重金属论文的研究展望

关于重金属对蔬菜的污染问题研究与治理方法论文

摘要:近些年,随着全球经济化的迅速发展,含有重金属的污染物通过各种途径进入农业生态环境中,使土壤和水体受到污染。文章就重金属对蔬菜污染及治理方法做一浅谈。

关键词:重金属;污染;研究;治理方法

1 蔬菜是人们日常生活中必不可少的食物,蔬菜质量的优劣直接关系到人们的身体健康

影响蔬菜质量的最大危害是重金属污染。蔬菜中重金属污染主要来自工业“三废”,城镇生活垃圾、污水及农业生产本身。按蔬菜被污染的途径,可有以下几个方面的来源。

污水的灌溉

城市工业的发展和城市化进程的加快,水资源逐渐匮乏,污水灌溉已成为农业灌溉用水的重要组成部分,工业废水中往往含有重金属。大量的不加处理的工业废水和废渣排放江河、湖中,使水资源受到不同程度的污染,蔬菜生产和增产主要靠灌溉。城市工矿区,郊区菜田不得不大量使用工业废水和生活污水灌溉菜田。所以,我国主要的土壤重金属污染区都是由于污水灌溉引起的。

工业废渣

据不完全统计;全国75个城市历年积累的工业废渣和尾矿达亿t,1980年统计78个省市工业废渣共亿t。这些废渣不仅占用了大片土地,而且造成更多的土壤污染。特别是城市近郊区和工矿企业附近的蔬菜地受重金属污染愈来愈严重。

农业生产活动

(1)在农业生产活动中人们为了片面的追求高产,增加效益,大量的施用含有Hg、Cd、Pb、As等不合格的化肥,城市垃圾不经任何处理直接当作肥料施用,导致土壤有机质和作物必需的营养元素含量降低,重金属含量超标,从而影响蔬菜的;(2)农业生产活动中,农用塑料薄膜,生产应用的稳定剂等都含有重金属Cd和As,在大量使用塑料大棚和地膜过程中都可能造成土壤重金属的污染,从而对蔬菜等农作物的生长、产量、品质均有较大的危害。

其他方面来源

随着汽车工业的迅速发展,含Pb汽油的大量使用、汽车尾气的排放、汽车轮胎磨损产生的大量重金属、有毒有害气体、粉尘等,都会引起交通干线附近土壤和蔬菜等作物的重金属污染。还有润滑油中的Cd、镀Cd的工艺等生产或排放过程均将含有Cd废物排入土壤造成污染。此外,还有微生物的污染。

2 重金属对人体健康最直接的影响之一就是对食品安全造成威胁

大多数消费者的食品安全观念仅仅在农药残留和食品变质上,对土壤重金属污染影响食品安全的问题知之甚少。而且重金属污染具有潜在性,普通消费者无法从外观上判断农产品是否受重金属污染而避开它。

(1)不同重金属对身体危害不同,对人体危害最大的是有机汞,它不仅毒性高,能伤害大脑,而且比较稳定,在人体内停留的半寿命长达70d之久,所以即使剂量很少也可累积致毒。可见,重金属给人类带来的危害是无法估量的,因此,无污染蔬菜的生产正日益受到人们的重视。

(2)目前,菜地和蔬菜遭受到污染是十分严重的,已经暴露出来的重金属和硝酸盐的污染必须给以足够的重视。土壤污染对蔬菜影响较大的'重金属有Cd、Hg、Cr、As等。

3 治理土壤中重金属的方法

我们通过对各种蔬菜做实验找到不同蔬菜超标时的土壤临界浓度,通过控制和治理土壤中的重金属含量来控制蔬菜中重金属的含量。由于蔬菜重金属的主要来源是土壤,我们可以通过以下几个方面对土壤中的重金属进行治理。

土壤污染的防治

土壤污染可采用工程措施,它包括:(1)客土法:就是在污染土壤上加入净土。但客人的土应尽量选择比较粘重或有机质含量高的土壤,以增加土壤容量,减少客土量。本法适应于浅根植物和移动性较差的污染物。(2)换土法:就是将已污染的土壤移去,换上新土;而换土法对小面积严重污染且污染物是有放射性或易扩散难分解的土壤是必须的,以防止扩大范围,危害人畜健康。

