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關鍵詞:土壤污染 土壤防治法 預防為主
中圖分類號:X5 文獻標識碼:A 文章編號:1008-925X(2012)O8-0007-03
大地孕育萬物、滋養生命,是生物賴以生存的基礎。作為一個歷史悠久的農業大國,幾千年來各個時期的統治者與人民都很重視土地這一基礎的物質生產資料,誠然,現今社會仍視土地如珍寶——無論農耕用地還是建設用地。然而目前我國土壤污染相當嚴重,已經威脅到了人民的身體健康,并且有繼續惡化的趨勢。目前我國受污染的耕地約有1.5億畝,污水灌溉污染耕地3250萬畝,固體廢棄物堆存占地和毀田200萬畝,合計約占耕地總面積的1/10以上。[1]建國初期,我國大部分土地有機質含量是7%,現在下降至3—4%,流失速度是美國的5倍”。[2]
近年來,土壤污染的問題已經引起了黨和政府以及社會各界的關注,并且得到了一定的重視。我國已經相繼出臺了針對該問題的多種條文規范,但都分散在多種規范中。實踐已經證明這種重視顯然是不足的,難以遏制并及時治理污染土壤。在專家學者的呼吁下,并經過政府的調查研究,社會各界已經就制定專門的法律來應對土壤污染問題達成了共識。國家已經提出了制定《土壤污染防治法》,并且在起草中。武漢大學環境法研究所所長王樹義教授是受環保部委托起草《土壤污染防治法》的主要專家之一,據王本人透露,去年已經將土壤污染防治法“意見稿”提交至環保部,目前正在征求相關部門的建議、意見,他透露該法并沒有納入國務院2012年立法計劃,所以年內肯定不會出臺。目前土壤污染形勢異常嚴峻,盡早制定出臺《土壤污染防治法》刻不容緩。
一、我國土壤污染的現狀和問題
土壤污染是指進入土壤中的有害、有毒物質超出土壤的自凈能力, 導致土壤的物理、化學和生物學性質發生改變, 降低農作物的產量和質量, 并危害人體健康的現象。[3]土壤污染的特點主要由以下幾點:其一,隱蔽性與潛伏性。土壤一旦受到污染,短期內危害并不明顯,而是會在一定時期后顯現出其危害,且被污染的土壤如果不經由專門人員運用專業方法檢測是很難發現的。其二,不可逆性。土壤污染是一種藏儲式的污染, 如果不人工予以凈化,則將長期的持續存在,難以逆轉。其三,范圍廣范性、后果嚴重性。土壤一旦被污染,不僅會直接污染農作物,還會危害人體健康,即便是危害到農作物,最終還是對人體造成危害,而且還會導致土壤無法修復而破壞土地持續利用,造成重大的經濟與生態損失。
土壤污染源主要來自農業面源污染和工業“三廢”污染。農業污染主要來自污水灌溉、農藥和施肥,中國土壤學會副理事長、中國農業科學院研究員張維理教授說,我國農藥使用量達130萬噸,是世界平均水平的2.5倍。據不完全統計,我國這些農藥和化肥的實際利用率不到30%,其余70%以上都污染環境了。污水灌溉會使污水中有毒有害物質以及重金屬滲入土壤,最終造成污染。工業污染主要指廢水、廢棄、廢渣,這些東西處理不當最終亦會污染土壤。
為了防治土壤污染,其實我國現行法律規范中已有一些關于土壤污染防治方面的規定。從《中華人民共和國環境保護法》、《中華人民共和國土地管理法》到《中華人民共和國水污染防治法》、《中華人民共和國大氣污染防治法》、《中華人民共和國固體廢物污染環境防治法》,從國務院的有關行政法規到地方性法規和部門規章對土壤污染的防治均有所涉及。[4]但是實踐已經證明這些法律應對土壤污染是有缺陷的,防治效果與立法預期相差甚遠,其不足之處主要體現在以下幾個方面:
第一,現有土壤污染防治相關法律的指引性不高。法的指引作用是指法律作為一種行為規范,為人們提供某種行為模式,指引人們可以這樣行為、必須這樣行為或不得這樣行為,從而對行為者本人的行為產生的影響,也就是說,法的指引作用是通過規定人們的權利和義務來實現的。我國關于土壤污染方面的法律過于分散,立法主體不一致,導致規范之間出現沖突。規范較為分散,沒有一個系統的法律法規供參考,使當事人不易了解相關規定,導致相關法規的引導功能打折扣。
第二,土壤污染防治工作的執法主體混亂,直接影響法的執行力。由于各相關法規政策的制定主體不一致,所以很多部門都有一定的監管權,按照現行的法律法土地管理部門、建設行政主管部門、農業部門、環保局、質量監督部門和水行政主管部門等對土壤污染都有監督管權。如《土地管理法》、《農業法》、《固體廢物污染環境防治法》、《農產品質量安全法》等法律對相關部門均有授權。[5]這樣就形成了多部門監管的格局,致使每個都管一點,但是每個就都不怎么管的局面。
一、對于既有劃撥用地,又有出讓用地的危舊房改建區和大面積開發的建設用地,擬全部采取先劃撥的方式,一次撥給開發建設單位,待拆遷完成后,在有償出讓的地塊開工前,經評估再辦理土地出讓手續。
二、在辦理劃撥用地手續時,可根據不同地段和建設用地面積,收取每平方米5?50元的土地使用權出讓預定金,以督促開發建設單位在拆遷完成后盡快按市政府1993年6號令的規定辦理土地出讓手續。
