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土壤污染的主要原因范文1
隨著二十一世紀高科技的快速發展,我國土地環境也將面臨一些問題,土壤質量也直接關系到食品的安全和人們的健康情況,現在這不單單是一個環境問題了,它也關乎這發展,更是民生問題的一個重要組成部分。因此,我們一定要認真了解土壤環境的復雜性,保護工作的重要性、和面對自然發展的緊迫性,隨著科學的發展觀,堅持環境保護與經濟發展、工業和農業、城市和農村的觀點,并且與區域發展規劃、城市建設規劃有效的銜接;同時,我們還需要用科學的決策,充分的運用所有力量,結合多樣化資源,綜合運用經濟、技術、行政等多種方式的宣傳和教育,廣泛的參與,促進土壤環境綜合治理機制的形成。
2、我國土壤污染現狀
隨著高科技時代的到來,我國部分地區土壤污染嚴重,尤其是農業土壤的污染,影響著農作物的‘安全’。目前土壤污染的總體形勢越來越嚴峻。據調查統計,我國農業區的土壤污染面積染呈現出逐年大幅度增加的形勢。而且土壤的污染種類呈多樣化,也出現了新污染物體與老污染物并存、各種污染不利于大自然農作物的發展形勢。土壤污染的途徑變化較多,并且原因相對復雜,控制起來難度較大。由于土壤污染引起的農副產品的質量問題和越來越多,已經嚴重影響人們的生產、生活以及社會的穩定。
3、土壤污染原因
土壤污染的原因主要是人為污染,是由人類的生產、生活活動造成的。主要分為工業污染、農業污染和生物污染。土壤污染的主要原因有:1,工業生產中排放的廢水、廢氣、廢渣造成的污染;2,農業生產中過量使用化肥造成的污染;3,農業生產中農藥的使用造成的有機污染;4,農業生產中污水灌溉造成的污染;5,重金屬元素造成的土壤污染;6,含有致病病原體、寄生蟲的生活污水、醫院垃圾污水等造成的生物污染等。
4、關于土壤環境保護的措施及控制
4.1有效的制定治理方案
如今,各地區及部門開始積極開展土壤污染狀況的調查,進行全面的實施并加以改善,使土壤環境的保護取得了積極進展。但是我國的土壤環境條件總體仍是并不樂觀,必須加強重視。有效地保護土壤環境,預防控制和減少污染的土壤、土壤環境保護和綜合管理工作提出以下意見
4.1.1有效的控制新增土壤污染。提高環境執法和污染的控制,確保企業標準;防止新項目造成新的污染土壤。定期對工礦企業排放的有機污染物和危險廢物進行處理設施監控,并對周圍的土壤污染限期治理。標準的處理污水,有效的完善垃圾處理的控制措施,全面改善并加強非正式的廢物處理網站。肥料的科學應用,禁止使用有毒、有害物質,嚴格控制稀土農用。嚴格執行國家相關的高毒性、高殘留農藥的使用管理規則,制定對農藥包裝容器廢物的回收。加強對廢物污染塑料的回收和利用。禁止在農業生產中使用含有機污染物的廢水以及未經檢驗和安全處置的污水污泥等。
4.1.2規劃重點保護區域。將耕地和集中式飲用水水源作為土壤環境保護的重點區域。在土壤環境質量評價和污染源前提下,土壤環境質量水平分工的基礎上,建立一個相關的數據庫。并嚴格禁止在優先領域新建有色金屬、煤炭、化學藥品,如鉛蓄電池生產項目。
4.1.3加強被污染土壤的環境風險控制。農田土壤環境監測和農產品質量檢驗、受污染的耕地分類管理,以控制農業,種植結構的調整,如土壤污染修復和管理措施,確保耕地的安全使用,嚴重污染,很難修復,地方人民政府應當按規定將指定的農業生產區域劃分為被禁止區域。污染土地使用權的改變或修改,應按照有關規定在土壤環境風險評估和土壤環境修復,在未進行風險評估和土壤環境質量不能滿足建設用地的要求的時有關部門不得頒發土地使用證和施工許可證。住宅開發不得用已經嚴重影響人類的健康評估污染土地,采取措施防止污染擴散、治理標準之前的土地。加以關注新工業的用地,并建立土壤環境強制調查評估和備案制度。
4.2環境的保障措施
4.2.1加強組織管理。建立環境保護部門以及相關的部門積極的參加部門協調機制,并有效的指導和監督土壤環境保護和綜合治理工作。與有關部門協調個人和協作,共同促進土壤環境保護和綜合治理工作。
4.2.2完善治理機制。各級逐漸增加投資在土壤環境保護和綜合治理,保護土壤環境保護基金。并鼓勵企業開展土壤污染控制,充分的加以利用市場機制,引導和鼓勵社會資本進入土壤環境保護和綜合治療。中央政府對土壤環境保護工程的符合條件的充分支持。
4.2.3完善法規政策。經過研究土壤環境保護特殊的法律法規草案,制定農業用地土壤和集中式飲用水源環境保護、新建設用地土壤環境調查、環境管制污染地塊的有效的管理辦法。并建立重點區域保護效果評價和考核機制,制定和實施“保護獎按”政策。這是良好的土壤環境保護和綜合治理產業發展的經濟政策。研究土壤污染損害責任保險,鼓勵有機肥料的生產和使用,及老污染塑料回收、處理和利用的政策措施。
4.2.4加強科技支撐。改善土壤環境保護標準體系、系統土壤環境質量、土壤污染風險評估及受污染的土壤管理和修復,土壤污染物的主要分析測試,重金屬在土壤樣品、肥料和其他有毒、有害物質限量標準,制定土壤環境質量評價和層次結構,土地污染環境風險評估、土壤污染控制技術規范,如修復、研究土壤環境保護效能評估過程和評估技術。加強土壤環境保護和綜合治理的基礎和應用研究,及時啟動重大研發項目。研發和推廣適合中國國情的土壤環境保護和綜合治理技術和設備。
5、結語
土壤污染的主要原因范文2
關鍵詞 土壤污染;重金屬;有機污染物;植物生長發育
中圖分類號 X173 文獻標識碼 A 文章編號 1673-9671-(2012)101-0209-01
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。伴隨著我國工業、城市污染的加劇和農用化學物質種類、數量的增加,我國土壤重金屬污染程度正在加劇,污染面積在逐年擴大。
1 土壤污染的來源
我國土壤污染主要有兩大來源:一類是自然來源,有些地方本身地質中重金屬含量就高(比如長江沿岸);另一類是人類活動的結果,如:工業和城市“三廢”排放,包括污水灌溉和污泥施用,鄉鎮企業“三廢”排放,大氣飄塵,農藥、農膜和肥料的長期不合理投入。
2 土壤的主要污染物及其對植物的影響及危害
