重金屬污染現(xiàn)狀及其治理范文

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第1篇

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第2篇

關(guān)鍵詞：銅陵市 重金屬污染 研究進展

中圖分類號：X5 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2013）07（c）-0137-03

隨著我國工業(yè)化的不斷加速，開發(fā)利用的重金屬種類、數(shù)量和方式越來越多，涉及重金屬的行業(yè)越來越多，再加上一些污染企業(yè)的違法開采、超標排污等問題突出，使重金屬污染呈蔓延趨勢，污染事件出現(xiàn)高發(fā)態(tài)勢，表現(xiàn)出長期積累和近期集中爆發(fā)、歷史遺留問題和新出現(xiàn)問題相交織的特點[1]。2011年2月，國務(wù)院批復(fù)了《重金屬污染綜合防治“十二五”規(guī)劃》。體現(xiàn)了我國對重金屬污染防治的高度重視。

銅陵市是一個有著三千多年開采歷史的極具特色的有色多金屬礦區(qū)，是我國重要的有色金屬工業(yè)基地，有著悠久的采冶銅歷史[2]。目前已形成以采、選、煉、加工為一體的“銅”產(chǎn)業(yè)鏈，對推動銅陵地區(qū)社會經(jīng)濟發(fā)展發(fā)揮了巨大作用.但也帶來了一系列的重金屬環(huán)境污染和生態(tài)破壞問題，對公眾身體健康構(gòu)成了潛在或現(xiàn)實的危害。銅陵縣、銅官山區(qū)是國家60個重金屬砷控制區(qū)之一，46家企業(yè)被列為環(huán)保部重點監(jiān)控企業(yè)，重金屬污染防治任務(wù)十分艱巨[3]。

1 銅陵重金屬污染研究分布

目前有關(guān)銅陵重金屬污染的研究，主要集中在礦區(qū)土壤、尾礦庫、水及水體沉積物污染、大氣沉降物及城區(qū)表土與灰塵和潛在生態(tài)風險的評估。

1.1 礦區(qū)土壤

土壤中的重金屬，在自然情況下，主要來源于成土母巖和殘落的生物物質(zhì)。但是近代以來，工農(nóng)業(yè)的快速發(fā)展，人類活動加劇了土壤重金屬的污染，污染程度越來越重，范圍越來越廣。胡圓圓等[4]對銅陵銅官山銅礦區(qū)土壤重金屬含量進行了研究。研究結(jié)果表明，銅官山銅礦區(qū)土壤Cu、Zn、As、Hg平均含量高于銅陵市土壤背景值，土壤已受Cu、Zn、As重污染，受Hg輕污染。

楊西飛[5]運用Matlab軟件模糊推理系統(tǒng)（FIS）對銅陵礦區(qū)農(nóng)田表層土壤重金屬污染進行了評價，發(fā)現(xiàn)該礦區(qū)農(nóng)田表層土壤普遍受到了重金屬不同程度的污染，其中Cd污染最嚴重，其次是Cu，其它各元素依次為Pb>As>Zn>Hg。土壤中Hg、Cd、Cu和Pb元素在表層明顯富集，各元素總量在不同深度均明顯高于土壤自然背景值，Hg、Cd、Cu、Pb和Zn在垂向上呈遞減趨勢，且在橫向上主要以洋河、順安河和新橋河為中心向四周遞減。不同形態(tài)重金屬在總量中的百分含量隨深度變化明顯不同。

王嘉[6]對銅陵的兩個礦區(qū)（獅子山區(qū)朝山金礦主井和銅陵縣順安鎮(zhèn)新橋礦業(yè)公司主井）土壤重金屬污染問題進行了較詳細的研究，運用內(nèi)梅羅指數(shù)法和地質(zhì)累積指數(shù)法對研究區(qū)進行了現(xiàn)狀評價，研究表明，As和Cd為嚴重超標污染物；As的致癌風險和非致癌風險都大，Cr的致癌風險最大；Cd、Hg、As對生態(tài)危害的潛在風險很大；所研究的兩礦區(qū)均存在很高的致癌風險和生態(tài)風險，朝山金礦區(qū)相對更高些。

白曉宇等[7]運用地統(tǒng)計學(xué)分析手段對銅陵礦區(qū)土壤中若干重金屬元素進行空間變異分析及空間插值和污染分析，結(jié)果表明，As、Cd、Pb、Zn元素的變異函數(shù)表現(xiàn)為各向異性，其方向性可能主要受礦床分布控制；Hg元素因受小尺度因子影響較大而呈現(xiàn)塊金效應(yīng)較大。As元素污染的主要是由于銅礦、鉛鋅礦、褐鐵礦礦床及其開發(fā)；Cd元素的污染與鉛鋅礦床及其開發(fā)，以及農(nóng)業(yè)污灌有關(guān)；Pb、Zn元素的污染與鉛鋅礦床及其開發(fā)密切相關(guān)。

