土壤重金属污染.doc

土壤重金属污染 姚胜宗0804100347 工艺083Abstract: The heavy metal pollution is due to human activities, the metal added to the soil, resulting in heavy metals in soil was higher than original content, and the resulting environmental quality deterioration.Environment is the capital to our survival, but environmental problems were also has been accompanied by the whole human production development, and soil heavy metal pollution is a big problem for environmental pollution.引言：环境是我们赖以生存的资本，但是环境问题也一直伴随着整个人类的生产发展，而土壤重金属污染又是出于环境污染的一大问题。含重金属的污染物通过各种途径进人土壤，造成土壤严重污染。土壤重金属污染可影响农作物产量和质量的下降，并可通过食物链危害人类的健康也可以导致大气和水环境质量的进一步恶化：因此引起世界各国的广泛重视。目前，世界各国土壤存在不同程度的重金属污染，全世界平均每年排放Hg约1.5万吨、Cu为340万吨、Pb为50万吨、Mn为1500万、Ni为100万吨这些都是触目惊心的数字。我们国家也是重金属污染比较严重的国家，特别是在我们国家北方大城市的蔬菜基地和部分商品粮基地也存在着不同程度的重金属污染。关键字：土壤重金属 污染防治 生物修复 土壤重金属污染概念与来源：重金属是指密度在4.0或5.0以上的元素，环境污染方面所指的重金属主要是指生物毒性显著的汞、镉、铅、铬和类金属砷等元素，以及有一定毒性的锌、铜、镍等元素。当这些重金属污染物由于人类活动进入土壤并对土壤植物系统危害，就会造成土壤重金属污染，土壤一旦遭受到重金属污染就很难恢复，这些元素在可以通过食物链进入人体，对人类健康带来威胁。土壤重金属污染来源有很多种，其中，工业化进程的加快了人们在采矿、冶金等工业活动和农业活动中的重金属释放并进入到土壤，造成土壤重金属的污染。而主要的污染来自于6个方面：1、 工业活动造成的污染 大量发展采矿业、钢铁业、金属处理与加工业、化学与制药业、石油加工业、纺织业而带来的污染。2、 农业带来污染农业活动造成的污染，使用含有重金属的农药，粉煤灰，污泥等带来的污染。3、 城市生活垃圾带来污染城市生活垃圾排放造成的污染，现在我国每年都有相当的一部分生活垃圾不能处理而直接运到城郊农地堆埋，其中含有重金属的废弃物，由于雨水的长期淋溶起渗透大量的重金属到土壤中而带来污染。4、 汽车废气带来污染大气中的重金属还来源于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，公路、铁路两侧土壤中的重金属污染，主要是PbZn、Cd、Cr、Co、Cu的污染为主，大气中的重金属随着雨水进入土壤之中造成污染。5、 污水灌溉污水灌溉一般指使用经过一定处理的城市污水灌溉农田、森林和草地。城市污水包括生活污水、商业污水和工业废水。 6、 金属矿山酸性废水污染金属矿山的开采、冶炼、重金属尾矿、冶炼废渣和矿渣堆放等，可以被酸溶出含重金属离子的矿山酸性废水随着矿山排水和降雨使之带入水环境(如河流等)或直接进入土壤，都可以间接或直接地造成土壤重金属污染。土壤重金属污染的特点：1、 不能被生物分解，只有形态变化，可在土壤中富集。这样也是重金属通过食物链危害人类的一大特点，例如水俣病就是由所食用的含有氯化钾汞引起的。在生物体内的某些重金属又可被微生物转化为毒性更加大的有机化合物。2、 重金属的价态不同，其活性与毒性也是不同的。重金属的危害不仅与摄入的数量有关，而且与其存在的形态有密切关系。3、 达到毒性效应的浓度范围很低，微重金属即可产生毒性效应，一般重金属产生毒性的范围在1-10mg/l之间，毒性较强的如汞、镉等在0.01-0.001mg/g。4、 重金属的某些化合物的产生与应用得广泛，在局部地区可能出现高浓度污染。5、 重金属的物理化学行为具有可逆性，能随环境的变化而转化。6、 亲硫重金属元素(汞、镉、锌、铜等)与人体组织某些酶的硫基有特别大的亲和力，能抑制酶的活性。土壤重金属治理的方法大致可以分为：物理法、化学法、生物法物理法:换土法、翻土法、热修复法、电修复法、玻璃化技术等。化学法：淋洗法、提取法等生物法：生物通气法、地耕处理法、植物修复法、生物反应器处理法、厌氧处理法、堆肥处理法等。微生物修复技术：土壤微生物修复是利用土壤中天然的微生物资源或人为投加目的菌株,甚至用构建的特异降解功能菌投加到各污染土壤中,将滞留的污染物快速降解、转化、生物积累作用。