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土壤环境规划范文1
关键词:大田县;矿产资源开发;环保建议
1引言
大田县矿产资源丰富,开发利用矿产资源是县域经济、农村经济建设和财政收入的重要支柱。但同时也给辖区生态环境带来冲击和压力,给大田生态环境保护工作提出了新的挑战。
2大田矿产资源开发现状
大田县矿产资源丰富,有“闽中宝库”之称。现已发现的矿产有煤、铁等30多种。已探明煤炭储量2.25亿t,预测全县蕴藏量2.9亿t,是全国首批100个重点产煤县之一;铁矿石已探明储量为5914.7万t,预测全县蕴藏量1.5亿t,是省内五大铁矿之一;含氧化钙55%以上的石灰石预测储量5亿t;瓷土已探明储量182万t,预测总储量1.5亿t[1]。矿产资源开发利用是大田县财政的主要来源,县财政收入80%来自工业,而工业80%是资源型的[2]。
3大田县矿产资源开发存在的环境问题及原因分析
3.1生态治理待强化
大田矿山企业多为露采矿山,由于缺乏详细而全面的规划布局,矿产企业较为分散不能形成连片和上规模的工业区,企业环保投资不到位,导致露采矿山开采直接毁坏地表土层和植被,造成的矿区水土流失、采空区塌陷、地下水下降等现象比较严重。根据2011年遥感普查,大田县水土流失面积达39.83万亩,占全县国土面积的11.95%,其中:矿山水土流失面积3万亩,占流失总面积的7.53%;强烈流失6.11万亩,占流失面积的15.35%;极强烈以上流失1.89万亩,占流失总面积的4.74%[3]。永安煤业柯坑煤矿、仕坑石灰石矿、龙床石灰石矿因水源问题影响当地群众日常生活。2012年,大田县被列为福建省22个水土流失治理重点县之一。
3.2土壤污染待修复
大田县矿区的土壤环境质量状况整体还是安全稳定的,但局部区域土壤污染状况不容忽视。根据环保部全国土壤现状调查数据,大田县土壤环境受到一定程度的重金属污染,土壤环境质量监测点位超标率为14.29%,位居全省第10、全市第3。土壤重金属主要超标因子是镉、砷,土壤污染主要分布在矿区采、选区域。其中,建设、太华、均溪等以资源为主要产业的乡镇周边土壤重金属污染相对较为严重[4]。3.3矿权整合待彻底由于历史遗留原因,有的矿权整合不够彻底,矿权配置出现了区块交叉现象,导致资源开发与环境保护权责不清,矿山企业在生态治理过程中出现扯皮现象,影响了废水、弃土、弃碴等环保设施的统一规划、治理。如银川矿区和均溪十八湾硫铁矿区,一个独立的开采区有多个开采权人[1]。
3.4科技含量待提升
产业链短,主要以探、采、选为主,有2/3的企业处于矿产资源的原矿初加工水平。如煤炭资源主要以原煤销售为主,加工转化率仅为3%,煤矸石等的综合利用率不高[1]。
3.5环保意识待提高
据2009年调查,大田矿产企业劳动力平均受教育年限短,小学以下文化占46.6%,初中文化占40.5%,高中及以上文化程度仅占12.9%[5]。由于矿山企业从业人员受教育程度普遍偏低,部分业主、员工存在“先污染后治理”、“重经济轻环保”的心理,甚至以牺牲环境为代价的短期经济行为仍然不同程度地存在。
4对策及取得的成效
4.1矿产资源开发从粗放型逐步向集约型转变
近年来,大田县采取法律支持、经济补偿和政府引导相结合的办法,集中整合矿产资源,截至2015年,整合配置矿权138个,面积达190km2[6]。随着探采区块的不断扩大,大田县矿产企业利用区域、资源等优势,加大对选、冶技术的科技攻关力度,就地提高精矿的品位,建设“海西机械铸造重要基地”就地生产铸件,延伸矿产业的产业链。如鑫荣矿业投资1亿元与武汉高等院校合作建设年可处理50万t低品位锰矿渣铁锰分离的项目,年产重型机械配件10万t的华伦特重工、年产5万t铸件的长鑫船舶配件铸造等35家机械铸造业先后投产[7]。
4.2矿山水土流失综合治理初显成效
2012年以来,福建省委、省政府提出“大田矿山水土流失治理要在全省乃至全国争创治理样板”的要求。针对矿山水土流失严重问题,大田县委、县政府通过理念创新、技术创新、机制创新和管理创新,探索推进矿山治理的“五园模式”,对不同的矿山实行分类治理,重点抓好贵竹林、山贵崎、十八湾、银顶格骏原工贸矿区、川石矿区等23个示范点建设,致力将矿山逐步修复打造成公园、工业园、物流园、田园、家园。2012~2014年,全县筹资3.79亿元,实施治理项目128个水土流失,土壤侵蚀量比治理前减少91%,年减少土壤流失总量4.27万t[8]。
4.3统筹推进矿区土壤污染防治工作
近年来,大田县通过开展矿区土壤污染状况调查,有针对地在建设、太华、均溪等重金属污染土壤相对较为严重的乡镇开展土壤污染修复示范项目建设,通过以点带面,推动矿区土壤环境保护工作。
5大田矿产资源开发可持续发展的环保建议
5.1完善环境规划,把好生态环境保护红线关
大田矿产资源开发要结合资源环境承载能力、现有开发密度、发展潜力和环境保护状况,将生态环境保护红线划定作为依据,修编矿产资源开发方案,将矿产资源划分为优先开发、重点开发、限制开发和禁止开发四类,为项目所处生态环境功能区的功能定位、保护目标、准入条件、保护措施等提供环境准入依据。要做好资源整合、铅锌业发展、煤矿业发展、铸造业发展等专项规划,依法开展规划环境影响评价工作,并把专项规划环评作为项目审批前置条件。在资源开发建设项目管理中,要严把环保关,凡不符合国家产业和技术政策、生态功能区划、发展规划、环境规划、污染物排放总量要求的项目坚决“卡死”,一律不批,对新建项目全过程进行环境监管和竣工验收。
5.2注重生态保护,加强矿山水土流失治理
按照生态保护与生态修复并重的思路,大力恢复矿山植被和治理“青山挂白”,着力探索推行“五园治理”模式,把废弃矿区变为公园、田园、家园、物流园、工业园,推进废弃矿山复垦和矿山水土流失综合治理,打造矿山水土流失治理样板。
5.3推进土壤修复,改善矿区土壤环境质量
按《土十条》有关规定,把改善矿区土壤环境质量作为实现矿业经济持续发展的重要保障,将矿区土壤环境保护和污染治理工作纳入重要议事日程,强化监管和修复措施,开展矿区土壤污染防治工作,做好土壤污染治理修复项目建设。
5.4推进矿业转型,打造绿色矿业园区
探索特色产业发展之路,淘汰落后产能,应用新技术、新工艺、新材料进行转型升级,建设绿色矿业链群。转变资源利用方式,加大矿产资源整合力度,大力支持矿产品深加工产业的绿色转型,建立矿产资源粗放开发企业的升级改造和退出机制;引导县内优势企业整合全县矿产资源,促进优势资源向优势企业集中。大力发展节能环保产业,提高矿产资源利用效率,引导产业链关联企业向园区集聚,把现有园区逐步改造成为低消耗、可循环、少排放、无污染的绿色生态矿业园区。
