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开篇:写作不仅是一种记录,更是一种创造,它让我们能够捕捉那些稍纵即逝的灵感,将它们永久地定格在纸上。下面是小编精心整理的12篇土壤环境污染的特点,希望这些内容能成为您创作过程中的良师益友,陪伴您不断探索和进步。

[关键词]市场经济手段;土壤污染;国际经验;借鉴
目前,我国的土壤污染防治有着非常鲜明的特征,主要包括防治的面积非常广、基础薄弱等,近年来,我国的社会经济迅猛发展,在此条件下,土壤环境的污染问题出现了很严重的交织,多种行业呈现着相应的上升趋势,同时,多个地区的土壤污染状况是非常严重的,对于人们的身体健康构成了严重的威胁,甚至出现了伤亡的情况,所以,土壤污染的防治是势在必行的。而对市场调查的结果进行充分分析,对土壤污染的防治经济政策进行创新应用,是至关重要的一项土壤生态环境安全建构的措施,对于我国的土壤污染防治管理转型有着不容忽视的作用和影响。
1 当前我国土壤污染防治的状况
1.1我国土壤污染现状不容乐观
2014 年,环保部联合国土资源部了《全国土壤污染状况调查公报》,其中的数据对我国的土壤环境的现状进行了充分的展现。我国土壤环境的整体状况是非常严峻的。在全国范围内,存在很大比例的土壤超标状况;多个区域受到了严重的污染。土壤的类型不同,超标率有着一定的差异。通过相应的调查可以看出两方面的内容:其一,从不同的土地利用类型来看,耕地的土壤点位超标率是最高的,然后就是利用地、草地和林地,耕地土壤环境污染问题是非常突出的;其二,工矿业废弃地和重污染企业用地土壤环境的质量是非常差的。同时,存在很严重的重金属超标的情况,其中,镉污染所占的比重最大。以镉、汞、镍等为主的无机物超标点数在总的超标点数中占据较多的比重。
1.2土壤污染的责任还是比较不明确的
在土壤污染工作的防治过程中,没有深入开展,出现这种现象的原因是土壤污染修复的责任体系存在问题,对其产生了很多的阻碍作用,在此基础上,需要将土壤环境管理体系机制改革作为最重要的内容去开展。不能明确判定土壤污染的责任人。同时,土壤污染有着非常鲜明的特点,主要是潜伏期长,在被污染到发现污染有着很长的一段时间,这不利于土壤污染者的判定。就算土壤污染者能够得到相应的判定,但是也可能不存在了,不能对其应该承担的责任进行相应的追究,导致了非常严重的后果,使实际被大量污染的土壤不能得到有效的管理,这所造成的社会环境的风险是不可估量的。在判定土壤污染责任人的过程中,必定要和我国的土地国情进行相应的结合和联系,但是我国的土地国情对于责任的判定是非常不利的,使其难度不断增加。在对土壤造成严重污染的企业中,最多的就是国有企业,同时,我国有着相应的土地国有制等制度,在此影响下,我国的土壤管理法规不能对其中的责任进行有效的判定和处理。
1.3土壤污染防治的资金问题非常严重
要实现土壤污染治理的目标,需要将资金作为其基础和前提,那么,在此条件下,保证资金的供给是至关重要的一个问题。当下的土壤修复资金不能和土壤污染治理的要求相适应。土壤污染治理的情况是非常复杂的,笔者对国际经验进行充分的研究和探索,从中发现相比于水和大气污染,土壤污染的资金需求更大。同时,我国存在严重的遗留土壤污染状况,在此条件下,只是通过想削减相应的存量是不能有效处理的,需要在风险的防范等方面进行大量的资金投入。土壤污染治理的资金来源有着相应的特点,主要是资金的来源有限,同时不能得到持续的保障。现如今,在我国的土壤污染的调查评估和治理修复资金的提供中,政府相关部门和土地开发商占据着至关重要的位置,是主要的资金来源,但是,这也体现出一定的劣势,即资金的来源是非常单一的。土壤污染防治的系统性是非常突出的,需要多种资金来源的参与,其中,土壤污染的治理等都是非常重要的环节,对于资金的需求是非常大的。资金的缺乏对于土壤污染的防治是非常不利的。
1.4土壤污染的社会治理机制没有形成
在我国土壤污染的防治过程中,主要的资金提供者是政府,那么,在此过程中,土壤的经济价值没有得到充分的体现,同时,为政府增加了非常大的负担。在经济不断发展的过程中,我国的经济体制发生了相应的转变,从计划经济转变为市场经济,市场经济形式得到了充分的深化,在此条件下,土壤污染治理费用的承担者发生了相应的变化,目前的主要承担者是企业、政府和开发商,与此同时,将社会治理机制融入到土壤污染的治理中是非常必要的。
2 发达国家土壤立法中市场经济手段的运用经验
(1)进一步强调污染者付费的原则,并将其作为基本的要求. 通过这样的措施可以对土壤污染的责任进行有效的判定,避免出现无法判定的状况,对于责任人进行相应的处罚。美国制定并颁布了《综合环境污染响应、赔偿和责任认定法案》,对土壤污染“谁污染谁治理”的原则进行了充分的明确,不断突出其重要的地位和作用。其具体内容是,造成污染问题的各责任主体有义务对其行为进行经济赔偿,利用所赔付的资金进行相应的修复工作,履行相关的法律责任。同时,当责任主体没有履行相应的责任时,需要通过相应的超级资金提供修复的资金,政府在其中发挥着重要的作用,同时,对没有承担起相应责任的主体有着相应的被追究责任,可以要求其支付应付费用的 3 倍以内罚款。污染者付费的原则在英国的土壤污染的防治立法中也得到了充分的应用。其立法规定,土壤表面和地下排放污染物的企业、个人等都有一定的承担污染责任的义务。在德国,实行了谁污染谁付费的原则,由此应对土壤修复的高额费用。当没有做好土壤污染责任人的判定工作时,土壤的修复费用是由政府垫付的。通过相应的追查,可以判定相应的责任人时,相关的土壤污染费用还是要由相关的责任人付费。
(2)通过对污染者责任延伸原则的应用,实现经济政策拓展的目标。美国颁布了《超级基金法》,其连带责任为污染场地治理提供了更大的追责空间。同时,其中第 9 607 条规定污染场地的潜在责任主体涵盖场地被污染时的所有者、污染场地现在的所有者、产生废物工业活动的操作者、废物运输者和废物商人、废物处理设备原有的所有者或运营人、参与有害物质处理或有关管理决策的公司人员等,主体范围包含的内容是非常多的,同时,对所有的主体实行连带责任,明确了在责任主体已经不存在或者不确定的情况下的责任。在英国,对于污染的场地实行了相应的等级责任制。所颁布的《环境保护法》中的第 78 条进一步明确了土壤污染责任主体,且将相应的责任主体进行了分类,主要分成了两个级别 : 第一级主要指的是把污染物排放到土地中的个人或者公司,或者是容许污染行为发生的知情人;第二级主要指的是土地的当前所有者。从原则上讲,需要第一级的责任主体承担相应的污染责任,当找不到原始污染者时,由第二级责任主体承担。
(3)在土壤污染防治工作的落实过程中,需要明确政府的责任,这是非常重要的保障。在污染防治立法的过程中,各个发达国家对相关政府的责任都进行了相应的明确。在我国,在污染防治的立法中需要将管理部门的不同职能作为重要的依据,通过对法律形式的应用来明确其责任,为土壤污染的防治提供重要的保障。美国对土壤污染防治中环境署的政府职责是非常重视的。美国环境署的办事机构在不同的州都有相应的设置,同时,将联邦政府和地方政府的分权原则作为重要的基础和依据,其主要的权力集中在环境署,与此同时,各州的权力也是相对独立的,对责任进行了明确的划分,并做到责任到人。2000 年时,美国出台了正式的棕色地块经济振兴计划,同时,将相关的权力赋予各州、社区等,对其进行合理的评价、清洁,实现其可持续的发展,为城市棕色地块的治理提供新的可能性。
(4)在土壤立法的过程中,建立起相应的土壤防治基金。这也是土壤立法中的一般的做法。足够的治理资金对土壤污染的治理有着至关重要的作用,并且是其重要的保障,发挥着决定性的作用。在美国,所使用的超级基金制度,对污染土壤的治理有着重要的作用,为其提供了重要的资金保障。在土壤污染的治理中,需要大量的资金,如果没有判定相应的污染责任人,那么,治理工作会受到很大的阻碍。在这种情况下,超级基金的建立有着至关重要的作用,可以有效处理目前的状况,为其提供足够的治理资金。需要注意的问题是,超级基金的来源有着非常鲜明的特点,主要是多元化,其具体的来源包括 6 个方面:其一是一般的财政拨款;其二是潜在的责任人追回的治理费用;其三是基金利息;其四是年收入过 200 万美元公司缴纳的环境税;其五是石油和化工原料的原料税;其六是不愿意承担相关环境责任的公司或个人罚款。
(5)在对土壤环境污染防治市场化强化的过程中,对市场手段进行充分的应用。土壤的污染防治需要的资金是非常多的,如果只是依靠一种资金来源,那么,相应的土壤污染治理的目标是不能实现的,所以,需要对各种资金的来源进行相应的探索和发现。在美国,对相关的税费手段进行了充分的应用,通过这样的方式来促进污染主体主动作为。在其颁布的《纳税人减税法》中做出了相关的规定,并提出了多种税收的优惠政策,从而对私人资本发挥重要的鼓励作用,使他们加大对棕色地块的治理开支。除此之外,美国在一定程度上拓宽了融资的渠道,将市场化管理的手段应用到了土壤污染的防治过程中,充分发挥其作用和影响,实现土壤污染防治的有效性。美国的棕色地块计划对于污染场地治理的激励政策是非常重视的,同时,其资金支持模式有着非常鲜明的特点,主要是多元化和立体化。随着科学技术和经济的发展,人们对创新的重视程度不断增加,很多国家对投资和融资机制的创新越来越重视,并通过这种方式对土壤环境的污染进行有效治理。在巴西,建立起了相应的国家基金,主要目的是对高风险的污染场地进行有效的治理和修复。巴西央行通过对绿色信贷的实施,将环境风险纳入了场地评估的要素中,并不断突出其重要性,在一定程度上限制有着潜在风险的商业和工业场地建设等的贷款。除此之外,还对具有严重土壤污染的地块进行确认,并对其进行优先治理,政府在其中发挥着重要的引导作用,承担着资金投入的职责,并积极鼓励成立私人基金,由此对高经济价值的地区进行开发。
3 结语
土地对于人类来说是赖以生存的基础,因此,人们必须要对其进行有效的保护。土壤的开发、利用等都和国家、民族的发展有着密切的联系。我国土壤环境受到了严重的污染,且量大、面广,对于经济社会的发展有着非常不利的影响,所以,我国需要借鉴国际经验,对我国的土壤污染进行有效防治,以保护人们赖以生存的环境。
主要参考文献
[1]周全 , 葛察忠 , 璩爱玉 , 等 . 运用市场经济手段防治土壤环境污染的国际经验分析及借鉴[J]. 环境保护 ,2016(18).
[2]杜锦华 . 浅议土壤环境污染[J]. 内蒙古农业科技 ,2010(6).
[3]李玉国 , 陈风琴 , 史秀娟 . 土壤环境污染研究[J]. 中国人口资源与环境 ,2010(z2).
[4]刘彩霞 . 土壤环境污染及防治对策[J]. 现代农业科技 ,2011(3).
[5]王春梅 , 张朝霞 . 陕北地区土壤环境污染现状及对策[J]. 内蒙古农业科技 ,2011(5).
