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关键词:土壤污染; 典型区域; 措施
中图分类号:X53
文献标识码:A文章编号:16749944(2017)12011602
1引言
土壤作为生态环境的主要组成部分,是人类赖以生存的物质基础。目前,我国土壤污染的总体形势严峻,特别在重污染企业或工业密集区、矿山及周边地区、城市和污灌^等典型区域更是土壤污染高风险区域。造成土壤污染的原因多种多样,当前新老污染物并存、有机无机污染叠加。并且,我国土壤环境的监管体系尚需完善,土壤污染治理的资金投入不足,全社会共同参与的意识不强,总之土壤污染已成为影响群众身体健康和社会稳定的重要因素。
辽宁是我国的老工业基地,是全国的重工业和原材料基地,以冶金、机械、石油化工等行业为主。本文仅以某市为例,说明典型区域土壤污染状况。该市是典型的东北重工业城市,共有工业企业2万余个,污染较重的行业有电力、黑色金属及有色金属冶炼与加工、石油及化学工业、煤炭及其他非金属矿物采选与制品等。
2土壤污染状况
2.1重金属
该市各类典型区域土壤重金属污染情况见图1。由图1可见,在七类典型区域中,金属镍的单项污染指数均排在首位,污染分担率最重,其中固体废物填埋场地、重污染企业金属镍的平均单项污染指数较高。分担率排在第二、第三位的分别是铜和锌。在这些金属元素中,金属铅和汞的单项污染指数最小。
2.2有机物
(1)有机氯农药。该市有机氯农药分布情况见图2。可以看出,虽然辽宁省禁用六六六、DDT等有机氯农药已二十多年,其检出率仍很高。但各类区域土壤中有机氯农药含量普遍较低,远低于国家土壤环境质量二级标准。在各类区域中,污灌区土壤有机氯农药含量最高,其次为工业企业遗留地及周边土壤,含量最低的是固体废物填埋场地。
图1该市典型区域土壤重金属单项污染指数
图2该市典型区域有机氯农药
(2)多氯联苯和多环芳烃。该市各类区域土壤中均未检出多氯联苯。多环芳烃的含量和分布情况见图3。
图3该市典型区域多环芳烃含量分布
该市各类典型区,重污染企业周边多环芳烃污染最重,其次为工业企业遗留地,蔬菜基地和污灌区污染最轻。有研究表明,多环芳烃主要来源于燃烧过程,该市是燃煤大市,众多重工业企业生产,加之冬季取暖燃煤锅炉的使用,通过大气扩散作用造成了对土壤的污染。
(3)石油烃总量。该市各类典型区域土壤中石油烃总量的浓度及分布情况见图4。
可见,该市各类典型区域中,石油烃总量含量最高的是污灌区,其次为工业企业遗留地和重污染企业,含量最小的是固体废物填埋场地。该市典型区域土壤中石油类污染物尚未超过限值。值得注意的是,虽然该市污灌区已停止污灌近10年,但石油类物质难于降解,土壤中仍含有一定的石油类物质。
图4该市各类典型区域石油烃总量
2.3小结
按照《土壤环境质量标准》(GB15618-1995)中的二级标准、综合污染指数评估法以及RAPANT环境风险评估等方法,得出该市典型区域土壤污染状况的总体水平。该市典型区土壤污染以多环芳烃污染为主,重金属总体情况尚可。由污染风险评估结果来看,该市典型区域土壤尚无环境风险。
3防治措施与建议
3.1治理方法
3.1.1生物修复
生物修复技术是通过植物吸收或生物降解从而去除土壤污染物质。可用于土壤生物修复的有某些植物、微生物菌剂、蚯蚓等,实践证明均取得了良好的结果。
3.1.2施用化学物质
某些化学物质可以改变土壤的理化特性,并将重金属等污染物转化为难溶物质,降低其迁移转化的风险。另外,施加有机肥料可改善土壤胶体性质,提高土壤净化能力。
3.1.3翻土和换土
深翻土或铲除表土、换无污染的客土,是土壤污染治理的有效方法。
3.2预防措施
2017年6月绿色科技第12期
陶冶:辽宁省典型区域土壤污染状况及建议措施
环境与安全
3.2.1建立完善土壤污染防治法律法规
应尽快出台《土壤污染防治法》及其配套的相关标准体系,加强对土壤污染的监督管理,通过法律手段遏制土壤污染状况加剧。
3.2.2制定专项规划,加大治污力度
要在“土十条”基础上制定完善本地区的专项规划。加大资金保障力度,吸引社会资本共同投入,全面开展土壤污染防治工作。
3.2.3强化环境监测,及时掌握污染状况
要完善土壤污染监测与评价体系,细化布设监测点位,定期采样监测,及时监控土壤环境的动态变化。
3.2.4严格执法,控制污染物排放
应加强对各类污染物排放的达标监管,强化污灌区管理,严格控制化肥农药施用,积极推广使用生物防治技术。
3.2.5加强宣传,增强公众的环境意识
要大力开展宣传教育活动,提高人民群众对土壤污染的认识,把预防土壤污染转化为全社会的共同行为。
4结语
土壤污染不仅影响我们周围的环境质量,更直接关系到农产品安全和人体健康。加强土壤染防治工作,需要全社会上下的共同努力。
参考文献:
[1]
全国土壤污染状况调查公报[J].中国环保产业,2014(11).
[2]高凤霞.土壤污染状况与防治的几点建议[J].科技资讯,2007(6).
[3]刘绮,宁晓宇,赵昕.辽宁东部山区土壤污染状况与防治对策研究[J].应用生态学报,1998(9).
【关键词】土壤污染;土壤污染物;防治措施
【中图分类号】 TE991.3 【文献标识码】 A 【文章编号】1671-1270(2011)06-0001-01
土壤污染属环境污染的范畴。环境污染指的是人类活动所引起的环境质量下降而有害于人类或生物正常生存和发展的现象。环境污染的产生是一个从量变到质变的发展过程,当某种能造成污染的物质的浓度或总量超过环境自净能力,便可能产生危害。环境污染根据环境要素可分为大气污染、水体污染和土壤污染等。
土壤污染是指人类活动产生的污染物进人土壤并积累到一定程度,引起土壤中某些或某种有害物质含量过高,致使健全的土壤功能受到损害,理化性质改变,微生物的生命活动受到破坏,肥力下降,导致农作物生长发育不良,造成减产;对生物、水体、空气或人体健康产生危害的现象。本文从以下三个方面加以分析:
一、工业污染源的防治措施
工业点源污染物主要有废水、废气、废渣、粉尘、噪音等。
(一)推行清洁生产,走可持续发展道路。严格执行国家工业三废排放标准,坚持走新型工业化道路,形成有利于节约资源、保护环境的生产方式,推进经济结构调整,加快技术进步,加强监督管理,提高资源利用率,减少废物的产生和排放,大力发展循环经济,将过去的“资源――产品――废物”的生产过程转变为“资源――产品――再资源”的生产过程。包括征收污染税和排污费等惩罚性政策,以及政府对环保型产业的财政补贴和信贷支持等鼓励性政策。最后从侧重污染的末端治理逐步转变为工业生产全过程控制;由重浓度控制转变为浓度与总量控制相结合;由重分散的点源治理转变为集中控制与分散治理相结合。
(二)调整产业结构、产品结构,推进技术改造,推行清洁生产。在化工、冶金、轻工、机械、电力、建材等行业积极推行清洁生产,加速技术改造,加快生产设施和工艺流程的更新及改造,减少和控制“三废”的排放量,强制淘汰污染重、能耗物耗高的设备和产品。
(三)编制城市总体规划,调整城市功能布局。在编制城市总体规划时,把保护和改善城市生态环境、防治污染和其他公害等环境保护内容纳入城市总体规划。按照城市功能分区,调整工业布局,加大工业污染防治力度,改变工厂和居民混杂状况,从生产和生活两个方面控制城市环境污染。
(四)加强基础设施建设,提高污染防治能力。增强工业和生活污水集中处理能力,提高城市垃圾粪便无害化处理水平。
(五)构建森林过滤器作用带和森林缓冲带。在工业污染集中的区域,通过构建森林过滤器作用带减缓污染物进入土壤的速度,营建森林缓冲带减小污染物在风力和水力等自然力的作用下对其他地区的影响。具体地:
1.在粉尘沉降严重的地段,种植阔叶的泡桐、女贞、夹竹桃、毛白杨、大叶杨等滞尘树种。
2.在工矿企业周围选择种植抗二氧化硫的树种臭椿、香椿、苦楝、垂柳、桑树、侧柏、杜英、夹竹桃、法国冬青; 抗氯、氯化氢的树种合欢、榆树、木槿、构树、紫荆、槐树、紫藤、梧桐、刺槐、紫穗槐、胡枝子;防火树种广玉兰、法国冬青、女贞、木荷、油茶、白栎。
3.在铅汞污染地区栽植有吸铅尘本领的青杨、桑树;有吸汞能力的桂花、棕榈、腊梅。
二、土壤农业面源污染的防治
农业面源污染主要是由化肥、农药的大量施用,畜禽废弃物的随意排放,废弃的农用地膜造成的。农业面源污染区,土壤污染的防治措施:
(一)标准化施用化肥、无公害农药,推广使用可降解塑料薄膜,从源头上防治农业面源污染。加强对农药、化肥、塑料薄膜的使用管理,提倡使用生物农药,严格执行农药安全施用有关规定,控制氮素化肥施用量,增加有机肥施用量。
(二)对病虫害进行综合防治,推广生物防治技术,减少化学农药施用次数和施用量,同时推广无公害生产技术。
(三)选择种植抗性较强的品种,如种植转基因水稻可以减少农药的用量。
(四)严格控制畜禽养殖污染,大力推广生态养殖。在畜禽养殖区用畜禽废弃物充当沼气底料生产清洁能源,发酵后的剩余物又是高效的有机肥料,既解决了畜禽废弃物的污染难题,还可以减少化学肥料的施用,大力开展畜禽粪便的综合利用,不断提高畜禽粪便的综合利用率。
(五)对于已经污染的地区,通过增施有机肥料、使用微生物降解菌剂、调控土壤pH和Eh等生态、生物修复措施,加速污染物的降解,从而消除污染。此外在面源污染区构建水土保持林,防治水土流失,防止污染物进入水体,进而迁移到其他地区造成危害。
三、工农业复合污染的防治
在工农业复合污染区,要采取分类治理的措施,对于已经污染严重的地区要进行产业结构的调整,采用农业生态修复措施,因地制宜地改变一些耕作管理制度来减轻危害。主要包括两个方面:
(一) 改变耕作制度,选种抗污染作物品种,或筛选出在食用部位累积污染物少的品种;种植不进入食物链的植物,如种植树木、花草等观赏或经济作物;
(二) 采用农艺修复措施。通过增施有机肥或深耕土地等手段调节诸如土壤水分、土壤养分、土壤pH值和土壤氧化还原状况等土壤理化性质,实现对污染物所处环境介质的调控。
【关键词】城市环境污染;问题;防治
1.引言
尽管当前我国经济水平、人们生活水平以及城市化进程都取得了非常大的进展,但同时也付出了巨大的资源与环境代价。经济发展与环境污染的矛盾日益尖锐。群众对于环境污染反应也愈发激烈。而其中大气污染同噪声污染、水污染、土壤污染统作为城市污染中四大组成要素。如何应对城市环境污染问题,也是当前我国城市建设中的主要议题,也是实现城市的可持续发展的重要途径。
2.当前城市环境污染的主要问题
2.1空气污染
当前城市污染中,空气表现最明显。随着科技与城市化的不断发展,城市的交通工具也成倍增长,机动车尤其是汽车数量普遍应用,排放出大量的汽车尾气。尽管国家已出台多项政策缓解机动车尾气排放污染,但仍是当前城市空气污染中主要的污染源,由于尾气排放而引起的空气污染,也引起了人们广泛的关注。我国包括北京、广州、深圳、上海等经济发达城市在内的大部分区域均在承受着雾霾的污染,空气质量也在不断的下降,给人们的生活带来极大的安全隐患。
2.2噪音污染
2.2.1交通运输噪声,具体是指机动车辆在城市交通干线行驶过程中所产生的噪声。我国城市噪声源中40%以上来自交通噪声。
2.2.2工业生产噪声,主要是指在工业生产中,在对固定或辅助设备的过程中,所引起的周围生活环境产生干扰的声音。其噪声波动幅度较大,从20dB-125dB不等,是造成职业性耳聋的主要原因。
2.2.3社会生活噪声,是指除交通运输噪声、建筑施工噪声以及工业噪声之外的,因人为活动而引起的对周围生活环境有干扰的声音。
2.3水污染
城市中水污染,主要是由于人口密集在日常生活中所产生的生活废水、废气以及垃圾对水体所造成的污染。生活污水的城市水体的主要污染源,具体而言是人们在生活生产中,包括厕所、浴室和厨房等排出的各种污水的混合液。
2.4土壤污染
城市土壤污染严重危害着生态景观植物。当前对着城市化的不断推进,人口的集中分布,使得的城市土壤面积不断缩小,合适种植环保型植物的原生土壤已经基本退化。部分城市因为水污染严重,如铅、汞等重金属向土壤中渗透,对城市土壤造成二次污染。并且,建筑物的翻新重建也会造成大量的固体垃圾遗留,导致绿化环保植物的栽种必须另行购置土壤;
3.城市环境污染防治措施
3.1大气污染措施
调整能源结构,采用清洁型新能源;对燃料进行预处理,以减少时产生污染大气的物质;引起燃烧设备,提高燃烧效率;完善资源分配结构,利用先进技术净化工业及尾气中的有害物质。从高污染车入手,抓重点排放源的消减。政府应加强监管,淘汰高耗能、高污染的企业,减少工业事故型无组织废气排放。
3.2噪音污染治理措施
城市噪声的防治是比水污染、大气污染的治理实际难度更大。因此,对其的治理,必须应用多种方法配合综合进行。例如,将声环境保护纳入城市总体规划、通过强化法律宣传力度,提髙群众保护环境的法制意识、加强噪声声源、传播途径、接收处的防治措施。建立科学合理的噪声监测体系加强城市绿化,充分利用城市绿地降噪的功能等手段进行综合防治。实现城市绿色、生态的可持续发展。
3.2水污染防治措施
集中处理城市工业及生活污水,建立专门的城市污水集中处理设施。工业废水水质只有在满足城市下水道标准后,尽可能的将排入城市下水道,与城市废水合并处理。对于不能满足标准的工业废水,在工程内部先进性适当预处理,才能排入下水道。加大节能节水宣传,提高城市用水循环率。
3.3土壤污染措施
土壤污染的防治需要完善防治的相关法律法规。采用植被修复法,利用植物较快的吸走或降解土壤的污染质,而达到进化土壤的目的。土壤污染污染必须做到“预防为主”。控制和消除土壤污染源,控制减少工业废气排放及建筑固体遗留。
结语
我国城市环境污染范围仍在不断加大,而城市环境污染源也日益复杂,因此必须做好环保意识的宣传,加强政府的监督与调控。通过政府与社会市民的共同努力,推动城市环境改善,创建和谐的城市生活环境。
参考文献:
[1]郑琳.浅析城市环境污染问题及低碳环保措施[J].黑龙江信息科技,2014(09):105-107.
