土壤治理方法范文
时间:2024-01-02 17:48:22
导语:如何才能写好一篇土壤治理方法,这就需要搜集整理更多的资料和文献,欢迎阅读由公务员之家整理的十篇范文,供你借鉴。
篇1
关键词:铅污染 重金属污染 治理 方法
土壤是人类赖以生存的必要条件,也是重金属元素在循环的过程中的必要环节。土壤的重金属污染是指在人类的生产活动中,排出重金属含量较高的物质散落在土壤中,在土壤中形成反应,超过一定时间后其土壤的微量金属含量值超过土壤本身的微量金属含量值,最终导致土壤重金属含量过高的一种现象。在重金属污染的土壤中耕作农作物,农作物也会受到重金属污染,人们长期食用后致使重金属在体内累积,严重危害了人们的身体健康,而降水、灌溉等使重金属从地表流入到地下水中,也可导致地下水重金属污染。铅污染是重金属污染之一,在治理铅污染的过程中,要以预防为主,防治兼施的方式进行治理。其治理方法包括物理方法、化学方法及生物方法。
一、土壤铅污染的治理方法
(一)物理方法
通过物理方法对土壤铅污染进行治理,主要以换土、隔离、客土以及电化学的方法进行处理,从而减轻土壤的铅污染并防止其扩散。
换土法是指将受到铅污染的土壤进行固定移除,移除后将没有被污染的土壤进行填补。隔离法是指以修建墙体的方式进行对铅污染区域的隔离,将其污染控制在一定的范围之内。受成本等方面的影响,隔离法只适用于受污染面积较小且污染相对严重的区域。客土法是将表层的土壤通过采用机器挖翻的方法与深层土壤调换,再向土壤调换处加入新土,从而降低被铅污染的土壤及植物的污染程度。电化学法是通过增加直流场,使土壤中的铅离子在直流场的作用下,发生氧化还原反应。从而达到去铅的目的。以上方法都能够对土壤铅污染进行有效的治理,但这些方法在实施的过程中会耗费大量人力物力和财力,而且对修复后的铅污染土壤进行处理的难度也很大,所以不适合广泛推广。
(二)化学方法
化学方法中主要采取化学修复的方法对铅污染的土壤进行治理。化学修复法是通过利用化学试剂加入到受铅污染的土壤中,使化学试剂与铅元素发生化学反应,而达到铅离子的降低或迁移。进行化学修复法的主要的方法有化学固定法、淋洗液洗脱法、螯合剂处理法、氧化还原法等方法。
化学固定法是通过固定剂与土壤中的铅元素进行化学反应,降低其生物有效性和迁移性,使土壤含铅程度降低,从而达到降低土壤铅污染的目的。淋洗液洗脱法是通过选取土壤淋洗液对铅污染的土壤进行淋洗,使铅离子由固体形态转化成液体形态,再将回收的淋洗液进行处理。螯合剂处理法也称为整合诱导修复技术,是通过促进植物对铅的超吸收而达到预期目的。常用的螯合剂主要有两种,分别是小分子有机酸类螯合剂和氨基多羧酸类螯合剂。此方法的优点在于能够快速降低土壤含铅量,缺点在于使用中存在水污染的风险,并能对植物产生危害。氧化还原法就是在受铅污染的土壤中添加还原剂,使其与土壤发生氧化还原反应,使土壤中的铅元素低化,从而降低土壤中铅的毒性和活性。
(三)生物方法
生物修复技术早在上世纪90年代初就已经兴起,它是一种新型治理土壤铅污染的技术,其方法旨在通过利用生物的一些特性来抑制土壤污染的生物方法,生物修复技术主要包括的内容有:植物修复技术、微生物修复技术、动物修复技术以及基因工程技术和细胞工程技术等。利用这些方法治理土壤铅污染的优势在于二次污染小、治理成本低、操作相对简单和治理效果显著。植物修复技术是指通过利用某些植物对土壤铅元素吸收的方法进行减少土壤中的铅含量,这种方法既快捷又简单方便,并且比较经济适用,符合生态发展要求,具有相当广泛的发展前景,其方法手段主要有植物挥发、植物提取和植物钝化三种。微生物修复技术是指通过利用微生物进行对土壤中铝元素进行化解,从而使土壤铝污染得以减轻。动物修复技术是指利用蚯蚓对矿山土壤污染进行治理,通过大量放养蚯蚓使之在土壤中对有毒物质进行体内分解,这种方法不仅治理成本低,而且还没有二次污染,是一种改良土壤的好方法。基因和细胞工程技术则是通过改变细胞内的关键酶或酶系统,可以提高微生物的降解速率,并形成降解有毒污染物的新型催化活性,从而对土壤铝污染进行治理。
(四)对污染源头的寻找与防治
如果土壤存在铝污染,则一定有其污染源,如果一昧的对铝污染进行治理,而不寻找其源头,那么治理也将毫无意义,所以,必须对造成土壤铝污染的污染源进行寻找,并杜绝铝污染现象的再次发生,而且找到污染源后必须通过以上方法去解决土壤铝污染问题,只有这样,土壤的铝污染才会得到根治。
二、土壤铅污染治理的意义
对土壤铝污染进行治理,具有重大的现实意义。
(一)对土壤铝污染进行治理可以使土壤的毒性减弱或消除,使土壤恢复正常的机能,从而适合植物的生长,为人类的生存环境的改善创造条件。
(二)污染是目前社会比较关注的公共话题,解决了土壤的铝污染,有利于可持续发展战略的实施。
(三)农作物的生长离不开优质的土壤,对土壤铝污染进行治理,利于农作物的种植,为人们的物质生活提供保障。从大的角度来讲,可以提升国家的粮食储备能力。
三、结束语
目前随着社会的不断发展,城市工业化不断加快,环境及土壤的污染也日益严重,因此对污染的治理工作显得尤为重要。针对污染的治理,需要我们采取适当的方法去进行,不要盲目的去进行治理,而导致土壤污染的状况恶化,要根据其污染的性质及污染的来源去进行综合治理,要利用科学技术进行对其改造,并以预防为主,防治兼施的原则去认真看待土壤的重金属污染。
参考文献:
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篇2
一、注重知识的溯本与求源,激发学生的学习兴趣
美国教育家布鲁纳说过:“学习的最好动力是对学习材料的兴趣”。 兴趣是一个人积极探求的一种最实际的内部动力,是学生学习积极性中最为现实、最为活跃的心理因素,它直接影响着学习效果。
在教学实践中,我总是积极向学生展示知识发生、形成的过程,尽可能充实和丰富历史和现实背景,使学生在这种背景中产生认知冲突,激发认知需要和探索的欲望。
始终注意立足于教材,适度地再现和引入数学家思维活动的过程,让学生的思维卷入问题被提出的过程、概念的形成过程、结论的推导过程、方法的思考过程等等。
注意引导学生通过展开独立的、充分的思维来获得知识,以至想“活”起来。我尽可能做到让学生有机会暴露自己在思维过程所必然要碰到的各种疑问、困难、障碍,同时给予时间加以解决。不贪图方便,不以讲解乃至直接的灌输代替引导和启迪。因为那样会导致学生以听讲代替思维,而结果是听起来好像什么都明白,事后自己动手做起来什么都不会。
二、注重加强解题的思维力度
在教学中,教师要引导和训练学生养成对解题全过程进行分析的习惯。解题开始时,要引导学生对课题的结构、性质、难度,以及课题与以前解决的课题的联系进行有效的估计和判断,以保证解题沿着正确的、有意义的乃至最佳的思考路线进行。解题中,要引导学生随时根据解题的进展和要求,调控自己的思考过程和方向。解题后,要引导学生检查是否达到预期的目的,考虑有没有更好的解题方案。
例如在进行五年级数学总复习时,我出示了这样一题:“某品牌牙膏出口处直径为5毫米,小红每次刷牙时都挤出1厘米牙膏,一支牙膏可用36次。现在该品牌牙膏推出新包装,将出品处直径改为6毫米,其它保持不变,小红还是按习惯每次刷牙时挤出1厘米牙膏,问推出新包装后这支牙膏可用几次?”
