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(一)土壤污染防治工作取得初步成效。高度重视土壤污染防治工作。各地区、各部门认真贯彻落实中央关于环境保护工作的决策和部署,不断加大工作力度,在开展土壤基础调查、完善相关制度规范、强化污染源监管、提升土壤污染防治科技支撑能力、组织污染土壤修复与综合治理试点示范等方面进行了积极探索和有益实践,取得了初步成效。
(二)土壤环境面临严峻形势。目前,我国土壤污染的总体形势不容乐观,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,全社会土壤污染防治的意识不强;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。
(三)加强土壤污染防治意义重大。土壤是构成生态系统的基本环境要素,是人类赖以生存和发展的物质基础。加强土壤污染防治是深入贯彻落实科学发展观的重要举措,是构建国家生态安全体系的重要部分,是实现农产品质量安全的重要保障,是新时期环保工作的重要内容。各级环保部门要从全局和战略的高度,进一步增强紧迫感、责任感和使命感,把土壤污染防治工作摆上更加重要和突出的位置,统筹土壤污染防治工作,切实解决突出的土壤环境问题。
二、明确土壤污染防治的指导思想、基本原则和主要目标
(四)指导思想。以科学发展观为指导,以改善土壤环境质量、保障农产品质量安全和建设良好人居环境为总体目标,以农用土壤环境保护和污染场地环境保护监管为重点,建立健全土壤污染防治法律法规,落实土壤污染防治工作机构和人员,增强科技支撑能力,拓宽资金投入渠道,加大宣传教育力度,夯实工作基础,提升管理水平,切实解决关系群众切身利益的突出土壤环境问题,为全面建设小康社会提供环境保障。
(五)基本原则。
预防为主,防治结合。土壤污染治理难度大、成本高、周期长,因此,土壤污染防治工作必须坚持预防为主;要认真总结国内外土壤污染防治经验教训,综合运用法律、经济、技术和必要的行政措施,实行防治结合。
统筹规划,重点突破。土壤污染防治工作是一项复杂的系统工程,涉及法律法规、监管能力、科技支撑、资金投入和宣传教育等各个方面,要统筹规划,全面部署,分步实施。重点开展农用土壤和污染场地土壤的环境保护监督管理。
因地制宜,分类指导。结合各地实际,按照土壤环境现状和经济社会发展水平,采取不同的土壤污染防治对策和措施。农村地区要以基本农田、重要农产品产地特别是“菜篮子”基地为监管重点;城市地区要根据城镇建设和土地利用的有关规划,以规划调整为非工业用途的工业遗留遗弃污染场地土壤为监管重点。
政府主导,公众参与。土壤是经济社会发展不可或缺的重要公共资源,关系到农产品质量安全和群众健康。防治土壤污染是各级政府的责任。各级环保部门要在同级党委政府统一领导下,认真履行综合管理和监督执法职责,积极协调国土、规划、建设、农业和财政等部门,共同做好土壤污染防治工作。鼓励和引导社会力量参与、支持土壤污染防治。
(六)主要目标。
到20*年,全面完成土壤污染状况调查,基本摸清全国土壤环境质量状况;初步建立土壤环境监测网络;编制完成国家和地方土壤污染防治规划,初步构建土壤污染防治的政策法律法规等管理体系框架;编制完成土壤环境安全教育行动计划并开始实施,公众土壤污染防治意识有所提高。
到20*年,基本建立土壤污染防治监督管理体系,出台一批有关土壤污染防治的政策法律法规,土壤污染防治标准体系进一步完善;建立土壤污染事故应急预案,土壤环境监测网络进一步完善;土壤环境保护监管能力明显增强,公众土壤污染防治意识显著提高;土壤污染防治规划全面实施,土壤污染防治科学研究深入开展,污染土壤修复与综合治理示范项目取得明显成效。
三、突出土壤污染防治的重点领域
(七)农用土壤环境保护监督管理。以基本农田、重要农产品产地特别是“菜篮子”基地为监管重点,开展农用土壤环境监测、评估与安全性划分。加强影响土壤环境的重点污染源监管,严格控制主要粮食产地和蔬菜基地的污水灌溉,强化对农药、化肥及其废弃包装物,以及农膜使用的环境管理。对污染严重难以修复的耕地提出调整用途的意见,严格执行耕地保护制度。积极引导和推动生态农业、有机农业,规范有机食品发展,组织开展有机食品生产示范县建设,预防和控制农业生产活动对土壤环境的污染。
(八)污染场地土壤环境保护监督管理。结合重点区域土壤污染状况调查,对污染场地特别是城市工业遗留、遗弃污染场地土壤进行系统调查,掌握原厂址及其周边土壤和地下水污染物种类、污染范围和污染程度,建立污染场地土壤档案和信息管理系统。
建立污染土壤风险评估和污染土壤修复制度。对污染企业搬迁后的厂址和其他可能受到污染的土地进行开发利用的,环保部门应督促有关责任单位或个人开展污染土壤风险评估,明确修复和治理的责任主体和技术要求,监督污染场地土壤治理和修复,降低土地再利用特别是改为居住用地对人体健康影响的风险。
对遗留污染物造成的土壤及地下水污染等环境问题,由原生产经营单位负责治理并恢复土壤使用功能。加强对化工、电镀、油料存储等重点行业、企业的监督检查,发现土壤污染问题,要及时进行处理。区域性或集中式工业用地拟规划改变其用途的,所在地环保部门要督促有关单位对污染场地进行风险评估,并将风险评估的结论作为规划环评的重要依据。同时,要积极推动有关部门依法开展规划环境影响评价,并按规定程序组织审查规划环评文件;对未依法开展规划环评的区域,环保部门依法不得批准该区域内新建项目环境影响评价文件。
按照“谁污染、谁治理”的原则,被污染的土壤或者地下水,由造成污染的单位和个人负责修复和治理。造成污染的单位因改制或者合并、分立而发生变更的,其所承担的修复和治理责任,依法由变更后承继其债权、债务的单位承担。变更前有关当事人另有约定的,从其约定;但是不得免除当事人的污染防治责任。造成污染的单位已经终止,或者由于历史等原因确实不能确定造成污染的单位或者个人的,被污染的土壤或者地下水,由有关人民政府依法负责修复和治理;该单位享有的土地使用权依法转让的,由土地使用权受让人负责修复和治理。有关当事人另有约定的,从其约定;但是不得免除当事人的污染防治责任。
四、强化土壤污染防治工作措施
(九)搞好全国土壤污染状况调查。各级环保部门要按照全国土壤污染状况调查工作的统一部署,加强沟通协调,有效整合资源,强化质量管理,落实配套资金,确保调查的进度和质量;在搞好调查成果集成的基础上,组织对调查成果的开发利用,服务于国家和地方经济社会发展。同时,要严格执行国家有关保密的规定,做好数据、文件、资料、报告的信息安全和保密工作,确保万无一失。
(十)建立健全土壤污染防治法律法规和标准体系。抓紧研究、制定有关土壤污染防治的法律法规和政策措施。加快制定污染场地土壤环境保护监督管理办法,并组织好实施。组织制修订有关土壤环境质量、污染土壤修复、污染场地判别、土壤环境监测方法等标准,不断完善土壤环境保护标准体系。鼓励地方因地制宜,积极探索制定切实可行的土壤污染防治地方性法规、标准和政策措施。(十一)加强土壤环境监管能力建设。把土壤环境质量监测纳入先进的环境监测预警体系建设,制定土壤环境监测计划并组织落实。进一步加大投入,不断提高环境监测能力,逐步建立和完善国家、省、市三级土壤环境监测网络,定期公布全国和区域土壤环境质量状况。加强土壤环境保护队伍建设,加大培训力度,培养和引进一批专门人才。制定土壤污染事故应急处理处置预案。编制国家和省级土壤污染防治专项规划,并组织实施。国家和地方环境保护规划应包括土壤污染防治的内容,并提出具体的目标、任务和措施。
(十二)开展污染土壤修复与综合治理试点示范。根据土壤污染状况调查结果,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试点。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。
(十三)建立土壤污染防治投入机制。地方要加大土壤污染防治投入,保证投入每年有所增长。中央集中的排污费等专项资金安排一定比例用于土壤污染防治,保证资金逐年增加并适当向中西部地区倾斜;地方也应在本级预算中安排一定资金用于土壤污染防治。我部将协调中央财政部门视情况对地方土壤污染防治给予资金补助。财政资金重点支持土壤环境监测、污染场地调查与评估、土壤污染防治科学研究和技术开发、污染土壤修复与综合治理示范工程建设。按照“谁投资、谁受益”的原则,引导和鼓励社会资金参与土壤污染防治。
关键词:土壤;重金属污染;法律对策
中图分类号:X53 文献标识码:A
文章编号:1005-913X(2017)06-0056-02
