土壤污染中重金属的来源及危害论文(精选9篇)
土壤污染中重金属的来源及危害论文 篇1
摘要:土壤重金属污染是当今最严峻的环境问题之一, 越来越受到相关科学研究者的重视和关注。本文分析了土壤重金属污染的来源及危害, 并提出了相应的防治措施, 着重探讨了当前土壤重金属污染修复技术, 以期为相关人员提供参考。
关键词:土壤;重金属污染;修复技术;
随着我国城市化建设的快速推进, 土壤污染问题日益突出, 特别是重金属污染问题, 一直是环境问题的难点。土壤重金属污染主要关注的是生物毒性较为显着的铬、铅、汞、镉、铜5种重金属以及类重金属砷[1]。土壤重金属污染不仅影响经济发展, 还严重危害人类健康。本文分析了土壤重金属污染的来源和危害, 着重探讨了当前土壤重金属污染修复技术, 以期为科学研究者提供参考。土壤重金属污染的来源
土壤重金属污染来源分为自然来源和人类活动来源。自然来源包括2个方面, 一是土壤自身的来源, 土壤成土母质中重金属元素含量不同最终形成的土壤环境背景值也有差异, 如矿床附近形成的土壤, 其背景值要远高于普通土壤;二是大气尘降, 森林火灾、火山爆发等过程产生的重金属灰尘漂浮在空气中, 随着雨水等最后沉降到土壤中引起土壤重金属污染。人类活动造成的污染主要有以下3个来源, 一是工业生产造成的污染, 主要是开采矿、冶金、炼油、电子制造等产生的工业“三废”对土壤带来的严重的污染;二是农业生产污染, 农业生产中使用的农药、化肥、污水灌溉以及农业废弃物也带来了较大的重金属污染;三是交通运输业带来的污染, 交通运输过程中会产生大量的含有重金属的粉尘和气体, 最后逐渐转移到周边的土壤中造成污染[2]。土壤重金属污染的危害
土壤重金属污染带来的危害主要有以下4个方面。一是对农作物的危害。农作物在生长过程中如果吸收了土壤中过量的重金属元素, 会对植物细胞膜系统造成损坏, 表现为植物生长受到抑制, 从而导致农作物产量降低, 造成重大经济损失。据统计, 我国每年由于重金属污染导致粮食减产超过1 000万t, 而受污染的粮食总量高达1 200万t, 共造成至少200亿元的经济损失。二是影响农产品品质。过量重金属元素会降低植物体内SOD、CAT等酶的活性, 造成植物生理生化过程紊乱, 最终表现为农产品感官品质降低, 甚至出现异味, 腐烂易坏, 严重影响农产品的安全。三是对人类健康的危害。重金属元素通过皮肤、消化道、呼吸道等途径进入人体并不断累积, 会降低人体新陈代谢作用, 最终损坏人体生理器官, 从而导致各种急慢性疾病。四是引起其他环境问题。土壤中重金属污染物在自然条件作用下会逐渐转移到大气和水体中, 造成大气污染和水污染, 进而影响整个生态环境, 造成严重的环境污染[3]。土壤重金属污染防治措施
土壤重金属污染的防治工作必须从源头上进行控制, 可从以下3个方面着手。一是加强土壤环境质量监管力度。各级政府应加大监督和管理力度, 积极进行宣传教育, 严格落实土壤环境保护法, 建立和完善相关法律法规, 确保土壤污染防治工作得到有效开展。二是严格控制和消除污染源。首先要严格控制工业“三废”, 严格执行“三废”排放标准;其次是控制机动车尾气排放, 积极推广使用新能源, 降低尾气排放污染;最后是合理使用农业物资资源, 如农药、化肥及农用地膜, 加强污水灌溉管理。三是积极修复受污染地区, 加大土壤治理力度。针对受污染地区污染物特点, 合理使用土壤修复技术, 改善和提高土壤质量[4]。土壤重金属污染修复技术
4.1 工程修复技术
工程修复侧重于物理化学原理对受污染的土壤进行治理, 工程量较大, 主要包括热处理、动电修复及去表土、客土、换土、翻土等方法。其中, 热处理方法主要适用于砷、汞等易挥发性重金属污染土壤, 通过加热方式使重金属元素挥发, 然后进行统一回收处理。此法工艺较为简单, 但使用成本高, 且只对易挥发重金属污染土壤有效果。动电修复是近年来发展较快的一种方法, 具有工艺简单、修复彻底、成本较低等优点, 其原理是在电化学作用下重金属污染物发生氧化还原反应, 逐渐富集到电极区域, 然后通过特定的收集系统进行收集去除。此法对于交换态重金属的去除率较高, 但是对于成分复杂的污染物修复效果不是很理想。去表土、客土、换土、翻土是传统的工程修复方法, 通过转移受污染土壤或者将未受污染土壤与之混合等方法减少土壤污染程度。此法对于污染面积较小的区域具有较好效果, 但是不能从根本上解决土壤污染问题[5]。
4.2 生物修复技术
4.2.1 植物修复。
植物修复的原理是通过绿色植物转移、转化或者吸收土壤中的污染物从而降低危害程度, 具有修复成本低、二次污染小、不破坏土壤生态环境等优点。修复方式主要包括植物提取、植物挥发、根系过滤以及植物固化4种途径。植物提取是利用十字花科类等超累积植物将土壤中的重金属污染物吸收和转运, 此类植物对多数重金属元素均有较强的富集能力。植物挥发则是利用植物的生理机能促进土壤中砷、汞等易挥发性重金属转变为可挥发态, 从而达到修复的目的, 但是由于污染物最后转移到了大气中, 容易造成二次污染, 因此其应用也有一定的局限性。植物固化是利用植物产生的特殊物质将污染物转化为危害程度较小的物质, 从而降低危害风险。如部分植物能够将六价铬转化为三价铬, 从而降低铬污染。根系过滤是利用植物发达的根系对污染物进行过滤、吸收和富集, 最后将植物进行收获处理。有研究发现, 蓖麻苗对镉、铜、铅等元素具有良好的根系过滤去除效果[6]。
4.2.2 微生物修复。
微生物修复是通过微生物代谢过程中产生的活性物质对某些重金属的富集、吸收以及氧化还原等作用, 降低重金属污染物的毒性。研究表明, 硫酸还原菌、蓝细菌以及部分藻类代谢产生的糖类物质对重金属有较好的富集作用;革兰氏阳性菌能够有效吸收铅、镉、镍等元素;许多异养微生物通过氧化还原作用能够改变重金属元素的价态, 降低其毒性。
4.3 化学修复技术
4.3.1 原位钝化修复技术。
原位钝化修复技术是目前较为经济高效的土壤修复技术, 能够实现边修复边生产, 极大保证了土壤的利用率, 降低修复成本, 目前得到了较为广泛的应用。其原理是根据重金属污染物的特点, 加入特定的重金属稳定剂, 通过矿化作用、共沉淀反应、氧化还原反应以及分子键合反应等化学作用使土壤中重金属的形态发生转变, 从而降低重金属污染物的生物有效性, 阻止其产生纵向迁移, 减少土壤重金属含量, 达到修复的目的[7]。
4.3.2 土壤洗脱修复技术。
土壤淋洗修复技术工艺简单, 对于铅、镉等重金属污染治理有良好的效果。其原理是利用洗脱剂将土壤中的重金属元素洗脱出来, 洗出液还可以通过淋洗装置进行再生利用, 能够大大降低使用成本。研究结果表明, 通过淋洗土壤重金属元素的去除率高于60%, 效果非常显着[8]。结语
目前, 土壤重金属污染问题依然十分严峻, 土壤重金属污染的防治过程需要各个部门的共同努力, 在加强土壤环境质量监管的基础上, 不断创新土壤重金属修复技术, 积极探讨更加绿色、环保和生态的新型修复方法, 努力解决土壤重金属污染问题。
参考文献
[1]王静, 王鑫, 吴宇峰, 等.农田土壤重金属污染及污染修复技术研究进展[J].环境与安全, 2011, 3(3):85-88.[2]和莉莉, 李冬梅, 吴钢.我国城市土壤重金属污染研究现状和展望[J].土壤通报, 2008, 39(5):1210-1216.[3]董彬.中国土壤重金属污染修复研究展望[J].生态科学, 2012(6):683-687.[4]孙鹏轩.土壤重金属污染修复技术及其研究进展[J].环境保护与循环经济, 2012(11):48-51.[5]吕本儒, 杨湘智.采用换土法进行污染土壤异位修复的探讨[J].环境与可持续发展, 2012(3):108-109.
