前言:一篇好文章的诞生,需要你不断地搜集资料、整理思路,本站小编为你收集了丰富的土壤治理方法主题范文,仅供参考,欢迎阅读并收藏。
关键词:土壤污染 土壤防治法 预防为主
中图分类号:X5 文献标识码:A 文章编号:1008-925X(2012)O8-0007-03
大地孕育万物、滋养生命,是生物赖以生存的基础。作为一个历史悠久的农业大国,几千年来各个时期的统治者与人民都很重视土地这一基础的物质生产资料,诚然,现今社会仍视土地如珍宝——无论农耕用地还是建设用地。然而目前我国土壤污染相当严重,已经威胁到了人民的身体健康,并且有继续恶化的趋势。目前我国受污染的耕地约有1.5亿亩,污水灌溉污染耕地3250万亩,固体废弃物堆存占地和毁田200万亩,合计约占耕地总面积的1/10以上。[1]建国初期,我国大部分土地有机质含量是7%,现在下降至3—4%,流失速度是美国的5倍”。[2]
近年来,土壤污染的问题已经引起了党和政府以及社会各界的关注,并且得到了一定的重视。我国已经相继出台了针对该问题的多种条文规范,但都分散在多种规范中。实践已经证明这种重视显然是不足的,难以遏制并及时治理污染土壤。在专家学者的呼吁下,并经过政府的调查研究,社会各界已经就制定专门的法律来应对土壤污染问题达成了共识。国家已经提出了制定《土壤污染防治法》,并且在起草中。武汉大学环境法研究所所长王树义教授是受环保部委托起草《土壤污染防治法》的主要专家之一,据王本人透露,去年已经将土壤污染防治法“意见稿”提交至环保部,目前正在征求相关部门的建议、意见,他透露该法并没有纳入国务院2012年立法计划,所以年内肯定不会出台。目前土壤污染形势异常严峻,尽早制定出台《土壤污染防治法》刻不容缓。
一、我国土壤污染的现状和问题
土壤污染是指进入土壤中的有害、有毒物质超出土壤的自净能力, 导致土壤的物理、化学和生物学性质发生改变, 降低农作物的产量和质量, 并危害人体健康的现象。[3]土壤污染的特点主要由以下几点:其一,隐蔽性与潜伏性。土壤一旦受到污染,短期内危害并不明显,而是会在一定时期后显现出其危害,且被污染的土壤如果不经由专门人员运用专业方法检测是很难发现的。其二,不可逆性。土壤污染是一种藏储式的污染, 如果不人工予以净化,则将长期的持续存在,难以逆转。其三,范围广范性、后果严重性。土壤一旦被污染,不仅会直接污染农作物,还会危害人体健康,即便是危害到农作物,最终还是对人体造成危害,而且还会导致土壤无法修复而破坏土地持续利用,造成重大的经济与生态损失。
土壤污染源主要来自农业面源污染和工业“三废”污染。农业污染主要来自污水灌溉、农药和施肥,中国土壤学会副理事长、中国农业科学院研究员张维理教授说,我国农药使用量达130万吨,是世界平均水平的2.5倍。据不完全统计,我国这些农药和化肥的实际利用率不到30%,其余70%以上都污染环境了。污水灌溉会使污水中有毒有害物质以及重金属渗入土壤,最终造成污染。工业污染主要指废水、废弃、废渣,这些东西处理不当最终亦会污染土壤。
为了防治土壤污染,其实我国现行法律规范中已有一些关于土壤污染防治方面的规定。从《中华人民共和国环境保护法》、《中华人民共和国土地管理法》到《中华人民共和国水污染防治法》、《中华人民共和国大气污染防治法》、《中华人民共和国固体废物污染环境防治法》,从国务院的有关行政法规到地方性法规和部门规章对土壤污染的防治均有所涉及。[4]但是实践已经证明这些法律应对土壤污染是有缺陷的,防治效果与立法预期相差甚远,其不足之处主要体现在以下几个方面:
第一,现有土壤污染防治相关法律的指引性不高。法的指引作用是指法律作为一种行为规范,为人们提供某种行为模式,指引人们可以这样行为、必须这样行为或不得这样行为,从而对行为者本人的行为产生的影响,也就是说,法的指引作用是通过规定人们的权利和义务来实现的。我国关于土壤污染方面的法律过于分散,立法主体不一致,导致规范之间出现冲突。规范较为分散,没有一个系统的法律法规供参考,使当事人不易了解相关规定,导致相关法规的引导功能打折扣。
第二,土壤污染防治工作的执法主体混乱,直接影响法的执行力。由于各相关法规政策的制定主体不一致,所以很多部门都有一定的监管权,按照现行的法律法土地管理部门、建设行政主管部门、农业部门、环保局、质量监督部门和水行政主管部门等对土壤污染都有监督管权。如《土地管理法》、《农业法》、《固体废物污染环境防治法》、《农产品质量安全法》等法律对相关部门均有授权。[5]这样就形成了多部门监管的格局,致使每个都管一点,但是每个就都不怎么管的局面。
一、对于既有划拨用地,又有出让用地的危旧房改建区和大面积开发的建设用地,拟全部采取先划拨的方式,一次拨给开发建设单位,待拆迁完成后,在有偿出让的地块开工前,经评估再办理土地出让手续。
二、在办理划拨用地手续时,可根据不同地段和建设用地面积,收取每平方米5?50元的土地使用权出让预定金,以督促开发建设单位在拆迁完成后尽快按市政府1993年6号令的规定办理土地出让手续。
