范文一:2015重金属污染土壤治理
中华环保联合会
中环联函[2015]36号
中华环保联合会关于邀请参加第十一届环境发展论坛“2015中国生态修复与重金属污染土壤治理论坛”的函各有关单位:
由环境保护部批准,中华环保联合会、联合国环境规划署共同主办的第十一届环境与发展论坛分论坛一“土壤污染的风险管控及治理修复—2015中国生态修复与重金属污染土壤治理论坛”,将于9月13-15日在中国国际展览中心与“2015中国国际生态环境技术与装备博览会”同期举办。
2005年至2013年,中国开展了首次全国土壤污染状况调查。结果显示,全国土壤总的点位超标率为16.1%,其中耕地土壤点位超标率为19.4%,重污染企业用地点位超标率为36.3%,工业废弃地点位超标率为34.9%,工业园区点位超标率为29.4%,采油区点位超标率为23.6%,采矿区点位超标率为33.4%。总体上来看,我国的工业场地污染要重于耕地污染。目前,我国土壤污染防治在法律法规、制度和措施等方面也有待完善。良好的土壤环境是农业产品安全的首要保障,是人居环境健康的重要基础。提升土壤污染防治科技
支撑能力和产业化水平、建立健全管理机制、发挥市场机制作用,对我国土壤环境保护具有重要意义。
为进一步提升土壤污染防治能力,促进土壤环境安全。中华环保联合会携手行业领导、国内外权威专家,分别就土壤修复相关政策、市场前沿、修复技术等类容进行深度探讨。
论坛将汇聚行业主管部门、高等院校、设计院所、企业代表,就行业发展方向和科学实用的技术路线展开研讨。请各有关单位积极组织相关人员参加。
联系人:申利平
电话:010-57628646手机:13021085977传真:010-51417272
邮箱:363119124@qq.com
附件:1、第十一届环境发展论坛2015中国生态修复与重金属
污染土壤治理论坛方案
2、参会报名表
中华环保联合会
2015年7月2日
中华环保联合会办公室
附件1:2015年7月2日印发
第十一届环境发展论坛
2015中国生态修复与重金属污染土壤治理论坛方案
第十一届环境发展论坛2015中国生态修复与重金属污染土壤治理论坛方案将于9月13-15日在中国国际展览中心举办。届时将与“2015年中国国际生态环境技术与装备博览会”共同召开。
一、指导思想
本届论坛将深入贯彻党的十八届三中、四中全会和十二届三次全国人大与政协“两会”精神,根据中央政治局会议部署,围绕发展方式绿色化,“十三五”环境保护面临的新挑战及其对策,新常态下深化环境保护体制机制改革、制度建设,探索新常态下创新驱动环保发展,把握战略机遇期提升污染防治能力。
土壤环保已逐步上升成为全国环保工作的重点,随着未来土壤修复产业化的全面启动,一些地区的市场将率先扩容,本论坛力求引导行业发展,解决一些相关技术方向等问题。
二、基本情况
1. 会议名称:2015中国生态修复与重金属污染土壤治理论坛
2. 会议主题:土壤污染的风险管控及治理修复
3. 会议时间:2015年9月13日-15日(9月12日全天报到)
4. 会议地点:北京
三、组织机构
批准单位:中华人民共和国环境保护部
支持单位:国家发改委、科技部、工业和信息化部、国土资源部、住房和城乡建设部、水利部、农业部、国家林业局等相关部委局(拟邀)主办单位:中华环保联合会、联合国环境规划署
承办单位:中华环保联合会论坛部北京泰格尔展览有限公司
中联建文(北京)文化传媒有限公司
四、论坛收费
1、企业演讲:国内:18000元/30分钟(每家企业仅限30分钟)
外资:5000欧元/30分钟
2、国内代表参会:2800元/人
3、国外代表参会:800欧元/人
4、大会的协办赞助单位将享受全面的、全程的前期、后期的宣传。如想成为大会的协办赞助单位,请向组委会索取赞助回报条款。
5、本届论坛将出版会议论文集,参会单位可投稿,择优录用。
五、参加人员
从事重金属污染土壤治理与生态修复政府机关、企事业单位、环保公司、设备厂家、监测机构、行业的专家、学者、研究及相关专业技术人员。
六、拟邀请嘉宾
1、国家环境保护部自然生态保护司
2、国土资源部地质环境司
3、中国环境科学研究院
4、环保部环境规划院
5、中科院地理科学与资源所环境修复中心
6、环境保护部固体废物与化学品管理技术中心
7、北京大学环境科学与工程学院
8、农业部环境保护科研监测所领导领导总工副院长主任副总工教授研究员李发生吴舜泽陈同斌臧文超刘阳生徐应明
9、环保部南京环科所
10、中国矿业大学土地复垦与生态重建研究所
11、中国环境科学研究院研究员所长研究员林玉锁胡振琪谷庆宝
12、环境部环境规划院环境风险与损害评估中心主任/研究员曹东
13、北京矿冶研究总院环境工程设计研究所
14、中国农业大学资源与环境学院副所长教授杨晓松苏德纯
七、论坛主要内容
1、我国土壤污染防治的形式、挑战及对策;
2、《土壤污染防治行动计划》解析;
3、我国环境修复(土壤修复)的发展前景与管理;
4、土壤环境保护和污染治理的政策和制度保证;
5、土壤沙漠化的防治对策;
6、煤矿区生态环境损害及其修复;
7、中国大型污染场地监管现状及政策、法规支撑;
8、大型污染场地治理修复与管理的经验、问题与对策;
9、重金属污染控制、监测、土壤修复技术;
10、典型有机污染土壤修复技术;
11、农业面源污染及农村有机固废污染控制与循环利用;
12、矿山及重金属废渣安全处置与综合利用技术要点及案例分析;