土壤-植物系统是生物圈中最为基础的结构,可以对太阳能进行有效转化。而土壤重金属污染就是人类在生产、生活过程中将重金属加入土壤,使重金属含量比自然含量显著高出,从而导致生态环境受损的状况。土壤重金属污染不仅会影响农作物的生长,而且会对空气、水等造成影响,所以说土壤重金属污染对人类生存有着关键影响。因为土壤重金属污染所带来的后果十分严重,所以对其进行有效防治已经成为环保工作中的重点。
一、土壤重金属污染的来源与环境标准
(一)土壤重金属污染的来源
随着社会的快速发展,生态环境污染问题越来越严重,而土壤重金属污染问题最为严峻。而造成土壤重金属污染来源的详细信息如表1所示。
(二)重金属土壤环境的质量标准
土壤是人类赖以生存的基础,如果重金属的含量过高,就会出现土壤重金傥廴咀纯觯为人类的生存、发展造成严重影响。所以重金属土壤环境的质量需要控制在相应范围内,以确保土壤的应用质量。而重金属土壤环境质量标准值如表2所示。
二、土壤重金属污染中存在的防治问题
(一)缺乏系统性的防治法规
我国对大气、水体、固体以及放射性物质的污染都制定了有针对性的法律法规,可以对其进行系统性的防治与处理。但是却没有针对土壤重金属污染制定系统性的法律,只是在其他防治立法中进行分散制定,所以说我国缺乏对土壤重金属污染进行防治的系统性法律。虽然许多污染防治立法中都对土壤重金属污染问题有所涉及,但是这些法律过于分散。这样不仅不利于对法律功能的充分发挥,而且不能对土壤重金属污染的防治效果提供确切保障。所以在制定土壤重金属污染防治法律时,需要对其系统性进行重点考虑。
(二)缺乏健全的预防机制
虽然我国也认识到对土壤重金属污染进行防治的重要性,但是在实际操作过程中依然是强调治理而忽略预防。首先,我国有对环境影响进行评价的机制,以对相应施工项目对环境可能产生的影响进行分析与评价,从而降低项目对环境的损害。虽然环境影响评价机制中对相应的生态环境准入机制进行了说明,但是随着社会、经济的高速发展,新型问题的不断出现,生态环境准入机制已经不能满足现在的发展要求。其次,我国目前没有出台对土壤重金属污染扩散进行有效控制的法律,无法降低受污土壤对人类生存所造成的影响。最后,现在我国土壤重金属污染问题治理状况不具备较高的透明度,大部分人们都不了解土壤重金属污染的原因与治理效果,所以不懂得如何从自身做起,降低土壤污染。
(三)缺少责任追究制度
土壤重金属污染责任追究制度就是在主体触犯相应法律后,强制其对有关责任进行承担的制度。但是目前我国缺少对土壤重金属污染责任进行有效追究的制度。首先,承担责任的主体一般就是土地的所有及使用人员,其范围太窄,不能对相关的企业、个人进行有效包含。同时我国没有制定相关法律对应承担的责任进行明确,致使国外许多重污染企业搬至国内,大大提升了我国土壤重金属污染的程度以及治理难度。其次,我国对造成土壤重金属污染主体的责任进行追究时,主要对其行政责任进行追究,但是有时责任主体对土壤的伤害是不可挽回的,可是我国却没有出台相应的法律法规,不能对其进行定罪。这样不仅体现出了责任追究制度中的严重缺失,而且不能对违法行为进行有效打击。最后,因为土壤污染的潜伏周期长,治理费用高、周期长,而我国又缺乏对责任进行有效归纳的原则,不能对污染主体责任进行有效追究。
三、土壤重金属污染防治的法律对策
(一)制定系统性的法律规定
以预防为主,防治兼顾的原则制定有针对性的土壤污染法规,同时以《环境保护法》为基础指导,制定有效的土壤污染防治制度,而其主要原则包括预防为主、民众参与、污染主体付费、社会和环境可持续健康发展等原则。另外,土壤污染防治法律是环保法律体系中的关键部分,是对土壤污染进行有效治理的根本,可以为相应法律体系的构建奠定基础。所以应该先建立相应的法律框架,然后以其为依据对土壤重金属污染防治的相关法律内容进行明确,从而使我国防治土壤重金属污染问题有法可依。所以想要对土壤重金属污染问题进行有效防治,只是构建一些原则性、概括性制度,是得不到明显效果的。只有先出台相应的土壤污染防治法,并以此为基础构建相应的法律体系,从而对我国土壤重金属污染问题进行有效解决。
(二)严格规定法律责任
严格追究污染主体的法律责任是有效开展土壤重金属污染防治工作的重点,所以首先需要做到对土壤重金属污染进行防治的过程中,单位、企业与个人都可能是造成土壤重金属污染的主体。对于无心所造成的污染问题,相关人员需要承担法律责任。同时还应该以污染情况为依据对不同的污染主体进行明确,并对污染原因进行查明,对责任主体范围进行扩大。其次,对土壤重金属污染防治工作的行政责任进行明确,可以以《水污染防治法》为参考,而所采用形式包括财产以及行为责罚。再次,对土壤重金属污染防治工作的民事责任进行明确,民事责任是整个责任体系中的重要部分。对民事责任进行制定的过程中,立法人员需要对相应的付费原则进行充分考虑。最后,刑事责任作为最为严厉的惩罚方式,在土壤重金属污染防治工作中具有十分重要的意义,但是我国刑法中缺乏对污染犯罪行为的明确定罪。所以国家对刑事立法进行构建时,需要对土壤重金属污染的刑事立法进行有效关注,只有这样才能有效提升我国土壤重金属污染的防治效果。
(三)增强执法力度
在环境污染执法过程中,如果行政机关不能对自己手里的权力进行恰当使用,就会使污染土壤的行为得到放纵。所以国家需要增强政府机关的执法力度。首先,对保护土壤的立法体系进行健全,其中包括全国统一性的立法,还有以区域特点为依据制定的地方性立法。健全的法律法规不仅是政府机关开展执法工作的前提,而且是政府机关落实执法工作的关键依据。所以对土壤保护的立法体系进行有效健全有着非常重要的意义。其次,构建完善的执法机构。以立法为依据,构建完善的执法机构,对相关基层执法部分进行独立于国家机构之外的构建,以有效提升执法效果。同时实施主管机构的垂直领导,以避免地方政府过度参与当地环保工作,从而消除政府权利对环保执法的不良影响。此外,环保行政部门的上下级需要对其关系进行良好处理,并以确保执法效率为前提,严格遵循执法的根本目的以及协调性的执法原则,从而有效落实土壤重金属污染的执法工作。再次,增强执法手段。以地方污染特点为依据,采用有针对性的防治方法,对土壤污染状况进行有效解决。同时对污染源进行有效调查,并进行针对性处理;最后,提升土壤污染的执法费用,增加高质量的执法设备。这样拥有充足经费以及高技术设备,可以满足土壤污染监测、执法的更高要求。
四、结语
土地资源是人类赖以生存的重要资源之一,并且是人类生存必须的前提。随着社会的快速发展,人类对土地的影响越加严重,并且两者之间的矛盾越来越激烈。同时随着社会改革的快速进行,人类需要面对更多的挑战与风险,而生态环境污染风险就是人类需要面临的最大风险。而土壤是生态环境的重要部分,土壤重金属污染对人类的生活、生产有着非常重要的影响,所以土壤重金属污染问题的防治至关重要。
关键词:土壤污染;重金属;蔬菜基地
收稿日期:2011-05-20
基金项目:国家自然科学基金项目(编号:40963001)资助
作者简介:金联平(1985―),男,安徽颍上人,硕士研究生,主要从事热带海岛地表过程与环境评价的学习与研究。
中图分类号:X852
文献标识码:A
文章编号:1674-9944(2011)06-0001-02
1 引言
重金属是指密度4.0以上的约60种元素或密度在5.0以上的45 种元素。As 和Se是非金属,但是它们的毒性及某些性质与重金属相似,所以将砷和硒列入重金属污染物范围内[1]。重金属污染已成为全世界人们极为关注的焦点之一。随着全球经济化的迅速发展,重金属的污染物通过各种途径进入土壤,造成土壤严重污染。重金属在土壤中的高富集直接影响农作物的产量并使其品质下降[2],并可通过食物链危害人类的健康; 也可导致大气和水环境质量的进一步恶化; 即使重金属富集程度不高,亦可能阻碍土壤中微生物群体的多样性和活力,从而严重影响作为营养循环和持续农业基础的土壤的生物量和肥力[3]。蔬菜基地的健康发展关系着人们的饮食安全和我国蔬菜的正常出口,因此治理蔬菜基地土壤重金属污染具有重要的理论意义和现实意义。
2 蔬菜基地土壤重金属污染物来源
土壤中重金属元素的来源主要有两种方式:自然因素来源,主要受成土母质和成土过程对土壤重金属含量的影响;受人为因素的影响,在各种人为因素中,则主要包括工业、农业和交通等来源引起的土壤重金属污染。
2.1 大气降尘污染
大气中的有害气体主要是由工厂排出的有毒废气,因其成分复杂,迁移扩散污染面大,长期对土壤造成严重污染。工业废气的污染大致分为两类,气体污染,如二氧化硫、氟化物、臭氧、氮氧化物、碳氢化合物等; 气溶胶污染,如工业粉尘、烟尘等固体粒子及烟雾、雾气等液体粒子,它们通过沉降或降水进入土壤,造成污染[4]。公路、铁路两侧农田土壤中的重金属污染主要是以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Zn 粉尘等,汽油中添加的抗暴剂烷基铅会随着汽车尾气污染公路两侧100m范围内的土壤[5]。
