過必要的現場勘查,最終對理論布點數目和位置進行檢驗和優化。現場環境條件不具備采樣條件需要調整點位的,現場點位調整后要對地圖網格所布點進行調整,最終形成調查區域內實際需要實施監測的點位集。

(3)采樣檢測。采樣采表層樣及深層樣,網格布點樣品采樣深度為20 cm,深層取樣分五層取樣:0~20 cm;20~40 cm;40~60 cm,土壤樣品采集1 kg左右,裝入樣品袋,如潮濕樣品可內襯塑料袋(供無機化合物測定)。采樣的同時,由專人填寫樣品標簽、采樣記錄;標簽一式兩份,一份放入袋中,一份系在袋口,標簽上標注采樣時間、地點、樣品編號、監測項目、采樣深度和經緯度。采樣結束,需將底土和表土按原層回填到采樣坑中,方可離開現場,并在采樣示意圖上標出采樣地點,避免下次在相同處采集剖面樣。

(4)污染評價。土壤重金屬評價采用內梅羅指數法。根據國家環保總局頒布的《土壤環境監測技術規范》(HJ/T 166-2004)規定,土壤環境質量評價標準常采用國家土壤環境質量標準、區域土壤背景值或部門(專業)土壤質量標準。

(5)繪制修復場地污染物分布圖。根據樣品測試結果,結合我國的《土壤環境質量標準(GB15618-1995)》和《危險廢物鑒別標準―毒性物質含量鑒別(GB5085.6-2007)》,對典型污染場地的污染現狀、污染程度及范圍以及污染遷移轉化的趨勢及規律等進行剖析,根據潛在重點污染區域的檢測結果,得到重金屬濃度在不同位置變異,進一步確定修復區污染特征,明確污染濃度及范圍。

(6)修復方案設計。根據修復區修復的土地利用功能,確定了藥劑比例及土壤調理劑的配比及過程的控制條件。得到后期大規模修復所需要的運行參數,進而做出具體的詳細的修復方案。具體修復方案如下:

A、修復區不同污染程度劃分方案:確定修復區域位置,可根據污染情況將修復區根據污染程度,劃定高、中、低濃度區,根據污染程度的不同,做不同的設計。

B、土壤污染治理實施方案:確定藥劑配方、加藥比、選擇最合適的原位穩定劑施加方式和控制條件。

C、修復后農作物恢復種植方案:為了探究穩定化修復對農產品安全的保護情況,預計選擇2種當地常見作物在修復區種植。

D、修復驗收方案:目前穩定化修復還沒有成熟的驗收體系,本項目選用土壤浸出為驗收方法,但最終標準需根據場地調查情況及小試情況做調整。

4.結論

通過對國內外重金屬污染土壤的修復技術研究的綜述,可以看出重金屬污染土壤的修復技術將越來越受到人們的關注,進一步探索和研究其在重金屬去除方面的應用,具有十分重要的意義。結合當前的研究發現重金屬污染土壤的修復還可以從以下幾個方面努力:

4.1做好修復試點,逐步解決土壤重金屬污染問題。開展重金屬污染土壤修復技術示范,在重金屬污染防治的重點區域進行污染評估,因地制宣地采用生物、物理、化學等措施開展重金屬污染土壤治理。

4.2以生態文明為指導,探求實現重金屬污染土壤修復治理與景觀美化、生態建設與經濟效益有機結合的治理模式。

4.3注重重金屬污染防治管理、制度、措施及方法創新,逐步建立企業環境信息披露制度和重金屬污染物產生、排放詳細檔案。

參考文獻

[1] 梁彥秋,潘偉,劉婷婷,邢志強,臧樹良,沈陽污灌區土壤重金屬元素形態分析[J].環境科學與管理;2006年02期.

[2] 王瑞興,錢春香,吳淼,成亮.微生物礦化固結土壤中重金屬研究[J];功能材料;2007年09期.

[3] 郝曉偉,黃益宗,崔巖山,胡瑩,劉云霞.赤泥和骨炭對污染土壤As化學形態及其生物可給性的影響[J].環境化學;2010年03期.

第2篇:常見的重金屬污染范文

關鍵詞:重金屬污染 環境影響 治理

中圖分類號:TE08文獻標識碼: A

重金屬污染時指由重金屬及其化合物引起的環境污染,主要由采礦、廢氣排放、污水灌溉和使用重金屬制品等人為因素所致。重金屬的污染主要來源工業污染,其次是交通污染和生活垃圾污染。工業污染大多通過廢渣、廢水、廢氣排入環境,在人和動物、植物中富集,從而對環境和人的健康造成很大的危害。

重金屬污染物是一類典型的優先控制污染物。環境中的重金屬污染與危害決定于重金屬在環境中的含量分布、化學特征、環境化學行為、遷移轉化及重金屬對生物的毒性。重金屬污染與其他有機化合物的污染不同,不少有機化合物可以通過自然界本身物理的、化學的或生物的凈化,使有害性降低或解除。而重金屬具有富集性,很難在環境中降解。目前中國由于在重金屬的開采、冶煉、加工過程中,造成不少重金屬如鉛、汞、鎘、鈷等進入大氣、水、土壤引起嚴重的環境污染。對人體毒害最大的重金屬有5種:鉛、汞、砷、鎘、銘。這些重金屬在水中不能被分解,人飲用后毒性放大,與水中的其他毒素結合生成毒性更大的有機物。以各種化學狀態或化學形態存在的重金屬,在進入環境或生態系統后就會存留、積累和遷移,造成危害。如隨廢水排出的重金屬,即使濃度小,也可在藻類和底泥中積累,被魚和貝的體表吸附,產生食物鏈濃縮,從而造成公害。如日本的水俁病,就是因為燒堿制造工業排放的廢水中含有汞,在經生物作用變成有機汞后造成的;又如痛痛病,是由煉鋅工業和鎘電鍍工業所排放的鎘所致。汽車尾氣排放的鉛經大氣擴散等過程進入環境中,造成目前地表鉛的濃度已有顯著提高,致使近代人體內鉛的吸收量比原始人增加了約100倍,損害了人體健康。

重金屬污染在環境中難以降解,能在動物和植物體內積累,通過食物鏈逐步富集,濃度成千上萬甚至上百萬倍的增加,最后進入人體造成危害,是危害人類最大的污染物之一。國際上,許多廢棄物都因含有重金屬元素被列到國家危險廢物名錄,近些年隨著我國工農業生產的快速發展,我國出現了重金屬污染頻發、常發的狀況。2010 年4月至6月,浙江省政協組織成立調研組,通過召集省有關單位負責人座談,向社會公眾征集意見建議,并赴杭州、臺州及所轄的路橋、溫嶺等部分縣(市、區)進行實地調研,全面了解食品藥品安全情況。調研結果顯示,在浙北、浙中、浙東沿海三個區域中,城郊傳統的蔬菜基地、部分基本農田都受到了較嚴重的影響。工業“三廢”及城市生活污染物排放,引起重金屬污染農田。調研組有關負責人表示,這些城郊重金屬對土壤的污染,主要是近十多年造成的,主要是人為的污染,這會直接威脅到百姓的生命健康。2011年3月中旬,在浙江臺州市路橋區峰江街道,一座建在居民區中央的“臺州市速起蓄電池有限公司”(以下簡稱“速起蓄電池公司”)被曝出其引起的鉛污染已致使當地168名村民血鉛超標。由于重金屬污染事件在我國頻繁發生,使得我國開始重視重金屬污染的治理。

