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重金属污染及其防治措施

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重金属污染及其防治措施

重金属污染及其防治措施范文第1篇

尽快建立中药中重金属及有害元素的检测方法与合理的限量标准, 是保证中药质量与安全, 促进中药现代化的必经阶段。文章对中药材中重金属的来源、危害以及防治措施作了简单的概述,并对今后重金属的研究方向进行了展望。

【关键词】 中药材 重金属 污染途径 防治措施

中医药是中华民族的瑰宝,是我国人民对人类健康的巨大贡献。中药材质量的好坏,直接影响到患者的安全和疗效。重金属是中药的重要污染物之一, 重金属含量超标是制约中药企业向国际市场迈进的一大重要因素,由于中药重金属含量的超标,致使中药出口受到严重阻碍,这一问题已经越来越受到人们的关注和重视。目前世界各国对中药材和中成药中的重金属的含量都提出了严格的要求,2005年版《中国药典》亦增加了中药材中铅(Pb)、镉(Cd)、砷(As)、汞(Hg)、铜(Cu) 5种有害元素的测定方法及限量标准,这对于提高中药材质量, 维护传统药物在国际上的声誉, 使中药走向世界, 造福人类具有重要的意义[1]。

1 重金属的来源与危害

1.1 主要污染途径中药重金属的来源一方面与其生长的环境条件有关,如土壤、大气、水、化肥、农药的施用,以及工业“三废”对中药材的直接污染和间接污染,另一方面与植物本身的遗传特性,主动吸收功能和对重金属元素的富集能力有关[2]。另外,中药材在采集、运输、加工成饮片以及制剂过程中的污染也是重金属污染的一个重要途径。

1.2 重金属的危害重金属是指相对原子量较大,密度大于5.0 g/cm3的金属,约有45种,如铜、铅、锌、铁、镍、锰、镉、汞等。砷虽不属于重金属,但因其来源以及危害都与重金属相似,故通常列入重金属类进行研究、讨论。

微量的重金属污染,可以通过生物链作用而产生富集。当人因为饮用或食用受重金属污染的药物,体内重金属含量过高时,便会导致各种疾病[3]。如镉中毒将造成肝、肾和骨的病变,导致贫血或神经痛,早年日本流行的骨痛病,就是长期食用“镉米”造成的。它可抑制肝细胞线粒体氧化磷酸化过程,使组织代谢发生障碍,对人有致畸、致癌、致突变作用;铅是对人体危害极大的一种重金属,它对神经系统、骨骼造血功能、消化系统、男性生殖系统等均有危害。特别是大脑处于神经系统敏感期的儿童,对铅有特殊的敏感性。研究表明儿童的智力低下发病率随铅污染程度的加大而升高;As和Hg也必须在食物及药品中进行控制,砷对细胞中的巯基有很大亲和力,与人体内含巯基的酶结合,从而使酶失活,引起广泛的神经系统病变等;金属汞中毒常以汞蒸气的形式引起。由于汞蒸气具有高度的扩散性和较大的脂溶性,通过呼吸道进入肺泡,经血液循环运至全身。血液中的金属汞进入脑组织后,被氧化成汞离子,逐渐在脑组织中积累,达到一定的量,就会对脑组织造成损害。另外一部分汞离子则转移到肾脏。另外,一些对人体必需的微量元素,如铜、铁、锌等,它们在体内蓄积到一定量或价态改变时也具有很强的毒性,如较高浓度的铜具有溶血作用,能引起肝、肾良性坏死。

2 中药重金属污染的防治措施

2.1 合理选择种植基地在选择中药材规范化种植基地时应尊重中药材产区形成的历史,在此基础上对种植基地的土壤环境、水质进行监测和分析,土壤应符合国家二级以上标准的要求。大气、水质检测结果应符合“大气环境质量标准”“农田灌溉用水质量标准”等[4]。尽量使用道地产区作为某中药材的特定区,并积极面对可能存在的道地产区重金属元素超标问题。

2.2 开展有关中药材特性方面的研究通过对中药材及其生长环境的有关生物学和酶学研究可以更好地了解不同中药材的特性,为科学管理中药材基地土壤环境和生产质量控制提供依据。

2.3 治理土壤中的重金属污染土壤为植物的生长提供矿质营养和有机营养。土壤中的矿质营养是岩石经过长时间的风化形成的,加上数百万年的地壳运动、火山爆发逐渐沉积地面,并不断地随自然环境迁移运动[5]。土壤重金属污染是由于污泥的施用及污水灌溉所含有害物质超标造成的。土壤中的重金属污染物由于无机及有机胶体对阳离子的吸附、交换、络合及生物作用的结果,大部分被固定在耕作层中,一般很少迁移至40 cm 以下[6]。

植物在满足自身所需元素的同时,对土壤中的富集元素也会有非选择性吸收,这种吸收取决于土壤中某一元素的含量和物理化学性质,以及相应的土壤、温度等自然因素,从而造成中药中可能含有不同的重金属。

