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引言
2012年全國兩會眾多代表和委員又一次的把目光聚焦到了“重金屬污染——這讓國民憂愁的痛楚。緊接著,2011年2月,《重金屬污染綜合防治“十二五”規劃》獲得國務院正式批復,為此成為首個獲批的“十二五”規劃。規劃要求控制5種重金屬:汞、鉻、鎘、鉛和類金屬砷 ,總體目標是“到2015年,建立起比較完善的重金屬污染防治體系、事故應急體系和環境與健康風險評估體系,解決一批損害群眾健康的突出問題;進一步優化重金屬相關產業結構,基本遏制住突發性重金屬污染事件高發態勢;重點區域重點重金屬污染物排放量比2007年減少15%,非重點區域重點重金屬污染物排放量不超過2007年水平,重金屬污染得到有效控制” [1]。涉及采礦、冶煉、鉛蓄電池、皮革及其制品、化學原料及其制品五大行業。
1 什么是重金屬污染
1.1 重金屬污染。
重金屬污染是指由重金屬或其他含重金屬元素化合物所造成的環境污染,主要是由于人類活動導致環境中的重金屬含量增加,超出正常范圍而產生的[2]。化學上根據金屬密度不同,把它們分為重金屬和輕金屬,其中把密度大于4.5g/m3的金屬稱為重金屬,它們主要包括銅、鉛、汞、鎳、鈷、鉻、錳、鎘等45種。我們日常生活中所說的重金屬污染是指汞、鎘、鉛、鉻和類金屬砷等生物毒性強的重金屬引起的污染。重金屬污染主要包括土壤污染、水污染(地表水和地下水)、大氣污染等,它們通過不同的途徑直接或間接地對人體產生危害,損害人體健康。
1.2 重金屬污染源。
在經濟社會高速發展的今天,重金屬污染已是無孔不入,呈現多樣化的污染方式。重金屬污染源頭主要包括工礦業(有色金屬和化石燃料的開采與冶煉、化工廠與電鍍廠的偷排、電子產品生產)、農業(農藥噴灑、施用化肥)、城市(固體垃圾堆放、汽車尾氣排放、廢舊電子產品)、突發性環境事件(重金屬產品泄露)。經現狀調查分析表明,各相關行業重金屬危險廢物產生量的是有色金屬冶煉行業,占總產生量的60.3%,其后的是基礎化學原料制造行業,占到28.4%的比重[3]。
對調查數據分析還發現,有色金屬冶煉和含鉛蓄電池制造業是鉛污染的罪魁禍首;皮革鞣制加工業是鎘污染的主要來源;基礎化學原料制造和溫度計生產是汞和砷污染的主要源頭。
2 重金屬污染的危害
2.1 重金屬污染危害。重金屬污染主要是通過水、大氣、固廢等三方面來直接對環境產生污染,進而與人體產生聯系。其具有覆蓋范圍廣、持續時間長、污染隱藏性高、難以被降解等諸多頑固特點。隨著工業化的逐步推進、城市化的快速發展以及農業集約化的不斷施行,重金屬正慢慢地通過人類不注意的活動(主要包含污水排放與灌溉、大氣煙塵沉降、固廢垃圾填埋)進入到土壤和水體當中。由于這些重金屬具有極易富集和極不易分解等特點,往往使得它們儲存起來,并能在食物鏈的生物放大作用下,成千萬倍地富集,最后進入人體。如魚類或貝類一旦積累重金屬而為人類所食,或者重金屬被稻谷、小麥等農作物所吸收被人類所食用,重金屬就會進入人體造成極大的健康危害。它已經成為了人類的“隱形殺手”(見表1)。
2.2 慘痛教訓。
據資料統計,我國自2009年以來已連續發生30多起重特大重金屬污染事件,僅2011年11月~8月就發生了11起,其中云南曲靖的鎘污染最引人關注。國家環保部數據顯示,2009年重金屬污染事件致使4035人血鉛超標,182人鎘超標,引發32起。據報載,廣東珠海那美科技發展有限公司偷排電鍍污水,多項重金屬指標嚴重超標。目前我國耕地總面的10%以上約1.5億畝已不同程度的受到了重金屬的污染,據估算全國每年受重金屬污染的糧食高達1200萬噸,直接經濟損失超過200億[4]。
2010年1月,江蘇大豐51名兒童血鉛嚴重超標,引起相關部門高度關注;3月四川昌隆縣漁箭鎮部分村民血鉛檢測結果異常;7月,福建紫金礦業發生含銅酸性廢水滲透事故,造成汀江大面水域污染,云南大理鶴慶39名兒童血鉛超標[5]。這些污染事件正是殘酷的現實。
在日常生活中,重金屬污染也是與我們如影隨形。很多金屬制品為了能夠防銹都或多或少地添加了一定量的重金屬,如我們的水龍頭和陶瓷以及不銹鋼餐具。在蔬菜、動物內臟、海鮮、部分中藥、食物包裝紙、名貴日用化妝品、報紙、油墨打印等等與生活息息相關的物品中都存在帶來重金屬污染的隱患。
我們越來越發現,重金屬污染正日益走進我們的生活,對我們的生活甚至生命安全產生越來越大的影響。
面對一件件觸目驚心的重金屬污染事件,我們需要思考以下幾個問題。
政府責任缺失,公共服務職能與監管職責不到位是溫床。由于涉重企業屬關乎國計民生的基礎行業,很多地方政府把其當做主導甚至支柱產業以換取高額的稅收,加之政府部門重GDP(政績)輕環保思想的存在,這就使得這些產業企業能夠輕松上馬,從而在源頭上就被忽視。
企業社會意識薄弱,重效益輕環保觀念大有人在。隨著工業的不斷發展,我國涉重企業也在不斷的增長,但由于部分企業管理經驗較差,廠房設備落后,小型分散的存在形式和忽視重金屬污染危害等,造成在涉重工礦企業附近重金屬污染事件頻頻發生。
公眾缺乏自我保護意識,對重金屬污染危害了解較少使得人們對重金屬污染視而不見,造成這些污染有機可乘,這也是一個重要的事實。
3 重金屬污染防治及建議
由于重金屬污染所帶來的種種后果以及給我們敲響的警鐘,我們必須加大力度對其進行整治。政府需發揮領頭帶動作用,企業需負起應盡的社會責任,個人要從身邊做起。
3.1 政府層面。
政府應當著眼大局,發揮公共管理和服務作用。應當加強相關立法,讓治理重金屬污染事件有法可依;依靠法律,抓管并行,控制增量,消化存量,對其進行標本兼治。建立健全監管機制,狠抓落實,在保證法律行之有效的情況下開展一系列專項調查行動,把防污治污的精神和意識深入到工礦企業和城鎮鄉間。加大宣傳力度,特別是對普通民眾的宣傳,積極發揮媒體的公眾效應。設立專項資金,加大中央投入,鼓勵和支持治理技術和措施的研發創新,幫助地方應對污染事件。加快產業結構調整,對涉重的工礦企業進行專項整治,取締廠房設施差、技術設備落后、管理理念陳舊的小型、分散企業,鼓勵兼并重組,支持企業技術創新、設備更新換代、國外先進經驗學習。提高涉重項目的準入門檻,嚴格限制其上馬,將重金屬污染防治納入政府官員考核范圍,強化政府職能。
建立涉重企業誠信檔案,對產生污染的企業實施懲罰性賠償,嚴格企業社會責任。增加企業和政府相關透明度,減少民眾恐慌。鼓勵群眾舉報涉重企業不法行為,保護群眾的知情權和表達權。建立相關醫療和環境修復機制,能及時應對突發重金屬污染事件[6]。
3.2 企業層面。
“每個企業家身上都應該流著道德的血液”。在針對企業而言,首先應該承擔起自身的社會責任,樹立一個良好的公眾形象,還利于民。企業內部應該完善相關污染處理管理辦法,借鑒國外管理經驗,盡量避免不必要的事件發生,一旦發生污染,應及時措施,將損失降到最低。在工藝設備方面,應引進國外先進技術,對設備進行升級換代。建立重金屬廢物回收處理生產環節,變廢為寶。
企業之間可進行強強聯合與破財兼并,增強企業經濟實力與競爭能力。
3.3 民眾層面。
增強環保意識和自我保護意識,發現重金屬污染現象應及時向有關政府管理部門或監督機構報告,將污染程度降到最低。日常生活垃圾應分類丟放,特別是電池、廢舊電腦、電視機等電子產品應專門處理。盡量減少對海鮮頭部和皮蛋的食用,減少彩色艷麗的餐具購買和使用,減少化妝品的使用,將少染發燙發,做到真正從日常生活層面將重金屬污染拒之門外。
適當涉獵有關重金屬污染和防止的書目報刊雜志,增加自我的知識面,減少恐慌情緒,避免盲目從眾或不知所措。
4 結語
重金屬污染隨著經濟發展與工業化的進一步深化,對于它的思考與防治正一步步成為一項涉及多方面的系統工程,也必將成為今后我國環境保護方面的重要工程。包括政府和企業管理人員在內的每個民眾都應警鐘長鳴,將重金屬污染當成一項長期的任務來抓,消化存量,控制增量,敢于斗爭,重金屬污染問題將會得到最終的解決。
參考文獻
[1] 葛方度. 《重金屬污染綜合防治"十二五"規劃》獲得批復[N].中國廣播網,2011-02-19
[2] 文濟.什么是重金屬污染[J].陜西科技報,2005(2):1
1、研究背景
據我國農業部進行的全國污灌區調查,在140萬公頃的污水灌區中,遭受重金屬污染的土地面積占污水灌區面積的64.8%,其中輕度污染的占46.7%,中度污染的占9.7%,嚴重污染的占8.4%。由此可見我國土壤受重金屬污染的情況較為嚴峻[1]。
