关于土壤Cr污染现状及污染治理浅析

1、关于土壤Cr污染现状及污染治理摘要：随着工业、农业的迅猛发展和人II的剧增，坏境污染口益严重，土壤也不可避免的受到了重金属的污染。土壤重金属污染的治理不仅是重要的环境问题，也是重要的社会经济问题，本文就土壤受到重金属俗污染的危害进行分析，并提出了几点关于修复土壤重金属珞污染的技术方法。一铭污染现状及危害（1）珞污染现状中国铭矿资源比较贫乏，按可满足需求的程度看，属短缺资源。总保有储量矿石1078万吨，其中富矿占53.6%。珞矿产地有56处，分布于西藏、新疆、内蒙占、甘肃等13个省（区），以西藏为最主要，保有储量约占全国的一半。在冶金工业上，珞铁矿主要用来生产铭铁合金和金属铭。珞铁矿在化学工业上

2、主要用来生产重铭酸钠，进而制取其他俗化合物，用于颜料、纺织、电镀、制革等工业，还可制作催化剂和触媒剂等。伴随着人类活动加剧和城市规模的扩人，由于历史上经济结构的不合理，许多城区工业企业带来了严重的坏境问题，尤其是土壤重金属污染问题越来越受到人们的重视.采矿、冶炼、钢铁、石油、化工、医药等行业场地活动通常产生犬量的废弃物，并通过大气、地表径流和地下水等地表地质作用的影响，使得许多工业企业场地遭受严重污染.据统计，目前世界上许多国家存在大屋的污染场地，特别是发达国家，由于工业高度发展，污染场地数量多、种类全.受重金属污染的场地会造成土壤的理化及生物特性变异，对赖以生存的植物、动物等产生刺激和生理毒

3、性，对生物数量及物种产生一定的选择及诱导作用，在改变土壤坏境生态系统的同时，土壤中积累的重金属会通过仓物链富集最终对人类的健康产生危害，还会对长期直接暴露于污染场地的居民产生较人的致癌风险，严重地威胁居民的身体健康.因此，研究场地重金属污染土壤修复就显得尤其必要。（2）珞污染危害伴随污水排放进入水体，具有难降解、易富集、毒性强的特点。重金属通过食物链、饮水等途径进入人体，并在人体内富集。重金属主要通过破坏生物体内某些酶、蛋白质以及一些必需物质的结构，损伤神经组织危害人体及其他生物体的健康。铭对人体的危害：对人皮肤：皮肤直接接触珞化合物所造成的伤害：铭性皮肤溃疡（铭疮）。铭性皮炎及湿疹。接触六价

4、俗也可发生珞性皮炎及湿疹，患处皮肤搔痒并形成水泡，皮肤过敏者接触铭污染物数天后即可发生皮炎，珞过敏期长达3-6月，湿疹常发生于手及前臂等暴露部份，偶尔也发生在足及踝部，甚至脸部、背部等。对呼吸道：俗性鼻炎。接触铭盐常见的呼吸道职业病是俗性鼻炎，该病早期症状为鼻粘膜充血，肿胀、鼻腔干燥、搔痒、出血，嗅觉减退，粘液分泌增多，常打喷嚏等，继而发生鼻中隔溃疹，溃疹部位一般在鼻中隔软骨前下端1.5cm处，无明显疼痛感。对眼及耳：眼皮及角膜接触珞化合物可能引起刺激及溃疡，症状为眼球结膜充血、有异物感、流泪刺痛、视力减弱，严重时可导致角膜上皮脱落。铭化合物侵蚀鼓膜及外耳引起溃疡仅偶然发生。对肠胃道：误食入六

5、价珞化合物可引起II腔粘膜增厚，水肿形成黄色痂皮，反胃呕吐，有时带血，剧烈腹痛，肝肿人，严重时使循环衰竭，失去知觉，甚至死亡。六价俗化合物在吸入时是有致癌性的，会造成肺癌。全身中毒：此种情况甚少，症状是：头痛消瘦，肠胃失调，肝功能衰竭，肾脏损伤，单接血球增多，血钙增多及血磷增多等。二饼污染来源铭及其化合物是冶金、金属加工电镀、制革、油漆、颜料等行业常用的基本原料等行业的生产过程中产生大量含铭废气、废水和废渣，导致严重的坏境污染问题。在自然状态下，土壤的重金属污染是不能被降解和消除的，而只能通过不同的形态转化，降低其毒性。对于铭污染土壤，铭的存在形态有三价铭和六价铭，三价珞在土壤中常以难溶氢氧化