土壤中的污染物超過植物的忍耐限度,會引起植物的吸收和代謝失調;一些污染物在植物體內殘留,會影響植物的生長發育,甚至導致遺傳變異。土壤污染破壞植物根系的正常吸收和代謝功能,通常同植物體內酶系統作用過程有關。污染物通過土壤途徑影響植物的生長和發育,與污染物通過大氣或水作用于植物是大不相同的。這種影響既涉及污染物在不均勻的、多相的土壤系統內部復雜的運動過程,又涉及土壤膠體與植物根膠系統之間相互作用。因此,在確定土壤污染對植物生長發育障礙的“閾值”方面,不能制定統一的標準。目前對重金屬、微量元素以及有機物污染土壤而造成植物生長發育障礙方面研究較多。
土壤的主要污染物有:重金屬;有機污染物。
2.1 重金屬污染對植物的影響
重金屬污染物多來源于礦山、冶煉、電鍍、化工等工業廢水。若使用未經處理或處理不達標的污水灌溉農田,就會造成土壤和農作物的污染。重金屬對植物的危害常從根部開始,然后再蔓延至地上部,受重金屬影響,會妨礙植物對氮、磷、鉀的吸收,使農作物葉黃化、莖稈矮化,從而降低農作物產量和質量。水體中重金屬對水生生物的毒性,不僅表現為重金屬本身的毒性,而且重金屬可在微生物的作用下轉化為毒性更大的金屬化合物,如汞的甲基化作用。重金屬和微量元素在土壤中存在著復雜的相互關系,例如鐵與銅、錳、鎘之間,鎘與銅、鋅之間存在拮抗作用。此外,影響植物生長發育的還有土壤的pH值、土壤氧化還原電勢和土壤代換吸收性能等因素。
2.1.1 重金屬污染對植物生長發育的影響
重金屬鎘是危害植物生長發育的有害元素,土壤中的過量的鎘會對植物生長發育產生明顯的危害。研究表明鎘脅迫時會破壞葉片的葉綠素結構,降低葉綠素含量,葉片發黃,嚴重時幾乎所有的葉片都出現褪綠現象,葉脈組織成醬紫色,變脆,萎靡,葉綠素嚴重缺乏,表現為缺鐵癥狀。由于葉片受傷害致使生長緩慢,植株矮小,根系受到限制,造成生長障礙降低產量,高濃度時死亡。鉛毒害引起草坪植物主要的中毒癥狀為根量減少,根冠膨大變黑、腐爛,導致植物地上部分生物量隨后下降,葉片失綠明顯,嚴重時逐漸枯萎,植物死亡。
植物體內積累過量鉻會引起毒害作用。研究表明當土壤中三價鉻離子為20~40×10-6時,對玉米苗生長有明顯的刺激作用,但達到320×10-6時,則對玉米生長有抑制;六價鉻離子為20 ×10-6時,對玉米苗生長具刺激作用,80×10-6時有明顯的抑制作用。高濃度鉻離子對植物產生嚴重的毒害作用,當土壤溶液中鉻濃度大于10 ×10-6 時,生長稍受影響,25×10-6植物出現褪綠現象,無分蘗(水稻),葉鞘灰綠色,組織開始潰爛,生長受嚴重影響。
銅是植物體內多酚氧化酶、氨基氧化酶、酪氨酸酶、抗壞血酸氧化酶、細胞色素氧化酶等組分,是各種氧化酶活性的核心元素,與這些酶的電子接受與傳遞有關。一般禾本科植物對銅元素很敏感,土壤缺銅時植物分蘗數量多但不抽穗,子粒不飽滿,葉片失綠,牧草出現白瘟病一樣的缺銅癥狀。過量的銅元素對生長發育產生危害,主要是妨礙植物對二價鐵的吸收和在體內運轉,造成缺鐵病。在生理代謝方面,過量的銅抑制脫羧酶的活性,間接阻礙了NH4+向谷氨酸轉化,造成NH4+的累積,使根部受到嚴重損傷,首先主根不能伸長,常在2 cm~4 cm就停止,根尖硬化,生長點細胞分裂受到抑制,根毛少甚至枯死。
2.1.2 重金屬污染對植物細胞分裂的影響
重金屬能夠損壞細胞結構,干擾細胞的有絲分裂過程,誘導染色體畸變,從而影響植物的生長。關于重金屬對植物細胞有絲分裂的研究已有不少研究報道,如:鉛并不是植物生長發育的必需元素,當鉛被動進入植物根、樹皮或葉片后,積累在根、莖和葉片影響植物的生長發育,使植物受害。鉛對植物根系的生長的影響是顯著的,鉛能減少根細胞的有絲分裂速度,這也是造成植物生長緩慢的原因。
2.1.3 重金屬污染對植物生理生化的影響
土壤中鎘脅迫對植物代謝的影響顯著,引起植物體內活性氧自由基劇增,超出了活性氧清除酶的歧化—清除能力時,使根系代謝酶活性降低,嚴重影響根系活力。何翠屏等的研究表明,隨脅迫時間延長,SOD活性也受到影響而急劇下降,從而使其它代謝酶活性受到影響,最終使植物死亡。葉片中葉綠素成為自由基攻擊的靶分子,造成葉綠素結構破壞,葉片失綠,嚴重時使葉片枯萎。
2.1.4 重金屬污染對植物礦質營養代謝的影響
重金屬脅迫引起植物體對氮、磷、鉀等大量營養元素吸收和再運輸效率下降,從而導致它們參與體內物質和代謝的異常;鈣、鎂作為植物所必需的營養元素,在植物體內滲透壓調節、代謝平衡維持、物質合成中都有著不可或缺的作用,而重金屬的脅迫常會導致它們參與的代謝過程紊亂和功能失調。較高濃度重金屬抑制植物體對鈣、鎂的吸收和轉運能力。鐵、銅、鋅、錳等作為植物的微量元素在體內物質代謝過程中起到重要的作用,它們不僅是植物體某些物質的組分(如Cu, Zn-SOD),而且也在某些生理過程中起催化作用。Cr對作物的礦質養分的吸收和代謝活動具有重要的影響。例如:Cr可以抑制作物對Fe、Zn吸收,而引起葉片失綠;Cr抑制矮菜豆、黃豆等對Zn的攝取,增加水稻對Mn,水稻、黃豆等對Mg的攝取。
2.2 有機污染物污染對植物的影響
造成土壤有機污染的主要原因是向土壤施肥、施用農藥、用污水灌溉、在地面上堆放廢物,以及大氣中的污染物沉降到土壤中。當進入土壤的污染物不斷增加,致使土壤結構嚴重破壞,土壤微生物和小動物會減少或死亡,這時農作物的產量會明顯降低,收獲的作物體內毒物殘留量很高,從而影響食用安全。
3 結論
由于土壤的污染物來源復雜,土壤中重金屬不同形態,不同重金屬之間及與其他污染物的相互作用產生各種復合污染的復雜性增加了對土壤污染研究的難度。為了防止土壤污染引起植物生長發育障礙,破壞農業生產力,必須對各種污染毒物進行實驗室篩選,深入開展土壤-植物系統的生態毒理學研究。
參考文獻
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作者簡介
土壤污染的主要原因范文3
Abstract: With the increasing use of the agricultural plastic film, the pollution it brings is also becoming serious. The thesis describes the current situation and reasons of the soil pollution and the coping strategies are given.