2.2 农药、化肥等农用物资的不合理使用
农药能防治病、虫、草害,如果使用得当,可保证作物的增产,但它是一类危害性很大的土壤污染物,施用不当,会引起土壤污染。施用化肥是农业增产的重要措施,但不合理的使用,也会引起土壤污染[6]。长期大量使用氮肥,会破坏土壤结构,造成土壤板结,生物学性质恶化,影响农作物的产量和质量。
2.3 固体废物对土壤的污染
工业废物和城市垃圾是土壤的固体污染物。例如,各种农用塑料薄膜作为大棚、地膜覆盖物被广泛使用,如果管理、回收不善,大量残膜碎片散落田间,会造成蔬菜基地“白色污染”。还有一些固体废弃物被直接或通过加工作为肥料施入农田,造成土壤重金属污染,如磷钢渣作为磷源施入农田时,土壤中发现有Cr 的累积[7]。
2.4 污水灌溉和污泥施肥
污水中的重金属随着污水灌溉进入农田后以不同的方式被土壤截留固定从而引起污染。污泥中含有大量的有机质和N、P、K等营养元素,但同时也含有大量的重金属,随着大量的污泥进入农田,农田中的重金属的含量在不断增高,导致农作物中的重金属残留过多,如施用污泥和污水是造成蔬菜重金属残留的一个主要原因[8]。
3 蔬菜基地土壤重金属污染的特点
3.1 潜伏性和滞后性
重金属在土壤中不易随水淋溶,不能被微生物分解,具有明显的生物富集作用,重金属主要通过对作物的产量和品质的影响来表现其危害。因此,土壤污染具有较长潜伏期。由于土壤、污染物及地域的复杂性,土壤一旦受到污染,其治理不仅见效慢、费用高,而且受到多种因素的制约[9]。
3.2 单向性和难治理性
进入土壤中的重金属不能被微生物降解,易积累,所以一旦土壤被重金属污染,很难恢复。某些被重金属污染的土壤可能要100~200年时间才能够恢复,因此土壤的重金属污染一旦发生通常很难治理,而且其治理成本较高、治理周期较长。
3.3 间接性和综合性
土壤重金属对人的危害主要是通过食物链或者渗滤进入地下水体实现的。在生态环境中,往往是多种重金属污染同时发生,形成复合污染,且污染强度显示出放大性[10]。
4 蔬菜基地土壤重金属污染的危害
4.1 直接危害农产品的产量和质量,造成经济损失
土壤重金属污染物直接危害农作物的正常生长和发育,导致产量下降,品质降低[11],造成经济损失。中国每年因重金属污染导致的粮食减产超过1 000万t,被重金属污染的粮食多达1 200万t,合计经济损失至少200亿元[12]。加入WTO之后,农产品的重金属超标问题对我国农业冲击更大。
4.2 威胁生态环境安全与人类的生存健康
土壤一旦被重金属污染后,其危害性远远大于大气和水体的污染。有研究表明,重金属污染能明显影响土壤微生物群落,降低土壤微生物量和活性细菌量,对土壤重金属综合污染指数的相关分析表明,在土壤综合污染较轻的情况下,土壤微生物多样性较高,随着重金属综合污染指数的增加,微生物多样性呈指数式迅速下降[13]。土壤重金属污染使污染物在植物、蔬菜、水果等食物中Cd、Pb、Cr 、As 等重金属含量超标或接近临界值,从而使重金属通过食物链富集到动物和人体,最终危害人类健康[14]。
5 蔬菜基地土壤重金属污染的治理
由于农田土壤重金属污染的特点,其治理应立足于“防重于治”的基本方针[15],坚持“预防为主、防治结合、综合治理”。对未被污染的土壤采取预防措施,要控制或消除污染源;对已经污染的土壤则要采取积极治理措施,将污染控制在最低限度。目前,大多数治理方法尚处于探索阶段,治理方法各有利弊[16]。
5.1 控制污染源,减少污染的排放
控制污染源,即控制进入农田土壤中的污染物的数量和速度,使其在土体中缓慢地自然降解,而不致迅速而大量地进入农田,超过土壤的承受能力,引起土壤污染[17,18]。严格做好蔬菜基地的规划,做到土壤的合理安全有效利用,按规划的目标实施,防患于未然。合理使用化肥、农药,重视开发高效低毒低残留的化肥、农药。
5.2 修复被重金属污染的蔬菜基地土壤
修复措施主要包括客土、换土和深耕翻土等。通过客土、换土和深耕翻土与污土混合,可以降低土壤中重金属的含量,减少重金属对土壤植物系统产生的毒害,从而使农产品达到食品卫生标准[19]。对土壤重金属污染严重的地段,依靠切断污染源的方法则往往很难恢复,有时要靠深耕客土、淋洗土壤等方法才能解决问题。另外开展植物修复技术的研究及培养抗性微生物等。其他治理技术见效较慢、成本较高、治理周期较长。
参考文献:
[1] 郑喜坤,鲁安怀,高 翔,等.土壤中重金属污染现状与防治方法[J].土壤与环境,2002,11(1):79~84.
[2] 陈志良,仇荣亮.重金属污染土壤的修复技术[J].环境保护,2001(8):17~19.
[3] 骆永明.金属污染土壤的植物修复[J].土壤,1999(5):261~265.
[4] 张 颂.农田土壤重金属污染及防治措施[J].辽宁化工,2010,39(5):529~534.
[5] 刘万玲.重金属污染及其对植物生长发育的影响[J].安徽农学通报,2006,34(16):4 026~4 027.
[6] 沈景文.化肥农药和污灌对地下水的污染[J].农业环境保护,1992,11( 3):34~37.
[7] 王焕校.污染生态学[M].北京:高等教育出版社,2000:188~213.
[8] 茹淑华,孙世友,王 凌,等.蔬菜重金属污染现状、污染来源及防治措施[J].河南农业科学,2006,10(3):88~91.
[9] 李永涛,吴启堂.土壤重金属污染治理措施综述[J]. 热带亚热带土壤科学,1997,6(2):134~139.
[10] 焦丽香,郭加朋.土壤重金属的污染与治理进展研究[J].科技情报开发与经济,2009,19(1):155~156.
[11] 阮俊华,张志剑,陈英旭,等.受污染土壤的农业损失评估法初探[J].农业环境保护,2002,21(2):163~165.
[12] 李其林,骆东奇.重庆市蔬菜基地土壤中重金属含量及污染特征[J].土壤与环境,2000,9(4):270~273.
[13] 肖鹏飞,李法云,付宝荣,等.土壤重金属污染及其植物修复研究[J] . 辽宁大学学报:自然科学版,2004,31(3):279~283.
[14] 胡正义.Cu 污染土壤――水稻系统中Cu 的分布特征[J].环境科学,2000,21(2):62~63.
[15] 高拯民.我国环境保护科学研究现状与展望[J].土壤学报,1989,26(3):262~272.
[16] 郑喜坤,鲁安怀,周建利,等.我国城郊菜地土壤和蔬菜重金属污染研究现状和展望[J].湖北农学院学报,2002,22(5):476~479.
[17] 赵其国.解决我国东南沿海经济快速发展地区资源与环境质量问题刻不容缓[J].土壤,2001,33(3):113~118.
关键词:土壤面源;化学污染;防治对策;研究
农产品的质量与安全问题,引起了社会广泛关注。导致农产品质量不佳的因素很多,其中生产环境,即水、土、气、生等方面的污染是重要因素,而农村土壤面源污染是其中最主要的因素。因此,开展农村土壤面源污染防治,建设“净土”、生产无公害“绿色食品”,具有与建设“和谐社会”同等重要的战略意义。
农业面源化学污染是指在农业生产活动中,氮素和磷素等营养物质,农药、重金属以及其他有机和无机污染物质,土壤颗粒等沉积物,从非特定的地点,以不同的形式对大气、土壤和水体等三个面源形成的化学污染,本文主要研讨农业土壤面源的化学污染。由于农业生产活动的广泛性和普遍性,加上农业土壤面源污染涉及范围广、随机性大、隐蔽性强、不易监测、难以量化、控制难度大,因此,农业土壤面源污染已成为目前影响农村生态环境质量的重要污染源,其发展趋势令人担忧。
一、农业土壤面源污染因素及现状
近年来,随着工矿企业的发展和人们日常生活中使用日化产品的普及与增多,“三废”排放的处理不完全到位已对农业面源造成越来越严重的化学污染;同时,在广大农村的农业生产中,化肥、农药的不合理施用以及畜禽粪便的不科学处理,也是造成农业土壤面源化学污染的主要因素。
(一)使用化肥造成的污染
据2006年对永州市化肥使用及污染情况的调查表明:当前主要使用的化肥种类有氮肥、磷肥、钾肥和复合肥。氮肥有碳铵,尿素。磷肥有过磷酸钙。钾肥有硫酸钾,氯化钾。复合肥有二铵,硝酸磷肥,三元复合肥等。永州市年化肥施用量达18万吨以上,按播种面积计算,每公顷达500多公斤,远远超过发达国家为防止化肥对水体造成污染而设置的每公顷220公斤的安全上限。而且在实际生产中,化肥的平均利用率仅40%左右,化肥的大量施用,使氮素明显过剩,加剧了农业面源的富营养化程度。大量盲目施用化肥对土壤造成的污染主要表现为:一是土壤酸化。土壤pH值平均从原来的6.0下降到5.5,特别是蔬菜土壤酸化现象严重,许多pH值降到5.0以下。二是土壤养分含量不平衡。特别是大棚蔬菜土壤中氮、磷、钾元素含量过多,会产生肥料盐害,抑制作物对钙、镁、锰、硼、锌等中量和微量元素的吸收。据调查,永州市部分蔬菜出现钙、镁、硼等中、微量元素缺乏现象。特别是大白菜、包心菜,常常出现缺钙“烧心”现象,严重影响产量和质量。