[6]苏彬 . 浅谈土壤环境污染原因与防治[J]. 黑龙江科技信息 ,2012(2).
摘要:随着我国经济的快速发展,人口的日益增多,受污染的土壤面积在逐步增加,据不完全统计,从1980年至1998年,受污染土壤面积已增加至约占耕地总面积的1/5。值得注意的是,我国乡镇工业的“三废”排放对土壤环境带来的污染问题,在乡镇工业发达地区,局部土壤环境污染十分严重。据调查,我国土壤环境污染中危害比较严重的是重金属铜和汞的污染,有些地区居民已出现“骨痛症”的症状。此外,城市污水中污泥的农业利用,以及城市垃圾、废矿渣、有毒废弃物的堆存、处置,花化肥农药以及农用地膜的大量使用,公路两旁土壤的多环芳烃及铅污染等,对土壤环境产生极大的威胁。因此,深入研究各种环境污染物质在土壤环境中的迁移、转化、降解、残留等行为特征和变化规律,探寻经济合理、有效的综合防治措施,加强立法与管理,保护土壤资源,是一项复杂而艰巨的任务。
关键词:重金属污染 环境影响 治理
中图分类号:TE08文献标识码: A
重金属污染时指由重金属及其化合物引起的环境污染,主要由采矿、废气排放、污水灌溉和使用重金属制品等人为因素所致。重金属的污染主要来源工业污染,其次是交通污染和生活垃圾污染。工业污染大多通过废渣、废水、废气排入环境,在人和动物、植物中富集,从而对环境和人的健康造成很大的危害。
重金属污染物是一类典型的优先控制污染物。环境中的重金属污染与危害决定于重金属在环境中的含量分布、化学特征、环境化学行为、迁移转化及重金属对生物的毒性。重金属污染与其他有机化合物的污染不同,不少有机化合物可以通过自然界本身物理的、化学的或生物的净化,使有害性降低或解除。而重金属具有富集性,很难在环境中降解。目前中国由于在重金属的开采、冶炼、加工过程中,造成不少重金属如铅、汞、镉、钴等进入大气、水、土壤引起严重的环境污染。对人体毒害最大的重金属有5种:铅、汞、砷、镉、铭。这些重金属在水中不能被分解,人饮用后毒性放大,与水中的其他毒素结合生成毒性更大的有机物。以各种化学状态或化学形态存在的重金属,在进入环境或生态系统后就会存留、积累和迁移,造成危害。如随废水排出的重金属,即使浓度小,也可在藻类和底泥中积累,被鱼和贝的体表吸附,产生食物链浓缩,从而造成公害。如日本的水俣病,就是因为烧碱制造工业排放的废水中含有汞,在经生物作用变成有机汞后造成的;又如痛痛病,是由炼锌工业和镉电镀工业所排放的镉所致。汽车尾气排放的铅经大气扩散等过程进入环境中,造成目前地表铅的浓度已有显著提高,致使近代人体内铅的吸收量比原始人增加了约100倍,损害了人体健康。
重金属污染在环境中难以降解,能在动物和植物体内积累,通过食物链逐步富集,浓度成千上万甚至上百万倍的增加,最后进入人体造成危害,是危害人类最大的污染物之一。国际上,许多废弃物都因含有重金属元素被列到国家危险废物名录,近些年随着我国工农业生产的快速发展,我国出现了重金属污染频发、常发的状况。2010 年4月至6月,浙江省政协组织成立调研组,通过召集省有关单位负责人座谈,向社会公众征集意见建议,并赴杭州、台州及所辖的路桥、温岭等部分县(市、区)进行实地调研,全面了解食品药品安全情况。调研结果显示,在浙北、浙中、浙东沿海三个区域中,城郊传统的蔬菜基地、部分基本农田都受到了较严重的影响。工业“三废”及城市生活污染物排放,引起重金属污染农田。调研组有关负责人表示,这些城郊重金属对土壤的污染,主要是近十多年造成的,主要是人为的污染,这会直接威胁到百姓的生命健康。2011年3月中旬,在浙江台州市路桥区峰江街道,一座建在居民区中央的“台州市速起蓄电池有限公司”(以下简称“速起蓄电池公司”)被曝出其引起的铅污染已致使当地168名村民血铅超标。由于重金属污染事件在我国频繁发生,使得我国开始重视重金属污染的治理。
常见的重金属土壤治理的方法包括化学法、生物法、物理法、热力学方法等,每种方法又包含不同的技术,每种技术又可以采用不同的施工方案实施。化学法主要通过将重金属污染土壤与化学稳定剂混合来实现重金属的稳定化,而石灰等稳定剂通常不能有长期的治理效果,分子键合是目前业界关注的一种以长期稳定性为特点的修复药剂。生物法一般有植物修复和微生物修复等。植物修复通过超积累植物吸收土壤中的重金属,比较安全但是修复周期长;微生物修复通过土壤中微生物降解重金属,但是影响修复效果的因素较多,目前应用较少。热力学方法可以通过高温来使重金属玻璃化,但是成本很高。
重金属的生物修复技术不仅效果好, 投资少,运行费用低, 且杜绝了二次污染, 还有利于生态环境的改善, 在治理污染的同时, 还可以获得一定的经济效益, 有报道植物吸收技术的成本可能不到各种物理化学处理技术的10 % , 并且通过回收和出售植物中的重金属, 还可以进一步降低植物修复的成本。生物修复技术在重金属污染治理方面虽然取得了一些成功, 但目前还有许多问题有待进一步的研究。(1) 有关重金属对微生物的抑制效应及吸附机理的研究。(2) 如何从功能和成本两个方面开发优良的生物吸附剂。(3) 如何通过遗传工程构建高效降解微生物菌株及创造超累积转基因植物。(4) 研究重金属污染的环境中植物根系与根际环境微生物类群的相互作用, 筛选可供应用的耐重金属并植物生中回收贵重金属,取得直接的经济效益; (3) 植物本身对环境的净化和美化作用更易被社会所接受; (4) 植物修复过程也是土壤有机质含量和土壤肥力增加的过程,被修复过的土壤适合多种农作物的生长。
近些年,重金属污染事件提醒国人以及国内学者增加了对重金属污重金属污染的重视,2010年我国召开了重金属污染研究会议,把重金属污染控制列入国家头等大事,国内学者关于重金属污染的研究也进一步加深,相信国家的重视及大量物力财力的投入,使得重金属污染方面的展开迅速而全面的展开,让我们看到治理重金属污染问题就在眼前。
【关键词】土壤管理;污染治理;决策系统
随着国内经济的蓬勃发展,土壤污染问题备受人们的关注。由于各种企业工厂的出现,工业废物的填埋与堆放都是土壤污染的主要来源。土壤是自然环境的重要组成部分,而土壤污染物容易富集,有较长的潜伏期,加上地域、污染物与土壤条件的复杂性,所以土壤污染治理的费用高、见效慢,治理的难度也高。
1 土壤环境管理
国内土壤环境的管理与治理在过去的几十年中都没有引起人们的重视,主要是由于法规不完善,缺乏关于土壤环境管理的法规。《环境保护法》对土壤环境管理的要求低,没有针对性的土壤管理规章,没有具体的管理措施。另外,国内的土壤标准的指标也不全面,对于很多污染物都没有规定,缺乏控制污染的标准。
同样,环保部门也没有重视起土壤环境的管理,没有管理这部分的专业人员与机构,也就导致了国内土壤环境的信息数据的严重缺乏,对于土壤污染的数量、种类、扩散范围以及污染程度都缺乏了解,对于污染物对人体健康的危害更是了解的非常有限。目前对于土壤环境的管理与治理是迫在眉睫的,因此提出以下土壤环境管理的对策建议:
1.1 确认责任。因为一定的历史原因,所以我国的土壤污染问题不能完全按照“谁污染谁治理”的规定来执行。而我国的土地是国有化的,政府和国家是主要的责任者,要根据实际情况来筹集资金,及时有效地治理土壤污染。
1.2 自主开发治理新技术。现在国内关于废物污染治理的方法很少,所以开发研究适合我国土壤污染治理的技术非常重要,这样可以大大地减少治理费用,还能缩短治理时间。
1.3 相关立法支持。我国应该针对土壤环境单独立法管理,借鉴各种经验,可以在现有的法律体系中增加土壤环境管理的内容,进一步完善这些法规体系。
1.4 制定相关的土壤质量标准。尽快建立起完善的土壤质量标准,以此来保证土壤环境管理的力度和程度。制定土壤质量标准的时候,应该根据土地的使用来划分出不同的等级,按照不同的使用功能来制定控制污染的措施以及治理的标准。
1.5 公众参与原则。我国在制定土壤环境管理法规战略的时候要充分地考虑公众的建议,宣传力度加大,让社会公众都了解并参与进来。
1.6 税金预提留。对于一些产生污染废物较多、污染较严重的企业,适当加收这些企业的税收,这样就可以避免企业倒闭破产后无资金质量土壤污染,就能用这些税收来治理无人负责的污染土壤。
2 土壤污染治理
2.1 治理方法。土壤污染治理主要有改良措施、农业措施、生物措施与工程措施四类治理措施。这些措施都有各自的特点,其中改良措施的治理费用与效果都适中,对于不同的土壤条件和污染物来选择相应的改良剂,适用于中度污染。农业措施是利用和治理相结合的,一边治理一边利用,所以投资较少,适用于轻度污染。生物做事是使用某些动植物、微生物来吸走或者降解污染物,以此净化土壤的方法。这种措施对于有机污染的治理效果较好,但投资较高,适用于高中度污染。工程措施主要有隔离法、清洗法、热处理、电化学法、换土以及客土,治理效果比较显著,但是投资高,所以适用于面积小的重度污染。
2.2 治理方法的确定因素。土壤特性、污染程度、污染物的种类都决定着治理方法的选择,并且还要考虑实际的气候条件、经济水平以及技术水平的因素。所以,在制定污染治理决策系统的时候,必须根据实际情况充分考虑各种因素。
2.2.1 土壤条件。土壤中的污染物有效性主要受到土壤条件的影响,进而就影响了污染程度。不同的土壤条件需要不同的治理方法,治理方法的采用直接由土壤条件决定。对于生物措施,有着很严格的土壤条件。清洗法适合在砂土、砂壤土和中壤土等透水性较好的土壤中使用,对于粘性土就难以实行,它就需要使用电化学法。
2.2.2 污染程度。对于同一种污染物,若污染程度不同,治理方法的选择也就不同。例如,重度污染的土壤应该选择工程措施,选择别的措施就可能达不到理想的治理效果;轻度污染土壤应该选择农业措施,否则的话费用较高,反而得不偿失。土壤中的污染物总量、存在状态、土壤理化性质、有效含量都决定了污染程度。所以在选择土壤环境评价标准对土壤质量评价的时候,要充分地综合考虑各种因素。
2.2.3 污染物的种类。污染物主要是有机污染物与无机污染物。污染物不同,也就会由于各自的性质在土壤中存在着不同的状态,直接影响着治理方法的选择。例如,被受到重金属污染的土壤,适合选择清洗法,但是不适用于大多数的有机污染物。镉污染的防止,就可以使用清洗法,在酸性的土壤上加上石灰性物质以及施放还原剂的措施。
3 土壤污染治理决策系统
3.1 系统的工作流程图。输入土壤环境的监测数据,包括污染物的种类、浓度、土壤pH、土壤质地以及水旱条件,或者实际的经济目标。系统将会根据土壤条件自动地选择相应的土壤污染评价模型,对土壤环境质量进行评价,确定出污染等级。如果需要治理,根据污染的程度,筛选出第一批对应的治理方法。然后再根据土壤条件,筛选出第二批适合的治理方法,接着根据实际经济目标,选择出第三批治理方法, 确定费用最低、效果最佳的治理方法。
图 土壤污染治理决策系统流程图
3.2 系统的功能模块。系统的四个主要功能模块有治理决策模块、土壤环境质量评价模块、数据管理维护模块以及输入输出模块。输入输出模块是直接面向用户的,输入环境目标与环境监测数据,打印输出信息等。数据管理维护模块主要用来查询信息,修改、更新数据结构,使得该系统成为一个可发展的、动态的信息系统。土壤质量评价模块需要向治理决策系统提供评价基础,也要进行独立的土壤质量评价。治理决策模块是整个系统的核心部分,根据输入的土壤信息,在质量评价的基础上,选择出最佳的土壤污染治理方法以及实施方案, 供管理决策人员参考。这个系统是决策技术和管理信息系统相结合的, 能够支持数据存取、合并、分析、优化以及决策。
4 结束语
因为土壤污染的不可逆转性与隐蔽性,在环境污染中是极为严重的问题之一,必须引起我国有关部门的高度重视,应该有效及时地治理土壤污染。我国在土壤环境管理方面也是极度缺乏,至今还有很多不完善的地方,需要借鉴一些发达国家的成功经验,建立起适合我国国情的有效管理制度,完善各种环境保护法规,从行政上和立法上共同支持土壤污染的管理与治理。
参考文献:
[1]曲翠凤,王瑞勋,张晓燕. 土壤污染的治理与修复的对策分析[J]. 当代生态农业, 2008,(Z1) .