關鍵詞:農用薄膜;土壤污染;治理對策
Key words: agricultural plastic film; soil pollution; coping strategies
中圖分類號:S15 文獻標識碼:A文章編號:1006-4311(2010)04-0083-01
0引言
20世紀50年代初,日本和歐美發達國家開始將塑料薄膜應用于農業生產。由于地膜覆蓋具有增溫、保水、防蟲、防草等功能,該項技術的使用帶來了農業生產方式的改變和農業生產力的飛躍。我國于20世紀70年代末才開始在農業生產上使用塑料地膜覆蓋技術,但卻后來居上,取得了塑料農膜產量和使用量兩個世界第一,大致相當于世界其他國家總和的1.6倍。農用塑料薄膜主要是棚膜和地膜,另外還包括遮陽網、防蟲網、飼草用膜以及農用無紡布等。塑料薄膜廣泛用作日光溫室、塑料大棚及各種塑料小拱棚的覆蓋材料。目前,我國各種棚膜年使用量約150萬噸,年更新需求量約70萬噸。其中我國地膜覆蓋面積平均每年增長66.67萬公頃左右,目前地膜覆蓋面積已達1300多萬公頃以上,每年地膜的實際消費量約45萬噸,居世界首位。
1對土壤污染現狀及產生的原因
目前多數農用薄膜為聚乙烯成分組成,這種材料的性能穩定,在自然環境中,其光解和生物分解性均較差,殘膜仍留在土壤中很難降解。據農業部組織的地膜殘留污染調查結果表明,地膜殘留污染較重的地區,其殘留量在90~135kg/hm2,高者達270kg/hm2。我國農膜年殘留量高達35萬噸,殘膜率達42%。據對新疆維吾爾族自治區的調查發現,在被調查的16個縣市中,廢舊地膜平均殘留量為37.8kg/hm2,其中最嚴重的地塊達268.5kg/hm2,由于地膜污染造成的直接經濟損失在1500萬元以上。還有數據表明,1998年農膜用量達120.1萬噸,其中地膜68.84萬噸,覆蓋面積967.4萬公頃,是1982年的80余倍。當土壤中含廢舊農膜過多時,耕作層土壤結構遭到破壞,土壤孔隙減少,土壤通氣性和透水性降低,影響了水分和營養物質在土壤中的傳輸,使微生物和土壤動物的活力受到抑制。同時,也阻礙了農作物種子發芽、出苗和根系生長,造成作物減產。據黑龍江農墾環保部門測定,當土壤中殘膜含量為每畝3.9kg時,可使玉米減產11%~23%,小麥減產9.0%~16.0%,蔬菜減產14.6%~59.2%。新疆生產建設兵團130團測定,連續覆膜3~5年的土壤,種小麥產量下降2%~3%,種玉米產量下降10%,種棉花下降10%~23%。連續覆膜的時間越長,殘留量越大,對農作物產量影響越大,連續使用15年以后,耕地將顆粒無收。由此可知農用薄膜對土壤的污染已相當嚴重。
與國外農用薄膜污染相比較,我國農膜污染更加嚴重。除了一些普遍性的問題外,其主要原因是:農膜質量不佳、農用薄膜管理使用制度不健全和可降解性塑料研制的不盡完善。
1.1 農用薄膜質量問題國產農膜強度低,耐用性差,使用壽命短。其主要原因是農膜的熔融指數(MI)偏高。如國外制做棚模的樹脂MI僅為0.5~1g/10分,而國內用料大多為2.6~3.4g/10分,甚至有的高達7g/10分,一些不宜用作農膜的樹脂(如耐老化性差的高密度聚乙烯)也被用作農膜原料,其用量占農膜用量的1/5。這些劣質農膜易破碎,不易清除,這是造成殘膜污染的重要原因。
1.2 殘膜的環境管理薄弱殘膜清除率低殘膜清除率低的原因,除農膜質量問題外還有人為的因素。由于殘膜收購價格太低,調動不起農民的積極性,人們只注意清理大張的殘膜,而忽視了小塊的只撿地表的,而不翻挖土里的。另外,清膜方式主要采用清除率低的人工方法,而未應用先進的機械設備,殘膜率高達50%。
法規體系不健全我國目前尚未建立農膜環境方面的法規及農膜土壤殘留標準,土壤殘膜污染實際上處于放任自流的狀態。而日本法律明確規定,不論使用何種農膜,農作物收割后不許有農膜存在,否則將罰款同時,日本也積極開展回收業務,使殘膜得以再生和再利用。
2農用薄膜污染的防治對策
2.1 開發應用優質農膜農膜的強度和耐老化性主要與樹脂性能農膜厚度以及是否加入抗氧化劑等老化助劑有關。田間試驗表明,農膜樹脂耐老化性能由高到低的順序為:線性低密度聚乙烯、低密度聚乙烯、高密度聚乙烯。因此,要提高現有基礎樹脂的質量,必須開發生產農膜專用料和耐老化助劑另外,耐老化農膜的厚度必須在0.012mm以上,才能保證農膜使用后仍可大塊(
2.2 推廣可降解農膜降解農膜主要有以下三類:光降解、生物降解和光―生物降解。
農膜的光降解是將鐵鹽等光敏劑加到線性低密度聚乙烯和低密度聚乙烯等聚合物中,在光照的作用下,一般三個月左右能自動解體,使其較大的分子量降解到5000以下,并可被土壤微生物進一步降解。光降解受地理、氣候制約大,很難達到較準的時空性,且不完全降解,因此應完善光降解類型,提高技術指標。
農膜的生物降解指聚合物殘膜在土壤微生物作用下發生降解及同化。日本、聯邦德國、瑞士等國家使用天然生物降解物質,如把土豆或玉米淀粉加到聚乙烯中濃度為30%-95%,有些還可配入少量的金屬化合物,起催化降解作用。
農膜的光―生物降解指在農膜中加入淀粉和生物降解劑等,殘膜在光解后可繼續被天然存在的微生物作用變成低分子化合物、水和二氧化碳。最近北京塑料研究所研制成功了非淀粉可控光―生物降解塑料,120天內可完全降解。
上述降解膜必須具備以下條件:第一,安全性:農膜降解產物不會對土壤和農作物生長發育產生二次污染,也不會影響農產品品質;第二,適用性:降解膜的誘導期要適宜,誘導期結束后降解膜的降解徹底性要好,埋土部分的光解膜接受陽光照射后能繼續降解;第三,經濟性:只有價格合理,才有利于農膜的推廣。
2.3 以天然纖維制品代替塑料農膜利用天然產物和農副產品的秸稈類纖維生產農用薄膜,可部分取代農用塑料,這是一種根治殘膜污染的有發展前景的途徑。
2.4 加強環保宣傳教育,制定獎懲政策大力宣傳農田殘膜危害土壤,污染環境的嚴重性,深化農村廣大群眾對殘膜危害的認識,真正提高群眾的環保意識;同時實施獎懲政策,把清除農田殘膜變成廣大農民的自覺行動。
土壤污染的主要原因范文4
摘要 土壤污染日趨嚴重,而以重金屬鎘為主要污染物的土壤鎘污染尤為突出。本文就此展開了論述、分析,主要介紹了土壤鎘污染的危害、來源、特點及修復方法,旨在為土壤鎘污染修復提供理論依據。
關鍵詞 土壤鎘污染;來源;特點;危害;修復方法
中圖分類號 X53;S15 文獻標識碼 A 文章編號 1007-5739(2017)11-0175-03
Research on Soil Cadmium Pollution and Its Remediation Methods
ZHU De-qiang
(Shaanxi Provincial Land Engineering Construction Group Co.,Ltd.,Institute of Land Engineering and Technology of Shaanxi Provincial Land Engineering Construction Group Co.,Ltd.,Key Laboratory of Degraded and Unused Land Consolidation Engineering of the Ministry of Land and Resources,Shaanxi Provincial Land Consolidation Engineering Technology Research Center,Xi′an Shaanxi 710075)
Abstract Soil pollution is becoming more and more serious,soil cadmium pollution is particularly prominent.In this paper,the soil cadmium pollution was discussed and analyzed including its sources,characteristics,harm and remediation methods of soil cadmium pollution so as to provide theoretical basis for soil cadmium pollution remediation.