(二)使用农药造成的污染
据对农药的使用及污染情况调查,当前农药使用品种较多、乱、杂,约有30余个品种,其中杀虫剂主要有对硫磷、科锋杀虫星、高效氯氰菊酯、甲拌磷、辛硫磷、水胺硫磷等,杀菌剂主要有克露、病毒A、植病灵、疫霉灵、粉锈宁、代森锰锌等,除草剂有扑草净等。永州市每年农药使用量达300吨以上,除30%-40%被作物吸收外,大部分进入了水体、土壤及农产品中,使耕地及农产品遭受了不同程度的污染。据调查,2003年永州市施用农药面积为2337万亩次,施用总量为5199.2吨(纯量,下同),其中杀虫剂为736.0吨,杀菌剂为180.7吨,除草剂为246.3吨,生物制剂农药为57.2吨。每公顷(即每15亩)水田平均施用农药为3.59千克。目前农药施用上存在以下四个突出问题:施药量大;盲目施药比较普遍;农药残留过高;严重污染环境。据对粉剂型农药喷施利用率调查,仅10%左右的农药附着在植株表面,若是液体,也仅有20%左右附着在表面,只有1%-4%药剂接触目标害虫。其余40%-60%的药剂降落到地面,5%-30%的药剂漂浮于空气中,大部分农药都回到土壤和水中,严重污染了环境,误杀了许多水生动物和有益生物。
(三)排放畜禽粪便的污染
随着结构调整的不断深入,规模化畜禽养殖业迅速发展,带来了严重的畜禽粪便污染问题,成为当前农村面源的主要污染源之一。永州市十一个县区有1000多家大中小型养殖场,加上农户庭院的畜禽养殖栏,畜禽饲养量达1900余万只(头),年产畜禽粪便达120多万吨,这些中畜禽粪便大多是露天存放或随地排泄,既污染生活环境又污染农业土壤面源。
(四)乡镇企业排放废水废渣的污染
改革以来,乡镇企业的异军突起,有力地加快了农村就业结构和产值结构转化的进程,使中国农民奔小康已经成为和正在成为指日可待的现实。然而,在带来巨大经济效益、社会效益的同时,它对环境和资源的危害也越来越大。乡镇工业对土壤面源的污染集中在造纸、食品、印染、建材和土法采矿炼矿等少数产业里。例如,造纸的废水排放、水泥工业的粉尘排放、砖瓦和陶瓷业的烟尘和氟化物排放等。由于乡镇工业的污染治理水平较低、环境管理较差,导致污染源愈加严重。
二、土壤污染的特点
(一)隐蔽性和滞后性
对于人的直观感觉,土壤污染比大气污染、水体污染更加隐蔽。大气污染、水污染和废弃物污染等问题一般都比较直观,通过感官就容易发现。而土壤污染则不同,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。因此,土壤污染从产生污染到出现问题通常会滞后较长的时间。如日本20世纪70年生因镉污染所引起的“痛痛病”,经过了10-20年之后才被人们所认识。
(二)聚集性和区域性
污染物质在大气和水体中,一般都比在土壤中更容易迁移,而土壤污染比较集中在某一范围,这使得污染物质在土壤中并不像在大气和水体中那样容易扩散和稀释,因此容易在土壤中不断积累而超标。同时也使土壤污染具有很强的地域性,往往污染源越近的地方,污染程度就越严重。
(三)不可逆性和长效性
根据物质不灭定律,超过环境容量或自然降解能力的污染是一直累积在环境中的。积累在污染土壤中的难降解污染物则很难靠稀释作用和自净化作用来消除。例如重金属对土壤的污染基本上是一个不可逆转的过程,许多有机化学物质的污染也需要较长的时间才能降解。例如,被某些重金属污染的土壤可能要100-200年时间才能够恢复。
(四)治理的艰难性
土壤污染一旦发生,仅仅依靠切断污染源的方法则往往很难恢复,目前治理土地污染要靠换土、填埋、淋洗土壤等方法才能解决问题,其他治理技术可能见效较慢。因此,治理污染土壤通常工程量大、成本较高、治理周期较长。
三、土壤化学污染的防治对策
(一)加强防污染宣传,提高公众的环保和健康意识
通过广泛深入的宣传,使每个公民真正认识到土壤污染危害最终将危害自身以及子孙后代的严重性。
(二)加大政府对土壤污染的监控力度
1996年8月,为进一步落实环境保护基本国策,实施可持续发展战略,国务院在《关于加强环境保护若干问题的决定》中要求:明确目标,实行环境质量行政领导负责制;突出重点,认真解决区域环境问题;严格把关,坚决控制新污染;限期达标,加快治理老污染;采取有效措施,禁止转嫁废物污染;维护生态平衡,保护和合理开发自然资源;完善环境经济政策,切实增加环境保护投入;严格环保执法,强化环境监督管理;积极开展环境科学研究,大力发展环境保护产业;加强宣传教育,提高全民环境意识。为贯彻落实上述《决定》,政府部门还应制订一套完整详细的政策法规和监督管理体系,鼓励企业建立“三废”循环处理系统,严禁工业和城镇未经处理的“三废”直接排放或倾倒,对那些严重污染环境又不治理的企业则应加强监督,勒令停产,强制整顿。
(三)综合利用“三废”,开展农业生态建设
企业要与国际接轨,加强科研力量,开展对工业废水、废气、废渣的生物治理和综合利用,变废为宝。
实践证明,发展生态农业是实现我国农业可持续发展的必然选择。通过实施“三废”无害化处理、农药残留降解、化肥面源污染控制、监测体系建设等工程,广泛采用农业防治、物理防治、生物防治等先进适用技术,尽快改变农业生态环境污染加剧的状况,控制农业面源污染,最终达到农产品的无害化,建立起可持续发展的农业生态系统。
(四)深化科学施肥意识和提高施肥水平,保持土壤养分平衡
大力开展以增加有机肥投入为主要内容的“沃土工程”,推广平衡配套施肥技术,严格控制肥料总量,推广施用控释肥、专用肥、有机无机复合肥、BB肥等专用肥,改变施肥方法,不在暴雨前施用化肥,做到浅水勤灌,减少稻田排水次数和在作物需肥最佳时期施用化肥等措施,减少肥料损失,提高肥料利用率。
推广平衡施肥,增施磷钾肥。据绍兴市第二次土壤普查资料汇总,水田养分总的特点是缺磷、少钾、氮中等,微量元素不平衡。微量元素除硼普遍缺乏外,其余都属正常。因此,根据“因缺补缺”的原理,增施磷钾肥,以满足作物生长需要及保持土壤养分平衡。
世界各国还逐步认识到提高肥料利用率的最有效措施之一是研究新型缓/控释肥料。缓/控释肥料最大的特点是养分释放与作物吸收同步,简化施肥技术,实现一次性施肥满足作物整个生长期的需要,肥料损失少,利用率高,对土壤面源污染小。
(五)调整农药结构,施用高效低毒低残留的无公害农药
目前,农药平均只有20%-30%被农作物吸收,大部分以大气沉降和雨水冲刷的形式,进入土壤、大气、水体和农产品中,造成农业面源污染,影响农产品质量。
各地都要建立病虫测报站,对当地主要病虫害进行预测预报并利用广播、电视等宣传工具,及时把病虫发生情况、防治方法及时送到农户手中;及时调整农药结构,禁止销售施用甲胺磷及其它剧毒农药,在此基础上大力推广施用高效低毒低残留的新型农药及生物制剂等无公害农药。
(六)水旱轮作、改善土壤理化性状
农田每年春夏季长期灌水种稻,仅少部分在秋冬季排水种植旱作。由于渍水时间长,土壤理化性状变差。采用水旱轮作,促进土壤水旱交替,增强通气性,有利于还原性毒害物质的消除,改善土壤微生物活动条件,促进有机质矿化和更新,调节土壤养分。据试验报道,通过“二旱一水”(即大麦-玉米-晚稻)种植比“一旱二水”(即大麦-早稻-晚稻)土壤容重减小,非毛管孔隙度增加,耕性变好。目前,种植结构调整和效益农业发展极大地有利于农田水旱轮作制度的实现,冬作可发展油菜、蚕豌豆、蔬菜等,春夏季可发展鲜食玉米、鲜食大豆及瓜类等经济作物。
四、结语
由于各方面的原因,当前农业面源污染较为严重,据近年来的调查检测,由于农业面源污染,造成部分地方生产的稻谷、蔬菜、水果中的硝酸盐、农药和重金属等有害物质残留量超标,威胁着人们的身体健康,急需采取有效措施,加以控制。
就永州市而言,由于施用化肥、农药的量偏大,土壤退化,加之氮磷流失导致水体富营养化,畜禽污染物排放点多面广,收集困难,治理成本大,农业面源污染问题还十分突出。特别是在城镇化、工业化集中的区域,水环境偏差,一些灌溉农田的河道被污染严重,直接影响农产品的质量安全。
农业面源污染整治迫在眉睫。各级农业部门应以科学发展观为指导,紧紧围绕生态市建设和全面提高粮食、蔬菜等综合生产能力为重点,认真开展耕地质量调查,全面推进测土配方施肥工作,实施化肥减量增效,减少农业面源污染,提高农产品品质,增强农产品市场竞争力,为农业增效、农民增收提供服务。
参考文献:
1、朱兆良.中国农业面源污染控制对策[M].中国环境科学出版社,2006.
2、李培香.农业环境污染防治技术[M].中国农业出版社,2006.