三、此项出让预定金收缴入库手续按地价款入库手续办理,在交款单位办理正式出让手续时,可充抵地价款。
四、各区、县房地产管理局在办理房屋拆迁许可证时,必须严格按规定核发,对未取得建设用地批准书的建设项目,一律不得发放房屋拆迁许可证。
特此通知。
附件:城镇土地使用权出让预定金标准
地区等级 预定金标准(元/m2,地)
一 50
二 45
三 40
四 35
五 30
六 25
七 20
八 15
九 10
摘 要:一直以来,治理土壤中的重金属污染都是全球各国亟待解决的一项难题。当前我国土壤重金属污染问题相对较为严峻,且引发这一问题的因素相对也比较复杂。而此种污染问题的出现,不仅会对生物的生长带来极大的危害,还会降低作物的总产量,并对人的生命健康造成极大的威胁。对此,本文以土壤的重金属污染为立足点,通过对我国土壤污染现状和危害的分析,从而就缓解和解决土壤污染问题的策略展开研究。
关键词:土壤重金属污染;危害;修复技术
中图分类号:X53 文献标识码:A DOI:10.11974/nyyjs.20170230224
就土壤本身来看,其之所以会产生重金属污染,主要是因为人类在活动期间将重金属物质带入到土壤内部,使得土壤内的重金属含量增多,破坏生态环境。随着农村人口数量的增长和农业生产过程中对化肥和农药使用量的增加,导致土壤中有害物含量增多,自身生态结构和环境质量被破坏。其中,重金属是对土壤生态结构影响最大的一种元素。为了重塑土壤生态结构,提高土壤内部环境质量,解决土壤存在的重金属污染问题势在必行。
1 土壤污染现状和危害
1.1 重金属污染现状
在2005年到2013年的12月,我国土地管理局第一次开展了有关全国土壤污染情况的调查研究。按照我国在2014年由国土资源部和环保部共同的有关《全国土壤污染状况调查公报》所公示的调查结果看:当前我国土壤生态环境的状况整体来讲十分严峻,特别是重金属污染问题,更是极为严重。在我国一些废弃工矿所在区域的周边位置,土壤的重金属污染问题十分的突出。其中,我国有16.1%的土壤,重金属污染总超标率相对较重,11.2%超标率属于轻微范围;而轻度超标率和中度以上的超标率分别达到了2.3%和2.6%。
1.2 重金属污染的危害
同其他土壤污染类型相比,重金属污染本身的隐匿性、长期性、不可逆性较强,且这种污染问题一旦出现,则很难消逝。一旦重金属污染存在于土壤中,不仅很难被移动,还会长时间滞留在其产生区域,不断污染周边土壤。与此同时,重金属污染物不仅无法被微生物有效降解,还会借助植物、水等介质,被动植物所吸收,而后进入到人类食物链之中,对人体健康a生威胁。从具体的情况来看,重金属污染主要存在以下几种危害类型:对作物生产造成不利影响。因为重金属污染物在土壤与作物系统迁移的过程中,会对作物正常的生长发育和生理生化产生直接影响,从而降低作物的品质与产量。例如,镉属于对植物生长危害性较大的重金属,如果土壤镉含量较高,植物叶片上的叶绿素结构就会被破坏,根系生长被抑制,阻碍根系吸收土壤中的养分与水分,降低产量;会对人体生命健康带去影响。土壤中存在的重金属污染物可以借助食物链对人体健康造成危害。例如,汞进入人体后被直接沉入到肝脏中,破坏大脑的视神经。
2 解决重金属污染问题的方法
2.1 工程治理法
所谓的工程治理法,是通过利用化学或者是物理学中的相关原理,对土壤中的重金属污染问题展开有效治理的一种方法。现阶段,工程治理法主要包括了热处理法、淋洗法与电解法等[1]。在众多重金属污染处理方法中的处理效果更好、处理工艺的稳定性更高。但该项方法处理过程和处理工艺复杂,需要花费的成本高,且经过该方法处理后的土壤,其本身的肥力会有所降低。
2.2 生物治理法
该方法指的是借助生物在生长过程中的一些习性,来达到改良、抑制、适应重金属污染的目的。在该项治理方法中最为常见的就是微生物、植物和动物治理法。生物治理是利用鼠类和蚯蚓等动物能够吸收重金属的特性;植物治理则是利用植物积累到一定程度可以清除重金属污染,对重金属具有忍耐力的特质。工程治理法相比,生物治理方式投资相对较小、管理便利、对环境破坏性小等优势,但治理时间较长[2]。
2.3 化学治理法
化学治理法是通过向已经被重金属污染的土壤中投入适量的抑制剂和改良剂等其他化学物质的方式,增加有机质、阳离子等在土壤中代换量和粘粒含量,来改变被污染土壤电导、Eh、pH等其他理化性质,使重金属可以通过还原、氧化、拮抗、吸附、沉淀、抑制等化学作用被有效消除[3]。
3 结束语
在社会经济发展水平不断提升,重金属对土壤污染程度逐渐加深的今天,对重金属污染现状,以及其可能会造成的危害等问题展开细致的分析与研究,并利用工程、生物、化学等方式来有效的缓解和治理土壤当前存在的重金属严重污染问题,能够对我国土壤的生态环境和内部结构进行重构,为我国城市发展和社会建设提供充足的土壤资源。
参考文献
[1]崔德杰,张玉龙.土壤重金属污染现状与修复技术研究进展[J].土壤通报,2004(3):366-370.