困局待解
土壤污染治理乏术
“目前中国土壤污染防治面临的形势十分严峻,部分地区土壤污染严重,土壤污染类型多样,呈现新老污染物并存、无机有机复合污染的局面。在土壤污染的治理上确实存在困局。”北京环境保护科学研究院研究员彭应登接受笔者采访时认为,目前我国极度缺失支撑土壤污染治理的基础性工作,土壤污染治理陷入困局不足为奇。
目前土壤污染的困局,首要体现为在其治理愈加紧迫的情况下,却一直“治理乏术”。同其他环境污染一样,土壤污染同样陷入了一种“越污染,越治理;越治理,越污染”的恶性循环。
“我觉得,不是‘越污染,越治理;越治理,越污染’,而是环境污染具有的长期性、潜伏性、累积性和传递性。一些污染至少会有20年以上的潜伏期,过去积累的污染经过长期的潜伏和积累,几十年后会爆发,我国当前的营养盐富营养化污染就是这样的例子。”中国土壤学专家、南京农业大学教授潘根兴接受笔者采访时认为,现在很多污染治理,还没有切断污染源,就污染事件处理污染,表面的治理治标不治本,这是许多污染得不到解决的根源。
彭应登认为,造成土壤污染治理困局的原因有以下几个方面:首先是缺乏土壤环境保护与污染控制的立法。由于缺乏土壤环境保护法,企业对土壤污染没有修复和赔偿的义务约束,所以很难追究他们的法律责任。其二是只看到了农业污染土壤的问题,而工业活动引起的土壤污染问题未得到足够的关注。其实,工业活动是加重土壤复合型污染的主因。其三是缺乏土壤污染控制标准与土壤修复标准。
“当前的紧迫性是防止新的污染和控制已存在污染的集中爆发。”潘根兴说,流域性污染和传递性污染难于治理是当前环境治理的困局。南方多金属矿区开采引出的重金属污染,通过酸性废水的流失和河流的传输,形成对流域水系和土壤的扩散,造成大面积珠江、长江和赣江流域稻田的污染。
“另外一个困局是,我国于20世纪80年代中期制定的环境质量标准太宽松,拿这个标准说事,往往掩盖了污染,例如铅的土壤质量标准居然在250mg/kg以上。因而会有土壤污染未超标,但出现食品安全和人的健康安全问题。”潘根兴说。
广大的农村地区正在成为土壤污染的重灾区。笔者在重庆、黑龙江、四川等地调研发现,由于城镇化发展速度快,不少小城镇在发展过程中没有配备完善的垃圾处理体系,大量未处理垃圾被倾倒在周边农村,破坏了农村环境,甚至侵占农田、湖泊河道,引起农民不满。
科学发展
不应盲目追求GDP
“环境问题在我国正处于大规模扩散中。因此,如果只强调发展,不考虑环境的风险,这是对资源和环境的掠夺。科学发展,应先有规划,后有发展。不能盲目追求GDP。”潘根兴说。
潘根兴认为,环境保护在发达国家是任何发展项目所必须考虑的背景问题。自从改革开放以来,我国对国家经济发展有很多规划,有规定的发展指标,各种改革和政策措施十分强劲,因而国民经济快速发展,但对环境污染问题缺乏明确的规划,特别是产业发展缺乏对当地环境可能影响的多效应和长期效应的评估。
例如,当前正处于产业带向中西部转移阶段,一些中西部省份正在快速崛起,但很少有对当地环境容量和环保的规划,一些村镇正在无选择地承接东部转移的产业,一些高污染产业正在由东部向西部转移。中西部地区土壤质量差,环境容量其实比大部分东部地区低,这是十分危险的。
笔者获悉,造成生态和环境破坏的原因虽然是多方面的,但主要的污染源头是企业。有数据表明,我国工业企业污染约占总污染的70%,其中工业企业污染中的50%是因企业管理不善造成的。
江苏省小康发展研究中心主任、江苏省省委党校教授冯治认为,有关企业追求经济利益最大化,忽视了对周围环境和群众健康的保护,暴露出企业环境意识薄弱和地方政府责任缺失。从中石油松花江污染,到云南曲靖铬渣污染,再到紫金矿业汀江污染,都反映出自律不足、监管乏力、管理缺失的问题。
冯治指出,发展经济的根本目的是为了满足人民群众的物质文化需求,当人们呼吸的空气、饮用的水源、食用的粮食、蔬菜和肉类都遭到严重污染时,这种发展就背离了初衷,是不可持续的。因此,需反思产业发展模式,真正落实转变发展方式的战略,实现社会经济可持续发展。
针对当前土壤污染存在的问题,专家指出,要真正把科学发展落在实处,建立有效的环境监管机制,完善土壤保护与修复的相关法律,优化产业和生态布局,走一条科学、合理、可持续的发展之路。
“土地污染治理的模式有很多,有些是可以实际操作的,但实行起来为什么很难?”潘根兴认为,污染面积大多是评估出来的,实际的调查却有难度,一些地方不愿意被调查,土壤、水系和农产品的环境质量调查都如此。有很多地方甚至不愿意科研单位去研究污染环境治理,认为污染信息被释放,不利于引资和发展。
彭应登建议,我国的土壤污染涉及范围广,治理难度大,需要改变“先污染后治理”的经济发展模式,克服片面追求GDP的冲动,贯彻预防为主原则,制定严格的污染物排放标准和技术规范,加强行政引导与管理,强调政府在制订发展规划、利用土地资源时应充分考虑对环境的影响,注意对土壤资源环境的保护,维护土壤自身的自净和修复能力。
政府主导
提升环境文明观
彭应登说,土壤污染由于其隐蔽性、长期性和不可逆性等特点,一旦发生污染,必然会对当代人及后代人产生严重的影响,不利于土壤资源的可持续利用。为了避免这一后果,政府应当承担起防治污染保护土壤环境的责任。
“现阶段只有政府牵头,并按公益性质进行部分财政投入,才能启动土壤污染治理的大任,真正实现服务型政府和监管型政府的双重价值。”彭应登认为,由于土壤污染的复杂性、长期性、污染主体的多元性等,如果一味采用“谁污染谁治理”原则,可能导致土壤污染治理的困局始终无法突破。
潘根兴也表示,谁污染谁治理,听起来好像有道理,但实际上给企业误导,认为可以先发展,后治理,但发展的实惠被企业拿走,而污染的代价由被污染者承担了。“一些企业带走了发展的利益,留下了污染的包袱,政府应该制定相关环境规划和方案,规避和控制在先,追责治理在后。”
“土壤污染普查是制定污染防治规划的基础性工作,只有先做好土壤污染摸底排查,才能制定有针对性的防治措施,才能发挥资金应有的绩效。”彭应登说。
据报道,2006年到2010年,环保部费时五年耗资10亿元进行了首次全国土壤污染状况大规模调查。但对于此次调查的结果,环保部至今未对外公布。
笔者采访一些地方农业和环保部门时也获悉,多数被污染地区“家底”不清,虽然国家和一些省份进行过相关调查,但具体污染状况目前仍无法确定,亟待完善相关法律细则。
彭应登建议,为了提高防治措施的有效性,首先要加强对土壤污染治理与修复技术的科研力度,对不同污染程度的地区分别实施不同的治理和修复措施;其次是政府要通过财政补贴或税收优惠政策,鼓励企业进行污染控制与治理;同时,通过支持生态农业建设与无公害农产品生产基地建设,加大对重点区域农业面源污染的防治力度。
潘根兴强调,在研究层面,环境研究一度追求高科技,但大规模可以推广的技术仍不多。相反,一些常规但实用的技术,例如土壤化学和物理改良技术、钝化技术等却很有效果。例如,化工企业搬迁后留下污染地,污染物剥离转移仍是异地污染,不能从根本上解决问题,而对污染土壤进行物理封存和化学固定,可能收到事半功倍的效果。
“社会也应有相应的环境文明观,这在我国是十分薄弱的。公民的环境意识差,认为环境是公共资源,多消费环境资源就是占有了较多的公共资源。我们需要全社会合理消费自然资源,合理保护环境,自觉维护,而不是占有。”潘根兴说。
关键词 农药;土壤污染;防治措施
中图分类号 X153.61 文献标识码 A 文章编号 1007-5739(2013)10-0218-01
土壤污染近年来逐渐引起了人们的重视。土壤污染的来源主要是城市和工矿企业的“三废”、施入农田的农药、化肥以及人类生活中所产生的废物。引起土壤污染的物质中,有些本来并非有害,而是由于进入土壤的数量多,达到毒性水平,才破坏了土壤内部以及土壤和其他生态系统的自然平衡,从而对人和其他生物产生有害的影响[1]。
1 农药种类及毒害
农药依杀灭的生物对象不同,分为杀虫剂、灭菌剂、杀鼠剂、杀线虫剂和除草剂。其中,以杀虫剂、灭菌剂和除草剂使用量最多,最容易引起环境和土壤污染。
1.1 杀虫剂
杀虫剂按其化学成分可以分为有机氯、有机磷和氨基甲酸酯杀虫剂。有机氯杀虫剂如六六粉、滴滴涕,毒性强、药效长,但不易被生物降解,我国已禁止使用。有机磷杀虫剂一般容易被微生物降解,因此它们在土壤中(以及水中)存在较少,但其对人体的毒性比有机氯杀虫剂大,使用要特别谨慎。氨基甲酸酯杀虫剂对哺乳动物的毒性较低,并且具有易被生物降解的优点,是目前推荐使用的良好杀虫剂。
1.2 灭菌剂
灭菌剂使用总量比杀虫剂少很多,灭菌剂的种类有含铜、硫的无机灭菌剂、有机磷灭菌剂和有机氯灭菌剂等。它们对土壤影响与杀虫剂基本相同。
1.3 除草剂
多数除草剂可以被微生物降解,对哺乳动物毒性较低,但对鱼类有毒性。
2 农药在土壤中的存在状况
农药在土壤中有6种去向:一是向大气散失(即发挥)。挥发性强的农药,如甲基溴化物、氯丹和七氯,可因挥发作用而损失。二是被土壤吸附。农药分子结构中的官能团如羟基(-OH)、氨基(-NH2)、亚氨基(-NHR)、酰胺基(-CONH2)、酯(-COOR)和R3N+等,由于在土壤中形成氢键和质子化作用,可以促进土壤对农药的吸附。另外,百草枯(C12H14CI2N2),以阳离子的形式被土壤胶体吸附。土壤有机质对农药吸附作用影响很大,如纤维素对除草剂吸附量为30 μg/g,而土壤腐殖酸可吸附478 μg/g。此外,土壤吸附农药还受土壤pH值的影响。三是以液态在土壤中移动。一些不能被土壤吸附的农药,特别是水溶性的农药,可能从土壤中淋失。淋失的农药可能引起地下水污染。四是与土壤中其他物质发生化学反应。土壤表面的滴滴涕和杀虫快会因太阳辐射而分解,但是由于光合反应不能深入土壤内部,所以不占主要位置。较为重要的是土壤中硅酸盐黏土矿物对农药的直接催化分解。五是被土壤生物降解。由于土壤中有众多的微生物存在,农药经常遭到微生物的代谢分解,就是一些较稳定的农药,最终也会被降解为简单的化合物,最容易降解的是那些含有羟基、羧基、氨基和硝基等极性基团的农药。六是被土壤生物吸收[2]。进入土壤中的农药遭受挥发、淋失、降解、转化和植物吸收等作用后,残存保留于土壤中的部分,称为农药残留,而其含量称为农药残留量。农药在土壤中保留的时间,因农药种类和土壤条件的变化而有所不同,有机磷杀虫剂在土壤中只保留几天,滴滴涕和其他有机氯可在土壤中保留3~15年。
3 农药的污染
3.1 农药对土壤生物的影响
农药进入土壤后,除了杀伤防治对象外,还伤害土壤中的其他生物群。例如,百草净对土壤中的蚯蚓有伤杀力,杀螨剂和氨基甲酸酯对无脊椎动物有影响。熏蒸剂在土壤中的杀灭作用强烈,但是99%的微生物恢复较快,但微节足动物恢复需要2年以上时间。
3.2 农药对作物的影响
土壤中残留的农药,有些可以被作物吸收。作物对土壤中农药的吸收能力因土壤质地而变化。作物从砂质土壤中吸收的农药要比黏土中吸收的多。据不完全测定,从砂质土中吸收的约为22%,从黏土中吸收的为1%。除土壤质地以外,土壤有机质能降解农药的活性,因此生长在富有机质土壤中的作物所吸收的农药,可能比生长在贫有机质土壤的作物少。
3.3 农药对生态系统的影响
土壤是人类生存环境的重要组成部分。农药一旦污染了土壤,势必随生态系统的循环而扩大其污染范围。土壤中的农药被作物吸收后,再被人食用,会对人体造成伤害。若土壤中农药被蚯蚓吞食,会造成土壤中蚯蚓大量死亡;土壤中的残留农药,经雨水淋失可能引起水质污染,造成藻类、鱼类死亡等[3]。残留的农药会使生态系统的正常循环受到严重破坏,必须引起高度注意,并应积极采取有效防治措施。
4 防止农药对土壤污染的措施
一是在使用农药比较多的地方,应该进行农药在土壤中的积累情况和可能引起不良后果等方面的调查研究,为制定出恰当的防治措施提供依据。二是不使用国家禁止使用的农药,如有机磷或有机氯农药等。加强市场监管,发现一起严办一起,绝不姑息。三是为了尽可能减少农药的使用量,应积极开展农业防治和生物防治。另外,培育抗虫抗病性强的农作物新品种,是防治农药污染的重要途径。四是在研制和推广新农药时,要搞清不同土壤类型对农药存在、降解、固定和转移的影响以及由土壤进入植物体的可能性[4]。五是对于已受农药污染的土壤,可以改种绿肥,向土壤增施有机肥或采用其他耕作措施,将会减少农药进入作物和转移到食物链的可能性。
5 参考文献
[1] 北京农业大学土壤教研组.土壤学[M].北京:北京农业大学,1998.
