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土壤重金屬治理修復(fù)

2015-3-31 9:42:34??????點擊:

土壤修復(fù)是使遭受污染的土壤恢復(fù)正常功能的技術(shù)措施。在土壤修復(fù)行業(yè),已有的土壤恢復(fù)技術(shù)達到100多種,常用技術(shù)也有10多種,大致可分為物理、化學(xué)和生物三種方法。20世紀80年代以來,世界上許多國家特別是發(fā)達國家均制定并開展了污染土壤治理與修復(fù)計劃,因此也形成了一個新興的土壤修復(fù)行業(yè)。

今年中央一號文件有兩大亮點,其一是建立農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展長效機制,逐步讓過度開發(fā)的農(nóng)業(yè)資源休養(yǎng)生息,強調(diào)要促進生態(tài)友好型農(nóng)業(yè)發(fā)展,加大生態(tài)保護建設(shè)力度。這是中央著眼中華民族未來發(fā)展、為子孫后代留下生存發(fā)展空間的重大戰(zhàn)略決策。其二是有計劃、分步驟地推進土壤污染的治理與修復(fù)。對那些污染嚴重、生態(tài)脆弱、資源環(huán)境壓力大的耕地,該改種的就改種,該治理的就治理,該退耕的就退耕。

關(guān)系到國計民生的重金屬污染耕地修復(fù)綜合治理工作在我國啟動,先期在湖南省長、株、潭地區(qū)開展試點。財政部表示,今年中央財政安排專項資金對湖南省試點地區(qū)給予補助,支持耕地保護與質(zhì)量提升。通過加強耕地質(zhì)量建設(shè)和污染修復(fù)治理,實現(xiàn)重金屬污染耕地的稻米達標生產(chǎn),確保國家糧食安全和人民群眾“舌尖上的安全”。

SOS!我國耕地土壤環(huán)境質(zhì)量堪憂

環(huán)保部和國土資源部4月17日聯(lián)合發(fā)布的《全國土壤污染狀況調(diào)查公報》指出,我國耕地土壤環(huán)境質(zhì)量堪憂。全國土壤總超標率為16.1%,其中重度污染點位比例為1.1%;土壤鎘超標率為7.0%,其中鎘重度污染點位比例為0.5%;重污染企業(yè)及周邊土壤超標點位為36.3%;固體廢棄物集中處理處置場地土壤超標點位為21.3%;耕地點位超標率為19.4%。從污染分布情況看,南方土壤污染重于北方;長江三角洲、珠江三角洲、東北老工業(yè)基地等部分區(qū)域土壤污染問題較為突出,而這些地區(qū)正是我國主要的糧食產(chǎn)區(qū)。

此次調(diào)查是我國首次開展的全國范圍土壤環(huán)境質(zhì)量綜合調(diào)查,填補了我國土壤環(huán)境領(lǐng)域的空白。通過調(diào)查,初步掌握了全國土壤環(huán)境質(zhì)量總體狀況及變化趨勢、污染類型、污染程度和區(qū)域分布,初步查清了典型地塊及其周邊土壤污染狀況,建立了土壤樣品庫和調(diào)查數(shù)據(jù)庫。通過調(diào)查,提升了各地土壤環(huán)境監(jiān)測能力,為建立全國土壤環(huán)境監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)、優(yōu)化土壤環(huán)境監(jiān)測點位、開展土壤環(huán)境質(zhì)量例行監(jiān)測奠定了堅實的基礎(chǔ);調(diào)查數(shù)據(jù)為完善我國土壤環(huán)境質(zhì)量標準、開展土壤環(huán)境功能區(qū)劃與規(guī)劃、確定土壤污染治理重點區(qū)域、加強土壤污染風險管控提供了科學(xué)依據(jù);調(diào)查成果對加強我國土壤環(huán)境保護和污染治理,合理利用和保護土地資源,指導(dǎo)農(nóng)業(yè)生產(chǎn),保障農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全和人體健康,促進經(jīng)濟社會可持續(xù)發(fā)展具有重要意義。

