土壤污染问题研究一 土壤污染问题
生态环境并不是孤立的,牵一发动全身,土壤被污染了就会影响水源,水源又会影响水中的生物……这个链条迟早会把魔爪伸向城市里的人群,可惜这个议题不仅没有形成舆论压力,又因为信息墙的屏蔽导致关注的人得不到确切信息。
土壤污染分类那些?按照土壤污染源和污染物进入土壤的途径,土壤污染可分为以下几种类型:
(一)水质污染型——即利用工业废水、城市生活污水和受污染的地表水进行灌溉而导致的土壤污染。
(二) 大气污染型——即大气污染物通过干、湿沉降过程而导致的土壤污染。
(三) 固体废物污染型——主要是工矿排出的废渣、污泥和城市垃圾在地表堆放或处置过程中通过扩散、降水淋溶、地表径流等方式直接或间接地造成的土壤污染。属点源型土壤污染。
(四) 农业污染型——是指农业生产中因长期施用化肥、农药、垃圾堆肥和污泥而造成的土壤污染。属于面源污染。
(五)综合污染型——由多种污染源和多种污染途径同时造成的土壤土壤污染物有下列4类:
引起土壤污染的重金属、放射性物质、农药及危害人畜健康的病原微生物等物质。土壤污染大致可分为无机污染物和有机污染物两大类。无机污染物主要包括酸、无机污染物多为重金属元素如汞、镉、铬、铜、锌、铅、镍、、放射性元素,以及盐、酸、碱等;碱、重金属,盐类、放射性元素铯、锶的化合物、含砷、硒、氟的化合物等。有机污染物较多的是有机农药,如在土壤中残留期可达3-10年的滴滴涕、狄氏剂、林丹、绿丹、碳氯特灵、七氯、艾氏剂等,残留期在一年以下的西玛津、莠去津、草乃敌、氯苯胺灵、氟乐灵等以及残留期只有几天、几十天的乐果、马拉硫磷、对硫磷、西维因、呋喃丹等;还有三氯乙醛、酚、氰、苯并芘、石油、洗涤剂及其它有害物质、酚类、氰化物、石油、合成洗涤剂、3,4-苯并芘以及由城市污水、污泥及厩肥带来的有害微生物等。主要包括有机农药等。当土壤中含有害物质过多,超过土壤的自净能力,就会引起土壤的组成、结构和功能发生变化,微生物活动受到抑制,有害物质或其分解产物在土壤中逐渐积累通过“土壤→植物→人体”,或通过“土壤→水→人体” 间接被人体吸收,达到危害人体健康的程度,就是土壤污染。 土壤污染是指通过灌溉、降雨、降尘、垃圾掩埋、喷施农药、施用化肥等进入土壤的物质或生物,导致土壤性质恶化,肥力下降,并对土壤中生长的作物产生危害。可分为 4 种类型:化学污染物、物理污染物、生物污染物和放射性污染物。①化学污染物。包括无机污染物和有机污染物。前者如汞、镉、铅、砷等重金属,过量的氮、磷植物营养元素以及氧化物和硫化物等;后者如各种化学农药、石油及其裂解产物,以及其他各类有机合成产物等。
②物理污染物。指来自工厂、矿山的固体废弃物如尾矿、废石、粉煤灰和工业垃圾等。
③生物污染物。指带有各种病菌的城市垃圾和由卫生设施(包括医院)排出的废水、废物以及厩肥等。
④放射性污染物。主要存在于核原料开采和大气层核爆炸地区,以锶和铯等在土壤中生存期长的放射性元素为主。
土壤中污染物质的来源和种类
1.土壤污染物质的来源
土壤污染的发生特征是与土壤所处的地位和功能相联系的,首先,烟气分析仪土壤是农业生产的劳动对象,为了从土壤中索取更多的生物量并提高其质量,人们向土壤施入农药、化肥并进行灌溉,与此同时也使污染物质进入了土壤;
其次,土壤历来作为废弃物的处理场所,废弃物的倾倒使大量污染物质进入土壤;
第三,大气或水体中的污染物质在迁移转化中进入土壤,而使土壤受到污染。
上述污染是由于人类活动使污染物进入土壤造成的,称为人为污染源,即污染物主要来自工业和城市的废水和固体废物、农药和化肥、牲畜排泄物、生物残体和大气沉降物等。此外,造成土壤污染的还有自然污染源,在自然界中某些矿床或物质的富集中心周围,经常形成自然扩散晕,而使附近土壤中某些物质的含量超出土壤正常含量范围,而造成土壤的污染。
2.土壤污染物质的种类
土壤污染十分复杂,污染类型多,污染物的种类也极为繁多,既有化学污染也有物理污染、生物污染和放射污染等,其中以土壤的化学污染最为普遍、严重和复杂。土壤的化学污染物质主要分为无机污染物和有机污染物两大类。
(1)无机污染物
土壤中的无机污染物包括对生物有危害作用的元素和化合物,主要是重金属、放射性物质/营养物质和其他无机物质等。重金属(包括类金属)如汞、镉、铬、铅、砷、铜、锌、钴、镍、硒等;放射性物质主要指铯、锶、铀等;营养物质主要指氮、磷、硫、硼等;其他物质主要指氟、酸、碱、盐等。
(2)有机污染物
土壤中主要的有机污染物是化学农药,化学农药的种类繁多,目前大量使用的农药约50余种,主要有有机氯类、有机磷类、氨基甲酸酯类、苯氧羧酸类、苯酰胺类等。酚、多环芳烃、多氯联苯、甲烷/油类等也是土壤中常见的有机污染物。
此外,还有生物类如肠细菌/炭疽杆菌、蠕虫类等入侵土壤,并大量繁衍,对人体健康或土壤生态系统均会产生不良影响。
土壤污染
概述: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表面堆放和倾倒,有害废水不断向土壤中渗透,大气中的有害气体及飘尘也不断随雨水降落在土壤中,导致了土壤污染。
凡是妨碍土壤正常功能,降低作物产量和质量,还通过粮食、蔬菜,水果等间接影响人体健康的物质,都叫做土壤污染物。[1]
为了控制和消除土壤的污染,首先要控制和消除土壤污染源,加强对工业“三
废”的治理,合理施用化肥和农药。同时还要采取防治措施,如针对土壤污染物的种类,种植有较强吸收力的植物,降低有毒物质的含量(例如羊齿类铁角蕨属的植物能吸收土壤中的重金属);或通过生物降解净化土壤(例如蚯蚓能降解农药、重金属等);或施加抑制剂改变污染物质在土壤中的迁移转化方向,减少作物的吸收(例如施用石灰),提高土壤的pH,促使镉、汞、铜、锌等形成氢氧化物沉淀。此外,还可以通过增施有机肥、改变耕作制度、换土、深翻等手段,治理土壤污染。
人为活动产生的污染物进入土壤并积累到一定程度,引起土壤质量恶化,并进而造成农作物中某些指标超过国家标准的现象,称为土壤污染。
污染物进入土壤的途径是多样的,废气中含有的污染物质,特别是颗粒物,在重力作用下沉降到地面进入土壤,废水中携带大量污染物进入土壤,固体废物中的污染物直接进入土壤或其渗出液进入土壤。其中最主要的是污水灌溉带来的土壤污染。农药、化肥的大量使用,造成土壤有机质含量下降,土壤板结,也是土壤污染的来源之一。
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。
由于具有生理毒性的物质或过量的植物营养元素进入土壤而导致土壤性质恶化和植物生理功能失调的现象。土壤处于陆地生态系统中的无机界和生物界的中心,不仅在本系统内进行着能量和物质的循环,而且与水域、大气和生物之间也不断进行物质交换,一旦发生污染,三者之间就会有污染物质的相互传递。作物从土壤中吸收和积累的污染物常通过食物链传递而影响人体健康。[1]