[2]李飞. 污染场地土壤环境管理与修复对策研究[D]. 中国地质大学(北京), 2011.
[3]张胜田,林玉锁,华小梅,徐亦刚,田猛,江希流. 中国污染场地管理面临的问题及对策[J]. 环境科学与管理, 2007,(06)
关键词 农村环境监测;现状;问题;对策
中图分类号 X83 文献标识码 A 文章编号 1007-5739(2014)15-0239-02
Status of the Rural Environment Pollution and Monitoring Countermeasures
DONG Wen
(Bengbu Environmental Monitoring Station in Anhui Province,Bengbu Anhui 233040)
Abstract Due to the increasingly serious pollution of the rural environment,ecological destruction intensified,the monitoring of our rural environment was strengthened.The status of the rural environment pollution and monitoring,and the main problems were analyzed,and the corresponding countermeasures were put forward to provide a reference for the further development of the rural environmental monitoring.
Key words rural environment pollution monitoring;status;problems;countermeasures
我国是一个农业大国,也是世界上人口最多的国家,农业是国民赖以生存的基础产业。随着我国经济的快速发展,人们的物质生活水平得到了很大程度的提高,但环境污染程度随之加剧。近年来,国家加大了对环境污染的整治力度,各地市环境监测能力也逐渐加强,城市的环境污染情况得到了一定的控制,环境质量有了明显的改善,而农村环境的污染状况却日益严重,不仅影响到农村居民的正常生活,也影响到农、畜、水产品质量,直接危害到城乡居民的食品安全及农业可持续发展。因此,加强对农村环境的监测及污染治理工作具有十分重要的意义[1-3]。
1 我国农村环境污染现状
1.1 农业面源污染
农业面源污染又称农业非点源污染,是指在人们从事农业生产活动时产生的非点源污染,包括农药(杀虫剂、除草剂、灭菌剂等)、氮磷营养物质、畜禽粪便、农膜以及其他有机和无机污染物质,通过降水或人工灌溉等自然及人工行为,对农村大气、土壤和水体等环境造成污染。国务院第一次全国污染源普查结果表明:农业面源在整个污染源中占据相当大的比例,农业源中总氮、总磷含量分别占全国排放总量的57.2%和67.3%,农业源化学需氧量占排放总量的43.7%。
土地资源是人类生产和生活必需的物质基础,农业土地是土地资源利用的主体,是进行农业生产的基本生产资料。我国耕地面积排世界第3位,仅次于美国和印度。但由于我国人口众多,人均耕地面积排在126位以后,人均耕地仅933.34 m2,还不到世界人均耕地面积的1/2。目前,我国已经有664个市县的人均耕地在联合国确定的人均耕地533.34 m2的警戒线以下。全国耕地面积已经下降到1.2亿hm2。
为了提高土地产出量,大量使用农药、化肥,致使我国耕地化肥施用量是国际安全使用上限的1.93倍,耕地农药残留率达60%~70%。土壤残留大量的氮、磷和有机污染物,使得土壤团粒结构被破坏,造成土壤板结、保水保肥能力下降,从而形成恶性循环。大量不合理地施用化肥,致使化肥的利用率降低,废氮、废磷随着土壤淋融、地表径流等进入湖泊、地下水中,引起水体富营养化,危害农村饮用水的安全。大量的农药有机、无机残留物在土壤和作物中,经食物链进入人体,对人类健康造成危害。目前,中国化学氮肥的施用量已占世界化学氮肥的1/4,且研究表明,主要的温室气体N2O的排放量与化学氮肥的施用量紧密相关。
农膜的推广使用,致使大量农膜残留在土壤中,破坏耕地土壤结构,使土壤孔隙减少,降低了土壤的渗透能力,减少土壤含水量,影响植物正常吸收水分和养分,致使作物产量降低,破坏了土壤动物、微生物、植物之间的生态平衡[4]。
虽然国家环保总局颁布了《畜禽养殖污染防治管理办法》《畜禽养殖业污染物排放标准》和《畜禽养殖业污染防治技术规范》等规章和标准,但因为农村地域广大,县级环境保护部门难以完全监管到位,部分畜禽养殖场建成后,畜禽粪便和污水随意排放,对农村环境造成了很大的污染。
1.2 工业企业污染
乡镇工业企业废水、废气和固体污染物的排放量逐年上升,但环保投入偏少,甚至有的企业未采取任何有效的环境保护措施,大量污染物的排放,对农村环境造成的危害很大。一些耗能高、污染重的企业从城市迁入郊区的工业园区,所排放的废气、废水对周边的农村环境产生一定的危害。大量城市垃圾在郊外堆埋、堆放、焚烧,对农村环境的影响巨大。
1.3 居住环境及饮用水源污染
随着“农村环境综合整治”项目的建设,自来水普及率有所提高,建成一批地埋式生活污水处理设施,部分农村生活环境有了一定的改善。但是仍有许多村庄的居民并不使用管网自来水,仍旧饮用水质难以保证的地下水,对他们的身体健康造成一定影响。部分已建好的农村污水处理设施因为无人维护,设施运行不正常甚至停运,生活污水依然乱排,生活垃圾缺乏集中堆放、处置设施和场所等,这些依然会对农村居住区周边地表水、地下水及土壤环境造成一定污染。
2 农村环境监测现状
2.1 已开展的农村环境监测工作
2001年起,中国环境监测总站组织全国26个省(自治区、直辖市)和42个重点城市环境监测站对全国57个“菜篮子种植基地”、15个污灌区和有机食品生产基地的环境质量开展调查,内容涉及土壤、灌溉水、环境空气和农产品等。
2006―2010年,环保部组织开展了全国土壤污染状况调查专项活动,建立了全国土壤样品库和数据库,基本摸清了我国土壤环境状况及污染状况。2011―2013年开展的国家土壤环境质量例行监测试点工作,初步建立了全国土壤环境例行监测制度。
2009年起,中国环境监测总站组织全国各省级环境监测站开展农村环境质量试点监测工作,监测范围包括空气、地表水、饮用水源地和土壤,从2009年每个省份至少监测3个村庄,发展为2013年各省至少选择10个村庄开展农村环境试点监测,同时在典型区域范围内选择一定数量的代表性村庄开展环境质量监测,全国农村环境质量监测范围逐年扩大。如安徽省从2009年的9个村庄扩大到2014年的16个县48个村庄。
2.2 农村环境质量监测指标
农村环境质量监测具体指标见表1。
3 农村环境监测存在的问题
3.1 农村环境监测试点村庄数量偏少,代表性不足
虽然农村环境监测的试点村庄数量逐年上升,2012年监测村庄数量已达798个,但是相对于我国60万个以上行政村来说,这个数量还是偏低,代表性明显不足,覆盖率较低。
3.2 农村环境监测能力不足
农村环境监测的内容涉及到空气、地表水、地下水和土壤等多方面,监测任务重,但经费极为有限。农村面积广阔,县级环境监测站应为农村环境监测的主体。随着国家环境监测站能力建设的逐步加强,县级环境监测站的仪器设备配置水平有了进一步提高,但是部分县级监测站依然没有配置适用于与农村环境监测的原子吸收、气相色谱、离子色谱等基本仪器,有的县级站虽然配置有相应的仪器,或因为人员有限、无相应的技术人员操作仪器,或无相应的场所放置仪器,仪器设备只能搁置不开箱。农村环境监测工作依然由省、市监测站完成,每次采样浪费大量的时间在路程上,大大降低了工作效率[5-6]。
3.3 农村空气自动监测站点极少
空气连续监测相对于手动监测数据更具有代表性,而农村空气自动监测站点极少,远远不能满足监测的要求。
3.4 农村环境保护工作宣传不到位,奖惩措施有限
缺乏有力的宣传,农村居民没有深入了解保护农村环境的重要性,无法认识到保护农村环境对生产生活、自身健康的重要性,有限的奖惩措施无法提高农村居民对保护环境的觉悟和积极性,乱排乱放现象依然严重。
4 农村环境监测对策
一是扩大农村环境监测试点村庄的范围,对监测能力有限的地区,可适当调整农村环境监测指标,逐步投入提高其监测能力,进行阶梯性扩项,最终达到全分析能力。二是根据各级监测站的特点合理分配省、市、县级监测站的工作重心,增加资金投入,加强对县级监测站人员、仪器设备的配置工作,并进行针对性培训,使县站逐步满足农村环境监测的能力要求。三是增加农村空气自动监测站的建设。四是加强对农村生活垃圾的管理,建立垃圾集中处理中心,合理堆放、有效处置。五是加强对“农村综合整治项目”的后续监管工作,制订奖惩措施,加强对村镇污水处理设施的维护和管理,保证其正常运行。六是加强对农村周边垃圾填埋场和工业园区的管理,控制废气、污水、固体废弃物的排放量。七是增加各种经济鼓励措施,使农民大力开展生态农业,减少对农村水、气、土壤环境的污染。八是增加宣传力度,使农村居民认识到保护农村环境、加强对农村环境的监测及管理工作,是有利于自身生存的大事,是保证农业可持续发展的利国利民的大事,变被动为主动,承担其日常监督职能。
5 结语
中国是个农业大国,农业是国家的根本。保护农村环境、保持农村生态平衡,是人类正常生存的基本保证。农村环境监测刚刚起步,各级环境监测部门应该开阔思路、勇于创新、制定切实可行的监测方案和措施,加强农村环境监测工作,为农村环境保护尽责尽力。
6 参考文献
[1] 赵晓军,王晓雯,孙聪,等.农村环境监测的布点原则与指标优化研究[J].中国环境监测,2012(12):128-133.
[2] 张铁亮,刘凤枝,李玉浸,等.农村环境质量监测与评价指标体系研究[J].环境监测管理与技术,2009(6):1-4.
[3] 张雪稠.我国农村环境污染的现状及其保护对策[J].农村经济,2004(9):86-88.
[4] 吴岩,杜立宇,高明和,等.农村面源污染现状及其防治措施[J].农业环境与发展,2011(1):64-67.