对于这道题,学生的一般解法是先求出每次挤出牙膏的体积,再求出这支牙膏的容积,然后求出推出新包装中小红每次挤出牙膏的体积,最后再求出可用的次数。这样显然较为麻烦,我启发能否考虑运用比进行求解。学生进行了思考,并经过讨论,认为这种牙膏原来出口处的直径是5毫米,推出新包装后出口处的直径改为6毫米,这样可得,原来出口处的直径与推出新包装后出口处的直径的比为5∶6,所以,原来出口处的半径与推出新包装后出口处的半径的比也为5∶6,而原来出口处的面积与推出新包装后出口处的面积的比为则为(5×5)∶(6×6)=25∶36。又因为小红在牙膏推出新包装的前后每次均挤出1厘米,因此可得,小红在牙膏推出新包装的前后每次挤出的牙膏的体积比为:(25×1)∶(36×1)=25∶36。因为在推出新包装时一支牙膏可用36次,因此可得,推出新包装后这支牙膏可用的次数则为:36÷36×25=25(次);或为:36×25/36=25(次)。
三、注重问题解决方法的掌握
(1)使学生产生问题意识。在数学教学中,没有问题也就难以诱发和激起求知欲,感觉不到问题的存在,学生也就不会去深入思考,那么学习也就只能是表层和形式的。据此,我在教学中把数学教学内容(思想、方法、知识)转换成一连串具有潜在意义的问题(设置问题情境)。提供给学生一种自我探索、自我思考、自我创造、自我表现和自我实现的实践机会,从而有效地增强学生的自我意识和自信心,形成积极进取的良好个性品质。具有强烈的问题意识才可以驱动学生不断地发现问题、提出问题、解决问题。
如教学“圆面积计算”,我先引导启发学生自己提出问题思考:(1)圆可转化成什么图形来计算面积?(2)转化前后图形有什么关系?让学生带着问题去探究。通过动手操作,学生自己发现了圆的面积公式。整个教学过程,教会了学生探求新知识的本领。可以应用知识间的转化和联系;了解动手操作也是解决问题的方法;通过认真观察、比较,有序地思考问题,顺利地解决问题等。
(2)让学生养成数学思维方法。数学作为一门自然科学,有着自己的存在方式和特别的思维方法,只有养成数学思维方法,人们才能快速有效地解决相应的数学问题。这就要求教师在数学知识教学的同时,也要突出数学思维方法的渗透。
例如这样一题“有一个四位数,个位与千位上两个数字的平方和等于13,十位与百位上数字的平方和等于85,千位数字减去个位数字等于百位数字减去十位数字,若从该数中减去1089,所得的数仍为这四个数字组成,但顺序正好相反,求这个四位数是几?这道题目用一般方法进行求解难以下手,就是用方程求解也显然较为麻烦,因此我引导学生用推理的方法进行求解。
篇3
关键词:国内;土壤污染;现状;治理措施
在国家建设和社会经济发展过程中,环境污染问题始终得不到有效解决,甚至有不断恶化的趋势,最近几年,土壤污染现象越来越严重。我国是农业国家,土壤是十数亿国人赖以生存的重要条件,若是任由土壤污染现象自然发展而不予以有效治理,土壤污染问题会严重危害到农产品食用安全,并且土壤中的重金属污染物还会迁移到大气中,进而严重降低我国的国民综合健康水平。由此可见,土壤污染问题绝对不容忽视,而深入分析国内土壤污染现状及治理措施,有利于促进我国土壤污染治理工作的有效开展[1]。
1国内土壤污染现状
经济的高速发展往往伴随着环境问题,当前我国的土壤环境问题比较严重,尤其是在农业以及工业活动较为频繁的地区,土壤污染的问题非常严重,这些规模化的生产活动,对土壤造成了较为严重的破坏。经过对多个地区的土壤进行监测后发现,超过两成的监测土壤存在污染超标的问题,其污染物主要为锌,镉,铜,铅等重金属污染。在对土壤分布进行研究时发现,我国南方地区的污染程度比北方地区更加严重,尤其是在长三角以及珠三角和传统的工业基地东三省的污染问题尤为严重,这也说明了经济发展程度较高以及工业发展程度较高的地区的土壤污染问题较为严重[2]。
2土壤污染治理策略
2.1土壤有机污染物治理策略
2.1.1原位修复技术治理策略为了保证土壤污染物的处理效果,应尽量根据污染状况选择科学的治理技术,原位修复技术相对来说比较适合受破坏较小的土壤,在众多的土壤修复技术和方法中,原位修复技术能够有效地降低修复成本,并实现土壤污染物的有效降解,原位修复技术能够对土壤的深层污染进行有效地治理。在利用原位修复技术处理土壤污染时,应注意尽量对废弃物进行分离和控制,防止出现二次污染,降低修复效果。2.1.2异位修复技术治理策略除了原位修复技术外,还有相对应的异位修复技术,这种修复技术通常采用原地处理和异地处理两种方法进行修复活动。这种修复方法能够有效地对修复过程中的各类措施进行控制,相比较原位修复技术因为修复技术不会产生较多的废物副产品,所以修复效果更好。但在采用异位修复技术时,需要大量的土方开挖,所以会产生较多的运输问题,这大大的增加了修复的成本投入。2.1.3物理治理及热处理策略除了原位和异位修复技术之外,还需要有针对性解决土壤有机污染的策略,所以会用到更多的土壤污染治理方法,如覆土稀释法以及玻璃化和蒸汽提取等方法,对土壤进行有机物污染处理。这些处理方法通常被分类为物理污染处理方法,采用物理方法进行污染处理时,不会对土壤造成较大的破坏,治理效果较好,并且在土壤修复的控制过程中,作业条件更加灵活和方便。在开展有机物污染处理过程中首先应当对土壤的结构特点进行分析,通过分析结果来确定采用哪一种有机物污染处理方法,从而制定有效的治理方案[3]。2.1.4化学治理策略除了物理方式治理有机污染物,还可以通过化学方法对有机污染物进行处理,具体方法是通过微波放射或者催化氧化来对有机污染物进行处理,在进行化学治理过程中应当对具体的流程进行严格规范,通过科学的分析针对不同的有机污染物进行有效的治理。2.1.5微生物治理策略微生物治理有机污染物也是常见的一种治理措施,其依据的工作原理是土壤中的有机污染物可以作为微生物生长繁殖所需要的能源,所以通过在土壤中投放微生物,来消耗土壤中的有机污染物,在这个消耗过程中有机污染物被转化为水和二氧化碳,这是一种非常优质的处理方法,操作过程中不会产生大量的废物副产品。在进行微生物治理有机污染物的过程中,可以通过植物与微生物的伴生关系来提升处理效果,因为植物本身具备较强的吸收污染物的能力,这能够有效地提升微生物分解效率。这种处理有机污染物的方法虽然非常有效,但其弊端是需要花费比其他修复方法更长久的时间,因为生物可能会产生的降解酶具有针对不同污染物的差异性,所以要通过监测结果来对微生物的数量和类型进行控制,以增强有机物污染的处理效果[4]。
2.2土壤重金属等无机物污染治理措施
2.2.1物理、化学治理策略在进行土壤重金属污染物的处理过程中,较为常见的处理方法为淋洗法、电解法以及热解析法等多种不同的方法,其中热解析法的治理效果最为明显。通过热解析法能够吸收土壤中99%以上的汞。而对于铅、铬等类型的金属通过电化法处理能够取得较好的效果,电化法能够去除土壤污染物中超过90%的铅、铬重金属。而淋洗法则适用于提取土壤污染物中的无机污染物,并进行有效的回收处理。因此,淋洗法对无机污染物具备较好的治理效果。一般来说,利用化学方法对土壤进行处理主要是通过使用不同的稳定剂吸附或改变不同污染物中重金属的状态,来减少重金属对土壤的污染。这种治理方法能够暂时性地改善土壤的污染问题,但却无法根除土壤中的污染物,虽然该方法效果较好,但土壤污染物的隐患始终存在。2.2.2植物联合微生物超积累治理策略通过利用植物与微生物的特性,将二者进行联合应用来对土壤中的无机物以及重金属进行治理,这种方法能够对相关污染物进行快速地吸收转化、分解和固定。在具体的操作过程中,可以寻找适应性植物,通过在污染土壤中培育这种植物,使得植物在生长过程中能够对重金属产生吸附效果,在某种情况下还可以对植物进行基因改善,使得植物能够适应这种受到污染的环境提升吸收效果,这种方法几乎不会产生其他危害,治理成本较低,效果较好,并且具备一定的美化功能。2.2.3植物、微生物、化学等联合治理策略化学螯合剂能够有效地将土壤中的重金属转化成螯合物,通过在土壤中种植植物可以对螯合物进行吸收和降解,并配合电压法对被污染的土壤中的重金属进行溶解,此时正处在污染土壤中的植物就可以对这些溶解后的重金属进行有效地吸收。依照微生物与植物共同对土壤污染进行治理的原理,实现了对污染物的吸收并处理的目的。某些情况下,相关人员能够通过有机肥料与微生物进行结合,并通过有机肥料来促进微生物对重金属的吸收能力,从而实现污染物的治理目标[5]。
3土壤污染的有效治理策略
3.1加强法制建设,完善相关法律法规
为了解决我国当前的土壤污染治理问题,除了要提高重金属以及有机物的污染处理水平之外,还应当加强法律法规的建设工作,通过不断完善法律法规来促进社会各界参与到土壤污染控制和治理工作中。通过法律手段对污染地区及污染目标进行监控,并通过对污染程度的监测来设定污染预警机制,从而可以通过监测预防以及治理来缓解土地污染的现状。政府应当对已经存在的相关制度及法规进行有效落实,通过对生产过程中的污染情况进行监督,避免企业为了片面地追求经济利益而忽略了环境污染问题。而且要设立责任人制度,以便从制度上监督企业,通过对土壤的监测以及责任划分来解决工农业生产过程中所产生的污染问题。
3.2科学规划土壤管理
依据我国当前农业发展的现状,应当对土壤进行有效的规划和科学设计,对农业生产过程中土壤的使用方式进行相关标准的制定,通过农业生产的方式以及各类投入来提升农业生产的效率,降低对化肥的依赖,不断推广绿色有机农业,通过对农作物的研究和改良,增强农作物的抗病能力并以此解决农业生产活动中对农药和化肥的使用数量。通过改善农业活动的灌溉方式来降低水污染程度,保护水资源,建立符合现代特征的农业生产方式。
4结语
在上面的论述中,详细说明了目前国内土壤污染现状,鉴于土壤污染问题的严重性,当务之急就是积极探寻导致土壤污染问题的实际原因,并针对土壤污染治理措施进行更加深入、更加细致地研究探讨,而政府部门也需要对土壤污染治理给予政策及法律法规方面的支持,加强土壤管理措施规划,为土壤污染治理的有效实施提供良好条件。
参考文献:
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[4]解丽娟,谢志远,郭光光.试论我国土壤污染的现状、危害及治理策略[J].新农业,2020(19):63-64.