污染物进入土壤的途径
(一)污水灌溉:用未经处理或未达到排放标准的工业污水灌溉农田是污染物进入土土壤的主要途径,其后果是在灌溉渠系两侧形成污染带。属封闭式局限性污染。[1]
(二)酸雨和降尘:
工业排放的 SO2、NO等有害气体在大气中发生反应而形成酸雨,以自然降水形式进入土壤,引起土壤酸化。冶金工业烟囱排放的金属氧化物粉尘,则在重力作用下以降尘形式进入土壤,形成以排污工厂为中心、半径为2至3公里范围的点状污染。[1]
汽车排气
汽油中添加的防爆剂四乙基铅随废气排出污染土壤,行车频率高的公
土壤污染
路两侧常形成明显的铅污染带。
固体废弃物
堆积场所土壤直接受到污染,自然条件下的二次扩散会形成更大范围的污染。
过量施用农药、化肥
属农业区开放性的。
污染物在土壤中的去向
进入土壤的污染物,[1]因其类型和性质的不同而主要有固定、挥发、降解、流散
农药污染途径
和淋溶等不同去向。重金属离子,主要是能使土壤无机和有机胶体发生稳定吸附的离子,包括与氧化物专性吸附和与胡敏素紧密结合的离子,以及土壤溶液化学平衡中产生的难溶性金属氢氧化物、碳酸盐和硫化物等,将大部分被固定在土壤中而难以排除;虽然一些化学反应能缓和其毒害作用,但仍是对土壤环境的潜在威胁。化学农药的归宿,主要是通过气态挥发、化学降解、光化学降解和生物降解而最终从土壤中消失,其挥发作用的强弱主要取决于自身的溶解度和蒸气压,以及土壤的温度、湿度和结构状况。例如,大部分除草剂均能发生光化学降解,一部分农药(有机磷等)能在土壤中产生化学降解;目前使用的农药多为有机化合物,故也可产生生物降解。即土壤微生物在以农药中的碳素作能源的同时,就已破坏了农药的化学结构,导致脱烃、脱卤、水解和芳环烃基化等化学反应的发生而使农药降解。土壤中的重金属和农药都可随地面径流或土壤侵蚀而部分流失,引起污染物的扩散;作物收获物中的重金属和农药残留物也会向外环境转移,即通过食物链进入家畜和人体等。施入土壤中过剩的氮肥,在土壤的氧化还原反应中分别形成NO、 N□和NH□、N□。前两者易于淋溶而污染地下水,后两者易于挥发而造成氮素损失并污染大气。
土壤的污染源
土壤的污染,一般是通过大气与水污染的转化而产生,它们可以单独起作用,也可以相互重叠和交叉进行,属于点污染的一类。随着农业现代化,特别是农业化学化水平的提高,大量化学肥料及农药散落到环境中,土壤遭受非点污染的机会越来越多,其程度也越来越严重。在水土流失和风蚀作用等的影响下,污染面积不断地扩大。[1]
根据污染物质的性质不同,土壤污染物分为无机物和有机物两类:无机物主要有汞、铬、铅、铜、锌等重金属和砷、硒等非金属;有机物主要有酚、有机农药、油类、苯并芘类和洗涤剂类等。以上这些化学污染物主要是由污水、废气、固体废物、农药和化肥带进土壤并积累起
塑料袋污染土壤
来的。
污水灌溉
生活污水和工业废水中,含有氮、磷、钾等许多植物所需要的养分,所以合理地使用污水灌溉农田,一般有增产效果。但污水中还含有重金属、酚、氰化物等许多有毒有害的物质,如果污水没有经过必要的处理而直接用于农田灌溉,会将污水中有毒有害的物质带至农田,污染土壤。例如冶炼、电镀、燃料、汞化物等工业废水能引起镉、汞、铬、铜等重金属污染;石油化工、肥料、农药等工业废水会引起酚、三氯乙醛、农药等有机物的污染。
大气污染
大气中的有害气体主要是工业中排出的有毒废气,它的污染面大,会对土壤造成严重污染。工业废气的污染大致分为两类:气体污染,如二氧化硫、氟化物、臭氧、氮氧化物、碳氢化合物等;气溶胶污染,如粉尘、烟尘等固体粒子及烟雾,雾气等液体粒子,它们通过沉降或降水进入土壤,造成污染。例如,有色金属冶炼厂排出的废气中含有铬、铅、铜、镉等重金属,对附近的土壤造成污染;生产磷肥、氟化物的工厂会对附近的土壤造成粉尘污染和氟污染。
化肥
施用化肥是农业增产的重要措施,但不合理的使用,也会引起土壤污染。长期大量使用氮肥,会破坏土壤结构,造成土壤板结,生物学性质恶化,影响农作物的产量和质量。过量地使用硝态氮肥,会使饲料作物含有过多的硝酸盐,妨碍牲畜体内氧的输送,使其患病,严重的导致死亡。
农药
农药能防治病、虫、草害,如果使用得当,可保证作物的增产,但它是一类危害性很大的土壤污染物,施用不当,会引起土壤污染。喷施于作物体上的农药(粉剂、水剂、乳液等),除部分被植物吸收或逸入大气外,约有一半左右散落于农田,这一部分农药与直接施用于田间的农药(如拌种消毒剂、地下害虫熏蒸剂和杀虫剂等)构成农田土壤中农药的基本来源。农作物从土壤中吸收农药,在根、茎、叶、果实和种子中积累,通过食物、饲料危害人体和牲畜的健康。此外,农药在杀虫、防病的同时,也使有益于农业的微生物、昆虫、鸟类遭到伤害,破坏了生态系统,使农作物遭受间接损失。[1]
固体废物
工业废物和城市垃圾是土壤的固体污染物。例如,各种农用塑料薄膜作为大棚、地膜覆盖物被广泛使用,如果管理、回收不善,大量残膜碎片散落田间,会造成农田“白色污染”。这样的固体污染物既不易蒸发、挥发,也不易被土壤微生物分解,是一种长期滞留土壤的污染物。
编辑本段土壤污染的防治
科学地进行污水灌溉
工业废水种类繁多,成分复杂,有些工厂排出的废水可能是无害的,但与其他工厂排出的废水混合后,就变成有毒的废水。因此在利用废水灌溉农田之前,应按照《农田灌溉水质标准》规定的标准进行净化处理,这样既利用了污水,又避免了对土壤的污染。
合理使用农药
合理使用农药,这不仅可以减少对土壤的污染,还能经济有效地消灭病、虫
蚯蚓可以改善土壤污染
、草害,发挥农药的积极效能。在生产中,不仅要控制化学农药的用量、使用范围、喷施次数和喷施时间,提高喷洒技术,还要改进农药剂型,严格限制剧毒、高残留农药的使用,重视低毒、低残留农药的开发与生产。
合理施用化肥
根据土壤的特性、气候状况和农作物生长发育特点,配方施肥,严格控制有毒化肥的使用范围和用量。
增施有机肥,[1]提高土壤有机质含量,可增强土壤胶体对重金属和农药的吸附能力。如褐腐酸能吸收和溶解三氯杂苯除草剂及某些农药,腐殖质能促进镉的沉淀等。同时,增加有机肥还可以改善土壤微生物的流动条件,加速生物降解过程。
施用化学改良剂
在受重金属轻度污染的土壤中施用抑制剂,可将重金属转化成为难溶的化合物,减少农作物的吸收。常用的抑制剂有石灰、碱性磷酸盐、碳酸盐和硫化物等。例如,在受镉污染的酸性、微酸性土壤中施用石灰或碱性炉灰等,可以使活性镉转化为碳酸盐或氢氧化物等难溶物,改良效果显著。
因为重金属大部分为亲硫元素,所以在水田中施用绿肥、稻草等,在旱地上施用适量的硫化钠、石硫合剂等有利于重金属生成难溶的硫化物。