三、此項出讓預定金收繳入庫手續按地價款入庫手續辦理,在交款單位辦理正式出讓手續時,可充抵地價款。
四、各區、縣房地產管理局在辦理房屋拆遷許可證時,必須嚴格按規定核發,對未取得建設用地批準書的建設項目,一律不得發放房屋拆遷許可證。
特此通知。
附件:城鎮土地使用權出讓預定金標準
地區等級 預定金標準(元/m2,地)
一 50
二 45
三 40
四 35
五 30
六 25
七 20
八 15
九 10
摘 要:一直以來,治理土壤中的重金屬污染都是全球各國亟待解決的一項難題。當前我國土壤重金屬污染問題相對較為嚴峻,且引發這一問題的因素相對也比較復雜。而此種污染問題的出現,不僅會對生物的生長帶來極大的危害,還會降低作物的總產量,并對人的生命健康造成極大的威脅。對此,本文以土壤的重金屬污染為立足點,通過對我國土壤污染現狀和危害的分析,從而就緩解和解決土壤污染問題的策略展開研究。
關鍵詞:土壤重金屬污染;危害;修復技術
中圖分類號:X53 文獻標識碼:A DOI:10.11974/nyyjs.20170230224
就土壤本身來看,其之所以會產生重金屬污染,主要是因為人類在活動期間將重金屬物質帶入到土壤內部,使得土壤內的重金屬含量增多,破壞生態環境。隨著農村人口數量的增長和農業生產過程中對化肥和農藥使用量的增加,導致土壤中有害物含量增多,自身生態結構和環境質量被破壞。其中,重金屬是對土壤生態結構影響最大的一種元素。為了重塑土壤生態結構,提高土壤內部環境質量,解決土壤存在的重金屬污染問題勢在必行。
1 土壤污染現狀和危害
1.1 重金屬污染現狀
在2005年到2013年的12月,我國土地管理局第一次開展了有關全國土壤污染情況的調查研究。按照我國在2014年由國土資源部和環保部共同的有關《全國土壤污染狀況調查公報》所公示的調查結果看:當前我國土壤生態環境的狀況整體來講十分嚴峻,特別是重金屬污染問題,更是極為嚴重。在我國一些廢棄工礦所在區域的周邊位置,土壤的重金屬污染問題十分的突出。其中,我國有16.1%的土壤,重金屬污染總超標率相對較重,11.2%超標率屬于輕微范圍;而輕度超標率和中度以上的超標率分別達到了2.3%和2.6%。
1.2 重金屬污染的危害
同其他土壤污染類型相比,重金屬污染本身的隱匿性、長期性、不可逆性較強,且這種污染問題一旦出現,則很難消逝。一旦重金屬污染存在于土壤中,不僅很難被移動,還會長時間滯留在其產生區域,不斷污染周邊土壤。與此同時,重金屬污染物不僅無法被微生物有效降解,還會借助植物、水等介質,被動植物所吸收,而后進入到人類食物鏈之中,對人體健康a生威脅。從具體的情況來看,重金屬污染主要存在以下幾種危害類型:對作物生產造成不利影響。因為重金屬污染物在土壤與作物系統遷移的過程中,會對作物正常的生長發育和生理生化產生直接影響,從而降低作物的品質與產量。例如,鎘屬于對植物生長危害性較大的重金屬,如果土壤鎘含量較高,植物葉片上的葉綠素結構就會被破壞,根系生長被抑制,阻礙根系吸收土壤中的養分與水分,降低產量;會對人體生命健康帶去影響。土壤中存在的重金屬污染物可以借助食物鏈對人體健康造成危害。例如,汞進入人體后被直接沉入到肝臟中,破壞大腦的視神經。
2 解決重金屬污染問題的方法
2.1 工程治理法
所謂的工程治理法,是通過利用化學或者是物理學中的相關原理,對土壤中的重金屬污染問題展開有效治理的一種方法。現階段,工程治理法主要包括了熱處理法、淋洗法與電解法等[1]。在眾多重金屬污染處理方法中的處理效果更好、處理工藝的穩定性更高。但該項方法處理過程和處理工藝復雜,需要花費的成本高,且經過該方法處理后的土壤,其本身的肥力會有所降低。
2.2 生物治理法
該方法指的是借助生物在生長過程中的一些習性,來達到改良、抑制、適應重金屬污染的目的。在該項治理方法中最為常見的就是微生物、植物和動物治理法。生物治理是利用鼠類和蚯蚓等動物能夠吸收重金屬的特性;植物治理則是利用植物積累到一定程度可以清除重金屬污染,對重金屬具有忍耐力的特質。工程治理法相比,生物治理方式投資相對較小、管理便利、對環境破壞性小等優勢,但治理時間較長[2]。
2.3 化學治理法
化學治理法是通過向已經被重金屬污染的土壤中投入適量的抑制劑和改良劑等其他化學物質的方式,增加有機質、陽離子等在土壤中代換量和粘粒含量,來改變被污染土壤電導、Eh、pH等其他理化性質,使重金屬可以通過還原、氧化、拮抗、吸附、沉淀、抑制等化學作用被有效消除[3]。
3 結束語
在社會經濟發展水平不斷提升,重金屬對土壤污染程度逐漸加深的今天,對重金屬污染現狀,以及其可能會造成的危害等問題展開細致的分析與研究,并利用工程、生物、化學等方式來有效的緩解和治理土壤當前存在的重金屬嚴重污染問題,能夠對我國土壤的生態環境和內部結構進行重構,為我國城市發展和社會建設提供充足的土壤資源。
參考文獻
[1]崔德杰,張玉龍.土壤重金屬污染現狀與修復技術研究進展[J].土壤通報,2004(3):366-370.