Key words soil cadmium pollution;source;characteristics;harm;remediation method
土壤作為連接無機界和有機界的紐帶,是地球上物質循環、能量遷移轉化的重要場所[1],在保護環境和維持生態平衡中具有重要作用[2]。近年來,隨著工礦業“三廢”的排放與堆放、農化產品的不當使用及污水灌溉、城鎮化發展伴生問題的發生,重金屬鎘通過各種途徑進入土壤并造成污染[3],在影響植物產量和質量的同時,也會通過能量流動最終富集到人體中造成危害。因此,土壤鎘污染修復已成為目前亟待解決的問題。但由于其隱蔽性、滯后性、累積性等特點,給土壤修復帶來了困難。面對嚴峻的污染形勢,人們采用物理修復、生物修復、農業生態修復、化學修復等方法,為實現土壤可持續利用不斷努力。本文通過論述、分析土壤鎘污染的來源、危害、特點及修復方法,以期為土壤鎘污染修復提供理論依據。
1 土壤鎘污染危害
鎘是一種生物毒性極強的重金屬元素。聯合國糧農組織和世界衛生組織還曾議定了人體能攝入鎘的最低劑量,對鎘的限制十分嚴格。由于土壤是連接生物界與非生物界的紐帶,所以鎘一旦進入土壤,勢必會引起生物圈的污染。因此,本文主要介紹鎘對農作物生長及人體健康的影響。
1.1 對植物的危害
鎘是植物生長過程中的非必需元素。對植物的影響可分為2個層次:植物細胞、植物體。鎘進入植物細胞內會影響核酸、細胞內蛋白的合成,破壞細胞中的膜結構,還能與酶形成共價鍵而結合影響其活性,降低細胞中的葉綠素含量。當種子進入鎘污染的土壤后,鎘會降低種子活力,抑制種子的有絲分裂、萌發率、根的生長速率。當種子發芽長成植株后,鎘還會影響其植物根系的生長、降低對水分和養分的吸收,由于鎘在細胞中的累積,光合、蒸騰作用也受到阻礙,影響植物正常生長,最終導致減產。鎘離子進入植物體后,在植物的各個器官之間遷移,并漸進累積到果實、籽粒中,進而影響其質量、產量[4]。
1.2 對人體的危害
對于人體來說,鎘元素同樣不是必需微量元素。由于人類位于食物鏈的頂端,鎘便隨著物質循環、能量流動,通過飲食、飲水、呼吸等途徑進入人體。人體內的鎘均源于外界,主要通過呼吸道進入人體,一旦進入人體就很難再排出體外,隨著年齡的增長逐漸積累。鎘對人體的毒害,分為急性毒害c慢性毒害2種[5]。急性毒害主要損傷肝臟,慢性毒害主要損傷腎臟。吸入含鎘的氣體能造成急性中毒,表現出胸悶氣短、咽痛咳嗽、全身酸痛無力等癥狀,嚴重者會出現肺水腫、肺炎,有明顯的呼吸困難,甚至會因急性呼吸衰竭而死亡。若食物中含有鎘,誤食后也可引起急性鎘中毒,10~20 min后就會發生惡心、嘔吐、腹瀉等癥狀,嚴重者甚至出現抽搐、休克等癥狀,需要經過3~5 d才可恢復。長期暴露于低鎘環境中的人體則會慢性中毒,尿中含大量低分子量蛋白質,導致腎小管功能障礙、損害腎臟。在人體內的鎘還會替代部分骨質中的鈣,造成骨質疏松、骨骼變形,甚至死亡。這就是痛痛病的原因。此外,鎘元素還有較強的致癌、致畸和致突變作用。由于鎘的生物半衰期長達10~30年,而且目前還沒有對于鎘有效的藥物,對人體生命健康產生嚴重的影響。
2 土壤鎘污染來源
土壤污染來源包括工業生產污染、農業生產污染、城市發展污染3個方面,具體可以其細分為以下4點。
2.1 干濕沉降
大氣中的鎘主要是以氣溶膠的形式存在,其通過自身重力作用或者雨水淋洗而進入土壤。干濕沉降夜以繼日地進行著,土壤中的鎘不斷累積而產生污染。大氣的干濕沉降是土壤鎘污染的主要原因,每年耕地中大約有15 g/hm2的鎘輸入,占全部鎘污染來源的88%左右。
2.2 污水、污泥農用
由于我國水資源缺乏,特別是北方,隨著工業的發展,用水量不斷加大,導致農業用水緊缺,人們就想到了用污水進行灌溉。而在多數情況下,用于灌溉的水質并不達標,便造成了污染。污水灌溉鎘污染土壤的事例也不在少數,如沈陽張士污灌區、甘肅白銀污灌區。另外,為了實現廢物再利用,盲目地將富含氮、磷、鉀的污泥用作有機肥施入土壤,由于其中也含有大量的重金屬鎘,從而造成污染。馬學文等[4]對全國近200個污水處理廠污泥進行調查,發現鎘含量明顯升高。
2.3 農化產品的使用
由于人口的不斷增加,人們對糧食的需求量也在不斷增加,由于過度用地,導致土壤肥力下降。為了提高土壤肥力、增加糧食產量,人們便開始向土壤中施加化肥。眾所周知,磷是植物生長的必需元素,鎘伴隨磷肥不斷施入土壤而導致土壤污染。進口磷肥中的鎘含量是國內磷肥含量的10~20倍,成為一個重要的鎘污染源。同時,人們為了提高產量,還向植物噴灑農藥以防治病蟲害,而高鎘含量的農藥并不占少數。此外,大量使用農膜造成白色污染的同時也造成了鎘污染,這是由于在農膜生產過程中添加了含鎘的熱穩定劑??偠灾r化產品的不當使用是鎘污染土壤的一個主要來源。
2.4 生活、生產垃圾的堆放
日常生活的大量垃圾未及時收集、處理而隨意堆放,其中所含的鎘元素經雨水溶解、沉淀作用,大多滲入到周圍土壤中并累積,導致土壤中鎘含量增加。采礦廠、冶煉廠等重工業廠礦產生的廢渣亂堆亂放,其中的鎘也與生活垃圾一樣,受到雨水沖刷、沉淀等作用而污染土壤。江西省主要礦區重金屬污染狀況顯示,農田中的鎘含量高達29.8 mg/kg。此外,人們對于肉類需求量的增加也促使全國規?;B殖場的數量不斷增加,由于鎘很難被畜禽吸收,即隨糞便排出體外。堆積的糞便也如同生活垃圾、廢渣,逐漸污染土壤;而用作有機肥施入土壤的糞便直接造成鎘污染。
3 土壤鎘污染特點
土壤是由固體、液體、氣體組成的一個多相多孔的疏松體。由于其復雜的結構,當污染物進入到土壤后會發生很多未知的變化,所以土壤污染有別于大氣污染、水體污染而形成自己的特點。
3.1 隱蔽性和滯后性
大氣和水體的污染比較直觀,人們對于其污染也比較敏感。如霧霾嚴重時,人們會感覺到嗓子難受、眼睛流淚,看到天空像被濃霧籠罩。而土壤污染時,具有隱蔽性,人們不能通過視覺、嗅X感知到,只有通過分析檢驗才能判斷其是否受到污染。受到污染的土壤,其有害物質最先伴隨著作物吸收養分而累積到作物中,之后由于能量流動,通過食物鏈轉移到動物和人體中,由人體和動物的健康狀況反映出來。從開始受到污染到導致后果會經歷很長時間,體現了土壤污染的滯后性。日本的痛痛病就是一個很好的例證。當證實該病是由于鎘中毒時,導致這一后果的鉛鋅礦廠已經結束開采,其間經歷了20年。