对于砷污染土壤,可施加Fe2SO43和MgCl2等生成FeAsO4、Mg?NH4 AsO4等难溶物减少砷的危害。另外,可以种植抗性作物或对某些重金属元素有富集能力的低等植物,用于小面积受污染土壤的净化。如玉米抗镉能力强,马铃薯、甜菜等抗镍能力强等。有些蕨类植物对锌、镉的富集浓度可达数百甚至数千ppm,例如,在被砷污染的土壤上谷类作物无法生存,但在其上生长的苔藓砷富集量可达1250×10-6。
总之,按照“预防为主”的环保方针,防治土壤污染的首要任务是控制和消除土壤污染源,对已污染的土壤,要采取一切有效措施,清除土壤中的污染物,控制土壤污染物的迁移转化,改善农村生态环境,提高农作物的产量和品质,为广大人民群众提供优质、安全的农产品。
中国土壤污染的特点
土壤污染具有隐蔽性和滞后性。大气污染、水污染和废弃物污染等问题一般都比较直观,通过感官就能发现。而土壤污染则不同,它往往要通过对土壤样品进行分析化验和农作物的残留检测,甚至通过研究对人畜健康状况的影响才能确定。因此,土壤污染从产生污染到出现问题通常会滞后较长的时间。如日本的“痛痛病”经过了10~20年之后才被人们所认识。[1]
累积性.污染物质在大气和水体中,一般都比在土壤中更容易迁移。这使得污染物质在土壤中并不象在大气和水体中那样容易扩散和稀释,因此容易在土壤中不断积累而超标,同时也使土壤污染具有很强的地域性。
不可逆转性.重金属对土壤的污染基本上是一个不可逆转的过程,许多有机化学物质的污染也需要较长的时间才能降解。譬如:被某些重金属污染的土壤可能要100~200年时间才能够恢复。
难治理:如果大气和水体受到污染,切断污染源之后通过稀释作用和自净化作用也有可能使污染问题不断逆转,但是积累在污染土壤中的难降解污染物则很难靠稀释作用和自净化作用来消除。
土壤污染一旦发生,仅仅依靠切断污染源的方法则往往很难恢复,有时要靠换土、淋洗土壤等方法才能解决问题,其他治理技术可能见效较慢。因此,治理污染土壤通常成本较高、治理周期较长。鉴于土壤污染难于治理,而土壤污染问题的产生又具有明显的隐蔽性和滞后性等特点,因此土壤污染问题一般都不太容易受到重视。
辐射污染:大量的辐射污染了土地,使被污染的土地含有了一种毒质。这种毒质会使植物生长不了,停止生长!
焚烧树叶:树叶里含有一种有毒物质,在一般情况下是不会散发出来的。但一遇火,就会蒸发毒物。人一呼吸,就会中毒[1]
我国土壤污染防治的现状:我国土壤污染防治的现状我国土壤污染防治的现状我国土壤污染防治的现状 [1] 在治理土壤污染这一问题上,我国已制定了一些法律、法规和规章,内容涵盖了农业环境保护、防治土地污染等方面,应该说这些法律政策对改善我国的土壤污染状况是发挥了一定作用的。但是,也必须看到《环境保护法》、《农业法》、《土地管理法》等现行法律法规提供的只是有关土壤污染防治的零散规定,我国目前在土壤污染防治方面并没有制定专门性的单行法律。因此,可以说我国在土壤污染防治上的法律是缺乏系统性与可操作性的,甚至可以说这方面的立法基本上是一片空白。
土壤污染的危害
1、导致农作物减产和农产品品质降低
2、污染地下水和地表水
3、影响大气环境质量
4、危害人体健康
土壤生态系统
定义:土壤生物与其周围环境相互联系和相互作用的统一体。
土壤生态系统是土壤中生物与非生物环境的相互作用通过能量转换和物质循环构成的整体
结构组成:土壤生态系统是陆地生态系统的一个亚系统,其结构组成包括:①生产者。高等植物根系、藻类和化能营养细菌。②消费者。土壤中的草食动物和肉食动物。③分解者。细菌、真菌、放线菌和食腐动物等。④参与物质循环的无机物质和有机物质。⑤土壤内部水、气、固体物质等环境因子。土壤生态系统的结构主要取决于构成系统的生物组成分及其数量,生物组成分在系统中的时空分布和相互之间的营养关系,以及非生物组成分的数量及其时空分布。土壤生态系统的功能主要表现在系统内物质流和能流的速度、强度及其循环和传递方式。不同土壤生态系统的上述功能各不相同,反映了土壤生产力相异的实质。土壤生态系统的结构和功能可通过人为管理措施加以调节和改善。土壤中物质转化和能量流通的能力和水平、土壤生物的活性,土壤中营养物质和水分的平衡状况及其对环境的影响等,是土壤生态系统研究的主要内涵。
结构特征
稳定的土壤生态系统具有一定的结构特征:①垂直结构。一般由三个层次构成:第一层为生物群体层,它是植物进行光合作用的主要场所,所占空间的高度依植物种类而异;第二层是生物地被层,包括地面的生物群体及植物根系所及的土层,其中土壤动物和土壤微生物丰富,生物物质的累积、分解、转化、矿质元素的淋溶、淀积以及水分蒸发蒸腾的活跃场所;第三层是土壤底层和岩石风化层,生物有机体少,是土壤矿质养分元素与水分补给的基地。②水平结构。一般有三种格局:均匀分布,生物种群的分布是均匀的,在二维空间上各占有一定的面积;簇生分布,生物种群在空间上间断地成群分布;随机分布,土壤生态系统中多数生物种的分布都呈随机分布。
土壤生态系统的功能
土壤生态系统的功能是土壤生物与土壤环境相互作用的结果。生态学家从生物地球化学观点出发,认为土壤是地球表层系统中,生物多样性最丰富,生物地球化学的能量交换、物质循环(转化)最活跃的生命层。环境科学家认为土壤是重要的环境因素,是环境污染物的缓冲带和过滤器。农业科学工作者和广大农民认为土壤是植物生长的介质,更关心影响植物生长的土壤条件,土壤肥力供给、培肥及持续性。土壤学家和农学家则更多地关注发育于地球陆地表面能生长绿色植物的疏松多孔结构表层。
综合不同领域科学家的关注层面,土壤生态系统的功能包括如下几个方面:
(1)土壤是地球绿地生态系统的基础
绿地生态系统中,土壤作为最活跃的生命层,事实上是一个相对独立的子系统。土壤在陆地生态系统中的作用包括:①保持生物多活性、多样性和生产性;②对水体和溶质流动起调节作用;③对有机、无机污染物具有过滤、缓冲、降解、固定和解毒作用;④具有储存并循环生物圈及地表的养分和其它元素的功能;
(2)土壤是地球表层系统自然地理环境的重要组成部分
土壤圈覆盖于地球陆地的表面,处于其它圈层的交接面上,成为它们连接的纽带,构成了组合无机界和有机界即生命和非生命联系的中心环境。
(3)土壤是人类农业的生产基地
自然界中,植物的生长繁育必须以土壤为基础,土壤在植物生长繁育中有下列不可取代的特殊作用:①营养库的作用;②养分转化和循环作用;③雨水涵养作用;④生物的支撑作用;⑤稳定和缓冲环境变化的作用。
1、土壤生物的生态功能
土壤生物的生态功能可以简单概括为如下几方面。
(1)有机质的分解
90%的土壤有机质是由微生物所分解的。土壤动物如螨、节足动物、蚯蚓和白蚁破碎有机体,并传播分解微生物的繁殖体,使碳的分解程度大大简化,它们被称为分解者。土壤分解者可以被用来进行垃圾管理和污染土壤的净化。
(2)养分循环
养分循环与有机质的分解有关,主要是依靠微生物完成,但其分解的速率却取决于原生动物、线虫等微小的取食者,同时较大的动物加速处理“热”粪便。土壤生物的养分循环是农业和林业形成的基础,高效的地上养分循环同样是保持良好水质的基础。特殊的土壤细菌参与了自养生物的要素形成,它们并不依靠有机质作为食物源。