加强对工业“三废”的治理和综合利用

(1)禁止使用未经处理的工业污水灌溉农田。在积极慎重地推广污水灌溉的同时,对灌溉农田的污水,必须进行严格的监测和控制。(2)减少工业废水和生活污水的排放量,发展区域性污染防治系统,包括制定区域性水质管理规划,合理利用自然净化能力,实行排放污染物的总量控制,调整工业布局,改变产品结构,除此之外,还应有完善的管理措施。工业布局要合理,改变燃料的燃烧方法,绿化造林,采用高烟囱和高效除尘设备,采取集中供热,减少交通废气污染,施用低毒、低残留的农药等。(3)选择未受工业废水、废渣、废气污染的农田,在远离城市的工矿企业、医院、生活垃圾、生活用水等污染源的地区建立蔬菜生产基地。

对粪便、垃圾和生活污水进行无公害化处理

对禽畜粪便须经堆肥化处理,其目的都是利用微生物分解有机物过程中产生的高温(70℃)消灭病菌,虫卵和病毒等,不致对蔬菜造成生物污染。近几年来绿色食品蔬菜生产的新型肥料即生物肥有生物菌剂与生物有机肥,施入土壤后,释放土壤中的迟效养分,供蔬菜吸收利用,减少农药残留、重金属污染,不但有利于提高蔬菜品质,还有利于生态环境的保护。

要提高对蔬菜的质量意识,必须保护农业生态环境。水源、土壤、空气、生态是人类世世代代赖以生存的环境及食物链的资源基础。我们必须痛下决心,加强立法,重视农业生态环境的综合整治。一方面防治城市工业和乡镇企业环境的污染;另一方面要广泛宣传蔬菜科学用药,标准化生产,无公害农产品生产技术规程等,提高菜农和市民的质量意识,农产品安全意识和农产品标准化意识。发展绿色食品,开展生态工程建设,保护和改善农业生态环境。