13、地下水污染动态监测、防治与修复;
14、重金属污染损害鉴定评估技术案例;
15、第三方环境监测的发展趋势。
附件2:
2015中国生态修复与重金属污染土壤治理论坛
单位名称
通讯地址
联系人
电话
参会代表姓名性别职务E-mail 传真手机号法人代表参会报名表邮箱
□是□否
论坛演讲演讲嘉宾:
演讲题目:
是否赞助
费用总额
组委会
联系方式□是□否赞助金额:万仟佰拾元整小写¥:职务:赞助形式:联系人:申利平电话:010-57628646传真:010-51417272手机:13021085977邮箱363119124@qq.com
户名:中联建文(北京)文化传媒有限公司指定收款
账户开户行:工商银行永定路支行
账号:0200234009200032208
参加单位印章
签字请参会单位把参会报名表回传或E-mail 参会方式至会务组,在报名5日内将会务费通过银
行等方式付款,会务组确认到款后即安排
参会具体事项,各参会代表凭证入场。年月日
范文二:土壤重金属污染与治理
土壤的重金属污染与治理
姓名:石来昊 学号:2012212952 学院:资源与环境工程 专业:环境工程
摘要土壤不但为植物生长提供机械支撑能力,并能为植物生长发育提供所需要的水、肥、气、热等肥力要素。近年来,由于人口急剧增长,工业迅猛发展,固体废物不断向土壤表面堆放和倾倒,有害废水不断向土壤中渗透,大气中的有害气体及飘尘也不断随雨水降落在土壤中,导致了土壤污染。土壤是人类生存的基本资源,是农业发展的重要基础,而我国又是一个人多耕地少, 土壤污染较为严重的国家,故采取有效措施防治土壤污染对于合理利用土地、保护人民身体健康、提高人民生活质量具有极其重要的意义。土壤重金属污染是指土壤中重金属过量累积引起的污染。污染土壤的重金属包括生物毒性显著的元素如Cd、Pb、Hg、Cr、As,以及有一定毒性的元素如Cu、Zn、Ni。这类污染范围广、持续时间长、污染隐蔽、无法被生物降解,将导致土壤退化,农作物产量和质量下降,并通过径流、淋失作用污染地表水和地下水。过量重金属将对植物生理功能产生不良影响,使其营养失调。汞、砷能抑制土壤中硝化、氨化细菌活动,阻碍氮素供应。重金属可通过食物链富集并生成毒性更强的甲基化合物,毒害食物链生物,最终在人体内积累,危害人类健康。
关键词:重金属;土壤污染;生物修复; 化学治理。
正文:
国内土壤污染的现状
土壤污染大致可以分为:重金属污染、农药和有机物污染、放射性污染、病原菌污染等多种类型。据报道,目前我国受镉、砷、铬、铅等重金属污染的耕地面积近 2000 万公顷,约占总耕地面积的 1/5,其中工业“三废”污染耕地 1000 万公顷,污水灌溉的农田面积已达 330 多万公顷。例如:某省曾对 47 个县和郊区的 259 万公顷耕地(占全省耕地面积的五分之二)进行过调查。其结果表明,75% 的县已受到不同程度的重金属污染的潜在威胁,而且污染趋势仍在加重。 国外土壤污染的现状
(1)英国早期开采煤炭、铁矿、铜矿遗留下的土壤重金属污染经过300年依然存在。1996到1999年间,英格兰和威尔士尝试挖出污染土壤并移至别处,但并未根本解决问题。从20世纪中叶开始,英国陆续制定相关的污染控制和管理的法律法规,并进行土壤改良剂和场地污染修复研究。
(2)日本的土地重金属污染在上世纪六七十年代非常严重。其经济的快速增长导致了全国各地出现许多严重环境污染事件,被称为四大公害的痛痛病、水俣病、第二水俣病、四日市病,就有三起和重金属污染有关。
(3)荷兰在工业化初期土地污染问题严重。从20世纪80年代中期开始,加强土壤的环境管理,完善了土壤环境管理的法律及相关标准。国土面积4.15万平方公里的荷兰每年要花费4亿欧元修复1500—2000个场地,预计到2015年基本能修复全部污染土壤。
来源:
1.大气沉降
能源、运输、冶金和建筑材料生产等产生的含有重金属的气体和粉尘进入大气,通过自然沉降和降水进人土壤。据估计全世界每年约有1600吨的汞通过化石燃料燃烧排放到大气中。含铅汽油的燃烧和汽车轮胎磨损产生的粉尘对大气和土壤造成Pb、Zn、Cd、Cr、Cu等污染。例如比利时每年从大气进入土壤的重金属每公顷就有Pb 250g、Cd 19g、As 15g、Zn 3750g。
2.污水排放
未经处理的工矿企业污水排人下水道与生活污水混合,造成污灌区土壤重金属Hg、Cd、Cr、Pb、Cd等的含量逐年增加。如淮阳污灌区土壤Hg、Ca、Cr、Pb、As等重金属1995年已超过警戒线,其它灌区部分重金属含量也远远超过当地背景值。
3.固体废弃物堆放
工矿业固体废弃物堆放或处理过程中,由于日晒、雨淋、水洗重金属极易移动,以辐射状、漏斗状向周围土壤、水体扩散。
有一些固体废弃物被作为肥料施入土壤,造成土壤重金属污染。磷石膏是化肥工业废物,含有一定量的正磷酸以及不同形态的含磷化合物,并可改良酸性土壤,因而被大量施入土壤,造成了土壤中Cr、 Pb、Mn、As含量增加。磷钢渣作为磷源施入土壤,造成土壤中Cr累积。
4.农药化肥
农药、化肥和地膜长期不合理施用,导致土壤重金属污染。杀真菌农药含有Cu和Zn,被大量地施用于果树和温室作物,造成土壤Cu、Zn累积达到有毒的浓度。如在莫尔达维亚,葡萄生长季节要喷5~12次波尔多液或类似的制剂,导致每年约有6000~8000吨的铜被施入土壤。
近年来,地膜的大面积推广使用,不仅造成了土壤的白色污染,而且地膜生产过程中加入了含Cd、Pb的热稳定剂,增加了土壤重金属污染。