关键词:土壤 重金属污染
1、研究背景
据我国农业部进行的全国污灌区调查,在140万公顷的污水灌区中,遭受重金属污染的土地面积占污水灌区面积的64.8%,其中轻度污染的占46.7%,中度污染的占9.7%,严重污染的占8.4%。由此可见我国土壤受重金属污染的情况较为严峻[1]。
在环境污染研究中,重金属多指Hg,Cd,Pb,Cr以及类金属As等生物毒性显著的元素,其次是指有一定毒性的一般元素,如Zn,Cu,Ni,Co,Sn等。人们所说的土壤重金属污染主要是由于Zn,Cu,Cr,Cd,Pb,Ni,Hg,As8种重金属元素等引起的土壤污染。土壤是人类赖以生存的自然条件,如果土壤被重金属污染将直接导致粮食、蔬菜、瓜果等的重金属含量增加。同时因为重金属不能为土壤微生物所分解,而易于积累转化为毒性更大的甲基化合物,甚至有的通过食物链以有害浓度在人体内蓄积,从而严重危害人体健康[2]。由于重金属在土壤中难以被分解、转化或吸收,所以充分认识土壤污染及危害,保护土壤,防治污染是十分重要的任务。
2、土壤重金属污染的特点
大多数重金属是过渡性元素,而过渡性元素的原子具有其特有的电子层结构,这使重金属在土壤环境中的化学行为具有下列一系列特点;
(1)重金属具有可变价态,它能在一定的幅度内发生氧化还原反应。不同价态的重金属具有不同的活性和毒性。
(2)重金属易在土壤环境中发生水解反应,生成氢氧化物;它也易与土壤中的一些无机酸发生反应生成硫化物、碳酸盐、磷酸盐等。这些化合物在土壤中的溶解度较小,所以重金属不易迁移而易累积于土壤中,从而降低了污染危害范围扩大的可能性,但却使变长了污染区的危害周期和加大了重金属危害程度。
(3)重金属作为中心离子,能够接受多种阴离子和简单分子的独对电子,生成配位络合物:还可与一些大分子有机物,如腐殖质、蛋白质等生成鳌合物。上述反应增大了重金属在水中的溶解度,进而使重金属在土壤环境中更易迁移‘从而增大了重金属污染区域范围。
重金属的所有这些化学特性,决定了重金属在土壤环境中具有多变的迁移特性。重金属污染的主要特点,除了污染范围广、持续时间长外,还有污染隐蔽性,而且它无法被生物降解,并可能通过食物链不断地在生物体内富集,进而可转化为毒害性更大的甲基化合物,对食物链中某些生物产生毒害,最终在人体内蓄积而危害人体健康。重金属的上述特性决定了其在污染和环境危害中的特殊作用。
3、土壤重金属污染的危害
土壤重金属污染对环境产生的危害主要有下列途径:
(1)受污染的土壤直接暴露在环境中,动物或人直接或间接地吸收了受污染的土壤颗粒等;
(2)土壤中的重金属通过淋溶作用向下缓慢渗透,从而污染了地下水;
(3)外界环境条件的变化,例如酸雨、施加土壤添加剂等因素,提高了土壤中重金属的活性和生物有效性,使得重金属较易被植物吸收利用,从而进入食物链后对动物和人体产生毒害作用。
4、重金属污染土壤治理方法
土壤重金属污染的治理,世界各国都开展了广泛的研究工作。目前,所采用的土壤重金属污染的治理方法主要有下列四种。
4.1生物措施
生物措施是利用生物的某些特性来适应、抑制和改良重金属污染土壤的措施。生物措施包括动物治理、微生物治理和植物治理三种方法。
动物治理是利用土壤中的某些低等动物(如虹蜕和鼠类)能吸收土壤中的重金属,因而能一定程度地降低污染土壤中重金属的含量。在重金属污染的土壤中放养蛆蜕,待其富集重金属后,采用电激、灌水等方法驱出蛆叫集中处理,对重金属污染土壤也有一定的治理效果[3]。
植物治理是利用有些植物能忍耐和超量累积某种或某些重金属的特性来清除污染土壤中的重金属。通常,它有三个部分组成:植物萃取技术、根际过滤技术、植物挥发技术。植物治理的关键是寻找合适的超积累或耐重金属植物。
生物措施的优点是实施较简便、投资较少和对环境拢动少。缺点是治理效率低(如超积累植物通常都矮小、生物量低、生长缓慢且周期长),不能治理重污染土壤(因高耐重金属植物不易寻找)和被植物摄取的重金属因大多集中在根部而易重返土壤等。
4.2工程措施
工程措施包括客土、换土、翻土、去表土等方法,适用于大多数污染物和多种条件。
客土是在污染土壤上加入未污染的新土;换土是将已污染的土壤移去,换上未污染的新土;翻土是将污染的表土翻至下层:去表土层是将污染的表土移去。这些方法能使耕作层土壤中重金属的浓度降至临界浓度以下,或减少重金属污染物与植物根系的接触而达到控制危害的目的。
用工程措施来治理重金属污染土壤,具有效果彻底、稳定等优点,是一种治本的措施。但由于存在实施繁复、治理费用高和易引起土壤肥力减弱等缺点。因而一般适用于小面积、重污染的土壤。
4.3农业措施
农业措施是因地制宜的改变一些耕作管理制度来减轻重金属的危害,以及在污染土壤上种植不进入食物链的植物。
用农业措施来治理重金属污染土壤,具有可与常规农事操作结合起来进行、费用较低、实施较方便等优点,但存在有些方法周期长和效果不显著等缺点,农业措施适合于中、轻度污染土壤的治理。
4.4化学措施
化学措施是向污染土壤投加改良剂,增加土壤有机质,阳离子代换量和粘粒的含量,以及改变pH,Eh和电导等理化性质,使土壤中的重金属发生氧化、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。
用改良措施来治理重金属污染土壤,其治理效果和费用都适中,对污染不太重的土壤特别适用。但需加强管理,防止重金属的再度活化。
5、结论
随着土壤重金属污染日益加剧,土壤重金属污染的治理已成为当前研究的热点。土壤重金属污染具有高累积性和不可逆转性,污染一旦发生,仅依靠切断污染源的方法难以进行彻底恢复。目前,己有一些污染土壤治理的方法,但从其发展和需求来看,还须发展更加有效的治理技术。
参考文献:
[1]陈志良,仇荣亮.重金属污染土壤的修复技术[J]环境保护,2002.29(6).21-23.
当前我国农产品质量与安全问题,越来越引起社会广泛关注。引发农产品质量不良的因素,包括自然与人为两个方面,其中生态环境,即水、土、气、生等方面的污染,是导致农产品品质不良的重要根源。以往人们关注的是“蓝天、碧水”,认为只要天蓝,水碧,就能保证农业环境及其产品质量安全。岂不知,除了“蓝天、碧水”外,更重要的是保证土壤质量的安全,只有保证了“净土”、才能保证“洁食”,才能保证人类生命的健康与安全,最终才能保障整个社会的稳定与发展。相反,如果没有“净土”,土壤中的有害气体将影响大气,土壤中的有毒物质也会影响到水体,致使天不再蓝,水不再碧,即使天蓝、水碧,也会有毒害物质飘在空中,溶在水中,或进入土中。因此,对农产品质量安全而言,“净土、洁食”比“蓝天、碧水”更加重要,都是同等重要的战略性安全问题。
土壤污染是农产品不安全的源头
不洁净的土壤是指遭受不良物质污染的土壤。土壤污染包括重金属污染、农药和持久性有机化合物污染、化肥施用污染等多方面。
随着人口增加及经济发展,我国面临的土壤环境安全问题越加突出。据统计,我国重金属污染的土壤面积达2000万公顷,占总耕地面积的1/6。因工业“三废”污染的农田近700万公顷,使粮食每年减产100亿公斤。其中,在一些污灌区土壤镉的污染超标面积,近20年来增加了14.6%,在东南地区,汞、砷、铜、锌等元素的超标面积占污染总面积的45.5%。有资料报道,华南地区有的城市有50%的农地遭受镉、砷、汞等有毒重金属和石油类的污染。长江三角洲地区有的城市有万亩连片农田受镉、铅、砷、铜、锌等多种重金属污染,致使10%的土壤基本丧失生产力,也曾发生千亩稻田受铜污染及水稻中毒事件,一些主要蔬菜基地土壤镉污染普遍,其中有的市郊大型设施蔬菜园艺场中,土壤中锌含量高达517毫克/千克,超标5倍之多。
其次,我国农药总施用量达131.2万吨(成药),平均每亩施用931.3克,比发达国家高出一倍。特别是随着种植结构的改制,蔬菜和瓜果的播种面积大幅度增长,这些作物的农药用量可超过100公斤/公顷,甚至高达219公斤/公顷,较粮食作物高出1~2倍。农药施用后在土壤中的残留量为50%~60%,已经长期停用的六六六、滴滴涕目前在土壤中的可检出率仍然很高。据调查,一些名特优农副产品中,有机磷检出率100%,六六六检出率95%,超标2.4%。另在全国16个省的检查结果,蔬菜、水果中农药总检出率为20%~60%,总超标率为20%~45%;因蔬菜、水果农药残留引起人畜中毒死亡事件时有发生。据不完全统计,华南地区的中心城市自1997年至2001年共发生因蔬菜农药残留引发的食物中毒事件28起,中毒415人,个别地市高毒、高残留农药每年造成急性中毒5~7宗,受害人数约300人。类似的急性中毒事故在长江三角洲地区也有发生。值得注意的是,近年来沿海大部分地区的大田耕地土壤中持久性毒害物质大量积累,2000年太湖流域农田土壤中,15种多氯联苯同系物检出率为100%,六六六、滴滴涕超标率为28%和24%。令人不安的是,许多低浓度有毒污染物的影响是慢性的和长期的,可能长达数十年乃至数代人。
第三,过量施用化肥也会造成土壤污染。90年代,全世界氮肥使用量为8000万吨氮,其中我国用量达1726吨氮,占世界用量的21.6%。我国耕地平均施用化肥氮量为224.8公斤/公顷,其中有17个省的平均施用量超过了国际公认的上限225公斤/公顷,有4个省达到了400公斤/公顷。据31个省、市、自治区的调查,目前在农业结构改制后的蔬菜、瓜果地里,单季作物化肥(折合纯养分)用量通常可达569~2000公斤/公顷以上,如一些蔬果种植大县的化肥平均用量已达1146公斤/公顷;滇池区蔬菜花卉基地,一季作物氮磷肥用量(纯养分)达687公斤/公顷,最高可达3300公斤/公顷;其化肥用量远高于全国平均水平(390公斤/公顷),较之世界用化肥首户的荷兰还高出一倍多;每年农田使用化肥氮进入环境的氮素达1000万吨左右,有些地区饮用水及农产品中,硝态氮和亚硝态氮的含量均明显超标。2000年下半年,华南地区有的城市监测到菜地土壤硝酸盐含量超标率为33.1%;据中国农科院对某地32种主要蔬菜调查,蔬菜硝酸盐含量比80年代初增加了1~4倍,其中有17种蔬菜硝酸盐含量超过欧盟提出的最低量标准;2001年长江三角洲的个别省份农产品出口由于监测不合格而损失数亿美元。
综上所述,近年来我国的土壤污染正在向不同尺度的区域性发展,并对各种农产品品质产生严重影响。特别是我国东南沿海经济快速发展地区,土壤及环境污染问题严重。主要表现为:1.持久性微量毒害污染物已成为新的、长期潜在的区域性土、水环境污染问题;2.大气中有害气体细粒子和痕量毒害污染物构成了土壤与大气的复合污染,城市光化学烟雾频繁并加重;3.农田与菜地土壤受农药/重金属等污染突出,硝酸盐积累显著,已严重影响农产品安全质量及其市场竞争力;4.珠江三角洲和太湖流域土壤和沉积物中有机氯农药残留普遍,已发现一些多环芳烃和多氯联苯等有害污染物的潜在高风险区。
