重金属污染与防治

时间：2022-10-05 22:07:37 本科毕业论文我要投稿

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重金属污染与防治

　　重金属污染与防治【1】

　　摘要：论述了重金属污染的来源、特点、及对人类健康的危害，并简述了防治重金属污染对人体健康造成影响的措施。

　　关键词：重金属;重金属污染;危害

　　一、重金属污染的定义

　　重金属指密度4. 0 以上约60 种元素或密度在5.0 以上的45 种元素。

　　砷、硒是非金属，但它的毒性及某些性质与重金属相似，所以将其列入重金属污染物范围内。

　　环境污染方面所指的重金属主要指生物毒性显著的汞、镉、铅、铬以及类金属砷，还包括具有毒性的重金属如铜、钴、镍、锡、钒等污染物。

　　由于人们的生产和生活活动造成的重金属对大气、水体、土壤等的环境，污染就是重金属污染。

　　二、重金属污染的种类及来源

　　由于重金属在人类生产和生活中得到越来越广泛的应用，这使得环境中存在着各种各样的重金属污染源。

　　1.大气中的重金属污染。

　　大气中的重金属污染有自然来源和人为来源两种，由宇宙天体作用及地球上各种地质作用而使某些重金属元素进入大气中属于自然来源，人为来源的重金属主要为工业生产、汽车尾气排放及汽车轮胎磨损产生的大量含重金属的有害气体和粉尘等，它们主要分布在工矿的周围和公路、铁路的两侧。

　　各种元素的两种来源间比例不同。

　　据统计，全球由自然来源进入大气的重金属中，铅仅占其向大气总释放量3.5 %左右，镉所占的比例也很低，只有总释放量的15 % ，而铬、铜的比例比较高，分别约为59 %和44 %。

　　人为活动释放到大气中的重金属铅、镉、镍、钴、铜的数量远大于它们的自然输入量。

　　在多种复杂的途径中，以化石燃料的燃烧和金属冶炼过程中的释放较为重要。

　　大气中的重金属可以通过呼吸作用随气体进入人体，也可以沿食物链通过消化系统被人体吸收，对人群的危害极大。

　　2.水体中的重金属污染。

　　在没有人为污染的情况下，水体中的重金属的含量取决于水与土壤、岩石的相互作用，其值一般很低，不会对人体健康造成危害。

　　但工矿业废水、生活污水等未经适当处理即向外排放，污染了土壤，废弃物堆放场受流水作用以及富含重金属的大气沉降物输入，都使水体重金属含量急剧升高，导致水体受到重金属污染。

　　水体重金属污染物排放源主要集中在大、中城市，因此其主要危害人群也相对集中于城市地区。

　　重金属通过直接饮水、食用被污水灌溉过的蔬菜、粮食等途径，很容易进入人体内，威胁人体健康。

　　3.土壤中的重金属污染。

　　在自然情况下，土壤中重金属主要来源于母岩和残落的生物物质，一般情况下含量比较低，不会对人体及生态系统造成危害。

　　人为作用是使土壤遭受重金属污染的重要原因。

　　在金属矿床开发、城市化、固体废弃物堆积以及为提高农业生产而施用化肥、农药、污泥及污水灌溉过程中，都可以使重金属在土壤中大量积累。

　　积累在土壤中的重金属可以通过淋溶作用进入水体，也可以通过种植等农业活动进入农作物，进而对人体及生态系统造成危害。

　　三、重金属污染的危害

　　重金属既可以直接进入大气、水体和土壤，造成各类环境要素的直接污染;也可以在大气、水体和土壤中相互迁移，造成各类环境要素的间接污染。

　　由于重金属不能被微生物降解，在环境中只能发生各种形态之间的相互转化，所以，重金属污染的消除往往更为困难，对生物引起的影响和危害也是人们更为关注的问题。

　　重金属进入人体有食道、呼吸道、皮肤三种途径。

　　进入人体的重金属不再以离子的形式存在，而是与体内有机成分结合成金属络合物或金属螯合物，从而对人体产生危害，机体内蛋白质、核酸能与重金属反应，维生素、激素等微量活性物质和磷酸、糖也能与重金属反应。

