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我国目前对于土壤污染区划的侧重点是根据土壤环境的功能进行划分。土壤环境功能区的划分是依据社会经济发展需要和不同地区在土壤类型、土壤环境质量和使用功能上的差异对区域进行合理划分。当前土壤污染防治区划在我国存在相关的实践,沈阳市的土壤环境总共划分为三个功能分区,其中一级功能分区为四个,并且在一级功能分区的基础上,根据土壤环境的污染现状以及其生态敏感性的评价,结合不同区域的生态服务性功能差异以及经济社会发展的需要,划分土壤环境的二级功能分区,根据二级功能分区,按照土壤环境的空间和地理的分布差异,划分三级功能分区。在国内的理论研究上,吴运金等人提出了土壤环境功能区划的体系和方法,其立足于土壤功能定位和土壤环境的管理,提出了一个三级区划体系,在土壤环境功能区和土壤环境功能亚区的基础上划分出一个土壤环境功能管理区,管理区内分别为监控区、保护区和整治区。笔者从《条例》中得出城市土壤污染防治区划大致分为监测、调查评估、公告、风险评估和分区管理等几个方面,这些规定从具体和条理方面梳理了《条例》中对城市土壤污染防治区划的步骤和内容,从而对城市土壤污染的预防和治理提供了更为切实可操作的范例。
二、《条例》中关于土壤污染防治区划的内容解析通过阅读《条例》相关内容,笔者对土壤污染区划的内容做如下梳理:
(一)土壤污染的监测
土壤污染的监测,是指对土壤环境进行监测的方法与标准,具体是指对特定地区土壤里污染物的类型、数量、污染的程度和范围、污染物的来源和转移途径进行监测的一系列手段,其最终目标是检测各种污染物对土壤环境的影响,从而达到预防和整治土壤污染的目的。土壤污染监测贯穿于整个《条例》中,监测的主体和时机主要包括两种:一种是县级以上人民政府环境保护部门对土壤污染高风险行业的三废处理情况等进行监测,并对建设项目可能对土壤污染的状况进行环境影响评价。第二种是有土壤污染高风险的企业每年开展自身和周边土壤污染监测,将监测结果报告给环保部门备案。同时引入和鼓励第三方机构开展土壤污染的监测服务。
(二)土壤污染的调查与评估
为掌握土壤污染的状况,《条例》规定应该对存在污染可能性的土地进行土壤污染调查。其中县级以上人民政府环境保护主管部门会同有关部门,每五年至少组织开展一次土壤环境质量状况普查,对于修复后的地块每三年展开一次土壤环境质量状况调查。而调查的主体和对象主要包括两种类型:负有土壤污染监督管理职责的部门对于可能造成污染的场所和修复后的污染地块等重点区域土壤环境状况进行调查。第二种状况是县级以上人民政府鼓励第三方机构开展土壤污染状况调查。对于作为居住、公共管理与服务、商业服务用地等建设用地使用的,未评估或者评估不合格的,不得投入使用。
(三)土壤污染状况公告
土壤污染状况公告是实现公众知情权的一项内容。对于土壤污染的调查与初步评估的结果,应当向社会公开并建立土壤环境质量档案,并向社会公开。质量档案的内容会随着土壤使用过程中污染事件的变化而变化。而对于已经污染的土壤,应当建立污染者地块名单,并向社会公布,公众有权利对于污染地块的权属登记事项进行查询。而土地质量状况的好坏也直接决定了土地转让时的价值,这就用经济手段促使土地所有者来改善土壤环境状况。
(四)风险评估进而指定污染区
所谓的场地土壤污染风险评估,是污染场地健康风险评估中对土壤的评估部分。风险评估工作的启动是紧随于经调查确定存在污染之后,但该工作往往不是一次就可以完成的。调查之后一般需要初步评估,以确定是否需要对场地污染进行控制或者修复,如果确定需要修复,则需要确定是否需要进行人体健康风险评估和生态风险评估等详尽的评估。评估的目的与修复的定位紧密相连,风险评估是评估生态暴露于污染的环境下或毒性物质中所承受的风险度,而最严格的修复制度是发现污染就需要进行修复,并且完全彻底地清除土地污染。在《条例》中,规定相关部门应当开展土壤环境风险评估,根据评估报告来要求土壤污染的责任人对污染地块进行控制和修复。
(五)污染土壤的管理
土壤污染的管理是指为了控制或者修复污染土地,以此来恢复土壤功能,是对污染土壤进行的预防、治理和修复活动。《条例》中,对污染土壤的管理分成两个部分,一个部分是土壤污染控制区,是指已经造成了污染,但根据风险评估又未列入修复地块名单的一类,在该区域内采取调整土地用途、设置围栏等表明土壤污染的情况、以及责令停止排放污染物、限制生产或者停产等措施来减轻土壤污染危害或者避免危害扩大。但其只是治标的过程。第二部分是土壤污染修复区,对于那些可能损害人体健康并影响土地可持续利用,以及不适合单纯控制的污染土地,要划定修复区进行修复治理,从而使受污染的土壤尽量恢复到满足后续土地用途所需要的状态才是标本兼治的解决之道。
三、《条例》关于土壤污染防治区划的不足之处
《条例》作为首部土壤污染防治专门法,其中土壤污染防治区划制度的规定对于更好的实现土壤环境保护规划;并且针对目前我国尚缺少区域尺度的土壤污染控制与修复区划。从而有利于开展全国性的土壤污染控制与修复整体区划;基于土壤环境功能区划是实现土壤环境分类分区管理的重要前提。从而有利于污染土壤的分级分类管理等诸多合理之处,自身也存在着不足:
(一)土壤污染调查的主体受到限制
在《条例》中,土壤污染调查的主体是县级以上的环境保护主管部门,还有一部分是有资质的第三方机构。一方面环保主管部门有能力和技术进行污染调查、第三方机构也可以在一定程度上独立于污染者之外实现公平。但这种主体设定会使环保部门任务艰巨并难以独善其身。因此将土地的使用者或污染者纳入到调查主体中来对于减轻政府压力,提高企业的责任意识产生重要影响。
(二)环境标准体系不完善
1996 年开始实施的《土壤污染质量标准》中的污染物种类比较少,并且在对象、范围、程序等方面的标准并不完善。这就需要构建一整套土壤环境质量标准体系,其中包含农用地土壤环保标准、场地土壤环保标准、土壤环境分析方法标准、土壤环境标准样品和土壤环境基础标等标准体系。
(三)修复资金缺乏明确来源
土壤污染的预防与治理的资金需求量非常大,在《条例》中对于土壤污染的控制与修复资金来源没有提及。在目前我国的法律之中,也并无类似超级基金法规定的专门用于修复棕色地块的资金渠道;对于明确责任主体的污染地块,目前没有专门的配套资金用于这些污染场地的修复与综合整治;对于那些污染者不明的地块,《条例》中规定由县级以上人民政府承担土壤污染的修复和控制工作,但是承担这项工作的资金来源仍然需要解决。
四、城市土壤污染防治区划制度的完善
(一)明确立法重点
于调整对象而言,将农用地和城市用地分开立法,再辅以其他相关的外围法律,《条例》是一部土壤污染的防治法而非整治法在对象方面,也是包罗万象,包括农业、工业、城市建筑用地等等。笔者认为,由于土壤污染的污染源非常广,制定法律只需要一些原则性的预防条款,具体的内容则要在相关专项法律里面给予规定。在国家层面立法中,要着重进行已污染土壤的整治和修复的制度设计。对以防治为主、农工分离的原则作为国家层面土壤污染防治法的立法重点。
(二)完善调查主体
《条例》中土壤污染调查主体,主要是县级以上人民政府的环境保护主管部门,行政命令式的调查方式使政府在调查过程中担负着主要负责人的责任,土壤污染者更容易逃避污染责任。笔者认为在全国性立法中应明确规定调查主体以及调查费用须污染者自行承担,政府部门只能是调查结果的监督者和计划者,并且调查的结果受公众监督,这样不仅能够保证土壤污染者的调查行为真实性、并且有利于政府监督的合理和公平。
(三)建立完善的土壤环境配套法规、标准
《条例》出台时,我国进行土壤监测的标准大概采用两种方法,一种是以土地背景值为基础,只要超过了这个值的上限就会产生污染,以这个为基准产生的污染面积会大一些,还有一个是采用《土壤环境质量标准》中的8 种重金属,这样产生的污染面积会小。两种方式监测的结果不尽相同。因此,在《条例》出台后,应当将重点放在土壤环境标准的制定上,并制定相应的法律实施细则,一方面有利于《条例》的实施,另一方面为全国性土壤污染防治法制定提供条件。
(四)确立治理和修复基金的来源
日本有关土壤污染治理规定有污染原因者的,污染原因者承担污染治理费用。政府向土地所有者下达治污命令时,土地所有者承担治理责任。当没有污染原因者或原因者不明时,费用由土地所有者负担。除此之外,对于负有治理责任而能力不足的主体,设立指定支援法人基金,在污染原因者不存在时帮助土地所有者修复土壤。基金主要包括国家的补助金、来自政府以外的个人、组织捐赠的资金。在国家土壤污染防治法制定之时可借鉴该项制度,实现政府与社会主体共同治理,社会资金广泛注入的基金模式。
【关键词】土壤;环境;影响;评价
一、土壤的特征