[2] 李静,郎贵林,于之光.牡丹江市环境空气质量分析[J].现代农业科技,2011(8):264.
关键词:土壤污染;现状;危害;治理措施
1土壤污染概念
土壤是指陆地表面具有肥力、能够生长植物的疏松表层,其厚度一般在2m左右。土壤不但为植物生长提供机械支撑能力,并能为植物生长发育提供所需要的水、肥、气、热等肥力要素。近年来,由于人口急剧增长,工业迅猛发展,固体废物不断向土壤表面堆放和倾倒,有害废水不断向土壤中渗透,汽车排放的废气,大气中的有害气体及飘尘不断随雨水降落在土壤中。农业化学水平的提高,使大量化学肥料及农药散落到环境中,导致土壤遭受非点源污染的机会越来越多,其程度也越来越严重,在水土流失和风蚀作用等的影响下,污染面积不断扩大。因此,凡是妨碍土壤正常功能,降低农作物产量和质量,通过粮食、蔬菜、水果等间接影响人体健康的物质都叫做土壤污染物[1-2]。
当土壤中有害物质过多,超过土壤的自净能力,引起土壤的组成、结构和功能发生变化,微生物活动受到抑制,有害物质或其分解产物在土壤中逐渐积累,通过“土壤植物人体”,或通过“土壤水人体”间接被人体吸收,达到危害人体健康的程度,就是土壤污染。
2我国土壤污染现状与危害
2.1土壤污染的现状
目前,我国土壤污染的总体形势严峻,部分地区土壤污染严重,在重污染企业或工业密集区、工矿开采区及周边地区、城市和城郊地区出现了土壤重污染区和高风险区。土壤污染类型多样,呈现出新老污染物并存、无机有机复合污染的局面。土壤污染途径多,原因复杂,控制难度大。土壤环境监督管理体系不健全,土壤污染防治投入不足,全社会防治意识不强。由土壤污染引发的农产品质量安全问题和逐年增多,成为影响群众身体健康和社会稳定的重要因素[3]。
2.2土壤污染的危害
2.2.1土壤污染导致严重的直接经济损失。初步统计,全国受污染的耕地约有1000万hm2,有机污染物污染农田达3600万hm2,主要农产品的农药残留超标率高达16%~20%;污水灌溉污染耕地216.7万hm2,固体废弃物堆存占地和毁田13.3万hm2。每年因土壤污染减产粮食超过1000万t,造成各种经济损失约200亿元。
2.2.2土壤污染导致生物产品品质不断下降。因农田施用化肥,大多数城市近郊土壤都受到不同程度的污染,许多地方粮食、蔬菜、水果等食物中镉、砷、铬、铅等重金属含量超标或接近临界值。每年转化成为污染物而进入环境的氮素达1000万t,农产品中的硝酸盐和亚硝酸盐污染严重。农膜污染土壤面积超过780万hm2,残存的农膜对土壤毛细管水起阻流作用,恶化土壤物理性状,影响土壤通气透水,影响农作物产量和农产品品质。
2.2.3土壤污染危害人体健康。土壤污染会使污染物在植物体内积累,并通过食物链富集到人体和动物体中,危害人体健康,引发癌症和其他疾病。
2.2.4土壤污染导致其他环境问题。土壤受到污染后,含重金属浓度较高的污染土容易在风力和水力作用下分别进入到大气和水体中,导致大气污染、地表水污染、地下水污染和生态系统退化等其他次生生态环境问题。
3造成土壤污染的原因
3.1过量施用化肥
我国每年化肥施用量超过4100万t。虽然施用化肥是农业增产的重要措施,但长期大量使用氮、磷等化学肥料,会破坏土壤结构,造成土壤板结、耕地土壤退化、耕层变浅、耕性变差、保水肥能力下降、生物学性质恶化,增加了农业生产成本,影响了农作物的产量和质量;未被植物吸收利用和根层土壤吸附固定的养分,都在根层以下积累或转入地下。残留在土壤中的氮、磷化合物,在发生地面径流或土壤风蚀时,会向其他地方转移,扩大了土壤污染范围。过量使用化肥还使饲料作物含有过多的硝酸盐,妨碍牲畜体内氧气的输送,使其患病,严重导致死亡[4]。
3.2农药是土壤的主要有机污染物
全国每年使用的农药量达50万~60万t,使用农药的土地面积在2.8亿hm2以上,农田平均施用农药13.9kg/hm2。直接进入土壤的农药,大部分可被土壤吸附,残留于土壤中的农药,由于生物和非生物的作用,形成具有不同稳定性的中间产物或最终产物无机物。喷施于作物体上的农药,除部分被植物吸收或逸入大气外,约有1/2左右散落于农田,又与直接施用于田间的农药构成农田土壤中农药的基本来源。农作物从土壤中吸收农药,在植物根、茎、叶、果实和种子中积累,通过食物、饲料危害人体和牲畜的健康。
3.3重金属元素引起的土壤污染
全国320个严重污染区约有548万hm2土壤,大田类农产品污染超标面积占污染区农田面积的20%,其中重金属污染占80%,粮食中重金属镉、砷、铬、铅、汞等的超标率占10%。被公认为城市环境质量优良的公园存在着严重的土壤重金属污染。汽油中添加的防爆剂四乙基铅随废气排出污染土壤,使行车频率高的公路两侧常形成明显的铅污染带。砷被大量用作杀虫剂、杀菌剂、杀鼠剂和除草剂,硫化矿产的开采、选矿、冶炼也会引起砷对土壤的污染。汞主要来自厂矿排放的含汞废水。土壤组成与汞化合物之间有很强的相互作用,积累在土壤中的汞有金属汞、无机汞盐、有机络合态或离子吸附态汞,所以,汞能在土壤中长期存在。镉、铅污染主要来自冶炼排放和汽车尾气沉降,磷肥中有时也含有镉[5]。
3.4污水灌溉对土壤的污染
我国污水灌溉农田面积超过330万hm2。生活污水和工业废水中,含有氮、磷、钾等许多植物所需要的养分,所以合理地使用污水灌溉农田,有增产效果。未经处理或未达到排放标准的工业污水中含有重金属、酚、氰化物等许多有毒有害的物质,会将污水中有毒有害的物质带至农田,在灌溉渠系两侧形成污染带。
3.5大气污染对土壤的污染
大气中的二氧化硫、氮氧化物和颗粒物等有害物质,在大气中发生反应形成酸雨,通过沉降和降水而降落到地面,引起土壤酸化。冶金工业排放的金属氧化物粉尘,则在重力作用下以降尘形式进入土壤,形成以排污工厂为中心、半径为2~3km范围的点状污染。
3.6固体废物对土壤的污染
污泥作为肥料施用,常使土壤受到重金属、无机盐、有机物和病原体的污染。工业固体废物和城市垃圾向土壤直接倾倒,由于日晒、雨淋、水洗,使重金属极易移动,以辐射状、漏斗状向周围土壤扩散。
3.7牲畜排泄物和生物残体对土壤的污染
禽畜饲养场的厩肥和屠宰场的废物,其性质近似人粪尿。利用这些废物作肥料,如果不进行物理和生化处理,则其中的寄生虫、病原菌和病毒等可引起土壤和水域污染,并通过水和农作物危害人群健康。
3.8放射性物质对土壤的污染
土壤辐射污染的来源有铀矿和钍矿开采、铀矿浓缩、核废料处理、核武器爆炸、核实验、燃煤发电厂、磷酸盐矿开采加工等。大气层核试验的散落物可造成土壤的放射性污染,放射性散落物中,90Sr、137Cs的半衰期较长,易被土壤吸附,滞留时间也较长。
4我国土壤污染的治理措施
4.1施用化学改良剂,采取生物改良措施,增加土壤环境容量,增强土壤净化能力
向土壤中施用石灰、碱性磷酸盐、氧化铁、碳酸盐和硫化物等化学改良剂,加速有机物的分解,使重金属固定在土壤中,降低重金属在土壤及土壤植物体的迁移能力,使其转化成为难溶的化合物,减少农作物的吸收,以减轻土壤中重金属的毒害。针对有机物污染,用植物、细菌、真菌联合加速有机物降解。针对无机物污染,利用植物修复可以把一部分重金属从土壤中带走。
增加土壤有机质含量、砂掺粘改良性土壤,增加和改善土壤胶体的种类和数量,增加土壤对有害物质的吸附能力和吸附量,从而减少污染物在土壤中的活性。发现、分离和培养新的微生物品种,以增强生物降解作用。
4.2强化污染土壤环境管理与综合防治,大力发展清洁生产
控制和消除土壤污染源,组织有关部门和科研单位,筛选污染土壤修复实用技术,加强污染土壤修复技术集成,选择有代表性的污灌区农田和污染场地,开展污染土壤治理与修复。重点支持一批国家级重点治理与修复示范工程,为在更大范围内修复土壤污染提供示范、积累经验。合理利用污染土地,严重污染的土壤可改种非食用经济作物或经济林木以减少食品污染。科学地进行污水灌溉,加强土壤污灌区的监测和管理,了解水中污染物的成分、含量及其动态,避免带有不易降解的高残留污染物随机进入土壤。
增施有机肥,提高土壤有机质含量,增强土壤胶体对重金属和农药的吸附能力。强化对农药、化肥、除草剂等农用化学品管理。增施有机肥同时采取防治措施,不仅可以减少对土壤的污染,还能经济有效地消灭病、虫、草害,发挥农药的积极效能。在生产中合理施用农药、化肥,控制化学农药的用量、使用范围、喷施次数和喷施时间,提高喷洒技术,改进农药剂型,严格限制剧毒、高残留农药的使用,大力发展高效、低毒、低残留农药。大力发展生物防治措施。
大力推广闭路循环、无毒工艺,以减少或消除污染物的排放。对工业“三废”进行回收净化处理,化害为利,严格控制污染物的排放量和浓度。大力推广和发展清洁生产。
针对土壤污染物的种类,种植有较强吸收能力的植物,降低有毒物质的含量,或通过生物降解净化土壤,通过改变耕作制度、换土、深翻等手段,施加抑制剂改变污染物质在土壤中的迁移转化方向,减少农作物的吸收,提高土壤pH值,促使镉、汞、铜、锌等形成氢氧化物沉淀。
根据土壤的特性、气候状况和农作物生长发育特点,既要防治病虫害对农作物的威胁,又要把化肥、农药对环境和人体健康的危害限制在最低程度。利用物理、物理化学原理治理污染土壤。大力开展植树造林,提高森林覆盖率,维护森林生态系统平衡。
4.3调控土壤氧化还原条件
调节土壤氧化还原电位,使某些重金属污染物转化为难溶态沉淀物,控制其迁移和转化,降低污染物的危害程度。调节土壤氧化还原电位主要是通过调节土壤水分管理和耕作措施实现。
4.4改变耕作制度,实行翻土和换土
改变耕作制度会引起土壤环境条件的变化,消除某些污染物的危害。对于污染严重的土壤,采取铲除表土和换客土的方法;对于轻度污染的土壤,采取深翻土或换无污染客土的方法。
4.5采用农业生态工程措施
在污染土壤上繁殖非食用的种子、种经济作物,从而减少污染物进入食物链的途径;或利用某些特定的动植物和微生物较快地吸走或降解土壤中的污染物质,从而达到净化土壤的目的。
4.6工程治理
利用物理(机械)、物理化学原理治理污染土壤,是一种最为彻底、稳定、治本的措施,但投资大,适于小面积的重度污染区,主要有隔离法、清洗法、热处理、电化法等。近年来,把其他工业领域,特别是污水、大气污染治理技术引入土壤治理,为土壤污染治理研究开辟了新途径。
5参考文献
[1]徐月珍.防止土壤污染和地下水污染的措施[J].环境与可持续发展,1989(1):29-31.
[2]任旭喜.土壤重金属污染及防治对策研究[J].环境保护科学,1999,25(5):31-33.
[3]陈晶中,陈杰,谢学俭,等.土壤污染及其环境效应[J].土壤,2003,35(4):298-303.
