重金属污染的特点及治理措施

重金属污染的特点及治理措施
摘要: 重金属污染治理问题是我国环境工作者当前和今后一个时期内所面临的头等大事，以成为了国家环境保护防治的一项重要工作。

本文通过详细介绍重金属污染的来源、特点及危害，针对重金属污染对城镇环境的影响进行分析，并提出一些治理措施和农业重金属污染的修复措施。

供业界人士参考与借鉴。

关键词:重金属污染；来源；特点及危害；修复；治理措施
随着我国社会经济建设步伐的加快，重金属行业进入了高速发展时期。

但重金属行业在开采和加工过程中，一些铅、汞、镉、钴、砷等重金属通过废水、废气和固体废物来污染环境，且具有污染范围广、持续时间长、污染隐蔽性高、难以被降解等特点，导致部分地区的生态环境呈现恶化的趋势，并严重阻碍了我国农业的发展。

因此，必须建立比较完善的重金属污染防治体系、事故应急体系和环境与健康风险评估体系，寻找合理有效的重金属污染治理措施和修复措施来解决污染所带来的危害，从而保证重金属行业的健康发展。

1 重金属污染的来源
通过对现状的调查分析表明，各相关行业重金属危险废物产生量最大的为有色金属冶炼行业，占总产生量的60.3%，其次为基础化学原料制造行业，占总产生量的28.4%。

铅、镉、铬、汞、砷作为重金属污染的主要元素，其重点防控行业有：①有色金属冶炼和含铅蓄电池制造业是主要的涉铅行业。

其中有色金属冶炼铅尘产生量占铅尘产生总量的36.6%，电池制造铅尘产生量占总产生量的63.4%；②废气中的镉主要由常用有色金属冶炼行业产生；③皮革鞣制加工行业是废水中总铬产生及排放的主要行业，金属表面处理业是废水中六价铬产生及排放的主要行业。

金属表面处理行业铬产生量占67.9%，有色金属冶炼行业铬产生量占32.1%；④基础化学原料制造是废水中汞和砷产生及排放的主要行业。

2 重金属污染的特点及危害
重金属污染是通过废水、废气和固体废物来污染环境的，其主要特点为污染范围广、持续时间长、污染隐蔽性高、难以被降解。

随着农业集约化生产的发展以及城市化进程的推进，重金属通过污水灌溉、大气烟尘沉降、垃圾填埋处理等途径进入土壤和水体。

由于这些重金属兼具富集性和难以逆转的特点，不易为微生物降解，因此土壤和底泥往往是重金属的储存库。

重金属离子的不断积累，并通过食物链进入农产品，甚至可转化为毒害性更大的甲基化合物，对食物链中某些生物产生毒害，最终在人体内蓄积，不仅影响农产品质量安全，还危害人类健康。

大多数重金属是过渡性元素，其原子特有的电子层结构使其在土壤环境中的化学行为具有一系列特点：①重金属能在一定的赋存状态下发生氧化还原反应，具有可变价态，且其价态的不同，导致其活性和毒性也不同；②重金属易在土壤环境中与土壤中的一些无机酸反应生成硫化物、碳酸盐、磷酸盐等。

这些化合物
的溶度积都比较小，使得重金属累积于土壤中，不易迁移，使污染区域内的危害周期变长；③重金属作为中心离子能够生成配位络合物，还可与一些大分子有机物，如腐植质、蛋白质等生成螯合物。

这样难溶性的重金属盐，其在水中的溶解度可能增大，更易在土壤环境中迁移，增大其污染危害的范围。

3 重金属污染的治理措施
由于重金属污染的长期性、潜伏性、累积性和不可逆转性，一旦土壤中重金属含量超过环境容量，在土壤中不被降解，且迁移性小，则清除污染相当困难。