关键词:城市土壤;污染;重金属;植物修复
收稿日期:2012-02-02
作者简介:周凤蓉(1976―),女,四川彭州人,农艺师,主要从事农产品检测工作。
中图分类号:X703.1
文献标识码:A
文章编号:1674-9944(2012)02-0129-03
1 引言
随着城市化进程的加快,城市环境正经历着巨大的考验。交通工具排放的废气、工矿企业的污染、居民的生活垃圾,都成为了城市环境恶化的直接或间接的原因。尤其是城市土壤,遭到不可逆转的生态破坏,因此如何有效地修复和利用被污染土壤是城市建设中不可回避的现实问题。
2 城市土壤污染现状
2.1 城市土壤污染的主要成分
土壤污染物降低了土壤的可利用性,当土壤中的有毒污染物浓度超过一定界限,就会造成植物的死亡或生命的强度降低。20世纪中期以来,人们开始对城市土壤的污染物来源、主要成分等进行研究。土壤污染物包括了有机污染物和无机污染物,无机污染物的主要种类是重金属、硝酸盐类、磷酸盐类、酸、碱、盐类、卤化物等。
交通污染对城市的表层土壤,尤其是干道两侧土壤的有机污染和重金属污染是显著的。Fe、Co两种元素的含量主要受成土母质的影响,而无论公园还是道路两侧,土壤中锌(Zn)、镉(Cd)、汞(Hg)、铅(Pb)、铜(Cu)、铬(Cr)的量除了受到交通污染的影响外,还受城市工业粉尘等其它污染的影响。
2.2 重金属污染研究进展
重金属是指比重在4.0~5.0以上约45种金属元素,如Cu、Pb、Zn、Hg、Cd等。由于As和Se的毒性和某些性质与重金属相似,所以将As、Se也列入重金属范围内。城市中的交通、工矿业、燃煤、生活垃圾等一系列因素构成了城市土壤污染物的主要来源,就无机污染物的重金属而言,主要集中于Cu、Pb、Zn、Hg、Cd等。
城市土壤铅污染的成因,可以分为两部分,一部分来源于成土母质,另一部分则为外源的人为输入。成土母质是城市土壤中铅含量的重要来源,是决定城市土壤中铅含量与分布特征的重要因素之一。通常条件下,自然土壤(受人为活动影响较小的土壤) 中铅的浓度较低,外源人为输入才是城市土壤铅污染的主要成因。Pb污染主要来自汽车废气、冶炼、制造及使用铅制品的工矿企业。汽车使用的含铅汽油中常加入四乙基铅作为防爆剂,在汽油燃烧中四乙基铅绝大部分分解成无机铅盐及铅的氧化物,随汽车尾气排出。城市的交通污染因此也成为城市表层土壤中铅污染的主要来源。汽车尾气中的Pb在距离道路边缘320m附近的地方还能够在表层土壤中被检测到,相关数据显示Pb在表层土壤中的含量高于Cd,并且Pb与Hg在城市表层土壤中含量具有一定的相关性。从重金属在土壤中的赋存形态来看,有研究发现,南京市城市表层土壤Pb以残渣态和铁锰氧化物结合态为主,各形态所占比例为残渣态>铁锰氧化物结合态>有机结合态>碳酸盐结合态>交换态。铅是有害元素,人体铅中毒可以引起多种症状,主要累及造血系统、消化道,晚期则累及神经系统,以致脑受到损害,即使低浓度吸收,对儿童智力也有潜在的不良影响。
镉(Cd2+)是一种生物毒性极强的重金属元素,在自然界中以化合物的形式存在。主要矿物为硫镉矿(CdS),与锌矿、铅锌矿、铜铅锌矿共生。土壤中镉的来源主要有两个方面:一是来源于土壤的母质,而镉在石灰岩中的含量最高,在河湖冲击物中次之,其他的母质中居中,而且质量分数变化不大;二是人为污染导致环境中Cd的富集,如有色金属矿产开发和冶炼排出的废气、废水和废渣;煤和石油燃烧排出的烟气也是Cd污染源之一。此外,含Cd肥料、杀虫剂、塑料、电池等都可能引起Cd污染。镉非人体的必需元素,其对人体健康的危害主要来源于工农业生产所造成的环境污染。镉对肾、肺、肝、、脑、骨骼及血液系统均可产生毒性,被美国毒物管理委员会(ATSDR)列为第6位危害人体健康的有毒物质。20世纪60年代初期,日本富山神通川流域发生了“骨痛病”公害事件,其患病原因就是由于当地居民长期食用了含Cd废水污染土壤所生产的“镉米”所致。Cd是植物生长的非必需元素,环境中Cd含量过高会影响植物的生长发育,对植物产生毒害作用。在许多植物中已经发现,Cd影响植物对大量元素K、P吸收和利用,如干扰冰花(Mesembry anthemum crystallinum)对K吸收和利用。Cd等重金属降低了椰子(Cocos nucifera)叶P含量,也会引起植物对Zn、Mn、Cu和Fe等矿质微量元素吸收的紊乱。
重金属污染的严重性及重金属在土壤中的环境行为并不完全取决于其总量,而是取决于其化学形态,而且,在不同土壤条件下,其毒性有一定差别。在对城市土壤饱和离心液的研究发现,59%以上的溶解态Cd是以自由离子形式存在,溶解态的Pb则主要以有机结合态的形式存在。此外,有研究表明,重金属污染胁迫下,植物体内的保护酶(如SOD、POD、CAT)的活性可能表现为低浓度水平下的上升和高浓度水平的抑制现象,同时也会影响可溶性蛋白、糖及脯氨酸的含量,导致膜脂过氧化物(MDA)的累积。
3 植物在土壤修复中的应用
1983年美国科学家Chaney首次提出了植物修复技术的概念。 广义的植物修复技术包括利用植物修复重金属污染土壤,利用植物净化水体和空气,利用植物清除放射性核素和利用植物及其根际微生物共存体系净化环境中有机污染物等。通常所说的植物修复是指将某种特定植物种植在重金属污染的土壤上,而该种植物对土壤中污染元素具有特殊的吸收富集能力,将植物收获并进行妥善处理后即可将该种金属移出土体,达到污染治理与生态修复的目的。
对于重金属污染的土壤,现行的修复技术有气提法、生物修复法、淋洗法、客土法等,但这些技术容易造成二次污染、破坏自然生境,而且成本也较高。通过绿色植物对重金属的富集来进行污染土壤的修复理论上是可行的,利用积聚、络合、挥发、降解、去除、转化或者固定等机制来处理污染物,相对于常规微生物修复,除了可以通过植物过程固定积聚污染物,阻止污染物随水流和风尘而扩散外,植物本身作为天然自养系统,也能够向根际微生物提供营养,保证微生物生长和一定的微生物群落,从而能够进一步使污染物脱毒。欧美等一些国家通过柳树短轮伐矮林化栽培模式修复Cd等重金属污染,生物质用作生物能源,把可再生能源生产和植物修复结合起来,取得显著的生态效益与经济效益。
植物修复是植物、土壤和根际微生物相互作用的综合效果,涉及土壤化学、植物生理生态学、土壤微生物学和植物化学等多学科研究领域。对于重金属污染土壤和水体的植物修复技术主要包括了植物固定、植物提取、植物挥发和植物过滤4种类型。植物提取是植物修复的主要途径,利用超积累植物将土壤中的有毒金属提取出来,转移并富集到植物地上可收割部位,从而减少土壤中污染物的量,另一方面,改善植物矿质营养状况也可以促进植物对重金属的忍耐和吸收,提高植物修复效率。超富集植物是指那些能够超量富集重金属的植物,也称超积累植物,通常是一些古老的物种,在长期环境胁迫下诱导、驯化的一种适应变突体,生长缓慢,生物量小。同时超富集植物具备以下3个特征:植物地上部分(茎和叶)重金属含量是普通植物在同一生长条件下的100倍;植物地上部分重金属含量大于根部该种重金属含量;植物的生长没有出现明显的受害症状且地上部富集系数(Bioaccumulation factor),即植物体内某种元素含量/土壤中该种元素浓度)大于1。从已报道的修复植物来看,大部分采取野外采样法,即到重金属污染较为严重的矿区及周围地区采集仍能正常生长的植物(耐性较强的植物),并分析其各部位的重金属含量,涉及藻类植物、蕨类植物、裸子植物和被子植物,既有草本植物,也有木本植物。
植物修复技术也有一定的局限性,主要体现在以下几个方面:超积累植物的生长速度缓慢和生物量小;土壤中重金属的生物有效性低,重金属一旦进入土壤,将通过沉淀、老化、专性吸附等物理、化学过程成为难溶态,而溶解态和易溶态才是植物吸收的主要形态,因此,重金属的生物有效性往往是植物修复效率的限值因素;植物修复具有专一性,一种植物往往只作用于1种或2种特定的重金属元素,对土壤中其他浓度较高的重金属则表现出中毒症状;植物修复具有耗时长和修复范围有限的缺点。
Pb具有较高的负电性,被认为是弱Lewis酸,易与土壤中的有机质和铁锰氧化物等形成共价键,不易被植物吸收,加入到土壤中的螯合物与Pb结合后阻止了Pb的沉淀和吸附,从而提高了Pb的可提取性,但随之带来的潜在环境风险问题也不容忽视。在以野胡萝卜(Daucus carota)和野生高粱(Sorghum bicolor)为试验材料,对Cd污染土壤的植物修复研究表明,不同植物对重金属的耐受能力是不同的,受Cd毒害的程度也是不同的。此外,土壤中Cd有效性与土壤pH有密切关系,随着土壤pH的降低,植物体内的Cd含量也会增加。在盆栽试验Cd污染土壤的研究中认为,低水平Cd处理对油菜的株高、干质量、叶绿素含量等有轻微的促进作用,而高水平Cd则表现出抑制作用。
4 结语
土壤是人类赖以生存、发展的主要自然资源之一,是生态环境的主要组成部分。土壤具有重要的生态、经济及战略意义。然而这些年来随着我国经济建设的迅速发展、农业化进程的加快、化学制品在农业生产中的集约使用,对土壤的开发强度越来越大,向土壤排放污染物也越来越严重。当前,我国的耕地、工矿区、城市都存在较严重的土壤污染问题。土壤污染不但直接导致农作物的污染减产,而且降低了生物品质,危害人畜健康。土壤中的污染物还会在水力和风力的作用下分别进入大气和水体恶化人类的生存环境,引发其他生态环境问题。因此,防治土壤污染,保护有限的土地资源,确保土地安全已成为当务之急。
参考文献:
[1]
孟紫强.环境毒理学[M].北京:中国环境科学出版社,2000.
[2] 康玲芬,李锋瑞,张爱胜,等.交通污染对城市土壤和植物的影响[J].环境科学,2006(3):556~560.
[3] 孟紫强.环境毒理学基础[M].北京:高等教育出版社,2003.
[4] 肖锦华.中国城市土壤重金属污染研究进展及治理对策[J].环境科学与管理,2009(4):25~28.
[5] 邓碧云,陈玉成.城市土壤铅污染的分布特征及治理措施[J].微量元素与健康研究,2006,23(4):36~38.
[6] 陈同斌,黄铭洪.香港土壤中的重金属含量及其污染现状[J].地理学报,1997,52 (3):228~236.
[7] Viard B,Pihan F,Promeyrat S,et al.Integrated assessment of heavy metal (Pb,Zn,Cd) highway pollution:bioaccumulation in soil,Graminaceae and land snails [J].Chemosphere,2004(55):1 349~1 359.
[8] Daniela S.M,Massimo A,Adriana B,et al.Heavy metals in urban soils:a case study from the city of Palermo(Sicily),Italy[J].The Science of the Total Environment,2002(300):229~243.
[9] 卢 瑛,龚子同,张甘霖.南京城市土壤Pb的含量及其化学形态[J].环境科学学报,2002,22(2):156~160.
[10] 卢 瑛,龚子同,张甘霖.南京城市土壤中重金属的化学形态分布[J].环境化学,2003,22(2):131~136.
[11] 卢 瑛,龚子同,张甘霖.南京城市土壤中重金属含量及其影响因素[J].应用生态学报,2004,15(1):123~126.
[12] 熊愈辉.镉在土壤-植物系统中的形态与迁移特性特性研究进展[J],安徽农业科学,2008,36(30):13 355~13 357,13 414.