5.5加大环保宣传,增强矿产资源从业人员环保意识
土壤环境规划范文2
关键词:环境污染 监测 大气 土壤 水体
大气、水体和土壤是全球的三大环境要素,也是全世界普遍关注和研究的主要环境问题。大气污染是中国最严重的环境问题之一。目前有四分之一的中国地区受到酸雨影响,为世界上受酸雨影响最严重的国家之一。随着城市化进程的进一步推进,工业废气污染、机动车废气排放等导致大气环境日益交差。环境监测系统的推出,是环境保护领域中一次重大的革命,环境监测是指人类利用物理、化学、生物等现代化的科学技术方法,对引发环境污染的污染源和环境质量的各种要素进行间断地或连续的全方位的监视、测定,从而对环境质量做出正确的评价。只有这样实施全方位、大范围的监测,才能正确、全面的对环境质量做出评价。环境监测的目的是及时、准确、全面的反映环境质量的现状及其发展趋势,为环境管理、污染源控制、环境规划等提供科学依据。按照检测对象分为:污水监测;大气和废气监测;噪声监测;土壤污染监测等。
一、 水体的污染及检测
1水体的主要污染物质是氨氮、五日生化需氧量、总氮等,,以上这些污染物质主要来源于工业废水和生活废水,离子色谱法是水质、大气、土壤监测的最佳检验方法,尤其在工业废水监测等方面,具有稳定性好、重现性好、精密度好,其在水质监测有着广泛的应用。
2离子色谱法监测措施
离子色谱是高效液相色谱的一种,故又称高效离子色谱(HPIC)或现代离子色谱,其有别于传统离子交换色谱柱色谱的主要是树脂具有很高的交联度和较低的交换容量,进样体积很小,用柱塞泵输送淋洗液通常对淋出液进行在线自动连续电导检测。离子色谱法作为一种新的分析技术,广泛应用于水中常见阴离子和碱金属、碱土金属阳离子分析,可有效去除污水中的有机质及少量的重金属离子,减少了对色谱柱柱效的影响,该方法能完全满足对城市污水监测的要求。在进行城市污水监测及工业废水监测过程中要格外注意对有机质的去除,以保障检测结果的准确。对于降水的监测是环境监测中的一个重要工作,离子色谱在降水常规监测中发挥重要作用。在进行降水监测离子的测定时,使用离子色谱仪进行可以有效的减少检验时间,增加检验准确性。
采用离子色谱仪一般可以在20分~30分钟之内分析测试出常规项目:氟化物、氯化物、亚硝酸盐氮硝酸盐氮、硫酸盐等。其精密度、准确度均达到环境监测实验室质量控制指标的要求。在进行污染源水样监测时,离子色谱由于其分离柱的特性导致在进行样品分析前必须对样品进行处理,以保护分离柱不被损坏。在进行土样等固体监测样品时,需经过超声波、溶液浸泡等提取离子于溶液中,再进行处理后进行分析。
二、大气的污染及检测
降尘、二氧化硫、氮氧化物、总悬浮微粒等是空气环境的主要污染贡献者,主要来源于燃料燃烧、工业生产和机动车排放。目前已确认的大气污染物有100多种,这些污染物以分子状和粒子状两种状态分布于大气中。分子状污染物主要有硫氧化物、氮氧化物、一氧化碳、臭氧、卤代烃、碳氢化合物等。粒子状污染物主要有降尘、总悬浮颗粒物、飘尘等。由于大气污染与气象条件密切相关,因而在大气污染监测中应包括风向、风速、气温、气压、太阳辐射强度、相对湿度等气象参数的测定。
1大气污染监测是大气质量监测的基础.采样的具体方法有:直接采样法:浓缩采样法;低温冷凝浓缩法;滤料阻留浓缩法;自然积集法。多孔玻板吸收管—吸收气态、蒸汽、气溶胶物质 气泡式吸收管—吸收气态、;电解沉降法。
2采样效率及其评价。采样效率一个采样方法的采样效率是在规定的采样条件下所采集到的量占总量的百分数。采样效率的评价方法一般与污染物在大气中存在形态有很大关系不同存在形态有不同的评价方法。采集气态、蒸汽态污染物的评价方法。绝对比较法精确配制一个已知浓度的标准气体用所选的采样方法采集标准气体测定其浓度比较实测浓度和配气浓度。K采样效率C1实测浓度C0配气浓度。
三、土壤污染及监测
1土壤环境以镉、汞、锌等重金属污染为主。 远郊区的地表水主要污染物质为高锰酸盐指数、五日生化需氧量、汞等。
2土壤监测的类型。、监视性监测:又叫常规监测或例行监测,是对各环境要素进行定期的经常性的监测,是监测站第一位的主体工作,用以确定环境质量及污染状况,评价控制措施的效果,衡量环境标准实施情况,积累监测数据,一般包括环境质量和污染源的监督监测。
;特定目的监测:又叫特例监测或应急监测,按目的的不同分为以下几种:污染事故监测;土壤考核验证监测;土壤咨询服务监测;土壤研究性监测,又叫土壤科研监测,属于高层次、高水平,技术比较复杂的一种监测,通常由多个部门,多个学科协作完成。
参考文献:
土壤环境规划范文3
关键词:农村污染 减排重点 对策研究
中图分类号:X321 文献标识码:A 文章编号:1672-3791(2011)09(a)-0163-02
Pollution in Rural Areas and Countermeasures for Emission Reduction
Wong XihongYu WenjuanPan Fengqing
(Environmental Design and Research Institute of Luoyang City, Henan, Luoyang 471002)
Abstract: This paper introduces the main livelihood in rural areas, sewage, solid waste, industrial pollution, pollution, farming, chemical fertilizer and pesticide pollution, for environmental problems in rural areas, rural water source protection, sewage control, waste control, industrial Pollution control, aquaculture pollution control, prevention of soil pollution in rural areas, agricultural non-point source pollution control, ecological demonstration projects, rural environmental management capacity building 9 were analyzed, and proposed pollution control measures.
