我国土壤砷污染现状与修复原理和技术

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2.0×107 hm2。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。
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。
我国土壤砷污染现状与修复原理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。
1.2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，AsH3 > As2O3 > AsO33- > AsO43- > 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。
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。
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。
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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。
• 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。