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浅谈土壤的重金属污染及防治


连种多年可使土壤镉含量降低 50%。
施加改良剂。在污染程度轻而不宜于采
取换土、客土措施的情况下, 可考虑利用土壤
中污染物质的特性 ( 难容、吸附固定) , 施用
改良剂防治土壤污染, 施用石灰性物质提高土
壤 PH 可使重金属形成氢氧化物沉 淀 , 施 用 促
进还原的有机物可使重金属形成硫化物沉淀,
施用磷酸盐类物质可使重金属形成难溶性磷酸
官, 当重复接触汞后, 就会引起肾脏损害。
响植物的生长发育, 使植物受害。铅对植物的危
镉 镉主要来源于镉矿、冶炼厂。因镉与 害表现为叶绿素下降。阻碍植物的呼吸及光合
锌同族, 常与锌共生, 所以冶炼锌的排放物中 作用。谷类作物吸铅量较大, 但多数集中在根
必有 ZnO、CdO, 它们 挥 发 性 强 , 以 污 染 源 为 部, 茎秆次之, 籽实较少。因此, 铅污染的土壤所
类不同而异, 汞在一定浓度下使作物减产, 较高 的燃烧等也是重要的污染源。在矿山、冶炼厂附
浓度下甚至可使作物死亡。植物吸收和累积与 近 土 壤 含 铅 量 高 达 1500cm /kg 以 上[2]。 随 着 我
汞的 形 态 有 关 , 其 顺 序 是 : 氯 化 甲 基 汞>氯 化 乙 国乡镇企业的快速发展,“三废”中的铅也大量
铅 铅是土壤污染较普遍的元素。污染源
的危害; 在厌氧有酶催化下, 主要形成二甲基 主要来自汽油里添加抗爆剂烷基铅, 汽油燃烧
汞, 它不溶于水, 在微酸性环境中, 二甲基汞也 后的尾气中含大量铅, 飘落在公路两侧数百米
可转化为甲基汞。汞对植物的危害因作物的种 范围内的土壤中。另外矿山开采、金属冶炼、煤
才 能 被 植 物 吸 收 。 无 机 汞 有 HgSO4、Hg(OH)2、 低产量, 在高浓度镉的毒害下发生死亡。
HgCI2、HgO, 它 们 因 溶 解 度 低 , 在 土 壤 中 迁 移 转
镉 对 农 业 最 大 的 威 胁 是 产 生 “ 镉 米 ”、
化能力很弱, 但在土壤微生物作用下, 转化为具 “镉菜”, 人食用这种被镉污染的农作物, 则会
生态与环境
浅谈土壤的重金属污染及防治
王朝明 1 王秀英 2 ( 1、长沙环境保护职业技术学院, 湖南 长沙 410004 2、哈尔滨师范大学阿城学院, 黑龙江 阿城 150300)
摘 要: 对重金属汞、镉、铅、铬对土壤的污染、在土壤中的存在形态、迁移转化特点、性质及土壤污染对 植 物 、人 体 健 康 的 危 害 进 行 了 阐 述 , 并 提出了相应的治理措施。
土壤中过量的镉, 不仅能在植物体内残
零价状态存在是土壤中是汞的重要特点。植物 留, 而且也会对植物的生长发育产生明显的危
能直接通过根系吸收汞, 在很多情况下, 汞化合 害。镉能使植物叶片受到严重伤害, 致使生长缓
物可能是在土壤中先转化为金属汞或甲基汞后 慢, 植株矮小, 根系受到抑制, 造成生物障碍, 降
化成六价铬的潜在危害不容忽视。
植 物 对 铬 的 吸 收 , 95% 蓄 积 于 根 部 。 据 研究, 低浓度 Cr6+能提高植 物 体 内 酶 活 性 与 葡
萄糖含量, 高浓度时, 则阻碍水分和营养向上
部输送, 并破坏代谢作用。