1.2 尾礦庫

銅陵市是安徽省境內(nèi)重要的銅生產(chǎn)基地。在銅礦生產(chǎn)的同時，產(chǎn)出了大量尾礦堆存于附近的尾砂庫中。尾礦庫多建于山間谷地、河流上游地區(qū)，其下游是經(jīng)濟、農(nóng)業(yè)發(fā)達地區(qū)。近幾年來，隨著經(jīng)濟發(fā)展和城市的擴容，部分郊區(qū)的尾礦庫已經(jīng)進入市區(qū)，尾礦庫的環(huán)境效應(yīng)及其安全性令人關(guān)注。徐曉春等[8]對安徽銅陵林沖尾礦庫復(fù)墾土壤采樣檢測的結(jié)果表明復(fù)墾土壤中Cu的污染極其嚴重，As、Zn、Pb的污染較輕。徐曉春[9]還對銅陵鳳凰山礦林沖尾礦庫中重金屬元素的空間分布特征及相關(guān)土壤、水系沉積物和植物中重金屬元素含量變化進行了研究，發(fā)現(xiàn)長期堆存的尾礦會發(fā)生元素的次生淋濾與富集。

惠勇[10]等對銅陵市鳳凰山尾礦庫三個不同鳳丹種植地進行了研究，結(jié)果表明，尾礦土壤中的Cu、Zn、Cd含量均較高，其中Cu、Cd的含量分別是國家土壤環(huán)境質(zhì)量二級標準的1.04～1.30倍和6.58～9.34倍。礦區(qū)近年來種植的作物對重金屬的吸收富集作用不明顯。

王少華[11]等采集了銅陵市楊山?jīng)_尾礦庫、尾礦庫周邊及較遠距離土壤、水、植物樣品，測定了其中的重金屬含量，發(fā)現(xiàn)所采集的土壤、水和植物中都存在不同程度的As，Hg，Cu，Zn和Pb等元素的富集現(xiàn)象，且不同元素之間的富集程度也有所差異；重金屬元素含量隨著遠離尾礦庫，有逐漸遞減的趨勢。周元祥[12]等對楊山?jīng)_尾礦庫尾砂重金屬元素的遷移規(guī)律進行了研究，發(fā)現(xiàn)在自然風化條件下，Cu、As、Hg、Cd和Pb的淋濾遷移速度相對較快，Zn略慢；Zn、Pb、Hg和Cd在50～60 cm深處會發(fā)生二次富集；風化后尾砂中Cu、Pb、As和Hg以殘渣態(tài)為主要賦存形式，其次為鐵錳氧化態(tài)，其中Zn和Cd以鐵錳氧化態(tài)含量在表層最高。

1.3 水及水體沉積物

水體及沉積物因其獨特的環(huán)境特點，往往會成為重金屬元素的“源”和“匯”，學(xué)者們也因此對其進行了眾多研究。張敏[13]等通過測定長江銅陵段枯、豐水期江水中Cu、Pb、Zn和Cd不同形態(tài)的含量，分析了四種金屬在江水中的存在形態(tài)分布，不同水期含量變化，水中懸浮物對金屬吸附能力大小，以及近20年來含量的變化情況。發(fā)現(xiàn)長江銅陵段江水中各重金屬總量豐水期時大于枯水期，重金屬各形態(tài)含量之間均有差異。與近20年江水中的重金屬背景值比較，長江銅陵段重金屬含量有普遍升高的趨勢。

徐曉春[14]等對相思河的重金屬污染情況進行了調(diào)查和研究，采用潛在危害指數(shù)法對沉積物中重金屬進行了評價。研究表明，相思河中下游受到的重金屬污染明顯比上游嚴重，Cu和Cd的富集系數(shù)和生態(tài)危害高。

李如忠[15]等對惠溪河濱岸帶土壤重金屬形態(tài)分布及風險評估進行了研究，研究表明，惠溪河濱岸帶土壤中Cd和As達到極高風險等級，Cu為中等風險等級；根據(jù)綜合污染及潛在生態(tài)風險貢獻率水平，初步判定As和Cd為惠溪河濱岸土壤重金屬污染治理和修復(fù)的優(yōu)先控制對象。

