❶ 重金屬污染的主要原因
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。目前我國由於在重金屬的開采、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。如隨廢 重金屬水銀
水排出的重金屬,即使濃度小,也可在藻類和底泥中積累,被魚和貝類體表吸附,產生食物鏈濃縮,從而造成公害。 水體中金屬有利或有害不僅取決於金屬的種類、理化性質,而且還取決於金屬的濃度及存在的價態和形態,即使有益的金屬元素濃度超過某一數值也會有劇烈的毒性,使動植物中毒,甚至死亡。金屬有機化合物(如有機汞、有機鉛、有機砷、有機錫等)比相應的金屬無機化合物毒性要強得多;可溶態的金屬又比顆粒態金屬的毒性要大;六價鉻比三價鉻毒性要大等等。 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,例如,日本發生的水俁病(汞污染)和骨痛病(鎘污染,等公害病,都是由重金屬污染引起的。 重金屬在大氣、水體、土壤、生物體中廣泛分布,而底泥往往是重金屬的儲存庫和最後的歸宿。當環境變化時,底泥中的重金屬形態將發生轉化並釋放造成污染。重金屬不能被生物降解,但具有生物累積性,可以直接威脅高等生物包括人類,有關專家指出,重金屬對土壤的污染具有不可逆轉性,已受污染土壤沒有治理價值,只能調整種植品種來加以迴避。因此,底泥重金屬污染問題日益受到人們的重視。
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,工業污染的治理可以通過一些技術方法、管理措施來降低它的污染,最終達到國家的污染物排 謹防茶葉中的重金屬污染
放標准;交通污染主要是汽車尾氣的排放,國家制定了一系列的管理辦法,例如:使用乙醇汽油、安裝汽車尾氣凈化器等;生活污染主要是一些生活垃圾的污染,廢舊電池、破碎的照明燈、沒有用完的化妝品、上彩釉的碗碟等,對於重金屬的污染只要我們從其來源加以控制,就多多少少可以減少重金屬污染。 專家分析指出:目前我國塑料生產企業的工藝、設備、技術研發較落後,是造成污染嚴重的主要原因,而管理不善、地方保護及人們環保意識淡薄,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,使用環保型助劑才能使PVC行業健康長遠發展。
❷ 中國核工業二三建設有限公司怎麼樣
簡介:中國核工業二三建設有限公司是中國規模最大的核工程綜合安裝企業,創立於1958年,2002年經國家建設主管部門核定為施工總承包一級企業。中國核工業建設集團公司和中廣核工程公司為中核二三公司共同出資人。公司注冊地點為北京順義。
公司管理嚴格、技術實力雄厚,尤以核電工程、國防軍工工程和石化工程安裝施工見長,多次被黨和國家領導人譽為重大工程建設的「國家隊」、「鐵軍」。
50餘年來,公司承擔了中國大陸幾乎全部核軍工、核電站核島,以及大部分核科研安裝工程,在石油化工、輕工紡織、環保、建材、汽車、火電、航空航天、電子等基礎建設領域中創造了多項優良紀錄。 公司堅持「依法經營,以人為本,管理科學,施工精心;保護環境,預防為主,持續改進,服務社會」的質量、環境、職業健康安全一體化管理方針,以強大的施工技術能力,嚴密的施工管理體系和豐富的施工經驗享譽國內外核工程、石油化工工程市場。公司先後50餘次榮獲包括魯班獎在內的國家獎項。
公司注冊資本3.8億元人民幣,在國內十多個省市設立了多傢具有安裝施工能力的工程公司和項目部;擁有核電預制廠、核工業工程技術研究設計公司(中國安裝協會焊接專業委員會設在該公司)等生產、科研單位;控股組建了深圳紐科利核電工程有限公司(中法合資)、深圳施英達管道有限公司等單位。