常見的重金屬土壤治理的方法包括化學法、生物法、物理法、熱力學方法等,每種方法又包含不同的技術,每種技術又可以采用不同的施工方案實施。化學法主要通過將重金屬污染土壤與化學穩定劑混合來實現重金屬的穩定化,而石灰等穩定劑通常不能有長期的治理效果,分子鍵合是目前業界關注的一種以長期穩定性為特點的修復藥劑。生物法一般有植物修復和微生物修復等。植物修復通過超積累植物吸收土壤中的重金屬,比較安全但是修復周期長;微生物修復通過土壤中微生物降解重金屬,但是影響修復效果的因素較多,目前應用較少。熱力學方法可以通過高溫來使重金屬玻璃化,但是成本很高。

第3篇:常見的重金屬污染范文

關鍵詞:重金屬 污染 檢測

中圖分類號:X830.2 文獻標識碼:A 文章編號:1672-3791(2015)03(a)-0081-01

對重金屬目前缺少嚴格的定義,一般來說,重金屬指的是比重比5大的幾種金屬,如金、銀、銅、鉛、汞等都屬于重金屬。隨著工業化的推進,重金屬廣泛的存在于空氣、水、土壤中,在人們經常接觸的物質,比如化妝品、食物、化工品當中,也會有大量的重金屬存在。環境中的重金屬是不能夠被分解的,部分微生物會與重金屬反應,產生毒性更強的化合物,這些會隨著食物鏈的不斷遞進,不斷向人體傳遞,由于累積效應的存在,會使人體內的重金屬物質積聚,嚴重危害人體的健康。因此,對重金屬污染的研究勢在必行,也得到了人們的廣泛關注。

1 重金屬的污染

重金屬的來源主要是由于其在開采、運輸、煉制、加工過程中產生的,能源資源如煤炭和石油的開采、煉制和使用中,也會有重金屬物質的存在和污染。這些重金屬物質進入大氣、水、土壤之中,然后隨著生物作用,不斷富集。重金屬污染與其他有機化合物的污染不同。不少有機化合物可以通過自然界本身物理的、化學的或生物的凈化,使有害性降低或解除。而重金屬具有富集性,很難在環境中降解[1]。因此,重金屬污染會對人體健康產生極大的危害。

重金屬物質包括人類必須的,比如鉀、鈣、鈉、鎂,以及人類必須的微量元素如銅、鐵、鎳、鋅、錫、礬等這一類,也包括對人體產生危害的如鉛、汞、鎘、砷、鉻、鈹、鉈、鋇等,還包括在人體內存在但功能現在尚不明確的如鋰、硼、鋁、鈦、鋯等。重金屬的存在會與人體內的蛋白質、酶進行反應,使其失去活性,也能夠在器官內聚集,超過特定濃度后產生中毒現象,對人體產生極大的危害,比如日本的汞污染和鎘污染,都是重金屬污染的典型事故。對人體和環境產生較嚴重污染的重金屬大致有以下五大類。

(1)鉻:這一種重金屬的主要來源是劣質化妝品、金屬部件的鍍鉻部分、工業染料、橡膠和陶瓷原料以及皮革制劑等,如果不小心飲用服入,可造成腹部的不適或者腹瀉現象;對呼吸道有著嚴重的刺激作用,引起氣管炎、咽炎等;皮膚方面引起濕疹或者皮炎。

(2)鎘:這一種重金屬的主要來源包括電鍍、采礦、冶煉、化學工業、電池、染料等產生排放的廢水當中。鎘的存在能夠取代骨中的鈣,使得骨頭軟化,嚴重者骨頭寸斷,日本的骨痛病就是由于鎘的存在而產生的;對于胃臟,能夠使其功能失調。總的來說,鎘是毒性很大的重金屬物質[2]。

(3)鉛:主要來源是油漆、涂料、蓄電池、五金、電鍍、化妝品、餐具、膨化食品、自來水管等。能夠經過皮膚、呼吸道、消化道進入人體,造成以貧血癥、神經功能失調、腎損傷為主的毒性效應。

(4)汞:汞屬于劇毒物質,主要來源包括食鹽電解、水生生物、照明用燈、化妝品、貴金屬煉制等。汞的存在會對人體的腦部組織造成嚴重的傷害,也會對腎部造成傷害,有機汞其毒性是比汞更大的,引起全身中毒的現象,日本的水俁病就是汞污染的實例。

(5)砷:砷的化合物有劇毒,三價化合物的毒性更加強烈。汞的途徑包括皮膚、呼吸道、消化道,會在人體的肌肉、肝臟、腎部、子宮等部位積聚,與酶結合,使其失去活性和功能,引起砷中毒。對于皮膚部位還會有致癌作用。殺蟲劑、化肥、化工、采礦冶金、農藥等砷含量較高。

2 檢測方法

2.1 光譜法

光譜法是比較傳統的重金屬物質檢測方法,一般包括火焰原子吸收光譜法(AAS)、石墨爐原子吸收光譜法(GFAAS)、分子光譜法、電感耦合等離子原子發射光譜法等。以下對其進行介紹。

(1)火焰原子吸收光譜法(AAS):這種檢測方法是根據被測原子對其原子共振輻射的吸收強度進行含量的測定。AAS具有靈敏度高、檢出限低、線性寬的特點,而且分析速度快,儀器的操作和使用簡單方便,應用較為廣泛,能夠檢測的物質多達70多個。火焰原子吸收法能夠達到ppb級,石墨爐原子吸收法能夠達到ug/L的級別。但是AAS在實際使用中,不能夠同時測定多種元素,需要不斷技術升級。

(2)分子光譜法:利用分光光度計進行比色分析。經常使用的測試手段是,利用假如顯色劑使待測物質轉化為在紫外和可見光區域有吸收的化合物進行檢測。生成的化合物一般是螯合物,較為穩定。顯色反應的選擇性和靈敏想較高。

(3)電感耦合等離子原子發射光譜法:利用等離子體的形成,樣品經過霧化系統霧化以后,以氣溶膠的形式進入等離子軸向通道,經過蒸發、原子化、電離、激發產生元素的特征譜線,鑒別物質的存在與否以及含量的多少(通過分析特征譜線的強度)。此技術可以測試氬以外的所有已知的物質,檢出限度達到0.01~10mg/L。

2.2 色譜法

色譜法也是傳統的重金屬含量測試方法。其原理是,以液體為流動相,通過高壓輸液系統把不同極性的溶劑、緩沖液等流入到配置特定相色的色譜柱,各成分經過分離后進入檢測器進行檢測。該檢測方法在實驗研究之中使用較多。能夠對多元素進行同時檢測,但是絡合劑的選擇是有限的,這點限制了高效液相色譜在重金屬檢測方面的使用。

2.3 電化學法

電化學法是發展較迅速的一種方法,目前我國已經頒布了化學試劑之中的金屬雜質檢測的陽極溶出伏安法國家標準。電化學法的檢出限較低,測試的靈敏度較高,陽極溶出伏安法將衡電位電解富集與伏安測定相結合,能夠連續測定多種金屬離子。儀器的使用和操作也較為簡單方便,是很好的分析手段,具有良好的發展前景。

2.4 酶分析法

脲酶、脫氫酶、磷酸酶是作為土壤重金屬污染水平的常用指標。通過酶與重金屬的反應情況,判別出重金屬的含量。反應現象包括會有顏色、導電性、吸光率等物理化學性質的變化,然后通過肉眼觀察或者PH值檢測以及其他手段進行判別。

2.5 生物傳感器

生物傳感器技術利用重金屬和特定的生物識別物質結合,把檢測到的信號轉變為易于檢測的光信號或者電信號,然后分析判斷重金屬物質。常見的生物傳感器有酶生物傳感器、DNA生物傳感器、細胞生物傳感器、微生物傳感器等。

