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关键词:土壤污染现状危害治理措施
一、土壤污染的定义
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。土壤污染源主要可分为:生活性污染源,生产性污染源和放射性污染源:工业、科研和医疗机构排放的液体或固体放射性废弃物。
二、土壤污染的特点
1、土壤污染具有隐蔽性和滞后性。土壤污染不同于大气、水和废弃物污染等污染比较直观,它要通过对土壤样品进行分析化验和农作物的残留检测来确定。土壤污染从产生污染到出现问题通常会滞后较长的时间,所以土壤污染问题不太容易受到重视。
2、土壤污染具有不可逆转性。受到重金属污染的土壤基本上得需要较长的时间才能降解恢复。
3、土壤污染的累积性。土壤污染不同于被污染的大气和水,不容易扩散和稀释,土壤污染是由于不断的积累而导致超标,土壤污染同时具有很强的地域性。
4、土壤污染难治理性。治理污染土壤通常成本较高,治理周期也很长。土壤污染仅依靠切断污染源的方法是行不通的,需要靠换土、淋洗土壤等方法才能解决问题。
三、当前我国土壤污染的现状与危害
目前,我国部分地区土壤污染非常严重,土壤污染类型呈现多样化,土壤污染途径多,原因复杂,控制难度大。每年由于土壤污染导致的农产品质量安全问题层出不求,严重影响了百姓的身体健康和社会稳定。土壤污染产生的危害主要表现为以下几种:
1、土壤污染导致的直接经济损失严重。当前相当一部分农产品的农药残留超标率高达16%-20%;每年有超过1000万t粮食因土壤污染而减产,造成了巨大的经济损失。
2、土壤污染对人体健康造成危害。土壤污染会使植物在体内积累污染物,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。
3、土壤受到污染后,含有较高重金属浓度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、地表水和地下水污染以及生态系统退化等多种生态环境问题。
四、导致土壤污染的原因
1、过量施用化肥和农药
化肥及农药的使用能大大提高粮食作物的产量,但是氮、磷等化学肥料的长期大量使用却能破坏土壤结构,造成土壤板结、耕地土壤退化、致使耕层变浅、耕性变差、保水肥能力下降、增加了农业生产成本,影响了农作物的产量和质量。
2、污水灌溉对土壤的污染
使用生活污水和工业废水灌溉农田是导致土壤污染的直接原因之一。重金属、酚、氰化物等许多有毒有害的物质来自于未经处理或未达到排放标准的工业污水,它们会将污水中有毒有害的物质带至农田,在灌溉渠中形成污染带。
3、大气污染对土壤的污染
大气中的氮氧化物、二氧化硫和颗粒物等有害物质,可以在大气中发生反应形成酸雨,通过降水和沉降而落到地面,导致土壤酸化。冶金工业排放的金属氧化物粉尘,由于重力作用会以降尘形式进入土壤中。
4、生物残体和牲畜排泄物对土壤的污染
利用禽畜饲养场的厩肥和屠宰场的废物作肥料,如果不进行物理和生化处理,则其中的寄生虫、病原菌和病毒等可导致土壤和水域污染,并通过水和农作物危害人群健康。
5、重金属元素引起的土壤污染
汽油中添加的防爆剂四乙基铅随废气排出污染土壤,造成铅污染;各种大量使用杀虫剂、杀菌剂、杀鼠剂和除草剂导致砷污染;铀矿开采和浓缩、钍矿开采、核实验、核废料处理、燃煤发电厂、磷酸盐矿开采及加工等是土壤辐射污染的来源。
五、我国土壤污染的治理措施
1、施用化学改良剂,增加土壤环境容量,增强土壤净化能力。
将石灰、碱性磷酸盐、氧化铁、碳酸盐和硫化物等化学改良剂施用到土壤中,加速有机物的分解,使重金属在土壤中固定,促使重金属在土壤及土壤植物体的迁移能力降低,并转化成为难溶的化合物,减少农作物的吸收,以减轻重金属对土壤中的毒害。
2、强化污染土壤环境管理与综合防治,大力发展清洁生产。
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;加强土壤污灌区的监测和管理,科学地进行污水灌溉;了解水中污染物的成分、含量及其动态,避免带有不易降解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;大力推广和发展清洁生产。
3、改变耕作制度,实行翻土和换土。
要采取铲除表土和换客土的方法来改变污染严重的土壤,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、采用农业生态工程措施
在污染土壤上繁殖非食用的种子、种植经济作物,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吸走或降解土壤中的污染物质,从而达到净化土壤的目的。
随着二十一世纪高科技的快速发展,我国土地环境也将面临一些问题,土壤质量也直接关系到食品的安全和人们的健康情况,现在这不单单是一个环境问题了,它也关乎这发展,更是民生问题的一个重要组成部分。因此,我们一定要认真了解土壤环境的复杂性,保护工作的重要性、和面对自然发展的紧迫性,随着科学的发展观,坚持环境保护与经济发展、工业和农业、城市和农村的观点,并且与区域发展规划、城市建设规划有效的衔接;同时,我们还需要用科学的决策,充分的运用所有力量,结合多样化资源,综合运用经济、技术、行政等多种方式的宣传和教育,广泛的参与,促进土壤环境综合治理机制的形成。
2、我国土壤污染现状
随着高科技时代的到来,我国部分地区土壤污染严重,尤其是农业土壤的污染,影响着农作物的‘安全’。目前土壤污染的总体形势越来越严峻。据调查统计,我国农业区的土壤污染面积染呈现出逐年大幅度增加的形势。而且土壤的污染种类呈多样化,也出现了新污染物体与老污染物并存、各种污染不利于大自然农作物的发展形势。土壤污染的途径变化较多,并且原因相对复杂,控制起来难度较大。由于土壤污染引起的农副产品的质量问题和越来越多,已经严重影响人们的生产、生活以及社会的稳定。
3、土壤污染原因
土壤污染的原因主要是人为污染,是由人类的生产、生活活动造成的。主要分为工业污染、农业污染和生物污染。土壤污染的主要原因有:1,工业生产中排放的废水、废气、废渣造成的污染;2,农业生产中过量使用化肥造成的污染;3,农业生产中农药的使用造成的有机污染;4,农业生产中污水灌溉造成的污染;5,重金属元素造成的土壤污染;6,含有致病病原体、寄生虫的生活污水、医院垃圾污水等造成的生物污染等。