公司首家擁有國家核安全局頒發的民用核承壓設備安裝資格許可證,並在安裝單位中首家取得民用核承壓設備製造資格許可證;取得了國家質量監督檢驗檢疫主管部門頒發的中華人民共和國特種設備安裝改造維修許可證、中華人民共和國特種設備製造許可證;河北省測繪主管部門頒發的測繪資質證書;中國國家認證認可監督管理委員會頒發的計量認證合格證書等10多項資質。公司連續16年被河北省授予「文明單位」稱號,被中國建設銀行河北省分行評為AAA級信用企業,2003年又被中國企業聯合會、中國企業家協會評為「中國優秀企業」,並榮獲河北省工商行政管理學會授予的「重質量守信譽」示範單位稱號。
公司1998年取得了GB/T—19001、ISO9002:1994質量體系證書,並於2001年實現了向ISO9001:2000體系轉換過渡取得證書。2003年,公司順利通過ISO14001環境管理和GB/T28001職業健康安全管理體系認證。
公司在安裝工程領域持續探索、不斷創新,掌握了大量先進安裝技術和專業技術。公司以現代核電工程的先進管理思想融合計算機、資料庫、網路技術等高科技技術,自主開發了涵蓋工程管理各個方面的工程計算機管理軟體,在國內全部核電站核島安裝工程中進行充分應用,成為國內安裝行業首家建立並成功運用大型計算機網路對現場施工、圖紙設計、質量跟蹤、文件傳遞、物資供應等全部工程建設環節進行科學管理的安裝企業。通過與國外公司合作,公司在廣東嶺澳核電站核島安裝工程中自主承擔了現場設計工作,完成了2.5英寸以下輔助管道、次電纜槽路徑、火警、通訊、照明路徑設計;在秦山三期核電站建設中,以三維方式完成了現場詳細設計工作。公司以新的物資管理方式和計算機信息技術為核心再造安裝工作物資管理流程,具有完整的國內外采購、分配、管理能力。
在核工程領域,公司安裝完成了包括大型石墨反應堆、大型濃縮鈾生產廠、核動力裝置及各類實驗性反應堆,為我國「兩彈一艇」的研製成功和核工業的發展作出了重大貢獻。八十年代以來,公司開創了國內核電站核島安裝工程之先河,先後承建了我國第一座核電站-秦山核電站(300兆瓦)核島及輔助系統(BOP)的安裝工程,我國第一座成套引進的大型商用核電站-廣東大亞灣核電站(2×900兆瓦)核島安裝工程,並以優異的安裝質量保證了兩座核電站的順利運行。進入「九五」以來,公司承擔核島安裝工程的廣東嶺澳、秦山二期、秦山三期核電站均實現了提前投入商業運行,清華大學高溫氣冷反應堆(核島及輔助系統)順利實現實驗成功,江蘇田灣核電站成功實現並網發電並全面投入商業運行。隨後,嶺澳二期和秦山二期擴建工程、中國原子能科學研究院快中子實驗反應堆等也順利並網發電。遼寧紅沿河、福建寧德、廣東陽江、浙江方家山、福建福清、廣東台山、廣西防城港、海南昌江核電站核島安裝核工程施工項目也在按計劃進行。在軍工工程領域,公司先後參與建設了海南某國防工程,KM6神舟飛船模擬倉工程、航空一集團624工程等項目,並以優良的質量、先進的管理和周到的服務贏得了業主的高度贊譽。在石油化工、輕紡、環保、航空航天和汽車等領域,公司先後承建完成了上海石化總廠、大慶30萬噸乙烯工程、濟南滌綸廠、福建煉油廠、廣州乙烯廠、茂名石化總廠、安慶腈綸廠、上海河流污水SB泵站、西昌衛星發射中心擴建工程、上海大眾汽車廠擴建工程、徐州市荊馬河污水處理廠工程、臨沂市羅庄污水處理廠、淮安市污水處理廠、美國通用電氣塑料(中國)公司擴建工程、台化塑膠寧波ABS二期擴建工程、寧夏龍欣年產30萬噸甲醇汽油項目、上海IIP項目、廣東LNG項目、蘇州尚美國際化妝品有限公司安裝工程、天津LG項目燒鹼裝置等大型民用項目工程等一系列國家重點工程以及工業及民用工程的施工任務,並多次創造了令人矚目的輝煌業績。