2.6 免疫分析法

免疫分析法以免疫學的抗原抗體相互結合為基本原理,利用抗原檢測測定未知抗體或者反過來使用。常見的技術包括發光免疫技術、酶聯免疫吸附技術、免疫熒光技術、放射免疫技術等。檢測模式可以分為多克隆抗體免疫檢測以及單克隆免疫檢測。該技術專一性強,靈敏度高。分析的關鍵在于選擇合適的化合物和金屬離子相互結合。

3 展望

檢測方法要注重多種方法的聯合使用以及各自的使用范圍和優缺點,才能有針對的采取正確的手段進行檢測。此外,還需不斷探索新的技術手段,以及對之前技術升級改造,豐富其內容,擴大優勢。

參考文獻

第4篇:常見的重金屬污染范文

[關鍵詞] 重金屬污染 土壤 水 防治

[中圖分類號] X52 [文獻標識碼] A [文章編號] 1003-1650 (2013)08-0230-01

重金屬對水體及土壤的污染形勢是很嚴峻的,據資料顯示,每年我國有1200萬噸糧食收到不同程度的不同重金屬的污染,直接經濟損失超過200億元,每年能多養活4000萬人,并且這一數字還在逐年增長,這些污染大都是由于土壤或灌溉用水受重金屬污染而造成,重金屬污染有著較強的不可預見性,因此對其防治有很大的困難,而預防才是王道。

一、重金屬的來源及其種類

1.重金屬的來源

重金屬的主要來源還是工業污染,當然,或多或少也有來自交通以及我們生活垃圾的污染,在工業污染中,來自化工行業的污染占了相當大的比例,其次就是發電廠、鋼鐵廠,最常見的就是工業中的三廢:廢水、廢棄、廢渣,三廢當中含有大量的重金屬及其化合物,不經處理便直接排放,直接導致水資源和土壤污染,當人們用了這種被污染的水去灌溉莊稼,在被污染的土地上種莊稼,就會嚴重影響莊稼的收成,重金屬也就隨植物鏈傳到人類,對人們的健康造成了嚴重的影響[1]。近幾年,有環保學者提出:中國的化工企業的工藝、設備、技術研發較落后,是造成污染嚴重的主要原因,而人為的環保意識以及地方保護環保意識的淡薄,加劇了污染,強化治理迫在眉睫。生產企業應放眼未來,倡導環保,化工生產過程盡量使用少污染和無污染的原材料。

2.重金屬的分類

2.1汞污染

汞是一種唯一的在常溫下為液態的金屬,在自然界中普遍存在,一般動物植物中都含有微量的汞,因此我們的食物中,都有微量的汞存在,可以通過排泄、毛發等代謝,不影響健康。

但是,隨著工農業的迅速發展,目前國內對汞的需求量還是很高的,問題在于這些重金屬用完之后生成的其氧化物或雜質如何處理,過量的汞如何處理,這些都是問題的關鍵之處,據調查,每年因汞中毒而死亡的人數并不在少數,如何防范含汞廢水進入農業用水系統,已經迫在眉睫,是我們不得不去面對的問題。

2.3鉛污染

鉛是一種柔軟的白色金屬,是我國最早發現的元素之一,很容易生銹,但不失光澤,鉛在工業中最重要的用途就是制造蓄電池,因此,水資源和土壤中鉛污染的主要來源就是人們對廢棄蓄電池的隨意丟棄,而鉛的化合物,常被用于合成五彩繽紛的顏料,在鉛的眾多化合物中,最重要的就是四乙基鉛,常用于汽油防爆劑,鉛的毒性隨量而增大,其主要是通過人的皮膚接觸,或者是消化道、呼吸道等進入人體器官,鉛含量多者可引起器官病變,鉛的主要毒性表現在貧血,神經受到損傷或者造成腎功能不全,生活中的鉛給我們帶來了無限的色彩和快樂,但是食物中的鉛卻能給人帶來痛苦。

二、重金屬對水體及土壤污染現狀

1.重金屬對水體污染現狀

水體中重金屬污染物的來源十分廣泛,最主要的是工礦企業排放的廢物和污水。由于這些工廠排放的污染物數量大,分布范圍廣,因而受污染的區域很大,較難控制,危害嚴重[2]。重金屬在人體內能和蛋白質及各種酶發生強烈的相互作用,使它們失去活性,也可能在人體的某些器官中富集,如果超過人體所能耐受的限度,會造成人體急性中毒、亞急性中毒、慢性中毒等,對人體會造成很大的危害。在我國,最近的一起重金屬污染事件是2011年3月中旬,浙江臺州市路橋區峰江街道,一座建在居民區中央的“臺州市速起蓄電池有限公司” 引起168名居民血鉛超標,是近幾年來浙江發生的最嚴重的一次重金屬污染事件,其原因就是電池公司將含有大量鉛的廢水排入河渠,滲入地下,居民喝了地下水之后鉛嚴重超標,而作為最大的洋垃圾市場,臺州市每年從垃圾中拆解的價值高達200億人民幣,但是拆解之后的剩余物卻隨意丟棄,丟棄的重金屬垃圾對空氣和水資源造成了嚴重的污染。目前,我國的重金屬對水體的污染正在逐年加劇,如若不采取措施,不過十幾年的時間,我們將生活在一個被重金屬污染的世界,想治理都治理不完。

二、重金屬對水體污染的防治措施

1.加快含重金屬廢水廢氣治理

廢水和廢氣是化工行業最普遍的污染物,也是和人類息息相關的一些污染,針對這些廢水和廢氣,怎么處理成為了一個棘手的問題,對于廢水的處理,目前,有三種最為讓人接受的方法,物理處理法,即利用污染物的物化性質來除掉廢水中的污染物,化學處理法,是指利用化學反應原理處理或回收廢水中的溶解物或膠體中的物質,包括中和,氧化,還原絮凝法。最后一種方法是生化處理法,這種方法是指利用微生物在廢水中對有機物進行氧化分解的新陳代謝過程,包括活性污泥法,生物濾池,氧化塘等方法。

2.強化含重金屬固體廢物污染防治

固體廢棄物是化工三廢中種類最多數量最大的一種污染物,其每年排出的數量有數億噸,破壞了植被,排入水源,對農業用水造成了嚴重的污染,進一步轉化就會進入大氣,化工廢渣的種類繁多,成分復雜,處理方法并不像廢水廢氣那樣有成套的系統和裝置。而是根據其化學組成選用不同的方法,對于有機化工廢物的處理,目前,采用較多的方法有熱分解法,焚燒法和再生利用法,近幾年發展最受歡迎的是再生利用法,將廢物經過多次的回收利用,將其中有用成分提取出來,加工成其他產品。其次就是對無極廢物的處理,其主要方法有3種,分別是可以作為二次原料資源,或者是提取其中的有用成分用于農業生產,對那些沒有什么利用價值或者已經提取有用成分的部分廢物,可以再加工為建筑材料。

三、結論

目前,我國重金屬對水體污染已經相當嚴重了,尤其是化工行業,是最主要的重金屬污染源中,如若不及時治理,將對國民經濟造成嚴重損失,對人們的身心健康造成巨大的傷害,因此,解決重金屬污染問題已經迫在眉睫。

參考文獻

[1] 李然. 水環境中重金屬污染研究概述. 四川環境, 1997(16): 18-22.

[2] 李振. 淺談重金屬水污染現狀及監測進展. 企業論道.