　　由于产生化学反应使上述物质丧失或改变了原来的生理化学功能，病变就产生了。

　　另外，重金属还可能通过与酶的非活性部位结合而改变活性部位的构象，或与起辅酶作用的金属发生置换反应，致使酶的活性减弱甚至丧失，从而表现出毒性。

　　重金属在动物体内和人体内都有富集效应——即吸收进入体内后很难自然排出。

　　比如体内如果有过量的铅，在不继续接受铅污染的条件下，骨骼内的铅要经过20年才能排除一半。

　　而人体内镉的生物半衰期也有20～40年。

　　因此，即使人们吃的食物里重金属含量没有高到让人急性中毒的浓度，如果长久接触或者食用某一种重金属，体内浓度还是会越来越高。

　　当积累到一定浓度时，就表现出慢性中毒症状。

　　因此，重金属中毒损害机体器官往往是不可逆的。

　　四、防治重金属污染对人体造成危害的措施

　　随着现代工农业的发展，重金属污染问题日趋严重。

　　重金属污染，不同与其它类型污染，具有隐蔽性、长期性和不可逆转性等特点。

　　重金属可直接对环境中的大气、水、土壤造成污染，致使土壤肥力下降、资源退化、作物产量品质降低，并且在土壤中不易被淋滤，不能被微生物分解，有些重金属元素还可以在土壤中转化为毒性更大的甲基化合物。

　　在遭受污染的土壤中种植农产品或是用遭受污染的地表水灌溉农产品，能使农产品吸收大量有毒、有害物质，由此形成土壤—植物—动物—人体之间的食物链，严重损害了人们的身体健康。

　　如何预防或者降低重金属污染对人体健康造成重大影响，可以着重从以下两点出发寻求解决的办法。

　　1. 从政府层面，制定严格的法律法规，要坚决杜绝工业“三废”的排放，规划城市垃圾的堆放，严格控制含有重金属的化肥、农药的使用;加强政府监督和违规的处置力度。

　　积极寻求解决土壤、空气和水质重金属的有效办法，从源头上控制重金属对人体健康的影响。

　　2.在日常生活中可以通过以下措施规避重金属污染或者中毒，首先要特别留心食品容器和包装材料的使用。

　　彩釉陶器、搪瓷器皿和一些玻璃杯内壁往往加有铅釉，锡酒壶中也含有铅，应注意不要用这些器皿盛放酸性食物和饮料，以防铅溶出造成中毒;有些带花纹颜色的玻璃、冰箱镀镉的冰槽以及塑料制品，都不要存放酸性食物和饮料，以防其中所含的镉溶解出来;使用不锈钢食具要注意不能与乙醇(酒精)接触，以防镉、镍游离，危害健康。

　　其次，在天气污染严重的时间内，尽量减少外出或者戴口罩外出，减少重金属通过空气进入呼吸道，引起呼吸道疾病。

　　最后，要注意进行饮食调节，多吃富含果胶的水果(柑、桔和苹果等)，以及木耳、海带、大白菜等食物，增加维生素的供给量，可在一定程度上减少铅的吸收，预防和减缓铅中毒;镉污染区的居民，补充足够的维生素及微量元素硒、锌和钙等，则可增加镉的排出。

　　不要大量、集中地食用某一类特别容易产生重金属污染的食物。

　　通过食物链富集后，有的重金属在某些食物中会达到相当高的浓度，如贝类和蛤类等水生生物中铅、镉的浓度较高，应尽量少吃或过于集中地吃。

　　不吃或少吃罐头食品和含铅松花蛋，也可减少铅污染。

　　重金属对土壤的污染与防治【2】

　　[摘要] 重金属是土壤污染物中最难降解的其中之一，受到多种因素的影响，存在形态和转化过程也是不同的。

　　当土壤中的重金属达到一定浓度时，影响植物生长通过食物裢，对人害产生危害，必须及时治理和预防。

　　[关键词] 重金属污染预防治理

　　人类活动和自然因素产生的污染物通过不同途径进入土壤，当其数量超过其自身的净化能力，污染物就会在土壤中逐渐积累，当达到一定程度时，土壤质量就会恶化，正常功能失调至某些功能丧失，这就是土壤污染。

