土壤重金屬污染現(xiàn)狀及修復(fù)研究
近年來,隨著經(jīng)濟社會的快速發(fā)展,農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程中化 肥、農(nóng)藥的過度使用以及礦山過度開采等使得土地污染尤 其是重金屬污染越來越嚴(yán)重,給人們的生產(chǎn)生活帶來巨大 威脅。由此每年造成了1 200萬噸糧食遭到重金屬污染,直 接經(jīng)濟損失超200億元。而且嚴(yán)重威脅到人們的生命安全, 大幅提升病死率,多地出現(xiàn)“癌癥村”。云南省素有“有色金 屬千國”之美譽,目前已發(fā)現(xiàn)的各類礦產(chǎn)就有150多種,探 明的儲量礦產(chǎn)92種,其中位居全國首位的分別是鋅、石墨、 錫、鎘、銦、鉈和青石棉等。礦產(chǎn)整體呈現(xiàn)出種類多、蘊藏量 大、分布廣、開發(fā)利用程度高等特點。但由于管理粗放等使 得礦產(chǎn)資源開發(fā)利用效率較低,對水資源、大氣以及周邊土 壤造成了不同程度的影響。土壤中重金屬偏高主要是來自 于自然界,與云南省礦產(chǎn)資源的分布密切相關(guān),與此同時, 礦產(chǎn)資源的開發(fā)和利用加劇了土壤重金屬含量的增加[2]。
1土壤重金屬污染危害
土壤重金屬污染是指土壤中重金屬元素含量明顯高于 其自然背景值,并造成生態(tài)破壞和環(huán)境質(zhì)量惡化的現(xiàn)象[3]。 土壤中重金屬污染物主要包括鉛、鎘、汞、鉻、銅、鐵、鋅等, 這些重金屬不能為土壤中的微生物分解,容易積累轉(zhuǎn)化為 毒性更強的甲基化合物,通過食物鏈后以有害物質(zhì)在人體 內(nèi)蓄積,嚴(yán)重危害人的身體健康。其危害主要表現(xiàn)在:
1.1對植物的危害
土壤中的重金屬被植物吸收后容易誘導(dǎo)其體內(nèi)產(chǎn)生一 些對酶或者植物代謝有害的物質(zhì),使得植物酶的有效性大 為降低,造成植物根系、葉面積以及株高等出現(xiàn)生理特征 改變,一些根系出現(xiàn)生理代謝失衡,吸收能力減弱后植物 的生長周期受到不同程度壓抑,最終出現(xiàn)植物體營養(yǎng)的缺 乏。如,當(dāng)土壤中鋅濃度達到一定含量時,大豆中的葉片就 會出現(xiàn)“失綠”癥狀,進而影響大豆的產(chǎn)量。
1.2對動物的危害
土壤中重金屬長期集聚會對土壤中的蚯蚓、線蟲等一 些無脊椎動物的種群的多樣性、數(shù)量及構(gòu)成等產(chǎn)生不利影 響,會造成這些動物的數(shù)量和多樣性水平明顯下降。在那 些重金屬重度污染的土壤中,原先的優(yōu)勢類群和一些常見 類群的動物密度、均勻性指數(shù)都明顯減少。
1.3 對人體的危害
土壤中的重金屬污染除了降低農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)量外,還會對 農(nóng)產(chǎn)品的質(zhì)量造成巨大損害,土壤重金屬隨著雨水滲透到 地表水后,會威脅到飲用水的安全。研究表明,人體類長期 攝人或者富集鉛、鎘、汞、鉻、銅、鐵、鋅等重金屬后,會引起 癌癥、骨痛病、腎病等。在一項由湖南省國土資源規(guī)劃院所 做的針對7萬人25年的健康記錄所做的調(diào)查發(fā)現(xiàn),1965— 2005年,骨癌、骨痛病人數(shù)都呈上升趨勢。在重金屬污染的 重災(zāi)區(qū)株洲,當(dāng)?shù)厝罕姷难?、尿中鎘含量是正常人的2 5 倍[1]。
2土壤重金屬污染修復(fù)對策
目前,土壤重金屬污染的修復(fù)方法主要有物理修復(fù)法、 化學(xué)修復(fù)法、植物修復(fù)法和微生物修復(fù)法等。
