炉渣环境污染研究论文

白色污染是我国城市特有的环境污染，在各种公共场所到处都能看见大量废弃的塑料制品，他们从自然界而来，由人类制造，最终归结于大自然时却不易被自然所消纳，从而影响了大自然的生态环境。从节约资源的角度出发，由于塑料制品主要来源是面临枯竭的石油资源，应尽可能回收，但由于现阶段再回收的生产成本远高于直接生产成本，在现行市场经济条件下难以做到。面对日益严重的白色污染问题，人们希望寻找一种能替代现行塑料性能,又不造成白色污染的塑料替代品,可降解塑料应运而生，这种新型功能的塑料，其特点是在达到一定使用寿命废弃后，在特定的环境条件下，由于其化学结构发生明显变化，引起某些性能损失及外观变化而发生降解，对自然环境无害或少害。例如淀粉填充塑料，首先其所含淀粉在短时间内被土壤中的微生物分泌的淀粉酶迅速分解而生成空洞，导致薄膜力学性能下降，同时配方中添加的自氧剂与土壤中的金属盐反应生成过氧化物，使聚乙烯的链断裂而降解成易被微生物吞噬的小碎片被自然环境所消纳，同时起到改良土壤的作用。生活垃圾，是指在日常生活中或者为日常生活提供服务的活动中产生的固体废物以及法律、行政法规规定视为生活垃圾的固体废物。垃圾分类是指按照垃圾的不同成分、属性、利用价值以及对环境的影响，并根据不同处置方式的要求，分成属性不同的若干种类。生活垃圾一般可分为四大类：可回收垃圾、厨余垃圾、有害垃圾和其他垃圾。目前常用的垃圾处理方法主要有综合利用、卫生填埋、焚烧和堆肥。可回收垃圾包括纸类、金属、塑料、玻璃等，通过综合处理回收利用，可以减少污染，节省资源。如每回收1吨废纸可造好纸850公斤，节省木材300公斤，比等量生产减少污染74％；每回收1吨塑料饮料瓶可获得0．7吨二级原料；每回收1吨废钢铁可炼好钢0．9吨，比用矿石冶炼节约成本47％，减少空气污染75％，减少97％的水污染和固体废物。厨房垃圾包括剩菜剩饭、骨头、菜根菜叶等食品类废物，经生物技术就地处理堆肥，每吨可生产0．3吨有机肥料。有害垃圾包括废电池、废日光灯管、废水银温度计、过期药品等，这些垃圾需要特殊安全处理。其他垃圾包括除上述几类垃圾之外的砖瓦陶瓷、渣土、卫生间废纸等难以回收的废弃物，采取卫生填埋可有效减少对地下水、地表水、土壤及空气的污染。医疗废物分类。使用后的一次性医疗器械，不论是否剪除针头，是否被病人体液、血液、排泄物污染，均属于医疗废物，均应作为医疗废物进行管理。使用后的各种玻璃（一次性塑料）输液瓶（袋），未被病人血液、体液、排泄物污染的，不属于医疗废物，不必按照医疗废物进行管理，但这类废物回收利用时不能用于原用途，用于其他用途时应符合不危害人体健康的原则。 球是我们赖以生存的家园，并为我们提供了如此美丽的环境。但是随着社会经济的迅速发展和城市人口的高度集中，生活垃圾的产量正在逐步增加，我们的这个家园正在被垃圾所包围。一般生活垃圾可分为废纸、塑料、玻璃、金属和生物垃圾等五类。垃圾对人类生活和环境的主要危害是：第一、占地过多。堆放在城市郊区的垃圾，侵占了大量农田。垃圾在自然界停留的时间也很长：烟头、羊毛织物1—5年；橘子皮2年；易拉罐80—100年；塑料100—200年；玻璃1000年。第二、污染空气。垃圾是一种成份复杂的混合物。在运输和露天堆放过程中，有机物分解产生恶臭，并向大气释放出大量的氨、硫化物等污染物，其中含有机挥发气体达100多种，这些释放物中含有许多致癌、致畸物。塑料膜、纸屑和粉尘则随风飞扬形成“白色污染”。第三、污染水体。垃圾中的有害成份易经雨水冲入地面水体，在垃圾堆放或填坑过程中还会产生大量的酸性和碱性有机污染物，同时将垃圾中的重金属溶解出来。垃圾直接弃入河流、湖泊或海洋，则会引起更严重的污染。你看：秦淮河水面上漂着的塑料瓶和饭盒，树枝上挂着的塑料袋、面包纸等，不仅造成环境污染。而且如果动物误食了白色垃圾不仅会伤及健康，甚至会死亡。第四、火灾隐患。垃圾中含有大量可燃物，在天然堆放过程中会产生甲烷等可燃气，遇明火或自燃易引起火灾、垃圾爆炸事故不断发生，造成重大损失。第五、有害生物的巢穴。垃圾不但含有病原微生物，而且能为老鼠、鸟类及蚊蝇提供食物、栖息和繁殖的场所，也是传染疾病的根源。城市生活垃圾作为一个严峻的环境问题，已摆在城市管理者的面前，全国668座大中城市2000年生活垃圾清运量粗略统计已超过1.5亿t，由于受资金及技术等因素的制约，绝大部分的生活垃圾没有得到及时有效的处理，许多城市已陷入垃圾的包围之中，成为城市管理者们十分头疼的问题。笔者认为，生活垃圾的处理也应坚持可持续发展的原则，实行最大限度地实现减量化，进而实行资源化、产业化。以下对生活垃圾减量化的可行性、社会效益及具体操作等问题进行探讨。1 减量化的可行性当前我国最常见的生活垃圾处理方法是垃圾卫生填埋法，这些生活垃圾大多没有经过分类处理，里面掺杂着一些有毒害性的物质如废旧电池、废旧电器等(此类物质属于危险废物，国家明文规定严禁用填埋法处理)，也有许多可回收利用的物质如废纸、金属、玻璃等，这些垃圾不经处理，直接填埋，既会造成严重的污染又会造成部分可利用资源的浪费，同时还会增大填埋场的处理量，缩短填埋场的使用寿命，造成不必要的经济损失。