近年来,长春市随着工业化水平不断提高,人口剧增,郊区城市化进程加快,城郊土壤污染日趋严重。土壤污染为土壤中含有害物质过多,超过土壤的自净能力,引起土壤的组成、结构和功能发生变化,土壤生物活动受到抑制,有害物质或其分解产物在土壤中逐渐积累,危害人体健康[1]。城郊土壤成了最先并且最持久地接受污染的场所,成了城市发展的牺牲品。随着城郊土壤污染的日益加剧,人们的身体健康和城市的可持续发展受到威胁,长春市城市化进程也受到很大制约。长春市城郊土壤污染来源广、类型多,具有难控制等特点。因此,分析长春市城郊污染现状和成因,提出污染治理相应措施,为长春市城市化进程的稳步发展和城郊生态环境的可持续发展提供理论参考。
1长春市城郊土壤污染现状
土壤污染不同于大气、水和固体废弃物等污染,能够被人直接看到或闻到,它往往要通过对土壤样品进行分析化验和农作物的残留检测,甚至通过研究对人畜健康状况的影响才能确定,即土壤污染具有隐蔽性。土壤污染从产生污染到出现问题,通常会滞后较长的时间,土壤从受到污染到产生后果是一个不易被发现的相当长的累积过程,土壤污染的潜伏期长[2]。目前长春市城郊土壤面积40367hm2,土壤污染总面积达8522hm2,土壤污染面积占总面积的21.1%。不同类型的污染及所占百分比见表1。在快速城市化的进程中,人们忽视了环境保护。据调查,2009年长春市检查了城郊155家工厂排污情况,其中有56家被下达限期整改通知书,行政处罚达12万元。2010年,在“整治违法排污企业保障群众健康环保专项行动”中,排查各类企业13640家,排查违法企业221家,其中169家是城郊企业。大部分城郊居民对土壤污染认识不够,对其危害性和严重性也不了解,更不注意保护土壤环境,加剧了城郊土壤污染。长春市城郊居民环保意识差,增加了城郊土壤污染的控制难度。目前,长春市经济快速发展,经济发展与环境保护不协调的问题日渐突显,部分地区以牺牲环境尤其是郊区环境为代价来发展工农业生产,并把市内生活垃圾污染转移到城郊。尽管近年来长春市政府逐渐重视环境保护,但主要侧重于城市环境保护。93%的环境保护机构都设置在城市内部,87%的环境质量监测点也布置在城区内部,城郊成为环境保护的盲区。
2土壤污染成因分析
近些年来,由于工农业的迅猛发展,过量施用化肥农药,无所顾忌地排放工业污染物,并肆意地倾倒生活垃圾,无节制地使用现代交通工具,导致长春市城郊土壤污染问题日益严重。工业、农业生产和居民日常生活中产生的各种垃圾是导致长春市城郊土壤污染产生的主要来源。
2.1工业生产导致的土壤污染
随着长春市城市经济的快速发展,城市化进程加快,城市中的企业相继退出城市,搬迁到城郊。工业活动产生的大量污染物被就近排放或堆积在城郊地区,引起了长春市城郊严重的土壤污染。工业生产中的废气、废水和固体废弃物是引起土壤污染的主要原因。
2.1.1工业废气产生的降尘引起的土壤污染
大量未经处理的工业生产燃烧排放的各种烟尘在重力和降水作用下进入城郊土壤,引起城郊土壤的酸化和化学性质改变,造成长春市城郊地区土壤污染。据统计,2007年长春市工业排放的废气为1.50×1010m3,占全市废气排放总量的87.21%。
2.1.2工业废水引起的土壤污染
长春市的机械制造、食品加工、饮料生产等行业排放的工业废水对地表水环境形成污染。长春市城郊遍布着吉林省通用机械有限公司、长春市永超电镀厂、长春幸福电镀有限公司等400多家企业,大大小小排污口710多个,日工业污水排放量达15.04万吨[3]。近几年,污水处理厂日渐增多并完善,现有长春市北郊污水处理厂、西郊污水处理厂等4个一级污水处理厂和一汽污水处理厂、溪园污水处理厂2个二级污水处理厂。这些污水处理厂日污水处理总量42.25万吨,污水处理率为95.04%。尽管北郊39万吨污水处理厂已建成并投入使用,但城市污水处理设施依然不足,工业废水排放达标率也仅达到93.51%。表2为长春市主要污水处理厂污水处理概况。2007-2009年长春市污水总排放量增加,污水处理达标量也在增加,长春市工业污水处理水平逐渐提高。未经处理或未达到排放标准的工业污水直接被用于灌溉郊区农田,污染物进入城郊地区土壤,造成大面积土壤污染,并通过食物链影响人类身体健康[5]。污水灌溉造成的土壤污染面积占郊区土壤总面积的10%以上,导致城郊蔬菜质量整体下降,合格率仅达94%,给城郊农业发展带来很大威胁。污染的地表水造成地下水或粮食蔬菜生产的污染,并通过食物链进入人体,对人体健康造成威胁。污染物通过灌溉进入土壤,不断累积,导致土壤肥力下降,加剧城郊土壤化肥使用量,造成土壤的二次污染。
2.1.3工业固体废弃物引起的土壤污染
工业固体废弃物主要包括炉渣、冶炼废渣、煤矸石和粉煤灰等。电厂和采矿企业是长春市产生工业固体废弃物最多的单位。长春市工业固体废弃物主要来自热电一厂、热电二厂和热电三厂3家热电厂,以及双阳区长岭13家煤矿和长春恒利黄金矿业有限责任公司等3家金矿煤矿等。近3年长春市工业固体废物的产生及利用情况如表3。2009年,长春市工业固体废物产生量为406.19万吨,比2008年增长了19.70%。长春市2010年工业固体废物产生量为474.15万吨,比2009年增长了16.73%。由于经济实力和生产技术的限制,长春市对工业固体废物大多不加任何技术处理,采取郊区简单掩埋的处理方式,造成城郊土壤污染。这些未经处理的工业固体废弃物直接向城郊地区倾倒,经过风化、侵蚀作用,使有害物质渗透入土壤,形成重金属污染,并在自然条件下形成二次扩散性土壤污染,使土壤生产能力受到破坏,有害物质积聚在动植物体内,通过食物链危害人类健康。重金属污染又是一个不可逆转的过程,有机物降解也需要很长一段时间,可能需要100~200年时间才能够恢复,甚至对土壤功能永远产生不良影响。
2.2农业生产导致的土壤污染
农业引起的土壤污染主要指过度施用化肥、农药,大量畜禽类粪便和生物残体处理不当等对土壤造成的污染[6]。
2.2.1过量使用化肥和农药引起的土壤污染
长春市城郊地形平坦,地域开阔,海拔250~350m,年均日照时数为2525.8~2664.8h,光照充足,年平均气温4.6℃,有伊通河等河流流经。城郊居民利用自然优势,大力发展粮食生产、蔬菜种植和温室反季节蔬菜种植。近年来,随着长春市城市人口的增加和对农产品质量要求的不断提升,长春市城郊现有高标准、永久性菜田9000hm2,主要分布在城区的西北部、南部和东南部。西北部包括绿园、宽城2个区所属3个乡镇的15个村,总面积5400hm2;南部包括朝阳区2个乡镇的7个村,总面积800hm2;东南部包括净月、二道、双阳3个区6个乡镇、2个街道办事处的20个村,总面积2800hm2[7]。为了获得农产品的高产,城郊居民不断加大化肥和农药的使用力度,2011年化肥和农药使用量是2000年的2倍多。虽然一定程度地遏制了病虫害,使粮食、蔬菜产量提高,质量看起来更好,获得更高的经济价值,但残余的农药或分解之后的农药仍然残留在土壤中,造成严重的土壤污染,使城郊土壤污染逐年增加,由过去的13.2%增加到现在的27.8%,同时使蔬菜质量不断下降,2008年粮食、蔬菜平均合格率为94%,仅高于全国合格率92%的平均水平2个百分点。
2.2.2畜禽排泄物和生物残体处理不当引起的土壤污染
长春市城郊地区有德大肉鸡和皓月、佳龙等肉食品加工企业。德大集团拥有1.3万hm2的农场和3万多家定点合同养殖农户,年加工肉鸡7500多万只,鸡肉产量高达16万吨,鸡毛、鸡内脏等废弃物排放达1万吨。皓月集团坐落在长春市西部,占地面积7.5km2,在吉林省40多个县(市)区建立了养殖基地,年屠宰肉牛100多万头,肉羊200万只,熟食制品30万吨,生物废弃物排放达30多万吨。据统计,由于城郊人们环保意识低,68%的饲养场中厩肥和屠宰场的废物及病死生物残体等不加处理,直接抛弃在地表或直接利用作为肥料,其中的寄生虫、病菌和病毒等引起土壤和水域污染,并通过水和农作物及农产品危害人们身体健康。
2.3生活垃圾和交通运输引起的城郊土壤污染
目前,生活垃圾的产生量大,降解速度慢,降解过程中产生的有毒有害物质使城郊地区堆积场所的土壤直接受到污染并对大气和地下水造成间接污染[8]。2006年长春市生活垃圾产生量为112万吨,无害化处理量为95.32万吨,生活垃圾无害化处理率为85.11%。2010年长春市生活垃圾的产生量为108.8万吨,处理量为103.56万吨,生活垃圾无害化处理率为92.46%。近几年,垃圾生产量变化不大,但随着技术水平的进步,垃圾无害化处理率逐年提高,但老的垃圾填埋厂垃圾的容纳能力有限,使用寿命短,部分垃圾填埋厂垃圾处理水平低,很多垃圾堆放于城郊,造成环境污染。据统计,长春市现有公路总里程20600km,公路网密度为91.2km•km-2,截止到2009年底,长春地区的汽车保有量为96万辆。近几年随着经济发展,机动车数量将持续高速增长,机动车的尾气污染越来越严重。在整个大气污染中,汽车尾气造成的污染高达50%~60%,机动车尾气排放已成为长春市城郊土壤重金属污染的一个主要来源。长春经济技术开发区是长春市重要的交通中转站,环城高速公路、珲乌高速公路、长吉南线等都由此经过或穿过,交通流量大,排出大量汽车尾气。尾气、扬尘中含有大量的铅、铜和汞等重金属元素,汽车轮胎中含有添加剂锌,摩擦产生的含锌的粉尘,给土壤带来严重的重金属污染,且由于郊区建筑面积小,绿化水平低,所以城郊地区是重金属污染最为严重的土壤污染区。道路网沿线的城郊土壤是接纳汽车尾气和扬尘沉降形成污染廊道,99%以上累积量分布在50m的范围内,形成基质污染类型[9]。
3长春市城郊土壤污染的治理措施
根据长春市城郊土壤污染的危害和特点,利用生物技术、环境工程、立法和宣传等手段进行综合治理。采取预防与治理相结合,有针对性、有效的治理措施,改善长春城郊土壤环境,提高农产品生产质量,保障人们身体健康,提高长春市民生活质量。
3.1加强城郊土壤污染的监测,有针对性地对污染土壤进行修复
针对长春市城郊土壤污染状况,通过研究长春市城郊土壤污染背景值,在调查摸清长春市城郊土壤污染总体状况的基础上,研究建立适合长春市城郊污染状况的土壤质量监测系统和预报系统。长春市各级人民政府和相应机关开始建立土壤污染监测系统,投资961万元,购买安装污染源自动监控设施99台,并实现与环境监控中心联网,设立长春市城郊地区土壤污染监管部门。对长春市全市范围内的工业源、农业源、生活源和集中式污染源进行全面普查。工业方面对全市2600多家单位的污染物排放情况进行排查,对污染物排放种类、数量、排放方式进行清查,建立健全污染源档案,核查污染数据进行对比分析,对污染严重的企业进行关闭或整顿,落实整改措施。大力推广循环生产、无毒工艺,控制“三废”的排放,从源头上消除污染源。农业生产方面,加强污灌管理,严格执行《农田灌溉水质标准》;大力控制化肥和有毒农药的使用,做到因土因植施肥、合理用药,积极推广应用生物防治措施,发展绿色农业;人们生活方面,分类回收和净化处理生活垃圾。严格监控城郊地区的污染,确立长春城郊地区土壤污染评估和修复制度,对未受污染或轻度污染的土壤进行管理和修复[10]。采取积极的预防和治理措施,加大防治力度,控制污染源进入土壤,提高土壤环境承载力。运用现代科学技术,采取有针对性的措施,对重金属污染严重的经济技术开发区、汽车产业开发区、宽城区和二道区城郊污染土壤上植树或种植经济作物,繁殖非食用的种子或工业材料,从而减少污染物进入食物链的途径。对于因交通引起重金属污染严重的区域,在控制交通污染气体排放的同时,施用化学改良剂石灰、粉煤灰、泥炭、钙、镁、磷肥等,降低重金属的可溶性,改善郊区土壤的有机质,增强土壤自净能力,减少植物的吸收量,进而降低对人类身体健康的危害。加强调控长春市城郊土壤污染区土壤的氧化还原条件,使重金属污染物转化为难溶沉淀物,控制其迁移和转化,有效减轻长春市城郊土壤污染。对于绿园区污水灌溉造成严重的城郊有机污染土壤,可使用生物降解菌剂调控土壤pH值,加速污染物的降解。长春市城郊地区雨热同期,自然条件好,绿园区城郊有少量水田区。据研究,在水稻抽穗到成熟期,无机成分大量向穗部转移,大水灌溉可明显降低水稻对镉吸收,干旱则会加剧水稻对镉的吸收。因此,加强水浆管理,可有效地减少重金属的危害[11]。对于个别污染特别严重,对人类生活影响较大的小面积土壤污染区域,可以采取换土和翻土的方法治理严重的土壤污染,此种方法改良彻底,用时短,但缺点是工程量大,成本高。在长春市净月经济开发区城郊一些污染较轻的地区,可以采取调控土壤氧化还原条件的办法,引入适合东北地区成活的有益生物或土壤动物吸收重金属污染物,增强自净能力,从而消除污染。如种植非转基因植物中国蜈蚣草,可以去除土壤中的重金属砷;种植转基因芥菜,可以去除土壤中的重金属硒;引入土壤动物蚯蚓,可以很好地提高土壤自净能力和土壤肥力[12]。根据长春市城郊耕地土壤污染特点,改变城郊受污染耕地的耕作制度,引起土壤环境变化,消除某些污染物的毒害。例如,可以实行水旱轮作,有效减轻或者消除农药污染。城郊居民菜田种植时常用的DDT农药,在旱田中降解速度很慢,残留量也很大,但如果把旱田改成水田,DDT的降解速度会有很大提高[13]。今后,在长春市城郊地区多植树造林,改良土壤,增加土壤有机质含量,改善土壤质量,提高生物降解作用,增强土壤胶体对有害物质的吸附能力和吸附量,从而减少污染物在土壤中的活性,提高土壤环境承载力。
【关键字】:重金属污染 预防措施 治理措施 植物修复治理法
重金属一般以天然浓度广泛存在于自然界中,但由于人类对重金属的开采、冶炼、加工及商业制造活动日益增多,造成不少重金属如铅、汞、镉、钴等进入大气、水、土壤中,引起严重的环境污染。而底泥往往是重金属的储存库和最后的归宿。当环境变化时,底泥中的重金属形态将发生转化并释放造成污染。重金属不能被生物降解,但具有生物累积性,可以直接威胁高等生物包括人类,底泥重金属污染问题日益受到人们的重视。
重金属污染,指由重金属或其化合物造成的环境污染,主要由采矿、废气排放、污水灌溉和使用重金属制品等人为因素所致。重金属具有不易移动溶解的特性,进入生物体后不能被排出,会造成慢性中毒。重金属在人体内能和蛋白质及各种酶发生强烈的相互作用,使它们失去活性,也可能在人体的某些器官中富集,如果超过人体所能耐受的限度,会造成人体急性中毒、亚急性中毒、慢性中毒等,对人体会造成很大的危害,例如,日本发生的水俣病(汞污染)和骨痛病(镉污染,等公害病,都是由重金属污染引起的。重金属污染的主要特点:污染范围广、持续时间长、污染隐蔽性、无法被生物降解,并可能通过食物链不断地在生物体内富集,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,或最终在人体内蓄积而危害健康。