Key Words:Rural pollution;Reduction focus;Strategy
1农村环境污染概况
我国是一个农业大国,根据2009年统计数据,我国农村人口达到7.1亿,随着农业和农村经济的不断发展,农村面源污染显的日益严重。许多农村地区饮水安全得不到保障,工矿企业三废超标排放现象比较普遍,生活和垃圾污染、畜禽养殖污染以及不合理使用化肥、农药引发的面源污染呈加剧趋势,导致土壤污染及食品安全受到严重威胁,已经对农村群众的生活和身体健康以及农村经济社会的健康发展产生了较大影响,成为制约全面建设小康社会和社会主义新农村建设目标实现的重要因素之一。
1.1 农村生活污水污染
农村地区由于乡镇、村庄零散分布,地形条件和经济力量限制,基本无污水收集及处理设施,污水大部分靠自然散失、下渗,极少部分未经处理进入地表水体。根据人均产污系数计算,人均污水产生量30升/日・人,COD产生量16.4克/日・人,氨氮产生量4克/日・人,以此计算农村生活污水排放量约为77.7亿吨/a,COD产生量约为425万吨/a,氨氮产生量约为104万吨/a。污水经下渗进入壤,对土壤及地下水造成一定的污染。
1.2 农村生活垃圾污染
农村地区由于交通不便、经济条件的局限,未有垃圾收集及堆存场所,生活垃圾大多采用就近堆置方式,按人均垃圾产生量0.4千克/日・人,农村生活垃圾产生量约为1亿吨/a。垃圾的堆存对土壤及地下水源造成了一定影响,影响了农村地区居住环境。
1.3 农村工业污染
随着国家产业结构调整、淘汰落后产能工作力度的加大,关闭了大批“十五小”、“新五小”企业,促进了环境质量的总体好转。但由于农村产业层次不高,个别地方已关闭企业死灰复燃、已淘汰落后产能向农村转移等现象时有发生,农村工矿企业“三废”超标排放现象比较普遍。
1.4 畜禽养殖污染
养殖业是我国农村发展的重要产业。随着养殖规模的不断扩大、饲养数量的急剧增加,使得大量的畜禽粪便污水成为污染源。据《2000年全国规模化畜禽养殖业污染情况调查工作报告》显示,我国畜禽粪便产生量很大,1999年产生总量约为19亿吨,是工业固体废弃物的2.4倍,而且畜禽粪便COD排放量已达7118万吨,远远超过工业废水与生活废水COD排放量之和。
1.5 化肥、农药污染
国家环境保护总局2006年的数据显示,我国农药的年施用量已高达132万吨,其中高毒农药占70%;化肥施用量达4412万吨,氮肥施用量高达到2200万吨左右,有机肥施用量仅占肥料施用总量的25%,化肥利用效率却维持在35%左右的较低水平。大量使用化肥、农药对于提高作物产量、保障我国的粮食安全方面发挥了巨大的作用。但是,化肥、农药长期、过量施用造成了地表水富营养化和地下水污染,对环境造成了比较严重的污染。
2污染防治对策研究
农村污染防治对策主要从饮用水源、生活垃圾、生活污水、工业污染、畜禽养殖污染、土壤污染、农业面源污染、生态示范区建设、农村环境管理能力建设等八个方面进行分析。
2.1 农村饮用水水源地保护
2.1.1 乡镇及人口聚集区采取集中供水
距城镇现有供水管网较近的农村,在原城镇水源有富余供水能力的情况下,可增建连接管网,实现集中供水;较远村庄的聚集区可新建供水工程实现集中供水,水源地应采取统一净化处理和消毒后,由管网送至用户。
对于居住分散难以实现集中供水的农户,采取单户或几户联合的分散供水方式。采用浅井、山溪(泉)水引水;水资源缺乏或开发利用困难的地区,建设雨水蓄水。
2.1.2 划定水源保护区
所有集中水源地划定保护区,并报当地县级政府批准。原则上地下水源井单井保护半径不小于50m~100m;地表水源保护范围为取水点上游1000m至下游100m的水域及其沿岸,严格控制上游污染物排放量等,水源保护区划定的应征得当地行征主管理部门同意并批复实施。在水源保护区内严禁设立排污口,严禁倾倒垃圾及其它废弃物,清除保护区内垃圾、厕所、排污口等点污染源,划定卫生防护带,在保护带内,发展有机农业或种植水源保护林,避免农药、化肥等面源污染,减少水土流失,涵养水源。
2.1.3 集中水源地污染治理措施
划定的水源保护区内严禁存在可能影响水源安全的污染源和任何活动;对于深层地下水或经监测水质良好的浅层地下水采取消毒措施;地表水源和浅层地下水根据水质监测结果确定处理工艺,采用混凝沉淀、过滤、消毒的一种或几种联合的的处理方式。
2.1.4 建立管理及监测制度
加强对农村饮用水源地污染防治监管。建立完善地下水饮用水源地环境管理体系,清理并逐步关停地下水饮用水源保护区内违法排污单位;市、县、乡镇、村建立四级饮用水源安全预警制度和应急预案,定期开展饮用水源地水质安全检查,强化水污染事故的预防和应急处理。集中式饮用水源地每年进行一次水质分析监测。
2.2 农村生活垃圾污染防治
2.2.1 规范垃圾填埋场
距县城垃圾填埋场较远、交通不便且有一定条件的乡镇,要按照国家生活垃圾填埋污染控制要求,规划建设垃圾卫生填埋场。
2.2.2 简易卫生填埋场
离乡、镇垃圾填埋场较远、交通不便的较大村庄和列入到生态村的村庄,要规划建设简易垃圾填埋埋场。
距乡、镇较近的村庄设立垃圾中转站,垃圾可纳入乡镇集中处置系统。建立生活垃圾收集、运输设施:各乡、镇及村庄配置一定数量的垃圾筒(箱)、垃圾池,用于及时收集村庄产生的垃圾废物。根据垃圾产生量配置一定数量、规模的垃圾转运工具、中转站。
2.2.3 对各乡镇历史积存垃圾进行专项清理
垃圾收运-处理系统的建设,优先在创建国家和省级优美小城镇的乡镇建设规范化垃圾填埋场,并创建生态村的行政村建设简易垃圾填埋场,使其垃圾实现定点存放、统一收集、定进清运,建立示范工程,并逐步推广辐射周边村庄。