關鍵詞:化工,土壤污染,重金屬,防治
土壤是人類賴以生存的主要自然資源之一,也是人類生態環境的重要組成部分。隨著工業、城市污染的加劇和農用化學物質種類、數量的增加,土壤重金屬污染日益嚴重,土壤重金屬是指由于人類活動將金屬加入到土壤中,致使土壤中重金屬明顯高于原生含量、并造成生態環境質量惡化的現象。
一、重金屬的來源、種類
1.土壤重金屬來源廣泛,主要包括有大氣降塵、污水灌溉、工業廢棄物得不當堆置、礦業 活動、農藥和化肥等。首先是成土母質本身含有重金屬,不同的母質、成土過程所形成的土壤含有重金屬量差異很大。此外,人類工農業生產活動,也造成重金屬對大氣、水體和土壤的污染。
2.大氣中重金屬沉降、大氣中的重金屬主要來源于工業生產、汽車尾氣排放及汽車輪胎磨損產生的大量含重金屬的有害氣體和粉塵等。它們主要分布在工礦的周圍和公路、鐵路的兩側。公路、鐵路兩側土壤中的重金屬污染,主要是Pb、Zn、Cd、Cr、Co、Cu 的污染為主。它們來自于含鉛汽油的燃燒,汽車輪胎磨損產生的含鋅粉塵等。它們成條帶狀分布,以公路、鐵路為軸向兩側重金屬污染強度逐漸減弱;隨著時間的推移,公路、鐵路土壤重金屬污染具有很強的疊加性。
3.農藥、化肥和塑料薄膜使用 施用含有鉛、汞、鎘、砷等的農藥和不合理地施用化肥,都可以導致土壤中重金屬的污染。一般過磷酸鹽中含有較多的重金屬 Hg、Cd、As、Zn、Pb,磷肥次之,氮肥和鉀肥含量較低,但氮肥中鉛含量較高,其中 As 和 Cd 污染嚴重。農用塑料薄膜生產應用的熱穩定劑中含有 Cd、Pb,在大量使用塑料大棚和地膜過程中都可以造成土壤重金屬的污染。
4.污水灌溉 污水灌溉一般指使用經過一定處理的城市污水灌溉農田、森林和草地。城市污水 包括生活污水、商業污水和工業廢水。由于城市工業化的迅速發展,大量的工業廢水涌入河道,使城市污水中含有的許多重金屬離子,隨著污水灌溉而進入土壤。
5.含重金屬廢棄物堆積含重金屬廢棄物種類繁多,不同種類其危害方式和污染程度都不一樣。污染的范圍一般以廢棄堆為中心向四周擴散重金屬在土壤中的含量和形態分布特征受其垃圾中釋放率的影響,且隨距離的加大重金屬的含量而降低。由于廢棄物種類不同,各重金屬污染程度也不盡相同,如鉻渣堆存區的 Cd、Hg、Pb 為重度污染,Zn 為 中度污染,Cr、Cu 為輕度污染。
6.金屬礦山酸性廢水污染金屬礦山的開采、冶煉、重金屬尾礦、冶煉廢渣和礦渣堆放等,可以被酸溶出含重金屬離子的礦山酸性廢水,隨著礦山排水和降雨使之帶入水環境(如河流等)或直接進入土壤,都可以間接或直接地造成土壤重金屬污染。
二、土壤中重金屬污染物現行治理方法
1.工程治理方法
工程治理是指用物理或物理化學的原理來治理土壤重金屬污染。主要有:客土是 在污染的土壤上加入未污染的新土;換土是將以污染的土壤移去,換上未污染的 新土;翻土是將污染的表土翻至下層;去表土是將污染的表土移去等。
2.此外淋洗法
用淋洗液來淋洗污染的土壤;熱處理法是將污染土壤加熱,使土壤中的揮發性污染物(Hg)揮發并收集起來進行回收或處理;電解法是使土壤中重金屬在電解、電遷移、電滲和電泳等的作用下在陽極或陰極被移走。以上措施具有效果徹底、穩定等優點,但實施復雜、治理費用高和易引起土壤肥力降低等缺點。
3.生物治理方法
生物治理是指利用生物的某些習性來適應、抑制和改良重金屬污染。主要有:動物治理是利用土壤中的某些低等動物蚯蚓、鼠類等吸收土壤中的重金屬;微生物治理是利用土壤中的某些微生物等對重金屬具有吸收、沉淀、氧化和還原等作用,降低土壤中重金屬的毒性,如原核生物(細菌、放線菌)比真核生物(真菌)對重金屬更敏感。
4.植物治理
利用某些植物能忍耐和超量積累某種重金屬的特性來清除土壤中的重金屬;目前已發現400多種,超積累植物積累Cr、 Co、 Cu的含量一般在 0.1% Ni、 Pb 以上,積累 Mn、Zn 含量一般在 1%以上。生物治理措施的優點是實施較簡便、投資較少和對環境破壞小,缺點是治理效果不顯著。
5.化學治理方法
化學治理就是向污染土壤投入改良劑、抑制劑,增加土壤有機質、陽離子代換量和粘粒的含量, 改變 pH、 和電導等理化性質,Eh 使土壤重金屬發生氧化、還原、沉淀、吸附、抑制和拮抗等作用,以降低重金屬的生物有效性。
三、總結
土壤重金屬污染首先應從源頭抓起,控制污染源,土壤重金屬的污染已經達到相當嚴重的程度,要充分認識土壤重金屬污染的長期性、隱匿性、不可逆性以及不能完全被分解或消逝的特點。土壤質量問題是經濟可持續發展和社會全面進步的戰略問題,它直接影響土壤質別、水質狀況、作物生長、農業產量、農產品品質等,并通過食物鏈對人體健康造成危害。對土壤質量的保護便是對耕地生產能力的保護,更是提高土地利用效率的強有力措施之一。對于我國這樣一個人口眾多的農業大國,開展國土質量調查評價,對土壤重金屬污染物進行試驗研究,開發耕地污染的治理方法和技術,顯得更為必要和迫切。