造成如此严重的污染,除了自然原因外,人为活动是产生土壤与环境污染的主要原因,尤其是近20年来,随着工业化、城市化、农业集约化的快速发展,人们对农业资源高强度的开发利用,使大量未经处理的固体废弃物向农田转移,过量的化肥与农药大量在土壤与水体中残留,造成我国大面积农田土壤环境发生显性或潜性污染,成为影响我国农业与社会经济可持续发展的严重问题。
应当指出,由于土壤污染具有隐蔽性,潜伏性和长期性,其严重后果仅能通过食物给动物和人类健康造成危害,因而不易被人们察觉。因此,改善生态环境,保护土壤质量,控制与修复土壤污染,才能实现农业安全,保证人畜健康。
值得商榷的几种认识
针对当前农产品质量安全问题,社会上有各种提法。如建立“无公害农业”、“绿色农业”、“有机农业”、“绿色食品”、“生态农业”等。的确,21世纪的农业应该建立以“生态农业”为标志的现代化农业,但生态农业并不等于或不能完全保证农产品是安全的。如果不能从本质上实施生态农业的基本原则,杜绝有害物质的介入,不能通过整个农业生产体系与全程质量控制来保证农产品质量安全,则上述的这些提法均是无济于事的。下面就相关问题进行商榷。
1.“有机”不能替代“无机”,有机肥并非是最“洁净”的
人们一般认为有机肥培肥土壤是最安全的。这种认识是不全面的。第一,农业增产的实践证明,1公斤化肥,可增产5公斤~10公斤粮食。我国粮食的增产,有30%~35%是靠施用化肥取得的,化肥的贡献不容忽视。正确地说,化肥和有机肥的配合施用才是最有效的增产措施。第二,从对环境的污染看,无论是化肥还是有机肥,只要施用不当,均会出现污染。过量施用化肥是有害的,但有机肥若用量过大,腐熟不全,施用季节不当,也会对水圈、生物圈与大气圈产生污染。特别应注意的是,当前农村中的有机肥有不少是来自含化学激素或重金属等饲料饲养的畜禽排泄物,不少企业制造的商品有机肥的原料也不纯净。因此,有机肥也会变成引发土壤污染的根源。第三,目前社会上提出的“无公害”、“绿色”、“有机食品”以及A级、AA级“绿色食品”等,是以不使用或少用化学合成物质(化肥、农药、食品添加剂等)为主要标准的,其中以有机食品为最高等级。然而,这些标准还有待于国家对土壤与农产品质量标准与监测体系全面建立和完善后才能真正做到。对此,我们必须要有清醒的认识。
2. “无土栽培”不能代替“净土”种植
随着农业经济的不断发展,各地已广泛建立了农业科技示范园或基地,并以高度集约的方式,进行无土栽培,取得了可喜的成绩,解决了部分城市的蔬菜、瓜果供给,获得了很好的经济、社会效益。但从国家的粮食总体需求来看,至少在近阶段(几十年甚至几个世纪)仍然不能取代广阔的农业耕地。因此,必须在发展无土栽培蔬菜、瓜果的同时,继续强化全国耕地土壤肥力的培育与土壤污染防治,用“净土”生产粮食,造福于人民。
3.目前的“生态农业”并非等于安全农业
所谓“生态农业”是以生态理论为基础,以现代生态农业技术为手段,以农业可持续发展为核心,通过农业与环境,生态与经济的平衡,达到农业安全与人类健康的最终目标。在建设生态农业过程中,必须注意贯彻生态学原理,做到生态系统的良性循环,保持系统功能的稳定性与持续性;将农业安全与人类健康列为首位,建立多层次的持续高效的农业生态系统,并按区域特点建立生态区域模式。从而使现代生态农业在促进地区与国家经济发展方面起重要推动作用。生态农业是综合复杂的系统工程,需要与国家及地区的农业现代化建设相结合,核心是农业安全与人类健康。其中土壤与环境质量是农业生态工程的重要内容。这是一项需要投入实力,坚持不懈,科学实施的宏大工程。而目前多数地方多只是停留在口号和概念上,尤其不注意农业安全与人类健康。大家应对此有清醒认识。
4.“净土”不等于“洁食”
的确,洁净的土壤只是生产质量安全农产品的基本保证。事实上,洁净基地生产出的清洁农产品,还需经过储存、运输、深加工、市场流通直至餐桌等诸多过程。只有经过了这些全过程质量控制,最后到达餐桌仍是清洁的,才算农产品的真正安全。因此,在农业安全生产中,除了从防治土壤污染这个源头抓起外,还必须注意防治产地环境、生产过程、流通环节中所产生的污染问题,并通过建立与制定国家与地方一系列的农产品规范,完善质量认证、监测、管理、法制等体系建设,严格控制农产品的“全程清洁”生产,才能使农业安全得到可靠保障。 转贴于
保护和治理土壤与环境质量的建议
1.开展全国土壤质量本底调查,建立全国土壤质量监测网络,为实现农产品的安全生产提供保障
我国土壤资源丰富,土壤类型复杂多样,不同利用方式、不同投入水平、不同管理模式均对土壤质量产生影响。虽然已经进行过两次全国性的土壤普查,但最近的一次已经过去了20多年,当时所获得的有关土壤环境质量的信息甚少,不能满足当今农业生产,特别是农产品质量安全生产的需要。如最近在太湖地区进行的土壤质量调查,其结果表明土壤质量的空间变异很大,环境质量状况令人担忧。如果不全面摸清各地土壤质量本底情况,针对不同质量土壤进行农业清洁生产,就根本不能保障农产品的质量安全。因此,在全国范围内进行土壤质量的本底调查十分紧迫。
目前,国家有关部门也正在推动全国性的与土壤质量有关的调查,如国土资源部的农业环境地球化学调查;国家环境保护总局的土壤污染调查;农业部的耕地质量调查与评价以及中国科学院的土壤质量研究等。但从目前的进展来看,各部门的侧重点均有所不同,缺乏必要的统一与整合,造成工作重复和资源浪费。因此,建议国务院组织、协调有关部门,加强资源和技术的整合,逐步、分区、分阶段地开展基于农产品质量安全的全国性耕地土壤环境质量调查与评价工作,并建立长期的动态监测体系。
2. 尽快修订土壤环境质量标准,加强土壤有机与激素类污染物质的监测和研究,并尽快与国际接轨
目前,就农业生产中污染物而言,FAO(联合国粮农组织)迄今已公布了相关限制标准共2522项,美国则多达4000多项,其它发达国家的控制标准达数百项甚至上千项,而我国农产品质量标准中仅涉及62种化学污染物,所颁布的无公害农产品标准中,也仅规定了农药残留、重金属和硝酸盐含量控制标准,这与发达国家的限制标准不相适应。此外,美国、德国、英国、荷兰等西方国家对PCBs(多氯联苯)、PAHs(多环芳烃)、PCDD/PCDFs(二恶英类)等与人体健康威胁最大的有机污染物(环境激素)也制订了有关的质量控制标准。而我国新近颁布的无公害农产品产地土壤环境质量标准仍是引用现行土壤环境质量标准,且重金属仅限5种,农药仅限六六六和滴滴涕,其它有机污染物未涉及。因此,建议加强土壤中环境激素类物质的监测和研究,尽快修订有关土壤环境质量标准和农产品质量标准,尽快与国际接轨。
3.大力开展农业清洁生产,加强土地质量保护和修复的研究
开展农业清洁生产是解决农产品品质的根本措施。据江苏的经验,必须在摸清土壤与环境质量本底,抓好“净土”这个源头的基础上,选好主要农产品,明确技术规程,通过试验示范抓好并建立五大体系,即农产品质量安全生产技术规范体系;农产品质量安全标准体系;农产品质量安全监管监测与认证体系;质量安全农产品管理与市场信息体系;农产品质量安全法规与执法体系。
对大面积遭受污染的土壤,必须开发行之有效的污染土壤修复技术,并对有关环境技术基础与原理,如土壤污染形成机制与农产品质量安全措施;持久性微量毒害物的环境行为、生态毒理及人体健康危害;污染土壤、地表水和地下水的环境生物修复;农业面源污染及水体富营养化的修复过程与机理;痕量气体污染、细粒子污染及酸雨的形成、危害机制与防治等进行深入研究,以恢复和提高其土壤与环境质量水平。与此同时,应发展具有我国自主知识产权的环保技术与产业。此外,应将生态环境资产损失计入生产成本,以绿色GDP指标来衡量和考核地区经济发展成就。
4.制订土地质量修复和保护规划,加强规模化和标准化农产品生产示范基地的建设
应利用土壤环境质量调查与评价的结果,制订土地质量修复和保护规划,包括质量安全农产品发展的生产基地布局、结构调整、污染防治、污染土壤修复、农业清洁生产规划等,加强污染土地整治与修复的资金投入。同时在长江三角洲、珠江三角洲、胶东半岛、京津塘和东北等地区进行规模化和标准化农产品生产示范基地建设,逐步在全国建成一批安全、优质(营养、保健)、特色农产品生产基地,不断提升市场竞争力和出口创汇能力。
此外,应加强环保法规建设,健全管理体制和机制,制定更严格的环境标准。在保证国家现行环境法规的基础上,制定区域性新法规。在控制农业和农村面源污染的工作中,重点应该包括制定合理的土壤质量保护条例、湖泊和近海养殖规划,实施规模化畜禽养殖和生态养殖,建设农村集中居住社区和污水废物集中处理,合理使用有机肥,推广使用绿色农药,推广精准施肥技术,严禁使用高毒、高残留农药等。重视土壤、水体和大气持久性有毒物质及其长期危害效应的监测。
5.加强土壤与环境质量的宣传与科普工作,进一步提高全民生态环保意识
1环境保护具有重要的现实意义和深远的历史意义
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。
2.4对重要生态区域划定生态红线,强化生态保护和监管一是加强国家重点生态功能区的保护和管理,发挥多种环境功能。二是加强自然保护区建设和管理,提升自然保护区建设与监管水平,严格控制随意调整自然保护区范围和功能分区,严格限制涉及自然保护区的各类开发建设活动,在人类活动稠密区域抢救性第保护残存的自然生境。三是加强生物多样性保护,继续实施《中国生物多样性保护战略与行动计划》,对生态系统、生物物种、遗传基因实施有效的保护。四是推进自然资源开发活动的生态环境监管,规范资源开发利用活动,明确相关企业在生态保护与恢复中的责任。
作者:王蕾 单位:黑龙江省环境保护厅垦区九三环境保护分局
【关键词】 色谱技术 环境监测 土壤环境
在科学技术快速发展的背景下,人们对环境质量的要求越来越高。为了满足这一要求就需要对环境进行严格监测。在背景下如何保证环境监测效果就成为了一个非常关键的问题,为了能够提升环境监测水平就需要利用到色谱技术。色谱技术的应用有着非常重要的意义。
1 色谱技术原理及特点
原理。色谱技术本身还可以称作层析技术,这种技术已经成为当前分离生化样品最有效的一种手段。从实际分离机理来看色谱技术主要是分为高效离子交换 色谱法、高效离子排斥色谱法和流动相离子色谱法这三种形式。高效离子交换色谱法实际上就是在离子交换过程中及会出现分离,同时还将包括非离子的相互作用,这样一种反复发旺旺那个适用于对那些有机或者是无机的阴阳离子来进行分离。高效离子排斥色谱法通常是用来分离有机或者无机弱酸的。流动相离子色谱法则是通过添加有机改进或者离子对试剂的方式来对过渡金属络合物和表面活性离子来进行分离,通过采用这一系列技术将能够取得非常好的效果。
