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关键词:海底管道 砂袋 连锁排 悬空治理
一、引言
册子岛-镇海海底管道(以下简称“册镇海底管道”)担负着中石化华东沿海炼厂的原油供应,于2005年6月投产运行。近年由于镇海泥螺山、金塘岛等围垦及舟山跨海大桥的建成,改变了海底管道原有的水动力环境,海底海水冲刷,致使册镇海底管道出现多处悬空。如不立即进行悬空治理,会对管道的安全运行造成威胁,管道万一破损,必然会对杭州湾海域造成灾难性影响,因此必须采取必要的悬空治理措施。
二、治理施工技术
1、袋装砂抛填
本工程悬空管道底部治理采用抛填砂袋进行底部填筑,工程量约16.8万只塑料编织袋,要求单袋重量不小于30公斤。
三、海上施工防污染措施
本工程主要为砂袋抛填及混凝土连锁排铺设,根据本工程特点,施工船舶对海域的污染主要有:生活污水污染,船舶垃圾污染,船舶动力装置的有害排气污染。为最大限度的减少对海水资源污染,采取了以下措施:
1、作业船舶海上防污配备齐全,并对船上垃圾、污水、油污定期进行分类收集。
2、提高船舶质量,把好施工准入关。选用合格的船只施工,减轻船舶污染;
3、严格执行《海上交通安全法》、《水上水下施工作业通航施工作业安全》等各项涉及海上安全的法律规定,严格执行安全操作规程和维修保养制度,确保安全航行或作业。发生海上交通事故和污染水域事故的船舶应立即向海事部门报告,并采取积极措施,防止损失扩大。
4、船舶严格执行油污和垃圾集中回收等有关海上防污染规定,严禁擅自向施工海域排放和倾倒:
①船舶生活垃圾不得任意倒入港区或施工水域,平日倒入带盖、不渗漏并有明显标志的生活垃圾储存容器或聚已烯材料制成的垃圾袋中,当船舶停靠后海基地或施工区域靠泊点时,可以向陆地指定的垃圾箱倾倒;
②船舶生产垃圾(如油污的棉纱和破布、灰渣、积垢、铁锈等),港口施工船舶或停靠码头船舶妥善将生产垃圾积存在铁桶内,存满时向陆地指定垃圾箱倾倒;
③一切塑料制品(包括塑料合成缆绳及一切粒状、块状的塑料衬垫物料、包装材料、聚纤维织物、食品用具、塑料袋等塑料垃圾)任何时候不得投放入海。
④施工驳船甲板上的泥砂、混凝土、石块等生产垃圾、平时收集在甲板上四周围蔽的区域,当船舶靠泊码头时,将垃圾送到码头垃圾箱中。
⑤所有船舶不得任意在港内冲洗甲板和舱室,确需冲洗时,事先必须申请当地海事部门批准。
⑥船员如果发现其它船舶违章处理垃圾,或本船垃圾逸漏污染海域,或发现海面污染严重时,应立即报告船长和值班负责人,船长应迅速向当地海事部门报告有关情况。
5、加大污染事故查处力度,对造成污染的船舶和船员给予重罚,并一查到底。建立激励机制,落实对举报者和治污有重大贡献人的奖励制度。
6、对船员进行教育
船舶造成海洋环境污染的原因,归纳起来可分为操作不当、机械问题、恶劣环境和管理不当。具有良好职业素质的船员,是避免船舶污染海洋环境的必要条件。适当的教育和培训,可使船员掌握防污染的知识和操作技能,具备防污染的责任感和自觉性,养成环境保护观念。
四、海底管道保护措施
1、施工时首先采用GPS明确定位管道悬空位置,由潜水员下水复核管道位置正确与否,然后放置浮标;
2、施工时间段要在高平潮或低平潮期间抛填,最大程度减轻潮流对网包的干扰;
3、抛填砂袋时采用大网包直接吊装至海底位置,采用自动脱钩装置脱钩,位置要准确,防止砂袋抛填时直接压载于管道上部;
4、潜水员下水安放管底砂袋,塞填砂袋保证管底密实;
5、铺设混凝土连锁块时,根据水深和水下排体的长度确定移船的距离,一般排首砼块体在海底重迭2米左右方向可考虑移船,移船时要特别注意两点:一是控制移船的速度;二是控制船距离,每吊装一排砼连锁块(4m)移船最大距离应控制在略小于4m,避免可能造成排体在泥面上重迭或排体被撕裂;
6、施工船只所抛的八字锚不得进入主航道和管道位置,并且设置锚标;
7、水上锚泊施工的船舶,须抛设警戒锚标,指示锚的位置,并用明显的号灯指明可航水域和封航水域;
8、水上作业时施工人员一律穿着救生衣,并在船舶上放置备用的救生圈和救生衣。
五、制定多项应急预案
通过对册镇海底管道悬空治理施工工序全过程的危险因素识别和评价,为确保海上施工安全,努力贯彻“安全第一、预防为主”的方针,针对册镇海底管道悬空治理工程的实际情况,制定风暴潮应急准备与响应预案、人员溺水应急准备与响应预案应急程序、触电应急准备与响应预案应急程序火灾应急准备与响应预案、机械伤害应急准备与响应预案、船舶倾覆(弃船)应急预案。
在预案实施过程中坚持组织健全、领导决策、上传下达、运作迅速的原则。在实施应急预案过程中,坚持先保人员安全,坚决贯彻以人为本的方针,确实做到无大小事故发生。
