重金屬污染分析范文
時(shí)間:2023-12-15 17:55:31
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篇1
1樣品的采集和分析
1.1采集和制備
選擇洽川濕地南到處女泉北到黃河魂入口之間濕地布點(diǎn)采樣,共設(shè)置18個(gè)采樣點(diǎn),采樣點(diǎn)位置見(jiàn)圖1和圖2。每個(gè)采樣點(diǎn)同時(shí)采集3份樣品,每份1kg左右,混勻作為一個(gè)采樣點(diǎn)的樣品。樣品晾干后去除石子和動(dòng)植物殘?bào)w等異物,使之通過(guò)80目尼龍篩,利用四分法將采集的18個(gè)土壤樣品分別縮分。準(zhǔn)確稱取1.00g土樣置于100ml聚四氟乙烯燒杯中,用鹽酸—硝酸—?dú)浞帷呗人嵯?,定容?0ml容量瓶中。消解樣品同時(shí)做空白1份。
1.2測(cè)定
1.2.1試劑各元素的分析純?cè)噭?,用于配制?chǔ)備液和標(biāo)準(zhǔn)溶液。鹽酸、硝酸、高氯酸、氫氟酸均為分析純,二次蒸餾水。
1.2.2樣品測(cè)定采用WFX120原子吸收分光光度計(jì)(北京瑞利)測(cè)定試液中的Pb、Cd、Cr、Cu、Zn和Mn并根據(jù)回歸方程計(jì)算含量。
1.2.3準(zhǔn)確度實(shí)驗(yàn)選取2號(hào)土壤樣品,加入一定量各元素標(biāo)準(zhǔn)溶液,消化后測(cè)定并計(jì)算加標(biāo)回收率,平行測(cè)定3次。
1.2.4精密度實(shí)驗(yàn)選取消化后的2號(hào)樣品,對(duì)各元素均連續(xù)進(jìn)樣5次,計(jì)算精密度。
1.3重金屬污染危害評(píng)價(jià)方法本文采用瑞典科學(xué)家Hakanson提出的潛在生態(tài)危害指數(shù)法,對(duì)濕地土壤重金屬累積程度和潛在危害進(jìn)行評(píng)價(jià)。該指數(shù)法不僅反映了某一特定環(huán)境中各種污染的影響,也反映了多種污染物的綜合影響,并以定量的方法劃分出潛在生態(tài)危害的程度,是目前國(guó)內(nèi)外土壤(沉積物)中重金屬污染評(píng)價(jià)研究的先進(jìn)方法之一。單項(xiàng)污染系數(shù):Cif=Cisurface/Cin式中:Cif是某一重金屬的污染系數(shù),Cisurface是表層土壤重金屬濃度實(shí)測(cè)值,Cin是參比值。文章采用陜西表層土壤背景值作為參比值。單項(xiàng)污染系數(shù)分級(jí)標(biāo)準(zhǔn):Cif≤1為非污染,1≤Cif≤2為輕微污染,2≤Cif≤3為中度污染,Cif≥3為重度污染。潛在生態(tài)危害單項(xiàng)系數(shù):Eir=Tir×Cif式中:Eir是某一重金屬的潛在生態(tài)危害系數(shù),Tir是某一種重金屬的毒性響應(yīng)系數(shù),反映了重金屬對(duì)人體和固體物質(zhì)系統(tǒng)的危害,有關(guān)重金屬的毒性系數(shù)為:Pb=5,Cd=30,Cr=2,Cu=5,Mn=1,Zn=1。潛在生態(tài)危害綜合指數(shù)[3]:RI=Σni=1Eir。重金屬污染潛在生態(tài)危害系數(shù)和潛在生態(tài)危害綜合指數(shù)分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)見(jiàn)表1。
2洽川濕地土壤中重金屬污染情況及評(píng)價(jià)
2.1洽川土壤中重金屬測(cè)定結(jié)果洽川濕地土壤重金屬含量測(cè)定結(jié)果見(jiàn)表2,經(jīng)準(zhǔn)確性和精密度實(shí)驗(yàn),回收率均高于90%,RSD均小于1%,測(cè)定結(jié)果可信。陜西省表層土壤重金屬的背景值見(jiàn)表3。在18個(gè)采樣點(diǎn)土樣測(cè)定結(jié)果中,Pb的含量為74.3~405.5mg/kg,均高于該地區(qū)該元素背景值21.6mg/kg;Cd的含量為1.7~7.5mg/kg,均高于該地區(qū)該元素背景值0.094mg/kg;Cr的含量為46.9~115.6mg/kg,只有5、7、13和14號(hào)采樣點(diǎn)低于該地區(qū)該元素背景值;Cu的含量為9.91~52.9mg/kg,其中1、5、9和14號(hào)采樣點(diǎn)低于該地區(qū)該元素背景值;Mn的含量為283.7~743.3mg/kg,其中1、4、7、12、13、14、17和18號(hào)采樣點(diǎn)低于該地區(qū)該元素背景值;Zn的含量為33.4~150.6mg/kg,6個(gè)采樣點(diǎn)低于該地區(qū)該元素背景值。
2.2洽川濕地重金屬污染評(píng)價(jià)評(píng)價(jià)結(jié)果見(jiàn)表4、表5,從兩表可以分析得出:從單項(xiàng)污染系數(shù)看,Pb的單項(xiàng)污染系數(shù)均大于3,洽川濕地屬于Pb重度污染;Cd的單項(xiàng)污染系數(shù)均大于3,洽川濕地屬于Cd重度污染;Cr除5、7、13和14采樣點(diǎn)單項(xiàng)污染系數(shù)小于1屬于無(wú)污染,其余采樣點(diǎn)均在1~2之間,屬于輕微污染;各個(gè)采樣點(diǎn)Cu的單項(xiàng)污染系數(shù)在0.46~2.47之間,處于無(wú)污染到中度污染;Mn的單項(xiàng)污染系數(shù)在0.51~1.36之間,濕地Mn污染處于無(wú)污染到輕度污染;Zn的單項(xiàng)污染系數(shù)在0.48~2.17之間,處于無(wú)污染到中度污染。從潛在生態(tài)危害單項(xiàng)系數(shù)分析,Pb的生態(tài)危害單項(xiàng)系數(shù)3號(hào)點(diǎn)處于中等生態(tài)危害,4號(hào)點(diǎn)處于強(qiáng)生態(tài)危害,其余點(diǎn)均屬于輕微生態(tài)危害;對(duì)于Cd,各采樣點(diǎn)均處于極強(qiáng)生態(tài)危害;對(duì)于Cr、Cu、Mn和Zn,各采樣點(diǎn)均處于輕微生態(tài)危害。從潛在生態(tài)危害綜合指數(shù)分析,11號(hào)點(diǎn)處于強(qiáng)生態(tài)危害,其余采樣點(diǎn)均屬于很強(qiáng)生態(tài)危害,主要是Cd的危害造成。從污染情況看分析,濕地重金屬污染Cd最嚴(yán)重,Pb次之,Cu和Zn污染較弱,Cr和Mn的污染最輕。
3結(jié)果分析
篇2
[關(guān)鍵詞]高錳酸鉀;土壤;重金屬;場(chǎng)地環(huán)境調(diào)查;健康風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估
伴隨國(guó)內(nèi)化工產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展,工業(yè)化進(jìn)程的不斷更迭,產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的快速調(diào)整和持續(xù)推進(jìn),大量工藝落后工業(yè)企業(yè)關(guān)停、破產(chǎn)或者搬遷,遺留大量疑似污染地塊。由于歷史原因,大部分地塊生產(chǎn)時(shí)期環(huán)境保護(hù)管理措施相對(duì)落后,造成地塊內(nèi)土壤存在一定程度污染的情況[1]。這些地塊內(nèi)往往遺留有構(gòu)建筑物、生產(chǎn)設(shè)施設(shè)備、零散原材料、廢渣、廢水等,由于長(zhǎng)期無(wú)人監(jiān)管且未得到有效的處置,經(jīng)過(guò)風(fēng)吹雨淋,對(duì)周邊居民身體健康及生態(tài)環(huán)境造成嚴(yán)重的破壞和影響,同時(shí)也影響了地塊后續(xù)的再開(kāi)發(fā)利用。高錳酸鉀是一種黑紫色、細(xì)長(zhǎng)的棱形結(jié)晶或顆粒,帶金屬光澤,溶于水和堿液,較為穩(wěn)定但接觸易燃材料可能引起火災(zāi)。高錳酸鉀主要為無(wú)機(jī)物強(qiáng)氧化劑,在醫(yī)學(xué)上,高錳酸鉀用于消毒,在工業(yè)上,高錳酸鉀用作消毒劑和漂白劑等。從20世紀(jì)50年代開(kāi)始,國(guó)內(nèi)高錳酸鉀主要生產(chǎn)企業(yè)分布在重慶、云南、北京、廣東、湖南和山東等地[2]。因氧化工序的工藝技術(shù)不同,高錳酸鉀生產(chǎn)工藝主要分為固相法和液相法[3],生產(chǎn)主要原輔料為氫氧化鉀和錳粉。因錳礦石伴生重金屬元素較多,有砷、鎘、鉛等[4],因此在高錳酸鉀生產(chǎn)過(guò)程中,可能存在一定程度的錳、鎘、鉛、砷等重金屬污染。在城鎮(zhèn)土地資源日益緊張的情況下,采用基于風(fēng)險(xiǎn)控制的工業(yè)污染場(chǎng)地管理策略,對(duì)于保護(hù)場(chǎng)地周邊人群健康、評(píng)估污染場(chǎng)地再開(kāi)發(fā)合理性和開(kāi)展污染場(chǎng)地治理及管理等工作意義重大。本研究區(qū)以湖南省某高錳酸鉀生產(chǎn)企業(yè)遺留地塊為對(duì)象,開(kāi)展土壤污染調(diào)查與采集分析,通過(guò)危害識(shí)別確定場(chǎng)地主要污染物及污染成因,進(jìn)一步暴露評(píng)估、毒性評(píng)估并定量表征場(chǎng)地健康風(fēng)險(xiǎn);同時(shí),基于風(fēng)險(xiǎn)控制值、相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)限值等,提出污染場(chǎng)地的修復(fù)目標(biāo)值,為工業(yè)污染場(chǎng)地特別是高錳酸鉀生產(chǎn)企業(yè)重金屬污染地塊的管理與防控提供借鑒。
1研究區(qū)概況與研究方法
1.1研究區(qū)概況
選取湖南省某高錳酸鉀生產(chǎn)企業(yè)遺留地塊為研究對(duì)象,該地塊占地面積約16500m2,于2008年停產(chǎn)關(guān)閉,未來(lái)規(guī)劃為工業(yè)用地。在生產(chǎn)時(shí)期,其主要產(chǎn)品為高錳酸鉀,廠區(qū)內(nèi)短暫生產(chǎn)硫酸鋅、鎘紅、鎘黃產(chǎn)品。其高錳酸鉀年生產(chǎn)能力為1500噸,生產(chǎn)過(guò)程以氫氧化鉀、錳粉、煤等為原輔料,采用固相法生產(chǎn)工藝。廠區(qū)內(nèi)遺留有破損廠房、車間,調(diào)查階段均未拆除。生產(chǎn)區(qū)域內(nèi)遺留有少量廢渣和廢水。本地塊高錳酸鉀生產(chǎn)工藝為固相法,生產(chǎn)工藝如下:氧化焙燒軟錳礦經(jīng)粉碎機(jī),管磨機(jī)粉碎,與氫氧化鉀溶液混合成懸浮漿,用壓縮空氣將物料噴入焙燒轉(zhuǎn)爐加熱,除去水分,使二氧化錳轉(zhuǎn)化成錳酸鉀和亞錳酸鉀,此產(chǎn)物進(jìn)入第二個(gè)焙燒轉(zhuǎn)爐,溫度稍低,使錳酸鉀進(jìn)一步氧化完全浸溶,電解氧化錳酸鉀焙燒物在溶解槽用稀堿液回收洗滌水溶解,然后經(jīng)沉淀分離器除去不溶雜質(zhì),殘?jiān)?jīng)過(guò)濾、洗滌后去除。凈化后的錳酸鉀溶液連續(xù)進(jìn)入多級(jí)電解槽。電解槽采用鎳陽(yáng)極和軟鋼陰極,相互串聯(lián)連接。電解液流經(jīng)電解槽,使其氧化成高錳酸鉀溶液[5]。
1.2采樣布點(diǎn)