由于回答限制，很多出处的页面网址不能加上去，见谅。1．中国土壤环境污染问题突出地区的污染现状及成因：据不完全调查，目前全国受污染的耕地约有亿亩，污水灌溉污染耕地3250万亩，固体废弃物堆存占地和毁田200万亩，合计约占耕地总面积的十分之一以上，全国每年因重金属污染的粮食达1200万吨，造成的直接经济损失超过200亿元。其中，一些地区土壤污染已呈严重态势，甚至出现了土壤重污染区和高风险区。1.重金属污染重金属是指密度 4．0以上的约 60种元素或密度在 5．0以上的45种元素。As和 Se是非金属，但是它们的毒性及某些性质与重金属相似，所以将 Se和硒列入重金属污染物范围内。污染土壤环境的重金属主要是指生物毒性显著的Hg、Cd、Pb、Cr以及类金属 As，还包括具有毒性的重金属 En、Cu、Co、Ni、Sn、V等污染物。当前最引起人类关注的是 Hg、Cd、Pb、Cr、As，它们被称为“五毒”（农田土壤重金属污染及防治研究进展）。土壤中重金属的来源是多途径的，首先是成土母质本身含有重金属，不同的母质、成土过程所形成的土壤含有重金属量差异很大。此外，人类工农业生产活动，也造成重金属对大气、水体和土壤的污染（土壤中重金属污染现状与防治方法）。我国 Cd 污染的土地涉及11 个省市的 25 个地区。 如江西省某县多达 44 ％ 的耕地受污染，形成670hm2 的“镉米”区；沈阳某污灌区农田土壤中 Cd 含量高达 130mg／kg ；成都东郊污灌区内米中含Cd 量高达165mg／kg 。 农业部农业环境监测总站 1996 ～ 1998 年的监测结果表明，污灌区 Cd 污染面积最大，占重金属超标面积的569 ％ ，而农产品 Cd 超标率达102 ％ （曹仁林等，2001）。我国各大城市的耕地土壤均存在不同程度的Cd 污染，其中沈阳市郊区和西安污灌区土壤 Cd 污染尤为严重，如沈阳市农田土壤中Cd 含量为088mg／kg ，西安污灌区土壤中Cd 含量为0628mg／kg（土壤镉污染特征及污染土壤的植物修复技术机理）蛐岩县主要的土壤污染物为Mg和B．43％的采样点土壤 Mg含量达重度污染水平，最高超标21．16倍．仅有 211和 238两个采样点达到清洁标准；而 B的污染似乎更为普遍，所用采样点土壤 B浓度超标，50％的样点达到重度污染水平．其原因是 在岫岩县石唐、偏岭、风源等区域．分布有众多的衰 3 蚰岩县土壤捡剥统计值殛帚染指矬国营及乡镇、个体 经营的采矿、冶炼企业，以轻烧 Mg、重烧 Mg为主要工艺的菱镁矿加工业排放 出大量 MgO、SO2等 污染物．／vlgO 白色粉末降落地表后，形成 MgCX~、Mg(H0 )2等反应产物，凝聚成大颗粒分散在土壤中，加之该区域土壤 中广泛存在的 MgSO+、MgCl2，形成硬壳覆盖地表，从根本上阻止作物生长．部分地区虽然作物可以生长，但土壤中可溶性 Mg被作物吸收，对人及其他生物的健康形成较大的威胁．而 B污染也是由于B矿点源污染所致（辽宁东部山区土壤污染状况与防治对策研究）．稻米对于镉污染的吸附作用明显强于玉米、大豆等其他的作物品种在各种人为因素中，则主要包括工矿业、农业和交通等来源引起的土壤重金属污染（土壤中重金属污染现状与防治方法）。2.污水灌溉污水灌溉等废弃物已造成大面积农田的土壤污染。如沈阳张士灌区用污水灌溉 20 多年后，污染耕地2 500多 hm 2，造成了严重的镉污染，稻田含镉 5～ 7m gökg。天津近郊因污水灌溉导致213 万 hm 2 农田受到污染。广州近郊因为污水灌溉而污染农田2 700hm 2 , 因施用含污染物的底泥造成1 333hm 2 的土壤被污染, 污染面积占郊区耕地面积的 46% 。20 世纪 80 年代中期对北京某污灌区进行的抽样调查表明, 大约 60% 的土壤和 36% 的糙米存在污染问题（我国的土壤污染现状及其防治对策）。早在 30 年代 ,就有抚顺炼油厂污水排入浑河灌溉水稻的记载。到了 50 年代 ,随着农业生产的发展，在北方一些干旱、半干旱地区，由于水资源比较紧张，为了充分利用污水的水肥资源，污水灌溉被大面积采纳、推广，这对促进当地农业的粮食生产曾起到了积极的作用。到了1983 年，污水灌溉面积达到 2 ×106 hm2 。然而，由于长期的污水灌溉 ,土壤 —作物系统的污染逐渐暴露出来，为了解决这一土壤环境问题，污水的土地处理系统得到了应用和发展长三角、珠三角、辽中南城市群3个典型区的土壤污染状况调查；在典型地区启动污染土壤修复与综合治理试点；建立健全基于风险评估的土壤环境质量标准体系；完成《土壤污染防治法》草案。从污染物的种类和类型上看 ,新技术、新产品应用未能有效预防导致我国新型污染物不断出现 ,这些新型污染物影响更持久 ,危害更大 ;从污染物的浓度上看 ,污染物的含量 ,随着经济的发展 ,一些污染物因为无法降解、逐步积累 ,增加还是非常快的。例如 ,有资料表明 ,近年来 ,上海土壤中汞和镉的含量增加了 50% ;浙江南部一些地区土壤中 Cu、Zn等重金属全部超标 ,持久性有机污染物部分检出率达100%。辽河流域据介绍，辽河流域是我国传统的工矿区之一，交通便利、矿产资源丰富，长期以来形成了以煤炭、石油、钢铁等工矿业为主的经济结构，资源利用效率较低，污染强度高；污染源污染治理水平低，化工、冶金、采矿、制药等行业污染严重，部分企业设备陈旧、落后，污染治理设施不完善；加之辽河流域环境监测、预警、应急处置和环境执法能力薄弱，有些地区有法不依，执法不严现象较为突出，环境违法处罚力度不够，污染的现象不能得到有效遏制。