篇4
关键词:土壤污染 重金属 危害 修复方法
土壤是人类赖以生存的主要自然资源之一,也是人类生态环境的重要组成部分[1-2]。随着近年来经济发展,工农业生产不断扩大,所产生的废水和废渣也不断增多,不但破坏地表植被,而且其中有毒有害重金属还随废水的排放及废渣堆的风化和淋滤进入周边土壤环境[3-6]。目前我国受镉、砷、铬、铅等重金属污染耕地面积近2,000万公顷,约占总耕地面积的1/5,其中工业“三废”污染耕地1,000万公顷,污水灌溉的农田面积已达330多万公顷。
1. 土壤重金属污染的定义
在自然界,重金属以各种形态存在,常见的金属元素有铜、铅、锌、铁、钴、镍、锰、镉、汞、钼、金、银等;其中既有对生命活动所需要的微量元素,如锰、铜、锌等;但大多数重金属元素在环境中对环境都会有一定的污染作用,主要包括汞、镉、铅、铬以及类金属砷等对生物体具有显著毒害作用的元素[7]。重金属的密度一般在4.0以上,约60种元素。但是由于不同的重金属在土壤中的毒性差别很大,所以在环境科学中人们通常关注锌、铜、钴、镍、锡、钒、汞、镉、铅、铬、钴等。砷、硒是非金属,但是它的毒性及某些性质与重金属相似,所以将砷、硒列入重金属污染物范围内。由于土壤中铁和锰含量较高,因而一般不太注意它们的污染问题,但在强还原条件下,铁和锰所引起的毒害亦应引起足够的重视。
土壤重金属污染是指由于人类在生产活动中将重金属带入到土壤中,致使土壤中重金属累积到一定程度,含量明显高于背景,并可造成土壤质量的退化、生态与环境的恶化现象[8]。土壤本身含有一定量的重金属元素,如植物生长所必需的Mn、Cu、Zn等。因此,只有当叠加进入土壤的重金属元素累积的浓度超过了作物需要和忍受程度,作物才表现出受毒害症状,或作物生长并未受害但产品中某种金属的含量超过标准,造成对人畜的危害时,才能认为土壤已被重金属污染[9]。如土壤环境质量标准值(GB15618-1995)[10]。
2. 土壤中重金属的来源、种类
土壤重金属污染主要是由工业产生的“三废”以及污水灌溉、农药和化肥的不合理施用等农业措施引起的。随着工农业生产的发展,重金属对土壤和农作物的污染问题越来越突出,部分地区土壤重金属污染现象十分严重。总体来讲,土壤重金属污染源较广泛,即有自然来源,又有包括人类活动带入土壤的部分,目前主要来源为人为因素。主要包括大气尘降、污水灌溉、工业废弃物得不当堆放、采矿及冶炼活动、农药和化肥的过多施用等[11-12]。
2.1 污水灌溉
污水灌溉通常指的是使用经过一定处理的城市污水灌溉农田、森林和草地。中国水资源较为紧缺,部分灌区常把污水作为灌溉水源来利用。污水的种类按其来源可分为城市生活污水、石油化工污水、工业矿山污水和城市混合污水等。城市生活污水中重金属含量虽然不多,但由于我国工业发展迅速,许多工矿企业污水未经分流处理而排入下水道与生活污水混合排放,从而造成污灌区土壤Hg、As、Cr、Pb、Cd、Zn等重金属含量逐年累积[15-16]。在分布上,往往是靠近污染源头和城市工业区土壤污染严重,远离污染源头和城市工业区,土壤几乎不受污水中的重金属污染。
污灌在北方比较严重,因为我国北方比较干旱,水资源短缺严重,并且许多大城市都是重工业大城市,所以农业用水更加紧张,污水灌溉在这些地区较为普遍。据统计,我国北方旱作地区污灌面积约占全国90%以上。南方地区相对较小,仅占6%,其余则在西北地区。污灌不仅导致土壤中重金属元素含量的增加,而且还会在人体内富集。研究显示我国沈阳、温州和遂昌等地由于污水灌溉引发了人体镉中毒;鞍山宋三污灌区土壤中Hg、Cd的累积显著,污染严重;用处理过的污水灌溉是解决干旱地区作物需水问题的一条可行途径。但由此导致的土壤污染特别是重金属污染必须引起重视。
2.2 农药和化肥污染
农药和化肥是重要的农用物资,对农业生产发展起到重要的推动作用,但如果不合理施用,则可导致土壤中重金属污染。部分农药在其组成中含有Hg、As、Cu、Zn等重金属元素,过量或不合理使用将会造成土壤重金属污染。肥料中含有大量的重金属元素,其中氮、钾肥料含量相对较低,而磷肥中则含有较多的有害重金属,另外复合肥的重金属含量也相对较高。施用含有重金属元素的农药和化肥,都可能导致土壤中重金属的污染。
2.3 矿山开采和冶炼加工
我国重金属矿产相对丰富,在金属矿山的开采、冶炼过程中,会产生大量废渣及废水,而这些废渣和废水随着矿山排水和降雨进入土壤环境中,便可直接地造成土壤重金属污染,这在我国南方地区表现得尤为突出。
3. 重金属污染的特点及危害
3.1 重金属元素污染土壤的主要特点
在土壤环境中重金属污染特点可以分为两部分:一是土壤环境中重金属自身的特点,二是重金属元素在不同介质中所表现的特点。具体特点如下:(1)形态变换较为复杂,重金属多为过渡元素,有着较多的价态变化,且随环境Eh,pH配位体的不同呈现不同的价态、化合态和结合态。重金属形态不同则其毒性也不同;(2)有机态比无机态的毒性大;(3)毒性与价态和化合物的种类有关;(4)环境中的迁移转化形式多样化;(5)生物毒性效应的浓度较低;(6)在生物体内积累和富集;(7)在土壤环境中不易被察觉;(8)在环境中不会降解和消除;(9)在人体内呈慢性毒性过程。(10)土壤环境分布呈区域性;
过量的重金属会引起动植物生理功能紊乱、营养失调、发生病变,重金属不易被土壤微生物降解,可在土壤中累积,也可通过食物链在人体内积累,危害人体健康。土壤一旦遭受重金属污染,就很难彻底消除,污染物还会向地下水和地表水中迁移,从而扩大其污染。因此重金属对土壤的污染是一类后果非常严重的环境问题。
3.2人类因土壤重金属污染而遭受的危害[25]
(1)土壤污染使本来就紧张的耕地资源更加短缺;(2)土壤污染给农业发展带来很大的不利影响;(3)土壤污染中的污染物具有迁移性和滞留性,有可能继续造成新的土地污染;(4)土壤污染严重危及后代人的利益,不利于可持续发展;(5)土壤污染造成严重的经济损失;(6)土壤污染给人民的身体健康带来极大的威胁;(7)土壤污染也是造成其他污染的重要原因。
4. 对重金属污染的防治及修复
4.1 对土壤污染的预防
目前,仍未找到可广泛应用且行之有效的重金属污染治理方法,但控制污染源,是防止土壤污染的根本措施之一,同时利用土壤的自净作用对污染物净化具有一定的预防作用。控制土壤重金属污染源,即控制进入土壤中的重金属污染物的数量和速度,通过土体自身的净化作用,降低污染。
(1)控制和消除工业“三废”
尽量利用循环无毒工艺,减少和消除重金属污染物的排放,对工业“三废”进行回收改善,使其化害为利,并严格控制工业生产中污染物排放量和浓度,使之符合排放标准。
(2)土壤污灌区的监测和管理
在污灌区对灌溉污水的重金属元素进行控制,监测水中重金属污染物质的成分、含量及其变化,避免引起土壤污染。
(3)合理施用化肥和农药
对于农药和化肥的施用,应以环保无毒为准则,禁止或限制使用高残留农药,大力发展高效、低毒、低残留农药,发展生物防治措施。为保证农业的增产,合理施用化学肥料和农药是必需的,但需控制好施用量,否则会造成土壤或地下水的污染。
(4)土壤容量和土壤净化能力的提高
在农业生产过程中,施用有机肥,改良松散型沙土,改善土壤胶体的种类和数量,增加土壤对有害重金属的吸附能力和吸附量,从而减少重金属在土壤中的生物有效性。利用微生物品降解土壤中的重金属,提高土壤净化能力。
4.2 土壤中重金属污染的修复方法
(1)工程措施
工程治理措施是指在土壤环境中,用物理或物理化学的原理来减少重金属污染物的措施。主要包括客土,换土,翻土,淋洗液热处理以及电解等方法。以上方法措施的治理效果相对彻底,但实工过程复杂、所需治理费用较高且比较容易引起土壤肥力效果降低。
(2)生物措施
生物治理是指利用能够在土壤中生存的生物的某些习性来抑制和改良土壤重金属污染。Nanda Kumar P B A等发现某些特殊植物对土壤中的重金属元素具有富集作用。寇冬梅等研究认为食用菌对重金属具有吸附作用。所用方法有动物治理,微生物治理,植物治理等。生物措施的优点是实施较为简便易行、投资较少且对环境破坏小,而缺点是在短期内不易得到治理效果。
(3)化学措施
化学治理方法是利用化学物质和天然矿物对重金属污染进行的原位修复技术,目前,在许多区域得到应用。化学治理措施主要包括利用土壤改良剂、抑制剂,增加土壤有机质、阳离子代换量和粘粒的含量,改变pH、Eh和电导等理化性质,使土壤重金属发生氧化、还原、沉淀、吸附、抑制和拮抗等作用,以降低重金属的生物有效性。化学治理措施优点是治理效果相对较明显,而缺点是容易再度活化。
(4)农业措施
农业治理措施是通过改变耕作方式和管理制度来达到降低土壤重金属危害的方法。M.Puschenreiter等探讨了利用农业耕作措施治理土壤重金属的方法,得出在不同污染地区种植不同的农作物可有效降低重金属的污染。治理方法主要包括控制土壤水分,选择合适的农药、化肥,增施有机肥,选择农作物品种等。农业治理措施的优点在于操作简单、费用不高,而缺点是需要较长治理周期却治理效果不显著。
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篇5
【关键词】土壤污染;重金属;治理方法
土壤,为人类提供生存所需的自然环境,为农业生产提供必要的资源。我们所面临的许多问题,诸如环境问题、粮食问题、资源问题等等,都和土壤息息相关。自上世纪20年代以来,工业发展,导致金属产量急剧增加,进而导致重金属环境污染问题。含有重金属的污染物通过多种方式进入土壤,导致土壤重金属污染问题。现在,很多发展中甚至发达国家,都面临着土壤污染问题。这一问题的日益严重,也引起了人们的广泛关注。因此,本文将围绕土壤重金属污染的现状、治理方法等方面展开。
1.我国土壤重金属污染的现状
目前,我国大陆受到重金属污染的耕地面积约为2000万公顷,大约占耕地总面积的1/5。其中,受矿区污染的耕地面积约200万公顷,受石油污染的耕地面积约500万公顷,受固体废弃物堆放污染的耕地面积约5万公顷,受“工业三废”污染的耕地面积约1000万公顷,受污水灌溉的耕地面积约330万公顷。由于土壤污染,我国农业粮食产量每年减少约1300万吨,更为严重的是,因为受到污染,土壤的多种功能,如营养功能、净化功能、缓冲功能、有机体的支持功能等功能正在逐渐丧失。
2.土壤重金属污染的后果
第一、土壤污染导致耕地资源短缺。
第二、土壤污染威胁人、畜的身体健康。
第三、土壤污染阻碍农业生产的发展。
第四、土壤污染会导致其他的环境污染问题。
第五、土壤污染危及子孙后代的利益,阻碍农村经济的健康、持续发展,不利于国家经济的可持续发展。
3.土壤重金属污染的治理
3.1物理防治
物理防治主要采取排土、换土、去表土、客土和深耕翻土等措施。不同地区应采取不同的措施:
(1)污染严重的地区,适合采取排土、换土、去表土、客土等措施。这些措施可以从根本上去除土壤中的重金属污染物。具体方法:将重金属重污染地区的土壤放到高温、高压的条件下,使之变成的玻璃态物质,然后将重金属固定在玻璃态物质中,进而达到去除重金属污染物的目的。这种方法可以在根本上去除土壤中的重金属污染物,而且见效迅速,但这种方法工作量大、费用高。因此,这种方法常被用在重金属重污染地区的抢救性修复工作中。
(2)污染较轻的地区,适合使用深耕翻土这种方法。这一方法可以降低土壤表层的重金属含量。
3.2化学防治
化学防治的方法很多,如:
3.2.1添加重金属改良剂
在土壤中添加一些处理重金属污染时的常用到的改良剂改良剂,诸如磷酸盐、石灰以及硅酸盐等。它们可以和土壤中的重金属污染物发生化学反应,进而生成难溶化合物,从而减少土壤和植被对重金属污染物的吸收。
3.2.2施加重金属螯合剂
土壤中的重金属大都吸附于土壤固体表层,因而土壤溶液中的重金属含量相对较少,所以,我们可以在土壤中施加重金属螯合剂。这样做可以提高土壤中重金属的有效态,更易于流动、吸收。
3.2.3施用重金属拮抗剂
在土壤中,重金属元素之间有拮抗作用。我们可以利用一些对人体没危害甚至是有益的金属元素的拮抗作用,减少土壤中重金属的有效态。所以,在轻度污染的土壤中、施加少量的有拮抗性的金属元素,将能起到很好的防治作用。
3.3生物防治
生物防治,可以采取以下措施:
3.3.1植物吸收
可以通过植物的吸收作用来减少土壤中的重金属污染物含量。这类植物很多,如羊蕨属植物、笕科植物等,这些植物对土壤中的重金属的吸收率可达到100%。
3.3.2微生物降解
使用清洗剂将土壤表层附着的重金属解吸到土壤溶液中,然后随着清洗液一起流入预定的水体中,并和微生物发生作用,从而实现消除土壤中重金属的目的。
3.3.3生物防治很多优点,如效果好、没有二次污染、费用低、易管理、易操作等,因此受到人们的普遍重视
3.4农业生态防治
农业生态防治,可以采取以下措施:
3.4.1控制土壤的氧化―还原条件
在浸水的土壤中,重金属常常以难溶态的硫化物的形式存在。所以,控制土壤中的水分和氧化―还原电位,在作物壮籽期间,保证土壤处于一个相对稳定的水淹期,就可以减少植物吸入的重金属含量,进而减少果实和籽中的重金属含量。
3.4.2改变作物品种
改变作物品种,也可以在一定程度上降低土壤中的重金属含量。如:在受污染较严重的地区,种植花卉和经济林目等;而在受污染较轻的地区,种植耐重金属性较强强的作物,如改旱地为水田,或者旱地、水田进行轮作,以调整PH、EH,从而降低土壤中重金属的有效性。
目前,以上列举的治理土壤重金属污染问题的技术还不能被广泛地应用,其原因有成本过高、实地应用的经验不足、处理效果不稳定等。随着科学技术的发展,开发、研究工作的深入与完善,这些治理方法一定可以日趋完善,并被广泛运用。
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篇6
关键词 耕地;土壤修复;循环经济
中图分类号 S156 文献标识码 A 文章编号 1007-5739(2017)09-0210-04
Abstract Soil pollution is the key factor that restricts the development of agriculture in China. It has great practical significance to strengthen the soil remediation and treatment of cultivated land. In this paper,the situation of China′s agricultural land was analyzed,based on the brief review of the present methods of soil remediation,the ideas of circular economy for soil remediation and the case taking the ideas of circular economy as the guidance were elaborated,and some suggestions were put forward to promote the development of farmland soil remediation.