在目前生活用能源仍以燃煤为主的能源结构未调整以前，中小城市的生活垃圾可以首先进行减量化后再进行其他处理，为此笔者进行了一次实地调查，调查的对象是长沙市的一所寄宿制学校和某居民区，学校占地约151 800m2，有学生1 300人，教职工及家属等400人；居民区占地约20 000m2，有住户112户，居住人口约400人。表1是笔者在某学校和某居民区进行了为期l周(7天)的实地调查后得出的生活垃圾成分及含量；表2是长沙市和郴州市城市生活垃圾的成分及含量；表3是北京市事业区和平房区(1995年)生活垃圾成分及含量。地点废纸金属塑料玻璃腐殖质灰份电池皮革织物学校/%2.890.42 7.84 0.6443.3143.490.061.35居民区/%29.854.0117.545.0931.81 5.78 02(32支)1.754.15位于长沙市的某居民小区，全封闭物业管理，无其他拾荒者进入小区，无烧煤户，属中等以上的生活水平。调查时，由物业管理公司协助，每天安排3名保洁员将各楼道口垃圾桶中的垃圾就地按纸类、金属玻璃、塑料、腐质类、电池、皮革及织物、渣土分别进行过磅、填表。学校区内绿树丛荫，每天产生大量的落叶和拔出的杂草都归类于腐殖质类，学校锅炉供给学生食堂蒸饭的蒸气和学生的开水、热水，锅炉产生的炉渣没有计算在内，若将锅炉产生的炉渣计入其中，则各成分的统计数据将变为：地点废纸金属塑料玻璃腐殖质 灰份电池皮革织物学校/%1.760.264.770.3919.7972.180.0360.82居民区/%29.854.0117.545.0931.815.7802(32支)1.754.15表2 长沙市和郴州市生活垃圾的成分及含量地域动物植物炉灰渣石纸类塑料玻璃金属布竹木长沙(1995)0.22～1.30 5.67～ 20.3751.55～69.94 18.56～20.570.50～1.780.32～0.790.44～0.14 0.15～0.450.28～0.970.14～0.88郴州(2001)9.78.9558.52.84.51.21.26.41.8表3 北京市事业区和平房区生活垃圾成分及含量(1995年)地点灰土食品纸类砖瓦塑料草木玻璃织物金属事业区4.4529.3412.78 3.2711.1122.9111.203.191.75平房区22.4042.796.522.33 8.2611.493.672.160.38从生活垃圾分类调查的情况来看，各组份含量特点如下：各种可利用的废纸、金属、塑料(含饮料瓶等)、皮革等的含量是卫生保洁工已经粗选一次后剩余的，但总的来说与长沙、郴州等地区的生活垃圾统计数据相似。如将现在的生活垃圾中可利用的物质再进一步分检、回收，则将直接减少垃圾重量的25.74％，将腐殖质(主要成分为：树叶、杂草、蔬菜叶、水果皮、废弃食品类等)分类收集集中处理，不但可变成很好的肥料，而且生活垃圾重量将减少50％左右，由此看来，对生活垃圾减量化处理是可行的。当然垃圾减量化的途径还有很多，比如从垃圾源头减少垃圾的产生量，实行净菜进城，把不能食用的菜根、菜叶和牲畜屠宰物留在城外农村，作农肥利用，净菜进入普通家庭，腐殖质也将减少。而纸类等物质的含量将会提高，从而生活垃圾中可利用成分会越来越多，需进行填埋处理的垃圾越来越少。我国政府有关部门已经就此作出了一些具体规定，许多城市也正在开展此项工作，并取得了一定的成效。随着城市居民生活水平的提高，居民燃料结构的变化，生活燃料方式的改进，石油液化气、煤气、天然气将逐步代替煤碳，灰分的产生量将急剧下降，将对垃圾减量产生明显的效果。2 减量化带来的效益垃圾经减量化后再进行填埋所带来的效益可以从两个方面来计算。第一是间接效益。建一个填埋场需要大面积的空旷地带，且一个耗资几千万元甚至上亿元资金的填埋场的使用寿命是有限的，如长沙市1998年投资达6 620万元动工新建的一个占地792 000m2，容积为5 000万m3的垃圾填埋场，使用寿命预计60年；郴州市投资达l 944万元的垃圾填埋场从2002年8月开始兴建预计到2003年8月底竣工的一个占地98l 000m2，每年接纳16.4万t生活垃圾，使用寿命预计ll～12年，同时新建填埋场的场地按规定要求场址距离市区7km以远，在城市周围满足这种条件的地方已越来越难以寻找，因此建场成本、管理成本、运输成本也将越来越大。生活垃圾减量化后再进行填埋处理能延长填埋场的使用时间，间接地降低了垃圾填埋场的年均成本，提高了经济效益。第二是直接效益。就现在的生活垃圾成分而言，如果废纸按0.15元/kg、金属按0.25元/kg、玻璃按0.15元/kg、塑料按0.15元/kg、饮料瓶按0.05元/个计算，在一个不到l 500人生活的小区内，每月分选出来的废品卖出后将有l 026.72元(256.68元/周X4周)的收益，这些钱可用于支付保洁工的工资或补贴他们的奖金。