參考文獻
[1]崔德杰,張玉龍.土壤重金屬污染現狀與修復技術研究進展[J].土壤通報, 2004,35
土壤污染問題突出
與水體和大氣污染相比,土壤污染有其明顯的特點。
一是土壤污染具有隱蔽性和滯后性。大氣污染和水污染一般都比較直觀,通過感官就能察覺。而土壤污染往往要通過土壤樣品分析、農作物檢測,甚至人畜健康的影響研究才能確定。土壤污染從產生到發現危害通常時間較長。
二是土壤污染具有累積性。與大氣和水體相比,污染物更難在土壤中遷移、擴散和稀釋。因此,污染物容易在土壤中不斷累積。
三是土壤污染具有不均勻性。由于土壤性質差異較大,而且污染物在土壤中遷移慢,導致土壤中污染物分布不均勻,空間變異性較大。
四是土壤污染具有難可逆性。由于重金屬難以降解,導致重金屬對土壤的污染基本上是一個不可完全逆轉的過程。另外,土壤中的許多有機污染物也需要較長時間才能降解。
五是土壤污染治理具有艱巨性。土壤污染一旦發生,僅僅依靠切斷污染源的方法則很難恢復。總體來說,治理土壤污染的成本高、周期長、難度大。
湖南常德市是“土十條”規定的六個土壤污染綜合防治先行區之一,也是長期以來重金屬污染較為突出的地區之一。
在常德市石門縣白云鄉,有一座1500多年歷史的全亞洲最大的雄黃礦。當地上萬畝土地長期籠罩在砷污染的陰影中。
2014年,國務院批復的《石門雄黃礦區重金屬污染“十二五”綜合防治實施方案》已經實施兩年,因為投入不足,進度并沒有達到預期。當年媒體集中報道了石門砷污染問題。
當地環保部門曾表示,期望國家層面的氣、水、土三個“十條”來給予支持和指明方向。
《全國土壤污染狀況調查公報》指出,從土壤污染的分布情況來看,中國南方的土壤污染重于北方,長三角、珠三角、東北老工業基地等部分區域土壤污染問題較為突出,西南、中南地區土壤重金屬超標范圍較大,鎘、汞、砷、鉛四種無機污染物含量分布呈現從西北到東南、從東北到西南方向逐漸升高的態勢。其中輕微、輕度、中度和重度污染點位比例分別為11.2%、2.3%、1.5%和1.1%。
土壤修復與風險監控
受污染的土壤可以通過修復降低其風險或危害,恢復其功能,但一般需要大量的資金和較長的時間。土壤修復是指通過物理、化學和生物的方法轉移、吸收、降解和轉化土壤中的污染物,使其濃度降低到可接受水平,或將有毒有害的污染物轉化為無害的物質,一般包括生物修復、物理修復和化學修復3類方法。由于土壤污染的復雜性,有時需要采用多種技術。
生物修復技術是上世紀80年展起來的,其基本原理是利用生物特有的分解有毒有害物質的能力,達到去除土壤中污染物的目的,主要包括植物修復技術、微生物修復技術和生物聯合修復技術。優點是不破壞土壤有機質,不對土壤結構做大的擾動,成本低;缺點是修復周期長,通常不適宜對高濃度污染土壤的修復。
物理修復是指通過各種物理過程將污染物從土壤中去除或分離的技術。目前常用的技術包括客土法、熱脫附、土壤氣相抽提、機械通風等。優點是修復效率高、速度快;缺點是往往成本偏高等。
化學修復是指向土壤中加入化學物質,通過對重金屬和有機物的氧化還原、鰲合或沉淀等化學反應,去除土壤中的污染物或降低土壤中污染物的生物有效性或毒性的技術。主要包括土壤固化穩定化、淋洗、氧化還原等。優點是修復效率較高、速度相對較快;缺點是容易破壞土壤結構、因添加化學藥劑易產生二次污染等。
“土十條”指出,對于輕度及中度污染耕地,采用“農藝調控、替代種植等措施,降低農產品超標風險。”對于重度污染耕地,采用退耕還林還草或種植結構調整。可以看到,未來污染耕地的治理將以農業生態修復為主,而重度污染耕地直接采用土地利用方式的調整來進行管控。
市場層面,證券、媒體、行業組織等對污染耕地的市場預測多以萬億計,且多在3-5萬億之間。而這均以“十二五”期間的單位修復成本(3-5萬元/畝)為預測基礎。未來,隨著耕地污染治理技術的調整,市場將大大縮水。“土十條”中提出,“到2020年,受污染耕地治理與修復面積達到1000萬畝。”根據已有農業生態修復技術范疇類項目的統計,該類技術成本約5000元/畝,1000萬畝的治理費用約500億元。我國污染耕地治理與修復的市場總量約為千億規模,遠遠達不到幾萬億的規模。“十三五”期間,耕地污染治理的市場將主要集中在江西、湖北、湖南、廣東、廣西、四川、貴州、云南等省份。
向土壤污染宣戰
