土壤重金属范文第1篇
辽宁矿区多为有色金属，对土壤污染严重，矿山及矿山周边地区污染治理和生态环境修复任务十分艰巨，辽宁铜矿区主要重金属污染因子为Cu、Zn、Pb，周边田地主要重金属污染因子为As、Cu。由此可以看出，此地区土壤污染物多为Cu、Pb，因此首要任务是遏制这两种物质的危害。
针对这一情况，北京恒源嘉达科技有限公司采用的是土壤修复材料元素间的同源协同关系与植物体系吸收修复的方式，综合治理土壤重金属问题。首先，土壤修复材料中加入了铁锰化合物，铁锰化合物可与Pb产生可交换态的结合反应，土壤修复材料中添加了有机质与微生物，形成固化剂，能有效改善土壤理化性质，有机质能很好的与Cu相结合，使总金属被吸附在土壤的沉淀中，降低重金属的生物有小型，利用微生物的吸附富集作用、氧化还原作用、成矿沉淀作用、淋滤作用、协同效应，达到去除重金属的目的。
同时在重金属污染严重的地区采用植物修复的配套治理方式，经过实验室的反复试验筛选出了烟管头草、早熟禾、黑麦草、高羊茅、落叶松等植物完成修复工作，应用时应注意：在排土场配合土壤修复材料种植薹草将有利于土壤的修复工作;在尾矿库周边配合带有铁锰化合物的土壤修复材料种植苦荬菜、大籽蒿等植物十分有效果;如果要种植经济作物，则推荐大豆与玉米，这两种植物有很强的重金属耐性，但对土壤修复没有什么帮助。
土壤重金属范文第2篇
1 土壤重金属污染源头
1.1 自然因素
造成土壤重金属污染的自然因素包括土壤性质和大气污染。一方面, 形成土壤的岩石中含有大量的重金属物质, 造成土壤重金属污染;形成土壤的岩石在自然界中受到土质的污染, 也会造成土壤中的重金属含量增多。另一方面, 当大气受到重金属物质的污染时, 带到土壤中, 也是土壤重金属污染的源头。例如, 发生火山突发、沙尘暴、火灾等现象时, 造成大量的重金属物质悬浮到空中, 是大气中含有大量的重金属物质, 当这些物质被植被吸取后, 进入到土壤和水体当中。
1.2 人类生产活动
产生土壤重金属污染的人为因素主要是指人类的生产活动。其中包括污水灌溉和工、农业生产等活动。在农田灌溉中使用不合格的污水来灌溉, 引起了土壤中的重金属元素含量过高, 造成重金属污染。根据各区域的污染程度不同, 其造成的重金属污染差异比较大。在工业生产过程中, 将还有大量的重金属物质的污水进行排放或者排放粉尘、废弃等, 都会造成土壤中的重金属元素含量过高。在农业生产中, 为了保证农田的健康成长, 采用不合理的化肥农药等行为也会影响土壤中的重金属含量。
2 土壤重金属污染特点
2.1 危害性大
土壤重金属污染不但会造成农作物的死亡, 还会将大量的有毒物质积聚到可食用的食物中, 威胁人们的生命。同时, 将这些重金属物质通过河流渗入到地下水和地表水中, 经过风的侵蚀造成污染面积的扩大, 给生物体带来了巨大的危害。
2.2 较强的隐蔽性
由于土壤重金属污染无色无味, 因此, 很难被人们发现。通常都是当生物体食用含有这种物质的食物时, 才会被反映出来。
2.3 广泛性
随着工业化水平的不断提升, 市场经济竞争日益激烈, 很多企业只是片面的重视经济效益, 较快生产的效率, 而忽视了其带来的重金属污染。在长久的积累中, 导致重金属污染大面积的扩展。
2.4 不可逆转性
土壤中所含的重金属元素达到一定量时, 就会造成土壤的性能和结构发生变化, 加大了土壤中重金属元素降解的难度。所以, 一旦土壤受到重金属污染时, 就很难恢复。
3 土壤重金属污染有效治理策略
3.1 合理地采用污水灌溉技术