有关人士还指出，土壤污染和水污染是相互交替、互相影响的。一方面，部分地区的土壤污染是由于污灌造成的。由于辽河水资源短缺，为解决工农业用水问题而长期进行污水灌溉，使得大量有毒、有害物质进入土壤，积累到一定程度，超过了土壤本身的自净限度。另一方面，辽河流域鞍山、辽阳等地是全国闻名的工矿区，常年的矿产开发造成一些矿区土壤污染非常严重，通过水体的冲刷，土壤中的重金属和有毒物质加速了河流的污染。有专家指出，在资源和重工业为主导的经济结构下，工业生产的污染程度相对会比较高，治污难度大；受经济利益的驱使，部分企业安装、运行污染治理设施不到位，随意排放废水废气废渣的现象时有发生，使人防不胜防；同时，地方政府重地区GDP轻环境保护的意识依然存在，对污染现象听之任之。对于辽河而言，其治污问题面临更多重的考验——在当前经济危机的影响依然持续、东北老工业基地亟待振兴的形势下，一方面辽河流域土壤污染和水污染等问题严重，已经到了非治不可的地步；另一方面，在2008年来的全球性金融危机的席卷之下，地方政府面临着经济增速放缓，失业率增加的巨大压力，一切工作的中心都集中到了保障经济平稳发展上来。环境治理面临着让位于经济发展而被忽视的问题。对于几十年污染“积重”的整个辽河流域，有人表示担心，“有些地方为了发展经济，根本不管所谓的环境污染，这么几十年下来，才造成整个流域污染情况严重。如果这一点不改，只是沿着‘污染——治理——污染’的老路子，最后只能是越治越污，环境越来越坏。”一． 长三角根据中科院南京土壤所2006年在南京郊区蔬菜基地做的定点测试，仅有40%的土壤处于安全等级，而30%的土壤已经受到污染。而浙江省有关部门的调查显示，全省Ⅰ类和Ⅱ类土壤占调查区总面积的82%，其余18%的土壤均受到了不同程度的污染。“区域内工业化、城市化和农业集约化的快速发展，加上疏于防治，大量未经处理的废弃物通过多种渠道向土壤系统转移、残留，是形成土壤污染的主要因素。”近期，浙江省台州市路桥区峰江街道139名村民被查出血铅严重超标，元凶是建在村里的一家被列为重点监控企业的蓄电池企业。在上世纪80年代末期，我国污染面积只有几百万公顷，而现在已经超过一千万公顷。土壤污染类型多样化，其中严重的是重金属污染，根据中科院生态所研究，目前我国受镉、砷、铬、铅等重金属污染的耕地面积近两千万公顷，约占耕地总面积的五分之一，全国每年因重金属污染而减产粮食1000多万吨。此外农药、抗生素、病原菌等也成为土地污染的来源。土壤污染除导致土壤质量下降、农作物产量和品质下降外，更为严重的是土壤对污染物具有富集作用，一些毒性大的污染物，如汞、镉等富集到作物果实中，人或牲畜食用后发生中毒。 如我国辽宁沈阳张士灌区由于长期引用工业废水灌溉，导致土壤和稻米中重金属镉含量超标，人畜不能食用。土壤不能再作为耕地，只能改作他用。 3.固体废弃物堆放 另外，在农田中，由于化肥的不合理施用，农药喷施和 地膜等造成的污染也相当严重。2. 地方土壤环境保护工作面临的问题和对国家土壤环境保护法规、制度、政策等方面的需求目前，我国土壤污染面临着严峻的形势，部分地区土壤污染严重，土壤污染类型多样，呈现新老污染物并存、无机有机复合污染的局面，土壤污染途径多，原因复杂（环保总局在京召开首次全国土壤污染防治工作会议，且污染面积、分布和程度不清，污染防治基础薄弱，地方土壤保护工作防治措施缺乏依据和方向，状况不容乐观，面临诸多挑战。同时，防治土壤污染的法律还非常欠缺，土壤环境标准体系也尚未形成，法律是土壤污染防治的关键，是实现土壤环境保护的最主要途径，它对保护土地质量，维持社会、经济和环境的可持续发展具有重大意义。从法律角度分析，土壤污染现状的原因包括以下三个方面：首先，我国土壤污染防治的相关法律法规空白，缺乏有效的法律制度。在我国现行的法律体系中，已经制定了环境保护、土地管理、水污染防治、大气污染防治等相关的法律法规，但土壤污染防治的法律基本上是一项空白（论我国农业用地土壤污染的法律保障）。虽然若干法律中一些零星规定，对农业生态环境的保护起到了一定的积极效果，但都是分散而不系统的，缺乏可操作性的具体法律制度。随着我国快速的工业化、城市化进程，农业用地土壤污染仍有继续加重的趋势，说明现行立法有限条款的粗略性规定不可能有效防治现代农业技术和不合理的土地利用方式造成的土壤污染问题，满足不了土壤污染防治的现实需要。而法律的“真空”状态则会进一步滋长土地资源的滥用现象，加剧土壤污染问题（浅析我国土壤防治的法律问题）。在长三角地区环保工作中，南京理工大学经济管理学院教授徐光华指出“缺乏相对统一的区域环境准入和污染物排放标准、缺乏相关法律规范，是长三角地区环保工作目前的软肋。”区域经济发展中所遇到的各类环保问题，通常都很难靠一地的政府来解决。要应对日益严重的环境污染形势，两省一市的有关部门必须尽快建立起区域环境信息共享与发布制度，启动区域环境监管与应急联动机制，并在此基础上加快区域环境保护相关法律规范的研究和制定，长三角土壤污染后果堪忧）。因此，在现行法的基础上，有必要对土壤污染防治保护采取一定的法律措施，健全和完善环境相关法律法规。其次，土壤污染防治的行政管理和执法混乱。依据我国现有的法律体制，对于土壤的法律保护，实行管与分管相结合的多部门分层次的管理体制，涉及多个行政部门对土壤污染的行政管理，在这种体制下，管理主体林立，权力和责任分散，不仅不利于集中、统一管理，而且容易造成管理上的混乱（浅析我国土壤污染防治的法律问题）。