土壤污染中重金属的来源及危害论文 篇2
1 HVT疫苗中REV污染来源
1.1 鸡成纤维细胞
研究已证明疫苗中污染REV是造成RE发病最重要的原因之一。 据报道有学者已从马立克氏病疫苗中分离到了污染的REV, 之后应用此分离到的病毒做动物实验, 诱发了鸡的矮小综合征和肿瘤。 同时, 由于REV污染还会造成免疫效率下降或失败。 REV的发生与传播, 其最重要的原因是制备疫苗所用原材料的污染。 Mustafa.Bajee等人 ( 1973) 首先证实了鸡成纤维细胞 ( CFE) 中的C型粒子与从接种MDV细胞苗的鸡观察到的类REV病毒有关, 该项研究就说明了制备疫苗使用的鸡胚很可能是污染的直接来源。
1.2 SPF鸡胚
一些禽用活疫苗使用后发生肿瘤病的原因是否与制备疫苗所使用的鸡胚污染了REV有关, 是非常值得探讨的问题。 2000 年, 我国颁布并正式实施《 SPF鸡微生物学监测总则》 , 然而同美国标准比较, 我国缺少禽肾炎病毒、鼻炎病毒等10 余个项目。 总体来说, 我国SPF鸡群微生物学监测标准还相对不够完善, 检测方法和判定标准还存在缺陷。 因此, 提高禽用疫苗质量关键是制备疫苗用鸡胚的来源是否真正经过严格检测的SPF鸡群。 目前, 为避免REV的污染, 许多国家已经对疫苗生产厂家的制苗材料提出了严格要求, 但我国目前还尚未把诸如禽HVT等疫苗中REV污染的检验列入动物生物制品法规要求范围, 所以对疫苗进行REV污染的检测是确保疫苗质量的重要手段。
2 HVT疫苗中污染REV的危害
在我国, 国家对动物疫病实行预防为主的方针。 畜禽疫病预防的主要措施之一就是疫苗免疫, 疫苗的质量就是我们控制疫病的重要的物质基础, 疫苗的质量好坏首先是其安全性, 其次是有效性。 据报道, 截止2007 年末, 我国有67 家兽药GMP生物制品企业, 2007 年生产禽用疫苗88 种, 年产禽用疫苗1152 亿羽份, 疫苗质量问题一直是大家关注的热点和焦点。 国家首席兽医官于康震在2008 年5 月的中国兽药科技创新高层论坛上指出, 即使是正规的动物生物制品企业, 生产的家禽疫苗也不时出现外源性病毒如REV、ALV、MG等的污染。 众所周知, 被REV、ALV等污染的HVT疫苗免疫接种后, 会使鸡群的免疫系统受到长期渐进性损伤, 最终由于免疫失败给养禽业带来巨大的经济损失。
参考文献
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[3]何宏虎, 等.禽网状内皮组织增殖病病毒的分离鉴定[J].中国畜禽传染病, 1988, (2) :1-3.
土壤污染中重金属的来源及危害论文 篇3
1.甲醛
1.1室内空气中的甲醛来源
(1)用作室内装饰的胶合板、细木工板、中密度纤维板和刨花板等人造板材中含有甲醛。因为甲醛具有较强的粘和性,还具有加强板材的硬度及防虫、防腐的功能,所以用来合成多种粘和剂,如脲醛树酯、三聚氰氨甲醛、氨基甲醛树脂,酚醛树脂等。目前生产人造板使用的胶粘剂是以甲醛为主要成分的脲醛树脂。板材中残留的和未参与反应的甲醛会逐渐向周围环境释放,是形成室内空气中甲醛的主体,而脲醛树脂(UF)被认为是甲醛释放量最高的粘合剂原料。
(2)含有甲醛成分并可能向外界散发的其他各类装饰建筑材料,比如用脲醛泡沫树酯作为隔热材料的预制板、贴面板、萜墙布、贴墙纸、化纤地毯、泡沫塑料、油漆和涂料等。
(3)生活用品,如液化石油气、消毒剂、清洗剂等也会是室内甲醛释放源,但比起室内家装建材而言,生活用品的甲醛释放量就微乎其微了。
1.2甲醛的化学性能及危害性
甲醛(HCHO)是一种无色易溶的刺激性气体,甲醛可经呼吸道吸收,其水溶液“福尔马林”可经消化道吸收。现代科学研究表明,甲醛对人体健康有负面影响。当室内空气中含量为0.1mg/m3时就有异味和不适感;0.5mg/m3可刺激眼睛引起流泪;0.6mg/m3时引起咽喉不适或疼痛;浓度随着升高还可引起恶心、呕吐、咳嗽、胸闷、气喘;当大于65 mg/m3甚至可以引起肺炎、肺水肿等损伤,甚至导致死亡。
长期接触低剂量甲醛(0.017mg/m3-0.068mg/m3)可以引起慢性呼吸道疾病、引起新生儿体质降低、染色体异常等,甚至引起鼻咽癌。高浓度的甲醛对神经系统、免疫系统、肝脏等都有毒害,长期接触较高浓度的甲醛会出现急性精神抑郁症。甲醛还有致畸、致癌作用,据流行病学调查,长期接触甲醛的人,可引起鼻腔、口腔、鼻咽、咽喉、皮肤和消化道的癌症,国际癌症研究所已建议将其作为可疑致癌物对待。
1.3室内空气中甲醛浓度的高低与以下因素密切相关
(1)室内温度、相对湿度。
(2)室内建材散发率指标。
(3)室内建材装载度。
(4)室内建材的源强度指标。
(5)室内换气数(即室内空气流通量)。
1.4室内空气中甲醛浓度的限值
我国于1996年颁布了《居室内空气中|甲醛的卫生标准》。明确规定居室空气中的最高允许浓度为0.08mg/m3。世界上不少国家对人造板的甲醛散发值作了严格的规定,国际标准是穿孔测试值必须小于10mg甲醛/100g板。我国在国家标准(GB/T11718-1999)中规定A级中密度纤维板的甲醛释放指标小于等于9mg甲醛/100g板;B级中密度纤维板的甲醛释放指标大于9mg甲醛/100g板且小于等于40mg甲醛/100g板。国家环保总局1999年颁布的人造木质板材环境标志产品技术要求中,规定人造板材中的甲醛释放量应小于0.2mg/m3。
2.氨
2.1室内空气中氨的来源
主要来自建筑施工中使用的混凝土外加剂,特别是在冬季施工过程中,在混凝土墙体中加入尿素和氨水为主要原料的混凝土防冻剂。这些含有大量氨类物质的外加剂在墙体中随着温度等环境因素的变化而还原成氨气从墙体中缓慢释放出来,造成室内空气中氨的浓度大量增加。
另外,室内空气中的氨也可来自室内装饰材料中的添加剂和增白剂。
2.2氨的化学性质及对人体的危害
氨是一种无色而具有强烈刺激性臭味的气体,比空气轻(比重为0.5),可感觉最低浓度为5.3ppm。氨是一种碱性物质,它对接触的皮肤组织都有腐蚀和刺激作用,可以吸收皮肤组织中的水分,使组织蛋白变性,并使组织脂肪皂化,破坏细胞膜结构。氨的溶解度极高,所以主要对动物或人体的上呼吸道有刺激和腐蚀作用,减弱人体对疾病的抵抗力。氨通常以气体形式吸人人体。进入肺泡内的氨,少部分为二氧化碳所中和,余下被吸收至血液,少量的氨可随汗液、尿或呼吸排出体外。
2.3国家关于室内空气中氨的标准和有关规定
由于建材业的发展水平较高,其他国家在此方面出现的问题很少,也没有很明确的相关规定。室内氨污染也是我国近期出现的较特殊情况,到目前为止,我们国家还没有关于写字楼和家庭室内空气中氨的明确标准。室内环境检测部门目前主要有以下两个参考标准:
室内空气污染氡的来源以及危害 篇4
(2)从建筑材料中析出的氡。1982年联合国原子辐射效应科学委员会的报告中指出,建筑材料是室内氡的最主要来源。如花岗岩、砖沙、水泥及石膏之类,特别是含有放射性元素的天然石材,易释放出氡。
(3)从户外空气中进人室内的氡。在室外空气中被稀释到很低的浓度,几乎对人体不构成威胁。可是进入室内,就会在室内大量地积聚;室内氡还具有明显的季节变化,冬季最高,夏季最低。可见,室内通风状况直接决定了室内氡气对人体危害性的大小。