　　虽然土壤具有一定的自净能力，但其自净能力远远小于进入土壤污染物的速度，所以土壤的污染越来越严重。

　　土壤污染物种类繁多，其中发生最普遍、很难降解的其中一种就是重金属，重金属污染的重要来源就是工业“三废”的排放。

　　重金属在土壤中以不同形态存在，有水溶态、交换态、碳酸盐结合态、铁锰氧化物的结合态、有机结合态和残渣态，它们的活性和毒性也是不同的。

　　重金属在土壤中形态及其转化也受土壤多种性质的综合影响，土壤条件不同，起到主导作用的因素也会不同。

　　例如土壤的质地、有机质含量、PH值、氧化还原电位、阴离子和阳离子的组成等。

　　重金属在土壤中并不能被微生物所分解，当达到一定浓度时易于累积，影响植物生长，造成重金属在农产品的积累，使叶绿素遭到破坏，叶绿素含量降低，叶片发黄，褪绿，减产，抑制发芽等，通过食物裢，人吃了有污染的蔬菜和粮食后，重金属在人体内就会慢慢积累，产生很大危害，因此我们必须及时防治，具体措施如下：

　　一、预防

　　重金属污染的防治贯彻以防为主的方针，控制和消除土壤污染源，控制工业和“三废”的排放，合理使用农药化肥农用薄膜等化学物质。

　　二、治理

　　对已经污染的土壤采取治理的措施，比如消除土壤中的污染物或降低有效必，控制污染物的迁移转化，提高土壤的环境容量等。

　　综合近年来国内外采用的土壤治理方法，概括如下：

　　1. 工程措施：就是依据物理学或物理化学原理，通过工程手段治理污染土壤。

　　具体有(1)客土、换土、翻土，每种方法都有其适用范围和条件。

　　(2)隔离法，利用防渗材料把污染土壤与未污染土壤或水体分开，阻止减少污染扩散的一种方法。

　　(3)清洗法，用清水或在清水中加入能增加重金属水溶性的某种化学物质，清洗污染土壤，将污染物移出土体的一种方法。

　　(4)电化学法，这种方法是在用水饱和后的土壤中插入若干个电极，接通低强度直流电的方法。

　　从上述可以看出，工程措施治理效果较为可靠，也是一种治本措施，但工程量大，投资高，肥力引起下降，只适于小面积重度污染区。

　　2. 生物措施;就是利用某些特定的动物、植物和微生物，较快地吸收和移走、或降解污染物质而使土壤得到净化的一类方法，比如植物技术、微生物技术、动物途径等，具有成本低不造成生态破坏或二次污染、具有潜在或显在的经济效益。

　　3. 施用改良剂：通过降低土壤污染物的水溶性、扩散性和生物有效性，从而降低它们进入植物体、微生物体和水体的能力，减轻对生态环境的危害。

　　通过沉淀作用、吸附作用、拮抗作用来达到治理效果，此种方法效果好，且费用适中，在中度污染地区值得推荐。

　　4. 农业措施：增施有机肥提高土壤环境容量，控制土壤水分，合理施用化肥，选种抗污染农作物品种，改变耕作制度等这些都是农用措施，具有投资少，农业生产具有连贯性，但其周期长，适用于中轻度污染土壤。

　　综上所述，重金属对土壤污染治理需要根据实际性况，因地制宜地加以选用。

　　同时也应注意到土壤污染防治是一项长期而又艰巨的工作，需要我们长期坚持不懈的努力!