此外，重金属污染在各地因涉重金属行业的不同，其表现也有较大差异。

有的以铅尘污染最为突出；有的表现为地表水或地下水受到汞、镉、铬、砷的污染；有的表现为土壤中铅、镉、砷明显高于背景值。

因此，各地应针对涉重行业的分布特征提出相应的污染防治对策。

3.1 调整产业结构，加大重点行业防控
规范全国涉重企业的管理，发展无害化和资源节约型产品，增加新型产品比重。

如含铅蓄电池制造业要逐步淘汰开口式普通蓄电池，重点发展高容量密封型免维护铅酸蓄电池。

推动动力锂离子电池和氢镍电池替代镉镍电池，无汞普通锌锰电池替代含汞锌锰电池；金属表面处理业要加大含氰电镀工艺的淘汰力度，积极推行无氰电镀工艺；基础化学原料制造业应鼓励离子膜生产烧碱；皮革鞣制加工业应推广白湿皮工艺，采用无污染的化工材料预鞣、剖白湿皮。

提倡低铬高吸收铬鞣和无铬鞣剂替代铬鞣，在复鞣过程中不用或少用含铬复鞣剂；常用有色金属冶炼业应鼓励氧气底吹熔炼-鼓风炉还原炼铅、富氧常压直接浸出炼锌工艺、沸腾焙烧工艺，全部淘汰土烧结盘、简易高炉、烧结锅、烧结盘、烧结机、用坩埚炉熔炼再生铅等落后且达不到环保标准的炼铅工艺和设备，以及用土制马弗炉、马槽炉、横罐、小竖罐等进行还原熔炼再以简易冷凝设施回收锌等落后的炼锌或氧化锌的工艺。

3.2 加强集中治理，实施区域综合整治
凡涉重金属的项目全部规划到统一专业园区进行集中管理，根据区内的企业规模和数量，加大园区安全防护距离，严格废气、废水等污染物排放标准。

涉重金属专业园区建设必须符合国家产业政策和规划要求，符合土地利用总体规划、土地供应政策和土地使用标准的规定；加强园区的设计和管理，做到“5 个集中”：集中供热、集中供水、危化品集中供应、废水集中治理、集中配套生活设施，对排至园区污水处理厂的污水实行在线监控；贯彻国家清洁生产促进法，推行清洁生产标准，实施强制性清洁生产审核，实施清洁生产推广计划，建立清洁生产的激励机制；在污染物分类收集的基础上，分别实施预处理，不断提升行业技术水平，提高产品质量，降低对环境的不利影响，实现可持续发展。

3.3 提高项目准入门槛，严格限制重金属项目
进一步提高节能、环保、安全土地使用和职业健康方面的准入标准，实施涉
重金属产业准入公告制度。

对不符合国家产业政策、企业规模小、污染物排放不达标的生产厂点，依照有关法律法规立即责令其关闭或整改。

新建企业注册资本不得低于3 000 万人民币，首次投入不得低于5 000 万人民币，严格按照地表水水域环境功能和保护目标科学确定环境安全防护距离。

对不符合要求的涉重金属项目，发展改革部门不得备案、核准，规划部门不得受理规划许可，国土资源部门不得受理用地申请，环境保护部门不得审批其环境影响报告书和核发排污许可证，安监部门不得发放安全生产许可证，质监部门不得发放生产许可证，
金融机构不得提供贷款支持。

3.4 严格污染源监管，加强重金属监控能力体系建设
禁止在重要生态保护区、农业发展区、敏感区和已无环境容量的区域新建主要外排重金属污染物的项目。

凡环保手续不齐全或超生产经营范围从事含重金属产品及相关配件制造、
组装、经营的企业、个体工商户，一律立即依法取缔；凡未能做到达标排放和规范防护或未能通过环保、安全生产、质量监督等有关主管部门验收的，一律立即依法关停。

对已取得环评批复未进行环保验收、卫生防护距离内有环境敏感目标、污染防治措施无法满足要求的企业要实施停产整治，并限期验收，对逾期未能通过验收的企业实施关闭。

同时，组织开展环境影响后评估，对已建成并投入生产使用的涉重金属项目所造成（或可能造成）的环境影响以及重金属污染治理措施的有效性进行跟踪检查、监测，并提出环境保护补救方案或改进建议，实现涉重金属项目环境影响的全过程评估与动态管理。