(4)从供水及用于取暖和厨房设备的天然气中释放出的氡。这方面只有水和天然气中的氡含量比较高时才会有危害。
室内空气中氡浓度不仅取决于一些材料的镭含量和决定氡析出能力的材料与施工性能(如孔隙率),而且取决于环境条件(如温度、湿度、大气压等),时间因素(如季节、昼夜)和室内外空气的通风换气能力。一般情况下,早晨和晚上室内氡浓度高于白天。
土壤重金属的危害及其预防措施 篇5
土壤中的重金属会对植物产生一定的毒害作用,引起株高、主根长度、叶面积等一系列生理特征的改变,高浓度的重金属会引起植物体营养不足,酶的有效性降低。2.对人体的危害
土壤尤其是表层土壤中的重金属极易进入人体,直接对人体健康造成威胁,会引起呼吸系统紊乱,免疫力降低,各器官一系列病变等。摄入过量的Cd,可引发以骨矿密度降低和骨折发生机率增加为特征的骨效应。Pb能导致人的生殖功能下降、机体免疫力降低出现头晕、头疼、记忆力减退和腹疼等一系列症状。Cr能导致不同程度的皮肤和呼吸道系统病变,并且出现溃疡和炎症。长期吸入Ni可以引起鼻癌、肺癌,并且可以引起接触性皮炎、肺炎等病症。当金属Hg进入人体后,可与体内酶或蛋白质中许多带负电的基团如巯基等结合,使能量生成、蛋白质和核酸合成受到影响,从而影响细胞正常的功能和生长。人在 Pb 中毒会出现高级神经机能障碍。严重中毒时,引起血管管壁抗力减低,发生动脉内膜炎、血管痉挛和小动脉硬化。3.对土壤动物的危害
重金属污染对土壤动物群落和多样性构成危害,土壤动物群落的组成与数量随着污染的加重而减少,优势类群与常见类群的类明显减少;重金属对土壤动物群落的多样性指数、均匀性指数、密度类群指数都有减少的趋势。4.对土壤环境的危害
大多数重金属在土壤中相对稳定,一旦进入土壤,很难在生物物质循环和能量交换过程中分解,难以从土壤中迁出。从而对土壤的理化性质、土壤生物特性和微生物群落结构产生明显不良影响,影响土壤生态结构和功能的稳定。重金属复合污染影响了农田土壤生态系统的细菌丰富度,改变了土壤环境的优势菌群,从而使农田土壤微生物群落结构多样化发生变化。
土壤重金属污染的防治措施
近年来,中国在三废处理、污灌控制、农药安全使用等方面取得了显著的成绩。随着人们环境意识和生活水平的不断提高,对土壤重金属污染和食品安全问题也更加关注。因此,各级政府和有关部门对土壤重金属污染问题应该予以高度重视。4. 1 加强宣传、监督和管理工作
各级政府应加大对土壤污染的监督和管理力度,加强宣传教育工作,提高公众的环保和健康意识,以此来促进土壤环境保护工作的深入开展。建立和完善土壤污染防止、控制和治理的有关法规和政策措施。中国矿藏资源丰富,在矿山开采和冶炼时要规范管理,避免在开采和冶炼时造成土壤的污染。
4. 2 严格控制工业“三废”排放
土壤重金属污染在很大程度上是由于工业“三废”污染源造成的,因此应首先严格控制污染 物的排放,从源头控制重金属污染物进入土壤。无论是城市还是乡镇,凡新建、扩建、改建企业都要严格执行国家颁布的工业“三废”排放标准,做到达标排放,使污染尽可能控制在排放之前。
4. 3 加大土壤重金属污染治理力度
对已被重金属污染的土壤要及时采取措施进行修复,对土壤重金属污染的治理和修复主要有工程治理、农业调控和生物修复等三种措施。2.3. 1 工程治理措施
(1)移土、客土、深翻土地。对于受重金属污染严重,污染面积又较小的地
块,由于其重金属污染不易降解、不易移动,可采取移土、客土法,或采取深翻,使上、下土层混合,降低耕作层中重金属污染物的浓度。对于深翻土地来说,简单易行;但对于移土、客土法,工程量较大。(2)电化法。
在水分饱和的污染土壤中插入一些电极,然后通以低强度的直流电,金属离子在电场的作用下定向移动,并在电极附近富集,从而达到清除重金属的目的。此法经济合理,特别适合 于低渗透性的黏土和淤泥土,而且,可以回收多种重金属元素。但对于渗透性高、传导性差的砂质土壤清除重金属的效果较差。
(3)冲洗络合法。
用清水冲洗重金属污染的土壤,使重金属迁移至较深的根外层,减少作物根区重金属的离子浓度。为防止二次污染,再利用含有一定配位体的化合物冲淋土壤,使之与重金属形成具有稳定络合常数的络合物;或用带有阴离子的溶液,如碳酸盐、磷酸盐冲洗土壤,使重金属形成化合物沉淀。此种方法适用于面积小、污染重的土壤治理,但同时也容易引起某些营养元素的淋失和沉淀。总之,用工程措施治理土壤重金属污染,对于污染重、面积小的土壤具有治理效果明显、迅速的优点,但对于污染面积较大的土壤则需要消耗大量的人力与财力,而且容易导致土壤结构的破坏和土壤肥力的下降。4. 3. 2 农业调控措施
(1)控制灌水条件,调节土壤氧化还原状态。被 Cd、Pb、Cu、Zn 等重金属污染的水稻土,通常通过控制灌水条件,特别是抽穗灌浆期,保持淹水状态,使土壤处于还原状态,可以 减少水稻糙米中的 Cd、Pb 的含量。由于重金属的硫化物溶解度很小,可降低重金属污染对作物的危害,因而,在含硫较少的土壤中,可适当施用石膏等含硫物质,以促进重金属元素的沉淀。
(2)调节土壤 p H 值。
一般来说,在酸性条件下,重金属对作物的危害较大。因此,通过施用石灰等碱性物质来提高土壤 p H 值,可以有效缓解重金属的危害。需要注意的是,要根据不同种类的重 金属污染来确定石灰的最佳用量。(3)改种法。
改变耕作制度或更换农作物品种,都有可能使污染的土壤继续维持农业生产,避免某些污染物的危害。
(4)选择合适的作物来减轻土壤中重金属污染的危害程度。
对于重金属污染特别严重的土壤要改种非食用性作物,以避免重金属污染进入食物链;对 于中等或轻度污染的土壤可选用对重金属吸收和转移能力较差的作物品种。另外也可以通过调查筛选一些对重金属能够进行超常积累或是对重金属产生抗性的作物品种,来研究其积累机理与抗性机理,为土壤重金属污染的治理开辟一条新的途径。(5)增施有机肥料。
向污染土壤中增施堆肥、厩肥、绿肥、秸秆来增加土壤有机质,促使土壤中有机胶体和有机无机复合胶体的增加,阳离子交换量的提高,从而使土壤对阳离子的吸附能力随之提高,同时有机胶体和有机无机复合胶体同重金属离子发生络合、螯合反应,生成稳定的络合物和螯合物。
(6)推行科学的污水灌溉。
科学地利用污水灌田是化害为利的有效措施,污水在灌溉过程中,污水中的污染物被土壤机械过滤吸附和微生物分解转化,污水中的氮、磷、钾等肥分被植物吸收和利用,同时又减轻了城市处理污水的压力。这不仅有利于农业增产,同时也是利用土壤净化处理污水改善环境质量的一种方法。4. 3. 3 生物修复措施
(1)动物修复。
动物修复是利用土壤动物的活动,降低土壤中的重金属的毒性,如蚯蚓通过富集 Se、富集铜的作用可除去矿山中的有毒物质,改良土壤[31]。(2)微生物修复。
微生物修复是利用微生物如动胶菌、蓝细菌、硫酸还原菌以及某些藻类能产生多糖、糖蛋白等物质对某些重金属的吸收、沉积、氧化和还原等作用,减少植物摄取,从而降低重金属的毒性[32,33]。(3)植物修复。
蔬菜中重金属铅污染现状及对策 篇6
蔬菜中重金属铅污染现状及对策
蔬菜是人类生活中的重要食物,由于人类活动,导致土壤受到污染,进而污染蔬菜,影响人类健康.从铅污染的`来源、危害、现状和治理措施等方面梳理了蔬菜中铅污染的研究进展.
