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【关键词】土壤污染 防治措施
【分类号】:TU416.2
引言
我国是一个农业大国,土壤污染范围较广。随着经济的快速发展,土壤污染问题日益突出,已成为新的环境热点。特别是化肥、农药污染大量使用造成土壤的污染,通过食物链的传递进入人体,已经对人民群众的身心健康构成威胁。下面笔者讨论了土壤污染的防治措施。
一、常见土壤污染物的分类
1、污水灌溉对土壤的污染
生活污水和工业废水中,含有氮、磷、钾等许多植物所需要的养分,所以合理地使用污水灌溉农田,一般有增产效果。但污水中还含有重金属、酚、氰化物等许多有毒有害的物质,如果污水没有经过必要的处理而直接用于农田灌溉,会将污水中有毒有害的物质带至农田,污染土壤。例如冶炼、电镀、燃料、汞化物等工业废水能引起汞、铬、铜等重金属污染;石油化工、肥料、农药等工业废水会引起酚、三氯乙醛、农药等有机物的污染。
2、大气污染对土壤的污染
大气中的有害气体主要是工业中排出的有毒废气,它的污染面大,会对土壤造成严重污染。如:气体污染,如二氧化硫、氟化物、臭氧、氮氧化物、碳氢化合物、粉尘、烟尘等固体粒子及烟雾、雾气等液体粒子,它们通过沉降或降水进入土壤,造成污染。
3、化肥对土壤的污染
氮、钾肥料中重金属含量较低,而磷肥中含有较多的有害重金属. 大部分或全部进入肥料中.由于锅在土壤中运动性较小,淋失很少,也不会被微生物分解,可在土壤中不断积累而危害生态环境和人类。化肥原料中携带放射性元素,化肥的使用将放射性扩散到农田土壤中,经过食物链,最终被人体摄取.
4、农药对土壤的影响
农药污染主要是有机氯农药污染、有机磷农药污染和有机氮农药污染。由于农药的大量、大面积使用,不当滥用,以及农药的不可降解性,已对地球造成严重的污染,并由此威胁着人类的安全。
二、土壤污染的防治措施
1、以预防为主,相关部门做好管理宣传工作,
(1)改变耕作制度,实行翻土和换土。改变耕作制度会引起土壤环境条件的变化,消除某些污染物的危害。对于污染严重的土壤,采取铲除表土和换客土的方法,对于轻度污染的土壤,采取深翻土或换无污染客土的方法。
(2)加强宣传与科普工作,进一步提高全民环保意识。要大力开展土壤与环境质量的宣传与科普工作,让全社会都知道只有土壤“干净”了,我们才能吃到无污染的食物,身体才能健康。
(3)根据土壤的特性、气候状况和农作物生长发育特点,既要防治病虫害对农作物的威胁,又要把化肥、农药对环境和人体健康的危害限制在最低程度。利用物理、物理化学原理治理污染土壤。大力开展植树造林,提高森林覆盖率,维护森林生态系统平衡。增加土壤容量和提高土壤净化能力增加土壤有机质含量、砂掺粘改良性土壤,以增加和改善土壤胶体的种类和数量,增加土壤对有害物质的吸附能力和吸附量,从而减少污染物在土壤中的活性.发现、分离和培养新的微生物品种,以增强生物降解作用,是提高土壤净化能力的极为重要的一环。
2、化肥污染的防治
(1)开发利用城市有机肥肥源
有机肥无害化处理技术常用高温堆肥发酵技术,这项技术投资少、见效快。垃圾堆肥应以有机垃圾为好,微生物代谢过程中,碳氮比例以调控到约30:1为宜,最后生成的堆肥碳氮比可达15: 1。沼气厌氧发酵技术可获得较好的沼渣和沼气能源。槽式沼气发酵技术,利用光能和生物能,通过定期供氧蒸发发酵,含水量可从60%降到20%左右,对鸡粪无害化处理效果明显。鸡粪还可以通过高效烘干炉,将湿鸡粪输入滚筒破碎干燥器内,集快速烘干、灭菌和除臭于一体,远红外微波处理是一种直接处理技术,有快速、卫生、安全的特点,但成本较高。目前对有机肥的处理有工厂化生产趋势,一次完成收贮、分类,可减少中间环节及对环境的影响。
(2)增加化肥科技含量,改进施肥方法
一般化肥都是速效性,存在着肥料施用量与作物需求之间的矛盾,因此把速效性化肥变成缓效或者控释性化肥,使养分缓慢释放出来与作物需求相一致。磷肥按照早重水轻的原则集中施用,可以提高磷肥的利用率,减少对土壤的污染。此外,对于施肥造成的土壤重金属污染,可采取、增施有机肥、调节土壤氧化还原电位等方法降低植物对重金属元素吸收和积累,还可以采用翻耕、客土深翻和换土等方法减少土壤重金属和有害元素。
(3)加强有机肥料的管理与无害化处理
有机肥料包括人畜粪尿、垃圾、秸秆等。把有机肥中砖石、金属片、玻璃煤渣和塑料等在土壤中不可分解的废物应先通过物理筛分清除,以免其进入土壤造成物理污染。推广秸秆腐化新技术,做好秸秆综合利用的工作,提高利用率,解决剩余秸秆出路,加强规模养殖条件下畜禽粪便合理利用的研究,通过技术引进和开发,采取高温堆肥、发酵等无害化处理技术,减少各种病原体和寄生虫的数量及种类,使有机肥中的养分有效,有利于作物吸收和利用。
(4)按需施肥
适时、适量的施用化学肥料。充分考虑农田土壤特征和作物生长状况,根据作物对养分的需求量、对养分的吸收和需求,进行季节安排施肥量、施肥方式和时间,提高作物对土壤养分的吸收,减少养分流失危险。尽可能在作物吸收旺季投入肥料,使养分能最大限度的被作物吸收,提高氮磷化肥的利用率。同时,既要追求产量和效益目标,还要以环境不受污染为目标,确定合理的施肥量。
3、农药污染的防治
(1)减少土壤的农药残留量