4、关于土壤环境保护的措施及控制
4.1有效的制定治理方案
如今,各地区及部门开始积极开展土壤污染状况的调查,进行全面的实施并加以改善,使土壤环境的保护取得了积极进展。但是我国的土壤环境条件总体仍是并不乐观,必须加强重视。有效地保护土壤环境,预防控制和减少污染的土壤、土壤环境保护和综合管理工作提出以下意见
4.1.1有效的控制新增土壤污染。提高环境执法和污染的控制,确保企业标准;防止新项目造成新的污染土壤。定期对工矿企业排放的有机污染物和危险废物进行处理设施监控,并对周围的土壤污染限期治理。标准的处理污水,有效的完善垃圾处理的控制措施,全面改善并加强非正式的废物处理网站。肥料的科学应用,禁止使用有毒、有害物质,严格控制稀土农用。严格执行国家相关的高毒性、高残留农药的使用管理规则,制定对农药包装容器废物的回收。加强对废物污染塑料的回收和利用。禁止在农业生产中使用含有机污染物的废水以及未经检验和安全处置的污水污泥等。
4.1.2规划重点保护区域。将耕地和集中式饮用水水源作为土壤环境保护的重点区域。在土壤环境质量评价和污染源前提下,土壤环境质量水平分工的基础上,建立一个相关的数据库。并严格禁止在优先领域新建有色金属、煤炭、化学药品,如铅蓄电池生产项目。
4.1.3加强被污染土壤的环境风险控制。农田土壤环境监测和农产品质量检验、受污染的耕地分类管理,以控制农业,种植结构的调整,如土壤污染修复和管理措施,确保耕地的安全使用,严重污染,很难修复,地方人民政府应当按规定将指定的农业生产区域划分为被禁止区域。污染土地使用权的改变或修改,应按照有关规定在土壤环境风险评估和土壤环境修复,在未进行风险评估和土壤环境质量不能满足建设用地的要求的时有关部门不得颁发土地使用证和施工许可证。住宅开发不得用已经严重影响人类的健康评估污染土地,采取措施防止污染扩散、治理标准之前的土地。加以关注新工业的用地,并建立土壤环境强制调查评估和备案制度。
4.2环境的保障措施
4.2.1加强组织管理。建立环境保护部门以及相关的部门积极的参加部门协调机制,并有效的指导和监督土壤环境保护和综合治理工作。与有关部门协调个人和协作,共同促进土壤环境保护和综合治理工作。
4.2.2完善治理机制。各级逐渐增加投资在土壤环境保护和综合治理,保护土壤环境保护基金。并鼓励企业开展土壤污染控制,充分的加以利用市场机制,引导和鼓励社会资本进入土壤环境保护和综合治疗。中央政府对土壤环境保护工程的符合条件的充分支持。
4.2.3完善法规政策。经过研究土壤环境保护特殊的法律法规草案,制定农业用地土壤和集中式饮用水源环境保护、新建设用地土壤环境调查、环境管制污染地块的有效的管理办法。并建立重点区域保护效果评价和考核机制,制定和实施“保护奖按”政策。这是良好的土壤环境保护和综合治理产业发展的经济政策。研究土壤污染损害责任保险,鼓励有机肥料的生产和使用,及老污染塑料回收、处理和利用的政策措施。
4.2.4加强科技支撑。改善土壤环境保护标准体系、系统土壤环境质量、土壤污染风险评估及受污染的土壤管理和修复,土壤污染物的主要分析测试,重金属在土壤样品、肥料和其他有毒、有害物质限量标准,制定土壤环境质量评价和层次结构,土地污染环境风险评估、土壤污染控制技术规范,如修复、研究土壤环境保护效能评估过程和评估技术。加强土壤环境保护和综合治理的基础和应用研究,及时启动重大研发项目。研发和推广适合中国国情的土壤环境保护和综合治理技术和设备。
5、结语
关键词: 土壤污染;土壤污染物;防治措施
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浅析:
第一:工业点源污染物主要有废水、废气、废渣、粉尘、噪音等。工业污染源的防治措施:
(1)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。
(2)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。
(3)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。
(4)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。
(5)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。
第二: 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:
(1)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。
(2)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。
(3)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[15]。
(4)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。
(5)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。
第三: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:
(1) 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;
关键词:土壤污染;土壤修复;植物修复技术
中图分类号:Q958.116文献标识码: A
引言
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。由于污染,土壤的营养功能,净化功能,缓冲功能和有机体的支持功能正在丧失。土壤是生态环境系统的有机组成部分,是人类生存与发展最重要和最基本的综合性自然资源。我们不能坐以待毙,要加强研究,采取措施,切实阻止土壤污染继续扩大的趋势,清除被称为“化学定时炸弹”的土壤污染。
1.造成我国土壤污染的原因
1.1过量施用化肥
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。