Key words cultivated land;soil remediation;circular economy
土地在人发展中的作用举足轻重。人们的生产和生活均需要土地资源的支撑,土地是人类赖以生存的基础,也是经济社会发展的最基本要素资源,加强土地资源保护对于人类社会发展至关重要。
1 我国耕地形势
耕地是土地的核心组成部分,耕地的数量和质量对于一个国家的粮食安全、食品安全、人民健康水平、生态环境乃至整个经济发展均具有决定性作用。近年来,由于我国经济粗放型发展的特点较为突出,加之工业化、城市化的快速推进,耕地资源的破坏情况相当严重,农业可持续发展面临严峻挑战。
1.1 耕地资源相对稀缺
我国地域广阔,土地资源总量较大,但由于人口众多,人均土地资源不足,2014年我国年中人口为13.6亿人,人口密度为145人/km2,是世界平均人口密度的2.59倍。另一方面,我国地形较为复杂,高原、山地较多,适合耕种的土地相对较少,耕地资源稀缺。2013年我国人均耕地面积为0.078 hm2,是世界平均水平的39.62%,是耕地资源较为稀缺的东亚及太平洋地区平均水平的75.4%,即使与同样人口大国的印度相比也有较大差距(表1)。
我国耕地资源平均质量水平偏低。国土资源部《2014中国国土资源公报》显示,根据土地评定级别划分,我国优等地面积仅占全国耕地评定总面积的2.9%;高等地面积占全国耕地评定总面积的26.5%;中、低等地面积占全国耕地评定总面积的70.6%。
1.2 耕地资源保护任务艰巨
近年来,我国政府积极采取各种严厉措施,严格保护耕地数量。2006年,《国民经济和社会发展第十一个五年规划纲要》将1.2亿hm2耕地保有量作为具有法律效力的约束性指标;2008年,《全国土地利用总体规划纲要(2006―2020年)》进一步明确2020年我国耕地保有量1.203亿hm2的目标;2013年底中央农村工作会议再次强调,耕地红线要严防死守,1.2亿hm2耕地红线仍然必须坚守。但由于工业化、城市化快速发展,开发区、工业园区、房地产项目建设如火如荼,特别是部分地方盲目追求经济增长速度,竞相攀比开发项目,耕地资源受到不同程度的侵害。根据国土资源部《2014中国国土资源公报》显示,在政策严格控制的背景下,近年来我国耕地面积整体仍呈现微弱减少态势。2013年,我国耕地面积为1.35亿hm2(图1),较2009年减少26.67万hm2。
1.3 耕地污染状况相当严重
改革开放以来,我国农业活力得到了释放,农作物产量大幅提高。2014年,我国粮食产量达到6.07亿t,是1978年的1.99倍;棉花总产量617.8万t,是1978年的2.85倍。在温饱问题得到解决的同时,单纯追求产量,生产方式粗放,农业生产呈现出化肥、农药过度依赖特征。化肥的不合理施用不仅可以导致土壤酸化,降低微生物活性,而且还会增加土壤中的重金属和有毒元素。同时,由于土壤肥力和化肥施用效率的下降,往往会陷入不断进一步过量施肥的恶性循环[1-2]。2014年,我国化肥施用量达到5 995.9万t(表2),是1978年的6.78倍。部分发达国家公认的单位土地化肥施用合理上限约为225 kg/hm2,2014年我国单位土地化肥施用量已经为362.4 kg/hm2,是上述标准的1.61倍。农药的危害更为突出,有研究指出,只有30%~40%农药被利用,真正作用于靶标生物的仅为0.1%,绝大部分农药对土壤、水、大气等环境介质产生严重污染[3-4]。目前,我国是世界最大的农药生产和使用国,2013年农药施用强度为10.95 kg/hm2,是1991年的2.1倍,为世界平均水平的2.5倍。
除此之外,污水灌溉、地膜大量使用以及工矿企业和城市的间接污染,我国耕地污染状况已经相当严重[5]。2005―2013年,环保部和国土资源部联合开展了首次全国土壤污染状况调查,2014年了调查公报。调查结果显示,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。耕地土壤点位超标率为19.4%,其中轻微、轻度、中度和重度污染点位比例分别为13.7%、2.8%、1.8%和1.1%,主要污染物为镉、镍、铜、砷、汞、铅、滴滴涕和多环芳烃。
1.4 耕地污染负面效果逐步显现
改革开放以来,经过30多年的努力,我国农业发展成效卓著,基本解决了世界最多人口的温饱问题。党的十提出到2020年全面建成小康社会,对农业发展提出了更高的要求。然而,耕地污染已经成为制约我国农业发展的关键问题。耕地污染不仅降低农作物产量,危及我国的粮食安全,而且农作物吸收和残留的污染物将通过食物链对人体健康造成不利影响。2013年,广东“镉大米”事件受到了广泛关注,食品安全已经成为全社会高度关注的话题。
除了“显性影响”之外,近年来“隐性饥饿”现象也越来越受重视。“隐性饥饿”是指机体由于营养不平衡或者缺乏某种维生素及人体必需的矿物质,同时又存在其他营养成分过度摄入,从而产生隐蔽性营养需求的饥饿症状。营养不平衡所形成的“隐性饥饿”将导致人类多种疾病,对人们健康需求构成了极大威胁。目前,普遍认为,农作物的“隐性饥饿”是人类“隐性饥饿”的主要原因,而耕地污染是造成农作物营养缺失的主要诱因。
如何探寻一条适合我国特色的耕地土壤修复和治理之路,不仅对促进农业持续发展具有重要意义,而且也是我国建成小康社会的重要保障。针对土壤调查所展现出的问题,2013年初国务院办公厅印发了《近期土壤环境保护和综合治理工作安排》,提出力争到2020年,建成国家土壤环境保护体系,使全国土壤环境质量得到明显改善。
2 耕地土壤修复与治理典型技术
目前,我国耕地土壤污染途径呈现多样化的态势,既有传统农业生产方式所形成的内生性污染,也有工业企业和城市生活产生废弃物所造成的转移性污染,污染物包括有机污染物和无机污染物,持续性污染和非持续性污染相结合。在这种背景下,我国耕地土壤修复面临较大挑战。
2.1 休耕与轮作
休耕是指在土地耕种一段时期后,停止一段时期作物种植,以保证耕地营养成分的恢复以及污染物的降解。世界上许多国家均设立了休耕制度,20世纪80年代中期美国就开始实施“土地休耕保护计划”,重点补贴土壤极易腐蚀和环境敏感的作物用地。轮作是利用不同作物的特点,在不同时间段有顺序地轮换种植不同作物,以实现土地肥力的保护。轮作无论是在我国还是在欧洲,都有很长的发展历史。休耕和轮作不仅对于保护地力有重要作用,而且也对土壤污染的治理有积极作用[6-7]。有研究显示,休耕和轮作对缓解土壤酸化、增强土壤对酸碱的缓冲性能、降低土壤酸化速度均具有积极作用。近年来,我国政府也积极尝试开展休耕轮作制度,农业部引发的《2016年种植业工作要点》中明确指出,在玉米非优势产区、河北地下水漏斗区和南方重金属污染区,分别开展轮作和休耕试点。
休耕和轮作虽然对于土壤恢复具有积极作用,但土壤修复的作用有限,特别是对于持续性污染的治理很难发挥效果,而且也无法阻止新污染物的产生。同时,由于休耕和轮作均对农业生产造成一定的限制,在我国耕地资源稀缺的背景下,大范围应用和推广难度较大。
2.2 重金属污染修复
重金属是耕地土壤污染的主要组成部分,近年来随着来自工业和机动车的污染增加,耕地重金属污染状况有所加剧。重金属不仅通过食物链对人健康产生影响,而且也会对地下水及生态环境造成破坏。重金属污染治理一直是土壤修复的重点,目前已经形成了一系列修复方法[8-10]。
2.2.1 物理修复技术。物理修复技术是通过物理方法进行重金属污染修复的技术总称。传统方法有客土、换土、去表土和深耕翻土法,其基本思路是通过土壤混合和置换来降低污染。热脱附法是通过对土壤加热,去除具有挥发性的重金属,该方法工艺简单,但操作成本高,去除重金属的种类有限。
2.2.2 化学修复技术。与物理修复不同,化学修复往往涉及重金属或土壤的化学反应。土壤淋洗是采用淋洗剂去处重金属污染,该方法可以应用于重度污染的土壤,但淋洗液成本较高,同时易造成地下水污染和植物营养缺失。化学改良剂修复是通过添加改良剂改变土壤特性,促使重金属发生氧化、还原、沉淀、吸附等作用,降低重金属的生物有效性,面对不同的h境该方法尚待研究。
2.2.3 物理化学法。物理化学法是综合采用物理和化学的方法。电动修复是在土壤中构建电场梯度,促进重金属迁移和聚集,再采用适当的物理或化学方法处理,该技术目前还处于研制阶段。稳定/固化修复技术是通过物理或者化学方法阻止重金属的释放、迁移和扩散,从而降低重金属对于农作物及生态环境的影响,但该方法并未实现重金属的根本性去除,仍存在潜在风险。离子拮抗技术是通过元素之间相关作用降低重金属毒性,例如硒对部分重金属具有显著的拮抗作用。
2.2.4 生物修复技术。生物修复技术是利用动物、微生物和植物降低重金属含量和毒性。就本质而言,生物修复技术也是将重金属吸附或固定。植物修复主要分为植物提取、植物挥发和植物固定,提取和挥发是通过植物作用将重金属从土壤中去除,而固定则是降低重金属的移动性和毒性。微生物修复是利用微生物对重金属吸附、沉淀、氧化-还原作用降低重金属的毒性。动物修复是利用低等动物吸收土壤中的重金属,该方法具有一定的局限性。总体来看,生物技术成本低、风险小,是土壤修复的重要方向。植物修复技术虽然具有费用低和环境优化的特点,但处理重金属能力有限,单一植物修复范围较小,同时需要较长的种植周期,对农业生产具有一定的影响。相比较而言,微生物修复技术更具发展潜力和应用前景,是耕地修复技术的研究重点。
2.3 有机污染修复