第5篇:常見的重金屬污染范文

【關鍵詞】川佛手;單因子指數法;加權平均綜合指數法;層次分析法

目前,對于中藥物的研究,已經有很多前人成果,有模糊評價法,神經網絡等,而達州市有著豐富的藥材資源,被譽為“川東藥庫”。本地氣候適宜,土壤肥沃,水資源豐富,無工業污染。藥農已從70年代開始在本地栽培藥材,掌握了豐富的種植經驗,并形成了藥材種植意識,農村產業結構調整的新形勢下,在當地政府的大力支持及科學技術不斷的投入下,在達縣金福中藥材種植有限公司的帶動下,已輻射藥材種植面積到2.2萬畝以上,其中川佛手[1]種植面積1.1萬畝,并形成了一定的規模。而佛手主要功能是疏肝理氣,和胃止痛。用于肝胃氣滯,食少嘔吐等。本文所用數據均來自達州市農業局有關統計數據。

1 模型思路

[2]本文主要從種植的重金屬污染、農藥污染、化肥污染三個方面進行研究。川佛手在種植時,質量安全風險主要是重金屬污染,農藥污染,化肥污染,通過污染指數模型及改進的層次分析法,來探討污染狀況與改進措施。

1.1 土壤重金屬污染

重金屬[3]是一類具有潛在危害的重要污染物。由于重金屬在土壤植物系統中所產生的污染過程具有隱蔽性、長期性和不可逆性的特點,所以當重金屬通過在土壤植物中遷移轉化,經過食物鏈的積累和放大作用以后,對生物將產生更大的毒害作用。按照目前的國際標準,中藥重金屬污染主要包括鉛、鎘、汞、鉻、砷等。我國藥用植物及制劑進出口綠色行業標準限量指標:重金屬總量≤20.0mg/kg,鉛(Pb) ≤15.0 mg/kg,鎘( Cd) ≤0.3mg/kg,汞(Hg) ≤0.2mg/kg,鉻(Cr) ≤10.0mg/kg,砷(As) ≤2.0mg/kg。

1.1.1 單因子污染指數法

依據土壤環境質量評價標準GB5618-1995,我們定義單因子污染指數,其公式為

1.1.2 加權平均綜合指數法

1.1.2.1 計算方法

評價土壤重金屬污染時,重金屬污染因子的權重是影響評價結果的關鍵因素,利用層次分析法,根據重金屬對人體健康危害的程度,計算重金屬污染物在土壤環境質量評價中的權重,并將其應用于平均綜合指數法,我們稱之為加權平均綜合指數法。并且污染指數定義為

1.1.2.2 重金屬污染因子權重的確定

第二,利用構建的比較矩陣B,根據公式(5),求出判斷矩陣C,如下式(7)。

1.2 化肥污染

川佛手在種植過程中會施加一定的化學肥料[6]以促進其生長,但化學肥料卻在一定的程度上含有有損川佛手生長的物質、甚至有些化學肥料中的某些物質能夠通過川佛手的根莖的滲透作用進入川佛手體內,影響其生長。另外,一些化學肥料運用在土壤中很可能會改變土壤的酸堿度,以致影響原本適合川佛手的生長環境。

土壤的環境質量評價方法很多,目前常見的主要有單因子評價法、模糊綜合評價法、灰色聚類法和綜合指數法,所以化肥污染的計算也可用公式(2),公式(3)的模型去求解。用公式(3),得到結果 =0.4607

1.3 農藥污染

農藥[7]在川佛手的種植環節必不可少。四川達州的天氣相對適宜一些害蟲的生長。這樣對川佛手的生長同樣也會產生影響。施加的農藥可能會因為時間的問題而在川佛手體內有一定的殘留,在人制造川佛手或則食用川佛手過程中對人體造成傷害。所以,準確評估農藥的殘留及其危害程度,對川佛手的藥效有相對重要的作用。 目前我國大量使用的化學農藥約有50多種,農藥總施用量達131.2萬噸(成藥),平均每667施用931.3g。中國農藥生產量居世界第二位,產品中殺蟲劑占70%,殺蟲劑中有機磷農藥占70%,有機磷農藥中高種占70%,致使大量農藥殘留,帶來嚴重的土壤污染。對此,我們可以把農藥中的成分,如有機磷農藥、有機氯農藥、氨基甲酸酶類、苯氧羧酸類等作為影響因素,其中權重為

=(0.4668,0.1603,0.2776,0.0953)計算結果中 Max= 4.0310,CR= 0.0115

2 建議

根據上述討論,可知達州的污染指數都小于1,未被污染,適宜發展綠色中藥材。不過有些指數快超標了,例如鉻、有機磷農藥,我們必須防患于未然,給予警示,針對這些即將超標的重金屬,農藥,化肥必須進行控制。根據文獻[6]-[8],我們提出了以下的改進建議:

2.1 控制重金屬污染的措施

(1)加大大氣污染治理和水污染治理的宣傳力度,提升它們的防治科技水平,健全相關法律法規,減少它們中的重金屬成分對土壤的間接污染。對常見的重金屬汞、鉛及其化合物污染控制雖已有可靠的工藝流程,但是砷、鉻、鎘及其化合物污染控制技術需要提高并且大力度創新。

(2)根據物理或物理化學的原理來治理土壤重金屬污染,可以采用工程治理方法、淋洗法、熱處理法、電解法等方法,綜合防控土壤重金屬污染;根據生物的某些生物習性來適應、抑制和改良重金屬污染,可以采用動物治理、微生物治理、植物治理等方法控制重金屬廢棄物的污染,有效降低土壤中重金屬含量。

(3)根據“重金屬污染綜合防治“十二五”規劃,建立三大體系、解決一批問題,充分利用循環經濟的理念與技術,對重金屬廢棄物進行吸收轉化再利用,或者無害化處理。從根結上解決重金屬污染對中藥的不利影響。

2.2 控制農藥污染的措施

(1)通過生物的作用將大分子有機物分解成小分子化合物,可以利用生物降解方法,包括動物降解、植物降解、微生物降解等;積極發展固相合成農藥,實現反應的自動化,通過分混法和平行合成法,實現新農藥的創制,重點發展高效、低毒、低殘留及無公害新型農藥;使農藥在水體環境中達到中藥材環保的要求。

(2)推廣生物農藥,減少化學農藥,生物農藥主要包括微生物農藥、農用抗生素和生化農藥三種;利用除草劑最低致死劑量使用技術,即用MLHD減少農藥污染,精確施藥;減少農藥殘留,禁止施用高毒、高殘留農藥,有效保證中藥物的土壤的生態環境。

(3)調整農藥的施用結構、使用方式及施用量,調整種植產業結構,逐步提高行業準入門檻,鼓勵中藥產業化、現代化研究;注重生物防治、物理防治與化學防治相結合,充分利用自然天敵,盡量減少化學農藥用量;加大中藥材的抗病蟲害品種的研究,利用分子生物技術使藥用植物增強抗病蟲害能力,不再需要大量的各類農藥,中藥材將會成為低農殘、高質量的綠色中藥材。

(4)根據農藥法律法規,建立與健全的土壤污染防治法律法規;控制農藥包裝廢棄物,將生產企業與流通企業相互結合,政府增大干涉與扶持,進行有效包裝,避免使農約包裝廢棄物內的殘留物造成污染;建立綠色藥材生產基地,對藥材生產實施規范化質量管理(GAP),保障中藥物衛生安全。

2.3 控制化肥污染的措施

(1)加強肥料養分資源的綜合管理,以農家肥為主,使用無機肥料時,必須與有機肥料配合施用。建立科學的施肥制度,利用3S技術精確施肥。從而達到生產綠色中藥物。

(2)提高養分資源的利用效率,使用科學的施肥技術,充分利用化學途徑、物理途徑和生物途徑,創造良好的土壤條件,采取積極有效的水土保持措施。

對于有機肥,可以推廣以沼氣為紐帶的“生態家園富民工程”,推進農村循環經濟的發展,達到促進減少污染、保護中藥材土壤質量與提高生活質量的三贏。

(3)依據模型的結論,如果加強并綜合應用上述有關控制措施,達州可以占領“綠色藥物”的市場優勢,讓中藥物產業早日成為其支柱產業,使其早日實現環境保護、藥物質量、經濟發展和人民能擁有健康的四贏和諧城市。

參考文獻

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[6]楊麗娟,李天來,劉妤.長期施用有機肥和化肥對菜田土壤鋅有效性的影響[J].土壤通報,2005,36(3):395-397.