六、结束语
海底管道所处海域海洋环境复杂、多变,治理方案存在多样性。在册镇海底管道悬空治理中,上述治理技术得到了很好应用。在治理完成后的半年时间里,管道经受住了杭州湾冬、春季大潮的考验,很好地保护了当地的生态环境及管道安全运行,这也为海底管道悬空治理工程设计和施工积累了经验。
参考文献
“白色污染”主要是指塑料制品、包装品使用后被遗弃于环境中对环境所造成的污染。造成污染的品种主要有塑料包装袋、泡沫塑料餐盒、一次性饮料杯、农用塑料薄膜及其他塑料包装用品等。中国目前使用的塑料制品一般是不可降解的,这些塑料以发泡聚苯乙烯、聚氯乙烯、聚乙烯或聚丙烯为原料,其分子量在两万以上,只有分子量降到:2000以下时,才能被自然界中微生物所利用,被降解为水、二氧化碳和其他简单无机物质,而这一过程至少需要200年。
“白色污染”在视觉上给人们带来不良刺激、影响环境的美感。同时,“白色污染”还具有潜在的危害:1 严重危害动物(人)的身体健康。目前市场上使用的超薄塑料袋温度达到65℃时,塑料袋中所含的双酚类等有毒物就会析出,渗入到食物中,同时聚苯乙烯类物质有强烈刺激性,浓度高时有麻醉作用,对人和动物的肝脏、肾脏及中枢神经系统等造成损害。2 使土壤环境恶化。造成农作物减产。3 焚烧后产生有毒气体,造成二次污染。4 给垃圾填埋带来困难,产生潜在危害。在城市生活垃圾中,白色污染物所占的质量百分比很小,但体积百分比却非常大。5 对海洋和水利工程造成危害废弃塑料对海洋的污染已经成为国际性问题。目前,长江上游顺江而下的大量白色垃圾不仅严重污染水面,也给葛洲坝水电站和三峡水利枢纽的顺利运行带来严重的安全隐患。
二、调查内容及统计分析
本次调查对呼和浩特市年龄在20-60岁的100名购物者进行了调查;其中男性占57%,女性占43%。文化程度从初中到研究生及以上不等,以大学文化程度的人为主,占到了58%,其次为高中文化程度的占25%。调查基本反映出不同年龄和文化程度的人对白色污染的了解和使用情况。
被调查者有89%都知道什么是白色污染,只有11%的被调查者不知道什么是白色污染,这反映出呼和浩特市市民对于白色污染绝大多数还是了解的。对于2008年6月1日以后“限塑令”的实施,有98%的被调查者都知道这样的规定,只有2%的被调查者不知道这一规定。可见,“限塑令”在呼和浩特市的各大小超市得到了普遍实施。
有79%的被调查者了解一次性塑料制品会给环境和人体造成危害,有21%的被调查者不了解一次性塑料制品会给环境和人体造成危害。正是因为近8成的人了解一次性塑料制品会给环境和人体造成危害,才会有8成的人支持限制塑料袋使用的做法。对于不了解一次性塑料制品会给环境和人体造成危害的21%的被调查者,其中有人表示尽管不知道有什么危害,但是国家采取了这样的措施肯定有其必要,因此,有89%的被调查者认为在我们的日常生活中有必要减少一次性塑料袋的使用从而减少白色污染。
对于一般人们会使用何种塑料袋的问题,46%的被调查者回答是一般型的,也就是通常我们在菜市上用的薄型不可降解塑料袋:有35%的被调查者一般会使用可降解型的塑料袋:有19%的被调查者对此无所谓,表示没有注意使用的是何种类型的塑料袋。可见,在呼和浩特市对于一般不可降解塑料袋在菜市场、小菜店及日用小店等还是控制力度不够,以至于一般不可降解的非环保塑料袋仍然广泛存在。
对于平均每天使用塑料袋的数量,有76%的被调查者每天的塑料袋使用量达到了1~3个,另有15%的被调查者每天的塑料袋使用量达到了4~6个,另有9%的被调查者表示每天使用量为0.76%的人每天使用1~3个看似不多,可是如果仅按照2个计算,呼和浩特市城区人口143.41万,那么143.41万人中的76%每天要使用218万个塑料袋,这个数字是惊人的。
有64%的被调查者表示适应限制发放免费塑料袋的这种情况,26%的被调查者表示不适应,另有10%的被调查者表示无所谓,对于是否适应限制塑料袋使用的做法,80%的被调查者表示支持,6%的被调查者表示不支持,14%的被调查者表示无所谓。尽管只有64%被调查者表示适应塑料袋的免费发放,但是对于这种做法支持的人却达80%,说明尽管表示不适应的占26%,但是这部分被调查者中的大部分人还是选择支持这种做法,也反映出将来这部分人会逐渐适应这种做法的趋势。