國務院的“土十條”,開啟了我國全面治土的新里程。在人們面對“常外毒地”、“毒跑道”、“鎘大米”等公共事件的焦慮時,這份歷經3年修改、50次易稿的“土十條”的可謂恰逢其時。
與發達國家和地區相比,我國土壤污染防治工作起步較晚。從總體上看,目前的工作基礎還很薄弱,土壤污染防治體系尚未形成。上世紀80年代至90年代,我國科學家開始關注礦區土壤、污灌區土壤和六六六、滴滴涕農藥大量使用造成的耕地污染等問題。“六五”和“七五”期間,國家科技攻關項目支持開展農業土壤背景值、全國土壤環境背景值和土壤環境容量等研究,積累了我國土壤環境背景的寶貴數據,在此基礎上制訂并于1995年了我國第一個《土壤環境質量標準》。
環境保護部2014年的《全國土壤污染狀況調查公報》顯示,我國耕地土壤總點位超標率為19.4%,以輕微(13.7%)及輕度(2.8%)污染為主。而據江蘇省(宜興)環保產業技術研究院與中國土壤環境修復產業技術創新戰略聯盟聯合編制的《中國土壤修復技術與市場研究報告(2016-2020)》顯示,我國耕地重金屬污染面積約為1.7-2.1億畝(污染比例8.2%-10.2%),污染區域主要為工礦企業周邊農區、污水灌區、大中城市郊區和南方酸性水稻土區等。
我國從“十五”期間開始研發土壤污染治理與修復技術,特別是“十二五”以來,在重金屬污染防治專項資金支持下,初步建立了針對不同土壤污染物、污染程度、土地利用類型等的土壤污染治理與修復技術。
關鍵詞:化學方法;改良鹽堿地;采取措施
1物理方法改良鹽堿地
物理改良就是采用一些物理的方法進行改造鹽堿土,如采用灌溉排水系統,沖洗脫鹽、松耕、壓沙等方法,達到改良利用的目的。其中,以淋洗排鹽為主的工程措施是國外鹽堿地治理的主要手段,即建立完善的排灌系統,結合深翻改土、換土、淋洗、淤積等措施達到降低耕作層含鹽的目標。工程措施雖然應用較為廣泛,但存在用工量大、投入成本高、維持時間有限或受限于水資源緊張等一系列問題,且不能從根本上降低土壤鹽分,必須結合其它措施進行。
2化學方法改良鹽堿地
化學改良就是應用一些酸性鹽類物質來改良鹽堿地的性質,降低土壤的酸堿度,含鹽量,增強土壤中微生物和酶的活性,促進植物根系生長。改善土壤的物理性質,增加土壤團粒構,協調土壤水肥氣熱,增加土壤肥力,豐富的有機質和腐殖質能提高基質的固氮能力和磷的可溶性。促進其有效吸收,提高造林成活率和促進林木生長。只有在分析每個地區的自然條件(土壤、水文地質、氣候)和經營管理條件的基礎上,才能解決鹽堿化問題。堿化土壤的改良需加入含鈣物質來置換土壤膠體表面吸附的鈉或采用加酸或酸性物質的方法改良。采用石膏以及工業廢渣改良堿土在國際國內已有成功的經驗。
3生物方法改良鹽堿地
生物措施改良鹽堿地,即用植物改良鹽堿地,方法易行,經濟效益顯著。生物措施可以逐漸改變土壤的物理特性,使土壤結構發生變化,質地變得疏松,透氣和貯水能力增強。
植物改良土壤鹽堿化的作用表現在采用適合地表物覆蓋,可以減少地表蒸發,減少鹽分在地表的積累。經研究表明:由于植物可以減少地蒸發,減少鹽分的表聚,削弱了土壤堿度,從而降低了pH值。
有些植物能耐pH值為8.0~9.5的重堿地,多枝圣柳、桑樹等,還有些植物又有排鹽作用,可以對硫酸鹽、氯化物等鹽類產生很強的耐力,并且有泌鹽腺、泌鹽孔結構。因此,種植耐鹽植物對鹽堿地具有明顯的脫鹽作用。
植物有效地改良鹽堿地的過程中,還表現在對鹽堿地土壤的有益微生物數量種群的增加。選擇適合的植物,如植物根系發達、易繁殖的植物,不但可以降低鹽堿地鹽分含量,而且由于根系發達,可以有效增加土壤中微生物含量,并能增加細菌、放線菌、真菌等有益菌群的數量,恢復土壤遭到鹽堿破壞的酸堿平衡環境。
4采取綜合治理措施
在常年的生產實踐中,人們認識到要防治土壤鹽堿化,采取任何單項的措施效果都有限,且不穩定,易反復發生,必須貫徹因地制宜和綜合治理的原則。在結合化學物理改良措施以外還應采取生物改良的措施,提高土壤肥力,獲得較好的鹽堿地改良效果。在治理的同時要鞏固鹽堿地改良效果,防御土壤返鹽,需要配合適當的農業措施。
在鹽堿地植被恢復的研究中,生物措施是最重要的治理鹽堿的改良措施,但必須因地治宜地選擇適合的林木耐鹽堿品種。林木種質是一種豐富的基因資源,其對生態環境的作用其他作物、草本無法取代。通過耐鹽堿樹種引種,為鹽堿地造林提供適宜的耐鹽堿樹種或品種,建設多樹種、多林種、多層次、高效益的綜合鹽堿地防護林體系,恢復鹽堿地區脆弱的生態系統、提高該地區生態防御能力、減少災害損失等都將起到積極的促進作用。
【關鍵詞】化工行業;水體及土壤污染;重金屬污染
