农药污染对土壤的影响与防治的综述

农药污染对土壤的影响与防治的综述
农药污染对土壤的影响与防治的综述

新疆农业大学

专业文献综述

题目: 农药污染对土壤的影响及防治

姓名: 马新华

学院: 资源环境学院

专业: 环境科学

班级: 环科032班

学号: 034232239

指导教师: 孙霞职称:讲师

2007 年3月13日

新疆农业大学教务处制

农药污染对土壤的影响及防治

作者:马新华指导老师:孙霞

摘要:农药是重要的生产资料,在农业生产中发挥了积极的作用。随着使用量和使用年数的增加,农药对土壤产生了很多不良影响,甚至危害人体健康。本文在参阅大量文献资料的基础上简述了国内外农药污染土壤的现状, 综述农药污染对土壤的影响并介绍了目前国内外土壤农药污染的综合修复治理方法,包括物理—化学修复、化学修复、微生物修复和植物修复技术。

关键词:农药污染土壤影响修复

Influence and its control of Pesticide Pollution on the soil Author:Ma xinhua Instructor teacher:Sun Xia Abstract:Pesticide plays a very important role in agriculture development.With the increase of using years and application amount,it produse the harmful effect on the soil and people's health. This paper states briefly the present situation of soil polluted by pesticide and the impact on soil in China and reviews technologies of the comprehensive control of soil polluted by pesticide . including: physical chemical remediation, chemical remediation , bioremediation and phytoremdiation.

Key word: Pesticide pollution Soil effect Remediation

前言现代农业生产中,化学农药在植物病虫害综合防治中占有重要地位。近年来,我国每年施用农药防治病虫草害3亿hm2,挽回粮食4300万t、棉花160万t,蔬菜4800万t、水果520万t,总价值5亿元左右。但农药的过量使用也造成了严重的环境污染问题。土壤作为植物生长的基质,是一种基本的的农业生产资料,土壤质量好坏直接关系到土壤的产出能力。因此,为了农业的可持续发展,必须在充分了解农药污染对土壤的影响基础上,及早预防土壤的污染和进一步污染。同时,对已经发生农药污染的土壤及早治理,以免污染进一步扩大到大气、水体或在食

物链中富集,最后造成成人类健康和整个生态环境的彻底毁坏。

1.国内外土壤污染现状

化学农药作为保障农业丰收的重要手段,在农业生产中发挥着非常重要的作用。然而,由于人们长期的不科学用药,剧毒、高残留、难降解农药的大量使用,我们面临着不断增加的土壤、地下水和大气农药污染的环境问题[1~3]。国家质检总局公布的最新数据显示,目前我国农药年产量已达40万t,居世界第2位(全世界12亿磅,1997年)。我国农业防治约需农药25万t,而农药的利用率只有10%~20%,其余进入农作物、土壤。2000年太湖流域农田土壤中15种多氯联苯同系物检出率为100%,六六六、DDT超标率为28%和24%,上海市郊区农田中的DDT含量严重超标,南京市菜地土壤中六六六和DDT的检出率为100%。据统计,我国被污染的土壤面积已达到1300万~1600万hm2,经济损失达10亿元之巨。夏威夷耕地土壤中同样也发现禁用了15年的七氯和七氯环氧化物严重超标[4]。由此可见,世界各地土壤中的农药污染问题已经到了非常严重的地步。

2001年联合国环境规划署(UNEP)通过的《关于持久性有机污染物的斯德哥尔摩公约》列出了12种优先控制持久性有机污染物(POPs),其中农药占了9种(艾氏剂、六氯代苯、氯丹、灭蚁灵、狄氏剂、毒杀芬、DDT、异狄氏剂、七氯);另外,20种被列为潜在持久性有机污染物中农药也占据了大部分[5]。这些农药等持久性有机污染物质具有典型的憎水亲脂特性,易吸附于土壤颗粒,在环境中长期存在。土壤农药污染直接导致农产品中农药超标,产品品质下降。据2000年国家质检总局数据,全国47.5%的蔬菜农药残留超标,因农残超标被退回的出口农产品金额达74亿美元。另一方面,土壤中农药污染严重威胁到人和动物的健康,将通过食物链在脂肪中积累,导致免疫系统、荷尔蒙、生殖系统疾病和诱发癌症[6]。我国每年因农药残留急性毒性就造成80多人的死亡和800多人中毒事件。农药残留导致的间接的生态环境破坏的损失更加无法估量。鉴于农药残留的持久性、农药施用的普遍性和农药污染的严重性,土壤农药污染的修复成为必须解决的重大问题,引起了众多科研工作者的高度关注。

2.农药污染对土壤影响

2.1 农药对土壤动物种群数量的影响

农药能杀害生活在土壤中的某些无脊椎动物,使其数量减少,甚至种群濒临灭绝。例如,澳大利亚在东部200万平方公里的范围内用有机磷杀虫剂杀螟松控制蝗虫,结果导致非靶标无脊椎动物的种类和数量明显减少。农药对蚯蚓有很强的毒性,低剂量的农药即可引起蚯蚓数量的减少。郭永灿[8]等研究表明,随着农药污染程度增加,蚯蚓种类和数量减少,在重污染区优势种消失。有机磷农药废水污染区的土壤动物调查表明,土壤动物种类数量随污染程度的增加而明显减少,群落结构发生明显变化。土壤中数量最大的节肢动物是蜱螨类、跃尾虫类和其它小昆虫,其中一些是植物的害虫,另一些是嗜腐性和肉食性的。肉食性小动物对滴滴涕和六六六很敏感,当它们被杀死时,通常被它们捕食的弹尾目类数量明显增加。另外,大多数有机磷杀虫剂,均能使肉食类小动物数量减少,而嗜腐性小动物增加[7]。

李忠武等研究表明,土壤动物种类数和个体数均随敌敌畏浓度的增加而呈明显的递减趋势。如从种类数看,所获76属(科)土壤动物中在低浓度时有53属(科),而在高浓度组中仅有26属(科),中间浓度种类数从48属(科)减少到31属(科);群落多样性指数也随浓度升高而降低。这说明农药污染影响到土壤动物的结构特征和功能,而土壤生态系统的变化又必将影响到土壤的性质,进而影响到作物生产;另外,土壤动物优势类群也发生变化,随着农药浓度的升高,敏感种类明显减少。甲胺磷对土壤动物有明显影响。甲胺磷处理土壤后,土壤动物种群和数量随浓度提高而减少,优势种群的数量随甲胺磷浓度的升高而依次降低,稀有类群则表现为随甲胺磷浓度的递增,种数依次减少[8]。

2.2 农药对微生物区系的影响

农药对土壤微生物的影响,涉及与土壤肥力、植物生长发育和植物病理相关联的微生物的各个方面,影响有直接的或间接的、抑制的或促进的、暂时的或持久的各种类型。如农药溴苯腈对土壤中的细菌、真菌和放线菌有明显影响。溴苯腈在田间施用量水平时,使细菌和放线菌的数量升高,而在高浓度时会抑制细菌和放线菌的数量,并且降低真菌的数量,使土壤纤维素酶的活性也受到抑制。磷酸酶的活性是在溴苯腈田间施用量水平时有促进作用,在高浓度时被延迟,碱性

磷酸酶的活性被加速。一般来说,如果大量使用杀虫剂或除草剂,就能消灭或抑制土壤微生物的活动。土壤杀菌剂和熏蒸剂可以剧烈改变微生物在土壤中的生态平衡,与除草剂和杀虫剂不同,能引起微生物群落的显著变化[9]。农药对土壤微生物的影响是多方面的,包括农药对土壤呼吸强度、硝化和氨化作用。以及农药对根际微生物群落、共生固氮菌的活性等方面,通过影响土壤微生物区系,进而影响土壤营养物质的转化,改变农业生态系统中营养循环的效率和速率。Chen 等在由小麦、有机补充物与土壤组成的微环境中,研究了杀真菌剂苯菌灵和克菌丹对土壤生态过程的影响。结果表明,土壤基质诱导呼吸、土壤酶活性(脱氢酶和磷酸酶)、微生物生物量氮、分解性有机氮浓度均明显降低,对有机补充物麦