对于是否自备购物袋或购物篮的问题,有12%的被调查者表示总是自备购物袋或购物篮,有23%的被调查者表示经常会自备购物袋或购物篮,有时会自备购物袋或购物篮的被调查者占到了50%,这三部分人群相加占到了85%,只有15%的被调查者表示从不自备购物袋或购物篮。看来将自备购物袋或购物篮养成人们的一种经常行为,变成习惯还需要一段时间,不过已经有85%的人会自备购物袋或购物篮(尽管还有大部分人是偶然行为),相信随着限塑令的持续实施,大多数人养成习惯的可能是很大的。
对于是否购买有偿塑料袋,只有18%的被调查者表示总是购买,有时会购买的占43%,偶尔购买的占32%,从不购买的占7%。限塑令本身是一种法律手段,可降解型塑料袋的有偿使用也是一种经济手段。这个数据显示,人们已经由过去在超市普遍免费使用塑料袋变成了只有18%的人们会总是购买使用塑料袋了。这个转变是巨大的。由于自备购物袋或购物篮的行为还没有变成大多数人们的习惯,所以有时和偶尔购买有偿塑料袋的人相加达75%。可喜的是,有7%的被调查者从不购买有偿塑料袋,相信随着自备购物袋或购物篮行为习惯的养成,这部分人群必将增加,
对于不发放免费塑料袋的做法是否感到不方便,回答不方便的被调查者占64%,稍觉不方便的占24%,有12%的被调查者没有感到不方便。对于感到不方便和稍觉不方便的被调查者约70%表示不方便是自己忘带购物袋或塑料袋,20%认为不方便是花钱购买塑料袋价格比较高,只有约10%认为不方便在于皮包装不下。这组数据再次显示,绝大部分人已经在观念上接受了“限塑令”的规定,只是由于自备购物袋或购物篮的行为习惯还没有跟上,所以会对限制免费发放塑料袋的做法感觉到不方便或有些不方便,随着自备购物袋或购物篮的行为习惯逐渐养成,这种不方便必定会消失。
对于是否会主动少使用塑料袋的问题,78%的被调查者表示会主动少用塑料袋,9%的被调查者表示不会主动少用塑料袋,另有13%的被调查者表示对此无所谓。这组数据表明,大多数人在思想意识上是支持“限塑令”的实施,并在行动上也做出了努力。对于占到22%的表示不会主动少用塑料袋和对此无所谓的被调查者,是我们遏制白色污染需要重点宣传的对象,从而进一步增强这部分人群对白色污染危害的认识,在行动上积极支持“限塑令”,生活中主动少
用或不用塑料袋。
关于遏制“白色污染”的建议,认为需要综合采取措施的占61%,在综合措施中建议尽量少用或不用塑料袋占到了近一半。选择单项治理的占38%,尤以建议经常携带环保购物袋和推广使用可替代的环保新产品为主。遏制白色污染的确不是一蹴而就的事情。需要综合治理。
三、存在的问题及对策建议
通过以上对呼和浩特市白色污染调查问卷的统计分析,我们可以发现呼和浩特市治理白色污染存在的一些问题,以下笔者针对问题提出如下建议:
(一)大多数人对白色污染有所了解和认识,并能够接受“限塑令”的实施,但是落实到行动上还需要时间
由于大多数人知道白色污染并了解一次性塑料袋对我们的生产生活造成的危害,反映了呼和浩特市一般人对白色污染的认识还是比较高的,但是通过人们使用塑料袋的调查表明,人们对于杜绝白色污染在行动上还是需要一段时间的。对此,我们还需要进一步扩大宣传,从而将人们不经常的偶然行为(自备购物袋或购物篮的行为)变成一种生活不可缺少的习惯,将大多数人每天使用塑料袋1―3个变得更少甚至是0个。
(二)“限塑令”的实施范围有限,查处力度不够
在调查中,笔者走访了超市、菜市场、小菜店和临街小店,发现呼和浩特市的超市免费提供塑料袋的现象已经杜绝,但是在菜市场、小菜店和临街小店免费塑料袋仍然在普遍使用。尽管菜市场、小菜店和临街小店的店主也都了解“限塑令”的规定,并且也会接受工商局的检查,但是由于检查力度不够,这部分商家还是有渠道购买到一般型不可降解的非环保塑料袋并照常使用。工商局的检查力度不够是造成这种现象的主要原因,严重影响了“限塑令”实施的普遍性,使这一规定大打折扣。因此,需要向工商局反映这一情况,促使其加强执法的力度。
(三)需要进一步扩大宣传,促成人们养成自备购物袋或购物篮的习惯
尽管支持“限塑令”的被调查者占到了80%,但是养成总是自备购物袋或购物篮的被调查者只有12%,即使加上23%表示经常会自备购物袋或购物篮的被调查者,也只有35%。可见,如果要促成大多数人养成自备购物袋或购物篮的习惯还需要进一步扩大宣传。例如,一些商家在促销中会发放环保购物袋的做法就值得进一步提倡:电视节目中征集环保购物袋设计方案的做法也激发了人们使用环保购物袋的热情。总之,人人包里装一个环保购物袋,那么少用的塑料袋就能达几个、几百个甚至更多。
摘要 塑胶行业的生产制造过程中涉及各种有机原料的使用,是挥发性有机化合物(VOC8)排放的重点行业之一。本文通过对塑胶行业的VOCs产生环节及污染防治现状进行分析,从企业、政府及社会各方着手,多角度探讨了塑胶行业VOCs污染防治策略,以期建立完善的污染防治综合体系,实现塑胶行业的可持续发展。