中药材生产最基本的因素是土壤,土壤不受污染是保证中药材产量和质量的重要途径。目前,治理土壤重金属污染的途径主要有两种:一是改变重金属在土壤中的存在形态,使其相对稳定,降低其在环境中的迁移性和生物可利用性;二是从土壤中去除重金属。围绕这两种治理途径,科学家们提出了物理、化学、生物等各种方法,但大多数还只是停留在实验室阶段,适用于较小面积的污染治理,而且需要花费大量的人力、物力和财力,对大面积的中药材种植基地而言实用性不大。

2.3.1 施用改良剂[7]使用改良剂以降低重金属的活性,或降低其水溶性、扩散性和生物有效性,从而降低重金属进入生物体的能力。如在受污染的土壤中加入某些酸、碱、还原性物质,使重金属生成沉淀,或利用拮抗作用的原理降低植物对某种污染物的吸收,从而保证中药材的生产质量。

2.3.2 生物修复技术[8]生物修复技术是利用某些特定的动植物和微生物具有能够较快地吸走或降解土壤中的重金属污染物的能力而达到净化土壤的目的。它包括微生物修复技术,植物修复技术和基因工程技术,这些技术在中药材规范化种植研究上有很大的应用发展空间。

2.4 建立科学的栽培、采收及加工方法,对中药材实施规范化种植在GAP实施过程中,应对育种、栽培方式、化肥农药施用及采收加工等各环节可能出现的重金属污染进行防治,同时应结合SOP的建立,使各项工作规范化[9]。

2.4.1 育种研究选育抗御对重金属吸收的药材株系和变异品种,进行推广。研究发现, 在同一地块中生长出的药材, 其重金属含量在植株间有差异,预示了小环境的差异或者植株遗传上的个体差异可能改变药材重金属的含量,从而可从中选育抗御对重金属吸收的药材株系,培育抗重金属的优良品种。

2.4.2 栽培技术用先进的栽培措施, 如客土育苗、分段栽培、生长激素调控、加快生长速度等, 在种植前期减少重金属的吸收[10]。

2.4.3 控制和减少农药及化肥的使用科学合理施用农药,应尽量施用生物农药,或采用生物防治、农业综合防治等技术防治药用植物病虫害,选择相邻作物病虫害较轻的区域种植中药材。中药材施肥原则应以农家肥为主,尽量减少化肥的施用,同时加强中药材专用肥的研究及推广应用,控制因施肥造成的重金属元素的富集,尤其要注重出口创汇药材施肥技术的改进[11]。

2.4.4 采收加工对于中药材的加工、运输等环节, 要严格重金属含量控制, 及早监测控制质量。对于根茎类药材,在采收加工时应注意其泥沙的去除。另外还要注意,在炮制过程中减少器具、辅料等的污染,也能有效防止药材中重金属的污染[12]。

2.5 改善中药材仓贮条件禁止使用重金属制品仓贮熏蒸剂,改革中药材加工、炮制技术,改进传统包装,在精加工的基础上采用新型的包装方法和技术,最大限度的控制重金属污染的发生。

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2.6 改变制剂工艺运用中药材净化技术,在制剂中采用超声波、膜分离、大孔吸附树脂等新工艺,可大大降低提取物中的重金属含量[13];或选择澄清剂沉淀中药水提液中的金属元素,如壳聚糖具有絮凝作用,可用于精制中药水提液,程红霞等[14]研究了壳聚糖在不同条件下对中药水提液中的铜、镉、铅等主要重金属残留的吸附特性,用于去除中药水提液中重金属残留,效果很好,为今后大规模的工业利用奠定了一定的理论和数据基础。也有学者[15]利用超临界流体萃取技术,消除重金属的污染、除去重金属杂质以及用于重金属的含量检测。张晖芬等根据“以二乙基二硫代氨基甲酸钠为络合剂,利用超临界CO2,从滤纸或沉积物等中萃取金属离子”的技术提示,利用超临界CO2 萃取技术净化药材中重金属,获得了重金属低含量的中药材,而药材中的有效成分的相对含量变化不显著,具有较高的开发价值;张华等[16]用聚苯乙烯基螯合纤维与石墨炉原子吸收分光光度测定法结合,亦成功应用于去除和检测中药中重金属离子。

3 展望

随着中药现代化进程的加速,迫切需要解决涉及中药质量的一系列问题,开展中药材重金属研究更是适应国际国内形势的需要和中医药发展的要求。全面推行GAP并实施认证, 是生产绿色中药材的关键。建立绿色中药材生产基地产地应选择空气清新、水质纯净、土壤未受污染, 具有良好农业生态环境的地区, 尽量避开繁华都市、工业区和交通要道, 多选择在边远省区、农村等。最好选择生地, 以避免土壤经多年种植中遗留的农药, 影响所种植药材的质量[17]。