秆的分解也被杀真菌剂抑制,而土壤尿酶活性、 NH

4+-N和NO

3

--N浓度、矿质态

氮及固氮速率升高[10]。

杨永华[11]等研究结果表明,农药严重污染土壤与无污染土壤的微生物群落功能多样性差异显著。农药严重污染的土壤微生物群落所含的在微平板上能利用BIOLOG GN为碳底物的微生物要远少于无污染土壤的微生物群落,说明这两种土壤的微生物群落组成是不同的。农药严重污染会减少能利用碳底物的微生物数量,降低微生物对单一碳底物的利用能力。

Bartha等的研究表明,当土壤用常规用量的22甲242氯丙酸、茅草枯、毒莠定及阿米酚处理时,8h后CO

2

的生成量就降低了20 %~30 %[9]。这表明土壤微生物呼吸受到了抑制。

2.3 农药对土壤硝化作用的影响

某些杀虫剂会对土壤硝化作用引起长期显著的抑制。如异丙基氯丙胺灵在80 mg/ kg 时完全抑制硝化作用[10]。张爱云等(1990 年) 研究结果表明,五氯酚钠、克芜踪、氟乐灵、丁草胺和禾大壮5种除草剂分别施入太湖水稻土和东北黑土后,对硝化作用的抑制影响比在水稻土中较为明显[12]。

3.农药污染土壤的修复研究

目前,西方国家已研制出许多较成熟的土壤及地下水污染修复技术。可分为物理—化学修复、化学修复、微生物修复和植物修复研究。

3.1 物理—化学修复研究

土壤真空吸引法(SVE) 是一种重要的物理—化学修复方法。它是利用真空泵产生负压,驱使空气流过受农药污染的不饱和土壤孔隙而解吸并夹带有机成分流向抽取井,并最终于地上处理,对于受挥发性有机农药污染土壤的净化来说,SVE是一种有效的方法。在饱和土壤受农药污染的情况下,可用空气注入地下水,空气上升后对地下水及饱和层土壤中有机农药产生挥发,解吸及生物降解后空气流将携带这些有机组成继续上升至不饱和层土壤,在那里通过常规的SVE 系统回收。对于SVE技术中较难处理的“半挥发性有机组成”。可通过电磁波频率加热(RF Heating) ,热量是通过埋入土壤中电极产生,大小与加热频率有关,土壤温度可达100~300℃,PEARCE(1995)研究表明只要温度到达150℃以上RF Hcating技术就可很好应用于绝大多数土壤。

3.2 化学修复研究

土壤冲洗修复是一种重要的化学修复技术。即在现场利用冲洗液(水或表面活性物质和有机溶剂) 将污染物从土壤中置换出来的技术,一般做法是将冲洗液渗入或注入至土壤污染区,使之携带农药达到地下水,然后用泵抽取含有农药的地下水送到污水厂进行处理,但是当土壤渗透系数很低时(K<1×10 - 5CM/ S) 该技术受到限制[13] 且一般都需要建设泥浆墙将污染区隔离以防污染向四周扩散,常用于修复污染土壤的表面活性物质有[14] :非离子表面活性剂(如乳化OPTritoX - 100 ,平平加,AEO- 9 等) ,阴离子表面活性剂(如十二烷基苯磺酸钠SLS AES 等) 阳离子表面活性剂(如溴化十六烷基三甲胺),生物表面活性剂以及阴- 阳离子混合表面活性剂,国内外对以上几种表面活性剂都做了大量研究,如:SUN 等(1995) 研究了Triton X -100 对土壤吸附P,P′- DDT,212′,414′,515′-PCB和112 ,4 - TCB性能的影响[15] ;ROY等(1997) 从Sapindus mukurossi果皮中提取生物表面活性剂,冲洗土壤中六六六;015%和110%生物表面活性剂溶液去除土壤中六六六的效率分别是清水的20倍和100倍等[16] 。由于土壤胶体主要带负电荷,阴离子表面活性剂在土壤中吸附较弱,很容易发生沉淀作用,非离子表面活性剂不容易发生沉淀作用,但易被土壤胶体所吸附,阴—阳离子混合表面剂与单一表面溶性剂相比吸附作用和沉淀作用均降低。而由微生物,植物或动物产

生的生物表面活性剂通常比合成表面活性剂的临界胶束浓度较低,清除土壤农药效果较好,且不会产生第二次污,因此在土壤修复中有良好应用前景。除表面活性剂外有机溶剂也可用来修复农药污染的土壤。例如,国外用甲醇,乙丙醇等溶剂萃取清洗土壤中高浓度的P,PD-DDT,P,P′-DDD ,P,PD-DDE ,当溶剂:土壤为1:6时去除农药的效率可达99%;其清除效率与萃取次数溶剂:土壤的比值及土壤湿度有关。

此法投入大,据国内有关专家报道,对1hm面积的污染土壤进行工程治理(客土),每1m深土体的耗费高达800万~2400万美元,因而此法不是一种理想的污染土壤修复方法。化学修复是利用水压力推动清洗液通过污染土壤而将污染物从土壤中清洗出去。其关键在于选择合适的土壤清洗表面活性剂。此法费用较低,操作人员不直接接触污染物,但仅适用于砂壤等渗透系数大的土壤,且引入的清洗剂易造成二次污染。

3.3 微生物修复研究

农药污染土壤的微生物修复研究呈现两个方面的研究重点。一方面,在许多研究中,通过添加营养元素等外在条件刺激土著降解性微生物的作用来达到修复效果。Fulthorpe等[17]从巴基斯坦土壤中分离的微生物都能矿化2,4-D,并发现添加硝酸盐、钾离子和磷酸盐能增加降解率。加拿大的StaufferManagement 公司数年来发展了一些农药污染土壤的生物修复技术[18],他们在特定环境中通过激发降解性土著微生物群落的功能达到修复目的,并且在美国专利局获得了3项专利。另一方面,许多研究证实了通过接种外源降解性微生物可以达到很好的生物修复效果。Nassser(1994)从污染了氯乙异丙嗪的土壤中分离到混合微生物培养物,接种到土壤中可将0.14 mol的氯乙异丙嗪在25天内完全降解,使其矿化速度提高了20倍。Shapir等人报道,在受除草剂阿特拉津污染的土壤中投Pseudomonas sp. ADP进行生物强化,可使阿特拉津达到90%~100%的降解。Struthers等分离到A.radiobacter J14a,并将其接种到只具有少量野生降解菌的阿特拉津污染土壤中,发现阿特拉津的矿化速度提高了2~5倍;而将其接种到含大量阿特拉津降解菌的土壤中则缩短了降解的延滞时间1993~1995Spadaro[18]在波兰的ODOT进行了土壤中2,4-D的生物修复田间试验,在厌氧环境下加入厌氧消化污泥,经过7个月

的处理,土壤中2,4-D从1100 mg/kg降低到18 mg/kg,并在大规模试验中证实了生物修复的可行性。

国内的一些单位也进行了大量的微生物修复研究[19]。福建农业大学将分离出的有机氯农药(六六六、DDT)降解菌株制成复合菌剂,应用于盆栽试验和田间小区试验,所得到的降解效应类似于纯培养试验,对有机氯的降解率达到50%~60%。裘娟萍等人通过循环富集法筛得多效唑高效降解菌群,能彻底降解多效唑产生,并建立了受多效唑污染土壤的再生修复技术,35天土壤中多效唑的降解效CO

2

果达86.2%[20]。张卫等从试验土壤中分离到1株高效降解阿维菌素的菌株,土壤接种该优势菌后有助于加快阿维菌素的降解[21]。虞云龙等研究表明根围土壤丰富的微生物对丁草胺的降解具有显著的促进作用。根围土壤中丁草胺的降解是非根围土壤的1.63~2.34倍,接种处理后这种促进作用得到进一步加强,其降解速率是非根围土壤的1.68~2.83倍[22]。于起步阶段,然而却取得了快速的发展。南京农业大学在土壤农药残留的微生物修复方面进行了大量的工作,从1991年开始对各种农药残留降解菌株进行了生物学特性和工业化发酵生产工艺等各项术参数研究,形成了农药污染微生物修复成熟的技术体系和产品,进行了累计几千次田间小试试验和数十次中试规模试验,并将技术产品应用于水稻、韭菜、小青菜、芦笙、冬枣等农产品和各种性质的农田土壤的农药污染原位修复,其农药降解率在80%以上,修复效果显著。