在公司獲得的工程質量獎項中,其中大慶乙烯工程丁辛醇裝置、秦山核電站核島安裝工程、西昌衛星發射中心第二發射工位建築工程、嶺澳核電站核島安裝工程、秦山三期核電站核島工程等5項工程獲國家建築業最高獎——魯班獎;大慶乙烯工程、高通量工程試驗堆工程、中國環流器一號等10多項工程獲國家優質工程金獎、銀獎;北京「正負電子對撞機」工程獲國家領導人親自簽署的特別金獎,上海河流污水處理SB泵站機電安裝工程榮獲上海市政工程金獎;「嶺澳核電站核島管道焊接工程」、「秦山三期核電站核島安裝工程」分別被評為2003年、2004年「全國優秀焊接工程一等獎」;北京金宸公寓3#、4#樓鋼結構工程榮獲中國建築金屬結構協會授予的全國首屆「鋼結構金獎」;壓水堆核電站主迴路管道安裝焊接技術、秦山核電站反應堆主迴路管道安裝技術、大亞灣核電站核島安裝計算機輔助管理網路系統等30多項工程獲部級科技進步一、二、三等獎,其中公司擁有自主知識產權的核電站核島電氣安裝、核電站核島管道安裝、核電站核島自動化儀表安裝、核電站核島設備安裝、核電站核島安裝焊接、工廠化管道預制工藝、核電站主系統設備安裝技術、激光對中應用技術、玻璃襯里設備(反應釜)安裝技術等9項技術獲中國安裝協會頒發的「中國安裝之星」稱號。
通過50餘年的發展,尤其是經過連續29年不間斷地從事核電站建設,公司已形成了「與國際接軌的項目管理能力、卓越的以核反應堆EM2安裝為代表的工程施工能力、良好的工程現場設計和施工技術研發能力、高質量的核工程產業鏈全程服務能力、獨特的核安全文化」等五大核心競爭力,以及近三年積極推行的戰略調整、企業文化變革、能力提升,使得公司在國家第三輪核電建設中贏得了先機。
在經營活動中,公司還先後與法國、美國、英國、德國、日本、加拿大、韓國、俄羅斯、挪威、義大利等國家的眾多國際知名公司建立了廣泛的合作關系。
如今,公司正秉承「四個一切」的核工業精神和「自強創新,追求卓越」的企業精神,以科學的管理、先進的技術、豐富的施工經驗和竭誠為客戶服務的經營理念,為國內眾多的工程建設項目提供安全、優質、高效的服務,並致力於向核能建設行業的領跑者、核電工程產業鏈全程全能服務商的遠景目標邁進。
法定代表人:張凱
成立日期:1958-11-01
注冊資本:38000萬元人民幣
所屬地區:北京市
統一社會信用代碼:91110000104322012F
經營狀態:開業
所屬行業:建築業
公司類型:其他有限責任公司
英文名:China Nuclear Instry 23 Construction Co., Ltd.
人員規模: 1000-4999人
企業地址:北京市順義區順康路58號院1幢
經營范圍:施工總承包;專業承包;承包境外工程和境內國際招標工程;企業管理培訓;技術咨詢;貨物進出口、技術進出口、代理進出口;批發、零售建築材料、裝飾材料、五金材料、機械設備、五金、交電、電子產品、文化用品;技術服務;租賃建築工程機械設備;出租辦公用房;會議服務;工程准備;以下僅限外埠分支機構經營:倉儲服務;製造密封用填充料;製造金屬結構;製造金屬壓力容器;製造金屬鋼跳板;金屬表面處理及熱處理加工。(企業依法自主選擇經營項目,開展經營活動;依法須經批準的項目,經相關部門批准後依批準的內容開展經營活動;不得從事本市產業政策禁止和限制類項目的經營活動。)
❸ 什麼是重金屬污染物的傳播特徵
重金屬污染物的傳播特徵與重金屬污染源位置
摘要:文章闡明了重金屬污染物來源與分布,同時對國內外土壤重金屬污染治理的研究工作做了系統的綜述,提出了土壤中重金屬污染物防治的環境礦物學新方法,利用環境礦物材料治理土壤重金屬污染物的方法,具有成本低、效果好、無二次污染及有用金屬可回收利用等優點,展現出廣闊的環境礦物學研究與應用前景。並提醒人們要提高土壤質量意識,保護生態環境。
1) 工業三廢引起的重金屬污染
近年來,由於部分礦產開發中選礦、冶煉工藝水平落後,個別礦區沒有環保治理設備,廢水、廢氣排放而帶來的大量廢棄物的產生未經處理直接投放環境,而其中的重金屬隨著自然的沉降、雨水的淋溶等途徑進入土壤,進入正常循環的生態系統,造成重金屬污染嚴重危害人們的生產生活。
2)化肥農葯的過度使用
重金屬元素是肥料中報道最多的污染物質,化肥中品位較差的過磷酸鈣和磷礦粉中含有微量的As、Cd重金屬元素(WILLIAMS C H,1973)。含鉛及有機汞的農葯發揮作用的同時也為土壤重金屬污染埋下了禍根,造成土壤的膠質結構改變,營養流失,對農作物的產量及品質都造成極大的不良影響。目前的飼料添加劑中也常含有高含量的Cu和Zn(夏家淇,1996),這使得有機肥料中的Cu、Zn含量也明顯增加並隨著肥料施入農田。