6、物的形式存在，溶液中的三价珞浓度很小，活动性差，一般危害较轻；六价洛溶解度大，活性较强，是一种强氧化剂，具有强致癌变、致畸变、致突变作用，对动植物和微生物的毒性比三价铭犬得多，根据铭在环境中的存在形态，将土壤中溶解度人的六价铭通过物理、化学、生物过程转化为难以溶解的三价珞，降低其在坏境中的迁移能力和生物町利用性，使土壤中铭的活性及毒性降低，达到污染土壤清洁与修复的目的。铭主要用于金属加工、电镀、制革等行业。为了防止工业生产过程中循坏水对设备的腐蚀,常须加入铭酸盐。工业部门排放的废水和废气，是环境中俗的人为来源。工业废水中的铭主要是三价化合物，冶金、水泥等工业，以及煤和石油燃烧的废气中，含有颗粒

7、态的俗。由于排放到自然坏境中的三价铭有可能会转变成毒性更强的六价俗,所以对污染物排放要有严格的指标控制。铭和铭盐作为重要的工业原料，主要用于化工、冶金、制革、电镀等行业，在国民经济的建设中起着重要的作用，这些工业部门分布点多而广，每天排出人量含铭废水和废气，因此污染环境的馅主要来自于含铭金属工业部门排放的“三废”，其中，人气和水是污染土壤的媒介，大气污染物通过降水、沉降、溶解进人土壤，水中的污染物通过排污、灌溉及地下水污染土壤。三污染机理及相关分析名称:俗；子式:Cr；银白色金属，质极硬，耐腐蚀。原子量52；最外层电子层排布：3d54sl；化合物中主要化合价有：+2价、+3价、+6价，其中六价

8、俗与苯并花、黄曲霉素、亚硝酸盐为国际公认四大致癌物质。铭位于化学元素周期表第四周期中的VIB族，是副族金属中活泼的一组，可形成多种价态的化合物，基本都能以离子态存在，所以导致馅污染很容易扩散，渗透到土壤水水体中去，造成土壤污染与水体污染。通过饮用水或污染区种植的作物进入人体，对人造成危害。1、Cr的操作定义Cr的操作定义亦有其特殊性，一般分为水溶态、交换态（1MCH3COONH4提取）、沉淀态（2MHCI提取）、有机结合态（5%H2O2-2MHCI提取）、残留态等。不同土壤的矿物种类、组成、有机质含量和pH等不同，俗的形态亦不同。土壤中水溶性珞含量非常低，一般难以测出；交换态馅含量也很低，一般

9、为0.5mgkg（l,约为总铭的0.5%；土壤中珞人多以沉淀态、有机结合态和残渣态存在。有机结合态铭通常6.5时，Hg就能形成氢氧化物或碳酸盐沉淀。麼敏等研究发现，在低石灰水平下，土壤有机质的疑基和竣基与0H-反应，促使土壤口I变电荷增加，有机结合态的重金属增多，并且Cd2+与CO2-3结合生成难溶于水的CdCO3o在沈阳张士污灌区的试验表明，每公顷土壤施用15001875kg石灰，籽实含镉量下降50%o关于磷酸盐和硅酸盐固化土壤重金属的技术研究报道较多，一般认为该物质可使土壤中重金属形成难溶性的沉淀。如向土壤中投放硅酸盐钢渣，对Cd、Ni、Zn离子具有吸附和共沉淀作用。水田土壤中的Cd以磷酸

10、镉的形式沉淀，磷酸汞的溶解度也很小。沸石是碱金属或碱土金属的水化铝硅酸盐晶体，含有大量的三维晶体结构和很强的离子交换能力，从而能通过离子交换吸附和专性吸附降低土壤中重金属的有效性。有机物町促使重金属以硫化物的形式沉淀，同时有机物中的腐殖酸能与重金属离子形成络合或螯合物以降低其活性。有人研究指出，利用一些对人体无害或有益的金属元素的拮抗作用，也可以减少土壤中重金属元素的有效性。化学修复是在土壤原位上进行的，简单易行。但并不是一种永久的修复措施，因为它只改变了重金属在土壤中存在的形态，金属元素仍保留在土壤中，容易再度活化危害植物。4生物修复生物修复是利用生物技术治理污染土壤的一种新方法。利用生物削