土壤环境是一个开放系统,土壤和水、大气、生物等环境要素之间以及土壤内部系统之间都不断进行着物质与能量的交换,是土壤环境发展、并随外界条件改变而发生演变的主要原因。土壤具有吸水和储备各种物质的能力,但土壤的纳污和自净能力是有一定的限度的,当进入土壤的污染物超过其临界值时,土壤不仅会向环境输出污染物,使其他环境要素受到污染,而且土壤的组成、结构及功能均会发生变化,最终可导致土壤资源的枯竭与破坏。
二、影响土壤环境质量的因素
土壤环境质量是指土壤环境适宜人类健康的程度。影响土壤环境质量的因素有建设项目的类型、污染物的性质、污染源的特征与排放强度、污染途径以及土壤类型、特性和区域地理环境特征等。不同的建设项目,排放的污染物类型不同。有色金属冶炼或矿山,主要污染物为重金属和酸性物质;化学工业或油田,主要污染物是矿物油和其他有机污染物;以煤为能源的火电厂,主要污染物为粉煤等固体废物。不同的污染因子,性质不同,对环境的危害也不同。不同的污染源,污染类型不同,对环境的影响范围也不同:工业污染源以点源污染为主,污染特征为污染区域小,影响范围窄,而以农业和交通为主的污染源,主要为面源污染和线源污染,具有污染面大,影响范围宽的特点。污染源的排放强度与污染程度和污染范围有关。污染物通过大气与水的传输,扩散速度快,对土壤的污染地域宽,而垃圾和污泥等固体废物进入土壤后,污染的范围相对较小、土壤所处的区域地理环境条件决定了土壤的类型、性质和土壤演化,从而影响污染物的不合理利用和过度开发,将引起土壤系统的严重退化。
三、壤环境质量现状调查
(1)从有关管理、研究和行业信息中心以及图书馆和情报所搜集材料,内容包括:一是征,如气象、地貌、水文和植被等资料。二是性,包括成土母质(成土母岩和成土母质类型);土壤类型、组成、特性。三是包括城镇、工矿、交通用地面积等。四是类型、面积及分布和侵蚀模数等。五是背景值资料。六是种类、分布及生长情况。(2)测包括布点、采样、确定评价因子即监测项目等。一是布点。要考虑评价区内土壤的类型及分布,土地利用及地形地貌条件,要使各种土壤类型、土地利用及地形地貌条件均有一定数量的采样点,还要设置对照点。最后,要是土样才几点的布设在控件分布均匀并有一定密度,从而保证土壤环境质量调查的代表性和精度。二是采样。土壤样品的采集一般采用网格法、对角线、梅花形、棋盘形、蛇形等采样方法,多点采样,均匀混合,最后得到代表采样地点的土壤样品。还应调查评价区植物和污染源状况。植物监测调查。主要是观察研究自然植物和作物等在评价区内不同土壤环境条件,各生育期的生长状况及产量、质量变化。三是评价因子的确定。一般是根据监测调查掌握的土壤中现有污染物和拟建设项目将要排放的主要污染物,按毒性大小与排放量多少采用等标污染负荷比法进行筛选。
四、土壤影响评价
(1)评价拟建设项目对土壤影响的重大性和可接受性。将影响预测的结果与法规和标准进行比较。一是由拟建设项目造成的土壤侵蚀或水土流失明显违反了国家的有关法规。二是将影响预测值加上背景值与土壤标准做比较。三是用分级型土壤指数对土壤的基线值与预测拟建项目影响后算得的两组数值进行比较。如果土质级别降低,则表明该项目的影响是重大的。(2)与当地历史上已有污染源和土壤侵蚀源进行比较。请专家判断拟建项目所造成的污染和增加侵蚀程度的影响的重大性。例如,土壤专家一般认为在现有的土壤侵蚀条件下,如果一个大型工厂的兴建将是侵蚀率提的值不大于11t/hm2.a,则是允许的。但在做这类判断时,必须考虑区域内多个项目的累积效应。(3)拟建项目环境可行性的确定。根据土壤环境影响预测与影响重大性的分析,指出工程在建设过程和投产后可能遭到污染或破坏的土壤面积和经济损失状况。通过费用—效益分析和环境整体性考虑,判断土壤环境影响的可接受性,由此确定该拟建项目的环境可行性。
参 考 文 献
关键词 土壤;环境质量;污染指数;现状;评价;安徽蚌埠
中图分类号 X825 文献标识码 A 文章编号 1007-5739(2014)19-0238-02
据不完全调查,全国受污染的耕地约有1 000万hm2,污水灌溉污染耕地216.67万hm2,固体废弃物堆存占地和毁田13.33万hm2,合计约占耕地总面积的1/10以上,其中多数集中在经济较发达的地区。据估算,全国每年遭重金属污染的粮食达1 200万t,造成的直接经济损失超过200亿元。2013年湖南省出现的“镉大米事件”,表明土壤污染问题已经不容人忽视。土壤污染已经越来越受到公众和国家的重视,我国现今的土壤环境质量形势也并不容人乐观。相对于水质污染国家已经进行多年的监测与治理,土壤环境质量的监测刚刚起步。我国政府从2005年4月开始进行土壤污染普查,这是全国首次进行的全国性的土壤污染普查。国务院办公厅2013年发文要求,到2015年,全面摸清我国土壤环境状况,建立严格的耕地和集中式饮用水水源地土壤环境保护制度,初步遏制土壤污染上升势头,确保全国耕地土壤环境质量调查点位达标率不低于80%。根据国家要求,蚌埠市从2011年开始进行土壤环境质量监测。本文通过蚌埠市现有的土壤环境数据,分析蚌埠市的土壤环境质量现状。
1 区域概况与研究方法
1.1 蚌埠市概况
蚌埠市(含辖县)位于安徽省的北部,辖怀远、五河、固镇3个县。2012年,蚌埠市全市总面积5 952 km2,约为全省面积的4.3%。其中:市区总面积601.5 km2,市区建成区面积93.5 km2。蚌埠市现总人口367.81万人。蚌埠市最大的自然地表水是淮河,在市区北岸长16.8 km,南岸长28 km,河床宽600~800 m,年平均径流量为263亿m3。
2005年蚌埠市土地总面积为595 213.14 hm2,其中,农用地面积为454 634.64 hm2,占土地总面积的76.38%;建设用地面积为79 861.51 hm2,占土地总面积的13.42%;其他土地面积为60 716.99 hm2,占土地总面积的10.20%。农用地中,耕地373 636.72 hm2,占土地总面积的62.77%。到目前为止,蚌埠市土地总面积无变化,各种功能用地比例可能有所变化。
1.2 土壤环境质量监测的作用
判断土壤被污染状况,并预测发展变化趋势;确定污染的来源、范围和程度,为行政主管部门采取对策提供科学依据;充分利用土地的净化能力,防止土壤污染,保护土壤生态环境;通过分析测定土壤中某些元素的含量,确定这些元素的背景值水平和变化,了解元素的丰缺和供应情况,为保护土壤生态环境、合理施用微量元素及地方病因的探讨与防治提供依据[1]。
1.3 土壤环境现状分析项目
蚌埠市自2011年至今在蚌埠市区(包括3个辖县)内共监测了2家企业周边、3个农业区、3个蔬菜区共42个点位的土壤状况,涉及约20个监测项目(不包括pH值等)。
1.3.1 企业周边。共2个企业,在距企业800 m范围内布设5个监测点,再在距厂界2 000 m主导上风向东偏北方向布设一个对照监测点,每个企业均布设6个监测点,监测镉、汞、砷、铅、铬、铜6个项目。涉及无机化工与有机化工企业1个,土壤样品数量6个;电镀、电池与电子器件制造企业1个,土壤样品数量6个。
1.3.2 基本农田区。共在3个农田区各采5个点位,3个农田区分别位于蚌埠市五河县新集乡、固镇县王庄乡、怀远县古城乡。共监测镉、汞、砷、铅、铬、铜、锌、镍、六六六、滴滴涕、苯并(α)芘11个项目。
1.3.3 蔬菜种植区。共设3个蔬菜区,分别位于蚌埠市淮上区梅桥乡、怀远县五岔乡和五河县临北乡;每个蔬菜区各设5个采样点。共监测镉、汞、砷、铅、铬、铜、锌、镍、六六六、滴滴涕、苯并(α)芘等20个项目。
1.4 评价技术方法
土壤环境质量采用单项污染指数、内梅罗综合污染指数法进行评价。
2 结果与分析
2.1 蚌埠市土壤环境综合污染指数
蚌埠市共监测了42个点位的土壤状况,其中有36个点位达到清洁(安全)等级(Ⅰ级),有6个点位达到尚清洁等级(Ⅱ级)。从表1可以看出,点位分布的8个区块,平均可以达到清洁(安全)等级(Ⅰ级)。
蚌埠市共监测了42个点位的土壤环境质量,涉及约20个监测项目,其中无机类项目14个,有机类项目有6个。从表1可以看出,土壤环境综合污染指数以无机类为主,有机类次之。有2个点位出现了无机类轻微污染,占总体的6.67%,有机污染超标点位是0个,综合轻微污染点位为2个,占总体的6.67%,无轻度污染、中度污染和重度污染。
2.2 蚌埠市土壤污染程度总体评价
从表2可以看出,42个点位中有30个点位监测了项目镍,其中有2个点位出现项目镍超标情况,最大超标倍数为0.06倍,超标率为6.67%。42个点位中,轻微污染点位数量为2个,其余轻度、中度和重度污染点位数量均为0个。镉、汞、砷、铅、铬、铜、锌、镍8个项目中,分析综合污染指数,排在前3位的依次是镍、铅、铬。
2.3 蚌埠市土壤环境与全国平均土壤环境状况比较