[7]陳蘇敏,胡啟山,郭鵬程,盛平.農藥污染及其危害的有效防控[J].現代農業科技,2008,4:94-95.

[8]王昶,馬少娜,魏大鵬,王敏.中藥材中重金屬污染分析以及防治措施[J].天津科技大學學報,2005,(20)3:12-16.

作者簡介:吳 驍(1991―),女,四川廣安人.學生,主要從事數學研究.

第6篇:常見的重金屬污染范文

專家把脈青島農田

青島農業大學教授王凱榮指出,現在全中國有20%的農田受到了污染;去年的鎘大米危機、今年的龍江鎘污染事件,讓人們對“重金屬污染”更加關注。重金屬污染究竟是由什么造成的?青島農田有沒有受到過重金屬污染?青島農科界的專家學者們早已開始針對這些問題進行調查研究。

據青島農科院中心實驗室主任、高級農藝師陳建美介紹,一般農田受到重金屬污染有兩個原因:農田周圍的化工廠排放廢水廢渣,或者農田曾經施肥不當、導致有機肥中重金屬含量殘留土壤中。

陳建美所在的青島農科院曾在2010年對青島市蔬菜種植較集中的地區土壤重金屬含量進行了調查分析,最后調查顯示,青島市的土壤質量基本安全。“萊西、即墨、平度等監測點土壤綜合污染指數均處于清潔安全狀態,適宜蔬菜種植。但萊西和即墨有4個監測點的土壤樣品重金屬鎘含量超標,且污染主要集中在土壤表層。”陳建美表示,實際上,青島的農田重金屬污染在全國來說并不算嚴重,因為沒有太明顯的污染源。

青島科技大學環境與安全工程學院錢翌教授也曾經做過類似調查,他按照不同的土地利用類型將青島市分為五大功能區:工業區、商業區、居民區、農業區和旅游區,調查結果表明,鎘(Cd)在各功能區含量均高于國家土壤環境質量二級標準,其他重金屬如鉻(Cr)、銅(Cu)、鎳(Ni)、鉛(Pb)、鋅(Zn)等濃度均低于國家二級標準。

錢翌教授還對青島市兩個重要蔬菜批發市場的24種常見蔬菜分季節進行過抽樣檢測,結果表明青島市冬季蔬菜重金屬污染情況較春季蔬菜嚴重,且以鉛(Pb)、鎘(Cd)污染為主;蔥蒜類鉛(Pb)、鎘(Cd)含量高,其中大蒜受到中度污染。幸好,健康風險評價最后表明,青島市蔬菜中的Pb、Cd含量未對市民的健康產生顯著風險。

居民區污染多緣于電池

“鎘在自然界中分布并不廣泛,土壤中的鎘主要來源于鋅礦、鉛鋅的冶煉,合金、電鍍 、化工廠等廢水的排放,工業固廢堆放以及化肥農藥(磷肥、復合肥)的濫用等等。”錢翌解釋說,他的調查選擇的功能區一般是受污染時間比較長的代表性地段 ,例如鋼鐵業、堿業、水泥制造業企業所在的工業區。

居民區也有可能因為電池等生活垃圾而受到污染。“生活用品中很多都是重金屬的污染源,煤炭顆粒、涂料、油漆中也都含有重金屬,這也會導致土壤的表層重金屬含量會高。”

2009年至今,我國已發生30多起重特大重金屬污染事件 ,嚴重影響群眾健康,政府部門和學界也在研究對策,希望盡快凈化受污染農田、將損失降到最低。不過,土壤修復花費動輒上千萬元,誰來負責修復、又有誰埋單等問題,一直困擾著各級政府部門。

大豆、花生易“吃”重金屬

王凱榮介紹,土壤中重金屬污染很容易使植物中的重金屬含量超標,尤其對于含蛋白量比較高的植物來說,比如大豆、花生、小白菜等,最容易受到重金屬污染的侵襲,而且不同的植物品種對重金屬的吸收不一樣。

青島農科院高級農藝師陳建美表示,此前花生出口時曾經被檢查出重金屬超標,這也使很多專家開始研究吸收重金屬含量比較少的品種。

吸收重金屬的差異,在不同水稻品種身上也體現得非常明顯。南京農業大學潘根興教授的團隊曾做過一項實驗,發現雜交稻、超級稻的鎘超標風險比普通水稻更為嚴重。專家們采集了種植南方水稻的兩種土壤,并在部分土壤里特意添加了鎘元素,結果專家發現,在未加鎘的土壤中,超級稻對鎘的親和力是常規稻的2.4倍,其籽粒中鎘的含量是普通雜交稻的1倍多。潘根興對此解釋說,超級稻之所以鎘污染超標更為嚴重,是因為它的根系發達,對土壤中的鎘具有更強的吸收力。

種桑養蠶凈化土地

農作物重金屬超標讓人們備受困擾,但也為農田土壤污染治理提供了思路。“土壤污染修復技術包括土壤清洗法、化學氧化法、植物修復法等,一般來說,農田中重金屬修復采用的植物修復法,作業周期長,而且想要完全清理土壤是不可能的。”王凱榮以自己參與的湖南某鈾礦區農田污染修復為例,“這個修復工作上世紀90年代就開始做了,前后做了大約有七八年的時間才完成。”

那么湖南的農田鎘污染是怎么治理的呢?答案是種桑樹。王凱榮曾經詳細論述了桑樹在治理鎘污染方面的功效:通過采用桑蠶生產模式替代糧作生產模式,杜絕了污灌污染,消除了食物鏈中鎘的危害,使土壤生產力得到恢復,農田年均產值比水稻模式提高2880元/公頃,比種玉米提高8880元/公頃,利稅增加1980元/公頃,耕層土壤鎘含量年平均下降1.33mg/公斤。“種桑養蠶是治理和利用我國鎘污染農田的一種成功的經濟生態模式,更多的模式有待于進一步去探索。”

不過,七八年是個很長的周期,有沒有更快捷的方法呢?如果用物理化學方法修復農田土壤污染,是可以縮短周期,但動輒上千萬的費用又是一個問題。“所以說,農田污染的快速修復,從技術上來說是可行的,但經濟上不可行。”王凱榮表示。

工業用地也需要“消毒”

相比較而言,近年來城市工業用地的土壤修復案例成果更多。工廠搬遷后,遺留土地很有可能由政府牽頭引進環保公司進行土壤修復,不過費用動輒上千萬。

青島新天地環境修復有限公司市場總監吳濤正在忙著進行一家化工廠的土壤修復準備工作,由于這家化工廠的生產部門已經陸續搬往其他地方,當地政府希望能利用這塊空間新建一個產業園,但在此之前,這塊土地必須先“消毒”。“3月份,我們將會對這塊化工廠的污染狀況進行更詳細的調查,比如土壤污染的類型,重金屬濃度高低,是否污染到了地下水等等,然后上報給政府,由政府上報立項,審批后就可以啟動修復工程。”2月16日,在新天地的辦公室,公司相關負責人吳濤向記者介紹了土壤修復的大體流程。