現(xiàn)場(chǎng)取樣采用網(wǎng)格布點(diǎn)法,網(wǎng)格密度為20×20m,采樣點(diǎn)位基本位于網(wǎng)格中心,兼顧廠區(qū)平面布置情況,部分土壤采樣點(diǎn)位根據(jù)實(shí)際情況稍做調(diào)整。共布設(shè)土壤采樣點(diǎn)45個(gè),共取得土壤樣品392個(gè)。廠區(qū)平面布置及采樣點(diǎn)位分布見(jiàn)下圖1。
1.3檢測(cè)方法
所取得土壤樣品檢測(cè)指標(biāo)為鎘、鉛和砷。鎘和鉛檢測(cè)采用火焰原子吸收分光光度法,砷檢測(cè)采用原子熒光法。
1.4土壤環(huán)境質(zhì)量評(píng)價(jià)方法
土壤重金屬污染程度高、空間差異性較強(qiáng)[6]。土壤質(zhì)量評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)選用《土壤環(huán)境質(zhì)量建設(shè)用地土壤污染風(fēng)險(xiǎn)管控標(biāo)準(zhǔn)》(試行)(GB36600-2018)中二類用地風(fēng)險(xiǎn)篩選值標(biāo)準(zhǔn)[7]。根據(jù)本地塊土壤污染情況,采用內(nèi)梅羅指數(shù)法進(jìn)行綜合污染程度評(píng)價(jià)[8],其計(jì)算方法如公式(1)。
1.5健康風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估方法
根據(jù)地塊樣品檢測(cè)結(jié)果,將土壤重金屬超過(guò)篩選值的污染因子作為關(guān)注污染物,風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估方法采用《建設(shè)用地土壤污染風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估技術(shù)導(dǎo)則》(HJ25.3)[9]及ALM模型[10]進(jìn)行評(píng)估。
2結(jié)果與討論
2.1土壤污染狀況及空間分布特征
根據(jù)土壤檢測(cè)數(shù)據(jù)結(jié)果,該地塊內(nèi)土壤鎘、砷和鉛均有不同程度的超標(biāo)現(xiàn)象,各類土壤類型中的重金屬含量變化范圍也比較大。砷含量在4.91-~113mg/kg,超標(biāo)樣品數(shù)量為29個(gè),占土壤總樣品7.4%;鎘含量在0.08~366mg/kg,有4個(gè)樣品超過(guò)鎘含量的篩選值,超標(biāo)率為1.0%;鉛含量為21~3250mg/kg,超標(biāo)樣品數(shù)量5個(gè),占總樣品數(shù)量的1.3%。由超標(biāo)總數(shù)情況看,砷污染是主要污染因子,其次是鉛;其余污染因子占比重較小。土壤重金屬檢測(cè)結(jié)果統(tǒng)計(jì)見(jiàn)下表2。采用內(nèi)梅羅指數(shù)法進(jìn)行綜合污染程度評(píng)價(jià),直觀的表示場(chǎng)地內(nèi)每一層主要重金屬污綜合染物程度的空間分布,依據(jù)土壤詳細(xì)調(diào)查點(diǎn)位、不同深度樣品檢出污染物含量采用ArcGIS軟件,對(duì)場(chǎng)內(nèi)超標(biāo)重金屬元素采用插值法得到場(chǎng)地重金屬綜合污染空間分布圖。由綜合污染分布圖可以判斷,地塊內(nèi)重金屬污染主要分布在0~0.5m層,主要集中于原生產(chǎn)車間及原材料堆存區(qū)。
2.2風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估
2.2.1污染識(shí)別根據(jù)地塊生產(chǎn)歷史、產(chǎn)品生產(chǎn)工藝過(guò)程及原輔料等相關(guān)情況,通過(guò)對(duì)以上信息進(jìn)行分析,識(shí)別潛在的地塊污染物包括:高錳酸鉀生產(chǎn)過(guò)程主要原料錳礦粉,礦石伴生鉛、鎘、砷等元素;硫酸鋅生產(chǎn)主要原料氧化鋅,其含多種雜質(zhì)如銅、鉛、錳等;在鎘黃和鎘紅生產(chǎn)主要原料鎘鹽(碳酸鎘)。因此本地塊重點(diǎn)關(guān)注的潛在污染物包括鉛、錳、鎘、砷等金屬元素。重點(diǎn)關(guān)注污染區(qū)域包括:原料區(qū)、生產(chǎn)區(qū)、固廢區(qū)等。2.2.2暴露評(píng)估根據(jù)當(dāng)?shù)赜玫匾?guī)劃,該地塊未來(lái)規(guī)劃為工業(yè)用地,因此本地塊按二類用地進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估。二類用地方式下,本地塊主要污染受體為企業(yè)生產(chǎn)工作人員及周圍的居民,在地塊建設(shè)階段地塊內(nèi)的施工工人將是主要的污染受體。在第二類用地情景下,土壤和地下水中主要污染物為重金屬,本地塊內(nèi)地下水不直接接觸和直接飲用。地塊所在區(qū)域周邊為居民區(qū)和農(nóng)田,因此本項(xiàng)目地塊考慮地塊土壤作為污染源時(shí)對(duì)原場(chǎng)和離場(chǎng)敏感受體(人體)產(chǎn)生的風(fēng)險(xiǎn)和危害。地塊未來(lái)作為工業(yè)用地,地塊內(nèi)的污染物為重金屬不具有揮發(fā)性,因此0~1m表層暴露途徑為經(jīng)口攝入、土壤皮膚接觸、吸入顆粒物三種類型;如果地塊未來(lái)開(kāi)挖1m以下層,則有可能擾動(dòng)的下層暴露途徑為經(jīng)口攝入、土壤皮膚接觸、吸入顆粒物三種類型。暴露因子是計(jì)算污染物進(jìn)入人體暴露量的重要參數(shù),主要包括體重、皮膚面積、平均壽命、暴露時(shí)間、土壤攝入速率、和呼吸量等。受體暴露參數(shù)主要采用《建設(shè)用地土壤污染風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估技術(shù)導(dǎo)則》(HJ25.3-2019)所推薦的第二類用地建議值和《建設(shè)用地土壤污染風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估技術(shù)導(dǎo)則》編制說(shuō)明建議值。地塊特征參數(shù)指標(biāo)容重、含水率、滲透系數(shù)等主要采用該地塊實(shí)測(cè)數(shù)據(jù),其他指標(biāo)采用HJ25.3建議值。2.2.3毒性評(píng)估毒性評(píng)估包括致癌效應(yīng)及非致癌效應(yīng),是分析關(guān)注污染物對(duì)人體健康的危害效應(yīng)。本次評(píng)估涉及到的污染指標(biāo)為鎘和砷。污染物毒理學(xué)參數(shù)見(jiàn)下表3。2.2.險(xiǎn)表征風(fēng)險(xiǎn)表征是在暴露評(píng)估和毒性評(píng)估的基礎(chǔ)上,采用風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估模型計(jì)算土壤和地下水中單一污染物經(jīng)單一途徑的致癌風(fēng)險(xiǎn)和危害商,計(jì)算單一污染物的總致癌風(fēng)險(xiǎn)和危害指數(shù),進(jìn)行不確定性分析。本次風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估過(guò)程中,將致癌性可接受風(fēng)險(xiǎn)水平設(shè)置為1.0×10-6,非致癌性危害熵設(shè)置為1,以評(píng)估相關(guān)污染物的健康風(fēng)險(xiǎn)是否超標(biāo)。在二類用地情境下,土壤污染物濃度最大值風(fēng)險(xiǎn)表征結(jié)果顯示,砷致癌風(fēng)險(xiǎn)和危害商均不可接受,鎘致癌風(fēng)險(xiǎn)和危害商均不可接受。2.2.5鉛人體健康風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)由于鉛對(duì)兒童認(rèn)知能力和神經(jīng)系統(tǒng)的強(qiáng)烈毒性,通常認(rèn)為不存在允許鉛暴露量最低限值的安全水平,因此美國(guó)EPA建議采用血鉛濃度來(lái)表征兒童暴露于環(huán)境中鉛產(chǎn)生的危害,一般認(rèn)為兒童血鉛含量超過(guò)10μg/dL將對(duì)智力發(fā)育及神經(jīng)系統(tǒng)造成不可接受的損害。目前我國(guó)尚未制定血鉛評(píng)估方法,鉛對(duì)人體健康最顯著的危害是降低兒童的認(rèn)知能力,敏感人群主要為發(fā)育中的胎兒以及嬰幼兒[11]。其主要通過(guò)土壤、食物、飲水和空氣進(jìn)入人體。本次評(píng)估采用ALM模型評(píng)估非敏感用地情景下懷孕婦女暴露于鉛污染土壤導(dǎo)致的胎兒的血鉛濃度水平[12],并反算土壤中鉛的控制水平。ALM模型參數(shù)及取值見(jiàn)下表4?;谡{(diào)查數(shù)據(jù),評(píng)價(jià)結(jié)果表明,對(duì)二類用地中的最大值進(jìn)行成人血鉛超標(biāo)評(píng)估,土壤鉛引起成人中孕婦胎兒血鉛水平超過(guò)10μg/dL水平的概率為6.8%,超過(guò)臨界水平風(fēng)險(xiǎn)概率5%。因此需要對(duì)土壤鉛進(jìn)行治理修復(fù)。
3結(jié)論
篇3
(西安科技大學(xué)建筑與土木工程學(xué)院,陜西 西安 710054)
【摘 要】通過(guò)對(duì)寶雞王家崖水庫(kù)表層沉積物的采樣,采用BCR四部連續(xù)提取法對(duì)沉積物中As、Co、Cr、Cu、Mn、Ni、Pb、V和Zn等重金屬物質(zhì)的含量水平和空間分布進(jìn)行了探究,對(duì)Co 、Cr 、Cu、Mn、Ni、Pb、Zn等的賦存形態(tài)進(jìn)行了分析,探討了其對(duì)環(huán)境的影響。
關(guān)鍵詞 王家崖水庫(kù);沉積物;重金屬;賦存形態(tài)
作者簡(jiǎn)介:路程(1985—),男,西安科技大學(xué)建筑與土木工程學(xué)院,助教,研究方向?yàn)樗募八Y源。
重金屬物質(zhì)在自然界中廣泛存在,其在生物鏈中的富集作用呈不可逆性。Schutzle[1]研究得出由于人類活動(dòng)排入環(huán)境中的重金屬,濃度很低時(shí)也會(huì)產(chǎn)生很強(qiáng)的毒性,通過(guò)一系列的富集,最后有可能進(jìn)入人體,危害人體健康。比如:汞、金、鉛等重金屬富集于人體時(shí),可引起人體的自身免疫性疾病,破壞人體免疫系統(tǒng),使免疫系統(tǒng)失去識(shí)別自身與“外侵”細(xì)胞的功能,結(jié)果導(dǎo)致人體產(chǎn)生疾病[2]。對(duì)于某一區(qū)域,如果重金屬的含量遠(yuǎn)高于其環(huán)境背景值,會(huì)使其賦存環(huán)境受到嚴(yán)重危害,因此對(duì)于重金屬污染的分析研究成為國(guó)內(nèi)外關(guān)注的熱點(diǎn)。
1 實(shí)驗(yàn)材料及方法
1.1 樣品的收集
采集樣品:①時(shí)間:2014年10月,②方式:使用抓斗式取泥器抓取水庫(kù)表層沉積物,③處置:帶回實(shí)驗(yàn)室保存于冰箱(4℃恒溫)。
1.2 測(cè)定方式
待保存的沉積物樣品冷凍干燥后,用瑪瑙研體研磨,后過(guò)100目尼龍篩,將過(guò)篩樣品保存?zhèn)溆谩?/p>