3.4 植物修复研究

近几年植物修复技术逐渐成为生物修复中的一个研究热点,植物修复适用于大面积、低浓度污染,不但可去除环境中重金属与放射性元,还可去除环境中农药。植物主要是通过三种途经去除农田中的农药:(1) 植物直接吸收、转化、降解农药; (2) 植物根系直接向土壤分泌能直接降解农药的酶;(3) 植物根系分泌一些有机酸等物质,促进根际周围微生物的生长和繁殖,从而降解农药。Reddy 等[ 23 ]报道了p -硝基酚在种植水稻的根际土壤中的变化。15天后在厌氧条件下,p-硝基酚在种植作物与没有种植作物的土壤中的分解分别为30%与6.9%;而在好氧条件下,p -硝基酚在种植作物与没有种植作物的土壤中的分解则分别为22%与10%。Boyle等[24]研究了酚、2,4–DCP、2,4-D和2,4,5-T在种植红三叶草与

飞蓬草等8种草的根际区土壤中的矿化,农药在根际区矿化的速率常数要大于非根际区的速率常数,其中2,4-D高达8倍, 2,4,5- T则高达3倍。Hoagland等[25]用玉米和假单胞菌及添加剂联合修复酰胺类除草剂污染土壤后认为化学和生物联合可大大提高修复效果。Schnabel等[26]报道了三氯乙烯被胡萝卜、菠菜和西红柿吸收后转移到植株体内并与植物组织发生键合,键合物毒性比原来降低。Newman等[27]报道杂种白杨树能吸收三氯乙烯并可将其降解为三氯乙醇、三氯乙酸和二氯乙酸等。Boyle等[28]报道了栽种植物的种类与土壤特性对修复受2,4,5 - T污染土壤的影响,认为土壤特性对修复效果具有决定性作用。Zhao等[29]报道

了须芒草和柳枝稷等草原草对莠去津和甲氨基氯的降解作用,并认为施用NH

4NO

3

对降解效果基本无影响。Miller等[30]报道了用芽草类植物修复五氯苯酚污染的土壤,认为植物根系分泌物为根际微生物提供了营养,根际微生物矿化五氯苯酚的速率提高了100倍。Li等[31]报道了氟乐灵和林丹在黑麦草中的吸收,黑麦草刚接触农药的10h内可快速吸收并积累在体内,吸收速率逐渐降低最后达到平衡。夏会龙等[32,33]报道了用凤眼莲修复马拉硫磷、乙硫磷、三氯杀螨醇和三氟氯氰菊酯等农药污染水体的机理,认为主要是凤眼莲吸收并在体内积累和降解农药,贡献率分别达67.28%、69.28%、37.77%和63.06% ,而微生物的贡献率较小。

国内对农药污染土壤的植物修复研究刚刚起步,我国也有研究者开始研究杂草对DDT的吸收与富集作用。安凤春等[34,35]比较了用早熟禾、草地早熟禾、多年生黑麦草与高羊茅草等10种草坪草修复受DDT、BHC和三氯杀螨醇污染土壤的能力。研究发现,同一品种的草在不同土壤中对污染物的清除能力是不同的,不同品种的草在同一土壤中对污染物的清除能力也是不同的。在植物修复的过程中,通过草对有机污染物吸收的途径而去除土壤中污染物所作的贡献很小,植草的作用可能是通过草的根部向土壤释放酶和某些分泌物,从而激发土壤中微生物的活性,并加速农药生物降解作用的结果。草在不同土壤中修复能力的差异,可能与不同土壤中所存土著微生物的差异以及其活性受酶和某些分泌物所激发差异的结果。

4.结论

土壤农药污染重在防治,以从根本上减少农药用量,减轻环境污染。对已被

农药污染土壤的修复技术而言,生物修复节约费用,对环境影响小,不会形成二次污染或导致农药转移,最大限度的降低污染物的浓度,可以同时处理受污染的土壤和地下水等优点。同时,也有一些问题尚待研究。如:微生物活性受温度和其它环境条件变化的影响;微生物不能降解所有进入环境中的污染物;污染物的难解性、不溶性,如何将生物降解恢复技术与物理和化学处理方法组成统一的技术体系以加快土壤中农药的降解将成为发展的方向。

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土壤镉污染的治理方法

土壤镉污染的治理方法 目前,镉污染治理方法的研究概括起来,主要有四种治理措施。 1、工程治理方法 工程治理是指用物理或物理化学的原理来治理土壤锅污染。土壤中镉元素的形态是可逆的。随着酸性污水的侵袭,被固定的镉又被活化为交换态。因此对锅污染土壤最彻底的改良方法是铲除其表土。如沈阳张士灌区对土壤锅污染的改良方法,根据镉元素在土壤中的分布状况,铲除表土5-10cm,即可使米镉下降25%-30%,铲土15-30 cm,米镉下降50%,但需要一定量投资,其效果更佳。此外还可以在污染的土壤上加上未污染的新土或将污染的土壤移走换上新土等。以上措施具有效果彻底、稳定等优点,但实施复杂、治理费用高和易引起土壤肥力降低等缺点。 2、生物治理方法 生物治理是指利用生物的某些习性来适应、抑制和改良镉污染。主要有:动物治理:①利用土壤中的某些低等动物蚯蚓、鼠类等吸收土壤中的镉。②生物治理:利用土壤中的某些微生物对镉产生吸收、沉淀、氧化和还原等作用,降低土壤中镉形成难溶磷酸盐;原核生物(细菌、放线茵)比真核生物(真菌)对镉更敏感,格兰氏阳性菌可吸收镉。 3、化学治理方法 化学治理就是向污染土壤投入改良剂、抑制剂,增加土壤有机质、阳离子代换量和粘粒的含量,改变pH、Eh和电导等理化性质,使土

壤锅发生氧化、还原、沉淀、吸附、抑制和拮抗等作用,以降低锅的生物有效性。①施用石灰,此法提高土壤PH,又增加了土壤表面对镉的吸附,使镉的毒性降低,是抑制植株吸收镉的有效措施。②施加有机物(OM),增大土壤的吸附能力或生成CdS沉淀,从而减轻危害。 ③化学沉淀方便简单,实际应用较多,如在水田条件下施正磷酸盐化合物使之形成沉淀。例如沉淀法就是指土壤溶液中金属阳离子在介质发生改变(PH、OH- 、S042-、等)时,形成金属的沉淀物而降低土壤镉的污染,如向土壤中投放钢渣易被氧化成铁的氧化物,对镉的离子有吸附和共沉淀作用,从而使镉固定。④离子拮抗利用,Mn2+、Ca2+等阳离子对C d2+的拮抗作用,可减少植物对福的吸收。此外,电动修复镉污染土壤也是一个比较良好的方法,Marceau等研究了小规模的镉污染土壤的电动修复,用硫酸控制阴极区的酸度,提高镉溶出率,经过3000多小时的电动修复,镉的起始浓度为882 mg/kg 污染土壤,最终98. 5%的镉清除,效果较好。化学治理措施优点是治理效果和费用都适中,缺点是容易再度活化。 4农业治理方法 农业治理是因地制宜的改变一些耕作管理制度减轻锅的危害,在污染土壤种植不进入食物链的植物。主要途径有:①通过控制土壤水分来调节其氧化还原电位(Eh),达到降低镉污染的目的;②在不影响土壤供肥的情况下,选择最能降低土壤锅污染的化肥;③曾施有机肥固定土壤中锅的化合物以降低土壤锅的污染;④选择抗污染的植物和不在镉污染的土壤种植进入食物链的植物。例如在含镉