1.2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13.9 kg/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。
1.3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。
1.4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。
1.5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2~3 km范围的点状污染。
1.6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。
1.7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。
1.8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。
2.植物修复机理及优点
植物修复是利用可超富集重金属的植物吸收、积累环境中的污染物,并降低其毒害的环保生物技术。根据修复植物在某一方面的修复功能和特点可将植物修复分为三种基本类型:植物提取修复,植物稳定修复和植物挥发修复。
2.1植物修复机理
2.1.1植物提取修复
利用重金属积累植物或超积累植物将土壤中的重金属提取出来,富集并搬运到植物根部可收割部分和植物地上的枝条部位。植物提取修复是目前研究最多且最有发展前途的一种植物修复技术。
2.1.2植物挥发修复
植物挥发是利用植物的吸收、积累和挥发而减少土壤中一些挥发性污染物,即植物将污染物吸收到体内后将其转化为气态物质释放到大气中。目前,在这方面研究最多的是金属元素汞和非金属元素硒。植物挥发修复技术只限于挥发性重金属的修复,应用范围较小,而且将汞、硒等挥发性重金属转移到大气中有没有环境风险仍有待于进一步研究。
2.1.3植物稳定修复
利用重金属耐性植物降低重金属的活性,从而减少重金属被淋滤到地下水或通过空气载体扩散进一步污染环境的可能性。目前,该技术在矿区大量使用,如废弃矿山的复垦工程,各种尾矿库的植被重建等。值得注意的是植物稳定也并没有将重金属从土壤中彻底清除,当土壤环境发生变化时仍可能重新活化并恢复毒性。植物稳定修复的作用主要有两方面:一是通过根部累积、沉淀、转化重金属,或通过根表面吸附作用固定重金属。二是保护污染土壤不受风蚀、水蚀,减少重金属渗漏污染地下水和向四周迁移污染周围环境。植物稳定修复并没有从土壤中将重金属去除,只是暂时将其固定,在减少污染土壤中重金属向四周扩散的同时,也减少其对土壤中的生物的伤害。但如果环境条件发生变化,重金属的可利用性可能又会发生变化,因而,没有彻底解决重金属污染问题。重金属污染土壤的植物稳定修复是一项正在发展中的技术,若与原位化学钝化技术相结合可能会显示出更大的应用潜力。未来的研究方向可能是耐性植物、特异根分泌植物的筛选,以及稳定修复植物与原位钝化联合修复技术的研究。
2.2植物修复技术的优点
植物修复技术较其他物理的,化学的和生物的方法更受社会欢迎。该技术成本较低,据美国的实践,植物修复比物理化学处理的费用低了几个数量级,此技术在清洁土壤中金属的同时,还可清楚污染土壤周围的大气或水体中的污染物,有美化环境的作用,易为社会所接受。
此外,植物修复重金属污染的过程也是土壤有机质含量及土壤肥力增加的过程,被植物修复过得干净农田更适合多种农作物生长。生物固化技术能使地表长期稳定,控制风蚀,水蚀,有利于生态环境改善,而且维持成本较低。植物的蒸腾作用还可以防止污染物向下迁移,同时,植物把氧气供给根际可促进根际有机物的降解。
3.植物修复技术的局限性及影响因素
3.1植物修复技术的局限性
植物是活的生物体,需要有合适的生存条件,因此植物修复有其局限性:要针对不同污染状况的突然选择不同的生态型植物。重金属污染严重的土壤,适宜选用超积累植物,而污染较轻的土壤则需要选用耐重金属植物;植物修复过程通常较为缓慢,对土壤肥力,气候,水分。盐度,酸碱度,排水与灌溉系统等条件和认为条件有一定的要求;植物修复往往会受土壤毒物毒性的限制,一种植物常常只能吸收一种或两种重金属,对土壤中其他浓度较高的重金属会表现出某些中毒症状,从而限制了植物修复技术在多种重金属污染土壤治理方面的应用;用于清理重金属污染土壤的超累积植物通常都比较矮小,生物量低,生长缓慢,生长周期较长的类型,因而修复效率低,不利于机械作业;用于清理重金属污染的植物往往会通过器官腐烂,落叶等途径使重金属污染物重返土壤。因此必须在植物落叶前收割处理。
3.2植物修复技术的影响因素
为了植物修复修复污染土壤的效率,在设计植物修复技术方案时必须事先考虑如下因素:首先了解受重金属污染的土壤所处的地理,海拔条件,以便选择合适生长在该条件下的耐受重金属植物和超累积植物种类进行污染土壤的植物修复;将整个需要治理的污染土壤纳入土地使用和规划管理方案中进行总体设计与考虑;对土壤的酸碱度,植物的耐盐度进行调查;了解治理土壤的含水量及水分供给状况;掌握拟治理土壤的营养供给状况,以便拟定合适的施肥计划;调金属污染土壤的污染状况,了解重金属的化学形态及植物的可利用性,以便从土壤化学的角度采取相应措施增加植物对重金属的吸收量。此外,对植物遭受自然灾害的复原能力,植物病虫害,良好的灌溉与排水系统也是需要考虑的因素。
关键词:煤矿;土壤污染;政策措施;保护修复
中图分类号: X752 文献标识码: A
0引言
近年来,煤矿造成的环境问题日益突出。其中,土壤问题表现为整个煤矿区对土壤的生态破坏和污染,成为社会关注的焦点。煤矿造成的土壤污染主要是由于开发和利用过程中,输入矿区土壤环境污染物的速度和量超过了土壤环境对该物质的承载和容纳能力,使土壤原有的功能发生变化。
1煤矿污染土壤的两种情况[2]
1.1矿区水污染土壤
矿区水污染土壤主要包括开采抽出的矿井水、洗选煤废水及矿区生活污水污染土壤的几种情况。矿井水含有大量的煤粉等高浓度悬浮物质、石油类污染物质、重金属以及放射性物质;洗选煤废水中含有大量煤泥粉、悬浮油和絮凝剂化学品;矿区生活污水中含有大量的有机物、细菌、病毒等。这几种矿区水通过灌溉、溢流或渗漏等不同途径进入土壤,使土壤受到污染[1]。
1.2有害元素污染土壤