重金屬 Cu、Pb、Zn、Cd、Ni、Cr 的含量利用ICP-MS(型號(hào)ELANDRC-e)測(cè)定;Hg測(cè)定:稱取0.2g樣品經(jīng)王水水?。?5℃)消解,加入氯化溴將各形態(tài)Hg氧化,由上清液中取出并測(cè)定Hg的含量,同時(shí)測(cè)量水系沉積物標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)GBW-07305(GSD-5),以保證測(cè)定結(jié)果的準(zhǔn)確性。
2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析
2.1 重金屬含量分析
如表1所示,9種重金屬的含量平均值均高于土壤背景值;且其有不同程度累計(jì)強(qiáng)度:其中Co、Cu、Mn、V的累計(jì)強(qiáng)度較高,達(dá)1.70以上;Zn、As的累計(jì)強(qiáng)度相對(duì)低,在1.50以下。由上可知,9種重金屬的含量已有不同程度的富集,應(yīng)引起相關(guān)部門的重視。
2.2 重金屬含量空間分布分析
對(duì)于重金屬含量在其空間分布上加以測(cè)定,主要方法:將水庫(kù)分為庫(kù)邊、庫(kù)中,庫(kù)邊分為庫(kù)邊左、庫(kù)邊右;庫(kù)中分為庫(kù)中上游、庫(kù)中下游。從而更全面的說(shuō)明重金屬分布情況。
由圖1可知,重金屬在水庫(kù)的4個(gè)分區(qū)呈現(xiàn)大致的V字分布,即庫(kù)中上游含量最低,庫(kù)邊和庫(kù)中下游含量相近;庫(kù)中含量分布情況是:庫(kù)中下游>庫(kù)中上游;庫(kù)邊含量分布情況是:As,Cr,Co,Cu,Mn,Ni和V的含量在庫(kù)邊西(左)大于庫(kù)邊東(右),Pb和Zn的含量在庫(kù)邊東(右)大于庫(kù)邊西(東)。
2.3 重金屬空間區(qū)域賦存形態(tài)分析
王家崖水庫(kù)庫(kù)中和庫(kù)邊重金屬賦存形態(tài)空間區(qū)域分布如圖2所示。
由圖2可知,庫(kù)中沉積物乙酸提取態(tài)所占比例大小順序?yàn)椋篗n(42.89%)>Cr(30.30%)>Pb(17.03%)>Ni(10.88%)>Co(6.40%)>Zn(3.59%)>Cu(2.49%),由此可知,沉積物中重金屬M(fèi)n極易釋放到水環(huán)境,Cr亦有較高的不穩(wěn)定性,容易擴(kuò)散到水環(huán)境中;重金屬以殘?jiān)鼞B(tài)形式存在的高低順序?yàn)椋篊u(82.38%)>Zn(80.11%)>Ni(71.66%)>Co(60.05%)>Pb(49.65%)>Cr(47.62%)>Mn(36.21%),可見(jiàn)Cu和Zn在庫(kù)中以非常穩(wěn)定的形態(tài)存在,不易釋放出來(lái)。
庫(kù)邊沉積物在乙酸提取態(tài)中所占比例大小順序?yàn)椋篗n(47.50%)> Pb(25.07%)> Cr(24.81%)>Co(14.95%)>Zn(12.26%)>Ni(8.19%)>Cu(4.13%)可見(jiàn)Mn在庫(kù)邊極具不穩(wěn)定性,很容易釋放出來(lái),Pb、 Cr元素也不穩(wěn)定,容易釋放出來(lái);重金屬以殘?jiān)鼞B(tài)形式存在的高低順序?yàn)椋篊u(75.90%)>Ni(70.72%)>Co(64.14%)>Zn(55.59%)>Cr(54.10%)>Mn(35.96%)>Pb(35.32%),可見(jiàn)Cu在庫(kù)邊也是以非常穩(wěn)定的形態(tài)存在,Ni、Co 、Zn 、Cr也較穩(wěn)定,不易釋放出來(lái)。
3 結(jié)論
(1)9種重金屬的含量平均值均高于土壤背景值;且已有不同程度累計(jì):其中Co、Cu、Mn、V的累計(jì)強(qiáng)度較高,達(dá)1.70以上;Zn、As的累計(jì)強(qiáng)度相對(duì)低,在1.50以下。
(2)9種元素在水庫(kù)的4個(gè)分區(qū)呈現(xiàn)大致相似的V字分布:庫(kù)中上游含量最低;在庫(kù)邊的分布情況是:As,Cr,Co,Cu,Mn,Ni和V的含量在庫(kù)邊左大于庫(kù)邊右,Pb和Zn的含量在庫(kù)邊右大于庫(kù)邊左。
(3)整個(gè)水庫(kù)中,Cu和Ni元素賦存形態(tài)較穩(wěn)定;Zn元素在庫(kù)中穩(wěn)定,庫(kù)邊相對(duì)不穩(wěn)定;Cr元素在庫(kù)邊相對(duì)穩(wěn)定,庫(kù)中較不穩(wěn)定,更易擴(kuò)散到水環(huán)境中;Mn元素在整個(gè)庫(kù)區(qū)均不穩(wěn)定,極易擴(kuò)散到水環(huán)境,污染水庫(kù)。
參考文獻(xiàn)
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篇4
關(guān)鍵詞:蘑菇湖水庫(kù);重金屬污染;單因子指數(shù);內(nèi)梅羅指數(shù)
重金屬污染物因其很難被降解成為當(dāng)今世界熱切關(guān)注和迫切需要解決的問(wèn)題[1]。蘑菇湖水庫(kù)地處瑪納斯河西岸,位于石河子市以北約18公里處,屬石河子總場(chǎng)范圍,建成于1958年,是石河子墾區(qū)內(nèi)最大的一座天然洼地型人工內(nèi)陸平原水庫(kù)。水庫(kù)設(shè)計(jì)庫(kù)容1.8億立方米,有效庫(kù)容1.4億立方米,水庫(kù)占地面積36平方千米,設(shè)計(jì)蓄水面積31.2平方千米,年調(diào)節(jié)水量為2.2億立方米,水源主要為瑪納斯河水、泉水及機(jī)井水、沙灣河水、城市廢水。灌溉墾區(qū)下野地6個(gè)團(tuán)場(chǎng)和沙灣縣三個(gè)鄉(xiāng)土地,設(shè)計(jì)灌溉面積約40萬(wàn)畝,具有養(yǎng)殖、農(nóng)灌和部分牲畜飲用三大功能,起著冬蓄夏灌的調(diào)節(jié)作用,在墾區(qū)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中發(fā)揮著重要作用。因此石河子市對(duì)蘑菇湖水庫(kù)的相關(guān)研究一直是一個(gè)熱點(diǎn)。在生態(tài)環(huán)境方面,現(xiàn)有的研究主要集中在水體沉積物和消落帶土壤,對(duì)水體研究也多為常規(guī)性的水質(zhì)評(píng)價(jià),缺乏對(duì)水體中多種重金屬?gòu)?fù)合污染的相關(guān)研究[2]。本次研究關(guān)注蘑菇湖水庫(kù)的進(jìn)水區(qū)下層,對(duì)多種重金屬在水中的分布特征及水受重金屬污染分析評(píng)估,以期為蘑菇湖水質(zhì)監(jiān)測(cè)、評(píng)價(jià)和控制提供基礎(chǔ)的科學(xué)依據(jù)。
1 材料與方法
1.1 樣品采集與指標(biāo)測(cè)定
2013年4月,在蘑菇湖水庫(kù)進(jìn)水區(qū)、出水區(qū)設(shè)立了2個(gè)采樣斷面,分別為水體上層和下層,在湖心區(qū)、淺水區(qū)和岸邊區(qū)分別設(shè)立了采樣點(diǎn)。收集到的水樣經(jīng)0.45um濾膜過(guò)濾后,去除雜質(zhì),用5ml水樣,加入硝酸酸化使pH
1.2 評(píng)價(jià)方法
文章采用單因子污染指數(shù)法和內(nèi)梅羅綜合污染指數(shù)法[3]評(píng)價(jià)蘑菇湖進(jìn)水區(qū)水體重金屬污染程度。
單因子污染指數(shù)法計(jì)算公式為:
(1)
式(1)中Pi為重金屬i的污染指數(shù),Ci為重金屬i的實(shí)測(cè)值,Si為污染物i的標(biāo)準(zhǔn)值(一般取二類標(biāo)準(zhǔn),單位為g/L)。單因子指數(shù)法環(huán)境質(zhì)量評(píng)價(jià)分級(jí)見(jiàn)表1。
內(nèi)梅羅綜合指數(shù)法計(jì)算公式為。
式(2)中P為綜合污染指數(shù),Pi為單因子指數(shù),Pimax為區(qū)域內(nèi)所有單因子指數(shù)的最大值。內(nèi)梅羅指數(shù)法環(huán)境質(zhì)量評(píng)價(jià)分級(jí)見(jiàn)表2。
2 結(jié)果與分析
2.1 水庫(kù)不同區(qū)域水體重金屬含量特征
蘑菇湖水庫(kù)分為進(jìn)水區(qū)、出水區(qū)、湖心區(qū)、淺水區(qū)和岸邊區(qū)五個(gè)區(qū)域,各重金屬元素在不同區(qū)域的濃度見(jiàn)表3。不同區(qū)域水體中重金屬含量情況是:Pb為0.49ug/L(出水區(qū)上層)、0.52ug/L(出水區(qū)下層)、0.56ug/L(湖心區(qū)上層)、0.60ug/L(湖心區(qū)下層)、0.65ug/L(進(jìn)水區(qū)上層)、0.75ug/L(進(jìn)水區(qū)下層)、0.66ug/L(岸邊區(qū))、0.63ug/L(淺水區(qū));Cd為0.03ug/L(出水區(qū)上層)、0.03ug/L(出水區(qū)下層)、0.03ug/L(湖心區(qū)上層)、0.03ug/L(湖心區(qū)下層)、0.037ug/L(進(jìn)水區(qū)上層)、0.043ug/L(進(jìn)水區(qū)下層)、0.04ug/L(岸邊區(qū))、0.03ug/L(淺水區(qū));Cu為0.35ug/L(出水區(qū)上層)、0.42ug/L(出水區(qū)下層)、0.39ug/L(湖心區(qū)上層)、0.43ug/L(湖心區(qū)下層)、0.45ug/L(進(jìn)水區(qū)上層)、0.55ug/L(進(jìn)水區(qū)下層)、0.46ug/L(岸邊區(qū))、0.45ug/L(淺水區(qū));Zn為7.00ug/L(出水區(qū)上層)、7.00ug/L(出水區(qū)下層)、6.80ug/L(湖心區(qū)上層)、7.40ug/L(湖心區(qū)下層)、7.80ug/L(進(jìn)水區(qū)上層)、9.00ug/L(進(jìn)水區(qū)下層)、7.50ug/L(岸邊區(qū))、7.50ug/L(淺水區(qū))??梢钥闯觯髦亟饘俸恳蛟胤N類而有所不同,濃度大小依次為Zn>Pb>Cu>Cd,各重金屬元素濃度相差大致在12.5%-27.1%之間。而根據(jù)國(guó)家地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)(GB3838-2002)來(lái)評(píng)判,Pb在單位水體中最為接近檢測(cè)限值,而Cd為單位水體中濃度最低。
與國(guó)家地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)(GB3838-2002)相比,四種元素中Pb的含量已接近了國(guó)家Ⅳ級(jí)水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)的檢測(cè)限,但離檢出限還有很大差距,而另外三種重金屬元素含量均在Ⅳ級(jí)標(biāo)準(zhǔn)以內(nèi)。在蘑菇湖水庫(kù),經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)Pb、Cd、Cu、Zn等多種重金屬濃度伴隨著豐水期和枯水期而濃度也有所差異。因此,必須加強(qiáng)水庫(kù)區(qū)支流水質(zhì)的監(jiān)測(cè)工作,為區(qū)域生產(chǎn)和生活提供水資源保證。
2.2 水體重金屬污染程度評(píng)價(jià)