2.1物理修復(fù)法
物理修復(fù)法的原理主要是通過各種物理過程將土壤中 的重金屬污染物分離或去除。目前土壤重金屬污染物理修 復(fù)主要包括電動修復(fù)、電熱修復(fù)、土壤淋洗3種修復(fù)技術(shù)[4]。 在這3種物理修復(fù)技術(shù)中應(yīng)用最多,技術(shù)也最為成熟的莫 過于土壤淋洗法,它是一種運用淋洗液把土壤固相中的各 種重金屬含量轉(zhuǎn)移到土壤液相重,最后再回收處理這些富 含重金屬廢水的一種方法。
2.2 化學(xué)修復(fù)法
化學(xué)修復(fù)法的原理是利用土壤中重金屬與一些配位化 合物容易產(chǎn)生某種反應(yīng)進而形成一種穩(wěn)定的絡(luò)合物或者 是與一些酸根離子反應(yīng)后形成沉淀,在土壤中加入一些改 良劑(主要有螯合劑、酸、堿、鹽、表面活性劑)來降低土壤 重金屬遷移性,使土壤中含有的重金屬被固定最后實現(xiàn)減少 或清除目的。化學(xué)修復(fù)法是一種在土壤原位基礎(chǔ)上進行的 一種修復(fù)方法,簡便易操作,但容易造成“二次污染”。
2.3 植物修復(fù)法
植物修復(fù)主要包括植物提取、植物固定、植物揮發(fā)、植 物過濾[5]。采取植物修復(fù)法的原理是通過把土壤中的重金 屬予以吸收,從而達到減少土壤重金屬污染物含量。與傳 統(tǒng)治理土壤重金屬污染辦法相比,該方法具有技術(shù)費用 小、治理效果好的優(yōu)點,但在一些土壤負(fù)責(zé)區(qū)域,簡單的使 用植物修復(fù)法難以起到預(yù)期效果,必須與物理化學(xué)法等結(jié) 合起來使用,如通過添加表面活性劑或者有機螯合劑等辦 法來提高植物修復(fù)的效率。
2.4微生物修復(fù)法
微生物修復(fù)法的原理就是利用土壤中微生物生物活性 來分解、吸收、還原土壤中的重金屬,把重金屬離子轉(zhuǎn)化為 毒性較低的產(chǎn)物,從而起到降低土壤重金屬污染的毒性。 這種修復(fù)技術(shù)具有效率高、二次污染小、費用低的特點,被 認(rèn)為是一項“廉價的綠色治理方法”[6]。
3 結(jié)語
重金屬污染毒害大、影響范圍廣、時間長,一旦造成土 壤重金屬污染便會對植物、動物甚至是人類造成巨大危 害。因此,在現(xiàn)有基礎(chǔ)上選擇合適的土壤重金屬污染處理 對策只是一種權(quán)宜之計,最根本的還是要做好源頭預(yù)防工 作,加大宣傳力度,喚起人們對土壤重金屬污染的關(guān)注,減 少重金屬污染物的排放總量。
參考文獻
[1]土壤“中毒”:重金屬污染進人“集中多發(fā)期”.[N]經(jīng)濟參考報, 201 1—10-14.
[2]顧劑滄,趙娟.云南省土壤重金屬污染現(xiàn)狀及治理技術(shù)研究[J]. 環(huán)境科學(xué)導(dǎo)刊,2010,29(5):68—71
[3]劉春陽,張宇峰騰沽土壤重金屬污染的研究進展[J].污染防治技 術(shù),2006,14(4):42—45
[4]李廣云,曹永富,趙書民,等.土壤重金屬危害及修復(fù)措施[J]山東 林業(yè)科技,2011(6):96—101
[5]牛立元.重金屬污染土壤的植物修復(fù)[J].河南科技學(xué)院學(xué)報,2010, 38 (2):47—51 [6]徐龍君,袁智.土壤重金屬污染及修復(fù)技術(shù)[JJ_環(huán)境科學(xué)與管理, 2006.31(8):67—69
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