王嵐[16]等對長江水系表層沉積物重金屬污染特征及生態(tài)風險性評價的研究中表明，安徽順安河位點為極強生態(tài)危害范疇。

葉宏萌[17]對銅陵礦區(qū)的新橋至順安河沉積物中五種重金屬的全量和形態(tài)進行了研究，并結(jié)合環(huán)境條件分析了它們的橫向和縱向遷移變化特征，研究表明該區(qū)域沉積物重金屬中Cu、Zn、Pb、Cd的均值皆遠超長江下游沉積物背景值，其中以Cu和Cd最顯著。對重金屬橫向遷移分析發(fā)現(xiàn)，礦山重金屬會隨著沉積物的距離增加而顯著降低，新橋河沉積物的遷移變化顯著高于順安河沉積物。在遷移過程中，Cu、Zn、Cr殘渣態(tài)逐步增加，毒性減弱，Pb、Cd的活性態(tài)比例增大。重金屬的縱向遷移分析結(jié)果表明，離礦山的位置遠近對沉積柱金屬的總量和形態(tài)起決定作用，礦區(qū)下游河流沉積物既受尾礦的影響，也受河流流域物質(zhì)本身的影響。

1.4 大氣沉降物及城區(qū)表土與灰塵

隨著城市化進程的加快，而帶來的交通污染以及其他方面的污染使得大氣環(huán)境質(zhì)量越來越差，大氣環(huán)境污染問題越來越引起人們的注意。李如忠[18]利用美國國家環(huán)保局（US EPA）推薦的健康風險評價模型對銅陵市區(qū)表土與灰塵重金屬污染健康風險進行了研究。研究表明，銅陵城區(qū)土壤和地表灰塵已遭受較為嚴重的重金屬污染；不同功能用地的致癌風險均顯著超過US EPA推薦的可接受風險閾值范圍和國際輻射防護委員會（ICRP）推薦的最大可接受風險值；銅陵市表土與地表灰塵已對公眾身體健康構(gòu)成危害；其中主導(dǎo)致癌與非致癌風險效應(yīng)的主要污染因子是As，主要暴露途徑是手-口攝入途徑。

吳開明[19]用蘚袋法對銅陵市大氣重金屬污染進行了研究，發(fā)現(xiàn)銅陵市Cu污染最嚴重，有色金屬冶煉工業(yè)是銅陵市最主要的污染源，交通運輸對大氣重金屬污染也日趨嚴重。

殷漢琴[20]對銅陵市大氣降塵中銅元素的污染特征進行了研究，采用富集因子法定性地判斷各采樣點銅元素的來源，研究表明，銅陵市大氣降塵中銅元素污染嚴重并且形成了以銅開采和冶煉企業(yè)為中心的污染區(qū)域。研究發(fā)現(xiàn)銅礦石的開采和冶煉對大氣降塵中的銅元素污染貢獻較大， 是主要的污染源。

2 重金屬污染修復(fù)技術(shù)與控制措施研究

重金屬在土壤、水體、大氣、生物體中廣泛分布。由于大氣和生物體中重金屬的特殊性及其主要直接或間接來源于土壤和水體，所以對于重金屬的污染修復(fù)技術(shù)主要集中在對土壤和水體中的重金屬污染進行修復(fù)。

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且土壤污染具有較長潛伏期；由于土壤、污染物及地域的復(fù)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。目前，治理土壤重金屬污染的途徑主要有兩種：（1）改變重金屬在土壤中的存在形態(tài)、使其固定，降低其在環(huán)境中的遷移性和生物可利用性；（2）從土壤中去除重金屬[21]。圍繞這兩種途徑展開的土壤重金屬治理措施有物理及物化措施、化學(xué)措施、農(nóng)業(yè)生態(tài)措施、生物修復(fù)等[21～23]。

王華等[24]對我國底泥重金屬污染防治研究做了相應(yīng)綜述，提出目前我國底泥重金屬污染治理的常用方法有工程治理方法、生物治理方法和化學(xué)治理方法。

重金屬污染物進入水生生態(tài)系統(tǒng)后對水生植物和動物均產(chǎn)生影響，并通過食物鏈發(fā)生富集，引起人體病變，危害人類。目前水體重金屬污染治理修復(fù)方法主要有物理方法、化學(xué)方法、物理化學(xué)方法、集成技術(shù)、生物方法等[25]。

