水体重金属污染

水体重金属污染（共12篇）

水体重金属污染 篇1

1 概述

工业革命以来, 人类以前所未有的速度和规模改变着世界, 在创造巨大财富的同时也重创了人类赖以生存的环境, 水体作为人类生存和发展的重要环境要素也不同程度的遭受了人类排放的各类物质的污染, 重金属作为其中一类污染物质, 由于其一般具有较大的毒性而成为水体污染中危害极大的一种。由于人类的活动而使环境中重金属浓度逐步上升, 它不仅对水生生物构成威胁, 而且通过食物链能够累积到较高的毒性, 最终危害人体的健康。我国20世纪80年代初的调查发现在金沙江、湘江、蓟运河、锦州湾等许多水体均有不同程度的重金属污染, 其中严重地段的水体重金属浓度高达几百g/L, 沉积物中重金属浓度达上千mg/L, 日本还曾出现由汞污染引起的“水俣病”和镉污染引起的“骨痛病”事件。为控制和治理河流污染, 保护人类生存环境, 因此, 开展大量研究出重金属污染物的处理技术, 其成果有着重大的现实意义。

2 水体重金属污染的来源及其污染现状

水体重金属污染主要是指水体中汞 (Hg) 、铬 (Cr) 、铅 (Pb) 、镉 (Cd) 、锌 (Zn) 、铁 (Fe) 、镍 (Ni) 、锗 (Ge) 、锰 (Mn) 、钴 (Co) 等金属离子的浓度超过了一定的浓度标准而引起的。自然水体中重金属原有的浓度一般是不会对其中的水生生物构成威胁, 水体重金属污染主要是人类活动所造成, 其中最为重要的是工业重金属废水的任意排放, 这些重金属废水主要来源于采矿、选矿、冶金、电镀、化工、制革和造纸工业, 这些工业产生的汞、铬、镉、镍、铜、铅等重金属废水具有较大的毒性, 对水生生物构成较大的威胁。此外, 放射性重金属元素的生产部门所排放的放射性废水中含有铀、镭、钍等放射性重金属, 通过饮用和接触能引起人体内各种急、慢性辐射伤害。

由于人类活动引起环境中重金属浓度逐渐上升, 对环境的危害也日渐严重。运河杭州段1983年就了现重金属污染严重, 近年来镉污染最严重, 根据1994~1995年上海市水质普查的结论, 重金属污染物是镉, 其次是汞 (Hg) 。最近的黄浦江水系表层沉积物调查研究中, 测定项为铜 (Cu) 、铅 (Pb) 、锌 (Zn) 、镉 (Cd) , 其结果是:黄浦江干流中Cd超背景值2倍、Pb超1倍、Hg含量明显增加, 9条支流中Cu、Zn、Cd和Pb污染较严重, 苏州河中Pb全部超标、Cd为75%超标、Hg为62.5%超标。由太湖流域在1993~1999年采集的表层沉积物中重金属含量的年平均值可知, 总砷含量467~1688mg/kg, 总汞含量范围为0.062~0.125 mg/kg, 总铬含量为64.4~92.18 mg/kg, 总铜含量为18.1~155.7 mg/kg。

3 常用的重金属废水处理方法

重金属废水处理的方法有很多, 可分为两大类:一类是使溶解性的重金属转变为不溶或者难溶的金属化合物, 从而将其从水中除去。另一类是在不改变重金属化学形态的情况下进行浓缩分离, 例如反渗透法、电渗析法、离子交换法、蒸发浓缩法等。

3.1 氢氧化物沉淀法。

该方法是通过向重金属废水投加碱性沉淀物 (如石灰乳、碳酸钠液碱等) , 使金属离子与轻基反应, 生成难溶的金属氢氧化物沉淀, 从而以分离的方法。

3.2 硫化物沉淀法。

该方法是通过向废水中投加硫化剂, 使金属离子与硫化物反应, 生成难溶的金属硫化物沉淀从而得以分离的方法。硫化剂可采用硫化钠、硫化氢或硫化亚铁等。此法的优点是生成的金属硫化物的溶解度比金属氢氧化物的溶解度小, 处理效果比氢氧化物沉淀更好, 而且残渣量少, 含水率低, 便于回收有用金属。缺点是硫化物价格高。

3.3 还原法。

该方法是通过向废水中投加还原剂, 使金属离子还原为金属或低价金属离子, 再投加石灰工、使其成为金属氢氧化物沉淀从而得以分离的方法。还原法可用于铜、汞等金属离子的的回收, 常用于含铅废水的处理。

3.4 离子交换法。

离子交换法是利用离子交换剂的交换基团, 与废水中的金属离子进行交换反应, 将金属离子置换到交换剂上予以除去的方法。用离子交换法处理重金属废水, 如Cu2+、Zn2+、Cd2+等, 可以采用阳离子交换树脂;而以阴离子形式存在的金属离子络合物或酸根 (Hg Cl2+、Cr2O72-等) , 则需用阴离子交换树脂予除去。

3.5 铁氧化法。

铁氧体是由铁离子、氧离子以及其它金属离子组成的氧化物, 是一种具有铁磁性的半导体。采用铁氧体法处理重金属废水是根据铁氧体的制造原理, 利用铁氧体反应, 把废水中的二价或三价金属离子, 充填到铁氧体尖晶石的晶格中去, 从而得到沉淀分离的方法。

3.6 电解法。

电解法是利用电极与重金属离子发生电化学作用而消除其毒性的方法。按照阳极类型不同, 将电解法分为电解沉淀法和回收重金属电解法两类。电解法设备简单、占地小、操作管理方便, 而且可以回收有价金属。但电耗大、出水水质差、废水处理量小。

3.7 膜分离方法。

该方法是利用一种特殊的半透膜, 在外界压力的作用下, 在不改变溶液中化学形态的基础上, 将溶剂和溶质进行分离或浓缩的方法。膜分离法包括反渗透法、电渗析法、扩散渗析法、液膜法和超滤法等。

3.8 吸附法。

该方法是利用吸附剂将废水中的重金属离子除去的方法。吸附法由于占地面积小、工艺简单、操作方便、无二次污染, 特别适用于处理含低浓度金属离子的废水。

结束语

重金属的污染问题已成为全世界各国共同关注的问题, 国内外对重金属的处理方面的研究正在全面进行中。我国也在这方面取得了瞩目的成绩。

采用的评价方法是参照国内外学者划分等级级差的做法:以长江干流各江段对照面中泓沉积物中各元素含量的中位值为一级标准, 我国农用污泥中污染元素控制标准值 (GB3838-84) 为四级标准。

长江沉降物质量分级标准为:一级为无污染;二级为污染物含量偏高;三级为轻度污染;四级为中度污染;四级以上为严重污染。此表格采用单因子评价方法以, 所以只列出了上述标准分级中的二级标准值用于评价所测的结果。朱圣清、臧小平在对长江干流城市河段的重金属做研究时发现;与中泓沉降物相比, 近岸水域沉降物中污染元素含量水平普遍较高, 高出1.1-2.6倍, 相差较大水域影响较大, 长江水体现在也不同程度地受到重金属污染, 下表描述的是长江干流主要城市场 (攀枝花、宜宾、泸州、重庆、涪陵、万县、宜昌、沙市、岳阳、鄂州、黄石、九江、铜陵、芜湖、南京、镇江、南通、上海等) 江段沉降物中重金属污染状况, 可间接反映城市的发展对长江水体的干扰情况。

摘要：重金属污染是水体污染的一个重要方面, 随着工业的发展和人口的不断增加, 水体重金属污染已成为全球的环境问题。本文主要介绍了水体重金属的污染现状和除去方法。

关键词：水体,重金属污染,离子交换,电解,吸附

参考文献

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水体重金属污染 篇2

为查明海州湾水体重金属污染状况,在12个点位采集了4批水样,用原子吸收法测定了镉、铜、铅、锌含量,详细分析海州湾海域水体中重金属的分布与污染状况.结果表明,海州湾海域水体已经受到了轻度重金属污染.重金属污染物在空间上分布特征表现各异,铅在靠近河口处含量明显偏高,镉分布比较均匀.