据有关资料表明(北京日报2000年1月13日)1998年，北京8.2万人的垃圾大军从源头上捡走垃圾350万t，总收入达到9.3亿元。而当年，北京 市城八区由环卫局清运的垃圾仅为270万t，市政府用于处理这些垃圾的费用就达7.5亿元，因此，实行垃圾减量化，不仅能增加就业机会，提高相关人员收入，而且能减少政府财政支出。3 减量化的有序操作实行垃圾减量化的关键是对垃圾进行分类处理，这不单是环保、环卫部门的工作，也涉及到一个社区、一个城市的综合管理的问题，它需要多部门的配合和社区、城市中所有公民的配合。生活垃圾分类处理是一种有序的、有目的活动，这需要大批受过一定专门训练的保洁人员来进行收集、分类，同时相应地解决了一批富余劳动力的再就业问题。一、城市生活垃圾处理业的现状及利用研究（一）城市生活垃圾及其处理现状目前，市生活垃圾日产生量为837吨（以实际吨位计），年产生活垃圾30．55万吨，垃圾产生量随城市人口的不断增长而呈稳定上升趋势。生活垃圾全部由城南生活垃圾卫生填埋场和石西垃圾无害化处理厂进行集中处理，其中，城南厂以卫生填埋方式处理量为23万吨，石西厂以堆肥方式处理约为7万吨。现阶段城市生活垃圾处理的措施如下：1．为进一步治理“垃圾乱扔”现象，南宁市政府发出通告，采取教育和处罚相结合的管理办法，对个人乱扔垃圾的行为最高处以200元的罚款。通告规定，对随地乱扔口香糖、瓜果皮核、烟头、食品包装等废弃物的，处以10元以上50元以下罚款；随地吐痰、便溺，从建筑物或者车体内向外抛物、泼水的，处以50元以上200元以下罚款；随意倾倒、抛散或者堆放建筑垃圾的，对单位处5000元以上5万元以下罚款，对个人最高处以200元罚款。市所辖七县的医疗废物有统一的“归宿”。为了减少医疗垃圾的污染，六县医疗垃圾将全部集中到特种垃圾处理有限责任公司统一处置。2．市民得为生活垃圾掏腰包。市人民政府从2003年7月10日起开始收取城市生活垃圾处理费，对离休人员免予征收，享受低保的居民等弱势群体减半。生活垃圾（包括建筑垃圾和渣土，不包括工业固体废物和危险垃圾）处理费具体征收标准为：城镇居（村）民以户为单位收费，2005年7月10日前每户每月7元（与目前收取的垃圾清洁费合并收费）；城市暂住人口以人为单位收费，2005年7月10日前每人每月2元；国家机关、事业单位、社会团体和其他经营单位以人为单位按2．5元／人／月进行收费；餐饮娱乐业按3．3元/萝/次收费（一萝为25公斤）；市场摊点按1．3元至1．8元/摊／天收费；宾馆饭店、招待所按实有床位数每月每床2元收取；生产加工企业，按80元／吨收费；餐饮娱乐业以外的商业网，按经营面积收费；过往长短途客运车辆按核定的座位1元／座／月收费；单位自行清运垃圾到垃圾场的，按50元／吨收费；建筑垃圾按15．8元／吨收费。据了解，生活垃圾处理，95%以上都在位于良庆区的城南生活垃圾填埋处理场进行无公害填埋处理。该场建于1995年，至今已处理生活垃圾300多万吨，远远超出了原设计能力。2004年，南宁市委、市政府把该场二期扩建工程列入为民办实事的重点工程。据市政相关部门介绍，该项扩建工程计划投资达2个多亿，为西南地区最大的生活垃圾场，使用年限达21年；在环保方面，采用国内先进的水平防渗技术，对渗沥液进行同步污水处理，达到国内高标准要求；综合利用率高，填埋场建设与引进外资cdm项目（生活垃圾废气处理综合利用）同步进行。（2）处理中存在的主要问题及解决问题的建议对策城市生活垃圾处理中存在的主要问题是二次污染严重，排放的废水、废气、废渣对外界环境造成一定的污染。占垃圾处理比例较大的卫生填埋只是将产生的生活垃圾从一个地方转移到另一个地方把垃圾全部作为废物处理，垃圾资源的利用率为零，不符合我国建设节约型社会的要求。因此垃圾处理引起的二次污染令人触目惊心，比垃圾本身的危害还大。采用其他方式的垃圾处理场均因处理成本较高，产品无市场而运行不畅。生活生垃圾热值其趋势线性较平缓，随垃圾含水率变化而呈相反变化，且低位热值与国家焚烧处理进炉垃圾热值5000kj/kg以上的要求还有一定差距，同时，因受地区经济的制约，生活垃圾还不能直接进行焚烧处理，而垃圾中氮、磷、钾和有机质含量都较高，垃圾特性仍较适合于堆肥处理，加上地方对垃圾堆肥产品的需求市场仍较大，可见，在今后一段时期内，市城市生活垃圾方式以卫生填埋为主，高温堆肥为辅的处理模式是切合实际的，也是科学的。然而，由于堆肥处理场的运行费用较高及肥料销路困难等原因，南宁市城市生活垃圾的堆肥处理方式发展并不顺利。近年来，由于堆肥技术改进和成本降低等方面的原因，堆肥处理又被重新列为南宁市城市生活垃圾资源化处理的重要方式之一。综上所述，由于回收再利用简便易行且成本低廉，而焚烧发电和堆肥存在着资金和技术等方面的局限性，故优先开展回收再利用，适度发展堆肥处理，是符合发展实际的最优的城市生活垃圾资源化处理方式。