化肥、农药的大量使用使我国耕地面临较为严重的有机污染,有机污染是土壤酸化和板结的重要原因,同时也对人类健康和生态环境构成巨大威胁[11-12]。有机污染修复是土壤治理研究中的重要领域,有机污染修复技术得到世界各国的重视。综合来看,有机污染修复主要理念和途径与重金属修复相同,各种方法均具有各自的优缺点(表3)。随着微生物技术的发展,微生物修复在处理有机污染方面展现出较好的发展前景。
3 耕地土壤修复循环经济理念
经过几十年的探索,尽管部分技术还未成熟,但土壤污染修复已经形成了多种技术路线并行发展的技术体系,为耕地污染治理奠定了基础。综合来看,目前土壤修复技术仍秉承了线性思维,即以问题为导向的解决方法。这种思维方式存在如下主要问题:一是将污染修复与污染防治分离,无论是物理法、化学法还是生物法,修复主要是降低污染物含量或毒性,而无法对新增污染物进行控制;二是将污染修复与农业生产分离,目前修复技术基本上是事后处理,即延续了传统的先污染后治理的思路,而且修复过程往往与农业生产过程脱节,修复过程或多或少对农业生产造成影响,部分修复技术还需要停止农业生产活动,在我国耕地资源稀缺的背景下,现有修复技术大幅推广面临挑战。
与传统的线性思维不同,循环经济强调经济活动与自然生态的统一,最大限度地降低人类生产活动对生态环境的影响。自21世纪初引入我国以来,循环经济在各个领域的实践发展迅速,取得了显著成效。农业是重要的基础性行业,也是循环经济发展的重点领域。2013年,国务院印发的《循环经济发展战略及近期行动计划》提出了构建循环型农业体系的总体要求。立足生态环境发展,以循环经济理念引导耕地土壤修复对于提升耕地治理水平具有重要现实意义。
3.1 耕地土壤修复中的“减量化”原则
在减少土壤中污染物存量的同时,最大限度地减少污染物增量,实现污染物存量“减量化”和污染物增量“减量化”的统一。一方面,在土壤修复过程中严格避免对土壤的二次污染;另一方面,积极探讨与农业生产过程相融合的土壤修复新方法,将农业生产与土壤修复、土壤保护相结合。
3.2 耕地土壤修复中的“资源化”原则
一般而言,经济活动都将伴随废弃物的产生,转变传统方式,积极开发废弃物的再生利用是循环经济的核心内容。目前,国内外研究表明,禽畜粪便、生物有机肥不仅有利于土壤改良,增加土壤肥力,而且也对于修复土壤重金属污染、减少污染物的生态风险具有显著作用,成为相关领域的研究前沿。畜禽粪便属于典型的农业废弃物,其在耕地修复领域的应用为耕地治理资源化利用农业废弃物奠定了基础、开辟了道路。
耕地土壤修复中的“再利用”原则。农业生产是一个复杂的系统,经过多年的摸索,目前已经形成了多种种植、养殖、加工的循环经济体系,这些循环经济产业链代表了现代农业发展的方向。作为农业生产的重要环节,将耕地土壤修复纳入农业循环经济体系,积极推进适应循环经济要求的耕地土壤修复方法和途径,实现整个农业生产过程的循环再利用是现代农业发展的必然要求。
4 基于循环经济理念的耕地土壤修复案例
安徽一企业采用了生物有机肥、微生物、微量元素相结合的方法进行土壤修复,在基于循环经济理念的耕地土壤修复方面进行了有益的探索[13-14]。该方法的核心思路是将土壤修复技术引入生物有机肥之中,从而实现农业生产与土壤修复过程的统一,降低土壤修复对农业生产的影响,降低新污染物的增加。
4.1 主要技术原理
该技术的载体为生物有机肥,主要原料为禽畜粪便和沼气池沼液,以此为基础可以构建“养殖―沼气―生物有机肥―种植”的农业循环经济体系。土壤修复主要来自2个方面:一是通过提取和培育区域性土壤原生态益生菌,对土壤微生物环境进行修复和改善。微生物环境的改善,有利于促进农作物对养分的平衡吸收,减少生长对化学肥料的依赖性,同时还由于生防微生物的参与,提高植物自身免疫功能和对抗多种病虫害的综合抗性水平,减少化学农药的施用。此外,该方法还有助于保护区域土壤的多样性,由于采取区域代表性的原生菌群落,促进区域土壤原生微生物环境的修复,对于区域特色农产品的种植具有积极作用。二是通过微量元素的补充,对土壤中的重金属污染物产生一定的拮抗作用,降低重金属的毒性。另外,土壤微量营养元素(如锌、硒、硅等)的平衡补充也对于农作物生长、产品品质提高具有促进作用。
4.2 应用实践效果
整体而言,该方法仍处于探索阶段,但在相关领域的应用已经展现出一定的实践效果。2013年开始,相关机构在安徽省金寨县以六安瓜片的种植为基础开展了一系列土壤修复技术应用研究。目前,已经完成了对作物和土壤的初步检测。
在茶叶叶片对比分析之中,该方法培育出的茶叶叶片栅栏组织相对厚度、栅栏组织细胞平均数、叶面背后平均气孔数均要多于普通方法种植和野生环境生长的茶叶。在茶叶成分比较中,该方法培育出的茶叶微量元素和营养成分含量均远高于市场上销售的主要茶叶品种。
对土壤进行微生物基因组DNA分析,结果显示该方法对茶园真菌群落构成的影响是使之向原生态环境“趋近”,并由此带来整个土壤微生物环境的改变,使土壤细菌群落构成有异于传统茶园。
5 推进耕地土壤修复的建议
目前,我国耕地土壤污染问题已经相当突出,由此造成的经济社会问题也日益凸显,加强耕地土壤修复和治理已经迫在眉睫。耕地土壤修复既是一个技术问题,也是一个经济问题,具有很强的复杂性,合理选择耕地土壤修复方法和路径对于我国农业健康发展具有重要意义。
5.1 树立耕地土壤修复系统观,积极引入循环经济理念
充分认识农业生产的系统性,综合考虑各种影响因素,特别是在我国耕地资源相对不足、粮食安全面临挑战的背景下,注重耕地土壤修复与治理的整体效应,尽可能降低对农业生产的影响。作为系统理论的重要体现,经过多年努力循环经济已经在农业领域中得到了较快发展,并取得了@著效果,代表了现代农业的发展方向。耕地土壤修复与治理要积极融入农业循环经济体系,加强循环经济理念对技术路径选择的指导,从而切实解决我国土壤污染问题。
5.2 完善土壤治理相关政策,促进耕地土壤修复与农业循环经济融合发展
目前,我国还没有耕地土壤修复的专项政策和规划,耕地土壤修复缺乏整体的指导。根据目前我国耕地污染状况,应加快相关政策的制订,科学评估现有土壤修复的技术和方法,制订切实可行的耕地土壤修复总体战略。耕地土壤治理和循环经济发展涉及多个主管部门,国家发改委、环保部、农业部等有关部门应加强沟通交流,增强相关政策之间的衔接,加强循环经济理念对耕地土壤修复的指导,积极探索耕地土壤修复循环经济新模式。
5.3 加强技术研发,积极推广先进的土壤修复技术
耕地土壤修复具有很强的技术性,土壤污染问题治理有赖于技术创新的支撑。支持科研院所、高校开展相关研究,基于我国土壤特点创新土壤修复技术。根据农业生产和农业循环经济的特点,重点突破关键技术,为耕地土壤修复与农业循环经济融合发展创造条件。鼓励有条件的企业开展基于循环经济的土壤修复模式的试验和示范,完善相关技术的服务支撑体系,加强对相关技术的评估,积极推广和应用先进技术,探索适合我国国情的耕地土壤治理途径。
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篇7
当前耕地土壤重金属污染现状和特征
综合多部门调查结果判断,目前我国重金属污染耕地面积约1.8~2.7亿亩,主要分布在我国南方湘、赣、鄂、川、桂、粤等省区,污染区域主要为工矿企业周边农区、污水灌区、大中城市郊区和南方酸性水稻土区等。土壤重金属污染具有以下特征:首先,土壤重金属污染具有隐蔽性和滞后性,一般是看不见摸不着的。因此,很多人都会问土壤污染到底是不是病?比如说重金属镉污染,都看不到镉,无法让地方政府和老百姓感觉到有害。除非有表观现象,或者有继发性的毒害事件,才会引起人们对土壤污染的关注。其次,土壤污染呈现的危害一般是潜伏和间接的。我在湖南做了一个案例,试图找到土壤污染与人体健康间的关系。在一个信息隔绝的小村子里,土壤受到了污染,但这个地方的水是干净的,老百姓吃的蔬菜也是干净的。通过连续三年的观察,没有发现两者的必然联系。后来查找了国际上很多相关研究,确实发现土壤污染对人体健康没有直接的关系。再次,土壤中的重金属具有积累性和地域性。我国大面积的土壤重金属污染已经有了报道,包括我们自己也做了研究,多半与水系有关,具有一定的流域性,如发生在湘江流域、西江流域的土壤污染。最后,土壤重金属污染具有不可逆性和难以修复的特点。耕地土壤重金属污染为什么非常复杂?一是污染来源非常复杂,灌溉水、大气沉降、农业投入品都会影响耕地土壤中的重金属含量。二是农业的种类繁多,有水田、旱地,有的种小麦、有的种菜。因为种类繁多,所以目标值比较多样化,这就导致修复非常复杂。三是在耕地污染治理方面,部门管理割裂。由于重金属污染影响的目标非常多样,不同部门的关注点不同,与耕地有关的有农业部、粮食局、质量监督局,还有环保部、水利部、国土部等,这种部门割裂导致了土壤治理的复杂性。
国际修复的经验
国际上,美国和日本这些国家对于土壤污染的认识至少比中国早二三十年。美国1935年开始有土壤保护法,1978年因拉弗河(Love Canal)污染事件促使了超级基金法案的诞生,开始对污染场地治理和管理。目前,国际上关于土壤修复的经验非常多,已经有了比较完整的技术体系。按照位置变化,有原位、异位、原地、异地处理;按操作来讲有物理、化学、生物、综合方法。具体的技术体系有挖掘、填埋等一系列技术方法。但是这些技术的发展基本上以物理化学为基础,大部分是不适合治理耕地污染的。在为数不多的案例中,日本“痛痛病”发源地污染土壤花了30~40亿来治理,采用的是客土法;台湾的这种案例采取的方法是翻耕稀释法,也就是大家俗称的深耕改土。
同时,我也检索了国内外相关的科技文章,2005年到2010年之间大部分都是生物修复、植物修复、钝化修复。2010年以后,技术开始多样化。但是,1600多篇文献中大概有一半是针对污染场地的,一半是针对耕地的。治理污染场地的方法比较多样化,但治理污染耕地技术就比较简单,多半是固化/稳定化。SCI检索的大部分文章都是停留在机理研究。在耕地研究方面,中国的研究非常多,国际上基本上没有。