(3) 生物扰动
作物的根和蚂蚁、白蚁、蚯蚓以及其它的大型土壤动物所打的通道、细孔,所形成的团聚体和堆积物深深地影响土壤中的水、气状况,因而为其它土壤生物建立和改善微栖居环境,是保持农业和林业土壤结构的基础。引入生物扰动者有时利于分解土壤中的有机污染物。
(4)土壤病虫害控制
在自然的生态系统中,发生病虫害的机会相对较少,但农业上却很常见。这在很大程度上被认为是植物种类单一引发的农业生态系统对有害土壤生物的抵抗力下降。这些病虫害的抗源或拮抗生物在生物种类丰富的系统中很常见。因此,在农业和林业上利用这些生物抗源或拮抗生物的潜力很大。
土壤污染指数
评价土壤污染程度或土壤环境质量等级所用的一种相对的无量纲指数。
分类
以单因子表示土壤污染程度或土壤环境质量的等级为单项污染指数(Pi),也称分指数。数学表达式是土壤污染的实测值(Ci)与评价标准(Si)之比。Pi=Ci÷Si。
综合污染指数(P)由单项污染指数综合而成。在简单处理时,一般采用单项污染指数相加,或相加后再平均的方法。
判别
单项污染指数(Pi)和综合污染指数(P)直接反映超标倍数和污染程度,是确定土壤环境管理时的重要依据。Pi≤1时,表示土壤未受污染,Pi>1时,表示土壤受到污染。P值越高,污染越严重。
污染物形态
污染物存在的形式与状态,随环境条件的变化而发生转化。如土壤中重金属形态可分为水溶态、可交换态、碳酸盐结合态、铁锰氧化物结合态、有机质-硫化物结合态和残渣态等。污染物形态是环境中污染物的外部形状、存在方式、化学组成和内部结构的表现形式。污染物的形态随环境条件的变化而转化。按化学组成,污染物形态可以分为单质和化合态两类。单质是同种元素组成的物质,包括金属、非金属及其同素异构体,如汞(液态汞和气态汞)、铅、氯,以及具有多种同素异构体的硫(无定形硫、正交硫、单斜硫)、磷(白磷、红磷、紫磷、黑磷)等。化合态是由两种或两种以上的元素组成的物质形态,可以分为有机化合态和无机化合态两类。有机化合态的污染物的种类繁多,常见的有农药(如有机氯、有机磷)、苯、苯酚、苯胺、联苯胺、多氯联苯、多环芳烃、霉菌毒素(如黄曲霉毒素)、有机汞(如甲基汞、苯基汞)等。无机化合态常见的有强碱、强酸、盐类(如铬酸盐、硫酸镉)、硫化物、氮化物、氯化物、氟化物、氰化物和金属元素的氧化物等。按物理性状污染物形态可以分为固体、流体(气体和液体)、射线等。固体可分为晶体和无定形两种。晶体如氰酸盐、铬酸盐、氯化高汞;无定形固体物质如硫、二氧化铅、五氧化二钒。流体如汞和各种有机试剂。射线如放射性物质在衰变过程中产生的αβγ射线、X射线、紫外线、热辐射、微波辐射、电磁辐射等。[1]?
无机污染物
组成
由无机物构成的污染物。如各种有毒金属及其氧化物、酸、碱、盐类、硫化物和卤化物等。采矿、冶炼、机械制造、建筑材料、化工等工业生产排出的污染物中大量为无机污染物,其中硫、氮、碳的氧化物和金属粉尘是主要的大气无机污染物。各种酸、碱和盐类的排放,会引起水体污染,其中所含的重金属如铅、镉、汞、铜会在沉积物或土壤中积累,通过食物链危害人体与生物。无机元素不同价态或以不同化合物的形式存在时其环境化学行为和生物效应大不相同,这是当今无机污染物研究中的前沿领域。
除了碳元素同非金属结合而成的绝大多数化合物以外的各种元素及其化合物(如各种元素的氧化物、硫化物、卤化物、酸、盐等)称为无机物,对环境造成污染的无机物称为无机污染物。
详解:无机污染物有的是随着地壳变迁、火山爆发、岩石风化等天然过程进入大气、水体、土壤和生态系统的。有的是随着人类的生产和消费活动而进入的。各种无机污染物在环境中迁移和转化,参预并干扰各种环境化学过程和物质循环过程,造成了无机污染物的污染。锡、镉、砷、铅、锑等的矿物开采量甚至大大超过它们的自然循环量。
现代采矿、冶炼、机械制造、建筑材料、化工等生产部门,每天都排放大量的无机污染物,包括有害的元素氧化物、酸、碱和盐类等。其中硫、氮、碳的氧化物和一些金属粉尘是主要的大气污染物,可以直接危害人体和生态系统(见大气污染)。它们有的会和烃类污染物进一步发生气相反应生成光化学烟雾,有的会发生液相反应,引起酸雨等,从而伤害动植物,腐蚀建筑材料和使土壤肥力下降。各种酸、碱和盐类的任意排放,往往引起水质恶化等后果,其中所含的重金属元素如铅、镉、汞、铜等可在土壤中积累,通过食物链在不同的营养级上逐级富集,造成更大的危害。
污染物大多数是由与组成生物机体相同的元素所组成,当污染物发生分解之后,有些元素(如碳、氮、硫、磷、钙、镁、钾、钠等)就可以成为生物的构成成分。有些微量元素如锰、铁、铜、钴、铬、锌、钼是高等生物都必需的营养元素。所有的植物都需要硼,大多数植物需要钒,哺乳动物则除硼、钒之外还需要碘、氟、硒、锶和铬等。但如环境中这些元素的含量超过一定限度,也会成为恶化环境质量、危害生态系统的环境污染物。例如锌在土壤中含量过高,可使作物的植株矮小,叶片萎黄。过量的锌还会使土壤酶系丧失活性,细菌数目减少,土壤微生物作用降低。其他必需的营养元素如铜、锰、钴、钒、硒、钼等含量过高都对生态系统有毒害作用和不利影响。有些元素如铍、镉、汞、镍、砷等对生物是有毒的,其中铍、羰基镍和六价铬等对实验动物有致癌作用。锑、铊、铅等也都有毒性,可以在生物体内蓄积,引起各种症状。
一些无机污染物,特别是铅、汞、镉等重金属,它们在土壤和植株中的含量分布的一般规律是土壤>根系>茎叶>籽粒(果实)。各种元素的价态不相同,毒性也不一样。如六价铬毒性大于三价铬,三价锑毒性大于五价锑,高价钒毒性大于低价钒,三价砷毒性大于五价砷。汞、锑、硒等的化合物的毒性又都较其元素状态的毒性为高。有些元素和化合物相互间存在拮抗或协同作用。例如锌或镉能和氰产生协同作用,使氰的毒性增高;镍或铜则对氰的毒性有拮抗作用,使氰的毒性降低。这是因为它们和氰能形成稳定的络合离子。
有机污染物
有机污染物是指以碳水化合物、蛋白质、氨基酸以及脂肪等形式存在的天然有机物质及某些其他可生物降解的人工合成有机物质为组成的污染物。可分为天然有机污染物和人工合成有机污染物两大类
有机污染物的监测方法:室内的环境污染物主要有甲醛,苯,总挥发性有机物,氨,氡等。有机污染物主要是前三种。
测定甲醛的常用方法有分光光度法和气相色谱法,国家规定的标准方法是酚试剂分光光度法,乙酰丙酮分光光度法,气相色谱法。
测苯常用气相色谱法。
总挥发性有机物(TVOC),主要是室内的建筑材料,涂料等挥发出来的,抽烟和烹调的时候也能产生,由于所含物质种类比较多不能全部定性,不能定性的安甲苯算,主要用气相色谱法测定。
因为室内空气中有机污染物的含量在空气中的比例较低,采集空气样品时,应该采用富集吸收法。