另外,针对当前中药材重金属研究缺乏系统性,研究深度不够,指导价值小的问题,我们认为应从以下几个方面予以改进:加强对重金属在中药材中存在状态的研究,弄清重金属在药材中的存在形式及其含量,为防止重金属超标提供依据[18];对道地药材、商品药材及其炮制品,以及药材不同产地、不同药用部位的重金属含量进行分析研究,为制定控制措施提供科学依据;研究重金属含量及其存在状态与药材有效成分含量、药物功效的相关性,弄清重金属在治疗疾病中的作用,为科学评价重金属提供理论依据;加强中药材重金属安全评价研究。提出中药材达到多大用量才可能导致重金属对人体产生毒副作用的科学数据,是中药材出口、中医药走向世界的必然要求。

参考文献

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[4] 程黔荣,杨 勤,钟世红.中药材规范化种植中重金属污染的防治[J].中国药业,2004,13(6):21.

[5] 张晖芬,赵春杰.中药材中重金属的控制及其分析方法[J].中药研究与信息,2004,6(5):10,35.

[6] 李海华,刘建武,李树人,等.土壤—植物系统中重金属污染及作物富集研究进展[J].河南农业大学学报,2000,34(1):30.

[7] 付福友,李 敏,白志川.中药材重金属污染的原因和治理方法初探[J].中医药现代化,2003,5(4):69,81.

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[13] 冯 颖.大孔吸附树脂新工艺在中药制剂中的应用[J].中医药学刊,2003,21(2):315.

[14] 程红霞,林 强.壳聚糖对中药水提液中重金属残留的吸附特性研究[J].北京联合大学学报(自然科学版),2006,20(1):69.

[15] 骆望美,宓鹤鸣,黄河舟.超临界流体萃取技术在现代中药研究中的应用[J].解放军药学学报,2002,18(6):351.

[16] 张 华, 王 函. 聚苯乙烯基螯合纤维去除中药中重金属离子的研究[J]. 生物医学工程与临床, 2006,(S1):7.

重金属污染及其防治措施范文第2篇

关键词:重金属土壤污染治理途径

现阶段我们国家的资源能源短缺,如何高效合理的运用这些资源,是我们面临的重要问题。现代社会工农业发展及其迅速,重金属对土壤的污染越来越严重,如何合理利用有限的土地资源,在原本土地资源匮乏的状态下又增加了一大难题。土壤中重金属含量过高,对动植物的生长会产生极大的影响,而且对人类的身体健康也会产生威胁。如何对重金属污染的土壤防护治理,我们对其进行了研究。

一、重金属引起土壤污染的综合情况

重金属引起的土壤污染说的是在外界重金属的影响下,土壤中大部分原有的成分逐渐消失,而重金属所占的比例不断增加,影响了土壤的正常使用并且给影响了正常的生态平衡。使土壤污染的重金属的种类繁多,对土壤污染比较主要的几个金属是Fe、Mn、Cu、Zn、Cd、Ni等,这类金属的密度都比较大。

重金属对土壤的破坏是从多个方面来衡量的。当然土壤中所含的重金属含量越高那么对土壤的污染就越严重。但是也与土壤中重金属存在形式和重金属在土壤中占有的比例也是分不开的。重金属在土壤中主要的存在形态有三种:水溶态、交换态和残存态。其中水溶态和交换态的生存活性比较强,毒性比较大。而残存态的重金属相对来说活性毒性就小很多了。当重金属在离子交换态的状态下的话,那么它的活动毒性是最强的,易被土壤中的植物吸收。或者与其他物质发生反应产生新的存在状态。

二、重金属对土壤污染的危害分析

(一)植物方面的危害

土壤的重金属污染对植物的危害是非常大的。对其危害主要体现在植物根和叶的变化。被重金属污染的土壤使植物在营养成分的吸收上不能得到保证。植物不能从土壤中吸收营养反而吸收了重金属后,与植物体内的某种物质发生反应产生有害的物质。这样就会导致植物不能正常的生长。也有可能导致植物的一部分发生坏死。如果污染严重植物吸收不到养分,那么就会使植物停止生长直至死亡。

(二)生物方面的危害

土壤对生物方面的影响也很大。它是许多微小生物和动植物生活的家园。土壤中存在着多种微小生物,微生物的多样性使土壤保持一个良好的状态。如果土壤受到重金属污染,土壤中生物所需的影响成分大大减少,在土壤中生存的微生物和小动物们的生命也会受到威胁。这样对土壤的状态也会产生严重的影响。

(三)土壤酶方面的危害

土壤酶是一种生物催化剂,其能够综合反映出土壤的肥力及活性状况。由于土壤的物理、化学性质及生物活性会显著的影响到土壤酶的活性,因此土壤环境一旦遭受污染,就会严重影响到土壤酶的活性。例如重金属元素Hg能够较为敏感的抑制土壤中脲酶,因此一旦土壤中的Hg超标,则土壤中所包含的脲酶也会显著的降低。