国内修复技术进展
中国真正关注土壤污染应该是在“十二五”期间,2006~2008年大家开始关注土壤污染,大规模研究也是在“十二五”后期。有几件较有影响的事情,其中有2000年启动的“863”项目,和2014年启动的湖南“长株潭”试点。
“十五”期间的一个“863”项目中有关重金属污染修复技术,主要是开展超富集植物的筛选,国家大约投入1000万元来进行技术研究和产品开发。“十一五”期间,国家投入相对改变了,在矿山修复、石油污染修复、多环芳烃污染农田修复方面,大概投入了2000万元。之后,国家环保部在“十一五”末期开展工业场地修复,这个阶段农田修复反而被忽略了。“十二五”末期的“长株潭”试点和“十三五”的重点研发任务,对耕地污染的治理越来越重视,投入更多。目前内常用的技术体系主要有如下5种:
一是原位钝化技术。通过吸附、耦合、沉淀、氧化还原反应,把重金属变成不活泼的,减少植物对重金属的吸收。该技术主要产品就是钝化材料,现在已经开发得非常多。从原来非常简单的含磷物质,到现在的纳米材料等,还包括各种新型材料,这是我国目前研究的热点。
二是植物阻隔技术。就是种植低吸收品种,一种是通过常规的筛选方法,一种是通过选育方法,这种技术是非常有效的,能够大幅度降低重金属在农产品中的累积。例如,低吸收的水稻品种和常规的水稻品种的镉吸收量相差一倍;不同的蔬菜品种,镉的累积有很大的差别。
三是超富集植物提取技术。这是我国发展最早的、在世界上最有话语权的技术,就是在污染区种超富集植物。所谓超富集植物,就是植物地上部污染物的积累量大于根部的积累量。最早提出超富集植物的是一位国外科学家,国内最早研究超富集植物的是南京大学马奇英教授和中科院地理科学与资源研究所陈同斌研究员,他们发现了蜈蚣草。目前,有很多团队比如南土所、浙江大学在做超富集植物提取的相关研究,很有成效。
四是种植结构调整。针对中高风险的农田,也就是说在重金属污染的田地,种植不具备超富集植物能力的经济作物,切断重金属往植物转运。很多人考虑能源植物、经济作物、中草药等,但最关键的,种植结构调整要形成新兴的产业。
五是农艺调控措施。我推荐这种方法,这是目前很多区域做示范时采用的方法。这种方法比较简单,比方针对镉,长期淹水就能够降低镉,通过施磷肥能够明显降低植物中砷的吸收,通过调整PH值也能够改变。
湖南重金属污染治理案例
2013年爆发的镉大米事件,严重影响了水稻生产和销售,造成不良影响,使“重金属污染问题”成为社会关注的焦点。2014年农财两部实施了“湖南重金属污染耕地修复及农作物种植结构调整试点”工作,近期我所作为委托方对试点工作进行第三方评估。湖南试点工作涉及耕地面积广、财政经费大、人口数量多,也是目前世界上规模最大的一个耕地污染治理工程。
耕地修复的总体原则就是“因地制宜、政府引导、农民自愿、收益不减”,主要修复技术就包括刚才讲到的5项技术。针对湖南重金属污染耕地,相关部门提出了“分区分类”治理方案,以农艺措施为主,实现“边修复边生产”。
湖南试点工作取得了不错的成效。就种植结构调整措施而言,从经济效益方面来说,我们发现不同替代作物的净收益差距还是很大的,其中蛋白桑的效益最好,其既可作为饲料,也可以作为蔬菜食用。从成本分析来看,人工成本投入是最大的,其次是物料成本和农机成本。
对于湖南试点工作情况,我们进行了大面积的访谈和问卷调查,访谈对象包括农民、种植大户、合作社等,发现目前试点工作还面临着一系列的问题:最关键问题是治理资金;技术落实不到位,导致整个试点面临着很大压力;社会力量,包括企业、合作社,总体上参与程度不够;修复方案设计与现实脱节。
篇8
关键词 重金属;钴;土壤污染;修复
中图分类号 X53 文献标识码 A 文章编号 1007-5739(2013)07-0222-02
目前,全球经济迅速发展的同时也造成了日趋严重的环境污染问题,其中土壤重金属污染备受瞩目[1]。重金属在土壤中高度富集,恶化土壤环境质量,影响农作物的产量和品质,严重危害土壤的生态循环,其通过食物链进入人体,危害人们的身体健康,威胁人类的生存环境[2-4]。在各种重金属中,高浓度的钴明显抑制植物生长发育,因此土壤中钴污染越来越受到人们广泛的关注[5-7],钴含量高的农产品也会损害人和动物的健康,造成心肌和胰腺损伤,降低甲状腺浓缩碘的能力等[8]。
1 重金属钴污染土壤的特性和危害
土壤中含钴量为0.05~65.00 mg/kg,中值为8 mg/kg。岩石风化的土壤,钴的浓度变化不大,如含钴为59 mg/kg的玄武岩风化后含钴为81 mg/kg,略有富集[9-10]。试验结果表明:钴在土壤溶液中浓度为0.10~0.27、1.00、5.90 mg/L时,分别对西红柿、亚麻、甜菜有毒害作用[11-12]。钴浓度为10 mg/L时,可使农作物死亡。美国规定灌溉用水钴的最大容许浓度为0.2 mg/L。前苏联提出生活供水水源中钴的最大浓度为1 mg/L,渔业用水为0.01 mg/L[13-14]。随着人类对钴元素的开发和利用,钴污染越来越严重,主要的污染来源有矿藏开采、原子能工业排放的废物、核武器试验的沉降物、医疗放射性、科研放射性等。钴是植物生长的必需微量元素,是维生素B12的组成成分,适量的低浓度钴对植物生长有促进作用,但是如果浓度过高将使植物受到毒害作用[15]。重金属污染物对土壤的污染具有长期性、隐蔽性和不可逆性,不仅降低土壤质量,导致农作物产量和品质的下降,还危害人类健康。如果环境被具有放射性的钴污染,其放射性是持久的,随着衰变逐渐降低,放射性会严重影响周围动植物的生长和发育,如果食用了含放射性钴的食品,会导致脱发,严重损害人体血液内的细胞组织,造成白血球减少,引起血液系统疾病,如再生贫血症,严重的会使人患上白血病(血癌),甚至死亡[16-18]。因此,修复重金属污染钴土壤,受到科学家们的广泛关注。
2 治理重金属污染土壤的方法
目前国内外采用多种方法且多为交叉使用方法来修复和治理重金属污染的土壤[19-22],一般分为3类,即化学修复法、物理修复法和生物修复法。化学修复法包括2种,一种是化学淋洗[23],是指污染土壤中加入化学溶剂,通过外压或者重力作用,将重金属溶解在溶剂中,实现重金属转移至液相态,然后将溶液抽提出土层,再对溶液中重金属进行处理;另一种是化学改良剂[24],土壤添加改良剂以后,可以通过对重金属的产生拮抗、氧化还原、吸附、沉淀等作用,使重金属在土壤中的存在形态发生改变,然后进入土壤深层或地下水迁移,从而降低其生物有效性。物理修复法是基于机械物理的工程方法,主要包括3种,即翻土、换土和客土法、热处理法和电动修复法。生物修复法是通过各种生物的代谢活动降低土壤重金属含量,包括4种,即菌根修复法、微生物修复法、植物修复法及动物修复法。澳大利亚等国的研究较为深入,主要集中在利用超富集植物对土壤中的重金属元素进行吸收,但大面积普及难度较高[25-26]。利用沸石等物质降低重金属在土壤中的迁移等方面。国内也开展了关于土壤重金属的污染治理研究,但仍然存在局限性,对于动物修复的机理还不是很明确,植物修复易造成植株生长缓慢、植株矮小、生长周期长等。
3 治理钴污染土壤的方法
钴分为2类,即不具有放射性和具有放射性,不具有放射性钴就是一般的重金属元素。目前,国内外对土壤中的重金属钴元素的研究主要集中在测量其含量、钴在植物中迁移规律以及钴对植物生长的影响[27-28],而钴污染土壤修复方法研究较少,在实践中还是采用重金属污染土壤常规的3种修复方法,即物理修复法、化学修复法和生物修复法。具有放射性钴污染主要是由于矿藏的开采、钴的利用、科学研究、核电站等造成的,对其处理国内外采取的主要方法是把污染的土壤封存起来,集中到一个地方,进行自然衰变,避免人和动物进入,但是矿藏污染比较难以控制,污染面积较大,由于自然界本身作用规律,迁移速率较快,对环境影响比较严重。辐射剂量较高的钴污染土壤用固定的桶装起来,放到处置场进行处置,每个国家都有专门的放射性污染处置场,这需要花费较大的人力和物力,而且占用地方比较大,时间较长。近年来,科学家们正开展常规重金属污染土壤修复方法和放射性污染土壤处理方法联合研究,利用生物修复法选择富集度高的植物种植在被放射性物质污染的土壤中,放射性物质从土壤转移到生物体内,达到了浓缩放射性物质的目的,同时美化了环境,减少了污染,然后再集中焚烧植株,进一步浓缩放射性物质,这给后续处理节省了大量人力、物力、财力等[29-31],如日本福岛核电站事故发生后,日本科学家们在被放射性污染的土壤中种植了向日葵、油菜等植物。
4 展望
随着钴污染日益加重的情况,钴污染土壤修复技术的研究和应用势在必行。物理方法和化学方法不仅费用昂贵而且常常导致土壤结构破坏,土壤生物活性下降和土壤肥力退化等,同时对具有放射性钴污染土壤不能降低或者消除其放射性,生物修复法和放射性处理方法结合起来无论从技术上还是从实践应用方面都是切实可行的,其优势明显可见。联合修复技术今后应加强以下几个方面的工作:一是加强对国内超高积累钴植物的筛选工作,开展对富集钴植物的培育工作,把生长慢、低生物量的超富集钴植物,培育成生长快、生物量大的植物,进行推广、商业化。二是钴富集植物收获后的处理,具有放射性的主要采用焚烧法,然后再集中桶装;不具有放射性的采取堆肥法、高温分解法、灰化法等多种处置技术。探求既有经济效益,又能使污染物得到妥善处置的修复植物产后处理技术还需要不断努力。
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篇9