关键词:化工,土壤污染,重金属,防治
土壤是人类赖以生存的主要自然资源之一,也是人类生态环境的重要组成部分。随着工业、城市污染的加剧和农用化学物质种类、数量的增加,土壤重金属污染日益严重,土壤重金属是指由于人类活动将金属加入到土壤中,致使土壤中重金属明显高于原生含量、并造成生态环境质量恶化的现象。
一、重金属的来源、种类
1.土壤重金属来源广泛,主要包括有大气降尘、污水灌溉、工业废弃物得不当堆置、矿业 活动、农药和化肥等。首先是成土母质本身含有重金属,不同的母质、成土过程所形成的土壤含有重金属量差异很大。此外,人类工农业生产活动,也造成重金属对大气、水体和土壤的污染。
2.大气中重金属沉降、大气中的重金属主要来源于工业生产、汽车尾气排放及汽车轮胎磨损产生的大量含重金属的有害气体和粉尘等。它们主要分布在工矿的周围和公路、铁路的两侧。公路、铁路两侧土壤中的重金属污染,主要是Pb、Zn、Cd、Cr、Co、Cu 的污染为主。它们来自于含铅汽油的燃烧,汽车轮胎磨损产生的含锌粉尘等。它们成条带状分布,以公路、铁路为轴向两侧重金属污染强度逐渐减弱;随着时间的推移,公路、铁路土壤重金属污染具有很强的叠加性。
3.农药、化肥和塑料薄膜使用 施用含有铅、汞、镉、砷等的农药和不合理地施用化肥,都可以导致土壤中重金属的污染。一般过磷酸盐中含有较多的重金属 Hg、Cd、As、Zn、Pb,磷肥次之,氮肥和钾肥含量较低,但氮肥中铅含量较高,其中 As 和 Cd 污染严重。农用塑料薄膜生产应用的热稳定剂中含有 Cd、Pb,在大量使用塑料大棚和地膜过程中都可以造成土壤重金属的污染。
4.污水灌溉 污水灌溉一般指使用经过一定处理的城市污水灌溉农田、森林和草地。城市污水 包括生活污水、商业污水和工业废水。由于城市工业化的迅速发展,大量的工业废水涌入河道,使城市污水中含有的许多重金属离子,随着污水灌溉而进入土壤。
5.含重金属废弃物堆积含重金属废弃物种类繁多,不同种类其危害方式和污染程度都不一样。污染的范围一般以废弃堆为中心向四周扩散重金属在土壤中的含量和形态分布特征受其垃圾中释放率的影响,且随距离的加大重金属的含量而降低。由于废弃物种类不同,各重金属污染程度也不尽相同,如铬渣堆存区的 Cd、Hg、Pb 为重度污染,Zn 为 中度污染,Cr、Cu 为轻度污染。
6.金属矿山酸性废水污染金属矿山的开采、冶炼、重金属尾矿、冶炼废渣和矿渣堆放等,可以被酸溶出含重金属离子的矿山酸性废水,随着矿山排水和降雨使之带入水环境(如河流等)或直接进入土壤,都可以间接或直接地造成土壤重金属污染。
二、土壤中重金属污染物现行治理方法
1.工程治理方法
工程治理是指用物理或物理化学的原理来治理土壤重金属污染。主要有:客土是 在污染的土壤上加入未污染的新土;换土是将以污染的土壤移去,换上未污染的 新土;翻土是将污染的表土翻至下层;去表土是将污染的表土移去等。
2.此外淋洗法
用淋洗液来淋洗污染的土壤;热处理法是将污染土壤加热,使土壤中的挥发性污染物(Hg)挥发并收集起来进行回收或处理;电解法是使土壤中重金属在电解、电迁移、电渗和电泳等的作用下在阳极或阴极被移走。以上措施具有效果彻底、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。
3.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。主要有:动物治理是利用土壤中的某些低等动物蚯蚓、鼠类等吸收土壤中的重金属;微生物治理是利用土壤中的某些微生物等对重金属具有吸收、沉淀、氧化和还原等作用,降低土壤中重金属的毒性,如原核生物(细菌、放线菌)比真核生物(真菌)对重金属更敏感。
4.植物治理
利用某些植物能忍耐和超量积累某种重金属的特性来清除土壤中的重金属;目前已发现400多种,超积累植物积累Cr、 Co、 Cu的含量一般在 0.1% Ni、 Pb 以上,积累 Mn、Zn 含量一般在 1%以上。生物治理措施的优点是实施较简便、投资较少和对环境破坏小,缺点是治理效果不显著。
5.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,增加土壤有机质、阳离子代换量和粘粒的含量, 改变 pH、 和电导等理化性质,Eh 使土壤重金属发生氧化、还原、沉淀、吸附、抑制和拮抗等作用,以降低重金属的生物有效性。
三、总结