在環境污染研究中,重金屬多指Hg,Cd,Pb,Cr以及類金屬As等生物毒性顯著的元素,其次是指有一定毒性的一般元素,如Zn,Cu,Ni,Co,Sn等。人們所說的土壤重金屬污染主要是由于Zn,Cu,Cr,Cd,Pb,Ni,Hg,As8種重金屬元素等引起的土壤污染。土壤是人類賴以生存的自然條件,如果土壤被重金屬污染將直接導致糧食、蔬菜、瓜果等的重金屬含量增加。同時因為重金屬不能為土壤微生物所分解,而易于積累轉化為毒性更大的甲基化合物,甚至有的通過食物鏈以有害濃度在人體內蓄積,從而嚴重危害人體健康[2]。由于重金屬在土壤中難以被分解、轉化或吸收,所以充分認識土壤污染及危害,保護土壤,防治污染是十分重要的任務。
2、土壤重金屬污染的特點
大多數重金屬是過渡性元素,而過渡性元素的原子具有其特有的電子層結構,這使重金屬在土壤環境中的化學行為具有下列一系列特點;
(1)重金屬具有可變價態,它能在一定的幅度內發生氧化還原反應。不同價態的重金屬具有不同的活性和毒性。
(2)重金屬易在土壤環境中發生水解反應,生成氫氧化物;它也易與土壤中的一些無機酸發生反應生成硫化物、碳酸鹽、磷酸鹽等。這些化合物在土壤中的溶解度較小,所以重金屬不易遷移而易累積于土壤中,從而降低了污染危害范圍擴大的可能性,但卻使變長了污染區的危害周期和加大了重金屬危害程度。
(3)重金屬作為中心離子,能夠接受多種陰離子和簡單分子的獨對電子,生成配位絡合物:還可與一些大分子有機物,如腐殖質、蛋白質等生成鰲合物。上述反應增大了重金屬在水中的溶解度,進而使重金屬在土壤環境中更易遷移‘從而增大了重金屬污染區域范圍。
重金屬的所有這些化學特性,決定了重金屬在土壤環境中具有多變的遷移特性。重金屬污染的主要特點,除了污染范圍廣、持續時間長外,還有污染隱蔽性,而且它無法被生物降解,并可能通過食物鏈不斷地在生物體內富集,進而可轉化為毒害性更大的甲基化合物,對食物鏈中某些生物產生毒害,最終在人體內蓄積而危害人體健康。重金屬的上述特性決定了其在污染和環境危害中的特殊作用。
3、土壤重金屬污染的危害
土壤重金屬污染對環境產生的危害主要有下列途徑:
(1)受污染的土壤直接暴露在環境中,動物或人直接或間接地吸收了受污染的土壤顆粒等;
(2)土壤中的重金屬通過淋溶作用向下緩慢滲透,從而污染了地下水;
(3)外界環境條件的變化,例如酸雨、施加土壤添加劑等因素,提高了土壤中重金屬的活性和生物有效性,使得重金屬較易被植物吸收利用,從而進入食物鏈后對動物和人體產生毒害作用。
4、重金屬污染土壤治理方法
土壤重金屬污染的治理,世界各國都開展了廣泛的研究工作。目前,所采用的土壤重金屬污染的治理方法主要有下列四種。
4.1生物措施
生物措施是利用生物的某些特性來適應、抑制和改良重金屬污染土壤的措施。生物措施包括動物治理、微生物治理和植物治理三種方法。
動物治理是利用土壤中的某些低等動物(如虹蛻和鼠類)能吸收土壤中的重金屬,因而能一定程度地降低污染土壤中重金屬的含量。在重金屬污染的土壤中放養蛆蛻,待其富集重金屬后,采用電激、灌水等方法驅出蛆叫集中處理,對重金屬污染土壤也有一定的治理效果[3]。
植物治理是利用有些植物能忍耐和超量累積某種或某些重金屬的特性來清除污染土壤中的重金屬。通常,它有三個部分組成:植物萃取技術、根際過濾技術、植物揮發技術。植物治理的關鍵是尋找合適的超積累或耐重金屬植物。
生物措施的優點是實施較簡便、投資較少和對環境攏動少。缺點是治理效率低(如超積累植物通常都矮小、生物量低、生長緩慢且周期長),不能治理重污染土壤(因高耐重金屬植物不易尋找)和被植物攝取的重金屬因大多集中在根部而易重返土壤等。
4.2工程措施
工程措施包括客土、換土、翻土、去表土等方法,適用于大多數污染物和多種條件。
客土是在污染土壤上加入未污染的新土;換土是將已污染的土壤移去,換上未污染的新土;翻土是將污染的表土翻至下層:去表土層是將污染的表土移去。這些方法能使耕作層土壤中重金屬的濃度降至臨界濃度以下,或減少重金屬污染物與植物根系的接觸而達到控制危害的目的。
用工程措施來治理重金屬污染土壤,具有效果徹底、穩定等優點,是一種治本的措施。但由于存在實施繁復、治理費用高和易引起土壤肥力減弱等缺點。因而一般適用于小面積、重污染的土壤。
4.3農業措施
農業措施是因地制宜的改變一些耕作管理制度來減輕重金屬的危害,以及在污染土壤上種植不進入食物鏈的植物。
用農業措施來治理重金屬污染土壤,具有可與常規農事操作結合起來進行、費用較低、實施較方便等優點,但存在有些方法周期長和效果不顯著等缺點,農業措施適合于中、輕度污染土壤的治理。
4.4化學措施
化學措施是向污染土壤投加改良劑,增加土壤有機質,陽離子代換量和粘粒的含量,以及改變pH,Eh和電導等理化性質,使土壤中的重金屬發生氧化、還原、沉淀、吸附、抑制和拮抗等作用,以降低重金屬的生物有效性。
用改良措施來治理重金屬污染土壤,其治理效果和費用都適中,對污染不太重的土壤特別適用。但需加強管理,防止重金屬的再度活化。
5、結論
隨著土壤重金屬污染日益加劇,土壤重金屬污染的治理已成為當前研究的熱點。土壤重金屬污染具有高累積性和不可逆轉性,污染一旦發生,僅依靠切斷污染源的方法難以進行徹底恢復。目前,己有一些污染土壤治理的方法,但從其發展和需求來看,還須發展更加有效的治理技術。
參考文獻:
引言:污染問題是各國經濟發展中都要面臨的難題。近些年,隨著我國工業化進程的加快,使得土壤重金屬污染日益加劇,許多耕地因重金屬污染受到破壞,這使得我國耕地面積大幅度減少。想要使農作物正常生長就要保障土壤正常狀態,土壤影響著農產品質量,若土壤受到重金屬污染,不僅農產品會受到污染,這些被污染的農產品更會影響人們身體健康,土壤重金屬污染治理具有重要意義。
一、重金屬污染的概念
重金屬是指比重大于5的金屬,重金屬在人體中累積達到一定程度,會造成慢性中毒。對環境造成污染的重金屬包括:汞、鎘、鉛、鉻以及類金屬砷等生物毒性顯著的重元素。重金屬不能被生物降解,被重金屬污染的食物進入人體后,重金屬在體內沉淀,便很難排除體外,還會與體內蛋白質及酶發生強烈作用,使之失去活性,重金屬對人體危害非常大[1]。鉻會造成四肢麻木,精神異常;錫進入身體凝結成塊后,甚至會致人死亡;釩會對人的內臟造成破壞。采礦、廢棄排放、工業排放、污水排放等會造成重金屬污染,導致環境質量惡化。日本就曾經因汞污染引發水俁病,造成許多嬰兒中樞神經造成破壞。近些年,隨著我國工業化進程的不斷加快,重金屬污染問題日益嚴重,已開始嚴重影響人們身體健康,全國各地都因重金屬污染出現了癌癥村,我國必須對重金屬污染提高重視。
二、土壤重金屬污染
我國經濟發展中面臨著嚴重的重金屬污染,其中土壤重金屬污染尤為突出,幾乎全國各地多處耕地存在重金屬污染問題,土壤重金屬污染已成為“公害”[2]。目前我國土壤重金屬污染主要污染物有:汞、鎘、鉛、鉻、砷等生物毒性重金屬元素,以及有毒元素鋅、銅、鎳等。這些主要重金屬污染元素多來自:農藥、廢水、污泥和大氣沉降等方面。如,砷就經常被作為除草劑、殺蟲劑等農藥,大量農藥使用后便很容易造成砷污染;汞則來自含汞廢水。汞、砷都能減弱和抑制土壤中硝化、氨化細菌活動,影響氮素供應。土壤中鎘含量超標時,作物葉綠素結構將受到破壞,吸收水、陽光的能力大幅度下降,農作物生長、發育、產量、品質都將受到影響。土壤中鉛超標時,植物光合能力、氧化能力、代謝強度都將被降低,作物成活率會大大被降低。重金屬有著移動性差、滯留時間長、不能被微生物降解等特性。農作物生長在被污染的土壤中被人類食用,這些重金屬將直接作用于人體,在身體里沉淀。如,鎘污染土壤環境中的作物被人類食用后,將引發高血壓、腎功能失調、心腦血管等疾病。汞則會沉入肝臟,破壞神經系統和大腦[3]。土壤重金屬污染已嚴重威脅了人類生存與發展,加強土壤重金屬土壤治理勢在必行。
三、土壤重金屬污染治理措施
通過前文分析,不難看出土壤重金屬污染的危害性,土壤重金屬污染已成為了制約我國農業發展的主要原因。我國必須提高對土壤重金屬污染的重視,加強治理,采用相應治理措施。下面通過幾點來土壤重金屬治理措施:
(一)化學治理措施
化學治理措施見效快,簡單易行,操作簡單,效果明顯,但若操作不當極有可能造成化學污染。化學治理措施是通過向土壤中投入化學改良劑的方式,來達到降低土壤中重金屬含量的目的。不同化學改良劑,效果有所不同,針對污染情況也不同。其原理是將重金屬吸附、氧化還原。常用化學改良劑有:磷酸鹽、硅酸鹽、碳酸鈣、沸石等。在實施中為了避免對土壤造成二次污染,一定要控制好改良劑用量。
(二)生物治理措施
生物治理措施易于操作,效果好,且不會造成二次污染,這種方式是通過生物削弱、凈化土壤,來降低土壤重金屬含量。例如,利用自然界原有植物或人工培育植物,通過植物吸收方式解決重金屬污染。目前已經發現能夠吸收重金屬的植物多達七百余種。這些重金屬元素被植物吸收后,將被轉化為氣態物質,揮發到空氣中;除植物外,微生物也能夠降低土壤重金屬含量,改善土壤微環境。微生物治理技術主要是應用:動膠菌、藍細菌、藻菌、原菌、硫酸菌等,通過胞外聚合物與重金屬離子結合成絡合物,達到降低重金屬含量和重金屬毒性的目的。