單因子污染指數(shù)法和內(nèi)梅羅綜合指數(shù)法對(duì)蘑菇湖水庫(kù)不同區(qū)域水體重金屬污染情況評(píng)價(jià)結(jié)果見(jiàn)表4。采用單因子污染指數(shù)法對(duì)8個(gè)采樣點(diǎn)的4種重金屬評(píng)價(jià)分析發(fā)現(xiàn),蘑菇湖各區(qū)域的水體只有進(jìn)水區(qū)下層的Pb濃度相對(duì)接近檢測(cè)限,但離檢出限差距很大,而其他區(qū)域重金屬元素濃度均在檢測(cè)限內(nèi),可以得出進(jìn)水區(qū)下層水體為警戒限級(jí)的尚清潔等級(jí),而其他區(qū)域的水體為安全的清潔等級(jí)。而內(nèi)梅羅綜合指數(shù)法評(píng)價(jià)結(jié)果表明所有區(qū)域水體都為無(wú)污染等級(jí)。兩種評(píng)價(jià)方法均表明,采樣點(diǎn)位的水體均未受到污染,只是其中Pb濃度相對(duì)較高,應(yīng)給予一定的關(guān)注。
2.3 磨菇湖水體重金屬含量變化原因及管理對(duì)策
2.3.1 水體重金屬含量變化原因
磨菇湖水體重金屬的主要來(lái)源是工業(yè)廢水。隨著經(jīng)濟(jì)的快速增長(zhǎng)和工業(yè)化進(jìn)程加快,我市工業(yè)廢水含有不同濃度的Pb、Cd、Cu、Zn等重金屬有毒有害物質(zhì),而這些污水最終排放進(jìn)入蘑菇湖水庫(kù)。雖然這些工業(yè)廢水經(jīng)過(guò)處理,但是經(jīng)過(guò)多年的污染累積,已經(jīng)使蘑菇湖水庫(kù)的重金屬含量相較之前增長(zhǎng)了很多倍。其中,Pb的含量增長(zhǎng)在眾多重金屬里面最為明顯,應(yīng)特別注意。
2.3.2 水體重金屬管理對(duì)策
水體重金屬污染有很多需要解決的難題,但由于時(shí)間、人力、物力的實(shí)際情況和限制,現(xiàn)在提出以下對(duì)策:一是對(duì)各工業(yè)企業(yè)內(nèi)部的各生產(chǎn)車間、流水線等實(shí)行定額供水。二是盡量增加蘑菇湖水庫(kù)的蓄水量,增大上游瑪河向蘑菇湖的輸送量,盡可能稀釋水庫(kù)的水體。三是對(duì)水庫(kù)有可能存在的污染源、目前的污染現(xiàn)狀等,進(jìn)行全面的調(diào)查,在調(diào)查研究基礎(chǔ)上,寫出綜合評(píng)價(jià)報(bào)告,為治理工作提供依據(jù)。四是通過(guò)對(duì)經(jīng)濟(jì)效益和排污處理效果二者的綜合考量,提出對(duì)蘑菇湖水庫(kù)進(jìn)行區(qū)域型綜合治理和分散治理。五是積極采取措施,如環(huán)境管理、企業(yè)管理、工業(yè)技術(shù)改革等辦法來(lái)監(jiān)督和協(xié)助各個(gè)工業(yè)企業(yè)減少工業(yè)廢水中重金屬的排放量和排放濃度。
3 結(jié)束語(yǔ)
蘑菇湖水庫(kù)進(jìn)水區(qū)水體下層的Pb、Cd、Cu、Zn四種重金屬含量明顯高于其他區(qū)域,其所有元素含量均在國(guó)家Ⅳ級(jí)水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)范圍內(nèi)。通過(guò)本次研究,得出研究水域重金屬在不同區(qū)域的變化趨勢(shì)。污染指數(shù)評(píng)價(jià)結(jié)果表明研究水域未受到這四種重金屬污染,僅重金屬Pb濃度接近于檢測(cè)限,望引起有關(guān)部門的注意。因此,可以放心使用水庫(kù)進(jìn)行農(nóng)業(yè)灌溉和大力發(fā)展養(yǎng)殖業(yè)。
參考文獻(xiàn)
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篇5
我們建立高斯模型我們做出假設(shè),每種重金屬都是可以在外界因素下可以自由傳播的,不存在重金屬元素在一個(gè)地區(qū)堆積,只有傳播能力的不同。由于海拔因素對(duì)其影響不大,故忽略海拔因素對(duì)其傳播的影響。其次將其尋找污染源的問(wèn)題轉(zhuǎn)化為尋找圖像空間極值的問(wèn)題。通過(guò)尺度空間理論對(duì)特征值進(jìn)行提取檢測(cè)DOG空間極值點(diǎn)檢測(cè)、精確定位極值點(diǎn)。從而求出污染源位置。值得考慮的是污染源可能不一定是點(diǎn),也可能是線,于是我們又引入了高斯模型公路模式我們對(duì)模型進(jìn)行了簡(jiǎn)單的規(guī)劃。汽車造成的污染近于線源污染,可通過(guò)對(duì)點(diǎn)源的積分(沿y)來(lái)獲得,同時(shí)對(duì)模型進(jìn)行修正使其更具合理性。
關(guān)鍵詞:表層土壤 重金屬分析 模糊數(shù)學(xué) 高斯模型 尺度空間理論
問(wèn)題要求分析重金屬污染物的傳播特征,由此建立模型,確定污染源的位置。針對(duì)這一問(wèn)題,首先我們做出假設(shè),每種重金屬都是可以在外界因素下可以自由傳播的,不存在重金屬元素在一個(gè)地區(qū)堆積,只有傳播能力的不同。由于海拔因素對(duì)其影響不大,故忽略海拔因素對(duì)其傳播的影響。首先,利用matlab作圖,畫出以坐標(biāo)x、y及重金屬濃度大小的差值等高線圖。
這樣,我們就可以看到在整個(gè)城市中某一重金屬元素的大致分布。其次,由此圖及第一問(wèn)計(jì)算出各點(diǎn)的污染程度可以看出重金屬的傳播特征。其傳播大致符合自然界規(guī)律,高濃度向低濃度傳播,但由于其重金屬元素的特殊性,其傳播速度較慢,且不同重金屬的傳播速度不同。由此就可以得到污染源的特征就是其污染元素的含量與周圍含量相比相對(duì)較大,即區(qū)域極值。最后,根據(jù)所有數(shù)據(jù)的特征,建立如下模型來(lái)尋找其污染源。由上可知,將其尋找污染源的問(wèn)題轉(zhuǎn)化為尋找圖像空間極值的問(wèn)題??臻g極值點(diǎn)的檢測(cè):尺度空間極值點(diǎn)的檢測(cè)分為兩個(gè)步驟:檢測(cè)DOG空間極值點(diǎn)檢測(cè)、精確定位極值點(diǎn)。下面對(duì)局部極值點(diǎn)進(jìn)行三維二次函數(shù)擬合以精確確定特征點(diǎn)的位置和尺度,尺度空間函數(shù) 在局部極值點(diǎn) 處的泰勒展開(kāi)式通過(guò)對(duì)公式求導(dǎo),并令其為0,得出精確的極值位置。而極值位置就是污染源所在。
需要注意的一點(diǎn)是,污染源未必是一個(gè)點(diǎn),可以是趨近于一條線,因?yàn)榻煌▍^(qū)的大多數(shù)污染應(yīng)該來(lái)自于公路或鐵路。所以模型需要完善。于是我們引入高斯模型的公路模式
頻繁而高速行駛的汽車造成的污染近于線源污染,可通過(guò)對(duì)點(diǎn)源的積分(沿y)來(lái)獲得:
其中角度為風(fēng)向和公路線源交角,這個(gè)模式只適用于角度大于45度。其中假設(shè)風(fēng)險(xiǎn)與公路線滿足要求。而另一類采用有限個(gè)點(diǎn)源模擬的公路模式只適用于公路與風(fēng)向正交的情況。為了克服以上的不足美國(guó)加州線源模式很好的處理了風(fēng)向與公路的各種相交情況
其中s是穩(wěn)定度的修正因子,N為面源的個(gè)數(shù)。即將長(zhǎng)度為L(zhǎng)的公路按路寬分為N個(gè)面源,每個(gè)面源假設(shè)為一個(gè)虛點(diǎn)源,接收點(diǎn)的濃度全是面源的和。
根據(jù)以上模型便可確立點(diǎn)和線兩大類污染源。
篇6
摘要:通過(guò)對(duì)襄陽(yáng)市16個(gè)點(diǎn)位農(nóng)田土壤實(shí)地調(diào)查、采集及實(shí)驗(yàn)室分析測(cè)定其重金屬含量,采用單項(xiàng)污染指數(shù)法和綜合污染指數(shù)法,評(píng)
>> 農(nóng)田土壤重金屬污染及修復(fù)技術(shù)分析 杭州市土壤和蔬菜重金屬污染現(xiàn)狀及評(píng)價(jià)體系 武漢市新城區(qū)菜地土壤重金屬含量狀況及污染評(píng)價(jià) 湖南某尾礦庫(kù)周邊農(nóng)田土壤及蔬菜重金屬污染與健康風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià) 探析長(zhǎng)期污灌農(nóng)田土壤重金屬污染與潛在環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià) 山東省典型農(nóng)田土壤中重金屬污染評(píng)價(jià) 農(nóng)田土壤重金屬污染與防治 農(nóng)田土壤重金屬污染的植物修復(fù)技術(shù)及工程示范 我國(guó)農(nóng)田土壤重金屬污染修復(fù)及安全利用綜述 白銀市東大溝污灌區(qū)表層土壤重金屬污染及潛在生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià) 大理市不同生態(tài)區(qū)表層土壤重金屬污染初步評(píng)價(jià) 蘭州市蔬菜基地土壤重金屬污染評(píng)價(jià)與分析 包頭市綠地土壤重金屬污染分析與評(píng)價(jià) 十堰市畜禽養(yǎng)殖場(chǎng)周邊土壤重金屬污染評(píng)價(jià) 常熟市土壤重金屬污染研究 郫縣土壤重金屬污染狀況調(diào)查 探析土壤重金屬的污染及其評(píng)價(jià)方法 不同土壤重金屬污染評(píng)價(jià)方法對(duì)比研究 關(guān)于土壤重金屬污染評(píng)價(jià)方法研究 三峽庫(kù)區(qū)土壤重金屬元素含量分析及污染評(píng)價(jià) 常見(jiàn)問(wèn)題解答 當(dāng)前所在位置:
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篇7
關(guān)鍵詞 重金屬污染;蔬菜;現(xiàn)狀
中圖分類號(hào) X820.4 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A 文章編號(hào) 1007-5739(2013)22-0208-03
Research Progress of Heavy Metal Pollution in Vegetables
YAO Li-xia RU Qiao-mei HE Liang-xing
(Yuhang District Agro-product Monitoring Center in Hangzhou City of Zhejiang Province,Hangzhou Zhejiang 311119)
Abstract With the ever serious environmental pollution,vegetables have been subjected to varying degrees of pollution. Heavy metal is one of the important factors,which affect vegetable growth and human health. The paper studied aspects of hazards of heavy metal pollution,evaluation of heavy metal contamination in vegetables,and status quo of vegetables polluted by heavy metals in China. It also discussed vegetables polluted by heavy metals in the future and prospects,which would provide reference and experience for the research on vegetables polluted by heavy metals.