利用化学农药的一些降解规律,可采取相应措施加速土壤中农药的降解速度.如,六六六、DDT、氟乐灵和其他一些化学农药在淹水条件下要比旱作条件下降解快得多,这样就可实行包括有水稻的水早轮作,缩短这些化学农药的残留期。多施有机肥,有的接种有效微生物能加速土壤中杀虫剂和除草剂的降解速度,接种微生物在加速土壤中另一类污染物即多氯联苯的降解时得到应用。
(2)推广使用高效、低毒、低残留农药。
推广生物防治技术和综合防治技术,尽快淘汰和替代一批高毒、高残留农药,严格控制高毒高残留农药的生产和使用,例如六六六、DDT、杀虫脒等。逐步淘汰高毒高残留农药品种,例如甲胺磷、甲基对硫磷、对硫磷、久效磷、磷胺、呋喃丹等,以彻底清除污染源,从根本上解决因滥用高毒农药造成农产品农药残留中毒问题;开发高效、低毒、低残留农药,大力提倡生物防治。大幅度降低化学农药的使用量,从而减少农药残留及其积累,减轻或避免环境污染。
结语
总之,土壤污染的防治应贯彻“预防为主”的原则,通过制定相关法律法规从源头控制污染源。通过对化肥的管理、控制农药的使用等措施控制污染源,从而使土壤的环境质量得以改善。
参考文献:
[1]肖军,秦志伟,赵景波.农田土壤化肥污染及对策[J].环境保护科学,2005,10
[2]王玉霞,赵晓宇,张先成.化学农药对环境的污染及生物整治措施[J].国土与自然资源研究,2008( 4)
针对目前我国土壤健康状况,我们有幸采访到了中国科学院南京土壤研究所土壤生物与生物化学研究室主任董元华,他对我国土壤健康面临的一些问题进行了详细解答。
记者:目前我国土壤生态现状如何?影响我国土壤质量的因素都有哪些?
董元华:目前,我国土壤重金属污染程度正在加剧,污染面积在逐年扩大,土壤生态问题比较普遍,主要包括土壤污染、土壤侵蚀、土壤沙化、土壤酸化、土壤生物多样性减少(土壤生物功能退化或土壤健康恶化)、次生盐渍化、养分非均衡化、土壤结构恶化等。
影响土壤质量的因素有自然因素和人为因素,自然因素包括地形、气候、地质背景等,人为因素如施肥、打药、农膜使用、耕作制度、耕种措施、灌溉、放牧等农业活动,工业活动指开矿、工业和城镇“三废”排放等。
从污染物种类来说,我国土壤污染的类型主要有三类:土壤重金属污染、土壤有机污染(主要为农药、石油类及其他有机污染物污染)以及有机无机复合污染。
记者:目前造成土壤污染的原因有哪些?哪些污染的后果比较严重?
董元华:人类活动是造成土壤污染的主要原因,工业和城市“三废”排放导致城市郊区和经济发达地区土壤污染,而农药、农膜和肥料的长期不合理投入也是造成农田土壤污染的重要原因,其中有机肥的安全问题尤其值得关注。
土壤污染后会产生一系列严重后果,比如土壤污染直接影响农产品质量安全、土壤中的污染物通过各种食物链传递对人体健康产生危害。许多低浓度有毒污染物属环境激素类物质,其影响可能长达数十年乃至数代人。
记者:针对造成土壤污染的原因,您都进行了哪些研究?提出了哪些应对和解决土壤污染的办法?
董元华:针对有机肥中的污染问题,自2001年开始,我先后在国家“十一五”科技支撑计划、中国科学院知识创新工程重要方向、江苏省科技成果转化专项资金等项目的支持下,开展了规模化养殖场畜禽粪的农用风险评价、商品有机肥的无害化快速生产及其安全农用技术研究与推广应用。探明了规模化养殖场畜禽粪及商品有机肥中污染物与养分含量特征;揭示了规模化养殖场畜禽粪农用的潜在风险;构建了商品有机肥标准化管理体系及合理施肥技术。
针对大量施用化肥、农药造成土壤、水体及农产品质量问题,开展了以减少养分投入、平衡施肥为理念的绿色施肥技术研究,开发了经济、实用的绿色施肥生态调控技术体系,为土壤健康管理及土传连作病害的防治提供了先进适用的技术,为从肥料源头控制土壤污染提供了技术支撑。
针对农田土壤重金属污染,开展了土壤重金属有效性钝化、减少农产品重金属污染风险的土壤改良剂与施肥技术研究;针对农药等有机污染,开展了污染物加速降解技术研究。
记者:如果合理利用土壤,使土壤得到正确的养护,就能够保护或者提高土壤的质量。那么,正确养护土壤的方式有哪些?在土壤养护方面您做了哪些相关研究?研发出了哪些相关的技术或者产品?
董元华:万物土中生,土壤是一个包含大量生物的生态系统,过量、耗竭式地使用土壤,必然导致土壤生态系统退化,造成连作障碍、减产、品质退化等问题。正确养护土壤,一要减少污染物质的投入,保护土壤生物及农产品安全;二要合理施肥、平衡施肥,减少大量营养元素的过度投入,适当增加中微量元素,尤其要注意合理使用有机肥料,包括有机肥的施用和秸秆还田等;三要有合理的耕作制度和耕作模式,建立科学的土壤耕作与农艺管理措施,尤其要注意加强生态农业的应用。
针对土壤污染与养分失衡等问题,运用生态系统理论,我们开展了针对各种土壤退化问题的土壤调理技术及产品的研发与应用,如针对土壤重金属钝化的有机无机调理剂,针对土壤养分失衡的土壤营养调理剂,通过叶面补充植物中微量元素的植物营养调理剂等,其中部分技术及产品已进入推广应用阶段。
记者:施肥是农业活动中非常重要的一个环节,可以有效改善土壤质量。您在土壤施肥方面也进行了很多研究,建立了以土壤生态系统健康调控为核心的绿色施肥技术体系。该技术体系与传统的施肥技术相比较,有怎样的特点?对维护和改善土壤质量能够起到怎样的作用?