3)汽車尾氣的排放
以公路、鐵路為中心成條帶狀分布的重金屬污染土壤主要是由於汽車尾氣的排放、汽車輪胎磨損產生的大量含重金屬的有害氣體和粉塵的沉降所引起的,污染元素中主要為Pb、Cu、Zn等元素(李波,2005)。這些物質隨風飄落,進入土壤中引起重金屬污染。實驗證明,道路兩旁土壤中重金屬的污染比較嚴重,並隨著離公路距離的由近到遠,土壤的污染程度漸輕
。
重金屬系指密度4.0以上約60種元素或密度在5.0以上的45種元素。砷、硒是非金屬,但是它的毒性及某些性質與重金屬相似,所以將砷、硒列入重金屬污染物范圍內。環境污染方面所指的重金屬主要是指生物毒性顯著的汞、鎘、鉛、鉻以及類金屬砷,還包括具有毒性的重金屬鋅、銅、鈷、鎳、錫、釩等污染物。
隨著全球經濟化的迅速發展,含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。土壤重金屬污染可影響農作物產量和質量的下降,並可通過食物鏈危害人類的健康,也可以導致大氣和水環境質量的進一步惡化。因此引起世界各國的廣泛重視。目前,世界各國土壤存在不同程度的重金屬污染,全世界平均每年排放Hg約1.5萬 t、Cu為340萬 t、Pb為500萬 t、Mn為1500萬 t、Ni為100萬 t。中國北方大城市的蔬菜基地和部分商品糧基地也存在著不同程度的重金屬污染,如北京、天津、西安、沈陽、濟南、長春、鄭州等地;。
南方相對較輕,如福州、寧波、上海、武漢、成都等地。土壤重金屬污染將會造成生態系統的嚴重破壞。從中國土壤資源狀況看,到2000年底中國人均耕地僅為0.1 hm2,而且隨著今後中國經濟社會的發展如生態退耕、農業結構調整及自然災害損毀等,土壤資源將進一步減少。因而如何有效地控制及治理土壤重金屬的污染,改良土壤質量,將成為生態環境保護工作中十分重要的一項內容。
重金屬污染原理
重金屬,特別是汞、鎘、鉛、鉻等具有顯著和生物毒性。它們在水體中不能被微生物降解,而只能發生各種形態相互轉化和分散、富集過程(即遷移)。重金屬污染的特點是:(1)除被懸浮物帶走的外,會因吸附沉澱 作用而富集於排污口附近的底泥中,成為長期的次生污染源;(2)水中各種無機配位體(氯離子、硫酸離子、氫氧離子等)和有機配位體(腐蝕質等)會與其生成絡合物或螯合物,導致重金屬有更大的水溶解度而使已進入底泥的重金屬又可能重新釋放出來;(3)重金屬的價態不同,其活性與毒性不同。其形態又隨pH和氧化還原條件而轉化。(4)在其危害環境方面的特點是:微量濃度即可產生毒性(一般為1~10毫克/升,汞、鎘為0.01~0.001毫克/升);在微生物作用會轉化為毒性更強的有機金屬化合物(如洋-甲基汞);可被 生物富集,通過食物鏈進入人體,造成慢性路線。親硫重金屬元素(汞、鎘、鉛、鋅、硒、銅、砷等)與人體組織某些酶的巰基(-SH)有特別大的親合力,能抑制酶的活性,親鐵元素(鐵、鎳)可在人體的腎、脾、肝內累積,抑制精氨酶的活性。六價鉻可能是蛋白質和核酸的沉澱劑,可抑制細胞內谷胱甘肽還原酶,導致高鐵血紅蛋白,可能致癌,過量的釩和錳(親岩元素)則能損害神經系統的機能。
本文主要從土壤中重金屬污染物來源與分布、土壤中重金屬污染物的現行治理方法入手,提出土壤中重金屬污染物防治的環境礦物學新方法。旨在保護環境,提高土壤的環境質量。
1 土壤中重金屬污染物來源與分布
土壤中重金屬的來源是多途徑的,首先是成土母質本身含有重金屬,不同的母質、成土過程所形成的土壤含有重金屬量差異很大。此外,人類工農業生產活動,也造成重金屬對大氣、水體和土壤的污染。
1.1 大氣中重金屬沉降
