如何有效治理土壤重金屬超標問題化學與健康 如何降低土壤中的重金屬有效性?
一、如何降低土壤中的重金屬有效性?
1. 工程措施
包括客土法、換土法、深耕翻土法、固化、穩(wěn)定化方法、電動力修復法等,工程措施具有穩(wěn)定、見效快的優(yōu)點,但存在工程量大、投資費用高、二次污染隱患等缺點,不適宜大面積污染土壤的治理。
2. 化學治理措施
包括淋溶法、施用改良劑等方法,能夠在短期內(nèi)降低土壤中重金屬的毒性和生物有效性,因人為向土壤中施加化學藥劑,易造成二次污染,且該方法是一種原位修復方法,重金屬Cd仍存留在土壤中,容易再度活化危害植物,其潛在威脅并未消除。
3. 農(nóng)業(yè)生態(tài)修復措施
通過調(diào)節(jié)諸如土壤水分、土壤pH值、土壤陽離子代換量(CEC)、CaCo3和土壤氧化還原狀況及氣溫、濕度等因素,降低Cd生物有效性,以減弱重金屬對植物的毒害作用。Cd形態(tài)發(fā)生了改變,但仍存在土壤中,容易再度活化,對生物產(chǎn)生危害。
4. 微生物修復
微生物抗重金屬機制包括生物吸附、胞外沉淀、生物轉(zhuǎn)化、生物累積和外排作用。微生物一方面可以降低土壤中重金屬的毒性,并可以吸附積累重金屬;另一方面可以改變根系微環(huán)境,從而提高植物對重金屬的吸收、揮發(fā)或固定效率。目前,大部分微生物修復技術還局限在科研和實驗室水平,實例研究還不多,無法大面積推廣。
二、土壤重金屬污染的危害有哪些?如何消除和減少土壤的重金屬污染?
污染土壤的重金屬主要包括汞、鎘、鉛、鉻和類金屬砷等生物毒性顯著的元素,以及有一定毒性的鋅、銅、鎳等元素.過量重金屬可引起植物生理功能紊亂、營養(yǎng)失調(diào),鎘、汞等元素在作物籽實中富集系數(shù)較高,即使超過食品衛(wèi)生標準,也不影響作物生長、發(fā)育和產(chǎn)量,此外汞、砷能減弱和抑制土壤中硝化、氨化細菌活動,影響氮素供應.重金屬污染物在土壤中移動性很小,不易隨水淋濾,不為微生物降解,通過食物鏈進入人體后,潛在危害極大.消除和減少土壤的重金屬污染,首先應以預防為主.預防的重點應放在對各種污染源排放進行濃度和總量控制;對農(nóng)業(yè)用水進行經(jīng)常性監(jiān)測、監(jiān)督,使之符合農(nóng)田灌溉水質(zhì)標準;合理施用化肥、農(nóng)藥,慎重使用下水污泥、河泥、塘泥;利用城市污水灌溉,必須進行凈化處理;推廣病蟲草害的生物防治和綜合防治,以及整治礦山防止礦毒污染等.改良治理方面,使用才是最佳途徑.因重金屬污染者采用排土、客土改良或使用化學改良劑,以及改變土壤的氧化還原條件使重金屬轉(zhuǎn)變?yōu)殡y溶物質(zhì),降低其活性;對有機污染物如三氯乙醛可采用松土、施加堿性肥料、翻耕曬壟、灌水沖洗等措施加以治理.這是針對污染嚴重且污染集中的土壤.生物方法,這是微生物和植物的作用大些.微生物的作用類似化學改良劑,將重金屬粒子轉(zhuǎn)化為難溶物質(zhì)美國進口普衛(wèi)欣天 貓有效防霧霾出門做好防護植物的作用主要是吸附吸收土壤中的重金屬粒子,將土壤重金屬逐漸吸收.消除和減少土壤重金屬一定要注意防止二次污染,即土壤中的污水要采取措施不外流,種植在污染區(qū)域的植物,生長在污染地區(qū)的動物,不能食用,不能進入人類的食物鏈.
三、土壤中重金屬超標如何處理?
(一)常見治理方法?
土壤重金屬污染治理途徑主要有兩種,一是改變重金屬在土壤中的存在狀態(tài),使其由活化態(tài)轉(zhuǎn)為穩(wěn)定態(tài);二是從土壤中除去重金屬。?
常采用的物理及物理化學的方法時熱解吸法、電化學法和提取法。對于揮發(fā)性重金屬可用加熱方法從土壤中解吸出來。若重金屬滲透性不高且傳導性差則用電化學法除去。提取法可利用試劑和土壤中的重金屬作用,形成溶解性的重金屬離子或金屬試劑絡合物,回收再利用。?
(二)工程物理化學法?
工程物理化學法是利用物理、化學等方法治理重金屬污染土壤的方法。在重金屬污染的初期,由于污染較集中,這種方法較為普遍采用,主要方法有:客土法、沖洗絡合法、電動化學法、熱處理法、物理固化法等。對于污染重、面積小的土壤運用物理化學法具有治理效果明顯、迅速的優(yōu)點,但對于污染面積較大的土壤則需要消耗大量的人力與財力,而且容易導致土壤結構的破壞和土壤肥力的下降,因此對于大面積重金屬污染地不宜采用這種方法。?