持久性有机污染物的斯德哥尔摩协定
2001年5月22日,包括中国在内的90个国家的环境部长在瑞典斯德哥尔摩签署一项公约,决定禁止或限制使用12种持久性有机污染物,其中8种是有机氯杀虫剂:艾氏剂(农业上用于防治农作物害虫,可引起人肝功能障碍、致癌)、氯丹(又称氯化茚、1068,主要用于防治地下害虫、白蚁和卫生害虫,可使人致癌)、狄氏剂(用于防治蚊、蝇、白蚁、蝗虫以及地下害虫、棉花害虫、森林害虫,可引起人肝功能障碍、致癌)、异狄氏剂(用于防治棉花害虫、水稻害虫、甘蔗害虫、鼠类,可妨碍人发育、致癌)、七氯(又称七氯化茚,农业上用于防治地下害虫及卫生害虫,可影响人的生殖器官、致癌)、灭蚁灵(用于防治棉象鼻虫和害虫、蝇、蟑螂,可使人致癌)、毒杀芬(又称氯化茨烯、3956,用于防治棉花害虫、地下害虫、蝇、蟑螂,可使人致癌)、滴滴涕(又称二二三,农业、林业、粮食卫生等行业用来防治害虫,影响人的肝脏、致癌)。以上8种有机氯杀虫剂中的前7种将在公约正式生效(至少50个国家批准)时停止生产和使用,只有滴滴涕,被允许在大约25个国家,绝大多数是非洲贫困的热带国家继续使用。他们要在世界卫生组织的指导下,严格限制使用滴滴涕对付传播疟疾的蚊子,尽快找到其他经济适用的杀虫剂。
被这项公约禁用的还有两种有机氯杀虫剂:六氯苯(又名灭黑穗药,用于防治麦类黑穗病等,可影响人的肝脏)、多氯联苯(主要用做电力变压器、电容器中的绝缘液,工业热载体、特种润滑油和添加剂,可使人致癌)。目前使用多氯联苯的电力变压器、电容器,只要不发生泄漏事故,可以用到2025年。
公约禁用的最后两种是由燃烧和工业加工带来的副产品,都属于二恶英类物质:多氯二苯并二恶英和多氯二苯并呋喃,它们有多种异构体,其中四氯化物质性最强,1999年沸沸扬扬的比利时污染鸡事件就是二恶英作的怪。二恶英不但是剧毒物质,而且致癌。
这些有机污染物能够沿着食物链传播,在动物体内的脂肪中聚集。它们还会引起过敏、先天缺陷、癌症、免疫系统和生殖器官受损。它们都属于环境激素,即使浓度极小,也会影响人类的内分泌系统。这些污染已经在土壤和水中长期存在,不仅难于生物降解,而且流动性很强,能够传播到世界各地,包括南极和北极。该公约于2001年5月22在瑞典斯德哥尔摩通过,它是继1987年《保护臭氧层的维也纳公约》和1992年《气候变化框架公约》之后,第三个具有强制性减排要求的国际公约,是国际社会对有毒化学品采取优先控制行动的重要步骤。2001年5月23日,中国政府签署公约;2004年6月25日,十届全国人大常委会第十次会议批准公约。
有机污染物的吸附:包括物理吸附、静电吸附和离子交换吸附等吸附过程。
物理吸附
物理吸附是被吸附的流体分子与固体表面分子间的作用力为分子间吸引力,即所谓的范德华力(Van der waals)。因此,物理吸附又称范德华吸附,它是一种可逆过程。当固体表面分子与气体或液体分子间的引力大于气体或液体内部分子间的引力时,气体或液体的分子就被吸附在固体表面上。从分子运动观点来看,这些吸附在固体表面的分子由于分子运动,也会从固体表面脱离而进入气体(或液体)中去,其本身不发生任何化学变化。随着温度的升高,气体(或液体)分子的动能增加,分子就不易滞留在因体表面上,而越来越多地逸入气体(或液体 中去,即所谓“脱附”。这种吸附—脱附的可逆现象在物理吸附中均存在。工业上就利用这种现象,借改变操作条件,使吸附的物质脱附,达到使吸附剂再生,回收被吸附物质而达到分离的目的。物理吸附的特征是吸附物质不发生任何化学反应,吸附过程进行得极快,参与吸附的各相间的平衡瞬时即可达到。?
静电吸附
静电吸附则是物体带有不同的电性,异性相吸原理
离子交换吸附
离子交换吸附根据不同的要求选择不同的假虎吸附剂
有机污染物前景;在中国,即使不发展工业,由人口增长带来的污染物,也足以使环境恶化到令人无法容忍的地步,即便是治理这样的污染,也需要大笔投资,需要有经济基础。
中国在治理污染问题上,任重道远,需要依法办事,制止恶性环保事件的发生,延缓环境恶化的速度。
污染源:污染源是指造成环境污染的污染物发生源,通常指向环境排放有害物质或对环境产生有害影响的场所、设备、装置或人体。
概念:污染源,通常是指向环境排放或释放有害物质或对环境产生有害影响的场所、设备和装置。
任何以不适当的浓度,数量,速度,形态和途径进入环境系统并对环境产生污染或破坏的物质或能量,统称为污染物。
根据污染的产生过程可分为两类:
⒈一次污染物:由污染源释放的直接危害人体健康或导致环境质量下降的污染物。 污染源2.二次污染物:排放物质在一定环境条件下产生的一系列物理、化学和生物化学反应,导致环境质量下降。
分类:按污染物的来源
按污染物的来源可分为天然污染源和人为污染源。
污染源天然污染源是指自然界自行向环境排放有害物质或造成有害影响的场所,如正在活动的火山。
人为污染源是指人类社会活动所形成的污染源。后者是环境保护工作研究和控制的主要对象。人为污染源有多种分类方法。按排放污染的种类,可分为有机污染源、无机污染源、热污染源、噪声污染源、放射性污染源、病原体污染源和同时排放多种污染物的混合污染源等。
事实上,大多数污染源都属于混合污染源。例如燃煤的火力发电厂就是一个既向大气排放二氧化硫等无机污染物,又向环境排放废热和其他废物的混合污染源。然而,在研究某一特定环境问题时,往往把某些混合污染源作为只排放某一类污染物的污染源。
按排放污染的种类
可分为有机污染源 、无机污染源、热污染源、噪声污染源、放射性污染源和同时排放多种污染物的混合污染源等。
按污染的主要对象
污染源按污染的主要对象,可分为大气污染源、水体污染源和土壤污染源等;
按排放污染物的空间分布方式
按排放污染物的空间分布方式,可分为点污染源(集中在一点或一个可当作一点的小范围排放污染物)、面污染源(在一个大面积范围排放污染物)。
按人类社会活动功能
按人类社会活动功能分为工业污染源、农业污染源、交通运输污染源和生活污染 污染源源。固定污染源和流动污染源,污染源分为固定污染源和流动污染源。固定污染源指烟道、烟囱、排气筒等排放场所。它们排放的废气中既包含固态的烟尘和粉尘,也包含气态和气溶胶态的多种有害物质。如发电厂的燃煤烟囱,钢铁厂、水泥厂、炼铝厂、有色金属冶炼厂、磷肥厂、硝酸厂、硫酸厂、石油化工厂、化学纤维厂的大工业烟囱等。流动污染源主要指交通车辆、飞机、轮船等排气源,其排放废气中含有烟尘、有机和无机的气态有害物质
天然污染源
天然污染源指自然界自行向环境排放有害物质或造成有害影响的场所,如正在活动的火山。常见大气污染源有:向大气排入有害物质的源地称污染源,进入大气的有害物质称污染 污染源物。
大气污染源