几种典型的土壤污染修复技术综述_徐铁兵

Value Engineering 0引言 土壤是人类赖以生存的主要自然资源之一, 也是人类生态环境的重要组成部分。土壤是由矿物质、动植物残体腐解产生的有机物质、土壤生物、水分和空气等固、液、气三相组成的。土壤介质是非均质的集合体,结构复杂,大量有机、无机胶体和氧化物相互交错、混杂,介质表面上的存在电场和剩余力场,具有巨大的表面能,能与土壤液、气相中的离子、质子、分子相互作用。与此同时,土壤中的生物体系非常丰富,包括微生物区系、微动物区系和动物区系,其中尤以微生物最为活跃。土壤生物使土壤具有生物活性,是土壤形成、养分转化、物质迁移、污染物迁移转化的重要参与者。此外,土壤中的有机和无机的氧化性和还原性物质构成了一个复杂的氧化还原混合体系,土壤在这些物质的共同作用下表现出一定的氧化-还原特性。土壤的这些性质,使土壤具备了一定的自净能力。 虽然土壤自身的净化作用可以减少土壤中污染物的污染程度,但是如果进入土壤中的污染物含量在数量和速度上超过土壤的自净能力,即超过土壤的环境容量,终将会导致土壤的污染。土壤污染在中国已成为一个日益严重的问题。这些污染场地的存在带来了双重问题:一方面是环境和健康风险;另一方面是阻碍了城市建设和地方经济的发展。解决此问题最直接方法是场地修复[1]。 1土壤修复技术 1.1几种典型的土壤污染问题 1.1.1重金属污染采矿、冶金和化工等工业排放的三废、汽车尾气以及农药和化肥的使用都是土壤重金属的重要来源。按生物化学性质土壤中的重金属可以分为两类:第一类,对作物以及人体有害的元素,如汞、镉、铅及类金属砷等,因此,必须减少这些元素的含量使其不超过环境的容量;第二类,常量下对作物和人体有益而过量时出现危险的元素,如铜、锌、铬、锰及类金属硒等,应控制其含量,使其有益作物生长和人体健康。 1.1.2石油污染石油污染是指在石油的开采、炼制、 贮运、使用过程中原油和各种石油制品进入环境而造成的污染,土壤中的石油污染物多集中在20cm 左右的表层。石油开采过程中产生的落地油和油田的接转站、联合站的油罐、沉降罐、污水罐、隔油池的底泥,炼油厂含油污水处理设施产生的油泥,也是我国油田土壤石油污染的主要来源。污染土壤中石油主要成分为C15-C36的烷烃、多环芳香烃、烯烃、苯系物、酚类等,其中环境优先控制污染物多达30种。 1.1.3化肥污染化学肥料在现代化的农业生产中不仅是粮食增产的物质基础,更是农业生产资料的主体。在粮食增产中花费的贡献率在40%-60%,稳定在50%左右,但是化肥中的有毒重金属、有机物以及无机酸类等是造成土壤污染的主要来源。 1.1.4农药污染据初步统计,我国至少有l300-1600 万hm 2耕地受到农药污染。 造成土壤农药污染的主要是有机磷和有机氯农药。据2000年国家质检总局数据,全国47.5%的蔬菜农药残留超标,因农残超标被退回的出口农产品金额达74亿美元。 1.2污染土壤的修复技术现有污染土壤的修复途径包括:第一,降低污染物在土壤中的浓度;第二,通过固化或钝化作用改变污染物的形态从而降低在环境中的迁移性;第三;从土壤中去除[2]。下面介绍几种土壤的修复技术: 1.2.1物理修复治理污染土壤的方法在20世纪80年代以前仅仅限于物理法和化学法。如早期的焚烧法、换土法以及隔离法等都要求高温、人力以及机械设备等,不仅成本很高,最主要的是没有从根本上解决污染问题,这些处理方法仅仅是使污染物发生了转移,对这些污染物还需要进一步的处理,目前这些方法仅仅应用于处理一些突发的紧急事件。而现在出现的一些经济可行的新技术、新工艺等逐渐成为了研究的热点,如:电修复法、土壤气相抽提法及CSP 法、热解析法等。 电修复法:将电极插入到受污染的地下水或土壤区域,在直流电的作用下形成直流电场,则土壤中的离子和 —————————————————————— 作者简介:徐铁兵(1973-),男,河北辛集人,工学硕士,高级工程 师,研究方向为环境影响评价和固体废物资源化。 几种典型的土壤污染修复技术综述 Overview on Several Typical Soil Pollution Remediation Technologies 徐铁兵XU Tie-bing ;梁静LIANG Jing ;孙玉艳SUN Yu-yan (河北省环境科学研究院, 石家庄050037)(Hebei Provincial Environmental Science Research Institute ,Shijiazhuang 050037,China ) 摘要:土壤污染是当前重要的环境问题之一。本文概述了目前国内外处理污染土壤常用的物理修复、化学修复和生物修复技术 以及其研究进展。由于各种修复技术各有所长、各有所短,因此为了克服单一方法的缺点,发挥不同修复技术的长处,对加强研发污染 土壤的综合修复技术提出了几方面建议。 Abstract:Soil pollution is one of the important environmental problems.This paper outlines the current physical remediation,chemical remediation and bioremediation Technique as well as their research in soil pollution treatment at home and abroad.Because each one has its good points and limitations,therefore,in order to overcome the disadvantages of a single method,play the strengths of different remediation technology,this paper puts forward several suggestions to comprehensive remediation technology of strengthening the research and development of contaminated soil. 关键词:土壤污染;重金属;石油烃;持久性有机物(POPs );土壤修复技术Key words:soil pollution ;heavy metal ;petroleum hydrocarbon ;persistent organic pollutants (POPs);soil remediation technology 中图分类号:X53文献标识码:A 文章编号:1006-4311(2013)14-0313-02 ·313·

有机氯农药污染

有机氯农药及其对长江中下游的污染 摘要:1948年的诺贝尔医学奖授予发明剧毒有机氯杀虫剂DDT的瑞士化学家米勒。此后有机氯农药因其高效,应用十分广泛。直到上世纪70年代人们才意识到它的危害。但因历史上的滥用,有机氯农药至今仍然威胁着我们。我国作为农业大国,在上个世纪也大量使用过有机氯农药,这些有机氯农药残留现状如何?本文以长江中下游为例,探讨有机氯农药对环境的影响。 关键词:有机氯农药危害富集污染 引言:环境污染是人类当今面临的一大问题。发达国家近代人口急剧增长,随着工业的快速发展,城市化进程起步,大量人口离开土地,不再参与粮食的生产,这就要求提高农产品的产量以满足这些人口的需要。此时,化学农药随着工业化与科学技术的发展应运而生。其中有机氯农药就是曾经广泛使用的一种。这种农药效果好,制备成本低,且以当时的观点来看,有机氯农药对环境和人类的毒害小。因此包括我国在内的很多国家都曾大规模地采用有机氯农药。但有机氯农药的滥用对人类的健康造成极大危害,这种危害至今没有消除。接下来我们具体认识一下有机氯农药,并以长江中下游为例看看有机氯农药对环境的威胁。 有机氯农药的概念 有机氯农药是指在农业上用作杀虫剂、杀螨剂和杀菌剂的各种有机氯化合物的总称。属于高效广谱农药,包括脂肪族、芳香族氯代烃[2],主要分为以苯为原料和以环戊二烯为原料的两大类。前者包括杀虫剂DDT和六六六,以及杀螨剂三氯杀螨砜、三氯杀螨醇等,杀菌剂五氯硝基苯、百菌清、稻丰宁等;后者如作为杀虫剂的氯丹、七氯、艾氏剂等[1]。 有机氯农药是第一代农药,以DDT和六六六的使用历史最为悠久[2]。DDT的化学名称为双对氯苯基三氯乙烷,因有分子中有两个氯苯基和三个氯又称为二二三。六六六的化学名称是1,2,3,4,5,6-六氯环己烷,因分子中有六个氯、六个碳和六个氢,所以俗称六六六。 DDT的结构式六六六的结构式 有机氯农药的性质 物理性质方面,常用的有机氯农药蒸气压低,挥发性小,停用后自然环境要经25~110年才能复原[6]。因此有机氯农药可以缓慢杀死很多害虫。同时,有机氯农药脂溶性强,水中溶解度大多低于1ppm,因此在使用六六六等农药时先将其溶解在煤油中,然后将煤油溶液在水中制成乳浊液。另外,有些有机氯农药,如DDT能悬浮于水面,可随水分子一起蒸发[2]。 化学性质方面,氯苯结构稳定,不易为体内酶降解,在生物体内消失缓慢。在土壤微生物的作用下的产物也像亲体一样存在着残留毒性,如DDT经还原生成DDD,经脱氯化氢后生成DDE,这两种也是后面研究中重点监测的产物。另一个重要性质是环境中的有机氯农药可以通过生物富集和食物链作用,随着食物链的向上扩展而富集,如虾在含0.005ppm滴滴涕的水中养七十二小时, 体内含量达0.14ppm。在美国密执安湖水中含有少量滴滴涕, 但通过食物链的富集, 滴滴涕在海鸥体内的含量为水内含量五千万倍等等[5]。 有机氯农药的应用历史 有机氯农药对虫类都有胃毒和触杀作用,如当昆虫爬行或停息在 DDT或六六六喷洒处,药物即可被昆虫表皮吸收,然后渗透到昆虫体内而将其毒死。20世纪40年代,因DDT和六