二、美国的垃圾堆肥及多途径回收利用经验及启示城市生活垃圾堆肥曾是美国主要垃圾处理方式，也是废物变资源的主要措施之一。由于垃圾堆肥产品质量，堆肥设施运营资金和堆肥产品市场拓展等问题，美国在上世纪80～90年代就基本上关闭了所有的大型机械化垃圾堆肥厂，使垃圾堆肥进入低谷期。近年来，随着开发利用废物资源在美国日益得到重视，垃圾堆肥作为废物资源化的重要组成部分也得到了广泛应用，尤其庭院垃圾和餐厨垃圾堆肥等在美国应用广泛，已经成为废物资源回收与循环再生的主要措施之一。美国平均每年产生餐厨垃圾2629万吨，占整个城市固体废物总量的11．4%。如何利用堆肥方式处理好餐厨垃圾，并使之变废为宝，美国各州都进行了大量有效尝试，效果也比较明显。美国实现多途径回收的实施措施主要有：1．从产品的设计、制造和包装等方面进行改进。积极使用替代材料进行生产使产品便于回收再利用，简化商品包装，采用便于循环再利用的材料制造绿色包装。在美国，已有近半数州的法律禁止生产和使用不能进行分解还原处理或不能回收再利用的产品包装。2．建立路边资源垃圾分类回收系统。从20世纪80年代末开始，就有一些城市开始积极建立路边资源垃圾分类回收系统，即要求居民将生活垃圾进行分类集中，并放置在路边等候专人回收，以促进资源垃圾的再利用。目前已有44个州制定了有关分类回收的法规。3．实施多种形式的回收方式。除路边回收方式外，美国还建立了其它形式的城市生活垃圾回收方式，如投放中心回收方式、商业网点回收方式和街头大型集装箱分类回收方式等，通过在人口密集地区设置大型分类集装箱，以方便人们投放资源垃圾。美国城市生活垃圾资源化处理的有益启示为：通过制定由政府相关部门主导的城市生活垃圾资源化处理法规体系和政策，激发企业和居民共同参与和支持的热情，从而加快城市生活垃圾的资源化处理，最终实现城市发展与生态环境的和谐。三、城市生活垃圾资源化产业发展的对策建议无论是从资源的稀缺性出发，还是从国外的有效经验来看，逐步发展城市生活垃圾资源化产业，既是缓解城市资源紧张局面，也是落实科学发展观，达到经济可持续发展的目的。（一）加强城市生活垃圾的分类回收城市生活垃圾分类回收是实现城市垃圾资源化的重要前提。为了促进垃圾的分类回收，应在居民区、商业、文化及娱乐中心放置不同标志的垃圾容器。同时，制定相应的惩罚制度和措施来保证居民自觉地分类放置垃圾，实现垃圾的分类收集。若垃圾不能分类收集或分选，垃圾中的有用的资源就不能得到回收利用。发达国家在分类回收这方面都有各自的有效方法和制度，它们的经验表明，垃圾的分类投放、分类收集可以起到事半功倍的效果。因此，建立垃圾分类投放、回收制度是必须的。（二）逐步完善城市生活垃圾处理收费制度。完善城市生活垃圾处理的收费制度的关键是建立符合市场经济的有效运行机制。城市垃圾处理收费工作从2003年下半年开始进行宣传试点，2004年逐步走上正轨，垃圾处理收费工作在全市范围内全面铺开，并取得了突破性的进展，全年共收缴生活垃圾处理费2372．3万元。这在一定程度上为城市垃圾处理企业的有效运营提供了一定的资金保证。尽管费用本身与环境影响不直接相关，但是通过这种经济刺激手段，可以使垃圾产生者承担部分环境外部费用，增加市政垃圾资源化处理经费，提高城市居民的环保意识，迫使他们通过回收再利用等方式减少城市生活垃圾的产生量，推动城市生活垃圾的资源化处理。（三）实现城市生活垃圾处理的产业化经营城市生活垃圾处理的产业化是在实现环境效益和社会效益的同时可以实现经济效益。要实现城市生活垃圾处理的产业化，政府应该从下面几个方面入手：1．经营主体多元化。就城市生活垃圾处理的现状来看，还不具备条件实现完全市场化。所以只有执行半市场化、半社会化的管理模式。改变过去完全由政府控制、政府单一的经营的局面，实现处理方面的多元化。可以由政府投资，建成后由委托专业化运营公司负责经营的方式。城市生活垃产业化的实现必须遵循市场经济规律，在保证社会效益的基础上，不断拓宽渠道，实现产业化经营。2．鼓励垃圾处理技术的创新研发，提高技术含量，发展循环经济。在实现城市生活垃圾综合利用的前提下，通过科技进步与创新，充分依托市场，实现规模化生产。通过技术引进、消化吸收和重点扶持科研单位开发研究等途径，逐步形成完善的城市生活垃圾资源化处理科技体系，推动城市生活垃圾资源化处理产业发展。3．引入竞争机制，逐步实现生活垃圾市场化管理。城市生活垃圾处理产业在很多发达国家已经是朝阳产业，不少的企业家看中这个契机，在这方面收到不少的收益。在我国，由于中央一直坚持科学发展观和发展循环经济，使不少企业认识到城市生活垃圾存在的经济效益潜力，把垃圾作为一种可以回收的资源可以加以利用。经过一段时间的宣传，环保产业越来越被受到重视。政府应该积极的引导经济参与城市生活垃圾的处理中来，这样就形成了竞争机制，从而促进城市生活垃圾的市场化管理。4．开发和培育城市生活垃圾处理的产业市场。我国单一的投资机制，以及政府全额投资不是长久之计。政府应特别注重培育城市生活垃圾资源化处理的技术产品市场、资本投资市场、技术服务市场等，公众也要积极支持城市生活垃圾资源化处理企业的生产经营活动，为企业的发展壮大营造良好的政策环境和市场空间。参考文献：[1]．刘勇．吕军．城市化背景下我国城市生活垃圾资源化处理产业的发展研究．[j]．科技进步与对策．2007．10[2]．张瑞久．逄辰生．美国城市生活垃圾处理现状与趋势．[j]．研究探讨．2007．11