关键词 VOCs;污染防治;塑胶行业;大气污染防治
近年来,我国大气污染防治取得了积极进展,二氧化硫、氮氧化物、可吸人颗粒物(PMio)等主要污染物排放总量有较大程度下降,但大气区域复合型污染日益突出。复合型污染典型现象一般指当高浓度的臭氧和PM2.5等二次污染物同时出现,挥发性有机化合物(VOCs)能通过生成臭氧、PM2.5等对人体健康及生物生长产生不可逆的负面影响。所以重点行业VOCs治理已成为进一步改善大气环境质量的重中之重。
随着塑料工业的飞速发展,塑料已成为金属、木材、玻璃、陶瓷等质材的替代品,其应用范围从传统的包装业、农业、建筑业三大领域不断扩大至消费电子、家电、电气及工业机械、医疗、汽车工业、礼品、玩具、国防尖端工业以及日常生活的各个领域。塑胶行业的生产制造过程中涉及各种油漆、稀释剂和溶剂型清洗剂的使用,势必产生并排放一定量的VOCs。为了提升整体大气环境质量,亟待加强塑胶行业的VOCs污染防治。
塑胶行业VOCs产生及污染防治现状
塑胶制品生产工艺
塑胶制品是以合成树脂为主要原料、各种配合剂为辅料,经挤塑、注塑、吹塑、压延、层压等工艺加工成型的各种制品。常用的塑料种类有聚烯烃、PS、ABS、PC、PMMA、聚酰胺和聚醚塑料,其中聚烯烃、ABS和PS塑料的应用最为广泛。
塑胶制品生产工艺种类繁多,大致可分为备料、塑胶成型、塑胶表面处理、印刷等几个环节。塑胶行业简要的生产工艺流程如图1所示。
塑胶行业VOCs产生环节及特点
根据工艺流程分析以及现场调研了解的情况,塑胶行业VOCs产生环节主要集中在塑胶表面的喷涂及烘干环节,此外,塑胶成型、预处理(清洗、擦拭)、印刷(丝印/移印)也有少量VOCs产生,以上各类VOCs废气的特点如表1所示。
塑胶行业VOCs污染防治现状及存在问题
纵观整个塑胶行业的发展,由于VOCs污染控制长期以来未得到足够重视,盲区较多,其污染现状不容乐观,存在不少问题。
一是塑胶行业VOCs排放量较大,且呈增长趋势。国家统计局数据显示:2014年,我国塑料制品产量达到7387.8万吨,比2013年同比增长19. 38%。随着塑料消费量的增加,塑胶制品生产过程所产生的VOCs排放量也不断增加。在珠三角地区的深圳市,塑胶制品业的VOCs污染也已成为该市的主要VOCs污染源之一:深圳市2007年普查的5258家污染源中有261家为塑胶制品类企业,占总污染源的5.0%; 2014年VOCs专项治理的第一批669家重点企业中塑胶制品企业有50家,占专项治理重点企业名单的7.8%。
二是塑胶行业排放源多面广,缺乏系统的排放源清单。塑胶生产企业的分布相对独立且分散,排放环节多,排放VOCs污染物成分复杂,以无组织排放为主,收集效率较低。目前,针对塑胶行业VOCs污染源的污染因子、排放现状及污染特征,我国大多数地区尚未进行系统的调查与研究,基础数据的缺失影响了环保主管部门对塑胶企业进行科学的管理与决策。
三是塑胶企业VOCs污染防治意识淡薄,污染防治水平不高。塑胶生产企业长期以来对VOCs的概念及危害性知之甚少,加之环保意识的淡薄,造成该行业对VOCs污染控制的整体水平不高。此外,清洁生产作为目前大力推行的一种污染防治战略,在塑胶企业中的主动实施率较低,大部分企业仍停留在“头痛医头、脚痛医脚”的末端治理阶段。
四是监管体系不完善,监测能力不足,监管力度不够。在对塑胶企业的日常监管中,大部分省市未将VOCs纳入排污申报、监督监测、环境统计等日常管理范围,且目前国家也未针对塑胶行业制定可实施的VOCs排放控制标准以及相应的监测分析方法,导致政府部门在对VOCs污染源实施监管时,缺乏依据和手段;此外,由于尚未建立科学合理的总量控制及减排核算方法,环境监管部门对已实施的VOCs治理工作难以准确考核,对塑胶企业的监管显得有心无力,企业自身也缺乏治理VOCs的动力与压力。
五是技术革新进程缓慢,相关指南或规范缺失。由于应用市场不活跃,近年来针对塑胶行业的VOCs污染控制技术研究较为缓慢,现有的各种技术也未形成行业指南或规范,新研发或引进的污染防治技术也未得到政府权威部门或行业协会的认定和推广,塑胶企业在原辅材料替代、工艺设备改进及末端治理等过程中也缺乏专业的第三方服务机构的指导,以上种种原因导致了塑胶行业VOCs防治技术革新受阻。
塑胶行业VOCs污染防治对策
从企业层面加强全过程控制