我国土壤中镉污染的研究进展

我国土壤中镉污染的研究进展 摘要:在大量研究资料的基础上,对目前受关注程度较高的镉(Cd)污染进行了概述,简要分析了国内土壤Cd污染状况;并对土壤重金属污染的一般治理方法进行了论述,在此基础上对生态修复理论进行了探讨。 关键词:土壤;镉污染;修复方法;生态修复 1 引言 当今世界环境污染问题已成为全世界最受关注的问题之一,而土壤中重金属的污染已是全球面临的重大环境污染之一。土壤重金属因其特有的生物的毒性和已积累性,对生态系统和人类的健康已构成严重的威胁,其中重金属镉更易被农作物吸收和积累,并通过食物链富集,进而对农产品品质安全和人类健康安全构成威胁。农产品质量不仅关系到城乡居民健康、营养与安全,而且关系到为我国农业与食品的国际竞争力。据研究表明我国农田土壤中的重金属含量持续增加,蔬菜地土壤受重金属的污染日益严重胡超[1]。 目前针对土壤重金属污染的治理,以修复被污染土壤为目的的技术体系主要有:①农业生态工程措施,即在被污染的土壤上种植不进入食物链的植物,或者栽植观赏苗木、铺设草皮等;②土壤改良措施,包括排土、客土、淋洗、增加土壤有机物、施加土壤改良剂等;③现代物理化学方法,如污染土壤固化、玻璃化、热处理;④生物修复(净化),即利用特殊植物或微生物体系清除土壤和水体中的污染物或降低污染物的毒性,使受污环境得到恢复。这些治理途径都有各自的优点和不足。利用客土、淋洗等各种物理、化学方法进行重金属污染土壤修复耗能大,操作费用高,对环境存在一定的二次污染性。而相应的利用生物修复技术则成本低、回收和处理富集重金属的植物较为容易,且在清理土壤重金属污染物的同时,可清除土壤周围大气和水体中的污染物,有较高的环境美化价值,有利于生态环境改善[2]。自20世纪90年代以来,植物修复技术已成为环境污染治理研究领域的一个前沿课题。植物修复过程依赖于植物的能力从而吸收和代谢毒性较低的污染物。不同的植物对污染物的吸收、积累和降解能力不同。植物的生长率和生物量是决定了该种植物能否被选为植物修复的植物,以及它们对污染物有一定的承受力和生物积累,它们根区的深度,和它们潜在的蒸腾能力。用于植物修复的植物不仅要有积累,降解或挥发污染物,但也应该有在不同的条件下迅速成长的能力。 2 我国土壤中镉污染状况 随着工业迅猛发展,大量的重金属严重污染了农田。我国大多数城市近郊土壤都受到了

农药对土壤的影响污染及防治措施

农药对土壤的影响污染及防治措施

农药对土壤的影响、污染及防治措施 娄凯 (郑州大学水利与环境学院河南郑州 450001)摘要:阐述了中国农药生产及使用的现状,经过分析农药的基本情况、农药使用中存在的问题,农药对土壤环境污染的原因, 分析农药对土壤环境的危害,介绍土壤中农药的迁移转化规律,概括总结了解决土壤污染的防治措施。 关键词:农田土壤;污染; 防治措施 1949 年—1980 年世界粮食单产由1 000 kg/ hm2 提高到2 499 kg/ hm2 ,平均增长39 kg/ hm2 。其中科技对农业高速发展的贡献率为70 %以上。作为贡献的核心是良种、化肥、农药和灌溉。建国以来,中国的农药工业取得了很大的发展,并为中国农业的丰产、稳产作出了巨大的贡献,使中国的粮食总产量稳居世界首位。特别是近年来中国的农药出现了长足的进步。当前中国的农药产量已列世界第二位。有统计数字表明,中国经过对病虫草害的防治,每年可换回粮食损失150 亿公斤。但同时农药的过量使用也造成了严重的土壤污染问题。 1、农药的基本情况 农药, 是指用于预防、消灭或者控制危害农业、林业的病、虫、草和其它有害生物以及有目的地调节植物、昆虫生长的化学合成物或者来源于生物、其它天然物质的物质及其制剂。迄今为止, 世界各国所注册的1500 多种农药中, 常见的有300多种, 按农药

化学结构可分为有机磷、氨基甲酸酯、拟除虫菊酯、有机氮化合物、有机硫化合物、醚类、杂环类和有机金属化合物等; 按其主要用途可分为杀虫剂(如澳氰菊酷、甲胺磷)、杀蜗剂(如杀瞒特)、杀鼠剂(如磷化锌)、杀软体动物剂、杀菌剂(如波尔多液)、杀线虫剂、除草剂(如除草醚)、植物生长调节剂(如助壮素)等; 按农药来源可分为矿物源农药(无机化合物)、生物源农药(天然有机物、抗生素、微生物)及化学合成农药, 而生物源农药又可细分为动物源农药、植物源农药和微生物源农药3类。 中国是发展中的农业大国、人口大国, 也是农药生产和使用大国。近年来中国农药总施用量达130 余万t( 成药) , 平均每hm2 施用接近15kg, 比发达国家高出一倍。而且在土壤中的残留农药量一般高达50%~60%。农药这一特殊用途化学物质问世以来, 在直接参与土壤生态环境生命过程中, 它为人类治理病虫害, 促进农作物的生长, 提高农作物的抗劣性能, 改进和提高农作物的品质, 但在此过程中所产生的一个不容忽视的问题是土壤生态环境问题, 它对社会发展所产生的不利因素值得反思和总结。 2、农药使用中存在的问题 2.1使用技术落后在农药的使用上存在着农药的品种和数量搭配不科学,使用器械落后等一些问题。农民缺乏科学知识和相应的农药使用管理措施。出现了滥用农药,随意加大用药量等现象,从而造成了包括农药对土壤污染在内的一系列污染问题。 2.2农药使用的品种结构不合理在中国的农药使用中,杀虫剂的比

土壤中的农药污染

土壤中的农药污染 我们每天都呼吸着空气,对空气很熟悉,我们每天的生活也离不开水,对于水我们同样不太陌生。但是我们最容易忽视的便是我们每天踩在脚下的土地。这片土地上适合的地方生长着维持我们生命必须的植物营养,然而人们为了自身的眼前利益,恶意破坏着一切生物赖以生存的基础----土壤。农药污染就是这厚度为两米左右的土壤的重要危害因素。 土壤中的农药污染及成因 农药对土壤的污染是指人类向土壤环境中投入或排入超过其自净能力的农药,而导致土壤环境质量降低,以至影响土壤生产力和危害环境生物安全的现象。农药对土壤的污染与施用农药的理化性质、农药在土壤环境中的行为及施药地区自然环境条件密切相关。 化学农药包括各种杀虫剂、杀菌剂、除草剂和植物生长剂等。农药作为农业生产的重要投入物对农业发展和人类粮食供给做出了巨 大的贡献。有资料表明,世界范围内农药所避免和挽回的农业病、虫、草害损失占粮食产量的1/3。然而长期大量的使用农药其污染及危害是极为严重的,农药对土壤、大气、水体的污染,对生态环境的影响与破坏已引起了世人的广泛关注。研究表明,施用农药的80%-90%最终将进入土壤环境,其行为包括:被土壤胶粒及有机质吸附;被作物及杂草吸收;随地表水径流或向深层土壤淋溶;向大气扩散、光解;被土壤化学降解或微生物降解。其中土壤吸附是导致农药在土壤中残留污染的主要行为是指在土壤作用力下使农药聚集在土壤胶粒表面,