2.3 农村生活污水污染防治
在人口相对集中的乡镇,根据排放生活污水的水质与总量,选择化粪池、污水净化池、人工湿地、地埋式污水处理等技术模式,建设污水处理设施,或将乡镇生活污水并入附近的城市污水处理系统进行处理。对于在人口密度较低、环境容量较高、水资源匮乏的村庄,利用自然系统就地处理。完善农村地区管网建设,提高收水率。
优先在创建国家和省级优美小城镇的乡镇和生态村建设污水处理设施试点工作,建立示范工程,并逐步在有条件的乡镇和村庄推广。
2.4 农村地区工业污染防治
2.4.1 编制村镇规划和环境规划
各乡镇应编制城镇发展规划,制定和完善村镇环境规划,按照环境功能区划要求和工业企业相对集中的原则合理规划村镇工业企业布局。
2.4.2 建立监管机制
各乡镇设环境监管机构,提高工业企业准入门槛,按国家产生政策要求核实环评手续,防止污染向农村转移。对农村工业企业要加强监督管理,新上项目要严格按照国家产业政策和环保标准,落实环境影响评价、“三同时”制度,确保稳定达标排放。
2.4.3 开展专项治理
彻底清查关闭辖区内“十五小”和“新五小”,淘汰污染严重和落后的工艺、设备,引导、鼓励村镇工业企业发展循环经济,不断提高清洁生产水平,完善村镇工业企业的三废治理,促进农村工业企业各项污染物稳定达标。
2.4.4 进行生态恢复
坚持有计划开发矿产资源,严禁私采乱挖行为,对已造成生态破坏的矿区要采取生态修复措施。在矿产资源开发较多的栾川、嵩县地区,积极开展矿区生态恢复,改善区域生态环境。
2.5 畜禽、水产养殖污染防治
2.5.1 优化布局及选址
优化畜禽养殖布局,发展畜禽规模养殖,促使散养向养殖小区集中。科学划定禁养区、限养区和养殖区,依法限期关闭、搬迁禁养区内的畜禽养殖场,改变人畜混居现象,改善农民生活环境。
2.5.2 养殖污染治理
加强规模化畜禽养殖场的污染防治,鼓励建设生态养殖场和养殖小区,在规模化养殖场推广大中型沼气工程建设,因地制宜开展沼气、沼渣、沼液和生产有机肥、无害化畜禽粪便还田等综合利用方式,实现养殖废弃物的减量化、资源化、无害化,实现养殖场污染物达标排放。
对新建、改建、扩建的规模化畜禽养殖企业,要严格按照环境影响评价和“三同时”制度进行建设,对现有超标排污企业必须限期治理到位。
根据水体承载能力,确定水产养殖方式,控制水库、湖泊网箱养殖规模。禁止在一级饮用水水源保护区内从事网箱、围栏养殖;严禁向库区及其支流水体投放化肥和动物性饲料。
2.6 农村土壤污染防治
2.6.1 开展土壤污染调查及评价
在土壤污染状况的调查的基础上,摸清土壤污染现状,建立适合本地区实际的土壤环境质量监管体系,逐步建立土壤环境质量定期评价制度。
2.6.2 开展污染土壤修复试点
在土壤污染状况调查的基础上,分析土壤污染类型、分布、程度和污染物种类、来源,针对不同土壤污染类型,在主要农产品产地、污灌区、工矿废弃地等区域的土壤污染监测和修复示范。
2.6.3 建设安全农产品生产基地
积极发展生态农业和有机农业,加大有机食品、绿色食品、无公害食品生产基地的建设力度和生产基地灌溉水源、农药和化肥使用的监管力度,制定安全农产品生产基地环境保护规划,加强生产基地土壤、水、大气环境质量监测。确保农产品质量安全。
2.7 农业面源污染防治
深入推广测土配方施肥等科学技术,指导农民合理使用农药、化肥、农膜等农用化学品,从源头控制农业面源污染,深入推广生态农业、有机农业,减少农药、化肥施用量。积极引导和鼓励农民使用生物农药或高效、低毒、低残留农药,推广病虫草害综合防治、生物防治和精准施药等技术。推行田间合理灌排,发展节水农业。鼓励农膜回收再利用。积极推行秸秆还田、秸秆气化、秸秆发电、秸秆生产饲料肥料等,严禁露天焚烧。
2.8 生态示范工程
2.8.1 深化生态示范建设
以创建生态示范县、国家级和省环境优美乡镇、生态村作为加强农村环境保护工作的重要手段,不断深化创建内涵,建立农村环境保护长效机制,推广生态示范创建的典型成功经验,发挥以点带面的示范效应。把生态示范创建工作与农村经济社会发展和社会主义新农村建设有机结合起来,积极引导一批生态环境良好、经济实力强的乡(镇)和村率先创建环境优美乡(镇)、生态文明村,推动农村环境保护工作全面开展。
2.8.2 进行农村污染防治示范工程。
实施农村饮用水水源地环境保护示范工程、村庄生活垃圾和污水处理设施建设示范工程、畜禽养殖污染防治示范工程、土壤污染修复示范工程、有机食品生产基地建设示范工程等施五类农村污染防治示范工程。
2.9 加强农村环境管理能力建设
2.9.1 提高农村环境管理能力
提高各县、区环境监测及监管能力,各乡镇及村庄配备专人负责辖区环保工作,建立和完善农村环境监测预警体系和执法监督体系,改善农村环境管理基础设施和条件。
2.9.2 建立村庄环保规章制度
积极推动编制村庄环境综合整治规划、探索村庄生活污水、垃圾处理物业化管理,确保各项环保设施长期稳定运行。
3结语
随着我国经济的快速发展,农村环境形式日益严峻和突出,农村生活污水、垃圾排放量增大,种植养殖业废弃物逐年递增,城市工业污染逐渐向农村转移等原因,导致农村地区环境状况日益恶化,环境质量明显下降。通过加大农村环境污染防治,以环境保护优化农村经济增长,推进农村生产生活方式转变,不断改善农村人居和生态环境质量,使农村地区环境污染趋势得到有效控制,农村人居环境和生态状况切实得到改善。
参考文献
[1] 黄宝华.浅谈当前农村环境存在的主要污染问题和解决的办法[J].内蒙古环境科学,2007(4).