土壤重金属污染的治理:
1.工程治理
工程治理是指用物理或物理化学的原理来治理土壤重金属污染。主要有客土、换土、翻土和去表土。客土是在污染的土壤上加入未污染的新土;换土是将以污染的土壤移去,换上未污染的新土;翻土是将污染的表土翻至下层;去表土是将污染的表土移去等。淋洗法是用淋洗液来淋洗污染的土壤;热处理法是将污染土壤加热,使土壤中的挥发性污染物(Hg)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。工程治理措施效果彻底、稳定,但实施复杂、治理费用高、易引起土壤肥力降低。
2.生物修复
生物修复技术是一种新方法。主要是通过生物技术来治理污染的土壤,通过
生物削减及净化土壤中的重金属或者降低重金属毒性。具有花费较少、对技术及设备要求不高等优点。它包括微生物修复和植物修复。
微生物修复是利用土壤中的某些微生物等对重金属具有吸收、沉淀、氧化和还原等作用,降低土壤中重金属的毒性。
植物修复是利用超积累植物或遗传工程培育植物系统及其根际微生物群落来移去、挥发或者稳定土壤环境中的重金属污染物,或者降低其毒性,从而达到去除污染、治理土壤目的的技术。根据环境介质和污染物的作用方式,可以把植物修复方式分为植物吸收、植物挥发和植物固定。植物吸收是利用超积累植物的根系去吸收一种或者几种重金属元素,将其进行贮存或转移到植物的茎叶,再进行收割茎叶的离地处理,以去掉土壤中重金属元素。植物挥发是利用部分植物来促进重金属转变形态,再挥发掉。植物固定是通过植物的活动降低重金属活动性,让重金属不能被生物利用。所以,研究植物修复,重点要放在这几个方面:超富积植物体内的重金属回收再利用;超富积植物体内重金属的存在形式;超富积重金属的机理及超富积植物种类优化。
3. 化学治理方法
化学治理就是向污染土壤投入改良剂、抑制剂,增加土壤有机质、阳离子代换量和粘粒的含量,改变pH、Eh和电导等理化性质,使土壤重金属发生氧化、还原、沉淀、吸附、抑制和拮抗等作用,以降低重金属的生物有效性。其中沉淀法是指土壤溶液中金属阳离子在介质发生改变(pH值、OH-、SO42-等)时,形成金属沉淀物而降低土壤重金属的污染。有机质法是指有机质中的腐殖酸能络合重金属离子生成难溶的络合物,而减轻土壤重金属的污染;吸附法是指重金属离子能被膨润土、沸石、粘土矿物等吸附固定,从而降低土壤重金属的污染。化学治理措施具有治理效果及费用都适中,但却容易再度活化的特点。 结语:
重金属污染土壤的修复是一个整体性的工程,治理的同时我们需要提高环保意识,配合国家法律、法规的环境保护的规定,企业要加强管理,强制造成重金属污染的行业和单位开展清洁生产审核,从源头上减少重金属污染。
引用:《环概》 ,维基百科
范文三:土壤重金属污染治理
土壤重金属污染治理
面对日益严重的土壤污染造成植物的生长,而且通过食物链影响人体的健康,如何系统的治理土壤污染,成为最关注的一大问题。
下面介绍几种常用的治理方法,及其治理的特点。
1、稳定固化法:
这里要用到重金属博士研发的药剂,科创重金属稳化剂是由自然界中的多种天然岩石中间体并添加助剂混合而制的,具有天然活性和吸附性。该技术的作用机理是模仿金属矿的形成过程,使重金属颗粒在天然岩石中间体的吸附、反应吸附、离子交换等作用下被稳固剂所固定,进一步通过硅酸、铝等含水性非晶物质及低结晶矿物的高度结晶化,使重金属成为矿物中的微量成分。产生的结晶物质可通过再结晶过程及粒子之间生成交错的晶体,形成强结构的固化网,将固化的重金属进一步封固在固化网内。此过程不仅达到了固化的作用,通过晶体交错、再结晶的不可逆反应过程,更使其达到了稳定化的效果。形成的固化物质在环境条件改变,如pH,的情况下,也可抑制污染物质的再次溶出、扩散。最终达到降低重金
属污染的目的。在治理费用上偏高一点。
2、工程治理方法
工程治理是指用物理戒物理化学的原理来治理土壤重金属污染。主要有:客土是在污染的土壤上加入未污染的新土;换土是将以污染的土壤移去,换上未污染的新土;翻土是将污染的表土翻至下层;去表土是将污染的表土移去等。淋洗法是用淋洗液来淋洗污染的土壤;热处理法是将污染土壤加热,使土壤中的挥发性污染物,Hg,挥发并收集起来进行回收戒处理;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戒阴极被移走。工程治理具有效果彻底、稳定等优点,但实施复杂、治理费用高和易引起土壤肥力降低等缺点。
2 生物治理方法
生物治理是指利用生物的某些习性来适应、抑制和改良重金属污染。主要有:动物治理是利用土壤中的某些低等动物蚯蚓、鼠类等吸收土壤中的重金属;微生物治理是利用土壤中的某些微生物等对重金属具有吸收、沉淀、氧化和还原等作用,降低土壤中重金属的毒性。
植物治理是利用某些植物能忍耐和超量积累某种重金属的特性来清除土壤中的重金属;重金属的植物吸收、淋溶和无效态数量将只依赖于它们的有效态的多少,重金属溶液浓度和它们的土壤的有效态之间关系遵循Freundlich吸附方程。生物治理措施的优点是实施较简便、投资较少和对环境破坏小,缺点是治理效果不显著。
3 化学治理方法
化学治理就是向污染土壤投入改良剂、抑制剂,增加土壤有机质、阳离子代换量和粘粒的含量,改变pH、Eh和电导等理化性质,使土壤重金属发生氧化、还原、沉淀、吸附、抑制和拮抗等作用,以降低重金属的生物有效性。其中沉淀法是指土壤溶液中金属阳离子在介质发生改变,pH值,时,形成金属沉淀物而降低土壤重金属的污染。