3.2 累積性和不可逆性
污染物在大氣與水體中更容易遷移、擴散,只要有效地治理污染源就能很高效地治理污染。由于土壤本身性質的原因,鎘一旦進入土壤后,并不能像其在大氣與水體中那樣容易稀釋、擴散。雖然土壤有自凈能力,但只有很少的一部分被凈化,未被凈化的部分則不斷累積到土壤中。許多有機物質需要很長時間才能降解,而某些重金屬污染的土壤甚至需要200~1 000年才能恢復[6]。同樣,鎘也會累積,當其累積到一定的數量之后,會對土壤性質、結構引起變化,使土壤很難再恢復到原本的狀態,故土壤鎘污染幾乎是一個不可逆的過程。
3.3 難以治理性和后果嚴重性
正是由于土壤鎘污染具有隱蔽性、滯后性、累積性、不可逆轉性的特點,所以難以治理。受污染的土壤會嚴重影響糧食安全,除去籽實中有害物質含量超標以外,輕則減產,重則絕收。甚至有些鎘污染嚴重的土壤重新播種后仍然受害。而且污染土壤中的鎘多數會通過食物鏈危害人體、動物的健康,甚至影響生命。此外,土壤中的鎘在雨水、重力的作用下會進入江河、湖泊、海洋以及地下水造成水體污染;還會在風力的作用下進入大氣造成大氣污染。
4 土壤鎘污染修復方法
土壤污染修復是指通過技術手段促使受污染的土壤恢復其基本功能和重建生產力的過程。土壤重金屬污染修復則是排除土壤中重金屬的影響。由于土壤中的重金屬易受到土壤pH值、土壤類型、CEC值、Eh值等因素的影響,其離子交換、吸附解吸、絡合沉淀、氧化還原等都會發生變化而導致活性改變。而且土壤重金屬污染具有隱蔽、滯后、不斷累積、不可逆、難以治理、后果嚴重的特點。因此,國內外學者已將如何修復、治理鎘污染土壤作為一個重要課題研究。宏觀上說,修復土壤鎘污染有2種思想:一是除去土壤中的鎘;二是通過改變土壤中鎘離子的活性,降低其生物毒性。圍繞著這2種主要思想,按照修復工藝原理將鎘污染修復方法主要分為以下4種:物理修復、生物修復、農業生態修復、化學修復。
4.1 物理修復
物理修復是指用物理方法將土壤中的鎘稀釋、去除、固定以降低其對土壤環境的影響,主要包括客土、換土、去表土、深耕翻土、熱處理、電動修復、固化玻璃化等方法(表1)[7]。物理方法整體上來說效果較好,但是工程量大、高耗能、影響土壤結構。
4.2 生物修復
生物修復是指利用某些特殊的動物、植物、微生物,通過其生命活動吸收或者轉化鎘從而降低其生物毒性,凈化土壤環境,主要包括動物修復、植物修復、微生物修復(表2)[7]。該方法可改良土壤,投資小且易于操作,但受到土壤環境、污染濃度、重金屬種類的限制。
4.3 化學修復
化學修復是指通過向污染土壤中添加鈍化劑、淋洗劑等物質降低鎘的水溶性、擴散性、生物有效性,從而改變其化學形態、影響其化學行為,以減輕鎘對土壤環境的危害。主要包括絡合淋洗、原位鈍化等方法(表3)[7]。化學修復整體來說,原位操作,經濟可行,但可能會造成二次污染。該技術的關鍵是鈍化劑、淋洗劑的選擇以及添加劑量的確定。
4.4 農業修復
農業生態修復是指因地制宜地制定出一套適合污染地區的農業行為,以減少鎘通過植物進入食物鏈的機會,降低其對生態環境的毒害,主要包括農藝修復、生態修復(表4)[7]。該方法對土壤環境擾動較小,但修復時間較長,效果并不顯著。
5 結語
土壤是人類賴以生存的重要自然資源,但土壤鎘污染卻愈演愈烈。人們要做到有的放矢,如根據土壤鎘污染的來源不同制訂相應的防治、修復措施,根據其污染情況的嚴重與否選擇不同的修復方法。因此,只有在全面掌握土壤鎘污染來源、危害、特點以及修復方法等諸多相關知識的前提下,加強科普宣傳,加快合理立法,增強全社會保護環境的責任和意識,使土壤鎘污染防治、修復成為自覺行動、全民行為,才能做到有效治理、預防土壤鎘污染。
6 ⒖嘉南
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土壤污染的主要原因范文5
關鍵詞:濱海新區;重金屬;土壤污染;綜合評價
中圖分類號:X53 文獻標識碼:A DOI 編碼:10.3969/j.issn.1006-6500.2014.05.013
土壤環境的安全問題是農業生態環境安全的核心,土壤污染與防治已成為環境科學和土壤科學共同關注的熱點[1]。土壤重金屬污染具有潛伏性、滯留時間長、移動性差等特點,從遭受污染到產生后果有一個逐步積累的過程,因此,對于土壤重金屬污染的監測已成為農業環境保護的重要內容之一。分析監測土壤重金屬元素的含量變化和分布特征,可為調控土壤重金屬的活性與毒性、制定合理的控制標準及選擇修復技術提供必要的理論依據[2-4]。天津市濱海新區原來是農業區,自20世紀80年代以來,郊區開始出現較大規模的企業,其產生的廢水、固體廢棄物數量明顯增加,污水排放及工業固體廢棄物的擴散,導致水環境不斷惡化。地下水污染、污水灌溉及堿渣擴散也使得污染物直接或間接進入土壤,影響到土壤環境質量,成為該地區土壤污染的主要原因之一[5-7]。近年來,隨著濱海新區的快速發展,土地利用轉型使得原有的土壤污染壓力得到一定的緩解,但現有的基本農田中依舊存在污染的風險。因而,系統地開展農田重金屬污染狀況的調查具有重要的理論和實際意義。目前,在濱海新區的環境監測部門中,針對大氣、水體和固廢的監測已積累了豐富的資料,而對于土壤污染的數據還相對較少。所以,適時地補充該地區土壤中污染物含量與分布的信息顯得十分必要。本研究以濱海新區現有的部分基本農田、果園、菜地和濕地土壤為研究對象,擬通過分析土壤中重金屬含量,了解其主要污染物的分布特征,以期為正確認識該地區的土壤環境現狀提供必要的科學依據。
1 材料和方法
1.1 樣品采集
按照土壤的利用現狀選擇了農田、蔬菜地、果園及濕地4種類型的土壤。土樣采集于2009年8月,采樣點分布如圖1所示。采集0~20 cm的表層土壤樣品,自然風干后磨細,過0.25 mm土壤篩。土壤理化性質參見文獻[8-10]。不同土壤樣品的pH值分布為:農田土壤中6.5~7.5之間和>7.5的樣品各占50%;菜地土壤均為6.5~7.5之間;果園土壤均>7.5;濕地土壤90%為6.5~7.5之間,10%為>7.5,并以此作為選擇土壤環境質量評價標準的依據。
1.2 測定方法