土壤重金属污染首先应从源头抓起,控制污染源,土壤重金属的污染已经达到相当严重的程度,要充分认识土壤重金属污染的长期性、隐匿性、不可逆性以及不能完全被分解或消逝的特点。土壤质量问题是经济可持续发展和社会全面进步的战略问题,它直接影响土壤质别、水质状况、作物生长、农业产量、农产品品质等,并通过食物链对人体健康造成危害。对土壤质量的保护便是对耕地生产能力的保护,更是提高土地利用效率的强有力措施之一。对于我国这样一个人口众多的农业大国,开展国土质量调查评价,对土壤重金属污染物进行试验研究,开发耕地污染的治理方法和技术,显得更为必要和迫切。
参考文献
[1]崔德杰,张玉龙.土壤重金属污染现状与修复技术研究进展[J].土壤通报, 2004,35
土壤污染问题突出
与水体和大气污染相比,土壤污染有其明显的特点。
一是土壤污染具有隐蔽性和滞后性。大气污染和水污染一般都比较直观,通过感官就能察觉。而土壤污染往往要通过土壤样品分析、农作物检测,甚至人畜健康的影响研究才能确定。土壤污染从产生到发现危害通常时间较长。
二是土壤污染具有累积性。与大气和水体相比,污染物更难在土壤中迁移、扩散和稀释。因此,污染物容易在土壤中不断累积。
三是土壤污染具有不均匀性。由于土壤性质差异较大,而且污染物在土壤中迁移慢,导致土壤中污染物分布不均匀,空间变异性较大。
四是土壤污染具有难可逆性。由于重金属难以降解,导致重金属对土壤的污染基本上是一个不可完全逆转的过程。另外,土壤中的许多有机污染物也需要较长时间才能降解。
五是土壤污染治理具有艰巨性。土壤污染一旦发生,仅仅依靠切断污染源的方法则很难恢复。总体来说,治理土壤污染的成本高、周期长、难度大。
湖南常德市是“土十条”规定的六个土壤污染综合防治先行区之一,也是长期以来重金属污染较为突出的地区之一。
在常德市石门县白云乡,有一座1500多年历史的全亚洲最大的雄黄矿。当地上万亩土地长期笼罩在砷污染的阴影中。
2014年,国务院批复的《石门雄黄矿区重金属污染“十二五”综合防治实施方案》已经实施两年,因为投入不足,进度并没有达到预期。当年媒体集中报道了石门砷污染问题。
当地环保部门曾表示,期望国家层面的气、水、土三个“十条”来给予支持和指明方向。
《全国土壤污染状况调查公报》指出,从土壤污染的分布情况来看,中国南方的土壤污染重于北方,长三角、珠三角、东北老工业基地等部分区域土壤污染问题较为突出,西南、中南地区土壤重金属超标范围较大,镉、汞、砷、铅四种无机污染物含量分布呈现从西北到东南、从东北到西南方向逐渐升高的态势。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%。
土壤修复与风险监控
受污染的土壤可以通过修复降低其风险或危害,恢复其功能,但一般需要大量的资金和较长的时间。土壤修复是指通过物理、化学和生物的方法转移、吸收、降解和转化土壤中的污染物,使其浓度降低到可接受水平,或将有毒有害的污染物转化为无害的物质,一般包括生物修复、物理修复和化学修复3类方法。由于土壤污染的复杂性,有时需要采用多种技术。
生物修复技术是上世纪80年展起来的,其基本原理是利用生物特有的分解有毒有害物质的能力,达到去除土壤中污染物的目的,主要包括植物修复技术、微生物修复技术和生物联合修复技术。优点是不破坏土壤有机质,不对土壤结构做大的扰动,成本低;缺点是修复周期长,通常不适宜对高浓度污染土壤的修复。
物理修复是指通过各种物理过程将污染物从土壤中去除或分离的技术。目前常用的技术包括客土法、热脱附、土壤气相抽提、机械通风等。优点是修复效率高、速度快;缺点是往往成本偏高等。
化学修复是指向土壤中加入化学物质,通过对重金属和有机物的氧化还原、鳌合或沉淀等化学反应,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术。主要包括土壤固化稳定化、淋洗、氧化还原等。优点是修复效率较高、速度相对较快;缺点是容易破坏土壤结构、因添加化学药剂易产生二次污染等。
“土十条”指出,对于轻度及中度污染耕地,采用“农艺调控、替代种植等措施,降低农产品超标风险。”对于重度污染耕地,采用退耕还林还草或种植结构调整。可以看到,未来污染耕地的治理将以农业生态修复为主,而重度污染耕地直接采用土地利用方式的调整来进行管控。
市场层面,证券、媒体、行业组织等对污染耕地的市场预测多以万亿计,且多在3-5万亿之间。而这均以“十二五”期间的单位修复成本(3-5万元/亩)为预测基础。未来,随着耕地污染治理技术的调整,市场将大大缩水。“土十条”中提出,“到2020年,受污染耕地治理与修复面积达到1000万亩。”根据已有农业生态修复技术范畴类项目的统计,该类技术成本约5000元/亩,1000万亩的治理费用约500亿元。我国污染耕地治理与修复的市场总量约为千亿规模,远远达不到几万亿的规模。“十三五”期间,耕地污染治理的市场将主要集中在江西、湖北、湖南、广东、广西、四川、贵州、云南等省份。