董元华:首先,该技术应用生态学原理,突破了仅基于作物养分需求的现有施肥技术,初步建立了同时满足作物需求和土壤生物需求的生态系统施肥技术,通过增强土壤生态系统的健康和免疫能力进而提高生态系统的功能,从而提高养分吸收利用效率,有效抑制土壤连作病害,在显著降低肥料和农药施用量的同时,大幅度提高农产品的产量和内在品质、增加农民的经济收入。该技术体系申请国家发明专利9项,已获授权两项。
其次,优化、集成构建了以 “调生—健植—控病”为核心的土壤健康调节的绿色施肥技术体系,在江苏、河北、新疆、浙江等地3年的应用试验表明,蔬菜、水果生产可减少化肥、农药投入20%~50%,但产量增加20%~50%,净增效500~5000元/亩。同时,蔬菜、水果的VC含量增加30%~50%,SOD活性增加2~3倍,硝酸盐含量降低50%以上。
第三,在不增加甚至减少现有肥料、农药投入成本的基础上,可显著增加产量、提高品质、增加农民经济收益,为我国高强度集约化生产方式的继续和土壤可持续利用提供了新的技术途径;通过施肥技术的变革,在不采用农药的情况下,可有效控制土传连作病害,为我国农产品质量安全的保障提供了新的经济实用的技术;协调了集约化生产与环境保护的矛盾,为农业面源污染的控制以及农业节能减排提供了经济适用的技术,为农业发展方式的转变提供了有效的途径。
记者:您参加了“十一五”支撑计划课题“无害化有机肥的快速生产技术”的研究,那么无害化有机肥有怎样的特点?会对土壤的养护起到哪些作用?
近年来,长春市随着工业化水平不断提高,人口剧增,郊区城市化进程加快,城郊土壤污染日趋严重。土壤污染为土壤中含有害物质过多,超过土壤的自净能力,引起土壤的组成、结构和功能发生变化,土壤生物活动受到抑制,有害物质或其分解产物在土壤中逐渐积累,危害人体健康[1]。城郊土壤成了最先并且最持久地接受污染的场所,成了城市发展的牺牲品。随着城郊土壤污染的日益加剧,人们的身体健康和城市的可持续发展受到威胁,长春市城市化进程也受到很大制约。长春市城郊土壤污染来源广、类型多,具有难控制等特点。因此,分析长春市城郊污染现状和成因,提出污染治理相应措施,为长春市城市化进程的稳步发展和城郊生态环境的可持续发展提供理论参考。
1长春市城郊土壤污染现状
土壤污染不同于大气、水和固体废弃物等污染,能够被人直接看到或闻到,它往往要通过对土壤样品进行分析化验和农作物的残留检测,甚至通过研究对人畜健康状况的影响才能确定,即土壤污染具有隐蔽性。土壤污染从产生污染到出现问题,通常会滞后较长的时间,土壤从受到污染到产生后果是一个不易被发现的相当长的累积过程,土壤污染的潜伏期长[2]。目前长春市城郊土壤面积40367hm2,土壤污染总面积达8522hm2,土壤污染面积占总面积的21.1%。不同类型的污染及所占百分比见表1。在快速城市化的进程中,人们忽视了环境保护。据调查,2009年长春市检查了城郊155家工厂排污情况,其中有56家被下达限期整改通知书,行政处罚达12万元。2010年,在“整治违法排污企业保障群众健康环保专项行动”中,排查各类企业13640家,排查违法企业221家,其中169家是城郊企业。大部分城郊居民对土壤污染认识不够,对其危害性和严重性也不了解,更不注意保护土壤环境,加剧了城郊土壤污染。长春市城郊居民环保意识差,增加了城郊土壤污染的控制难度。目前,长春市经济快速发展,经济发展与环境保护不协调的问题日渐突显,部分地区以牺牲环境尤其是郊区环境为代价来发展工农业生产,并把市内生活垃圾污染转移到城郊。尽管近年来长春市政府逐渐重视环境保护,但主要侧重于城市环境保护。93%的环境保护机构都设置在城市内部,87%的环境质量监测点也布置在城区内部,城郊成为环境保护的盲区。
2土壤污染成因分析
近些年来,由于工农业的迅猛发展,过量施用化肥农药,无所顾忌地排放工业污染物,并肆意地倾倒生活垃圾,无节制地使用现代交通工具,导致长春市城郊土壤污染问题日益严重。工业、农业生产和居民日常生活中产生的各种垃圾是导致长春市城郊土壤污染产生的主要来源。
2.1工业生产导致的土壤污染
随着长春市城市经济的快速发展,城市化进程加快,城市中的企业相继退出城市,搬迁到城郊。工业活动产生的大量污染物被就近排放或堆积在城郊地区,引起了长春市城郊严重的土壤污染。工业生产中的废气、废水和固体废弃物是引起土壤污染的主要原因。
2.1.1工业废气产生的降尘引起的土壤污染
大量未经处理的工业生产燃烧排放的各种烟尘在重力和降水作用下进入城郊土壤,引起城郊土壤的酸化和化学性质改变,造成长春市城郊地区土壤污染。据统计,2007年长春市工业排放的废气为1.50×1010m3,占全市废气排放总量的87.21%。
2.1.2工业废水引起的土壤污染