土壤环境规划范文4
矿产资源是自然资源中的一种,指经过地质成矿作用形成的有用矿物或有用元素的含量达到具有工业利用价值的,呈固态、液态或气态赋存于地壳内的自然资源。矿产资源是人类社会发展过程中十分重要的物质基础,为工业生产和日常生活提供原料。
由于大部分矿产资源的存在形态和地理分布等原因,使其不能直接被利用,需要在人类行为的参与下,如采掘、运输、提炼、加工等,才能服务于生产和生活。但是在资源的开发利用过程中,人类行为会对原有的环境产生干扰,导致环境要素发生变化,产生负面影响。
2.资源开发利用对环境的影响
2.1对地形的影响
矿产资源开发利用过程中对地形的影响主要是由采掘活动引起的。采掘是很多资源利用过程中不可缺少的步骤,如矿石开采、煤炭开采等。根据矿产资源的存储位置,采矿活动可分为地下开采和露天开采。
地下开采会引起地层的变形、裂缝甚至塌陷。将矿物从地下开采出来之后形成了地下空间,导致矿区周围的应力分布发生变化,采空区上方的岩层发生变形、运动甚至被破坏。随着地下采空区的面积越来越大,应力变化超过了阈值,岩层就会产生塌陷,例如河北省开滦矿区在2003年底的塌陷影响区域已经达到197.3km2。地表塌陷最直接、最明显的影响是使塌陷区上的建筑物变形甚至破坏,尤其是在塌陷区下沉不均匀时对建筑物危害更大。如果塌陷深度超过了地下水位,塌陷区被地下水浸满,陆地变为沼泽、湖泊,原来的陆地生态系统转变为水环境生态系统或陆-水生态系统。
露天开采是将矿体上覆地层和表土剥离后直接开采矿物。露天开采一般都要大规模挖损土地,在地表形成深坑,改变原有的地形,例如抚顺露天煤矿已经形成一个长11km,宽2.5km,深288m的采场深坑,破坏土地2700km2。地表挖损形成深坑之后,可能会产生季节性或常年积水。
2.2对土壤的影响
土壤是覆盖于陆地表面的疏松物质层,具有肥力特征,能够生长绿色植物,是生态系统中最重要的要素之一。在矿产资源开发利用过程中,对土壤的影响主要表现土壤侵蚀、土壤酸化和土壤污染等方面。
土壤侵蚀一般是指在风和水的作用下,土壤或岩石物质被磨损、剥蚀或溶解,并从地表脱离等一系列过程。在自然的状态下,纯粹由自然因素引起的地表侵蚀过程,速度是非常缓慢的,表现不显著,和自然土壤形成过程处于平衡状态,但是在人为活动的影响下,会打破这种平衡状态。在矿物开采过程中,会大面积的剥离、清理地面,搬运土、石、矿渣堆积物,破坏地表植被,这些活动都会加剧土壤侵蚀过程。剧烈的土壤侵蚀,将会导致土壤层变薄,土壤养分流失,甚至出现荒漠化现象,在生态环境相对脆弱的地区,尤为显著。
土壤酸化是指酸性物质使土壤变酸的过程。矿物开采过程中,硫化矿床的开采会导致土壤环境酸化;在矿物后期加工利用过程中如煤炭燃烧所产生的SO2等大量酸性气体可以导致酸雨,在酸雨的作用下,土壤环境酸化。土壤酸化的不良效果有很多方面,主要是随着pH值的降低,土壤对离子状态的元素的吸附能力发生变化,如对钾、镁等养分离子的吸收减少,导致这些养分流失,降低土壤的生产能力。
土壤污染是指污染物在土壤中积累到一定程度,超过了土壤本身的自净能力而引起的土壤恶化。矿产资源开发利用造成的土壤污染主要包括:矿物开采加工过程中造成的汞、镉、铅等重金属污染;石油化工工业造成的有机物污染;采矿过程中造成的固体废物污染;核工业带来的核污染。土壤污染的危害很大,对生长于其上的植物产生污染和危害,使植物发生病变或死亡,重金属、放射性污染物等会在植物体表或体内残留,通过食物链对动物和人类产生危害,引发疾病。
2.3对水环境的影响
由于矿物开采过程中会引起地表塌陷,形成季节性积水区或常年积水区,从而改变原有的地表径流分布。同时,为了保证开采工作的安全和顺利进行,要将矿井中的水及时排出注入河流,增加河流的水量,增强了河流的侵蚀能力,将河道加深拓宽,也会改变地表径流的形态。采矿活动还会切断地下蓄水层,蓄水层被切断后,破坏了地下水的自然状态及其在矿井工作面周围的分布,形成水位下降的漏斗区,并对矿区周围的河流、湖泊、沼泽造成影响,甚至干涸。
除了影响地表水和地下水的分布意外,矿物开发利用还会影响水质。从矿井中排出的水所含的悬浮物、矿物成分、重金属元素、有毒物质等对矿区周围的水体水质产生影响。在矿物后期的加工过程中,产生的工业废水排入河流,如果这些工业废水未经过处理或者处理不彻底,就会对造成河流、湖泊、沼泽造成污染,污染的程度和范围取决于工业废水中的污染物浓度和河流的水量。当水体中污染物积累到一定程度的时候,水生生物群落将受到影响。在水循环和水体自净的作用下,污染物扩散的范围越来越大,但是浓度越来越低,所以在距离矿区或者排污口越远的地方,水质受到的影响就越小。
2.4对大气环境的影响
矿物资源开发利用对大气环境的影响主要是指空气污染。在自然状态下,大气环境是由干洁空气、水蒸气、液体、杂质(固体微粒)构成的,其中干洁空气的比例在大气层的99.97%。矿物开采过程中,产生大量的粉尘和矿渣,造成大气污染;采矿过程所产生的固体废弃物堆放于地表形成矸石山,有的矸石山含有较多的碳、硫物质,在氧化的作用下,释放出大量的CO2,CO1,H2S等有害气体,造成大气污染。大气污染直接影响动植物的生长发育,影响人类的身体健康,引发疾病。
煤炭和石油在燃烧过程中,会产生大量的CO2等温室气体排入大气层,使大气层的保温作用加强,加剧温室效应,改变生态环境;SO2等酸性气体排入大气层,也会引发酸雨,进而对酸雨区的土壤和水体产生影响。
3.环保对策
由于矿产资源开发利用过程会对环境造成一定的负面影响,采取一定的措施将环境损害降低到最低点是必要的,上世纪80年代末,联合国环境规划署提出的“清洁生产”也被人们广泛认同。
3.1树立人与自然和谐发展的理念,提高环保意识
在矿产资源开发利用过程中,不能只为经济效益而忽略环境效益。需要广泛开展环保宣传和教育,培养环保意识。“预防为主、防治结合”的思想贯穿于矿产资源开发利用的全过程,才能实现综合效益最大化,促进矿业开发和环境保护的协调发展。
例如在开采过程中,对环境的影响很大,地表和地下空间受损严重。当矿区资源枯竭后,往往被废弃,此时对矿区进行生态补偿是很有必要的,通过植树造林和矿井回填等措施最大限度的恢复矿区的生态环境,将环境损伤降低。
3.2改进生产设备与生产工艺,提高资源利用率
生产设备和生产工艺是资源开发利用过程必不可少的硬性条件,其好坏对生产过程有极大的影响。例如在选矿过程中,超细碎粗粒抛尾优化的预选工艺,可以提高贫铁矿的成产能力,节能较好,达到较高的效益;在地下采煤过程中,通过改革采空区顶板管理方式,变全部垮落法为填充式或半填充式顶板管理方式,充分利用矸石填充采空区和废弃巷道,既可以减少地表塌陷,又可以减少矸石的排放量。
随着技术进步,新设备与新工艺的开发使用,是提高资源价值、实现节能减排的必经之路,同时也可以有效的降低环境污染,保持自然环境可持续发展。
3.3废弃物回收利用与处理
矿产资源在采掘、加工、利用过程中,都会产生一些废弃物。但并不是所有的废弃物都没有利用价值,例如煤矿开采过程中产生的矸石,其中的可燃部分也可以作为燃料,还可以加工成为建筑材料,而高硫矸石则可以用来提取硫磺或制取硫酸原料。
还有一部分废弃物需要向自然环境排放,如工业废水和废气。在废水和废气中通常还有较多的污染物,在排放之前需要进行净化处理,将有害物质的浓度降到自然环境的自净能力范围内之后再排放,使其对环境的损害降至最低。
废弃物处理势必会降低经济效益,但对环境的保护十分有利,自然环境的良性运转,是自然资源持续开发利用的前提,所以从长远角度来看,废弃物处理是十分必要的。