作 者：韩玲玲 刘吉堂 钱焕 郭衍游 HAN Ling-ling LIU Ji-tang QIAN Huan GUO Yan-you 作者单位：韩玲玲,钱焕,郭衍游,HAN Ling-ling,QIAN Huan,GUO Yan-you(淮海工学院测绘工程学院,江苏连云港,22)

刘吉堂,LIU Ji-tang(国家海洋局连云港海洋环境监测站,江苏连云港,222042)

基于水体污染生物修复技术现状 篇3

关键词：生物修复;微生物修复;植物修复

近年来，随着我国沿海工农业和海洋产业的发展，人口的增加，城市规模的不断扩大，以及在海洋航运的快速发展，造成大量工矿废水，生化污水排入江河湖海，以及在海损事故中石油、烃等有害物质的泄漏，使地表水、地下水、土壤以及海洋受到有毒有害物质的严重污染。污染的水体极大地损害了生态环境，破坏了生态平衡，而且，对人类健康构成极大威胁。但是对于污染水体，尚缺乏有效的治理手段，主要依靠自然生态的自我净化。

目前，生物修复被认为是一种具有广泛应用前景且可靠的环保技术。简单讲，生物修复（bioremediation）是指生物尤其是微生物催化降解环境污染物，减少或最终消除污染的受控或自发过程[1]。与其它物理、化学治理相比，生物修复的优点是：投入低，操作简便，可就地处理，对周围环境干扰少，不会造成二次污染，而且对于传统治理技术难以处理的环境（海洋），具有广泛的应用前景。

1 生物修复研究概述

生物修复技术的应用研究也不过30多年，主要集中于水体、土壤和地下水环境污染。史料记载的首次使用生物修复是1972年美国宾夕法尼亚州管线漏油事件。1989年，首次大规模应用生物修复技术修复了美国阿拉斯加石油污染问题，其具有里程碑意义[2]。20世纪80年代以后，基础研究的成果逐渐应用于大范围的环境污染，并取得一些成果，进而发展成一种新的环境污染治理技术。目前，生物修复技术在清除或减少土壤、地表水、地下水、废水、污泥以及工业废弃物中的化学有害物的研究已取得很多成果，如有研究人员研究了北极冻原油滴污染土壤，原位接种抗寒混合菌种进行生物修复，一年后，土壤中的油浓度有了明显降低[3]。还有whiteley[4]进行了生物修复酚污染环境中的细菌生态学和生理学研究。我国研究人员也对受酚污染的地表水的生物修复方法进行了研究[5]。此外，一些研究者进行了有关石油烃类污染的生物修复方面的研究，如张旭[6]实验模拟研究了生物修复石油烃污染土层的研究。李丽[7]对石油烃类化合物降解菌进行了研究。总之，这些研究表明，利用微生物进行生物修复的可行性，而且在这一领域具有广阔的应用前景。

生物修复技术虽然只有30多年的应用研究史，但是生物修复从最初的主要利用细菌治理石油、农药之类的有机污染，逐渐应用到地下水、土壤、海洋、污泥等环境污染的治理上。生物修复已由细菌修复拓展到真菌修复，植物修复和动物修复，有机污染物的生物修复拓展到无机物的的修复。如：Numat[8]培育了一种新型微生物，可在24 h内降解30 mg/L的三氯乙烯，这种菌对有机卤代化合物和芳香族化合物均有降解作用。另外，植物修复也是一种很有前景的修复技术，植物具有吸收重金属，净化水体、纳污、清除放射性核素，调节生态功能，利用这种能力，可有效对污染水体进行修复[9]。有研究者通过静态试验和现场试验水雍菜和水芹菜对手污染水体的研究显示：水生植物不仅可以去除污染物中的磷、氮盐，改善水体状况，还可美化水体环境;提高生物多样性，而且其经济效益也相当可观[10]。此外，动物修复污染水体也处于不断摸索研究阶段，如罗固源[11]等证明了采用合理的间歇方式用蚯蚓处理养殖污水技术上可行。还有研究人员利用藻类治理河道污染和黑臭问题，且河水中DO值有了很大的提高[12]。

2 污染水体生物修复应用与进展

2.1 海洋污染的生物修复

海洋污染尤其是海洋有机污染是当今世界沿海国家普遍关心的环境问题之一，虽然，现代工业和海洋运输业的发展极大地提高了人们的生活水平，但其带来的环境负作用也越来越明显，如赤潮、石油污染、多环芳烃有机污染等。

海上石油的开发以及石油产品的生产、使用及排放，海上溢油事故频发，使得石油污染已成为海洋环境的主要污染物之一。实验证明，微生物是降解石油污染的主要治理方法，主要有加入高效降解菌;使用分散剂;使用氮、磷等营养盐。1989年，美国环保局利用细菌降解石油污染的生物修复技术，成功去除威廉王子湾的石油污染。目前，生物修复正朝着构建特定且快速降解污染物的工程菌方向发展，并且科学家已分离到了具有多种降解功能的超级微生物[13]。

多環芳烃作为广泛分布于海洋环境中的有机污染物，其具有毒性、致癌性以及致畸诱变作用。对人类健康构成潜在危害。多环芳烃主要来源于人类活动和能源利用过程，通过地面径流，污水排放及机动车等燃料不完全燃烧的废弃物随大气颗粒沉降进入海洋环境中。目前，微生物降解是去除多环芳烃的主要途径，该方法利用微生物将海洋中的多环芳烃转化为无害物，或降解为CO2和H2O。还有赤潮灾害的生物防治;海洋环境中病原菌污染的生物修复等。可见生物修复技术是治理海洋环境污染和海洋生态系统功能紊乱的一副防治结合的良药。

2.2 河流湖泊污染的生物修复

地表河流、湖泊污染的生物修复，主要有微生物和植物修复法。对于浅水湖泊，在水中加入营养盐，用曝气法混合，底泥中的有机污染物可作为碳源被微生物利用，污染的湖泊得以修复。华东师范大学的研究人员采用曝气复氧，投加高效菌剂和促生液，放养水生植物等，对苏州河严重污染支流进行了原位污染的治理和修复[14]。结果显示：严重污染的水体消除了黑臭，DO值上升明显，透明度增加，水质得到明显改善。另据报道，像大榕草、水芹、黑麦草等都对水体中N、P有去除作用[15]。

2.3 废水污染的生物修复

目前，废水污染的生物修复主要有对重金属离子的修复和有机污染物的修复。美国科学家已对废水中金属离子锑、铬、铜、汞等有效去除效果的微生物进行了研究[16]。此外，对废水中重金属离子的去除主要通过水生植物，如凤眼莲、破铜钱等。它们都能从水体吸收铅、铜、铬等金属。孙铁珩等人研究表明：水葫芦对污水具有一定的净化效果，水芹菜对黄金废水具有净化作用[17]。有研究人员[18]使用含假单胞菌的生物转盘处理矿物废水，铜和铁去除率分别达到95%、98%，并可使氰由4 mg/L 降低到0.06 mg/L。总之，生物修复技术在废水处理、生态平衡的协调中具有重要应用价值。

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2.4 水体底泥污染的生物修复

水体底泥污染是一个重要的环境问题。由于底泥的污染直接影响着水生动物、植物的生长，同样也影响着水质。所以治理好底泥污染，污染水体也会得到净化。底泥污染物主要通过大气沉降、废水排放、雨水淋溶与冲刷进入水体，最后沉积到底泥中逐漸富集，使底泥受到严重污染，最后底泥变成污染物的汇集地。由于底泥是底栖生物主要的生活场所和食物来源，污染物可直接或间接对上覆水生物产生致毒致害作用，并通过富集，食物链放大进一步影响陆生生物和人类健康。目前，水体底泥污染的生物修复主要通过物理和化学方法，如疏浚、引水、掩蔽等，但工程量大，耗财耗力，不是很理想，而化学方法对生态环境破坏较大，而生物修复有无可比拟的优势，具有节省费用，对环境影响小，最大限度降低污染物浓度，而且可原位进行修复，不易造成二次污染的特点。运用水生植物和微生物共同组成的生态修复系统能够有效去除多环芳烃的污染，高等水生植物可提供微生物生长所需的碳源和能源，根系周围好氧菌数量多，使得水溶性差的芳香烃在根系旁迅速降解。种植水生植物的根茎能控制底泥中营养物的释放，而在生长后期又能较方便地去除[19]。

3 生物修复应用前景和存在的问题

近年来，生物修复技术在国内外皆取得了较快发展，一些新技术特别是生物技术，如基因工程、酶工程、细胞工程的发展，不断提高了污染水体的处理效率。为进一步提高生物修复治理效果，获得突破。其发展前景在于合理利用微生物，植物以及动物等生物修复手段，并且与物理、化学方法相结合的综合治理手段;以及利用基因修饰、改造、克隆与基因转移等现代生物技术获取特殊降解功能的工程菌，从而减少污染物在水体中的积累，保持生态平衡;另外，采用新工艺和新手段，生产易于生物降解产品也是研究人员需关注的领域。可以预见，生物修复技术在治理和防治水体污染方面的作用越来越重要，且应用前景十分广阔。

虽然污染水体的生物修复技术已取得巨大的进展，但也存在一定的局限性，如：①修复速度慢;②生物难降解污染物（如重金属）的存在导致水体修复困难;③微生物对污染物的专一性使得并非所有污染物都被去除，存在降解极限;④微生物易受温度、酸碱性等环境因素影响;⑤大规模的工程菌的应用可能影响生态系统。总之，受污染地表水体的修复是一个极为复杂的系统工程，需要综合治理，防治结合。

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Application of Bioremediation Technology in Polluted Waters

ZHANG Lian-shui1，QI Shu-ting2，ZHANG Qing-song3，WANG Kang2，CAI Ling4，PENG Ting2

（1. Cangzhou Wangfa Biotechnology Institute， Cangzhou 061000， China;2. College of Marine Science and Engineering，

Hebei University of Technology， Tianjin 300130， China;3. Cangzhou Yunhe Bureau of Agriculture ， Cangzhou 061000， China;

4 Handan Fisheries Technology Extending Stations， Handan 056002， China）

Abstract：This paper introduces the concept， methods， characteristics and some application of bioremediation in polluted waters. An overview of the status of research inland and overseas in recent years， the problems involved in the application of bioremediation are presented and suggestions for further improvement are given.