大气污染源分人工源和自然源,自然源包括火山喷发、森林着火、风吹扬尘等,它们每年向大 气排入约5.5亿吨污染物,人工源包括工业污染源、农业污染源、城乡交通和居民生活污染源等,它们平均总计向大气排入的污染物在20世纪90年代约每年超过6.5亿吨,其中以工业污染排放量最为主要。中国1990年工业源共排放大气污染物约0.4亿吨,按人口平均远低于发达国家的排发水平。
大气污染物分为一次污染物和二次污染物,它们的种类超过100多种。从污染源排 进大气后,直接污染空气的称一次污染物,其中最主要的有二氧化硫、一氧化碳(CO)、 氮氧化物(NO)、二氧化氮、颗粒物(飘尘、降尘、油烟等)、CO和氨气、及含氧、 氮、氯、硫有机化合物以及放射性物质等。所谓二次污染物则是由于阳光照射污染物、污染物间相互发生化学反应、污染物与大气成分发生化学反应生成的有害物质,光化烟雾就是一种二次污染物。
人为污染源
人为污染源是指人类社会活动所形成的污染源。后者是环境保护研究和控制的主要对 污染源象。
工业污染源
工业生产中的一些环节,如原料生产、加工过程、燃烧过程、加热和冷却过程、成品整理过程等使用的生产设备或生产场所都可能成为工业污染源。除废渣堆放场和工业区降水径流构成的污染以外,多数工业污染源属于点污染源。它通过排放废气、废水、废渣和废热污染大气、水体和土壤;还产生噪声、振动来危害周围环境。各种工业生产过程排出的废物含有不同的污染物。例如,煤燃烧过程排出的烟气中含有一氧化碳、二氧化硫、苯并(a)芘和粉尘等污染物;一些化工生产过程排出的废气主要含有硫化氢、氮氧化物、氟化氢、氯化氢、甲醛、氨等各种有害气体。又如炼油厂废水中主要含原油和石油制品,以及硫化物、碱等;电镀工业废水中主要含有重金属(铬、镉、镍、铜等)离子、酸和碱、氰化物和各种电镀助剂;火力发电厂主要排出烟气和废热。此外,由于化学工业的迅速发展,越来越多的人工合成物质进入环境;地下矿藏的大量开采,把原来埋在地下的物质带到地上,从而破坏了地球上物质循环的平衡。重金属、各种难降解的有机物等污染物在人类生活环境中循环、富集,对人体健康构成长期威胁。可见,工业污染源对环境危害最大。
农业污染源
在农业生产过程中对环境造成有害影响的农田和各种农业设施称为农业污染源。不合 污染源
理施用化肥和农药会破坏土壤结构和自然生态系统,特别是破坏土壤生态系统(见农药污染)。降水所形成的径流和渗流把土壤中的氮和磷、农药以及牧场、养殖场、农副产品加工厂的有机废物带入水体,使水体水质恶化,有时造成河流、水库、湖泊等水体的富营养化。大量氮化合物进入水体则导致饮用水中硝酸盐含量增加,危及人体健康。氮肥分解产生的氮氧化物直接影响大气的物质平衡。在农业高度现代化的国家,农业污染源排放的硝酸盐、氮和无机磷已经对水体构成极大危害。有的研究报告指出,在生活污水中氮的浓度一般为18~20毫克/升,而农田径流中,氮的浓度为1~70毫克/升,上限远超过生活污水。农田径流中磷的含量为 0.05~1.1毫克/升。农田径流里的氮、磷含量都大大超过藻类生长需要。一般认为水中有 0.3毫克/升的无机氮和0.01毫克/升的无机磷就足以使藻类繁殖到致害的程度。
交通运输污染源
对周围环境造成污染的交通运输设施和设备。这类污染源发出噪声,引起振动,排放废气,泄漏有害液体,排放洗刷废水(包括油轮压舱水),散发粉尘等,都会污染环境。交通运输污染源排放的主要污染物有一氧化碳、氮氧化物、碳氢化合物、二氧化硫、铅化合物、笨并 (a)芘、石油和石油制品以及有毒有害的运载物。它们对城市环境、河流、湖泊、海湾和海域构成威胁(特别是在发生事故时)。这类污染源排出的废气是大气污染物的主要来源之一。
生活污染源
人类消费活动产生废水、废气和废渣都会造成环境污染。城市和人口密集的居住区是人类 污染源
消费活动集中地,是主要的生活污染源。
生活污染源污染环境的途径有三:①消耗能源排出废气造成大气污染。如中国的一些城市里,居民普遍使用小煤炉做饭、取暖,这些小煤炉在城市区域范围内构成大气的面污染源。②排出生活污水(包括粪便)造成水体污染。生活污水中含有机物、合成洗涤剂和氯化物以及致病菌、病毒和寄生虫卵等。生活污水进入水体,恶化水质,并传播疾病。以有机污染物为例,一个百万人口的城市,如果平均每人每天排放BOD5(五日生化需氧量)36克,受纳该城市生活污水的水体中BOD5本底值是2毫克/升,为使受纳水体中的BOD5不超过5毫克/升,而且对这个城市的生活污水不作任何处理,则每天至少需要1200万立方米的天然水来稀释(估算时忽略生活污水的流量)。这相当于一条流量约为140立方米/秒的河流的水量。③排出的厨房垃圾、废塑料、废纸、金属、煤灰和碴土等城市垃圾造成环境污染。在不同国家和地区中,由于生活习惯和生活水平的差别,上述各种垃圾在城市垃圾总量中的比重也有所不同。中国大城市中普遍设有废旧物资回收网点,城市垃圾中废纸、金属、塑料制品和玻璃等所占的比例就较低;由于相当数量的居民用煤作燃料,垃圾中煤灰所占的比例就较高。中国城市垃圾数量和构成也在变化,如由于逐步改用煤气、石油液化气作燃料以及采用集中供热方式,煤灰在生活垃圾中所占的比例逐渐减少。
监测
监测目的
一是监督性监测,即定期检查污染源排放废气中的有害物质含量是否符合国家规定的 污染源
大气污染物排放标准的要求;
二是研究性监测,对污染源排放污染物的种类、排放量、排放规律进行监测,有利于查清空气污染的主要来源,探讨空气污染发展的趋势,制订污染控制措施,改善环境空气质量。
监测内容
排放废气中有害物质的浓度(mg/m3);有害物质的排放量(kg/h);废气排放量(m3/h)。
评价与总量控制
自然污染源和人为污染源产生的环境污染物,以不适当的浓度、形态和途径进入环境系统,并对环境系统产生污染和破坏。环境对污染物的接受是有限的,为了更好地利用环境容量这一资源,必须根据污染物的来源、特性,对污染源结构、形态进行调查和评价,并对污染物进行总量控制。
污染源调查
在环境科学的研究工作中,把污染源、环境和人群健康看成一个系统。污染源向环境中排放污染物是造成环境问题的根本原因。污染源排放污染物质的种类、数量、方式、途径及污染源的类型和位置,直接关系到它危害的对象、范围和程度。污染源调查就是要了解、掌握上述情况及其它有关问题。通过污染源调查,可以找出一个工厂或一个地区的主要污染源和主要污染物,资源、能源及水资源的利用现状。为企业技术改造、污染治理、综合利用、加强管理指出方向;为区域污染综合防治指出防治什么污染物,在哪防治;为区域环境管理、环境规划、环境科研提供依据。因此,污染源调查是污染综合防治的基础工作。
污染源调查的内容丰富而广泛,按污染源分类的不同和调查目的不同,可分为工业污染源调查、农业污染源调查、生活污染源调查、交通污染源调查,也可分为大气污染源调查、水污染源调查、噪声污染源调查等。以下以工业污染源、农业污染源和生活污染源调查为例说明污染源调查的主要内容。
工业污染源调查
调查内容:
⑴企业环境状况