长春市的机械制造、食品加工、饮料生产等行业排放的工业废水对地表水环境形成污染。长春市城郊遍布着吉林省通用机械有限公司、长春市永超电镀厂、长春幸福电镀有限公司等400多家企业,大大小小排污口710多个,日工业污水排放量达15.04万吨[3]。近几年,污水处理厂日渐增多并完善,现有长春市北郊污水处理厂、西郊污水处理厂等4个一级污水处理厂和一汽污水处理厂、溪园污水处理厂2个二级污水处理厂。这些污水处理厂日污水处理总量42.25万吨,污水处理率为95.04%。尽管北郊39万吨污水处理厂已建成并投入使用,但城市污水处理设施依然不足,工业废水排放达标率也仅达到93.51%。表2为长春市主要污水处理厂污水处理概况。2007-2009年长春市污水总排放量增加,污水处理达标量也在增加,长春市工业污水处理水平逐渐提高。未经处理或未达到排放标准的工业污水直接被用于灌溉郊区农田,污染物进入城郊地区土壤,造成大面积土壤污染,并通过食物链影响人类身体健康[5]。污水灌溉造成的土壤污染面积占郊区土壤总面积的10%以上,导致城郊蔬菜质量整体下降,合格率仅达94%,给城郊农业发展带来很大威胁。污染的地表水造成地下水或粮食蔬菜生产的污染,并通过食物链进入人体,对人体健康造成威胁。污染物通过灌溉进入土壤,不断累积,导致土壤肥力下降,加剧城郊土壤化肥使用量,造成土壤的二次污染。
2.1.3工业固体废弃物引起的土壤污染
工业固体废弃物主要包括炉渣、冶炼废渣、煤矸石和粉煤灰等。电厂和采矿企业是长春市产生工业固体废弃物最多的单位。长春市工业固体废弃物主要来自热电一厂、热电二厂和热电三厂3家热电厂,以及双阳区长岭13家煤矿和长春恒利黄金矿业有限责任公司等3家金矿煤矿等。近3年长春市工业固体废物的产生及利用情况如表3。2009年,长春市工业固体废物产生量为406.19万吨,比2008年增长了19.70%。长春市2010年工业固体废物产生量为474.15万吨,比2009年增长了16.73%。由于经济实力和生产技术的限制,长春市对工业固体废物大多不加任何技术处理,采取郊区简单掩埋的处理方式,造成城郊土壤污染。这些未经处理的工业固体废弃物直接向城郊地区倾倒,经过风化、侵蚀作用,使有害物质渗透入土壤,形成重金属污染,并在自然条件下形成二次扩散性土壤污染,使土壤生产能力受到破坏,有害物质积聚在动植物体内,通过食物链危害人类健康。重金属污染又是一个不可逆转的过程,有机物降解也需要很长一段时间,可能需要100~200年时间才能够恢复,甚至对土壤功能永远产生不良影响。
2.2农业生产导致的土壤污染
农业引起的土壤污染主要指过度施用化肥、农药,大量畜禽类粪便和生物残体处理不当等对土壤造成的污染[6]。
2.2.1过量使用化肥和农药引起的土壤污染
长春市城郊地形平坦,地域开阔,海拔250~350m,年均日照时数为2525.8~2664.8h,光照充足,年平均气温4.6℃,有伊通河等河流流经。城郊居民利用自然优势,大力发展粮食生产、蔬菜种植和温室反季节蔬菜种植。近年来,随着长春市城市人口的增加和对农产品质量要求的不断提升,长春市城郊现有高标准、永久性菜田9000hm2,主要分布在城区的西北部、南部和东南部。西北部包括绿园、宽城2个区所属3个乡镇的15个村,总面积5400hm2;南部包括朝阳区2个乡镇的7个村,总面积800hm2;东南部包括净月、二道、双阳3个区6个乡镇、2个街道办事处的20个村,总面积2800hm2[7]。为了获得农产品的高产,城郊居民不断加大化肥和农药的使用力度,2011年化肥和农药使用量是2000年的2倍多。虽然一定程度地遏制了病虫害,使粮食、蔬菜产量提高,质量看起来更好,获得更高的经济价值,但残余的农药或分解之后的农药仍然残留在土壤中,造成严重的土壤污染,使城郊土壤污染逐年增加,由过去的13.2%增加到现在的27.8%,同时使蔬菜质量不断下降,2008年粮食、蔬菜平均合格率为94%,仅高于全国合格率92%的平均水平2个百分点。
2.2.2畜禽排泄物和生物残体处理不当引起的土壤污染
长春市城郊地区有德大肉鸡和皓月、佳龙等肉食品加工企业。德大集团拥有1.3万hm2的农场和3万多家定点合同养殖农户,年加工肉鸡7500多万只,鸡肉产量高达16万吨,鸡毛、鸡内脏等废弃物排放达1万吨。皓月集团坐落在长春市西部,占地面积7.5km2,在吉林省40多个县(市)区建立了养殖基地,年屠宰肉牛100多万头,肉羊200万只,熟食制品30万吨,生物废弃物排放达30多万吨。据统计,由于城郊人们环保意识低,68%的饲养场中厩肥和屠宰场的废物及病死生物残体等不加处理,直接抛弃在地表或直接利用作为肥料,其中的寄生虫、病菌和病毒等引起土壤和水域污染,并通过水和农作物及农产品危害人们身体健康。
2.3生活垃圾和交通运输引起的城郊土壤污染