广西是全国重金属污染防治重点省区;广西土壤中砷、镉、锰、锌元素含量高,结合广西土壤环境保护和污染防治的重点区域有:矿区及周边、工业集中区等。根据全区土壤污染调查结果,我区土壤重金属超标区域集中分布在矿产开发区。如南丹大厂矿区刁江流域、大新铅锌矿区、环江铅锌矿区、大新下雷锰矿区、恭城栗木矿区、贺州平桂矿区等矿区周边土壤重金属超标较为明显,已不适宜种植农作物。根据我区土壤污染状况调查成果,确定矿区及周边农田(耕地)、工矿遗弃地、城市周边菜篮子基地及群众反映强烈的污染区域等作为土壤污染防控的重点。
以上大多是人为造成的污染,只有通过人类自身行为改变这一状况,首先,从思想上重视了解重金属对人类及环境造成的危害,提高环境保护意识,只有保护好生存环境,才能保护人类自己;从行为上,要从个人做起,配合国家法律、法规的环境保护的规定,企业要加强管理,并且做好监督管理机制,使措施落到实处,不能只以人为本,还要考虑动植物及环境所能承受的压力,这样,人类才有立足之地。总之,只要以保护环境为出发点,重金属污染问题就能降到最低点。
对重金属污染防治应该重在预防,控制与消除土壤污染源,是防止污染的根本措施。土壤对污染物所具有的净化能力相当于一定的处理能力,控制土壤污染源,即控制进入土壤中的污染物的数量与速度,通过其自然净化作用而不致引起土壤污染。
1)控制与消除工业“三废”排放。
大力推广闭路循环,无毒工艺,以减少或消除污染物的排放。对工业“三废”进行回收处理,化害为利。对所排放的“三废”要进行净化处理,并严格控制污染物排放量与浓度,使之符合排放标准。
2)加强土壤污灌区的监测与管理。
对污水进行灌溉的污灌区,要加强对灌溉污水的水质监测,了解水中污染物质的成分、含量及其动态,避免带有不易降解的高残留的污染物随水进入土壤,引起土壤污染。
3)合理施用化肥与农药。
禁止或限制使用剧毒,高残留性农药,大力发展高效、低毒、低残留农药,发展生物防治措施。例如禁止使用虽是低残留,但急性、毒性大的农药。禁止使用高残留的有机氯农药。根据农药特性,合理施用,制订使用农药的安全间隔期。采用综合防治措施,既要防治病虫害对农作物的威胁,又要把农药对环境与人体健康的危害限制在最低程度。
4)建立监测系统网络。
定期对辖区土壤环境质量进行检查,建立系统的档案资料,要规定优先检测的土壤污染物与检测标准方法,这方面可参照有关参照国际组织的建议与中国国情来编制土壤环境污染的目标,按照优先次序进行调查、研究及实施对策。
除了以上的重金属预防措施外,对已造成重金属污染的土壤必须加大重金属污染的治理力度。国内外都很重视对重金属污染治理方法研究,并开展广泛的研究工作。总的来说,目前大致有以下四种治理措施:
一.工程治理方法。
主要有客土、换土、翻土、去表土等方式。客土是在污染的土壤上加上未污染的新土;换土是将已污染的土壤移去,换上未污染的新土;翻土是将污染的土壤翻至下层;去表土是将污染的表土移去。这些治理方法具有效果彻底、稳定等优点,但实施复杂、治理费用高和易引起土壤肥力降低等缺点。
二.化学治理方法。
化学治理就是向污染土壤投入改良剂、抑制剂,以降低重金属的生物有效性。化学方法治理效果和费用都适中,但容易再度活化。
三.农业治理方法。
通过改变一些耕作管理制度,在污染土壤上种植不进入食物链的植物,来减轻或阻断重金属进入人体造成危害。农业治理法即合理规划农业种植区,在重金属污染严重区域,可选择种植树、花、草或经济作物(如蓖麻);在基本适宜区选择种植低富集重金属作物种类或品种,减少重金属在作物中的累积。农业治理法对于自然背景值偏高区域显得尤为重要,因为自然背景值是由成土母质所影响,长时期内土壤母质中的无机元素保持稳定。对于短期内无法修复的土壤,如废弃矿区土壤、重金属严重污染区,采取农业治理法是简单易行的。农业治理方法易操作、费用低,但是周期长、效果不显著。
四.生物治理方法。
生物治理是指利用生物的某些习性来适应、抑制和改良重金属污染。目前在植物治理方面运用得较多,以筛选出了可吸收积累大量的重金属的超积累植物为主,优点是实施较简便、投资较少和对环境破坏小,适用于大面积的污染治理。生物治理法是根据土壤重金属污染物种类,筛选出超富集植物,利用植物吸收土壤中过量金属,将植物回收综合利用,彻底解决土壤重金属超标问题。在土壤砷污染的植物修复方面具有很好经验可借鉴。生物治理实施简便、投资少,对环境破坏小,治理效果较好。
关键字:土壤污染污染、现状、特性、成因及类型
中图分类号:TE08 文献标识码: A
1、引言
土壤是环境要素之一,是人类生存、兴国安邦的战略资源。近20年来,随着社会经济的高速发展,我国因污染退化的土壤数量日益增加、范围不断扩大,土壤质量恶化加剧,危害更加严重,己经影响到小康社会的建设和可持续发展战略目标的实现,土壤污染防治刻不容缓。
对于土壤污染这个问题,一种观点认为,只要外源污染物进入土壤,便可称为土壤污染;而另一种观点认为,外源污染物不仅需要存在于土壤中,而且要对土壤本身或者土壤中附着的植物或者周围的生态环境造成损害,才能称之为土壤污染。综合来说,土壤污染,就是由于人类的生产、生活等活动产生的污染物、废弃物等直接或者间接的进入土壤,使得土壤的形状和性质等发生变化,并且超出了土壤的自净能力,破坏土壤乃至整个生态平衡的现象。
2、我国土壤污染现状
现如今制约我国经济社会可持续发展的重要因素之一就是土壤污染,由于我国工业化和城市化的进程加快,导致受污染土地的面积不断扩大,这一问题已制约着我国经济社会的发展。
2014 年 4 月 17 日,环境保护部和国土资源部了全国土壤污染状况调查公报,本次土壤污染状况调查的范围是除香港、澳门特别行政区和台湾省以外的陆地国土,调查点位覆盖全部耕地,部分林地、草地、未利用地和建设用地,实际调查面积约 630 万平方公里。调查采用统一的方法、标准,基本掌握了全国土壤环境总体状况。调查结果显示,全国土壤环境状况总体不容乐观,部分地区土壤污染较重,耕地土壤环境质量堪忧,工矿业废弃地土壤环境问题突出。全国土壤总的点位超标率为 16.1%,其中轻微、轻度、中度和重度污染点位比例分别为 11.2%、2.3%、1.5%和 1.1%。从土壤利用类型看,耕地、林地、草地土壤点位超标率分别为 19.4%、10.0%、10.4%。
我国目前土壤污染呈污染种类多、污染途径广、有机无机污染物混合污染、新老污染并存的多元素复杂形式,防治难度极大。农产品的质量安全和人民的身体健康受到土壤污染的严重威胁,同时也影响社会和谐。我国土壤污染状况总体呈现污染物种类多、含量大、受污染土地面积广的特点,农村、城市和矿区呈现不同程度的土壤污染状况,尤其是耕地受污染严重。目前,有关研究表明,我国耕地受重金属污染严重,约有五分之一的耕地被重金属污染,而农产品被有机污染和农用化学品污染,导致其产量和质量均有下降,每年的直接损失至少数百亿。
近几年来,环保问题随着经济社会的迅速发展日益受到人们的关注。土壤环境保护和治理问题也成为除了水、大气、固体废弃物污染以外的新的关注热点。目前,我国生态环境、食品的安全、农业可持续发展等问题已受到土壤污染的严重威胁,土壤污染问题引起了环保治理者的高度重视,为此,国务院办公厅于今年初《关于印发近期土壤环境保护和综合治理工作安排的通知》,要求到2015年,在全面摸清我国土壤被污染状况的前提下,建立严格的涉及耕地和集中式饮用水水源地的土壤环境保护和治理制度,遏制土壤污染的上升趋势,保证全国耕地土壤环境质量的调查点位达标率高于80%。并提出到2020年,力争建成我国土壤环境保护体系,明显改善全国土壤环境质量。
3、土壤污染的主要成因及类型
化学污染、生物污染、物理污染、放射性污染等都是土壤污染物的来源,这些有机和无机污染物造成了土壤污染的多样性。通过污水排放、化肥农药的使用、废气和固体废物,这些污染物质进入土壤并大量累积。随着近几年来人口的急剧增长和工业的迅速发展,大量固体物质堆放和倾倒在土壤表面,土壤层中也渗透着大量有害废水,大气中的飘尘及有害气体也会随雨水进入土壤,另外农业化学肥料污染也是导致土壤污染的重要因素。由于人类的生产和生活过程过多的介入土壤,导致土壤污染的未知来源范围广、种类复杂。
3.1水质污染型
主要由于污染水源(指未经处理、未达排放标准的城市生活或工业废水等)通过被污染的地表水灌溉农田,最终污水中的有毒有害物质随着污水进入农田而污染土壤。
3.2大气污染型
工业活动排放到大气中的有害气体通过空气沉降、化学反应等过程,产生酸雨进入土壤,引起土壤的酸化。另外空气中的粉尘、烟尘等粒子由于地球重力作用空降进入土壤,也形成了土壤污染。
3.3固体废物污染型
城市工业废渣(城市垃圾、煤渣、矿渣、粉煤灰等)大量堆放在土地表面,其中的有毒有害物质造成土壤污染,使环境恶化。这些工业企业及生产生活产生的废物、垃圾等固体有害物质在堆积、处理和掩埋的过程中,大量占用地表面积,并且随着大气的迁移、降水、扩散、地表径流等进而污染周围地区土壤,形成土壤污染的点源性污染。随着城市工业化进程的加速,固体废物污染的污染物性质和种类都逐渐复杂化,并且这种复杂趋势日渐扩大。
3.4农业污染型
农药、化肥在农业生产中过量或不合理的使用都会造成土壤的污染。例如,氮肥在农业生产活动中被大量使用,导致土壤自身成分被破坏,形成土壤表层硬化,造成土壤的生物本质变差,致使农业产品的产出和质地下降。农药虽然具有杀虫的作用,但在农业生产中大量使用会使农药中的有毒有害物质沁入土壤,长期大量使用农药就会引起土壤严重污染。
4、土壤污染特性
土壤污染因其组成结构和形成原因的复杂具有独特性,与大气污染、水污染等其他环境污染有极大差别,它有着自身特有的性质。
4.1隐蔽性和潜伏性
土壤污染是污染物在土壤中长期积累的过程,一般要通过对土壤污染物进行植物产品质量分析监测、植物生态效应监测、植物产品产量监测、以及环境效应监测等来发现。其后果要通过长期摄食由污染土壤生产的植物产品的人或动物的健康状况才能反映出来。因此,土壤污染不像大气和水体污染那样易被人们所觉察。
4.2不可逆转性和长期性
土壤一旦遭到污染后极难恢复,而重金属污染则是一个不可逆过程。许多有机化学物质也需要有一个比较长时间的降解过程。由于土壤是一个络合一鳌合体系,土壤中凡乎所有的金属离子都有形成络合物和鳌合物的能力,形成的络合物、鳌合物可以几十年甚至几个世纪存在于土壤中,在常态下难以分解、转化。因而,土壤一旦遭受污染,极难恢复。
4.3后果的危害性
土壤污染的后果十分严重:1、被污染耕地质量下降,经济损失严重。耕地中污水灌溉并长期使用肥料、农药、农膜,致使污染物在土壤大量累积,土壤肥力下降,农作物产量减少,质量下降。2、食品安全隐患增加,危及人体健康。农作物在被污染的土壤中生长,大量吸收来自污染土壤的有毒有害物质,最终通过食物链进入人体,导致各类疾病的产生,危害人体健康。3、生态安全受到威胁。生态系统是一个有机整体,土壤污染直接导致土壤的生态系统结构和功能产生改变,使得生物种群的多样性减少,结构改变,导致土壤生产力减弱,破坏生态安全。土壤污染不仅危及特定地区的一个人或几个人的人生和财产安全,甚至波及更广范围的多数人的人生和财产安全;不仅危及当代人的生命健康,甚至会殃及子孙后代的利益。
4.4难以治理性
由于土壤污染的来源具有多样性,在治理土壤污染时仅仅依靠治理污染源头是远远不够的。土壤会被重金属、有机物质、放射性元素等多种有毒有害物质污染,这些物质在土壤中积累,很难被土壤稀释,有时甚至需要换土或者淋洗等方法来治理土壤污染,因此治理土壤污染的成本相对较高,时间较长。而大气污染和水污染等则可以通过直接治理污染源头而达到短时间内稀释净化自然的效果。
5、总结
在2012年两会上周宜开委员说,目前我国土壤污染形势严峻,存在的突出问题。周宜开委员并建议:一、抓紧制订土壤污染防治法,规定专门的、行之有效的制度和措施,使土壤污染防治工作步入法制化轨道。二、尽快实施土壤污染防治战略。开展重点加密调查,评估土壤污染对生态环境的风险;建立国家区域土壤污染档案;加强土壤污染监测和风险管理体系建设;推进污染土壤的治理修复。三、严格保护耕地土壤环境。重点做好农产品基地和农业主产区土壤环境安全性评估和有效保护;全面推广数字化测土配方施肥技术,加强耕地质量管理信息化建设。
土壤是人与动植物赖以生存的基础,而随着人类的进化和社会的不断发展,土壤环境正逐渐被破坏,土壤污染问题日益严重。由于我国当前土壤污染形式严峻,所以一定要实施防治战略、加强管理、严格保护土壤环境。
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土壤污染物大致可分为重金属等化学污染物、物理污染物、生物污染物和放射性污染物。在这几类污染物中,重金属会造成土壤环境质量严重下降。重金属在土壤中累积超过一定数量,就会污染生长于其中的植物,进而影响人类健康,引发严重疾病。但是,由于土壤污染有着不同于其他污染的一些特点,在相当长一段时间内并没有引起足够的重视,我国对于土壤污染的预防和修复也还处于探索和研究的初级阶段,很多防治措施还不能起到有效作用,因此土壤重金属污染有愈演愈烈的趋势。针对土壤重金属的污染问题,我们采访了我国著名环境生态专家、南开大学环境科学与工程学院院长周启星教授。
“隐形杀手” 浮出水面
周启星,主要研究方向包括复合污染生态学、污染环境修复、生态毒理与环境基准等,在环境污染特征、毒理效应、土壤环境基准以及修复等方面进行了大量相关研究,尤其在土壤重金属污染防治与修复研究领域有很深的造诣。
在很多人的印象中,“土壤污染”似乎是个新名词,人们对它是陌生的。其实,这些在土壤中潜伏了多年的“隐形杀手”,正悄无声息地浮出水面,不断产生可怕的危害。一段时间来,各地土壤重金属污染事件频发,才渐渐引起了普通百姓对土壤污染的关注。
在采访中,周启星介绍说,土壤重金属污染来源众多。这些重金属进入土体,被生长在其中的作物吸收和积累,人食用了这些被重金属污染的粮食和蔬菜后,将重金属吸收到体内,健康受到很大危害,出现严重的“污染病”。20世纪60年代,日本发生的“痛痛病”和“水俣病”,就是因为镉和汞对环境的污染所致。目前,我国重金属污染也开始呈现快速上升的趋势,2011年1至8月份短短半年多时间,就出现了11起重金属污染事件,土壤重金属污染问题进入人们的视线,对土壤重金属污染的治理与修复变得刻不容缓。
原本被大家忽视的土壤污染一下集中爆发出来,造成的消极影响直线上升,在之前相当长的一段时间内却似乎并没有太多这方面的报道,这是什么原因呢?从周启星教授介绍的土壤重金属污染的特征中,我们可以找到原因。周启星教授介绍了土壤重金属污染的主要特点:污染的长期积累性、隐蔽性、形成原因的复杂性以及治理的困难性。