在沈阳张士污灌区进行的大面积石灰改良实验表明,每公顷施石灰1500~1875 kg籽实含镉量下降50%。有机质法是指有机质中的腐殖酸能络合重金属离子生成难溶的络合物,而减轻土壤重金属的污染;吸附法是指重金属离子能被膨润土、沸石、粘土矿物等吸附固定,从而降低土壤重金属的污染。化学治理措施优点是治理效果和费用都适中,缺点是容易再度活化。
4 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,Eh,,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。
综述以上土壤治理方法从一些主要的方法比较可知有效的是重金属博士采用的稳定固化法,最大好处就是能对症下药,按照污染物的污染程度重金属的含量来配置治理药剂。这样既不浪费财力,又有很强的针对性。治理效果可达95%以上,也是目前针对土壤治理的常用方法。能达到最佳的治理效果是我们所要的最终目的,免费在重金属博士获取土壤重金属污染治理方案,戒电话咨询 400-8084-858 。
范文四:土壤重金属污染治理
土壤重金属污染治理方案
摘要:随着现代工业的发展,工业排出的污染物越来越多,土壤的重金属污染就是一个例子,土壤污染对人类的身心都造成了巨大的危害。四川某乡的重金属污染是众多污染区域、污染类型中的一个案例,是长江上游地区的小规模金属冶炼、加工为主要产业的地区的典型代表。本方案以该地为例谈谈对土壤重金属污染的治理方法。
一、土壤重金属污染来源及危害
土壤重金属污染是指由于人类活动将重金属带入到土壤中,致使土壤中重金属含量明显高于背景含量、并可能造成现存的或潜在的土壤质量退化、生态与环境恶化的现象。该乡自1989年起发展小高炉炼铜业,这些小高炉均无环保设施,生产采用的原料大部分为冶炼厂的下脚料,含有多种重金属元素。生产中释放的大量烟尘未经任何除尘处理,直接排向空中。经过大气中重金属沉降而造成污染。
过量的重金属会引起植物生理功能紊乱、营养失调、发生病变,且重金属不能被土壤微生物所降解,在土壤中不断累积,同时为生物所富集并通过食物链在人体体内积累,进而危害人体健康。
二、土壤重金属污染的治理
1工程治理
工程治理是指用物理或物理化学的原理来治理土壤重金属污染。主要有客土、换土、翻土和去表土。客土是在污染的土壤上加入未污染的新土;换土是将以污染的土壤移去,换上未污染的新土;翻土是将污染的表土翻至下层;去表土是将污染的表土移去等。淋洗法是用淋洗液来淋洗污染的土壤;热处理法是将污染土壤加热,使土壤中的挥发性污染物(Hg)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。工程治理措施效果彻底、稳定,但实施复杂、治理费用高、易引起土壤肥力降低。
2生物修复
生物修复技术是一种新方法。主要是通过生物技术来治理污染的土壤,通过生物削减及净化土壤中的重金属或者降低重金属毒性。具有花费较少、对技术及设备要求不高等优点。它包括微生物修复和植物修复。
2.1微生物修复是利用土壤中的某些微生物等对重金属具有吸收、沉淀、氧化和还原等作用,降低土壤中重金属的毒性。
2.2植物修复是利用超积累植物或遗传工程培育植物系统及其根际微生物群落来移去、挥发或者稳定土壤环境中的重金属污染物,或者降低其毒性,从而达到去除污染、治理土壤目的的技术。根据环境介质和污染物的作用方式,可以把植物修复方式分为植物吸收、植物挥发和植物固定。植物吸收是利用超积累植物的根系去吸收一种或者几种重金属元素,将其进行贮存或转移到植物的茎叶,再进行收割茎叶的离地处理,以去掉土壤中重金属元素。植物挥发是利用部分植物来促进重金属转变形态,再挥发掉。植物固定是通过植物的活动降低重金属活动性,让重金属不能被生物利用。所以,研究植物修复,重点要放在这几个方面:超富积植物体内的重金属回收再利用;超富积植物体内重金属的存在形式;超富积重金属的机理及超富积植物种类优化。
3 化学治理方法
化学治理就是向污染土壤投入改良剂、抑制剂,增加土壤有机质、阳离子代换量和粘粒的含量,改变pH、Eh和电导等理化性质,使土壤重金属发生氧化、还原、沉淀、吸附、抑
制和拮抗等作用,以降低重金属的生物有效性。其中沉淀法是指土壤溶液中金属阳离子在介质发生改变(pH值、OH-、SO42-等)时,形成金属沉淀物而降低土壤重金属的污染。有机质法是指有机质中的腐殖酸能络合重金属离子生成难溶的络合物,而减轻土壤重金属的污染;吸附法是指重金属离子能被膨润土、沸石、粘土矿物等吸附固定,从而降低土壤重金属的污染。化学治理措施具有治理效果及费用都适中,但却容易再度活化的特点。
三、结语
治理土壤中的重金属污染是一个系统的工程,只靠某一个单一修复技术是不行的,在具体治理过程中,要根据实际被污染的情况而选择措施。植物修复作为一种新型绿色环保技术,是目前最有效的一种措施。所以我们在治理该地时要在以植物修复为主要治理措施的同时,结合其它方法一同治理。治理的同时我们需要提高环保意识,配合国家法律、法规的环境保护的规定,企业要加强管理,强制造成重金属污染的行业和单位开展清洁生产审核,从源头上减少重金属污染。
参考文献:
1. 红坚平.土壤污染与防治.中国农业出版社,2011.