Key words：bioremediation;microorganism bioremediation;plant bioremediation

（收稿日期：2014-10-31）

水体重金属污染的生物修复技术 篇4

目前,对重金属尚无严格的定义,常把密度大于4.5g/cm3的金属称为重金属。如:金、银、铜、铅、锌、镍、钴、铬、汞、镉等大约45种。从环境污染方面讲,重金属是指:汞、镉、铅、铬以及类金属砷等生物毒性显著的金属。这5种重金属对人体毒害最大,其原因是它们在水体中不能被分解,人饮用后毒性放大,与水中的其他毒素结合生成毒性更大的有机物。

重金属污染物进入水体后,主要通过沉淀溶解、氧化还原、配合络合、胶体形成、吸附解析等一系列化学作用进行迁移转化,并参与和干扰各种环境化学过程和物质循环过程,最终以一种或多种形态长期存留在环境中,造成永久性的潜在危害[1]。重金属对水生植物的毒害作用主要表现在影响细胞膜透性、物质代谢、光合作用和呼吸作用。它还会改变运动器官的细微结构,降低光合作用速率和酶的活性,使核酸组成发生变化,细胞体积缩小和生长受到抑制等。重金属含量超过规定的浓度限值,就会引起人的头痛、头晕、失眠、健忘、神精错乱、关节疼痛、结石、癌症等;尤其对消化系统、泌尿系统的细胞、脏器、皮肤、骨骼、神精破坏及为严重。

2 生物对水体重金属污染的修复技术

2.1 近海植物的修复技术

植物修复方法是最为看好的一种方法。它是利用植物吸收污染物的量来判断污染程度,进而评价污染物的生物可利用性。作为一门新兴技术,由于它具有明显的生态效益、经济效益和景观功能已被广泛应用于水体污染、土壤污染和底泥沉积物的治理中,在近海污染修复方面也显现了广阔的应用前景。例如,苏州市利用水生植物治理被污染的湖水,在岸上30~50m的范围内种植芦苇、莲藕或水草,在50m以外栽种香樟树、美人蕉或是柳树,同时投放鲢、鳙鱼等能吃藻类的鱼种。湖边浓密的植物对重金属不仅起到了过滤作用,而且像芦苇、水草、莲藕、美人蕉和柳树等植物的根茎可以很好地吸收并消化水中的污染物。进入湖泊的水变得清洁,使之恢复了自我净化的功能[2]。

海洋植物一般可分为3类,浮游植物、大型海藻、海洋种子植物共一万多种。目前在近海污染的植物修复中,研究应用最多的是大型海藻和红树植物。有研究发现红树植物对Pb、Hg、Ge、Cu、Zn等重金属有很好的吸附和固定作用,对某些放射性物质也具有吸收作用。它还可以有效地净化沉积物中的重金属,所富集的重金属70%~90%都储存在不易被动物消耗的根和树干部分。利用红树植物净化海域重金属污染是一种投资少而可行性高的治理途径[3,4]。此外,近海的一些海藻对Cu、Ge、Pb、Ni、Mn等重金属也有一定的吸收积累作用。如三角褐指藻对Pb、Ni具有较高的耐受力;海篙子对As和Sr具有超富集能力,对Mn、Ni、Cu和Pb也有较强的富集能力;海带对As的富集作用也很强[5]。

2.2 海洋藻类的生物修复技术

海洋赤潮生物原甲藻及其藻壁多糖对重金属离子的吸附作用可在30min内完成。研究表明,pH值是对其吸附作用影响较大的因素之一。适宜的pH值范围在5.0以上。

椭圆小球藻对Cu、Zn、Ni、Cr四种重金属的耐受性及富集作用的研究结果表明,该藻对Zn2+和Cr2+具有很高的耐受性和很好的去除效果[6]。对上述金属离子的吸附选择顺序为:Cu2+>Cr2+>Zn2+。小球藻吸附重金属离子的速度快,吸附容量大,其适宜的p H值为3.0~5.0[7]。

极大螺旋藻对6种重金属离子(Ag1+、Cu2+、Mn2+、Ni2+、Pb2+、Zn2+)的生物吸附作用的研究结果表明,当p H=5.5,重金属离子质量浓度为50mg/L,吸附时间为2h时,极大螺旋藻的吸附作用最强。它的吸附选择顺序依次为:Ag1+>Pb2+>Zn2+>Cu2+>Mn2+>Ni2+[8]。

钝顶螺旋藻对7种重金属离子(Pb2+、Cu2+、Ni2+、Cr2+、Ag1+、Hg2+、Co2+)的富集作用的试验研究发现:在一定浓度下,该藻对Pb2+的耐受力最强,对Ag1+和Hg2+敏感,对上述7种金属离子的吸附选择依次为:Pb2+>Cr2+>Co2+>Ni2+>Cu2+>Hg2+>Ag1+[9]。

另外,通过研究蓝藻对重金属的生物吸附作用,分别从蓝藻吸附重金属的生理生化特征、吸附性能、吸附剂的再生和固定及构建和筛选高吸附性能的蓝藻藻株等几个方面进行详细论述,得出蓝藻作为新型生物吸附剂具有广阔的前景。

2.3 微生物对重金属的修复技术

微生物对重金属产生作用的方式有3种:一是吸附作用。即微生物作为一种特殊的离子交换剂,其菌体细胞表面存在着各种离子基团,这些离子基因能够对重金属进行物理吸附和生物吸附。二是絮凝作用。一些微生物能产生具有絮凝活性的代谢物如多糖类、蛋白类的高分子物质。这些物质含有多种官能团,分泌到细胞外能使水中的胶体悬浮物互相凝聚沉淀。到目前为止,已开发出的对重金属离子有絮凝作用的生物有细菌、霉菌、放线菌、酵母菌和藻类等12个品种[10]。三是生物化学反应。微生物通过氧化-还原、甲基化和去甲基化等生化反应将毒性重金属离子转化为无毒物质或将其沉淀。此过程与代谢和酶密切相关。硫酸盐生物还原法就是一种典型生物化学法。

利用微生物技术修复污染水体是一项极为复杂的系统工程。针对当前严重的污染情况,应当积极开发微生物资源、改良原有物种、寻找发现新物种。针对特定的微生物建立高效的反应器,优化处理工艺和运行条件,进一步扩展微生物修复的范围,将微生物修复技术和各种物理化学方法综合起来利用。

结语

生物修复法具有成本低、效益高、无二次污染、有利于生态环境的改善等诸多优点,成为治理被重金属污染的水体的首选方法。理论与实验室的论证都已经说明了它的可行性,但针对具体水环境,治理起来还存在一定的难度。面对复杂的水体,往往同时需要充分利用自然界中的微生物与动植物的协同净化作用,并辅之以物理、化学方法。从而建立起完整的循环体系,实现重金属的有效治理。

摘要：近年来,我国水体中的重金属含量呈逐年上升趋势,已经严重威胁到人们的健康。生物修复技术作为一种治理方法可有效地解决重金属污染,从而降低因重金属超标而引发的各种疾病及一系列环境问题。其价格低廉、效果显著,越来越受到人们的重视。

关键词：水体,重金属,生物修复

参考文献

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[4]郑逢中,林鹏.红树植物秋茄幼苗对镉耐性的研究[J].生态学报,1994,14(4):408-414.

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[9]陈必链,吴松刚.钝顶螺旋藻对七种重金属的富集作用[J].福建师范大学学报,1999,51(1):81-85.

造成水体污染的原因 篇5

1.出厂水质是决定水质的主要因素。出厂水质虽然符合卫生标准,但仍含有微小的悬浮物,存在着余氯和溶解氯、游离碳酸、碳酸离子、硝酸离子等,以及水中铁锰经加氯消毒氧化生成的铁锰氧化物。这些物质积聚在管道内壁使管网水的浊度、色度、含铁量、含锰量等高于出厂水。另外工业废水排放越来越多,尤其是生活用水总量呈直线上升趋势。大部分城市特别是中小城市,没有污水处理厂,这使许多使用地表水做水源的水质直接受到污染。与地表水相比,使用地下水做水源的相对较好一些,但由于近年来化学肥料及农药的过度使用,使得有害物质渗入地下,不同程度地影响了地下水质,以上这些因素都将直接影响出厂水质。

2.管道材质的不同,对水质也有不同的影响。金属管壁由于受到水的腐蚀性等原因,容易形成以氧化铁为主的结垢。而且使用时间越长,结垢层越厚,增大了管道阻力,使管道中的微生物、有机物粘附在管道内壁,容易滋生厌氧菌,使细菌含量超标,对水质形成污染。其它如水泥管内壁涂衬不光滑,也会出现类似情况。

3.管道附属设施和管道设计施工也会影响到水质。为了管网的正常运行,管网中需设置一定数量的控制阀门、泄水阀、消防栓等附属设施,长期置于地下或露天,经常受到雨水或其他污水的侵蚀,极易损坏。管网一旦失压,会将附近地下污水吸入管网,造成二次污染。

4.管道流速和管网压力不稳也是影响水质的又一原因。管道中水的流速过低,或者管径过粗而用户很少,水在管道中的滞留时间过长,促使铁、锰氧化沉积,越积越多,影响水质。在一定程度上会间接地对管网造成污染,在用水高峰时使用太阳能,特别是高楼层用户使用时,由于压力低,太阳能可能不上水,反而会发生水倒流入管网现象。由于太阳能开口直接与大气接触,容易滋生细菌,这些水进入管网,势必会对管网水质造成影响。

水体污染的防治措施有哪些?