由于土壤污染的来源多样，情况复杂，所以除了职责最多联系最为紧密的环境保护部门、农业部门有环境行政监管权力外，许多其他的部门如水利部、国土资源行政主管部门等在特定的情况下也有管理权限（我国农村土壤污染防治的法律问题研究）。但是，由于法律并没有赋予环境保护执法部门对其他行政主管部门的环境执法的监督权，同时对于各个执法部门之间在土壤污染处理上应当如何相互配合的重要问题也没有做出规定，这就导致了在具体的土壤保护的执法当中多头执法，交叉执法，执法不到位，甚至部门之间借执法来争夺各自的利益，降低了土壤保护的整体实效，损害了土壤保护的整体利益，有关法律法规对部门之间如何监督协调没有具体规定，并且在实际环境行政执法管理中地方情况差异较大，出现的许多污染问题无法很好的得到解决，从而导致部门与部门之间相互扯皮、争权推责（浅析我国土壤污染防治的法律问题）。可以说，这种多头管理体制，不仅严重影响了治污的效率，也浪费了诸多的行政管理资源。另外，在我国大多数基层地区尤其是贫困的农村地区，由于经济发展落后，摆脱贫困的愿望强烈，大多领导干部以经济的快速发展为首要目标，当经济发展与环境保护发生冲突的时候，就会牺牲环境来图发展（防控农村土壤污染的迭律对策研）。因此，我国在对土壤污染管理及执法上也存在许多的问题。最后，土壤环境保护的司法保障有待加强。目前，虽然我国土壤污染比较严重，污染情况时有发生，但涉及土壤污染诉讼的案例却很少，从仅有的几个案例中，不难发现我国农村土壤司法救济中存在的问题。首先，我国至今没有关于土壤污染修复和赔偿的条例规定，对企业也没有任何约束，即使土壤被污染了，也很难追究他们的责任。2006年8月，甘肃省徽县发生的“铅中毒”事件就是一个典型的案例。当时，这个县水阳乡的两个村庄共有368人查出血铅超标，其中14岁以下的儿童149人。经环保部门调查发现，位于这两个村庄附近的一家铅冶炼厂是重要污染源，造成当地土壤、空气和水体污染。虽然这家工厂后来被勒令关停，但如何给那些遭受污染损害的村民以有效的补偿，如何从根本上转变那种以群众健康甚至生命为代价的粗放型增长方式，却是一个难题。（邱林，中国1/5耕地受污染防治形势严峻，改善土壤环境质量系国家行动。另外，在农村环境诉讼中，一个最现实的问题就是诉讼费用的负担问题。我国农民是社会中最大的弱势群体，他们是城市发展的牺牲品，长期处于经济的困窘之中，他们的收入大多仅能勉强维持生计（防控农村土壤污染的迭律对策研）。与此同时，土壤污染对农民造成的损失是长期的也是巨大的。在我国司法实践中 ,诉讼费用直接与诉讼标的额挂钩 ,且实行诉讼费用预交制度 ,农民很有可能会因为交不起诉讼费用而无法得到司法保障（我国农村土壤污染防治的法律问题研究）。1999年 12月 20 日大庆市红岗区杏树岗镇民吉村十三户农民向大庆市中院起诉 ,要求被告大庆油田有限责任公司赔偿原告土地污染损害赔偿518431. 06元。本案中十三户农民的土地污染发生于1993年 ,但是当年只给付原告青苗补偿款。由于农民对土地是否被污染不懂 ,在 1999年前没有提起诉讼 ,但一直以上访的形式找镇政府、土地局以及被告单位要求解决 ,虽在 1999年 11月 4日达成协议 ,但未实际履行。1999 年 12 月 ,原告向大庆市农业局申请对受污染的农田进行取样化验鉴定。2000年 1月农业局进行了取样 ,并由市农业局送省质量检验检测中心检验。2001 年 5 月农业局根据检验结果又组织五位专家现场勘查 ,做出鉴定意见：已造成受污染农田土坡次生盐渍化 ,对农作物已造成严重危害。《中华人民共和国环境保护法 》第七条：国务院环境保护行政主管部门 ,对全国环境保护工作实施统一监督管理。县级以上地方人民政府环境保护行政主管部门 ,对本辖区的环境保护工作实施统一监督管理。《中华人民共和国水污染防治法实施细则 》第四十三条第二款。该案件从 1999 年 12 月到 2003 年 12 月 ,经两级法院长达四年的审理 ,最终法庭调解结案 ,被告赔偿原告损失 159607. 38元 ,一、二审诉讼费用由被告承担。值得注意的是在案件审理过程中。大庆中院以原告超诉讼时效为由 ,判决驳回原告的诉讼请求。判后原告不服 ,但由于农民多年未耕种土地无收入没有上诉费用 ,为维护原告人合法权益 ,由代理人交上诉费 10196. 00元 ,才使得农民的合法权益能够得到最终的保护（一件土地污染损害赔偿案的艰难诉讼）。因此，为有效防治土壤污染，应在现行有关土壤污染防治立法的基础上，细化、扩展土壤污染防治的制度，或制定专门的法律法规，以加强对土壤污染的监督和管理。从法律上，对污染灌溉、工矿废弃物、城市生活垃圾、化肥农药等土壤污染物及污染行为作出明确规定，通过法律手段有效防治土壤污染。另外，在法律法规中应当理顺土壤污染防治的行政管理体制，建立土壤污染的动态监测评价制度，制定相关土壤污染防治的具体规划制度，确立土壤污染的环境标准，建立土壤污染应急措施制度和法律责任制度等相关的制度。（浅析我国土壤污染防治的法律问题（论文）。3.土壤环境保护工作经验和典型模式、政策建议由于土壤污染的潜伏性、不可逆性、长期性和后果严重性等特点，土壤环境保护应遵循 “防重于治”的基本原则，坚持“预防为主、防治结合、综合治理”。对未被污染的土壤采取预防措施，要控制或消除污染源；对已经污染的土壤则要采取积极治理措施 ，将污染控制在最低限度（我国环境保护科学研究现状与展望）。