土壤中重金属的危害 土壤中重金属超标如何处理?
一、土壤中重金属超标如何处理?
(一)常见治理方法
土壤重金属污染治理途径主要有两种,一是改变重金属在土壤中的存在状态,使其由活化态转为稳定态;二是从土壤中除去重金属。
常采用的物理及物理化学的方法时热解吸法、电化学法和提取法。对于挥发性重金属可用加热方法从土壤中解吸出来。若重金属渗透性不高且传导性差则用电化学法除去。提取法可利用试剂和土壤中的重金属作用,形成溶解性的重金属离子或金属试剂络合物,回收再利用。
(二)工程物理化学法
工程物理化学法是利用物理、化学等方法治理重金属污染土壤的方法。在重金属污染的初期,由于污染较集中,这种方法较为普遍采用,主要方法有:客土法、冲洗络合法、电动化学法、热处理法、物理固化法等。对于污染重、面积小的土壤运用物理化学法具有治理效果明显、迅速的优点,但对于污染面积较大的土壤则需要消耗大量的人力与财力,而且容易导致土壤结构的破坏和土壤肥力的下降,因此对于大面积重金属污染地不宜采用这种方法。
热处理法是将污染土壤加热,使土壤中的挥发性污染物挥发并收集起来进行回收或处理;电解法是使土壤中重金属在电解、电迁移、电渗和电泳等的作用下在阳极或阴极被移走。
(三)生物修复法
生物修复是指利用生物的新陈代谢活动减少土壤中重金属的浓度或使其形态发生改变,从而使污染的土壤环境能够部分或完全恢复到原始状态的过程。修复措施主要包括植物修复、微生物修复和动物修复等。因其具有效果好、投资省、费用低、易于管理与操作、不产生二次污染等优点,日益受到人们的重视,成为污染土壤修复研究及工程运用的热点。 1、植物修复措施
植物修复措施是以植物忍耐和超量积累某种或某些化学元素理论为基础,一些重金属污染区存在着对重金属具耐性的植物,这些植物通过排斥或在局部使重金属富集,使重金属在植株根部细胞壁沉淀而“束缚”其跨膜吸收,或与某些蛋白质、有机酸结合生成不具生物活性的解毒形式,从而提高了对重金属伤害的忍耐度。利用植物及其共存微生物体系清除环境中的污染物是一门新兴起的环境应用技术。植物治理措施的关键是寻找合适的超积累或耐重金属植物,超积累植物可吸收积累大量的重金属,但植物修复措施也有局限性,如超积累植物通常生物量低,生长缓慢,效果不显著。
2、微生物修复措施
微生物治理是利用土壤中的某些微生物对重金属具有吸收、沉淀、氧化和还原等作用,从而降低土壤中重金属的毒性。原核生物(细菌、放线菌)比真核生物(真菌)对重金属更敏感,利用此原理在土壤中培养富汞细菌,将这些细菌收集后,经蒸发、活性碳吸附等方法治理受汞污染的土壤。当前运用遗传、基因工程等生物技术,培育对重金属具有降毒能力的微生物,并运用于污染治理,是土壤重金属污染研究中较活跃的领域之一。
土壤重金属污染的微生物修复主要包括2方面:即生物吸附和生物氧化-还原。生物吸附是重金属被生物体吸附,如蓝细菌、硫酸还原菌以及某些藻类能够产生具有大量阳离子基团的胞外聚合物如多糖、糖蛋白等,并与重金属形成络合物;而生物氧化是微生物对重金属离子进行氧化、还原、甲基化和脱甲基化作用,降低土壤环境中重金属含量。
3、低等动物修复措施
土壤中的某些低等动物(如蚯蚓类)能吸收土壤中的重金属,因而能一定程度地降低污染土壤中重金属的含量。韩国有科学家运用蚯蚓毒理学试验对3个废弃的砷矿及重金属矿区尾矿进行修复实验,研究表明蚯蚓对锌和镉有良好的富集作用。由此可见,在重金属污染的土壤中放养蚯蚓,待其富集重金属后,采用电激、清水等方法驱出蚯蚓集中处理,对重金属污染土壤有一定的治理效果。
(四)农业治理方法
农业治理是因地制宜的改变一些耕作管理制度来减轻重金属的危害,在污染土壤上种植不进入食物链的植物。主要有:控制土壤水分是指通过控制土壤水分来调节其氧化还原电位,达到降低重金属污染的目的;选择化肥是指在不影响土壤供肥的情况下,选择最能降低土壤重金属污染的化肥;增施有机肥是指有机肥能够固定土壤中多种重金属以降低土壤重金属污染的措施;选择农作物品种是指选择抗污染的植物和不要在重金属污染的土壤上种植进入食物链的植物。
农业治理措施的优点是易操作、费用较低,缺点是周期长、效果不显著。 目前,土壤重金属污染治理的主要措施就是“预防为主,防治结合”。对于没有被污染的土壤以预防为主,切断污染源,提高土壤环境容量;对于已被污染的土壤主要是进行改造、治理,以消除污染。土壤重金属污染物的迁移转化非常复杂,治理极其艰难,必须引起人类的高度注重,杜绝土壤的重金属污染。
二、土壤重金属铅含量镉含量各多少?