1、调整产业结构和布局

从安徽巢湖取的蓝藻水样(左)与饮用水对比中国产业结构和布局状况与中国水资源的空间分布很不匹配。中国的主要农业灌溉区和需水工业大多集中于北方，而中国水资源分布却是南多北少，导致中国北方水环境严重恶化，因此，调整中国产业结构和布局势在必行。具体来说，一是在北方地区加速发展高新技术产业、第三产业，尽量少建或不建能耗高、污染重的产业;二是加强对老企业的改造和管理，降低其能耗和污染;三是采取“分散集团“的产业布局原则。

2、建立水资源保护区

为从整体上解决中国水环境恶化的问题，必须有计划地建立不同类型和不同级别的水资源保护区，并采取有效措施加以保护，主要包括：

A、流域水资源保护区;

B、山区和平原水资源保护区;

C、大型水利工程水资源保护区;

D、重点城市水资源保护区。

将各区内水资源的分配、水费、排污费的收取、治污资金的筹集有效地统一起来，就能够实现从局部到整体治理步骤的实现，从而解决中国水环境问题。

3、治理与规划

由于水资源的再治理很困难，因此水环境的保护政策应当贯彻“以防为主、防治结合;综合治理、综合利用“的方针。具体来说就是要将污水处理措施、生物措施和水利措施结合起来，充分利用水环境的自净能力，从根本上治理水环境。

例如海河，由于降雨量年内分配极不均匀，枯水期和丰水期径流相差十几倍，而污染主要集中在枯水期，污径比1994年曾经达到0.15，因此在其中上游修建一些水利工程设施，可调节径流的年内分配，使水环境容量不至于在丰水期浪费而在枯水期又远远不足，增加河流的稀释能力。

4、建立体系

原有的水淘汰管理体系条块分割、各自为政的现象极为严重，水资源的使用和治理分家，利益与义务背离，造成用水的不管水、不治水局面。因此，应当及时改变原有的管理办法，从部门内调整优化到跨部门的整体管理，逐步形成集开发、利用与保护、管理为一体的企业化管理体制。

另外，也要改变原有的水资源无偿使用的局面和观念，明确水资源的产权，建立起一个合理的水资源价格体系，逐步推行排污总量控制，应用市场机制，有偿使用环境容量。

(1)减少和消除污染源排放的废水量。

第一，改革生产工艺，减少废水排放量;

第二，尽量采用重复用水及循环用水系统;

第三，控制废水中污染物浓度，回收有用产品;

第四，处理好城市垃圾与工业废渣。

(2)全面规划，合理布局，进行区域性综合治理。

第一，在制定各种规划时，对可能出现的水体污染要采取预防措施;

第二，对水体污染源进行全面规划和综合治理;

第三，杜绝工业废水和城市污水任意排放，规定排放标准;

第四，将同行业废水集中处理，以减少污染源的数目，便于管理;

第五，有计划地治理已被污染的水体。

(3)加强监测管理，制定法律和控制标准。

第一，设立环境保护管理机构，协调和监督各部门和工厂保护水源;

水体环境污染对鱼类生长的影响 篇6

分别选取在正常水体中生产的草鱼、青鱼和鲤鱼3种淡水鱼类，每种鱼选9条，随机分成3组，先分别从A、B、C三处水源取水，其中A和B分别为不同程度富营养化污染的水源，其中A水源的污染浓度最高，B水源次之；C水源是正常水体，做为对照组，鱼儿继续按照原来的模式进行生长。首先，对放入A、B、C三种水体的试验鱼进行直观观察。在C对照组试验鱼一般游动自如，在72小时内未见异常现象。在A组中的试验鱼整体表现出游动急促，接触水体一段时间后出现跳跃、翻肚，开始是草鱼青鱼，然后是鲤鱼。如将这些试验鱼立即移到清水中观察，可观察到鱼胸、尾鳍颤抖，鳞片基部有血迹，鳃丝充血；将A组试验鱼解剖，可观察到血液红色变深，肝脏颜色深暗不正常。这些表明草鱼、青鱼和鲤鱼在不同污染水体中的反应有较大差异。

通过学习生物知识和网上查阅相关资料发现，氨氮的富集是造成水体富营养化的主要原因之一，是主要污染源，其中影响鱼类生存的重要指标是水中氨的浓度，因此我们通过试验观察水中氨的浓度变化对鱼类生长的影响。将草鱼、青鱼及鲤鱼分别饲养在氨浓度为0.01mg/L、0.02mg/L、0.05mg/L中，观察测定三类鱼的呼吸率变化。鱼的呼吸率测定，是指观察一定时间内每条鱼的呼吸频率，计算其每分钟内平均呼吸频率做为呼吸率。

结果表明，水体中氨的浓度能够影响鱼的呼吸率，每种试验鱼的呼吸率随水体氨浓度增大而有减少的趋势，都低于清水对照水体中的呼吸率。在低浓度水体中，试验鱼在水体中长时间放置后，呼吸率随试验时间的延长而增大。但是在高浓度污染水体（氨浓度0.05mg/L）中，没有出现呼吸率随试验时间的延长而增大，反而出现试验鱼死亡。通过调查文献资料发现，氨对鱼类的致死浓度一般为0. 05～ 0.2mg/L。本试验结果表明，污染水体开始致死的氨浓度为0.05mg/L，草鱼最早出现死亡，随后是青鱼和鲤鱼。

通过以上两次试验中对试验鱼类生活行为的直接观察，结合试验鱼的解剖和呼吸率测定，发现当鱼类生活在含低浓度氨的水体中，虽短期内未发现中毒死亡，但鱼类已经呈现受氨中毒的症状。中毒症状首先表现在鱼体粘液增多，表皮细胞充血，尤以鳃部组织为突出。通过生物知识可知这是由于受氨刺激，使毛细血管扩大，损害了上皮细胞所致。说明在低浓度污染水体中也可能存在氨类污染物抑制鱼类的生长。鱼类受氨中毒时可使血红蛋白丧失结合氧的能力，呼吸率及心跳率增加，直至完全失去供氧能力导致死亡。

水体重金属污染 篇7

关键词：沉积物,重金属,评价方法

水体沉积物是河流和湖泊污染物的重要载体, 污染物进入水体后通过水体颗粒物的吸附、絮凝作用在沉积物中沉降。水体沉积物对进入水体中的重金属离子具有很强的吸附作用, 多数重金属元素通过絮凝和沉降进入沉积物中。由于重金属污染物难降解并对人体和生态环境具有较大的危害性, 可以作为水体污染的敏感指标。沉积物不仅反应了水体重金属污染的情况, 同时记录了水体周围人为活动和城市经济发展所引起的环境变化情况。因此对水体沉积物中重金属污染的分析可以了解水体的污染程度, 污染物的扩散范围以及对污染物来源进行追述, 在水体环境分析中具有重要作用[1]。

目前, 国内外对湖泊和河流沉积物重金属污染的分析评价方法较多, 本文结合作者对水体沉积物重金属污染分析的实践经验, 对主要分析评价方法进行分析和研究, 并提出各种分析方法的优缺点。

1 分析评价方法及优缺点

1.1 地累积指数法 (Igeo)

地累积指数 (index of geo accumulation, Igeo) 又称为Muller指数, 由德国海森堡大学沉积物研究所的科学家Muller于1979年提出。地累积指数通过计算重金属总浓度与背景值的关系, 研究水环境沉积物中重金属的定量指标, 其计算公式为:

式中, Cn是指元素n在沉积物中的实测含量, Bn为粘质沉积岩 (普通岩) 中该元素的地球化学背景值, 1.5是考虑了各地岩石差异可能会引起的变动而取的系数[2]。地累积指数共分为7级, 污染程度从弱到强依次为0-6级。

地累积指数法在计算过程中考虑了自然地质过程对重金属元素背景值的影响, 通过实测重金属元素含量与背景值之间的关系, 可以有效清晰的分析水体沉积物中重金属元素的污染程度。但是, 在计算过程中侧重于单一重金属元素, 仅通过实测重金属元素的总量进行分析, 不能有效的区分沉积物重金属的自然变化和人为活动对沉积物中重金属污染的影响。因此, 地累积指数不能有效的反应重金属污染物的来源和迁移过程, 也没有区分沉积物中重金属污染物的潜在危害性。

1.2 潜在生态风险评价法

潜在生态风险评价法由瑞典科学家Hakanson提出, 综合了环境化学、生态学以及生态毒理学的指标, 在分析过程中充分考虑到了重金属元素的生物毒性和生态风险, 以及不同区域元素背景值之间的差异性[3]。