煤矿区土壤中的有害元素主要来源于煤矸石风化自燃、淋溶、矿区大量粉尘、废气的沉降以及矿井水。通过风化和空气氧化作用,煤矸石堆中的硫份及重金属元素随雨水冲刷进入土壤,再通过各种水力联系(导水砂层、地层裂隙、河流等)发生污染转移,造成土壤的酸碱污染(主要是酸性)与重金属污染。土壤的纳污和自净能力有限,当污染物超过其临界值时将向外界环境输出污染物。尤其是当土壤受到重金属污染(重金属元素主要包括As、Cd、Co、Cr、Cu、Hg、Mn、Ni、Pb、Zn等,或为几种元素的复合)污染时,土壤酶的活性受重金属抑制,造成土壤中营养元素循环速率和能量流动减弱,最终导致土壤资源的枯竭。
2国内外针对煤矿污染土壤的保护政策措施及做法
国内外,预防煤矿造成的土壤污染主要以制定相关法律法规为主,相关的研究和技术主要以污染后治理为主。不过,近年来澳大利亚、欧盟等越来越重视环境问题,在污染的预防和治理方面也进行了深入的研究。
2.1国外主要政策法规及做法
2.1.1 德国
1999年以来,德国颁布了《土壤保护法》、《土壤保护和工业废地处理条例》等法律,对土地使用者预防风险的措施及强制性义务、施加于土地上的各种材料的性质及其风险的预防与控制、土壤监测以及土壤保护的具体要求、风险的评估等作了规定。各州政府则依据联邦法律制定了本州的法律。德国开展了全面的土壤监测、排查和筛选可能污染地块、建立了污染场地数据库。污染场地治理费用绝大部分是由企业自己承担的,实行“谁污染谁付费”原则。如果企业不履行清除土壤污染的义务,监管部门将根据法律开出罚单,由法院执行。
2.1.2 美国
20世纪30年代,美国颁布《土壤保护法》,1960年颁布《联邦危险物质法》和《固体废物处理法》(又称《资源保护回收法》)。1977年8月,颁布第一部全国性的土地复垦法规《露天采矿管理与土地复垦法》。1980年颁布的《综合环境污染响应、赔偿和责任认定法案》(CERCLA)是美国污染防治体系的一部基本法律,又被称为“超级基金法”,其主要意图在于修复全国范围内的“棕色地块”。依据CERCLA,政府建立了 “超级基金(Superfund)”,明确了清洁费用的承担者,对土壤污染采取“谁污染谁治理”的原则,而无法使责任方支付费用的情况下,由“超级基金”承担[3]。
随后,美国又陆续公布了一些修正和补充法案,主要是1986年的《超级基金增补和再授权法案》(SARA)和1997年通过的《纳税人减税法》(TRA)。SARA就政府所有的土地或设施的环境污染治理适用CERCLA的问题作了说明,对CERCLA 作了重要补充。TRA主要目的是以税收方面的优惠措施,刺激私人资本投资于棕色地块清洁和治理,进一步阐明了污染的责任人和非责任人的界限,并制定了适用于该法的区域的评估标准。2002年,美国颁布《棕色地块法》,对有兴趣从事“棕色地块”治理的主体提供责任限制保护,参与州属“棕色地块”治理工程的主体可以免于联邦环保局的责任追究[4]。
2.1.3 日本
1970年,日本颁布《农业用地土壤污染防治法》,2002年颁布《土壤污染对策法》,1999年颁布《二恶英对策特别措施法》和《矿山保全法》。几部法律项目高度统一、相互配合补充,形成了有效的矿山土壤污染防治法律体系。日本以《农业用地土壤污染防治法》和《土壤污染对策法》等专门立法为中心, 确立了治理土壤污染的基本制度和责任原则, 以《矿山保全法》等关联立法为补充,对矿山土壤污染问题进行了系统的规制。
2.2中国主要政策法规
近年来,我国政府越来越重视土壤保护。1989年颁布《环境保护法》,2004 年修订了1995年颁布的《固体废物污染环境防治法》,2005年《矿山生态环境保护与污染防治技术政策》,2006年《关于逐步建立矿山环境治理和生态恢复责任机制的指导意见》,2008年《关于加强土壤污染防治工作的意见》,2011年《国家环境保护“十二五”规划》和《土地复垦条例》,2012年《国家环境保护“十二五”规划重点工作部门分工方案的通知》[7]。
目前,《全国土壤环境保护“十二五”规划》正在报请国务院审批。《土壤污染防治法》已进入立法阶段,《污染场地污染防治技术政策》正在制定中。
3国内外土壤保护修复的前沿技术
目前,污染土壤的修复主要采用物理化学修复技术、植物修复技术以及微生物措施。物理化学修复技术主要包括客土、换土法和化学固化、土壤淋洗、动电修复;植物修复技术主要包括植物稳定、植物挥发和植物萃取,微生物措施包括生物啜食法等。这些修复方法和技术的基本原理主要有两方面:(1)固化作用(immobilization),增加土壤对重金属的吸持能力,减少土壤中重金属的质量迁移率;(2)活化作用(mobilization),把重金属从土壤基质中排除出去。
3.1 物理化学修复技术
3.1.1 客土换土法
客土法是用非污染土壤覆盖被污染的土壤。换土法是部分或全部挖除污染土壤而换上非污染土壤。这是治理严重重金属污染农田切实有效的方法。在一般情况下,换土厚度愈大,降低作物中重金属含量的效果愈显著[6]。在有些情况下也可不挖除污染土壤,而将其深翻至耕层以下,这对于防止作物受害也有一定效果。客土法和换土法的缺点是需要花费大量的人力与财力,因此适用小面积严重污染土壤的治理。
3.1.2 化学固化
固化技术是将重金属污染的土壤按一定比例与固化剂混合,经熟化最终形成渗透性很低的固体混合物,降低重金属在环境中的迁移能力和生物有效性。固化技术的处理效果与固化剂的组成、比例、土壤重金属的总浓度以及土壤中一些干扰固化的物质的存在有关。
3.1.3 土壤淋洗/化学提取
土壤淋洗是把土壤固相的污染元素转移到土壤液相,将挖掘出的地表土经过初期筛选去除表面残渣,分散土壤大块后,与一种提取剂充分混合,经过第二步筛选分离,用水淋洗除去残留的提取剂,处理后“干净”的土壤可归原位被再利用,富含重金属的废水可进一步处理回收重金和提取剂。土壤淋洗技术的关键是寻找一种提取剂,既能提取各种形态的重金属,又不破坏土壤结构。
3.1.4 动电修复
动电修复法是在土壤中插入电极,把低强度直流电导入土壤,电流接通后,阳极附近的酸就会向土壤毛细孔移动,把污染物释放在毛细孔的液体中,大量的水以电渗透方式开始在土中流动,这样,土壤毛细孔中流体就可移至阳极附近,被吸收到土壤表层而得以去除。电流能打破所有的金属-土壤键,当电压固定时,去除效率与通电时间成正比。但对于渗透性较高、传导性较差的土壤,动电修复法所能起的作用较弱,不适于对砂性土壤污染的治理。