从2014年4月17日中国环境保护部和国土资源部联合的全国土壤污染状况调查公报中可以看出,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%。从土地利用类型看,耕地、林地、草地土壤点位超标率分别为19.4%、10.0%、10.4%。从污染类型看,以无机型为主,有机型次之,复合型污染比重较小,无机污染物超标点位数占全部超标点位的82.8%。从污染物超标情况看,镉、汞、砷、铜、铅、铬、锌、镍8种无机污染物点位超标率分别为7.0%、1.6%、2.7%、2.1%、1.5%、1.1%、0.9%、4.8%;六六六、滴滴涕、多环芳烃3类有机污染物点位超标率分别为0.5%、1.9%、1.4%[2]。
总体来说,蚌埠市有36个点位可以达到清洁(安全)等级(Ⅰ级),有6个点位达到尚清洁等级(Ⅱ级)。蚌埠市监测的42个点位的土壤中,有2个点位出现项目镍的轻微污染,超标率为6.67%。对比全国土壤总的点位超标率16.1%,蚌埠市土壤环境质量现处于全国的平均水平之上。从污染类型看,蚌埠市也是以无机型为主,与全国的平均状况相同。
3 讨论
土壤污染具有隐蔽性、滞后性、累积性和不可逆转性。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,有时要靠换土、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,治理污染土壤通常成本较高,治理周期较长[3-5]。目前,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。土壤污染的危害巨大,但是土壤污染的治理工作也困难重要。
蚌埠市的土壤环境质量监测,至今只开展了3年,监测了42个点位的数据,监测项目在逐年增加。但是,相对于蚌埠市595 213.14 hm2的土地总面积来说,目前的监测数据明显还显得过少。笔者认为,现今一方面应当加强土壤环境质量的监测,为下一步的工作提供可靠的科学依据。另一方面要加强公众教育并且制定相应的措施,防止土壤污染程度的加剧。
4 参考文献
[1] 魏林根,李建国,刘光荣,等.江西土壤环境质量与绿色食品可持续发展[J].江西农业学报,2008(1):159-162.
[2] 环境保护部和国土资源部.全国土壤污染状况调查公报[EB/OL].[2014-04-17].http:///gkml/hbb/qt/201404/W020140417 558995804588.pdf.
[3] 韩新宁.土壤酶对土壤环境质量的作用及影响[J].内蒙古农业科技,2008(4):90-92.
在一种维度上,“毒大米”属于质量监管层面的问题。超标大米绕过了各种监管环节,长驱直入,直到进入餐桌。而相关政府部门对于超标大米的品牌和厂家信息支支吾吾,也令公众非常不满。透过这一点,政府信息公开不尽如人意的现状亦可清晰看出。“毒大米”必须在出厂环节就被拦截下来——这是一个起码的要求。
若往深处观察,“毒大米”是当前土壤污染形势严重背景下的产物。去年10月的一次国务院常务会议显示,有关部门此前曾花了6年时间开展全国土壤污染状况调查。该调查提出严厉警告:全国土壤环境状况必须引起高度重视,工矿业、农业等人为活动是造成土壤污染的主要原因。
“毒大米”是在被污染的土地上产出的。土壤环境得不到改善,“毒大米”就会一直侵害公众的健康。而土壤环境污染究竟严重到什么程度,至今却没有权威的数据公布。对于这些数据,有关部门抱着“内紧外松”的态度,不愿意公之于众。也正因此,关于土壤环境的防与治,舆论的呈现一直较为碎片化,没有完整的讯息。
长期以来,比之大气污染和地下水污染,土壤污染所受的重视程度似乎不如前两者。大气污染和水污染更有可视性、可感性,而土壤污染缺少直观的感受,问题的暴露也不在于一时,但这几年中,关于土壤污染问题的揭示越来越多,也反映出污染形势日益严峻。有环境学者如此描述土壤污染的现状:中国土壤污染量大、面广且成分复杂,场地修复缺乏资金投入和科技支持,国家层面缺乏法规和技术标准,地方标准更是空白。这个描述,对土壤污染形势做了较为粗线条的诠释。
毋庸置疑,针对土壤污染的防治,是一个复杂、系统的工程。且防与治之间,也存在着一定的逻辑关系。防胜于治,是基本的道理,不仅节省成本,也减少对公众健康的伤害。国外实践表明,预防成本相对治理成本低很多。而在土壤环境已经在一定程度上被污染的形势下,防与治须并行,平衡用力。
土壤污染防治的要务之一,就是要及时公开污染信息。土壤环境污染数据不公开,不利于公民树立环境保护意识,不利于土壤环境的保护与治理,政府部门也不能简单地以“国家秘密”为由拒绝公民的信息公开申请。相关政府部门的一些观念要改变,这不仅是舆论的要求,也是法律的要求。
土壤污染防治的另一要务,是要合理地投入资金。没有必要的投入,难以真正有到位的防治。环境污染当然要本着“谁污染、谁治理”的原则,污染主体需要付出经济的成本,这一点毫无疑问。从政府的角度看,在政府的预算里,要为土壤环境治理给出必要的资金安排,且专项环保资金,需要用在“刀刃”上。当然,资金问题是一个要点,也是难点。
在土壤污染的防治中,更新、完善相关标准是又一项重要任务。倘若连污染标准都不清晰,又谈何形成完整的环境保护体系?从地方标准到国家标准,从填补空白到更新完善,这当中有许多事情要做。
关于土壤污染的防治,还有重要的一点,就是要加快立法。《土壤环境保护法》已有草案,处于论证过程中。这部法律的法律定位、基本内容框架,都有待于继续博弈和推敲。从土地污染防治的现实需求来看,立法宜加速。以法律对相关主体作出明确约束,自然比散乱状态要进步很多。
一、总体要求
以生态文明思想为指导,按照中央和省、市推进净土行动的部署要求,深入推动实施《中华人民共和国土壤污染防治法》,以改善土壤环境质量为核心,以保障农产品质量安全和人居环境安全为目标,严格落实“党政同责、一岗双责”、“属地负责、部门有责”,坚决完成国家、省及市关于打赢土壤污染防治攻坚战的各项工作任务,扎实有效推进净土保卫战。
二、主要目标
按照省和市统一安排部署,完成全县重点行业企业用地土壤污染状况调查和耕地土壤环境质量类别划定,建立全县污染地块清单和优先管控名录以及耕地质量分类清单;强化农用地、建设用地土壤环境风险管控,全县受污染耕地、再开发利用的污染地块,全部实现安全利用;严格落实重金属污染物排放总量控制制度,完成上级下达我县减少重点行业重点重金属污染物排放量任务。
三、重点任务
(一)强化土壤环境调查监测
1.推进重点行业企业用地土壤污染状况调查。2020年底前,全面完成重点行业企业用地的布点采样、分析测试、数据上报、成果集成等工作,全面掌握重点行业在产企业和关闭搬迁企业用地土壤污染状况及分布,建立污染地块清单和优先管控名录。(责任单位:县生态环境分局、县自然资源和规划局等;各乡(镇)政府、平安街道办、经济开发区负责落实,以下不再逐一列出)
2.优化土壤生态环境质量监测体系。完善全县土壤环境监测体系,配合国家和省、市开展土壤环境质量国控、省控点位例行监测。按照年度监测计划,组织对土壤环境重点监管单位、工业园区和污水集中处理设施、固体废物处置设施周边土壤开展监督性监测,2020年10月底前,监测结果上报省生态环境厅,纳入全国土壤环境信息化管理平台统一管理使用。对监测发现的土壤超标情况,进一步开展溯源排查,查明并及时阻断污染源。(责任单位:县生态环境分局等)
3.加强重点区域耕地土壤环境监测。对农产品污染物含量超标、污水灌溉等区域农用地地块进行重点监测,及时掌握土壤环境质量状况和污染范围、风险水平等。对产出农产品污染物含量超标的耕地,发现污染物含量超过土壤污染风险管控标准的,配合上级部门开展土壤污染风险评估,根据评估结论实施分类管理。加强农田灌溉水水质监测和监督检查,防止未经处理或达不到农田灌溉水质标准的废(污)水进入农田灌溉系统。(责任单位:县农业农村局、县生态环境分局、县自然资源和规划局等)
4.推进土壤污染状况详查成果应用。根据省、市统一安排部署,集成分析、综合运用农用地土壤污染状况详查成果,开展高风险区域农用地土壤污染状况深度调查和周边污染源溯源排查。开展污染成因分析,对污染源进行溯源排查,6月30日前,建立重点污染源管控和整治清单,纳入限期治理计划,严厉打击非法排污,有效切断污染物进入农田的传输途径,切实防止边治理边污染。根据全县重点行业企业用地土壤污染状况调查采样分析结果,按程序及时通报有关乡(镇),为加强建设用地土壤污染风险管控提供基础信息。(责任单位:县生态环境分局、县农业农村局、自然资源和规划局等)
(二)实施农用地分类管理
5.划定农用地土壤环境质量类别。加快推进全县耕地土壤环境质量类别划分,全部完成划定工作,建立全县耕地土壤环境质量档案和分类清单。划分结果,报请县政府审核后提交市农业农村局。未利用地、复垦土地等拟开垦为耕地的,应当进行土壤污染状况调查,依法进行分类管理。(责任单位:县农业农村局、县生态环境分局、县自然资源和规划局等)