大氣中的重金屬主要來源於工業生產、汽車尾氣排放及汽車輪胎磨損產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。大氣中的大多數重金屬是經自然沉降[2]和雨淋沉降進入土壤的。如瑞典中部Falun市區的鉛污染[3],它主要來自於市區銅礦工業廠、硫酸廠、油漆廠、采礦和化學工業產生大量廢物,由於風的輸送,這些細微顆粒的鉛,從工業廢物堆擴散至周圍地區。南京某生產鉻的重工業廠[4]鉻污染疊加已超過當地背景值4.4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廠也是由工廠煙囪排放造成S、V、As的污染。公路、鐵路兩側土壤中的重金屬污染,主要是Pb、Zn、Cd、Cr、Co、Cu的污染為主。它們來自於含鉛汽油的燃燒,汽車輪胎磨損產生的含鋅粉塵等。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。在寧—杭公路南京段兩側的土壤形成Pb、Cr、Co污染暈帶,且沿公路延長方向分布,自公路向兩側污染強度減弱。在寧—連一級公路淮陰段兩側的土壤鉛含量增高,向兩側含量逐漸降低,且在地表0~30 cm鉛的含量較高。在法國索洛涅地區A71號高速公路[8]沿途嚴重污染重金屬Pb、Zn、Cd,其沉降粒子濃度超過當地土壤背景值2~8倍,而公路旁重金屬濃度比沉降粒子中高7~26倍。在斯洛維尼亞[9]從居波加到扎各瑞波公路兩側,鉛除了分布在公路兩側以外,還受階地地貌和盛行風的影響,高鉛出現在低地,公路順風一側鉛含量較高。 經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,向四周及兩側擴散;由城市—郊區—農區,隨距城市的距離加大而降低,特別是城市的郊區污染較為嚴重。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;重工業越發達,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後,被土壤中的粘土礦物和有機物的吸附或固定,富集於土壤表層,或為植物吸收而轉入土壤,造成土壤汞的濃度的升高。
1.2 農葯、化肥和塑料薄膜使用
施用含有鉛、汞、鎘、砷等的農葯和不合理地施用化肥,都可以導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。經過對上海地區菜園土地、糧棉地的研究,施肥後,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。通過紐西蘭50 a前和現今同一地點58個土樣分析,自施用磷肥後,鎘從0.39 mg/kg升至0.85
mg/kg。在阿根廷由於傳統無機磷肥的施入,進而導致土壤重金屬Cd、Cr、Cu、Zn、Ni、Pb的污染。
農用塑料薄膜生產應用的熱穩定劑中含有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。
1.3 污水灌溉
污水灌溉一般指使用經過一定處理的城市污水灌溉農田、森林和草地。城市污水包括生活污水、商業污水和工業廢水。由於城市工業化的迅速發展,大量的工業廢水湧入河道,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區土壤污染嚴重,遠離污染源頭和城市工業區,土壤幾乎不污染[17]。近年來污水灌溉已成為農業灌溉用水的重要組成部分,中國自60年代至今,污灌面積迅速擴大,以北方旱作地區污灌最為普遍,約佔全國污灌面積的90%以上。南方地區的污灌面積僅佔6%,其餘在西北和青藏[18]。污灌導致土壤重金屬Hg、Cd、Cr、As、Cu、Zn、Pb等含量的增加。淮陽污灌區自污灌以來,金屬Hg、Cd、Cr、Pb、As等就逐漸增高,1995~1997年已超過警戒級。太原污灌區的重金屬Pb、Cd、Cr含量遠遠超過其當地背景值,且積累量逐年增高。
1.4 污泥施肥