一是源头控制与末端治理相结合进行技术改进。塑胶企业应结合VOCs的产生环节及废气来源,采用源头控制、过程控制和末端治理相结合的方式进行技术改进,实现VOCs的控制与减排。可在清洗、涂装、丝印/移印等环节采用低挥发的原料、低挥发的工艺/设备对VOCs进行源头控制。同时,加强对生产过程的VOCs排放控制,有机溶剂清洗、喷涂、丝印工序以及油漆/油墨调配、喷涂和丝印/移印器具清洗均尽量设立密闭作业空间,设置废气收集系统,并保证废气收集率不低于90%。在末端治理方面,综合考虑VOCs废气的浓度、流量、去除效率以及废气的温度和湿度等其他参数,选择吸附一催化燃烧(或高温焚烧)、吸附一水蒸气再生一冷凝回收等VOCs末端治理技术,保证选择技术的VOCs处理效率不低于90%,并定期做处理设施的维护保养,确保处理设施的正常运行。
二是加强内部环境管理。排放VOCs的塑胶企业应规范内部环境管理,对有机溶剂清洗剂、涂料或油墨的购买及使用量、废有机溶剂产生量和回收量、产品产量以及废气处理设施运行状况建立详细的台账,并建立健全日常环保管理制度。应设置规范的排放口,定期委托有资质的第三方机构对废气排放进行监测,及时向当地环保行政主管部门报告监测结果。
三是开展清洁生产审核。塑胶企业应持续深入地将清洁生产的理念落实到生产和管理之中,通过开展清洁生产审核,从生产源头人手减少污染物的产生和排放量,积极推广行业内应用成熟的清洁生产技术,推动企业实现技术进步升级。通过改进工艺装备、提高污染治理水平,有效控制VOCs排放,全面提升塑胶企业乃至整个行业的清洁生产水平。
从政府层面建立完善的监管体系
一是开展污染源调查。在塑胶行业开展挥发性有机物的摸底调查,制定行业排放系数,编制排放清单,摸清地区分布特征,筛选重点排放源,建立重点监管名录。污染源调查是全面掌握塑胶行业VOCs排放及污染状况的重要手段,可详细了解各塑胶企业与环境有关的基本信息及区域分布情况,并建立健全VOCs重点污染源档案和污染源信息数据库,为制定行业VOCs管理和控制政策提供依据,在行业内有效实施VOCs总量控制计划,切实改善环境质量。
二是建立污染源环境管理档案。督促排放VOCs的塑胶企业对产品产量、有机原料使用情况和废气处理设施运行状况等信息进行台账记录。对涉VOCs相关物质的使用、生产以及输出进行申报登记,建立有关企业VOCs污染的环境管理档案,确保“一企一档”并进行跟踪管理。
三是完善法规标准体系。建立健全塑胶行业VOCs污染防治及环境管理方面的法律法规。严格环境准人条件,把VOCs污染控制作为塑胶行业建设项目环境影响评价的重要内容,采取严格的污染控制措施,逐步实行总量控制。不断完善塑胶行业的清洁生产及污染治理标准与规范,为塑胶行业VOCs污染防治工作提供基本依据。
四是提高VOCs监测和监管水平。明确塑胶行业VOCs的具体排放因子,并制定相应的监测分析方法和排放标准,环境监测部门按标准化建设要求及时配备VOCs相关监测设备,加强对监测人员的技能培训,制定VOCs监测工作计划,提高监测水平。在塑胶企业的日常监管过程中,加强对VOCs排放源的监测、监察和监管工作,督促塑胶企业确保污染治理设施正常运行,净化效率达到相关要求。对未按规定实施控制措施的排放源,要责令限期整改;对不符合规定或不能达标排放的企业或存在严重隐患的企业要依法关闭、限期治理或停产整顿。
从社会层面充分发挥各方优势
一是第三方咨询或研究机构提供技术支撑。充分发挥第三方环境咨询机构的技术优势,针对塑胶企业的原辅材料使用、生产工艺、排放现状等环节进行综合性分析与评估,为有需求的企业提出有针对性的综合解决方案。从事塑胶领域VOCs研究的科研机构应积极探寻新技术新工艺的开发应用,提高自主研发实力和综合治理能力,为塑胶行业VOCs污染防治提供有效的技术支撑。
二是强化行业协会的监管职能。中国塑料加工行业协会及各地方行业协会应充分发挥监督管理作用,联合各方力量为行业VOCs污染治理提供指导和服务,组织行业产业链的相关专家共同研究出目标清晰、经济实用、可适用于不同企业的最佳治理方案和技术路线图;通过在行业内部树立标杆,进行宣传示范,更好地指导整个塑胶行业的VOCs减排与控制,打好塑胶行业VOCs污染防治的攻坚战。
总结
关键词:化工,土壤污染,重金属,防治
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。随着工业、城市污染的加剧和农用化学物质种类、数量的增加,土壤重金属污染日益严重,土壤重金属是指由于人类活动将金属加入到土壤中,致使土壤中重金属明显高于原生含量、并造成生态环境质量恶化的现象。
一、重金属的来源、种类
1.土壤重金属来源广泛,主要包括有大气降尘、污水灌溉、工业废弃物得不当堆置、矿业 活动、农药和化肥等。首先是成土母质本身含有重金属,不同的母质、成土过程所形成的土壤含有重金属量差异很大。此外,人类工农业生产活动,也造成重金属对大气、水体和土壤的污染。