2. 黄翠梅.土壤重金属污染该如何治理.北方环境,2011.
3. 张秋芳.土壤重金属污染治理方法概述.福建农业学报,2000.
4. 陈怀满.《环境土壤学》.科学出版社.
范文五:土壤重金属测试仪检测土壤重金属污染治理方法概述
土壤重金属测试仪检测土壤重金属污染治理方法概述
自古以来 , 土壤一直就是我国广大农民的衣食之源和生存之本 , 即使是在现 代经济生活中 , 土壤依然是最基本的生产要素和各种经济关系的载体。但随着现 代经济的高速发展 , 环境污染物的排放量与日剧增 , 环境污染和生态破坏越来越 严重 , 给人类赖以生存的土壤带来了严重的污染。由于重金属进入土壤后不易分 解、 转化或富集 , 以及土壤系统本身结构的复杂性 , 使得土壤重金属污染的治理变 得十分困难。 据统计 , 我国约有 3万多公顷土地受汞的污染 , 有 1万多公顷土地受 镉的污染 , 每年仅生产镉米就达 5万吨以上 , 而每年因污染而损失的粮食约 1200万吨 , 严重影响了我国的粮食生产和食物安全 [1]。因此 , 土壤的重金属污染与治 理一直是国际上研究的热点与难点问题 , 也是我国农业可持续发展和环境质量改 善中许多学科共同感兴趣的问题。
目前 , 国内外用来降解或消除土壤重金属污染的方法基本上可分为物理法、 化学法和生物修复法等 3大类。采用物理法不仅成本昂贵 , 且需要特殊的仪器和 经过培训的专业人员 , 更主要的是无法从根本上解决问题。 因此 , 本文将着重就治 理土壤重金属污染的化学方法 , 特别是生物修复法的最新研究进展作一简要论述 , 以明确新世纪土壤重金属污染防治研究的重点和趋势 ,
促进农业可持续发展。
1 化学法
主要是指通过添加外来物质 , 以改变土壤的化学性质 , 如通过调节土壤酸碱 度、氧化还原电位和阳离子交换量及其它化学性质 (如土壤氧化铁、氧化锰和氧 化硅等的活性 ), 或者直接与重金属相结合 , 从而改变重金属的形态及其生物有效 性等 , 最终抑制或降低作物对重金属的吸收。常见的添加物主要有有机物料、化 学改良剂、沉淀剂和粘合剂等。 111 施用有机物料 施用有机物料来降解土壤 中的重金属已得到普遍认同。 常见的用于治理土壤重金属污染的有机物料主要有 稻草、紫云英、泥炭、家畜 (主要是猪、牛 ) 粪肥以及腐殖酸 [2~4]等。有机物料 分解生成的有机酸 , 如胡敏酸、 富里酸、 氨基酸 , 或者糖类及含氮、 硫杂环化合物 等所具有的活性基团 (如 :COO—、— NH 、 =NH、 =PO4、— S —、— O —等 ), 很容易作 为配位体与重金属元素 Zn 、 Mn 、 Cu 、 Fe 等络合或螯合 , 从而影响其有效性。有机 物料可对土壤产生多种多样积极的影响 , 如通过改变土壤的酸碱度而使重金属 (如铜等 ) 的活性相应下降 , 这在南方酸性土壤中的表现尤为突出。但有机物料对 土壤中重金属的影响极其复杂 , 随其类福建农业学报 15(增刊 ):200~203,2000型、土壤的性质以及重金属种类的不同而异。
施用化学改良剂 常用的有石灰性物质、 钢渣、 高炉渣、 粉煤灰及膨润土等 [1]。施用石灰能显著抑制水稻对镉的吸收 , 但这种效果具有地带性 , 仅适用于氢 离子和非活性 Al 、 Fe 、 Mn 浓度高的土壤 , 而且该效果在很大程度上取决于石灰的 质量及其施用方法 [6]。臧惠林等利用碳酸钙、钢渣和高炉渣进行镉污染土壤改 良试验 , 均取得了良好的结果。霍文瑞等在潮土中的试验则以每 667平方米施用 250公斤钢渣钙镁磷肥的处理 , 其改土增产及抑制效果最佳。陈怀满等的研究认 为 , 这是由于高炉渣能提高土壤 pH 值并增加可溶性有效硅含量 , 且水稻施用高炉 渣的控制效果在 90%以上。 对于硅性植物 , 施用有效 Si 含量高的物料均可使其含 镉量降低 , 因此活性 Si 可能是抑制镉吸收的一个重要因素 [1]。但降低镉等重金 属污染土壤中作物对镉的吸收是一个与土壤化学性质和作物种类有关的复杂过 程。 113 施用化学沉淀剂、吸附剂或粘合剂 添加化学沉淀剂是依据其形成的 化合物的溶度积的大小不同而进行的。在已知的沉淀剂中 , 对 Pb 、 Cd 、 Hg 、 Zn 等造成的污染 , 施用碳酸盐可达到较好的防治效果 , 但对 Fe 、 Mn 、 Cr 等造成的污 染 , 施用熔磷的效果较佳 , 这是由于其中的 Ca 、 Mg 起着共沉淀剂的作用。而砷则 可通过施用 ZnSO4或 MgCl2使其形成难溶性的化合物 ; 但若在施加 MgCl2的同时 施入适量 Fe, 除了会产生 Mg(NH4)AsO4沉淀外 , 还可抑制土壤还原 , 且砷被 Fe(OH)3吸附或与之发生共沉淀 [7]。在西欧 , 有人用 pH 为 2的 H4Fe(SO4)3? 12H2O 和 pH 为 212的 Fe2(SO4)3? CaSO4来改良粘重土壤的结构 , 其实这两种制 剂同时也是土壤中重金属的良好置换剂。 另外 , 受重金属污染土壤中 , 若施入石灰