向土壤污染宣战
国务院的“土十条”,开启了我国全面治土的新里程。在人们面对“常外毒地”、“毒跑道”、“镉大米”等公共事件的焦虑时,这份历经3年修改、50次易稿的“土十条”的可谓恰逢其时。
与发达国家和地区相比,我国土壤污染防治工作起步较晚。从总体上看,目前的工作基础还很薄弱,土壤污染防治体系尚未形成。上世纪80年代至90年代,我国科学家开始关注矿区土壤、污灌区土壤和六六六、滴滴涕农药大量使用造成的耕地污染等问题。“六五”和“七五”期间,国家科技攻关项目支持开展农业土壤背景值、全国土壤环境背景值和土壤环境容量等研究,积累了我国土壤环境背景的宝贵数据,在此基础上制订并于1995年了我国第一个《土壤环境质量标准》。
环境保护部2014年的《全国土壤污染状况调查公报》显示,我国耕地土壤总点位超标率为19.4%,以轻微(13.7%)及轻度(2.8%)污染为主。而据江苏省(宜兴)环保产业技术研究院与中国土壤环境修复产业技术创新战略联盟联合编制的《中国土壤修复技术与市场研究报告(2016-2020)》显示,我国耕地重金属污染面积约为1.7-2.1亿亩(污染比例8.2%-10.2%),污染区域主要为工矿企业周边农区、污水灌区、大中城市郊区和南方酸性水稻土区等。
我国从“十五”期间开始研发土壤污染治理与修复技术,特别是“十二五”以来,在重金属污染防治专项资金支持下,初步建立了针对不同土壤污染物、污染程度、土地利用类型等的土壤污染治理与修复技术。
关键词:化学方法;改良盐碱地;采取措施
1物理方法改良盐碱地
物理改良就是采用一些物理的方法进行改造盐碱土,如采用灌溉排水系统,冲洗脱盐、松耕、压沙等方法,达到改良利用的目的。其中,以淋洗排盐为主的工程措施是国外盐碱地治理的主要手段,即建立完善的排灌系统,结合深翻改土、换土、淋洗、淤积等措施达到降低耕作层含盐的目标。工程措施虽然应用较为广泛,但存在用工量大、投入成本高、维持时间有限或受限于水资源紧张等一系列问题,且不能从根本上降低土壤盐分,必须结合其它措施进行。
2化学方法改良盐碱地
化学改良就是应用一些酸性盐类物质来改良盐碱地的性质,降低土壤的酸碱度,含盐量,增强土壤中微生物和酶的活性,促进植物根系生长。改善土壤的物理性质,增加土壤团粒构,协调土壤水肥气热,增加土壤肥力,丰富的有机质和腐殖质能提高基质的固氮能力和磷的可溶性。促进其有效吸收,提高造林成活率和促进林木生长。只有在分析每个地区的自然条件(土壤、水文地质、气候)和经营管理条件的基础上,才能解决盐碱化问题。碱化土壤的改良需加入含钙物质来置换土壤胶体表面吸附的钠或采用加酸或酸性物质的方法改良。采用石膏以及工业废渣改良碱土在国际国内已有成功的经验。
3生物方法改良盐碱地
生物措施改良盐碱地,即用植物改良盐碱地,方法易行,经济效益显著。生物措施可以逐渐改变土壤的物理特性,使土壤结构发生变化,质地变得疏松,透气和贮水能力增强。
植物改良土壤盐碱化的作用表现在采用适合地表物覆盖,可以减少地表蒸发,减少盐分在地表的积累。经研究表明:由于植物可以减少地蒸发,减少盐分的表聚,削弱了土壤碱度,从而降低了pH值。
有些植物能耐pH值为8.0~9.5的重碱地,多枝圣柳、桑树等,还有些植物又有排盐作用,可以对硫酸盐、氯化物等盐类产生很强的耐力,并且有泌盐腺、泌盐孔结构。因此,种植耐盐植物对盐碱地具有明显的脱盐作用。
植物有效地改良盐碱地的过程中,还表现在对盐碱地土壤的有益微生物数量种群的增加。选择适合的植物,如植物根系发达、易繁殖的植物,不但可以降低盐碱地盐分含量,而且由于根系发达,可以有效增加土壤中微生物含量,并能增加细菌、放线菌、真菌等有益菌群的数量,恢复土壤遭到盐碱破坏的酸碱平衡环境。
4采取综合治理措施
在常年的生产实践中,人们认识到要防治土壤盐碱化,采取任何单项的措施效果都有限,且不稳定,易反复发生,必须贯彻因地制宜和综合治理的原则。在结合化学物理改良措施以外还应采取生物改良的措施,提高土壤肥力,获得较好的盐碱地改良效果。在治理的同时要巩固盐碱地改良效果,防御土壤返盐,需要配合适当的农业措施。
在盐碱地植被恢复的研究中,生物措施是最重要的治理盐碱的改良措施,但必须因地治宜地选择适合的林木耐盐碱品种。林木种质是一种丰富的基因资源,其对生态环境的作用其他作物、草本无法取代。通过耐盐碱树种引种,为盐碱地造林提供适宜的耐盐碱树种或品种,建设多树种、多林种、多层次、高效益的综合盐碱地防护林体系,恢复盐碱地区脆弱的生态系统、提高该地区生态防御能力、减少灾害损失等都将起到积极的促进作用。
【关键词】化工行业;水体及土壤污染;重金属污染