1923 年开始在汽油中加入铅用作抗爆剂以后, 更加速了全球性铅的污染。因此可以说如今世界上已难找到土壤铅含量不受人类活动影响的一片“净土”。Kabata - Pendias 和Rendias[5 ]报道在靠近公路的某一块土壤铅含量高达7000μg/ g。潘如圭等[6 ]研究了汽车尾气中铅对公路两侧蔬菜的污染情况。试验结果表明: 在公路两侧200 m 范围内生长的蔬菜均受到汽车尾气中铅的污染。管建国[7 ]等研究了在金属冶炼厂周围和公路两侧200 m 范围内蔬菜的受污染情况, 发现所调查的普通叶菜的铅含量均超过国家食品卫生标准。彭珊珊等[8 ]对我国一些常用茶中Pb 进行了测定, 结果表明茶叶中的铅超过一般标准, 应引起重视。土壤中的铅大部分形成PbS , 少部分形成PbCO3 、PbSO4 和PbCrO4 等无机化合物, 或与有机物螯合。铅的无机化合物大多难以溶解, 而且因受到下列因素影响, 铅在土壤中的迁移能力也很弱: (1) 土壤有机质对铅的络合作用。土壤有机质的—SH , —NH2 基因能与铅离子形成稳定的络合物。(2) 土壤粘土矿物对铅的吸附作用。粘土矿物的阳离子交换位点可对铅离子进行交换性吸附。另外, 铅离子进入水合氧化物的配位壳, 直接通过共价键或配位键结合于固体表面。由于铅在土壤中迁移能力弱, 而且溶解度低, 因而人为因素造成的铅污染大多停留在土壤表层, 随土壤深度的增加其含量急剧降低, 20 cm 以下趋于自然水平。进入土壤中的铅有可能被植物吸收, 或溶解到地表水中, 通过食物链和饮用水进入动物和人体, 进而影响人类健康。近年来的研究发现, 铅对人类健康的影响具有不可逆性和远期效应[9 ] 。Page[2 ]等研究表明, 人体血铅与土壤铅含量存在一定关系:0112 (Pb - B , μg/ 100mg) = ln (Pb - S ,μg/ g) - 4185这一关系式仅说明了某一地区的特殊情况, 并无广泛适用价值, 但它足以表明土壤铅含量与人体健康有直接关系。2 铅污染土壤的修复技术由于铅对人体具有很强的毒性, 近年来对铅污染土壤的修复引起了人们的普遍关注。铅污染土壤的修复技术可以分为两大类: 物理化学修复技术和生物修复技术。物理化学修复技术又可分为隔离包埋技术、固化稳定技术、Pyrometallurgical Separation 、化学稳定技术和电动修复技术等。生物修复技术又可分为微生物修复技术和植物修复技术等。211 隔离包埋技术(isolation and containment)该法采用物理方法将铅污染土壤与其周围环境隔离开来, 减少铅对周围环境的污染或增加铅的土壤环境容量。具体措施为: 以钢铁、水泥、皂土或灰浆等材料, 在污染土壤四周修建隔离墙, 并防止污染地区的地下水流到周围地区。其中以水泥最为便宜, 应用也最为普遍。为减少地表水的下渗, 还可以在污染土壤上覆盖一层合成膜, 或在污染土壤下面铺一层水泥和石块混合层。212 固化稳定技术(solidification and stabilization)固化稳定技术包括两个方面: 采用化学方法降低铅在土壤中的可溶性和可提取性, 同时采用物理方法将污染土壤包埋在一个坚固基质中。Wheeler 报道[10 ]将水泥、炉渣和石灰混合物加入污染土壤中, 搅拌均匀凝固之后, 形成一个大石块, 将污染土壤包埋在其中。也有人采用电导产热原理给土壤加热升温, 当土壤冷却后, 土壤凝固成玻璃样块状结构, 称之为玻璃化。该方法包括三个具体步骤: (1) 在土壤两端插上电极电流通过土壤形成环路, 土壤温度上升并熔化。(2) 在自然冷却过程中, 土壤凝固形成玻璃样土块。(3) 在土块上覆盖一层干净土壤。这一技术已经实际应用于铅污染土壤的修复。·13 ·广东微量元素科学2001 年 GUANGDONG WEILIANG YUANSU KEXUE 第8 卷第9 期© 1995-2006 Tsinghua Tongfang Optical Disc Co., Ltd. All rights reserved.213 Pyrometallurgical Separation在一定温度下, 金属就会熔解或升华为气态。Pyrometallurgical separation 技术利用这一原理,将铅等重金属从污染土壤中“蒸发”出来以达到净化土壤的目的。“蒸发”出来的金属可以再回收或固定, 同时富含金属的剩余炉渣也可用于进一步提炼[11 ] 。