(四)人身健康方面的危害

土壤中重金属的超标对生物的影响非常大,对我们人的身体方面的危害那就更不用说了。如果吸收了过多的土壤中的重金属,身体所承担的后果都是难以人们承受的。大量的Cd元素会使人体的器官产生病变,对骨质生长产生极大的影响;吸收过量的Pb元素,会使人体的免疫机制不工作,容易生病:吸收过量的Ni元素可以使人们的鼻子和肺部感到不适,严重的还会导致鼻癌和肺癌。土壤中重金属超标严重的影响着人们的身体健康,对于土壤重金属污染方面我们要高度重视起来。

三、对于土壤重金属污染的防治修复措施分析

(一)物理修复

主要使用的物理修复技术有三种,分别是电动修复、电热修复和土壤淋洗。电动修复对土壤环境要求比较高,就是给土壤通电像电池一样,让土壤中的重金属离子做定向的移动,把含量超出标准的离子进行处理。但是不能大规模的处理。电热修复就是给土壤进行加热,使重金属离子在达到一定温度的情况下从土壤中分离。但是该种修复技术对土壤会产生极大的危害。土壤淋洗修复技术指的是向土壤中加入淋洗液,让重金属在淋洗液的作用下转换成液态的形式,然后对液态的重金属进行回收,对其进行相应的处理。这种方法发现的比较早,技术方面相对于电动修复和电热修复来说比较成熟,运用的比较多。

(二)化学固定修复

化学固定修复的方法就是在被重金属污染严重的土壤中加入一些能与重金属产生反应的一些有机元素,让重金属离子与之产生物理化学反应,改变其原有的活性,使其沉淀、发生氧化等。这样就会降低重金属土壤对动植物和微生物的危害。因为突土壤中超标的重金属元素是不相同的,所以也要根据重金属元素的性质再向土壤中添加物质。虽然这种修复方法在操作上面比较简单,但是对土壤中的重金属元素不能彻底处理。只是改变了其原有的性质,并没有从土壤中清除,所以也有可能再一次的污染土壤。

(三)植物修复

还有一种修复技术是植物修复。在被重金属污染的土壤中种植植物。有一些种类的植物可以把土壤中重金属物质吸收到体内,清除土壤中的重金属元素。这种修复技术运用的比较广泛,因为不用投入太多的成本,只需种植超富集植物就可以了。而且对生态环境还不会造成影响。因为这类植物可以免疫重金属的危害,吸收到体内后可以适应重金属元素的存在。也不会影响该类植物的生长。该类比较常见的植物有香草、芥菜等。而且在不断的研究中也发现了许多植物中都有这个特性,对重金属污染土壤的改善也有了很大的帮助。

四、结语

城市化进程的加快及工业生产等导致土壤中重金属污染现象十分严重,严重制约了土壤的高效利用。由于重金属元素的种类较多,在选用防治措施的时候,一定要因地制宜,结合土壤中重金属污染的具体情况,合理选用治理修复技术,最大程度的降低其危害,同时降低对周边环境的二次污染,确保土壤的肥性,促進农业的快速发展提供良好的土壤基础。

参考文献:

[1]曾跃春,刘永林.探析土壤重金属污染的修复技术与治理途径[J].工程技术:全文版,2016,(12). 

重金属污染及其防治措施范文第3篇

关键词:土壤污染;现状;危害;治理措施

1土壤污染概念

土壤是指陆地表面具有肥力、能够生长植物的疏松表层,其厚度一般在2m左右。土壤不但为植物生长提供机械支撑能力,并能为植物生长发育提供所需要的水、肥、气、热等肥力要素。近年来,由于人口急剧增长,工业迅猛发展,固体废物不断向土壤表面堆放和倾倒,有害废水不断向土壤中渗透,汽车排放的废气,大气中的有害气体及飘尘不断随雨水降落在土壤中。农业化学水平的提高,使大量化学肥料及农药散落到环境中,导致土壤遭受非点源污染的机会越来越多,其程度也越来越严重,在水土流失和风蚀作用等的影响下,污染面积不断扩大。因此,凡是妨碍土壤正常功能,降低农作物产量和质量,通过粮食、蔬菜、水果等间接影响人体健康的物质都叫做土壤污染物[1-2]。

当土壤中有害物质过多,超过土壤的自净能力,引起土壤的组成、结构和功能发生变化,微生物活动受到抑制,有害物质或其分解产物在土壤中逐渐积累,通过“土壤植物人体”,或通过“土壤水人体”间接被人体吸收,达到危害人体健康的程度,就是土壤污染。