作 者:霍霞 HUO Xia 作者单位:贵州省六盘水市钟山区环境保护局,贵州,六盘水,553001 刊 名:六盘水师范高等专科学校学报 英文刊名:JOURNAL OF LIUPANSHUI TEACHERS COLLEGE 年,卷(期):2009 21(3) 分类号:X503-231 关键词:蔬菜 重金属铅 污染 治理浅析室内化学污染物的来源及危害 篇7
一、甲醛的来源及危害
甲醛主要来源于室内装修使用的胶合板、细木工板、中密度纤维板和刨花板等人造板材。其次是各类装饰材料和一些生活用品,比如贴墙纸、化纤地毯、泡沫塑料、油漆和涂料、化妆品、清洁剂、消毒剂、防腐剂等。
甲醛是一种无色易溶的刺激性气体,为细胞原浆毒,有凝固蛋白质的作用。在空气中扩散,对人眼、鼻、喉、皮肤产生明显的刺激作用。甲醛可经呼吸道吸收,会引起流泪、咽喉疼痛、恶心、呕吐、咳嗽、胸闷、气喘甚至肺气肿,长期接触低剂量可引起慢性呼吸道疾病、女性月经紊乱、妊娠综合征、新生儿体质降低、染色体异常,甚至诱发鼻咽癌,高浓度时会侵害人的神经系统、肝脏等。[1]
二、苯及同系物来源及危害
苯及同系物主要来自于燃烧烟草的烟雾、溶剂、涂料、合成纤维、塑料、打印机、燃料、橡胶、油漆、各种胶粘剂、防水材料中。
苯及同系物为无色具有特殊芳香味的液体,已经被世界卫生组织确定为强烈致癌物质,苯可引起白血病和再生障碍性贫血也被医学界公认。人在短时间内吸入高浓度的甲苯或二甲苯,会出现中枢神经麻醉的症状,轻者头晕、恶心、胸闷、乏力,严重的会出现昏迷,甚至因呼吸循环衰竭而死亡。妇女长期吸入苯会导致月经失调,孕期的妇女接触苯,妊娠并发症的发病率会显著增高,甚至会导致胎儿先天缺陷。
三、氨的来源及危害
氨主要来源于建筑施工中使用的混凝土添加剂,尤其是冬季施工,为了防止混凝土冻结,在混凝土中加入主要原料为尿素或氨水的防冻剂。另外氨还来自于室内装修材料,如家具涂装时作为添加剂和增白剂均使用氨水。氨水也广泛使用于理发店和美容院烫发过程中。
氨是无色而具有强烈刺激性气味的气体,它对接触的皮肤组织有腐蚀和刺激作用。可以吸收皮肤组织中的水分,并破坏细胞膜结构。氨的溶解度极高,主要对人体的上呼吸道有刺激和腐蚀作用,减弱人体对疾病的抵抗力。浓度过高时还可通过三叉神经末梢的反射作用而引起心脏停搏。氨被吸入肺后容易通过肺泡进入血液,与血红蛋白结合,破坏运氧功能。短期内吸入大量氨气后可出现流泪、咽痛、声音嘶哑、咳嗽、痰带血丝、胸闷、呼吸困难,可伴有头痛、恶心、呕吐、乏力等,严重者可发生肺水肿、成人呼吸窘迫综合征。[2]
四、氡的来源及危害
氡是由镭衰变产生的自然界唯一分布极广的天然放射性无色无味的惰性气体。氡在空气中衰变产物为氡子体,常温下氡及子体在空气中能形成放射性气溶胶而污染空气。氡主要来自地下土壤和岩石,建筑装饰材料如砖、瓦、水泥、地砖、陶瓷、大理石、花岗石等。
氡及其子体对人体脂肪有很高的亲和力,极易被吸入体内,可对人的呼吸系统造成辐射损伤,随着血液的流动向全身扩散。进入肺部时,氡及其子体衰变时放出α射线,使肺细胞受损,是仅次于吸烟而导致诱发肺癌的第二大“元凶”,被世界卫生组织公布为19种主要致癌物质之一。常接触氡表现为乏力、脱发、牙龈出血、白细胞降低,可能诱发不孕、不育、胎儿畸形、基因突变、遗传病等后果。[3]
五、二氧化硫的来源及危害
室内二氧化硫主要来自煤的燃烧,吸烟过程中也会产生二氧化硫。我国许多家庭以烧煤饼、煤球及蜂窝煤为主,由于炉灶结构的不合理,煤不能完全燃烧,排放出大量的污染物,其中含有大量的二氧化硫。
二氧化硫是具有强烈辛辣刺激气味的无色气体,吸入二氧化硫可使呼吸系统功能受损。二氧化硫浓度较高时,喉头感觉异常,出现咳嗽、喷嚏、咳痰、声哑、胸闷、呼吸困难、呼吸道红肿等症状,造成气管炎、哮喘病,严重时引起肺气肿,甚至致命。二氧化硫的存在会加重已有的呼吸系统疾病,导致死亡率上升。二氧化硫可被吸收进入血液,对全身产生毒副作用。它能破坏酶的活力,从而明显地影响碳水化合物及蛋白质的代谢,对肝脏有一定的损害。[4]
六、二氧化氮的来源及危害
室内二氧化氮主要是由于烹饪和取暖过程中燃料的燃烧,此外吸烟时也可产生二氧化氮。
二氧化氮是棕红色有刺激性臭味的气体。二氧化氮对人体的危害很大,即使接触二氧化氮的时间很短,肺功能也会受到损害;如果长时间接触二氧化氮,呼吸道感染的机会就会增加,而且可能导致肺部永久性器质性病变。对呼吸系统有问题的人群,如哮喘患者,更易受二氧化氮的影响。
七、一氧化碳的来源及危害
室内一氧化碳主要来源于人群吸烟、取暖设备及厨房。一支香烟通常可产生大约13mg的一氧化碳。取暖设备和厨房产生的一氧化碳主要是燃料的不完全燃烧引起的。
一氧化碳是无色无臭有毒气体,且毒性较大。它能与人体血液中的血红蛋白结合形成稳定的配合物,使血红蛋白失去输送氧气的功能,导致全身组织特别是中枢神经系统严重缺氧。一氧化碳轻度中毒会头疼、恶心、呕吐、四肢无力。重度中毒可导致死亡。当空气中一氧化碳的含量达到0.1%时,就会引起中毒,导致缺氧症,甚至引起心肌坏死。
八、二氧化碳的来源及危害
室内二氧化碳主要来源于生物的呼吸作用和化石燃料的燃烧。
二氧化碳是无色无味的气体,空气中二氧化碳含量在0.07%以下时属于清洁空气,人体感觉良好;在0.07%—0.1%时属于普通空气;在0.1%—0.15%时属于临界空气,人体开始感觉不适;达到0.15%—0.2%时属于轻度污染,超过0.2%属于严重污染;在0.3%—0.4%时人呼吸加深,出现头疼、耳鸣、血压增加等症状;当达到0.8%以上时,就会引起死亡。
九、总挥发性有机物的来源及危害
总挥发性有机物来源于各种涂料、胶粘剂、人造地板、壁纸等装饰装修材料。多种挥发性有机物共存于空间时,其联合作用及对人体健康的影响不容忽视。
总挥发性有机物常表现为毒性、刺激性,而且有些化合物具有基因毒性,能引起机体免疫水平失调,影响中枢神经系统功能,出现头晕、头痛、嗜睡无力、胸闷等症状,还可能影响消化系统,出现食欲不振、恶心等,严重时可损伤肝脏和造血系统,出现变态反应等。
现代科学技术蓬勃发展,为我们提供了舒适的生活环境。然而,我们要清醒地认识到其中的弊端,用科学知识进行分析,将室内化学污染降低到最低限度,使我们的健康和长寿得到最佳的保护。
参考文献
[1]岳桂华.环境监测.大连理工大学出版社, 2005:175.
[2]同上:178.
[3]同上:180.