　　土壤重金属污染防治【3】

　　【摘要】土壤重金属污染是指由于人类活动，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。

　　当前，造成我国土壤重金属污染最主要的三个方式是矿山污染、工业排放和农业面源污染。

　　土壤重金属污染的治理与恢复是一个长期过程，不仅要注重源头控制和末端治理，还要注重其资金、法制等相关的配套支持工作。

　　【关键词】土壤重金属污染防治

　　土壤重金属污染是指由于人类活动，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。

　　随着迅速发展的经济全球化浪潮，含重金属的污染物通过各种途径进入土壤，已经形成了非常严重的土壤污染。

　　土壤重金属污染对农作物造成污染，残留在农作物内的重金属通过食物链方式摄入人体，进而危害人体健康，同时土壤重金属污染也导致水环境和大气质量进一步恶化。

　　因此，土壤重金属污染引起世界各国的高度重视。

　　近些年来，我国土壤重金属污染的状况不容乐观，亟待引起重视。

　　一、我国土壤重金属污染状况

　　近些年来，我国“毒大米”、“毒蔬菜”、“毒水果”等事件的频频曝光，进一步引起了社会各界对我国土壤重金属污染情况的关注。

　　在物理区分上，重金属的范围系指密度在5.0以上的45种元素或密度4.0以上约60种元素。

　　但是由于不同的重金属在土壤中的毒性差别很大，所以在环境科学中人们通常关注锌、铜、钴、镍、锡、钒、汞、镉、铅、铬、钴等。

　　砷、硒并不属于真正的金属，但是它的某些性质及毒性与重金属相似，所以重金属污染物范围也将砷、硒列包括在内。

　　以各种化学状态或物理形态存在的土壤重金属污染物，在进入环境或生态系统后就会存留、积累和迁移。

　　它们不仅使作物减产，还沿着植物根系攀缘，侵袭进入大米、蔬菜等各种常见的农作物，最终到达人体内，并累积到了足以致病的剂量，对人类健康造成严重危害。

　　同时它藏在土壤中更隐蔽，污染暴露的时滞较长，容易被人们忽视，比水污染和大气污染更危险。

　　空气和水的流动可以带走污染物，进行自我修复，但污染物质特别是重金属一旦进入土壤，降解起来非常困难。

　　被污染的土壤通过自净能力完全复原周期长达千年。

　　从1994年开始，中国地质科学院等研究机构就对全国土壤51钟化学元素进行监测，2008年又开始建立覆盖全国的地球化学基准网，对含78种元素的土壤的81个化学指标进行探测。

　　研究发现，局部地区土壤污染在全国多个研究目标区域表现得非常严重，例如镉、汞、铅、砷等异常普遍存在于长江中下游某些区域，汞、铅异常普遍存在于城市及其周边地域，放射性异常在部分城市明显严重。

　　根据2010年中国水稻研究所与农业部稻米及制品质量监督检验测试中心发布的《我国稻米质量安全现状及发展对策研究》中的研究数据显示，中国五分之一的耕地受到了重金属污染，表现最严重的镉污染耕地涉及十一个省二十五个地区。

　　《中国环境发展报告(2012)》的统计数据显示，我国平均每年发生十起特大重金属污染事件;目前受污染耕地合计约占耕地总面积的十分之一，约有1.5亿亩;全国每年因重金属污染的粮食达一千两百万吨，造成直接经济损失超过二百亿元。

　　在国家对全国的重金属污染情况开始清查之外，不少地方政府也已经开始对辖区内土壤重金属污染进行普查，以便制定修复策略。

　　2012年下半年以来，安徽、重庆、湖北、内蒙古等地区都在开展农产品产地土壤重金属污染的普查工作。

　　2013年，广东省国土资源厅披露的珠江三角洲土壤重金属污染情况显示，珠江三角洲经济区面积的22.8%已经成为三级和劣三级土壤，镉、汞、砷、氟为污染的主要超标元素，佛山、广州及其周边地区是受污染土壤主要分布区域。

　　实际上，这些“厚积薄发”的土壤重金属污染现象，是对我国工业污染严峻形势以及农业生产领域过分追求速度和数量的直接反应，也是对耕地质量保护严峻现实的直接曝露。

　　我国也已经开始真正认识到问题的严重性，国家关于土壤污染防治的相关政策正在日渐明晰。

　　根据《重金属污染综合防治“十二五”规划》的规划安排，全国有河南、广西、陕西、广东、江西、浙江、四川、江苏、湖南、云南、湖北、甘肃、青海和内蒙古共计十四个省区被纳入“十二五”重金属重点治理省区。