企业所在地的地理位置,地形地貌、四邻状况及所属环境功能区(如商业区、工业区、居民区、文化区、风景区、农业区,林业区及养殖区等)的环境现状。
⑵企业基本情况
①概况:企业名称、厂址、主管机关名称、企业性质、规模、厂区占地面积、职工构成、固定资产、投产年代、产品、产量、产值、利润、生产水平、企业环境保护机构名称。
②工艺调查:工艺原理、工艺流程、工艺水平、设备水平、找出生产中的污染源和污染物。
③能源、水源、原辅材料情况:能源构成、产地、成分、单耗、总耗、水源类型、供水方式、供水量,循环水量、循环利用率、水平衡,原辅、材料种类、产地、成分及含量、消耗定额、总消耗量。
④生产布局调查:原料、燃料堆放场、车间、办公室、堆渣场等污染源的位置;标明厂区、居民区、绿化带,绘出企业环境图。
⑤ 管理调查:管理体制、编制、生产调度、管理水平及经济指标,环境保护管理机构污染源
编制、环境管理水平等。
⑶污染物排放及治理
①污染物治理调查:工艺改革、综合利用、管理措施、治理方法,治理工艺、投资、效果、运行费用、副产品的成本及销路,存在问题、改进措施、今后治理规划或设想。
② 污染物排放情况调查:污染物种类、数量、成分、性质、排放方式、规律、途径、排放浓度、排放量(日每年)、排放口位置、类型、数量、控制方法、历史情况、事故排放情况。
⑷污染危害调查
人体健康危害调查,动植物危害调查、器物危害造成的经济损失调查,危害生态系统情况调查。
⑸生产发展情况调查
生产发展方向、规模、指标、三同时措施、预期效果及存在问题。
生活污染源调查
生活污染源主要指住宅、学校、医院、商业及其它公共设施。它排放的主要污染物有:污水、粪便、垃圾、污泥、废气等。调查内容包括:
⑴ 城市居民人口调查:总人数、总户数、流动人口、人口构成、人口分布、密度、居住环境。
⑵ 城市居民用水和排水调查
用水类型(城市集中供水、自备水源)、不同居住环境每人用水量、办公楼、旅馆、商店、医院及其它单位的用水量,下水道设置情况(有无下水道、下水去向),机关、学校、商店、医院有无化粪池及小型污水处理设施。
⑴ 民用燃料调查
燃料构成(煤、煤气、液化气),燃料来源、成分、供应方式,燃料消耗情况(年、月、日用量,每人消耗量、各区消耗量)。
⑵ 城市垃圾及处置方法调查
垃圾种类、成分、数量,垃圾场的分布,输送方式、处置方式、处理站自然环境,处理效果、投资、运行费用、管理人员、管理水平。
农业污染源调查
农业是环境污染的主要受害者,由于它施用农药、化肥,当使用不合理时也产 污染源
生环境污染,自身也受害。调查内容有:
⑴农药使用情况的调查
农药品种,使用剂量、方式、时间,施用总量、年限,有效成分含量(有机氯、有机磷、汞制剂、砷制剂等),稳定性等。
⑵化肥使用情况的调查
使用化肥的品种、数量、方式、时间,每亩平均施用量。
⑶水土流失情况的调查
⑷农业废弃物调查
农作物秸杆、牲畜粪便、农用机油渣。
⑸农业机械使用情况调查
汽车、拖拉机台数,耗油量,行驶范围和路线,其他机械的使用情况等。
除上述污染源调查外,还有交通污染源调查,噪声污染源调查,放射性污染源调查,电磁辐射污染源调查等。
在进行一个地区的污染源调查,或某一单项污染源调查时,都应进行自然环境背景调查,社会背景调查。根据调查的目的不同,项目不同,可以有所侧重。自然背景包括地质、地貌、气象、水文、土壤、生物;社会背景调查包括居民区、水源区、风景区、名胜古迹、工业区、农业区、林业区。
编辑本段确定方法
污染物排放量的确定有物料衡算法、经验系数法和实测计算法等方法。
物料衡算法
用质量平衡法建立污染物发生模型,是物质不灭定律在污染源评价中的应用,该模 污染源
型的推导来自于物质总体的质量平衡。在生产过程中,投入的物料量,等于产品所含这种物料的量与这种物料流失量的总和。如果物料的流失量全部由烟囱排放或由排水排放,则污染物排放量(或称源强)就可以用质量平衡法求出。例如根据燃料成份及其燃烧后的生成物的化学组成,可以估计出污染物的浓度和总发生量。
经验系数法
1.排污系数法
根据生产过程中,单位产品的经验排污系数进行计算,求得污染物排放量的计算方法称为排放系数或排污系数法。
计算公式为 M (kg污染物/年)=K (kg污染物/吨产品)×W(吨产品 /年)
各种污染物的排放系数,国内外文献中给出很多。它们都是在特定条件下产生的,各地区,各单位由于生产技术条件的不同,污染物排放系数和实际排放系数可能有很大差别。因此,在选择时,应根据实际情况加以修正。在有条件的地方,应调查统计出该地区的排放系数。
2.单产平均减污法
使用单产平均减污法预测污染物排放量与使用排污系数法计算排放量具有相似的模型结构:
计算公式为 M = m G
式中 G 是预计的产量;m 是目标年的单产产生的排污量;
在使用单产平均减污法进行污染物排放量预测时,需要明确三个时间概念:一是预测基准年,二是预测目标年,三是预测参照年。根据问题的性质,需要求解的是目标年的单产排污系数 m,和排污总量 M。假设单产排污量逐年下降的速率不变,考察已经发生的预测基准年和预测参照年的单产排污量,便可从中总结出单产排污量逐年下降的速率,因此求得目标年的单产排污系数和排污总量。
预测目标年单产产生的排污量 m,可以用以下模型计算:
单产平均减污法
式中 t 为预测目标年或参照年,t0 是预测基准年。m0 是作为基准年的已知单产排污量,k 是单产排污量的年削减率,是本模型中预测排污量的关键。通常有0< k <1。用于表示预测参照年与预测基准年之间关系时,m 和 m0 是作为已知量,排污量的年削减率 k 是需要求解的值。
弹性系数法
在进行城市和区域规划时,需要解决按经济发展计划来预测排污量的问题。与以上的分析相类似,仍然使用预测基准年、预测目标年、预测参照年这三个时间概念,来建立相应的模型。该方法假设在预测基准年与预测参照年之间,污染物的逐年排放量和工农业生产的总产值各自以一个平均的增长速度在增长;在预测基准年与预测目标年之间,污染物的逐年排放量和工农业生产的总产值 G 各自也以一个平均的增长速度在增长,即:
弹性系数法
式中 t 为预测目标年或参照年,t0 是预测基准年。M0 是基准年的已知排污量,M 是目标年或参照年的排污量;α是排污量的年增长速率,α可以是负数,说明对应于排污量减少的情况。G 0 是基准年的工农业生产的总产值;G 是目标年或参照年的工农业生产的总产值;β是产值的年增长速率。
令弹性系数
弹性系数
虽然在预测基准年前后α和β 的数值可以不同,弹性系数法认为预测基准年前后的弹性系数 ξ保持不变。
实测计算法
实测法是污染源调查中首先应该使用的方法,它通过在正常的生产情况下,对重点污染源在有代表性的采样点上取样,测得废水、废气、废渣中污染物的浓度及废水、废气的流量,废渣的排放量,经计算得出污染物排放量。这种方法只适用于已投产的污染源。对已投产污染源污染物的实地测量,可掌握现实排放量,在建立数学模型时的参考值,也应通过实测进行总结和检验。