本次調(diào)查中選擇確定污染物的原則:一是影響農(nóng)作物產(chǎn)量和品質(zhì)的污染物;二是對人體健康有害的污染物。調(diào)查的污染物主要包括13種無機污染物(砷、鎘、鈷、鉻、銅、氟、汞、錳、鎳、鉛、硒、釩、鋅)和3類有機污染物(六六六、滴滴涕、多環(huán)芳烴)。土壤環(huán)境背景對比調(diào)查除關(guān)注上述污染物外,還包括銻、鉬等61種元素。因為一般情況下,表層土壤是大多數(shù)農(nóng)作物根系的主要分布土層,也是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的耕作層;同時土壤污染物主要集中在表層。因此,本次調(diào)查中土壤的采樣深度一般為0~20厘米。

此次調(diào)查專門制定了《全國土壤污染狀況評價技術(shù)規(guī)定》,評價標準取值原則上采用現(xiàn)行《土壤環(huán)境質(zhì)量標準》(GB15618-1995)、《食用農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)地環(huán)境質(zhì)量評價標準》(HJ332-2006)和《溫室蔬菜產(chǎn)地環(huán)境質(zhì)量評價標準》(HJ333-2006)。上述標準未規(guī)定的指標,如錳、鈷、多環(huán)芳烴等則采用國外相關(guān)標準進行評價。

土壤中重金屬污染物來自何方

土壤中重金屬的來源是多途徑的,首先是成土母質(zhì)本身含有重金屬,不同的母質(zhì)、成土過程所形成的土壤含有重金屬量差異很大。此外,人類工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)活動,也造成重金屬對大氣、水體和土壤的污染。

大氣中的重金屬主要來源于工業(yè)生產(chǎn)、汽車尾氣排放及汽車輪胎磨損產(chǎn)生的大量含重金屬的有害氣體和粉塵等。它們主要分布在工礦的周圍和公路、鐵路的兩側(cè)。大氣中的大多數(shù)重金屬是經(jīng)自然沉降和雨淋沉降進入土壤的。如瑞典中部F alun市區(qū)的鉛污染,它主要來自于市區(qū)銅礦工業(yè)廠、硫酸廠、油漆廠、采礦和化學(xué)工業(yè)產(chǎn)生的大量廢物,由于風的輸送,這些細微顆粒的鉛,從工業(yè)廢物堆擴散至周圍地區(qū)。南京某生產(chǎn)鉻的重工業(yè)廠鉻污染疊加已超過當?shù)乇尘爸?.4倍,污染以車間煙囪為中心,范圍達1.5 km2,污染范圍最大延伸下限1.38 km。俄羅斯的一個硫酸生產(chǎn)廠也是由工廠煙囪排放造成S、V、As的污染。公路、鐵路兩側(cè)土壤中的重金屬污染,主要是Pb、Zn、Cd、Cr、Co、Cu的污染為主。它們來自于含鉛汽油的燃燒,汽車輪胎磨損產(chǎn)生的含鋅粉塵等。它們成條帶狀分布,以公路、鐵路為軸向兩側(cè)重金屬污染強度逐漸減弱;隨著時間的推移,公路、鐵路土壤重金屬污染具有很強的疊加性。在法國索洛涅地區(qū)A71號高速公路沿途嚴重污染重金屬Pb、Zn、Cd,其沉降粒子濃度超過當?shù)赝寥辣尘爸?~8倍,而公路旁重金屬濃度比沉降粒子中高7~26倍。在斯洛文尼亞從居波加到扎各瑞波公路兩側(cè),鉛除了分布在公路兩側(cè)以外,還受階地地貌和盛行風的影響,高鉛出現(xiàn)在低地,公路順風一側(cè)鉛含量較高。經(jīng)過自然沉降和雨淋沉降進入土壤的重金屬污染,主要以工礦煙囪、廢物堆和公路為中心,向四周及兩側(cè)擴散;由城市到郊區(qū)再到農(nóng)區(qū),隨距城市的距離加大而降低,特別是城市的郊區(qū)污染較為嚴重。此外,還與城市的人口密度、城市土地利用率、機動車密度成正相關(guān);重工業(yè)越發(fā)達,污染相對就越嚴重。此外,大氣汞的干濕沉降也可以引起土壤中汞的含量增高。大氣汞通過干濕沉降進入土壤后,被土壤中的粘土礦物和有機物的吸附或固定,富集于土壤表層,或為植物吸收而轉(zhuǎn)入土壤,造成土壤汞的濃度的升高。