合理地进行污水灌溉在很大程度上节约了水资源, 提高了资源的循环使用效率。在污水灌溉农田的过程中, 通过对污水进行机械设备的过滤和微生物降解, 使植物将污水中所含营养元素充分的吸收, 减轻处理城市污水的压力。这种技术不但可以有效提高农作物的生长效率, 而且最大化的发挥了土壤净化污水的作用, 对环境的保护起到积极作用。因此, 在采用污水灌溉技术时, 要全面地了解污水所含的成分, 适当地进行处理, 依照相关标准规定, 规范污水灌溉行为。
3.2 选择合适的有机肥料
在对农田施肥时, 要注意选择合理的有机肥料进行施肥。例如, 绿肥、堆肥、秸秆等肥料的选用, 增加了土壤中的有机物质, 提高了土壤对重金属的吸附能力。
3.3 生物修复技术
生物修复技术主要是指通过生物本身的代谢活动, 将土壤中重金属降解或者降低重金属浓度, 从而将受污染的土壤部分或者完整的恢复到本来的面貌。该修复技术主要包括植物、动物以及微生物等修复技术。由于其本身的投资成本低、便于操作和管理、成效好, 因此成为有效治理土壤重金属污染的措施。
植物修复技术。该技术主要是建立在植物本身具有较强的耐力, 能够超量积累土壤中的各种元素。在土壤重金属污染比较严重的地区, 种植一些对重金属吸附力强的植物, 将重金属聚集到植物的根系处进行吸附, 从而降低该地区的土壤重金属污染程度。
动物修复技术。该技术是利用土壤中所含的某些动物, 例如, 蚯蚓等, 分解土壤中所含的重金属物质。适量的蚯蚓放养到土壤中, 当覆盖到重金属比较密集的区域, 使用清水或者电激等方式将蚯蚓驱出来分解重金属物质, 在很大程度上降低了土壤中所含的重金属量、
微生物修复技术。该技术主要是指通过土壤中所含的微生物的吸收沉淀作用, 降低土壤中的重金属浓度。现阶段采用基因、遗传等技术手段, 培养具有降毒功能的微生物, 能够更好地处理土壤重金属污染。
4 结语
综上所述, 由于土壤重金属污染存在着危害性大、隐蔽性强、范围广以及不可逆转等特点, 加大了治理的难度, 同时也给人们的生活带来一定的安全隐患, 阻碍了工农业的可持续发展。因此, 需要提出有效治理土壤重金属污染的策略。这就需要对该污染进行深入的研究和分析, 结合科学理论和实践, 提出解决问题的有效措施。只有这样才能对土壤重金属污染进行有效地治理, 降低其污染程度, 提高生态环境建设的效率和质量, 从而推动社会经济的健康可持续发展。
摘要：随着社会经济的不断更新发展, 重金属污染程度不断加剧, 给人们的生活环境质量的提高带来很大的影响, 阻碍了工农业的可持续发展。因此, 如何有效地治理重金属污染受到人们越来越多的关注。本文主要对土壤重金属污染特点进行深入的分析, 结合该污染产生的原因, 提出了有效治理土壤重金属污染的措施。
关键词：土壤重金属,污染特点,治理策略
参考文献
土壤重金属范文第3篇
土壤是人类生存和社会发展不可或缺的自然资源,也是农业生产的重要基础。然后,随着工业化、城市化的飞速发展,我国土壤污染问题日益严峻,其中金属对土壤造成的污染问题最为突出。重金属是一类具有毒性和潜在危险性的污染物,可在土壤和生物体内富集,当其浓度积累到一定的程度时,不仅会导致土壤质量退化、农作物产量下降,甚至可能进入食物链危害人类的生命健康和安全[1]。在工农业生产发展过程中,重金属经大气沉降、污水灌溉、化肥农药的施用及固体废弃物的堆积等途径进入到土壤中,最终导致了严重的土壤重金属污染问题。目前,采取的土壤重金属污染修复方法有物理、化学、生物及联合修复技术,但传统的修复方法存在成本高、修复效果不理想等缺点。