[13] 何纪力,徐光炎,朱惠民,等.江西省土壤环境背景值研究[M].北京:中国环境科学出版社,2006.
[14] 韩东昱,岑 况,龚庆杰.北京市公园道路粉尘Cu,Pb,Zn 含量及其污染评价[J].环境科学研究,2004(2):10~13.
[15] 刘 毅.镉的危害及其研究进展[J].中国城乡企业卫生,2003(4):12~13.
[16] 高拯民.土壤-植物系统污染生态研究[M].北京:中国科学技术出版社,1986.
[17] 秦天才,阮 捷,王腊娇.镉对植物光合作用的影响[J].环境科学与技术,2000(90):33~35,44.
[18] Chnaya T,Nouairi I,Slama I,et a1.Cadmium effects on gowth and mineral nutrition of two halophytes:Sesuvium portulacastrum and Mesembryanthemum crystallinum[J].Journal of Plant Physiology,2005(162):1 133~1 140.
[19] Biddappa C C,Khan H H,Jeshi O P,et al.Effect of root feeding of heavy metals on the leaf concentration of P,K,Ca and Mg in coconut(Cocos nucifera L.) [J].Plant and Soil,1987,101(2):295~297.
[20] Shukla U C,Singh J,Joshi P C,et a1.Effect of bioaccumulation of cadmium on biomass productivity,essential trace elements,chlorophyll biosynthesis,and macromolecules of wheat seedlings[J].Biological Trace Element Research,2003,92(3):257~273.
[21] 孙建云,沈振国.镉胁迫对不同甘蓝基因型光合特性和养分吸收的影响[J].应用生态学报,2007,18(11):2 605~2 610.
[22] 张甘霖,赵玉国,杨金玲,等.城市土壤环境问题及其研究进展[J].土壤学报,2007(9):926~933.
[23] 陈 愚,任长久.Cd对沉水植物硝酸还原酶和超氧化物歧化酶活性的影响[J].环境科学学报,1998,18(3):313~317.
[24] 段昌群,王焕校.Pb2+、Cd2+、Hg2+对蚕豆乳酸脱氢酶的影响[J].生态学报,1998,18(4):413~417.
[25] 薛 艳,王 超,王沛芳,等.Cd污染对芦蒿膜脂过氧化和2种保护酶活性的影响[J].安徽农业科学,2009,37(2):488~489.
[26] Chaney R L,Minnie M,Li Y M,et al.Phytoremediation of soil metals[J].Current Opinion in Biotechnology,1997(8):279~284.
[27] 唐世荣.污染环境植物修复的原理与方法[M].北京:科学出版社,2006.
[28] 王庆人,崔岩山,董艺婷.植物修复重金属污染土壤整治有效途径[J].生态学报,2001,21(2):326~335.
[29] Kassel A G,Ghoshal D,Goyal A.Phytoremediation of trichloroethylene using hybrid poplar[J].Physiol Mol Plants,2002,8(1):3~10.
[30] Pulford I D,Watson C.Phytoremediation of heavy metal contaminated land by trees-a review[J].Environ Int,2003(29):529~540.
[31] 孙宁宁,王红旗,王 帅.转基因技术在污染土壤植物修复中的研究进展[J].中国水土保持,2009(6):43~46.
[32] Kuzovkina Y A,QIlisley M F.Willows beyond wetlands:uses of Salix L.species for environmental projects[J].Water,Air,and Soil Pollution,2005(162):183~204.
[33] 郑雪玲,朱 琨.螯合剂在植物修复重金属污染土壤中的应用[J].环境科学与管理,2009(8):106~109.
[34] 白向玉,刘汉湖,胡佳佳,等.重金属污染土壤的花卉植物修复技术研究进展及发展趋势[J].安徽农业科学,2009,37(18):8 672~8 674.
[35] 黄勇强,厉晶晶.高速公路路域土壤重金属污染及植物修复研究进展[J].环境科学与管理,2009(8):106~109.
[36] 杨卫东,陈益泰,王树凤.镉胁迫对早柳矿质营养吸收的影响[J].林业科学研究,2009,22(3):618~622.
[37] 刘家女,周启星,孙 挺,等.花卉植物应用于污染土壤修复的可行性研究[J].应用生态学报,2007,18(7):1 617~1 623.
[38] 冯凤玲,成杰民,王德霞.蚯蚓在植物修复重金属污染土壤中的应用前景[J].土壤通报,2006,37(4):809~813.
[39] 王英辉,伍乃东.铅污染土壤的植物修复技术研究[J].中国土壤与肥料,2007(5):6~10.
[40] 董林林,赵先贵.镉污染土壤的植物吸收与修复研究[J].农业系统科学与综合研究,2008 (3):292~295.
[41] 江水英,肖化云,吴声东.影响土壤中镉的植物有效性的因素及镉污染土壤的植物修复[J].中国土壤与肥料,2008(2):6~10.
[42] 张守文,呼世斌.油菜对Cd污染土壤的植物修复[J].西北农业学报,2009(4):197~201.
西方发达国家经历了上百年的工业化过程,出现了多种环境问题。而我国仅仅集中出现在经济快速增长的近20年来,并且环境问题呈现出复杂性,多样性的特点,点源向面源急剧扩展,工业污染向生态破坏综合发展。生态破坏和环境污染对我国造成了巨大的经济损失,严重影响了社会稳定,危害人民群众的身心健康。据预测,未来20年,我国人口将继续增长,经济总量不断上涨,资源、能源消耗将继续加快,我国环境保护面临的压力越来越大。因此,必须把环境保护摆上更加重要的战略位置,加强生态文明建设,全面建设小康社会。加强环境保护,有利于促进我国现有经济结构调整和增长方式转变,实现更快更好地发展;有利于带动环保和相关产业的发展,培育新的经济增长点和增加就业;有利于提高全社会的环境意识,促进生态文明建设;有利于提高生活质量,保障人民群众身体健康;有利于维护中华民族的长远利益,为子孙后代留下良好的生存和发展空间。因此,必须用生态文明理念统领环境保护工作,加强环境保护具有重要的现实意义和深远的历史意义。
2当前需要重点解决的环境问题
2.1加强水污染防治,突出流域治理和饮水安全一是科学划定饮用水水源保护区,实施严格的保护,保护水源安全。二是要坚决取缔水源保护区内违法建设项目和排污口,严防污染水源,禁止有毒有害物质进入饮用水水源保护区。三是要重点整治流域、区域的环境质量,加大大江大河等水污染防治力度。四是落实重点海域排污总量控制制度,加强对海岸工程、海洋工程、海洋倾废和船舶污染的环境监管。五是要严禁直接向江河湖海排放超标的工业污水、生活污水。
2.2落实大气污染防治行动计划,实施多种大气污染物治理措施一是要加强工业烟粉尘控制,推进燃煤电厂、水泥厂等企业除尘设施改造。二是加强石化行业生产、输送和存储过程挥发性有机污染物排放控制。三是推进城市大气污染防治。在大气污染联防联控重点区域实施区域大气污染物特别排放限值。加强餐饮油烟污染控制和恶臭污染治理。四是开展机动车船氮氧化物控制。五是大力发展风能、太阳能、潮汛能、生物质能等能源,提高清洁能源比重,减少大气污染物排放.
2.3加强土壤环境保护强化土壤环境监管,加强城市和工矿企业污染场地环境监管,推进土壤修复。以大中城市周边、饮用水水源地周边、重污染工矿企业、重金属污染防治重点区域、废弃物堆存场地等以及受污染农田为重点,土壤污染治理与修复试点示范。
镉大米,一般指镉含量超标的大米。镉通常通过废水排入环境中,再通过灌溉进入食物,水稻是典型的“受害作物”。世界卫生组织(WHO)基于镉对肾脏的毒性建立了安全标准,上限是每周每公斤体重7微克。据了解,人长期食用含镉的食物会引起“痛痛病”(一种镉中毒症),病症表现为腰、手、脚等关节疼痛。病症持续几年后,患者全身各部位会发生神经痛、骨痛现象,行动困难,甚至呼吸都会带来难以忍受的痛苦。
此次事件中,镉大米主要产自湖南、湖北,其源头是因为土壤农田被采矿企业和冶炼厂等放任排放的重金属严重污染,而农民在不知情的情况下,继续在被污染的土地种植大米。
作为环境污染的一个典型问题,镉大米给社会带来了很大的恐慌,其成因涉及各个方面,它既是环境保护、土壤污染防治层面上的监管不达标,也是食品安全保障、市场秩序维护层面上的监管不达标。一方面,采矿企业“几乎没有环保设施”,重金属排污被放任自流地进入土壤农田;另一方面,土壤污染防治缺乏监管,对已污染的农田,政府方面未能及时开具种植禁令。此外,重金属超标的大米在进入市场交易前缺乏有效的食品安全监测,最终导致镉超标的大米流入市场。
不管是镉污染的大米,还是含有三聚氰胺的奶粉,抑或假羊肉,类似事件在食品安全体系内并不是个案,而通过分析此类案例的查处结果来看,无外乎头痛医头脚痛医脚。这只是治标之策并不能治本。要想规避此类食品安全事件的再次发生,就必须强化食品安全监管制度,对食品安全问题“刨根问底”。
食品安全问题并不是我国特有的问题,已然成为全球性的民生问题。很多发达国家为了减少食品安全问题的产生,建立了一整套食品安全溯源体系,重在事前防范监管。这套食品安全管理制度由政府进行推动,覆盖食品生产基地、食品加工企业、食品终端销售等整个食品产业链条的上下游,通过类似银行取款机系统的专用硬件设备进行信息共享,服务于消费者。一旦食品质量在消费者端出现问题,可以通过食品标签上的溯源码进行联网查询,查出该食品的生产企业、食品的产地、具体农户等全部流通信息,明确事故方相应的法律责任。此项制度对食品安全与食品行业自我约束具有相当重要的意义。
值得一提的是,自瘦肉精事件和农药残留超标蔬菜事件之后,上海市率先在国内建立起猪肉和蔬菜的安全追溯系统,此后,上海市的猪肉和蔬菜均未发生大的安全事件。
农村环境污染现状
农村环境污染主要表现以下几个方面。
一是农药、化肥的污染。很多农村地区大量使用高毒、高效的农药和除草剂,造成农药残留、土壤污染和水体污染,破坏了生态环境和生物多样性。长期使用化肥会造成土壤酸化和物理性质恶化,土壤大幅度板结,化肥中的氮元素进入大气后,导致大气中氮氧化物含量增加,造成温室效应。同时,化肥还造成水源污染,威胁农村地表水和地下水的饮水安全。
二是秸秆焚烧造成的空气污染。我国农村大量作物秸秆无法得到有效处理,仍然采用就地焚烧的方法。秸秆焚烧既是一种能源浪费,又造成严重的空气污染。另外,烟雾还刺激人的眼睛和喉咙,使人流泪、喉痛,严重时还会引起呼吸道疾病。
三是禽畜养殖业造成的污染。目前,只有20%的养殖业的污水得到不同程度的处理,80%左右的养殖场则直接外排畜禽粪便。集约化养殖场粪便乱排乱放现象普遍,严重污染环境。不经发酵处理的粪便直接施肥,许多有害病菌和寄生虫会对土壤和作物造成危害,对人类的健康带来潜在威胁。
促进生态文明建设对策
如何对农村的环境污染进行治理,促进农村生态文明建设呢?