潜在生态风险评价法的计算公式为:

式中, Tri为重金属i的毒性系数, Csi为沉积物中重金属i的浓度实测值, Cni为沉积物中重金属i的浓度背景值。通过沉积物中重金属元素的实测值计算单种或多种重金属元素潜在危害指数, 但是考虑到不同区域的之间的差异, 需要根据评价项目选取合适的沉积物浓度背景值。

Hakanson潜在生态风险评价法通过测定沉积物中重金属的浓度值可以快速、简便、准确的对水体中重金属的潜在生态危害进行分析。计算指标综合考虑重金属元素的生物毒性和生态风险, 以及不同区域元素背景值之间的差异性, 体现了对化学分析、生物毒理学以及指数灵敏度的要求。不仅可以反应沉积物中单一重金属污染物的污染程度, 同时还可以反映出水体沉积物中多种污染物的综合效应, 以定量的方法划分出重金属污染物的潜在风险, 便于环境治理。但是评价指标没有充分的考虑水体p H、碱度等化学参数对毒性的影响, 同样不能有效的区分沉积物重金属的自然变化和人为活动对沉积物中重金属污染的影响, 不能对重金属污染物的来源和迁移过程进行分析。

1.3 归一化法

归一化法即利用水体沉积物中某种未沾污的组分或者代表这种组分的量值对沉积物中重金属总量进行校对的过程, 为分析沉积物中重金属污染物的来源, 常选用某种受人为污染影响较小的元素或者分量对沉积物中重金属总量进行校对。归一化的目的是减小自然过程引起的沉积物中重金属污染物含量的波动, 为人为活动对水体的污染程度提供定量化的分析, 区分沉积物中重金属污染的的自然变化和人为活动对沉积物中重金属污染的影响[4]。

在进行归一化法分析沉积物中重金属污染物来源前首先应选取受人为污染影响较小的元素, 常用的有Fe、Al等。选定后分别与要分析来源的重金属元素进行相关性计算, 计算相关性的置信限可用来判断归一化结果与实测值是否存在显著性差异。若相关系数大于0.75, 说明两者之间呈显著正相关, 即两者污染物来源基本相同。

归一化法是一种常用的沉积物重金属来源分析方法, 通过选定受人为污染影响较小的元素, 与其余重金属元素进行相关性计算后, 可以有效的分析沉积物中重金属污染物为自然来源还是人为活动产生, 为水体重金属污染物的治理提供了有利依据。但是从分析过程可以看出, 在选定归一化因子的过程中具有一定的主观性, 归一化因子的选取也对相关性计算的结果有较大影响。而且归一化法仅对沉积物中重金属污染物的来源进行分析, 没有分析相关污染物的污染程度和潜在危害。

2 结束语

本文仅对常用较为典型的沉积物重金属污染分析方法进行了讨论, 其余常见的分析方法还有沉积物富集系数法、回归过量分析法等。从讨论中可以看出, 每种分析方法都有自己的特点和适用范围, 并且都有一定的局限性。为了更好、更准确的对沉积物中重金属的污染程度、潜在危害来源等进行分析, 需要充分考虑沉积物水体的特殊性、地域性。合理的对分析方法中的参数进行取值, 同时可以结合多种分析方法提高评价的科学性和准确性。

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浅析景观水体污染处理 篇8

仁者乐山, 智者乐水, 人们越来越向往“小桥流水”如诗如画的生活及工作环境, 向往“碧波荡漾, 鱼鸟成群”的自然美景, 景观水池也就成为房地产开发中的一大热点, 住宅小区, 办公建筑中的水景设计, 随处可见, 但景观水体中氮、磷等营养物质富集, 水体透明度下降, 溶解氧降低, 水质严重恶化, 因此, 应当避免出现“死水”。加强景观水体环境设计和治理研究, 这对于从事房地产景观设计管理者是一项紧迫艰巨的课题。笔者结合清华同方信息港景观水池设计对景观水体环境设计与治理进行讨论。

1 工程概况

清华同方信息港位于深圳市高新技术开发园区, 是新型高新科技产业园的典范, 秉承科技、人、自然充分交流互动的设计理念, 在整个园区设计有大小不一的四个景观水池, 水体总面积约为830 m2, 其中大三角形为消防池, 进行景观设计, 水深为1.8 m, 为保证使用的安全性及水体的洁净, 消防水池和倒影池是两个独立水体, 有自己的循环及过渡系统, 若有消防需要, 消防水池的水会通过管道抽到消防车用, 管道的开口安装在消防车便于取水处, 中间的结构隔板设置活动盖板, 满足消防水池的总水量要求, 同时容许专业人员进行消防水池的维修保养工作。

2 水的标准分类

3 处理方式与应用

景观水体污染处理可以通过物理方式、化学方法、生态方式三种水处理方式, 下面分别介绍:

3.1 物理方式水处理

(1) 机械过滤:中间的结构隔板设置活动盖板, 满足消防水池的总水量要求, 同时容许专业人员进行消防水池的维修保养工作, 清洗池底方便, 只需要排约350 mm深的水便可清洗, 盖板起到上下水连通与截污清淤的作用。

(2) 池内循环法:在消防水池中设计一喷泉, 景观上一枝独秀, 而在水体上又取到推动池水循环, 达到流水不腐的目的, 既提高喷水池的景观效果, 又保障了人的健康。这种方式可以起到辅助效果, 但耗电, 有死角。

(3) 加自来水/地下水法:水池的面积达到830 m2, 由于受到自然蒸发和外循环绿化浇灌的消耗, 消防池必须适当的补水, 可以采用深井水与自来水, 有效增加流动性, 并且是必要的方式。

景观水体净化的物理方法还有光调节、水位调节、高压放电、超声波等方法, 这些方法引水换水, 循环过滤和机械过滤并没有从水体营养化、生成机制上处理问题, 不用多久还会引起重新污染。

3.2 化学方法水处理

化学方法主要指投加化学灭藻剂来杀死藻类。虽一时效果较明显, 但久而久之, 水中会出现耐药的藻类, 灭藻剂的效能会逐渐下降, 导致投药的间隔会越来越短, 而投加的量会越来越多, 灭藻剂的品种也需频繁的更换, 对环境的污染也在不断地增加, 而这种污染会影响我们的下一代。并且投加的化学药剂, 使得一般水生景观植物无法生长, 也就根本无法达到生动美丽的水景效果。所以用化学的方式处理水质, 虽然是立竿见影, 但它的危害也是显而易见的。

3.3 生态方式水处理

湿地:增强水体本身的自净能力, 才能得到根本的解决, 将芦苇, 美人蕉, 水葱鸢尾等水生植物进行配植, 种植时由沙子、细石等填料构成在水池中。湿地作为生态环境的一个重要组成部分, 在维持区域生态平衡, 保持生物多样性和珍稀物种资源以及调节气候, 蓄洪防旱, 水质净化等方面具有不可替代的作用。因此, 湿地被誉为地球之肾、天然的生物基因库和人类文明的摇篮。湿地具有巨大的净化、降解有毒物质的能力。试验表明, 湿地对油污水中油的净化率可达80%以上, 对落地原油和钻井泥浆的净化作用也十分明显。此外, 湿地的功能还表现在供给水源、重要物种栖息地、动植物产品的开发、科学研究、文化教育、旅游和休闲等方面。因此, 利用各类湿地来构筑城市的生态系统, 投入最少, 养护费用最低, 却能为城市带来显著的生态效益、经济效益与社会效益。当然, 清华同方项目景观面积有限, 但还是积极的提倡生态方式水处理。

水上花碟:水上花碟是在水池中放入浮体, 并在浮体上种植植物来净化水质的一种人工制造的“岛”。在浮体上种植亲水性植物, 不但可以净化水质, 给生物提供栖息场所, 而且还具有美化环境的功能。

4 结语

景观水体设计与治理是一个极为困难的过程。根据生态设计理念规划, 我们应充分考虑污水治理, 中水回用, 雨水收集回用以及水质保持的问题。本文依据清华同方信息港实际工程, 分析了景观水体设计如何进行污水处理的方法。目前, 该项目正在施工准备中, 相信在产品研发上会有很好的经验积累。

参考文献

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[2]王艳春, 李延明.北京公园水体污染原因分析及治理现状调查[J].环境科学与技术, 2006, (11) .