隨著化學工業的飛速發展,人們對金屬礦產品的需求也呈現日益增長的趨勢。小到餐廳廚房的炊具以及珠寶首飾,大到核工業的核能物質。而由金屬污染引發的環境問題日趨嚴重,其對生態系統中水體及土壤的破壞基本上難以修復,并且人為的改造和維護也很難進行。尤其是前段時間的“牛奶河”事件再一次為我們敲響了環境保護的警鐘以及讓我們清楚地看到化工行業引起的水體及土壤重金屬污染的現狀和不爭的事實。
一、重金屬污染的種類及來源
所謂重金屬污染,是指由重金屬及其化合物引起的環境污染。尤其是由化工行業引起的水體及土壤重金屬污染具有永久性以及明顯的累積效應。如下圖為重金屬在水體及土壤中的遷移轉化機理[1]。
1.1 水重金屬污染
重金屬在水體中積累到一定的限度就會對水體-水生植物-水生動物系統產生嚴重危害,并可能通過食物鏈直接或間接地影響到人類的自身健康[2]。對水質產生污染的重金屬主要有Cd、Pb、As、Hg、Cr和Co等。其中以Hg的毒性最大,Cd次之。此外,As由于其毒性可將其歸為重金屬污染。
1.2 土壤重金屬污染
土壤重金屬污染是指由于人類活動將重金屬帶入到土壤中,致使土壤中重金屬含量明顯高于背景含量、并可能造成現存的或潛在的土壤質量退化、生態與環境惡化的現象[1]。污染土壤的重金屬包括生物毒性顯著的元素如Cd、Pb、Hg、Cr、As,以及有一定毒性的元素如Cu、Zn、Ni。
1.3 重金屬污染的來源
重金屬的污染主要來源化學工業污染,污染源主要有冶煉、化工、電鍍、電子、制革等行業排放的“三廢”等以及民用固體廢棄物不合理填埋堆放和大量化肥、農藥的施用,使得各種重金屬污染物以單質或離子形態進入水體、土壤以及人體[2]。
二、重金屬污染的防治措施
2.1水體重金屬污染的防治對策
2.1.1 控制水體重金屬污染源
控制重金屬污染源,預防水體的污染。一方面要加強水資源的管理力度;另一方面要嚴格控制各種污水的排放源頭以及監督、管理和控制有關工業部門和改革其生產工藝[3]。
2.1.2 水體重金屬污染的工程治理
目前常用的治理水體重金屬污染的工程工程措施主要有三類,即物理處理法、化學處理法及生物處理法[3]。
2.1.2.1 物理和化學方法
物理和化學方法屬于傳統處理重金屬污染水體的的措施,包括沉淀法、螯合樹脂法、高分子捕集劑法、天然沸石吸附法、膜技術、活性炭吸附工藝以及離子交換法等[4]。物理和化學方法具有凈化效率高、周期較短等優點;但存在選擇性小、流程長、操作麻煩以及處理費用高等缺點。
2.1.2.2 生物處理法
生物處理法相對常規水處理法有投資小、成本低以及工藝簡單等優點而得到廣泛應用。國外,Groudeva等[5](2001) 對用生物修復水體的重金屬污染作了最新的綜述。總之,水體有害重金屬的生物修復技術有著廣泛、低廉的原材料及很好的前景。
2.2 土壤重金屬污染的防治對策
土壤受重金屬污染后,蓄積在土壤中的有害重金屬能遷移到水、空氣和植物中難以消除[6]。因此,土壤受重金屬污染應以“預防為主”。
2.2.1 綜合防護措施
控制和消除土壤的重金屬污染源,同時采取消除土壤中的重金屬污染物或控制重金屬污染物遷移轉化的措施,使其不能進入食物鏈[6]。
2.2.2 生物防治
土壤污染物質可通過生物降解或植物吸收而凈化土壤。如羊齒鐵角蕨植物對土壤中Cd的吸收率可達10%,多年可使土壤Cd含量降低50% [7]。
2.2.3 施加抑制劑
土壤施加某種抑制劑,可改變重金屬在土壤中的遷移轉化,減少作物吸收,如使用石灰可增加土壤PH,使Cu、Zn、Hg、Cd等金屬或氫氧化物沉淀。研究表明,施用石灰后稻米含Cd量可降低30%[6]。
三、結論
隨著水體及土壤重金屬污染的日益嚴重化以及重金屬污染物進入生態系統后造成難以修復的危害,其正越來越為人們所了解和重視。目前重金屬污染的治理方法以物理化學方法為主,生物修復技術作為經濟、高效和環保的治理技術在治理和防治重金屬污染方面將發揮更大作用。新型高效的水體及土壤重金屬污染防治措施有待優化及創新。
【參考文獻】
[1]孫鐵珩,周啟星,李培軍,等.污染生態學[M].北京:科學出版社,2001.
[2]鄧志瑞,余瑞云,余采薇,等.重金屬污染與人體健康[J].環境保護,1991(12):26-27.
[3]賈燕,.重金屬廢水處理技術的概況及前景展望[J].中國西部科技(學術版),2007 (4):10-13.
[4]張劍波,馮金敏.離子吸附技術在廢水處理中的應用和發展[J].環境污染治理技術與設備,2000(1):46-51.
[5]Groudeva, Guthrie EA, Walton BT. Bioremediationin the rhizosphere[J]. Environ Sci Thechnol,1993,27:2630-2636.