3.2 植物修复技术
植物修复技术主要针对重金属污染的土壤。
3.2.1 植物稳定
植物稳定技术是利用耐重金属植物降低土壤中有毒金属的移动性,从而减少金属被淋滤到地下水或通过空气扩散进一步污染环境的可能性,适合土壤质地粘重,有机质含量高的污染土壤。植物稳定并没有清除土壤中的重金属,只是暂时将其固定,使其不产生毒害作用,并没有彻底解决环境中的重金属污染问题。
3.2.2 植物挥发
植物挥发是利用植物的吸收、积累和挥发而减少土壤中一些挥发性污染物,即植物将污染物吸收到体内后将其转化为气态物质,释放到大气中,不须收获和处理含污染物的植物体。但这种方法将污染物转移到大气中,对人类和生物具有一定的风险。
3.2.3 植物提取
植物提取法利用重金属超积累植物根系从土壤中吸收一种或几种重金属,并将其转移、贮存到植物内,随后收割植物地上部分并集中适当处理。连续种植这种植物,即可使土壤中重金属含量降低到安全水平。植物提取法分为连续植物提取和螯合剂辅助的植物提取(或称为诱导性植物提取)。比如大规模种植蜈蚣草对砷(As)元素污染的土壤有较好的提取效果。
此外,植物修复技术应用较多的还有植物阻隔技术和间作修复技术。(1)植物阻隔技术是筛选并种植重金属低积累作物品种,如桑树、甘蔗等,在获得经济价值的同时降低农产品的重金属超标风险,阻隔重金属进入食物链。(2)间作修复技术是将重金属元素超富集植物与桑树等重金属低积累农作物间作,通过超富集植物去除土壤重金属,获得符合食品卫生标准的农产品。
3.3 微生物修复技术
微生物修复技术是利用特定微生物的沉积、氧化和还原等作用,较快的吸收或降解土壤中的污染物,改变金属存在的氧化还原状态,从而达到净化土壤的目的。在发达国家,为了降低污染土壤修复的成本并提高修复的效率,对原位微生物修复更为重视。这是目前环境科学研究中比较活跃的领域之一。
目前,主要的技术包括:(1)生物啜食法,采用微生物或具有特殊功能的菌株降解污染物。把已污染的地下水抽出加入营养物质和氧气后再回灌入污染土壤中,或经垂直井的慢速渗漏至污染土壤中,可以加入表面活性物质等一些化学物质,以提高污染物的生物降解能力。
(2)生物通气法,结合了蒸汽浸取技术的优点,采用真空梯度井等方法把空气注入污染土壤中,以达到氧气的再补给,可溶性营养物质和水则经垂直井或表面渗入的方法予以补充。这两种方法结合了微生物修复和化学修复的方法和特点,更确切地说,这两种方法更趋近于生态化学修复领域[5]。
4我国土壤修复现状及发展方向
我国煤矿造成的土壤问题日益严重,由于立法和监管体系不完善,造成很多污染问题无法追责。有时即使确定了责任主体,修复土壤也面临着资金等各种各样的困难。但是,这种局面将随着政府越来越重视环境问题而得到改变。
在修复技术方面,国内土壤修复水平大部分仍处在“换土”阶段,包括异地填埋和异地水泥窑焚烧等。由于见效快,大多是3-6个月,对原址的开发建设进度影响小,目前在国内较多采用。在发达国家,这并不是修复的主流,发达国家较多采用固化、热脱附、植物微生物修复、化学氧化还原等效率高、风险低、系统预测性高的异位修复方法。推进我国土壤修复技术的发展,还需要进一步完善立法、政策引导和加强监管以及对修复技术的深入研究。此外,煤炭的利用,特别是煤化工行业会产生大量的有机废物。有机废物污染的防治更加的复杂和困难,这也是煤炭产业对环境影响的新的研究方向和重点。
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关键词:农用地;土壤污染;污染物检测技术
我国之前更多的是注重经济的发展,忽略了环境问题的重要性,造成了很大的环境污染,尤其是土壤污染,已经不容忽视。随着国家对环境问题的重视,以及相关法律法规的颁布,农用地土壤污染问题越来越受到人们的关注,为了更好地解决这个问题,要做好调查和检测工作。
1农业用地土壤污染的特点
1.1隐藏性和潜伏性强
土壤污染不是一朝一夕能够形成的,如在进行农业生产过程中使用的农药、化肥、农用塑料等,其中的有害物质在土壤中很难发现,具有很强的隐藏性;这些有害物质又不容易被土壤代谢掉,长时间地停留在土壤中,在不断的农业活动中又会出现新的污染物,短期内土壤不会有变化,但长期反复积累,土壤的成分就会发生变化,从而产生土壤污染,且很难改善,所以,土壤污染又具有很强的潜伏性。
1.2土壤污染的周期长,可逆性差
土壤性质变化是个漫长的过程,土壤中有了污染物,污染物会在土壤中发生一系列的化学变化,这些化学变化产生的反应和反应物对土壤的作用是不可逆的,很多成分不能被土壤所溶解,即使是有机物也很难分解,长时间存在于土壤中,严重影响土地的可持续利用,如塑料袋,在土壤里200a都无法被降解。
1.3土壤污染物的治理难度大
与大气和水污染不同,土壤污染很难通过自然净化的方式得到改善,严重的可能还要换土才能改善一个地方的土壤污染。要想解决一块农用地的土壤污染问题需要花费大量的人力、物力和财力,除此之外还需要很漫长的时间。而且,农用地土壤一旦被污染,还会通过农作物和地下水来危害人类和动物的健康,所以其危害也是十分大的。
2土壤的检测项目和方法
2.1有机类污染物的检测
提取土壤中的有机物有很多方式,如索氏提取法、加速溶剂萃取法等,提取出有机物样品之后浓缩、净化,再根据检测标准和项目来选择合适的检测机器测定有机物的污染情况。一般采用的检测方法为液相色谱法,主要是对大分子的有机物进行定量或定性地分析,如农作物、土壤中残留的杀虫剂和除草剂等,除此之外,一些由于化学反应产生的化合物也是其检测对象。这种方法最主要的就是检测农业用地土壤中残留的有机磷和农业污染物等物质,可以检测出400~500种果蔬菜中、土壤中存在的有机污染物,液相色谱法因其有效性被应用于农业、医药、食品和化工等多个行业中。
2.2无机污染物的检测
无机污染物的检测会相对复杂一些,主要针对砷、铜、铬、锌、镍等物质的交换量和有机质的测定,无机物土壤中提取样品常用的是敞开式酸消解、高压消解和微波消解3种方式,样品的处理要经过澄清、稀释后才可以上机进行检测。以往检测中除砷、汞外,项目常用原子吸收法,检出限高,运行成本相对较低。现在很多发达国家及发达地区用电感耦合等离子体发射光谱仪法和电感耦合等离子体质谱仪法进行检测,更科学,检测结果更可靠,但是成本却很高。表1为无机污染物检测必检项目。
关键词:城市园林绿化;土壤改良;方法措施