特点。色谱技术有其自身特点,对色谱技术的特点进行科学分析将更有助于了解这项技术。色谱技术检测速度快。在实际检测过程中无论是灵敏度还是检测精确度都是非常高的。在一定检测浓度范围内将能够真正保证良好的线性关系。从检测仪器的维护上来看也是非常简便的。在工作中不需要采用特殊试剂来进行淋洗。正是因为具有这样的特点,因而它的应用范围是非常广泛的。在实际工作中所发挥的作用也是非常重要的。对此在今后工作中应该进一步加强研究。
2 在环境监测中的应用
在大气环境监测中的应用。从大气环境的污染源来看,阴离子和阳离子是主要污染源。因此就可以通过色谱技术来对其进行有效监测。在对氯化氢监测过程中主要是把吸收液中根据离子色谱仪器来对浓度进行有效调配。通过利用色谱技术将能够准确分析出城市污染源中氯化氢的含量。在对大气环境监测过程中也不需要添加其他添加剂。从这一点来看色谱技术的应用是非常简便的。在工作中所发挥的作用是非常大的。
在土壤环境监测中的应用。色谱技术还能够在土壤环境监测中实现科学应用,通过在土壤环境中的应用也将能够发挥重要作用。在离子色谱仪器快速发展和色谱固定相水平快速提升的背景下,土壤环境监测过程中利用色谱技术将能够有效检测土壤提取液。
需要注意的是为了能够保证监测效果。在工作中对于例子色谱仪器应该进一步加强维护保养工作。在工作中要做好检测器检查工作。通常情况下色谱仪启动较短时间内是很难处在稳定运行状态的。此时就非常容易产生基线漂移现象,这样就会使得背景电导只有在逐步降低之后才能够真正达到稳定状态。在这一过程中如果背景电导不降反升,此时就说明出现了故障。为了实现正常工作此时就需要对抑制器进行严格检查。对于色谱仪要真正保证其良好接地,这样做事为了能够使得检测器能够正常运行。在工作中还需要能够及时清洗泵。在清洗泵的过沉重通常是要采用去离子水来实现。在工作中如果检测出其中使用了强酸强碱溶液的时候就需要对泵进行冲洗。这样做是为了防止泵被腐蚀。
水环境中的应用。在水环境中色谱局技术通常可以用来对碱土金属、阴离子以及碱金属阳离子等进行分析监测。在对污水进行监测过程中通过应用色谱技术将能够把其中的重金属和有机质有效去除,这样将能够进一步降低对色谱柱产生的干扰。这对于提升检测结果的准确性也是非常重要的。
与传统监测技术相比,离子色谱仪的应用将能够实现对氟化物、硫酸盐、氯化物以及硝酸盐氮等项目的检测。在实际检测过程中对于水质样品的定量分析往往是以标准溶液和标准曲线来作为依据的。通过采用这样一种方法更能够取得实效。总的来看这项技术的应用已经成为今后发展的必然选择。在今后工作中对此应该不断加强研究才能够满足实际要求。
3 发展趋势
了解色谱技术今后的发展趋势也是非常重要的,只有真正了解其发展趋势。在今后环境监测中才能够实现科学监测。对此在今后必须要引起高度重视,要对此进行科学分析。
从今后的发展趋势来看色谱技术在环境检测中的应用范围将会变得越来越广泛。离子色谱技术在环境监测中将能够取得非常好的效果。水环境监测中离子色谱技术的应用将能够利用高密度聚乙烯材料制成的储液瓶来盛载。色谱技术的出现和应用将会改变传统的监测方式,环境监测水平也将能够得到有效提升。色谱技术在环境监测中的应用将能够进一步提升监测结果的准确性。色谱技术的不断提升将会促进环境监测水平的不断提升。总的来看色谱技术将会得到更为广泛地应用。
在环境监测行业中色谱技术的应用已经成为今后发展的必然选择,这项技术的应用能够取得实效。通过本文的详细分析就可以发现当前的色谱技术环境污染小、成本低、应用范围广。正是因为具有这样的优点因而能够应用到环境监测中,在环境监测中的应用能够有效提升其监测准确性。具体是应用在土壤环境监测、大气环境监测和水环境监测这些领域。在实际应用过程中还应该注重对色谱仪器的维护。从今后发展趋势来看色谱技术将能够得到科学广泛地应用。
参考文献:
[1]康树静.气相色谱法在环境监测中的应用分析[J].环境与生活,2014(9).
[2]谢志甜.离子色谱技术在环境监测中的应用与预处理技术探讨[J].科技传播,2015(12).
关键词:重金属;污染;土壤;植物修复
中图分类号:X24文献标识码:A文章编号:1674-9944(2015)12-0226-03
2土壤重金属污染现状
随着社会经济的发展,越来越多的工矿企业被建立。资源的紧张也导致越来越多的污水被灌溉到农田中。污灌区的污水是经过简单处理的日常用水以及工业废水,其中大部分是来自于附近厂区的工业用水。随着我国城镇建设的不断增强,各个大中小城市对污水的处理也得到了进一步的改善。但是其中潜在的污染风险也一直是人们研究的对象,尤其是近年来粮食安全问题层出不穷,长期累计的土壤问题开始显露,并呈现不断加强的趋势。
近年来,在全国土壤调查的基础上我国研究学者对部分地区农用地土壤展开了调查研究。其中天津、沈阳、保定、兰州等工业城市的污灌区表层土壤呈现不同程度的重金属污染[6~10]。张丽红等[11]以国家土壤环境质量标准为标准,采样调查分析了100个河北省清苑县及清苑县附近的农田土壤样品,结果显示:土壤中Cd污染最为严重,超标率65%,达中度污染水平;Pb、Zn、Cu超标率分别为37%、44%和33%,达到轻度污染水平,足以引起各位学者关注。茹淑华等[12]对河北石家庄典型污灌区进行取样调查,结果显示:污灌区Cu 、Zn 、Pb 、Cd 和Cr存在不同程度的富集现象,而清灌区仍处于清洁水平。虽然污灌区土壤重金属含量总体上均未超过我国农产品产地土壤环境质量标准,但土壤样品仍有个别样点的Cd出现超标现象。因此,对污灌区土壤重金属修复迫在眉睫。
3土壤中重金属污染的植物修复措施
针对环境污染,越来越多的污染修复方式被人类利用。其中植物修复是以清除污染,修复或治理为目的利用绿色植物从环境中转移容纳或转化污染物的环境污染治理技术[13~15]。其根据修复植物的特点和功能用于重金属污染土壤等接种的植物修复技术主要有4种类型:植物挥发、提取、过滤以及稳定或固化[16]。
3.1普通植物对土壤重金属的修复
近年来,我国对植物修复重金属污染土壤作出了很多研究。陈同斌等[17]试验小组分别发现在我国湖南、广西南方等地存在大面积的蜈蚣草等蕨类植物,并指出其具有超富集砷能力,且其植物体内氮磷养分的含量远远低于其叶片含砷量。刘金林等[18]对一年蓬进行实验研究发现,该原产自北美的一年蓬对土壤中重金属的富集能力较强。同时lin等[19]以汞污染的稻田为实验材料,研究了改作苎麻对土壤中重金属的净化作用,研究显示改作苎麻能净化汞污染的稻田,其中年净化率达41%,并连种稻田土壤的自净时间缩短了8.5倍。黄会一等[20]也发现杨树对汞和镉有很好的耐性和净化功能。
3.2花卉植物对土壤重金属的修复
随着经济和社会的不断发展,越来越多的研究学者也将目光转向花卉植物。花卉植物具有一定的观赏性,而且种类繁多。同时花卉植物对重金属有一定能力的积累转移作用。周霞等[21]对鸭脚木、小叶黄杨等8中花卉植物进行研究发现:花卉植物对重金属的转移能力大小顺序为Zn>Cd>Cu>CrPb 。对重金属的积累能力大小顺序为Cr>Zn>Cu>Cd>Pb。其中,亮叶忍冬、小叶黄杨、金叶假连翘对土壤中Cd的修复效果较为理想;鸭脚木、亮叶忍冬、小叶黄杨对土壤中Zn的修复效果较好;鸭脚木、金光变叶木、细叶鸡爪槭、胡椒木、等花卉植物对土壤中Cr的富集能力均较高,且根部积累系数都大于1,这说明对土壤中Cr的修复效果较好。
3.3草本能源植物对土壤重金属的修复
草本能源植物作为生物生长和人类发展的生物能源基础在社会发展及人类生存过程中占有重要地位[22,23]。同时在倡导低碳经济的当今社会,草本能源植物作为草本植物的一种,其同样具有非常高的应用生态价值及经济价值[24~27]。最重要的是,部分草本能源植物具有较强的生态适应能力使其在污染土地的治理中具有一定的应用潜力。侯新村等[28]对柳枝稷、荻、芦竹、杂交狼尾草、四种草本能源植物的规模化种植并对其积累重金属作用进行研究,研究结果表明:草本能源植物对砷汞铜铬铅镉等重金属的绝对富集量较为可观。对于砷铜铅镉均以杂交狼尾草的绝对富集量最高,柳枝稷、荻、芦竹次之;杂交狼尾草对污染土壤中污染物汞的绝对富集能力最高;芦竹对铬的绝对富集能力最高,最高达1 333.37 g/hm2,这说明草本能源植物可以作为重金属污染植物修复的一类修复植物,其具有一定的修复潜力。
4结语
土壤的重金属污染危及粮食生产、食物质量、生态安全、人体健康以及区域可持续发展。以预防为主[29],预防、控制和修复相结合的土壤保护政策迫在眉睫。我国虽然在植物修复上起步较晚,但是仍然发展迅速。植物修复是利用具有修复性能的植物的生命活动对重金属污染土壤进行积累修复的一项新技术。与此同时,我国很多的研究学者也就此问题展开过多种研究且证明植物修复是一种极具有潜力的土壤重金属修复方式。因此接下来仍需要在找到具有较强积累能力的植物之后对其生长发育规律及发育调控措施进行研究从而不断提高植物修复的效率以加快对土壤重金属污染的修复进程。
参考文献:
[1]汪小勇.被农药污染的土壤植物修复研究进展[J].中国农学通报,2005,21(7):382~382.
[2]徐磊,周静,崔红标,等.重金属污染土壤的修复与修复效果评价研究进展[J].中国农学通报,2014,30(20):161~167.
[3]杨军,陈同斌.北京市再生水灌溉对土壤、农作物的重金属污染风险[J].自然资源学报,2011,26(2):209~217.
[4]胡超,付庆灵.土壤重金属污染对蔬菜发育及品质的影响之研究进展[J].中国农学通报,2007,23(6):519~523.
[5]杨旭,向昌国,刘志霄.重金属污染对土壤动物的影响[J].中国农学通报,2008,24(12):
[6]龚钟明,曹军,朱学梅,等.天津市郊污灌区农田土壤中的有机氯农药残留 [J].农业环境保护,2002,21 (5):459~461.
[7]张乃明,刑承玉,贾润山,等.太原污灌区土壤重金属污染研究[J].农业环境保护,1996,15(1):21~23.
[8]张勇.沈阳郊区土壤及农产品重金属污染的现状评价[J].土壤通报,2001,32(4):182~186.
[9]谢建治,刘树庆,刘玉柱,等.保定市郊土壤重金属污染对蔬菜营养品质的影响[J].农业环境保护,2002,21(4):325~327.