據吳濤介紹,城市里搬遷走的化工廠、印刷廠、農藥廠、電鍍廠等地塊是最容易遺毒的。“比如印刷廠的鉻渣、電鍍廠的鎘污水排放等。”

新天地環境修復有限公司,是山東省第一家從事土壤修復的專業公司,據其相關負責人介紹,就行業前景來看,土壤修復是一塊巨大的市場。“一般來說,土壤修復的花費一次都是在千萬元級別 ,僅僅以北京為例,一些搬遷的化工廠需要進行修復的土地,市場就有300到500個億。”

高額的土地修復費用,在我國該由誰來承擔?吳濤表示,一般來說,目前市場上土地修復的項目以工業用地居多,開發價值比較高,但是因為目前很多遺留的企業用地都是曾經的國有化工企業,這些企業出現了產權轉換甚至倒閉等情況,所以土地修復的主體還得由國家來牽頭,“修復資金由政府支持,如果這塊地未來用作商業開發,那么其受益者也可以參與。”

土壤重金屬污染調查有望艱難出爐

2006年7月18日,國家環保總局和國土資源部聯合啟動了經費預算達10億元的全國首次土壤污染狀況調查,不過直到今天,這次污染調查報告的詳細內容并沒有披露。

據青島農業大學教授王凱榮透露,這個報告將于今年二季度。“實際上,這份報告早在去年年底就已經完成了各地數據的匯總工作,但有些地方重金屬污染比較嚴重,有關部門要認真核對,數據相對來說也比較敏感,因此比較謹慎。”王凱榮解釋道,這份報告能七到八成反映目前我國的土壤污染情況,“因為這次調查是抽樣調查,是環保部和國土資源總局制訂一個總的調查方案,委托下面各省市的環保單位去做的,而有些省市可能因為財力或方法的限制,因此不能完全反映當前的土壤污染情況。”王凱榮還透露,土壤污染防治法也將在“十二五”期間推出。

青島科技大學教授錢翌也對土壤污染防治法律的出臺充滿了信心。“去年年初,國務院就已正式批復《重金屬污染綜合防治‘十二五’規劃》(簡稱《規劃》),這是我國出臺的第一個‘十二五’專項規劃。”

據了解,“十二五”期間,山東將建立土壤污染環境監管制度,對糧食、蔬菜基地等重要敏感區進行風險評估,禁止利用重污染土壤種植、生產農副產品。開展受污染土壤環境修復,未經評估和無害化治理的土地不得進行流轉和二次開發。

資料鏈接

江西等省或試點開征環境稅

環保專家根據國土資源部公布的數據估算,全國每年因被重金屬污染的糧食高達1200萬噸,相當于廣東一年的糧食總產量,可以養活常住珠三角的4000萬人口。

為了抑制污染,業內人士曾提議學習部分發達國家征收環境稅的做法。環境保護部副部長張力軍也曾公開表示,關于環境稅的問題,財政部、稅務總局和環境部一直在進行研究,目前已經有了一些基本的考慮。據悉,2010年7月,環境稅征收方案初稿已經出爐,2013年開征的時間表也已經初步確定。但是,環境稅最終是否能如期開征還是個未知數。

第7篇:常見的重金屬污染范文

關鍵詞:重金屬污染;環境保護;水體處理技術;重金屬污染處理方法

自從人類進入工業化時代以后,雖然帶來了經濟上的繁榮,但是付出的環境代價是慘痛的,近年來嚴重的環境污染問題已經是社會焦點話題,特別是重金屬的污染情況已經嚴重的危害到了人們的健康和生命安全。工業的重金屬的排放形式主要是以水污染的方式進行排放的,工業重金屬污水排放已經成為重要的環境污染問題[1,2]。根據污水的渠道進行劃分可以分為:礦產資源開采重金屬污水、工業生產重金屬污水、民用生活重金屬污水和農藥重金屬污水等。而自然狀態下重金屬的污染來源主要是由地質風化作用造成的。重金屬污水中重金屬元素具有難以消除、危害性大等特點,有的重金屬甚至是含有劇毒性,還有一些重金屬元素是嚴重的致癌元素。

1重金屬水體污染分析

Cd、Cr、Mn、Ni、Pb、Hg、Ge、Co、Zn等元素都會對水體造成嚴重的重金屬污染。在通常的狀態下,及其微量的金屬元素是不會對水體產生污染,但是這些金屬元素一旦超過一定的標準時,就會對水體產生一定污染危害。在自然界下的水質當中本身會含有一定的金屬元素,但是這些金屬元素含量及其微小不會對水質產生影響,因此,在自然狀態下水質中的重金屬元素不會對水質和水中的動植物產生影響。但是由于人為因素向水中排放大量的重金屬元素,除非使用相對應的處理方法,否則很難在自然狀態下進行沉淀和過濾。按照排放量進行排名主要的工業排放企業包括:礦產資源企業、金屬熔煉企業、化工企業、造紙相關行業、制革產業、染燙行業等等,在這些工業領域中排放大量的污水同時帶有Ni,Pb,Cd,Cr,Hg等重金屬元素。重金屬超標的污水中是含有一定的毒性,不僅僅會對水質中的生物產生影響,重金屬污水還會通過地下水污染地層水源,水源被植物吸收后會在植物體內進行沉積,人類或者是動物吃了吸收了重金屬污水的植物后會對身體產生一定的毒副作用。

2重金屬污水處理技術

對含有重金屬污水的處理和凈化方法已成為社會輿論和環境研究的重點之一,根據目前的技術對重金屬污水處理方法主要包括有物理方法、化學方法、生物方法等。

2.1物理方法

吸附法是最常見的物理方法,利用一些具有多孔性物質作為吸附劑投放到重金屬污水中去吸附水中重金屬陰陽離子。活性炭是目前使用最早,并且運用最為廣泛的吸附物質,活性炭表面積大、吸附能力強,但是使用成本較為昂貴,并且難以脫附,由于成本的原因限制了活性炭在重金屬污水處理中的發展[3]。所以,尋找一種吸附能力強并且價格低廉的吸附材料是當今研究熱點話題。除了活性炭以外,還經常使用礦物質材料、工業廢料以及農業廢棄物等作為廉價的吸附材料。沸石是最早的重金屬污水吸附材料,沸石的骨架結構比較復雜有很大的接觸面積,具有很強的吸附性。

2.2生物方法

微生物絮凝法是最常見的生物凈化污水的方法,微生物絮凝法利用微生物或細菌生物進行新陳代謝產生一定的絮狀物,通過這些絮狀物進行絮凝沉淀去除重金屬的方法[4,5]。微生物絮凝法對重金屬污水的處理效果好,并且使用安全、方便、無毒,不會對水質產生二次污染,微生物新陳代謝的絮狀物還是水中植物的廢料,并且沉積的重金屬元素可以很方便的進行分離,對重金屬污水處理的微生物培育方便生長環境要求低,比較適合大量的工業重金屬污水過濾所使用的。利用微生物進行絮凝沉淀法對重金屬污水處理效果如表所示。

2.3化學方法

化學沉淀法是根據重金屬能夠與某些化合物進行反應,生成不溶于水的重金屬化合物。這些不溶于水的化合物會在反應區進行沉淀。化學沉淀法所利用的原理都是根據重金屬的化學性質所決定的,重金屬污水在經過一系列的化學反應區后,讓污水中的重金屬離子由原來的游離狀態變成金屬化合物沉淀下來,在通過進一步的化學反應進行分離。目前為止最常使用的化學沉淀法主要分為:凝聚沉淀技術、酸堿沉淀技術、三氧化二鐵沉淀技術、礦化物沉淀技術以及反應鹽沉淀技術等等。