6.加强优先保护类耕地建设管理。将符合条件的优先保护类耕地划为永久基本农田或纳入永久基本农田整备区,在优先保护类耕地分区域、按年度、按计划推进高标准农田建设。在永久基本农田集中区域,不得新建可能造成土壤污染的建设项目,已建成的,2020年6月底前关闭拆除。统筹矿产资源开发与永久基本农田调整划定的关系,确需对重金属等污染威胁的永久基本农田进行调整的,按照相关要求进行补划。依法加强对未污染土壤的保护,对未利用地不得污染和破坏。(责任单位:县自然资源和规划局、县农业农村局、县生态环境分局、县行政审批局等)
7.严格落实耕地风险防范措施。2020年5月20日前,各乡镇组织完成辖区受污染耕地安全利用和严格管控工作方案制定、报备。对安全利用类耕地,应结合当地主要作物品种和种植习惯,采取农艺调控、低积累品种替代、轮作间作等措施,降低农产品超标风险;对严格管控类耕地,依法划定特定农产品禁止生产区域,鼓励采取调整种植结构、退耕还林还草、退耕还湿、轮作休耕等风险管控措施。10月底前,全县所有受污染耕地全部实现安全利用和风险管控。(责任部门:县农业农村局、县自然资源和规划局、县生态环境分局等)
(三)严格建设用地土壤污染风险管控
8.组织开展建设用地风险调查排查。对有土壤污染风险的建设用地地块,土地使用权人要开展土壤污染状况调查;用途变更为住宅、公共管理与公共服务用地的,变更前应当进行土壤污染状况调查。2020年6月底前,组织对未经土壤污染状况调查,已开发利用为住宅、公共管理与公共服务用地的地块进行摸底调查,采取有效措施,确保人居环境安全。(责任部门:县生态环境分局、县自然资源和规划局等)
9.强化污染地块土壤环境联动监管。完善疑似污染地块名单、污染地块名录、建设用地土壤污染风险管控和修复名录。强化生态环境、自然资源和规划等部门的污染地块信息共享和联动监管机制。强化关闭搬迁企业腾退土地土壤污染风险管控,以有色金属冶炼、石油加工、化工、焦化、电镀、制革等行业企业为重点,严格企业拆除活动的环境监管。对违反《土壤污染防治法》有关规定的行为,依法对相关企业、土地使用权人或土壤污染责任人进行严肃查处。(责任单位:县生态环境分局、县自然资源和规划局、县科技和工业化信息局等)
10.科学合理规划土地用途。编制国土空间规划要充分考虑土壤污染风险,合理确定土地用途。污染地块再开发利用必须符合规划用途的土壤环境质量要求。在居民区和学校、医院、疗养院等单位周边,不得规划布局有色金属冶炼、焦化等可能造成土壤污染的建设项目。2020年底前,推进疑似污染地块、污染地块空间信息与国土空间规划的“一张图”汇总;已上传全国污染地块土壤环境管理系统的疑似污染地块及污染地块实现“一张图”管理。(责任部门:县自然资源和规划局、县生态环境分局等)
11.严格建设用地准入管理。列入建设用地土壤污染风险管控和修复名录的地块,不得作为住宅、公共管理与公共服务用地;未达到土壤污染风险管控、修复目标的地块,禁止开工建设任何与风险管控、修复无关的项目,不得批准环境影响评价技术文件、建设工程规划许可证等事项。涉及成片污染地块分期分批开发或周边土地开发的,要科学设定开发时序,防止受污染土壤及其后续风险管控和修复措施对周边人群产生影响。对开发建设过程中剥离的表土,要单独收集和存放,符合条件的优先用于土地复垦、土壤改良、造地和绿化等。(责任部门:县自然资源和规划局、县生态环境分局、县行政审批局等)
12.加强污染地块风险管控及修复。对暂不开发利用的污染地块,要采取风险管控措施,开展土壤及地下水污染状况监测。需要治理与修复的污染地块,土地使用权人要编制修复方案。加强治理与修复施工的环境监理,防止造成二次污染。按要求将达到治理与修复目标要求,且可以安全利用的地块移出建设用地土壤污染风险管控和修复名录。(责任部门:县生态环境分局、县自然资源和规划局等)
(四)加强农业面源污染整治
13.减量使用化肥农药。加强农药、肥料、农膜等农业投入品使用管理,禁止生产、使用国家明令禁止的农业投入品,规范兽药、饲料添加剂的生产和使用,推进农业投入品包装废弃物回收及无害化处理。2020年,主要农作物绿色防控覆盖率达到31%以上,主要农作物统防统治覆盖率达到40%以上,农药利用率达到40%以上,测土配方施肥技术推广覆盖率达到90%以上,化肥利用率提高到40%,主要农作物化肥农药使用量实现零增长。(责任单位:县农业农村局、县自然资源和规划局等)
14.加强废弃农膜回收利用。指导农业生产者合理使用农膜,严厉打击违法生产和销售不符合国家标准农膜的行为。积极推进废弃农膜回收,开展废旧农膜回收利用试点示范,完善废旧农膜回收网络,开展农膜使用及残留监测评价。2020年,全县农膜回收率达到80%以上,农田残膜“白色污染”得到有效控制。(责任单位:农业农村局、市场监督管理局等)
15.强化畜禽养殖污染防治和资源化利用。加强畜禽粪污资源化利用,2020年底前,全县畜禽规模养殖场粪污处理设施装备配套率达到100%,畜禽粪污综合利用率达到75%以上。(责任单位:县农业农村局、县生态环境分局等)
(五)强化重点领域污染防控
16.强化涉重金属行业污染防控。严格落实总量控制制度,减少重金属污染物排放。新、改、扩建涉重金属重点行业建设项目,污染物排放实施等量或减量替换。加大减排项目督导力度,确保项目按期实施。继续推进涉重金属行业企业排查整治,列入污染源整治清单的企业,年底前完成综合整治任务。(责任单位:县生态环境分局、县行政审批局)
17.加强重点企业土壤环境监管。加强对有色金属冶炼、石油加工、化工、焦化等行业企业土壤环境监管,制定土壤污染重点监管单位名录,将土壤污染防治相关责任和义务纳入排污许可管理。土壤污染重点监管单位要严格控制有毒有害物质排放,落实土壤污染隐患排查和自行监测制度。2020年10月底前,重点行业企业用地调查统一部署,开展土壤环境自行监测,编制土壤环境质量状况报告。土壤污染重点监管单位拆除设施、设备或者建筑物、构筑物,要制定土壤污染防治方案,防止污染土壤和地下水。(责任部门:县生态环境分局、县科技和工业信息化局等)
(六)加强固体废物污染管控
18.强化矿产资源开发污染监管。加大矿山地质环境和生态修复力度,新建和生产矿山严格按照审批通过的开发利用方案和矿山生态环境恢复治理方案,边开采、边治理、边恢复。加快推进责任主体灭失矿山迹地综合治理。加强尾矿库安全监管,运营、管理单位要开展土壤污染状况监测和环境风险评估,建立环境风险管理档案,防止发生安全事故造成土壤污染。(责任部门:县自然资源和规划局、县应急管理局、县生态环境分局等)
19.规范固体废物利用处置。加强工业固体废物堆存场所环境整治,完善防扬散、防流失、防渗漏等设施。推动工业固废综合利用,促进工业固废减量化、资源化。推行生态环境保护综合执法,加强塑料废弃物回收、利用、处置等环节的环境监管,依法查处违法排污等行为。(责任部门:县生态环境分局、县科技和工业信息化局、县发展和改革局等)
20.强化危险废物监管。严格危险废物经营许可审批,加强危险废物处置单位规范化管理核查。统筹区域危险废物利用处置能力建设,加快补齐利用处置设施短板。积极推进重点监管源智能监控体系建设,加大危险废物产生、贮存、转运、利用、处置全流程监管力度。规范和完善医疗废物分类收集处置体系,2020年底前,全县医疗废物集中收集和集中处置率达到100%。持续保持高压态势,严厉打击危险废物非法转移、倾倒和处理处置等违法犯罪行为。(责任部门:县生态环境分局、县卫生健康局、县公安局等)
21.健全垃圾处理处置体系。推进生活垃圾无害化处理和资源化利用,完成非正规垃圾堆放点排查整治工作,全面清理现有无序堆存的生活垃圾。加快国家确定的我市生活垃圾强制分类试点工作。2020年,建设完成符合要求的城市生活垃圾、餐厨垃圾、建筑垃圾处理设施,建成区生活垃圾无害化处理率达到100%,县城达到98%以上。(责任部门:县城市管理综合行政执法局、县农业农村局、县水利局等)
(七)充分发挥典型示范引领作用
22.抓好土壤污染治理与修复技术应用试点项目。加快推进庄上——连泉一带农用地土壤污染治理修复技术应用试点项目评估验收工作,总结试点成效、经验,为全县农用地土壤污染治理修复提供经济适用、可参考、可复制的实用技术模式,持续巩固庄上-连泉一带土壤污染修复项目治理成果。(责任单位:县生态环境分局、县农业农村局等)
23.开展土壤污染防治工作成效评估。在市统一安排部署下,自行对我县土壤污染防治工作成效进行综合评估,全面掌握土壤污染防治目标任务完成、政策体系制度创新、土壤污染风险管控体系与能力建设等情况。(责任单位:县生态环境分局等)
四、保障措施
一是落实属地管理责任。各乡(镇)政府对本行政区域内的生态环境保护和土壤环境质量改善负总责,严格落实属地管理责任,加强工作推进落实的组织调度和监督落实,依法履行监督管理职责,制定责任清单,层层压实责任,建立长效管理机制,确保完成土壤污染防治目标任务。
