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基金项目:国家自然科学基金(41003030)与河南科技大学人才基金(09001266)共同资助。
作者简介:寇太记(1975-), 男, 副教授, 硕士生导师, 主要从事气候环境变化与物质循环、逆境营养生理与农田生态研究。E-mail:
摘要:通过盆栽试验,研究了腐殖酸改良铅污染土壤对蔬菜生长与生物产量、养分积累和肥料农学利用效率的影响。结果表明,污染土壤中铅增多则不利于蔬菜生长、植株富集氮磷钾素和氮磷钾肥农学利用效率提升。铅污染土壤上施用腐殖酸对蔬菜产量的影响与施用量、污染严重程度有关,增加腐殖酸用量使轻微污染土壤上的蔬菜生物量减产,却使较重污染土壤上的蔬菜增产。施用腐殖酸和增加用量在较重污染土壤上能促进氮磷钾素的植株积累,但轻微污染土壤上腐殖酸用量对蔬菜吸收养分的影响因肥料种类、生长阶段、改良剂用量而异。轻微污染土壤上施用小剂量腐殖酸仅使钾肥农学利用效率显著降低,而使用大剂量的腐殖酸则使氮磷钾肥农学利用效率显著降低;较重污染土壤上施用小剂量腐殖酸显著降低了氮磷肥的农学利用效率,而施用大剂量腐殖酸则显著增加了氮磷钾肥的农学利用效率。因此,重度铅污染土壤改良可通过加大腐殖酸用量改土调肥实现逆境高产栽培,但轻度铅污染土壤上应慎用腐殖酸改良土壤。
关键词:腐殖酸; 土壤改良; 蔬菜; 土壤污染; 养分利用率
中图分类号:X53文献标识号:A文章编号:1001-4942(2013)12-0057-05
目前重金属污染农业土壤趋势明显,铅是导致环境重金属污染的重要元素之一[1],可通过土壤-植物系统进入食物链,危害人畜健康。改良污染土壤,减轻重金属危害是目前污染土壤改良的热点。腐殖酸通常作为农业肥料[2]与土壤改良剂施用[3],能刺激植物生理代谢[4,5],促进根系生长[6],提高养分利用率[4],改善土壤结构[7],增强植物抗逆性[8],提高产量和改善品质[4,8]。腐殖酸作为功能多样、优质的土壤改良剂[3,7],能降低土壤中重金属的生物有效性[9],减轻土壤污染对农业生产的影响[3,7]。然而,大量研究结果主要来自丹参、烟草、树木等经济植物和粮食作物[10~13],涉及蔬菜的报道较少,仍有待深入研究。因此,本研究采用盆栽试验,选取蔬菜中最具代表性的小白菜“上海青”作为供试材料,研究铅污染土壤施用腐殖酸对蔬菜生长动态与产量、养分积累与利用效率的影响,以期明确污染土壤改良对植物吸收利用养分的特征与机制,并为科学制定污染土壤的改良措施提供依据。
1材料与方法
1.1试验条件与材料
试验于2011年在河南科技大学试验农场网室进行。供试土壤为褐土,取自农场大田耕层,土壤经自然风干后,除去植物未腐烂残体后混匀备用。其基础理化性状为:pH 8.3,有机质含量13.6g/kg,碱解氮74.0 mg/kg,有效磷12.5 mg/kg,速效钾123.0 mg/kg。氮、磷、钾肥分别为尿素、过磷酸钙、硫酸钾;供试腐殖酸和“上海青”小白菜种子购置于市场。
1.2试验设计