按国标15618-1995的要求。1级土壤(自然保护区)镉含量0.20毫克每公斤以下,铅含量35毫克每公斤。
二级土壤(农业种植),PH值6.5以下,镉0.3以下,铅含量250以下
PH值6.5到7.5.镉0.6以下,铅含量300以下,
PH值7.5及以上,镉1.0以下,铅含量350以下
三级土壤(农林业)镉不检测,铅含量500以下
三、土壤重金属污染的原因?
土壤重金属超标的原因可分为两种情况。第一种是非人为因素,这是跟成土母质又叫土壤母质密切相关的。土壤母质是指地表岩石经风化作用形成的松散碎屑,是形成土壤的基本的原始物质。 第二种是人为因素,是在工业化和现代化的生产和生活中产生的。除了农业投入品(农药、化肥等)和随污水灌溉进入土壤的重金属,从工厂或者汽车等排放出来的气体和粉尘,也会携带着重金属经过自然沉降和降水进人土壤。 土壤重金属污染 是由于废弃物中重金属在土壤中过量沉积而引起的土壤污染。污染土壤的重金属主要包括汞、镉、铅、铬和类金属砷等生物毒性显著的元素,以及有一定毒性的锌、铜、镍等元素。主要来自农药、废水、污泥和大气沉降等,如汞主要来自含汞废水,镉、铅污染主要来自冶炼排放和汽车废气沉降,砷则被大量用作杀虫剂、杀菌剂、杀鼠剂和除草剂。过量重金属可引起植物生理功能紊乱、营养失调,镉、汞等元素在作物籽实中富集系数较高,即使超过食品卫生标准,也不影响作物生长、发育和产量,此外汞、砷能减弱和抑制土壤中硝化、氨化细菌活动,影响氮素供应。重金属污染物在土壤中移动性很小,不易随水淋滤,不为微生物降解,通过食物链进入人体后,潜在危害极大,应特别注意防止重金属对土壤污染。 污染的主要特点:污染范围广、持续时间长、污染隐蔽性、无法被生物降解,并可能通过食物链不断地在生物体内富集,甚至可转化为毒害性更大的甲基化合物,对食物链中某些生物产生毒害,或最终在人体内蓄积而危害健康。
四、农用地重金属污染的定义?
如果农用土地,受到重金属污染,则根本就不能种植农作物了。土壤必须经过改良后,方可种植。
五、土壤中重金属的污染与危害有哪些?
一、土壤重金属危害
1、影响植物根和叶的发育。
2、破坏人体神经系统、免疫系统、骨骼系统等,如水俣病等。
3、污染饮用水。
二、土壤重金属污染特点
1、重金属不能被微生物降解,是环境长期、潜在的污染物;
2、因土壤胶体和颗粒物的吸附作用,长期存在于土壤中,浓度多成垂直递减分布;
3、与土壤中的配位体(氯离子、硫酸离子、氢氧离子、腐蚀质等)作用,生成络合物或螯合物,导致重金属在土壤中有更大的溶解度和迁移活性;
4、土壤重金属可以通过食物链被生物富集,产生生物放大作用;
5、重金属的形态不同,其活性与毒性不同,土壤pH、Eh、颗粒物以及有机质含量等条件深刻影响它在土壤中的迁移和转化。
注:土壤重金属污染(heavy metal pollution of the soil)是指由于人类活动,土壤中的微量金属元素在土壤中的含量超过背景值,过量沉积而引起的含量过高,统称为土壤重金属污染。土壤重金属是指由于人类活动将金属加入到土壤中,致使土壤中重金属明显高于原生含量、并造成生态环境质量恶化的现象。
六、土壤中镉含量超标如何处理?改变土壤不超标?
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如何修复镉超标的土壤?