二是加强部门联动监管。完善土壤信息化管理平台建设,强化大数据在土壤污染防治和环境管理工作中的应用。加强生态环境、自然资源和规划、农业农村等有关部门沟通协调,打通共享渠道,充分利用全国土壤环境信息管理平台,及时共享土壤污染防治相关信息。根据全县土壤污染防治工作开展情况,不定期召开调度会议,督促各有关部门切实落实土壤污染防治职责,层层抓好落实,确保圆满完成国家和省、市各项目标任务。
一、土壤污染现状
近三年来,随着我市社会经济的快速发展,土壤污染形势也越来越严峻,一是工业企业场地土壤污染急剧加快,二是农业耕地土壤污染也急速增长。我市辖区内工业企业土壤污染主要集中在工业园区矿产品加工企业、矿山企业等污染对场地造成的污染;农业耕地土壤污染涉及到全市农业用地,主要是化学肥料、农药的过度使用。长期过量而单纯施用化学肥料,会使土壤物理性质恶化土壤酸化、胶体分散散,土壤结构破坏,造成土地板结,并直接影响农业生产成本和作物的产量和质量。
二、防治工作开展情况
(一)加大落后产能淘汰力度,完善促进产业结构调整的政策措施。根据市域实际情况,对相关企业提出强制性技术升级和从严的污染防治要求;对不符合城乡规划的涉重金属企业,要逐步关闭和搬迁。同时历史遗留污染问题进行了全面解决。(二)严格执行环境影响评价制度,严把入口关,控制重金属污染隐患的产生。对未经环评审批的在建项目或者未经环保“三同时”验收的项目,一律停止建设和生产。在环境敏感区域禁止审批新建、改建、扩建增加重金属污染物排放的项目,对重点防控企业逐步开展环境影响评价。(三)强化污染治理,加快解决突出的污染问题。一是加大整治力度。严肃查处矿山违法建设、超标排放等违法行为,强化达标排放整治,每年开展一次“整治违法排污企业专项行动”,依法关闭一批不符合产业政策的重污染企业,停产整顿一批已经造成严重环境危害的企业,确保现有企业的达标排放。二是妥善处置矿山类危险废物。对各类重金属污染重点防控对象实施无害化处置或实现达标排放,三是着力解决历史遗留污染土壤问题。(四)强化环境监管,严格防范各类污染风险。严格规范企业环境管理,督促重点防控企业及时报告原料和产量的变化情况,建立企业信息公开制度。同时,针对该类企业,实行专人专管,一季一监测,一月一申报,对生产过程中产生的废水、废气均要求建立相应的处理设施,对污染设施的运行情况,实行每月监察一次,并要求企业做好污染防治设施运行记录。
三、存在的问题
(一)土壤环境监管体系不完善。建设项目环境影响评价以及建设项目环保设施“三同时”竣工监测工作中,除了生态类建设项目需要长期跟踪土壤污染以外,其他建设项目还没有较为详细的土壤环境管理规范及环境保护要求。近两年颁布的农药、制药等建设项目环境影响评价技术导则开始详细规定了建设项目土壤本底调查的要求,但除此以外的其他行业环评,土壤本底调查仍然较为主观。特别是早期立项的水泥厂、重金属企业未开展详细的本底调查。(二)土壤环境管理不规范。一是城市场地土壤污染管理办法有待完善。随着城市化进程,大量存在潜在污染风险的工业场地用途发生变化,场地被大批量转为商业、住宅用地。但为进行土地调查,未明确要求开展土地性质变更环境质量评价,未能促进土壤环境质量与土地资产价值挂钩,尚未形成城市建设用地土壤环境质量管理的规范化。(三)土壤污染责任的认定有待进一步明确。我国现行法律法规对避免土壤污染问题的发生、预防土壤污染起到了积极的作用,但未涉及土壤污染应有的管理规则,《中华人民共和国环境保护法》《中华人民共和国固体废物污染环境防治法》等基本法没有明确规定土壤污染的责任者、污染者应承担的法律责任和义务等问题,没有提供可操作的土壤污染责任追究、认定、赔偿程序。从近期土壤污染调查情况来看,当前全国典型土壤污染还是由于历史原因造成的,有些污染企业的责任主体属于“国有”,污染对象是“国有”性质的土地,土壤污染责任则无法追溯到具体的污染者或责任人。
关键词:煤矿区;土壤重金属;调查与分析
收稿日期:20120309
作者简介:盛芹(1972—),女,山东微山人,工程师,主要从事环境管理与监测工作。中图分类号:X82文献标识码:A文章编号:16749944(2012)05019803
1引言
通过对相关资料的收集、调研和总结,选择欢城镇和付村镇具有代表性的可疑污染区周边农田土壤及农作物作为研究对象。主要污染源以煤矿区排放的烟尘、二氧化硫、氮氧化物等废气为主,重点开展如下研究内容:系统开展区域环境背景调查,制定监测方案,划定2个监测单元,并布设监测点,采集具有代表性的20个土壤样品。对土样的铅、镉、汞、砷、铜、铬、锌、pH值等指标进行检测;以国家土壤环境质量标准二级标准为基准,通过单因子指数评价法和内梅罗综合污染指数法对调查区的土壤中重金属含量现状进行评价分析。
2研究方法
微山县位于山东省南部,东经117°13′,北纬34°82′,全县总面积1 780km2,人口约66.56万人,辖5镇10乡。地处湖区,以湖为界,湖东接泰沂山区,湖西为鲁西平原东端。地势北高南低,东西相间,中间为湖泊,平均海拔36.5m。境内地貌以湖泊、平原、山地丘陵3种类型为主。地下矿藏资源以煤、稀土为主。本县属暖温带季风型大陆性气候。年均气温13.70C,极端最高气温40.50C,最低气温-22.30C,年均降水量797mm,无霜期年均205d。
2010年,微山县经济总量继续攀升,三大产业全面发展。2010年全县地区生产总值达到243.7亿元,增长14.1%,三大产业结构比例由2009年 11.7∶51.4∶37.0调整为11.4∶50.5∶38.1,第三产业占比较2009年提高11%。三大产业对GDP增长的贡献率分别为11%、50.9%、48.0%;分别拉动GDP增长0.2%、7.2%、6.7%。经济发展方式逐步转变,产业结构进一步优化。微山县主要种植作物为小麦、玉米、水稻、大豆、地瓜。
2.1样品采集与预处理
2.1.1监测点位布设
根据实地调查情况,监测点位主要设在煤矿企业较多的欢城镇和付村镇,布设原则一般为6.7hm2左右布设1个监测点。受煤矿企业区影响大的应多布设监测点,影响小的可少量布,布设监测点位20个。
污水灌溉的农田土壤,采用对角线法;面积较小、地势平坦、土壤物质和受污染程度均匀的地块,采用梅花点法;中等面积、地势平坦、土壤不够均匀的地块,采用棋盘式法;面积较大、土壤不够均匀且地势不平坦的地块,采用蛇形法。种植一般农作物每个分点处采0~20cm耕作层土壤,种植果林类农作物每个分点处采0~60cm耕作层土壤,取1kg,多余部分用四分法弃去。采样同时填写土壤标签、采样记录、样品登记表,并汇总存档。
2.1.2样品的制备与保存
在晾干室将湿样放置晾样盘,摊成2cm后的薄层,不间断地压碎、翻拌、拣出杂质并用四分法分取压碎样,全部过20目尼龙筛。过筛后的样品全部置于无色聚乙烯薄膜上,充分混合直至均匀。经粗磨后的样品用四分法分成两份,一份交样品库存放,另一份做样品的细磨用。用于细磨的样品用四分法进行第二次缩分成两份,一份留备用,一份研磨至100目尼龙筛,过100目用于土壤元素全量分析。经研磨混匀后的样品,分装于样品袋。填写土壤标签一式两份,袋内放一份,外贴一份。
2.2实验分析方法
2.2.1样品检测指标
土壤样品的检测指标为铅、镉、汞、砷、铜、铬、锌、pH值。
2.2.2实验分析方法
土壤样品检测方法及使用仪器见表1。
表1各监测项目的分析方法及使用仪器
监测
项目分析方法、依据方法检出限
/(mg/kg)仪器名称、型号铅石墨炉原子吸收法,GB/T17141-1997《土壤质量 铅、镉的测定 石墨炉原子吸收分光光度法》0.1ICE3500原子吸收分光光度计镉石墨炉原子吸收法,GB/T17141-1997《土壤质量 铅、镉的测定 石墨炉原子吸收分光光度法》0.01汞氢化物发生原子荧光法,GBT22105.1-2008《土壤质量 土壤中总汞的测定》0.005AFS-9230原子荧光光度计砷氢化物发生原子荧光法,GBT22105.2-2008《土壤质量 土壤中总砷的测定》0.2铜火焰原子吸收法,GB/T17138-1997《土壤质量 铜、锌的测定 火焰原子吸收分光光度法》1.0WFX-120原子吸收分光光度计铬火焰原子吸收法,GB/T17137-1997《土壤质量 总铬的测定 火焰原子吸收分光光度法》5.0锌火焰原子吸收法,GB/T17138-1997《土壤质量 铜、锌的测定 火焰原子吸收分光光度法》0.5pH值玻璃电极法,NY/T1121.2-2006《土壤检测 第2部分:土壤pH的测定》pHS-3C型酸度计
2.3实验质量控制
2.3.1采样及样品制备质量控制
土壤样品需测定重金属,用竹铲直接采取样品,所采土样装入塑料袋内,外套布袋。填写土壤标签一式两份,一份放入袋内,一份扎在袋口。采样结束在现场逐项逐个检查,如采样记录表、样品登记表、样袋标签、土壤样品、采样点位图标记等,如有缺项、漏项和错误处,应及时补齐和修正后撤离现场。