随着化学工业的飞速发展,人们对金属矿产品的需求也呈现日益增长的趋势。小到餐厅厨房的炊具以及珠宝首饰,大到核工业的核能物质。而由金属污染引发的环境问题日趋严重,其对生态系统中水体及土壤的破坏基本上难以修复,并且人为的改造和维护也很难进行。尤其是前段时间的“牛奶河”事件再一次为我们敲响了环境保护的警钟以及让我们清楚地看到化工行业引起的水体及土壤重金属污染的现状和不争的事实。
一、重金属污染的种类及来源
所谓重金属污染,是指由重金属及其化合物引起的环境污染。尤其是由化工行业引起的水体及土壤重金属污染具有永久性以及明显的累积效应。如下图为重金属在水体及土壤中的迁移转化机理[1]。
1.1 水重金属污染
重金属在水体中积累到一定的限度就会对水体-水生植物-水生动物系统产生严重危害,并可能通过食物链直接或间接地影响到人类的自身健康[2]。对水质产生污染的重金属主要有Cd、Pb、As、Hg、Cr和Co等。其中以Hg的毒性最大,Cd次之。此外,As由于其毒性可将其归为重金属污染。
1.2 土壤重金属污染
土壤重金属污染是指由于人类活动将重金属带入到土壤中,致使土壤中重金属含量明显高于背景含量、并可能造成现存的或潜在的土壤质量退化、生态与环境恶化的现象[1]。污染土壤的重金属包括生物毒性显著的元素如Cd、Pb、Hg、Cr、As,以及有一定毒性的元素如Cu、Zn、Ni。
1.3 重金属污染的来源
重金属的污染主要来源化学工业污染,污染源主要有冶炼、化工、电镀、电子、制革等行业排放的“三废”等以及民用固体废弃物不合理填埋堆放和大量化肥、农药的施用,使得各种重金属污染物以单质或离子形态进入水体、土壤以及人体[2]。
二、重金属污染的防治措施
2.1水体重金属污染的防治对策
2.1.1 控制水体重金属污染源
控制重金属污染源,预防水体的污染。一方面要加强水资源的管理力度;另一方面要严格控制各种污水的排放源头以及监督、管理和控制有关工业部门和改革其生产工艺[3]。
2.1.2 水体重金属污染的工程治理
目前常用的治理水体重金属污染的工程工程措施主要有三类,即物理处理法、化学处理法及生物处理法[3]。
2.1.2.1 物理和化学方法
物理和化学方法属于传统处理重金属污染水体的的措施,包括沉淀法、螯合树脂法、高分子捕集剂法、天然沸石吸附法、膜技术、活性炭吸附工艺以及离子交换法等[4]。物理和化学方法具有净化效率高、周期较短等优点;但存在选择性小、流程长、操作麻烦以及处理费用高等缺点。
2.1.2.2 生物处理法
生物处理法相对常规水处理法有投资小、成本低以及工艺简单等优点而得到广泛应用。国外,Groudeva等[5](2001) 对用生物修复水体的重金属污染作了最新的综述。总之,水体有害重金属的生物修复技术有着广泛、低廉的原材料及很好的前景。
2.2 土壤重金属污染的防治对策
土壤受重金属污染后,蓄积在土壤中的有害重金属能迁移到水、空气和植物中难以消除[6]。因此,土壤受重金属污染应以“预防为主”。
2.2.1 综合防护措施
控制和消除土壤的重金属污染源,同时采取消除土壤中的重金属污染物或控制重金属污染物迁移转化的措施,使其不能进入食物链[6]。
2.2.2 生物防治
土壤污染物质可通过生物降解或植物吸收而净化土壤。如羊齿铁角蕨植物对土壤中Cd的吸收率可达10%,多年可使土壤Cd含量降低50% [7]。
2.2.3 施加抑制剂
土壤施加某种抑制剂,可改变重金属在土壤中的迁移转化,减少作物吸收,如使用石灰可增加土壤PH,使Cu、Zn、Hg、Cd等金属或氢氧化物沉淀。研究表明,施用石灰后稻米含Cd量可降低30%[6]。
三、结论
随着水体及土壤重金属污染的日益严重化以及重金属污染物进入生态系统后造成难以修复的危害,其正越来越为人们所了解和重视。目前重金属污染的治理方法以物理化学方法为主,生物修复技术作为经济、高效和环保的治理技术在治理和防治重金属污染方面将发挥更大作用。新型高效的水体及土壤重金属污染防治措施有待优化及创新。
【参考文献】
[1]孙铁珩,周启星,李培军,等.污染生态学[M].北京:科学出版社,2001.
[2]邓志瑞,余瑞云,余采薇,等.重金属污染与人体健康[J].环境保护,1991(12):26-27.
[3]贾燕,.重金属废水处理技术的概况及前景展望[J].中国西部科技(学术版),2007 (4):10-13.
[4]张剑波,冯金敏.离子吸附技术在废水处理中的应用和发展[J].环境污染治理技术与设备,2000(1):46-51.
[5]Groudeva, Guthrie EA, Walton BT. Bioremediationin the rhizosphere[J]. Environ Sci Thechnol,1993,27:2630-2636.