目前,生活垃圾的产生量大,降解速度慢,降解过程中产生的有毒有害物质使城郊地区堆积场所的土壤直接受到污染并对大气和地下水造成间接污染[8]。2006年长春市生活垃圾产生量为112万吨,无害化处理量为95.32万吨,生活垃圾无害化处理率为85.11%。2010年长春市生活垃圾的产生量为108.8万吨,处理量为103.56万吨,生活垃圾无害化处理率为92.46%。近几年,垃圾生产量变化不大,但随着技术水平的进步,垃圾无害化处理率逐年提高,但老的垃圾填埋厂垃圾的容纳能力有限,使用寿命短,部分垃圾填埋厂垃圾处理水平低,很多垃圾堆放于城郊,造成环境污染。据统计,长春市现有公路总里程20600km,公路网密度为91.2km•km-2,截止到2009年底,长春地区的汽车保有量为96万辆。近几年随着经济发展,机动车数量将持续高速增长,机动车的尾气污染越来越严重。在整个大气污染中,汽车尾气造成的污染高达50%~60%,机动车尾气排放已成为长春市城郊土壤重金属污染的一个主要来源。长春经济技术开发区是长春市重要的交通中转站,环城高速公路、珲乌高速公路、长吉南线等都由此经过或穿过,交通流量大,排出大量汽车尾气。尾气、扬尘中含有大量的铅、铜和汞等重金属元素,汽车轮胎中含有添加剂锌,摩擦产生的含锌的粉尘,给土壤带来严重的重金属污染,且由于郊区建筑面积小,绿化水平低,所以城郊地区是重金属污染最为严重的土壤污染区。道路网沿线的城郊土壤是接纳汽车尾气和扬尘沉降形成污染廊道,99%以上累积量分布在50m的范围内,形成基质污染类型[9]。
3长春市城郊土壤污染的治理措施
根据长春市城郊土壤污染的危害和特点,利用生物技术、环境工程、立法和宣传等手段进行综合治理。采取预防与治理相结合,有针对性、有效的治理措施,改善长春城郊土壤环境,提高农产品生产质量,保障人们身体健康,提高长春市民生活质量。
3.1加强城郊土壤污染的监测,有针对性地对污染土壤进行修复
针对长春市城郊土壤污染状况,通过研究长春市城郊土壤污染背景值,在调查摸清长春市城郊土壤污染总体状况的基础上,研究建立适合长春市城郊污染状况的土壤质量监测系统和预报系统。长春市各级人民政府和相应机关开始建立土壤污染监测系统,投资961万元,购买安装污染源自动监控设施99台,并实现与环境监控中心联网,设立长春市城郊地区土壤污染监管部门。对长春市全市范围内的工业源、农业源、生活源和集中式污染源进行全面普查。工业方面对全市2600多家单位的污染物排放情况进行排查,对污染物排放种类、数量、排放方式进行清查,建立健全污染源档案,核查污染数据进行对比分析,对污染严重的企业进行关闭或整顿,落实整改措施。大力推广循环生产、无毒工艺,控制“三废”的排放,从源头上消除污染源。农业生产方面,加强污灌管理,严格执行《农田灌溉水质标准》;大力控制化肥和有毒农药的使用,做到因土因植施肥、合理用药,积极推广应用生物防治措施,发展绿色农业;人们生活方面,分类回收和净化处理生活垃圾。严格监控城郊地区的污染,确立长春城郊地区土壤污染评估和修复制度,对未受污染或轻度污染的土壤进行管理和修复[10]。采取积极的预防和治理措施,加大防治力度,控制污染源进入土壤,提高土壤环境承载力。运用现代科学技术,采取有针对性的措施,对重金属污染严重的经济技术开发区、汽车产业开发区、宽城区和二道区城郊污染土壤上植树或种植经济作物,繁殖非食用的种子或工业材料,从而减少污染物进入食物链的途径。对于因交通引起重金属污染严重的区域,在控制交通污染气体排放的同时,施用化学改良剂石灰、粉煤灰、泥炭、钙、镁、磷肥等,降低重金属的可溶性,改善郊区土壤的有机质,增强土壤自净能力,减少植物的吸收量,进而降低对人类身体健康的危害。加强调控长春市城郊土壤污染区土壤的氧化还原条件,使重金属污染物转化为难溶沉淀物,控制其迁移和转化,有效减轻长春市城郊土壤污染。对于绿园区污水灌溉造成严重的城郊有机污染土壤,可使用生物降解菌剂调控土壤pH值,加速污染物的降解。长春市城郊地区雨热同期,自然条件好,绿园区城郊有少量水田区。据研究,在水稻抽穗到成熟期,无机成分大量向穗部转移,大水灌溉可明显降低水稻对镉吸收,干旱则会加剧水稻对镉的吸收。因此,加强水浆管理,可有效地减少重金属的危害[11]。对于个别污染特别严重,对人类生活影响较大的小面积土壤污染区域,可以采取换土和翻土的方法治理严重的土壤污染,此种方法改良彻底,用时短,但缺点是工程量大,成本高。在长春市净月经济开发区城郊一些污染较轻的地区,可以采取调控土壤氧化还原条件的办法,引入适合东北地区成活的有益生物或土壤动物吸收重金属污染物,增强自净能力,从而消除污染。如种植非转基因植物中国蜈蚣草,可以去除土壤中的重金属砷;种植转基因芥菜,可以去除土壤中的重金属硒;引入土壤动物蚯蚓,可以很好地提高土壤自净能力和土壤肥力[12]。根据长春市城郊耕地土壤污染特点,改变城郊受污染耕地的耕作制度,引起土壤环境变化,消除某些污染物的毒害。例如,可以实行水旱轮作,有效减轻或者消除农药污染。城郊居民菜田种植时常用的DDT农药,在旱田中降解速度很慢,残留量也很大,但如果把旱田改成水田,DDT的降解速度会有很大提高[13]。今后,在长春市城郊地区多植树造林,改良土壤,增加土壤有机质含量,改善土壤质量,提高生物降解作用,增强土壤胶体对有害物质的吸附能力和吸附量,从而减少污染物在土壤中的活性,提高土壤环境承载力。
随着二十一世纪高科技的快速发展,我国土地环境也将面临一些问题,土壤质量也直接关系到食品的安全和人们的健康情况,现在这不单单是一个环境问题了,它也关乎这发展,更是民生问题的一个重要组成部分。因此,我们一定要认真了解土壤环境的复杂性,保护工作的重要性、和面对自然发展的紧迫性,随着科学的发展观,坚持环境保护与经济发展、工业和农业、城市和农村的观点,并且与区域发展规划、城市建设规划有效的衔接;同时,我们还需要用科学的决策,充分的运用所有力量,结合多样化资源,综合运用经济、技术、行政等多种方式的宣传和教育,广泛的参与,促进土壤环境综合治理机制的形成。