硫磺合剂、硫化钠或硫磺等能促进还原的含硫物质 , 则可在生成硫化氢及其它硫 化物的同时 , 与重金属发生沉淀 , 从而降低污染物的毒性。 美国环保局还将固化作 用和稳定化作用确定为一有效治理技术 , 并且选择作为 25%的超级基金治理项目 的治理技术 [8]。 而所谓技术 , 就是将污染土壤从现场挖出后置于一定的处理设施 中 , 将污染土壤、 沉积物与某种粘合剂混合 , 通过粘合剂使土壤、 沉积物中的重金 属发生固定 , 使其不再向周围环境迁移。 在众多的粘合剂中 , 水泥被认为是一种价 廉、易得和有效的产品。
2 生物修复法
生物修复法一般是利用生物对环境中的污染物进行降解 , 具有花费较少、对 技术及设备要求不高等优点。它主要包括微生物法和植物修复法两种。 211 微 生物法
微生物吸附与富集 重金属在低等生物如藻类中的毒害临界值较高 , 有人认 为蚯蚓和蕨类植物可以用来富集和指示重金属 , 也有人认为苔藓和地衣也可以考 虑用于对重金属的监测和富集。 苔藓吸收重金属是一种离子交换和螯合作用的过 程 , 但对地衣而言 , 则是一个被动扩散过程 , 重金属主要沉积在真菌共生体细胞壁 外表面上 , 或者进入真菌细胞壁之内 , 且是一种非常有效的重金属蓄积器。因此 , 正在致力于改进植物根部摄取金属的速度的微生物学家们正想方设法从植物根 部去掉真菌根中的真菌 , 因为真菌能够阻止植物摄入更多的金属。 21112 微生物 氧 化 还 原 目 前 , 该 法 以 铬 和 砷 等 多 价 重 金 属 的 研 究 较 多 。 一 些 微 生 物 Geospirillumrsenophilus 和 Chrysigenesarsenatis
等 , 在厌气条件下以 As5+
作为电子受体 , 可把其还原成 As3+,从而促进砷的淋溶 , 因为 As3+的溶解度大于 As5+;在好气或厌气条件下 , 异养微生物可催化 Cr6+还原成 Cr3+,从而降低其毒 性。
3植物修复法
植物挥发是指利用一些植物来促进重金属转变为可挥发的形态 , 挥发出土壤 和植物表面的过程。一些金属 , 如硒、砷和汞等生物甲基化后可以形成可挥发性 的分子。 Rugh 等已成功地把细菌的 Hg2+还原酶基因导入拟南芥植株 , 最终的转基 因植
株能忍耐并挥发汞 ; 另一些植物则可将环境中的硒转化为可挥发的气态形式 , 从而降低硒对土壤生态系统的毒性 [10]。另有研究表明 , 根际细菌不仅能够增强 植物对硒的吸收 , 而且还能提高硒的挥发率。这主要是由于根际细菌能刺激产生 一种热稳定化合物 , 并使其通过质膜进入植物根系内 ; 而这种热稳定化合物进入 植物根际后 , 硒盐就会在植物体内大量积累 , 并转化为可挥发的气态形式。
植物稳定或钝化 即利用植物吸收和沉淀来固定土壤中的大量有毒金属 , 以 降低其生物有效性和防止其进入地下水和食物链。具体地说 , 主要是保护污染土 壤不受侵蚀 , 减少土壤渗漏 , 防止金属污染物的淋移 ; 或者是通过在根部累积和沉 淀 , 或通过根表吸收金属来改变污染物的化学形态。 此外 , 植物还可以通过改变根 际环境 (pH、 Eh 值等 ) 来改变污染物的化学形态。这种植物稳定与钝化技术相结 合将会显示出更大的应用潜力。
植物提取又称植物吸取或吸收 , 是利用一些植物对重金属的吸收和在地上部 的积累 , 并通过收获地上部来达到减少土壤重金属含量的目的。包括超量积累植 物和一些本不具有超量积累特性但通过一些过程和诱导物可以诱导出超量积累 能力的可诱导的超量积累植物 [12]。 超量积累植物之所以能被用于提取土壤中的 重金属 , 是由于其对重金属具有很强的耐性 , 且其对重金属的超量吸收是由多基 因 (包括吸收和忍耐两个方面 ) 控制的过程 [13]。当重金属进入植物体细胞后 , 即 可通过区域化 (如 Al 和 Cd 累积在细胞的液泡或细胞壁中 ), 或者形成沉淀 (如磷酸 镉 ), 或者通过螯合或络合作用而降低重金属的毒性。 一些真菌、 动物或植物在受 Cd 、 Zn 、 Cu 等重金属胁迫后能诱导金属硫蛋白 MT) 等的合成 , 而 MT 可以与重金属 结合成无毒或低毒的络合物 , 从而降低了重金属的毒性。且已有人成功地将克隆 了的人体金属硫蛋白基因转移到非金属抗性的烟草细胞中 , 首次证明了在植物系 统中金属硫蛋白基因的遗传性表达 [15]。另有研究表明 , 植物体内一种被称作植 络素的物质 , 可在高等植物中聚集重金属 , 从而降低重金属的毒性 [16]。目前 , 世 界上已发现能够超量积累各种重金属的植物有 400多种。 在不同的超量积累植物 体 中 , 已 见 报 道 的 可 积 累 的 各 种 重 金 属 最 高 含 量 (干 重 ) 分 别 为 :