土壤污染中重金属的来源及危害论文 篇8
关键字:地球化学异常;重金属污染;生态效应
地表环境中,重金属元素含量是自然地质作用和人类活动叠加的总和。人类的工农业活动向环境中排放大量污染物质,其中重金属元素由于分布广、隐蔽性强、具有生物积累效应而成为备受世人关注的重大环境问题。同时,由人类活动输入到环境介质中的污染元素较自然成因同种元素往往具有较强的活动性,常以可溶态和可交换态存在,易被植物吸收和向下淋滤,污染地下水质,威胁人类健康[1]。近年来,随着全国现代化水平的不断推进,国民经济的快速发展,工业化水平及程度的不断提高。大型、超大型工矿企业以及各类化工厂如雨后春笋般出现并迅速增加,大量的工业废水、废气、废渣及各类生产生活垃圾大量增加并随意进行排放,使得全国许多地区的农耕区土壤不同程度的受到了重金属元素、大气降尘及人为活动等各种因素的影响,土壤污染异常严重。使其土壤环境质量及生态环境质量出现恶化,粮食减产严重,土地利用率降低。其中河北省就是污染严重地区之一。2007年,河北省地质调查院在河北平原多目标地球化学调查中,在白洋淀洼地表、深层土壤中均发现了多变量、多元素的地球化学异常。异常呈北东东向带状分布,分布范围与白洋淀洼地基本一致,强异常位于洼地的西南部。异常中含有常量元素及大量微量元素。其中Pb、Zn、Cu、Cd等重金属元素含量明显增高,是相应区域背景值的二十多倍。
1.异常地理位置
白洋淀重金属异常位于保定市东部的清苑县、高阳县及安新县境内,东经115°25′~116°10′,北纬38°40′~39°00。异常区位于白洋淀低洼地内,“华北明珠”白洋淀位于异常区东部(见图1-1)。
2.异常环境背景
关于白洋淀的文字记载始于晋代,宋代起称之为白洋淀。在漫长自然地质作用过程中,汇水区历来是藏污纳垢之地,自然风化产物通过河流或地表径流输入洼地。因此,白洋淀洼地是元素汇集的天然场所,含有大量有益、有害常量及微量元素。近些年,由于经济的快速发展,促使淀区周边村镇建起了大大小小的冶炼厂及家庭式手工作坊,排放各种工业垃圾,使得大量重金属元素进入地表。另外,由于该地区人口迅速增长,村镇内居民生活中产生的废水,废气排放量大增,且得不到有效的治理,已经导致水土污染,环境的恶化。
3.异常地球化学特征
3.1异常元素分布特征
白洋淀重金属异常由Pb、Zn、Cu、Cd、Hg、Ni、As、Mo、Cr、Ag等元素组成,异常面积大、强度高。其中Zn异常面积640 km2,平均值为115.38mg/kg,最高值1322.90mg/kg ;Cu异常面积650km2 ,平均值为42.25 mg/kg,最高值282.90 mg/kg;Cd异常面积560km2,平均值0.27 mg/kg,最高值为2.69 mg/kg。由(图3-1)可以明显看出,Cd、Cu、Pb、Zn元素异常套合较好,有共同的集中心,异常走向北东。
由(图3-2)可以明显看出异常区中的Hg元素异常主要分布于异常西部的保定市城区及各周边县城,可能主要由燃煤降尘产生。Ag异常与As、Cd、Cu、Pb、Zn异常有共同浓集中心,但在保定市区和白洋淀低洼处还有强异常出现,可能有多种异常源。Ni异常主要沿河道及分布,其成因应以自然因素为主。综上所述,异常区各异常元素异常范围及异常中心在空间上高度吻合。同时,表层土壤异常所对应的深层土壤中亦存在异常,但表层土壤异常强度远远高于深层土壤异常,且深层异常面积较小。从有害元素种类及异常强度上看,该异常是河北平原多目标地球化学调查中所发现的有害元素种类最多、异常强度最大、污染比较严重的异常,属具有重大的局部生态环境问题型异常。
3.2异常元素参数特征
由表3-1可以看出,Cu、Pb、Zn、Ag、Hg平均含量远高于河北省表层土壤背景值,其最高含量值极高属强异常。Hg、Cu、Cd、Mo、As变异系数大于0.2,说明异常含量有较大的离散性,为多处异常源的所致。Ni异常最大值与平均值均接近河北省平原值,其变异系数较小,为自然成因特征[2]。
表3-1 白洋淀异常表层重金属元素与河北省表层土壤背景值参数对比表
保定异常表层元素值河北表层土壤背景值
元素NMax1 1
S1CV1Max1 1
S1CV1
Cu253282.9042.2531.060.7437.3022.954.800.21
Pb253259.8034.4121.750.633222.563.150.14
Zn2531322.90115.38101.30.88102.2069.6310.860.16
Ni25350.2035.935.40.1541.7028.064.570.16
Cr25310577.779.280.1289.7065.218.170.13
Ag2538.320.170.523.060.100.070.010.17
Cd2532.690.270.2710.240.150.030.21
Mo25320.710.220.310.910.550.120.22
As2533311.113.030.2717.109.502.550.27
Hg253120062.7698.921.588237.7014.790.39
1.氧化物、orgC和C含量单位为%,Au、Hg为μg/kg,其它为mg/kg, pH无量纲。2. 、S 、CV、Max、N分別表示为算术平均值、标准偏差、变异系数、最大值、样品数。
4.异常成因分析
该异常强度最高、面积最大的化学元素为Pb和Zn,图4-1为这两个元素在异常区表、深层土壤中的正态概率P-P图,表、深层土壤对比十分强烈。表层土壤中,Pb和Zn都出现了明显的拐点,拐点位置与异常下限极为接近,说明表层土壤中存在除自然地质作用以外的叠加,其结果使元素分布强烈偏离正态拟合线,具有非常典型的二元叠加特征。与表层土壤显著不同的是,深层土壤中Zn、Pb几乎服从正态分布,所以,深层土壤以自然作用为主[3][4]。
白洋淀异常处于天然湖泊所形成的碟状洼地中,在异常深层土壤中,异常元素在含量概率分布特征上表现为自然成因性质。但表层土壤中人为叠加因素过于强烈,而表现为人为污染特征。因此,白洋淀深层土壤异常属天然洼地内由于地球化学障的作用而成的自然富集,而表层土壤强异常是在自然形成的高背景之上产生了强烈的叠加,以人为污染异常为主。
5.异常源分析
对于自然成因的深层土壤异常及表层土壤高背景,源于汇水区的天然富集。下面对表层土壤的人为异常源进行分析。
异常区清苑县何桥乡至安新县老河头乡一带有近百家小型Pb、Zn冶炼厂,冶炼历史最长的有十余年。这些小冶炼厂大多采用活性碳还原冶炼法,冶炼炉简陋,为家庭作坊式生产,地面撒落碎渣,冶炼炉上冒出蓝色烟雾,空中灰尘弥漫。除小型冶炼厂外,还分布有镀铜、镀锌厂。
5.1土壤水平剖面含量特征分析
图5-1为穿越异常中心的土壤水平剖面Cu、Pb、Zn、Cd含量变化趋势图。在冶炼厂分布区内,Cu、Pb、Zn、Cd含量剧烈增高,Zn含量最高达到1100mg/kg,Cd含量最高达11.2mg/kg。自冶炼厂至外围,Cu、Pb、Zn、Cd含量按负指数模型逐渐过渡到背景值。
Cu、Pb、Zn、Cd 4元素有共同的异常中心,且异常中心位置与冶炼厂分布区一致,因此推断,这些高污染的小冶炼厂是引起表层土壤异常的异常源。
5.2土壤垂向剖面含量变化分析
在异常中心部位的T2土壤剖面中,Cu、Pb、Zn、Cd在表层土壤(0-30cm)中强烈富集,向下30厘米之后含量迅速降低,并基本保持平稳,而受人为活动较小的Al2O3的含量在不同深度的土壤中基本一致(见图5-2)。
T1及T3垂向剖面布置在距离异常区中心10km的异常边部。T4垂向剖面位于异常中心之外40 km处的异常区外围。图5-3是T1和T4剖面元素含量变化图。在距异常中心(冶炼厂)较近的T1剖面中,Pb、Zn、Cd在表层土壤中仍有弱富集,但在异常区之外的T4剖面中,表层土壤已无富集现象,如Pb在土壤垂向剖面中几乎表现为一条竖直线。
土壤垂向剖面异常元素含量变化趋势与上述概率分布特征、水平剖面含量特征所得结论相同,即异常区表层土壤中存在强烈的人为源叠加,由人为污染引起高强度异常,而深层土
壤维持在自然状态。
5.3异常源的确定
从土壤剖面特征可知,小冶炼厂产生的废渣、废气可能就是异常的物质来源。为进一步验证此推断,异常查证中取了冶炼厂废渣和大气降尘样,分析结果如表5-1和5-2所示。
从冶炼炉中排出的废渣中Cu、Pb、Zn、As、Ag、Cd的含量都非常高,4个样品中的最高含量分别达到29958mg/kg,2298mg/kg,17617mg/kg,77.6mg/kg,73.8mg/kg和45mg/kg,比土壤高出2~4个数量级。这些小厂主要是提炼Zn和Pb,异常区内大量散落冶炼原料碎屑,废渣中的含量尚且如此高,原料中的含量更高。这些高含量固体碎屑物的散落及扩散,造成异常区土壤异常元素含量剧增。