3結語

第8篇:常見的重金屬污染范文

該課題組的負責人吳正巖告訴記者,該材料可以針對不同環境和土壤類型調整配方,以適用于礦山、工業用地、農田等條件。目前課題組發表的文章和專利中的技術優先適用于農田地塊。同時,課題組正在研發工業重金屬廢水源頭治理技術以及有機肥中重金屬修復技術,重點治理對象為鉻、鎘、銅、砷等,預計1~2年后研發成功。

同時修復酸性土壤和重金屬污染

隨著全球經濟的快速發展,含重金屬的污染物通過灌溉、干濕沉降等多種途徑進入土壤,造成土壤中重金屬富集。其不但影響農產品產量與品質,而且涉及大氣和水環境質量,并可通過食物鏈危害人類和動物的生命和健康。

目前,全世界平均每年排放汞約15000噸,銅約340萬噸,鉛約500萬噸,錳約1500萬噸,鎳約100萬噸。在我國,長三角、珠三角、環渤海等經濟較發達地區,以及東北老工業基地等區域,都面臨著土壤污染問題。

針對這一世界性難題,日前,中國科學院合肥物質科學研究院技術生物與農業工程研究所吳正巖課題組,利用黏土、生物炭等天然材料制備出一種復合納米材料,能提高土壤pH值,從根本上修復酸性土壤。

與此同時,這種材料可以有效控制六價鉻的遷移,將六價鉻轉化為三價鉻,降低農作物對六價鉻的富集,有效解六價鉻污染。

據了解,鉻在自然環境中最常見的價態是三價和六價,而六價鉻的毒性遠高于三價鉻。特別是六價鉻被人體吸入后可能具有致癌性,而一般認為三價鉻毒性較小或無顯著毒性。六價鉻可以透過細胞膜刺激皮膚,使皮膚過敏,并對食道、呼吸道造成損害,通過食物鏈在人體內富集,引發一系列病變,嚴重威脅人類健康。

近年來,隨著冶金、金屬加工、制革、顏料和有機合成等行業的發展,鉻及其化合物被廣泛應用,隨之而來的大量含鉻廢水、廢氣及廢渣被排放到環境中,引發環境問題。2014年由環境保護部和國土資源部的《全國土壤污染狀況調查公報》中,鉻的點位超標率達1.1%。

新型修復材料成本低使用方便

吳正巖向記者簡要地介紹了制備這種復合納米材料的方式:首先需要將原材料進行重力分層和輻照處理;然后進行有機修飾,并按照一定比例進行復配;最后進行篩分、造粒和分裝,得到重金屬修復劑產品。

據了解,這種新型的土壤修復材料畝均成本只要10元~30元,修復過程直接融入耕種流程之中,使用便捷。另外相較于傳統修復方法,效率也有提高。另外這種材料易于加工,可制成粉劑、液劑或顆粒劑。

這項技術的效果在實驗中已得到初步驗證。在盆栽試驗(指用盆缽栽培作物進行農業科學實驗,常用于模擬環境污染物對植物的危害)中,研究團隊證實,使用這種修復材料,可以有效降低玉米對六價鉻的攝取,對葉片的高度、葉綠素含量和玉米根長有積極的影響。

吳正巖告訴記者,除了盆栽試驗外,研究團隊還做了面積約為10平方米的小區試驗,結果表明,該技術可以使植物中六價鉻的富集量降低60%。他同時表示,今年將在江西、湖南、浙江等地進行大田試驗。

值得注意的是,在2014年,吳正巖團隊即已申請了“一種修復土壤重金屬的功能性肥料及修復劑”專利。吳正巖告訴記者,這項專利與其新近發表的論文的技術相似,僅在配方和生產工藝存在一定差別。具體而言,論文中所述的是酸性土壤六價鉻修復劑,而專利中的六價鉻修復劑適用于普通土壤(即對土壤類型沒要求)。

吳正巖介紹,酸性土壤大約占世界不凍土的30%,它能夠造成農業減產,而且會激活重金屬離子,加劇重金屬對人體的危害和對環境的污染,已經成為我國乃至世界農業和環境領域亟待解決的關鍵問題。

廣東:分類施策試點治理土壤污染

同樣受到土壤污染困擾的廣東,近年來將重金屬污染防治與土壤污染治理相結合,在重金屬污染綜合防治、土壤污染調查、污染土壤治理修復試點示范等方面已開展一系列工作,并取得初步成效。