水体硝酸盐污染及防治 篇9

一、硝酸盐污染及其危害

1. 硝酸盐是地下水的主要污染物

自20世纪70年代以来, 地表水尤其是地下水硝酸盐浓度的增加, 引起欧美国家的注意。已经证实, 饮用水和食品中过量的硝酸盐会导致高铁血红蛋白症。婴儿胃的血液成分比成年人更利于生成正铁血红蛋白, 患正铁血红蛋白症的危险性更大。此外, 硝酸盐进入人体后被还原成亚硝酸盐, 有致癌的危险, 多种资料都表明了这一点。鉴于硝态氮对人体的严重危害, 世界卫生组织颁布的饮用水质标准中规定, 硝态氮的最大允许浓度为10毫克/升, 许多国家都制订了相应标准, 我国目前暂用世界卫生组织的标准。

硝酸盐是地下水的主要污染物。其来源有两个。一是地表污废水排放, 通过河道渗漏污染地下水;城市化粪池、污水管的泄漏以及垃圾堆放雨水淋溶等。这一类污染源具有点源污染的特点。二是农业面源污染, 农业耕种地区过多施用氮肥, 其中约有12.5%~45%的氮素从土壤中流失, 造成农耕地区地下水硝酸盐含量严重超标, 随着化肥的广泛使用, 硝酸盐污染将成为一个世界性的问题。美国对10多万口水井的调查发现, 有6%的水井硝酸盐含量超过标准。20%的水井氨氮含量超标, 中国进行调查的57座城市中, 地下水氨氮含量超标的有46座。

2. 人为因素造成的地下水污染

人为因素造成的地下水污染, 包括农田大量施用氮肥, 造成地下水质恶化的现象。地下水污染的结果不但使地下水中硝酸盐含量增加, 而且还会使地下水中的有害成分如酚、铬、汞、砷、放射性物质、细菌、有机污染等的含量增高, 污染的地下水对人体健康和工农业生产都有损害。硝酸盐对人体的另一危害是进入人体的硝酸盐和亚硝酸盐在人体的胃内可转化为亚硝酸盐, 并且可以与人体内的胺或酰胺形成亚硝基化合物发亚硝酸胺等。这种物质具有致癌、致畸、致突变的特性, 为强致癌物。不仅使成年人致癌, 也可以通过母体使胎儿致癌。国内外流行病调查资料表明:亚硝胺与人类的食管癌、鼻咽癌、胃癌、膀胱癌等肿瘤发病有关。此外, 亚硝酸盐具有抗甲状腺的功能。在碘含量高的水中, 如硝酸盐、亚硝酸盐含量也高就有可能发生地方性甲状腺肿。并且会干扰人体对维生素A的利用, 从而导致维生素A缺乏。较大量的亚硝酸盐进入人体会导致血脂下降, 导致心动过速等心脏病的发生。

二、硝酸盐污染与农业的关系

1. 地下水硝态氮浓度的增加, 与农田氮肥施用量的增加有关

国内外的许多研究结果表明, 地面水和地下水硝态氮浓度的增加, 都与农田氮肥施用量的增加有关。美国伊利诺州在1949~1969年间, 化学氮肥的施用量增加了10.8倍, 该州河流中的硝态氮平均含量也从3.1毫克/升上升到了10.9毫克/升。专家认为伊利诺州河流中硝态氮含量的增加, 至少有55%是由于化学氮肥施用不当所造成的。该州浅水井中有硝酸盐超标。在春季, 一些施肥农田流出的地下水中硝态氮常在14毫克/升以上。1973年原德意志民主共和国调查, 在化学氮肥施用量达360千克氮/公顷农业地区, 50%的农用井水中硝态氮的浓度都在60毫克/升以上。巴黎附近的博斯地区, 由于大量施用化肥, 地下水硝态氮的浓度高达180毫克升。他们的结果证明, 水库水体的硝态氮含量与该水库集水域内农田所占面积和百分数和氮肥的施用量有关。我国情况也比较类似。如北方市郊1972~1982年10年间约600万亩耕地, 化学氮肥施用量增加与地下水硝酸盐浓度增加趋势是一致的。如北方周围14个县69个点的地下水硝酸盐含量。据调查结果显示, 饮用水的硝酸盐含量半数以上超过国际通用标准, 有的硝酸盐含量高达300毫克/升。研究证明, 硝酸盐含量的高低与施肥及其他农业管理措施的关系极为密切。综上所述, 我国农业集约化地区, 农村地表水和地下水硝态氮的超标率正在上升, 这与化学氮肥的高量投入紧密相关。

三、硝酸盐污染防治措施

1. 选育累积硝酸盐能力低的作物品种

由于农作物不同品种及不同部位间硝酸盐含量有明显差别, 因此可充分利用这些特性, 从遗传和生理生化特性以及形态上筛选低富集型的品种, 尽快选育硝酸盐含量低的蔬菜品种。另外在选用蔬菜作食品时, 可尽量避免含硝酸盐较高的一些叶菜类如菠菜和根菜类的蔬菜, 减少硝酸盐的摄入。

2. 合理施肥

偏施和滥施氮肥是造成农产品硝酸盐污染的主要原因, 选择适宜的氮肥使用种类和施用量是降低农产品中硝酸盐累积量的主要措施, 应根据土壤肥力状况及作物的需肥规律选择适宜的施肥量和施肥时间, 应重基肥轻追肥在收获前极早追肥。大力推广以钾肥为主的氮磷钾肥配合使用, 这样不但符合作物对养分需求的平衡供应, 利于农作物生长, 而且会抑制硝酸的累积。此外, 大力推广有机氮肥, 可减少硝酸盐的污染。可适当地施用一些微肥。根外追放钼、锰及稀土微肥时, 对蔬菜叶片硝酸还原酶有激活作用, 酶活力可提高18%~62%, 植株体内硝酸盐含量可下降13%~20%, 又有研究表明番茄幼苗喷施稀土肥后, 硝酸盐浓度仅为对照的39%。

3. 合理施用氮抑制剂

氮抑制剂是一种可使有效缓慢释放的化学品, 在经济较发达的地区已得到推广和使用, 在美国使用的是氮吡啉, 与硫胺一起使用后可减少硝酸盐50%, 在德国多使用双氰胺 (DCD) , 它一般在24~48小时后就没有什么残留, 是一种优良的抑制剂。一般按氮肥用量的10%加入肥料中, 可减少菠菜中硝酸盐含量10%左右。据我国使用DCD试验报道, 在油菜中使用DCD与各种不同形态的氮肥配施比较, 以碳铵加双腈胺效果最佳, 叶柄中硝态氮可减少50%, 叶片中可减少24.8%。这些生物抑制剂的使用可减少硝酸盐在作物体内的累积, 通常在作物生长后期使用效果最好。

参考文献

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伊通河流域水体污染评价 篇10

1 断面设置及评价方法

1.1 采样断面的布设及监测指标的选取

为了全面评价伊通河水体的污染现状,在全面考虑水环境功能分区及河流沿岸污染源分布的情况下,该研究选取10个断面进行采样监测,采样点布设情况见表1。

目前,国内各级环境保护部门在进行河流水质评价时,选取的污染因子一般为地表水环境质量标准31项中的一部分,指标数从几项至十几项不等[1]。该研究根据伊通河流域历史监测资料,选取8项水质监测指标进行监测和评价,包括COD、高锰酸盐指数、挥发酚、BOD5、总磷(TP)、总氮(TN)、氨氮和砷(As),样品的前处理和分析均采用国家标准监测分析方法[2]。

1.2 评价方法

研究采用污染物单项污染指数、污染物超标倍数、综合污染指数、污染分担率和污染负荷比评价流域水污染现状。

(1)单项污染物的污染指数。评价公式:

式中,Cij为j断面i项污染物的监测值;Ci0为i项污染物的标准值。

(2)污染物超标倍数。评价公式:

式中,Sij为j断面i项污染物的超标倍数。

(3)污染物超标率。评价公式:

式中,r为超标率,n为超标位点总数,m为监测位点总数。

(4)综合污染指数。评价公式:

式中,Pij为j断面的i项污染物的污染指数。

(5)污染分担率。评价公式:

式中,Kj为i污染物在j断面中诸污染物中的污染分担率。

(6)污染负荷比。评价公式:

式中,Fj为j断面的污染负荷比;m为参与评价的断面数。

2 水体污染现状结果与评价

2.1 水体污染现状结果

根据10个断面的监测数据,按照《地表水环境质量标准(GB3838-2002)》水质标准,采用各评价公式进行计算,结果见表2、3、4。

可以看出,从污染类型上看,伊通河流域的主要污染指标为TN和COD,超标率分别为100%和90%;其次为BOD5,超标率为80%,TP和氨氮的超标率均为70%;挥发酚的超标率为30%;高锰酸盐指数的超标率为20%。从点位分布上看,污染负荷比从大到小依次为三家子伊通桥(21.64%)、长春绕城高速公路(21.26%)、靠山大桥(12.57%)、万金塔大桥(10.83%)、杨家崴子大桥(10.79%)、农安大桥(6.67%)、华家大桥(6.59%)、伊通前桥(3.44%)、伊通九开大桥(3.16%)和伊丹大桥(3.05%)。污染负荷最重的点位三家子伊通桥,其主要污染指标TN的超标倍数为19.61倍,其次为长春绕城高速公路,其主要污染指标TN的超标倍数为14.21。

(%)

2.2 水体污染现状评价

(1)伊通九开大桥断面水体污染现状。按照水体功能区划分,此断面属于Ⅲ类水体,超过Ⅲ类标准的污染指标为COD和TN,超标倍数分别为0.30、1.39倍,污染分担率分别为17.74%、32.61%;在10个监测断面中,此断面的污染负荷比为3.16%,属于劣Ⅴ类水体。