两个大气降尘样品布在异常中心,Cu、Pb、Zn、Cd等元素的含量与废渣样品类似,同样比土壤含量高出2~4个数量级,BP2样品中主要异常元素Zn含量高达1.2%。
由以上分析可知,这些大小不等的冶炼厂产生的废气、废渣以及原料的扩散是异常物质来源。冶炼原料及废渣的扩散范围有限,而废气可随风飘散,因此,在离冶炼厂分布区外10公里处的T1剖面的表层土壤中仍有异常元素的富集,因此,污染物主要通过废气形式扩散。冶炼原料为外购的有色金属矿渣,因此,异常元素组合为典型的热液硫化物矿床元素组合Cu、Pb、Zn、Ag、Cd、As、Sn、Mo等。由于物源及扩散途径相同,使异常元素具有共同的浓集中心。
6.异常生态效应评价
在异常区不同部位分别采集了小麦与根系土配套样品,其中强异常区3件,中等异常区1件,弱异常区1件,正常区2件。Cu、Pb、Zn、Cd、As在对应根系土和小麦中的含量如表6-1所示。
表6-1 白洋淀异常元素小麦与根系土含量对应表(mg/kg)
序号采样
部位CuPbZnCdAs
根系土小麦根系土小麦根系土小麦根系土小麦根系土小麦
1强异常区203.77.3485.80.539345.146.51.470.14518.10.148
2强异常区274.58.15191.10.875401.649.516.00.64637.80.294
3强异常区131.37.5490.50.793326.868.51.750.15722.60.132
4强异常区92.79.5869.71.317714.974.91.140.34320.80.437
5弱异常区56.16.2547.70.37198.549.70.660.05417.10.085
6背景区30.85.9825.50.1788.2360.260.0511.70.058
7背景区345.7827.10.16890.7350.260.02712.50.042
国家卫生食品标准≤10 ≤0.4 ≤50 ≤0.1 ≤0.7
由表可知,随着异常强度的逐渐升高,异常元素在根系土和小麦中的含量亦随之增加,且根系土异常元素含量越高,小麦中的含量也越高。
非常值得关注的是,在中-强异常区所采的4件小麦样品中,Pb、Cd全部超过国家食品卫生标准,即强异常区超标率达100%,且超标程度很高,Pb超标1.5~3.5倍,Cd超标1.5~6.5倍。Zn有两件样品超标,超标率50%[5]。
可见,异常所蕴含的生态风险较大。野外调查中了解到,异常区内儿童需要定期排铅。
7.异常主要结论
自然風化作用产生的各种微量元素由自然河流和地表径流汇入白洋淀洼地,这种汇水区域是各种微量元素聚集的天然场所。所以多种微量元素在洼地表、深层土壤中均较周边趋于富集。异常深层土壤中,虽然Cd、Cu、Pb、Zn、Hg等元素有明显异常特征,但其成因与自然地质作用为主,是一种与周边环境有明显差异的高地球化学背景场,并非表层土壤元素向下淋滤所致。异常浅层土壤中,Cd、Cu、Pb、Zn、Hg等重金属元素异常源于人为活动,经过实地调查,在强异常区域,周边分布了多家炼钢厂、炼锌厂及电镀厂。这些重金属元素的高度富集是在较高自然背景上出现了人为源的叠加,其污染源是与Cd、Cu、Pb、Zn、Hg等元素有关的污染企业。空间上有着对应关系,污染物与污染源相吻合。强异常区内小麦样品Pb、Cd、Zn等超标现象严重,异常蕴含着较大的生态风险性。
[1]张秀芝,郭海全,李宏亮等.河北省白洋淀洼地环境地球化学物源判断.地学前沿(中国地质大学(北京)).2008年09期
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[3]张秀芝,鲍征宇,唐俊红.富集因子在环境地球化学重金属污染评价中的应用[J].地质科技情报.2006年01期
[4]Burmaster DE, Bloomfield LR. Mathematical properties of the risk equation when variabi-
lity is present. Human Ecological Risk Assessment,1996,2
土壤污染中重金属的来源及危害论文 篇9
摘要(Abstract)我们的生活离不开环境,随着社会的不断发展以及科学技术的不断进步,我们所生活的环境也遭到了一次又一次的破坏,改革开放以来,我国环境状况总体恶化的趋势仍未得到根本遏制,环境矛盾愈来愈凸显,环保压力也在持续加大。我国的环境污染大体可以分为几个方面:大气污染、水污染、固体废弃物污染,以及其他形式的环境污染(如噪声污染、光污染、放射性污染)。
关键字:中国 环境污染 主要污染物
与所有的工业化国家一样,我国的环境污染问题是与工业化相伴而生的。五十年代前,我国的工业化刚刚起步,工业基础薄弱.环境污染问题尚不突出,但生态恶化问题经历数千年的累积,已经积重难返。五十年代后,随着工业化的大规模展开,重工业的迅猛发展,环境污染问题初见端倪。但这时候污染范围仍局限于城市地区,污染的危害程度也较为有限。到了八十年代,随着改革开放和经济的高速发展,我国的环境污染渐呈加剧之势,特别是乡镇企业的异军突起,使环境污染向农村急剧蔓延,同时,生态破坏的范围也在扩大。时至如今,环境问题与人口问题一样,成为我国经济和社会发展的两大难题。从全国总的情况来看,我国环境污染仍在加剧,生态恶化积重难返,环境形势不容乐观。
一、大气污染(atmospheric pollution)1.污染现状
据《中国环境状况公报》显示,1997年,我国城市空气质量仍处在较重的污染水平,北方城市重于南方城市。二氧化硫年均值浓度在3~248mg/L范围之间,全国年均值为66mg/L。一半以上的北方城市和三分之一强的南方城市年均值超过国家二级标(60mg/L)。北方城市年均值为72mg/L;南方城市年均值为60mg/L。以宜宾、贵阳、重庆为代表的西南高硫煤地区的城市和北方能源消耗量大的山西、山东、河北、辽宁、内蒙古及河南、陕西部分地区的城市二氧化硫污染较为严重。
2.污染来源
①能源使用:随着我国经济的快速增长以及人民生活水平的提高,能源需求量不断上升。自1980年以来,中国原煤消耗量已增加了两倍以上。1997年原煤消费已达13.9亿吨,预计到2000年将增至14.5亿吨。以煤炭、生物能、石油产品为主的能源消耗是大气中颗粒物的主要来源。大气中细颗粒物(直径小于10μm)和超细颗粒物(直径小于2.5μm)对人体健康最为有害,它们主要来自工业锅炉和家庭煤炉所排放的烟尘。大气中的二氧化硫和氮氧化物也大多来自这些排放源。工业锅炉燃煤占我国煤炭消耗量的33%,由于其燃烧效率低,加之低烟囱排放,它们在近地面大气污染中所占份额超过其在燃煤使用量中所占份额。虽然居民家庭燃煤使用量仅占消耗总量的15%左右,然而其占大气污染的份额常常是30%。我国二氧化硫排放量呈急剧增长之势。90年代初,我国二氧化硫排放量为1800多万吨,到1997年,已上升至2300万吨,预计到2000年将增至2800万吨左右。目前,我国已成为世界二氧化硫排放的头号大国。研究表明,我国大气中87%的二氧化硫来自烧煤。我国煤炭中含硫量较高,西南地区尤甚,一般都在1%-2%,有的高达6%。这是导致西南地区酸雨污染历时最久、危害最大的主要原因。②机动车尾气:近几年来,我国主要大城市机动车的数量大幅度增长,机动车尾气已成为城市大气污染的一个重要来源。特别是北京、广州、上海等大城市,大气中氮氧化物的浓度严重超标,北京和广州氮氧化物空气污染指数已达四级,已成为大气环境中首要的污染因子,这与机动车数量的急剧增长密切相关。有关研究结果表明,北京、上海等大城市机动车排放的污染物已占大气污染负荷的60%以上,其中,排放的一氧化碳对大气污染的分担率达到80%,氮氧化物达到40%,这表明我国特大城市的大气污染正由第一代煤烟型污染向第二代汽车型污染转变。1985年,全国机动车保有量仅有300万辆,1990年为500万辆,1997年增至1300万辆,预计到2000年将达到2000万辆,2010年将达到4500-5000万辆。而目前我国机动车污染控制水平低,相当于国外七十年代中期水平,单车污染排放水平是日本的10-20倍,美国的1-8倍。如北京市机动车数量仅为洛杉矶或东京的1/10,但这三个城市的汽车污染排放却大致处于同一水平。此外,汽车排放的铅也是城市大气中重要的污染物。自80年代以来,汽油消费量年均增长率达70%以上,加入汽油的四乙基铅量年均2900吨。含铅汽油经燃烧后85%左右的铅排放到大气中造成铅污染。汽车排放的铅对大气污染的分担率达到80-90%。从1986-1995年10年间,我国累计约1500吨铅排入到大气、水体等自然环境中,并且主要集中在大城市,因此对居住城市的儿童、交警和清洁工的身体健康造成不良影响。