2.大气中重金属沉降、大气中的重金属主要来源于工业生产、汽车尾气排放及汽车轮胎磨损产生的大量含重金属的有害气体和粉尘等。它们主要分布在工矿的周围和公路、铁路的两侧。公路、铁路两侧土壤中的重金属污染,主要是Pb、Zn、Cd、Cr、Co、Cu 的污染为主。它们来自于含铅汽油的燃烧,汽车轮胎磨损产生的含锌粉尘等。它们成条带状分布,以公路、铁路为轴向两侧重金属污染强度逐渐减弱;随着时间的推移,公路、铁路土壤重金属污染具有很强的叠加性。
3.农药、化肥和塑料薄膜使用 施用含有铅、汞、镉、砷等的农药和不合理地施用化肥,都可以导致土壤中重金属的污染。一般过磷酸盐中含有较多的重金属 Hg、Cd、As、Zn、Pb,磷肥次之,氮肥和钾肥含量较低,但氮肥中铅含量较高,其中 As 和 Cd 污染严重。农用塑料薄膜生产应用的热稳定剂中含有 Cd、Pb,在大量使用塑料大棚和地膜过程中都可以造成土壤重金属的污染。
4.污水灌溉 污水灌溉一般指使用经过一定处理的城市污水灌溉农田、森林和草地。城市污水 包括生活污水、商业污水和工业废水。由于城市工业化的迅速发展,大量的工业废水涌入河道,使城市污水中含有的许多重金属离子,随着污水灌溉而进入土壤。
5.含重金属废弃物堆积含重金属废弃物种类繁多,不同种类其危害方式和污染程度都不一样。污染的范围一般以废弃堆为中心向四周扩散重金属在土壤中的含量和形态分布特征受其垃圾中释放率的影响,且随距离的加大重金属的含量而降低。由于废弃物种类不同,各重金属污染程度也不尽相同,如铬渣堆存区的 Cd、Hg、Pb 为重度污染,Zn 为 中度污染,Cr、Cu 为轻度污染。
6.金属矿山酸性废水污染金属矿山的开采、冶炼、重金属尾矿、冶炼废渣和矿渣堆放等,可以被酸溶出含重金属离子的矿山酸性废水,随着矿山排水和降雨使之带入水环境(如河流等)或直接进入土壤,都可以间接或直接地造成土壤重金属污染。
二、土壤中重金属污染物现行治理方法
1.工程治理方法
工程治理是指用物理或物理化学的原理来治理土壤重金属污染。主要有:客土是 在污染的土壤上加入未污染的新土;换土是将以污染的土壤移去,换上未污染的 新土;翻土是将污染的表土翻至下层;去表土是将污染的表土移去等。
2.此外淋洗法
用淋洗液来淋洗污染的土壤;热处理法是将污染土壤加热,使土壤中的挥发性污染物(Hg)挥发并收集起来进行回收或处理;电解法是使土壤中重金属在电解、电迁移、电渗和电泳等的作用下在阳极或阴极被移走。以上措施具有效果彻底、稳定等优点,但实施复杂、治理费用高和易引起土壤肥力降低等缺点。
3.生物治理方法
生物治理是指利用生物的某些习性来适应、抑制和改良重金属污染。主要有:动物治理是利用土壤中的某些低等动物蚯蚓、鼠类等吸收土壤中的重金属;微生物治理是利用土壤中的某些微生物等对重金属具有吸收、沉淀、氧化和还原等作用,降低土壤中重金属的毒性,如原核生物(细菌、放线菌)比真核生物(真菌)对重金属更敏感。
4.植物治理
利用某些植物能忍耐和超量积累某种重金属的特性来清除土壤中的重金属;目前已发现400多种,超积累植物积累Cr、 Co、 Cu的含量一般在 0.1% Ni、 Pb 以上,积累 Mn、Zn 含量一般在 1%以上。生物治理措施的优点是实施较简便、投资较少和对环境破坏小,缺点是治理效果不显著。
5.化学治理方法
化学治理就是向污染土壤投入改良剂、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、 和电导等理化性质,Eh 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。
三、总结
土壤重金属污染首先应从源头抓起,控制污染源,土壤重金属的污染已经达到相当严重的程度,要充分认识土壤重金属污染的长期性、隐匿性、不可逆性以及不能完全被分解或消逝的特点。土壤质量问题是经济可持续发展和社会全面进步的战略问题,它直接影响土壤质别、水质状况、作物生长、农业产量、农产品品质等,并通过食物链对人体健康造成危害。对土壤质量的保护便是对耕地生产能力的保护,更是提高土地利用效率的强有力措施之一。对于我国这样一个人口众多的农业大国,开展国土质量调查评价,对土壤重金属污染物进行试验研究,开发耕地污染的治理方法和技术,显得更为必要和迫切。
参考文献
[1]崔德杰,张玉龙.土壤重金属污染现状与修复技术研究进展[J].土壤通报, 2004,35
关键词 农业面源污染;现状;综合治理;措施;中国