关键词:固废拆解;土壤污染;污染修复
DOI:10.16640/ki.37-1222/t.2016.14.100
0 引言
本文是以固废拆解对土壤所造成的污染及采取的治理方法为研究对象。首先我们以台州市路桥区固废拆解集中区域作为我们的实验基地,对该区域进行了长时间的调查研究,了解了固废拆解的现状,并对土壤进行了监测,了解了固废拆解对土壤所造成的主要污染物及污染程度,然后提出治理方案,并通过分析比较确定了土壤污染的修复目标、修复方法,随后进行了土壤修复实验,达到预期效果。最后针对治理过程中存在的问题提出改进建议。
1 土壤污染状况监测情况
1.1 布点设置
我们对已污染的选定区域表层土壤进行了调查筛选,通过网格法均匀布点取样检测,确定重点区块,并重新根据污染源调查情况,采取污染源为中心的放射状布点,对每个重点区块进行布点采样分析。
1.2 现状监测结果
根据监测分析结果,路桥区表层耕地土壤镉超标率最高,超标率达到41.7%;其次为铜,超标率达到32.3%;铅和锌的超标率分别达到20.5%和15.0%。在各乡镇街道中,超标情况最为严重的是峰江街道,其次为新桥镇,再次为主城区(包括路桥、路北、路南三个街道)。各乡镇街道及重点区域土壤重金属浓度如下:
2 污染土壤修复
2.1 修复方法
污染土壤的修复,不同污染类型的污染土壤具有不同的修复方法。针对有机污染土壤,国内外采用较多的方法有化学淋洗技术、热脱附技术、生物堆制技术、原位生物修复技术、热解焚烧技术等;针对重金属污染土壤,采用较多的技术有淋洗/浸提技术、生物修复技术、固化/稳定化技术等[2]。
本实验对选定区域土壤修复采用原位生物修复(动物、植物强化复合工艺)工艺为主,生物处理(化学淋洗)为辅的工艺技术。高浓度的地块预先采用化学淋洗的措施,达到中度或轻度污染浓度后再采用动物修复;修复动物为“大平二号”蚯蚓;中度和轻度污染采取作物试种,选择的植物修复品种为超积累植物芥菜。
2.2 修复实施效果
土壤污染修复后重金属浓度见下表3。
根据上表:第一阶段修复后植物修复区和动物修复区土壤中重金属铬、铜、铅的浓度均低于第一阶段修复目标值,达到了第一阶段预期目标;动物修复区,动物修复后蚓体中的重金属铬、铜、铅的浓度含量较高,修复后土壤中重金属铬、铜、铅的浓度明显降低,说明“大平二号”蚯蚓对重金属的吸附效果比较明显,在中度污染的地块采用动物修复技术是比较成功的。
3 结论
本研究通过对台州市路桥区固废拆解业的调查与了解,选定了主要拆解基地作为试验基地,对他们的土壤进行了监测,在全面了解台州市路桥区固废拆解业对土壤造成的污染现状的前提下,我们提出了生态修复方法,目前均取得了一定的成效。
参考文献:
盐碱地总数:9千万公顷
康:现在我国的盐碱地,一部分是历史地质时期留下的原生盐土。地下水位高,水分蒸发以后,盐分随着水分向上运动,积累在土壤当中,当地下水位下降后,盐分继续留在土壤当中,就形成了盐碱地。原生盐土,还在发生盐碱化的土壤和潜在盐渍化的土壤三者加起来,我国有大约9913万公顷盐碱地,主要有几大片,新疆,滨海盐碱地,东北松嫩平原半湿润区,黄淮海平原,还有以宁夏为代表的黄河中上游地区。
鞠:盐碱地这个概念现在不是很严谨。很多时候把盐碱化耕地都算进来了,国土资源部资料中显示的盐碱地只有1.5亿亩。
康:总之面积不小,光松嫩平原就有三百多万公顷。盐碱地是人类和自然长期斗争的阵地。国内外盐碱地治理都有上千年历史。
黄淮海平原:最成功的治理
康:解放后我国最成功的治碱案例是黄淮海平原的盐碱地治理。原来这一地区地下水位高,盐碱化严重,很多地方都是中低产田。由中科院、农业部等组成的黄淮海攻关队伍,在“七五”期间解决了这一问题。其间,井排井灌的水利措施,起到了很大作用,具体操作是地下水抽上来,把盐分淋洗下去,这样能够让上层土壤的盐分减少,为作物生长提供适宜环境。治理效果显著,黄淮海平原现在冬小麦,夏玉米,处处是高产田。黄淮海平原上世纪八十年代开始系统治理时,盐碱地有246万公顷,涉及到冀、鲁、豫、苏、皖、京、津五省二市。2005年,盐碱地面积降到38.45万公顷。
鞠:黄淮海平原改造工作做得较多,因为那是粮仓,粮食主产区,现在黄淮海平原盐碱地大部分不存在了,与全球变暖,工业发展地下水位下降有很大关系。
康:黄淮海平原原来地面植被少,耗水量小。经过井排井灌、水盐调控之后,冬小麦夏玉米能够生长,但耗水量却超过900多毫米,而这一地区降雨量600多毫米,中间有200、300毫米亏缺,这就是华北地区地下水不断下降的原因。
多年来,不论是科学家还是普通农民,用他们的聪明智慧在治碱方面想了很多好法子。比如,如今广泛采用的种植水稻的方法,三百年前天津的老百姓就曾用过。现在治理盐碱地的主要方法是灌排结合、盐分淋洗,结合排水系统降低地下水位。还有台田,在山东把土挖起来堆高,上面种地,下面养鱼。可以在土壤中掺入土壤改良剂,把矿渣混在土壤中等等。这些方法在黄淮海平原中低产田改造实践中发挥了良好的效果。
应该说,现阶段治理难度小的盐碱地已经开发得差不多了。剩下的都是不好开发的。难度体现在两个方面,其一,盐碱地治理离不开水,有些地方盐碱地土质问题不大,因为缺水而无法利用。其二,土壤中如果含有大量的钠离子,一遇水就颗粒膨胀,不透水不透气,用传统的水灌淋洗法很难奏效。
宁夏、山东:滴灌与暗管的新试验
康:怎样用少量水分淋洗盐分?宁夏平罗县开展的“农业综合开发节水灌溉技术试验示范项目”示范了一条新路。矿化度2.5克/升的水农业上称为微咸水,5克/升以上称为咸水。宁夏开展这个项目的地区,水的矿化度是7.5克/升,土壤含盐量高,淡水匮乏,而且土壤属于第三系的红胶泥,土质粘重,遇水不下渗,传统治理方法派不上用场。而采用滴灌,水盐调控,一方面把土壤里多余的盐分经由滴灌淋洗走,在作物根系分布的范围内含盐量比较低。另一方面自然规律是水往低处流。土壤水势高,根系水势低,水就会从土壤往根系里流。含盐量高造成土壤渗透势下降,水势下降。滴灌可以高频率灌溉,始终保持土壤的含水量,使得渗透势降低造成的水势下降得到补偿。
平罗县这样的咸水分布区,用咸水来调控盐分,选用一些适宜的作物品种,例如枸杞,不但产量高,品质还好。项目很快产生效益,种植的西红柿黄瓜去年都达到了高产田的水平。宁夏的盐碱地总共大概有四五百万亩,仅平罗西大滩准备开发的白浆土地就有二百多万亩。若这项技术推广开来,会为地方上创造可观的经济、社会和生态的综合效益。
鞠:所谓利用咸水,是不是说用质量差一些的水,还能将盐分淋洗下来?