使土壤颗粒与土壤溶液界面上的农药浓度大于土壤本体中农药浓度 的现象。吸附会降低农药的活性,影响药效的发挥,同时也阻滞了农药在土壤中的迁移和挥发。土壤的有机污染作为影响土壤环境的主要污染物已成为国际上关注的热点,有毒、有害的有机化合物在环境中不断积累,到一定时间或在一定条件下有可能给整个生态系统带来灾难性的后果,即所谓的“化学定时炸弹”。其他土壤有机污染物还包括氨基甲酸酯类、有机氮类杀虫剂和磺酰脲类除草剂,这些种类的农药毒性较低,但因使用范围扩大,其对土壤造成的污染亦不容忽视。 土壤中的农药污染危害 (1)土壤农药污染对农作物的潜在影响 主要是通过植物根系的吸收被转运到植物组织或收获的产品中,农药在植物体内残留影响植物的生长,进入收获品中则影响农产品的质量和使用价值。 (2)土壤农药污染对人畜健康的影响 当土壤中的残留农药被植物吸收通过农产品或者随着土壤表层饮用水进入人或动物体内,就会对人体的健康造成直接或间接的危害。影响人们的正常生活。 (3)土壤农药污染对土壤生物的影响 土壤生物主要包括细菌、真菌、原生动物和后生动物,它们是土壤性质及维持土壤生态系统平衡的关键。然而,大多数的农药对土壤生物都有一定的毒杀作用。农药影响土壤微生物的种群和种群数量,由于微生物数量的变化,土壤中的氨化作用、硝化作用、反硝化作用、

简述土壤污染及其防治措施

简述土壤污染及其 防治措施

结课论文 题目:简述土壤污染及其防治措施姓名:程旭 院系:生命科学学院农学系 年级专业:级园艺专业 学号:

指导教师:王玉芬 12月31日 摘要 本文在综述中国土壤环境污染态势及成因的基础上,提出了土壤环境污染的预防、控制和修复方法。指出了当前中国土壤环境污染态势严峻,危及粮食生产、食物质量、生态安全、人体健康以及区域可持续发展。认为以预防为主,预防、控制和修复相结合是中国在相当长时期内的土壤环境保护策略。 关键词:土壤污染,预防,控制,修复

引言 土壤是农业生产的基础,是人类赖以生存的基石,也是人类食物与生态环境安全的保障。但随着经济的发展,全球土壤资源承受的因人口增长、植被破坏、生物多样性消失、土壤退化、气候变化和污染种种等的压力逐渐增大。 土壤是生态环境的重要组成部分。是结合无机界和有机界的纽带,是联系其它要素的关键环节,是人类赖以生存、发展的主要自然资源之一。但由于现代工农业生产的飞跃发展,有的地方农药、化肥过度使用。工矿企业固体废弃物向土壤倾倒和堆放,城市污水、工业废水、大气沉降物也会进入土壤,使土壤污染日益严重。土壤污染是全球三大污染问题之一。不断恶化了的土壤污染态势,已经成为影响中国可持续发展的重大障碍,防治土壤污染刻不容缓。 1土壤污染的含义和特点 1.1 土壤污染的含义 土壤是指陆地表面具有肥力、能够生长植物的疏松表层,其厚度一般在2 m左右。土壤不但为植物生长提供机械支撑能力,并能为植物生长发育提供所需要的水、肥、气、热等肥力要素。近年来,由于人口急剧增长,工业迅猛发展,固体废物不断向土壤

农药污染对土壤的影响与防治的综述

新疆农业大学 专业文献综述 题目: 农药污染对土壤的影响及防治 姓名: 马新华 学院: 资源环境学院 专业: 环境科学 班级: 环科032班 学号: 034232239 指导教师: 孙霞职称:讲师 2007 年3月13日 新疆农业大学教务处制

农药污染对土壤的影响及防治 作者:马新华指导老师:孙霞 摘要:农药是重要的生产资料,在农业生产中发挥了积极的作用。随着使用量和使用年数的增加,农药对土壤产生了很多不良影响,甚至危害人体健康。本文在参阅大量文献资料的基础上简述了国内外农药污染土壤的现状, 综述农药污染对土壤的影响并介绍了目前国内外土壤农药污染的综合修复治理方法,包括物理—化学修复、化学修复、微生物修复和植物修复技术。 关键词:农药污染土壤影响修复 Influence and its control of Pesticide Pollution on the soil Author:Ma xinhua Instructor teacher:Sun Xia Abstract:Pesticide plays a very important role in agriculture development.With the increase of using years and application amount,it produse the harmful effect on the soil and people's health. This paper states briefly the present situation of soil polluted by pesticide and the impact on soil in China and reviews technologies of the comprehensive control of soil polluted by pesticide . including: physical chemical remediation, chemical remediation , bioremediation and phytoremdiation. Key word: Pesticide pollution Soil effect Remediation 前言现代农业生产中,化学农药在植物病虫害综合防治中占有重要地位。近年来,我国每年施用农药防治病虫草害3亿hm2,挽回粮食4300万t、棉花160万t,蔬菜4800万t、水果520万t,总价值5亿元左右。但农药的过量使用也造成了严重的环境污染问题。土壤作为植物生长的基质,是一种基本的的农业生产资料,土壤质量好坏直接关系到土壤的产出能力。因此,为了农业的可持续发展,必须在充分了解农药污染对土壤的影响基础上,及早预防土壤的污染和进一步污染。同时,对已经发生农药污染的土壤及早治理,以免污染进一步扩大到大气、水体或在食