土壤重金属污染的积累性,是指土壤重金属污染不像水污染那样因为河道被排入污水就可以马上被发现,也并不像工厂的废气排入空气中后人们即刻就能看到。土壤污染是一个逐渐累积的过程,工农业生产以及城市垃圾等固体废弃物的堆放,使重金属有机会渗入土壤;水和大气中的污染物最终也会进入土壤,对土壤造成次生污染。土壤是“最后的垃圾桶”,积累于土壤中的各种重金属,将会逐渐得以释放,对地下水和植物造成缓慢的污染,最终对人体健康构成威胁。学界有一种形象的说法,将其称为“生物定时炸弹”。所以,重金属的中毒发生,是一个缓慢的过程,到出现问题时,一般都已经产生了比较严重的后果。
周启星教授说:“由于土壤本身就具有净化功能,它的污染及其危害也就具有潜在性,用肉眼是很难观察到的,只有用专业的检测设备才能够检验土壤是否被污染,以及污染的程度究竟有多严重。”土壤重金属污染的隐蔽性,造成土壤污染状况容易被忽视。因此,要到有严重的污染事件出现时人们才会察觉到土壤污染的存在,这也就是为什么最近一段时间内各地的重金属中毒事件频频发生,人们才意识到这一污染的严重性。
因为进入土壤中的重金属在大多数情况下不止一种,所以土壤的重金属污染具有复杂性。周启星教授解释说,土壤的重金属污染除了一些主要的有毒重金属污染之外,还有一种情况,那就是有一些毒性小的重金属,如锡、碘等,它们在有机污染物的交互作用下,毒性会变得比较复杂,对动植物和微生物均会造成更大的危害。
由于上面提到的这些特点,导致土壤重金属污染的治理变成一件棘手的事情,纷繁复杂、千头万绪的原因和污染状况让土壤重金属污染的治理只是停留在初级探索的阶段,很难找到切实有效的方式来进行治理,这也就涉及到了土壤污染治理所面临的极大困难。
防治征程困难重重
当土壤污染的问题不断发生并开始被重视之后,相应的预防、治理和修复也就应该开始进行,并尽量使其提早发挥作用。然而,目前我国土壤重金属污染的预防和治理工作进行得并不是很顺利,原因是多方面的。
周启星教授特别提到了我国土壤环境质量标准制定与修订工作过于落后的现状,对我国土壤重金属污染防治工作产生了严重影响。周启星教授介绍说,目前我国使用的《土壤环境质量标准》是1995年制定的,到现在将近20年都没有进行过修订和补充。在此期间,土壤污染又有很多新情况和新问题出现。由于实施的标准十分陈旧和落后,导致无法解决一些现实新问题。
周启星教授指出,1995年颁布的《土壤环境质量标准》,已经不再对我国土壤重金属污染防治工作产生积极影响。他强调,这一标准中存在的最大问题是,该标准的适用范围只限于农田、蔬菜地、茶园、果园、牧场、林地以及自然保护区等地的土壤,而关于商业用地和住宅用地,却并没有明确标准,而且标准中所收录的重金属并不全面,很多对人体健康有严重危害的土壤有机污染物并没有被列入其中。该标准明显是在土壤环境管理工作的初级阶段制定的,很多方面都已经不符合现在的要求。因此,该标准在如今的土壤重金属污染的检测和判断中,已经不能发挥应有的作用,这就迫切需要从国家层面上开展环境基准的系统研究,为《土壤环境质量标准》的修订和完善奠定坚实的基础。
周启星教授非常重视土壤环境标准修订和完善这项工作,他认为只有有了严格和符合实际的标准,解决“是不是应该修复?”、“在什么水平上修复?”、“修复之后希望达到怎样的水平?”等一系列问题,土壤重金属污染的检测和修复工作才能顺利开展。但是,他也非常遗憾地提到,目前我们国家很少有人在进行新标准方面的研究和探索。目前,只有他和他的研究团队一起,进行了一些相关的研究工作。
周启星教授还提到,目前污染土壤修复技术有待提高,也是土壤污染防治中一个比较突出的问题。土壤重金属污染的修复技术不够发达,没有有效的修复技术来处理和净化被重金属污染过的土壤,使得对土壤重金属污染的修复还停留在初级阶段。目前普遍使用的污染土壤修复方法主要有两种:物理修复法、化学修复法。其中,物理方法的缺点是费时费工,且成本较高;使用化学修复方法则容易引起其他问题,出现二次污染,因此在使用的时候应该考虑可能会造成的后果,慎重使用。因此,国内很多相关专家都在对有效的污染土壤修复的方式进行探索和研究,目前生物修复技术因为其成本低廉、治理的本位性和永久性等优点,是人们很看好的一种修复技术,但由于研究和开发刚刚起步,在应用上还并不成熟,有待相关专家进行深入的研究。
此外,周启星教授提到的修复资金、实现商业化的体制问题以及管理方面,还存在着诸多问题。因此,土壤重金属污染的预防和修复,是一项任重道远的工作,其中还存在着很多的问题需要探讨和解决。
任重道远前景乐观
周启星教授说,土壤也像人一样,会出现健康问题。土壤的健康出了问题之后,就如人生病之后,需要及时“治疗”,否则继续恶化下去就会出现更严重的问题。据相关统计数据显示,我国土壤目前已经处于亚健康状态,需要及时采取“诊断”和“治疗”措施,来抑制土壤的健康情况继续恶化。
周启星教授说:“我国的土壤污染问题比国外复杂得多,一是我国的人口多,另外在工业方面,国际上一些污染比较严重的企业都将工厂都搬到了我国。在这个大环境下解决土壤污染问题,确实存在比较大的困难。”他认为,在土壤污染的修复方面,应坚持“两手抓”,一手抓机理的研究,一手抓应用推广 ,加强与政府部门的合作来推动实际应用。他提出,应当将物理修复、化学修复、生物修复、综合修复这几种修复方式按照情况选择使用,让污染土壤修复的效果达到最好;另一方面,政府在相关政策的制定和管理上应继续加强。多个方面共同努力,污染土壤的修复才能真正达到理想的效果。
寻求土壤污染的解决之道,应该从问题的根源做起。目前,我国的经济发展还是粗放式的,环保意识仍然淡薄、片面追求经济效益、盲目开发资源、开采方式不当等问题普遍存在,这些做法也都给土壤重金属污染提供了方便的条件。因此,要在土壤重金属防治方面取得真正的成绩,就要在源头上尽量控制重金属污染的产生和扩散,在极易出现重金属污染的相关工厂 ,应当进行相关的宣传,提高大家保护土壤环境的意识,在重金属污染的源头上进行控制和预防,才能达到真正的治理污染的目的。
完善相关的法律法规,也是非常重要的一项措施。有明确的相关规定,是完成土壤污染预防和治理修复非常重要的一步。据了解,目前相关部门正在进行相关法律法规的制定,相信在这些法律法规出台了之后,污染土壤的防治和修复就会有法可循,防治工作就能更加顺利一些。
关键词:课程体系;课堂教学;案例教学;考核方式
中图分类号:G642.0 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2016)12-0114-02
近年来,随着我国工业的快速发展,对土壤需求和开发利用的程度迅速增强,由此带来的土壤污染问题已经对人类健康和生态环境造成严重的威胁。重金属、持久性有机污染物和农药化肥的污染,直接关系到了农产品质量安全,土壤污染成为限制我国农产品质量和社会经济可持续发展的重要因素之一。人们通过对污染物的来源、性质、迁移转化与影响的研究,探讨各种防治与修复土水环境污染的途径与新技术,从而保障土壤健康、水源清洁、食品安全,促进人类稳定的可持续发展。《土壤污染与防治》是浙江农林大学农业资源与环境专业的专业限选课程,本课程的目标主要是让学生理解和掌握土壤污染的理论和修复防治技术,培养并提高学生观察认知土壤污染,利用土壤污染的知识和技能,满足学生服务于土壤环境保护、土壤污染治理和土壤资源合理利用的基本需求。在通识教育人才培养模式的背景下,教学内容不断增多,但课时数却在减少,传统的教学模式已无法满足新形势下人才培养的需求;而且,太过偏重期末考试的考核方式也无法客观公正的检验学生对课程的掌握情况,为此,本文作者所在的教学团队,对本课程的课程内容体系、教学方法和考核方式等方面进行了改革探索和实践,并进行了总结。
一、科学配置课程内容体系
《土壤污染与防治》课程内容较多,教学学时数较少,因此,教师很难在课堂上把所有的知识点都讲述透彻。这就要求我们合理制订教学计划,科学配置课程内容体系,采用分层教学的模式,突出课程的重点和难点。根据目前土壤污染的特点和发展趋势,将土壤重金属污染、有机污染、肥料污染、固体废弃物污染、污水灌溉以及污染环境质量监测评价和土壤污染修复和治理技术等章节内容设置为重点章节;而将部分章节如无机污染物中的放射性污染、稀土污染,固体废弃物污染中的畜禽粪便、粉煤灰污染以及工业区污染设置为学生自主学习章节。教师重点讲述课程的重点章节和课程的重点难点,其余章节让学生通过自主学习的方式来掌握。对自主学习章节,教师在课堂上只做提纲挈领的讲解,主要是学生通过自学、查阅参考资料和课堂讨论等方式去理解和掌握。通过重新配置课程内容体系,不仅教师在课堂上可以有条不紊,避免眉毛胡子一把抓,而且学生也可以从传统的“满堂灌”和“填鸭式”的教学中解放出来,积极参与到自主学习和课堂讨论,激发了学生自主学习的学习兴趣,培养和提高了主动学习的能力。
二、注重案例教学
案例教学法是教师将科研工作中遇到的问题、发生在身边的污染事件和媒体报道的新闻,经过加工整理,导入课堂讲授。《土壤污染与防治》是一门与实践紧密联系的课程,教学过程中通过运用案例教学,不但让学生能够真正了解身边切切实实存在的污染问题,而且丰富了课堂教学内容,使课堂教学的变得生动有趣,让学生在“听故事”中轻松学习,不再做课堂上的“低头族”。教师可以通过案例,向学生展示污染物(土壤、水体和大气)的来源、污染物的迁移过程,并让学生切身感受到发生在身边的土壤污染、水污染、大气污染以及由此带来的巨大危害。例如,无机污染物中的重金属污染一节,教师通过搜集节能灯厂区土壤汞污染、农作物和瓜果蔬菜的汞含量的调查资料,以及由此带来的周边水体汞污染、水生生物体内的汞富集等问题,再结合上世纪50年生在日本熊本县水俣湾附近渔村的“水俣病”事件,让学生身临其境,真实深刻的认识汞污染及其带来的各种严重后果。此外,教师还可动员学生搜集教学案例,让每个学生都能参与到案例素材的准备和整理过程,通过课堂讨论和教师讲解,将实际问题和理论知识结合起来,提高学生发现问题、分析问题和解决问题的能力。
三、增设课堂讨论、PPT演讲环节
教学过程中适当减少教师讲授时间,增加学生课堂讨论、PPT演讲等环节。通过增设这一教学环节,我们发现学生对课程的认识更加透彻,而且愿意主动查阅资料,了解土壤污染与防治的最新动态和发展趋势,与老师同学分享自己的所见所闻,乐在其中,而不再是身处其外。教师可将同学分为几个小组,设定重金属污染、农药污染、固体废弃物污染和肥料污染等几个主题,每个小组选择一个主题,搜集素材,制作PPT,拿到课堂演讲。演讲讨论环节,要求所有同学都参与到课堂讨论中,积极对同学的演讲主题、PPT制作以及演讲技巧等方面提出问题和建议,让学生可以博采众长,完善自我。例如让学生对家乡的土壤污染状况进行调研,从污染的来源、污染的现状和污染的危害进行分析,在所学理论知识的基础上,广泛搜集资料,提出修复方案,达到真正的学以致用。有些学生通过调查自己家乡的小麦田的重金属污染和农药污染概况,并通过所学知识提出了相应的修复措施和方案;有些学生调查了家乡电子垃圾拆解对当地土壤、水体和农作物产生的影响,对电子垃圾将会给自己家乡的生态环境和粮食安全带来的危害表示担忧,并主动和老师同学寻求解决办法,甚至立志以后从事相关工作,为家乡的土壤环境治理贡献自己的力量;有些学生通过关注新闻媒体报道,了解现阶段我国土壤污染的现状和防治措施,了解某市市区搭建“帐篷”覆盖农药污染土壤,某地区的“镉米”事件等;有些学生通过查阅资料和实地调研,了解了我国土壤污染修复这一行业的发展方向及其存在问题――虽然目前全国土壤修复企业有300多家,但由于受到行业政策、资金方面的限制,修复项目未能迅速增加,土壤修复所需资金量巨大,以城市发展为目的的土壤污染修复,由于修复资金可以不完全政府依赖,市场潜力较大。学生通过动手调研,动脑思考,获取土壤污染的信息,了解这些发生在身边的污染事件,不但可以加深学生课堂知识的理解,而且会增加学生保护土壤、保护环境的责任感和使命感。通过课堂讨论,锻炼了学生的演讲能力,增强了学生的自信心,提高了PPT制作技能以及资料查阅方面的能力,适应了素质教育对人才培养的需求。
四、课程考核改革
课程考核是教学过程的重要环节,是检验教师教学效果和学生学习效果的重要方式。课程考核的客观、公正会直接影响到学生的学习积极性。传统考核方式中,《土壤污染与防治》这门课程平时成绩和期末成绩分别占总成绩的30%和70%,平时成绩包括出勤率、平时作业和实验报告,平时作业通常是有标准答案的讲课重点,学生可以轻而易举的完成,因此,完成平时作业对学生的学习能力和视野的开拓都没有很大提高。此外,由于期末成绩占总成绩的比例较高,学生仅通过期末考试前的突击复习也可以考出不错的成绩。为了更加科学合理的评测学习效果,考查学生的理论学习和实际应用能力,课程的考核方式也作了相应调整:改变传统的单一固定的考核方式,采用形成性考核和期末考核相结合的课程考核评价体系,突出课程过程考查和学生学习能力的评价。评价体系中形成性考核由学生学习态度、平时作业、过程考核和实验报告四部分组成,期末考核为综合性考试。通过课程考核方式的改革,将平时成绩在考核中的比例增加到50%,平时成绩中的平时作业不再是简单容易找到标准答案的题目,而是需要学生付出大量时间和精力的资料搜集、课堂讨论和PPT制作、演讲等。此外,改革后的考核方式中,还在平时成绩中增加了过程考核这个环节,主要是了解学生对一些重要知识点的掌握和理解情况。通过过程考核,教师可以及时掌握学生的学习效果,及时发现教学中存在的问题,在后续的教学中适当调整,完善课堂教学,提高教学质量。通过课程考核方式的改革,有效扭转了传统考核方式下,学生只把功夫用在最后,仅仅依靠考前突击背诵就能取得良好成绩的现象;通过考核方式的改革,学生的自主学习贯穿了整个课程的学习过程,将教师在教学中的主导作用和学生的主体地位做到有机结合,激发了学生自主学习的积极性与创造性;通过考核方式的改革,能够综合评定学生在各个学习环节的表现,并能客观反映学生对该课程的知识点的掌握、运用所学内容解决实际问题的能力。
通过对《土壤污染与防治》课程进行内容体系配置、注重案例教学、增设课堂讨论以及考核方式的改革和实践,活跃了课堂气氛,激发了学生自主学习的积极性和创造性,培养了学生发现问题、分析问题和解决问题的能力,教学效果得到明显改善。高校教育教学改革是一个长期探索和实践的过程,今后的教研活动中还需要进一步的思考和创新,以顺应时代潮流,满足社会快速发展的背景下对优秀人才培养的需求。
参考文献:
[1]陈扬.土壤污染与防治课程教学改革与新模式的探索[J].内蒙古教育(职教版),2014,(9):36-37.