中图分类号:TU986文献标识码: A
一、城市园林绿化土壤存在的主要问题
(一)城市土壤存在区域性差异
土壤是一个既开放又相对独立的自然体,也是人类劳动的产物。土壤的形成和演变深受自然条件和社会条件的影响。土壤与外界环境条件各个因素并非独立存在,而是互相联系、互相作用和互相制约。因此,环境条件和土壤母质本身的区域性变化(如气候、地貌、地质历史等),使得土壤的分布具有显著的区域性变异。
(二)城市园林绿化土壤存在破坏性和污染性
城市园林绿化要在其他市政建设完成后进行,绿化地土壤基本都遭受到开挖、碾压、堆放建筑施工材料和建筑垃圾等各种破坏行为,土壤混入妨碍植物生长的杂质较多,有的土壤甚至遭到严重影响植物生长的各种化合物、重金属、放射性物质和病原微生物污染等。有的土壤仅遭受单一的破坏或污染,有的土壤可能同时遭受几种破坏和污染。土壤的改良和修复应针对土壤受破坏和污染的不同情况,采取不同的方法和措施。
二、城市园林绿化土壤改良措施和方法
(一)不良性状结构的土壤改良方法
不良性状结构土壤指受机械碾压而板结,土层开挖后混入石砾、砖块、混凝土块、竹木块和塑料等建筑垃圾,土层深挖后将下层贫瘠瘦劣质土移至表层,及上述情况综合的土壤,这些土壤物理性状差,紧实板结,容重高,孔隙度较低,通气孔隙小,土中建筑渣土多,有机质含量少,生物酶活性低,植物根系很难在土壤中生长,须进行必要的改良。
通常可以施用土壤改良介质。土壤改良剂的作用因其种类的不同而有所差异,具体有以下几个方面:一是改良土壤物理性状。通过施用有机或无机土壤改良剂,可以增加土壤总孔隙度,减小土壤容重,增加田间持水量,提高水分入渗速率,增加饱和导水率;二是改良土壤化学性状。施用改良剂后,土壤有机质、全氮、水解氮、速效磷、速效钾均会有所增加,土壤酸碱性得以调节,土壤缓冲能力得以增加;三是增加土壤抗水蚀能力。施用高分子聚合物土壤改良剂后,会增加土壤抗水蚀能力,改善土壤结构,减少水土流失;四是提高土壤中离子交换率,改良盐碱地,缓冲pH值,吸附重金属。改良剂如沸石、膨润土、蛭石、斑脱土施入土壤后,可以有效改善土壤结构,增加土壤中的阳离子,土壤中原有的重金属有些被交换吸附,有些被固定,土壤中的氢离子也由于交换吸附降低了浓度;五是增加土壤微生物数量,提高酶活性。土壤中微生物对植物起着非常关键的作用,而微生物靠有机碳才能生长,所以有机碳土壤改良剂可以增加土壤微生物数量和活性,提高酶活性;同时抑制真菌类、细菌、放线菌活动,使土壤疾病传播大大减少;六是提高土壤温度。用沥青乳剂作土壤改良剂可明显提高地温;七是提高土壤肥力和植物生物量(作物产量)。无论是有机土壤改良剂还是无机土壤改良剂,由于它们本身含有大量的微量元素和有机物质,对植物生长十分有利,同时能够降低有毒元素富集,改善绿化植物品质。
(二)盐碱性土壤改良方法
(1)化学改良。在盐碱土中,由于土壤胶粒上的交换性钠离子、土壤溶液中酸钠和重碳酸钠对植物的危害最大,可引起土壤碱化(pH值可达到9以上),使土壤产生不良物理性状。因此,在园林绿化工程之前就必须把它们从土壤中除掉。其改良方法有以下方面。①增施化学酸性废料过磷酸钙,可降低pH值,并提高树木的抗性。施入适当的矿物性化肥,补充土壤中氮、磷、钾、铁等元素的含量,有明显的改土效果。②施用大量有机质。如腐叶土、松针、木屑、树皮、泥炭及有机垃圾等,可增加土壤有机物质,达到土壤改良的目的。③改碱肥的应用,利用离子吸附、酸碱中和、转化盐类三大改良盐碱土壤原理,降低pH值及含盐量,以提高园林植物成活率。
(2)生物改良。将根系较多、较深的耐盐植物和绿肥直接种植,通过常规灌溉,不需要任何附加条件和设施,将土壤盐分控制在植物根系土层以下的土体中,降低绿化成本,并有利于生态环境的良性循环和永久性建设。但生物改良碱土的措施虽然投资最小,但见效慢,绿化初期美化效果较差。
(三)酸性土壤改良方法
增施有机肥,培养土壤肥力。在树灌花草栽种前施足底肥,以有机肥为主,有机肥能够增加土壤中的有机质与矿物质颗粒结合,增加和改良了土壤中微团聚体,改善土壤的理化性状,使土壤疏松,孔隙度增大,通透性变好,有利于升温。土壤中的有机质含量增加,促进植物根际微生物活动,提高酶活性,有机质有较强的吸附力和逐渐的矿质化,敦促土壤中难溶性矿质元素变为可给态的养料,促进根系发育和植物生长,增强植物的抗逆性,达到有利于植物生长的目的。有机肥中可适量混加碱性肥料,如碳铵、磷矿石粉、氨水等。
(四)土壤污染治理与修复
人类活动产生的污染物进入土壤并积累到一定程度,引起土壤质量恶化的现象即为土壤污染。土壤污染源十分复杂,可分为人为污染和自然污染,按性质可分为化学污染源、物理污染源和生物污染源。土壤污染物种类繁多,总体可分为以下几类:一是无机污染物,如镉、汞、铅、铜、砷等重金属;硝酸盐、硫酸盐、氟化物、可溶性碳酸盐等化合物;过量施用氮肥、磷肥造成土壤污染。二是有机污染物,包括化学农药、除草剂、石油类、洗涤剂及酚类等。三是放射性物质,如铯、锶等。四是病原微生物,如肠道细菌、炭疽杆菌、结核杆菌等。土壤污染具有隐蔽性、滞后性、化学成分复杂且难以清除,一旦处置不当就很可能贻害无穷。土壤受到污染后,不仅会影响植物生长,同时会影响土壤内部生物群的变化与物质的转化,即产生不良的生态效应。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、防治结合、统筹规划、重点突破、因地制宜、分类指导的原则。在城市园林中常用的治理和修复土壤污染的方法有以下几种。
(1)增施有机肥。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。有机肥中含有的大量微生物抑制土壤中有害微生物的生长,提高酶的活性,并降解土壤中的有毒有害物质,提高土壤肥力,促进树木根系发育,增强抗逆性。增加和改良了土壤中的微团聚体,使土壤疏松,孔隙度增大,通透性变好,有利于升温,加快土壤改良进程。
(2)施用改良剂。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,使其转化为难溶的化合物,减少植物吸收,减轻土壤中重金属对植物的危害。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。