污泥中含有大量的有機質和氮、磷、鉀等營養元素,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田,使農田中的重金屬的含量在不斷增高。污泥施肥可導致土壤中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]。Anthony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。
1.5 含重金屬廢棄物堆積
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。通過對武漢市垃圾堆放場[23]、杭州某鉻渣堆存區、城市生活垃圾場[25]及車輛廢棄場[26]附近土壤中的重金屬污染的研究,這些區域的重金屬Cd、Hg、Cr、Cu、Zn、Ni、Pb、As、Sb、V、Co、Mn的含量高於當地土壤背景值,重金屬在土壤中的含量和形態分布特徵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。由於廢棄物種類不同,各重金屬污染程度也不盡相同,如鉻渣堆存區的Cd、Hg、Pb為重度污染,Zn為中度污染,Cr、Cu為輕度污染。
1.6 金屬礦山酸性廢水污染
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。1989年我國有色冶金工業向環境中排放重金屬Hg為56 t,Cd為88 t,As為173 t,Pb為226 t。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,由於金屬元素遷移能力減弱和水體自凈化能力的適度恢復,金屬化學污染強度逐漸降低。江西樂安江沽口—中洲由於遭受德興銅礦的污染,水體及土壤中的重金屬Cu、Pb、Zn、Cr含量增高,至鄱陽湖段重金屬含量逐漸降低。美國科羅拉多州羅拉多流域受采礦的影響,重金屬元素Cd、Zn、Pb、As的濃度,以污染源為最高,之後隨著與污染源距離延長而逐漸降低。萊安河[30]重金屬污染,來自一個大型銅礦,導致重金屬濃度遠遠超過當地背景值。流域重金屬污染隨季節變化而異,枯水期重金屬的含量明顯高於豐水期。河流流速減緩可以導致該流段重金屬含量增加。
同一區域土壤中重金屬污染物的來源途徑可以是單一的,也可以是多途徑的。胡永定通過研究徐州荊馬河區域土壤重金屬污染的成因中指出:Cr、Cu、Zn、Pb是由垃圾施用引起的,As是由農灌引起的,Cd是由農灌和垃圾施用引起的,Hg是各種途徑都具備。王文祥通過對山東省耕地重金屬元素污染狀況的研究說明,工業快速發展地區鉛高於農業環境,鉛與距公路遠近有關。鄉鎮企業技術、設備落後,原材料利用率低,造成其周邊土壤重金屬污染相當嚴重。據貴州1986年的統計,全省鄉鎮排放汞14.7萬kg,土壤中有的地方達56.64 mg/kg,超過未污染土壤的84.5倍。要引起高度重視。
總的來說:工業化程度越高的地區污染越嚴重,市區高於遠郊和農村,地表高於地下,污染區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。
2 土壤中重金屬污染物現行治理方法
關於土壤重金屬污染物的研究,國外始於20世紀60~70年代,如澳大利亞、美國、德國等國家對土壤重金屬較深入,尤其澳大利亞。我國在1983年對主要類型的土壤環境容量作過初步研究,如提出研究土壤重金屬的生態效應、臨界含量地帶性分異規律和分區等。
當前,世界各國很重視對重金屬污染治理方法研究,並開展廣泛的研究工作。總的來說,目前大致有以下四種治理措施:
2.1 工程治理方法
工程治理是指用物理或物理化學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源地,就是由於長期食用含鎘的稻米而引發的,他們通過研究,去表土15 cm,並壓實心土,在連續淹水的條件下,稻米中鎘的含量小於0.4 mg/kg;去表土後再客土20 cm,間歇灌溉稻米中鎘的含量也不超標,客土超過30 cm,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,使土壤中的揮發性污染物(Hg)揮發並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。