样品制备设风干室、磨样室,房间通风、整洁、无扬尘、无易挥发化学物质,避免阳光直射土样。土壤晾干用白色搪瓷盘,磨样用木棒、木棰、无色聚乙烯薄膜,过筛用尼龙筛,规格为20~100目,用特制牛皮纸袋分装。
2.3.2实验室内部质量控制
分析土壤样品时做10%平行样品,由分析者自行编入明码平行样,平行双样测定结果的误差在允许范围之内者为合格,每批带测质控平行双样,在测定精密度合格的前提下,质控样测定值必须落在质控样保证值范围之内,否则本批结果无效,重新分析测定。
用去离子水代替试样,采用相同的步骤和试剂,制备全程序空白溶液。
3结果与分析
3.1重金属在研究区土壤中的含量
经测定,农田土壤重金属含量见表2。
表2各监测点土壤重金属含量mg/kg
编号CuCrZnPbCdAsHgpH值119.1551.0153.2317.690.096 98.220.033 87.24234.0264.1373.1220.490.086 29.760.039 97.18333.0360.1371.9921.680.075 98.950.029 87.21432.4260.3971.0822.060.076 611.870.021 07.16532.9955.4578.2032.890.084 410.530.039 97.14631.5754.8975.5932.080.078 511.580.044 76.99731.8052.8473.6233.350.076 611.200.026 97.05830.5154.7595.1579.230.220 39.470.059 37.13927.8352.1464.1879.080.200 87.120.052 46.621026.6652.0965.5682.270.206 710.650.076 06.991122.6155.5470.1326.500.133 710.660.032 26.981222.0851.7568.0526.430.093 26.420.069 07.081324.4356.5474.9432.250.131 210.430.042 77.031423.4557.2474.4431.360.119 711.690.042 57.091522.4656.1771.6530.600.124 210.600.044 47.241635.6860.31108.4153.660.101 311.650.023 66.981735.6861.66107.4553.530.109 47.440.033 37.311835.5762.58107.1356.970.113 810.410.024 47.221925.3962.0571.2626.090.098 08.550.026 87.782025.0357.1570.5426.680.078 88.180.053 97.45
3.2重金属在研究区土壤中的分布特征及分析
根据中华人民共和国国家土壤环境质量标准(GB15618-1995)规定,按照土壤应用功能和保护目标,将土壤划分为3级,其中第Ⅱ级主要适用于一般农田、蔬菜地、茶园、果园、牧场等土壤,土壤质量基本上对植物和环境不造成危害和污染。因此采用土壤环境质量标准Ⅱ级标准进行评价。第Ⅱ级土壤环境质量执行二级标准,土壤环境质量标准见表3。利用Excel 2003统计计算,监测单元的农田土壤重金属含量统计见表4。表3土壤环境质量标准mg/kg
重金属元素Ⅰ级
自然背景pH值
pH值6.5~7.5pH值>7.5Ⅲ级
pH值>6.5Cd≤0.200.300.300.601.0Hg≤0.150.300.501.01.5As水田≤1530252030As旱地≤1540302540Cu农田等≤3550100100400Cu果园≤-150200200400Pb≤35250300350500Cr水田≤90250300350400Cr旱地≤90150200250300Zn≤100200250300500Ni≤40405060200
表4各监测点土壤重金属含量统计表
监测指标CuCrZnPbCdAsHgpH值标准差5.153.9037.3920.190.04351.610.01480.22变异系数0.180.070.440.510.380.160.360.03标准值1002002503000.30300.50-超标数0000000-超标率%0000000-
由表4分析发现,20个监测点中,各监测点重金属含量均未超出《土壤环境质量标准》二级标准。各重金属的变异系数在7%~51%之间。其中变异系数最高的Pb为51%,其次是Zn为44%,Cd为38%,Hg为36%,较低的是Cr为7%。这说明在监测区域,污染源对环境中的Pb含量贡献最大。
4土壤重金属污染评价
4.1评价方法和标准
4.1.1单项污染指数法
单因子指数法是国内通用的一种重金属污染评价的方法,是国内评价土壤、水、大气和河流沉积物重金属污染的常用方法[2],其计算公式为:
Pip=Ci/Sip。
式中,Pip为土壤中污染物i的单项污染指数;Ci为调查点位土壤中污染物i的实测浓度;Sip为污染物i的评价标准值或参考值。根据Pip的大小,可将土壤污染程度划分为五级,见表5。
表5土壤环境质量分级评价标准
等级Pip值大小污染评价ⅠPip≤1无污染Ⅱ1
4.1.2综合污染指数法
各类土壤一般为多种重金属所污染,因而土壤污染评价多应用综合指数法进行污染综合评价。综合指数的算法有多种,根据本研究的实际情况,采用内梅罗指数法计算综合指数。内梅罗指数反映了各污染物对土壤的作用,同时突出了高浓度污染物对土壤环境质量的影响,可按内梅罗污染指数划定污染等级。内梅罗指数评价标准见表6。
表6土壤内梅罗污染指数评价标准
等级内梅罗污染指数污染等级ⅠPN≤0.7清洁(安全)Ⅱ0.7
其计算公式为:
PN={[(PI2均)+(PI2最大)]/2}1/2。
式中:PN为内梅罗污染指数;PI2最大为土壤中各污染因子污染指数的最大值;PI2均为土壤中各单因子污染指数的平均值[3]。
4.2评价结果与分析
4.2.1统计结果
各监测点耕地土壤重金属污染指数统计见表7。
表7各监测点土壤重金属污染指数的基本统计结果
编号单项污染指数PipCuCrZnPbCdAsHg[9]综合指数10.190.260.210.060.320.270.070.5520.340.320.290.070.290.330.080.6530.330.300.290.070.250.300.060.6340.320.300.280.070.260.400.040.6450.330.280.310.110.280.350.080.6360.320.270.300.110.260.390.090.6370.320.260.290.110.260.370.050.6280.310.270.380.260.730.320.120.7890.280.260.260.260.670.240.100.74100.270.260.260.270.690.350.150.77110.230.280.280.090.450.360.060.59120.220.260.270.090.310.210.140.51130.240.280.300.110.440.350.090.60140.230.290.300.100.400.390.090.61150.220.280.290.100.410.350.090.59160.360.300.430.180.340.390.050.71170.360.310.430.180.360.250.070.67180.360.310.430.190.380.350.050.72190.250.310.290.090.330.290.050.60200.250.290.280.090.260.270.110.59平均值0.290.280.310.130.380.330.080.65
4.2.2重金属污染评价
由表7分析可以看出,监测区域内耕地土壤中重金属元素的单项污染指数均未超过1,未出现污染。重金属污染单项平均污染指数由高到低依次排序为Cd>As>Zn>Cu>Cr>Pb>Hg。该地区综合污染指数小于0.7的占75%。
2012年5月绿色科技第5期5结语
(1)采用《土壤环境质量标准》(GB15618-1995)进行系统评价,重金属污染由高到低排序结果为Cd> As>Zn> Cu>Cr>Pb>Hg,微山县煤矿企业周边地区的耕地土壤综合污染指数总平均为0.61,土壤污染等级总体为清洁。
(2)据污染源调查和背景值多元分析土壤重金属来源,得出农业生产活动中长期使用含镉磷肥、含铜农药造成镉、铜元素在耕地土壤中的积累,是耕地土壤中镉、铜浓度较高的主要因素。