铅污染土壤在高温熔化之前要进行预处理, 以促进铅的熔解。这一技术主要应用于具有较高回收效率的严重污染土壤(5 %～20 %) 。214 化学稳定技术(chemical stabilization)化学稳定技术就是应用化学反应将污染土壤中的重金属氧化或还原, 从而达到降低土壤中重金属的活性[11 ] 。对于铅污染土壤, 可用还原剂(二氧化硫、亚硫酸盐或硫酸亚铁) 将铅离子还原, 以减少土壤中铅的可提取量。这一技术也可作为其他修复技术(如固化稳定技术) 的前处理步骤。但必须注意的是, 还原剂的施用可能会造成二次污染。初步研究表明, 施用石灰调节土壤PH7 可降低铅在土壤中的溶解度, 减少植物对铅的吸收[13 ] 。研究表明, 施用羟基磷灰石[14 ] 、水合氧化锰[15 ] 、磷灰岩[16 ,17 ]也可促进铅的沉淀, 减少土壤中的可溶态和可提取态铅。Vidac 和Pohland[18 ]已将这一技术运用于地下水的修复。215 电动修复技术(electrokinetice technology)在污染土壤两端插上电极, 接通电源后, 土壤中的带电粒子向电性相反的电极移动, 最终积聚或沉淀在电极上, 以达到清除污染土壤中重金属的目的。在欧洲, 这一技术不仅应用于铅污染土壤[19 ] , 同时也应用于铜、锌、铬、镍和镉等污染土壤的修复。216 微生物修复技术(microremediation)微生物修复主要是借助微生物的生化反应来清除或稳定环境中的有害物质。根据原理不同可分为生物还原沉淀、生物甲基化和生物吸附三种。生物还原沉淀是应用硫酸还原菌(SRB) 将硫酸根还原为HS - 再与铅生成不溶性的Pb2S。生物甲基化是利用微生物将土壤中的重金属甲基化,甲基化的金属更容易蒸发, 可做为Pyrometallurgical Separation 的预处理。生物吸附是利用细菌细胞和藻类来吸附地下水或其他污染水体中的有害物质。Leusch 等[20 ]报道一种海藻( S . f luitans )对铅的最大吸附量可达到369 mg/ g。Rahmani 等[21 ]研究了浮萍(Lemna minor) 对污染水体中铅的清除能力。结果表明浮萍在亚致死水平下也能有效清除水体中的铅。217 植物提取修复技术(phytoextration)植物提取修复技术主要是利用超积累植物, 将土壤中各种过量元素或化合物大量转移到植株体内特别是地上部分, 从而修复污染土壤[22 ] 。超积累植物相当于一个太阳能驱动泵将土壤中的过量元素不断泵到植株体内[23 ] 。植物修复技术可分为两种, Salt 等[24 ]把利用超积累植物来吸收土壤重金属的方法称之为持续植物提取(continuous phytoextraction) ; 而把利用螯合剂来促进植物吸收土壤重金属的方法称之为诱导植物提取(inducced phytoextraction) 。21711 持续植物提取(continuous phytoextraction)运用持续植物提取技术来修复铅污染土壤的关键是植物超积累铅的能力。一般认为, 只有铅积累量达到1000μg/ g (干重) 才能称为铅超积累植物[25 ] 。已见报道的铅超积累植物有Brassica .nigua [26 ] , Brassica . pekinensis [27 ] , Brassica . juncea [27 ]和T. rotungifolium [28 ] 。其中T. rotungi2folium 的铅积累量最大, 可达到8200μg/ g (干重) [28 ] 。目前对于植物吸收、运输和积累铅以及耐铅胁迫的机制研究甚少。Liu 等[29 ]研究发现印度芥菜( Brassica juncea) 可在根部积累大量的铅但只有极少部分运输到地上部。原因一方面可能是由于根部细胞内存在高浓度磷酸盐或碳酸盐,在细胞内近中性pH 条件下, 铅主要以磷酸盐或碳酸盐形式沉淀在根细胞壁或细胞内; 另一方面·14 ·广东微量元素科学2001 年 GUANGDONG WEILIANG YUANSU KEXUE 第8 卷第9 期© 1995-2006 Tsinghua Tongfang Optical Disc Co., Ltd. All rights reserved.铅从根部向中柱迁移的过程还会受到内皮层凯氏带的阻拦。Wozny 等[30 ]认为铅进入中柱后随蒸腾流被动运输到地上部分。运输过程中铅可能会与中柱内的阳离子交换位点结合, 从而被固定在茎部中柱内。研究表明, 铅可与多种小分子有机物螯合[31～33 ] 。推测铅也有可能与各种小分子有机酸、植物螯合肽结合, 减少与阳离子交换位点结合的机会, 从而增加进入了叶部的数量。作者在对浙江西部的某一铅锌矿土壤进行调查时, 发现一种可高浓度积累铅和锌的植物, 据初步调查结果, 其地上部分锌和铅的最高积累量分别达到了5000μg/ g 和1182μg/ g。