康:不同类型区,有什么样的条件,就去研究什么样的模式。在西北缺水地区想办法将咸水利用起来。
王:在山东东营市黄河三角洲采取的暗管排碱,也是当前治碱领域较为先进的技术。他们基于当地水资源丰富的现实,改变传统挖沟排碱效果不佳且占用耕地的方法,用专业机械把防腐蚀性能较好的PVC管按地下水位高低埋到地下一米左右深处,通过暗管将水排出,既节约了土地,又改良了土壤,收到了良好的效果。
康:盐碱地治理的核心是控制地下水位。地下水位过高,水分会顺着土壤里很细的毛管孔隙向上运动,盐分也向上运动。控制地下水位就得搞排水系统。
核心问题是成本
康:从去年开始,盐碱地又热起来了。国家有好几个项目涉及,除了宁夏,天津和吉林也在搞项目。
鞠:盐碱地虽然板结贫瘠,然而中国耕地资源紧张,盐碱地作为一种边界的土地开始得到人们关注。“七五”、“八五”的时候粮食产量普遍不高,重视盐碱地为的是中低产田改造。东北苏打盐碱地,世界三大苏打盐碱地之一,它的碱性土壤危害程度远远高于西北硫酸盐和硫酸氯化物,开发它为的是建设粮仓,为的是高产田,为的是18亿亩红线。国家刚批准的《吉林省增产百亿斤商品粮能力建设总体规划》涉及几百万亩地的开发,盐碱地治理是其中至关重要的部分。
王:这是国土资源部在大安的土地开发整理特大工程,关系到国家粮食安全中长期规划。
康:松嫩平原本来是我国三大草场之一,因为过度放牧盐碱化,量变到质变,成了盐碱地。土地主要是苏打盐碱地,离水源近,可以采用种植水稻的方法。其实,种植水稻治理盐碱地的方法在那里已经比较成熟了,土地整理项目事实上是对这项技术的推广运用。
鞠:现在滨海盐碱地,比如天津、江苏,搞盐碱地开发为的是建设用地,盐碱地属于未利用地,用起来方便。建设用地也不可能只有地面建筑,也需要绿地,需要植被。
康:天津大港等地现在能看到的绿地成本奇高,500元~600元/平方米,原先是盐碱地,加一层隔层,上面换上好土,再种树种草。树怎么也长不大。盐碱地是中新生态城几大问题之一。30平方公里都这样绿化,成
本太高。我们现在正在中新生态城里搞一个试验点,解决滨海地区建设用地的绿化问题。关键在降低成本。
盐碱地治理的成本并不高。以宁夏为例,技术一上马,很快高产田。宁夏治理盐碱地一亩一千多元,地下管能用十年,地面管能用三年。现在改良盐碱地成本一般在一亩两千元左右,苏打盐碱地要高一些。
王:西北盐碱地治理,怎样在成本控制和节约水资源之间达成平衡成了核心问题。老百姓觉得大水漫灌就行了,然而费水太多,长久看是不可持续的。成本控制住了,让当地人用得起,才能达到节水的目的。
康:盐碱地治理存在的问题还有很多,钠离子高的土壤中怎样更好地进行水盐调控,怎样更好地淋洗盐分,怎样在水资源短缺的地方快速产生经济效益,还有怎样为不同的用户量身定做他们会用、而且能产生经济效益的技术等,都需要很好的研究。现在,从东北的大安,到天津的滨海,到宁夏的干旱半干旱地区,再到北疆南疆,我们已经布置了一条盐碱地治理开发和次生盐渍化防治的一条线。我们的研究队伍针对这些地区会进行长期的研究工作。
相关资料:
盐碱地常见于蒸发多于降水的干旱、半干旱和荒漠地带,以及东部的沿海平原。根据联合国教科文组织和粮农组织不完全统计,全世界盐碱地的面积为9.5438亿公顷。我国有现代化活性盐渍土壤约5.54亿亩,残余盐渍化土壤6,73亿亩,潜在盐渍化土壤2.6亿亩,总共14.78亿亩,约为9913万公顷,占全世界盐渍土壤的九分之一,与中国耕地总面积相差不到4亿亩。