第一,加强宣传教育,增强环保意识。各级政府要充分认识农村环保工作的紧迫性和重要性,大力宣传加强农村环保工作的重要意义,努力形成人人珍惜环境、保护环境、美化环境的良好氛围。要加大监管力度,保障环境安全,充分行使执法职能,认真履行督促职责,严肃查处有关违法行为,下大气力保护好农村的自然生态环境。
第二,建立长效机制,加强协调配合,形成工作合力,加强环境整治,改善村容村貌。要完善农村环保机构建设,建立城乡一体化环境监管体系,环保机构要向乡镇、村延伸,要把农村环保工作摆上重要议事日程,加强组织领导,完善政策措施,落实目标责任,形成各有关部门和乡镇以及村组齐抓共管的农村环保工作机制。大力推进农村生活污染整治工作,明确整治的重点区域,制定科学合理的整治规划和方案。加强畜禽养殖集中整治,改善农民生活环境。发展农村户用沼气,推广秸秆利用、秸秆气化、秸秆发电等措施,逐步改善农村能源结构。
第三,积极开展示范村、生态村、文明村创建活动,出台支持创建活动的奖励办法,推动创建工作的深入开展,提升农村环境面貌。加强农药、化肥控制,坚决禁用超标农药,大力推广测土配方施肥技术,积极引导和鼓励农民使用生物农药或高效、低毒、低残留农药,推广病虫草害综合防治、生物防治和精准施药等技术,积极扶持生产企业开发生产生物肥等新型高效肥料品种。推广农业废弃物的综合利用,重视对塑料农膜的污染防治。提倡使用可降解地膜,鼓励开发农膜再生加工技术。加强农村饮用水水质卫生监测、评估,掌握水质状况,采取有效措施,让老百姓喝上干净的水、呼吸新鲜的空气、吃上放心的食物,在优美宜居的环境中生活。
关键词:滨海新区;重金属;土壤污染;综合评价
中图分类号:X53 文献标识码:A DOI 编码:10.3969/j.issn.1006-6500.2014.05.013
土壤环境的安全问题是农业生态环境安全的核心,土壤污染与防治已成为环境科学和土壤科学共同关注的热点[1]。土壤重金属污染具有潜伏性、滞留时间长、移动性差等特点,从遭受污染到产生后果有一个逐步积累的过程,因此,对于土壤重金属污染的监测已成为农业环境保护的重要内容之一。分析监测土壤重金属元素的含量变化和分布特征,可为调控土壤重金属的活性与毒性、制定合理的控制标准及选择修复技术提供必要的理论依据[2-4]。天津市滨海新区原来是农业区,自20世纪80年代以来,郊区开始出现较大规模的企业,其产生的废水、固体废弃物数量明显增加,污水排放及工业固体废弃物的扩散,导致水环境不断恶化。地下水污染、污水灌溉及碱渣扩散也使得污染物直接或间接进入土壤,影响到土壤环境质量,成为该地区土壤污染的主要原因之一[5-7]。近年来,随着滨海新区的快速发展,土地利用转型使得原有的土壤污染压力得到一定的缓解,但现有的基本农田中依旧存在污染的风险。因而,系统地开展农田重金属污染状况的调查具有重要的理论和实际意义。目前,在滨海新区的环境监测部门中,针对大气、水体和固废的监测已积累了丰富的资料,而对于土壤污染的数据还相对较少。所以,适时地补充该地区土壤中污染物含量与分布的信息显得十分必要。本研究以滨海新区现有的部分基本农田、果园、菜地和湿地土壤为研究对象,拟通过分析土壤中重金属含量,了解其主要污染物的分布特征,以期为正确认识该地区的土壤环境现状提供必要的科学依据。
1 材料和方法
1.1 样品采集
按照土壤的利用现状选择了农田、蔬菜地、果园及湿地4种类型的土壤。土样采集于2009年8月,采样点分布如图1所示。采集0~20 cm的表层土壤样品,自然风干后磨细,过0.25 mm土壤筛。土壤理化性质参见文献[8-10]。不同土壤样品的pH值分布为:农田土壤中6.5~7.5之间和>7.5的样品各占50%;菜地土壤均为6.5~7.5之间;果园土壤均>7.5;湿地土壤90%为6.5~7.5之间,10%为>7.5,并以此作为选择土壤环境质量评价标准的依据。
1.2 测定方法
土壤中重金属Cu、Zn、Pb、Cd、As、Hg、Cr、Ni全量的分析测定按照《土壤环境质量标准》(GB l5618―1995)[11]和《土壤环境监测技术规范》(HJ/T 166―2004)[12]规定的步骤进行。所用试剂均为优级纯或分析纯。土壤中铜、锌、镍、铅、镉、铬采用盐酸―硝酸―氢氟酸―高氯酸体系消解,原子吸收及分光光度法测定;土壤总砷和汞采用硝酸―高氯酸消解,原子荧光光度法。
1.3 土壤污染评价因子及方法
研究区土壤为城郊土壤,根据国家标准《农产品安全质量:无公害蔬菜产地环境要求》(GB/T 18407.1―2001)[13]、土壤环境质量标准(GB 15618―1995)[11],选取国标中的8种元素(Cu,Zn,Pb,Cd,As,Hg,Cr和Ni)作为评价因子。评价方法采用单项污染指数和Nemerow综合污染指数法[14]。依据土壤样本pH值测定结果,标准限值采用土壤二级指标中相应的pH值要求(pH 6.5~7.5及>7.5的数值),农田和蔬菜地以农田的标准比对,果园土壤采用对应的果园标准,湿地土壤采用国家标准中相近的稻田土壤标准进行比较。土壤污染等级划分参照夏家淇[15]及姜芝萍[16]报道的方法。
2 结果与分析
2.1 不同土地利用方式土壤重金属分布特征
天津市滨海新区不同利用状况下土壤中8种元素含量测定结果如表1所示。由表1可以看出,研究区域内土壤重金属含量较天津土壤重金属背景值[17]有明显的增加,Cu、Zn、Pb、As、Hg、Ni的测定平均值分别为背景值的2.19,2.30,2.39,1.66,12.46,2.47倍,Hg的增加量最大;Cd和Cr为背景值的0.87和0.99倍,与背景值相当。
2.1.1 土壤中Cu含量变化 在4种土地利用类型中,农田土壤中铜含量的平均值达到50.10 mg・kg-1,菜园土壤中为58.59 mg・kg-1,果园土壤中为71.33 mg・kg-1,湿地土壤中为53.90 mg・kg-1。不同土地利用方式的土壤Cu含量变化如图2所示。由图2可以看出,农田和湿地土壤中不同采样点之间差异较大,而在蔬菜地之间差异较小,果园土壤中总体上大于其他类型的土壤。湿地中的S19样点含量最高,达到128.83 mg・kg-1,这与其处于碱渣堆附近的位置有关。农田采样点中的S5~S7和湿地中的S25及S26的铜含量相对较低。
2.1.2 不同土地利用方式土壤Zn含量变化 不同利用类型土壤中,农田土壤中锌含量的平均值达到104.3 mg・kg-1,菜园土壤中为160.1 mg・kg-1,果园土壤中为127.0 mg・kg-1,湿地土壤中为156.6 mg・kg-1。不同土地利用方式的土壤锌含量变化如图3所示。由图3可以看出,农田中除S3和S4样点含量较高外,其他样点集中在80 mg・kg-1上下;5个菜地土样的总体含量较高,含量分布在142.87~182.26 mg・kg-1之间;2个果园土壤中锌含量分别为109.5~144.5 mg・kg-1,显著低于菜园土壤中的含量;10个湿地土壤中含量差异较大,含量在106.1~247.4 mg・kg-1之间,其中S19样点的含量最高。
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铅含量变化如图4所示。由图4可以看出,农田土壤中的平均值达到29.71 mg・kg-1,但S3和S4样点的含量显著高于于其他样点;菜园土壤中平均为49.23 mg・kg-1,各采样点的铅含量在40.15~53.74 mg・kg-1之间,总体上含量较高;果园土壤中为35.14 mg・kg-1,尽管2个样点分布在海河南北,但二者之间差别较小;湿地土壤中平均为44.01 mg・kg-1,除S17和S19样点的铅含量达到73.84和85.67 mg・kg-1外,其他点的含量均在20.08~49.35 mg・kg-1之间。
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镉含量变化如图5所示。由图5可以看出,农田土壤中的平均值达到0.086 mg・kg-1,菜园土壤中为0.325 mg・kg-1,果园土壤中为0.131 mg・kg-1,湿地土壤中为0.137 mg・kg-1。在全部25个采样点中,镉含量在0.060~0.336 mg・kg-1之间,平均值为0.139 mg・kg-1,低于天津市土壤镉背景值(0.16 mg・kg-1)。农田土壤的含量均较低,菜园土壤中有4个样点超出背景值且含量较高(在0.228~0.303 mg・kg-1之间)、果园和湿地土壤中,除S19样点含量较高外(0.336 mg・kg-1),其他样点均低于土壤背景值。
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变化如图6所示。在4种土地利用类型中,农田土壤中的砷含量平均值为14.97 mg・kg-1,菜园土壤为15.92 mg・kg-1,果园土壤为13.54 mg・kg-1,湿地土壤的砷含量最高,达到18.36 mg・kg-1,但除S19样点含量较高(31.51 mg・kg-1)外,其他样点在11.71~20.51 mg・kg-1之间。总体上看,土壤砷含量分布比较均匀,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变化如图7所示。在4种土地利用类型中,农田土壤中Hg含量平均值为0.360 mg・kg-1,菜园土壤的砷含量为0.707 mg・kg-1,果园土壤为0.271 mg・kg-1,湿地土壤的砷含量最高,达到0.768 mg・kg-1。由图7可以看出,农田超出背景值的有3个样点,菜园和果园中超出背景值的有4个样点,而在湿地土壤中,90%的样点超出背景值,表明湿地土壤中汞的累积比较显著。