土壤中重金屬Cu、Zn、Pb、Cd、As、Hg、Cr、Ni全量的分析測定按照《土壤環境質量標準》(GB l5618―1995)[11]和《土壤環境監測技術規范》(HJ/T 166―2004)[12]規定的步驟進行。所用試劑均為優級純或分析純。土壤中銅、鋅、鎳、鉛、鎘、鉻采用鹽酸―硝酸―氫氟酸―高氯酸體系消解,原子吸收及分光光度法測定;土壤總砷和汞采用硝酸―高氯酸消解,原子熒光光度法。
1.3 土壤污染評價因子及方法
研究區土壤為城郊土壤,根據國家標準《農產品安全質量:無公害蔬菜產地環境要求》(GB/T 18407.1―2001)[13]、土壤環境質量標準(GB 15618―1995)[11],選取國標中的8種元素(Cu,Zn,Pb,Cd,As,Hg,Cr和Ni)作為評價因子。評價方法采用單項污染指數和Nemerow綜合污染指數法[14]。依據土壤樣本pH值測定結果,標準限值采用土壤二級指標中相應的pH值要求(pH 6.5~7.5及>7.5的數值),農田和蔬菜地以農田的標準比對,果園土壤采用對應的果園標準,濕地土壤采用國家標準中相近的稻田土壤標準進行比較。土壤污染等級劃分參照夏家淇[15]及姜芝萍[16]報道的方法。
2 結果與分析
2.1 不同土地利用方式土壤重金屬分布特征
天津市濱海新區不同利用狀況下土壤中8種元素含量測定結果如表1所示。由表1可以看出,研究區域內土壤重金屬含量較天津土壤重金屬背景值[17]有明顯的增加,Cu、Zn、Pb、As、Hg、Ni的測定平均值分別為背景值的2.19,2.30,2.39,1.66,12.46,2.47倍,Hg的增加量最大;Cd和Cr為背景值的0.87和0.99倍,與背景值相當。
2.1.1 土壤中Cu含量變化 在4種土地利用類型中,農田土壤中銅含量的平均值達到50.10 mg?kg-1,菜園土壤中為58.59 mg?kg-1,果園土壤中為71.33 mg?kg-1,濕地土壤中為53.90 mg?kg-1。不同土地利用方式的土壤Cu含量變化如圖2所示。由圖2可以看出,農田和濕地土壤中不同采樣點之間差異較大,而在蔬菜地之間差異較小,果園土壤中總體上大于其他類型的土壤。濕地中的S19樣點含量最高,達到128.83 mg?kg-1,這與其處于堿渣堆附近的位置有關。農田采樣點中的S5~S7和濕地中的S25及S26的銅含量相對較低。
2.1.2 不同土地利用方式土壤Zn含量變化 不同利用類型土壤中,農田土壤中鋅含量的平均值達到104.3 mg?kg-1,菜園土壤中為160.1 mg?kg-1,果園土壤中為127.0 mg?kg-1,濕地土壤中為156.6 mg?kg-1。不同土地利用方式的土壤鋅含量變化如圖3所示。由圖3可以看出,農田中除S3和S4樣點含量較高外,其他樣點集中在80 mg?kg-1上下;5個菜地土樣的總體含量較高,含量分布在142.87~182.26 mg?kg-1之間;2個果園土壤中鋅含量分別為109.5~144.5 mg?kg-1,顯著低于菜園土壤中的含量;10個濕地土壤中含量差異較大,含量在106.1~247.4 mg?kg-1之間,其中S19樣點的含量最高。
2.1.3 不同土地利用方式土壤Pb含量 不同土地利用方式的土壤鉛含量變化如圖4所示。由圖4可以看出,農田土壤中的平均值達到29.71 mg?kg-1,但S3和S4樣點的含量顯著高于于其他樣點;菜園土壤中平均為49.23 mg?kg-1,各采樣點的鉛含量在40.15~53.74 mg?kg-1之間,總體上含量較高;果園土壤中為35.14 mg?kg-1,盡管2個樣點分布在海河南北,但二者之間差別較小;濕地土壤中平均為44.01 mg?kg-1,除S17和S19樣點的鉛含量達到73.84和85.67 mg?kg-1外,其他點的含量均在20.08~49.35 mg?kg-1之間。
2.1.4 不同土地利用方式土壤Cd含量 不同土地利用方式中土壤鎘含量變化如圖5所示。由圖5可以看出,農田土壤中的平均值達到0.086 mg?kg-1,菜園土壤中為0.325 mg?kg-1,果園土壤中為0.131 mg?kg-1,濕地土壤中為0.137 mg?kg-1。在全部25個采樣點中,鎘含量在0.060~0.336 mg?kg-1之間,平均值為0.139 mg?kg-1,低于天津市土壤鎘背景值(0.16 mg?kg-1)。農田土壤的含量均較低,菜園土壤中有4個樣點超出背景值且含量較高(在0.228~0.303 mg?kg-1之間)、果園和濕地土壤中,除S19樣點含量較高外(0.336 mg?kg-1),其他樣點均低于土壤背景值。
2.1.5 不同土地利用方式土壤As含量 不同土地利用方式的土壤砷含量變化如圖6所示。在4種土地利用類型中,農田土壤中的砷含量平均值為14.97 mg?kg-1,菜園土壤為15.92 mg?kg-1,果園土壤為13.54 mg?kg-1,濕地土壤的砷含量最高,達到18.36 mg?kg-1,但除S19樣點含量較高(31.51 mg?kg-1)外,其他樣點在11.71~20.51 mg?kg-1之間??傮w上看,土壤砷含量分布比較均勻,但超出了土壤背景值。
2.1.6 不同土地利用方式土壤Hg含量 不同土地利用方式的土壤汞含量變化如圖7所示。在4種土地利用類型中,農田土壤中Hg含量平均值為0.360 mg?kg-1,菜園土壤的砷含量為0.707 mg?kg-1,果園土壤為0.271 mg?kg-1,濕地土壤的砷含量最高,達到0.768 mg?kg-1。由圖7可以看出,農田超出背景值的有3個樣點,菜園和果園中超出背景值的有4個樣點,而在濕地土壤中,90%的樣點超出背景值,表明濕地土壤中汞的累積比較顯著。
2.1.7 不同土地利用方式土壤Cr含量 不同土地利用方式的土壤鉻含量變化如圖8所示。4種不同土地利用類型中,菜園土壤中鉻的平均濃度最高,達到75.26 mg?kg-1,其次為農田73.24 mg?kg-1,果園土壤中為71.06 mg?kg-1, 濕地土壤中為69.22 mg?kg-1。在25個樣點中鉻含量超出背景值的點占38.5%,但總體的平均值為71.86 mg?kg-1,低于背景值72.65 mg?kg-1,不同樣點之間的Cr含量分布比較均勻。