试验按土壤污染程度(2水平)×改良剂添加量(3水平)双因素设计,通过盆栽试验进行。供试土壤污染剂选用醋酸铅、改良剂选用腐殖酸;其中,醋酸铅分Q (轻微污染土壤,按纯铅量0.02 g/kg干土添加)和Z (较重污染土壤,纯铅量0.04 g/kg干土添加) 2个水平,腐殖酸分CK(对照,不施腐殖酸)、H1(小剂量,施用腐殖酸30 g/kg干土)和H2(大剂量,施用腐殖酸60 g/kg干土) 3个用量水平。组合成QCK、QH1、QH2、ZCK、ZH1、ZH2共6个处理,随机区组排列,重复9次。试验盆皿为市售PVC大桶(高60 cm,直径50 cm),每盆装干土35 kg。氮(N)用量每盆2.1 g(折合纯N约135 kg/hm2),磷(P2O5)和钾(K2O)肥用量分别为每盆1.4 g(约合90 kg/hm2 P2O5或K2O)。准确称量腐殖酸改良剂、醋酸铅污染剂与供试土壤充分混均后装盆。每盆种65株“上海青”,幼苗高1 cm时定为50株。分别于出苗后第25、40、60 d每处理随机选取生长均匀一致的3盆进行测定。
1.3试验管理与测定
种植前45 d 装盆以确保土壤自然压实,试验盆埋入地下0.5 m,底部均匀打直径为1 cm 的6个孔,覆盖以300目尼龙网布以利桶内水分与土体自由交换。2011年6月25日播种,6月28日出苗。种植前2 d向盆施入肥料并灌水2 L,所有肥料均作基肥溶于水中施用。整个测定期内除施肥、特旱时保苗灌等量水外,其它时期均依靠自然降水。
收获时测定完土壤容重后,将小白菜植株从盆中完整取出,用自来水洗净根系泥土后放入烘箱中在105℃条件下杀青30 min,80℃条件下经过48 h烘至恒重,称量干重。样品经粉碎、过60目筛后以备测定N、P、K含量。
全氮采用H2SO4-H2O2消煮-开氏法;全磷采用H2SO4-H2O2消煮-钒钼黄比色法;全钾采用H2SO4-H2O2消煮-火焰光度计法测定;具体操作详见文献[10]。
1.4数据处理与计算
养分积累量(g/盆)=干物质重(g/盆)×养分含量(g/kg)/1000
农学养分利用效率(%)=某养分干物质积累总量/施肥纯养分量×100
所有数据均利用Microsoft Excel软件进行方差分析、作图。
2结果与分析
2.1腐殖酸与醋酸铅用量对蔬菜生物产量的影响
各处理生物量随生育进程均增加,但腐殖酸施用量对小白菜生长的影响因土壤铅污染程度而异(表1)。ZCK相比QCK处理,第25、40 d和60 d的蔬菜生物产量分别下降25.6%、35.2%和50.5%(P
2.2腐殖酸与醋酸铅用量对植株养分吸收积累的影响
2.2.1氮素随着生育进程,所有处理植株体内氮素含量呈下降和总吸氮量呈增加趋势(表2)。土壤铅污染加重使蔬菜整个生长期的氮素积累量降低36.5%~51.8% (P
2.2.2磷素随着生育进程,所有处理植株体内磷素含量均呈下降趋势,而积累量则呈上升趋势(表3)。土壤铅污染加重显著降低了第40d蔬菜中磷素含量10.7%(P
2.2.3钾素随生育进程,植株体内的钾素含量呈先升高后降低趋势而积累量呈富集趋势(表4)。相比对照处理,施用腐殖酸处理显著降低了铅污染土壤上生长的蔬菜中钾素含量;轻微铅污染土壤上随腐殖酸用量的增大,蔬菜中钾素含量呈下降态势,且在第25、40 d达到显著水平,而积累量则降低22.0%~41.2% (P
2.3腐殖酸与醋酸铅用量对肥料利用率的影响