Key words heavy metal pollution;vegetables;present situation
重金屬是指密度在5×103 kg/m3以上的金屬,如金(Au)、銀(Ag)、鎘(Cd)、汞(Hg)、鉻(Cr)、銅(Cu)、鉛(Pb)等。部分重金屬通過(guò)食物進(jìn)入人體,對(duì)人體正常生理功能造成干擾,危害人體健康,被稱為有毒重金屬,如鋅、汞、鉛、鉻、砷、錫、鎘等。
隨著農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中化肥、農(nóng)藥等的大量使用,土壤、水體的重金屬污染逐漸加重,不僅影響植物生長(zhǎng)發(fā)育,而且在植物葉、莖、根、籽實(shí)中大量積累。蔬菜作為人們?nèi)粘z入量最大的食物之一,含有豐富的膳食纖維、維生素、必需礦質(zhì)元素等,但食入重金屬超標(biāo)的蔬菜會(huì)對(duì)人體健康造成極大危害,其危害具有一定的隱蔽性,一般不會(huì)發(fā)生急性中毒,只是在人體中不斷積累,逐漸危害人體健康。近年來(lái),監(jiān)測(cè)、防治重金屬污染已成為各國(guó)普遍關(guān)注的熱點(diǎn)問(wèn)題。蔬菜作為人類日常生活攝入量較大的食品之一,分析、評(píng)價(jià)其受重金屬污染狀況,對(duì)保障人們的飲食安全、促進(jìn)蔬菜生產(chǎn)具有重要意義。
1 重金屬污染的危害
鉻、鋅、汞、鉛、砷、錫、鎘等有毒重金屬中,對(duì)人體危害最大的是鉛,毒害人體各系統(tǒng),尤其常使造血系統(tǒng)、神經(jīng)系統(tǒng)、血管等發(fā)生病變。人體攝入過(guò)量的鉛不僅會(huì)抑制血紅素的合成,降低紅細(xì)胞中血紅蛋白量,導(dǎo)致人體出現(xiàn)貧血,損傷中樞神經(jīng)系統(tǒng)及其周圍神經(jīng),輕度中毒時(shí),出現(xiàn)失眠、頭痛、記憶減退、頭暈等癥狀。特別是對(duì)于大腦處于發(fā)育期的兒童來(lái)講,更容易受鉛的危害,嚴(yán)重影響兒童的智力發(fā)育和行為。
有毒重金屬中危害人類健康的其次是砷、汞。砷大都以烷基砷、無(wú)機(jī)砷的形態(tài)存在,2種類型的砷差別較大。無(wú)機(jī)砷毒性較大,有機(jī)砷毒性較小,其中砷糖甚至被認(rèn)為無(wú)毒。長(zhǎng)期接觸砷,會(huì)引起細(xì)胞中毒,誘發(fā)惡性腫瘤,其還能透過(guò)胎盤損害胎兒。無(wú)機(jī)砷是致癌物質(zhì),常誘發(fā)肺癌、皮膚癌。汞容易被植物吸收,通過(guò)食物進(jìn)入人體,也可以蒸汽形式進(jìn)入人體,危害人體健康。汞毒性因形態(tài)不同存在較大差異,其中甲基汞毒性最大,容易被人體吸收,在腎、骨髓、心、腦、肝、肺等部位蓄積,使腎、神經(jīng)系統(tǒng)、肝臟等產(chǎn)生不可逆的損害。另外,金屬汞、無(wú)機(jī)汞通過(guò)水中厭氧微生物甲基化可轉(zhuǎn)化為甲基汞危害。
相對(duì)鉛來(lái)說(shuō),鎘容易被植物吸收,但其不容易造成植物毒性,反對(duì)人體容易造成毒害,具有致畸、致癌、致突變等作用。鎘進(jìn)入體內(nèi)可損害血管導(dǎo)致組織缺血,損傷多系統(tǒng),干擾鈷、銅、鋅等代謝,阻礙腸道吸收鐵,抑制血紅蛋白的合成,抑制肺泡巨噬細(xì)胞的氧化磷酰化的代謝過(guò)程,對(duì)腎、肺、肝造成損害。
鉻的急性中毒會(huì)對(duì)皮膚造成刺激和腐蝕,使皮膚糜爛或變態(tài)反應(yīng)發(fā)生皮膚炎。亞急性或慢性中毒會(huì)引起咽炎、鼻炎、支氣管炎等。另外,鉻還有致畸變、致癌變、致突變作用。六價(jià)鉻和三價(jià)絡(luò)均有致癌作用,且六價(jià)鉻的毒性比三價(jià)鉻大100倍,某些鉻化合物的致癌性是目前世界公認(rèn)的,被稱為“鉻癌”。
可見(jiàn),重金屬對(duì)人體健康的危害具有富集性、隱蔽性、不可逆性,且其污染一旦出現(xiàn)就難以逆轉(zhuǎn),治理非常困難,成本高。
2 蔬菜重金屬污染評(píng)價(jià)
內(nèi)梅羅綜合污染指數(shù)是土壤或沉積物重金屬污染評(píng)價(jià)中較為常用的方法。目前,該方法已在蔬菜重金屬污染評(píng)價(jià)方面得到應(yīng)用[1]。
(1)單因子污染指數(shù):
Pi=■
Pi、Ci、Si分別為計(jì)算出的重金屬單項(xiàng)污染指數(shù)、重金屬的實(shí)測(cè)值、各項(xiàng)評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)值。
當(dāng)Pi≤1時(shí),表示蔬菜未受污染;Pi>1時(shí),表示蔬菜受到污染,Pi數(shù)值越大,說(shuō)明受到的重金屬污染越嚴(yán)重。
(2)尼梅羅綜合污染指數(shù):
P綜=■
Pave為蔬菜各單因子污染指數(shù)的Pi 平均值,Pmax為蔬菜各單項(xiàng)污染指數(shù)中最大值。
通常,設(shè)定綜合污染指數(shù)P綜合≤0.7為安全等級(jí),P綜合≤1.0為警戒限,P綜合≤2.0為輕污染,P綜合≤3.0為中污染,P綜合>3.0為重污染。
3 我國(guó)蔬菜重金屬的污染現(xiàn)狀
3.1 華東地區(qū)(包括山東、江蘇、安徽、浙江、福建、上海市)
王淑娥等[2]調(diào)查發(fā)現(xiàn)濟(jì)南市8種蔬菜中重金屬含量均未超出無(wú)公害蔬菜限量標(biāo)準(zhǔn)。馬桂云等[3]也報(bào)道鹽城市區(qū)少數(shù)蔬菜受到Cd的污染。而蚌埠市市售蔬菜中,葉菜類蔬菜中主要是Pb、Cd超標(biāo),這可能與含鉛的汽車尾氣污染大氣有關(guān)[4]。孫美俠等[5]對(duì)徐州市市場(chǎng)上15種蔬菜、水果進(jìn)行抽樣檢查,測(cè)定240個(gè)樣品中重金屬Cu、Pb、Cd、Cr、Zn的含量狀況,結(jié)果表明所測(cè)樣品中僅重金屬Cd、Zn有部分超標(biāo),其中Cd的污染需引起有關(guān)部門的重視。然而,廈門市售蔬菜僅部分品種如菠菜、甘藍(lán)、花菜、蘿卜的Pb超標(biāo),有潛在污染風(fēng)險(xiǎn);大部分蔬菜中As、Hg、Cr3種重金屬的含量都較低,潛在的污染風(fēng)險(xiǎn)不大[6]。許 靜等[7]對(duì)福建省4個(gè)區(qū)域的4類19種蔬菜品種進(jìn)行分析和評(píng)價(jià),結(jié)果顯示福建省蔬菜重金屬污染主要為Cd和Pb,品種涵蓋小白菜、芥菜、空心菜。林梅[8]采用原子吸收分光光度法對(duì)福州市油菜番茄茄子3種上市蔬菜中重金屬Pb、Cu、Cr、Cd和微量元素Zn的含量進(jìn)行了檢測(cè),并運(yùn)用單因子污染評(píng)價(jià)指數(shù)進(jìn)行了蔬菜重金屬污染的評(píng)價(jià),結(jié)果表明:自由集市中個(gè)別蔬菜存在Cr輕度污染,部分蔬菜存在Pb輕中度污染;從大型超市和自由集市購(gòu)買的所有蔬菜樣品均存在Cd含量超標(biāo)現(xiàn)象,其中自由集市蔬菜的Cd甚至達(dá)到中度污染級(jí);所有樣品中Cu含量均低于全國(guó)代表值,Zn含量則與全國(guó)代表值相當(dāng)。
3.2 華南地區(qū)(包括廣東、廣西、海南)
廣東省蔬菜重金屬調(diào)查已有不少研究報(bào)道。馬 瑾等[9]報(bào)道東莞市蔬菜重金屬污染以Pb的污染情況最普遍,20.9%的葉菜類蔬菜Pb含量超標(biāo)。其次是Cd和Hg,分別有11.6%和2.3%的葉菜類蔬菜超標(biāo)。但張 沖等[10]對(duì)東莞市主要蔬菜產(chǎn)區(qū)的112個(gè)蔬菜樣品進(jìn)行重金屬污染現(xiàn)狀調(diào)查,發(fā)現(xiàn)這些蔬菜受到不同程度的重金屬污染,但大多數(shù)只是輕度污染,并未達(dá)到危險(xiǎn)級(jí)別。佛山市禪城區(qū)居民食用蔬菜樣品中有46.6%的蔬菜重金屬含量超標(biāo),Pb和Cr超標(biāo)率分別為32.9%和19.2%[11]。李傳紅等[12]調(diào)查表明,惠州市蔬菜重金屬含量整體質(zhì)量尚好,但蔬菜Cd污染較為嚴(yán)重,超標(biāo)率為15.8%。珠海市蔬菜中Cd、Cr、Ni、Pb、Hg元素有超標(biāo)情況,其中Cd元素超標(biāo)率最高,需要引起有關(guān)重視[13]。秦文淑[14-15]通過(guò)對(duì)廣州城區(qū)各居民菜場(chǎng)主要蔬菜進(jìn)行采樣,發(fā)現(xiàn)主要重金屬污染為Cr、Pb、Cd,其超標(biāo)率分別為38.9% 、22.2%、13.9%。利用單因子污染指數(shù)法進(jìn)行了評(píng)價(jià),發(fā)現(xiàn)廣州市蔬菜的污染比例在50%以上,其中28.9% 為輕度污染。然而,趙 凱等發(fā)現(xiàn)As、Pb是廣州市郊地區(qū)蔬菜中的主要污染元素,而且各類蔬菜的綜合污染指數(shù)均小于1,表明絕大部分蔬菜可以放心食用。楊國(guó)義等評(píng)價(jià)結(jié)果表明,在廣東省典型區(qū)域所采集的171個(gè)蔬菜樣品中,有13.45%的樣品受到不同程度的重金屬污染,以Cd和Pb污染為主,Ni、Hg、As和Cr污染相對(duì)輕一些。
南寧市相當(dāng)部分蔬菜的重金屬含量超過(guò)國(guó)家規(guī)定的無(wú)公害蔬菜標(biāo)準(zhǔn),其中污染最嚴(yán)重的是Hg和Pb,超標(biāo)率分別達(dá)41.9%和40.4%。秦波和白厚義研究發(fā)現(xiàn)南寧市郊蔬菜已受Pb和Cd的污染,其中Pb的污染最重,其次為Cd污染,但未受Cr的污染。
3.3 華中地區(qū)(包括湖北、湖南、河南、江西)
劉堯蘭等[16]報(bào)道環(huán)鄱陽(yáng)湖區(qū)葉菜類蔬菜有2/3樣品的重金屬含量超標(biāo),超標(biāo)率在50%以上,其中白菜Pb超標(biāo)最為嚴(yán)重,超標(biāo)率高達(dá)85.2%;單因子污染指數(shù)評(píng)價(jià)表明,環(huán)鄱陽(yáng)湖區(qū)葉菜類蔬菜的安全和優(yōu)良級(jí)別所占比例為66.9%,已受到一定程度的重金屬污染,其中以芹菜受污染的程度最大,污染主要來(lái)源于Cr和Pb。黃石市售蔬菜重金屬污染主要表現(xiàn)為As、Pb污染。葉菜類重金屬含量最高,其次是瓜豆類,茄果類含量最低。調(diào)查的6種蔬菜中,萵筍葉和小白菜遭受到嚴(yán)重污染,黃瓜受到輕度污染,四季豆處于警戒水平,僅番茄和茄子是安全的[17]。
成玉梅和康業(yè)斌[18]用單因子和綜合因子污染指數(shù)評(píng)價(jià),洛陽(yáng)市郊區(qū)葉菜類蔬菜重金屬污染大部分已處于警戒級(jí)到輕度污染,加強(qiáng)蔬菜重金屬污染的預(yù)防與治理十分必要。新鄉(xiāng)市蔬菜Cd、Pb的污染明顯,其中Pb污染較嚴(yán)重[19]。商丘市售蔬菜中存在超標(biāo)的元素為Pb、Cd,Cu、Hg、Cr 含量較低[20]。沈 彤等[21]研究表明,長(zhǎng)沙地區(qū)蔬菜中,Cr、As、Hg的含量未超標(biāo),尚未構(gòu)成污染,但Pb、Cd污染嚴(yán)重,超標(biāo)率分別為60%和51%。南昌市售蔬菜中均含有重金屬Cu、Zn、Pb 和Cd,其中Cu、Zn含量較低,遠(yuǎn)低于食品衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn),僅部分樣品存在Pb、Cd超標(biāo)現(xiàn)象[22]。