参考文献:
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关键词:土壤 重金属 复合污染
中图分类号:X131.3 文献标识码:A 文章编号:1674-098X(2016)10(a)-0071-02
近年来由于人类科技的不断进步和工农业的迅猛发展,土壤环境中的污染物种类和总量日渐增长,使得土壤环境重金属污染很少以单元素的形式存在,多滴两种或者多种元素共存,即多种重金属元素形成重金属复合污染(Teutsch N et al.,2001年)。土壤环境中各种重金属的赋存形态因为不同重金属元素彼此的各种相互作用如络合、吸附-解吸及氧化-还原等各种理化作用制约,而且重金属元素的移动性、生物有效性和生理毒性对重金属彼此作用有着显著响应关系(Tandy et al.,2009年)。这也是形成土壤环境重金属复合污染对生态系统的影响效应不同于单一元素重金属污染的主要因素。至此,重金属复合污染已然成为环境科学研究中又一个热点(Zhong et al.,2012年)。
1 土壤重金属污染
重金属通常是指比重等于或大于5.0 g・cm-3的金属,如汞、镉、铅、镍、铜、铁、锰等(Adriano,2001年);砷是介于金属与非金属之间,与重金属元素的环境效应和化学特性存在诸多相近之处,所以一般研究中将砷元素纳入重金属元素范畴(陈怀满,2005年)。
土壤环境重金属污染的特点是滞后性、隐蔽性、有毒性、难降解和污染现象不明显,但重金属含量在环境中形成污染效应后,对环境影响不容易改变和去除,具有较强的顽固性(郝春玲,2010年)。经调查,在我国大部分省份土壤环境中都存在程度不同、种类各异的重金属污染(王恒,2014年)。全国每年遭到重金属污染影响的粮食数量超过1 200万t,带来的经济损失超过200亿元(王燕等,2009年)。
重金属元素不仅在食物链的各级生物中不断传递进而富集,而且通过一定的生物作用转变成为毒性更强的大分子有机化合物,所以说重金属污染对于整个生态系统影响不仅是停留在让土壤环境质量下降,减少农作物产量和影响农作物品质,甚至对人类及动物的健康产生威胁;对于生态环境中其他要素都产生负面效应。
2 重金属复合污染
通常我们说绝对单一一种重金属元素污染环境的情况是不存在的,重金属元素在环境介质中都是相伴共存的。
一般认为的复合污染是指同一环境介质(土壤、水、大气、生物)受到多元素或多种化学品(多种污染物)对其的同时污染(陈怀满等,2002年)。因此土壤重金属复合污染可定义为:在土壤介质中,两种或两种以上重金属元素同时存在,满足各种重金属元素的赋存浓度大于国家土壤环境质量标准或者没有超过相应标准但对于土壤环境质量已经产生影响作用的土壤污染(周东美等,2005年)。重金属复合污染中各种重金属元素相互作用极其复杂,并且重金属复合污染在土壤环境中更为普遍,因此重金属复合污染相关研究工作也成为环境污染领域重要开拓方向之一。
3 重金属复合污染特点
相对于单一重金属污染,土壤重金属复合污染中重金属迁移转化遗存效应的影响因素更多且更为复杂。研究者在1939年提出复合污染效应分为叠加效应、同向效应和驳斥效应3种不同类型(何勇田,1994年),其基本内涵是:叠加效应产生的毒性效果等于各污染物单独作用的毒性效果叠加之和;驳斥效应的毒性效果小于各污染物单独作用的毒性之和;同向效应产生的毒性效果大于各污染物单独作用的毒性效果之和。此外,在美国相应研究中将重金属复合污染的相互作用定义为单元素作用、协助、竞争、累积和屏障作用(Wallace,1982年)。
通常情况下,因为有着相近性质的不同重金属元素更容易对生态系统造成复合污染,而且不同重金属之间的相互作用会随着各自存在浓度的不同表现出特有的效应模式。镉锌复合污染研究表明,土壤中的锌元素浓度不同时,锌元素与镉元素对于水稻生理指标的联合作用效果存在差异。当土壤中锌元素添加浓度为100 mg/kg时,水稻生物量随镉元素浓度增加而不断升高,镉锌之间在此浓度时表现出同向效应;当锌元素添加浓度为200 mg/kg或者400 mg/kg时,水稻的生物量会因为镉元素浓度的增加反而降低,镉锌之间存在驳斥效应(周启星等,1994年)。
在土壤中存在铅镉复合污染情况下,因为铅元素可以争夺镉元素的土壤中的接触点位,促使镉元素活性增加,进而产生同向效应,使得土壤中镉元素的生物有效性提升,导致土壤-植物系统中镉元素的迁移转化更容易发生。(王新等,2001年)。
土壤中元素的含量和其与共存元素相互之间效应决定着生长在该土壤植株中的元素。研究表明,镉、铅、铜、锌、砷生理毒性呈现出对水稻苗的剂量与效应的正相关,表现出随着重金属添加浓度增加毒性作用越严重的现象。土壤环境中重金属复合污染存在两元素、三元素和多元素共存的各种组合形式。
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关键词:菜地土壤;重金属;污染评价;武汉市城区
中图分类号:X53 文献标识码:A 文章编号:0439-8114(2017)01-0043-04
DOI:10.14088/ki.issn0439-8114.2017.01.012
Analysis and Assessment on Heavy Metal Contents of Vegetable Plantation Soils in New Urban District of Wuhan
GUO Cui-ying1,2,WANG Su-ping2,CHEN Gang2,HONG Juan1,2,HUANG Xiang2,DU Lei2,LIAN Zhi-cheng2
(1.College of Resources and Environment,Huazhong Agricultural University,Wuhan 430070,China;
2.Institute of Crop Sciences,WAAST,Wuhan 430345,China)
Abstract: To understand the situation of heavy mental pollution in Wuhan vegetable soil, some soil samples were conducted in the main vegetable bases(Huangpi region) of Wuhan, the contents of As, Hg, Cd, Cr, Cu, Ni, Pb, Zn in soil were measured, and pollution risk was assessed by single cumulative index method and Nemerow pollution index method. The results showed that the variation range of the heavy metal content of vegetable plantation soils was large. The results of pollution risk evaluated by single cumulative index indicated that the contents of As, Cr, Pb and Zn were at the level of security, but Cu, Ni, Cd and Hg were higher than standard, the percentage was 5.20%,0.58%,15.61%,2.89% respectively, and pollution levels of Hg and Cd were the biggest, the evaluation index were 4.47 and 10.94. The results of pollution risk evaluated by Nemerow pollution index showed that, only 10.40% of the soil were in the pollution level, so, most soil of the vegetable plantation was safe level. In addition, Ni content and As content were significantly positively related with pH values in soil, Pb and Hg had negative relation with pH values.