3.4探索新能源
新能源是在新技术基础上加以开发利用的可再生资源,例如太阳能、水能、风能、海洋能、氢能、酒精、甲醇等。这些新能源较常规能源而言,都具备可再生、污染小等优点,但也存在持续利用不稳定、开发成本高的问题。常规能源开发利用的不断深入,其储量会日益减少,开采难度也越来越大,探索新能源,将在一定程度上缓解资源匮乏的压力,并且减少对环境的污染,
目前对新能源的开发利于已经取得了一定进展,随着科技的进步,新能源利用的程度将进一步提高,代替一部分常规能源。
4.结语
自然环境是人类社会赖以存在的基础,以破坏环境为代价换取的经济增长是不可取的,当对生态环境的破坏积累到一定程度时,自然界的“报复”将反馈与人类,如水土流失、地质灾害、大气环境恶化、生态系统紊乱等等。在我们向自然索取时,也必须采取措施对自然环境加以保护,谋求人与自然的和谐与可持续发展。
参考文献:
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土壤环境规划范文5
环境化学的发展大致可分为三个阶段:1970年以前为孕育阶段,70年代为形成阶段,80年代以后为发展阶段。二次大战以后至60年代,发达国家经济从恢复逐步走向高速发展,由于当时只注意经济的发展而忽视了环境保护,污染环境和危害人体健康的事件接连发生,事实促使人们开始研究和寻找污染控制途径,力求人与自然的协调发展。60年代初,由于当时有机氯农药污染的发现,农药中环境残留行为的研究就已经开始。这个阶段是环境化学的孕育阶段。到了70年代,为推动国际重大环境前沿性问题的研究,国际科联1969年成立了环境问题专门委员会(SCOPE),1971年出版了第一部专着《全球环境监测》,随后,在70年代陆续出版了一系列与化学有关的专着,这些专着在70年代环境化学研究和发展中起了重要作用。
1972年在瑞典斯德歌尔摩召开了联合国人类环境会议,成立了联合国环境规划署,确立了一系列研究计划,相继建立了全球环境监测系统(GEMS)和国际潜在有毒化学品登记机构(IRPTC),并促进各国建立相应的环境保护结构和学术研究结构。应该说,这一系列的举措在人类的环境保护事业中起到了里程碑作用。
80年代全面地开展了对各主要元素,尤其是生命必需元素的生物地球化学循环和各主要元素之间的相互作用,人类活动对这些循环产生的干扰和影响,以及对这些循环有重大影响的种种因素的研究;重视了化学品安全性评价;开展了全球变化研究,涉及臭氧层破坏、温室效应等全球性环境问题。同时加强了污染控制化学的研究范围。
1992年在巴西里约热内卢召开的联合国环境与发展会议(UNCED),国际科联组织了数十个学科的国际学术机构开展环境问题研究。例如:国际纯粹与应用化学联合会(IUPAC)1989年制订了“化学与环境”研究计划,开展了空气、水、土壤、生物和食品中化学品测定分析等六个专题的研究。
1991年和1993年在我国北京召开的亚洲化学大会和IUPAC会议上,环境化学均是重要议题之一。
1995年诺贝尔化学奖第一次授予三位环境化学家Crutzen,Rowland和Molina,他们首先提出平流层臭氧破坏的化学机制。Crutzen于1970年提出了NOx理论,Rowland和Molina于1974年提出了CFCs理论,这几位化学家的实验室模拟结果在现实环境中得到验证。从发现平流层中氧化氮可以被紫外辐射分解而破坏全球范围的臭氧层开始,追踪对流层大气中十分稳定的CFCs类化学物质扩散进入平流层的同样归宿,阐明了影响臭氧层厚度的化学机理,使人类可以对耗损臭氧的化学物质进行控制。这些理论的研究成果因1985年南极“臭氧洞”的发现而引起全世界的“震动”,从而导致1987年《蒙特利尔议定书》的签订。这充分表明环境化学家的工作已经引起全人类的重视,环境化学已经开始走向全面发展。
我国的环境化学研究也已经有了20多年的历史,自70年代起,在典型地区环境质量评价,环境容量和环境背景值调查,污染源普查,围绕工业“三废”污染,在大气、水体、土壤中环境污染物的表征、迁移转化规律,生物效应以及控制等方面进行了大量的工作。近年来,完成了一批攻关课题和重大基金项目等国家任务。“八五”和“九五”期间,在有毒污染物环境化学行为和生态毒理效应、水体颗粒物和环境工程技术、大气化学和光化学反应动力学、对流层臭氧化学、区域酸雨的形成和控制、天然有机物环境地球化学、有毒有机物结构效应关系、废水无害化和资源化原理与途径等方面的工作分别得到了国家自然科学基金、国家科技攻关、中国科学院重大重点等项目的支持,取得了一批具有创新性的研究成果,形成了一支从政府到地方各级行政管理与环境保护部门、科研单位、高等院校等多层次的管理人员与研究人员队伍[2,3]。
在酸雨测量技术、形成机制、物理化学特征、高空云雨化学、大气酸性污染物来源和沉降过程等方面取得重要成果,在天然源研究、区域酸沉降模式和酸雨成因、能源与环境协调规划、酸雨区域综合防治和临界负荷的研究方法等方面达到国际先进水平,获国家科技进步一等奖。
在环境分析化学方面,从80年代起,我国先后制订出《环境监测标准方法》,《环境污染分析方法》和《环境监测分析方法》等,选取了200多种分析方法,近百种无机和有机物,所用的方法灵敏、准确、可靠,多年来在全国环境监测系统和有关实验室广泛应用。对监测分析方法的统一与标准化,在提高分析监测水平及实验室质量控制方面起了重要作用。
1992~1995年,国家基金委化学部资助了重大基金项目“典型有机污染物环境化学行为与生态效应”的研究,探讨了某些有毒有害污染物的环境行为、在介质中的迁移转化规律、污染物的环境风险评价、水生天然有机物的起源、表征、与重金属相互作用机理与模型以及卤代烃生成潜力等。在新农药单甲脒的环境行为和生态毒理效应以及有机锡的生态毒理效应研究中取得了创新性成果。首次发现城市水源中的硝基多环芳烃的存在,对多氯联苯等的光解规律和产物毒性提出了新的机理和解释。部分研究成果达到国际先进水平,该工作于1999年获得了中国科学院自然科学一等奖。
在O3的测量技术、中国光化学烟雾特征、室内大气光化学反应模拟、空气质量模式、汽车尾气高效净化等方面取得了重大成果,其中大气微量组分源排放、大气氧化能力、大气光化学模拟和模式的研究达到世界先进水平,曾获国家科技进步二、三等奖。
在天然水质变化与水污染控制原理、难降解有毒有害污染物的物理化学去除与生物降解和高级化学氧化、水质净化的高效生物和絮凝反应器、废水的无害化与资源化、清洁生产等方面取得了达到国际先进水平的研究成果,获中国科学院科技进步二等奖和国家教委科技进步二等奖等奖励。
土壤环境规划范文6
关键词:土壤;镉污染;来源;危害;治理
中图分类号 X53 文献标识码 A 文章编号 1007-7731(2015)24-104-04
Abstract:As the development of industry,soil cadmium pollution have caused more and more concern.In this thesis,the pollution actualities,source,damage and management of soil cadmium pollution were briefly introducted,and the development direction of soil cadmium pollution management was discussed.