中图分类号 X592 文献标识码 A 文章编号 1007-5739(2014)15-0243-01
Agricultural Nonpoint Source Pollution Status and Comprehensive Control Measures in China
PAN Qi-jia
(Dayang Agricultural Service Center of Yunyang County in Chongqing City,Chongqing 404505)
Abstract In recent years,with the rapid development of the economy and urbanization process in China,application of excessive chemical fertilizers and pesticides and live-stock excrement excretion,the agricultural water and soil environment pollution is more and more serious,which has great restricted the sustainable development of the agricultural economy and affected food security.The status of agricultural environment pollution was analyzed,and the corresponding control measures were put forward.
Key words agricultural nonpoint source pollution;status;comprehensive control;measures;China
农村生态环境是农业经济发展的生命线,也是农业发展和广大农村居民生存的基本条件。目前我国农业环境质量不断恶化,农产品污染严重,不仅制约了农业的可持续发展,而且危害人们的身体健康。为了减轻工业“三废”和化肥农药的污染,本文就如何加强农业水土环境污染防治的对策进行探讨。
1 我国农业面源污染状况
在农业生产过程中,由于不合理使用化肥、农药、农膜等投入品以及农业废弃物不能循环利用,造成农业水土的面源污染,主要表现在以下4个方面。
1.1 化肥污染
合理施用化学肥料能有效提高农作物产量,但是我国是世界化肥施用强度最高的国家,2007年化肥总用量达到3 791万t,到2012年增至5 636万t,单位面积化肥用量达279 kg/hm2,是世界平均水平的3倍,太湖地区化肥用量高达809 kg/hm2,造成水质富营养化,蓝藻暴发,但是化肥利用率并不高,据报导:我国氮素化肥利用率为30%~35%,磷肥利用率为15%~20%,钾肥利用率为30%~50%。其余的养分挥发损失,反硝化脱氮,淋溶损失,随水流失,60%的养分流失到水土环境中,引起水体富营养化,使作物和水体中硝酸盐含量增高,氮素在适当条件下,可转化为硝态氮,经生化作用后,可还原为亚硝酸态氮,在生物体内转化为亚硝胺,是一种致癌物质,人类如果长期饮用硝酸盐含量过高的水,会慢性中毒,影响身体健康[1-2]。
1.2 农药污染
由于我国农田生态环境恶化,病虫、田鼠危害猖獗。农药用量年年增加,2012年全国农药用量高达138.6万t,其中高毒农药占70%,田间喷施农药时,40%~60%农药洒落到农田地面,残留在土壤中,有的流失到江河水里,有5%~30%则飘散到大气中,造成环境污染。高毒农药不仅对环境有污染,而且残留时间长,降解、分解缓慢,在作物和蔬菜收获后还会有残留农药,可通过食物链和生物富集作用污染其他食品,对人身体健康造成威胁。
1.3 农膜污染
近年来,我国南方、北方地区城郊农民为了追求经济效益,建立塑料大棚,发展反季节蔬菜生产和盖膜育苗,所以地膜发展迅速,2012年全国塑料薄膜用量高达630万t,地膜覆盖后,回收率只有60%~70%,这种高分子化合物塑料膜自行分解慢,残存在耕层土壤中,影响土壤理化性状,阻碍作物根系生长和水分、空气、营养元素的正常运行,使土壤容重增加,含水量和空隙度减少,阻碍土壤毛细管水和自然水的渗透,从而影响作物生长发育,污染了环境,制约了作物产量的提高[3-4]。
1.4 畜禽养殖粪便污染