施用含有鉛、汞、鎘、砷等的農(nóng)藥和不合理地施用化肥,都可以導(dǎo)致土壤中重金屬的污染。一般過磷酸鹽中含有較多的重金屬Hg、Cd、As、Zn、Pb,磷肥次之,氮肥和鉀肥含量較低,但氮肥中鉛含量較高,其中As和Cd污染嚴重。經(jīng)過對上海地區(qū)菜園土地、糧棉地的研究,施肥后,Cd的含量從0.134 mg/kg升到0.316 mg/kg,Hg的含量從0.22 mg/kg升到0.39 mg/kg,Cu、Zn 增長2/3。通過新西蘭50年前和現(xiàn)今同一地點58個土樣分析,自施用磷肥后,鎘從0.39 mg/kg升至0.85mg/kg。在阿根廷由于傳統(tǒng)無機磷肥的施入,進而導(dǎo)致土壤重金屬Cd、Cr、Cu、Zn、Ni、Pb的污染。

農(nóng)用塑料薄膜生產(chǎn)應(yīng)用的熱穩(wěn)定劑中含有Cd、Pb,在大量使用塑料大棚和地膜過程中都可以造成土壤重金屬的污染。

污水灌溉一般指使用經(jīng)過一定處理的城市污水灌溉農(nóng)田、森林和草地。城市污水包括生活污水、商業(yè)污水和工業(yè)廢水。由于城市工業(yè)化的迅速發(fā)展,大量的工業(yè)廢水涌入河道,使城市污水中含有的許多重金屬離子,隨著污水灌溉而進入土壤。在分布上,往往是靠近污染源頭和城市工業(yè)區(qū)土壤污染嚴重,遠離污染源頭和城市工業(yè)區(qū),土壤幾乎不污染。近年來污水灌溉已成為農(nóng)業(yè)灌溉用水的重要組成部分,中國自20世紀60年代至今,污灌面積迅速擴大,以北方旱作地區(qū)污灌最為普遍,約占全國污灌面積的90%以上。南方地區(qū)的污灌面積僅占6%,其余在西北和青藏。污灌導(dǎo)致土壤重金屬Hg、Cd、Cr、As、Cu、Zn、Pb等含量的增加。淮陽污灌區(qū)自污灌以來,金屬Hg、Cd、Cr、Pb、As等就逐漸增高,1995—1997年已超過警戒級。太原污灌區(qū)的重金屬Pb、Cd、Cr含量遠遠超過其當?shù)乇尘爸担曳e累量逐年增高。

污泥中含有大量的有機質(zhì)和氮、磷、鉀等營養(yǎng)元素,但同時污泥中也含有大量的重金屬,隨著大量的市政污泥進入農(nóng)田,使農(nóng)田中的重金屬的含量在不斷增高。污泥施肥可導(dǎo)致土壤中Cd、Hg、Cr、Cu、Zn、Ni、Pb含量的增加,且污泥施用越多,污染就越嚴重,Cd、、Cu、Zn引起水稻、蔬菜的污染;Cd、Hg可引起小麥、玉米的污染;污泥增加,青菜中的Cd、Cu、Zn、Ni、Pb也增加??茖W(xué)家研究表明,用城市污水、污泥改良土壤,重金屬Hg、Cd、Pb等的含量也明顯增加。