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对镉(Cd) 污染土壤的修复主要有以下方法:
一、物理/化学修复技术客土、换土、去表土、深耕翻土法:
1、成本高,且不能从根本上清除重金属,存在占用土地、渗漏和二次污染等问题。此类方法适合于小面积污染土壤的治理。
2 玻璃化技术:将重金属污染土壤置于高温高压的环境下,待其冷却后形成坚硬的玻璃体物质。此类物质结构稳定,很难被降解,可以实现对土壤重金属的永久固定。玻璃化技术最早用于处理核废料,处理土壤的话,处理完就不是土壤了。
3 电动修复:向重金属污染土壤中通直流电,使重金属离子在电场作用下进行定向迁移,在电极附近富集,再进行适当的物理或化学处理。
4、 土壤淋洗:用淋洗剂去除土壤中重金属污染物,可用于大面积、重度污染土壤的治理,尤其在砂质土中效果较好。土壤淋洗需添加昂贵的淋洗液,且淋洗液对地下水也有污染风险;另一方面,淋洗液在淋洗土壤重金属的同时也将植物必需的 Ca 和 Mg 等营养元素淋洗出根际,造成植物营养元素的缺失。土壤淋洗后淋洗液也需要处理。
5固化/稳定化:固化是通过添加药剂将土壤中的有毒重金属包被起来,形成相对稳定性的形态,限制土壤重金属的释放;稳定化是在土壤中添加稳定化药剂,通过对重金属的吸附、沉淀(共沉淀)、络合作用来降低重金属在土壤中的迁移性和生物有效性。
6、 离子拮抗技术:土壤中某些重金属离子间存在拮抗作用,当土壤中某种重金属元素浓度过高时,可以向土壤中加入少量对作物危害较轻的拮抗性重金属元素,进而减少该重金属对作物的毒害作用,达到降低重金属生物毒性的目的。向 Cd 污染土壤中加入适量的Zn,可以减少植物对 Cd 的吸收积累[1]。
二、生物修复技术植物修复技术:
1、植物提取:利用超积累植物吸收污染土壤中的重金属并在地上部积累,收割植物地上部分从而达到去除污染物的目的。杂交狼尾草( Pennisetum americanum (L.)Leek × P. purpureum Schumach)和热研 11 号黑籽雀稗( Paspalum atratum cv. Reyan No. 11)都对提取Cd有较好的作用。
2、植物固定:利用植物根系固定土壤重金属的过程 重金属被根系吸收积累或者吸附在根系表面,也可通过根系分泌物在根际中被固定。串叶松香草(Silphium perfoliatum Linn)可用于固定 Cd。
3、 微生物修复技术:土壤中一些微生物对重金属具有吸附、沉淀、氧化、还原等作用,因此可以通过工程菌培养、微生物投放来降低污染土壤中重金属的活性和毒性。例如,香蒲( Typha latifolia)根际中分离出的一些菌株能钝化固定土壤中的Cd,降低它们在土壤中的可交换态含量。
三、农业生态修复技术因地制宜地调整一些耕作管理制度,向土壤中添加物质改变其物理化学性质,在污染土壤中种植不进入食物链的植物等,从而改变土壤重金属的活性,降低其生物有效性,减少重金属从土壤向作物的转移。这是一种较为综合、且温和的方法。
一个案例:1、湖南农业大学和中科院生态环境研究中心等单位承担了国家水体污染控制与治理科技重大专项“湘江水环境重金属污染整治关键技术研究与综合示范” 的一个子课题研究,负责湘江流域重金属面源污染控制技术的工作。据他们说,在其中的一个施用硅钙肥和石灰的 3.33 hm2 水稻的示范工作中, 2011-2012 年稻谷增产49.8%~51.4%;水稻糙米 Cd 含量降低 56.6%~63.8%;示范区排水 Cd 浓度降低 54.7% (数据尚未发表)。
2、在湘江流域重金属污染土壤添加生物炭的示范工作中,生物炭添加显著地降低了 Cd 在水稻、根系、茎叶、稻壳和籽粒中的含量,水稻籽粒 Cd含量降低 26%~71% 。 注:“国家水体污染控制与治理科技重大专项”俗称水专项,一个子课题一般至少几千万,但是几乎不起作用,滇池几百个亿砸进去不还是老样子嘛。再比如辽河水专项中的辽河源头区子课题,5500万,跟打水漂似的,不过倒是富了一帮人。国家容易被骗,也乐的被骗。
七、对土壤有害的化学物?
如果是种植树木的话,土壤就没那么讲究。
若是种植农作物就不同了,土壤中重金属和难以分解的化学物如有机磷等的含量必须受到严格控制。
比如说:呋喃丹、甲胺磷、1605、水胺硫磷、氧化乐果、工业废水等都是禁止用在农作物上的,特别是短期作物。
八、土壤重金属污染有什么危害?
土壤无机污染物中以重金属比较突出,主要是由于重金属不能为土壤微生物所分解,而易于积累,转化为毒性更大的甲基化合物,甚至有的通过食物链以有害浓度在人体内蓄积,严重危害人体健康。土壤重金属污染物主要有汞、镉、铅、铜、铬、砷、镍、铁、锰、锌等,砷虽不属于重金属,但因其行为、来源以及危害都与重金属相似,故通常列入重金属类进行讨论。就对植物的需要而言,金属元素可分为两类:
1.植物生长发育不需要的元素,而对人体健康危害比较明显,如镉、汞、铅等;
2.植物正常生长发育所需元素,且对人体又有一定生理功能,如铜、锌等,但过多会造成污染,妨碍植物生长发育。同种金属,由于它们在土壤中存在形态不同,其迁移转化特点和污染性质也不同,因此在研究土壤中重金属的危害时,不仅要注意它们的总含量,还必须重视各种形态的含量。
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