(三)農業治理措施
農業治理指的是通過改變耕作管理制度的方式,降低土壤重金屬污染。該措施實施中要因地制宜,科學結合當地農業發展實際情況。農業治理措施主要有:控制土壤水分調節土壤氧化還原電位,降低重金屬污染。另外,還可通過肥料選擇和控制的方式,減少化肥應用,增施有機肥,降低化肥對土壤造成的重金屬污染。此外,種作物選擇時應選擇具有抗污染的植物,避免重金屬進入食物鏈。鎘污染土壤環境中可種芝麻,實踐證明種植五年芝麻后,土壤鎘含量降低百分之三十四左右,不同植物對改善不同污染有著很好的效果,做好作物選擇至關重要。
四、結束語
農業是國家經濟發展建設的基礎,而農業的基礎是土壤,離開土壤農業發展無從談起。土壤重金屬污染現如今已嚴重影響到了農業發展,威脅到了人們身體健康,加強土壤重金屬治理勢在必行。
參考文獻:
一、提高認識,切實增強實施重金屬污染綜合防治的緊迫感和責任感
重金屬污染具有長期性、累積性、潛伏性、不可逆轉性、危害大、治理成本高等特點。重金屬污染防治成效如何,直接影響人民群眾特別是未成年人的健康、安全,直接影響社會穩定,直接影響可持續發展和我市“四大一高”戰略的實施。我市是有色金屬大市,涉重金屬企業較多,其中靈寶市和義馬市是全國重點防控地區,防治任務十分艱巨。各級、各有關部門要高度重視重金屬污染防治工作,充分認識重金屬污染的危害性和嚴重性,完善政策措施,嚴格落實責任,切實維護群眾健康安全,維護生態環境安全,維護社會和諧穩定,增強可持續發展能力。
二、明確目標,按照節點扎實推進
通過實施《規劃》,到2015年,全市各重點行業、企業的重點重金屬污染物排放達到國家和省確定的排放要求。城鎮集中式地表水飲用水水源重點重金屬污染物指標達標率100%;重點區域的重點重金屬污染物排放總量比年減少30%,環境質量明顯好轉;非重點區域的重點重金屬污染物排放總量比年減少10%,重金屬污染得到有效控制。
三、綜合治理,有效防控重金屬污染
《規劃》實施過程中要深入貫徹落實科學發展觀,堅持以人為本,探索建立企業主體、政府負責、多方共管、多策并舉,既利于污染控制又利于健康發展的良性機制。要突出重金屬污染防控的重點區域、行業和企業,認真調金屬排放、污染、廢棄物基本情況,制定分類治理方案和措施;要依靠科技進步,切實提高防治能力和水平;要加大產業結構調整、清潔生產技術改造和綜合治理力度,嚴控新污染項目和生產工藝,加強涉重金屬廢棄物處理管理,嚴控污染產品流入市場;要強化環境執法監管,加強環境監測體系、執法隊伍建設,明確監管責任;要提高健康危害監測和診療能力,切實做好對健康已受到影響的群眾的醫療救治工作;要加強輿論引導,加強宣傳教育,使全社會認識到重金屬污染的危害性,自覺防治、控制重金屬污染。
四、屬地為主,認真落實實施主體責任
各縣(市、區)政府是《規劃》實施的主體,要切實加強組織領導,將《規劃》確定的目標、任務和項目納入本地經濟社會發展規劃,并分解落實到重點區域和重點企業。要依據《規劃》和市環保局制定的年度實施方案,落實治理工程措施和資金,加大對涉重金屬污染源綜合整治力度,強化污染源日常環境管理,統籌安排涉重金屬企業的強制性清潔生產審核,強化基礎能力建設和先進技術推廣示范,妥善處置歷史遺留重金屬污染問題和突發污染事件;強化對重金屬相關企業的監管,對造成污染的企業,采取嚴厲措施予以整治,直至依法關停取締,有效防控重金屬污染。
土壤,為人類提供生存所需的自然環境,為農業生產提供必要的資源。我們所面臨的許多問題,諸如環境問題、糧食問題、資源問題等等,都和土壤息息相關。自上世紀20年代以來,工業發展,導致金屬產量急劇增加,進而導致重金屬環境污染問題。含有重金屬的污染物通過多種方式進入土壤,導致土壤重金屬污染問題。現在,很多發展中甚至發達國家,都面臨著土壤污染問題。這一問題的日益嚴重,也引起了人們的廣泛關注。因此,本文將圍繞土壤重金屬污染的現狀、治理方法等方面展開。
1.我國土壤重金屬污染的現狀
目前,我國大陸受到重金屬污染的耕地面積約為2000萬公頃,大約占耕地總面積的1/5。其中,受礦區污染的耕地面積約200萬公頃,受石油污染的耕地面積約500萬公頃,受固體廢棄物堆放污染的耕地面積約5萬公頃,受“工業三廢”污染的耕地面積約1000萬公頃,受污水灌溉的耕地面積約330萬公頃。由于土壤污染,我國農業糧食產量每年減少約1300萬噸,更為嚴重的是,因為受到污染,土壤的多種功能,如營養功能、凈化功能、緩沖功能、有機體的支持功能等功能正在逐漸喪失。
2.土壤重金屬污染的后果
第一、土壤污染導致耕地資源短缺。
第二、土壤污染威脅人、畜的身體健康。
第三、土壤污染阻礙農業生產的發展。
第四、土壤污染會導致其他的環境污染問題。
第五、土壤污染危及子孫后代的利益,阻礙農村經濟的健康、持續發展,不利于國家經濟的可持續發展。
3.土壤重金屬污染的治理
3.1物理防治
物理防治主要采取排土、換土、去表土、客土和深耕翻土等措施。不同地區應采取不同的措施:
(1)污染嚴重的地區,適合采取排土、換土、去表土、客土等措施。這些措施可以從根本上去除土壤中的重金屬污染物。具體方法:將重金屬重污染地區的土壤放到高溫、高壓的條件下,使之變成的玻璃態物質,然后將重金屬固定在玻璃態物質中,進而達到去除重金屬污染物的目的。這種方法可以在根本上去除土壤中的重金屬污染物,而且見效迅速,但這種方法工作量大、費用高。因此,這種方法常被用在重金屬重污染地區的搶救性修復工作中。
(2)污染較輕的地區,適合使用深耕翻土這種方法。這一方法可以降低土壤表層的重金屬含量。
3.2化學防治
化學防治的方法很多,如:
3.2.1添加重金屬改良劑
在土壤中添加一些處理重金屬污染時的常用到的改良劑改良劑,諸如磷酸鹽、石灰以及硅酸鹽等。它們可以和土壤中的重金屬污染物發生化學反應,進而生成難溶化合物,從而減少土壤和植被對重金屬污染物的吸收。
3.2.2施加重金屬螯合劑
土壤中的重金屬大都吸附于土壤固體表層,因而土壤溶液中的重金屬含量相對較少,所以,我們可以在土壤中施加重金屬螯合劑。這樣做可以提高土壤中重金屬的有效態,更易于流動、吸收。
3.2.3施用重金屬拮抗劑
在土壤中,重金屬元素之間有拮抗作用。我們可以利用一些對人體沒危害甚至是有益的金屬元素的拮抗作用,減少土壤中重金屬的有效態。所以,在輕度污染的土壤中、施加少量的有拮抗性的金屬元素,將能起到很好的防治作用。
3.3生物防治
生物防治,可以采取以下措施:
3.3.1植物吸收
可以通過植物的吸收作用來減少土壤中的重金屬污染物含量。這類植物很多,如羊蕨屬植物、筧科植物等,這些植物對土壤中的重金屬的吸收率可達到100%。
3.3.2微生物降解
使用清洗劑將土壤表層附著的重金屬解吸到土壤溶液中,然后隨著清洗液一起流入預定的水體中,并和微生物發生作用,從而實現消除土壤中重金屬的目的。
3.3.3生物防治很多優點,如效果好、沒有二次污染、費用低、易管理、易操作等,因此受到人們的普遍重視
3.4農業生態防治
農業生態防治,可以采取以下措施:
3.4.1控制土壤的氧化―還原條件
在浸水的土壤中,重金屬常常以難溶態的硫化物的形式存在。所以,控制土壤中的水分和氧化―還原電位,在作物壯籽期間,保證土壤處于一個相對穩定的水淹期,就可以減少植物吸入的重金屬含量,進而減少果實和籽中的重金屬含量。
3.4.2改變作物品種
改變作物品種,也可以在一定程度上降低土壤中的重金屬含量。如:在受污染較嚴重的地區,種植花卉和經濟林目等;而在受污染較輕的地區,種植耐重金屬性較強強的作物,如改旱地為水田,或者旱地、水田進行輪作,以調整PH、EH,從而降低土壤中重金屬的有效性。
目前,以上列舉的治理土壤重金屬污染問題的技術還不能被廣泛地應用,其原因有成本過高、實地應用的經驗不足、處理效果不穩定等。隨著科學技術的發展,開發、研究工作的深入與完善,這些治理方法一定可以日趨完善,并被廣泛運用。
【參考文獻】
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收稿日期:2011-05-20
基金項目:國家自然科學基金項目(編號:40963001)資助
作者簡介:金聯平(1985―),男,安徽潁上人,碩士研究生,主要從事熱帶海島地表過程與環境評價的學習與研究。
中圖分類號:X852
文獻標識碼:A
文章編號:1674-9944(2011)06-0001-02
1 引言