11、减、净化土壤中的重金属或降低重金属毒性。由于该方法效果好，易于操作，口益受到人们的重视，成为污染土壤修复研究的热点。植物修复技术是一种利用自然生长或遗传培育植物修复重金属污染土壤的技术。根据其作用过程和机理，重金属污染土壤的植物修复技术可分为植物提取、植物挥发和植物稳定三种类型。植物提取即利用重金属超积累植物从土壤中吸取金属污染物，随后收割地上部并进行集中处理，连续种植该植物，达到降低或去除土壤重金属污染的目的。目前已发现有700多种超积累重金属植物,积累Cr、Co、Ni、Cu、Pb的量一般在0.1%以上，Mn、Zn可达到1%以上。遏蓝菜属是一种已被鉴定的Zn和Cd超枳累植物，Baker和Nc

12、Grath研究发现，土壤含Zn444mg/kg时，遏蓝菜地上部Zn的含量可达到土壤的16倍。柳属的某些物种能人量富集Cd；印度芥菜对Cd、Ni、Zn、Cu富集可分别达到58、52、31、17和7倍；芥子草等对Se、Pb、Cr、Cd、Ni、Zn、Cu具有较强的累积能力;Robinson报告了高生物量Ni超累积植物，每公顷吸收提取Ni量可达168kg：高山萤属类可吸收高浓度的Cu、Co、Mn、Pb、Se、Cd和Zn。我国学者对植物提取也进行了一些研究，如在我国南方发现一批As超累积植物;刘云国等利用10种超积累植物对Cd污染土壤进行修复研究；蒋先军等发现，印度芥菜对Cu、Zn、Pb污染的土壤有良好

13、修复效果。植物挥发其机理是利用植物根系吸收金属，将其转化为气态物质挥发到大气中，以降低土壤污染。目前研究较多的是Hg和Se。湿地上的某些植物町清除土壤中的Se,其中单质占75%,挥发态占2025%。挥发态的Se主要是通过植物体内的ATP硫化酶的作用，还原为可挥发的CH3SeCH3和CH3SeSeCH3；Meagher等把细菌体中的Hg还原酶基因导入芥子科植物，获得耐Hg转基因植物，该植物能从土壤中吸收Hg并将其还原为挥发性单质Hg植物稳定利用耐重金属植物或超累积植物降低重金属的活性，从而减少重金属被淋洗到地卜水或通过空气扩散进一步污染环境的可能性。其机理主要是通过金属在根部的积累、沉淀或根表吸

14、收来加强土壤中重金属的固化。如，植物根系分泌物能改变土壤根际环境，町使多价态的Cr、Hg、As的价态和形态发生改变，影响其毒性效应。植物的根毛可直接从土壤交换吸附重金属增加根表固定。微生物修复技术微生物在修复被重金属污染的土壤方面具有独特的作用。其主要作用原理是：微生物可以降低土壤中重金属的毒性；微生物町以吸附积累重金属；微生物可以改变根际微坏境，从而提高植物对重金属的吸收，挥发或固定效率。如动胶菌、蓝细菌、硫酸还原菌及某些浹类，能够产生胞外聚合物与重金属离子形成络合物；Macaskie等分离的柠檬酸菌，分解有机质产生的HPO2-4与Cd形成CdHPO4沉淀；李志超发现有些微生物能把剧毒的甲基

15、汞降解为毒性小、可挥发的单质Hg；Frankenber等以Se的微生物甲基化作为基础进行原位生物修复。耿春女等利用菌根吸收和固定重金属Fe、Mn、Zn、Cu取得了良好的效果。5农业生态修复农业生态修复主要包括两个方面：一是农艺修复措施。包括改变耕作制度，调整作物品种,种植不进入食物链的植物，选择能降低土壤重金属污染的化肥，或增施能够固定重金属的有机肥等措施，来降低土壤重金属污染。二是生态修复。通过调节诸如土壤水分、土壤养分、土壤pH值和土壤氧化还原状况及气温、湿度等生态因子，实现对污染物所处坏境介质的调控。我国在这一方面研究较多，并取得了一定的成效。但利用该技术修复污染土壤周期长,效果不显著。

16、学术界出现的适于Cr污染修复11种方法（1）物理法：利用具有高比表面积或表面具有高度发达的空隙结构的物质作为吸附剂，除去废水中的珞。（2）乳状液膜分离法:乳化液脸是由悬浮在液体中的一层很薄的乳状人分子颗粒所构成的。待处理液中需分离出的溶质，通过在液膜中发生的传质过程，不断地转移至内相中，并在内相中富集，然后通过静置实现被处理液和乳液的分离，再通过破乳实现内相和液脸的分离,达到分离富集的目的。（3）气浮法：主要利用Fe（OH）3胶体的强吸附能力，吸附废水中包括Cr（OH）3在内的氢氧化物沉淀，形成共絮体。这种共絮体能有效地被气泡粘着并上浮除去。（4）化学絮凝沉降法：指在废水中添加一定量的絮凝剂，