Key words:Soil;Cadmium pollution;Source;Damage;Managment
据2014年《全国土壤污染状况调查公报》显示,我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。其中,镉污染物点位超标率达到7.0%,呈现从西北到东南、从东北到西南方向逐渐升高的态势,是耕地、林地、草地和未利用地的主要污染物之一[1]。镉是众所周知的重金属“五毒”元素之一,具有分解周期长(半衰期超过20a)、移动性大、毒性高、难降解等特点,在生产活动中容易被作物吸收富集,不仅严重影响作物的产量和品质,而且可以通过食物链在人体的积累危害人体健康[2],例如,20世纪60年代在日本富山县神通川流域出现的“骨痛病”事件。针对我国镉污染现状,本文将从镉污染的来源、危害、修复治理等方面进行了论述,详细介绍镉污染这一环境污染问题,以期为我国农业的健康发展和镉污染土壤的治理提供科学依据,为后续研究提供参考。
1 我国土壤镉污染现状
我国于20世纪70年代中后期才开展有关农田土壤镉污染调查的工作,1980年中国农业环境报告显示,我国农田土壤中镉污染面积为9 333hm2,到2003年我国镉污染耕地面积为1.33×104 hm2,并有11处污灌区土壤镉含量达到了生产“镉米”的程度[3-4]。近年来,随着我国工业的发展,由于化肥、农药的大量施用,工业废水和污泥的农业利用,以及重金属大气沉降的日益增加,土壤中镉的含量明显增加,土壤镉污染状况越发严重,目前,我国镉污染土壤的面积已达2×105km2,占总耕地面积的1/6[5]。
从近年的有关研究来看,我国各地均存在着不同程度的镉污染问题。目前,我国土壤镉污染涉及11个省市的25个地区。比如,上海蚂蚁浜地区污染土壤镉的平均含量达21.48mg/kg,广州郊区老污灌区土壤镉的含量高达228.0mg/kg[6-7]。我国农田土壤的镉污染多数是由于进行工业废水污灌造成的。据统计,我国工业每年大约排放300亿~400亿t未经处理的污水,引用工业废水污灌农田的面积占污灌总面积的45%[8],至20世纪90年代初,我国污灌农田中有1.3×104hm2的农田遭受不同程度的镉污染,污染土壤的镉含量为2.5~23.0mg/kg,重污染区表层土壤的镉含量高出底层土壤几十甚至1 000多倍[9]。在大田作物中,镉是我国农产品主要的重金属污染物[10]。据报道,我国污灌区生产的大米镉含量严重超标,例如,成都东郊污灌区生产的大米中镉含量高达1.65mg/kg,超过WHO/FAO标准约7倍[11]。2000年农业部环境监测系统检测了我国14个省会城市共2 110个样品,检测数据显示,蔬菜中镉等重金属含量超标率高达23.5%;南京郊区18个检测点的青菜叶检测表明,镉含量全部超过食品卫生标准,最多超过17倍[6]。潘根兴研究团队于对2007年对全国6个地区(华东、东北、华中、西南、华南和华北)县级以上市场随机采购的91个大米样品检测后,发现约有10%左右的市售大米存在重金属镉含量超标问题[12]。据报道,广西某矿区生产的稻米中镉浓度严重超标,当地居民因长期食用“镉米”已经出现了“骨痛病”的症状,严重威胁当地居民的身体健康[3]。以上研究结果表明,我国土壤受镉污染的程度已相当严重,土壤镉污染造成水稻、蔬菜等农产品的质量下降、产量降低,并且严重威胁到当地居民的身心健康,影响我国农业的可持续发展。
2 土壤镉污染的来源
土壤中镉的主要有2种来源,分别为自然界的成土母质和人为活动,前者为自然界中岩石和土壤镉含量的本底值,一般来讲世界范围内土壤镉平均值为0.35mg/kg,我国土壤镉背景值为0.097mg/kg,远低于世界均值[13-14]。而后者主要指通过工农业生产活动直接或间接地将镉排放到环境的人为活动,并且是造成土壤镉污染的主要途径,归纳起来污染途径主要有如下4个方面:
2.1 大气镉沉降 电镀、油漆着色剂、塑料稳定剂、电池生产以及光敏元件的制备等工业废气中存在一定量的镉,它们会和粉尘一起随风扩散到工厂周围,一般在工业区周围的大气中镉的浓度较高[15],较高浓度的镉可以通过降雨或沉降进入土壤。进入土壤中的镉,一部分被植物吸收,剩余的部分则在土壤大量积累,而当土壤中镉累积超过一定范围时,就造成了土壤的镉污染[16]。
2.2 施肥不当 在农业生产过程中为了获得高产,一般都加大农药化肥的投入,长期施用含有镉的农药化肥必然导致土壤的镉污染。据统计分析,磷肥中含有较多的镉,氮肥和钾肥含量较少,因此含镉磷肥的施用影响最为严重。我国磷肥生产所需磷矿石的镉含量虽然较低,在世界上属于较低水平,但我国磷矿石含磷量同样不高,因此需要从国外进口大量的磷肥[4]。据西方国家估算,全球磷肥平均含镉量7.0mg/kg,可给全球土壤带来约6.6×104kg镉[17]。韩晓日等[18]研究也发现,长期施用磷肥和高量有机肥能够增加土壤镉含量。由此可见,长期施用含镉的化肥会增加土壤的镉含量,给土壤带来严重的重金属污染问题。
2.3 污水灌溉 镀锌厂以及与塑料稳定剂、染料及油漆等生产有关工厂产生的工业污水中含有多种重金属,其中就有大量的镉,这些废水如不经处理或者处理不达标,废水中的镉就会随着污灌进入土壤,因此,在工矿和城郊区的污灌农田均存在着土壤镉污染问题。据统计,目前我国工业、企业每年要排放约300亿~400亿t未经处理的污水,利用这些工业污水进行灌溉造成了严重的重金属污染,污水灌溉已经是我国农田土壤镉污染的主要原因[8]。何电源等[19]在1987-1990年间对湖南省的农田污染状况调查也表明,农田土壤镉污染的主要来源是工矿企业排放的废气和废水。此外,大量堆积的工业固体废弃物和农田施用的污泥,也会造成土壤的镉污染[16]。
2.4 金属矿山酸性废水污染 金属矿山的开采、冶炼以及重金属尾矿、冶炼废渣和矿渣堆等,存在着大量的酸性废水,这些酸性废水溶出的多种重金属离子能够随着矿山排水和降雨进入水环境或土壤,可以间接或直接地造成土壤重金属污染。据报道,1989年我国有色冶金工业向环境中排放重金属镉多达88t[20]。
3 土壤镉污染的危害