Key words: vegetable soils; heavy metal; pollution assessment; new urbart district of Wuhan city
中城市化和工业化进程不断加快,越来越多的污染物被排放到环境中,加上为追求高产造成的农用化学品的过量施用,均可导致重金属元素在土壤中不断积累[1]。由于蔬菜和农作物能从污染的土壤中吸收重金属,进而通过食物链进入人体[2,3],从而影响人类健康[4]。国内曾系统地对北京[5]、上海[6]、广州[7]、天津[8]、长沙[9]、杭州[10]、重庆[11]、海口[12]等城市的菜地土壤重金属污染状况做了一系列调查研究工作,结果表明,中国部分城市的菜地土壤受到了不同程度和不同种类的重金属污染,其中,广州市菜地土壤重金属砷和铅的污染最为普遍,超标率分别达到了23%、41%[7];长沙市郊区菜园土壤中镉和汞的污染较严重[9];重庆市蔬菜基地环境质量总体较好,但是汞和镉等重金属出现不同程度的超标[11]。目前,对武汉市土壤重金属的研究主要集中在湖泊沉积物、工厂附近土壤、高新技术开发区周围土壤以及城市土壤[13-16],但是对菜地土壤重金属的相关研究较少。
随着城市的扩大和居住人口的增多,蔬菜需求量日益增多,已有蔬菜基地复种指数越来越高,农用物资的投入也呈逐年递增趋势,新的蔬菜基地不断在建设。武汉市黄陂区是武汉市蔬菜种植面积最大的一个区,同时也是蔬菜产量最大的区域[17]。因此,对菜地土壤重金属污染状况的调查和评价很有必要,本研究以黄陂区为例,对该区域蔬菜生产基地的土壤重金属的污染情况进行调查,对该区域的农作物种植的安全生产以及区域规划具有重要的指导意义。
1 材料与方法
1.1 研究区域概况
黄陂区位于武汉市中心城区的北部,地理位置为北纬30°41′-31°22′,东经114°9′-114°37′。南北长104 km,东西宽55 km,总面积为2 261 km2。属亚热带季风气候,具有光照充足、雨量充沛等优点,是武汉市面积最大和人口最多的一个新城区[18]。
1.2 样点布设及采样方法
研究对象为黄陂区大型蔬菜种植基地,根据不同种植基地的种植面积,并兼顾布点的均匀性、科学性和代表性的原则,于2015年5月至8月对上季已收获下季尚未种植的28个蔬菜种植基地的耕作层土壤(0~20 cm)进行样品采集,共采得土壤样品173个。采用多点混合采样法,充分混合后采用“四分法”留取1 kg土壤,带回实验室风干,除去可见的植物残体和砾石,碾碎,过100目筛装袋,供化学分析用。
1.3 测定指标及方法
称取过0.149 mm(100目)筛的土壤样品,采用盐酸-硝酸水浴消解,利用AFS-9700原子荧光光度计测定As、Hg含量;用硝酸-氢氟酸-高氯酸消解,用ICP-MS测定Cd、Cr、Cu、Ni、Pb、Zn含量。
1.4 重金属污染评价
采用国家《土壤重金属污染评价标准》(GB 15618-1995)二级标准为评价基准值,应用单因子污染指数评价法和内梅罗综合污染指数法对蔬菜种植基地的重金属污染程度进行评价,评价标准见表1。
1.4.1 单因子污染指数评价法 单因子污染指数是土壤环境质量评价的常见指标。其评价模式为:Pi=Ci/Si,Pi为土壤中污染物i的单项污染指数;Ci为污染物i的实测值;Si为污染物i的评价标准。Pi>1表示土壤受污染;Pi≤1表示土壤未受污染。Pi值越大,则受污染程度越严重,Pi≤1表示未污染;1
1.4.2 内梅罗综合污染指数法 内梅罗综合污染指数法是目前土壤环境质量评价的常用方法,在进行环境质量评价以及土壤污染程度的比较时具有较强的实用性,可以使不同污染物间和不同地域间环境质量的比较成为可能。综合污染指数法评价采用内梅罗公式计算。
P综=■
式中,P综为土壤污染综合指数;P为各污染物污染指数的算术平均值;Pimax为各污染物中最大污染指数。参照国家土壤环境质量标准,P综≤0.7表示安全;0.7
2 结果与分析
2.1 黄陂区蔬菜种植基地土壤重金属含量状况
由表2可知,黄陂区蔬菜种植基地的土壤中重金属含量变化范围较大,As、Cd、Cr、Cu、Hg、Ni、Pb、Zn的含量范围分别为0.08~10.85、0.05~3.28、11.13~66.34、20.28~117.28、0.02~2.23、3.32~49.67、2.95~21.80、30.84~156.77 mg/kg,变异系数在31.13%~292.11%,其中Cd、Hg的变异系数较大,说明其分布的不均匀程度较高。土壤中重金属的平均含量与湖北省土壤背景值相比,Hg的平均含量超过背景值,Cu的平均含量接近背景值,As、Cd、Cr、Ni、Pb、Zn的平均含量低于背景值。其中所有采样点的As、Cr、Pb的含量均低于湖北省土壤背景值,Cd的含量高于背景值的样点数占总数的19.08%,Cu占总数的67.63%,Hg占总数的53.76%,Ni占总数的1.73%,Zn占总数的17.34%。Cd、Cu、Hg、Ni、Zn最大含量依次为相应背景值的19.07、3.82、27.88、1.33、1.88倍,说明Cd、Cu、Hg、Ni、Zn在土壤中有不同程度的积累,并且Cd、Hg积累的现象比较明显。
2.2 黄陂区蔬菜种植基地土壤重金属含量状况评价
2.2.1 单因子污染指数 以国家土壤环境质量二级标准为评价基准值,采用单因子污染指数法对采样土壤进行评价,结果见表3,其中As、Cr、Pb、Zn均处于清洁水平,Cu、Ni、Cd、Hg有不同程度的重金属污染,Hg和Cd污染程度较大,单因子污染评价值高达4.47和10.94。Cu、Ni只有部分土样达到轻度污染水平,所占的比例分别为5.20%、0.58%;Cd在轻度污染、中度污染、重度污染水平都有分布,分别占样本总数的6.94%、4.62%、4.05%;Hg中度、重度污染水平皆有分布,分别占样本总数的1.16%、1.16%。总体来说,Cd无论从污染的普遍性还是污染的程度都是最大的。
2.2.2 内梅罗综合污染指数 以国家土壤环境质量二级标准为评价基准值,采用内梅罗综合污染指数法对采样区土壤进行评价的结果见表4。该区土壤大部分处于警戒限以下,轻度、中度和重度污染都有分布。低于警戒限的土壤占样本总数的89.60%;处于轻度、中度、重度污染水平的土壤分别占样本总数的5.20%、1.73%、3.47%。采用该评价方法能综合表征土壤中多种重金属的污染水平,但是会突出高浓度重金属元素对总体重金属污染水平的影响。评价结果表明,大部分蔬菜种植基地土壤处于清洁水平,适宜健康蔬菜的生产。对于综合污染指数较高的土壤,可以先分析高浓度重金属,通过对高浓度重金属的改善来提高土壤的整体质量水平。
2.3 黄陂区蔬菜种植基地土壤重金属含量之间的相关性
根据相关性分析结果(表5),调查区土壤中Ni、Pb、As、Hg与pH间的相关性达极显著水平,其中Ni、As与pH呈极显著正相关,Pb、Hg与pH呈极显著负相关。对土壤重金属元素间进行相关性分析,可以判断土壤中重金属的来源是否相同,存在显著相关关系的元素来自相同来源的可能性较大[19]。分析8种重金属之间的相关性,结果显示,多种重金属之间的相关性达到显著或极显著水平,其中Cr与Cu、Zn、Pb、As呈极显著相关,Ni与Cu、Cd、Pb呈极显著相关,Zn与Pb、As呈极显著相关,Pb与As呈显著相关,说明土壤中Cu、Zn、Pb、As元素可能有相同的来源。
3 结论
调查区域菜地土壤As、Cd、Cr、Cu、Hg、Ni、Pb、Zn含量范围较大,依次为0.08~10.85、0.05~3.28、11.13~66.34、20.28~117.28、0.02~2.23、3.32~49.67、2.95~21.8、30.84~156.77 mg/kg。其中,Cd、Hg的变异系数较大,说明其分布的不均匀程度较高,可能是存在外源污染造成的。
⒉舛结果与湖北省土壤背景值进行比较,并以国家土壤环境质量二级标准为基准值评价其单因子污染指数,表明土壤的As、Cr、Pb、Zn的含量水平皆处于警戒限下,Hg、Cd、Cu、Ni都存在不同程度的超标现象,其中Cd、Hg的超标现象较为严重。由于采样区域周围没有大型的工厂等其他明显的污染源,分析Hg超标的现象可能是由于长期使用含汞的肥料或农药造成的[20]。由于磷肥的生产原料磷矿石含有Cd等重金属,以及肥料生产工艺流程的污染,磷肥中常含有重金属元素等副成分,菜地土壤Cd超标可能与长期超量施用磷肥有关[21]。另外,针对本研究区域土壤中Hg超标的现象,可以通过施石灰、硫酸亚铁等方法来调节土壤的pH进行改善。
采用内梅罗综合污染指数法对采样区土壤进行评价,结果表明,低于警戒限的土壤占样本总数的89.60%,处于污染水平的土壤占样本总数的10.40%,且其中5.20%的土壤处于轻污染水平,对于5.20%的中度、重度重金属污染区域,必须采用合理的措施进行改善,从而为蔬菜的生产提供健康的环境。由于本评价以国家土壤环境质量评价二级标准为基准值,评价要求较低,对于生产绿色蔬菜的种植基地,需以更加严格的标准进行评价。
通过土壤中8种重金属及pH的相关性分析,表明Ni、Pb、As、Hg与pH的相关性达极显著水平,其中Ni、As与pH呈极显著正相关,Pb、Hg与pH呈极显著负相关。本研究与翟琨等[22]对恩施市蔬菜基地土壤重金属的研究土壤中Hg含量与pH呈显著负相关一致。此外,多种重金属之间也存在一定的相关性,这与姚春霞等[23]对上海市浦东新区蔬菜地土壤重金属的研究结论Cd、Zn、Cu、Pb、Hg、As相互之间统计检验相关性达极显著水平基本一致。
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