铬对人体与动物也是有利有弊。人体含
铬过低会产生食欲减退等症 状 。 而 Cr6+具 有 强
有强烈的吸附作用, 因此汞容易在表层积累, 并 花、果、籽粒。水稻研究表明同样规律, 即主
沿土壤的纵深垂直分布递减。土壤中汞的存在 要在根部累积, 为总量的 82.5%, 地上部分仅
形态有金属汞、无机态与有机态, 并在一定条件 占 17.5%, 其顺序为: 根>茎叶>稻米>糙米。
下相互转化。在正常 Eh 和 PH 范围内, 汞能以
恰 恰 相 反 , Cr3+主 要 存 在 于 土 壤 与 沉 积 物 中 。
土壤胶体对三价铬具有强烈的吸附作用, 并随
pH 的 升 高 而 增 强 。 土 壤 对 六 价 铬 的 吸 附 固 定
能 力 较 低 , 仅 有 8.5%~36.2%。 不 过 普 通 土 壤
中可溶性六价铬的含量很小, 这是因为进入土
中 吸 附 迁 移 还 受 伴 随 离 子 如 Zn2+ 、Pb2、Cu2+ 、
汞。土壤的汞污染主要来自 于 污 染 灌 溉 、 Fe2+、Ca2+等 的 影 响 , 如 锌 的 存 在 就 可 抑 制 植 物
燃煤、汞冶炼厂和汞制剂厂( 仪表、电气、氯碱工 对镉的吸收。
业) 的排放。含汞颜料的应用、用汞做原料的工
混凝土的裂缝控制是大体积混凝土施工 成败的关键所在。因此, 为防止混凝土产生裂 缝, 应结合大体积混凝土裂缝的“抗放结合” 理论, 在控制混凝土内外温差、延缓降温速 度、减少混凝土的收缩等方面采取一系列的技 术措施。
1 从设计方面采取技术措施 1.1 明确底板、承台混 凝 土 的 最 大 水 灰 比 为 0.45, 能 够 有 效 控 制 混 凝 土 干 缩 裂 缝 的 产 生。 1.2 明确底板、承台混 凝 土 中 的 最 大 氯 离 子含量为 0.03%, 最大碱含量为 2.8Kg /m3, 能 够有效的控制氯离子对钢筋的腐蚀作用和碱骨 料反应, 提高混凝土的耐久性和对钢筋保护的 有效性。 1.3 在 底 板 、 承 台 保 护 层 中 加 入 Φ4@200 双向的钢丝网片, 能够有效的控制混凝土裂缝 的产生。 2 从原料方面采取技术措施 2.1 水 泥 选 用 P.042.5 琉 璃 河 普 通 硅 酸 盐 水泥, 厂家必须提供水泥出厂合格证。同时为 确保本工程混凝土的质量得到有效保证, 需对 商品混凝土搅拌站进行延伸质量管理, 从混凝 土各种强度等级的配合比设计、各种原材料来 源、进场, 到混凝土的生产、供应过程全程进 行监督, 并且具体责任落实到人, 确保搅拌站 为本工程提供合格的商品混凝土。 2.2 外加剂 在混凝土中掺入适量的泵送剂, 可达到 减小新拌混凝土的泌水率, 延缓混凝土的凝结 和降低温升的目的, 并在不增加拌合用水量的 条件下增大了混凝土的坍落度, 增加了混凝土 流动性, 从而获得良好的可泵性。 2.3 掺加料 混凝土中掺入一定数量的Ⅰ级粉煤灰, 不仅能够代替部分水泥, 填充胶凝材料的空 隙, 参与胶凝材料的水化反映, 提高混凝土的 密实度, 改善混凝土的界面结构, 提高混凝土 的饿耐久性与强度, 还能增强水泥浆体的流动 性, 改善混凝土的工作性和可泵性, 降低混凝 土中的水泥水化热量。 2.4 粗、细骨料 本 工 程 混 凝 土 中 采 用 5~25mm 级 配 的 碎 卵石, 这样可以减少用水量, 混凝土的收缩和 泌水可随之减少, 砂采用洁净、级配良好的低 碱 活 性 中 砂 , 砂 、 石 含 泥 量 应 分 别 小 于 3%和 1%, 施 工 时 可 能 根 据 现 场 的 实 际 需 要 对 其 含 水率、含砂石率进行微调。 3 从施工方面采取技术措施 3.1 由于底板混凝土量 大 , 配 备 足 够 的 混 凝土搅拌车和地泵, 确保底板各施工段能一次 连续浇筑完毕。