2、我国土壤污染现状
随着高科技时代的到来,我国部分地区土壤污染严重,尤其是农业土壤的污染,影响着农作物的‘安全’。目前土壤污染的总体形势越来越严峻。据调查统计,我国农业区的土壤污染面积染呈现出逐年大幅度增加的形势。而且土壤的污染种类呈多样化,也出现了新污染物体与老污染物并存、各种污染不利于大自然农作物的发展形势。土壤污染的途径变化较多,并且原因相对复杂,控制起来难度较大。由于土壤污染引起的农副产品的质量问题和越来越多,已经严重影响人们的生产、生活以及社会的稳定。
3、土壤污染原因
土壤污染的原因主要是人为污染,是由人类的生产、生活活动造成的。主要分为工业污染、农业污染和生物污染。土壤污染的主要原因有:1,工业生产中排放的废水、废气、废渣造成的污染;2,农业生产中过量使用化肥造成的污染;3,农业生产中农药的使用造成的有机污染;4,农业生产中污水灌溉造成的污染;5,重金属元素造成的土壤污染;6,含有致病病原体、寄生虫的生活污水、医院垃圾污水等造成的生物污染等。
4、关于土壤环境保护的措施及控制
4.1有效的制定治理方案
如今,各地区及部门开始积极开展土壤污染状况的调查,进行全面的实施并加以改善,使土壤环境的保护取得了积极进展。但是我国的土壤环境条件总体仍是并不乐观,必须加强重视。有效地保护土壤环境,预防控制和减少污染的土壤、土壤环境保护和综合管理工作提出以下意见
4.1.1有效的控制新增土壤污染。提高环境执法和污染的控制,确保企业标准;防止新项目造成新的污染土壤。定期对工矿企业排放的有机污染物和危险废物进行处理设施监控,并对周围的土壤污染限期治理。标准的处理污水,有效的完善垃圾处理的控制措施,全面改善并加强非正式的废物处理网站。肥料的科学应用,禁止使用有毒、有害物质,严格控制稀土农用。严格执行国家相关的高毒性、高残留农药的使用管理规则,制定对农药包装容器废物的回收。加强对废物污染塑料的回收和利用。禁止在农业生产中使用含有机污染物的废水以及未经检验和安全处置的污水污泥等。
4.1.2规划重点保护区域。将耕地和集中式饮用水水源作为土壤环境保护的重点区域。在土壤环境质量评价和污染源前提下,土壤环境质量水平分工的基础上,建立一个相关的数据库。并严格禁止在优先领域新建有色金属、煤炭、化学药品,如铅蓄电池生产项目。
4.1.3加强被污染土壤的环境风险控制。农田土壤环境监测和农产品质量检验、受污染的耕地分类管理,以控制农业,种植结构的调整,如土壤污染修复和管理措施,确保耕地的安全使用,严重污染,很难修复,地方人民政府应当按规定将指定的农业生产区域划分为被禁止区域。污染土地使用权的改变或修改,应按照有关规定在土壤环境风险评估和土壤环境修复,在未进行风险评估和土壤环境质量不能满足建设用地的要求的时有关部门不得颁发土地使用证和施工许可证。住宅开发不得用已经严重影响人类的健康评估污染土地,采取措施防止污染扩散、治理标准之前的土地。加以关注新工业的用地,并建立土壤环境强制调查评估和备案制度。
4.2环境的保障措施
4.2.1加强组织管理。建立环境保护部门以及相关的部门积极的参加部门协调机制,并有效的指导和监督土壤环境保护和综合治理工作。与有关部门协调个人和协作,共同促进土壤环境保护和综合治理工作。
4.2.2完善治理机制。各级逐渐增加投资在土壤环境保护和综合治理,保护土壤环境保护基金。并鼓励企业开展土壤污染控制,充分的加以利用市场机制,引导和鼓励社会资本进入土壤环境保护和综合治疗。中央政府对土壤环境保护工程的符合条件的充分支持。
4.2.3完善法规政策。经过研究土壤环境保护特殊的法律法规草案,制定农业用地土壤和集中式饮用水源环境保护、新建设用地土壤环境调查、环境管制污染地块的有效的管理办法。并建立重点区域保护效果评价和考核机制,制定和实施“保护奖按”政策。这是良好的土壤环境保护和综合治理产业发展的经济政策。研究土壤污染损害责任保险,鼓励有机肥料的生产和使用,及老污染塑料回收、处理和利用的政策措施。
4.2.4加强科技支撑。改善土壤环境保护标准体系、系统土壤环境质量、土壤污染风险评估及受污染的土壤管理和修复,土壤污染物的主要分析测试,重金属在土壤样品、肥料和其他有毒、有害物质限量标准,制定土壤环境质量评价和层次结构,土地污染环境风险评估、土壤污染控制技术规范,如修复、研究土壤环境保护效能评估过程和评估技术。加强土壤环境保护和综合治理的基础和应用研究,及时启动重大研发项目。研发和推广适合中国国情的土壤环境保护和综合治理技术和设备。
5、结语
关键词:土壤面源;化学污染;防治对策;研究
农产品的质量与安全问题,引起了社会广泛关注。导致农产品质量不佳的因素很多,其中生产环境,即水、土、气、生等方面的污染是重要因素,而农村土壤面源污染是其中最主要的因素。因此,开展农村土壤面源污染防治,建设“净土”、生产无公害“绿色食品”,具有与建设“和谐社会”同等重要的战略意义。