3.污染危害
由于我国严重的大气污染,致使我国的呼吸道疾病发病率很高。慢性障碍性呼吸道疾病,包括肺气肿和慢性气管炎,是最主要的致死原因,其疾病负担是发展中国家平均水平的两倍多。疾病调查已发现暴露于一定浓度污染物(如空气中所含颗粒物和二氧化硫)所导致的健康后果,诸如呼吸道功能衰退、慢性呼吸疾病、早亡以及医院门诊率和收诊率的增加等。1989年,研究人员对北京的两个居民区作了大气污染与每日死亡率的相关性研究。在这两个区域都监测到了极高的总悬浮颗粒物和二氧化硫浓度。估算结果显示,若大气中二氧化硫浓度每增加1倍,则总死亡率增加11%;若总悬浮颗粒物浓度每增加1倍,则总死亡率增加4%。对致死原因所作的分析表明,总悬浮颗粒物浓度增加1倍,则慢性障碍性呼吸道疾病死亡率增加38%、肺心病死亡率增加8%。1992年,研究人员对沈阳大气污染与每日死亡率的关系作了研究,结果表明,二氧化硫和总悬浮颗粒物浓度每增加100mg/L,总死亡率分别增加2.4%和1.7%。城市空气污染所带来的其它人体健康损失也很大。分析显示,由于空气污染而导致医院呼吸道疾病门诊率升高34600例;严重的空气污染还导致每年680万人次的急救病例;每年由于空气污染超标致病所造成的工作损失达450万人次。
与此同时,室内空气质量有时比室外更糟。对我国一些地区室内污染的研究显示,室内的颗粒物(来自生物质能和煤的燃烧)水平通常高于室外(超过500mg/L,厨房内颗粒物浓度最高(超过1000mg/L))。据保守的假设估计,每年由于室内空气污染而引起的早亡达11万人。由于在封闭很严的室内用煤炉取暖,一氧化碳中毒死亡事件在中国北方年年发生。在我国由室内燃煤烧柴所造成的健康问题与由吸烟而产生的问题几乎相当。受室内空气污染损害最大的是妇女和儿童。
二氧化硫等致酸性污染物引发的酸雨,是我国大气污染危害的又一重要方面。酸雨是大气污染物(如硫化物和氮化物)与空气中水和氧之间化学反应的产物。燃烧化石燃料产生的硫氧化物与氮氧化物排人大气层,与其他化学物质形成硫酸和硝酸物质。这些排放物可在空中滞留数天,井迁移数百或数千公里,然后以酸雨的形式回到地面。目前我国酸雨正呈急剧蔓延之势,是继欧洲、北美之后世界第三大重酸雨区。80年代,我国的酸雨主要发生在以重庆、贵阳和柳州为代表的川贵两广地区,酸雨区面积为170万平方公里。到90年代中期,酸雨已发展到长江以南、青藏高原以东及四川盆地的广大地区,酸雨面积扩大了100多万平方公里。以长沙、赣州、南昌、怀化为代表的华中酸雨区现已成为全国酸雨污染最严重的地区,其中心区年降水pH值低于4.0,酸雨频率高于90%,已到了逢雨必酸的程度。以南京、上海、杭州、福州、青岛和厦门为代表的华东沿海地区也成为我国主要的酸雨区。华北、东北的局部地区也出现酸性降水。酸雨在我国几呈燎原之势,危害面积已占全国面积的29%左右,其发展速度十分惊人,并继续呈逐年加重的趋势。酸雨危害是多方面的,包括对人体健康、生态系统和建筑设施都有直接和潜在危害。酸雨可使儿童免疫功能下降,慢性咽炎、支气管哮喘发病率增加,同时可使老人眼部、呼吸道患病率增加。酸雨还可使农作物大幅度减产,特别是小麦,在PH值为3.5的酸雨影响下,可减产13.7%;PH值为3.0时减产21.6%,PH值为2.5时减产34%。大豆、蔬菜也容易受酸雨危害导致蛋白质含量和产量下降。酸雨对森林、植物危害也较大,常使森林和植物树叶枯黄,病虫害加重,最终造成大面积死亡。据对南方八省份研究表明,酸雨每年造成农作物受害面积1.93亿亩,经济损失42.6亿元,造成的木材经济损失18亿元。从全国来看,酸雨每年造成的直接经济损失140亿元。
机动车排放的污染物危害甚大。由于机动车尾气低空排放,恰好处于人的呼吸带范围,对人体健康影响十分明显。如排放的一氧化碳和氮氧化物能大大阻碍人体的输氧功能,铅会抑制儿童的智力发育,造成肝功能障碍,颗粒物对人体有致癌作用。尾气排放对交通警有严重的危害作用,有资料表明,交通警的寿命大大低于城市人的平均寿命。此外,汽车排放的一氧化碳、氮氧化物和碳氢化合物在太阳的照射下会在大气中反应,形成光化学烟雾,其污染范围更广,对人体健康、生态环境的危害更大。
二、水污染(water pollution)1.污染现状
据《中国环境状况公报》和水利部门报告显示,1997年,我国七大水系、湖泊、水库、部分地区地下水受到不同程度的污染,河流污染比重与1996年相比,枯水期污染河长增加了6.3个百分点,丰水期增加了5.5个百分点,在所评价的5万多公里河段中,受污染的河道占42%,其中污染极为严重的河道占12%。
全国七大水系的水质继续恶化。长江干流污染较轻。监测的67.7%的河段为Ⅲ类和优于Ⅲ类水质,无超Ⅴ类水质的河段。但长江江面垃圾污染较重,这是沿岸城镇和江上客船乱扔垃圾所致。成堆的垃圾已严重妨碍了葛洲坝水电站的正常运行,影响了长江三峡的自然景观。
黄河面临污染和断流的双重压力。监测的66.7%的河段为Ⅳ类水质。主要污染指标为氨氮、挥发性酚、高锰酸盐指数和生化需氧量。70年代黄河断流的年份最长历时21天,1996年为133天,1997年长达226天。
珠江干流污染较轻。监测的62.5%的河段为Ⅲ类和优于Ⅲ类水质,29.2%的河段为Ⅳ类水质,其余河段为Ⅴ类和超Ⅴ类水质,主要污染指标为氨氮、高锰酸盐指数和总汞。
淮河于流水质有所好转,尤其是往年高污染河段的状况改善明显。干流水质以Ⅲ、Ⅳ类为主,支流污染仍然严重,一级支流有52%的河段为超Ⅴ类水质,二、三级支流有71%的河段为超Ⅴ类水质,主要污染指标为非离于氨和高猛酸盐指数。
海滦河水系污染严重,总体水质较差。监测的50%的河段为Ⅴ类和超Ⅴ类水质。主要污染指标为高锰酸盐指数、氨氮和生化需氧量。
大辽河水系总体水质较差,污染严重。监测的50%的河段为超Ⅴ类水质。主要污染指标为氨氮、总汞、挥发性酚、生化需氧量和高锰酸盐指数。
松花江水质与往年相比有所改善。监测的70.6%的河段为Ⅳ类水质。主要污染指标为高锰酸盐指数、挥发性酚和生化需氧量。
大淡水湖泊和城市湖泊均为中度污染,水库污染相对较轻。与1996年相比,1997年巢湖和滇池污染程度有所加重,太湖有所减轻。主要大淡水湖泊的污染程度次序为:滇池最重,其次是巢湖(西半湖)、南四湖、洪泽湖、太湖、洞庭湖、镜泊湖、博斯腾湖、兴凯湖和洱海。湖泊水库突出的环境问题是严重富营养化和耗氧有机物增加。大淡水湖泊和城市湖泊的主要污染指标为总氮、总磷、高猛酸盐指数和生化需氧量。大型水库主要污染指标为总磷、总氮和挥发性酚。部分湖库存在汞污染。个别水库出现砷污染。
2.污染来源
1997年,全国污水排放量约416亿吨,其中45%来源于城市生活污水,55%为工业废水。在淮河流域约有75%的化学需氧量来自工业废水,其余来自生活污水。
①工业废水:工业水污染主要来自造纸业、冶金工业、化学工业以及采矿业等等。而在一些城市和农村水域周围的农产品加工和食品工业,如酿酒、制革、印染等,也往往是水体中化学需氧量和生物需氧量的主要来源。
②城市生活污水:尽管工业废水的排放量在过去的十年期间逐年下降,而生活污水的总量却在增加。1997年与1990年相比,城市生活污水排放量整整翻了一番,达到189亿吨,而我国城市污水的集中处理率仅为13.6%。全国各地生活污水对当地水体化学需氧量和生物需氧量的影响不尽相同。例如,山东省生活污水占废水总量的40%,而重庆市生活污水则产生了当地水体中68%的化学耗氧量和85%的生物耗氧量。
③农业废水:除了农产品加工这一间接水污染行业外,作物种植和家畜饲养等农业生产活动对水环境也产生重要影响。最近的研究结果表明氮肥和农药的大量使用是水污染的重要来源。尽管我国的化肥使用量与国际标准相比并不特别高,但由于大量使用低质化肥以及氮肥与磷肥、钾肥不成比例的施用,其使用效率较低。特别值得注意的是大量廉价低质的氨肥的使用。这种地方生产的氨肥极易溶解而被冲人水体中造成污染。近年来,杀虫剂的使用范围也在扩大,导致物种的损失(鸟类),并造成一些受保护水体的污染。牲畜饲养场排出的废物也是水体中生物需氧量和大肠杆菌污染的主要来源。肉类制品(包括鸡、猪、牛、羊等)在过去的15年中产量急剧增长,随之而来的是大量的动物粪便直接排入饲养场附近水体。在杭州湾进行一项研究发现,其水体中化学耗氧量的88%来自农业,化肥和粪便中所含的大量营养物是对该水域自然生态平衡以及内陆地表水和地下水质量的最大威胁。
3.污染危害
水污染危害人体健康、渔业和农业生产(通过被污染的灌溉水),也增加了清洁水供应的支出。水污染还会对生态系统造成危害——水体富营养化以及动植物物种的损失。