土壤镉污染现状及其治理措施

土壤镉污染现状及其治理措施 发表时间:2019-02-27T11:10:35.630Z 来源:《防护工程》2018年第33期作者:贾琳琳 [导读] 目前,土壤污染问题日趋严重,其中土壤重金属污染由于较难察觉。 河北水文工程地质勘察院河北省石家庄市 050000 摘要:镉是一种有毒有害重金属,易在食物链中积累后进入人体,严重危害人类健康。20世纪初因食用镉污染大米,日本大面积爆发“痛痛病”,有关镉污染及防治研究引起全世界关注。本文综合国内外有关文献,对近年来有关研究工作进行了综述,以期推动镉污染防治的进一步发展。 关键词:土壤镉污染;现状;治理措施 引言:目前,土壤污染问题日趋严重,其中土壤重金属污染由于较难察觉,在物质循环和能量循环中难以分解,容易蓄积在土壤中,导致作物减产,并通过植物的根系吸收进入植物体内,再经过食物链的传递和富集而危害人体健康。土壤重金属污染以铅(P)和镉(Cd)为主,镉是生物生长发育过程的非必需元素,是自然界中对动植物和人体危害性最大的重金属种类之一。因此,分析我国土壤镉污染现状、区域和来源,以及治理土壤镉污染的各种修复技术,对了解我国镉污染现状及解决土壤镉污染引发的粮食安全问题具有重要意义。 1土壤中镉污染的现状 土壤作为开放的缓冲动力学体系,在与周围的环境进行物质和能量的交换过程中,不可避免地会有外源镉进入这个体系。镉对土壤的主要污染途径是工业废渣、废气中镉的扩散、沉降、累积,含镉废水灌溉农田,以及含镉农药、磷肥的大量施用。外来镉多富集在土壤的表层。在沈阳张士灌区土壤中,经污灌进入土壤中的镉的56.33%累积于土壤的表层,去表土15~30cm,可使稻米中的镉下降50%。我国有关农田镉污染的调查工作是20世纪70年代中、后期开始的,但至今未见镉污染总体状况的资料报道。何电源等在1987~1990年间对湖南省的农田污染状况进行了调查,结果发现,农田镉污染主要来源与工矿企业排放的废气和废水,在各类镉污染农田中5%~10%的面积减产严重。值得注意的是,我国镉污染多数是由于引用工业污水灌溉造成的。目前,我国污灌农田已扩大到1.4×107hm2,由于污灌不当对6.3×107hm2农田造成不同程度的污染,其中镉污染耕地1.3×104hm2,涉及11个省市25个地区,每年生产镉米(是指镉含量超过1mg/kg 的糙米,长期食用会引起骨痛病,因而禁止食用)5.0×107kg。如沈阳市张士灌区因污灌使2533hm2农田遭受镉污染(土壤镉含量≥1. 0mg/kg),其中严重污染面积(可能产生的稻米镉含量≥1.0mg/kg的农田)占13%;江西大余县污灌引起的镉污染面积为5500hm2,其中严重污染面积占12%。另外,土壤中的作物受镉污染导致“镉米”的地区还有:上海的沙川灌区、广东的广州和韶关地区、广西的阳朔、湖南的衡阳等。在日本,受镉污染的农田有472125hm2,占重金属污染总面积的82%。 2土壤镉污染的治理方法 2.1物理方法 镉污染土壤的物理修复方法主要有排土、客土、深耕翻土等传统物理方法以及电修复技术、洗土法等。客土法就是将污染土壤铲除,换入未污染的土壤,去表土法就是将污染的表土移去等。传统的物理修复方法治理镉污染效果非常明显,如吴燕玉等在张士灌区调查时发现去除表层土可使稻米中镉含量降低50%。然而,这种方法需要耗费大量资金、人力物力,且移除的污染土壤又容易引起二次污染,因此难以在大面积治理上推广。电修复技术,是指在土壤外加一个直流电场,土壤重金属在电解、扩散、电渗、电泳等作用下流向土壤中的某个电极处,并通过工程收集系统收集起来进行处理的治理方法。胡宏韬等研究发现,当试验电压为0.5W/cm时,阳极附近土壤中镉的去除效率达到75.1%;淋滤法和洗土法是运用特定试剂与土壤重金属离子作用,然后从提取液中回收重金属,并循环利用提取液。据报道,美国曾应用淋滤法和洗土法成功地治理了包括镉在内的8种重金属,治理了2.0×104t污染的土壤,且重金属得到了回收和利用,而且整个治理过程中没有产生二次污染。 2.2化学方法 化学法治理土壤污染是指土壤中重金属镉可以通过化学反应来减少或降低。可以用化学溶液把镉从土壤中淋洗掉,降低土壤中镉含量。也可加入特定的络合剂,通过离子交换、吸附、沉淀等改变镉在土壤中的存在形态,生成沉淀物,大大减少作物对它的吸收。环保性有机肥具有大量的比表面积和官能团,在改善土壤酸碱性、增加土壤肥力的同时,还可促进土壤中重金属离子形成络合物,从而增加土壤对重金属的吸附能力,提高土壤对重金属的缓冲性,进而减少植物对其吸收的风险,阻止它进入食物链。镉的活性还受土壤酸碱性的影响,在酸性土壤中施用碱性改良剂,如石灰、碱性煤渣、钙镁磷肥、草炭、粉煤灰等,土壤pH值明显升高,一方面增加土壤表面负电荷对Cd吸附,另一方面可将Cd2+水解生成CdOH+,而CdOH+在土壤吸附点上的亲和力明显高于Cd2+,同时生成CdCO3沉淀,使其活性逐渐降低,进而有效降低作物对土壤镉的吸收。 2.3生物方法 生物治理是指利用生物的某些习性来适应、抑制和改良镉污染。主要有:①动物治理:利用土壤中的某些低等动物蚯蚓、鼠类等吸收土壤中的镉。②微生物治理:利用土壤中的某些微生物对镉产生吸收、沉淀、氧化和还原等作用,降低土壤中镉形成难溶磷酸盐;原核生物(细菌、放线茵)比真核生物(真菌)对镉更敏感,格兰氏阳性菌可吸收镉。③植物治理:利用某些植物能忍耐和超量积累某种重金属的特性来清除土壤中的镉;超积累植物目前已发现400多种,可吸收积累大量的镉,超积累植物积累镉的含量一般在0.1%以上;印度芥菜(Brassicajuncea)吸收镉为200mg/kg时出现黄化现象,并对镉富集为52倍;英国的高山莹属类等,可吸收高浓度的镉等。生物治理措施的优点是实施较简便、投资较少和对环境破坏小,缺点是治理效果不显著。 结束语 土壤镉污染问题是全球关注的环境热点问题之一,在亚洲镉污染尤其严重。经过大量专家的实验研究,已经找到许多方法调节土壤性能,减少作物对镉的吸附作用,如采取物理法、化学法和生物法等治理土壤镉污染问题。这些措施虽然已经比较成熟,但依然存在很多不确定因素,如大范围推广的时间成本、经济成本问题。土壤重金属污染防治不仅需要科学技术,更重要的是需要全人类、全社会的共同关注,一旦发现土壤被污染,各部门要密切配合,提出切实可行的治理方案。在研究土壤污染防控措施时,应根据镉污染物性质(浓度、种

农药污染对土壤的影响与防治的综述

可编辑 新疆农业大学 专业文献综述 题目:农药污染对土壤的影响及防治 姓名:马新华 学院:资源环境学院 专业:环境科学 班级:环科032班 学号:034232239 指导教师:孙霞职称:讲师 2007 年 3月 13日 新疆农业大学教务处制

可编辑 农药污染对土壤的影响及防治 作者:马新华指导老师:孙霞 摘要:农药是重要的生产资料,在农业生产中发挥了积极的作用。随着使用量和使用年数的增加,农药对土壤产生了很多不良影响,甚至危害人体健康。本文在参阅大量文献资料的基础上简述了国内外农药污染土壤的现状, 综述农药污染对土壤的影响并介绍了目前国内外土壤农药污染的综合修复治理方法,包括物理—化学修复、化学修复、微生物修复和植物修复技术。 关键词:农药污染土壤影响修复 Influence and its control of Pesticide Pollution on the soil Author:Ma xinhua Instructor teacher:Sun Xia Abstract:Pesticide plays a very important role in agriculture development.With the increase of using years and application amount,it produse the harmful effect on the soil and people's health. This paper states briefly the present situation of soil polluted by pesticide and the impact on soil in China and reviews technologies of the comprehensive control of soil polluted by pesticide . including: physical chemical remediation, chemical remediation , bioremediation and phytoremdiation. Key word: Pesticide pollution Soil effect Remediation

土壤中镉污染现状与防治

专业:应用化学年级:2009级选题类别:镉污染 学号2009071916 姓名:张涛成绩: 【题目】:土壤中镉污染现状与防治 【摘要】:本文文章阐明了镉污染的来源与现状,同时对镉污染治理的方法,做了系统的综述。并提醒人们要提高土壤质量意识,保护生态环境。 【关键词】:土壤,镉污染,防治方法 目前,我国受镉、砷、铅等重金属污染的耕地面积 2.0×107hm2,约占总耕地面积的1/5;其中工业“三废”污染耕地1.0×107hm2;污水灌溉的农田面积 3.3×106hm2。我国每年因重金属污染而减产粮食超过 1.0×107t,另外被重金属污染的粮食每年也多达 1.2×107t,由此造成的经济损失合计至少为200亿元。在所有重金属污染,以镉污染最为严重。尤其是近年来伴随着采矿、冶金以及镉处理等工业的发展,我国农业土壤受镉污染也日趋严重。镉是毒性最强的重金属元素之一,危害极其严重,土壤中过量的镉会抑制植物的正常生长,在可食部分的残留还会通过食物链影响到人体的健康,因此对镉污染土壤的治理已经引起国内外的广泛重视。 一、土壤中镉的来源 人体积累的镉的最主要的来源是通过食物即农产品的摄取。而食物中的镉主要来源于土壤。土壤环境中的镉的来源包括自然和人为来源。 (1)自然的镉主要来源于岩石和矿物中的本底值。镉与铅锌矿、煤矿、磷矿有最密切的正相关关系,能在铅锌矿、含煤岩系、含磷地层周围形成镉元素高值区。 (2)人为来源的镉丰要来源于工业“三废”和含镉肥料大量施用。工业废气是造成空气镉污染的主要来源,在偏远地区的空气中镉的含量一般低于1.Opg/mL,但在工业区周围的大气中镉的含量较高。较高含量的镉通过降雨或沉降进入土壤,在土壤中积累。工业废水灌溉:镉在电镀、颜料、镍镉电池工业、电视显像管制造中的应用非常广泛,随着采矿、冶炼和电镀工业的不断发展,大量的含镉废水排入河流中,用于灌溉必污染土壤。大量的工业固体废弃物的堆积、农田施用污染的污泥、长期施用一些含镉的农用化肥也必然会造成镉在土壤中的大量沉积,造成土壤中镉的总帚增加。 二、镉污染的危害 由于镉不能被土壤中微生物降解,半衰期超过20年,其污染为不可逆的积累过程;镉又是生物迁移性很强的重金属,极易被植物吸收并累积,超过一定限度不仅严重影响作物的产量、品质,而且可食部分极易通过食物链在人体内积累并危害人体健康。镉是植物生长的非必需元素,当镉进入植物体内并积累达到一定程度时,植物就会表现出毒害症状,通常会出现生长迟缓、植株矮小、退绿、产量下降、质量下降等。对人类而言,镉对人体健康的危害主要是污染土壤中的镉可以通过食物链进入人体造成严重的危害。镉被人体吸收后主要分布在肝与肾中,与低分子蛋白质结合成金属蛋白。镉中毒主要表现为肾脏功能的损害和肺部的损伤,导致肾皮质坏死、肾小管损害、肺气肿、肺水肿,还可以引起心脏扩张和高血压,长期摄入镉将会导致骨质疏松、脆化、腰病、脊柱畸形。 三、土壤中镉的赋存形态及迁移转化 1、Cd有两种常见价态,0价和+2价,镉在土壤中只能以二价简单离子或简单配位离子的形式存在于土壤溶液中,如Cd2+、CdOH+、Cd(OH)、CdCl+、CdOHCl、CdS04、CdHC03+等,以难溶态Cd(OH) 2、CdC0 3、Cd3(PO4)2、CdS等存在于土壤中。Cd与有机配体形成配合物的能力很弱,故土壤中有机结合态的镉较少。 2、土壤中镉的分布集中于土壤表层,一般在0~15 cm,15 cm以下含量明显减少。各剖面不