以上措施具有效果徹底、穩定等優點,但實施復雜、治理費用高和易引起土壤肥力降低等缺點。
2.2 生物治理方法
生物治理是指利用生物的某些習性來適應、抑制和改良重金屬污染。主要有:動物治理是利用土壤中的某些低等動物蚯蚓、鼠類等吸收土壤中的重金屬;微生物治理是利用土壤中的某些微生物等對重金屬具有吸收、沉澱、氧化和還原等作用,降低土壤中重金屬的毒性如Citrobacter sp產生的酶能使U、Pb、Cd形成難溶磷酸鹽;原核生物(細菌、放線菌)比真核生物(真菌)對重金屬更敏感,格蘭氏陽性菌可吸收Cd、Cu、Ni、Pb等。植物治理是利用某些植物能忍耐和超量積累某種重金屬的特性來清除土壤中的重金屬;重金屬的植物吸收、淋溶和無效態數量將只依賴於它們的有效態的多少,重金屬溶液濃度和它們的土壤的有效態之間關系遵循Freundlich吸附方程[41];超積累植物可吸收積累大量的重金屬,目前已發現400多種,超積累植物積累Cr、Co、Ni、Cu、Pb的含量一般在0.1%以上,積累Mn、Zn含量一般在1%以上;印度芥菜(Brassica juncea)可吸收Zn、Cd、Cu、Pb等,在Cu為250 mg/kg,Pb為500 mg/kg、Zn為500 mg/kg條件下能生長,在Cd為200 mg/kg出現黃化現象[42];印度芥菜(Brassica juncea)可對Cr6+、Cd、Ni、Zn、Cu富集分別為58,52,31,17和7倍;高桿牧草(Agropyron elongatum)能吸收Cu等;英國的高山瑩屬類等,可吸收高濃度的Cu、Co、Mn、Pb、Se、Cd、Zn等。
生物治理措施的優點是實施較簡便、投資較少和對環境破壞小,缺點是治理效果不顯著。
2.3 化學治理方法
化學治理就是向污染土壤投入改良劑、抑制劑,增加土壤有機質、陽離子代換量和粘粒的含量,改變pH、Eh和電導等理化性質,使土壤重金屬發生氧化、還原、沉澱、吸附、抑制和拮抗等作用,以降低重金屬的生物有效性。其中沉澱法是指土壤溶液中金屬陽離子在介質發生改變(pH值、OH-、SO42-等)時,形成金屬沉澱物而降低土壤重金屬的污染;如向土壤中投放鋼渣,它在土壤中易被氧化成鐵的氧化物,對Cd、Ni、Zn的離子有吸附和共沉澱作用,從而使金屬固定。在沈陽張士污灌區進行的大面積石灰改良實驗表明,每公頃施石灰1500~1875 kg籽實含鎘量下降50%[18]。有機質法是指有機質中的腐殖酸能絡合重金屬離子生成難溶的絡合物,而減輕土壤重金屬的污染;吸附法是指重金屬離子能被膨潤土、沸石、粘土礦物等吸附固定,從而降低土壤重金屬的污染。
化學治理措施優點是治理效果和費用都適中,缺點是容易再度活化。
2.4 農業治理方法
農業治理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,在污染土壤上種植不進入食物鏈的植物。主要有:控制土壤水分是指通過控制土壤水分來調節其氧化還原電位(Eh),達到降低重金屬污染的目的;選擇化肥是指在不影響土壤供肥的情況下,選擇最能降低土壤重金屬污染的化肥;增施有機肥是指有機肥能夠固定土壤中多種重金屬以降低土壤重金屬污染的措施;選擇農作物品種是指選擇抗污染的植物和不要在重金屬污染的土壤上種植進入食物鏈的植物;如在含鎘100 mg/kg的土壤上改種薴麻,五年後,土壤鎘含鎘平均降低27.6%;因地制宜地種植玉米、水稻、大豆、小麥等,水稻根系吸收重金屬的含量占整個作物吸收量的58%~99%,玉米莖葉吸收重金屬的含量占整個作物吸收量的20%~40%,玉米籽實吸收量最少,重金屬在作物體內分配規律是根>莖葉>籽實。土壤重金屬污染也是導致生態系統破壞的重要因素。合理的利用農業生態系統工程措施,也可以保持土壤的肥力,改良和防治土壤重金屬污染,提高土壤質量,並能與自然生態循環和系統協調運作。如可以在污染區公路兩側盡可能種樹、種花、種草或經濟作物(如蓖麻),種植草皮或觀賞樹木,移栽繁殖,不但可以美化環境,還可以凈化土壤;蓖麻可用作肥皂的原料。也可以進行農業改良,即在污染區繁育種子(水稻、玉米),之後在非污染區種植;或種植非食用作物(高梁、玉米),收獲後從秸稈提取酒精,殘渣壓制纖維板,並提取糠醛,或將殘渣製作沼氣作能源。