生物炭相较其他的修复材料具有来源广、比表面积大、孔隙度高、含氧官能团丰富等优点[2],可通过表面孔隙吸附、离子交换、改变土壤pH等物理、化学方式来改变重金属的存在形态,降低土壤中重金属的迁移性和生物有效性,最终达到土壤重金属污染修复的目的。但实践证明,虽然原始生物炭的制备原材料广泛,但其对重金属的吸附效果却存在有很大的差异,需要采取物理、化学及生物等改性方法来提高生物炭的吸附性能。目前,如何通过生物炭的改性使其具有更高的比表面积及孔隙度、产生更多的官能团及阳离子交换量,从而提高对土壤重金属污染的修复能力,成为亟需研究的重要课题。
1.生物炭的改性方法
(1)化学改性法
化学改性法是最常用的改性方法,通常用磷酸等酸性物质、过氧化氢等氧化性物质及零价铁的化学负载等来改性生物炭。周志云[3]用磷酸对生物炭进行改性,使改性后的生物炭具有更丰富的孔隙结构,显著降低了小麦土壤中重金属镉铅的生物有效性。向淋[4]等研究发现,通过过氧化氢改性后的生物炭表面具有更多的含氧官能团和酸性官能团,从而提高对重金属的吸附能力。何恬叶[5]在生物炭中引入零价铁后发现,经零价铁改性后的生物炭具有更丰富的官能团和更强的表面活性。且生物炭在化学层面的作用包括一方面是改变土壤本身的酸碱值,在生产制造生物炭时,因为诸多因素的影响,生物炭的酸碱值呈现碱性。农业工作人员在施加生物炭时,其中氯化钠分子会在自然环境中和土壤中的氢离子产生反应,从而使土壤的碱性能够得到提升。如果土壤酸性较强,其作用要比其他养料的效果好得多;另一方面,生物炭的使用可以提高土壤的养分,这主要是因为生物炭本身富含大量电子,能够吸附土壤中的有机物,进而使土壤中的养分能够得到提升。此外,生物炭本身含有的矿物成分较少,但是动物的粪便转化成的生物炭就有着充足的矿物质,将其用在土壤中能够从根本上提高土壤的矿物成分。所以,可以考虑将生物炭和其他的肥料混合使用,这样土壤的养分更能够得到保障。
(2)物理改性法
物理改性法主要是通过高温煅烧、紫外辐射、球磨法等途径使生物炭的孔隙结构、比表面积及含氧表面官能团等产生变化以达到提高生物炭性能的目的。彭绍军[6]等分析了不同活化温度下用碳酸钾做活化剂制备的活性炭的比表面积和微孔体积,研究发现,活化温度在800℃时比表面积和微孔体积达到最大。李桥[7]等用365nm的紫外线对椰壳生物炭进行照射来获取改性生物炭,紫外辐射得到的改性生物炭表面具有更丰富的含氧官能团和更大的外比表面积。球磨法在改性生物炭上的应用目前还处于起步阶段。Lyu等[8]等用玉米秸秆制备的生物炭通过球磨法改性后其生物炭比表面积大幅增加。
(3)生物改性法
生物改性法是使生物炭表面附着微生物,从而使生物炭具有更强的吸附能力。张惠[9]用秸秆为生物质材料制备的生物炭经有效微生物群菌和聚磷菌生物改性后对氨氮的去除率明显比未改性的生物炭高。目前,用生物法得到改性生物炭大多是关于去除水中氨氮的研究,关于土壤重金属污染修复的研究鲜有报道。
2.改性生物炭在土壤重金属修复上的应用
在实际应用中,生物炭的理化性质较为单一,而土壤是一个较为复杂的体系,通常是以多种污染物并存的复合污染形式存在,生物炭用于土壤重金属的修复难以达到预想效果。而改性生物炭具有更好的吸附性能以及同时修复土壤中多种重金属的潜力,更适宜于土壤重金属污染的修复。