农药污染及防治措施

农药污染对土壤的影响及防治措施 农药作为农业生产的重要投入物对农业发展和人类粮食供给做出了巨大的贡献。有资料表明,世界范围内农药所避免和挽回的农业病、虫、草害损失占粮食产量的1/ 3。然而长期大量的使用农药其污染及危害是极为严重的,农药对土壤、大气、水体的污染,对生态环境的影响与破坏已引起了世人的广泛关注。土壤是人类赖以生存的物质基础,更是农业生态系统物质与能量交换的枢纽,研究和探讨农药在土壤环境中的行为规律及土壤污染机制将有助于发挥农药在农业生产中的积极作用,并采取科学的手段消除或弱化农药对土壤乃至农业生态系统及人类健康的影响与危害。土壤农药污染是一全球性问题。在我国,受农药使用历史、施用技术以及产品结构等因素影响,土壤农药污染较为严重,成为制约食品安全与农业可持续发展的桎酷。 1.农药对土壤的影响 1.1.农药对土壤的污染 农药对土壤的污染是指人类向土壤环境中投入或排入超过其自净能力的农药,而导致土壤环境质量降低,以至影响土壤生产力和危害环境生物安全的现象。农药对土壤的污染与施用农药的理化性质、农药在土壤环境中的行为及施药地区自然环境条件密切相关[1]。农药的理化性质是农药对土壤污染的重要因素之一。建国初期至20世纪70年代我国使用的无机类、有机氯农药的性质极稳定,不易分解,尤其有机氯农药水溶性高、脂溶性低,表现高残留、易迁移的特性,致使此类农药禁用近20年后全国大部分地区土壤中仍有残留[2]。如1992年国家环保总局测试表明,江苏南通棉区土壤中DDT最高残留量仍达1123 mg/ kg。换代产品有机磷、氨基甲酸脂类、有机氮类杀虫剂和磺酰脲类除草剂的使用,相对缓解了土壤污染的程度,但污染范围却由于农药使用范围的扩大而扩大,污染形势亦不容乐观。1.2.农药污染土壤的途径 农药污染土壤的主要途径:一是施用于田间的各种农药大部分落入土壤中,附着于植物体上的部分农药因风吹雨淋落入土壤中;二是使用浸种、拌种等施药方式,或是将农药直接撒于土壤中,造成污染的累积;三是近年来采用喷射方法(如飞机喷射)使用农药,估计有50%以上的农药从叶面落入土壤,也有大量的农药撒在或蒸发到空气中,一旦降雨,随雨水降落到土壤中,污染土壤[3]。 1.3.农药使用中存在的问题 (1) 使用技术落后在农药的使用上存在着农药的品种和数量搭配不科学,使用器械落后等一些问题。 (2) 农药使用的品种结构不合理在我国的农药使用中,杀虫剂的比例较大,而除草剂的用量较小,我国农药使用的方向无疑是加大除草剂的用量,因此在防治农药污染方面应充分考虑到这一点。 (3) 农药质量问题较突出这是造成农药对土壤污染问题的重大隐患之一。 (4) 缺乏农药的安全性评价我国目前几乎没有关于农药商品安全性方面的控制措施,这与发达国家有很大的差距。 [4] 1.4.污染效应 我国土壤农药污染效应有三大特点。(1).污染面积大。随着我国农业发展,农药使用量陡增。据统计,我国农药施用面积达2. 8 亿公顷以上,年施用量50 ~60万吨[ 5 ]。由于农药利用率极低,只有10% ~20%为植物吸附, 50% ~60%残留于土壤中,又因我国农药结构单一,农药产品中杀虫剂占70% ,有机磷又占70% ,造成

有机氯农药污染土壤的植物修复机理研究进展

第10卷第6期现代农药Vol.10 No.6 专论与综述 有机氯农药污染土壤的植物修复机理研究进展 董洪梅,万大娟* (湖南师范大学资源与环境科学学院,长沙 410081) 摘要:受有机氯农药污染土壤的植物修复是一项具有广泛应用前景的技术,对其修复机理的探讨有助于深入研究修复技术与应用推广。综合分析植物修复受有机氯农药污染土壤的机理,主要体现在:植物直接吸收和转运有机氯农药;植物释放分泌物去除有机氯农药;植物微生物联合体系对有机氯农药的转化。 关键词:有机氯农药;吸收;分泌物;联合修复 中图分类号:TQ 450 文献标识码:A doi:10.3969/j.issn.1671-5284.2011.06.002 Mechanism on Phytoremediation of Contaminated Soil with Organochlorine Pesticides DONG Hong-mei, WAN Da-juan* (School of Resources and Environment Science, Hunan Normal University, Changsha 410081, China) Abstract: Phytoremediation of contaminated soil with organochlorine pesticides is a technology which has wide foreground. The study on mechanism of phytoremediation will help us to promote the study and application deeply. The results of comprehensive analysis on phytoremediation of contaminated soil with organochlorine pesticides were as follows: plant absorbed and transported organochlorine pesticides directly; plant released exudates to remove organ chlorine pesticides; the systems of plant and microorganism transformed organochlorine pesticides. Key words: organochlorine pesticide; absorb; exudate; combined remediation 植物修复是利用植物的生长吸收、转化、转移等功能来净化土壤中污染物的一种修复技术,是一项公认的具有潜力的、优美的、自然的生物修复方式。污染土壤的植物修复作为当前环境污染控制研究的热点,受到了国内外专家学者的普遍关注。 国外对植物修复的研究较多,有的已展开原位修复并达到商业化水平[1]。美国于20世纪80年代就广泛进行植物修复研究,而我国则起步较晚,工作多偏重于重金属污染土壤的修复,有关农药污染土壤修复的报道较少。安凤春等人的研究显示,在DDT污染浓度为0.125 mg/kg的土壤中种植10个品种的草本植物,发现不同品种的草对同种农药吸收与富集能力不同,同一品种的草对不同农药吸收与富集能力也有差异[2]。 植物修复受重金属污染土壤的机理往往是寻找能够超累积或超耐受该有害重金属的植物,将金属污染物以离子的形式从土壤中转移至超累积或超耐受植物的特定部位,再将富集了重金属的植物进行处理。而植物修复受有机氯农药污染土壤的机理要复杂得多,在修复中经历的过程可能包括吸附、吸收、转移、降解、挥发等,是一种原位处理污染土壤的方法,具有操作简单、应用成本低、生态风险小、对环境的改变少等特点。植物在其生长周期中,对周围发生的化学、物理和生物过程都会产生深远影响,在吸收营养物质、生长发育、衰老死亡以及完全腐解等过程中,植物都能不断地改变着周围环境。综合分析植物修复受有机氯农药污染土壤的机理,主要有3种:植物直接吸收有机氯农药后转移或分解;植物释放分泌物和特定酶降解土壤环境中的有机氯农药;植物促进根际微生物对土 收稿日期:2011–06–07;修回日期:2011–07–02 基金项目:湖南省自然科学基金 (09JJ6025);湖南省高等学校科学研究项目 (10C0933) 作者简介:董洪梅 (1985—),女,山东省滕州市人,在读硕士研究生。专业方向:环境污染控制。通讯作者:万大娟。E–mail:dajuanwan@https://www.360docs.net/doc/4311187133.html,

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