17、使一些难于自然沉降的悬浮物质在絮凝剂的作用下，通过中和电荷、吸附桥连等作用，增大絮状分子，达到与水分离的目的。（5）换盐法：利用置换反应原理，用碳酸领等顿盐与废水中的铭酸作用，形成铭酸饮沉淀,再利用石膏过滤，将残留的领离子去除。该法主要用于处理含Cr6+的废水，工艺简单，效呆好。（6）还原沉淀法：原理是在酸性条件下向废水中加适量还原剂,Cr6+被还原为Cr3+,然后将溶液的pH调到碱性,Cr3+以氢氧化珞沉淀的形式从溶液中分离除去。（7）离子交换法：将含Cr6+的污水流经阴离子交换树脂以进行分离。此法的好处在于：进行交换后留在树脂上的HCrO4用NaOH溶液淋洗后，可以重新进入溶液而被回收，同

18、时树脂也得到再生，可重复利用。（8）电解法：利用铁作阳极在电解过程中溶解生成Fe2+,在酸性条件卞，Fe2+将Cr6+还原成Cr3+,同时在阴极析出H2,使废水中pH值逐渐上升呈中性时都以氢氧化物沉淀析出达到净化废水的目的。（9）电滲析法：电滲析除俗是使含铭废水进入带电极的阴阳膜组成的小室内,在直流电场的作用下作定向运动,利用阴阳离子交换膜对溶液中阴阳离子的选择性，使俗得到富集。（10）微生物处理法：微生物处理含俗废水是依据获得的高效功能菌对俗的静电吸附作用、酶的催化转化作用、络合作用、絮凝作用和沉淀作用，使铭被沉积，经固液分离，使废水得到净化。（11）水生高等植物处理法：水生高等植物对水体馅

19、污染具有一定的净化能力，这种净化作用是通过植物对俗的吸收和富集而实现的。沉水植物通过整个植物体表面吸收铭，浮水植物吸收饼主要靠根系。研究铭污染土壤的治理有重要的意义，已引起各国学术界的关注。但铭在土壤中以三价和六价两种化学形态存在，存在着两种形态的相互转化，六价铭还以阴离子的形式存在，这增加了铭污染土壤修复研究的复杂性。俗的土壤化学虽然开展了一些研究工作14）415,但由于土壤性质变化很大，研究结果离实际应用还有一定距离，该领域的研究还处于经验摸索阶段生物修复技术作为一种绿色修复技术正显示出巨人的应用前景，电修复技术能强化土壤中的传质过程。若能将两者结合起来，则有可能在珞污染土壤修复领域取得突

20、破。五治理意义及需完善机制或设施6污染同其他的重金属的污染一样，都与人的生活息息相关，Cr通过食物与饮水进入人体，对人们的健康产生了严重的威胁，所以Cr污染同其他污染的治理对于人们的健康至关重要。对于已经出现污染的区域，一方面要通过合适的方法，切断污染物进入人体的渠道，把人们隔离出污染区：另一方面再实施隔离措施后要积极的寻找改善与治理环境的方法，防止污染向更广的区域扩散，用合适的方法力求最大限度的降低或消除污染。Cr污染的治理存在很大的难度，需要人们不断的去探索、去研究。对于相关部门，要严格审批可能带来污染的行业，对于相关的企业的生产，要制定合理的标准并且严格执行，有关部门加人检查力度。对于企

21、业，应该深刻领会坏境保护的重要意义，在生产过程中积极的探索新的生产工艺，严格执行相关法律法规及标准，对环境负贵、对人们负责。对人个人，增进对环境保护意义及污染危害的认识，加强对相关部门的监督，学习相关知识，当污染來临时懂得保护自己，用自己的力量去保护自己的健康。八参考文献wiki_Chromium朱建华，王莉莉.不同价态珞的毒性及其对人体影响.环境与开发.1997423:46-48.考庆君，吴坤.俗的生物学作用及毒性研究进展.中国公共卫生.2004,20(11):1398-1400.赵塑，柴立元,王云燕，邓荣.水坏境中铭的存在形态及迁移转化规律.工业安全与环保.2006,3213.戴宇，杨重法，郑袁明土壤-植物系统中珞的坏境行为及其毒性评价环境科学.2009,30(11):3432-3440.夏爱军，王江梅,张新国.还原法处理电镀废水后俗反弹成因分析与对策环境污染与防治.2003,