镉是一种具有毒性的重金属微量元素,是人体、动物和植物的非必需元素,但它在冶金、塑料、电子等行业非常重要,通常通过“工业三废”等途径进入土壤。土壤中镉的形态有水溶态、可交换态、碳酸盐态、有机结合态、铁锰氧化态和硅酸态等,水溶性和交换态镉可以被植物吸收,并通过食物链进入人体富集,达到一定程度时会引发各种疾病,严重危害植物和人体的健康,且具有长期性、隐蔽性和不可逆性等特点。
3.1 镉对植物健康的危害 镉是植物生长的非必需元素,当镉在植物组织中含量达到1.0mg/kg时,会通过阻碍植物根系生长、抑制水分和养分的吸收等引起一系列生理代谢紊乱,如蛋白质、糖和叶绿素的合成受阻,光合强度下降和酶活性改变等,使植物表现出叶色减褪、植物矮化、物候期延迟等症状,最终导致作物品质下降和减产,甚至死亡[6,21-22]。张义贤等[23]研究表明,大麦种子在镉胁迫下,种子的萌芽率、根生长率均呈下降趋势,当镉浓度达到0.01mol/L时,种子萌芽率小于45%,且根不再生长。刘国胜等[24]研究表明,当土壤含有0.43mg/kg可溶态镉时,水稻减产10%,当含量为8.1mg/kg时,水稻减产达25%,并且,稻米的氨基酸、支链淀粉和直链淀粉比例发生改变,使水稻品质变差[4]。
3.2 镉对人体健康的危害 镉是人体非必需的微量元素,具有较强的致癌、致畸及致突变作用,对人体会产生较大的危害,镉一般通过呼吸系统和消化系统进入人体,在人体内半衰期长达20~30a。镉对人体的毒害分为急性毒害和慢性毒害2种,镉的急性毒害主要表现为肺损害、胃肠刺激反应、全身疲乏、肌肉酸痛和虚脱等;慢性毒害主要表现为对骨骼、肝脏、肾脏、免疫系统、遗传等的系列损伤,并诱发多种癌症[25-27]。例如,20世纪60年生在日本神通川流域的“骨痛病”,原因就是当地居民食用镉米造成的。因此,联合国环境规划署(UNEP)将其列为具有全球性意义的危险化学物质[28]。
4 土壤镉污染的治理方法
为了有效利用现有的土地资源,减少镉等重金属人体造成的危害,需要采取有效措施治理和恢复受污染的土壤。目前,有关镉污染土壤的治理方法有很多,主要有物理方法、化学方法和生物方法等。
4.1 物理方法 镉污染土壤的物理修复方法主要有排土、客土、深耕翻土等传统物理方法以及电修复技术、洗土法等。客土法就是将污染土壤铲除,换入未污染的土壤,去表土法就是将污染的表土移去等。传统的物理修复方法治理镉污染效果非常明显,如吴燕玉等[29]在张士灌区调查时发现去除表层土可使稻米中镉含量降低50%。然而,这种方法需要耗费大量资金、人力物力,且移除的污染土壤又容易引起二次污染,因此难以在大面积治理上推广。电修复技术,是指在土壤外加一个直流电场,土壤重金属在电解、扩散、电渗、电泳等作用下流向土壤中的某个电极处,并通过工程收集系统收集起来进行处理的治理方法。胡宏韬等[30]研究发现,当试验电压为0.5W/cm时,阳极附近土壤中镉的去除效率达到75.1%;淋滤法和洗土法是运用特定试剂与土壤重金属离子作用,然后从提取液中回收重金属,并循环利用提取液。据报道,美国曾应用淋滤法和洗土法成功地治理了包括镉在内的8种重金属,治理了2.0×104t污染的土壤,且重金属得到了回收和利用,而且整个治理过程中没有产生二次污染[20]。
4.2 化学方法 化学法是指通过在土壤中施用化学制剂、改良剂,增加土壤粘粒和有机质,改变土壤氧化还原电位和pH值等理化性质,使土壤镉发生氧化还原等作用,降低镉的生物有效性,以减轻对其它生物的危害[31-32]。目前,磷酸盐、石灰、硅酸盐等是化学法处理镉污染土壤中常用物质。Gworek[33]等在研究中发现利用沸石等硅铝酸盐钝化土壤重金属能显著降低污染土壤中镉的浓度。总体而言,化学方法具有操作简单、治理效果、费用适中等优点,缺点是容易再度活化重金属。因此,该方法适用于重金属污染不太严重的地区,对污染太严重的土壤不适用[4,20]。
4.3 生物方法 生物方法是指通过某些特定微生物、动物或植物的代谢活动,吸附降解土壤污染物质、降低土壤重金属生物活性的治理方法,具有土壤扰动小、原位性、不产生二次污染等优点,一般分为微生物修复、动物修复、植物修复3种。
4.3.1 微生物修复 微生物修复是指利用土壤微生物固定、迁移或转化土壤中的重金属,从而降低重金属毒性,主要包括生物富集和生物转化2种作用方式。生物富集作用指微生物的积累和吸附作用;生物转化作用指微生物对重金属的氧化和还原作用、重金属的溶解和有机络合配位等[34]。例如,吴海江[35]利用分离获得的菌株对镉的去除率高达60%,吸附量达54mg/kg;张欣等[36]在模拟镉轻度污染试验中通过施入微生物菌剂使菠菜植株镉含量平均下降14.5%。
4.3.2 动物修复 动物修复是指利用土壤中某些低等动物的代谢活动来降低污染土壤中重金属比例的方法。例如,Ramseier等[37]研究发现蚯蚓具有强烈的镉富集能力,当土壤镉浓度为3mg/kg时,蚯蚓的镉富集量可以达到120mg/kg。但由于低等动物生长受环境等因素的严重制约,该项技术在实际应用中受到了一定限制[20,28]。
4.3.3 植物修复 植物修复是指利用超富集植物吸附清除土壤镉污染的原位治理方法,具有实施较简便、投资较少、破坏小、无二次污染等优点,是一种环境友好型修复技术[20,34]。目前,全世界已发现500多种富集重金属的植物,其中部分植物对土壤镉具有强烈的富集作用,表现出对镉的选择性吸收,如芜菁、菠菜、烟草、向日葵等[12]。近几年来,我国在利用植物修复镉污染土壤方面取得了不少成果,例如,蒋先军等[38]研究发现印度芥菜、刘威等[39]发现宝山堇菜等属于镉超积累植物,这些发现都可以应用于镉污染土壤的治理与恢复工作。
5 展望
2014年《全国土壤污染状况调查公报》显示,我国土壤镉污染物点位超标率达到7.0%,镉是我国耕地、林地、草地和未利用地的主要污染物之一,土壤镉污染日趋严重。因此,要积极开展切实有效的管理控制、污染防治综合治理等,首先,从源头上控制镉对土壤的污染,采取清洁生产与资源循环利用措施,减少甚至避免各类镉污染物进入土壤环境;其次,加强镉污染土壤修复技术的研究,特别是植物修复技术和微生物技术;再次,发展联合修复技术,将生物修复与物理化学法、工程措施和农艺措施有效结合起来,开展多学科联合的生态修复。只有这样,才有可能修复已经被镉等重金属污染的土地,保护未被污染的土地资源,实现自然与社会的健康、可持续发展。
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