(3)工程治理。工程治理是指用物理或物理化学原理来治理土壤污染。主要有以下几种:一是客土,在污染的土壤上加入未污染的新土;二是换土,将已污染的土壤移去,换上未污染的新土;三是翻土,将污染的表土翻至下层;四是去表土,将污染的表土移去;五是淋洗法,用淋洗液来淋洗污染的土壤;六是热处理法,将污染土壤加热,使土壤中挥发性污染物(Hg)挥发并收集起来进行回收或处理;七是电解法,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。
结语
城市绿地土壤是绿化植物的直接载体,土壤质量是城市绿地质量的关键%进行土壤技术改良,改变绿化土壤贫瘠,提高土壤养分含量,降低盐碱土、灌溉劣质水带来的重金属的生物有效性,提高植物的成活率,对促进城市园林绿化的持续发展,改善城市生态环境和美化城市景观方面,具有积极的作用。
参考文献
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1 当前阶段土壤污染治理方案分析
1.1 重金属类型污染的防治分析
在我国目前的土地污染之中,由于种种原因存在着多种类型的土地污染,而在这些种类较多的污染之中,重金属类型的土地污染是现阶段土壤污染之中的主要类型。经过调查显示,重金属类型的污染主要成因是工业生产之中所产生的废水,在目前的工业生产中往往会含有数量比较巨大的金属离子,虽然目前我国已经积极的开展污染治理行动,但是在一些地区还是存在乱排污的情况,这些未经过科学处理的废水直接流入到土壤之中,在积年累月的污染之下,就会给土壤之中的结构造成严重的破坏,进而使得土壤失去原有的肥力。为了能够全面的处理好重金属类型的土地污染,现阶段治理人员主要通过化学方式对土壤进行处理,在保证不破坏土壤生态结构的基础上,使用能够和土壤之中重金属物质发生反应的化学元素,让土壤中的重金属元素在和化学元素相互作用的情况下被氧化或者还原,从而达到治理重金属污染的目标。
1.2 化学类型污染的防治分析
除了重金属类型的污染之外,化学类型的污染对于土壤的危害也是极其严重的,并且相对于说其他污染来讲,化学污染的情况略显复杂,导致化学污染出现的成因也表现出多种多样的特点,其中最为突出的有两个方面,一个是化工行业产品种类上具有多样化,并且相应的生产工艺也在升级,这也就导致了其生产过程之中需要使用更多的化学原料,而这些原料在往往也就会使得废水对于土壤的污染更加的严重;另一方面,在目前的农业生产过程之中,为了能够达到良好的产量,农业工作者一般会使用相应的化肥以及杀虫剂,在使用不当的情况下就会造成土壤出现污染的情况。化学元素对于土壤产生污染的最根本原因就是,当这些化学元素进入到土壤之中的时候,会对土壤之中的酸碱性造成影响,使得土壤酸碱性失衡,最终造成土壤之中的肥力下降。面对这样的污染情况,目前的措施主要有2种,一种是通过分析土壤中的元素含量进行能够吸收或者是反应的元素利用,使土壤中的有害元素减少或者消失;另外一种就是通过改变土壤的酸碱性降低化学元素引起的土壤污染。
2 土壤污染防治的科学原则
2.1 整体优化原则
目前的土壤防治,遵循的最基本的原?t就是整体优化的原则,整体优化的原则注重的是土壤防治的整体性效果,因此在利用此原则进行土壤污染防治时,主要进行3方面的工作:首先是污染效应要最小化,也就是在整个治污的过程中,要保证整体效应的最大化,将污染控制在最小的范围之内。其次是要进行污染控制和清洁生产。因为要考虑到整体最优,因此一方面进行治污,一方面进行清洁生产,投入和产出两不耽误。最后就是要做到整体环境效益的最佳。通过整体优化,实现土壤对环境的最小化污染或者是零污染,将土壤污染的影响降到最低。
2.2 生态恢复原则
之所以要进行土壤污染的治理,其根本原因就是要恢复土壤的生态作用,使其产生经济效益,因此在土壤污染治理时要本着恢复生态的原则来进行。在此原则的指导下进行土壤生态作用的恢复,首先就是要协调这种因素对土壤的影响,做到元素的综合利用,通过综合效益实现土壤的生态型特征。其次就是要积极利用农家肥料进行对土壤的肥力改造。农家肥料的生态效益比较高,利用农家肥可以使得土壤快速恢复原始属性,具备良好的生态效益。
3 土壤污染防治研究展望
3.1 农业非点源污染问题
一般来说,工业点源污染由于具有固定的污染源,是看得见,摸得着的,只要给予一定的资金和适当的技术投入,就较容易得到治理。相反,农业非点源污染由于没有固定的污染源,往往具有潜在性、复杂性和隐蔽性的特点,因而是不容易得到有效地控制的。正因为如此,英美等发达国家最近几年来对这一问题给予了高度的重视。我国因农业生产的发展及肥料和农药的广泛使用,农业非点源污染日益严重,对农业非点源污染的研究也将受到应有的重视。
3.2 环境生物技术与土壤生物多样性
生物技术在土壤污染治理中的应用已成为目前十分活跃的领域。然而,这些技术在应用的过程中,应十分注意生物多样性的保护和生物安全的问题,并进行生态风险分析。此外,还应该考虑到生物技术副产物的合理处置。在处置之前,应评价其潜在危害性,包括对土壤生物多样性、作物生长和发育的影响。
3.3 土壤污染修复技术
近年来,土壤污染(包括重金属污染和有机污染等)修复技术的研究得到了较快的发展,其内容涉及固化修复、玻璃化修复、热处理修复、冲洗修复、泵出处理修复、动电修复和植物修复等。在植物修复技术中,植物抽提作用、根际过滤作用和植物固定作用有了比较深入的研究,特别是野生超积累植物的筛选和有目的的应用比较引人注目。可以预料,随着1997年全球土壤修复工作网亚洲与太平洋地区分中心在南京的成立和正式启动,土壤污染修复技术的研究将成为中国今后土壤污染防治工作中的热点问题之一。
1993年法国环保部首次制定了土壤污染和修复政策,附随着对所有地方环保政府机构制定国家土壤修复和清理政策的通知。1996年、1999年又陆续出台了两项通知。有趣的是,尽管没有明晰的法律框架,但这项政策通过政府部门内部的通知进行实施。这种通知并不是法国制定法的一部分因而对第三方没有约束力。