3.4 華北地區(qū)(包括北京、天津、河北、山西、內(nèi)蒙古)
中國(guó)科學(xué)院地理研究所調(diào)查認(rèn)為,北京市生產(chǎn)的蔬菜重金屬超標(biāo)的占30%[23]。薄博[24]對(duì)大同縣主要蔬菜產(chǎn)地調(diào)查研究,結(jié)果發(fā)現(xiàn)調(diào)查的5種蔬菜污染程度為茄子>西紅柿>黃瓜>青椒=西葫蘆,但均未超標(biāo),屬于安全等級(jí)。對(duì)天津市郊的36種蔬菜樣品進(jìn)行檢測(cè),發(fā)現(xiàn)重金屬檢出率為100%,其中Cd達(dá)到警戒線水平,單項(xiàng)污染指數(shù)最高值達(dá)19.22,總超標(biāo)率為30.41%。
3.5 西北地區(qū)(包括寧夏、新疆、青海、陜西、甘肅)
1996—1997年彭玉魁等對(duì)陜西省咸陽(yáng)、西安、寶雞等6個(gè)城市郊區(qū)的14種蔬菜進(jìn)行調(diào)查研究,分析其As、Hg、Cr、Cd、Pb等污染情況,結(jié)果表明Cr、Pb在某些蔬菜中超標(biāo)嚴(yán)重。陜西省主要蔬菜產(chǎn)區(qū)蔬菜重金屬污染也以Pb污染為主。李桂麗等[25]調(diào)查發(fā)現(xiàn)西安市10種蔬菜總體合格率為83%,Pb是蔬菜中的主要污染元素,總體超標(biāo)率為77.5%;Hg和Cr只在芹菜和茼蒿上出現(xiàn)污染,總體超標(biāo)率分別為10%和2.5%。然而,馬文哲等[26]調(diào)查了楊凌示范區(qū)4類9種蔬菜重金屬的污染現(xiàn)狀,發(fā)現(xiàn)Cr對(duì)蔬菜的污染程度最為嚴(yán)重,其次Pb、Cd也有一定程度的污染。
烏魯木齊市安寧渠區(qū)蔬菜中Cd、Pb的超標(biāo)率最高[27]。殷 飛等[28]報(bào)道新疆喀什市三大批發(fā)市場(chǎng)蔬菜的Pb、Cd、Cr、Cu 4種主要重金屬含量,平均值均低于相應(yīng)的食品衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn),只有個(gè)別蔬菜樣品存在重金屬 Pb、Cd 含量超標(biāo)現(xiàn)象,超標(biāo)率均不高。因此,從重金屬污染這個(gè)角度來(lái)說(shuō),喀什市市售的蔬菜基本上是安全的,消費(fèi)者可以放心消費(fèi)。
3.6 西南地區(qū)(包括四川、云南、貴州、、重慶)
李江燕等[29]通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查及室內(nèi)分析,對(duì)云南省個(gè)舊市大屯鎮(zhèn)的蔬菜重金屬污染現(xiàn)狀進(jìn)行評(píng)價(jià)。當(dāng)?shù)厥卟司C合污染指數(shù)從大到小的重金屬為Cd、Pb、Zn、Cu,Cd、Pb污染較嚴(yán)重。重慶市主城區(qū)市售蔬菜有39.2%受到重金屬污染,其15.7%蔬菜處于重度污染狀態(tài)[30],Cd、Pb和 Hg是主要污染元素。羅曉梅研究發(fā)現(xiàn),成都地區(qū)蔬菜Cd和Pb污染嚴(yán)重,在檢測(cè)的蔬菜樣品中,Pb、Cd超標(biāo)率分別為22.0%、29.4%,最高超標(biāo)分別為5.60倍和2.86倍,Hg和As則無(wú)超標(biāo)現(xiàn)象出現(xiàn)。
3.7 東北地區(qū)(包括遼寧、吉林、黑龍江)
周炎對(duì)沈陽(yáng)市近郊受重金屬污染農(nóng)田上生產(chǎn)的大白菜進(jìn)行取樣分析,Cd、Pb超標(biāo)率分別為58.3%、100.0%。遼寧省農(nóng)業(yè)環(huán)保監(jiān)測(cè)站調(diào)查發(fā)現(xiàn),各種蔬菜已受重金屬不同程度的污染,蔬菜綜合超標(biāo)率為 36.1%。
4 研究方向與展望
(1)從蔬菜重金屬污染的來(lái)源及危害途徑可以看出,重金屬主要是通過(guò)土壤污染造成蔬菜重金屬殘留超標(biāo)的,且由于土壤重金屬污染具有不可逆、隱蔽性、滯后性、積累性和。因此,應(yīng)開(kāi)展菜地土壤重金屬污染的調(diào)查研究及風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估,了解土壤重金屬污染的基本情況和態(tài)勢(shì),分析其空間變異與分布規(guī)律,開(kāi)展土壤環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的研究和制定工作,加強(qiáng)無(wú)公害糧食蔬菜生產(chǎn)基地建設(shè)[31-34]。
(2)開(kāi)展蔬菜中重金屬含量與土壤中重金屬及其向食物鏈傳遞關(guān)系的定量研究,同時(shí)加強(qiáng)蔬菜對(duì)重金屬吸收積累的基因型差異研究,利用豐富的植物物種資源,研究其對(duì)重金屬的吸收轉(zhuǎn)運(yùn)機(jī)制,以降低土壤中重金屬的污染,同時(shí)篩選和培育低吸收低富集重金屬的蔬菜品種,減少重金屬進(jìn)入食物鏈[35-38]。
(3)為檢查蔬菜質(zhì)量,我國(guó)出臺(tái)相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn),其中將重金屬列入標(biāo)準(zhǔn)中優(yōu)先控制的污染物之一,為蔬菜質(zhì)量控制發(fā)揮了巨大作用,但僅以污染物含量作為蔬菜質(zhì)量評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)難以衡量污染物對(duì)人體健康危害的大小,因此應(yīng)用健康風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)方法評(píng)估污染物對(duì)人體健康的危害已成為趨勢(shì)[39-40]。
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篇8
【關(guān)鍵詞】農(nóng)業(yè) 土壤重金屬污染 治理措施
引言:污染問(wèn)題是各國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展中都要面臨的難題。近些年,隨著我國(guó)工業(yè)化進(jìn)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(guó)耕地面積大幅度減少。想要使農(nóng)作物正常生長(zhǎng)就要保障土壤正常狀態(tài),土壤影響著農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量,若土壤受到重金屬污染,不僅農(nóng)產(chǎn)品會(huì)受到污染,這些被污染的農(nóng)產(chǎn)品更會(huì)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(dá)到一定程度,會(huì)造成慢性中毒。對(duì)環(huán)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(jìn)入人體后,重金屬在體內(nèi)沉淀,便很難排除體外,還會(huì)與體內(nèi)蛋白質(zhì)及酶發(fā)生強(qiáng)烈作用,使之失去活性,重金屬對(duì)人體危害非常大[1]。鉻會(huì)造成四肢麻木,精神異常;錫進(jìn)入身體凝結(jié)成塊后,甚至?xí)氯怂劳?;釩會(huì)對(duì)人的內(nèi)臟造成破壞。采礦、廢棄排放、工業(yè)排放、污水排放等會(huì)造成重金屬污染,導(dǎo)致環(huán)境質(zhì)量惡化。日本就曾經(jīng)因汞污染引發(fā)水俁病,造成許多嬰兒中樞神經(jīng)造成破壞。近些年,隨著我國(guó)工業(yè)化進(jìn)程的不斷加快,重金屬污染問(wèn)題日益嚴(yán)重,已開(kāi)始嚴(yán)重影響人們身體健康,全國(guó)各地都因重金屬污染出現(xiàn)了癌癥村,我國(guó)必須對(duì)重金屬污染提高重視。
二、土壤重金屬污染
我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展中面臨著嚴(yán)重的重金屬污染,其中土壤重金屬污染尤為突出,幾乎全國(guó)各地多處耕地存在重金屬污染問(wèn)題,土壤重金屬污染已成為“公害”[2]。目前我國(guó)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(lái)自:農(nóng)藥、廢水、污泥和大氣沉降等方面。如,砷就經(jīng)常被作為除草劑、殺蟲(chóng)劑等農(nóng)藥,大量農(nóng)藥使用后便很容易造成砷污染;汞則來(lái)自含汞廢水。汞、砷都能減弱和抑制土壤中硝化、氨化細(xì)菌活動(dòng),影響氮素供應(yīng)。土壤中鎘含量超標(biāo)時(shí),作物葉綠素結(jié)構(gòu)將受到破壞,吸收水、陽(yáng)光的能力大幅度下降,農(nóng)作物生長(zhǎng)、發(fā)育、產(chǎn)量、品質(zhì)都將受到影響。土壤中鉛超標(biāo)時(shí),植物光合能力、氧化能力、代謝強(qiáng)度都將被降低,作物成活率會(huì)大大被降低。重金屬有著移動(dòng)性差、滯留時(shí)間長(zhǎng)、不能被微生物降解等特性。農(nóng)作物生長(zhǎng)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(huán)境中的作物被人類食用后,將引發(fā)高血壓、腎功能失調(diào)、心腦血管等疾病。汞則會(huì)沉入肝臟,破壞神經(jīng)系統(tǒng)和大腦[3]。土壤重金屬污染已嚴(yán)重威脅了人類生存與發(fā)展,加強(qiáng)土壤重金屬土壤治理勢(shì)在必行。
三、土壤重金屬污染治理措施
通過(guò)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(guó)農(nóng)業(yè)發(fā)展的主要原因。我國(guó)必須提高對(duì)土壤重金屬污染的重視,加強(qiáng)治理,采用相應(yīng)治理措施。下面通過(guò)幾點(diǎn)來(lái)土壤重金屬治理措施:
(一)化學(xué)治理措施
化學(xué)治理措施見(jiàn)效快,簡(jiǎn)單易行,操作簡(jiǎn)單,效果明顯,但若操作不當(dāng)極有可能造成化學(xué)污染?;瘜W(xué)治理措施是通過(guò)向土壤中投入化學(xué)改良劑的方式,來(lái)達(dá)到降低土壤中重金屬含量的目的。不同化學(xué)改良劑,效果有所不同,針對(duì)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(xué)改良劑有:磷酸鹽、硅酸鹽、碳酸鈣、沸石等。在實(shí)施中為了避免對(duì)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(huì)造成二次污染,這種方式是通過(guò)生物削弱、凈化土壤,來(lái)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(guò)植物吸收方式解決重金屬污染。目前已經(jīng)發(fā)現(xiàn)能夠吸收重金屬的植物多達(dá)七百余種。這些重金屬元素被植物吸收后,將被轉(zhuǎn)化為氣態(tài)物質(zhì),揮發(fā)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(huán)境。微生物治理技術(shù)主要是應(yīng)用:動(dòng)膠菌、藍(lán)細(xì)菌、藻菌、原菌、硫酸菌等,通過(guò)胞外聚合物與重金屬離子結(jié)合成絡(luò)合物,達(dá)到降低重金屬含量和重金屬毒性的目的。