土壤一旦被污染，治理起来相当困难，相对于污染物在土壤-植物系统中含量、行为、生物地球化学循环、毒理、代谢模式和与重金属有关的流行病等方面的研究，土壤污染的治理与管理研究要薄弱得多，大多数治理方法尚处在试验阶段，再加之考虑到治理费用等问题，能应用的成熟方法目前很少。总结出现的各类土壤污染治理方法，大体上可分以下四类：1．工程措施(包括客土、换土、翻土、去表土、隔离、热处理、电化学方法等)此种方法效果好、稳定，是一种治本措施，适用于大多污染物和多种条件，但一般在小范围内较实用，且代价昂贵，还可能造成地下水或其他介质的潜在污染。近年来，把污水、大气污染治理技术引进土壤治理过程中，开辟了土壤污染治理新的途径，如磁分离技术、阴阳离子代换法等（土壤污染治理方法研究）。2.化学措施施用改良剂、抑制剂等降低土壤污染物的水溶性、扩散性和生物有效性 ,从而降低污染物进入生物链的能力，减轻对土壤生态环境的危害（）。例如：在某些重金属污染的土壤中加入石灰、矿渣等碱性物质，使重金属生成氢氧化物沉淀。或添加膨润土、合成沸石等交换容量较大的物质来钝化土壤中的重金属等。3．生物措施生物治理方法有着物理治理方法和化学治理方法无可比拟的优越性，其优点主要表现在以下几个方面：①处理费用低，其处理成本只相当于物化方法的二分之一到三分之一；②处理效果好，对环境的影响低，不会造成二次污染，不破坏植物生长所需要的土壤环境；③处理操作简单，可以就地进行处理。基于这些优点，应用生物修复已成为当今土壤污染治理技术研究的一大热点（土壤污染的生物修复技术研究进展）。生物措施是利用特定的动、植物和微生物吸收或降解土壤中的污染物。与此措施相对应的新兴学科“环境生物技术”方兴未艾。应用现场污染治理的生物措施始于 1989 年 3 月，美国阿拉斯加海岸被石油污染，采用了两组亲脂性微生物后，使其净化过程加快了两倍。早期生物治理采用的主体生物类群多为微生物。最近，植物修复正成为生物治理措施中的一个亮点。植物对污染点的修复有三种方式：植物固定、植物挥发和植物吸收。研究表明，利用适当的植物不但可去除土壤环境中的有机物，还可以去除重金属和放射性核素。超累积植物已成为环境保护工作者追寻、筛选的目标。我国对植物修复和超积累植物的研究已有良好的开端（我国土壤环境保护研究的回顾与展望）。例如，在土壤重金属镉污染的植物修复研究中，通过大量筛选研究发现，十字花科芸苔属植物（Brassica spp.）中的很多种或基因型具有较强的吸收累积 Cd特性。我国广泛种植的油菜(）就是该属植物，其中某些品种或基因型在累积 Cd 方面可能很高。筛选并种植可食部位低积累 Cd 作物品种（低吸收或低转移），通过作物互做（间作、轮作）减少作物对Cd 的吸收等植物修复方面的研究也需做进一步研究（土壤镉污染特征及污染土壤的植物修复技术机理）。4.农业措施包括增施有机肥提高环境容量、控制土壤水分、选择适宜形态化肥和选种抗污染农作物品种等。另外，国外发达国家在土壤污染防治方面的工作开展得较早 ,许多国家都已建立了相对完善的污染土地识别、评价和处理体系 ,其中美国、德国和日本的土壤保护实践在世界范围内极具代表意义。在国外，有关土壤污染防治法律保护的立法经验很多。美国于1985年和1990年修订的《农业法》希望实现劳动生产率的提高的同时保护资源与环境，实现“持续农业”的发展。另外，1990年在联邦政府实施了“保护计划”管理。1987年为了控制农业水源水质而制定了《水质法》。欧盟到目前为止还没有明确的土壤保护政策，但现有许多欧盟立法都与土壤保护有关。如《关于环境保护、尤其是污泥农用时保护土壤的86／278／EEC指令》对农用污泥作出了规定；《关于废物的75／442／EEC指令》要求废物在处置时不能污染土壤；2004年底前，提出《关于堆肥和生物废弃物指令》，其目的是为了控制潜在的污染，并鼓励使用被批准的混合肥料，等等。日本已经建立了由预防对策和治理对策构成的土壤环境保全体系。有《农用地土壤污染防止法律》（1970）、《市街地土壤污染暂定对策方针》（1986）、《土壤污染环境标准》（1991）、《土壤污染对策法》（2002），等等。《土壤污染对策法》的实施，使得污染治理由被动向主动转化，以前无法计算的环保社会效益可体现为可以计算的经济效益，此种趋势表明日本的土壤环境保护已经呈现出新的阶段特点[3]。这些国外的立法经验对我国土壤污染防治的法律完善具有非常重要的借鉴意义（浅析我国土壤污染防治的法律问题）。“重视生态补偿机制，是国外土壤污染防治工作中的一大经验，值得我们借鉴。”虞锡君向记者介绍道，生态补偿机制，又称生态系统服务付费，主要原则就是“污染者付费”和“保护者受偿”——由污染事故的责任方治理土壤污染、或者支付土壤污染治理的费用。国外在这方面有过不少成功案例——1972年，美国通过的《纳税人减税法》，目的之一就是以税收方面的优惠措施，来刺激私人资本投资于土壤清洁治理。根据美国政府的报告，其直接结果是吸引了34亿美元的私人投资，8000个受到污染的棕色地块恢复了生产能力。虞锡君表示，在区域联动的基础上确立土壤生态直接补偿制度，或许是我们目前值得努力的方向（长三角土壤污染后果堪忧。）郑进华 彭 强 郑晓琴.浅析我国土壤污染防治的法律问题.[A], 环境法治与建设和谐社会——2007年全国环境资源法学研讨会（•兰州）论文集高拯民．我国环境保护科学研究现状与展望lJ1．土壤学报，1989，26 (3)：262-272．