4 农业重金属污染修复措施
4.1 土壤重金属污染
(1)物理方法常见物理处理方法有3 种：①电动土壤修复法，主要适合重金属污染物治理，在电场作用下通过电渗流或电泳等方式使土壤中的重金属被带到电极两端从而清洁污染土壤；②热处理法，即对土壤进行加热升温，使挥发性有害重金属或挥发性有机物挥发出土壤并将其收集起来集中进行处理；③机械清洗法，该方法是一种较新的石油污染修复技术，采用纯粹的机械方法异位清洗土壤。

(2)化学方法分为化学栅法和化学氧化法2 种：①化学栅法是利用一种既能透水又具有较强沉淀污染物能力的固体材料，将其置污染堆积物底层或土壤次表层的含水层，使有机污
物滞留在固体材料内，从而达到控制污染物扩散并对污染源进行净化的目的；②化学氧化法是向被石油烃类污染的土壤中喷撒或注入化学氧化剂，通过与污染物之间发生氧化还原反立，使污染物以降解、蒸发及沉淀等方式去除掉，最终达到净化的目的[5]。

(3)生物修复法生物修复技术是利用超富集植物清除土壤中重金属污染，如利用遏蓝菜属植物修复长期施用污泥导致重金属污染的土地；种植蜈蚣草也可作为砷污染土壤的修复技
术，据报道，蜈蚣草吸收土壤中砷的能力相当于普通植物的20 万倍，种植蜈蚣草的砷污染土地，3~5 年就可“恢复健康”。

此外，我国还有包括对土壤施加改良剂、控制土壤氧化－还原状况、改变耕作制度、客土深翻等防治土壤污染的具体措施。

4.2 水体重金属污染
(1)物理和化学方法传统的处理重金属污水的物理和化学方法很多，除了电解法、氧化还原法和铁氧体法之外，还包括沉淀法、鳌合树脂法、高分子捕集剂法、天然沸石吸附法、膜技术、活性炭吸附工艺、离子交换法等。

这些方法虽然具有净化效率高、治理周期短等优点，但也具有某些缺点。

如鳌合树脂不能通过毒性检验，因此在农业种植业、食品工业及饮用水处理中被禁止使用；膜技术的选择性较小，若对重金属含量较高的水，在经膜技
术处理后，还需进一步处理。

此外，某些方法还存在流程长、操作复杂、处理费用高等缺点。

(2)生物处理法生物处理法作为一种新研发出的、有效、低廉且简便易行的水质进化方法，在水体重金属污染处理中得到广泛的应用。

进行处理的生物材料可以是藻类，也可以是发酵工业中的废弃菌丝体、细菌、放线菌、酵母菌和霉菌等，如根菌可吸附六价铬。

此外某些水生植物也可作为吸收水体中重金属元素的吸附剂，如泥炭冬青属的枥屑、凤眼莲、香蒲、芦苇、水芹菜等。

湿地植物也是一类重要的净化水质的材料，如印度芥菜苗可以通过根瘤过滤累积的重金属。

5 结语
综上所述，重金属污染的治理问题是一项综合性的系统工程，是我国在今后时期内环境保护必须处理妥当的问题。

因此，相关政府部门和企业应正视重金属污染带来的危害性，不要盲目地追求利益来破坏环境。

同时，建立和完善重金属污染防治体系、事故应急体系和环境与健康风险评估体系，给重金属污染治理提供制度的保障。

参考文献
[1] 刘玉芬蒋名乐锜华，城市重金属污染治理问题研究[J].中国高新技术企业,2011.10
[2] 韩惠敏,土壤重金属污染治理及植物修复技术[J].河北省土壤污染防治技术研讨会论文集,2010.10。