關鍵詞:固廢拆解;土壤污染;污染修復
DOI:10.16640/ki.37-1222/t.2016.14.100
0 引言
本文是以固廢拆解對土壤所造成的污染及采取的治理方法為研究對象。首先我們以臺州市路橋區固廢拆解集中區域作為我們的實驗基地,對該區域進行了長時間的調查研究,了解了固廢拆解的現狀,并對土壤進行了監測,了解了固廢拆解對土壤所造成的主要污染物及污染程度,然后提出治理方案,并通過分析比較確定了土壤污染的修復目標、修復方法,隨后進行了土壤修復實驗,達到預期效果。最后針對治理過程中存在的問題提出改進建議。
1 土壤污染狀況監測情況
1.1 布點設置
我們對已污染的選定區域表層土壤進行了調查篩選,通過網格法均勻布點取樣檢測,確定重點區塊,并重新根據污染源調查情況,采取污染源為中心的放射狀布點,對每個重點區塊進行布點采樣分析。
1.2 現狀監測結果
根據監測分析結果,路橋區表層耕地土壤鎘超標率最高,超標率達到41.7%;其次為銅,超標率達到32.3%;鉛和鋅的超標率分別達到20.5%和15.0%。在各鄉鎮街道中,超標情況最為嚴重的是峰江街道,其次為新橋鎮,再次為主城區(包括路橋、路北、路南三個街道)。各鄉鎮街道及重點區域土壤重金屬濃度如下:
2 污染土壤修復
2.1 修復方法
污染土壤的修復,不同污染類型的污染土壤具有不同的修復方法。針對有機污染土壤,國內外采用較多的方法有化學淋洗技術、熱脫附技術、生物堆制技術、原位生物修復技術、熱解焚燒技術等;針對重金屬污染土壤,采用較多的技術有淋洗/浸提技術、生物修復技術、固化/穩定化技術等[2]。
本實驗對選定區域土壤修復采用原位生物修復(動物、植物強化復合工藝)工藝為主,生物處理(化學淋洗)為輔的工藝技術。高濃度的地塊預先采用化學淋洗的措施,達到中度或輕度污染濃度后再采用動物修復;修復動物為“大平二號”蚯蚓;中度和輕度污染采取作物試種,選擇的植物修復品種為超積累植物芥菜。
2.2 修復實施效果
土壤污染修復后重金屬濃度見下表3。
根據上表:第一階段修復后植物修復區和動物修復區土壤中重金屬鉻、銅、鉛的濃度均低于第一階段修復目標值,達到了第一階段預期目標;動物修復區,動物修復后蚓體中的重金屬鉻、銅、鉛的濃度含量較高,修復后土壤中重金屬鉻、銅、鉛的濃度明顯降低,說明“大平二號”蚯蚓對重金屬的吸附效果比較明顯,在中度污染的地塊采用動物修復技術是比較成功的。
3 結論
本研究通過對臺州市路橋區固廢拆解業的調查與了解,選定了主要拆解基地作為試驗基地,對他們的土壤進行了監測,在全面了解臺州市路橋區固廢拆解業對土壤造成的污染現狀的前提下,我們提出了生態修復方法,目前均取得了一定的成效。
參考文獻:
鹽堿地總數:9千萬公頃
康:現在我國的鹽堿地,一部分是歷史地質時期留下的原生鹽土。地下水位高,水分蒸發以后,鹽分隨著水分向上運動,積累在土壤當中,當地下水位下降后,鹽分繼續留在土壤當中,就形成了鹽堿地。原生鹽土,還在發生鹽堿化的土壤和潛在鹽漬化的土壤三者加起來,我國有大約9913萬公頃鹽堿地,主要有幾大片,新疆,濱海鹽堿地,東北松嫩平原半濕潤區,黃淮海平原,還有以寧夏為代表的黃河中上游地區。
鞠:鹽堿地這個概念現在不是很嚴謹。很多時候把鹽堿化耕地都算進來了,國土資源部資料中顯示的鹽堿地只有1.5億畝。
康:總之面積不小,光松嫩平原就有三百多萬公頃。鹽堿地是人類和自然長期斗爭的陣地。國內外鹽堿地治理都有上千年歷史。
黃淮海平原:最成功的治理
康:解放后我國最成功的治堿案例是黃淮海平原的鹽堿地治理。原來這一地區地下水位高,鹽堿化嚴重,很多地方都是中低產田。由中科院、農業部等組成的黃淮海攻關隊伍,在“七五”期間解決了這一問題。其間,井排井灌的水利措施,起到了很大作用,具體操作是地下水抽上來,把鹽分淋洗下去,這樣能夠讓上層土壤的鹽分減少,為作物生長提供適宜環境。治理效果顯著,黃淮海平原現在冬小麥,夏玉米,處處是高產田。黃淮海平原上世紀八十年代開始系統治理時,鹽堿地有246萬公頃,涉及到冀、魯、豫、蘇、皖、京、津五省二市。2005年,鹽堿地面積降到38.45萬公頃。
鞠:黃淮海平原改造工作做得較多,因為那是糧倉,糧食主產區,現在黃淮海平原鹽堿地大部分不存在了,與全球變暖,工業發展地下水位下降有很大關系。
康:黃淮海平原原來地面植被少,耗水量小。經過井排井灌、水鹽調控之后,冬小麥夏玉米能夠生長,但耗水量卻超過900多毫米,而這一地區降雨量600多毫米,中間有200、300毫米虧缺,這就是華北地區地下水不斷下降的原因。
多年來,不論是科學家還是普通農民,用他們的聰明智慧在治堿方面想了很多好法子。比如,如今廣泛采用的種植水稻的方法,三百年前天津的老百姓就曾用過。現在治理鹽堿地的主要方法是灌排結合、鹽分淋洗,結合排水系統降低地下水位。還有臺田,在山東把土挖起來堆高,上面種地,下面養魚。可以在土壤中摻入土壤改良劑,把礦渣混在土壤中等等。這些方法在黃淮海平原中低產田改造實踐中發揮了良好的效果。
應該說,現階段治理難度小的鹽堿地已經開發得差不多了。剩下的都是不好開發的。難度體現在兩個方面,其一,鹽堿地治理離不開水,有些地方鹽堿地土質問題不大,因為缺水而無法利用。其二,土壤中如果含有大量的鈉離子,一遇水就顆粒膨脹,不透水不透氣,用傳統的水灌淋洗法很難奏效。
寧夏、山東:滴灌與暗管的新試驗
康:怎樣用少量水分淋洗鹽分?寧夏平羅縣開展的“農業綜合開發節水灌溉技術試驗示范項目”示范了一條新路。礦化度2.5克/升的水農業上稱為微咸水,5克/升以上稱為咸水。寧夏開展這個項目的地區,水的礦化度是7.5克/升,土壤含鹽量高,淡水匱乏,而且土壤屬于第三系的紅膠泥,土質粘重,遇水不下滲,傳統治理方法派不上用場。而采用滴灌,水鹽調控,一方面把土壤里多余的鹽分經由滴灌淋洗走,在作物根系分布的范圍內含鹽量比較低。另一方面自然規律是水往低處流。土壤水勢高,根系水勢低,水就會從土壤往根系里流。含鹽量高造成土壤滲透勢下降,水勢下降。滴灌可以高頻率灌溉,始終保持土壤的含水量,使得滲透勢降低造成的水勢下降得到補償。
平羅縣這樣的咸水分布區,用咸水來調控鹽分,選用一些適宜的作物品種,例如枸杞,不但產量高,品質還好。項目很快產生效益,種植的西紅柿黃瓜去年都達到了高產田的水平。寧夏的鹽堿地總共大概有四五百萬畝,僅平羅西大灘準備開發的白漿土地就有二百多萬畝。若這項技術推廣開來,會為地方上創造可觀的經濟、社會和生態的綜合效益。
鞠:所謂利用咸水,是不是說用質量差一些的水,還能將鹽分淋洗下來?