重金屬是指密度4.0以上的約60種元素或密度在5.0以上的45 種元素。As 和Se是非金屬,但是它們的毒性及某些性質與重金屬相似,所以將砷和硒列入重金屬污染物范圍內[1]。重金屬污染已成為全世界人們極為關注的焦點之一。隨著全球經濟化的迅速發展,重金屬的污染物通過各種途徑進入土壤,造成土壤嚴重污染。重金屬在土壤中的高富集直接影響農作物的產量并使其品質下降[2],并可通過食物鏈危害人類的健康; 也可導致大氣和水環境質量的進一步惡化; 即使重金屬富集程度不高,亦可能阻礙土壤中微生物群體的多樣性和活力,從而嚴重影響作為營養循環和持續農業基礎的土壤的生物量和肥力[3]。蔬菜基地的健康發展關系著人們的飲食安全和我國蔬菜的正常出口,因此治理蔬菜基地土壤重金屬污染具有重要的理論意義和現實意義。
2 蔬菜基地土壤重金屬污染物來源
土壤中重金屬元素的來源主要有兩種方式:自然因素來源,主要受成土母質和成土過程對土壤重金屬含量的影響;受人為因素的影響,在各種人為因素中,則主要包括工業、農業和交通等來源引起的土壤重金屬污染。
2.1 大氣降塵污染
大氣中的有害氣體主要是由工廠排出的有毒廢氣,因其成分復雜,遷移擴散污染面大,長期對土壤造成嚴重污染。工業廢氣的污染大致分為兩類,氣體污染,如二氧化硫、氟化物、臭氧、氮氧化物、碳氫化合物等; 氣溶膠污染,如工業粉塵、煙塵等固體粒子及煙霧、霧氣等液體粒子,它們通過沉降或降水進入土壤,造成污染[4]。公路、鐵路兩側農田土壤中的重金屬污染主要是以Pb、Zn、Cd、Cr、Co、Cu 的污染為主,它們來自于含鉛汽油的燃燒,汽車輪胎磨損產生的含Zn 粉塵等,汽油中添加的抗暴劑烷基鉛會隨著汽車尾氣污染公路兩側100m范圍內的土壤[5]。
2.2 農藥、化肥等農用物資的不合理使用
農藥能防治病、蟲、草害,如果使用得當,可保證作物的增產,但它是一類危害性很大的土壤污染物,施用不當,會引起土壤污染。施用化肥是農業增產的重要措施,但不合理的使用,也會引起土壤污染[6]。長期大量使用氮肥,會破壞土壤結構,造成土壤板結,生物學性質惡化,影響農作物的產量和質量。
2.3 固體廢物對土壤的污染
工業廢物和城市垃圾是土壤的固體污染物。例如,各種農用塑料薄膜作為大棚、地膜覆蓋物被廣泛使用,如果管理、回收不善,大量殘膜碎片散落田間,會造成蔬菜基地“白色污染”。還有一些固體廢棄物被直接或通過加工作為肥料施入農田,造成土壤重金屬污染,如磷鋼渣作為磷源施入農田時,土壤中發現有Cr 的累積[7]。
2.4 污水灌溉和污泥施肥
污水中的重金屬隨著污水灌溉進入農田后以不同的方式被土壤截留固定從而引起污染。污泥中含有大量的有機質和N、P、K等營養元素,但同時也含有大量的重金屬,隨著大量的污泥進入農田,農田中的重金屬的含量在不斷增高,導致農作物中的重金屬殘留過多,如施用污泥和污水是造成蔬菜重金屬殘留的一個主要原因[8]。
3 蔬菜基地土壤重金屬污染的特點
3.1 潛伏性和滯后性
重金屬在土壤中不易隨水淋溶,不能被微生物分解,具有明顯的生物富集作用,重金屬主要通過對作物的產量和品質的影響來表現其危害。因此,土壤污染具有較長潛伏期。由于土壤、污染物及地域的復雜性,土壤一旦受到污染,其治理不僅見效慢、費用高,而且受到多種因素的制約[9]。
3.2 單向性和難治理性
進入土壤中的重金屬不能被微生物降解,易積累,所以一旦土壤被重金屬污染,很難恢復。某些被重金屬污染的土壤可能要100~200年時間才能夠恢復,因此土壤的重金屬污染一旦發生通常很難治理,而且其治理成本較高、治理周期較長。
3.3 間接性和綜合性
土壤重金屬對人的危害主要是通過食物鏈或者滲濾進入地下水體實現的。在生態環境中,往往是多種重金屬污染同時發生,形成復合污染,且污染強度顯示出放大性[10]。
4 蔬菜基地土壤重金屬污染的危害
4.1 直接危害農產品的產量和質量,造成經濟損失
土壤重金屬污染物直接危害農作物的正常生長和發育,導致產量下降,品質降低[11],造成經濟損失。中國每年因重金屬污染導致的糧食減產超過1 000萬t,被重金屬污染的糧食多達1 200萬t,合計經濟損失至少200億元[12]。加入WTO之后,農產品的重金屬超標問題對我國農業沖擊更大。
4.2 威脅生態環境安全與人類的生存健康
土壤一旦被重金屬污染后,其危害性遠遠大于大氣和水體的污染。有研究表明,重金屬污染能明顯影響土壤微生物群落,降低土壤微生物量和活性細菌量,對土壤重金屬綜合污染指數的相關分析表明,在土壤綜合污染較輕的情況下,土壤微生物多樣性較高,隨著重金屬綜合污染指數的增加,微生物多樣性呈指數式迅速下降[13]。土壤重金屬污染使污染物在植物、蔬菜、水果等食物中Cd、Pb、Cr 、As 等重金屬含量超標或接近臨界值,從而使重金屬通過食物鏈富集到動物和人體,最終危害人類健康[14]。
5 蔬菜基地土壤重金屬污染的治理
由于農田土壤重金屬污染的特點,其治理應立足于“防重于治”的基本方針[15],堅持“預防為主、防治結合、綜合治理”。對未被污染的土壤采取預防措施,要控制或消除污染源;對已經污染的土壤則要采取積極治理措施,將污染控制在最低限度。目前,大多數治理方法尚處于探索階段,治理方法各有利弊[16]。
5.1 控制污染源,減少污染的排放
控制污染源,即控制進入農田土壤中的污染物的數量和速度,使其在土體中緩慢地自然降解,而不致迅速而大量地進入農田,超過土壤的承受能力,引起土壤污染[17,18]。嚴格做好蔬菜基地的規劃,做到土壤的合理安全有效利用,按規劃的目標實施,防患于未然。合理使用化肥、農藥,重視開發高效低毒低殘留的化肥、農藥。
5.2 修復被重金屬污染的蔬菜基地土壤
修復措施主要包括客土、換土和深耕翻土等。通過客土、換土和深耕翻土與污土混合,可以降低土壤中重金屬的含量,減少重金屬對土壤植物系統產生的毒害,從而使農產品達到食品衛生標準[19]。對土壤重金屬污染嚴重的地段,依靠切斷污染源的方法則往往很難恢復,有時要靠深耕客土、淋洗土壤等方法才能解決問題。另外開展植物修復技術的研究及培養抗性微生物等。其他治理技術見效較慢、成本較高、治理周期較長。
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中圖分類號:X830 文獻標識碼:A 文章編號:1009-914X(2015)26-0340-01
引言
在經濟和社會發展的過程中產生了許多有毒有害物質,這些物質來源于生活垃圾、工業廢物、礦山廢渣等生活和生產的多個環節,這些物質往往含有多種重金屬。隨著沉淀和富集,無法被凈化的重金屬慢慢滲透并富集到土壤中。土壤是環境中的重要組成部分,承受著環境中約90%的污染物。同大氣和水體環境中的污染物相比,土壤中的污染物更不易遷移,更易集中富集。由于重金屬大多對人體有毒害作用,這種毒害作用隨著含量的增多而增大;當重金屬的濃度在一定范圍下時,其毒害作用因在短時間內無法發現而容易被忽略;當重金屬對人體的毒害作用顯著發生時,多數是屬于無法治愈且不可逆轉的。
土壤中的重金屬一般是通過食物鏈進而在人體內富集,當某種重金屬的量超過安全閾值時就會嚴重危害人體健康。研究表明,人體內的有70%鎘來源于大米和蔬菜,而大米和蔬菜中積累的鎘大部分來源于土壤,少量來源于灌溉水和空氣。鎘會影響酶的活性,影響人正常的新陳代謝,可引發貧血、高血壓、骨痛病等疾病,其危害長達數十年。
一、土壤中重金屬的來源及我國的污染現狀
工業“三廢”排放、采礦和冶煉、家庭燃煤、生活垃圾滲出、汽車尾氣排放等是我國重金屬污染的主要來源。工業廢水、礦坑涌水、垃圾滲濾液等液體成分復雜,是土壤重金屬污染物的主要來源。
目前我國受污染的耕地約1.5億畝,固廢堆存地約300萬畝,合計超過1.8億畝。這些受污染的土地大多數集中在經濟較發達的地區。全國每年受重金屬污染的糧食多達1200萬噸、因重金屬污染而導致糧食減產高達1000多萬噸,合計經濟損失至少200億元。農業部環保監測系統曾對全國24省、市320個嚴重污染區土壤調查發現,大田類農產品超標面積占污染區農田面積的20%,其中重金屬超標占污染土壤和農作物的80%。農業部調查發現:我國污灌區面積約140×104公頃,遭受重金屬污染的土地面積占污染總面積的64.8%,其中輕度污染占46.7%,中度污染占9.7%,嚴重污染占8.4%,其中以汞和鎘的污染面積最大。全國目前約有1.3×104公頃耕地受到鎘的污染,涉及11個省市的25個地區;約有3.2×104公頃的耕地受到汞的污染,涉及15個省市的21個地區。國內蔬菜重金屬污染調查結果顯示:中國菜地土壤重金屬污染形勢更為嚴峻。珠三角地區近40%菜地重金屬污染超標,其中10%屬“嚴重”超標。重慶蔬菜重金屬污染程度為鎘>鉛>汞,經調查其近郊蔬菜基地土壤重金屬汞和鎘均出現超標,超標率分別為6.7%和36.7%。廣州市蔬菜地鉛污染最為普遍,砷污染次之。保定市污灌區土壤中鉛、鎘、銅和鋅的檢出超標率分別為50.0%、87.5%、27.5%和100%,蔬菜中鎘的檢出超標率為89.3%。