1.1建设阶段对环境的影响
我国的铀矿山分布在全国15个省市、30多个地县境内,在铀矿开发项目的建设和阶段会产生一定量的污染物,这些污染物排放到周围环境,这在一定程度上影响了周围的大气、水、土壤等自然环境。开发建设过程中,地表景观破坏,耕地植被生产破坏、水土流失加剧等生态问题。矿山井下开采引起的地面沉陷,露天开采引起的滑坡等地质灾害。
1.2生产运行阶段的影响
生产运行阶段为重点阶段,也是环境污染最严重的阶段,其中重金属污染、地下水污染、固体废弃物污染等已经成为了世界性话题。
1.2.1重金属污染
尾矿、废石中重金属元素很容易随雨水在土壤中迁移,重金属进入土壤环境后,扩散迁移比较缓慢,且不被微生物降解,通过溶解、沉淀、凝聚、络合、吸附等过程后,容易形成不同的化学形态。当其在土壤中积累到一定程度时,就有可能通过土壤—植物(作物)系统,经食物链被动物或人体摄入,潜在危害性极大。因此重金属污染问题必须引起高度关注,并采取相应措施加以防止。
1.2.2地下水污染
传统的铀矿开采、加工和水冶过程中产生的放射性元素经过多种途径进入地下水,并随地下水流动而扩散,给地下水及其生态安全造成严重危害。矿区地质变化会引起地下水位的下降。溶浸采铀中的原地浸出采铀工艺,具有明显的环保优势,“三废”大量减少,但溶浸液的扩散或渗漏也会在不同程度上造成地下水环境污染问题。黄国夫指出:酸法浸出对地下水影响较大,大量溶浸剂和氧化剂导致含矿含水层中各种试剂组分含量增高,水酸度增大,重金属含量和有害元素大大超标。张振强指出:碱法浸出可使铵离子引入造成污染。对矿区及附近地下水质检测尤为重要。
1.2.3固体废弃物污染
我国铀矿的开采力度在逐年增大,我国铀矿具有类型多,规模小,形态复杂,矿化不均匀,品位低,埋藏条件多变,矿石开采量大,采矿贫化率高等特点。开采一吨铀矿石往往需要采出4~7吨固体废物。铀矿采冶造成的固体废物主要是放射性废物,铀矿开采、冶炼时产生大量低品位废石和矿渣,长期堆放在矿区废石堆和尾矿库中,其放射性虽然不及高放废物强但由于规模大、数量多,且多以露天存放,因而是一个不容忽视的放射性污染源。
1.3退役后的铀矿山
退役铀矿山的主要污染有:放射性废渣,未封闭的坑道口,露天采场废墟,矿冶尾渣,废水,土壤中氡析出率等。主要工作有废石堆治理、矿井封闭、废水处理和辐射环境治理及监测等。
2修复技术
2.1构建环境影响评价体系
铀矿山的各阶段难免给周围自然环境,生态环境,地质等带来损害。既然无法避免就应使其危害最小化。环境影响评价制度,是构建人与自然和谐发展的重要手段。因此,在铀矿山建设、开采过程中,要严格执行该制度,实现铀矿开采与环境治理的一体化,并且使环境影响评价制度伴随铀矿开采的整个过程。
2.2重金属污染的治理方法
目前我国常用的治理重金属污染方法为物理法、化学法、生物法。物理法和化学法虽然效率较高,但是存在消耗成本高,对土壤结构损害较大,会带来二次污染等缺点。生物法不仅成本较低,不会带来二次污染,还能够在治理重金属污染的同时修复矿山的生态系统。但生物法也有其缺点如治理效率较低、效果较差。根据不同的土地条件,必须选择不同的植物类型。尽管植物修复技术在治理重金属污染方面得到了广泛的应用,但在植物选取方面仍有待加强。寻找、筛选和培育对重金属具有超级累能力的植物,及增加其生长量缩短其生长周期的方法。我们不仅仅是提高单个技术得营运,把三种方式结合起来扬长避短,获得一个最优的处理方法。
2.3地下水污染修复技术
铀矿区地下水中污染物质复杂,影响因素较多,需要相应的理论、技术和方法支持,才能做到地下水污染的修复。目前国内主要有地表净化法和地下清除两类。
2.3.1地表净化法
地表净化法是指将被污染的地下水抽取到地表专门的处理场地,经过多重化学反应,得到大量难溶行盐类,处理后深埋地下。这种方法不仅要求专门收集和存储措施,处理费用高,易造成二次污染,故未被广泛运用。近几年来,人们开始将目光转向绿色,安全廉价的生物修复技术。植物根系过滤技术在废水,湿地污染修复中具有极好的效果,通过植物-微生物共存作用,可将铀从地下水体活土壤中永久性去除。2.3.2地下清除法地下清除方式是从注孔中加入净化剂或通过专门技术构筑地下含水层处理工程,来达到消除污染的治理方式。地下清除方法较多,而微生物原位修复技术前景较为开阔。Lovely提出利用微生物以氢作为电子供体将地下水中可溶性的六价铀转化为难溶的四价铀,进而防止其迁移和扩散。Pollmann等从德国铀矿废石中分离得到了一种细菌,可以高度富集毒性金属以及贵金属等,在铀矿山地下水污染治理中具有良好的前景。
2.4固体废弃物污染处理方法
铀矿山固体废弃物主要污染为氡的析出和占地面积过多。有矿石废渣中的氡,可通过迁移而大量进入大气中,对周围人们造成一定的辐射,对周围环境造成污染。目前较常用的方法为覆盖法,即使用粘土、黄土、红土、石块或者水泥等不同物质覆盖在废渣石,以降低氡的析出。配合使用含磷物质和植物修复技术对周围铀、铅等重金属进行吸收降低其辐射和重金属含量,最后将去除掉铀等金属的废渣石进行再利用,可回填井下采空区。即可减少污染又取得了较好的经济效果。
2.5退役后的铀矿山
废渣石、废水、矿井封闭及监测为退役铀矿山的主要工作。废渣石可采取上述方法处理。对铀矿山矿井封闭可采用全井充填方式或者封闭淹井的方式,效果良好。关于废水可建造废水沉淀池或污水处理厂。通过物理法、化学法、生物法、水稀释法、循环利用法等方法进行废水处理。我国部分矿山循环利用吸附尾液,使污水排放量大大减少。在退役铀矿山治理的问题上不仅技术重要,而源项调查和长期监护方面也很重要。
3结论及展望
篇10
关键词:污染场地 治理 经济政策
中图分类号:X505 文献标识码:A 文章编号:1674-098X(2017)01(c)-0071-03
污染场地治理修复问题正日益受到关注,并随着相关法律法规的强化,场地治理修复需求正逐步得到释放,污染场地修复的政策和资金机制问题日益成为场地修复的瓶颈。因此,该文从经济政策和资金机制的角度对现状做了梳理,并针对目前存在的主要问题,提出了针对性的政策建议。
1 污染场地管理相关的政策分析
1.1 法律法规及管理政策
受到多种历史因素的影响,我国环境保护领域虽然也高度关注环境污染治理问题,但是一直将关注的焦点放在到水和大气方面上,对土壤污染问题相对忽视,特别是在当前《大气污染防治法》和《水污染防治法》已经出台,在社会背景下得到广泛的实施,土壤污染治理方面的法律法规仍然没有得到相应的制定,对土壤污染治理工作的优化开展产生了不良影响。现阶段我国土壤污染方面的法律法规还没有形成体系,分散在不同类型的法律法规中,并且只存在原则性的规定,无法对污染场地治理和土壤修复提供科学的指导。
纵观我国土壤治理方面的法律法规,在农业环境保护方面的《农业法》《农用污泥中污染物控制标准》《基本农田保护条例》《农产品质量安全法》《农田灌溉水质标准》等相关法律条款中有所涉及,主要目的是希望能够合理控制农药、化肥等过度使用造成的土壤污染问题。
防治“三废”污染的有《固体废物污染环境防治法》《水污染防治法》《大气污染防治法》等,适用于合理预防和治理废气、废水以及固体废弃物不合理处置可能形成的土壤污染问题。
土壤保护本身的有《土地管理法》《土地复垦条例》《土地管理法实施条例》等,主要用于土地管理和再开发。
除了在上述相对零散的法律法规中涉及到的部分土壤污染的法律规定外,我国相关环境保护部门针对场地污染治理需求也出台了相应的意见,希望加强对场地污染治理工作的规范,如在2004年环保局经过系统研究签发的《关于切实做好企业搬迁过程中环境污染防治工作的通知》、环保部2008年的《关于加强土壤污染防治工作的意见》以及2012年由环境保护部、工业和信息化部、国土资源部、住房和城乡建设部联合的《关于保障工业企业场地再开发利用环境安全的通知》,四部委的联合通知主要针对工业企业场地变更利用方式,变更土地使用权人时所要开展的环境调查、风险评估、治理修复等工作做出了具有可操作性的规定,是目前推动工业污染场地修复的主要法规依据。
此外,在污染场地治理工作开展较早的地方,如沈阳、重庆等地,对污染场地治理修复法规政策也进行了一些地方上的探索。沈阳市环保局、沈阳市规划和国土资源局经过联合分析和研究后共同印发《沈阳市污染场地环境治理及修复管理办法》(试行)、重庆市人大常委颁布的《重庆市环境保护条例》,这些地方法规都在不同程度上弥补了当地在污染场地治理方面法规政策的不足,对于指导污染场地工作开展起到了重要作用,也为其他地方乃至全国的污染场地法规制订提供了先行经验和范例。
在重新修订的《环境保护法》主要针对土壤修复问题做出了明确限定,在第三十二条中提出应该进一步加强对大气、水、土壤等方面的保护,并结合实际需求建立更为完善的调查、检测、评估修复制度,保证土壤修复工作的顺利推进。环保部正加紧制定《土壤污染防治行动计划》,预计将在2016年颁布出台。近年来,国家真正认识到土壤污染和治理工作的重要性,土壤污染修复工作方面的专门法律研究和制定已经受到重视,这对推动污染场地修复、规范修复市场将起到巨大作用。
1.2 污染场地标准
1.2.1 质量标准
在质量标准方面,我国在1995年对土壤环境质量控制要求制定的《土壤质量环境标准》是当前土壤污染治理工作中能够参照的最权威标准,在评价和修复污染场地方面发挥着极其重要的作用。但是由于《土壤质量环境标准》的制定时间相对较早,受到当时社会发展情况的影响,在制定质量标准的过程中主要集中在农田土壤环境质量控制方面,与当前以工业污染场地修复为主的情况存在较大差异,已经无法满足新时期场地污染治理的实际需求。