一些疾病与人体接触水污染有关,包括腹水、腹泻、钩虫病、血吸虫、沙眼及线虫病等。改善供水卫生条件可以极大地减少此类疾病的发病率和危害程度,同时也可减少幼儿因腹泻而导致的死亡。总体而言,我国此类疾病发病率较其他发展中国家低。与其他收人水平相当的亚洲国家相比,我国水供应与卫生条件是好的,尽管在城市和农村地区之间存在一些差异。1990年,我国只有1.5%的总死亡率和3%的总疾病负担源于与供水及卫生条件有关的普通疾病(如腹泻、肝炎、沙眼、线虫病等)。与之相比,在我国,慢性障碍性呼吸道疾病占总死亡率的16%和总疾病负担的8.5%
还有其他一些疾病也被认为与水污染有关——如皮肤病、肝癌和胃癌、先天残疾、自然流产等。研究人员曾经对水污染与这些疾病的关系作过一些研究。但如果没有进行多年的大规模病疫学调查,是很难找到这些疾病的准确病因的。与肠道疾病(如腹泻)不同,与水污染有关的癌症和先天残疾是由重金属和有毒化学物质造成。
目前,我国的城市卫生系统正处于过渡时期——由于化肥的广泛使用以及农村收入的提高,用于农业的粪便收集系统已基本消失了,城市污水总量随城市人口的增长而上升,但现代化的污水收集和处理系统尚未形成。这种情况可能会导致全国范围,尤其是北方地区的肠道疾病发病率的增加。
4.污染危害的经济价值
根据世界银行研究表明,目前,中国大气和水污染造成的损失价值,如果按支付意愿价值估计,约为540亿美元/年。约占1995年GDP的8%。而用人力资本价值估计,大气和水污染造成的损失每年则为240亿美元,占GDP的3.5%
三、固体废弃物污染(solid waste pollution)1.污染现状
1997年,全国工业固体废弃物产生量为10.6亿吨,其中乡镇企业固体废弃物产生量4.O亿吨,占总产生量的37.7%,危险废物产生量1077万吨,约占1.0%。1996年工业固体废弃物排放量1690万吨,其中危险废物排放量占1.3%。全国工业固体废弃物的累计堆存量已达65亿吨,占地51680公顷,其中危险废物约占5%。目前城市生活垃圾产生量约14亿吨,全国有2/3的城市陷入垃圾包围之中。近年来,塑料包装物用量迅速增加,“白色污染”问题突出。
2.污染来源
①工业固体废弃物:1996年,我国工业固体废弃物产生量(不包括乡镇企业)6.6亿吨,其中危险废弃物产生量993万吨,占1.5%;冶金废渣7369万吨,占11.2%;粉煤灰12668万吨,占19.2%;炉渣7759万吨,占11.8%;煤矸石11425万吨,占17.3%:尾矿18857万吨,占28.6%;放射性废渣227万吨,占0.3%;其它废弃物6599万吨,占10%。在产生固体废弃物的工业行业中,矿业、电力蒸汽热水生产供应业、黑色金属冶炼及压延加工业、化学工业、有色金属冶炼及压延加工业、食品饮料及烟草制造业、建筑材料及其它非金属矿物制造业、机械电气电子设备制造业等的产生量最大,占总量的95%左右,其中尤其以矿业和电力蒸汽热水生产供应业固体废物产生量为主,占总量的60%。
②废旧物资:我国废旧物资回收利用率只相当于世界先进水平的1/4-1/3,大量可再生资源尚未得到回收利用,流失严重,造成污染。据统计,我国每年有数百万吨废钢铁、600多万吨废纸、200万吨玻璃未予回收利用,每年扔掉的60多亿废干电池中就含有8万吨锌、10万吨二氧化猛、1200多吨铜等。每年因再生资源流失造成的经济损失达250-300亿元。
城市生活垃圾。我国城市生活垃圾产生量增长快,每年以8-10%的速度增长,1997年达1.4亿吨,城市人均年产生活垃圾440公斤。而目前城市生活垃圾处理率低,仅达55.4%,近一半的垃圾未经处理随意堆置,致使三分之二的城市出现垃圾围城现象。
3.污染危害
我国传统的垃圾消纳倾倒方式是一种“污染物转移”方式。而现有的垃圾处理场的数量和规模远远不能适应城市垃圾增长的要求,大部分垃圾仍呈现露天集中堆放状态,对环境的即时和潜在危害很大,污染事故频出,问题日趋严重。
①侵占大量土地,对农田破坏严重。堆放在城市郊区的垃圾侵占了大量农田。未经处理或未经严格处理的生活垃圾直接用于农田,或仅经农民简易处理后用于农田,后果严重。由于这种垃圾肥颗粒大,而且含有大量玻璃、金属、碎砖瓦等杂质,破坏了土壤的团粒结构和理化性质,致使土壤保水、保肥能力降低。据初步统计,累计使用不合理的垃圾肥,每0.06公顷达10吨以上的土地,保水和保肥能力都下降了10%以上。重庆市因长期使用未经严格处理的垃圾肥,土壤的汞浓度已超过本底3倍。
②严重污染空气。在大量垃圾露天堆放的场区,臭气冲天,老鼠成灾,蚊蝇孽生,有大量的氨、硫化物等污染物向大气释放。仅有机挥发性气体就多达100多种,其中含有许多致癌致物。
③严重污染水体。垃圾不但含有病原微生物,在堆放腐败过程中还会产生大量的酸性和碱性有机污染物,并会将垃圾中的重金属溶解出来,是有机物、重金属和病原微生物三位一体的污染源。任意堆放或简易填埋的垃圾,其含水量和淋入堆放垃圾中的雨水产生的渗滤液流入周边地表水体和渗入土壤,会造成地表水或地下水的严重污染,致使污染环境的事件屡有发生。例如:贵阳中1983年夏季哈马井和望城坡垃圾填埋场所在地区同时发生痢疾流行,其原因是地下水被垃圾场渗滤液污染,大肠杆菌值超过饮用水标准770倍以上,含菌量超标2600倍。
④垃圾爆炸事故不断发生。随着城市垃圾中有机质含量的提高和由露天分散堆放变为集中堆存,只采用简单覆盖易造成产生甲烷气体的厌氧环境,使垃圾产生沼气的危害日益突出,事故不断,造成重大损失。例如,北京市昌平县一垃圾堆放场在1995年连续发生了三次垃圾爆炸事故。如不采取措施,因垃圾简单覆盖堆放产生的爆炸事故将会有较大的上升趋势。
四、噪声污染(noise pollution)1.污染现状
据《中国环境状况公报》显示,1997年,我国多数城市噪声处于中等污染水平,其中,生活噪声影响范围大并呈扩大趋势。交通噪声对环境冲击最强。
全国道路交通噪声等效声级分布在67.3~77.8分贝之间,全国平均值为71分贝(长度加权)。在监测的49个城市道路中,声级超过70分贝的占监测总长度的54.9%。
城市区域环境噪声等效声级分布在53.5~65.8分贝之间,全国平均值为56.5分贝(面积加权)。在统计的43个城市中,声级超过55分贝的有33个,其中,大同、开封、兰州三市的等效声级超过60分贝,污染较重。
各类功能区噪声普遍超标。超标城市的百分率分别为:特殊住宅区57.1%;居民、文教区71.7%;居住、商业、工业混杂区80.4%;工业集中区21.7%;交通干线道路两侧50.0%。
2.污染来源
在影响城市环境噪声的主要来源中,工业噪声影响范围为8.3%;施工噪声影响范围在5%左右,因施工机械运行噪声较高,近年来扰民现象严重;交通噪声影响范围大约占城市的1/3,因其声级较高,影响范围较大,对声环境干扰最大;社会生活噪声影响范围逐年增加,是影响城市声环境最广泛的噪声来源,其影响范围已达城市范围的47%左右。据环境监测表明,全国有近三分之二的城市居民在噪声超标的环境中生活和工作。
据全国统计,在反映环境污染的投诉中,关于噪声污染的人民来信和来访的件数逐年增加,已从1991年的2.78万件增加至1995年的3.90万件,增加了40%以上;而反映噪声污染问题的投诉占环境污染投诉的信访比例则从1991年25%增加到1995年的35.6%,五年中增加10个百分点。这一比例高居各类污染投诉的首位。由于环境噪声污染影响范围较大,近年来因噪声扰民引起的纠纷不断出现,其中以反映商业、饮食服务业和建筑施工场所噪声扰民居多。
3.污染危害
①噪声使人烦恼、精神不易集中,影响工作效率,妨碍休息和睡眠等。噪声影响睡眠的程度大致与声级成正比,在40分贝时大约10%的人受到影响,在70分贝时受影响的人就有50%。突然一声响把人惊醒的情况也基本与声级成正比,40分贝的突然噪声惊醒约10%的睡眠者,60分贝的突然噪声惊醒约70%的睡眠者。在强噪声下,还容易掩盖交谈和危险警报信号,分散人们注意力,发生工伤事故。
②噪声引起耳聋。在强噪声下暴露一段时间后,会引起一定的听觉疲劳,听力变迟钝,经休息后可以恢复。但是如果长期在强噪声下工作,听觉疲劳就不能复原,内耳听觉器官发生病变,导致噪声性耳聋,也叫职业性听力损失。如果人们突然暴露在高强度噪声(140-160分贝)下就会使听觉器官发生急性外伤,引起鼓膜破裂流血,双耳完全失听。在战场的爆炸声浪中就会遇到这种爆震性耳聋。
③噪声引起疾病。在强噪声的影响下可能诱发一些疾病。已经发现,长期强噪声下工作的工人,除了耳聋外,还有头晕、头痛、神经衰弱、消化不良等症状,从而引发高血压和心血管病。更强的噪声刺激内耳腔前庭,使人头晕目眩、恶心、呕吐、还引起眼球振动,视觉模糊,呼吸、脉搏、血压等发生波动。
参考文献:
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