第9篇:常見的重金屬污染范文

現有主要重金屬含量檢測支撐技術

目前重金屬的定量分析和檢測方法主要有光譜法、電化學方法以及新型檢測技術等。光譜法是比較傳統的方法,主要有原子吸收法(AAS)、原子熒光法(AFS)、電感耦合等離子體法(ICP)、X熒光光譜(XRF)、電感耦合等離子質譜法(ICP-MS)、紫外可見分光光度法(UV)等。日本和歐盟國家部分采用電感耦合等離子質譜法(ICP-MS)進行標準檢測,但對國內用戶而言,儀器成本過高,很難推廣。也有部分采用X熒光光譜(XRF)分析,優點是無損檢測,可直接分析成品,但檢測精度和重復性不好。電化學檢測方法是目前比較流行的檢測方法,包括極譜法、電位分析法、伏安法等,檢測速度較快,精度較高,但在其他離子的抗干擾測量方面有待提高。另外,一些比較新的檢測技術,如酶抑制法、免疫分析法、生物傳感器法和太赫茲光譜法等,相關學者也展開了探索研究。在《中國土壤環境質量標準》(GB15618-1995)[16]中,國家規定了用于土壤重金屬含量檢測的標準方法,如表1內容所示,該方法主要是采用強酸消解后,運用光譜法進行重金屬含量的定性定量檢測。光譜法是比較傳統的檢測方法,它能以較高靈敏度對樣品中的重金屬離子含量進行有效分析,但大多需要大型儀器設備,分析方法成本高。樣品前處理過程中需要經過消解,操作復雜,分析時間長,很難用于土壤重金屬的現場快速檢測。光譜法較為成熟,這里只對其原理及優、缺點做簡單介紹。原子吸收光譜法(AtomicAbsorptionSpectrometry,AAS)是基于氣態的基態原子外層電子對紫外光、可見光范圍的對應原子共振輻射線的吸收強度來定量被測元素含量為基礎的分析方法[17-18]。具有檢出限低(可達μg/cm–3級)、準確度高(相對誤差小于1%),選擇性好、分析速度快、應用范圍廣等優點。缺點主要表現在,不能多元素同時分析,測定元素不同時必須更換光源燈。而且標準工作曲線的線性范圍較窄,在低含量樣品測定任務中,測量精度下降。如何進一步提高檢測靈敏度和降低干擾,是今后原子吸收光譜分析工作者研究的重要課題。3.1.2原子發射光譜法原子發射光譜法(AtomicEmissionSpectrometry,AES)是依據各種元素的原子或離子在熱激發或電激發下,發射特征的電磁輻射,而進行元素的定性與定量分析的方法[19-20]。由于各種元素的原子結構不同,在光源的激發作用下,樣品中每種元素都發射自己的特征光譜,根據特征光譜的譜線強度進行定量分析。優點是分析速度快、選擇性好,可同時檢測一個樣品中的多種元素。缺點是成套儀器設備昂貴,被測元素含量較大時,準確度較差。在經典分析中,影響譜線強度的因素較多,尤其是試樣組分的影響較為顯著,所以對標準參比的組分要求較高。3.1.3電感藕合等離子體-原子發射法電感藕合等離子體光源(InductivelyCoupledPlasma,ICP)可以產生穩定的光源,是目前應用最為廣泛的AES光源之一[21-23]。相較于其他方法,ICP-AES分析速度快,干擾低,可同時讀出多種元素的特征光譜并進行定性、定量分析。該方法的缺點是設備較為昂貴,操作費用也高。原子熒光光譜法(AtomicFluorescenceSpectrometry,AFS)[24-26]是介于原子發射光譜(AES)和原子吸收光譜(AAS)之間的光譜分析技術。原子蒸汽吸收一定波長的光輻射后被激發,隨之發射出一定波長的光輻射,即為原子熒光,在一定的試驗條件下,熒光輻射強度與分析物的原子濃度成正比,根據熒光波長分布可進行定性分析。此方法具有較高的靈敏度,校正曲線線性范圍寬,能進行多元素的同時測定。但許多物質,包括金屬在內,本身不會產生熒光,需要加入某種試劑才能達到熒光分析的目的,所以其應用范圍不夠廣泛。質譜法(MassSpectrometry,MS)是用電場和磁場將運動的離子按質荷比分離后進行檢測的方法。測出離子準確質量即可確定離子的化合物組成[27-28]。二十世紀八十年代痕量元素及同位素分析的一項重要進展就是等離子體質譜法(ICP-MS)的應用。ICP-MS檢測限低,分析精度高,速度快,干擾少,可同時測定多種元素并獲得精確的同位素信息。但儀器造價高,預處理過程繁瑣,儀器自動化實現比較困難。紫外可見分光光度法(Ultravioletandvisiblespectrophotometer,UV)檢測原理是:顯色劑通常為有機化合物,通過特殊化學鍵,與重金屬發生絡合反應,生成有色分子團,溶液顏色深淺與濃度成正比[29-30]。在特定波長下,通過比色檢測。大多數有機顯色劑本身為有色化合物,與金屬離子反應生成的化合物一般是穩定的螯合物。分光光度分析有兩種,一種是利用物質本身對紫外及可見光的吸收進行測定;另一種是生成有色化合物,即“顯色”,然后測定。雖然不少無機離子在紫外和可見光區有吸收,但因一般強度較弱,所以直接用于定量分析的較少。加入顯色劑使待測物質轉化為在紫外和可見光區有吸收的化合物來進行光度測定,這是目前應用最廣泛的測試手段。該方法具有較好的重金屬檢測應用前景。X射線熒光光譜法(X-rayfluorescencespectrometry,XRF)是利用樣品對X射線的吸收隨樣品中的成分及其多少變化而變化來定性、定量測定組成成分的方法[31]。具有分析速度快、樣品前處理簡單、可分析元素種類廣、光譜干擾少,樣品測定時的非破壞性等特點。它可用于常量元素和微量元素的測定,其檢出限可達10-6數量級。多通道分析設備可在幾分鐘之內同時測出20多種元素的含量。但X射線的使用會給操作者和樣品帶來電離輻射危險。激光誘導擊穿光譜技術(LaserInducedBreakdownSpectroscopy,LIBS)是利用高功率脈沖激光聚焦到待測樣表面激發等離子體,通過直接觀察等離子體中的原子或離子光譜來實現對樣品中元素的分析[32-33]。與目前常見的X-ray,AAS、ICP-AES等檢測手段相比,其優勢在于無須對樣品預先處理,可對多種成分并行快速分析,實現對微量污染物無接觸在線探測,是一種具有良好發展前景的元素分析技術。電化學分析法是基于物質在溶液中和電極上的電化學性質建立起來的分析方法。電化學分析的測量信號是電量、電位、電流、電導等電信號,不需信號轉化就能直接記錄。其儀器裝置比光分析、核化分析儀器裝置小而且簡單,便于連續分析,易于實現自動化。電化學方法應用于水環境重金屬污染分析目前已有相關報道[34],但將其應用在土壤重金屬快速檢測中還面臨著很多關鍵問題需要解決。從1976年電化學溶出分析法開始用于環境、臨床樣品的痕量檢測,具有較好的靈敏度[35];Baumbach[36]于1981年將絲網印刷技術應用于電化學傳感器的制作過程;JosephWang[37]于1992年采用汞膜修飾絲網印刷電極,在水環境中對重金屬離子進行檢測;由于汞本身就是一種危害很大的重金屬成分,R.O.Kadara[38]在2005年提出采用氧化鉍修飾絲網印刷電極進行重金屬離子的檢測;浙江大學平劍鋒等[39]利用鉍膜制作絲網印刷電極進行了水中的鉛和鎘檢測研究,取得了較好的檢測結果。電化學分析法在進行土壤重金屬離子檢測方面具有一定的應用研究潛力,但是土壤體系復雜,檢測時采用普通漿料的電極極易受到諸如表面活性劑、有機物、大分子顆粒等污染物的影響,靈敏度高、抗干擾能力強的電化學傳感器有待于進一步研發。

近年來,一些結合生物學的檢測方法也被應用于重金屬的檢測研究中,這些新的檢測方法還在深入研究中。其工作原理是金屬離子與固定在電極材料上的特異性蛋白結合后,使蛋白構象發生變化,通過靈敏的電容信號傳感器定量檢測這種變化。近年來,人們不斷開發多種生物傳感器用于測定水溶液中的毒性化合物(包括重金屬絡合物),如特異性蛋白生物傳感器[40]等。生物傳感器壽命主要取決于生物活性,受環境、時間限制較大,一般壽命很短,制約了其應用和發展。酶抑制法是重金屬離子與形成酶活性中心的甲琉基或琉基結合后,改變其結構、性質,引起酶的活力下降,從而使顯色劑的顏色、電導率和吸光度等發生變化,然后借助光電信號放大、顯示,建立重金屬濃度與酶系統變化對應數學關系。該方法可用于環境、食品、水和蔬菜中重金屬的定性檢測。柳暢先等[41-42]通過鎘離子對醇脫氫酶的抑制作用檢測Cd2+,檢出限為2.00μg/L,可應用于蔬菜中Cd2+的分析,進行了這方面的初步探索。酶抑制法具有方便、快速、經濟等優點,可用于現場快速檢測,但是它的靈敏度和準確性低于傳統檢測技術。免疫分析法是一種具有高度特異性和靈敏度的分析方法,用免疫分析法對重金屬離子進行分析,首先必須進行兩方面的工作:第一是選用合適的絡合物與金屬離子結合,使其獲得一定空間結構,從而產生反應原性;第二是將結合了金屬離子的化合物連接到載體蛋白上,產生免疫原性,其中與金屬離子結合的化合物的選擇是能否制備出特異性抗體的關鍵。Johnson[43]和Darwish[44]應用該方法實現了對Cd2+離子的有效檢測。篩選特異性好的新型螯合劑、單克隆抗體將是今后的發展方向。免疫分析法檢測速度快、靈敏度高、選擇性強,在重金屬快速檢測方面有一定的研究前景。太赫茲光譜是近年來發展起來的一種國際前沿科技,它可用來探測分子間或分子內部介于氫鍵和微弱的內部相互作用(范德華力等)之間的激勵帶來的振動引起的能量吸收特性,對重金屬絡合物的分子振動特性有一定的探測作用。本文作者于2010年在美國俄克拉荷馬州立大學公派留學期間,開展了太赫茲光譜技術用于土壤重金屬污染檢測問題的初步研究,通過設計大量的實驗,獲取數據進行建模分析,初步探索到土壤樣品主要重金屬含量與對應的太赫茲吸收譜之間存在一定的對應關系,得出利用太赫茲光譜技術進行土壤主要重金屬含量檢測具有可行性的結論,目前正在進一步研究中[45-46]。

農產品產地土壤重金屬污染檢測主要問題分析及結論

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