高瑞丽等[10]研究了生物炭和蒙脱石混合后对铅、锌、铜、镉复合污染土壤重金属形态的影响,研究发现生物炭和蒙脱石混合施加土壤中后,重金属形态从可交换态向残渣态转化,实现了对铅、锌、铜、镉多种重金属的联合钝化效果。周志云等[11]研究了氯和磷酸混合施用对土壤中铅形态和小麦各部位的铅含量的影响,结果表明,磷酸改性生物炭显著降低了土壤中铅的有效态含量,促进铅的形态向残渣态转化,从而降低了铅的生物有效性,使小麦中铅的含量降低。李桥等[12]以废椰子壳为生物质材料制备的生物炭,研究用365nm紫外光辐照改性后的生物炭对土壤中Cd的钝化效果,结果表明,改性生物炭由于比表面积和含氧官能团的显著增加,使土壤中Cd的生物有效性显著降低并大幅提高了土壤中Cd的稳定性,但对Cd的残渣态含量影响不大。Lyu等用球磨法对用不同生物质材料制备的生物炭材料进行改性后对Ni(II)的去除效果,研究表明,球磨法增大了生物炭的内外比表面积和含氧官能团,提高了生物炭的静电吸附和表面络合能力,最终增大了Ni(II)的吸附量。王婷[13]研究了以玉米秸秆和猪粪为原料制备的生物炭作为高效诱变菌载体对镉、铬、汞和铅4种典型重金属离子的吸附能力,结果发现,改性后的生物炭显著降低了四种重金属的生物可利用性并对土壤中重金属的修复具有长效机制。
综上所述,改性生物炭具有更强的土壤重金属修复能力,并可实现对土壤中多种重金属的联合修复。但其加入土壤后改性生物炭的长期稳定性和环境风险还需要进一步的研究。
3.不足与展望
生物炭既能减轻固体废弃物处理压力,又能很好的解决土壤重金属污染的问题。大部分生物炭改性后具有更好的性能,并且能对复合重金属污染的土壤产生很好的修复效果。
随着对改性生物炭认识和研究的不断深入,许多学者也发现了改性生物炭在修复土壤重金属污染方面的研究有许多的不足之处。为此提出以下几点建议:(1)由于生物炭制备方法不同和改性方法的不同,导致生产出的生物炭及改性生物炭的理化性质和对土壤重金属的修复效果都不尽相同。所以,今后的研究重点可向研究一套科学合理的生物炭及改性生物炭标准倾斜。(2)目前,生物炭和改性生物炭对土壤重金属污染修复的研究范围较小,关于实际应用的研究鲜有报道。今后可扩大研究范围,将生物炭及改性生物炭在自然土壤环境中如何应用及应用效果作为今后的关注重点。(3)生物炭及改性生物炭对土壤重金属的修复属原位修复,生物炭及改性生物炭对土壤重金属的作用仅仅是使重金属的生物有效性及迁移率减少或将重金属吸附到生物炭上,重金属依然存在于土壤环境中,仍然有重新释放出来的可能。需要更加深入的研究关于生物炭在土壤中的环境风险。
摘要：改性生物炭具有比表面积大,表面官能团丰富,成本低等优点,在土壤重金属污染修复中展现出巨大潜力。本文就生物炭改性方法及改性生物炭对土壤重金属污染的修复展开综述,最后做出展望并客观提出了目前仍存在的问题,以期为改性生物炭的研究提供参考。
关键词：生物炭,改性方法,重金属,土壤修复
参考文献
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土壤重金属范文第4篇
1.1 炭材料的“极性”和“非极性”性质
炭材料的官能团有酸性和碱性两种, 其中酸性的官能团具有极性, 官能团越多对极性物质就有着越强的吸附性, 另一种具有非极性, 官能团数量多对于吸附极性较弱或者非极性的物质有利。吸附性能还与炭材料的制作材料有关, 这是由于不同的材料制得的产品密度不同, 官能团的数量也不同, 这便影响到炭材料的极性。此外, 炭化温度也会影响官能团的密度, 炭化的温度越高, 材料中的氧含量越低, 炭材料便会从软质变为硬质, 吸附性能也因此而改变。其中, 对于有机污染物软炭的吸附性能主要是集中于线性分配, 硬炭则是非线性表面吸附。