壤中的六价铬很容易还原成三价铬, 其中, 有
机质起着重要作用, 并且这种还原作用随着
PH 的 升 高 而 降 低 。 值 得 注 意 的 是 , 实 验 已 证
明 , 在 PH 6.5~8.5 的 条 件 下 , 土 壤 的 三 价 铬
能被氧化为六价铬, 同时, 土壤中存在氧化锰
也能使三价铬氧化成六价铬, 因此, 三价铬转
植物对铅的吸收与积累, 决定于环境中铅
累 积 , 还 会 对 植 物 产 生 毒 害 , 引 起 植 物 汞 中 毒 , 的 浓 度 、土 壤 条 件 、植 物 的 叶 片 大 小 和 形 状 等 。
严重情况下引起叶子和幼蕾掉落。汞化合物侵 植物吸收的铅主要累积在根部, 只有少数才转
入人体, 被血液吸收后可迅速弥散到全身各器 移到地上部分。积累在根、茎和叶内的铅, 可影
铬。铬的污染源主要是铬电镀、制革废
水、铬渣等。铬在土壤中主要有两种价态:
Cr6+和 Cr3+。土壤中主 要 以 三 价 铬 化 合 物 存 在 ,
当它们进入土壤后, 90%以上迅速被土壤吸附
固 定 , 在 土 壤 中 难 以 再 迁 移 。Cr6+很 稳 定 , 毒
性 大 , 其 毒 害 程 度 比 Cr3+大 100 倍 。 而 Cr3+则
有剧烈毒性的甲基汞, 也称汞的甲基化。微生物 得骨痛病。另外, 镉会损伤肾小管, 出现糖尿
合成甲基汞在好氧 H 或厌氧条件下都可以进 病, 镉还会造成肺部损害, 心血管损害, 甚至 行。在好氧条件下主要形成脂溶性的甲基汞, 可 还有致癌、致畸、致突变 [1] 的报道。
被微生物吸收、积累而转入食物链, 造成对人体
中心可波及数千米远。镉工业废水灌溉农田也 生产的禾谷类茎秆不易作饲料。
是镉污染的重要来源。
铅对动物的危害则是积累中毒。铅是作
镉被土壤吸附, 一般在 0~15cm 的土壤层 用于人体各个系统和器官的毒物, 能与体内一
系列蛋白质、酶和氨基酸内的官能团络合, 干
扰机体多方面的生化和生理活动, 导致对全身
器官产生危害。
基汞>醋酸苯汞>氯化汞>氧化汞>硫化汞。不同 进入农田, 一般进入土壤中的铅在土壤中易与
植物对汞吸收能力是: 针叶植物>落叶植物; 水 有机物结合, 不易溶解, 土壤铅大多发现在表土
稻>玉米>高果>小麦; 叶菜类>根菜类>果菜类。 层, 表土铅在土壤中几乎不向下移动。
土壤中汞含量过高, 汞不但能在植物体内
氧化作用, 对人体主要是慢性危害, 长期作用
可引起肺硬化、肺气肿、支气管扩张, 甚至引
发癌症 [3]。
2 治理措施
生物修复。它是一种经济、有效且非破
坏性的修复技术, 主要利用自然生长或遗传培
育植物在土壤中的污染物进行固定吸收。如羊
齿铁角蕨属的一种植物, 有较强的吸收土壤重
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