(三)農(nóng)業(yè)治理措施
農(nóng)業(yè)治理指的是通過(guò)改變耕作管理制度的方式,降低土壤重金屬污染。該措施實(shí)施中要因地制宜,科學(xué)結(jié)合當(dāng)?shù)剞r(nóng)業(yè)發(fā)展實(shí)際情況。農(nóng)業(yè)治理措施主要有:控制土壤水分調(diào)節(jié)土壤氧化還原電位,降低重金屬污染。另外,還可通過(guò)肥料選擇和控制的方式,減少化肥應(yīng)用,增施有機(jī)肥,降低化肥對(duì)土壤造成的重金屬污染。此外,種作物選擇時(shí)應(yīng)選擇具有抗污染的植物,避免重金屬進(jìn)入食物鏈。鎘污染土壤環(huán)境中可種芝麻,實(shí)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(duì)改善不同污染有著很好的效果,做好作物選擇至關(guān)重要。
四、結(jié)束語(yǔ)
農(nóng)業(yè)是國(guó)家經(jīng)濟(jì)發(fā)展建設(shè)的基礎(chǔ),而農(nóng)業(yè)的基礎(chǔ)是土壤,離開(kāi)土壤農(nóng)業(yè)發(fā)展無(wú)從談起。土壤重金屬污染現(xiàn)如今已嚴(yán)重影響到了農(nóng)業(yè)發(fā)展,威脅到了人們身體健康,加強(qiáng)土壤重金屬治理勢(shì)在必行。
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篇9
關(guān)鍵詞 工業(yè)化;重金屬污染;環(huán)境保護(hù)
引言
2012年全國(guó)兩會(huì)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(guó)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(guī)劃》獲得國(guó)務(wù)院正式批復(fù),為此成為首個(gè)獲批的“十二五”規(guī)劃。規(guī)劃要求控制5種重金屬:汞、鉻、鎘、鉛和類金屬砷 ,總體目標(biāo)是“到2015年,建立起比較完善的重金屬污染防治體系、事故應(yīng)急體系和環(huán)境與健康風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估體系,解決一批損害群眾健康的突出問(wèn)題;進(jìn)一步優(yōu)化重金屬相關(guān)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu),基本遏制住突發(fā)性重金屬污染事件高發(fā)態(tài)勢(shì);重點(diǎn)區(qū)域重點(diǎn)重金屬污染物排放量比2007年減少15%,非重點(diǎn)區(qū)域重點(diǎn)重金屬污染物排放量不超過(guò)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(xué)原料及其制品五大行業(yè)。
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(huán)境污染,主要是由于人類活動(dòng)導(dǎo)致環(huán)境中的重金屬含量增加,超出正常范圍而產(chǎn)生的[2]。化學(xué)上根據(jù)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?nèi)粘I钪兴f(shuō)的重金屬污染是指汞、鎘、鉛、鉻和類金屬砷等生物毒性強(qiáng)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(guò)不同的途徑直接或間接地對(duì)人體產(chǎn)生危害,損害人體健康。
1.2 重金屬污染源。
在經(jīng)濟(jì)社會(huì)高速發(fā)展的今天,重金屬污染已是無(wú)孔不入,呈現(xiàn)多樣化的污染方式。重金屬污染源頭主要包括工礦業(yè)(有色金屬和化石燃料的開(kāi)采與冶煉、化工廠與電鍍廠的偷排、電子產(chǎn)品生產(chǎn))、農(nóng)業(yè)(農(nóng)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(chǎn)品)、突發(fā)性環(huán)境事件(重金屬產(chǎn)品泄露)。經(jīng)現(xiàn)狀調(diào)查分析表明,各相關(guān)行業(yè)重金屬危險(xiǎn)廢物產(chǎn)生量的是有色金屬冶煉行業(yè),占總產(chǎn)生量的60.3%,其后的是基礎(chǔ)化學(xué)原料制造行業(yè),占到28.4%的比重[3]。
對(duì)調(diào)查數(shù)據(jù)分析還發(fā)現(xiàn),有色金屬冶煉和含鉛蓄電池制造業(yè)是鉛污染的罪魁禍?zhǔn)?;皮革鞣制加工業(yè)是鎘污染的主要來(lái)源;基礎(chǔ)化學(xué)原料制造和溫度計(jì)生產(chǎn)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(guò)水、大氣、固廢等三方面來(lái)直接對(duì)環(huán)境產(chǎn)生污染,進(jìn)而與人體產(chǎn)生聯(lián)系。其具有覆蓋范圍廣、持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)、污染隱藏性高、難以被降解等諸多頑固特點(diǎn)。隨著工業(yè)化的逐步推進(jìn)、城市化的快速發(fā)展以及農(nóng)業(yè)集約化的不斷施行,重金屬正慢慢地通過(guò)人類不注意的活動(dòng)(主要包含污水排放與灌溉、大氣煙塵沉降、固廢垃圾填埋)進(jìn)入到土壤和水體當(dāng)中。由于這些重金屬具有極易富集和極不易分解等特點(diǎn),往往使得它們儲(chǔ)存起來(lái),并能在食物鏈的生物放大作用下,成千萬(wàn)倍地富集,最后進(jìn)入人體。如魚(yú)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(nóng)作物所吸收被人類所食用,重金屬就會(huì)進(jìn)入人體造成極大的健康危害。它已經(jīng)成為了人類的“隱形殺手”(見(jiàn)表1)。
2.2 慘痛教訓(xùn)。
據(jù)資料統(tǒng)計(jì),我國(guó)自2009年以來(lái)已連續(xù)發(fā)生30多起重特大重金屬污染事件,僅2011年11月~8月就發(fā)生了11起,其中云南曲靖的鎘污染最引人關(guān)注。國(guó)家環(huán)保部數(shù)據(jù)顯示,2009年重金屬污染事件致使4035人血鉛超標(biāo),182人鎘超標(biāo),引發(fā)32起。據(jù)報(bào)載,廣東珠海那美科技發(fā)展有限公司偷排電鍍污水,多項(xiàng)重金屬指標(biāo)嚴(yán)重超標(biāo)。目前我國(guó)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(jù)估算全國(guó)每年受重金屬污染的糧食高達(dá)1200萬(wàn)噸,直接經(jīng)濟(jì)損失超過(guò)200億[4]。
2010年1月,江蘇大豐51名兒童血鉛嚴(yán)重超標(biāo),引起相關(guān)部門高度關(guān)注;3月四川昌隆縣漁箭鎮(zhèn)部分村民血鉛檢測(cè)結(jié)果異常;7月,福建紫金礦業(yè)發(fā)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(biāo)[5]。這些污染事件正是殘酷的現(xiàn)實(shí)。
在日常生活中,重金屬污染也是與我們?nèi)缬半S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(dòng)物內(nèi)臟、海鮮、部分中藥、食物包裝紙、名貴日用化妝品、報(bào)紙、油墨打印等等與生活息息相關(guān)的物品中都存在帶來(lái)重金屬污染的隱患。
我們?cè)絹?lái)越發(fā)現(xiàn),重金屬污染正日益走進(jìn)我們的生活,對(duì)我們的生活甚至生命安全產(chǎn)生越來(lái)越大的影響。
面對(duì)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(gè)問(wèn)題。
政府責(zé)任缺失,公共服務(wù)職能與監(jiān)管職責(zé)不到位是溫床。由于涉重企業(yè)屬關(guān)乎國(guó)計(jì)民生的基礎(chǔ)行業(yè),很多地方政府把其當(dāng)做主導(dǎo)甚至支柱產(chǎn)業(yè)以換取高額的稅收,加之政府部門重GDP(政績(jī))輕環(huán)保思想的存在,這就使得這些產(chǎn)業(yè)企業(yè)能夠輕松上馬,從而在源頭上就被忽視。
企業(yè)社會(huì)意識(shí)薄弱,重效益輕環(huán)保觀念大有人在。隨著工業(yè)的不斷發(fā)展,我國(guó)涉重企業(yè)也在不斷的增長(zhǎng),但由于部分企業(yè)管理經(jīng)驗(yàn)較差,廠房設(shè)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(yè)附近重金屬污染事件頻頻發(fā)生。
公眾缺乏自我保護(hù)意識(shí),對(duì)重金屬污染危害了解較少使得人們對(duì)重金屬污染視而不見(jiàn),造成這些污染有機(jī)可乘,這也是一個(gè)重要的事實(shí)。
3 重金屬污染防治及建議
由于重金屬污染所帶來(lái)的種種后果以及給我們敲響的警鐘,我們必須加大力度對(duì)其進(jìn)行整治。政府需發(fā)揮領(lǐng)頭帶動(dòng)作用,企業(yè)需負(fù)起應(yīng)盡的社會(huì)責(zé)任,個(gè)人要從身邊做起。
3.1 政府層面。
政府應(yīng)當(dāng)著眼大局,發(fā)揮公共管理和服務(wù)作用。應(yīng)當(dāng)加強(qiáng)相關(guān)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(duì)其進(jìn)行標(biāo)本兼治。建立健全監(jiān)管機(jī)制,狠抓落實(shí),在保證法律行之有效的情況下開(kāi)展一系列專項(xiàng)調(diào)查行動(dòng),把防污治污的精神和意識(shí)深入到工礦企業(yè)和城鎮(zhèn)鄉(xiāng)間。加大宣傳力度,特別是對(duì)普通民眾的宣傳,積極發(fā)揮媒體的公眾效應(yīng)。設(shè)立專項(xiàng)資金,加大中央投入,鼓勵(lì)和支持治理技術(shù)和措施的研發(fā)創(chuàng)新,幫助地方應(yīng)對(duì)污染事件。加快產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整,對(duì)涉重的工礦企業(yè)進(jìn)行專項(xiàng)整治,取締廠房設(shè)施差、技術(shù)設(shè)備落后、管理理念陳舊的小型、分散企業(yè),鼓勵(lì)兼并重組,支持企業(yè)技術(shù)創(chuàng)新、設(shè)備更新?lián)Q代、國(guó)外先進(jìn)經(jīng)驗(yàn)學(xué)習(xí)。提高涉重項(xiàng)目的準(zhǔn)入門檻,嚴(yán)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(qiáng)化政府職能。