(2)伊通前桥断面水体污染现状。按照水体功能区划分,此断面属于Ⅲ类水体,超过Ⅲ类标准的污染指标为COD、BOD5和TN,超标倍数分别为0.26、1.40、0.53倍,污染分担率分别为15.79%、30.08%、19.17%;在10个监测断面中,此断面的污染负荷比为3.44%,属于Ⅴ类水体。

(3)伊丹大桥断面水体污染现状。按照水体功能区划分,此断面属于Ⅲ类水体,超过Ⅲ类标准的污染指标为挥发酚和TN,超标倍数分别为0.20、1.52倍,污染分担率分别为16.97%、35.64%;在10个监测点位中,此点位的污染负荷比为3.05%,属于劣Ⅴ类水体。

(4)长春绕城高速公路断面水体污染现状。按照水体功能区划分,此断面属于Ⅲ类水体,除As以外,其他7项污染指标均超过Ⅲ类标准,COD、高锰酸盐指数、挥发酚、BOD5、TP、TN和氨氮的超标倍数依次为4.50、0.34、0.20、6.50、8.36、14.21、8.14倍;污染分担率依次为11.17%、2.71%、2.44%、15.23%、19.00%、30.88%、18.55%;在10个监测断面中,此断面的污染负荷比为21.26%,属于劣Ⅴ类水体。

(5)杨家崴子大桥断面水体污染现状。按照水体功能区划分,此断面属于Ⅴ类水体,超过Ⅴ类标准的污染指标为COD、BOD5、TP、TN和氨氮,超标倍数依次为0.74、0.70、2.87、9.61、5.68倍;污染分担率依次为6.96%、6.80%、15.47%、42.42%、26.71%;在10个监测断面中,此断面的污染负荷比为10.79%,属于劣Ⅴ类水体。

(6)三家子伊通桥断面水体污染现状。按照水体功能区划分,此断面属于Ⅴ类水体,超过Ⅴ类标准的污染指标为COD、BOD5、TP、TN和氨氮,超标倍数依次为3.63、5.60、3.32、19.61、11.91倍;污染分担率依次为9.23%、13.16%、8.61%、41.09%和25.74%;在10个监测断面中此断面的污染负荷比为21.64%,属于劣Ⅴ类水体。

(7)华家大桥断面水体污染现状。按照水体功能区划分,此断面属于Ⅴ类水体,超过Ⅴ类标准的污染指标为COD、BOD5、TP、TN和氨氮,超标倍数依次为1.50、1.50、2.99、2.79、0.55倍;污染分担率依次为16.37%、16.37%、26.13%、24.82%、10.15%;在10个监测断面中,此断面的污染负荷比为6.59%,属于劣Ⅴ类水体。

(8)农安大桥断面水体污染现状。按照水体功能区划分,此断面属于Ⅴ类水体,超过Ⅴ类标准的污染指标为COD、BOD5、TP、TN和氨氮,超标倍数依次为1.90、1.93、2.38、2.45、0.57倍;污染分担率依次为18.78%、18.98%、21.89%、22.34%、10.17%;在10个监测断面中,此断面的污染负荷比为6.67%,属于劣Ⅴ类水体。

(9)万金塔大桥断面水体污染现状。按照水体功能区划分,此断面属于Ⅴ类水体,超过Ⅴ类标准的污染指标为COD、BOD5、TP、TN和氨氮,超标倍数依次为1.83、1.45、3.47、8.16、3.82倍;污染分担率依次为11.27%、9.77%、17.82%、36.49%、19.20%;在10个监测断面中,此断面的污染负荷比为10.83%,属于劣Ⅴ类水体。

(10)靠山大桥断面水体污染现状。按照水体功能区划分,此断面属于Ⅵ类水体,除As以外,其他7项污染指标均超过Ⅵ类标准,COD、高锰酸盐指数、挥发酚、BOD5、TP、TN和氨氮的超标倍数依次为2.50、0.29、1.2、3.50、4.34、7.59、2.69倍;污染分担率依次为12.02%、4.43%、7.55%、15.46%、18.34%、29.50%、12.67%;在10个监测断面中,此断面的污染负荷比为12.57%,属于劣Ⅴ类水体。

3 污染原因分析

根据评价结果,目前在10个监测断面中,由于TN严重超标,除伊通前桥为Ⅴ类水体外,其他9个断面均属于劣Ⅴ类水体。据统计,2007年第二松花江接纳COD总量为25.81万t(来自工业、生活的COD分别为9.52万、16.29万t)。其中,长春市和农安县排入伊通河的COD总量为60 109.41 t。伊通河COD排放量占第二松花江污染负荷的23.29%,伊通河已经成为第二松花江干流污染“贡献”最大的重污染支流,其重污染原因主要有以下几点。

3.1 传统工业布局及粗放型经济发展方式未得到根本改变

长春市是我国老工业基地之一,近年来迅速发展的食品深加工产业大都集中在伊通河流域,已形成新的水污染源。尽管长春市对各主要污染源加大了治理力度,同时城市污水处理设施建设也有较大的进展,但由于伊通河已基本上无环境容量,造成伊通河水环境污染不能从根本上有所改变,粗放型的经济发展方式仍然需要改变。

3.2 重点工业污染源治理水平不高,深度处理及水资源回用率有待提高

长春市城区的重点污染行业工业废水排放量约占流域内工业废水总量的40%,并呈不断增长的趋势。食品深加工、制药、屠宰等是区域内重污染行业,原材料及水资源利用率低,污染治理设施不完备,难以实现稳定的达标排放[3,4]。

3.3 城镇污水处理率低,深度处理及中水回用少

相对其他城市,长春市城市污水处理厂建设较早,到2009年底,长春市已建成城市污水处理厂3座,处理能力近60万t/d,实际处理量40万t/d左右,但全流域城镇污水处理率不到60%,许多未经处理的城市污水直接排入河流,成为伊通河流域水污染的重要来源。此外,虽然伊通河流域城镇污水处理率相对较高,但作为早已无环境容量、污径比几乎达到5∶1的城市河流来说,显然不能使该河恢复其功能。

3.4 上游生态环境破坏,面源污染不断加大

流域内特别是上游的伊通县是吉林省商品粮基地县之一,近年来随着水土流失的发展,种植业化肥与农药的使用量也在增加,加上农村生活污水未经处理直接排入伊通河,加剧了流域水污染。2007年新立城水库15 km2的“蓝藻暴发”就是污染导致的直接结果。

3.5 流经城市河段的河道建设影响河流正常的生态过程

长春市有关部门对城市河道进行大规模的改造与建设,包括城市防洪、河岸工程、河道综合整治等工程,由于这些工程是按水利部门的相关设计规范进行的,工程的设计与施工很少考虑如何使河流恢复到健康和自然生态过程。如水泥边坡、各类提高水位的橡胶坝等,就直接导致城市已改造河道的河水流速变慢,与地下水失去联系,河道去除污染物功能无法实现。

4 结论

伊通河污染类型主要代表项目为TN和COD,超标率分别为100%和90%。从10个监测断面污染评价结果来看,伊通县境内水体污染状况较轻。伊通县境内3个监测断面,即伊通九开大桥、伊通前桥和伊丹大桥断面的污染负荷比分别为3.16%、3.44%和3.05%。而长春段水体污染较为严重,尤其是三家子伊通桥和长春绕城高速公路断面,污染负荷分别达到21.64%和21.26%,这是由于伊通河流域的污染源主要集中在长春段,尤其是长春城区段,由于多年来长春市大量的工业和生活污水的排放,致使伊通河长春段污染极为严重[5,6]。

近十多年来,长春市有关部门对伊通河城市河道进行了大规模的改造与建设,使流经城区的伊通河面貌有了很大的变化。但是由于伊通河流域传统的工业布局及粗放型经济发展方式、重点工业污染源治理水平不高、城镇污水处理率低、面源污染不断扩大等原因,伊通河水体污染依然严重,完全达不到水功能区划的要求。因此,有关政府部门应该加大投入治理,同时减少伊通河的污染物输入,从根本上解决伊通河流域的水污染问题。

摘要：根据伊通河水功能分区及沿岸污染源的分布情况,选取10个断面,采用污染物单项污染指数、综合污染指数、污染物超标倍数、污染分担率和污染负荷比对伊通河水体污染状况进行评价。结果表明:在10个监测断面中,主要污染指标为TN和COD,超标率分别达到100%和90%;伊通县境内水体污染状况较轻,长春段水体污染较严重,这是由于污染源主要集中在长春段流域的上游;10个监测断面水质状况均达不到水功能区的水质类别要求,除伊通前桥为Ⅴ类水体外,其他9个断面均属于劣Ⅴ类,污染原因主要为伊通河流域传统的工业布局及粗放型经济发展方式、重点工业污染源治理水平不高、城镇污水处理率低和面源污染不断扩大等。

关键词：伊通河流域,断面,污染,评价

参考文献

[1]罗海江,朱建平,蒋火华.我国河流水质评价污染因子选择方案探讨[J].中国环境监测,2002,8(4):51-55.

[2]水和废水监测分析方法编委会.水和废水监测分析方法[M].北京:中国环境科学出版社,2002.