浅谈重金属检测传感器技术的应用论文

摘要： 随着经济的迅猛发展和社会的日新月异, 人们对重金属的开采及加工越来越频繁, 这使得不少重金属存在于大气水以及土壤中, 在很大程度上加重了环境污染, 科学技术的迅猛发展为重金属检测传感器技术的研究提供了很好的途径。针对上述背景下, 对重金属检测传感器技术研究与应用进行合理性阐述, 以促进重金属检测传感器技术的进一步发展。

关键词： 重金属检测; 传感器技术; 环境污染;

重金属污染是环境污染的一个重要组成部分, 重金属在自然界中广泛存在, 随着人类的开采、冶炼、加工活动而使得重金属转变成化学状态或化学形态广泛分布于大气、水、土壤中, 随着时间的积累而不断留存、迁移, 从而引发严重的环境污染问题;重金属甚至还会随着废水的排出而流入海洋中, 对鱼和贝类造成严重的危害;重金属还会附着在人类的鼻腔和食物上, 造成人类呼吸道感染和重金属中毒[1]。重金属具有沉积性和不可降解性, 是一种非常危险的污染源, 因此对于重金属的研究与检测是十分关键的。通过调查与研究, 发现重金属检测传感器技术主要分为离子选择性电极传感器技术、光纤化学传感器技术、生物传感器技术以及微电极矩阵传感器技术四个方面, 本文通过对这四种传感器技术在重金属检测中的研究与应用作简要分析, 以推动重金属检测传感器技术的发展。