[10]王国利,刘长仲,卢子扬,等.白银市污水灌溉对农田土壤质量的影响[J].甘肃农业大学学报, 2006,41(1):79~82.
[11]张丽红.河北清苑县及周边农田土壤及农作物中重金属污染状况与分析评价[J].农业环境科学学报,2010,29(11):2139~2146.
[12]茹淑华,张国印.河北省典型污灌区土壤和植物重金属累积特征研究[J].河北农业科学,2008,12(10):78~81.
[13]邢艳帅,乔冬梅,朱桂芬,等.土壤重金属污染及植物修复技术研究进展[J].中国农学通报,2014,30(17):208~214.
[14]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.
[15]毕君,郭伟珍,高红真.9种植物对镉的忍耐和富集能力研究[J].中国农学通报,2013,29(34):12~16.
[16]白向玉,韩宝平.花卉植物修复重金属污染技术的国内外研究进展[J].徐州工程学院学报,2010,25(3):56~60.
[17]陈同斌,韦朝阳.砷超富集植物蜈蚣草及其对砷的富集特征[J].科学通报,2002,47(3).
[18]Liu Jin lin.The research of absorption and accumulation of higher aquatic vascular plants to heavy metals[J].Chinese Environmental Science.1986,52:24~28.
[19]Lin Zhi qing , Huang Hui yi. Study on the tolerance of woody\|plants to mercury [J].Acta Ecology Sinical.1989,9(4):316~319.
[20]Huang Hui yi, Jiang De ming, Zhang Chun xing, et al. Study on control of cadmium polluted soil by forestry eco\|engineering [J].Chian encironmental science.1989,9(6):419~426.
[21]周霞,林庆昶.花卉植物对重金属污染土壤修复能力的研究[J].安徽农业科学,2012,40(14) :8133~8135.
[22]石元春.生物质能源主导论[N].科学时报.2010-12-09(3).
[23]谢光辉,郭兴强,王鑫,等.能源作物资源现状与发展前景[J].资源科学.2007,29(5):74~80.
[24]贺庭,刘婕,朱宇恩,等.重金属污染土壤木本-草本联合修复研究进展[J].中国农学通报,2012(11):237~242.
[25]云锦凤.低碳经济与草业发展的新机遇[J].中国草地学报.2010,32(3):1~3.
[26]章力建,刘帅.保护草原增强草原碳汇功能[J].中国草地学报.2013,32(2):1~5.
[27]侯新村,范希峰,武菊英,等.石油污染土地能源草生态价值与经济效益评价[C]/倪维斗,徐进良./2010中国可再生能源科技发展大会论文集.武汉:美国科研出版社,2010.
关键词:指数法 因子分析 重金属污染 高斯扩散改进模型
中图分类号:TU2 文献标识码:A 文章编号:1674-098X(2013)03(a)-0-02
1 问题分析
针对海量数据,应从整体上对污染程度进行评价。而内梅罗综合污染指数法评价土壤的综合污染,以突出最高一项污染指数的作用。在土壤中有很多重金属元素有相似的存在形式和传播途径,并且有相同的污染源,因此在进行通过数据分析,说明重金属污染的主要原因时,基于统计原理建立起来正态模型,不同的重金属有不同的传播方式,其大体分为大气传播、水体传播、固体传播,因金属元素在土壤中大部分以稳定形态存在,故忽略重金属元素在固体土壤中的传播。根据收集的信息和题目中的有关资料对重金属污染物的传播特征的分析,可将8种重金属污染物分为两类。一类是在大气中传播,而大气传播的污染物最终经空气沉降进入土壤;一类是在土壤中传播。对于在大气中传播的重金属污染物,文章建立重金属污染物在气体中扩散模型,根据所在的空间任意位置土壤表面的重金属污染物浓度的多少来确立污染源的位置,函数的最大值即为污染源的位置;同理建立了重金属污染物在土壤中的传播模型。
2 模型建立及求解
2.1 土壤的环境质量评价与分级
2.1.1 单因子指数法
2.1.3 评价分级标准
该文采用GB15618-1995《土壤环境质量标准》。土壤环境质量综合评价指数分级参考了《绿色食品产地环境质量现状评价纲要》中规定进行分级,等级划分为1等级属清洁水平适合发展有机食品;2级属尚清洁水平适合发展无公害食品生产;3级以后属于污染水平,不适宜无公害农产品的生产。
计算得到综合污染评价指标后,通过分析比较得出该城区的各个功能区重金属的污染程度由高至低排序为:工业区主干道区生活区公园绿地区山区。
2.2 重金属污染的原因分析
(2)计算标准化数据的相关系数阵,求出相关系数矩阵的特征值和特征向量。
(3)进行正交变换,使用方差最大法。得到5个主因子提供了源资料的87.756%的信息,满足因子分析的原则,而且从上表可以看出旋转前后总的累计贡献率没有发生变化,即总的信息量没有损失,采用此标准下的分析结果。
(4)确定因子个数,计算因子得分,进行统计分析。
2.2.2 金属元素污染原因
根据该市空间立体分布图和各功能区的分布图,结合各个功能区的分布特点,由重金属元素空间分布图分析可知:(1)主因子1体现出的三个主要变量因子为Ni、Cu Cr三种重金属元素。Ni元素广泛的分布在该城市各个功能区。分析可能是易于传播的污染介质造成的,如煤的燃烧产生的粉尘、颗粒,以及含有Ni元素的岩石的风化等;Cu元素及Cr元素分布在城市的西南方,分布着工业区、生活区、公园绿地区、主干道区。Cu、Cr两种金属元素是工业生产中所形成的废气、废水和固体排放物中均大量存在的污染物。(2)主因子2体现出两个主要变量因子为Pb、Cd,其在来源上关联较密切,两种重金属元素的最大值均出现在工业区。其在空间上近似可认为是一个带状的污染源,这主要因为Pb主要来自市中心交通汽车尾气的排放,而且在研究取得西北部有两个明显的富集中心,形成一个高值区。该市表层土壤中的Cd含量市中心地带比西北城区高,东南城区又比市中心地带高,恰好与当地的主风向相一致,表明大气中含Cd污染物的干湿沉降也是造成土壤Cd污染的一个重要原因。(3)主因子3体现出一个主要变量因子Hg。该金属元素在生活区分布含量偏高,污染较为严重,其主要的污染原因可为人类活动造成水体汞污染,来自氯碱、塑料、电池、电子等工业排放的废水。(4)主因子4体现出一个主要变量因子As,该金属元素在各个功能区的分布较平均,这是因为的污染源多样。大气含砷污染除岩石风化、火山爆发等自然原因外,主要来自工业生产及含砷农药的使用、煤的燃烧。含砷废水、农药及烟尘都会污染土壤。(5)主因子5体现出一个主要变量因子,的分布具有明显的特点,在城市的西部富集,产生一高值区,该部靠近工业区,工业上的三废是其富集的主要原因。
2.3 重金属污染物传播模型
3 大气―平均风速的廓线模式
大气扩散主要是风的作用,平均风速的廓线模式是随高度变化的。在大气扩散模型中平均风速的廓线模式定义为风速随高度变化的曲线。风速的线性数学表达方式成为风速廓线模式。根据我国《指定地方天气污染物排放标准的技术原则和方法》(GB/T 3840-1991)所制定的方法,采用米函数风速廓线模式。
幂函数分素廓线模式是在近地层、中性层、平坦下垫面的条件下推到出来的。该模式应用高度较高,可达到300m或更高的高度,且随应用高度增加,精度下降。
4 水体
6 模型评价及推广
6.1 模型评价
6.1.1 优点:运用主成分分析方法将多维因子纳入同一系统进行定量化研究、理论成熟的多元统计分析方法。通过分析变量之间的相关性,使得所反映信息重叠的变量被某一主成分替代,减少了变量数目,减少了变量数目,从而降低了系统评价的复杂性。再以方差贡献率作为每个主成分的权重,由每个主成分的得分加权即可完成对水质的综合评价。
6.1.2 缺点:题目所给数据有限且单一,所建模型不足以全面反映该市土壤环境污染特征。.对于模型三,仅考虑了金属元素传播的部分途径,具有局限性。
7 模型推广
模型一可推广用于投资风险评价;模型二可用于研究放射性物质的污染;模型三还可推广到研究病菌在空气中的传播;模型四可以推广到研究灰尘在空气中的扩散规律。
参考文献
[1] 王建波.西北典型工业城市土壤中重金属的形态分析[D].兰州大学,2011.