[3]北京市环境保护科学研究院.环境影响评价典型实例[M].北京:化学工业出版社,2002.

[4]张译丹.水环境质量评价方法浅析[J].城市建设:下旬,2010(3):125.

[5]王伟.经济发展环境评价指标体系设计[J].黑河学刊,2010(6):1-2.

水体重金属污染 篇11

关键词：多环麝香，生活污水，沉积物。

多环麝香是日化产品和化妆品中重要的香味物质，随着日化产品和化妆品的使用首先进入生活污水，或随生活污水直接进入环境水体；或经过污水处理厂再次进入环境水域。研究表明，传统的污水处理工艺难以降解污水中的多环麝香，污水处理厂的排放水中残留有相当含量的多环麝香，这是表层水污染的一个重要来源。水体中多环麝香即使在浓度很低的条件下，也能呈现出较强的雌激素效应以及较强的抑制异源生物质转运的作用，还能抑制水生生物的生长发育。目前，多环麝香的污染已经成为环境科学领域的一个研究热点。

由于多环麝香类化合物具有较强的疏水性，易吸附在颗粒上并随颗粒逐渐沉降进入水体沉积物中。因此，研究沉积物中多环麝香的污染水平，可为正确评价河流水体的污染程度，为进一步探索有机污染的主要来源提供科学依据。

本文选择苏州河上海市区段、珠江广州市河段以及珠江支流——东江东莞市河段的部分水体沉积物为主要研究对象，通过研究沉积物中多环麝香的污染水平和分布特征，比较不同城市河流沉积物中多环麝香的分布差异，初步评价城市水体中污染现状和生活污水对城市河流有机污染的贡献。

1、样品的采集与分析

表层沉积物样品分别采集于珠江主干、东江东莞河段以及苏州河上海河段，样品于-20℃冷冻保存。分析前将样品冷冻干燥，二氯甲烷抽提72h，加活性铜片脱硫，再通过硅胶／氧化铝复合柱分离纯化。其提取分离、纯化以及定性定量分析详见文献。

浅论池塘水体污染的防治对策 篇12

一、池塘水体污染的原因

1. 池塘水体外源性污染

⑴工业废水污染。近几年来, 随着工业经济的崛起, 政府对工业废水排放监管和废水处理设施建设的力度明显得到加强, 工业废水进入了污水管道或实施区域集中管理。但由于部分地区监管能力相对薄弱或工业废水处理设施不够完善, 目前, 仍有大量的工业废水未经有效处理就排入江河、湖泊等水域, 尤其是有毒有害工业废水的偷排, 致使水质污染事故频发。

⑵农业生产及生活污水引发的污染。农业生产过度使用农药化肥以及养殖场畜禽粪便的随意排泄、处置等引起的水质污染也日趋严重。再则, 随着人口的增加和人们生活方式的改变, 大量生活污水的排放也给河流、湖泊等水域带来不同程度的污染。河流、湖泊是养殖池塘的进水源, 高温季节, 池塘需经常加注新水。因此, 外源水质的优劣与池塘水产养殖有着密切的关系。每年高温季节, 因池塘加入被污染的河水, 造成鱼虾死亡的事件时有发生。

2. 池塘水体内源性污染

⑴池塘老化。由于池塘使用年代增加, 导致池塘老化, 池埂倒塌, 淤泥增厚, 有的池塘淤泥竟厚达1米, 成为各种病原体繁衍生息的温床, 诱发鱼病。

⑵残饵腐烂。池塘属高密度养殖, 养殖户往往因追求产量而提高放养密度, 势必加大投饲量, 使饲料过剩;加上池塘水生生物分泌物和鱼类的粪便, 在塘底积累成厚厚的淤泥, 引起腐烂而败坏水质。

⑶药物污染。池塘养殖过程中发生鱼病时, 由于养殖户缺乏防治技术和用药知识, 任意加大药物的使用剂量;个别养殖户为提高养殖产量, 减轻养殖成本, 在防治过程中使用一些高毒、高残留的禁用渔药;有的甚至用“敌敌畏”“敌百虫”等农药替代渔药, 形成恶性循环, 造成对养殖水体的污染。

二、池塘水体污染的危害

1. 池塘外源性污染的危害

外源性水体污染, 对池塘水质构成很大危害。化工、电镀、五金等企业排放的废水中含有汞、铜、镉、铬、砷、铅等重金属和有机氯化合物、有机氮化合物等有机物, 很难迅速生化降解;畜禽规模养殖场、屠宰场排放的废水中含有病毒、病菌等, 水体受其污染后会传播疾病;生活污水和农田排水中含有碳水化合物、蛋白质、油脂和磷、氮等植物营养物质, 进入水体后在微生物的生化降解过程中需消耗大量溶于水中的氧气, 使水体缺氧或引起水体富营养化。一旦池塘加注被污染的外源河水, 会发生病害、鱼虾死亡现象, 给养殖户造成巨大经济损失。

2. 池塘内源性污染的危害

池塘经过数年养殖, 加上养殖中后期池塘存鱼量、投饵量逐渐增加, 使残饵、鱼类排泄物、死亡藻类不断增多, 底部有机物积淀严重, 导致各种细菌、病毒大量繁殖, 引发疾病, 危害鱼类。同时, 这些有机物在缺氧条件下, 经发酵、分解产生大量的氨氮、硫化氢及亚硝酸盐、甲烷等, 使池塘底质、水质发生变化, pH值下降, 水体中有益菌自净能力减弱, 破坏水体微生物的平衡, 影响鱼类新陈代谢和生长发育, 增加饵料系数与养殖成本。若在外源性污水或气候条件作用下, 极易产生鱼类缺氧泛池或发病死亡状况。此外, 用药不当, 会使池水中有害有毒成分增加, 威胁养殖鱼类健康。

三、池塘水体污染的防治对策

1. 池塘外源性水体污染防治措施⑴加强对江河、湖泊水域的保护

要生产质量安全的水产品, 必须要有符合渔业水质标准的水源。因此, 水域保护关系到人们身体健康和生活质量, 政府要加强对江河、湖泊水域的保护, 建立、落实水域保护责任制, 特别是环保、卫生部门要加大对工业污水和城镇生活污水的排放监管力度, 严厉处罚直接排放污水的企业, 提高污水进管网比例, 实施污水区域集中处理。农业部门要加大对畜禽规模养殖场排泄物的整治力度, 并推广测土配方和科学规范使用农药技术, 减少农业生产污染对水域环境的影响, 制止污染水域的行为, 遏制水域恶化趋势, 使水域得到恢复和改善。

⑵用物理、生物、化学方法处理池塘加注的河水。一是物理法。在养殖池塘附近设置蓄水池、过滤池和曝气池, 使进入池塘的水源先通过过滤、沉淀、自然分解等过程, 除去有害物质, 净化水质。二是生物法。采用活性污泥法, 在曝气池中用活性污泥处理污水, 使污水中的有机物质和有毒物质通过吸附和凝集作用来净化水质;也可通过向水体投放某些微生物 (EM菌等) 方式, 将水体或底质沉淀物中的有机物、氨态氮、亚硝酸态氮分解吸收, 转化为有益和无害物质, 抑制有害细菌的生长。三是化学法。将经过物理或生物方法处理过的水源进行药物消毒, 常用的有生石灰、氯化物等。如生石灰能中和过量酸, 消除、沉淀有毒金属离子, 提高水体pH值、硬度、碱度、底质盐基饱和度, 解吸底泥营养元素, 改良池塘底质和水质。经过药物消毒的水体引入池塘前应曝晒数天。

2. 内源性水体污染防治方法

⑴清淤消毒。利用冬季空闲时节, 将池水排干, 用清淤机或人工清除池底过多的淤泥, 保持10～20厘米即可。然后经多次翻整、曝晒, 再用生石灰或漂白粉进行消毒, 彻底杀灭底泥中的病原体和有害生物, 改善池塘养殖环境。

⑵科学投喂。为降低残饵对池塘水体污染程度, 在养殖过程中, 应推广使用优质配合饲料, 坚持“定时、定点、定质、定量”的四定投饲原则, 同时根据不同季节, 天气变化, 水质 (水色、透明度、溶氧等) 和鱼类的生长情况等适时调整日投饵量, 提高饵料利用率, 减少浪费, 预防残饵对水质的污染。

⑶合理用药。鱼病防治要坚持“以防为主、防治结合”的原则, 倡导生态综合防治和使用生物制剂、中草药防治, 严禁使用硝酸亚汞、孔雀石绿、痢特灵和抗生素等违禁药物, 选择使用高效、低毒、无残留的药物, 减轻药物对水体的污染。

⑷机械调节。增氧机具有增氧、搅水、曝气的功能。在养殖池塘中应配备相应功率的增氧机, 利于加快池塘水体中有机物质的分解, 减少有机物沉积, 促使池水作垂直对流和水体间的物质循环, 逸出池水中溶解的硫化氢、氨氮等有毒气体, 使水体溶氧均匀分布, 调节水质。还要建立独立完善的进排水系统, 不乱扔病、死鱼, 注重排放生病鱼池的池水, 防止对其他鱼池造成污染。