农业面源化学污染是指在农业生产活动中,氮素和磷素等营养物质,农药、重金属以及其他有机和无机污染物质,土壤颗粒等沉积物,从非特定的地点,以不同的形式对大气、土壤和水体等三个面源形成的化学污染,本文主要研讨农业土壤面源的化学污染。由于农业生产活动的广泛性和普遍性,加上农业土壤面源污染涉及范围广、随机性大、隐蔽性强、不易监测、难以量化、控制难度大,因此,农业土壤面源污染已成为目前影响农村生态环境质量的重要污染源,其发展趋势令人担忧。
一、农业土壤面源污染因素及现状
近年来,随着工矿企业的发展和人们日常生活中使用日化产品的普及与增多,“三废”排放的处理不完全到位已对农业面源造成越来越严重的化学污染;同时,在广大农村的农业生产中,化肥、农药的不合理施用以及畜禽粪便的不科学处理,也是造成农业土壤面源化学污染的主要因素。
(一)使用化肥造成的污染
据2006年对永州市化肥使用及污染情况的调查表明:当前主要使用的化肥种类有氮肥、磷肥、钾肥和复合肥。氮肥有碳铵,尿素。磷肥有过磷酸钙。钾肥有硫酸钾,氯化钾。复合肥有二铵,硝酸磷肥,三元复合肥等。永州市年化肥施用量达18万吨以上,按播种面积计算,每公顷达500多公斤,远远超过发达国家为防止化肥对水体造成污染而设置的每公顷220公斤的安全上限。而且在实际生产中,化肥的平均利用率仅40%左右,化肥的大量施用,使氮素明显过剩,加剧了农业面源的富营养化程度。大量盲目施用化肥对土壤造成的污染主要表现为:一是土壤酸化。土壤pH值平均从原来的6.0下降到5.5,特别是蔬菜土壤酸化现象严重,许多pH值降到5.0以下。二是土壤养分含量不平衡。特别是大棚蔬菜土壤中氮、磷、钾元素含量过多,会产生肥料盐害,抑制作物对钙、镁、锰、硼、锌等中量和微量元素的吸收。据调查,永州市部分蔬菜出现钙、镁、硼等中、微量元素缺乏现象。特别是大白菜、包心菜,常常出现缺钙“烧心”现象,严重影响产量和质量。
(二)使用农药造成的污染
据对农药的使用及污染情况调查,当前农药使用品种较多、乱、杂,约有30余个品种,其中杀虫剂主要有对硫磷、科锋杀虫星、高效氯氰菊酯、甲拌磷、辛硫磷、水胺硫磷等,杀菌剂主要有克露、病毒A、植病灵、疫霉灵、粉锈宁、代森锰锌等,除草剂有扑草净等。永州市每年农药使用量达300吨以上,除30%-40%被作物吸收外,大部分进入了水体、土壤及农产品中,使耕地及农产品遭受了不同程度的污染。据调查,2003年永州市施用农药面积为2337万亩次,施用总量为5199.2吨(纯量,下同),其中杀虫剂为736.0吨,杀菌剂为180.7吨,除草剂为246.3吨,生物制剂农药为57.2吨。每公顷(即每15亩)水田平均施用农药为3.59千克。目前农药施用上存在以下四个突出问题:施药量大;盲目施药比较普遍;农药残留过高;严重污染环境。据对粉剂型农药喷施利用率调查,仅10%左右的农药附着在植株表面,若是液体,也仅有20%左右附着在表面,只有1%-4%药剂接触目标害虫。其余40%-60%的药剂降落到地面,5%-30%的药剂漂浮于空气中,大部分农药都回到土壤和水中,严重污染了环境,误杀了许多水生动物和有益生物。
(三)排放畜禽粪便的污染
随着结构调整的不断深入,规模化畜禽养殖业迅速发展,带来了严重的畜禽粪便污染问题,成为当前农村面源的主要污染源之一。永州市十一个县区有1000多家大中小型养殖场,加上农户庭院的畜禽养殖栏,畜禽饲养量达1900余万只(头),年产畜禽粪便达120多万吨,这些中畜禽粪便大多是露天存放或随地排泄,既污染生活环境又污染农业土壤面源。
(四)乡镇企业排放废水废渣的污染
改革以来,乡镇企业的异军突起,有力地加快了农村就业结构和产值结构转化的进程,使中国农民奔小康已经成为和正在成为指日可待的现实。然而,在带来巨大经济效益、社会效益的同时,它对环境和资源的危害也越来越大。乡镇工业对土壤面源的污染集中在造纸、食品、印染、建材和土法采矿炼矿等少数产业里。例如,造纸的废水排放、水泥工业的粉尘排放、砖瓦和陶瓷业的烟尘和氟化物排放等。由于乡镇工业的污染治理水平较低、环境管理较差,导致污染源愈加严重。
二、土壤污染的特点
(一)隐蔽性和滞后性
对于人的直观感觉,土壤污染比大气污染、水体污染更加隐蔽。大气污染、水污染和废弃物污染等问题一般都比较直观,通过感官就容易发现。而土壤污染则不同,它往往要通过对土壤样品进行分析化验和农作物的残留检测,甚至通过研究对人畜健康状况的影响才能确定。因此,土壤污染从产生污染到出现问题通常会滞后较长的时间。如日本20世纪70年生因镉污染所引起的“痛痛病”,经过了10-20年之后才被人们所认识。
(二)聚集性和区域性
污染物质在大气和水体中,一般都比在土壤中更容易迁移,而土壤污染比较集中在某一范围,这使得污染物质在土壤中并不像在大气和水体中那样容易扩散和稀释,因此容易在土壤中不断积累而超标。同时也使土壤污染具有很强的地域性,往往污染源越近的地方,污染程度就越严重。
(三)不可逆性和长效性
根据物质不灭定律,超过环境容量或自然降解能力的污染是一直累积在环境中的。积累在污染土壤中的难降解污染物则很难靠稀释作用和自净化作用来消除。例如重金属对土壤的污染基本上是一个不可逆转的过程,许多有机化学物质的污染也需要较长的时间才能降解。例如,被某些重金属污染的土壤可能要100-200年时间才能够恢复。
