重金属对土壤污染的危害及其防治修复技术

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摘要

  1 重金属引起的土壤污染综合概述

  所谓的土壤重金属污染主要说的是在土壤的内部物质构成中,其自身的原始成分在外界重金属元素的影响下,成分大大缩减,重金属占有很大比例,并对其正常的使用造成严重的危害,给生态环境带来不利的现象。 从目前的土壤重金属污染来看,主要的重金属元素有很多种类型,它们的一个共同点就是相对密度都在 5.0 及其以上, 一般常见污染元素有 Fe、Mn、Cu、Zn、Cd、Ni 等等几种。

  土壤重金属污染具体的危害程度不是单一的方式来决定的,首先,重金属的具体含量是主要的一方面;另外,各种重金属的存在形态以及所占的比例大小也是需要重点考虑的。 重金属元素主要以水溶态、交换态的活性毒性最大,残存态的活性毒性最小;离子交换态的重金属在土壤的内部成分中活性毒性十分强烈,很容易被植物所吸收、淋失或者是在化学反应的作用下转化为其它的形态。

  2 重金属对土壤污染的危害分析

  2.1 植物方面的危害

  土壤中的重金属超标对于植物的危害,会引起植物的主根长度、叶面面积等生理特征发生变化,主要污染原理是植物在吸收了土壤中的重金属后,会在其体内产生某种对酶和代谢具有毒害作用的物质。 在重金属元素的影响下,还会使植物的大量必需营养物质缺失,使酶的有效性降低,而且浓度较高的重金属还会降低植物对 Ca、Mg 等矿物元素的吸收转运能力。 总的来说,土壤重金属污染对植物的影响主要是对其生理生态过程、植物的产量和质量方面,如果污染过于严重的话,就会直接导致植物根系坏死,植物得不到应有的土壤营养,生长寿命大大缩减,甚至于直接死掉。

  2.2 生物方面的危害

  土壤是各种生物、微生物以及动物的重要生存场所,如果土壤中各种重金属含量严重超标的话,就会对生物的生存繁衍造成严重的威胁。 土壤中的各种生物可以对土壤的活性能力、营养物质、土壤密度等方面起到很好的调节作用,而且很多的生物属于微群体,具有多样性的特点。 在重金属的超标作用下,会对土壤生物群的多样性指数、均匀性指数以及密度类群指数造成严重的减少,例如,对于土壤中蚯蚓、线虫等无脊椎生物的影响,土壤的湿度和营养物质大大缩减,使它们的数量日益减少,使土壤的肥力逐渐丧失。

  2.3 土壤酶方面的危害

  土壤酶的作用是对土壤肥力、活性等方面状况的综合反映,它属于生物催化剂的范畴。因为土壤酶的活性受到土壤物理性质、化学性质以及生物活性的影响较为明显, 外界环境的污染对土壤酶的活性影响较大, 它可以在很大程度上反映出土壤的实际环境状况。 重金属元素 Hg 对土壤中脲酶的抑制作用相对来说是较为敏感的,土壤中 Hg 超标时,那么土壤中的脲酶就会明显的减少。

  2.4 人身健康方面的危害

  土壤中的重金属对人体的伤害是非常严重的,特别是表层土壤中的重金属,如果人的身体吸入过量的 Cd,就会对各个器官形成直接的伤害,会引起一系列的病变,像较为常见的以骨矿密度降低和骨折发生机率增大为特征的骨效应等;Pb 元素还可能导致人类生殖功能下降,免疫力低下等现象;长期的吸入 Ni 还可以引发鼻癌、肺癌等疾病,并且根据相关研究资料表明,很多癌症的发生大都与重金属 Sn 的质量分数有关,因此,土壤重金属污染对人身的伤害是十分严重的,需要相关部门予以重点关注。

  3 对于土壤重金属污染的防治修复措施分析

  3.1 物理修复

  运用物理修复这一方法主要是从三中技术入手的,也就是电动修复、电热修复以及土壤淋洗。 首先,电动修复技术的工作原理与电池大同小异,就是在通电的状态下使重金属离子做定向的移动,然后把超标的元素处理掉,它的土壤运用环境较为严格,不适合大规模的开展;其次,电热修复技术的运用原理是基于一些重金属在高温状态下能够快速挥发的特点,采用高频电压进行土壤的加热, 在受热挥发的作用下使超标元素脱离土壤,这种技术会对土壤的自身特性造成一定的损害;最后,土壤淋洗技术,这种技术是在淋洗液的使用下把土壤固相中的重金属转移到土壤的液相中,然后在此基础上把含有重金属的废水进行回收处理的方法,它的应用时间较为早,目前来说较为成熟。

  3.2 化学固定修复

  在化学固定修复技术的模式下, 可以对土壤中加入有机质、沸石、污泥等的外加物,在这些外加物的作用下,会使土壤中的重金属物理化学性质发生改变,会发生沉淀、吸附、腐殖化以及氧化还原等一系列的反应,土壤中的重金属离子在和外加物质进行结合后,会大大的降低其在土壤中的迁移性,不会轻易的被植物所吸收, 也就减少了它们对生物和植物的毒害,而土壤中的重金属离子自身的移动性也不是完全相同的,各自有各自的特点,因此,在化学固定物质的选择上也根据重金属离子的具体移动性质来有针对性的选择。 另外,化学修复技术在操作上较为简单可行,然而,它并不能够彻底的处理,只是仅仅改变了土壤中的重金属存在形状, 并没有使金属元素排出,很容易形成“二次污染”的出现。

  3.3 植物修复

  植物修复技术主要是通过植物的生长作用下,借助超富集植物的提取作用来把土壤中的超标重金属进行去除。 它的应用成本较低、不需要过多的投入,具有大规模运用的前景,它在植物的作用下进行修复,相对来说具有很好的生态效益,不会有过多的浪费污染,是目前较为主流的修复技术。 这种技术排出投入中的重金属是因为在一些极少生长在重金属含量较高的土壤中的植物在其自身内部会产生一种适应重金属威胁的能力,可以把大部分的重金属吸收体内并保存,而且不会影响到正常的生长,例如像香草、芥菜等它们在生长的过程中就会吸收大量的重金属。 而且在时代的不断发展下,很多的研究证明,有这一特性的植物种类非常的多,并且效果也十分的良好。

  4 结语

  工业的发展对土壤的重金属污染越来越严重, 针对于具体的重金属污染危害类型,要采取相适应的防治修复措施,把危害将为最低,提高土壤的肥沃性,为农作物的生长提供良好的环境基础。

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