2我国土壤污染现状与危害

2.1土壤污染的现状

目前,我国土壤污染的总体形势严峻,部分地区土壤污染严重,在重污染企业或工业密集区、工矿开采区及周边地区、城市和城郊地区出现了土壤重污染区和高风险区。土壤污染类型多样,呈现出新老污染物并存、无机有机复合污染的局面。土壤污染途径多,原因复杂,控制难度大。土壤环境监督管理体系不健全,土壤污染防治投入不足,全社会防治意识不强。由土壤污染引发的农产品质量安全问题和逐年增多,成为影响群众身体健康和社会稳定的重要因素[3]。

2.2土壤污染的危害

2.2.1土壤污染导致严重的直接经济损失。初步统计,全国受污染的耕地约有1000万hm2,有机污染物污染农田达3600万hm2,主要农产品的农药残留超标率高达16%~20%;污水灌溉污染耕地216.7万hm2,固体废弃物堆存占地和毁田13.3万hm2。每年因土壤污染减产粮食超过1000万t,造成各种经济损失约200亿元。

2.2.2土壤污染导致生物产品品质不断下降。因农田施用化肥,大多数城市近郊土壤都受到不同程度的污染,许多地方粮食、蔬菜、水果等食物中镉、砷、铬、铅等重金属含量超标或接近临界值。每年转化成为污染物而进入环境的氮素达1000万t,农产品中的硝酸盐和亚硝酸盐污染严重。农膜污染土壤面积超过780万hm2,残存的农膜对土壤毛细管水起阻流作用,恶化土壤物理性状,影响土壤通气透水,影响农作物产量和农产品品质。

2.2.3土壤污染危害人体健康。土壤污染会使污染物在植物体内积累,并通过食物链富集到人体和动物体中,危害人体健康,引发癌症和其他疾病。

2.2.4土壤污染导致其他环境问题。土壤受到污染后,含重金属浓度较高的污染土容易在风力和水力作用下分别进入到大气和水体中,导致大气污染、地表水污染、地下水污染和生态系统退化等其他次生生态环境问题。

3造成土壤污染的原因

3.1过量施用化肥

我国每年化肥施用量超过4100万t。虽然施用化肥是农业增产的重要措施,但长期大量使用氮、磷等化学肥料,会破坏土壤结构,造成土壤板结、耕地土壤退化、耕层变浅、耕性变差、保水肥能力下降、生物学性质恶化,增加了农业生产成本,影响了农作物的产量和质量;未被植物吸收利用和根层土壤吸附固定的养分,都在根层以下积累或转入地下。残留在土壤中的氮、磷化合物,在发生地面径流或土壤风蚀时,会向其他地方转移,扩大了土壤污染范围。过量使用化肥还使饲料作物含有过多的硝酸盐,妨碍牲畜体内氧气的输送,使其患病,严重导致死亡[4]。

3.2农药是土壤的主要有机污染物

全国每年使用的农药量达50万~60万t,使用农药的土地面积在2.8亿hm2以上,农田平均施用农药13.9kg/hm2。直接进入土壤的农药,大部分可被土壤吸附,残留于土壤中的农药,由于生物和非生物的作用,形成具有不同稳定性的中间产物或最终产物无机物。喷施于作物体上的农药,除部分被植物吸收或逸入大气外,约有1/2左右散落于农田,又与直接施用于田间的农药构成农田土壤中农药的基本来源。农作物从土壤中吸收农药,在植物根、茎、叶、果实和种子中积累,通过食物、饲料危害人体和牲畜的健康。

3.3重金属元素引起的土壤污染

全国320个严重污染区约有548万hm2土壤,大田类农产品污染超标面积占污染区农田面积的20%,其中重金属污染占80%,粮食中重金属镉、砷、铬、铅、汞等的超标率占10%。被公认为城市环境质量优良的公园存在着严重的土壤重金属污染。汽油中添加的防爆剂四乙基铅随废气排出污染土壤,使行车频率高的公路两侧常形成明显的铅污染带。砷被大量用作杀虫剂、杀菌剂、杀鼠剂和除草剂,硫化矿产的开采、选矿、冶炼也会引起砷对土壤的污染。汞主要来自厂矿排放的含汞废水。土壤组成与汞化合物之间有很强的相互作用,积累在土壤中的汞有金属汞、无机汞盐、有机络合态或离子吸附态汞,所以,汞能在土壤中长期存在。镉、铅污染主要来自冶炼排放和汽车尾气沉降,磷肥中有时也含有镉[5]。

3.4污水灌溉对土壤的污染

我国污水灌溉农田面积超过330万hm2。生活污水和工业废水中,含有氮、磷、钾等许多植物所需要的养分,所以合理地使用污水灌溉农田,有增产效果。未经处理或未达到排放标准的工业污水中含有重金属、酚、氰化物等许多有毒有害的物质,会将污水中有毒有害的物质带至农田,在灌溉渠系两侧形成污染带。