二、防治土壤重金屬污染的措施
1)施加改良劑
施加改良劑的主要目的是加速有機物的分解與使重金屬固定在土壤中,如添加有機質可加速土壤中農藥的降解,減少農藥的殘留量。
施用重金屬吸收抑制劑(改良劑),即向土壤施加改良抑制物(如石灰、磷酸鹽、硅酸鈣等),使它與重金屬污染物作用生成難溶化合物,降低重金屬在土壤及土壤植物體內的遷移能力。這種方法起到臨時性的抑制作用,時間過長會引起污染物的積累,并在條件變化時重金屬又轉成可溶性,因而只在污染較輕地區尚能使用。
2)控制土壤氧化-還原狀況
控制土壤氧化-還原條件,也是減輕重金屬污染危害的重要措施。據研究,在水稻抽穗到成熟期,無機成分大量向穗部轉移,淹水可明顯地抑制水稻對鎘的吸收,落干則促進水稻對鎘的吸收。
重金屬元素均能與土壤中的硫化氫反應生成硫化物沉淀。因此,加強水漿管理,可有效地減少重金屬的危害。但砷相反,隨著土壤氧化-還原電位的降低而毒性增加。
3)改變耕作制度
通過土壤耕作改變土壤環境條件,可消除某些污染物的危害。旱田改水田,DDT與六六六在旱田中的降解速度慢,積累明顯;在水田中DDT的降解速度加快,利用這一性質實行水旱輪作,是減輕或消除農業污染的有效措施。
4)客土深翻
污染土壤的排除,特別是重金屬的土壤污染,在土壤中產生積累,阻礙作物的生長發育。防治的根本辦法是徹底挖去污染土層,換上新土的排土與客土法,以根除污染物。但如果是地區性的污染,實際采用客土法是不現實的。
耕翻土層,即采用深耕,將上下土層翻動混合,使表層土壤污染物含量減低。這種方法動土量較少,但在嚴重污染的地區不宜采用。
5)采用農業生態工程措施
在污染土壤上繁殖非食用的種子、種經濟作物或種屬,從而減少污染物進入食物鏈的途徑。或利用某些特定的動植物與微生物較快地吸走或降解土壤中的污染物質,而達到凈化土壤的目的。
6)工程治理
利用物理(機械)、物理化學原理治理污染土壤,主要有隔離法,清洗法,熱處理,電化法等,是一種最為徹底、穩定、治本的措施。但投資大,適于小面積的重度污染區。
近年來,把其它工業領域,特別是污水、大氣污染治理技術引入土壤治理過程中,為土壤污染治理研究開辟了新途徑,如磁分離技術、陰陽離子膜代換法、生物反應器等。雖然大多數處于試驗探索階段,但積極吸收、轉化新技術、新材料,在保證治理效果的基礎上降低治理成本,提高工程實用性,有著重要的實際意義。
結語
土壤中的重金屬除了會通過植物吸收進而對生物產生毒害作用外,還會經由雨水淋濾及地表徑流作用轉移進入地表水系統,通過地表水和地下水的交互作用污染地下水體,進而對飲用水的安全構成威脅;土壤中的重金屬還可能會緩慢的、微量的釋放到空氣中,對大氣環境造成污染。土壤重金屬污染是一個比較嚴峻的問題。開展土壤重金屬的整治工作對社會、對人類意義重大。
參考文獻
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重金屬污染是指由重金屬或其化合物造成的環境污染,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。因人類活動導致環境中的重金屬含量增加,超出正常范圍,并導致環境質量惡化。近年來,關于重金屬污染事件屢見不鮮,從湖南兒童血鉛超標、陜西風翔數百兒童鉛超標、福建紫金礦業含銅酸性廢水滲漏到重金屬污染“菜籃子”等事件的發行,重金屬污染已影響到我們的生活環境。該問題已經引起了世界各國科學家的高度重視,解決這個問題迫在眉睫。
1 廈門市重金屬污染現狀
廈門市重金屬污染主要是金屬表面處理加工業(電鍍行業)、金屬結構制造業、皮革及其制品業等行業發展過程中污染物排放逐漸累積形成的。根據全國污染源普查結果,2010年廈門市廢水中汞、鎘、總鉻、鉛、類金屬砷等5種重金屬排放量以區域來劃分的話,集美區占全市的72.75%;同安區占全市的17.59%;海滄區占全市的7.96%;思明區占全市的1.09%;翔安區占全市的0.57%;湖里區占全市的0.05%。5種重金屬污染物按排放量大小排序為:總鉻占全市總排放量的94.83%;鉛占全市的3.78%;砷占全市的1.24%;鎘占全市的0.05%;汞占全市的0.1%。從2010年污染源普查數據看,我市主要重金屬污染元素是鉻,重金屬污染集中區域是集美區,主要污染來源為工業廢水污染。總鉻排放量較大的行業有:金屬表面處理加工業(電鍍)、金屬制廚房調理及衛生器具制造業、金屬結構制造業等行業。主要涉鉛行業有:鎢、鉬冶煉業等行業。
重金屬污染具有隱蔽性、潛伏性、不可逆性和長期性等特點,污染危害大,持續時間長、治理成本高。重金屬污染物通過大氣、水體、土壤的遷移轉化和食物鏈的生物放大作用污染環境,危害糧食、食品安全和人體健康。
2 廈門市重金屬污染防治存在的問題
2.1布局分散,發展方式粗放
由于廈門市涉重金屬的企業入駐較早,粗放型增長方式尚未根本改變,改革開放初期環境準入制度幾乎空白,項目環境影響評價中未對環境與健康風險評估進行評估,地方引進企業僅從經濟發展角度考慮,造成涉重金屬行業和企業無序發展,布局分散,結構污染比較突出,對環境造成一定程度的污染。
2.2企業對重金屬污染防治工作重視不夠
近年來,廈門市不斷加強對涉重金屬企業的監管,并建立了先鋒電鍍企業集中控制區,但重金屬排放企業依然比較分散,監管難度大,源頭預防控制未能全面落實。企業對重金屬污染防治重視不夠,有些企業對現有排放標準執行不嚴,一些中小企業不嚴格執行環評和環保“三同時”等環保制度。企業自我監測措施不完善,尚未建立特征污染物日監測報告制度;重金屬污染突發事件的應急裝備和技術水平不高。
2.3環境監管能力不足,基礎工作有待進一步加強
當前,廈門市環保隊伍人員不足,環境監察與環境監測力量有待加強,重金屬污染物在線監控能力相對薄弱,尚末建立重金屬污染預警應急體系。通過近幾年的摸排調查,全市重金屬污染物整體排放情況基本摸清,但對環境影響程度尚未進行全面評估,污染治理技術產業支撐不夠,重金屬污染的基礎調查、科學研究、技術政策等還滯后于污染防治。
3 主要重金屬污染防治對策
3.1加大結構調整力度
堅持以“調結構、促減排”為手段,嚴格執行國家有關產業政策和產業調整振興規劃,建立落后產能淘汰機制,分區域制定和實施重點防控行業落后產能淘汰措施,明確淘汰進度。對于重金屬排放企業主動淘汰落后產能的,安排財政資金予以支持。
3.2嚴格項目準入條件
3.2.1嚴格區域準入
禁止在飲用水源保護區等重要生態功能區新建涉及重金屬污染物排放的項目。非工業區和食品、生物醫藥等有特殊要求的產業園區以及工業區通用廠房原則上不再審批有重金屬污染物排放的項目,其它區域按行業準人要求審批。改建、擴建項目要達到廈門市“十二五”,重金屬減排和增產不增污的要求。
3.2.2嚴格產業準入
凡涉及重金屬排放的新建項目,除高科技(科技局批文)及高附加值(經發局批文)項目、并能解決總量指標的區域外,一律不予審批。
3.2.3嚴格限制排放重金屬相關項目
新建、改建、擴建項目堅持新增產能與淘汰產能“等量置換”域“減量置換”的原則,實施“以大帶小”、“以新帶老”;嚴格控制企業建設項目選址,合理確定重金屬企業的排放濃度和環境安全防護距離,確保周邊群眾身體健康。
3.3積極推進清潔生產
依法實施強制性清潔生產審核,大力發展循環經濟。按照省環保廳、省經貿委的工作部署,督促涉重金屬企業加快強制性清潔生產審核評估和驗收進度。對于經公布要求進行強制性清潔生產審核的企業,未實施清潔生產審核或者雖經審核但不如實報告審核結果的企業,責令限期改正,對拒不改正的依法從重處罰。
3.4嚴格污染源監管
3.4.1進一步摸清重金屬污染情況
全面調查涉重金屬企業污染物排放、治理設施運行情況及其周邊區域環境隱患,深入開展污染現狀評估,進一步摸清重金屬污染情況,全面掌握轄區內重金屬污染情況動態,有針對性地制定重金屬污染綜合防治計劃,加大監控和治理力度。
3.4.2加強對污染源監管,促進企業穩定達標排放
進行重金屬特征污染物自動監控裝置試點工作,待條件成熟后逐步實現重點重金屬污染源安裝自動監控裝置,實行“實時監控、動態管理”,確保污染物穩定達標排放。督促涉重金屬企業進一步完善突發環境事件應急預案和應急處置設施,配備應急物資,定期組織應急培訓和應急演練。
3.4.3規范企業日常環境管理,提高操作運行水平
要求企業建立重金屬污染物產生、排放詳細臺帳,每月向環保部門報備污泥等危險廢物產生量、處置去向等環境管理信息資料,實施動態管理;指導企業完善治污設施,規范物料堆放場、廢渣場、排污口等建設,提升污染治理技術水平。