康:不同類型區,有什么樣的條件,就去研究什么樣的模式。在西北缺水地區想辦法將咸水利用起來。
王:在山東東營市黃河三角洲采取的暗管排堿,也是當前治堿領域較為先進的技術。他們基于當地水資源豐富的現實,改變傳統挖溝排堿效果不佳且占用耕地的方法,用專業機械把防腐蝕性能較好的PVC管按地下水位高低埋到地下一米左右深處,通過暗管將水排出,既節約了土地,又改良了土壤,收到了良好的效果。
康:鹽堿地治理的核心是控制地下水位。地下水位過高,水分會順著土壤里很細的毛管孔隙向上運動,鹽分也向上運動。控制地下水位就得搞排水系統。
核心問題是成本
康:從去年開始,鹽堿地又熱起來了。國家有好幾個項目涉及,除了寧夏,天津和吉林也在搞項目。
鞠:鹽堿地雖然板結貧瘠,然而中國耕地資源緊張,鹽堿地作為一種邊界的土地開始得到人們關注。“七五”、“八五”的時候糧食產量普遍不高,重視鹽堿地為的是中低產田改造。東北蘇打鹽堿地,世界三大蘇打鹽堿地之一,它的堿性土壤危害程度遠遠高于西北硫酸鹽和硫酸氯化物,開發它為的是建設糧倉,為的是高產田,為的是18億畝紅線。國家剛批準的《吉林省增產百億斤商品糧能力建設總體規劃》涉及幾百萬畝地的開發,鹽堿地治理是其中至關重要的部分。
王:這是國土資源部在大安的土地開發整理特大工程,關系到國家糧食安全中長期規劃。
康:松嫩平原本來是我國三大草場之一,因為過度放牧鹽堿化,量變到質變,成了鹽堿地。土地主要是蘇打鹽堿地,離水源近,可以采用種植水稻的方法。其實,種植水稻治理鹽堿地的方法在那里已經比較成熟了,土地整理項目事實上是對這項技術的推廣運用。
鞠:現在濱海鹽堿地,比如天津、江蘇,搞鹽堿地開發為的是建設用地,鹽堿地屬于未利用地,用起來方便。建設用地也不可能只有地面建筑,也需要綠地,需要植被。
康:天津大港等地現在能看到的綠地成本奇高,500元~600元/平方米,原先是鹽堿地,加一層隔層,上面換上好土,再種樹種草。樹怎么也長不大。鹽堿地是中新生態城幾大問題之一。30平方公里都這樣綠化,成
本太高。我們現在正在中新生態城里搞一個試驗點,解決濱海地區建設用地的綠化問題。關鍵在降低成本。
鹽堿地治理的成本并不高。以寧夏為例,技術一上馬,很快高產田。寧夏治理鹽堿地一畝一千多元,地下管能用十年,地面管能用三年。現在改良鹽堿地成本一般在一畝兩千元左右,蘇打鹽堿地要高一些。
王:西北鹽堿地治理,怎樣在成本控制和節約水資源之間達成平衡成了核心問題。老百姓覺得大水漫灌就行了,然而費水太多,長久看是不可持續的。成本控制住了,讓當地人用得起,才能達到節水的目的。
康:鹽堿地治理存在的問題還有很多,鈉離子高的土壤中怎樣更好地進行水鹽調控,怎樣更好地淋洗鹽分,怎樣在水資源短缺的地方快速產生經濟效益,還有怎樣為不同的用戶量身定做他們會用、而且能產生經濟效益的技術等,都需要很好的研究。現在,從東北的大安,到天津的濱海,到寧夏的干旱半干旱地區,再到北疆南疆,我們已經布置了一條鹽堿地治理開發和次生鹽漬化防治的一條線。我們的研究隊伍針對這些地區會進行長期的研究工作。
相關資料:
鹽堿地常見于蒸發多于降水的干旱、半干旱和荒漠地帶,以及東部的沿海平原。根據聯合國教科文組織和糧農組織不完全統計,全世界鹽堿地的面積為9.5438億公頃。我國有現代化活性鹽漬土壤約5.54億畝,殘余鹽漬化土壤6,73億畝,潛在鹽漬化土壤2.6億畝,總共14.78億畝,約為9913萬公頃,占全世界鹽漬土壤的九分之一,與中國耕地總面積相差不到4億畝。