3.5大气污染对土壤的污染

大气中的二氧化硫、氮氧化物和颗粒物等有害物质,在大气中发生反应形成酸雨,通过沉降和降水而降落到地面,引起土壤酸化。冶金工业排放的金属氧化物粉尘,则在重力作用下以降尘形式进入土壤,形成以排污工厂为中心、半径为2~3km范围的点状污染。

3.6固体废物对土壤的污染

污泥作为肥料施用,常使土壤受到重金属、无机盐、有机物和病原体的污染。工业固体废物和城市垃圾向土壤直接倾倒,由于日晒、雨淋、水洗,使重金属极易移动,以辐射状、漏斗状向周围土壤扩散。

3.7牲畜排泄物和生物残体对土壤的污染

禽畜饲养场的厩肥和屠宰场的废物,其性质近似人粪尿。利用这些废物作肥料,如果不进行物理和生化处理,则其中的寄生虫、病原菌和病毒等可引起土壤和水域污染,并通过水和农作物危害人群健康。

3.8放射性物质对土壤的污染

土壤辐射污染的来源有铀矿和钍矿开采、铀矿浓缩、核废料处理、核武器爆炸、核实验、燃煤发电厂、磷酸盐矿开采加工等。大气层核试验的散落物可造成土壤的放射性污染,放射性散落物中,90Sr、137Cs的半衰期较长,易被土壤吸附,滞留时间也较长。

4我国土壤污染的治理措施

4.1施用化学改良剂,采取生物改良措施,增加土壤环境容量,增强土壤净化能力

向土壤中施用石灰、碱性磷酸盐、氧化铁、碳酸盐和硫化物等化学改良剂,加速有机物的分解,使重金属固定在土壤中,降低重金属在土壤及土壤植物体的迁移能力,使其转化成为难溶的化合物,减少农作物的吸收,以减轻土壤中重金属的毒害。针对有机物污染,用植物、细菌、真菌联合加速有机物降解。针对无机物污染,利用植物修复可以把一部分重金属从土壤中带走。

增加土壤有机质含量、砂掺粘改良性土壤,增加和改善土壤胶体的种类和数量,增加土壤对有害物质的吸附能力和吸附量,从而减少污染物在土壤中的活性。发现、分离和培养新的微生物品种,以增强生物降解作用。

4.2强化污染土壤环境管理与综合防治,大力发展清洁生产

控制和消除土壤污染源,组织有关部门和科研单位,筛选污染土壤修复实用技术,加强污染土壤修复技术集成,选择有代表性的污灌区农田和污染场地,开展污染土壤治理与修复。重点支持一批国家级重点治理与修复示范工程,为在更大范围内修复土壤污染提供示范、积累经验。合理利用污染土地,严重污染的土壤可改种非食用经济作物或经济林木以减少食品污染。科学地进行污水灌溉,加强土壤污灌区的监测和管理,了解水中污染物的成分、含量及其动态,避免带有不易降解的高残留污染物随机进入土壤。

增施有机肥,提高土壤有机质含量,增强土壤胶体对重金属和农药的吸附能力。强化对农药、化肥、除草剂等农用化学品管理。增施有机肥同时采取防治措施,不仅可以减少对土壤的污染,还能经济有效地消灭病、虫、草害,发挥农药的积极效能。在生产中合理施用农药、化肥,控制化学农药的用量、使用范围、喷施次数和喷施时间,提高喷洒技术,改进农药剂型,严格限制剧毒、高残留农药的使用,大力发展高效、低毒、低残留农药。大力发展生物防治措施。

大力推广闭路循环、无毒工艺,以减少或消除污染物的排放。对工业“三废”进行回收净化处理,化害为利,严格控制污染物的排放量和浓度。大力推广和发展清洁生产。

针对土壤污染物的种类,种植有较强吸收能力的植物,降低有毒物质的含量,或通过生物降解净化土壤,通过改变耕作制度、换土、深翻等手段,施加抑制剂改变污染物质在土壤中的迁移转化方向,减少农作物的吸收,提高土壤pH值,促使镉、汞、铜、锌等形成氢氧化物沉淀。

根据土壤的特性、气候状况和农作物生长发育特点,既要防治病虫害对农作物的威胁,又要把化肥、农药对环境和人体健康的危害限制在最低程度。利用物理、物理化学原理治理污染土壤。大力开展植树造林,提高森林覆盖率,维护森林生态系统平衡。

4.3调控土壤氧化还原条件

调节土壤氧化还原电位,使某些重金属污染物转化为难溶态沉淀物,控制其迁移和转化,降低污染物的危害程度。调节土壤氧化还原电位主要是通过调节土壤水分管理和耕作措施实现。