(四)治理的艰难性
土壤污染一旦发生,仅仅依靠切断污染源的方法则往往很难恢复,目前治理土地污染要靠换土、填埋、淋洗土壤等方法才能解决问题,其他治理技术可能见效较慢。因此,治理污染土壤通常工程量大、成本较高、治理周期较长。
三、土壤化学污染的防治对策
(一)加强防污染宣传,提高公众的环保和健康意识
通过广泛深入的宣传,使每个公民真正认识到土壤污染危害最终将危害自身以及子孙后代的严重性。
(二)加大政府对土壤污染的监控力度
1996年8月,为进一步落实环境保护基本国策,实施可持续发展战略,国务院在《关于加强环境保护若干问题的决定》中要求:明确目标,实行环境质量行政领导负责制;突出重点,认真解决区域环境问题;严格把关,坚决控制新污染;限期达标,加快治理老污染;采取有效措施,禁止转嫁废物污染;维护生态平衡,保护和合理开发自然资源;完善环境经济政策,切实增加环境保护投入;严格环保执法,强化环境监督管理;积极开展环境科学研究,大力发展环境保护产业;加强宣传教育,提高全民环境意识。为贯彻落实上述《决定》,政府部门还应制订一套完整详细的政策法规和监督管理体系,鼓励企业建立“三废”循环处理系统,严禁工业和城镇未经处理的“三废”直接排放或倾倒,对那些严重污染环境又不治理的企业则应加强监督,勒令停产,强制整顿。
(三)综合利用“三废”,开展农业生态建设
企业要与国际接轨,加强科研力量,开展对工业废水、废气、废渣的生物治理和综合利用,变废为宝。
实践证明,发展生态农业是实现我国农业可持续发展的必然选择。通过实施“三废”无害化处理、农药残留降解、化肥面源污染控制、监测体系建设等工程,广泛采用农业防治、物理防治、生物防治等先进适用技术,尽快改变农业生态环境污染加剧的状况,控制农业面源污染,最终达到农产品的无害化,建立起可持续发展的农业生态系统。
(四)深化科学施肥意识和提高施肥水平,保持土壤养分平衡
大力开展以增加有机肥投入为主要内容的“沃土工程”,推广平衡配套施肥技术,严格控制肥料总量,推广施用控释肥、专用肥、有机无机复合肥、BB肥等专用肥,改变施肥方法,不在暴雨前施用化肥,做到浅水勤灌,减少稻田排水次数和在作物需肥最佳时期施用化肥等措施,减少肥料损失,提高肥料利用率。
推广平衡施肥,增施磷钾肥。据绍兴市第二次土壤普查资料汇总,水田养分总的特点是缺磷、少钾、氮中等,微量元素不平衡。微量元素除硼普遍缺乏外,其余都属正常。因此,根据“因缺补缺”的原理,增施磷钾肥,以满足作物生长需要及保持土壤养分平衡。
世界各国还逐步认识到提高肥料利用率的最有效措施之一是研究新型缓/控释肥料。缓/控释肥料最大的特点是养分释放与作物吸收同步,简化施肥技术,实现一次性施肥满足作物整个生长期的需要,肥料损失少,利用率高,对土壤面源污染小。
(五)调整农药结构,施用高效低毒低残留的无公害农药
目前,农药平均只有20%-30%被农作物吸收,大部分以大气沉降和雨水冲刷的形式,进入土壤、大气、水体和农产品中,造成农业面源污染,影响农产品质量。
各地都要建立病虫测报站,对当地主要病虫害进行预测预报并利用广播、电视等宣传工具,及时把病虫发生情况、防治方法及时送到农户手中;及时调整农药结构,禁止销售施用甲胺磷及其它剧毒农药,在此基础上大力推广施用高效低毒低残留的新型农药及生物制剂等无公害农药。
(六)水旱轮作、改善土壤理化性状
农田每年春夏季长期灌水种稻,仅少部分在秋冬季排水种植旱作。由于渍水时间长,土壤理化性状变差。采用水旱轮作,促进土壤水旱交替,增强通气性,有利于还原性毒害物质的消除,改善土壤微生物活动条件,促进有机质矿化和更新,调节土壤养分。据试验报道,通过“二旱一水”(即大麦-玉米-晚稻)种植比“一旱二水”(即大麦-早稻-晚稻)土壤容重减小,非毛管孔隙度增加,耕性变好。目前,种植结构调整和效益农业发展极大地有利于农田水旱轮作制度的实现,冬作可发展油菜、蚕豌豆、蔬菜等,春夏季可发展鲜食玉米、鲜食大豆及瓜类等经济作物。
四、结语
由于各方面的原因,当前农业面源污染较为严重,据近年来的调查检测,由于农业面源污染,造成部分地方生产的稻谷、蔬菜、水果中的硝酸盐、农药和重金属等有害物质残留量超标,威胁着人们的身体健康,急需采取有效措施,加以控制。
就永州市而言,由于施用化肥、农药的量偏大,土壤退化,加之氮磷流失导致水体富营养化,畜禽污染物排放点多面广,收集困难,治理成本大,农业面源污染问题还十分突出。特别是在城镇化、工业化集中的区域,水环境偏差,一些灌溉农田的河道被污染严重,直接影响农产品的质量安全。
农业面源污染整治迫在眉睫。各级农业部门应以科学发展观为指导,紧紧围绕生态市建设和全面提高粮食、蔬菜等综合生产能力为重点,认真开展耕地质量调查,全面推进测土配方施肥工作,实施化肥减量增效,减少农业面源污染,提高农产品品质,增强农产品市场竞争力,为农业增效、农民增收提供服务。
参考文献:
1、朱兆良.中国农业面源污染控制对策[M].中国环境科学出版社,2006.
2、李培香.农业环境污染防治技术[M].中国农业出版社,2006.