農業治理措施的優點是易操作、費用較低,缺點是周期長、效果不顯著。
3 土壤中天然礦物治理重金屬污染物新方法
土壤的主要礦物組成除粘土礦物外,還存在大量的天然鐵錳鋁氧化物及氫氧化物、硅氧化物、碳酸鹽、有機質硫化物等天然礦物。在國內外關於土壤重金屬污染物防治途徑研究中,人們一直強調土壤自身的凈化能力,但土壤自凈化能力離不開土壤中礦物種對重金屬的吸附與解吸作用、固定與釋放作用,土壤中具體礦物的凈化能力才真正體現土壤自身的凈化能力和容納能力。土壤中有毒有害元素含量的高低,並不是直接判定土壤環境質量優劣乃至土壤生態效應的唯一標志,關鍵問題是要揭示這些重金屬在土壤中與各種無機物之間具有怎樣的環境平衡關系。在國內外為尋求地下水和土壤有機污染的修復方法而直接對土壤中多種粘土礦物進行改性研究,即利用有機表面活性劑去置換天然粘土礦物中存在著的大量可交換的無機陽離子,以形成有機粘土礦物,可有效截住或固定有機污染物,阻止地下水的進一步污染,限制有機污染物在土壤環境中遷移擴散。但特別需要指出的是,在粘土礦物改性過程中,其中的固定態重金屬也一並被置換出來,導致土壤系統中業已建立環境平衡被打破,使得土壤環境中解吸釋放態重金屬污染物總量大大增加。至此,土壤中重金屬污染物既來源於土壤中活動態的重金屬,又來源於改性粘土礦物時被置換釋放出來的重金屬。以本實驗室正在開展研究的環境礦物材料—天然鐵錳鋁氧化物及氫氧化物為例,其中磁鐵礦、赤鐵礦、針鐵礦、軟錳礦、硬錳礦與鋁土礦等也正在成為國際上關於天然礦物凈化污染方法研究方面的重點對象之一。我們認為天然鐵錳鋁氧化物及氫氧化物的表面具有明顯的化學吸附性特徵,錳氧化物與氫氧化物還具有較完善的孔道特徵,尤其是Fe、Mn為自然界中少數的但屬於常見的變價元素,其氧化物和氫氧化物化合物往往可表現出一定的氧化還原作用。所以說天然鐵錳鋁氧化物及氫氧化物具有潛在的凈化重金屬污染物的功能,能成為土壤環境中吸附固定態重金屬污染物的有效物質。
綜上所述,國內外對土壤重金屬污染現狀與治理,取得了一定的成績,也存在一些理論上和技術上的問題,如土壤中重金屬與土壤中礦物之間的吸附與解吸、固定與釋放的平衡關系的研究,土壤中重金屬形態特徵、轉化與遷移規律的系統研究,土壤中二次污染物的及時處理等。
土壤重金屬污染首先應從源頭抓起,控制污染源,土壤重金屬的污染已經達到相當嚴重的程度,要充分認識土壤重金屬污染的長期性、隱匿性、不可逆性以及不能完全被分解或消逝的特點。土壤質量問題是經濟可持續發展和社會全面進步的戰略問題,它直接影響土壤質別、水質狀況、作物生長、農業產量、農產品品質等,並通過食物鏈對人體健康造成危害。對工業生產中排放的污染物尚未得到較徹底控制,尤其在農業生產中大量而盲目使用化學肥料和農葯的今天,江河湖海、地下水及陸地中無機和有機污染物積累總量與日俱增,使土地環境質量變得極其脆弱。一旦土壤對這些污染物尤其是重金屬的消納容量達到飽和,這些污染物對耕地生產能力的潛在毀滅性破壞便有可能一觸即發,有人已形象地稱之為農業生產中的「定時炸彈」。從這個意義上來講,土地管理與保護工作不僅是對耕地總量的監管,還應該加強對耕地質量的保護與改善。對土壤質量的保護便是對耕地生產能力的保護,更是提高土地利用效率的強有力措施之一。對於我國這樣一個人口眾多的農業大國,開展國土質量調查評價,對土壤重金屬污染物進行試驗研究,開發耕地污染的治理方法和技術,顯得更為必要和迫切。