3.4.4嚴格執行項目審批要求,清理違法企業
1儀器及分析方法
分析儀器分別為:PE-AAnalyst原子吸收分光光度計,砷化氫發生裝置。砷采用二乙氨基二硫代甲酸銀光度法,鎳、銅、鉛、鎘采用原子吸收分光光度法。
2數據處理與質量控制
數據統計分析采用均值型污染指數法,評價標準采用清潔對照點監測值進行評價。質量控制是保證監測結果準確可靠的必要措施。在監測過程中,根據質控程序對所用儀器參數進行校準。對實驗室分析采用帶國家標準樣品和加標回收措施進行準確度控制。結果表明,曲線斜率b、截距a和相關系數r均在規定的范圍內,標準樣品和加標回收率實驗均符合要求。
結果與分析
1蔬菜基地環境空氣中重金屬污染特征
按照環境空氣綜合污染指數法,對環境空氣中重金屬污染分級(分級依據為國家環境監測總站環境質量報告書編寫技術規定)。即:P<4輕污染;4<P<6中污染;6<P<8重污染;P>8嚴重污染。環境空氣質量分級見表1。環境空氣中重金屬污染區域特征為:西灣、東灣、下四分、中盤一帶遠郊區(蔬菜種植區)為輕污染區;白家嘴一帶近郊區為中污染區;高崖子近城區為重污染區。環境空氣中重金屬監測指標污染特征主要以Ni、Cu污染為主,Cd、Pb污染為輔,并且Ni、Cu污染為重污染,Cd為中污染,Pb為輕度污染,As無污染。
2蔬菜基地土壤中重金屬污染特征
依據中國文化書院《環境影響評價》中關于土壤環境質量評價方法中的土壤分級方法,由于土壤本身尚無分級標準,所以土壤的分級一般都按綜合污染指數而定。P<1定為未受污染,P>1為已污染,P值越大,污染越嚴重。根據這一分級規則,由表2可見,新華、東灣、西灣一帶的土壤未受重金屬污染,土壤環境質量較好;其余測點均為輕度污染。土壤重金屬污染特征表現為以Cd污染為主,其次為Ni,兩項指標均為輕度污染,其它三項指標無污染,但Cu卻處于將要污染的臨界值。由此可見,金昌市土壤中重金屬污染表現出很強的地域特征,即以冶煉廠為座標,沿東南方向,從高崖子至西灣、東灣,污染程度依次減輕。
3蔬菜中重金屬污染特征
由于蔬菜中無重金屬評價標準和分級標準,故本次評價是參照土壤的分級方法,采用對照點新華測點監測值作為評價標準的,其污染特征具有一定的區域性。根據土壤的分級規則,城郊蔬菜種植區西灣與東灣所采集的四種最常見蔬菜中,重金屬含量相對新華而言均屬輕度污染,且污染水平基本相當,其中西紅柿相對而言污染偏高,辣椒與豆角偏低。蔬菜的區域污染特征為:離市區較近的西灣蔬菜中重金屬污染重于離市區較遠的東灣,即離市區越近,重金屬污染越重。蔬菜中各項重金屬指標的污染特征為:各項指標中重金屬污染特征不十分顯著,表現為As污染略高于其它指標,Cd污染略低于其它指標,其余指標污染水平相當。
污染原因分析
1環境空氣
從環境空氣中重金屬污染特征分析,可清楚地看到,環境空氣中重金屬污染地域特征很明顯是以冶煉廠為中心,向東南、西北兩個方向展開,并且呈逐漸減弱之勢,由此也說明造成環境空氣中重金屬污染的原因,主要是冶煉煙氣中排放的大量金屬粉塵。其次氣象因素也是很重要的原因之一,這兩個方向區域的環境空氣中重金屬污染嚴重,是因為金昌市夏季的主導風向為西北風與東南風,因此,導致這部分區域環境空氣中重金屬污染加重。
2土壤
根據土壤中重金屬污染特征,再加上這一帶灌溉用水為金川峽水庫地表水,而金昌市地表水中重金屬指標均達到《地表水環境質量標準》GB3838-2002中二級標準,不會對土壤造成污染,由此可以得出造成高崖子一帶土壤中重金屬污染的主要原因是金川公司冶煉煙氣所致。
3蔬菜
根據蔬菜中重金屬污染特征,各區域蔬菜中重金屬監測結果同清潔對照點相比,相差不是很大,但還是表現出了地域特點,即離冶煉廠越近,蔬菜中重金屬污染越重,可以說造成蔬菜中重金屬污染的原因是由冶煉煙氣造成的。
結語
通過對金昌市蔬菜基地環境空氣、土壤、蔬菜中重金屬污染特征研究,得出蔬菜基地環境空氣已不同程度受到重金屬的污染,且表現為離城區越近重金屬污染程度越重;而土壤、蔬菜未受重金屬污染,但仍表現出很明顯的污染地域特征,即離市區較近區域土壤及蔬菜中重金屬含量高于離市區較遠的區域。表明金川公司冶煉煙氣對金昌市蔬菜基地環境質量造成了不同程度的影響,應引起各方面的關注。
防治措施
1制定污染防治規劃
金昌市有關部門應結合市區環境空氣中重金屬污染現狀,劃定重金屬污染規劃區,制定規劃區重金屬污染防治規劃,確定目標,逐年實施,控制污染。
2形成各部門齊抓共管機制
污染防治工作涉及部門廣泛,如環保、城建、林業、水利等部門,應建立起由政府對規劃區環境空氣質量負責,環保部門統一組織協調、監督管理,各部門通力合作,齊抓共管的管理運行機制。
3建立制度,規范管理
環境空氣中重金屬污染防治工作,技術難度大,沒有成熟的管理經驗可以借鑒。因此,要建立切實可行的管理制度,使污染防治工作有章可循,有法可依,逐步走上法制化軌道。
4強化源頭管理,推行清潔生產
金昌市的環境污染與生產工藝技術落后、管理不善密切相關。冶煉過程的采掘率和金屬回收率較低,這樣,既浪費了資源,又污染了環境。因此,要依靠科技進步,積極探索研究冶煉煙氣中重金屬回收利用的新途徑,推行清潔生產工藝,以減少污染物排放。
5加強“菜籃子”產品產地環境管理
在所劃定的“菜籃子”產地設置必要的防治污染的隔離帶或緩沖區,在其周邊要嚴格控制工業污染源的排放,對已經投產的有污染且不達標的建設項目,必須嚴格監管,依法停產治理,對逾期不能達標的企業,建議政府對其關閉。加強對“菜籃子”產品產地的環境監督管理力度,及時調查處理“菜籃子”產地環境污染事故與糾紛,并對“菜籃子”產品產地環境質量實施動態監測與評價,為政府選擇劃定“菜籃子”產品產地提供依據。
6充分發揮環境監測的技術監督作用
隨著我國經濟和社會的快速發展,交通在國民生活中日趨顯示出它的重要性,高速公路的建設也勢在必行。大規模地修建高速公路,有效地促進了國家經濟快速發展,方便了人民生活;然而,與此同時,在高速公路建設及營運過程中也給我們帶來了嚴重的生態破壞與環境污染問題。土壤是大氣、水體及固體廢棄物中污染物在環境中遷移、滯留和沉積的目標,是長期環境污染的承受者。隨著社會經濟的飛速發展和人口的不斷增加,土壤作為人類賴以生息的資源,越來越暴露出不堪重負的跡象。因此,研究高速公路建設所帶來的土壤污染問題及其防治對策就顯得尤為重要,對于保護環境、促進我國高速公路的建設與發展具有重要的指導意義,同時也可為我國高速公路建設環境治理和管理提供科學依據。
1. 高速公路建設對環境的影響
高速公路作為人類生存和發展所必需的開發建設活動,會對周圍的環境產生直接或間接的影響,這些影響一般可分為兩大類:一類是對自然環境的破壞,如水土流失、植被破壞等,嚴重時引起生態平衡失調、氣候異常;另一類是環境污染,如噪聲、廢水、廢氣和塵埃等。總的說來,主要有以下幾個方面的影響。
1.1對社會、經濟的影響。高速公路建成后,會對沿線的社會結構、經濟發展、文化環境等產生影響:首先,公路建成后會增大沿線地區的交通量,增加該地區的交通事故,在一定程度上干擾附近居民的出行,割裂了村莊間的原有聯系;其次,公路建成后,使沿線各地區的土地功能發生變化,將單一的農業用地、開發用地或商業用地轉變為多行業提供服務的特殊用地,同時也促進了沿線土地資源的開發。公路建設會造成一定數量居民的拆遷,使沿線居民人口結構及需求發生變化,改變了原有居民的聯系及交往方式;對沿線兩側居民交往產生阻隔,影響區域經濟布局和產業結構;高速公路的修建,會破壞一些原有的歷史文化遺址、名勝風景及保護區,產生視覺污染。高速公路建設在對沿線區域環境產生上述影響的同時,也提供了良好的交通條件,加速農產品、礦產、林業產品的輸送,信息交流及勞動人口流動,提高了區域的工業產值,推動城鄉的商品交換、文化交流及農業的綜合開發,使城鄉逐漸一體化[1]。
1.2對環境的污染
1.2.1廢氣污染。
(1)以汽油、柴油為燃料的汽車在發動和行駛過程中會排放大量廢氣和固體微粒,廢氣中含有水蒸氣、一氧化碳、二氧化碳、氮氧化合物、硫化物、甲烷、乙烯、醛和鉛顆粒等污染物[2],這些污染物排放到大氣中,滲透到水、土壤中,并逐漸積累,會對沿線的人類和動植物產生不良影響,使其生活環境進一步惡化,甚至會造成全球氣候異常,這種污染的程度隨著公路運營時間的增長及交通量的增加而不斷加重。
(2)隨著運輸市場的放開,汽車產量和擁有量的增加,汽車排放物對大氣的污染已成為主要公害,汽車排放物危害人體健康、污染環境、破壞生態平衡,已引起世界各國的普遍重視。
1.2.2噪聲污染。