镉 ,Thlaspicaerulescens,1800毫克 斤 ; 钴 ,Haumaniastrumrobertii,10200毫 克 公 斤 ; 铜 ,Ipomeaalpina,12300毫 克 公 斤 ; 锰 ,Macadamianeurophylla,51800毫克 斤 ; 镍 ,Psychtria
douarrei,47500毫 克 公 斤 ; 铅 ,T.rotundifolium,8200毫 克 公 斤 ; 锌 ,T.Caerulenscens,51600毫克 斤。而美国杜邦生物技术实验室则选用豚 草作为有效清除铅的植物。试验还发现 , 高山植物水芹是摄取钙、锌、铅的最好 的植物。这种重金属超量积累植物可以把重金属贮存在叶片的表皮中 , 避免重金 属对叶肉细胞的直接伤害 , 如芥菜 (B.juncea)富集镉后 , 其叶片表皮毛中的 Cd 含 量比叶片组织高 43倍。 对于可诱导的超量积累植物 , 已发现的具有较高生物量的 主要有印度芥菜、 玉米和向日葵等。 一些人工合成的螯合剂 , 如 EDTA 、 DTPA 、 CDTA 、 EGTA 及柠檬酸等 , 在一定条件下可明显促进可诱导超量植物对镉和铅等的吸收。
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4讨论与展望
4.1随着可持续发展思想和现代生态农业的进一步发展和深入人心 , 净化、 治理土壤重金属污染已引起许多科学工作者的极大兴趣 , 一些国家和机构纷纷投 入巨大资金加大研究、推广力度。而且如前所述 ,
当前国际上土壤重金属污染治 理研究主要集中于化学法和生物学修复法 , 尤其是植物修复法。这主要是由于与
物理的或化学的治理技术相比 , 植物修复法有其独特的优点 :(1)成本低 ;(2)绿色 净化 , 不破坏土壤生态环境 , 无需进行二次处理 ;(3)通过对植物的集中处理 , 造成 二次污染的机会较少 ;(4)植物修复是一个自然过程 , 易为公众所接受。 因此 , 成为 研究的热点和方向。
4.2与植物挥发或植物钝化相比 , 植物提取法具有更大的可行性 , 更不易造 成二次污染。用植物提取法来修复重金属污染土壤 , 成功与否取决于植物体内有 毒重金属含量和植物生物量大小两个方面。也就是说 , 理想的可用于植物修复的 植物 , 其地上部必须有一个或一个以上的有毒重金属含量比在普通植物的含量高 百倍甚至千倍以上 , 即使在污染物浓度较低时也有较高的积累速率 , 而且植株生 长快 , 抗病虫能力强 , 干物质积累量大 [18]。目前 , 铅、镍、锌和镉等重金属污染 土壤的超积累植物吸取修复已显示出显著的生态、经济和社会效益 , 具有广阔的 应用前景。 但对诱导产生超积累植物的这一技术潜在的环境风险也必须给予充分 的考虑。 这种风险主要表现在 :(1)用于诱导的螯合剂在增加土壤中重金属生物有 效性的同时 , 也增加了重金属离子的移动性 , 从而有可能在造成某些土壤元素淋 失的同时 , 加剧了地下水的重金属污染 ;(2)螯合物的残留与挥发 , 以及被诱导后 重金属的溶解效应可能对植物构成金属胁迫 ;(3)外来植物品种的蔓延等方面。 4.3 已有的研究表明 , 利用植物修复和消除土壤重金属污染 , 污染物必须处 在植物活跃生长的根区之内。这就意味着植物修复技术将受到土壤重金属含量、 土壤酸碱度、土壤水分条件、土壤元素的拮抗作用以及大气等因素的限制 , 而且 地点必须足够大以使耕作技术能得以实施 [13]。 它不仅涉及到农学、 土壤学、 化 学、生态学和环境保护学 , 而且涉及到植物学、植物生理学、分子生物学和遗传 学等多个学科 , 正是这些学科间的合作与发展为该项技术的提出与发展和应用提 供了可能。目前国际上发展和完善该项修复技术 , 基本上可分为常规综合技术和 基因工程技术两大类。 前者一般是采用与植物修复技术相结合的综合技术和传统 的工程技术 , 如 Dupont 实验室的实验表明 , 在用螯合剂原位洗涤土壤时 , 若与电 动力学 (土壤离子在直流电下运动 ) 相结合 , 则植物摄取技术会比任何一种技术单 独使用更为有效 ; 后者主要是通过育种和基因工程改良植物性状使之更适用于植 物修复 , 如植物根结构的几个特性 (如根深入到有氧区的能力和根密度等 ) 可以被 改进 , 或增加植物 (无论是根组织内还是分泌到土壤中 ) 降解酶的数量 [20]。又如 美国的一些农业科研院校正在进行的基因筛选工作的主要目的 , 就是希望能研究 出能够超量积聚金属的植物的一种或多种基因 , 并将其导入高产植物 , 以培育出 植物新品种。若将采集到的植物种子跟各种能够储存金属的植物进行杂交 , 或者 应用化学方法处理种子 , 诱发植物产生变异 , 并隔离或筛选出对金属灵敏或掩护 的金属植物 , 或者能够排斥金属的植物 , 就可被利用来保证可供食用植物不含有