為控制銅陵市重金屬污染、提高環(huán)境質(zhì)量，銅陵市環(huán)保局組織編制了《銅陵市重金屬污染綜合防治“十二五”規(guī)劃》，該規(guī)劃以國家《重金屬污染綜合防治“十二五”規(guī)劃》為指導(dǎo)，落實源頭預(yù)防、過程阻斷、清潔生產(chǎn)、末端治理的全過程綜合防治理念，提出了一系列重金屬污染防治措施，以求能遏制重金屬污染趨勢，改善區(qū)域環(huán)境質(zhì)量，保護人民身體健康和環(huán)境權(quán)益。

3 結(jié)語

對銅陵市重金屬污染研究情況進行了介紹，對重金屬污染防治措施與修復(fù)技術(shù)經(jīng)行了總結(jié)。根據(jù)目前研究結(jié)果表明，銅陵市重金屬污染已比較嚴重。Cd、As、Cu和Pb為主要的污染元素，Hg雖然含量較低，但因為其毒性較大，亦當引起足夠的重視。礦石的開采和冶煉以及尾礦的堆積成為銅陵市重金屬污染的主要來源，所以首先應(yīng)控制源頭，治理礦石的開采和冶煉，清理尾礦的堆積。由于植被等生物體對重金屬具有良好的吸附阻攔作用，可在采礦廠四周設(shè)置重金屬吸收強防護帶，阻止污染向更遠擴散。對于已經(jīng)受到污染的土壤，可以采用生物方法、物理或化學(xué)方法去除。

健全重金屬污染防治法律體系、做好污染綜合防治規(guī)劃和強化行政管理是防治重金屬污染的重要管理手段。《銅陵市重金屬污染綜合防治“十二五”規(guī)劃》的提出對銅陵市重金屬污染防治具有重要的指導(dǎo)和實踐意義。健全重金屬污染防治法律體系，實施清潔生產(chǎn)，監(jiān)督實施環(huán)境影響評價驗收工作，開發(fā)研究重金屬污染防治技術(shù)等是目前重金屬污染防治的重要任務(wù)。

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第3篇

關(guān)鍵詞：土壤；重金屬；污染；現(xiàn)狀；修復(fù)

中圖分類號：TE991.3 文獻標識碼：A

比重大于4或5的金屬為重金屬，如鐵、錳、銅、鋅、鈷、鎳、鈦、鉬、汞、鉛、鎘、砷等。鐵、錳、銅、鋅等重金屬是生命活動所需要的微量元素，汞、鉛、鎘、砷等并非生命活動所必需，而且所有重金屬含量超過一定濃度時對人體有毒有害。

重金屬污染，指由重金屬或其化合物造成的環(huán)境污染。土壤重金屬來源廣泛，包括采礦、冶金、化工、金屬加工、廢電池處理、電子制革和塑料等工業(yè)排放的三廢及汽車尾氣排放，農(nóng)藥和化肥的施用等。如，鎘大米，重金屬鎘毒性很大，可在人體內(nèi)積蓄，主要積蓄在腎臟，引起泌尿系統(tǒng)的功能變化。農(nóng)灌水中含鎘0.007mg/L時，即可造成污染。

1 土壤污染現(xiàn)狀

土壤是農(nóng)業(yè)最基本的生產(chǎn)資料，是農(nóng)業(yè)發(fā)展的基礎(chǔ)，是不可再生的自然資源。而污染企業(yè)的快速發(fā)展，農(nóng)業(yè)中肥料的大量投入，經(jīng)濟效益提高的同時，環(huán)境的污染也日趨嚴重，使得重金屬在大氣、水體、土壤、生物體中廣泛分布，而土壤往往是重金屬的儲存庫和最后的歸宿。當環(huán)境變化時，底泥中的重金屬形態(tài)將發(fā)生轉(zhuǎn)化并釋放造成污染。重金屬不能被生物降解，但具有生物累積性，重金屬可以通過食物鏈不斷富集，殘留在一些初級農(nóng)產(chǎn)品中，傳遞進入人體內(nèi)，對人類健康產(chǎn)生嚴重危害。

中國目前有耕地1.35億多hm2，但優(yōu)質(zhì)耕地數(shù)量不斷減少，近期的第二次全國土地調(diào)查結(jié)果顯示，中重度污染耕地超過300萬hm2，而每年因土壤污染致糧食減產(chǎn)100億kg。中國中央農(nóng)村工作領(lǐng)導(dǎo)小組副組長陳錫文介紹說，今后受重金屬污染的耕地將退出食用農(nóng)產(chǎn)品生產(chǎn)，啟動重金屬污染耕地修復(fù)試點。