络合作用和根菌真菌对重金属的生物有效性的影响来实现,使土壤恢复其天然功能。而应用最早的微生物修复是污泥耕作，即利用将炼油的废物施入土壤，并添加营养，以促进降解碳氢化合物的微生物的生长。微生物修复功能也受到不同因素的影响，包括温度、pH值、水分、营养、生长因子、电子受体、共代谢基质等影响。污染土壤生物修复技术的种类 目前,微生物修复技术方法主要有3种:原位修复技术、异位修复技术和原位-异位修复技术。 1原位修复技术：是指不用将土壤挖走，不破坏土壤基本结构的情况下的微生物修复技术。有投菌法、生物培养法和生物通气法等。投菌法是直接向受到污染的土壤中投入降解菌，同时还必须加入营养物质保证微生物生长，这是通过微生物的降解和代谢功能达到除去污染物的目的。生物培养法是指定期向土壤中投入过氧化氢、营养物质等培养土壤中本来的微生物以达到降解污染物的目的。生物通气法是一种强迫氧化的生物降解法，它是在污染的土壤上打上几眼深井（至少要有两口）安装鼓风机和抽真空机,将空气强行排入土壤中,然后抽出,土壤中的挥发性有机物也随之去除。同时在通入空气时要加入一定的氨气，促进其降解能力。另一种生物通气法是将空气加压注射到污染区地下水的下部，利用气流加速有机物的挥发和降解。异位修复技术主要有两种：生物反应器技术、处理床技术。生物反应器是将土壤挖走放到一个特殊的反应器处理，在处理时候往往要加水，微生物修复的条件在反应器内得到加强，整个过程处理要求严格。处理床技术有堆化肥技术和生物农耕技术。常规堆肥法是传统堆肥和生物治理技术的结合,向土壤中掺入枯枝落叶或粪肥,加入石灰调节pH值,人工充氧,依靠其自然存在的微生物使有机物向稳定的腐殖质转化,是一种有机物高温降解的固相过程。生物农耕技术是把受污染的土壤铺成0.5m的覆盖层，加入专门的微生物，定期的翻动保证氧气的供应、有充足的水分、调节适宜的PH等条件以满足微生物生长需要。上述方法是微生物处理的几种常见方法，但是要想获得高的污染去除效率,关键还是菌种的驯化和筛选。由于几乎每一种有机污染物或重金属都能找到多种有益的降解微生物。因此,寻找高效污染物降解菌是生物修复技术研究的热点。微生物修复技术的优势：与传统的污染土壤技术相比较微生物修复技术有几大优势，1、出来的形式比较多元，操作要更加简单，有些还可以进行原位处理；2微生物修复技术比较安全，基本解决了二次污染的问题;3、可以处理的污染面积大和处理多种的污染物，同时可以处理地下水；4、不破坏植物等生长环境，对环境干扰小；与传统的物理化学修复方法相比较，微生物处理技术更加简单，处理费用也相当少，且能够较彻底的将污染物降解为最终产物。同时微生物修复技术也受到几个方面的限制：1、环境因子：土壤的水分、营养等供给状况对微生物的修复存在较大影响，,拟订合适的施肥、灌水、通气等管理方案,补充微生物和植物在对污染物修复过程中的养分和水分消耗,可提高生物修复的效率;2、污染物的性质：微生物的专一性比较强，特定的微生物只能降解特定的污染物，重金属污染的方式(单一污染或复合污染)，污染物浓度的高低也是影响修复效果的重要因素，有机污染物的结构不同,其在土壤中的降解差异也较大。结论：土壤重金属污染的的来源之多，以及污染的严重，对人类的危害的重大，做好重金属污染处理已经是迫在眉睫的问题，虽然国内外对土壤重金属污染现状与治理，取得了一定的成绩，但是土壤重金属污染首先应从源头抓起，控制污染源，土壤重金属的污染已经达到相当严重的程度，要充分认识土壤重金属污染的长期性、隐匿性、不可逆性以及不能完全被分解或消逝的特点。现在也有了较多的方法来处理土壤重金属的污染问题，其中土壤微生物修复是相当有前景的一门技术方法，为土壤重金属处理也带来了希望，但是它也是存在着不足，所以在今后要在微生物修复的基础上进一步深入研究植物超积累重金属的机理,超积累效率与土壤中重金属元素的价态、形态及环境因素的关系。应用现代分子生物学与基因工程技术培养出更多的微生物菌种和利用现成的筛选更加优良的菌种用来处理污染物。创造良好的土壤环境,协调土着微生物和外来微生物的关系,使微生物的修复效果达最佳状态。深入研究微生物生长条件，尽可能的满足微生物需要。建立相应的法律法规，约束和控制微生物的污染，严肃处理制造污染的事情，特别是一些企业的重金属污染问题，要加强企业自身的环保意识，提高企业自我约束能力。参考文献：1、孙英杰、孙晓杰、赵有才等。 冶金企业污染土壤和地下水政治与修复 北京:冶金工业出版社 2008（1）2、曹启明、王华、郑良永等。污染土壤的微生物修复机理及研究进展。华南热带农业大学3、陈满怀等。土壤-植物系统中的重金属污染。北京：科学出版社，19964、郭忠军。污染土壤修复技术研究。化工管理，2005（5）：46475、华珞，陈承慈，刘全义。土壤污染的治理方法研究。农业工程学院，1992，8（增刊）：90-996、沈振国、陈满怀。突然重金属污染微生物修复的研究进展，农村生态环境，2000,16（2）：39-417、签署强、刘铮。污染土壤修复技术介绍。化工进展，2000,4:10-1