2.1.8 不同土地利用方式土壤Ni含量 不同土地利用方式的土壤鎳含量變化如圖9所示。4種土地利用類型中,菜地土壤的鎳含量平均濃度達到最高76.10 mg?kg-1,其次為濕地土壤71.90 mg?kg-1,農田和果園土壤含量分別為59.36 mg?kg-1和50.28 mg?kg-1。與天津市土壤背景值比較,在供試的25個土樣中Ni含量均遠遠超出背景值,反映出土壤Ni含量的變化是影響該區土壤環境質量的要素之一。與其他元素類似,在農田中的S3~S4樣點、菜地中的S10~S13樣點及濕地中的S17~S25樣點檢出的Ni含量顯著高于其他樣點,反映出其污染途徑具有相似性。
2.2 土壤環境質量狀況評價
以國家土壤環境質量標準為基礎,通過計算單項污染指數和Nemerow綜合污染指數,得出濱海新區不同土地利用方式下不同重金屬對土壤環境質量的影響現狀(表2)。依據土壤樣本pH值測定結果,標準限值采用土壤二級指標值,農田和蔬菜地以農田的標準比對,果園土壤采用對應的果園標準,濕地土壤采用國家標準中相近的稻田土壤標準進行比較。
從單項污染指數來看,采樣區的25個土壤樣本中Cu、Zn、Pb及Cr的Pi值均小于1,表現為清潔;除濕地土壤中S19樣品外,Cd和As在其他24個樣本中也達到清潔水平。樣品S19的PCd和PAs分別為1.121及1.260,屬于輕度污染,這與該采樣點位于過去的曬鹽場地附近有關。Hg和Ni是該地區污染率較高的元素,在25個樣本中有16個達到輕度以上的污染水平,污染率均為64%,其中S19的Hg污染達到中度污染水平,表明該地區的Hg和Ni存在較大的污染風險,并且Hg和Ni的污染分布具有同步性。從不同利用類型土壤中的分布來看,農田的輕度污染率為37.5%,蔬菜地為80%,果園屬于清潔,濕地土壤中為90%。分析其污染的原因,Hg和Ni污染與該地區污水中Hg和Ni排放有密切關系。濕地土壤主要分布在鹽場、河口區域,排污河及海河水質污染是導致超標的主要原因。蔬菜地灌溉量大,灌溉水污染可導致土壤中累積量增大。從樣點分布看,農田中的S3和S4、菜地中的S10~S13均分布在海河附近,所以存在較大的污染風險。
從綜合污染指數看,25個樣本中8%屬于輕度污染,包括菜園土壤S10和濕地土壤S19;綜合指數超過警戒級閾值(>0.7)的樣本數占52%,包括了農田中的S3和S4樣本,菜地土壤中的S11~S13,濕地土壤中的S17、S20~S26樣本;樣本中達到安全級別的占40%,以農田和果園土壤為主。
3 結論與討論
土壤重金屬的來源受成土母質、氣候、人類活動等多種因素的影響,不同地區、不同種類的土壤、特別是人類活動較為頻繁、容易受到擾動和污染的各種農用土地[18]。在針對土壤環境問題的研究和管理過程中,我國相繼公布了土壤元素背景值和土壤環境質量標準,確定了Cu、Zn、Pb、Cd、As、Hg、Cr及Ni等8種重金屬和類金屬元素的含量限值,為土壤污染評估提供了必要的判別參考依據。由試驗結果可知,除Cd和Cr外,其他元素的平均值均超出公布的天津市土壤元素背景值,其原因一方面與這些元素在土壤中的現存濃度或許較30年前有所增加有關,另一方面也與當年背景值測定時選取的采樣地點和土壤類型有關。本研究主要是以濱海新區的土壤為研究對象,而背景值可能包括天津市較大的土壤范圍,其土壤類型會有一定差別,因此,利用背景值僅僅是一種評估污染狀況時的參考,而更主要的是以國家土壤環境質量標準為依據。
在監測的數據中,濱海新區不同類型土壤中Hg和Ni存在較大的污染風險,在25個樣本中的污染率均為64%,污染分布具有同步性,并且主要分布在菜地和濕地土壤中。這一現象或許與人為活動導致的水污染有一定關系。在濱海新區特定的土壤環境下,其土壤以砂質為主,土層薄,導致水與土壤交換過程加劇,海河水系帶入的污染物及過去曬鹽過程引起的水與土壤中物質交換增加也許是其土壤中Hg和Ni元素積累量變化的重要原因。同時土地利用類型對土壤重金屬含量分布的影響具有一定差異,農田的輕度污染率為37.5%,蔬菜地為80%,果園屬于清潔,濕地土壤中為90%。綜合污染指數評價的結果表明,25個樣本中8%屬于輕度污染,超過警戒級閾值的樣本數占52%,達到安全級別的樣本占40%??傮w上表現為農田和果園土壤比較清潔,而蔬菜地和濕地土壤中存在一定的污染風險。
關于土壤污染狀況的評估問題,目前學者們也有新的認識和共識,污染物在土壤中的含量(總量)高低不僅僅是判別土壤是否被污染的唯一依據,而要結合污染物受體是否產生危害及危害性的大小進行全面評估[19-20]。生物是土壤中的主要受體,污染物是否對生物產生毒害效應也需要結合土壤中污染物的存在形態、生物的蓄積量和毒性表現形式等多方面因素綜合評判[21-22]。因此,監測土壤中重金屬的現存量對于評價土壤可能存在的環境污染風險具有一定的意義。依據土壤環境質量標準的限值可知,其超標量越大則污染的風險亦越大。
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土壤污染的主要原因范文6
【關鍵詞】污染場地;土壤環境;修復技術
1 我國污染場地土壤環境現狀
一直以來,由于受到各方面因素的影響和制約,使得我國并未對污染場地的土壤環境實現目標管理,致使土壤修復、風險防范、應急處理等方面缺乏實質性的工作目標,階段性的目標則更是無從談起,由此直接導致了土壤環境管理工作不規范,修復效果欠佳,有關方面的實質性進展相對緩慢。同時,我國在相關方面的立法、行政管理、數據調查以及修復技術等方面的投入較為薄弱,這也是導致污染場地土壤環境管理不到位的主要原因。目前,國家對污染場地環境管理存在以下不足之處:其一,管理比較隨意。由于立法部門及行政部門對污染場地土壤環境的監管工作重視程度不足,使得管理工作存在較強的隨機性,缺乏明確的目標;其二,規劃不到位。我國雖然也針對部分污染場地的土壤展開了相關的調查工作,但取得的效果卻差強人意,由于場地土壤特征及分布數據庫未能及時構建,致使監管工作缺乏應有的依據,難以對污染場地的土壤治理工作進行統一規劃布局;其三,修復工程的示范性作用不強。在過去的幾年里,國內一些主要城市紛紛開展了對化工廠、焦化廠等場地的環評和修復工作,但此類工程絕大多數都是為了滿足城市土地擴張之需,不具備示范性的作用;其四,資金嚴重缺乏。污染場地土壤環境的管理與修復工作都離不開經費的支撐,換言之,資金是該項工作開展過程中不可或缺的重要因素之一。然而,土壤污染具有隱蔽性和滯后性的特征,處置工程的費用比較昂貴,想要確保工程的有序進行,需要龐大的資金支撐。由于污染場地治理責任人相對比較分散,從而導致了兩種后果,一種是由政府部門負責,這在一定程度加重了政府的經濟負擔,另一種結果就是受到污染的土地無人管理。