(1)高速公路的噪聲源主要包括兩個方面:一是在施工過程中,由于挖掘機、推土機、平地機、攪拌機以及各種運輸車輛的使用而產生的噪聲污染,這些噪聲較強,對當地居民和施工人員影響嚴重,造成區域聲學環境質量短期內惡化;二是在運營過程中,汽車車體振動、發動機運轉、輪胎與路面摩擦、鳴喇叭以及公路沿線提供各種服務的設施、設備均會產生噪聲,在公路沿線形成一條噪聲帶,這些噪聲會對附近的人群產生心理和生理上的影響,降低人們的工作效率,尤其對公路兩側人口密度較大的敏感區域(學校、住宅區、商業區、醫院等)干擾較為突出,而野外區域的干擾則相對較小[3]。
(2)隨著高速公路建設速度的加快,交通噪聲污染問題日趨嚴重,人們對于道路兩側環境的改善也越來越迫切。
1.3對生態環境的影響。高速公路建設對生態環境的影響可分為兩個階段:一是施工期間對自然環境造成的非污染性破壞,因施工機械的使用及大量的開挖取土破壞了土體原有的自然結構和水的循環路徑,相應地改變了生物的生存環境,影響其生長、活動的規律,阻礙生態系統漫延[4];二是公路建成運營后,路體分割了生物的生存空間,使公路附近的動物容易被汽車撞傷、壓死;而且,由于汽車廢氣、噪聲、有害物質的產生,會使生物棲息的生態環境(空氣、水、土壤)逐漸惡化,引起生物發育不良、繁殖機能減退、疾病增多、抗病能力下降,從而造成種群數量減少(特別是珍稀物種),有時可能會影響整個生物群落。
1.4對工程地質、水文地質條件的影響。
1.4.1對工程地質條件的影響。高速公路施工時,由于填方和挖方對地表擾動較大,并改變了原有的地形、地貌,尤其是隧道的進出口及仰面坡的開挖,對局部山體穩定不利,可能會引發塌方滑坡、軟土層滑移等不良地質病害;又因土表、土質松軟,增加了水土沖刷量,造成河流、溝渠淤積,積水淹漫農田。此外,臨時施工用地在機械碾壓、人員踩踏下土壤結構發生了變化,一定時期內土壤的肥沃程度難以恢復。
1.4.2對水環境的影響。高速公路對水環境的影響主要包括施工、生活服務區污水和洗車等對公路沿線自然水系的影響。高速公路定距離設置加油站、收費站及洗車等配套設施,生活服務區污水和洗車廢水都會對高速公路沿線自然水系產生影響[5]。由于公路建設阻隔原有水系的循環,影響地表水和地下水的流通路徑,汽車尾氣的排放和生活服務區的廢物進入河道也會對水源造成污染;化學危險品運輸中的泄露或交通事故的發生,則可對環境水質造成災難性的破壞。另外,由于橋梁的修建減小了河床的過水斷面,造成橋前局部堵水,水流速度減慢,泥砂下沉淤積、阻塞河道,從而容易引發洪澇災害。
2. 高速公路兩側的土壤重金屬污染
土壤是人類生態環境的重要組成部分,是人類賴以生存的基礎。由于重金屬在土壤中易蓄積,殘留時間長,因而已成為土壤的主要污染。
2.1土壤重金屬污染的特點及來源。
2.1.1土壤重金屬污染的特點。
2.1.1.1持久性:重金屬污染物進入土壤后,通過土壤對懸浮污染物的物理機械吸收、阻留、膠體的物理化學吸附、化學沉淀、生物吸收等過程,不斷在土壤中積累。當達到一定數量時,便引起土壤成分、結構、性質和功能的變化,造成土壤污染。土壤污染以后很難消除,其凈化過程需要相當長的時間,而且重金屬污染是不可逆的持久積累過程。
2.1.1.2間接傷害性:首先,重金屬污染物通過食物鏈危害動物和人體健康;其次,土壤污染物還能危害自然環境,污染地下水、地表水和大氣,成為水和大氣的污染源。
2.1.1.3高速公路重金屬污染以公路為中心在其兩側呈帶狀順公路延伸,污染程度自公路向其兩側逐漸減弱[6],且主要分布在公路兩側50m范圍內。
2.1.2高速公路土壤重金屬污染的來源及影響因素。
2.1.2.1土壤重金屬污染的來源:目前公認的高速公路土壤重金屬污染的主要來源是交通工具使用的油料燃燒所排放的尾氣以及油料的揮發、泄漏等。事實上,油料中除了含有鉛和錫外,尚含多種微量重金屬元素,公路旁重金屬污染以Pb、Cd污染為主。這些重金屬污染物不但不易被自然凈化,而且可通過食物鏈得以富集而對人體、家畜、農業生態及自然生態產生嚴重的潛在影響和危害。
2.1.2.2影響因素:影響土壤重金屬污染的因素很多,也比較復雜。土壤受重金屬污染的程度主要取決于交通量、土壤類型、植被、降雨、風力、風向以及公路兩側是否有影響重金屬顆粒運動的障礙物,如樹木、建筑物等。
2.2土壤重金屬污染的危害。重金屬污染物進入土壤后不能為土壤微生物所降解,易被作物吸收、在土壤中積累,甚至在土壤中可能轉化為毒性更大的甲基化合物,影響農作物的產量和質量,也可以導致大氣和水環境質量的進一步惡化。重金屬污染物的長期積累、富集會使生物地球化學平衡遭到破壞,隨食物鏈富集,也會對人體健康產生潛在危害。據報道,我國每年因土壤重金屬污染而減產糧食1000多萬t,另外被重金屬污染的糧食每年也多達1200萬t,合計經濟損失至少200億元人民幣。
3. 重金屬污染的預防及治理措施
由于重金屬在土壤中不被微生物降解,且遷移性小,重金屬污染具有長期性、潛伏性、累計性和不可逆轉性[7]。一旦土壤中重金屬含量超過環境容量,要清除污染則相當困難,故對重金屬引起的土壤污染需要采取預防和治理相結合的措施。
3.1高速公路土壤重金屬污染的預防措施。
3.1.1通過國家立法,健全有關環境保護的法律、標準和制度,制定相關的高速公路汽車尾氣排放標準,加強汽車尾氣排放管理,控制汽車尾氣排放必須有法可依,有標準可據。
3.1.2管理部門要加強監管力度,減少交通事故的發生。加強對有害物資的運輸管理,制定此類突發事件預案,防止有害物質泄漏事故的發生。加強防范措施,控制事態的發展,將損害減少到最小。
3.1.3完善汽車的自身結構,改進發動機,采用電子控制燃油噴射;研制和推廣廢氣減毒裝置,完善汽車保養和修理制度,推廣節油裝置。
3.1.4優先使用無鉛汽油,推廣應用氣體燃料,使用符合規定的劑或燃油添加劑。
3.1.5公路設計部門在設計時應充分考慮汽車尾氣排放對環境的影響,在普通路段加強綠化設計,隧道路段增加部分通風設備。
3.2重金屬污染土壤的治理方法。污染土壤的治理是根據污染物和土壤的物理、化學性質及存在狀態,進行有效分離或其它處理,使土壤特性得以恢復和利用,減輕或消除污染物對生態環境的不良影響。
3.2.1重金屬以其在土壤中難降解、毒性強、具有積累效應等特征受到科學家們的廣泛關注,已成為多學科研究的活躍領域。重金屬污染的治理途徑主要有兩種:一是改變重金屬形態,使其由活化態轉變為穩定態;二是從土壤中去除重金屬,使其存留濃度接近或達到背景值。現有的重金屬污染土壤修復技術主要包括換土法、化學修復、生物修復、電修復和熱修復等。常用的物理及物理化學方法有熱解法、電化學法和提取法等[8]。
3.2.2化學治理就是向污染土壤中投入改良劑、抑制劑,增加土壤有機質、陽離子代換量和粘粒的含量,改變土壤的物理化學性質,使土壤重金屬發生氧化、還原、沉淀、吸附、抑制等作用,以降低重金屬的生物有效性。化學治理措施的優點是治理效果和費用適中,缺點是容易再度活化。
3.2.3生物措施是利用某些特定的動、植物和微生物,較快的吸收或降解土壤中的重金屬污染物,從而達到凈化土壤的目的。生物修復的途徑主要有兩條:(1)植物修復技術:利用金屬超累積植物,通過植物自身具有的特定的吸收、揮發、根濾、穩定等作用,對重金屬加以吸收、富集或與重金屬結合成不具有生物活性的化合物,來清除或降低土壤中的重金屬元素,從而達到凈化土壤的目的。但其重金屬生物載體可能產生二次污染,至今也未能找到有效的解決途徑。(2)利用微生物沉積、氧化和還原等作用,降低或消除重金屬對土壤的污染,該研究是目前環境科學研究中比較活躍的領域之一。
3.2.4在西方發達國家,為了降低污染土壤修復的成本并提高修復的效率,對原位微生物修復更為重視。目前,主要的技術包括:(1)生物啜食法,它主要采用本地微生物或實驗室培養的具有特異功能的菌株降解污染物,采用把污染的地下水抽出加人營養物質和氧氣(通常是過氧化氫或過氧化氫化合物)后再回灌到污染土壤中,或經垂直井的慢速滲漏,加人營養物質和氧氣到污染土壤中,以優化降解生態條件,特別是加入表面活性物質等一些化學物質,以降低污染物的毒性來達到提高污染物的生物降解能力;(2)生物通氣法,它結合了蒸汽浸取技術的優點,采用真空梯度井等方法把空氣注人污染土壤中,以達到氧氣的再補給,可溶性營養物質和水則經垂直井或表面滲入的方法予以補充。這兩種方法結合了微生物修復和化學修復的內涵和優點,符合生態化學修復的原理和發展方向。更確切地說,這兩種方法更趨于向生態化學修復領域邁進。
4. 結論與建議
長期以來,人類對土地資源的不合理開發、利用已造成比較嚴重的土壤污染,直接或間接地危及人類健康,因此,探討合理的、有效的土壤重金屬污染預防和治理措施顯得尤為迫切。對于高速公路兩側土壤的重金屬污染問題,要采取防與治相結合的處理措施:首先,應加強高速公路汽車尾氣排放管理,嚴格控制尾氣排放標準;其次,對于已經受到重金屬污染的土壤,則應采取相應的治理措施進行治理。