对于这种植物超积累锌和铅的生理生化机制, 正在进一步的研究中。21712 诱导植物提取(inducced phytoextraction)对于在土壤中极难移动的铅元素, 施用螯合剂可促进植物对其的吸收。施用螯合剂诱导植物超富集作用被称为螯合诱导修复技术。Romheld 和Marschner[34 ]认为螯合物与金属结合后, 金属螯合物可以从内皮层裂口处进入根内, 然后被迅速地转移到茎叶。在用14C - EDTA - Pb 作标记的试验中, Blaylock 等[35 ]发现, 在含这种标记物的介质中生长的植物地上部能快速积累铅, 表明铅与螯合物结合有利于植物对铅的吸收。Salt 等[36 ]认为金属与螯合物结合后阻止了金属的沉淀和吸附, 从而提高了金属的可提取性。螯合诱导修复技术既可选用一般植物也可选用超积累植物。在土壤铅浓度为2500μg/ g 的污染土壤上种植玉米和豌豆, 加入EDTA 后, 植物地上部铅的浓度从500μg/ g 提高到10000μg/ g ; 而且EDTA 还能极大的提高铅从根系向地上部的运输能力,每千克土中加入110 g EDTA , 24 h 后, 玉米木质部中铅的浓度是对照的100 倍, 从根系到地上部的运输转化量是对照的120 倍[37 ] 。不同螯合剂促进植物对铅吸收的效应与螯合剂促进铅从土壤解吸的效应相一致: EDTA > HEDTA >DTPA > EGTA > EDDHA。螯合诱导技术对超积累植物吸收金属的强化效应也很明显。印度芥菜是一种可富集多种金属的植物。Blaylock 等[35 ]研究了柠檬酸、苹果酸、乙酸、EDTA、EGTA、CDTA 对印度芥菜( Brassica juncea) 吸收Cd 和Pb 的效应,发现土壤酸化与施加螯合物相结合可显著增加铅的吸收效率。Vassil 等[38 ]报道用铅和EDTA 共同处理印度芥菜, 其地上部分含量高达55 mmol/ kg (干重) , 相当于培养液铅浓度的75 倍。对印度芥菜茎部提取液的直接测定证明, 茎部的大部分铅是与EDTA 结合的形式运输的。由于螯合剂的价格一般较贵, Blaylock 等[35 ]指出螯合剂( EDTA 和乙酸) 将使每吨铅污染土壤修复成本增加715 美元。此外螯合剂在增加土壤中重金属生物有效性的同时, 也增加了重金属离子的移动性。因而对于螯合诱导修复技术的环境风险应加以系统评价。由于已发现的铅超积累植物种类极少, 而且植物生长慢、生物量小, 因而螯合诱导修复技术比持续提取技术更引人注目。但不论哪种植物修复技术都具有其它物理化学方法所没有的优点:(1) 成本低。据估计, 如果某种植物的茎部铅积累量达到1 % , 且每年产量40 t/ hm2 , 那么通过10 年种植将土壤铅含量从114 %下降为014 %所需费用是245000 美元, 而用物理化学修复技术则需要1600000 美元。(2) 植物利用太阳能, 不破坏生态平衡, 同时还能美化环境, 易为公众所接受。(3) 将富铅植物残体用于植物炼矿, 可产生经济效益。相比之下, 虽然植物修复技术所需时间较长, 而且植物的生长要受到环境的影响, 但这些缺点都不成为重要问题。可以预言, 植物修复将成为一种应用广泛、环境良好和经济有效的修复铅污染土壤的方法。参考文献：[3 ] 陈怀满等. 土壤- 植物系统中的重金属污染[M] . 北京: 科学出版社, 1996.[4 ] Nriagu J O , Acyna J M. Quantitative assessment of worldwide contamination of air , water and soil by trace metal[J ] . Nature , 1988 , 333 : 134～139.[5 ] Kabata - Rendias A , Rendias H. Trace elements in the soil and plant [M] . Florida CRC Press , 1994.[6 ] 潘如圭, 宋佩扬. 汽车尾气中铅对蔬菜污染的研究[J ] . 江苏环境科技, 1998 , 11 (3) : 9～11 , 28.[7 ] 管建国, 潘如圭. 蔬菜铅污染状况及其防治对策[J ] . 南京农专学报, 1998 , 14 (3) : 22～27.[8 ] 彭珊珊, 石燕. 茶叶中的铅[J ] . 广东微量元素科学, 1998 , 5 (6) : 32～33.[9 ] 沙拉麦提, 沙达提. 儿童的铅接触及危害[J ] . 新疆环境保护, 1996 , 18 (1) : 36～38.[10 ] Wheeler P. Leach repellent [J ] Ground Engng , 1995 , 28 : 20～22.