[2]马闯.《土壤污染与防治》教学课程改革与探讨[J].广东化工,2013,40(251):195.
[3]秦巧燕,朱建强,周建利,武美燕.土壤肥料学课程教学改革与实践[J].长江大学学报(自然科学版),2011,(3):263-265.
[4]张尚锋.《普通地质学》课程考试改革探讨[J].长江大学学报(自科版),2013,10(31):267-168.
为深入贯彻落实国务院《土壤污染防治行动计划》(国发〔2016〕31号),保护和改善全省土壤环境,保障公众健康和农产品安全,促进经济社会可持续发展,特制定本计划。
一、总体要求
我省土壤环境质量总体良好,但局部存在污染,中部黑土区土壤功能下降,西部生态脆弱区土壤 “三化 ”严重。全省土壤污染防治工作要以保障农产品质量、人居环境安全和人体健康为出发点,以改善土壤环境质量为核心,以土壤安全利用和土壤风险管控为主线,加强土壤污染防治和综合保护,提升中部黑土地核心区土壤功能、改善西部土壤生态环境,优化东部土壤环境系统,促进土地资源的可持续利用。
基本原则:按照 “预防为主、保护优先、风险管控、分类管理、综合治土、污染担责 ”的原则,建立政府主导、部门协同、企业担责、公众参与、社会监督的土壤资源保护与污染防治相结合的综合治土体系。
工作目标:到2020年,全省土壤环境质量总体保持稳定、局部区域稳中有升,农用地和建设用地土壤环境安全得到基本保障,土壤环境风险得到基本管控。到2030年,农用地和建设用地土壤环境安全得到有效保障,土壤环境风险得到有效管控,土壤生态系统功能有效改善和提升。
主要指标:到2020年,受污染耕地安全利用率达到90%左右,污染地块安全利用率达到90%以上。到2030年,受污染耕地安全利用率达到95%以上,污染地块安全利用率达到95%以上。
二、重点任务
(一)实施中部黑土地核心区综合保护
中部黑土地核心区是国家重要的商品粮生产基地,在保障国家粮食安全中具有举足轻重的地位。包括长春市、吉林市、辽源市,四平市、松原市、通化市的部分县(市、区),梅河口市、公主岭市。
中部黑土地核心区保护的主要任务是:保障黑土区土壤资源安全和生态安全,为农业可持续发展提供土壤资源和生态环境保障。制定并实施2016年至2020年度《全省黑土地保护治理工程试点工作方案》,开展土壤环境保护、土壤培肥、耕地养护等工作。在农安县、榆树市、公主岭市、松原市宁江区等县(市、区)开展黑土地保护利用试点工程。2017年,颁布实施《建设占用耕地耕作层土壤剥离实施办法》,加强对耕作层土壤剥离保护工作。到2020年,逐步恢复土壤肥力,土壤有机质含量提高到2%以上,耕层平均厚度达到20厘米以上,黑土区耕地质量显著提升。(省农委牵头,省发展改革委、省财政厅、省国土资源厅、省水利厅、省林业厅、省环保厅参与)
(二)开展西部地区土壤生态修复
西部地区土地盐碱化等问题较为严重,土壤生态系统较为脆弱,是我省增产百亿斤粮主要地区。包括白城市及四平市、松原市部分县(市、区)。
西部地区土壤保护主要任务是:改良和修复脆弱土壤系统,盐碱地土壤修复试点和石油开采污泥治理取得成效。实施生态治理盐碱区试点工程,在西部地区开展盐碱地修复试点,到2020年力争完成100万亩集中连片盐碱地治理修复;实施石油开采行业泥浆和管线漏失污染治理工程。2017年,松原市、白城市、长春市完成土地复垦治理1万亩以上。2020年基本解决落地油土、废弃泥浆等土壤污染问题。(省环保厅牵头,省发展改革委、省国土资源厅、省工业和信息化厅、省农委参与)
(三)推动东部地区土壤生态功能提升
东部长白山地区是我国东北地区重要的生态屏障,土壤生态系统良好。包括白山市、延州、长白山保护开发区,以及通化市部分县(市、区)。
东部地区土壤保护主要任务是:提升森林、草地、未利用地等土地资源功能,恢复矿山开采区土壤生态环境。落实完善矿山地质环境恢复治理保证金和土地复垦制度,按照 “谁破坏、谁治理”原则,开展矿山土壤生态环境恢复治理。对有重要价值的矿山遗迹开展矿山公园建设,促进资源枯竭型矿山经济转型。加大矿区生态环境综合整治力度。到2020年年底前,建设和恢复珲春市城西煤矿采矿塌陷区等88个重点治理区矿山土壤生态环境。(省国土资源厅牵头,省环保厅、省林业厅、省住房城乡建设厅参与)
(四)强化重点区域、行业监管和土壤治理修复
1.加强重点区域管控。县级及以上政府所在地城镇建成区、工业园区为重点管控区域,产粮油大县、蔬菜大县为重点监控区域。鼓励工业企业集聚发展,有序搬迁或依法关闭对土壤造成严重污染的现有企业,加强企业搬迁原址土地功能变化后的环境监管和风险评估工作。2017年制定《推进城镇人口密集区高风险危险化学品生产企业搬迁改造工作方案》,推动污染企业退城入园;产粮油大县、蔬菜大县要制定土壤污染监控方案。(省工业和信息化厅、省环保厅、省农委负责)
2.加大涉重金属等重点行业污染防控力度。确定重点监管污染物为镉、汞、砷、铅、铬等重金属和多环芳烃、石油烃等有机污染物;重点监管行业为有色金属矿采选、有色金属冶炼、石油开采、石油加工、化工、焦化、电镀、制革等行业。各地政府要根据实际确定本区域重点污染物、重点监管行业和企业名单。列入名单的企业每年要自行对其用地进行土壤环境监测。2017年向社会公开土壤污染重点监管企业名单。(省环保厅牵头,省工业和信息化厅、省国土资源厅、省住房城乡建设厅、省农委参与)
加大淘汰涉重金属重点行业落后产能力度,严格执行重金属相关行业准入标准,禁止新建落后产能或产能严重过剩行业的建设项目。涉重金属企业须依法申领排污许可证,开展强制性清洁生产审核,落实总量控制指标。对涉重金属企业加大环境执法力度,对整改后仍不达标的企业,依法责令其停业、关闭。重点监管行业企业拆除生产设施设备、构筑物和污染治理设施,要事先制定残留污染物清理和安全处置方案,并报所在地县级环境保护、工业和信息化部门备案。2020年重点行业的重金属排放量要比2013年下降10%。(省环保厅、省工业和信息化厅牵头,省发展改革委参与)
关键词:城市规划;环境保护;策略
中图分类号:TU984 文献标识码:B 文章编号:1674-3954(2013)21-0120-02
城市是人类社会经济、政治、文化科技教育的中心,随着城市经济的活动和人口的高度密集,同时也面临着巨大的资源使用和环境保护压力。中国的城市经济一直保持着调整增长的态势,而且长期以来延续一种“高投入、高消耗、高排放”的粗放型增长模式,因此带来的污染使得人们赖以生存的自然生态环境而临越来越严重的威胁。城市中水源污染、扬尘污染、噪音污染、垃圾污染等一系列问题直接影响到城市居民的生活环境。
1 城市规划中环境污染的问题
1.1 大气污染
大气污染通常是指由于人类在活动或自然过程中引起某些有毒有害物质进入到大气中,呈现出一定浓度,达到一定时间后,危害人类与动植物的健康或生命。凡是使空气质量变差的物质都可称为大气污染物,大气污染主要有人为因素(生活燃料、汽车尾气、工业废气等)和自然因素(火山爆发、森林火灾等)两种,而致使大气污染的原因多为人为因素,尤其是工业生产和交通运输中所生产的污染源。
当城市被大气污染后,由于污染物质量的性质、来源、浓度和持续时间的不同,污染地区的地理环境、气象条件等因素,对不同年龄段的人均会造成不同程度的危害。大气污染对人体的影响,首先是感觉不舒服,随后生理上出现可逆性反应,再后会出现急性危害症状,大气污染对人体的危害主要分为急性中毒、慢性中毒和致癌三种。
大气污染对工农业生产的危害可直接影响经济发展,造成大量人力、财力和物力的损失。污染物质也会影响天气和气候的变化,颗粒污染物会使大气能见度降低,或使地球气候变暖,也会使天空中雨水中含有酸性污染物,致使受污染的雨水降落地面造成危害,如图1所示。
1.2 土壤污染
土壤的污染主要分为有机污染物(有机农药、氰化物、石油、合成洗涤剂、酚类及由城市污水、污泥、厩肥带来的有害微生物等)和无机污染物(重金属、放射性元素铯、锶的化合物、酸碱、含硒、氟、砷的化合物等)两大类。当土壤中含有的有毒有害物质过多,超过土壤的自净能力时,便会引起土壤的结构、组成和功能发生变化,微生物活动受到抑制。其有害物质或分解产物在土壤中逐渐积累通过土壤中所种植物等方式间接地被人体吸收,从而会达到危害人体健康的作用。
土壤的污染,较大多数是通过水污染与大气污染的转化而产生,它们可以单独起作用,也可以相互重叠和交叉进行污染。随着农业的现代化发展,农业化学化水平的提高,使大量化学肥料及农药散落到土壤中,使土壤遭受污染的面积越来越大,而且积累在污染土壤中的难降解污染物很难靠稀释作用和自净化作用来消除,随着时间的累积,其土壤中污染程度也越来越严重。
1.3 水域污梁
水污染主要是由于各种化学物质造成水的使用价值降低或丧失并污染环境,存在于污染水域中的碱、酸、铜、镉、汞、苯、酚、氧化剂及二氯乙烷等有机毒物,会使水生生物中毒死亡甚至发生基因突变。水污染主要是由于人类排放的各种外源性物质(包括自然界中原先没有的),使其进入水体后,超出了水体本身的自净作用所能承受的范围,由此造成水污染,使得污染后水质危害人体健康或破坏生态环境,从而影响水体的有效利用。
1.4 固体废物污染
固体废物主要可分为一般工业固体废物、危险废物和生活垃圾三类,固体废物如不能善加处理和利用,将会污染大气、水体和土壤,通过各种介质进而危害人体的健康。
2 城市规划中的环境保护策略
2.1 大气污染整治措施
大气污染的结合防治要从区域环境整体进行,充分考虑区域的环境特征,对影响大气质量的多种因素进行综合分析,再结合具体情况采取合理有效的防治措施,主要治理措施有四个方面。
①利用各种除尘器去除工业粉尘和空气烟尘,或使用物理化学等方法回收利用废气中的有用物质,使有害气体通过物理或化学作用转变为无害;⑦改革能源结构,采用无污染能源或是低污染能源,并对各种燃料进行预处理,以减少燃料燃烧时产生的大气污染物质,并加强企业管理,减少有毒有害气体的逸散和排放;③使用植物净化,在城市和工业区有计划和有选择的扩大绿地面积进行大气污染的综合防治;④认识和掌握气象变化规律,充分利用大气的自净能力,使大气污染通过大气环境物理、化学和生物等作用下进行自净,从而有效降低大气中污染物质的含量。
2.2 土壤污染整治措施
针对土壤污染:①应加强对工业“三废”的治理,减少工业生产中各种有毒有害物质经由水流等排入土中。②针对土壤污染物的种类,多种植有较强吸收力的植物,通过植物吸收作用稀释并降低土壤中有害物质的含量,或通过生物降解净化土壤(如通过蚯蚓可降解土壤中所含有的农药和重金属等)。③对污染土壤进行施加抑制剂改变污染物质在土壤中的迁移转化方向,以减少农作物的吸收,也可通过增施有机肥料、改变耕作方式、抽土、深翻等手段,进行综合治理土壤污染。
2.3 水污染整治措施
水污染的规划主要是将水体污染的现状进行分析调查,并根据当地的水体质量确定最理想的治理措施。通过改善河道水质,增加水体的自净能力,降低并分解水中污染物质。工业企业必须配合有关环境整治人员积极治理水污染,对企业中有毒有害污染物的排放必须进行单独处理或预处理,对工业废水实行清污分流、串级使用、污水回用或一水多用等措施,以提高水体的重复利用率,从而降低水体的污染。
2.4 固体废物污染整治措施
对于城市固体废物污染的规划,主要有垃圾焚烧和固体废物填埋两种方式。并且我国鼓励、支持采取有利于固体废物综合利用活动的经济、技术政策和措施,对固体废物实行充分回收和合理利用。
3 城市规划中的生态环境规划
城市作为集中的污染源,对资源本身存在着巨大的破坏作用,如城市中化学工业生产的各种农用化学生产肥料,虽然提高了农业综合生产的能力,但同时也大大降低了土地的自然生产力。加之大气污染所形成的酸雨、生活生产中的废水等,严重污染和破坏了城市各地区的农田、森林、草原和水域,资源的破坏和丧失在工业时代己愈演愈烈。
而城市中住宅的密度也与交通的繁忙度也直接关系到城市的生态环境,因人们在交通中过多地依赖小型汽车,使得汽车除了大量尾气的排放外,也加速了城市外延的扩大,并侵占更多土地、能源、空间的资源。而水泥道路的铺设也会间接影响到地表水体的循环作用,高层住宅的不断建设也会阻碍了大气、生态、水体等一系列的循环作用。
在条件允许的情况下,城市的生态规划应最大限度的保持和保护城市原有的生态系统,在环境规划中融入生态学思想,尽可能的发挥最大的生态效果以实现协调发展。在城市建立上面,坚持经济建设、城市建设、环境建设三者同步规划,同步实施发展,以实现经济效益、社会效益与环境效益的统一。突出生态环境规划的基本原则,以保护城市特色,满足城市自然、人文需求,有针对性地抓住主要环境问题,坚持可达性与持续性原则,并通过法律、行政、经济多方面手段进行城市生态环境的规划,如图2所示。