4.4改变耕作制度,实行翻土和换土

改变耕作制度会引起土壤环境条件的变化,消除某些污染物的危害。对于污染严重的土壤,采取铲除表土和换客土的方法;对于轻度污染的土壤,采取深翻土或换无污染客土的方法。

4.5采用农业生态工程措施

在污染土壤上繁殖非食用的种子、种经济作物,从而减少污染物进入食物链的途径;或利用某些特定的动植物和微生物较快地吸走或降解土壤中的污染物质,从而达到净化土壤的目的。

4.6工程治理

利用物理(机械)、物理化学原理治理污染土壤,是一种最为彻底、稳定、治本的措施,但投资大,适于小面积的重度污染区,主要有隔离法、清洗法、热处理、电化法等。近年来,把其他工业领域,特别是污水、大气污染治理技术引入土壤治理,为土壤污染治理研究开辟了新途径。

5参考文献

[1]徐月珍.防止土壤污染和地下水污染的措施[J].环境与可持续发展,1989(1):29-31.

[2]任旭喜.土壤重金属污染及防治对策研究[J].环境保护科学,1999,25(5):31-33.

[3]陈晶中,陈杰,谢学俭,等.土壤污染及其环境效应[J].土壤,2003,35(4):298-303.

重金属污染及其防治措施范文第4篇

【关键词】 农业 土壤污染 防治

1 前言

土壤是人类赖以生存的物质基础,是人类不可缺少、不可再生的自然资源。近年来,由于人口急剧增长,工业迅猛发展,固体废物不断向土壤表面堆放和倾倒,有害废水不断向土壤渗透,大气中的有害气体及飘尘也不断随雨水降落在土壤中,所有这些都导致了土壤的污染不断加剧。土壤污染对人类的危害性极大,不仅直接导致粮食减产,而且通过食用生长于污染土地上的植物及其产品影响人体健康,还通过对地下水的污染以及污染物的转移构成对人类生存环境多个层面上的不良胁迫和危害,因此污染土壤迫切需要修复、治理。

2 土壤污染的来源及特征

2.1 污染物质进入土壤的主要途径

(1)大气沉降。工业排放的气体以及粉尘、烟尘等固体粒子和烟雾、雾气等液体粒子等,通过沉降或降水进入土壤,造成污染。污染常呈现以污染源为中心的椭圆形或带状分布。(2)污水灌溉。污水中含有重金属、酚、氰化物等许多有毒有害的物质,如果污水没有经过必要的处理而直接用于农田灌溉,会将污水中的有毒有害的物质带至农田,污染土壤。(3)化肥污染。不合理使用化肥,也会引起土壤的污染。长期大量使用氮肥,会破坏土壤结构,造成土壤板结,生物学性质恶化,影响农作物的产量和质量。过量地使用硝态氮肥,会使饲料作物含有过多的硝酸盐,妨碍牲畜体内氧的输送,使其患病,严重的导致死亡。(4)农药污染。农药施用不当,会引起土壤污染。农作物从土壤中吸收农药,在根、茎、叶、果实和种子中积累,通过食物、饲料危害人体和牲畜的健康。(5)固体废物的污染。固体废弃物在堆放和处理过程中,由于日晒、雨淋、水洗,污染物极易移动,以辐射状、漏斗状向周围土壤、水体扩散。另一方面,部分固体废弃物以垃圾堆肥的形式施入土壤,造成土壤重金属污染。(6)放射性的污染。随着核技术各领域的广泛应用,越来越多的放射性污染物进入土壤中,这些放射性污染物除可直接危害人体外,还可以通过生物链和食物链进入人体,在人体内产生内照射,损害人体组织细胞,引起肿瘤、白血病和遗传障碍等疾病。

2.2 土壤污染的特点

(1)隐蔽性和滞后性:土壤污染与大气污染、水污染等问题不同,它往往不很直观,需要通过对土壤样品进行分析化验和农作物的残留检测,甚至通过研究对人畜健康状况的影响才能确定。(2)累积性和地域性:污染物质在土壤中不像在大气和水体中容易扩散和稀释,因此容易在土壤中不断积累而超标,同时也使土壤污染具有很强的地域性。(3)具有不可逆转性:重金属对土壤的污染基本是一个不可逆转的过程,被某些重金属污染的土壤可能要100到200年时间才能够恢复;许多有机化学物质的污染也需要较长的时间才能降解。(4)土壤污染很难治理:土壤仅仅依靠切断污染源的方法则往往很难恢复,治理成本往往很高、治理周期也较长。鉴于土壤污染难于治理,而且土壤污染问题的产生有具有明显的隐蔽性和滞后性,土壤污染问题往往不容易受到重视。