氮磷钾肥的农学利用效率与肥料种类、腐殖酸用量水平、土壤铅污染程度密切相关(图1)。随土壤铅污染程度的增加,土壤氮磷钾肥的农学利用效率均显著降低。相比对照处理,轻微铅污染土壤中施用小剂量腐殖酸显著降低了钾肥的农学利用效率,而施用大剂量腐殖酸则显著降低了氮磷钾肥的农学利用效率;较重铅污染土壤上施用小剂量腐殖酸显著增加了氮磷肥农学利用效率,而施用大剂量的腐殖酸则显著增加了氮磷钾肥的农学利用效率。轻微铅污染土壤上腐殖酸施用量的增大具有降低氮磷钾肥农学利用效率的趋势,但在较重铅污染土壤上具有增加氮磷钾肥农学利用效率的趋势。表明施用腐殖酸改良土壤影响肥料利用率,影响程度受综合因素制约。
3讨论
3.1土壤遭受重金属污染形势严峻[1],改良污染土壤是减少重金属危害、促进植物生长、遏制土壤退化的重要措施,高聚物腐殖酸是功能多样、优质的土壤改良剂[3,7]。本研究发现,重金属铅污染土壤程度越重则对蔬菜生长抑制程度越大,这与先前的研究一致[14]。本研究发现在较重铅污染土壤上施用腐殖酸将显著增加蔬菜的生物量,增幅随着腐殖酸用量的增加而增大。由于腐殖酸具有丰富的活基团,能与重金属发生多种形式结合[15],将土壤重金属固定钝化来减轻重金属危害[9],腐殖酸用量越大则解除土壤中重金属的生物毒害能力愈强[16],越能减少污染危害促进植物生长。而在轻微铅污染土壤上施用腐殖酸降低了蔬菜生物量,降幅随腐殖酸用量增加而增大,这与腐殖酸钝化固定重金属、减少污染危害、促进植物生长作用相矛盾。可能由于本研究中在轻微铅污染土壤上加入的腐殖酸量偏大,吸持并降低了土壤养分水分的供给量,造成蔬菜减产。由于腐殖酸具有强大的水分吸持能力,腐殖酸施入土壤后将与植物竞争水分,造成土壤中植物可利用水分减少,腐殖酸除固定重金属外,过剩的腐殖酸将吸持固定氮磷钾等养分元素且释放缓慢,一定时间内降低了土壤中植物可吸收养分数量,水分减少可能进一步抑制养分的供应,理论上,腐殖酸施用量越大则抑制程度表现越明显;本研究发现在轻微铅污染土壤上随着腐殖酸用量的增加,小白菜植株氮磷钾素积累量和肥料的农学利用效率则不同程度地降低。然而腐殖酸相同用量施用于未污染的种植丹参的土壤中则促进了丹参生长[10],与本研究不一致,这表明土壤是否污染、污染程度、植物类型均影响腐殖酸的施用效果。
3.2随着生育进程,蔬菜植株内氮磷钾含量呈下降态势,这或与植物生长的“稀释效应”有关。植物养分积累量与养分含量、生物量有关,受生物量增长变化趋势影响。本研究中土壤铅污染加重,显著降低了植株体内氮磷钾素积累量,主要原因应为重金属铅的毒害作用使植株生长受限与利用氮磷钾养分不足的共同作用。重金属铅污染严重的土壤上随腐殖酸用量的增大蔬菜生长期氮磷钾素积累量均呈增加趋势,这主要为腐殖酸分子具有多种活团,能与重金属铅结合[15],降低铅对蔬菜的毒害作用,降毒作用在一定范围内随腐殖酸用量的增加而增大,进而促进了蔬菜的生长及其对养分的吸收积累。
3.3重金属铅轻微污染土壤上随腐殖酸用量的增加越不利于植株氮磷钾素的积累,这主要与腐殖酸对污染元素、养分元素的吸附-络合与释放有关[17],腐殖酸除降低污染元素含量和毒害作物的强度,但过多的腐殖酸吸附-络合植物必需的营养元素,既降低了土壤中可供应的养分有效含量,又不利于植物生长。此外,腐殖酸施入铅污染土壤将激活土壤酶活性[5,16],改善土壤结构[7],增强植物抗逆性[8],这均会影响养分有效性与植物生长能力。因此,施用腐殖酸改良铅污染土壤,尤其是轻微污染土壤,对氮磷钾养分元素利用的影响有待深入研究。
4结论