4 总结
综上所述,更好的进行城市规划和环境保护都是为了人类能更加健康快乐的生活,对于人类自身发展的思考是解决城市规划中环境保护问题的最基本出发点。城市规划中要寻求人与自然环境的和谐,为人类自身所处环境的发展提供良好的状态,并保证社会管理机制的健全,使生态城市规划能朝着稳定、民主、安全的方面发展,最终实现城市规划与环境保护的可持续发展。
参考文献
[1]朱煜,浅谈如何处理城市规划与环境保护的关系[J],城市建设理论研究,2012,15(15):63~65
[2]李有,吴迪,对城市规划中环境保护整治措施的简要论述[J],黑龙江科技信息,2011,07(07):269
[3]周开华,对城市规划中环境保护整治措施的若干思考[J],中国科技财富,2010,10(10):284
1 城市规划中环境污染的问题
1.1 大气污染
大气污染通常是指由于人类在活动或自然过程中引起某些有毒有害物质进入到大气中,呈现出一定浓度,达到一定时间后,危害人类与动植物的健康或生命。凡是使空气质量变差的物质都可称为大气污染物,大气污染主要有人为因素(生活燃料、汽车尾气、工业废气等)和自然因素(火山爆发、森林火灾等)两种,而致使大气污染的原因多为人为因素,尤其是工业生产和交通运输中所生产的污染源。
当城市被大气污染后,由于污染物质量的性质、来源、浓度和持续时间的不同,污染地区的地理环境、气象条件等因素,对不同年龄段的人均会造成不同程度的危害。大气污染对人体的影响,首先是感觉不舒服,随后生理上出现可逆性反应,再后会出现急性危害症状,大气污染对人体的危害主要分为急性中毒、慢性中毒和致癌三种。
大气污染对工农业生产的危害可直接影响经济发展,造成大量人力、财力和物力的损失。污染物质也会影响天气和气候的变化,颗粒污染物会使大气能见度降低,或使地球气候变暖,也会使天空中雨水中含有酸性污染物,致使受污染的雨水降落地面造成危害,如图1所示。
1.2 土壤污染
土壤的污染主要分为有机污染物(有机农药、氰化物、石油、合成洗涤剂、酚类及由城市污水、污泥、厩肥带来的有害微生物等)和无机污染物(重金属、放射性元素铯、锶的化合物、酸碱、含硒、氟、砷的化合物等)两大类。当土壤中含有的有毒有害物质过多,超过土壤的自净能力时,便会引起土壤的结构、组成和功能发生变化,微生物活动受到抑制。其有害物质或分解产物在土壤中逐渐积累通过土壤中所种植物等方式间接地被人体吸收,从而会达到危害人体健康的作用。
土壤的污染,较大多数是通过水污染与大气污染的转化而产生,它们可以单独起作用,也可以相互重叠和交叉进行污染。随着农业的现代化发展,农业化学化水平的提高,使大量化学肥料及农药散落到土壤中,使土壤遭受污染的面积越来越大,而且积累在污染土壤中的难降解污染物很难靠稀释作用和自净化作用来消除,随着时间的累积,其土壤中污染程度也越来越严重。
1.3 水域污梁
水污染主要是由于各种化学物质造成水的使用价值降低或丧失并污染环境,存在于污染水域中的碱、酸、铜、镉、汞、苯、酚、氧化剂及二氯乙烷等有机毒物,会使水生生物中毒死亡甚至发生基因突变。水污染主要是由于人类排放的各种外源性物质(包括自然界中原先没有的),使其进入水体后,超出了水体本身的自净作用所能承受的范围,由此造成水污染,使得污染后水质危害人体健康或破坏生态环境,从而影响水体的有效利用。
1.4 固体废物污染
固体废物主要可分为一般工业固体废物、危险废物和生活垃圾三类,固体废物如不能善加处理和利用,将会污染大气、水体和土壤,通过各种介质进而危害人体的健康。
2 城市规划中的环境保护策略
2.1 大气污染整治措施
大气污染的结合防治要从区域环境整体进行,充分考虑区域的环境特征,对影响大气质量的多种因素进行综合分析,再结合具体情况采取合理有效的防治措施,主要治理措施有四个方面。
①利用各种除尘器去除工业粉尘和空气烟尘,或使用物理化学等方法回收利用废气中的有用物质,使有害气体通过物理或化学作用转变为无害;⑦改革能源结构,采用无污染能源或是低污染能源,并对各种燃料进行预处理,以减少燃料燃烧时产生的大气污染物质,并加强企业管理,减少有毒有害气体的逸散和排放;③使用植物净化,在城市和工业区有计划和有选择的扩大绿地面积进行大气污染的综合防治;④认识和掌握气象变化规律,充分利用大气的自净能力,使大气污染通过大气环境物理、化学和生物等作用下进行自净,从而有效降低大气中污染物质的含量。
2.2 土壤污染整治措施
针对土壤污染:①应加强对工业“三废”的治理,减少工业生产中各种有毒有害物质经由水流等排入土中。②针对土壤污染物的种类,多种植有较强吸收力的植物,通过植物吸收作用稀释并降低土壤中有害物质的含量,或通过生物降解净化土壤(如通过蚯蚓可降解土壤中所含有的农药和重金属等)。③对污染土壤进行施加抑制剂改变污染物质在土壤中的迁移转化方向,以减少农作物的吸收,也可通过增施有机肥料、改变耕作方式、抽土、深翻等手段,进行综合治理土壤污染。
2.3 水污染整治措施
水污染的规划主要是将水体污染的现状进行分析调查,并根据当地的水体质量确定最理想的治理措施。通过改善河道水质,增加水体的自净能力,降低并分解水中污染物质。工业企业必须配合有关环境整治人员积极治理水污染,对企业中有毒有害污染物的排放必须进行单独处理或预处理,对工业废水实行清污分流、串级使用、污水回用或一水多用等措施,以提高水体的重复利用率,从而降低水体的污染。
2.4 固体废物污染整治措施
对于城市固体废物污染的规划,主要有垃圾焚烧和固体废物填埋两种方式。并且我国鼓励、支持采取有利于固体废物综合利用活动的经济、技术政策和措施,对固体废物实行充分回收和合理利用。
3 城市规划中的生态环境规划
城市作为集中的污染源,对资源本身存在着巨大的破坏作用,如城市中化学工业生产的各种农用化学生产肥料,虽然提高了农业综合生产的能力,但同时也大大降低了土地的自然生产力。加之大气污染所形成的酸雨、生活生产中的废水等,严重污染和破坏了城市各地区的农田、森林、草原和水域,资源的破坏和丧失在工业时代己愈演愈烈。
而城市中住宅的密度也与交通的繁忙度也直接关系到城市的生态环境,因人们在交通中过多地依赖小型汽车,使得汽车除了大量尾气的排放外,也加速了城市外延的扩大,并侵占更多土地、能源、空间的资源。而水泥道路的铺设也会间接影响到地表水体的循环作用,高层住宅的不断建设也会阻碍了大气、生态、水体等一系列的循环作用。
在条件允许的情况下,城市的生态规划应最大限度的保持和保护城市原有的生态系统,在环境规划中融入生态学思想,尽可能的发挥最大的生态效果以实现协调发展。在城市建立上面,坚持经济建设、城市建设、环境建设三者同步规划,同步实施发展,以实现经济效益、社会效益与环境效益的统一。突出生态环境规划的基本原则,以保护城市特色,满足城市自然、人文需求,有针对性地抓住主要环境问题,坚持可达性与持续性原则,并通过法律、行政、经济多方面手段进行城市生态环境的规划,如图2所示。
关键词:城市土壤;重金属污染;土壤环境
中图分类号:X53 文献标识码:A
前言
因城市土壤吸收了工业污染源、燃煤污染源及交通污染源等释放的重金属,在一定程度上对人类的健康造成影响,且对地表水及地下水等水生生态系统造成污染,导致水质系统紊乱,所以土壤重金属污染问题在城市土壤研究中占据重要地位。目前,对城市土壤重金属污染采取有效的管理及治理措施是必要的,避免土壤重金属污染导致大气和地下水质量的进一步恶化及循环。
1 我国城市土壤重金属污染危害分析
回顾性分析导致城市土壤出现重金属污染问题,其“罪魁祸首”多是由于人类日常活动造成的,如不同工矿企业生产对土壤重金属的额外输入及农业生产活动影响下的土壤重金属输入、交通运输对土壤重金属污染的影响等。自然成土条件也会对土壤重金属污染造成影响,如风力与水力的自然物理、化学迁移过程等带来的影响,又如成本母质的风化过程对土壤重金属本底含量的改变[1]。目前,我国很多大城市的土壤仍旧面临着铅、贡及镉等主要污染元素的继续污染,例如,北京、上海、重庆、广州等,土壤都受到不同程度的重金属污染。随着工业、城市污染的加剧以及农业使用化学药剂的增加,城市重金属污染程度日益严重,有关研究统计,目前我国受铅、镉、砷及铬等重金属污染的耕地及城市环境面积共约2000万hm2,占总耕面积的20%。随着土壤重金属污染面积的扩大,我国大量植物生长受到影响,植株叶片失绿,出现大小不等的棕色斑块,同时,根部的颜色加深,导致根部发育不良,形成珊瑚状根,阻碍植株生长,甚至死亡。此外,大量研究证实,土壤重金属污染影响农业作物的产量与质量,人类通过食用这些农作物产品会对健康及生命造成一定威胁。例如,体内重金属镉含量的增加会导致人类出现高血压,从而引发心脑血管疾病;基于铅属于土壤污染中毒性极高的重金属,临床验证一经进入人体,将难以排出,从而影响身体健康,其能对人的脑细胞造成危害,尤其是处于孕期中的胎儿,其神经系统受到影响,导致新生儿智力低下;再者,重金属砷具有剧毒,人类长期接触少量的砷,会导致身体慢性中毒,是皮肤癌产生的明确因素。
2 防治措施与发展展望
2.1 综合措施的运用
应对城市土壤重金属污染问题采取必要的措施,现阶段采用物理化学法结合生物修复法的综合措施进行干预。顾名思义,物理化学法即是运用物理、化学的理论知识研究出治理土壤重金属污染的有效方法。基于土壤重金属污染前期,污染具有集中的特点,易采取的方法为电动化学法、物理固化法。通常采用物理化学法治理重金属污染重且面积较小的土壤,过程中能体现物理化学法效果显著且迅速的特点。例如,我国对城市园林土壤重金属污染,采用物理化学法进行干预,减少了园林植株受损的数量。但对于重金属污染面积过大的城市园林不易采用物理化学法,因土壤污染面积过大,致使人力与财力的投入量增加,且易破坏土壤结构,从而降低土壤肥力。利用生物的新陈代谢活动降低土壤重金属的浓度,使土壤的污染环境得到大部分或彻底恢复,这一过程称为生物修复。实践中,生物修复具有效果佳,无二次污染的优点,且能降低投资费用,便于管理,利于操作[2]。随着生物修复在治理污染问题中的技术运用逐渐推进,已纳入土壤污染修复方法中的焦点行列。
2.2 发展趋势
现阶段,基于我国土壤重金属污染治理法中的生物修复法尚处于初级阶段,有待于提升其应用价值。就我国领土拥有丰富的植被资源而言,为尽可能保护植被资源,应尽快从植被中选取出能抵抗超量重金属的植物,并从能抵抗超量重金属的植物种类中选取相对应的突变体,从而构建起能抵抗超量重金属的植物数据库,并依次对数据库中的植物进行生理及生化的研究。在研究中,采用先进信息技术GPS加强城市区域土壤重金属镉、铅、砷及铬等含量的空间变异与分布控制研究。同时,对土壤中复合重金属污染中各元素间的作用与关系进行研究,从而不断优化物理化学法。
有关文献表明,我国城市土壤重金属污染治理在未来将会面向以下几方面发展,其发展趋势具有极大突破点。以我国各个城市土壤重金属污染的数据为依据,建立起综合的城市土壤数据库,以便于全面且彻底的开展城市土壤重金属污染的调查,有关内容包括:重金属的种类、含量、分布地段及其来源;着手于我国各个城市土壤中污染物质的含量研究,分析生物效应以及人类健康风险,从而为治理土壤污染问题奠定基础;土壤重金属污染涉及面较广,除影响生物及人类健康之外,对土壤、水质、空气质量及大自然整个生态系统都造成了不可避免的影响。因此,将这一课题纳入研究中是必要的,未来将面向对土壤重金属污染与地表及地下水、空气可吸入颗粒物含量与其性质存在的关系进行研究[3];不断优化判断重金属污染来源的相关技术;我国区域城市土壤重金属污染研究主要依据的工具是可视化计算机软件(GIS),利用其强大的空间分析功能与空间数据管理功能运用在判断重金属污染源及其分布地段的研究中,同时能对我国区域城市重金属污染的风险评估进行分析。
3 结语
综上所述,对土壤生态系统的结构、功能与水、土、气、生等其他生态系统的友好关系进行维护是污染治理的前提。目前,我国土壤重金属污染治理正处于上升阶段,面向深化研究,势必探讨出更有成效的治理方法,使人们的生活及健康得到保障。
参考文献
[1] 楚纯洁,朱正涛.城市土壤重金属污染研究现状及问题[J].环境研究与监测,2010,05(11):109-110.
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