关键词:金属矿山;土壤重金属污染;现状;修复措施
中图分类号: TD21 文献标识码: A
矿产资源作为人们生产生活的基本,这种资源的开发利用为发展国民经济起到重要推动力的同时,也引发了比较严峻的环境问题。我国部分地区矿产资源丰富,随着现代化工业的快速发展,越来越多的金属矿山被开采,随着矿山开采年份的延长,矿山周边土壤环境中重金属污染现象越来越严重,并逐渐为人们所关注,一旦土壤环境中的重金属积累到一定程度就会引起土地退化、地表水和地下水污染,并通过植物进入食物链被人或动物摄取,危害人体健康。因此,有必要对这一问题进行密切关注,并采取相应的防治措施。
1、金属矿山土壤重金属污染和危害
1.1金属矿山土壤重金属污染的来源
金属矿山周边土壤中的重金属, 除本身由于地球化学作用而可能造成背景值偏高外,其它则主要来源于金属矿产开采、洗选、运输等过程中废气、废水的排放及固体废物的堆放。露采或坑采的钻孔、爆破和矿石装载运输等过程产生的粉尘和扬尘中含有大量的重金属, 经过雨水的淋溶进入周边土壤;废水主要包括矿坑水,选矿、冶炼废水及尾矿池水等,废水以酸性为主, 以含有大量重金属及有毒、有害元素为特征。有色金属工业固体废弃物主要是指在开采过程中产生的剥离物和废石, 以及在选矿过程中所排弃的尾矿,这些固体废物若在露天堆放,容易迅速风化,并通过降雨、酸化等作用向矿区周边扩散, 从而导致土壤重金属污染。
1.2金属矿山土壤重金属污染的影响
土壤重金属污染的影响主要体现在以下三点:首先,淋溶作用。是指在降水的淋溶作用土壤中的重金属向下渗透到深层土壤或地下水层。其次,被人或动物的吸入。由于受污染的土壤直接暴露在环境中,人或动物就会通过土壤颗粒物等形式直接或间接地吸入到体内。从而损坏人或动物健康。最后,就是通过植物吸收利用进入食物链,进而对食物链上的生物产生毒害。
1.3金属矿山土壤重金属污染的特点
与其它污染形态有所不同的是, 金属矿山含重金属废弃物种类繁多,并且土壤重金属污染有其自身特点,对环境的危害方式和污染程度都不一样,主要表现为:第一点,土壤重金属污染往往要通过对土壤及农作物样品进行监测后才能确定,具有滞后性和隐蔽性。第二点,重金属在土壤中不容易迁移、扩散和稀释,很容易在土壤中不断积累而超标,具有累积性。第三点,重金属污染的自然降解是非常困难的, 积累在土壤中的重金属很难靠稀释作用和自净作用来消除,具有难治理性和不可逆性。
1.4金属矿山土壤重金属污染的危害
土壤被污染后,大部分污染物质能较长时间存在于土壤环境中,难以消除,易被人们所忽视。土壤重金属污染的主要危害包括:首先,影响植物生长。土壤中的重金属通过雨水淋溶作用向下渗透, 不仅会导致地下水的污染,还会被金属矿山周围的植物吸收,影响植物的生长发育。其次,危害人体健康。受污染的土壤直接暴露在环境中,为人或动物所吸收后,会严重危害人体健康。最后,降低土壤的生态功能。重金属污染能明显影响土壤的理化性质,进而降低土壤微生物量和活性细菌量,减少土壤系统中的生物多样性, 从而影响土壤生态结构和功能的稳定。
2、金属矿山土壤重金属污染的治理途径
2.1物理方法
物理修复是借助物理手段去除土壤中污染物的技术。分为热力修复、蒸汽浸提修复等热处理,及 电动力学修复、压裂修复、稳定化修复、物理分离修复工程措施法。一般情况下,热处理法主要针对汞污染,效果比较明显,但工程量较大,耗能较多,且易使土壤有机质和土壤水遭到破坏。而工程措施是利用外来重金属多富集在土壤表层的特性,去除受污染的表层土壤后,将下层土壤耕作活化或用未被污染活性土壤覆盖,从而将耕作层土壤中的重金属浓度降至临界浓度以下。
2.2物理化学方法
物理化学方法通常分为三种:一种是电动修复法。这是一门新的经济型土壤修复技术,在不搅动土层的基础上,在包含污染土壤的电解池两侧施加直流电压形成电场梯度,土壤中的重金属通过电迁移、电渗流或电泳的途径被带到位于电解池两极的处理室中并通过进一步的处理,从而实现污染土壤样品的减污或清洁。一种是土壤淋洗法。是指利用有机或无机酸等淋洗液将土壤固相中的重金属转移至液相中,再把富含重金属的废水进一步回收处理。一种是玻璃化技术法。对某些特殊重金属利用电极加热将重金属污染的土壤熔化,冷却后形成比较稳定的玻璃态物质。
2.3化学方法
化学修复是利用加入到土壤中的化学修复剂石灰、 沸石、 钙镁磷肥等与污染物发生化学反应,有效降低重金属的水溶性、 扩散性和生物有效性,促使土壤中的重金属元素转化为难溶物,从而使污染物被降解或毒性被去除或降低的修复技术。
2.4农业方法
农业生态修复是近几年新兴的修复技术,是因地制宜地调整一些耕作管理制度,在重金属污染土壤中种植不进入食物链的植物,选择能降低土壤重金属污染的化肥,或增施能够固定重金属的有机肥等措施来降低土壤重金属污染,从而改变土壤中重金属的活性,降低其生物有效性,减少重金属从土壤向作物的转移,从而达到减轻其危害的目的。
2.5生物方法
污染土壤的生物修复分为植物修复技术、微生物修复技术和动物修复技术。植物修复技术是指利用自然生长或遗传工程培育的植物及其共存微生物体系,清除污染物的一种环境治理技术。微生物修复技术是指利用土壤中某些微生物的生物活性对重金属具有吸收、沉淀、氧化和还原等作用,把重金属离子转化为低毒产物,从而降低土壤中重金属的毒性。动物修复技术是指利用土壤中某些动物能吸收重金属的特性,在一定程度上降低污染土壤中重金属含量。与其它治理重金属污染的技术相比生物修复技术设施较简便、投资较少、无二次污染,但是治理效率低。
3、今后的发展方向
在各种修复技术中,工程修复技术虽然效果好,但费用昂贵,难以用于大规模污染土壤的改良,而且常常导致土壤结构破坏、生物活性下降和土壤肥力退化。而农业措施虽然周期长,但只适用于轻度污染的土壤。生物修复费用低廉,而且能带来一定的经济效益,还具有一定的生态效益,是一种较为理想的方法,但也存在着对土壤肥力、气候、水分、盐度等自然和人为条件要求严格、对一种或两种重金属选择性修复等问题。植物修复技术作为一种新兴高效、绿色廉价的生物修复途径,现已被科学界和政府部门认可和选用,并逐步走向商业化。尽管存在上面这些难点, 重金属污染土壤的植物修复技术作为一种新兴的环境友好型修复技术,在今后环境污染治理中有望发挥不可替代的作用。
4、结语
近年来,我国金属矿业迅速发展,所造成的重金属污染日益加剧,而现有的重金属污染土壤的修复技术很多虽然很多,但都有其局限性,难以达到预期效果,因此,还需要将多种修复技术科学地结合起来综合应用,取长补短,才能达到更好的效果。
参考文献:
关键词:火灾残余物 环境毒害性 评估方法
火给人类带来了光明,但火灾产生的烟气及灰分直接或间接地影响着人们的居住周围环境,包括水、大气、土壤等。以往在对火灾进行研究时,人们关注的往往是人员伤亡和财产损失,而忽视了火灾带来的环境污染,其实火灾对环境的影响是极其深远的。因此,在防灭火技术不断进步、人们的防火意识不断增强的同时,对火灾残余物环境毒害性进行研究是十分必要的。
1 火灾残余物
1.1 火灾烟气
火灾烟气是一种混合气体:蒸汽、悬浮颗粒物或气溶胶。火灾烟气通常由以下三类物质组成[1]:
①燃烧物质释放出的高温蒸气和有毒气体;
②被分解和凝聚的未燃物质;
③被火焰加热而带入上升卷流中的大量空气。
烟气是由以上三类物质经过充分混合而成的混合物,它含有蒸汽、有毒气体和弥散的固体微粒。
火灾中可以导致人员死亡的最主要原因是烟气中毒。火灾统计结果表明:火灾死亡人数中70%-80%是烟气中毒。烟雾中的有毒气体主要来源于高分子材料在火灾中的燃烧,高分子材料在空气中燃烧产生的气体产物包括CO、CO2、SO2、NH3、CH4、HCN、HCl等,还会生成酮类、醇类、醛类、醚类以及其他一些复杂的有机化合物[2]。其中CO、CO2是火灾中致人死亡的最主要的气体。几乎所有的物质在不完全燃烧的条件下都会产生CO,它能很快与血红蛋白结合,使人缺氧而中毒;浮尘在气体的扩散作用下进入人体肺部粘附并聚集在肺胞壁上,可随血液送至全身,引起呼吸道疾病且会增大心脏病死亡率;火灾烟气具有较高的温度,对人体也有危害性;烟气能避光、降低能见度,妨碍安全迅速疏散,而且也妨碍正常的扑救,增加了中毒或烧死的可能性,对人具有较大的毒害性。
1.2 灰分
高分子材料燃烧过程排放的环境污染物,主要是由于其高温条件下的不完全燃烧产生的,主要成分是多环芳烃、卤代有机化合物和硝基化合物等。大多数高分子材料燃烧都可以产生多环芳烃(PAHs)。以苯并芘为代表的多环芳烃早已被确认具有致癌、致畸和致基因突变的三致作用。
2 火灾残余物的环境毒害性
2.1 火灾残余物对大气的影响
造成大气污染的主要物质是SOx、NOx、CO、碳氢化合物、炭黑粒子和飞灰等。烟气中的飞灰是燃料燃烧后剩余的细微固体颗粒物,少量的CO、H2、CH4、碳氢化合物、炭黑粒子等属于不完全燃烧的产物。粒径小于10μm的颗粒能在空气中长期悬浮并做布朗运动,容易进入人的呼吸系统。由于这些颗粒几乎不能被上呼吸道表面体液截留并随痰排出,很容易直接进入肺部并在肺泡内沉积,因此对人体的危害最大,其危害程度取决于固体颗粒物的粒径、种类、溶解度以及吸附的有害气体的性质等。燃烧过程产生的烟尘具有很复杂的化学组成,其中有含镍、镉、铬、铍、钒、铅、砷等的有毒化合物。特别是致癌物质苯并芘、苯芘蒽等,通过呼吸道或皮肤进入人体,引起肺癌或皮肤癌。
2.2 火灾残余物对水体的影响
火灾残余物对水体的影响主要表现在六个方面:
(1)无机污染物质。污染水体的无机污染物质有酸、碱和一些无机盐类,这种污染可使水体的pH值发生变化,妨碍水体自净能力。
(2)无机有毒物质。污染水体的无机有毒物质主要是重金属和非金属等有长期潜在影响的物质。主要有汞、镉、铅、砷、硫等元素。
(3)有机有毒物质。污染水体的有机有毒物质主要是燃烧过程中生成的氰化氢及灭火过程中冲刷出的各种有机农药、多环芳烃、卤代烃等。它们大多是人工合成物质,化学性质稳定,很难被降解。
(4)需氧污染物质。灭火救援产生的废水中所含的碳水化合物、蛋白质、脂肪和酚、醇等有机物质可在微生物的作用下进行分解。在分解过程中需要大量氧气,故称之为需氧污染物质。
(5)植物营养物质。主要是灭火救援产生污水中的含氮、磷等植物营养素。
(6)油类污染物质。主要是石油及石油产品对水体的污染。
2.3 火灾残余物对土壤的影响
燃烧产物如卤素化合物、含硫化物、含氮化合物等均能导致酸雨的产生,酸雨以自然降水形式进入土壤,引起土壤酸化。SO2、NO等有害气体在大气中发生反应而形成金属氧化物粉尘,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。进入土壤的污染物,因其类型和性质的不同而主要有固定、挥发、降解、流散和淋溶等不同去向[3]。重金属离子,主要是能使土壤无机和有机胶体发生稳定吸附的离子,包括与氧化物专性吸附和与胡敏素紧密结合的离子,以及土壤溶液化学平衡中产生的难溶性金属氢氧化物、碳酸盐和硫化物等,将大部分被固定在土壤中而难以排除;虽然一些化学反应能缓和其毒害作用,但仍是对土壤环境的潜在威胁。土壤中的污染物都可随地面径流或土壤侵蚀而部分流失,引起污染物的扩散;作物收获物中的重金属和残留污染物也会向外环境转移,即通过食物链进入家畜和人体等。NO等易于淋溶而污染地下水,NH3易于挥发而造成氮素损失并污染大气。
2.4 灭火剂对生态环境的影响
使用的泡沫灭火剂会加重水体的污染,还有大量用水是对生态环境的一种破坏;森林化学灭火剂可以通过地表径流和淋浴作用在土壤中扩散,进入溪流等自然水体时会引起水质变化,导致水生物受害;灭火剂中含有的磷酸铵、聚磷酸铵会造成植物烧伤以及生长期中毒[4]。
3 火灾残余物对环境影响的量化分析方法
目前环境的可持续发展日益成为倍受重视的课题,针对火灾残余物,可以通过其对盐泽螺旋藻和绿豆的毒性作用,来定量分析火灾残余物中烟气和灰分对于环境的毒害性大小及其具体表象。
盐泽螺旋藻是水中的初级生产者,是食物链的基础环节,并且具有生命力强、繁殖快、对环境条件变化反应敏感等优良特点,因此选取盐泽螺旋藻作为水生生物的代表是非常合理的。绿豆具有易于培养和生长迅速的优点,浮萍具有体积小,易于饲养和繁殖快速的优点,在环境毒理学等学科的研究中是非常有用的实验材料,因此在国内的生态毒理学研究中有着广泛的应用前景。借助盐泽螺旋藻和绿豆作为受试生物,对火灾烟气和灰分进行研究,进而引起人们对火灾残余物的环境污染问题的重视,同时可以作为国家量化分析火灾残余物环境毒害性的依据,以期推动一系列的相关政策出台。
参考文献
[1] 杨元.高层民用建筑中排烟系统的问题及对策[J] .魅力中国,2009(13):45-47
[2] 陈现景,张守鹏,杨晓洁等.烟密度测试仪使用中的问题及原因分析[J] .广东建材,2011(3):22-23
[3] 张光兴.土壤污染及防治对策[J] .汕头科技,2002(4):77-79