2 控制與消除土壤污染源

在“十二五”規(guī)劃中，把重金屬污染的防治列為重要工作，要求到2015年，重點區(qū)域鉛、汞、鉻、鎘和類金屬砷等重金屬污染物的排放，比2007年削減15%，非重點區(qū)域的重點重金屬污染排放量不超過2007年的水平。

控制土壤污染源，即控制進入土壤中的污染物的數(shù)量與速度，通過其自然凈化作用而不致引起土壤污染，加強土壤污灌區(qū)的監(jiān)測與管理，合理施用化肥與農(nóng)藥，增加土壤容量與提高土壤凈化能力，建立監(jiān)測系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)，定期對轄區(qū)土壤環(huán)境質(zhì)量進行檢查。

3 注重農(nóng)業(yè)資源永續(xù)利用

我國土壤重金屬污染已經(jīng)達到相當嚴重的程度，要充分認識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和消逝的特點，從思想上重視了解重金屬對人類及環(huán)境造成的危害，提高環(huán)境保護意識，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，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，是為子孫后代留下生存發(fā)展空間的重大戰(zhàn)略決策。

4 修復(fù)措施

土壤修復(fù)即通過科技創(chuàng)新來恢復(fù)土壤的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)能力和生態(tài)環(huán)境緩沖調(diào)控能力。重金屬對土壤的污染具有不可逆轉(zhuǎn)性，土壤一旦發(fā)生污染，短時間內(nèi)很難修復(fù)，相比水、大氣、固體廢棄物等環(huán)境污染治理，土壤污染是最難解決的，土壤重金屬污染問題日益受到人們的關(guān)注。有關(guān)專家認為，已受污染土壤沒有治理價值，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。目前，土壤修復(fù)技術(shù)歸納起來有熱力學(xué)修復(fù)技術(shù)、熱解吸修復(fù)技術(shù)、焚燒法、土地填埋法、化學(xué)淋洗、堆肥法、生物修復(fù)等多種，目前研究較多的生物修復(fù)法，包括植物修復(fù)法和動物修復(fù)法。

4.1 植物修復(fù)法

植物修復(fù)法是利用重金屬積累將土壤中的重金屬富集于植物體內(nèi)，然后通過收割植物從土壤清除出去，植物修復(fù)法應(yīng)用比較普遍和簡便，成本較低，不改變土壤性質(zhì)，種植的植物不僅美化環(huán)境還可以起到防風固坡，防止土壤流失。但是，其治理效率較低，耗時長、污染程度不能超過修復(fù)植物的正常生長范圍，只適合中低濃度的污染耕地，而對于高濃度的污染耕地，植物修復(fù)法則需要漫長的時間并且效果難料，而且隨著植物離開土壤，還會產(chǎn)生二次污染危害。因此，植物修復(fù)技術(shù)只能作為一種污染治理輔助技術(shù)。

4.2 動物修復(fù)法

動物修復(fù)是通過土壤動物或者投放動物對土壤重金屬吸收、降解、轉(zhuǎn)移以去除重金屬或抑制其毒性，被認為是一種有效的生態(tài)恢復(fù)措施。動物修復(fù)的機理：生物體內(nèi)的金屬硫蛋白與重金屬結(jié)合形成低毒或無害的絡(luò)合物；生物的代謝物富含SH的多肽，能與重金屬螯合，從而改變其存在狀態(tài)；生物體內(nèi)存在的多種編碼金屬轉(zhuǎn)運蛋白能提高生物對金屬的抗性。

雖然土壤的修復(fù)技術(shù)很多，但沒有一種修復(fù)技術(shù)可以針對所有污染土壤。相似的污染狀況，不同的土壤性質(zhì)、不同的修復(fù)需求，也制約一些修復(fù)技術(shù)的使用。大多數(shù)修復(fù)技術(shù)對土壤或多或少帶來一些副作用。

5 小結(jié)

綜上所述，由于土壤重金屬來源廣泛、復(fù)雜，增加了對土壤重金屬治理和修復(fù)難度，嚴重制約了我國農(nóng)業(yè)生產(chǎn)，要更好地防治土壤重金屬污染，還需要廣大科研工作者不懈的努力，研發(fā)出更好的效率更高的修復(fù)技術(shù)，要大力宣傳加強全民環(huán)保意識，把環(huán)境污染程度降到最低，形成全社會都來重視土壤污染的良好環(huán)保氛圍，逐步改善土壤生態(tài)環(huán)境。目前，研發(fā)適用性廣、成本低、見效快、環(huán)保的土壤重金屬污染修復(fù)技術(shù)是各國土壤重金屬生態(tài)修復(fù)的前沿問題，也是迫切需要解決的問題。

參考文獻

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