3 土壤污染的防治措施与修复技术

3.1 土壤污染的预防措施

(1)加强宣传、监督和管理。建立和完善土壤污染防止、控制和治理的有关法规和政策措施,严格执行国家有关污染物排放标准。(2)加强土壤污染的调查和监测,建立土壤污染监测、预报和评价系统。在研究土壤背景值、通过调查摸清我国土壤污染总体状况的基础上,研究和建立适合我国国情的土壤质量监测、评价标准和预报系统。(3)发展清洁生产,消除污染源。在工业方面应认真研究和大力推广闭路循环、无毒工艺,控制“三废”的排放。在生活污染方面加强分类回收和净化处理。在农业生产中,加强污灌管理,严格执行农田灌溉水质标准;控制化肥农药的使用。(4)植树造林,保护生态环境。土壤污染是以大气污染和水污染为媒介的二次污染为主,植树造林一方面可净化空气,降低大气污染而引起的土壤污染,另一方面还可以涵养水分、调节气候、防止水土流失和保护土壤的自净能力。

3.2 污染土壤的修复技术

土壤的污染已成为急需解决的重要环境问题之一。目前,国内外针对已污染的土壤已经发展了一系列的修复工作。

(1)污染土壤的生物修复技术。生物修复是指人为控制条件下利用生物的生命代谢活动,使污染环境中有毒有害物减量化或使其完全无害化,实现环境净化、生态效应恢复的新兴生物技术。(2)污染土壤的植物修复。植物治理重金属污染土壤是指将某种特定的植物种植在重金属污染的土壤上,而该种植物对土壤中的污染元素具有特殊的吸收富集能力,将植物收获并进行妥善处理(食用植物可灰化回收,非食用植物可按原用途加以利用)后即可将该种重金属移出土体,达到改良土壤的目的。最常见和研究较多的就是对重金属和有机污染物污染土壤的植物修复技术。(3)污染土壤的化学修复技术。化学修复技术是一项发展相对成熟的修复技术,化学修复方法包括各种中和或去除有毒物质的技术,涉及土壤淋洗修复、溶剂浸提修复、化学氧化修复、化学还原修复、化学脱氯修复、电化学修复、真空浸提修复、沉淀修复和活性碳吸附修复。

参考文献:

[1]王利英.土壤污染的生物修复技术研究现状及展望.河北农业科学,2003,7(增刊):76-79.

[2]青年科学家论坛.污染环境的植物修复[J].科技与产业,2002,2(3):33-391.

重金属污染及其防治措施范文第5篇

在化学教学中应采取理论联系实际的方法,在传授化学知识的同时,有意识地联系环境保护的知识,重点介绍大气水体的污染及其防治措施,这样也可以激发学生学习化学的兴趣。增强学生保护环境的意识。

--有关大气污染的教学

1、CO污染。在进行初中化学CO性质教学时,教师要向学生介绍CO是大气污染物之一,它可以与人体内的血红蛋白结合,重者使人死亡。例如1984年印度地下毒气(CO)罐泄漏,造成25000人死亡,5万人双目失明。

2、?氮氧化合物、硫氧化合物污染。氮氧化合物和硫氧化合物是大气中的重要污染物。矿物质的燃烧,硫酸厂、硝酸厂的废气,发电厂的“黄龙”等是重要的污染源。SO2为大气污染的元凶,有一定的致癌作用。氮氧化合物对人体有刺激作用,其毒性为CO的五倍,NO结合血红蛋白的能力强于CO,如空气中NO2浓度达到0.5ppm可使树叶全部掉光。

3、卤代烃污染。讲卤代烃时要介绍氟里昂(CCL2F2)排入大气后可破坏臭氧层。目前臭氧层已经出现了空洞,减弱了臭氧层对阳光中紫外线的阻挡作用,使人类患皮肤癌的可能性增加。有人预言,到2075年世界上皮肤癌患者会因臭氧层空洞而显著增多,紫外线也可刺激人的眼睛,到那时白内障病人数也会大增。

4、CO2污染。结合讲CO2性质,介绍空气中CO2含量的增加引起的温室效应。

有机物的燃烧使大气中CO2含量升高,?使全球气侯变暧,有人预计到下世纪未全球气温可平均升高2.5℃--5.5℃,将使冰川融化,许多岛屿被海水淹没。

防治措施:减少空气中CO2的排放量,充分利用电能、太阳能、同时要开辟新的能源,如取之于水发展H2能源。

--有关水体污染的教学

1、无机物污染。在讲过滤元素时应向学生介绍重金属污染物。多数重金属盐在水中形成络合物,其价态变化多,对人体有明显的毒效应。因重金属离子与人体内蛋白质等生理活性高的分子结合成不可逆的变性物质,导致人生理活动障碍。

2、有机物污染。在讲石油炼制时向学生介绍石油工业废水中含有酚、芳烃等,酚为五毒之首,为助致癌剂,而且在低浓度就使蛋白质变性。

预防措施:石油厂废水要经处理回收酚。

3、有机氯农药污染。在讲CL2与苯酚的反应生成六氯环已己烷时,向学生介绍有机氯农药易残留不易分解,且易富集在生物体内。例如:DDV可通过食物链富集损害植物神经,发生慢性中毒而致癌。