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铬含量变化如图8所示。4种不同土地利用类型中,菜园土壤中铬的平均浓度最高,达到75.26 mg・kg-1,其次为农田73.24 mg・kg-1,果园土壤中为71.06 mg・kg-1, 湿地土壤中为69.22 mg・kg-1。在25个样点中铬含量超出背景值的点占38.5%,但总体的平均值为71.86 mg・kg-1,低于背景值72.65 mg・kg-1,不同样点之间的Cr含量分布比较均匀。
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镍含量变化如图9所示。4种土地利用类型中,菜地土壤的镍含量平均浓度达到最高76.10 mg・kg-1,其次为湿地土壤71.90 mg・kg-1,农田和果园土壤含量分别为59.36 mg・kg-1和50.28 mg・kg-1。与天津市土壤背景值比较,在供试的25个土样中Ni含量均远远超出背景值,反映出土壤Ni含量的变化是影响该区土壤环境质量的要素之一。与其他元素类似,在农田中的S3~S4样点、菜地中的S10~S13样点及湿地中的S17~S25样点检出的Ni含量显著高于其他样点,反映出其污染途径具有相似性。
2.2 土壤环境质量状况评价
以国家土壤环境质量标准为基础,通过计算单项污染指数和Nemerow综合污染指数,得出滨海新区不同土地利用方式下不同重金属对土壤环境质量的影响现状(表2)。依据土壤样本pH值测定结果,标准限值采用土壤二级指标值,农田和蔬菜地以农田的标准比对,果园土壤采用对应的果园标准,湿地土壤采用国家标准中相近的稻田土壤标准进行比较。
从单项污染指数来看,采样区的25个土壤样本中Cu、Zn、Pb及Cr的Pi值均小于1,表现为清洁;除湿地土壤中S19样品外,Cd和As在其他24个样本中也达到清洁水平。样品S19的PCd和PAs分别为1.121及1.260,属于轻度污染,这与该采样点位于过去的晒盐场地附近有关。Hg和Ni是该地区污染率较高的元素,在25个样本中有16个达到轻度以上的污染水平,污染率均为64%,其中S19的Hg污染达到中度污染水平,表明该地区的Hg和Ni存在较大的污染风险,并且Hg和Ni的污染分布具有同步性。从不同利用类型土壤中的分布来看,农田的轻度污染率为37.5%,蔬菜地为80%,果园属于清洁,湿地土壤中为90%。分析其污染的原因,Hg和Ni污染与该地区污水中Hg和Ni排放有密切关系。湿地土壤主要分布在盐场、河口区域,排污河及海河水质污染是导致超标的主要原因。蔬菜地灌溉量大,灌溉水污染可导致土壤中累积量增大。从样点分布看,农田中的S3和S4、菜地中的S10~S13均分布在海河附近,所以存在较大的污染风险。
从综合污染指数看,25个样本中8%属于轻度污染,包括菜园土壤S10和湿地土壤S19;综合指数超过警戒级阈值(>0.7)的样本数占52%,包括了农田中的S3和S4样本,菜地土壤中的S11~S13,湿地土壤中的S17、S20~S26样本;样本中达到安全级别的占40%,以农田和果园土壤为主。
3 结论与讨论
土壤重金属的来源受成土母质、气候、人类活动等多种因素的影响,不同地区、不同种类的土壤、特别是人类活动较为频繁、容易受到扰动和污染的各种农用土地[18]。在针对土壤环境问题的研究和管理过程中,我国相继公布了土壤元素背景值和土壤环境质量标准,确定了Cu、Zn、Pb、Cd、As、Hg、Cr及Ni等8种重金属和类金属元素的含量限值,为土壤污染评估提供了必要的判别参考依据。由试验结果可知,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,其原因一方面与这些元素在土壤中的现存浓度或许较30年前有所增加有关,另一方面也与当年背景值测定时选取的采样地点和土壤类型有关。本研究主要是以滨海新区的土壤为研究对象,而背景值可能包括天津市较大的土壤范围,其土壤类型会有一定差别,因此,利用背景值仅仅是一种评估污染状况时的参考,而更主要的是以国家土壤环境质量标准为依据。
在监测的数据中,滨海新区不同类型土壤中Hg和Ni存在较大的污染风险,在25个样本中的污染率均为64%,污染分布具有同步性,并且主要分布在菜地和湿地土壤中。这一现象或许与人为活动导致的水污染有一定关系。在滨海新区特定的土壤环境下,其土壤以砂质为主,土层薄,导致水与土壤交换过程加剧,海河水系带入的污染物及过去晒盐过程引起的水与土壤中物质交换增加也许是其土壤中Hg和Ni元素积累量变化的重要原因。同时土地利用类型对土壤重金属含量分布的影响具有一定差异,农田的轻度污染率为37.5%,蔬菜地为80%,果园属于清洁,湿地土壤中为90%。综合污染指数评价的结果表明,25个样本中8%属于轻度污染,超过警戒级阈值的样本数占52%,达到安全级别的样本占40%。总体上表现为农田和果园土壤比较清洁,而蔬菜地和湿地土壤中存在一定的污染风险。
关于土壤污染状况的评估问题,目前学者们也有新的认识和共识,污染物在土壤中的含量(总量)高低不仅仅是判别土壤是否被污染的唯一依据,而要结合污染物受体是否产生危害及危害性的大小进行全面评估[19-20]。生物是土壤中的主要受体,污染物是否对生物产生毒害效应也需要结合土壤中污染物的存在形态、生物的蓄积量和毒性表现形式等多方面因素综合评判[21-22]。因此,监测土壤中重金属的现存量对于评价土壤可能存在的环境污染风险具有一定的意义。依据土壤环境质量标准的限值可知,其超标量越大则污染的风险亦越大。
参考文献:
[1] 中国科学院农业领域战略研究组. 中国至2050年农业科技发展路线图[M]. 北京:科学出版社, 2009.
[2] 罗金发, 孟维奇, 夏增禄. 土壤重金属(锡,铅,铜)化学形态的地理分异研究[J]. 地理研究, 1998, 17(3): 265-272.
[3] 王家兵. 天津城市发展中的若干环境地质问题[J]. 地质调查与研究, 2004, 27(3): 164-168.
[4] 周启星, . 我国农业土壤质量基准建立的方法体系研究[J]. 应用基础与工程科学学报, 2012, 20(S1): 38-44.
[5] 马兴, 胡万里, 邵德智, 等. 海河塘沽段水污染指数变化及其原因分析[J]. 水资源与水工程学报, 2008, 19(1): 69-76.
[6] 陈霞. 塘沽区污水资源化利用对策研究[D]. 杨凌:西北农林科技大学, 2007.
[7] 刘新菊. 用循环经济理念促进工业固体废物资源化[D]. 杨凌:西北农林科技大学, 2008.
[8] 杜微, 曲东, 王静, 等. 天津滨海新区不同土壤的生物学性状及土壤质量评价[J]. 西北农业学报, 2011, 20(4): 200-206.
[9] 马文梅, 王静, 曲东, 等. 天津市塘沽区不同土地利用状况下土壤盐分变化特征[J]. 西北农业学报, 2011, 20(12): 152-157.
[10] 杜微. 天津市塘沽区不同利用类型土壤生物学特征及其土壤质量变化研究[D]. 杨凌:西北农林科技大学, 2011.
[11] 国家环境保护部, 国家技术监督局. GB 15618―1995 土壤环境质量标准[S]. 北京: 中国标准出版社, 1995.
[12] 国家环境保护部. HJ/T 166―2004 土壤环境监测技术规范[S]. 北京: 中国环境出版社, 2004.
[13] 国家质量监督检验检疫总局. GB/T 18407.1―2001农产品安全质量蔬菜产地环境要求[S]. 北京: 中国标准出版社, 2001.
[14] 丁桑岚. 环境评价概论[M]. 北京: 化学工业出版社, 2001.
[15] 夏家淇. 土壤环境质量标准详解[M]. 北京: 中国环境科学出版社, 1996.
[16] 姜芝萍, 杨俊衡. 城市重点污染区土壤重金属污染评价标准探讨[J]. 安全与环境工程, 2010, 17(1): 57-60,64.
[17] 中国环境监测总站. 中国土壤元素背景值[M]. 北京: 中国环境科学出版社, 1990.
[18] 郑袁明, 陈同斌, 郑国砥, 等. 北京市不同土地利用方式下土壤铜的积累及其污染风险[J]. 自然资源学报, 2005, 20(5): 690-696.
[19] 宋玉芳, 周启星, 宋雪英, 等. 土壤整体质量的生态毒性评价[J]. 环境科学, 2005, 26(1): 130-134.
[20] 夏家淇, 骆永明. 关于土壤污染的概念和3 类评价指标的探讨[J]. 生态与农村环境学报, 2006, 22(1): 87-90.