1 离子选择性电极传感器技术。

离子选择性电极传感器技术是一种操作简单、性价比高、准确有效的重金属检测传感器技术。离子选择性电极传感器技术因为不需要提前对样品进行操作而被广泛应用于重金属的在线检测中。目前, 国内外学者对离子选择性电极传感器技术进行了大量的研究, 发现选择性高、经济简单的离子选择性电极主要分为基于聚氯乙烯膜的离子选择性电极和基于流系玻璃膜的离子选择性电极两种[2]。

基于聚氯乙烯膜的离子选择性电极。

目前在对基于聚氯乙烯膜的离子选择性电极的研究中, 主要是对离子选择性电极的重金属离子的识别以及聚氯乙烯膜的结构和性能进行研究, 同时, 对不同的载体和膜增塑剂对离子选择性电极性能的影响作简要分析, 从而提高对重金属的识别能力。

基于流系玻璃膜的离子选择性电极。

基于硫系玻璃膜的离子选择性电极良好的红外线透过性是其他离子选择性电极无法相提并论的。许多发达国家都通过购买硫系玻璃膜的离子选择性电极来用于重金属检测工作。

2 光纤化学传感器技术。

对于光纤化学传感器技术的研究比离子选择性电极传感器技术的研究还要早, 光纤化学传感器技术的研究始于美国研究所, 从那以后, 许多国家都在实验室中对光纤化学传感器技术进行研究, 并应用到重金属检测中。陈雷等人对基于聚氯乙烯膜的光纤传感器进行研究并应用到铜离子的检测中, 取得了良好的效果[3]。李学强等人将注册分析法和激光激发荧光光谱技术应用到对金属离子传感器的研制中, 使我国饮用水中的重金属检测工作取得了很大的进展。

3 生物传感器技术。

第一个生物传感器始于Red String仪器公司。之后, 又在多个公司相继推出, 这些生物传感器主要是对人类血糖和尿糖中的重金属物质进行检测。重金属物质在人体中的留存和迁移会对人体的健康造成极大的威胁, 生物传感器可以与人体生物识别因素相互影响, 以达到对人体中的重金属含量进行检测, 从而预防重金属中毒的目的。通过研究发现, 生物传感器主要分为蛋白质为基础的'生物传感器以及整个细胞为基础的重金属传感器两种。

蛋白质为基础的生物传感器。

生物识别因素主要是促进消化的酶、防止病毒入侵的抗体、增强体质的金属键键合蛋白以及脱辅基酶蛋白质。以这几种生物识别因素为基础制作蛋白质为基础的生物传感器, 用来检测铜离子、锌离子、汞离子以及铅离子等金属离子。传统的生物传感器存在灵敏度低、选择性差等一系列缺点, 因此必须研制出选择性高的新型传感器来实现对重金属离子的检测, 这种新型传感器被称为蛋白质为基础的生物传感器。

整个细胞为基础的重金属传感器。

整个细胞为基础的重金属传感器可以实现对微型有机体生物标识的检测, 它具有所受干扰因素少、反应速度快等一系列优点, 可以实现对苔藓、海藻、酵母等海洋生物中的重金属的检测。随着生物医学和环境工程的蓬勃发展, 可以通过改进主传感器的途径来解决重金属检测过程中的干扰问题, 即在基因层次上设计细胞器。

4 结语。

综上所述, 本文通过对重金属检测传感器技术研究与应用进行分析, 主要从离子选择性电极传感器技术、光纤化学传感器技术、生物传感器技术以及微电极矩阵传感器技术这四个方面作简要分析, 为传感器检测技术在重金属中的研究与应用提供理论支持, 以减少重金属污染现象的发生。

参考文献

[1]张涛, 苏倡, 刘艳, 等.泥蚶 (Tegillarca granosa) 重组铁蛋白富集重金属离子的特性及化学传感器的研究[J].海洋与湖沼, 2017, 48 (4) :870-876.

[2]吕攀攀, 肖芳兰, 严锡娟, 等.构建一种基于双启动子模型的特异性检测镉离子的大肠杆菌传感器[J].生物工程学报, 2015, 31 (11) :1601-1611.

[3]贾朔.边超, 佟建华, 等.基于纳米金Core-satellites等离子体耦合增强效应的汞离子光纤传感器的研究[J].分析化学, 2017, 45 (6) :785-790.