害金属。
4.4 当前 , 我国对治理土壤重金属污染的生物学修复法、 尤其是对超量积累 植物的研究尚处于起步阶段 , 但我国有着丰富的植物资源。 因此 , 当务之急是尽快 从中筛选出理想的能超量积累重金属的植物 , 同时从已知的超量积累植物中筛选 出其突变体 , 建立起超量积累植物数据库 , 并对它们进行生理生化方面的研究。 此 外 , 我们还应在原有研究的基础上 ,(1)尽量将地理信息系统 (GIS)、 遥感 (RS)、 全 球定位系统 (GPS)等先进信息技术应用到该研究领域中 , 加强区域土壤重金属含 量的空间变异与分布规律研究 ;(2)加强土壤重金属污染的毒害机理、影响因素 , 以及复合污染中元素间的交互作用和拮抗关系研究。
3.3土壤重金属测试仪
托普云农 便携式土壤重金属检测仪由于 X 射线的能量较高, 原子的内层电 子吸收 X 射线的能量后会激发成为自由电子。 然后, 外层的电子会填补内层电子 的空位, 这就是电子迁跃, 电子跃迁的同时会放射 X 射线荧光。 电子跃迁的能量 等于两电子能级之间的能量差, 因此, X 射线荧光的能量或波长是具有特征性的, 与元素有一一对应的关系。 只要测出荧光 X 射线的波长 , 就可以知道元素的种类。 此外, 荧光 X 射线的强度与相应元素的含量有一定的关系, 据此可以进行元素的 定量分析。
金属检测仪、便携式重金属检测仪 仪器型号:TPJS-B
五、托普云农土壤重金属测试仪标准元素;
1、仪器体积小、重量轻,方便携带,可直接带到野外检测;
2、可对各类土壤,大田土壤,沙粒、污泥、固体废弃物、泥土、泥浆等分析;
3、在野外,不需准备样品就可直接对土壤分析,整个分析过程仅需 80秒;
4、可自动感知仪器前方有无样品,可自动根据外部环境亮度调节显示器亮度;
5、工业电阻触摸屏,优异的背光性能,在野外强光下依然清晰可见;
6、元素符号中英显示,精度高,速度快,接近实验室级的分析水平,可直观显 示元素百分比含量(元素可达到小数点后三位)及 ppm 含量;
7、可结合内置的 GPS 经纬度数据及海拔高度数据,通过导入第三方 GIS 分析软 件,构建元素含量地理三维分布图,快速评估出环境灾害区域;
8、无损检测, 不损害、 不影响被检测样品使用性能, 整个测试过程无任何损伤;
9、仪器不工作时待机,拿起时恢复,降低仪器功耗,延长仪器工作时间;此外 手持式土壤分析仪的重力感应能力使得仪器不小心跌落时, 自动关机, 提供仪器 使用的安全性;
10、可通过 USB 、蓝牙、 WIFI 进行数据传输,可将设备联入互联网,远程对仪器 进行设置及检修;
11、数据可采用 EXCEL , PDF 格式输出,用户可自定义创建专业报告:包括公司 标志、公司地址、检测结果、光谱谱图及其他样品信息(如产品描述、产地、批 号等) ;
12、可提供数据云服务, 数据可自动上传到云服务端, 数据永不丢失, 结合第三方 软件可导入 ERP 系统、仓储管理系统等;
13、 适应 -20℃到 50℃各种恶劣环境; 当温度湿度超出应用范围时, 会自动警报。
仪器包装箱
六、托普云农土壤重金属测试仪功能特点:
14、 可分析钾(K ) ,钙(Ca ) ,钛(Ti ) ,钒(V ) ,铬(Cr ) ,锰(Mn ) ,铁(Fe ) , 钴(Co ) ,镍(Ni ) ,铜(Cu ) ,锌(Zn ) ,砷(As ) ,硒(Se ) ,铷(Rb ) ,锶(Sr ) , 钇(Y ) ,锆(Zr ) ,铌(Nb ) ,钼(Mo ) ,银(Ag ) ,镉(Cd ) ,锡(Sn ) ,锑(Sb ) , 钨(W ) ,铼(Re ) ,钯(Pd ) ,金(Au ) ,汞(Hg ) , 铅(Pb ) ,铋(Bi ) ,铯(Cs ) , 钡(Ba ) ,钍(Th ) ,铀(U )共 34种
七、托普云农土壤重金属测试仪标准配置:
仪器主机 1台
防水、防尘、防震手提箱 1套
电池充电器 1个
电池 2块
标准校准块 1块
标准样 1个
样品杯 4个
迈拉膜 1盒
测试图谱
仪器界面显示
如在实验室内进行测试,可增加平板电脑(带系统) ,可将仪器放置在仪器支架 上进行检测,实现远程控制,控制系统同仪器主机控制功能一致,更方便安全。 选配件:
平板电脑(带系统) 、仪器支架
其他相关仪器 :土壤养分速测仪、便携式无线墒情综合监测仪、土壤酸度计、土 壤水分测定仪、土壤水分、温度、盐分三参数速测仪、土壤水势测定仪、土壤容 重测定仪、土壤硬度计、土壤紧实度测定仪
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