1.2 炭材料结构和性质对Cd2+吸附过程的影响
炭材料对Cd2+的吸附是一个物理过程和化学过程均有涉及的复杂过程。其中, 物理吸附过程主要分为两个阶段, 在浓度较低时是一种简单的表面吸附, 随着浓度的不断升高逐渐转化为多层吸附, 在不同空隙结构的炭材料中, Cd2+扩散速率不同, 且物理吸附的性能不是特别好, 在某些条件下Cd2+还是会扩散出来;化学吸附则是一个相对稳定的吸附过程, 它是利用炭材料的不同官能团的吸附作用, 官能团数量越多, 对阳离子的吸附性能越好。
1.3 影响不同炭材料吸附性能的因素
在活性炭的制作加工过程中, 往往要对其进行改性从而获得较大的比表面积, 然而可能会降低Cd2+的饱和吸附量。类似于草本生物炭等物质尽管其比表面积不是很大, 但其Cd2+的饱和吸附量很高。在实际过程中, 我们要兼顾比表面积和单位面积吸附效率两个因素, 如果盲目地增大比表面积, 会增加投入的成本。生物炭的来源广泛, 制作成本较低, 并且对Cd2+有较强的吸附能力, 因此在镉污染的治理方面更有优势。
2 生物炭对镉污染土壤修复效应的研究
2.1 生物炭对受污土壤中锡賦存形态的影晌
从长远来看, 在弱酸环境下的镉污染农田中, 生物炭的添加会使提取态镉的含量明显下降, 且这一效果在高浓度下的镉污染中更为明显, 而如果将其与钝化剂共同使用的话会有更好的效果, 提取态镉的降低量将多余仅使用生物炭时10%。这便为实际工作中镉的短期活化以及长期钝化等提供了理论基础。我们可以玉米田中施加生物炭, 使镉活化, 再通过灌水、排水的方式将可溶态的镉排除;或者直接用弱酸性液体冲洗土壤, 将溶于弱酸的镉收集后处理。
2.2 钝化剂和生物炭联用体系的投加方式
相比于B-CSSH改性后的生物炭, 在生物炭中添加B-CSSH的镉钝化效果要远远好于前者。这可能是由于在生物炭的改性过程中, 吸附了一定量的B-CSSH, 从而大大降低了生物炭的吸附能力。此外也可能是由于改性过程中改变了生物炭中硬炭与软炭的比例, 从而使B-CSSH对Cd的钝化作用减弱。所以在实际过程中, 我们应采用先添加生物炭, 后添加钝化剂的方法, 保证优良的吸附性能。
2.3 以生物炭为核心的玉米田Cd污染治理体系的研究
我们构建的以生物炭为核心的钝化体系在镉污染土地整治中发挥了良好的作用。在土壤中, Cd主要是以弱酸提取态或者是残渣态存在, 不同成分的钝化体系对Cd的转化能力也不同。这是由于钝化剂的含量在很大程度上决定了钝化体系的性能, 要根据不同的Cd浓度选取恰当的钝化体系。钝化体系中的生物炭的吸附性能主要是由于官能团的配位原子具有络合能力, 可以改变土壤的PH值、有机质含量等, 从而改变土壤对Cd的吸附能力。
结束语
通过分析生物炭的吸附性能和环境行为以及生物炭对镉污染土壤的修复效应, 探讨了炭材料吸附性能的特点和影响因素, 对建立生物炭为核心的Cd污染治理体系做了详细的阐述, 实验表明这一体系对Cd污染治理有着显著的成效, Cd的钝化率明显增大。然而这一效果能否保持长久还需要大量的实验及实地耕种去验证。
摘要：随着Cd污染治理过程中问题的不断出现, 炭材料与钝化剂的联合应用而生。为此, 本文研究了生物炭的吸附性能及其环境行为, 并分析了生物炭对镉污染土壤的修复效应, 为生物炭在重金属Cd的防治提供了一定的理论依据。
关键词：重金属,镉污染,生物炭,土壤修复
参考文献
[1] 丁疆华, 舒强.土壤环境中镉, 锌形态转化的探讨[J].城市环境与城市生态, 2011, 14 (2) .