　　但作为一个行业，土壤修复在我国尚处于起步阶段，亟待促进发展。

　　在发达国家，土壤修复产业占环保产业产值的比重最高可达到35%，而在我国，这一数字还不到1%。

　　二、土壤重金属污染来源分析

　　从宏观上来说，我国土壤重金属污染三个最主要的来源路径是矿山污染、工业排放污染和农业面源污染。

　　当然，具体到对同一区域来说，土壤重金属污染物来源途径可能是单一的，也可能是多途径的。

　　概而言之，工业化程度越高的地区土壤重金属污染越严重，市区土壤重金属污染高于远郊和农村，地表土壤重金属污染高于地下，污染区污染时间越长土壤重金属污染越严重。

　　(一)矿山污染

　　土壤重金属污染的“第一贡献者”是矿山，每年我国尾矿在以亿吨的数量增长，例如湖南、广西、江西等地都是尾矿污染较严重地区。

　　金属矿山的开采、冶炼、冶炼废渣、重金属尾矿、矿渣堆放以及可以被酸溶出含重金属的矿山酸性废水等，这些过程中产生的重金属随着矿山排水和降雨直接或通过水环境进入土壤，间接或直接对土壤造成重金属污染。

　　例如新疆克拉玛依的哈图金矿，尾矿中的砷含量高达1.1克/每千克;伊犁哈萨克自治州的阿希金矿，尾矿砷含量也在每千克1克以上，这些都对当地的土壤环境造成严重威胁。

　　(二)工业排放污染

　　工业排放对土壤造成重金属污染的传播路径主要以公路、废物堆、工矿烟囱等为中心向四周及两侧扩散：沿着“城市――郊区――农村”传播路径，突然受污染程度随着距离城区越远而越低，某些重工业集中的郊区污染较为严重;此外，还随着城市机动车密度、城市土地利用率、人口密度增大而增大;城市重工业越发达，土壤重金属污染越严重。

　　例如在工业异常发达的珠三角的惠州、佛山、中山、东莞等区域，土壤重金属含量超标最严重的汞元素主要来源便是工业生产，其中来自于烧碱、汞化物的制作过程中大量废水是非常重要的污染来源，直接被排向河流的这些污染物未得到有效处理即进入水循环，通过灌溉造成土壤重金属污染。

　　(三)农业面源污染

　　除去矿山污染和工业排放污染，导致土壤重金属污染的重要原因还包括农业生产中的面源污染。

　　一些重工业并不发达的区域并无关于重金属的工业生产，但重金属超标仍会出现在该区域生产出来的农作物中，原因就在于农业面源污染。

　　根据相关统计数据，全球目前每年总量为六十六万公斤上下的镉进入土壤，其中高达百分之五十五上下的比例是经施用化肥进入。

　　在我国的农业生产中，出于对农业经济效益单一追求，过量投入氮肥和磷肥到农业生产中，导致土壤酸性飞速上升，土壤酸化造成了重金属的活性提高。

　　而根据相关统计表明，每下降一个单位土壤PH值，土壤中就会增加十倍重金属流活性值。

　　例如据广东省农业部门的调查显示，人为因素使珠三角地区土壤酸化速度比自然酸化的时间加快了将近七十年，土壤的PH值从1984年到现在下降了0.33个单位。

　　三、土壤重金属污染防治的路径

　　由于土壤重金属污染的复杂性，其治理与恢复是一个长期过程。

　　虽然国家正在逐步加大力度开展土壤污染治理工作，但是实际难度较大，不仅要注重源头控制和末端治理，还要注重其资金、法制等相关的配套支持工作。

　　(一)注重对土壤重金属污染源头的管控

　　建立重点地区空气、水等流体中的重金属污染预报机制，加强重点地区土壤中重金属含量的监测，从源头上预防重金属中毒事件的发生;加强含重金属矿藏及其冶炼过程的管理，取缔土法炼砷等重金属的老化工厂，冶金工厂的“三废”必须达标排放，对高重金属煤等矿产采取强制性脱重金属处理，从根本上降低重金属排放。