重金属铅污染土壤将抑制蔬菜生长且抑制程度随生育进程而加大。施用腐殖酸改良污染土壤对蔬菜生长、氮磷钾养分利用的影响受腐殖酸用量与土壤污染程度双重作用。轻微铅污染土壤上施用腐殖酸相对不利于蔬菜生长与养分吸收积累;但较重铅污染土壤上施用腐殖酸则能促进蔬菜生长与养分吸收积累并与腐殖酸用量呈正相关,增加腐殖酸用量将提高肥料的农学利用效率。生产实践中,重度铅污染土壤改良可通过加大腐殖酸用量进行改土调肥,促进蔬菜的生长、养分吸收和肥料利用,实现逆境高产栽培;但在轻微铅污染土壤上不宜施用腐殖酸改良土壤。
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一、当前我国土壤污染防治存在的问题
一是法律法规缺失。目前我国没有专门的土壤环境保护法律法规,相关规定分散在《环境保护法》、《土地管理法》、《水土保持法》、《土地复垦条例》、《农药安全使用标准》等不同法律法规中,对土壤污染防治的规定不系统,缺乏具有可操作性的细则和有威慑力的责任追究条款。
二是监测水平滞后。多数地区缺乏土壤监测必备的仪器和人员,尤其是基本农田和集中式饮用水源地等重点区域存在监测站点布置过少、监测项目少、监测数据流通信息不畅、专业技术人员缺乏等诸多问题。
三是修复技术不成熟。我国现有的土壤污染修复技术大多数仍处于实验阶段,有些还只仅适用于实验室的小规模实验,与工程的实际推广尚有一定的差距。同时,现有修复技术成本较高,修复设备与药剂大部分仍然依赖进口。
四是防治资金短缺。土壤污染防治对资金的需求量很大,目前主要由政府买单。而政府财力的相对有限性使防治资金的来源受到很大局限。尤其对于无主的污染场地,由于其大多数位置偏远,开发利用价值不大,地方政府配套资金积极性不高,中央资金的杠杆作用难以有效发挥。同时,目前我国土壤治理修复的商业模式尚未形成,社会资金进入相对困难。
二、发达国家的经验借鉴和相关建议
自上个世纪以来,美国、丹麦、英国、德国、日本等国家围绕土壤污染防治立法、检测、治理、防控、资金、惩治等诸多环节,建章立制、标本兼治,逐步形成了较为完整和完善的土壤污染防治体系。如美国设立了污染场地管理与修复基金即“超级基金”,并以这一基金为核心,制定了全面有效的污染土地管理框架。针对责任方建立了“严格、连带和具有追溯力”的法律责任,即不论潜在责任方是否实际参与或造成了场地污染,也不论污染行为发生时是否合法,潜在责任方都必须为场地污染负责。丹麦在2000年就颁布了《土壤污染防治法》,并建立了全国统一的土壤污染数据库,实现资源共享。同时设立了土壤检测点,对土壤进行长期实时监测,进行动态管理。英国早在上世纪90年代初就建立了污染土壤暴露风险评估导则,制定了详细的土壤污染指导性标准,并逐步形成和完善了基于风险的污染地块管理框架体系,有效地保证了土壤污染防治各项工作的顺利开展。
借鉴发达国家经验,针对我国土壤污染防治现状,建议:
1.加快土壤污染防治立法。制定专门的《土壤污染防治法》并相应配套各类法规细则,构建完善的土壤污染防治法律法规体系,为土壤污染防治和治理提供更好的法律保障。
2.全面开展土壤环境质量普查。在全国范围内开展土壤环境质量普查,摸清底数,并建立全国土壤环境质量数据库,以全面了解和掌握全国土壤环境质量状况。