含重金屬廢棄物種類繁多,不同種類其危害方式和污染程度都不一樣。污染的范圍一般以廢棄堆為中心向四周擴散。通過對垃圾堆放場、某鉻渣堆存區(qū)、城市生活垃圾場及車輛廢棄場附近土壤中的重金屬污染的研究,這些區(qū)域的重金屬Cd、Hg、Cr、Cu、Zn、Ni、Pb、As、Sb、V、Co、Mn的含量高于當?shù)赝寥辣尘爸担亟饘僭谕寥乐械暮亢托螒B(tài)分布特征受其垃圾中釋放率的影響,且隨距離的加大重金屬的含量而降低。由于廢棄物種類不同,各重金屬污染程度也不盡相同,如鉻渣堆存區(qū)的Cd、Hg、Pb為重度污染,Zn為中度污染,Cr、Cu為輕度污染。

金屬礦山的開采、冶煉、重金屬尾礦、冶煉廢渣和礦渣堆放等,可以被酸溶出含重金屬離子的礦山酸性廢水,隨著礦山排水和降雨使之帶入水環(huán)境(如河流等)或直接進入土壤,都可以間接或直接地造成土壤重金屬污染。據(jù)統(tǒng)計,1 98 9年我國有色冶金工業(yè)向環(huán)境中排放重金屬Hg為56 t,Cd為88t,As為173t,Pb為226t。礦山酸性廢水重金屬污染的范圍一般在礦山的周圍或河流的下游,在河流中不同河段的重金屬污染往往受污染源(礦山)控制,河流同一污染源的下段自上游到下游,由于金屬元素遷移能力減弱和水體自凈化能力的適度恢復(fù),金屬化學(xué)污染強度逐漸降低。流域重金屬污染隨季節(jié)變化而異,枯水期重金屬的含量明顯高于豐水期。河流流速減緩可以導(dǎo)致該流段重金屬含量增加。

總的來說:工業(yè)化程度越高的地區(qū)污染越嚴重,市區(qū)高于遠郊和農(nóng)村,地表高于地下,污染區(qū)污染時間越長重金屬積累就越多,以大氣傳播媒介土壤重金屬污染土壤的具有很強的疊加性,熟化程度越高重金屬含量越高。

專家指出:重金屬污染耕地可防可治可修復(fù)

據(jù)專家介紹,重金屬污染耕地可防可治,稻米鎘積累可控可調(diào)。土壤本底中自然就含有一定數(shù)量不同種類的重金屬,外源污染又會增加重金屬含量,當耕地質(zhì)量下降、土壤酸化等造成其活性增強時,就可能被農(nóng)作物吸收并積累。通過采取農(nóng)藝耕種等措施,可以調(diào)控農(nóng)作物對重金屬的吸收和積累狀況。

專家指出,當前,世界各國十分重視對重金屬污染耕地修復(fù)治理方法研究,行之有效的大致有以下工程治理、生物治理、化學(xué)治理、農(nóng)業(yè)治理等四種治理措施。

工程治理是指用物理或物理化學(xué)的原理來治理土壤重金屬污染。主要有:客土是在污染的土壤上加入未污染的新土;換土是將以污染的土壤移去,換上未污染的新土;翻土是將污染的表土翻至下層;去表土是將污染的表土移去等。如日本富士縣神通川流域的痛痛病發(fā)源地,就是由于長期食用含鎘的稻米而引發(fā)的,他們通過研究,去表土15厘米,并壓實心土,在連續(xù)淹水的條件下,稻米中鎘的含量小于0.4毫克/千克;去表土后再客土20厘米,間歇灌溉稻米中鎘的含量也不超標,客土超過30厘米,其效果更佳。此外淋洗法是用淋洗液來淋洗污染的土壤;熱處理法是將污染土壤加熱,使土壤中的揮發(fā)性污染物(Hg)揮發(fā)并收集起來進行回收或處理;電解法是使土壤中重金屬在電解、電遷移、電滲和電泳等的作用下在陽極或陰極被移走。

 

來源:君德生物  轉(zhuǎn)載:揚州君昊電氣有限公司    www.fjdsjy.com

 

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