　　同时，应加强含重金属化工产品管理，特别要加强对含重金属农药和医药的监管，强化使用常识培训，最大程度减少人为中毒情况的发生。

　　(二)利用生物技术修复土壤

　　中国土壤重金属污染“量大面广”的基本特征，一方面决定了难以大规模推广任何成本高昂的技术，另一方面也使在国内难以使用国外主要针对小块土地修复的技术。

　　有一些物理、化学方法可以较快治理重金属污染，但通常成本高昂，不适用于大面积土壤污染治理，并且这些方法容易破坏土壤内部的生态系统，造成二次污染。

　　相比较而言，利用生物技术修复更接近自然生态，从经济投入、修复周期和避免二次污染等多方面考虑都是目前修复受污染土壤的最佳途径。

　　植物修复技术是指利用植物的吸收、分解、挥发或固定土壤重金属作用，降低重金属在土壤中的含量和有效态含量，从而减小重金属的危害性。

　　早在1983年，英国就提出了利用超富集植物清除土壤中重金属污染的思想，首次利用遏蓝菜属植物修复了长期施用污泥导致重金属污染的土地，证实了这一技术的可行性。

　　目前，英国已开发出多种耐重金属污染的草本植物用于污染土壤中的重金属和其他污染物的治理，并己将这些开发出来的草本植物推向商业化进程，建立了超富集植物材料库。

　　多年的田间实验表明，凡是经过这些生物处理的土壤，95%以上的重金属可以被永久固定下来。

　　(三)建立专项整治的资金链

　　土壤修复需要大量经费，专项整治的资金链必须建立起来，但是由于难以确定污染主体，使得资金链中“谁来出钱”成为敏感的问题。

　　按照利用生物技术修复的方法，中国耕地修复总体所需资金将达六万亿元，这还是仅仅按照每亩地最低修复成本二万元，三亿亩待修复土地计算。

　　根据《全国土壤环境保护“十二五”规划》，“十二五”期间(2011年至2015年)，仅有三百亿元是用于全国污染土壤修复的中央财政资金。

　　实际上，对于受污染土壤修复这样巨大的资金投入，单纯依赖政府是行不通的。

　　以云南个旧为例，目前该地受污染土壤面积在二十万亩以上，而治理修复的面积还不到一百亩。

　　只有找到合适的融资模式，发动社会力量参与，才能解决问题。

　　但在治理土壤污染方面目前我国尚无可遵循的融资机制，各个地方的做法也不甚相同。

　　例如国家发改委接连核准了多只用于重金属污染治理的企业债，广东利用世界开发银行贷款支持多个土壤污染治理项目的开展。

　　但笔者认为，国家必须要根据各地融资的实践，整合社会力量，建立专项整治的资金链，统筹规划土壤重金属污染治理。

　　(四)制定土地环境污染法律

　　对于“先污染、后治理”的模式来说，需要花费大量时间和经费受污染土壤的修复，因此，解决土壤污染的根本办法也是最经济的办法在于预防。

　　夯实制度基础、完善法律法规，做到从制度层面打击污染土壤的行为和确保受污染土壤得到及时有效的修复才是解决土壤重金属污染的治本之策。

　　但目前我国针对土壤环境的具体立法还没有制定出来，给土壤污染事件中责任认定和问责追偿带来了操作上的困难。

　　从20世纪中叶开始，英国荷兰等国就陆续制定相关的土地污染控制和管理的法律法规。

　　2013年5月份，环保部透露正在抓紧土壤环境保护的立法起草工作，由环保部牵头，国土资源部、农业部等八个部委共同参与起草立法，已经初步形成《土壤环境保护法》(草案)，该立法将为土壤污染的追责和预防带来明确的法律保障。

　　参考文献：

　　[1]刘杰、张程程：《破解土壤砷污染困局》，《�望新闻周刊》2013年8月12日

　　[2]李彪：《农业重金属超标加重，各地普查土壤污染》，《每日经济新闻》2013年8月9日

　　[3]王立彬：《中国正绘制土壤重金属“人类污染图”》

　　[4]周勉：《土壤重金属污染治理刻不容缓》，《新华每日电讯》2013年5月21日

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