2 污染場地土壤環境管理修復對策
2.1 建立健全修復標準體系
想要從根本上解決污染場地的土壤污染問題,就必須構建起一套完善的土壤環境修復標準體系,在這一過程中,可以借鑒國外發達國家的成功經驗,并結合我國最新頒布的場地評價導則,對污染場地術語、污染場地土壤修復技術導則、污染場地風險評估技術導則、場地環境監測技術導則、場地環境調查技術導則方面的要求,對污染場地的土壤環境現狀及修復技術的實際水平進行監測,從污染物的檢測分析方法、修復技術類型、生態環境評價等方面進行綜合考慮,進而制定出符合我國具體情況的土壤環境修復標準體系,以此來對污染場地的治理修復進行規范。
2.2 加快制定相關方面的政策法規
從國內目前的總體情況上看,與污染場地土壤環境相關的政策、法規有所缺失,為此,有必要加快相關方面法律、法規的制定,如《土壤污染防治法》等等,以此來對污染場地的申報、調查、防治、處理、資金保障以及責任追求等進行全面規定。此外,還應進一步明確污染場地的責任范圍及主體,并建立健全與土壤環境管理有關的法律制度。一方面應當建立土壤污染信息公開制度,讓社會公眾及時了解土壤污染的眼中性,使其積極主動地參與到防治工作當中;另一方面,應建立并逐步完善土壤修復制度,根據誰污染誰治理的原則進行修復,從而使被污染的土壤在最短的時間內恢復至可利用狀態。
2.3 加大土壤修復技術的研究力度
修復技術是解決污染場地土壤環境問題最為有效的途徑之一,鑒于此,應當進一步加大對土壤修復技術的研究力度,并加強國際合作,研制開發出一批符合我國污染場地土壤修復的技術。同時,還要加快科研成果轉化為生產力的速度,加大對污染場地修復產業的扶持力度,借此來為國內污染場地土壤環境的修復提供先進的技術和設備支撐。
2.4 構建污染場地信息管理系統
相關部門應當在最短的時間內,完成對污染場地的調查工作,以此來了解并掌握國內污染場地的類型、土壤特征以及重點區域的分布等信息,同時,構建起全國污染場地土壤環境監測網絡,為土壤管理工作的有序開展提供真實、可靠的依據,這有助于管理工作前瞻性的提高。此外,還應加快建立不同類型污染場地的數據信息共享平臺,為土壤環境管理自動化和信息化目標的實現打下堅實的基礎。
3 實例分析
3.1 場地概況
廣東一船廠,占地面積約為186700平方米,1999年11月,政府決定在此地興建一個主題公園,為了支持這個主題公園項目計劃,政府決定提供填海土地、相關基礎設施和用地設施。為此,政府必須對此船廠進行拆除工作。從2001年4月至11月,共歷時七個月進行實地考察,通過實地考察與采樣,工作人員對該場土層的勘察,下面表一是對該場地主要的土層特征。
3.2 土壤調查的技術要點
合理制定采樣方案,具體包括如下內容:擬定具體的采樣位置、現場樣本采集、確定檢測方法、擬定樣品數量、描述采樣過程等等。
(1)采樣布點要點。在采樣布點時,可根據不同的場地條件選擇相應的方法,如污染分布相對比較均勻的場地可以采用隨機布點法;潛在污染較為明確的場地則可采用專業判斷法;污染分布不均勻或是污染分布范圍較大的場地,可以采用分區布點法或系統布點法。本案例中采用的是分區布點法,在廠區的平面圖上按照50m×50mm進行單元劃分,每個單元格內布設1個采樣點。
(2)采樣方法。在采樣時,可將土壤分為兩層,即表層土和深層土,并按照場地的實際情況確定采樣深度,若是場地條件相對比較復雜,則應當多分幾層進行采樣,這樣能夠使檢測結果更加準確。本案例中分三層進行采樣,即表層土、中層土和深層土,各層的采樣深入分別為表層0.5m、中層1.5m、深層3m,共采集樣品96個。
采樣設備也需要結合場地條件進行選擇,并遵循合理適用的原則。如果是對原狀土進行取樣,則應當按照土壤類型及污染物理化性質等選用如下設備:劈裂采樣器、套管采樣器或是活塞采樣器。當需要對含有揮發性污染物的樣品進行采集時,應當減少對樣品的擾動,不得對樣品進行混合或均質化處理。樣品采集完成后,應當按照污染物理化性質選擇合適的容器進行保存,有機污染土壤的樣品應當在4℃的條件保存與運輸。
3.3 土壤檢測結果
由相關的檢測結果得知,在該場地上存在苯、氯苯、硝基苯,雜填土與粉質粘土層的污染相對比較嚴重,粉砂夾粉土層的污染比較輕,最大濃度出現在場地的正中心,該區域原為第二生產車間,主要生產的產品為硝基苯。
3.4 場地風險評估
按照場地土壤調查獲取的樣品檢測結果,確定粗需要制定土壤中污染物篩選值的種類及霧化毒性參數,然后運用C-RAG中土壤污染物的篩選值,去除掉可以忽略不計的污染物,在對超過土壤篩選值的污染物進行風險評估,為土壤修復對策提供依據。
3.5 土壤修復對策的對比與選擇
在選擇土壤修復方案時,應對如下因素進行綜合考慮:對人體健康與環保的要求、相關法律法規的要求、治理效果的有效性和持久性、總體費用、周邊居民的接受性。結合該污染場地的基本特征以及污染物的具體特點,并對目前較為常用的土壤修復技術進行分析,適用于該場地土壤修復的技術有以下幾種:化學氧化技術、生物通氣技術、焚燒法、換土法。從技術的角度上看,可以選用一種最為經濟且有效的技術;站在工程措施的層面上,則應以原位修復技術為主,異位修復技術為輔,這樣能夠防止二次污染的情況發生。需要著重闡明的一點是,在啟動大規模土壤修復工程前,必須對擬定采用的修復技術進行現場試驗,同時要對技術的經濟性加以評估,只有確保所選用的技術各個方面均符合要求,才能進行具體的方案設計。
4 結語
總而言之,隨著人們環保意識的不斷增強,污染場地的土壤環境問題引起了人們越來越多的關注和重視。為此,應當認真分析污染場地的土壤環境現狀,并針對具體情況,采取合理、可行的管理修復對策,只有這樣,才能使土壤環境的污染問題得到有效治理。