1.土壤污染防治的预防原则为了预防进一步的污染,政府部门首先通过发展法国工业管理体制从源头解决潜在的土壤污染问题,也即是通过调节和控制与污染有关的活动和设施。1998年环保部制定了一项政府条令,该条令规定现存的和新的设施和活动要向空气、水或者土壤中的排放物,必须事先经ICPE管理体制授权,在可适用的具体操作许可之外实施排放值限制和监测要求。该项条令不断进行完善更新以保证减少规制活动的许可排放值限制,这导致了土地经营者为达到要求的成本的增加。另外,该项政府条令第65条所列明的设施和活动运营商必须至少一年两次检测地下水。这项检测项目是以一项水文地质调查的结果为依据的。IPCC指令定义的最佳可行技术概念在法国法律中的最新实施要求,土地经营者必须定期提交经营评审文件,评估土地设施和活动的效能已及任何相关的环境影响。从1996年开始,政府主要把注意力集中在设施和活动的筛选,以及要求相关土地使用者进行深入的土地评审和风险评估调查上,有利于政府部门确定污染和相关风险,并在需要的情况下实施修复措施。在现有的资金保障体系下,垃圾填埋场、采石场和高级化工厂业主在一定情况下必须向政府当局保障资金充足,为土地封存后的修复提供全部资金。在土地使用者不进行土地修复或者是破产的时候,政府部门就可以使用土地使用者的保障资金继续进行土地修复。保障资金额度在参考环保部门制定的方法下计算并要定期进行更新。
2.建立污染土壤公共信息数据库为了提高土壤污染公众意识,确定并记录被污染土地情况,环保部门建立了几项数据库收录潜在的污染土地信息,包括现有的污染土壤和之前被污染的土壤。两项重要的土壤污染登记是Basol和Basias。
(1)Basol———全国污染土壤数据目录:Basol是1993年建立的,收录了所有环保政府部门确定的污染土地信息,包括利益相关者、土地地点、污染类型、政府部门采取的措施、修复类型和技术以及修复状态。新确定的污染都会收录在Basol数据库中,包括1996年以来政府部门就现有工业用地进行调查中确定的污染土地。截止到2005年,Basol收录了7317处受污染或可能受污染的土地。
(2)Basias———全国以前工业用地目录:1993年创建Basias数据库时主要是为了记录过去工业活动,相关信息可能对特定发展提议中会用到。该数据库主要收录了以前工业和相关污染用地,主要是从为此目的而建立的现有档案和区域历史清单中收集而来。另外,从2005年开始,Basol数据库中的用地被修复后不再需要检测之后会从Basol数据库转移到Basias数据库中。
3.基于风险的修复政策法国政府针对土壤和地下水污染有一项特定场地的有效方法。这就意味着,每块污染土地都要进行风险评估来确定污染源、污染途径和受体以及以后该土地有用的建议。因而,不存在污染的法律或监管定义,也不存在土壤或地下水中污染物监管值限制。环保部在没有法律框架支撑下制定了几项技术指导来确定基于风险的方法并为土地经营者和相关利益者进行指导。这一过程主要包括准备以下文件:
(1)深入现场审查确定污染源及相关环境影响。
(2)简单化风险评估调查,旨在量化对人体、水源和动植物群的风险,考虑到未来土地用途。
(3)细化风险评估调查从简化风险评估调查中提取结果,提出土地修复措施限制确定的风险。
这些污染管理措施在解决污染和平衡利益相关者上被普遍认为是有用高效的。尤其是在避免主要风险、降低修复成本、采取必要的预防措施、解决全方位修复可能带来的大规模清理成本上。
二法国土壤污染防治主要法律制度
由于土壤保护问题的复杂性,以及其贯穿众多部门法领域的特征,法国的土壤保护一直采用分散性间接保护模式,土壤保护的法律规定通常被纳入各相关领域的立法中,如民法典、环境法典、工业法典、废物法典等,这些都不是直接为解决土壤污染问题而制定的并且存在不协调性。另外,这些法律制度之间也可能存在重叠。法国目前存在多种法律规定直接或间接地解决土壤污染问题,这主要包括:1.法国工业法律制度,适用于环境许可的工业用地。这是适用于土壤污染问题的主要责任制度,并主要针对土地使用者;2.废物法,主要针对废物产生者和废物持有者;3.民法,一般的侵权制度,针对任何造成损害的人;4.水法;5.乡镇法中其他制度或规定,核设施制度或者煤矿制度;
(1)法国工业法律制度框架下的法律责任法国的土壤污染制度主要是从法国工业法律制度中的相关法规中发展而来的,主要是针对工业用地经营者的。在没有土壤和地下水污染具体责任制度的情况下,政府采用ICPE制度要求土地使用者采取修复措施,有时也会要求土地所有者采取相关措施。
①法国工业法律制度法国环境立法限制某些活动和设施只能在特定的工业或者与污染有关的土地上进行,尤其是对环境、公共卫生或者社区产生影响的活动或者设施。国家目录列明了受该环境立法规定的与污染有关的活动,以及一项活动和设施是否需要环境政府机构事先颁发许可证。这些许可证要么是一项事先授权要么是一项声明,主要取决于活动和设施的性质,或者使用、存储或产生的量。法国ICPE制度的范围比欧盟IPPC制度的范围要广泛得多,该制度适用于更多的活动和设施。ICPE制度主要适用于土地使用者而不是土地所有者。通常环境政府机构在适用程序或土地使用中主要针对土地使用者以及土地封存和污染相关问题。
②土地使用者的修复行动ICPE制度规定的土地环境清理费用责任主要由现有或者最后一位土地使用者承担。土地使用者主要是指日常控制相关活动或者土地的人或者是持有环境许可证的人。最后一位土地使用者不仅要为其使用期间造成的污染承担责任,还要为其在接管该土地之前的使用者造成的污染承担责任。如果土地使用者变更通知到了政府当局,前一位土地使用者不再承担修复土地的责任。
③土地所有者不负责任2005年之前,前一位土地使用者没有履行清理义务的话,环境政府机关将有权要求土地所有者承担责任。在上世纪90年代,行政上诉法院的判决采用了这一观点,当土地使用者破产或者不具有法人地位时,土地使用者的责任自动转移到土地所有者。根据1997年的通知,只有在土地使用者不具有法人地位时,土地所有者才承担清理责任。然而经过十几年的判例冲突,最高行政法院确认了土地使用者承担首要责任,土地所有者不能因为土地为其所有而承担清理责任。
(2)废物法律责任由于环境政府部门不能要求最后土地使用者之外的任何人承担修复责任,他们根据废物法来追究其他人的责任。废物法的优点之一在于其不仅针对废物产生者还针对废物持有者。在没有实际土地使用者、承租者或占有者的情况下,土地所有者会被认定为废物持有者而承担排放废物的责任。《环境法典》第541条定义“废物”:任何物质生产、转移。使用过程中产生的残渣,或者任何持有者排放的或可能排放的可移动物体”。根据法国废物法,
(1)任何产生或持有废物的人在处置这些废物的时候都不能对动植物产生有害影响,不能对自然产生负面影响,不能产生空气、水或噪声污染或者影响人体健康;
(2)产生废物的人应该对废物产生的损害承担责任;