[11 ] USEPA. Engineering Buttetin : Technology Alternatives for the Remediation of Soils Contaminated with Arsenic ,Cadmium , Mercury and Lead [M] . U S Envionmental Protection Agency. Office of Emergency and RemedialResponse , Cincinnati . OH. 1996.[12 ] Evando C R , Dzombak D A. Remediation of metals - comtaminated soils and groundwater . Technology Evalua2tion Report , TE97 - 01 [ R ] . Pittsburgh P A. 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人类有别于其它动物的特征之一，就是人类能创造和使用工具，还能用特殊的文字符号去解释自然。就是说，人类比其它动物更具有一种科技能力。借助这种能力，人类才能创造出大自然中本不存在的东西――人类文明。在农耕文明时代，人类崇拜自然当时的科技主流顺应了自然法则。历朝历代，皆有对环境保护的明确法规与禁令。中国历代农民，都知道“取之于地用之于地”的道理，从土地上生产出来的桔杆，消费食物后的粪便，都作为农家肥再还到土地，保持了土地能量的循环使用，中国耕地经几千年而不退化。农民砍伐山林薪柴，也是控制在有限的范围内，使村庄周围的燃料能永续利用。中国传统农耕文明的科技，从来没超出人力畜力和铁制农具的范围。但是到了工业时代的科技革命，人类开始试图用科技的力量来征服自然工业文明大量开发、大量生产、大量消费、大量排污的生产和生活方式无限扩散，终于将全球性的生态危机引了出来。现在，世界上的污染越来越严重，地球的资源远远不够人类的发展的需要，总有一天，地球会被挖空，这时，人类将会失去自己生存所依靠的地球。因此，为了长久的发展需要，首先就要进行能源的改革。从现有能源结构看，工业经济目前的化石燃料如石油、煤、天然气等都不能回收，燃烧后就消失了。更何况石油、天然气的储量仅够人类再使用40―50年。世界各国对此高度重视，把石油当作一种国家战略来看。当然，化石能源的污染是十分严重的。我个人认为，氢能源，是化石能源很好的替代品。氢能是一种二次能源，它是通过一定的方法利用其它能源制取的，而不像煤、石油和天然气等可以直接从地下开采、几乎完全依靠化石燃料。氢，作为一种理想的新的合能体能源，它具有以下特点：1、导热性最好的气体，由此增加了燃料的利用率。2、自然界存在最普遍的元素。它主要以化合物的形态贮存于水中，而水是地球上最广泛的物质。3、除核燃料外氢的发热值是所有化石燃料、化工燃料和生物燃料中最高的，为142,351kJ/kg，是汽油发热值的3倍。4、燃烧性能好，点燃快，与空气混合时有广泛的可燃范围，而且燃点高，燃烧速度快。5、无毒，与其他燃料相比氢燃烧时最清洁滁生成水和少量氮化氢外不会产生诸如一氧化碳、二氧化碳、碳氢化合物、铅化物和粉尘颗粒等对环境有害的污染物质，少量的氮化氢经过适当处理也不会污染环境，且燃烧生成的水还可继续制氢，反复循环使用。产物水无腐蚀性，对设备无损。6、利用形式多。既可以通过燃烧产生热能，在热力发动机中产生机械功，又可以作为能源材料用于燃料电池，或转换成固态氢用作结构材料。7、泛用性高，可以以气态、液态或固态的金属氢化物出现，能适应贮运及各种应用环境的不同要求。8、氢取消了内燃机噪声源和能源污染隐患，利用率高。9、氢可以减轻燃料自重，可以增加运载工具有效载荷，这样可以降低运输成本从全程效益考虑社会总效益优于其他能源。时至今日，氢能的利用已有长足进步。自从1965年美国开始研制液氢发动机以来，相继研制成功了各种类型的喷气式和火箭式发动机。美国的航天飞机已成功使用液氢做燃料。我国长征2号、3号也使用液氢做燃料。利用液氢代替柴油，用于铁路机车或一般汽车的研制也十分活跃。氢汽车靠氢燃料、氢燃料电池运行也是沟通电力系统和氢能体系的重要手段。目前，世界各国正在研究如何能大量而廉价的生产氢。利用太阳能来分解水是一个主要研究方向，在光的作用下将水分解成氢气和氧气，关键在于找到一种合适的催化剂。如今世界上有50多个实验室在进行研究，至今尚未有重大突破，但它蕴育着广阔的前景。在众多的新能源中，氢能将会成为21世纪最理想的能源。这是因为，在燃烧相同重量的煤、汽油和氢气的情况下，氢气产生的能量最多，而且它燃烧的产物是水，没有灰渣和废气，不会污染环境；而煤和石油燃烧生成的是二氧化碳和二氧化硫，可分别产生温室效应和酸雨。煤和石油的储量是有限的，而氢主要存于水中，燃烧后唯一的产物也是水，可源源不断地产生氢气，永远不会用完。虽然氢有这么多的有点，但是，技术还没有达到普遍到千家万户的水平，有写的方仍需要改进，这个单子，就交给我们了。