我国土壤砷污染现状与修复原理和技术

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,我国土壤砷污染现状与修复原理和技术,专业：环境科学,时间：2015.05,1,绪论,土壤中的重金属易污染地表水和地下水，并可能进入食物链危及人类的生命和健康，土壤及地下水中由砷污染引发的环境问题已经引起人们的广泛关注。农业生产过程中含砷化学物质如杀虫剂、除草剂和其他农药的大量使用，以及矿区附近废水的不合理排放，使得许多农田、果园、工厂附近的土壤受到砷的污染，砷吸附、沉淀、络合反应等作用仍滞留在土壤中。,1.1,砷在环境中的存在方式,砷（Arsenic，As）是一种剧毒的类金属元素，普遍存在大气、土壤、岩石以及水体中，主要以伴生的方式存在于自然界矿物中。地壳变动、火山喷发、岩石风化等自然活动会导致砷向环境中的释放。同时随着砷在农业、电子、化工、冶金业等行业被广泛的应用，人类活动如对矿石的开采冶炼、化工生产以及杀虫剂的使用等都会造成砷在环境中的积累。,1.2,砷的来源,来自于大气中的砷,随农药和化肥进入土壤中的砷,随污水污泥进入土壤中的砷,废弃废弃物堆积扩散到土壤中的砷,2,砷的毒性及其危害,砷，其在环境中主要以-3，+3，+5 三种价态的化合物存在，As(0)是不常见的砷的存在形式。,砷的化合物的毒性顺序为，AsH,3,As,2,O,3,AsO,3,3-,AsO,4,3-,有机砷 As(0)。无机砷的毒性大于有机砷，三价砷的毒性是五价砷毒性的60倍。,危害,1、砷对植物生长的危害,2、砷对微生物的危害,3、砷对人类健康的危害,3,中国土壤砷污染现状,据报道，我国目前受镉、砷、铅等重金属污染的耕地面积估计近2.010,7,hm,2,。土壤砷污染主要来自大气降沉、污水灌溉和含砷农药的喷洒。中国土壤砷含量呈南北向地域分布，海拔较高地区的土壤砷含量高于海拔较低处，由青藏高原区、西南区、华南区向东北区递减，与其上游被侵蚀物之间存在着地球化学联系。其中在局部区域内，随着地形从高到低，土壤中砷的含量也具有由高到低的分布特征。,湖南郴州地区等许多矿区，以及内蒙古、贵州等西部高砷地区同样也存在大面积的砷污染和砷中毒问题。内蒙古鄂尔多斯地区公路段土壤中的重金属元素污染特征进行了研究，发现薛家湾段公路土壤中砷存在显著污染，有可能与当地的,煤炭业、原煤运输和热力发电,有关。,湖北省荆州市郊区蔬菜基地取样分析，发现砷的污染面较大，大棚和露天芹菜、菠菜都存在轻度砷污染，污染源为灌溉水和土壤，一是,滥喷含砷农药,的结果，另外,污水灌溉和污泥施用,也是蔬菜砷污染的原因。,4,砷污染土壤修复原理与技术,砷污染的治理与修复可采用的方法包括物理方法、化学方法和生物学方法，以达到固定、隔离、降低毒性和提取砷的目的：,4.1 工程措施,客土、换土和深耕换土,4.2,物理化学修复,（1）土壤淋洗法：是利用淋洗液将砷从土壤固相转移至土壤液相的物理转移过程,（2）玻璃化法：在砷重污染区土壤中插入电极，并通入高压电流产生高温使土壤熔解，使其形成玻璃态物质，砷酸盐进而转化为硅酸化砷酸盐固定其中，即冷却形成化学惰性的、非扩散的坚硬玻璃体技术。,（3）电化学法：在水分饱和的污染土壤中插入一些电极，然后通低强度的直流电，形成电场梯度，金属离子在电场的作用下定向移动，在电极附近富集，系统处理后集中处理或回收利用,（4）稳定/固定化技术：通过物理及化学方法降低环境中危险物质的迁移性及其含量的方法。,4.3,生物修复,土壤动物修复：,土壤中的某些低等动物如蚯蚓、鼠类等可吸收土壤中的重金属，进而降低了污染土壤中重金属的含量。,微生物修复：,微生物修复是利用土壤中的某些微生物对砷的氧化还原、吸收、沉淀等作用，以修复砷污染的土壤。,植物修复：,植物修复即通过超富集植物的种植，将土壤中的砷吸收并转移至植物中，降低或消除土壤的砷污染。,对生物修复的总结,生物修复技术修复效果好、投资省、实施简便、不产生二次污染问题。,由于生物修复的方法需要寻找对砷具有较强耐受力的动植物及微生物，对于砷污染面积较大且污染较为严重的区域采用生物修复的方法较难实施，且生物修复对土壤盐度、酸碱度等有一定的要求，且重金属很可能在微生物死亡、植物落叶、腐烂等途径中重返土壤。,5,展望,（,1,）土壤微生物活动对土壤砷形态转化、有效性及吸附的影响及土壤中砷形态的研究。,（,2,）砷超富集植物筛选与培育。,（,3,）分子生物学和转基因工程技术的应用。,（,4,）生物修复综合技术的应用与研究。,6,总结,土壤中砷污染引发的环境问题已经引起广泛关注；中国土壤的砷含量呈南北向地域分布，许多矿区，流域沉积物、蔬菜基地均受到不同程度的砷污染，主要受当地的工业(如煤炭工业、热力发电等)，含砷农药喷洒以及污水灌溉或污泥施用的影响。,修复受砷污染的土壤应加强对砷在土壤中的化学和生态行为的研究，同时寻求多种修复技术的综合运用。,谢谢大家,