熱處理法是將污染土壤加熱,使土壤中的揮發(fā)性污染物揮發(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。?
(三)生物修復法?
生物修復是指利用生物的新陳代謝活動減少土壤中重金屬的濃度或使其形態(tài)發(fā)生改變,從而使污染的土壤環(huán)境能夠部分或完全恢復到原始狀態(tài)的過程。修復措施主要包括植物修復、微生物修復和動物修復等。因其具有效果好、投資省、費用低、易于管理與操作、不產(chǎn)生二次污染等優(yōu)點,日益受到人們的重視,成為污染土壤修復研究及工程運用的熱點。 1、植物修復措施?
植物修復措施是以植物忍耐和超量積累某種或某些化學元素理論為基礎,一些重金屬污染區(qū)存在著對重金屬具耐性的植物,這些植物通過排斥或在局部使重金屬富集,使重金屬在植株根部細胞壁沉淀而“束縛”其跨膜吸收,或與某些蛋白質(zhì)、有機酸結合生成不具生物活性的解毒形式,從而提高了對重金屬傷害的忍耐度。利用植物及其共存微生物體系清除環(huán)境中的污染物是一門新興起的環(huán)境應用技術。植物治理措施的關鍵是尋找合適的超積累或耐重金屬植物,超積累植物可吸收積累大量的重金屬,但植物修復措施也有局限性,如超積累植物通常生物量低,生長緩慢,效果不顯著。?
? ? 2、微生物修復措施?
微生物治理是利用土壤中的某些微生物對重金屬具有吸收、沉淀、氧化和還原等作用,從而降低土壤中重金屬的毒性。原核生物(細菌、放線菌)比真核生物(真菌)對重金屬更敏感,利用此原理在土壤中培養(yǎng)富汞細菌,將這些細菌收集后,經(jīng)蒸發(fā)、活性碳吸附等方法治理受汞污染的土壤。當前運用遺傳、基因工程等生物技術,培育對重金屬具有降毒能力的微生物,并運用于污染治理,是土壤重金屬污染研究中較活躍的領域之一。?
土壤重金屬污染的微生物修復主要包括2方面:即生物吸附和生物氧化-還原。生物吸附是重金屬被生物體吸附,如藍細菌、硫酸還原菌以及某些藻類能夠產(chǎn)生具有大量陽離子基團的胞外聚合物如多糖、糖蛋白等,并與重金屬形成絡合物;而生物氧化是微生物對重金屬離子進行氧化、還原、甲基化和脫甲基化作用,降低土壤環(huán)境中重金屬含量。?
3、低等動物修復措施?
土壤中的某些低等動物(如蚯蚓類)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。韓國有科學家運用蚯蚓毒理學試驗對3個廢棄的砷礦及重金屬礦區(qū)尾礦進行修復實驗,研究表明蚯蚓對鋅和鎘有良好的富集作用。由此可見,在重金屬污染的土壤中放養(yǎng)蚯蚓,待其富集重金屬后,采用電激、清水等方法驅(qū)出蚯蚓集中處理,對重金屬污染土壤有一定的治理效果。?
(四)農(nóng)業(yè)治理方法?
農(nóng)業(yè)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(diào)節(jié)其氧化還原電位,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(nóng)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。?
農(nóng)業(yè)治理措施的優(yōu)點是易操作、費用較低,缺點是周期長、效果不顯著。 目前,土壤重金屬污染治理的主要措施就是“預防為主,防治結合”。對于沒有被污染的土壤以預防為主,切斷污染源,提高土壤環(huán)境容量;對于已被污染的土壤主要是進行改造、治理,以消除污染。土壤重金屬污染物的遷移轉(zhuǎn)化非常復雜,治理極其艱難,必須引起人類的高度注重,杜絕土壤的重金屬污染。
四、土壤中重金屬的污染與危害有哪些?
一、土壤重金屬危害
1、影響植物根和葉的發(fā)育。
2、破壞人體神經(jīng)系統(tǒng)、免疫系統(tǒng)、骨骼系統(tǒng)等,如水俁病等。
3、污染飲用水。
二、土壤重金屬污染特點
1、重金屬不能被微生物降解,是環(huán)境長期、潛在的污染物;
2、因土壤膠體和顆粒物的吸附作用,長期存在于土壤中,濃度多成垂直遞減分布;
3、與土壤中的配位體(氯離子、硫酸離子、氫氧離子、腐蝕質(zhì)等)作用,生成絡合物或螯合物,導致重金屬在土壤中有更大的溶解度和遷移活性;
4、土壤重金屬可以通過食物鏈被生物富集,產(chǎn)生生物放大作用;
5、重金屬的形態(tài)不同,其活性與毒性不同,土壤pH、Eh、顆粒物以及有機質(zhì)含量等條件深刻影響它在土壤中的遷移和轉(zhuǎn)化。
注:土壤重金屬污染(heavy metal pollution of the soil)是指由于人類活動,土壤中的微量金屬元素在土壤中的含量超過背景值,過量沉積而引起的含量過高,統(tǒng)稱為土壤重金屬污染。土壤重金屬是指由于人類活動將金屬加入到土壤中,致使土壤中重金屬明顯高于原生含量、并造成生態(tài)環(huán)境質(zhì)量惡化的現(xiàn)象。
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