其他土壤环境保护质量标准还包括《展[会用地土壤环境质量评价标准(暂行)》以及在2014年7月份废止的《工业企业土壤环境质量风险评价基准》和《食用农产品产地环境质量评价标准》等,但是这些标准一般都是针对专门问题提出的,所以适用性偏低,无法满足普遍性的场地污染治理需求。如《展览会用地土壤环境质量评价标准(暂行)》就是针对展会用地土壤环境质量控制提出的,一般仅适用于展会用地土壤环境质量评价项目,缺乏普遍适用性。
但是居住类的项目目前还没有制定科学合理的使用土壤质量评价标准,这也在一定程度上造成在将工业用地转变为居住用地的过程中,没有相契合的质量标准进行参考,对居住用地项目进行选址的过程中也缺乏相应的质量标准支持,造成在污染场地修复实践标准使用的不确定性和任意性,也造成地方环保部门的监管依据不足,甚至难以开展,居住用地的土壤使用安全存在隐患。
1.2.2 技术导则
在2014年2月,国家环境保护部正式颁布了《场地环境调查技术导则》(HJ 25.1-2014)、《场地环境监测技术导则》(HJ 25.2-2014)、《污染场地风险评估技术导则》(HJ 25.3-2014)、《污染场地土壤修复技术导则》(HJ 25.4-2014)以及《污染场地术语》(HJ 682-2014)。对污染场地治理修复程序、方法和术语进行了规范,对场地修复调查、监测、风险评估和治理修复技术选择等环节提供了具体、可操作的技术指导,对污染场地修复工作的规范和评价提供了依据。
1.3 与经济刺激有关的政策
目前我国尚未出台专门的污染场地修复经济政策,已有的与经济刺激有关的措施也比较分散,与经济刺激有关的政策有如下方面内容。
政策日期单位主要内容有《关于组织申报历史遗留重金属污染治理2012年中央预算内投资备选项目的通知》,日期2012.2.14,发改委对于原责任主体属于地方企业的项目给予最高不超过总投资30%的补助,对于原责任主体属于中央下放地方企业的项目给予高不超过总投资45%的补助。《湘江流域重金属污染治理实施方案》(2012―2015年),时间2012年6月27日,湘政办“十二五”末,重金属企业数量及重金属排放量比2008年减少50%,经过治理,力求2015年铅、汞、镉、砷等重金属排放总量在2008年基础上削减70%左右,“十二五”期间完成项目856个,总投资505亿元。《关于保障工业企业场地再开发利用环境安全的通知》,日期2012年11月27日,环保部、工信部、国土资源部、住建部提出了对城镇工业企业污染场地进行管理方面的基本工作任务有:对污染场地的土地用途加以规范有:对污染场地的土地流转问题加以控制;严格排查污染场地;对污染场地的土地流转工作进行科学管理;积极组织开展污染场地的治理和修复工作;严格进行环境风险评估和治理修复管理;防范场地污染;以“谁污染,谁负责”的原则确认责任主体;强化保障;加强组织领导等。《矿山地质环境恢复治理专项资金管理办法》,日期2013年3月27日,财政部、国土资源部成立专项资金,用于矿山地质环境恢复治理工程支出及其他相关支出。
2 污染场地修复市场基本发展现状
由于污染场地的修复工作存在一定的专业性和复杂性,因此,污染场地的治理研究已经得到了发展,但是污染场地修复和治理仍然是政府部门需要高度重视的、工业企业搬迁后必须解决的重点场地房地,也是产开发工作难点。同时,受到居民健康意识进一步的影响,我国污染场地修复项目也呈现出逐渐增多的发展态势,专业性的场地修复企业逐渐出现,对我国污染场地治理和修复工作的发展产生了一定的影响。
现阶段,由于在污染场地治理方面强制性法律法规存在严重缺失,并且场地修复工作机制也没有得到明确的限定,因此,土壤修复市场尚未得到真正的激活,造成我国土壤修复工作表现出较强的地域性特征,大部分项目由污染企业内部或者当地环保部门进行处理,统一的场地污染治理和修复市场尚未形成。此外土壤修复产业项目具有较高的集中度,也是发展现状中较为重要的问题,绝大多数项目集中在几家大型企业中,其他几百家中小企业只接到了少数订单,甚至还存在部分企业无法接到项目订单的现象,这就对企业发展以及市场良性运行产生消极影响。
3 污染场地修复资金机制
3.1 国际污染场地修复资金机制
3.1.1 美国“超级基金”
20世纪80年代,美国政府部门设立了“超级基金”,为无法确定责任主体或者能够确定责任主体但是责任主体无力承担费用的污染场地治理提供了相应的保障。1996年,美国政府对“超级基金”的资金规模进行了适当的拓展,从最初的16亿美元增加到85亿美元,“超级基金”保障能力得到进一步提升。而从1982―2013年的30多年时间内,美国社会上共计有1 320块污染场地进入污染控制清单中,然而受到高昂治理费用的影响,最终完成治理的仅有200块左右,虽然数量看似相对较低,却已经是全球领先水平。此外,美国也尝试组织开展棕色地K治理循环贷款基金示范试点,有效增强了治理资金的持续性。
3.1.2 德国土壤污染基金
德国在场地污染治理方面投入的经费相对较多,环境责任基金体系也较为庞大,具有更为广阔的覆盖面,并且土壤污染基金是这一基金体系中较为重要的组成部分。一般来说,德国土壤污染基金主要用于对土壤污染的责任主体无力承担修复责任、多主体之间无法有效确定责任的情况下承担土壤污染治理工作。
现阶段,德国每年大约会在土壤污染治理工作中投入16亿马克,另外还包含一部分政府部门的直接财政补贴、税收优惠政策以及优惠性贷款等。
3.1.3 日本“指定援助法人基金”
日本在土壤污染治理基金的建设方面积极借鉴美国和德国等国家的经验,结合该国实际情况创设了指定援助法人基金,即在相关法律条款的限定下向制定区域内无过失购入污染场地但是无力承担治理资金的土地所有者提供相应的治理资金援助。日本“指定援助法人基金”主要由4个部分所构成,即国家预算、向产业界组织和个人收取的费用、各级地方政府的配套资金以及土地所有者自己承担的资金。
3.2 国内污染场地资金机制
现阶段,我国污染场地的修复尚未得到系统管理,因此没有构建与明确合理、权责一致的资金机制。
我国前期场地土壤修复工作中的场地基本上以工业用地为主,除了少部分国家试点的修复场地之外,这些被修复的场地主要位于老城区的中心地段。房地产开发价值相对较高,并且由工业用地转变为城市建设用地后产生了良好的溢价收益,场地修复费用仅占溢价收益的小部分,因此,场地修复工作往往在商业利益的作用下自发运行。
当前我国在矿山和农田污染场地修复方面开展的项目相对较少,但是在当前城市内部污染场地已经得到基本控制的情况下,对矿山和农田的修复必然会逐渐提上日程。就修复资金机制来说,由于在矿产开发时,已经提取了矿山修复保证金的费用,可以作为矿山修复的一个来源,但对于年代久远的废弃矿山和无主矿山的修复还依赖于财政的投入。
农田由于其本身经济产出十分有限,目前农田污染的治理费用主要依靠政府财政拨款,新修订的《环境保护法》对治理费用进行了明确规定,提出我国各级人民政府应该在财政预算工作中对这部分资金进行合理安排,借以支持农村饮用水水源地的保护工作,加强生活污水和废弃物处理工作,促使土壤污染防治和农村工矿污染等情况得到了改善。
4 当前我国污染场地治理修复工作中面临的主要问题
现阶段对我国污染场地治理情况进行综合分析可以发现,我国污染场地治理修复面临的主要问题有以下几点。
一是法律法规缺失。土壤污染防治和修复法规缺失,土壤污染的法律责任主体以及污染者在治理过程中应该承担的责任和义务问题尚未得到明确的限定,严重局限了土壤修复产业的顺利发展。
二是资金渠道单一。土壤修复项目资金以政府支持为主,造成资金缺口较大,在缺乏稳定资金投入和技术投入的情况下无法在短期内取得良好发展成效。
5 污染场地治理修复的经济政策建议
对于目前面临的污染场地修复中存在的问题,从经济政策的角度提出以下3个方面政策建议。
5.1 建立多资金来源的“土壤污染治理基金”
“土壤污染治理基金”的建立应该由政府部门牵头,探索多渠道资金来源,如中央财政划拨专项资金、结合土壤污染情况向企业增收差异性的附加税;地方政府实施配套投资;向加工或者消费含有持久性污染物品的企业或者个人征收相应的消费税;由污染场地的责任主体承担部分治理和修复费用;向固体废弃物持有者征收差别化费用;向土壤修复企业征收一定比例的税费;向土地修复过程中出现的增值出售盈利征收相应税费。
5.2 出台财税政策为土壤污染治理提供良好的支持
基于当前我国土壤污染治理的实际情况,要想进一步提升治理水平,还应该针对具体的问题出台适用性较强的财税政策。其一,针对直接造成场地污染的企业应该征收一定的污染附加费;其二,向加工或者使用含有持久性污染物品的企业或者个人征收相关消费税;其三,对于间接造成土壤污染的企业征收低水平的污染附加税;其四,向从国外进口有害固体废弃物的企业或者个人征收一定的环境税;其五,对积极从事污染治理和修复工作的相P企业给予一定的税收优惠或减免政策支持。这样政府部门结合上述5点制定科学合理的税收标准,能够为土壤污染治理工作的优化提供良好的支持。
5.3 加大PPP模式推广力度,积极引入民间资本
PPP模式具体可以称之为“政府-企业-合作”模式。政府和企业双方建立相应的合资公司,来组织开展经济合作,并且企业在政府部门的支持下获得相关项目的长期特许经营权或者项目收益全,而政府部门借助企业的配合也应该积极引入更为专业、先进的技术和资源,进而促使场地污染和土壤修复治理工作取得良好的发展成效。例如:我国政府在湖南湘潭的重金属污染整治工作中就尝试引入了PPP模式,促使政府部门与土壤污染治理企业永清集团进行合作,共同成立了合资公司,促使工业场地污染治理和土壤修复工作得到顺利推进。在完成修复工作后还将原污染工业场地打造成为多功能的生态新城,永清集团在土地交易盈利中获得了丰厚的治理收益。
参考文献