1. 废水污染物排放量的计算
首先对各类废水、各车间废水及生活污水进行流量的测定。其点位和次数应和废水采样点位和次数一致。测流量的方法有流速仪法、堰板法、浮标法、容器法等。具体方法和适用范围可查有关著作。
因检测方法的不同,我们获得的可能是体积流量、质量流量或流速。在进行污染物总量计算之前需要把它们都转换为体积流量的形式。
转换关系是:体积流量(m3/h)= 质量流量(1000kg/h)/密度(1000kg/ m3);
体积流量(m3/h)= 平均流速 (m/h)×过流面积 (m2)
废水中污染物的浓度,可在各采样点取得样品,测定不同时间的浓度值,也可以按流量的大小加权混合,取某一时段浓度加权平均值。
废水中污染物的排放量按下式计算:
M =C Q
计算中要注意浓度及流量单位的换算,保证计算量纲的一致性。
2、废气污染物排放量的计算
与废水相比,废气污染物的排放测量要特别注意3个方面:
1) 浓度的数量级比废水小,一般使用mg/m3为单位,而废水通常是mg/L。
2) 废气样品的采集和烟气量的测量一般都在排气筒内进行。测定的多是流速,需要特别注意对不同断面形状的排气筒(圆形、矩形),按照不同断面采样点布设原则布点采样监测。
3) 由于烟气在体积、压强和温度上的依赖关系,检测时需要同步进行温度、压力的测量,计算时需要将烟气流量和浓度折算到标准状态下,写作NM3/s和 mg/NM3。
3. 废渣或固体废弃物排放量的计算
废渣或固体废弃物的排放量可以根据实地调查确定,测定其排放量(t/a)和其中污染物或有害物质的含量(mg/kg)。
评价
评价
污染源评价是在污染源和污染物调查的基础上进行的。污染源评价的目的是要确定主要污染物和主要污染源,提供环境质量水平的成因;为环境影响评价提供基础数据,为污染源治理和区域治理规划提供依据。因此,污染源评价是环境影响评价和污染综合防治的重要一环,一项重要的基础工作。
污染源评价是指对污染源潜在污染能力的鉴别和比较。潜在污染能力是指污染源可能对环境产生的最大污染效应。它和污染源对环境产生的实际污染效应是不同的。污染源对环境产生的实际污染效应,不仅取决于污染源本身的特性(排放污染物的种类、性质、排放量、排放方式等),还取决于环境的性质(背景值、自净能力、扩散条件),接受者的性质,以及各种污染物之间的作用和协生效应等。潜在污染能力取决于污染源本身的性质。因此,用潜在污染能力评价污染源是合适的。
污染源潜在污染能力主要取决于排放污染物的种类、性质、排放方式等。这些具有不同量纲的量是很难进行比较的。污染源评价的关键在于,把具有不同量纲的量进行标准化处理,使其具有可比性,然后进行分析比较。进行标准化处理的方法不同,产生了不同的评价方法
根据污染源调查的结果进行污染源评价有两类方法。一类是类别评价;一类是综合评价。类别评价是根据各类污染源某一种污染物的排放浓度、排放总量(体积或质量),统计指标(检出率、超标倍数、标准差)等项指标,来评价污染物和污染源的污染程度。污染源综合评价方法不仅考虑污染物的种类、浓度、排放量、排放方式等污染源性质,还要考虑排放场所的环境功能。
各种污染物具有不同的特性和不同的环境效应,为了使不同的污染物和污染源能够在同一个尺度上加以比较,需要采用特征数来表示评价的结果;或者说,需要对污染物和污染源进行标准化比较。污染源评价要确定的三个特征数是:等标污染指数、等标污染负荷、污染负荷比。在此基础上,可进一步确定主要污染源和主要污染物。
编辑本段区别
污染源及污染物 污染源
污染源即环境污染物的发生源,污染物的来源。通常把向环境中排放(释放)物理的(声、光、热、辐射、振动等)、化学的(有机物、无机物)、生物的 (霉菌、病菌)、有害物质(能量)的设备、装置、场所等称为环境污染源。
任何物质(能量),以不适当的浓度、数量、速率、形态和途径进入环境系统,并对环境系统产生污染或破坏的物质(能量),称为环境污染物,或称污染物,也称污染物因子。根据污染物的来源,特性,污染源结构、形态和调查研究目的的不同,污染源分类系统也不一样。
编辑本段相关条例
《全国污染源普查条例》
为了实现《国民经济和社会发展第十一个五年规划纲要》确定的主要污染物排放总量减少10%的目标,国务院决定于2008年初开展第一次全国污染源普查。为了科学、有效地组织实施全国污染源普查,保障污染源普查数据的准确性和及时性,根据国务院第一次全国污染源普查领导小组第一次会议纪要的要求,国务院制定了《全国污染源普查条例》。2007年10月9日,国务院总理温家宝签署国务院令公布《全国污染源普查条例》(以下简称条例),该条例自公布之日起施行。
条例所称污染源,是指因生产、生活和其他活动向环境排放污染物或者对环境产生不良影响的场所、设施、装置以及其他污染发生源。污染源普查的任务是,掌握各类污染源的数量、行业和地区分布情况,了解主要污染物的产生、排放和处理情况,建立健全重点污染源档案、污染源信息数据库和环境统计平台,为制定经济社会发展和环境保护政策、规划提供依据。
土壤污染防治方法
土壤环境化学——土壤污染的防治措施
本节内容要点:控制和消除土壤污染源的措施、增加土壤环境容量的措施、提高土壤自净能力的措施以及其它防治措施等。
污染物可以通过多种途径进入土壤,引起土壤正常功能的变化,从而影响植物的正常生长和发育。然而,土壤对污染物也能起净化作用,特别是进入土壤的有机污染物可经过扩散、稀释、挥发及光化学降解、生物化学降解、化学降解等作用而得到净化。如果进入土壤中的污染物在数量和速度上超过土壤的净化能力,即超过土壤的环境容量,最终将导致土壤正常功能的失调,阻碍作物正常生长。
土壤环境容量是指在一定环境单元,一定时限内遵循环境质量标准,既保证产品的产量和质量,也不使环境污染时土壤所能容纳污染物的最大负荷量。
在某种程度说,土壤是环境中污染物的"汇"。土壤与植物的生命活动紧密相连;污染物可通过土壤-植物系统及食物链,最终影响人体健康。因此,土壤污染的防治十分重要。首先要控制和消除污染源,对已经污染的土壤,要采取一切有效措施,消除土壤中的污染物,或控制土壤污染物的迁移转化,使其不能进入食物链。
1) 控制和消除土壤污染源
控制和消除土壤污染源是防止污染的根本措施。控制土壤污染源,即控制进入土壤中污染物的数量和速度,使其在土体中缓慢地自然降解,以免产生土壤污染。
●控制和消除工业"三废"的排放
应大力推广清洁工艺,以减少或消除污染源,对工业"三废"及城市废弃物必须处理与回收,即进行废弃物资源化。对排放的"三废"要净化处理,控制污染物的排放数量和浓度。
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