建立涉重企業(yè)誠(chéng)信檔案,對(duì)產(chǎn)生污染的企業(yè)實(shí)施懲罰性賠償,嚴(yán)格企業(yè)社會(huì)責(zé)任。增加企業(yè)和政府相關(guān)透明度,減少民眾恐慌。鼓勵(lì)群眾舉報(bào)涉重企業(yè)不法行為,保護(hù)群眾的知情權(quán)和表達(dá)權(quán)。建立相關(guān)醫(yī)療和環(huán)境修復(fù)機(jī)制,能及時(shí)應(yīng)對(duì)突發(fā)重金屬污染事件[6]。
3.2 企業(yè)層面。
“每個(gè)企業(yè)家身上都應(yīng)該流著道德的血液”。在針對(duì)企業(yè)而言,首先應(yīng)該承擔(dān)起自身的社會(huì)責(zé)任,樹(shù)立一個(gè)良好的公眾形象,還利于民。企業(yè)內(nèi)部應(yīng)該完善相關(guān)污染處理管理辦法,借鑒國(guó)外管理經(jīng)驗(yàn),盡量避免不必要的事件發(fā)生,一旦發(fā)生污染,應(yīng)及時(shí)措施,將損失降到最低。在工藝設(shè)備方面,應(yīng)引進(jìn)國(guó)外先進(jìn)技術(shù),對(duì)設(shè)備進(jìn)行升級(jí)換代。建立重金屬?gòu)U物回收處理生產(chǎn)環(huán)節(jié),變廢為寶。
企業(yè)之間可進(jìn)行強(qiáng)強(qiáng)聯(lián)合與破財(cái)兼并,增強(qiáng)企業(yè)經(jīng)濟(jì)實(shí)力與競(jìng)爭(zhēng)能力。
3.3 民眾層面。
增強(qiáng)環(huán)保意識(shí)和自我保護(hù)意識(shí),發(fā)現(xiàn)重金屬污染現(xiàn)象應(yīng)及時(shí)向有關(guān)政府管理部門或監(jiān)督機(jī)構(gòu)報(bào)告,將污染程度降到最低。日常生活垃圾應(yīng)分類丟放,特別是電池、廢舊電腦、電視機(jī)等電子產(chǎn)品應(yīng)專門處理。盡量減少對(duì)海鮮頭部和皮蛋的食用,減少彩色艷麗的餐具購(gòu)買和使用,減少化妝品的使用,將少染發(fā)燙發(fā),做到真正從日常生活層面將重金屬污染拒之門外。
適當(dāng)涉獵有關(guān)重金屬污染和防止的書目報(bào)刊雜志,增加自我的知識(shí)面,減少恐慌情緒,避免盲目從眾或不知所措。
4 結(jié)語(yǔ)
重金屬污染隨著經(jīng)濟(jì)發(fā)展與工業(yè)化的進(jìn)一步深化,對(duì)于它的思考與防治正一步步成為一項(xiàng)涉及多方面的系統(tǒng)工程,也必將成為今后我國(guó)環(huán)境保護(hù)方面的重要工程。包括政府和企業(yè)管理人員在內(nèi)的每個(gè)民眾都應(yīng)警鐘長(zhǎng)鳴,將重金屬污染當(dāng)成一項(xiàng)長(zhǎng)期的任務(wù)來(lái)抓,消化存量,控制增量,敢于斗爭(zhēng),重金屬污染問(wèn)題將會(huì)得到最終的解決。
參考文獻(xiàn)
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篇10
近年來(lái),僅發(fā)生的鎘污染事件,就有2005年的廣東北江韶關(guān)段鎘嚴(yán)重超標(biāo)事件,2006年的湘江湖南株洲段鎘污染事故,2009年的湖南省瀏陽(yáng)市鎘污染事件。至于其它重金屬污染事件,僅“血鉛超標(biāo)”事件,就已涉及陜西、安徽、河南、湖南、福建、廣東、四川、湖南、江蘇、山東等省。
國(guó)家環(huán)保部數(shù)據(jù)顯示,2009年重金屬污染事件致使4035人血鉛超標(biāo)、182人鎘超標(biāo),引發(fā)32起群體性事件。
2011年2月,國(guó)家環(huán)保部部長(zhǎng)周生賢在出席有關(guān)重金屬污染綜合防治“十二五”規(guī)劃會(huì)議時(shí)也談到,“從2009年至今,我國(guó)已經(jīng)有30多起重特大重金屬污染事件,嚴(yán)重影響群眾健康?!?/p>
據(jù)了解,重金屬污染指由重金屬或其化合物造成的環(huán)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。既有因人類活動(dòng)導(dǎo)致環(huán)境中的重金屬含量增加,超出正常范圍,并導(dǎo)致環(huán)境質(zhì)量惡化,也有個(gè)別地區(qū)如喀斯特地區(qū)因石漠化導(dǎo)致重金屬釋放。
近10多年來(lái),隨著中國(guó)工業(yè)化的不斷加速,涉及重金屬排放的行業(yè)越來(lái)越多,包括礦山開(kāi)采、金屬冶煉、化工、印染、皮革、農(nóng)藥、飼料等,再加上一些污染企業(yè)的違法開(kāi)采、超標(biāo)排污等問(wèn)題突出,使重金屬污染事件出現(xiàn)高發(fā)態(tài)勢(shì)。
2011年兩會(huì)期間,全國(guó)政協(xié)委員、國(guó)家環(huán)保部中國(guó)環(huán)境監(jiān)測(cè)總站辦公室副主任溫香彩告訴中國(guó)青年報(bào)記者,我國(guó)重金屬污染中,最嚴(yán)重的是鎘污染、汞污染、血鉛污染和砷污染。
一些地區(qū)重金屬污染比較嚴(yán)重值得注意的是,一向被認(rèn)為是高科技行業(yè)的IT行業(yè)也與重金屬污染掛鉤。因制作中國(guó)水污染地圖而聞名的民間環(huán)保人士馬軍曾在2011年聯(lián)合30多家環(huán)保組織一起《2010IT品牌供應(yīng)鏈重金屬污染調(diào)研》,該調(diào)研報(bào)告顯示,珠三角、長(zhǎng)三角等地區(qū)有大量生產(chǎn)印刷線路板的企業(yè)不能穩(wěn)定達(dá)標(biāo)排放,給當(dāng)?shù)睾恿鳌⑼寥篮徒T斐闪藝?yán)重重金屬污染。
中國(guó)重金屬污染呈現(xiàn)出地域差異。溫香彩說(shuō),東部比西部嚴(yán)重,南部又比北部嚴(yán)重,珠三角地區(qū)尤為顯著。另外,像湖南等有色金屬大省也是重金屬污染的重點(diǎn)地區(qū)。湘江是中國(guó)重金屬污染最嚴(yán)重的河流。
一項(xiàng)由原國(guó)家環(huán)保總局進(jìn)行的土壤調(diào)查結(jié)果顯示,廣東省珠江三角洲近40%的農(nóng)田菜地土壤遭重金屬污染,且其中10%屬嚴(yán)重超標(biāo)。2008年,中山大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院的科研團(tuán)隊(duì)分別在廣州6個(gè)區(qū)各選擇兩個(gè)農(nóng)貿(mào)市場(chǎng)采集蔬菜樣本,分析樣本中鎘、鉛的含量情況,結(jié)果發(fā)現(xiàn),葉菜類蔬菜的污染情況十分嚴(yán)重,除1種為輕度污染外,其余5種均達(dá)到重度污染水平。
在中國(guó)東南部一些區(qū)域,重金屬污染出現(xiàn)了比較嚴(yán)重態(tài)勢(shì)。
一個(gè)需要警惕的趨勢(shì)是,隨著產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)移,原本重金屬污染只是零星分布的西北地區(qū)也開(kāi)始面臨威脅。近年來(lái),一些東部地區(qū)的高能耗、高污染項(xiàng)目開(kāi)始往中西部省份轉(zhuǎn)移,這其中,尤其是化工企業(yè)、光伏企業(yè)和制藥企業(yè),由于中西部省份經(jīng)濟(jì)比較不發(fā)達(dá),患有嚴(yán)重的“項(xiàng)目饑渴癥”,對(duì)環(huán)境的監(jiān)管水平和力度相對(duì)不足或主動(dòng)放松,導(dǎo)致中西部地區(qū)的污染事故也頻頻出現(xiàn)。
重金屬污染對(duì)生態(tài)影響極大,2009年的瀏陽(yáng)鎘污染事件殃及當(dāng)?shù)氐墓瞎卟?當(dāng)?shù)禺a(chǎn)的水稻和蔬菜都呈黃褐色,茄子辣椒則形態(tài)恐怖。
2007年,南京農(nóng)業(yè)大學(xué)農(nóng)業(yè)資源與生態(tài)環(huán)境研究所教授潘根興和他的研究團(tuán)隊(duì),在全國(guó)六個(gè)地區(qū)(華東、東北、華中、西南、華南和華北)縣級(jí)以上市場(chǎng)隨機(jī)采購(gòu)大米樣品91個(gè),結(jié)果表明,10%左右的市售大米鎘超標(biāo)。2011年,《新世紀(jì)周刊》據(jù)此作出報(bào)道,曾引起一些居民恐慌。全國(guó)政協(xié)委員、人口資源環(huán)境委員會(huì)副主任、國(guó)務(wù)院第一次全國(guó)污染源普查領(lǐng)導(dǎo)小組辦公室主任王玉慶對(duì)此提出質(zhì)疑,認(rèn)為“鎘大米污染比例不可能高達(dá)10%”。潘根興通過(guò)媒體回應(yīng)說(shuō),“不是市場(chǎng)上所有的大米都是這樣的,江蘇的樣品就沒(méi)啥問(wèn)題,只能說(shuō)我們抽查樣品的10%存在鎘超標(biāo),大家不必恐慌”。
重金屬污染致癌、致疾、致突變溫香彩說(shuō),重金屬污染不像大氣污染,既聞不到,也看不到,被重金屬污染的水體或土壤,即使含量很低,只要超標(biāo)了對(duì)人體傷害也會(huì)很大。而且,不同于其它污染物的可降解特性,重金屬污染物不僅不可降解,還能在環(huán)境里累積和循環(huán),由此也加重了對(duì)人群的危害。
她說(shuō),重金屬污染對(duì)身體的危害主要是“三致”,致癌、致疾、致突變。
多種資料均提及,重金屬在人體內(nèi)能和蛋白質(zhì)及各種酶發(fā)生強(qiáng)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(guò)人體所能耐受的限度,會(huì)造成人體急性中毒、亞急性中毒、慢性中毒等,對(duì)人體會(huì)造成很大的危害。
資料顯示,血鉛污染所導(dǎo)致的毒性效應(yīng)是貧血癥、神經(jīng)機(jī)能失調(diào)和腎損傷,易受害的人群有兒童、老人、免疫低下人群。鎘的毒性很大,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。鎘也能夠取代骨中鈣,使骨骼嚴(yán)重軟化,并可干擾人體和生物體內(nèi)鋅的酶系統(tǒng),易受害的人群是礦業(yè)工作者、免疫力低下人群。砷通過(guò)呼吸道、消化道和皮膚接觸進(jìn)入人體,如攝入量超過(guò)排泄量,砷就會(huì)在人體的肝、腎、肺、子宮、胎盤、骨骼、肌肉等部位蓄積,與細(xì)胞中的酶系統(tǒng)結(jié)合,使酶的生物作用受到抑制失去活性,特別是在毛發(fā)、指甲中蓄積,從而引起慢性砷中毒。砷還能致癌。
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