開展高速公路旁土壤中重金屬污染、富集程度的監測和評價,研究土壤重金屬污染的預防和治理措施,對于保護生態環境、促進我國高速公路的建設和發展都具有重要的指導意義。
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中圖分類號:X324 文獻標識碼:A
1前言
隨著經濟的飛速發展,我們國家的科技水平越來越高,工業和制造業的發展也越來越快,但是工業和制造業的發展而帶來的環境污染也越來越嚴重,其中就有重金屬污染。重金屬污染不僅破壞自然環境、危害生命,還使河道淤堵,給航運帶來不良影響。而且重金屬很難降解,難以降解的重金屬,還會加深重金屬的污染程度,從而使重金屬的污染不斷加劇。重金屬可以通過水和土壤、大氣,進入生命體,使生命體的一些蛋白質失去活性,讓生命體中毒,從而導致生命體的病變甚至死亡[1]。同時重金屬還會對河道產生嚴重的不良影響,使河道的疏浚工作難以展開,因此,無論從哪一方面講,重金屬污染的治理都十分重要。
2治理水體中重金屬污染的方法
由于本文的主題是討論重金屬污染對河道的影響,所以文章著重分析水體中的重金屬污染的治理方法。
從總體上看,治理水體中重金屬污染的方法,通常有三個基本思路:一是,徹底清除水體中的重金屬,讓水體完全沒有重金屬或者只含有極少量的重金屬,但這種思路的實施通常需要在一定條件下進行,即不是任何水體都能夠采取這種思路進行重金屬污染的治理;二是,盡量降低水體中的重金屬含量,或者降低水體中重金屬的擴散能力,這種治理思路,實施時受到的條件限制相對較少,所以其可行性相對較高;三是,研究高效的重金屬降解技術,通過植物、動物、細菌的正常生物活動,對重金屬進行環保的降解,讓重金屬的含量大幅降低,這種治理思路,是最具環保性的,因此也最被推崇。根據這三種思路,可以研究出具體的治理方法,而通常采用的具體治理方法就主要有以下兩種。
2.1綜合化學和物理的治理方法
對水體中的重金屬的治理可以通過物理方法和化學方法來實現。用來治理水體重金屬的物理和化學方法通常就有:離子交換法、明礬沉降發、化學沉淀法、電解法、分子篩選法、萃取法等。這些方法各具優點,都可以將大部分重金屬從水體中清除,是十分高效的治理重金屬污染的方法,而且在具體實施時,技術難度較小,條件限制較少,通用性較強。但是由于這些方法普遍能耗較高,在具體實施時成本過高,需要的工作人員和設備較多,最關鍵的是這種治理方法容易對水體產生二次污染,比如化學沉淀法,因此物理、化學方法,不是最理想的重金屬治理方法。
2.2生物治理方法
利用生物技術對重金屬進行治理,是一種最新的治理重金屬污染的方法。該種方法利用植物、動物、細菌的正常生物活動,吸收、轉化水體中的重金屬[2]。由于生物材料造價較低而且來源廣泛,因此生物治理方法在具體實施時沒有較大困難,得到業界廣泛支持,也具有比較成熟的技術;同時由于其完全采用生物材料進行重金屬污染的治理,對環境完全無污染,更不會產生二次污染,所以這種治理方法受到業界青睞,水體重金屬污染治理領域擁有極大發展潛力。
3河道的疏浚方法及應用
由于要維持河流的生態平衡,和河道的正常運行,也需要保持一定厚度的泥沙,所以河水中的泥沙較多。同時,由于重金屬污染,河水中的重金屬經過一系列化學、物理作用,就會吸附魚類尸體、營養物,形成淤泥;同時這些淤泥成為河流的內污染源,進一步吸附河道中的泥沙,使河道形成較多的淤泥,讓河道無法暢通,不僅影響河道的航運和沿河兩岸的漁業,還會使河流的生態環境遭受嚴重破壞[3]。因此,在治理河道的重金屬基礎上,還要對河道進行疏浚,采取有效措施,保障河流的生態平衡。
因此研究河道疏浚的具體方法就十分重要,在實際疏浚中通常采用以下疏浚方法。
3.1挖河疏浚法及應用
這種方法,不需要抽干河道中的流水,而主要通過挖泥船挖出河道的淤泥,來疏浚河道,使河道暢通。使用這種疏浚方法,挖出的淤泥含水量較大,淤泥的清除不夠徹底,從而作業精度較低;而且,無法準確找到污染源頭,所以這種疏浚方法的效率較低;同時,目前疏浚作業普遍使用的挖泥船,還容易對河道造成二次污染,即治理河道污染的同時又污染了河道,形成一定的惡性循環;因此挖河疏浚的可行性較低。同時,挖泥船的疏浚成本很低,幾乎任何單位都有能力配備,而且挖泥船不受環境限制,可以隨時開展疏浚工作,所以挖河疏浚更適合于經濟實力較弱并且河道不能停流的地方。比如為了有效改善黃河潼關淤積抬升問題,降低由于潼關高程的抬升對渭河下游防洪與黃河小北干流造成的一些不利影響,充分發揮其三門峽水庫綜合效益,在1996年和1997年的時候,在三門峽庫區潼關河段實施了挖河疏浚方法,并取得了一定的效果,但是由于其清淤規模比較小,作業河段比較有限,同時其所采用的沖淤清淤機械不是很完善,不能將將河道中的淤泥清除干凈[4]。
隨著科技的迅速發展,如今挖泥船已逐漸有一定技術改良,在挖泥船上配備了先進儀器、設備,使挖泥船的作業精度有一定提高;對其挖掘部件也做了較大改進,使挖泥過程淤泥的擴散得到有效控制,減少了挖泥船的二次污染。
3.2抽水疏浚法及應用
這種方法,主要是利用抽水機將河道的水抽干,再用挖土機、刮泥機等疏浚設備清除河道的淤泥,使河道暢通。抽水疏浚法在清除河道淤泥時,可以一次性清除河底的淤泥和河道兩旁的淤泥,而且,能找到重金屬污染的源頭,斷絕所有的污染源,從而達到“一勞永逸”的效果。
這種疏浚方法,可以準確挖出淤泥,挖出的淤泥濃度較高,因此作業精度極高。但是這種疏浚方法的成本極高,使得疏浚工作開銷極大;同時,抽水疏浚法在實際使用時,由于這種方法需要將河道的水抽干,即河道必須停流,所以實施時有明顯限制。
4重金屬污染對河道疏浚的影響
通過對大多數受重金屬污染的河道進行化學、物理分析時發現,大部分河道的重金屬污染程度,遠比沿河兩岸的土壤受到的污染程度低,相對來說,河道的重金屬污染不很嚴重。而且大部分受污染河道的各種重金屬含量,均低于用于農田施肥污泥重金屬含量的最低標準。因此,就可以將河道疏浚的淤泥,用于農田施肥,不僅將重金屬污染物清除,還將重金屬污染的不良影響變為有價值的農田肥料。
但是,也有一小部分河道受到嚴重的重金屬污染,這一部分河道的重金屬含量均高于用于農田施肥污泥重金屬含量的最高標準。因此,不僅不能將其河道疏浚的淤泥用于農田施肥,而且還要特別注意將河道疏浚的淤泥環保處理,使其不能破壞淤泥處理地的生態環境,降低其不良影響。
比如蘇州河作為黃浦江的主要支流,在引排水、灌溉以及通航等方面有著非常重要的作用,蘇州河是一種典型的平原河流,由于其河道蜿蜒曲折,其水流不是很暢,同時其流速也較為緩慢,再加上河道與支流沿岸的人口比較多,其工農業比較發達,所排放的各種污染物隨著河流懸浮物沉積于河道底部,長期下來成為了污染底泥,在這些污染物中,由于重金屬污染物不能降解,同時在一定條件下經過螯合、吸附以及絡合等方式溶于水中,如果被生物體吸收以后,就可能隨著食物鏈逐漸地累積,其產生的危害將會非常大[5]。
通過大量的資料顯示,在蘇州和市郊段底,重金屬在不同河段的分布差異也比較大,但是其各元素的分布趨勢大致一樣。從蘇州河市郊段河道的底泥和沿岸的土壤比較情況來看,該河段總體上的重金屬污染還不是很嚴重,各重金屬不管是平均含量還是其峰值含量均比1984年原城鄉所頒布的關于《農用污泥中污染物控制標準》中農田施用污泥最高的容許含量規定要低。同時由于該地區的土壤屬于偏堿性,且含有相應的石灰性物質,在這種土壤環境下,可降低重金屬活動性,對此,該河段疏浚出的這些底泥基本上均可就近用于農田肥料。[6]此外,由于該河段底泥的重金屬分布不是很均勻,有些河段的重金屬含量遠比沿岸土壤的背景值大,再加上該河段市郊的農田是蔬菜地,其地下水位比較高,因此必須要特別注意金屬對于地下水源的影響以及對人體的危害等,針對這一問題,對于重金屬含量很高的河段,所疏浚出的底泥不能作為農田的肥料,但可作為花卉用土或者進行垃圾場的埋填。
5結束語
綜上所述,文章通過介紹重金屬污染的嚴重性,提出了關于治理水體重金屬的各種方式,并基于此提出了河道疏浚的的多種方式以及其具體的應用。在實際河道疏浚過程中,可結合重金屬污染的具體情況,采取相應的治理措施。隨著科學技術的進步,在今后河道疏浚過程中,應該加大對新技術和新方法的研究,對其技術進行不斷地創新,同時還要加大環境保護重要性的宣傳,提高人們的環保意識,這樣才能有效防止對河道的污染,推動城市生態化的可持續發展。
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