土壤重金属范文第5篇
1 土壤墒情预报方法
目前, 国内外土壤墒情预报研究所采用的方法概括起来可大致分为经验公式法、水量平衡法、消退指数法、土壤水动力学法、时间序列法、神经网络模型法、遥感监测法等几类[1]。本文用经验公式法开展研究。土壤含水量与降水、气温、风速、蒸发量等有着密切的关系。通过对辽宁省昌图县气象站近22年4月中下旬土壤墒情、降水量、平均气温、平均风速、蒸发量等资料分析计算, 得出如下结果:
昌图县4月28日10cm的土壤墒情与4月中下旬的合计降水量相关最显著, 相关系数为0.72。
昌图县土壤含水量与气温为负相关, 相关系数为-0.43, 10cm土壤含水量与时段内平均风速为负相关, 相关系数为-0.26。
蒸发量是一个综合因子, 如果气温高、风速大、日照多、地温高、时间长, 则蒸发量大;反之蒸发量小。经统计得到:蒸发量与土壤墒情负相关明显, 昌图县4月28日10cm的土壤墒情与4月中下旬蒸发量的相关系数为-0.51。
在没明显透雨的情况下, 可使用土壤墒情预报经验公式计算。在春旱期间, 10mm以上的降水, 一般每增加1mm降水, 10cm土壤墒情可增加0.7个百分点左右。如果春季一般降水达40mm以上时, 土壤含水量会达到饱和, 此种情况不用计算, 可直接预报某日大雨后, 土壤墒情可达25%以上。
在没有降水的情况下, 10cm土壤墒情平均1d下降0.3个百分点左右。
康绍忠[2]通过研究发现, 时段末土壤含水量与时段初土壤含水量、时段内累计降水量、日平均气温等具有较好的多元线性关系, 即:
式 (1) 中:θt为时段末土壤含水量, θ0为时段初土壤含水量, R为时段内累计降水量, T为时段内日平均气温, a, b, c, d为经验系数。
经过统计验证, 预报误差达到最小时, 确定经验系数。
预报未来有大于10mm降水时, 可用式 (2) 计算10cm土壤墒情变化。式 (2) 中θt为时降水后的土壤含水量, θ0为时段初土壤含水量, R为未来某降水过程大于10mm降水量。
变量多不易确定经验系数, 最好是选一个能代表多个变量的要素。所以我们选择了蒸发量这一要素, 蒸发量可以代表气温、风速、日照、地温、时长等要素的综合作用。
在预报未来一段时间内, 没有降水的情况下, 可用下式计算10cm土壤墒情的变化。
式 (3) 中θt为时段末土壤含水量, θ0为时段初土壤含水量, L为未来几日的蒸发量。
3 具体实例
例如2017年4月23日昌图县10cm土壤墒情为15.7%, 预报未来10d没有明显降水, 未来10d内平均每天蒸发量为7mm, 那么到5月3日10cm土壤墒情将下降到多少?
由计算得出, 昌图县5月3日10cm土壤墒情下降到12.9%左右, 地表墒情很差。
又例如:昌图县5月3日10cm土壤墒情为12.9%, 预计昌图县5月4到5日有中雨, 平均降水量为20mm, 那么5日降水后, 10cm土壤墒情将上升到多少?
用式 (2) :θt=θ0+0.7 (R-10) 计算如下:
由计算得出, 昌图县5月5日降中雨后, 平均10cm土壤墒情将上升到19.9%左右。
结束语
研究墒情变化, 统计与土壤墒情变化相关的气象要素, 查找相关情况, 建立墒情预报方法, 为更好地服务农业生产提供技术支撑。
摘要：研究土壤墒情预报, 确定未来旱涝发展趋势, 对农业生产服务有重要意义。统计与土壤墒情变化相关的气象要素, 计算各要素与土壤墒情的算相关系数, 建立简便易行的土壤墒情预报方法, 为更好地服务农业生产提供技术支撑。
关键词：土壤墒情,相关分析,墒情预报
参考文献
[1] 栗容前, 康绍忠, 贾云茂.农田土壤墒情预报研究现状及不同预报方法的对比分析[J].干旱地区农业研究, 2005, 23 (6) :194-199.