我国是一个畜禽养殖大国,近年畜禽养殖业得到快速发展,据统计,我国分散养殖户0.9亿户,奶牛、肉牛养殖户0.15亿户,养鸡户0.9亿户,每年畜禽养殖粪便排放约38亿t,畜禽化学耗氧量(COD)达9 118万t,这些固体废弃物超过工业和生活废水排放量的总和,由于我国工业化、城镇化进程加快,农村青壮年大部分外出务工,在家乡务农者多是老年男女,农村缺乏壮劳力,大量的畜禽粪便无法全部运输到田地里施用,随处堆积,日晒雨淋,造成空气恶臭,蚊蝇滋生,下大雨时,粪便冲入江河,造成水土面源污染,严重影响我国粮食增产和食品安全。此外,在南方大量烧煤发电,造成酸雨降落,对农业环境污染也很严重[5]。
2 农业面源污染综合治理措施
为了改善生态环境,保持我国农业经济持续发展,必须采取以下综合措施,控制农业面源污染。
2.1 加强《环境保护法》的宣传和执法力度
为了合理开发和利用自然资源,改善生态环境,国家和省部级颁发了一系列政策法规,要认真贯彻,强化行政执法力度,严厉打击破坏农业生态环境的违法犯罪行为,严禁工业“三废”直接排放,做到“谁污染谁治理”,决不能走先污染后治理的老路,要充分利用各种形式,广泛深入持久宣传《环保法》《水法》《水土保持法》,不断提高公众环保意识和法治观念,充分认识生态环境是社会经济持续发展的基础,保护环境就是保护和发展生产力,形成全社会关心和支持环境保护工作的氛围。
2.2 实施化肥农药减量工程
我国农业面源污染严重的主要原因是大量、长期、单独施用化肥农药,因此为了防治水土面源污染,必须实施化肥农药减量使用工程。据前人研究,过量施用化肥,重金属Cu、Hg、Cd含量超标,促使土壤中背景氮增加,土壤板结酸化,施用量超过400 kg/hm2,肥效显著下降,增产不明显,农药也同样如此,不减量喷施高浓度农药,会增强病虫抗药性。因此,要进行测土配方施肥,有机肥与无机肥应配合使用,提倡化肥集中深施和叶面喷施等措施,提高农作物对化肥吸收率,以减轻化肥农药的面源污染。此外,要加强化肥农药销售市场的监管,严禁用高毒高残留的化学农药,假冒伪劣质农药和劣质化肥,执法部门要重点查处违法生产厂家和经销商,规范农资市场。
2.3 发展农业循环经济
改革开放以来,我国为了解决中国13亿人的吃饭问题,采取走西方石油农业的道路,大量投入石化能源,因而造成我国农业环境面源污染日益严重,这种农业发展模式已不适应目前我国人多地少,能源短缺,环境恶化的国情,应该走农业循环经济(Agricultural Recycle Economy)的道路。农业循环经济于20世纪60年代诞生于美国,其核心内容就是应用生态学和生态经济学为指导,在农业生产过程中,减少自然资源的物质投入和废弃物的排放,以实现“资源―产品―消费―再生能源―再生产品”的综合循环利用的目的。它是一种低投入、高循环、高产出、产业化、动态性的新型农业模式,具有我国生态农业的特征,又具有西方可持续发展的精华,能从根本上解决我国资源短缺、环境恶化与农业发展之间的矛盾,以实现社会、经济、生态三大效益的统一,农业循环经济模式多种多样,应因地制宜在全国推广,促进农业粮食增产钱增收。
2.4 大力发展沼气净化池,实行节能减排
农村畜禽粪便是优质的有机肥,应尽量施在田地里,鉴于目前农村畜禽粪便排放量大,垃圾泛滥对环境造成污染,应该实行改厕改灶,大力发展沼气净化池,粪便进行科学处理,垃圾焚烧发电,这一方法既增加了农村新能源,又改善了农村生态环境,深受农民拥护,应把这项工程普及到千家万户。此外,要开发利用太阳能、风能、天然气资源发电,减少石化能源投入,减缓大气环境污染。
2.5 推行专业合作组织,实行规模化集约化经营
目前我国农村仍沿袭一家一户分散的小农经济进行生产,导致农业比较利益低,农村青壮年大部分外出务工,农业缺乏劳力,农民很难科学用肥,科学用地养地,要改变这种落后的经营格局,应积极推动土地合理流转,大力发展专业合作组织或者建立家庭小农场,逐步实现规模化、集约化、机械化经营。此外,农业科技部门要加强农民实用增产技术的培训,提高农民科学种田水平,减轻农业面源污染。
2.6 组织塑料回收,减轻白色污染
塑料薄膜不仅大量进入农业生产,塑料制品也已进入千家万户,我国已成为“塑料大国”,塑料对我国环境和水土的污染已日益蔓延和严重,为了减轻白色污染,国家要限量生产,组成废塑料的回收,还要提倡秸秆覆盖和免耕栽培,把这一污染降低到最低限度。
3 参考文献
[1] 孙铁珩,宋雪英.中国农业环境问题及对策[J].农业现代化研究,2008(6):646-648.
[2] 李从平.重庆市云阳县农业面源污染问题及对策[J].中国西部科技,2011(21):48-49.
[3] 杨曙辉,宋天庆.洱海湖滨的面源污染问题及对策[J].农业现代化研究,2006(6):428-431.