3.编制土壤污染防治规划和实施计划。在全面摸清底数的基础上,编制土壤污染防治规划和实施计划,明确各级政府和机构土壤污染治理责任,并根据不同区域土壤环境状况,按照轻重缓急,统筹规划,分步实施。
4.建立土壤环境监测网络。将土壤环境质量监测列为常规环境监测内容,建立起完善的土壤监测网络,制定科学的定期监测制度,长期、动态、实时地对土壤及其生态环境进行监测,并定期公布全国和区域土壤环境质量状况。
5.拓宽防治资金投入渠道。一是按照“谁污染、谁付费”的原则,对土壤污染实行永久性的污染责任追溯制度,土壤污染者除了要承担受害者的赔偿责任外,还应承担土壤修复费用。二是建立专门的土壤污染资金保障机制,成立类似美国“超级基金”的“土壤污染治理基金”,主要用于解决找不到责任者或责任者没有实施修复能力的土壤污染的管理和修复,保证土壤污染防治资金来源的稳定。另外,政府还应进一步加大对土壤污染治理的科研开发、企业的清洁生产、农业面源污染治理等方面的资金扶持力度。三是完善市场机制,引入社会资金进行土壤治理修复。
6.加强防治技术人才支撑。一是制定土壤修复企业准入制度,引导行业有序规范发展。二是加快相关人才培养和设备研发。一方面在各大高校增设土壤修复等方面的专业,加大专业土壤防治人才的培养力度;另一方面相关科研部门要加快土壤污染治理设备、原料等研发的步伐。
关键词:新环保法;视野;土壤污染防治;对策探析
最近几年,人们越发意识到了环境保护的重要性,尤其是土壤的保护问题,土壤可以为人们的生产生活提供基础支持,因此,土壤污染将会给人们的生产生活带来较大的负面影响,与水污染问题相比较,土壤污染问题往往会受到忽视,尽管我国已经运用法律条文内容对土壤资源提供了法律支持,但是,工业生产以及城市垃圾处理等因素的影响,导致土壤污染问题越发严重,而要想在此新环保法视野下,强化对土壤的治理,就要依据新环保法中的内容,制定土壤污染的防治方案,笔者则对新环保法视野下的土壤污染的对策进行了探究,详见下述。
一、对于我国土壤污染的实际状况分析
现阶段,我国的土壤污染状况较为严峻,诸多区域的土壤污染导致植物无法正常生长,极大的影响了人们正常的生产生活,可见,当前进行土壤污染防治已经是环境保护的必要措施,也是确保区域内的土壤可以被正常应用的重点内容。
我国部分地域试图应用土地覆膜技术来提高庄家的整体产量,但是,在覆膜之后,未能将这些塑料薄膜予以科学的处理,将会随之融入到土壤之中,进而引发土壤污染,此种情况下的土壤污染极难处理和解决,即便对土壤予以处理,还会导致土壤难以恢复到之前的水平,治理的周期也较长,同时也会提升土壤的应用成本[1]。
此外,农民为了更为高效的对庄稼进行种植,往往会通过喷洒农药的方式,尽可能的降低人力資源的消耗,但是,喷洒农药的方式,将会对土壤中的营养物质造成破坏,致使土地无法被切实的应用。同时,在种植庄稼的过程中,部分农民无法切实保障化肥的质量,劣质化肥将会进一步导致土壤受损,同时也会破坏土壤中的营养物质,致使土地不能被高效的应用。
除了上述因素之外,工业生产排放的污水也会造成土壤污染,通过水资源的途径加强了土壤污染,未经处理的污染水体,不仅会造成土壤污染,还会造成空气污染,对于人类的生存和发展是极为不利的[2]。
二、对于新环保法视野下颚土壤污染防治方式分析
(一)健全土壤监督制度体系
在当前新环保法背景下,人们的思维方式也有所转变,越发地注重环境保护的重要性,积极地强化土壤保护的力度。在此过程中,要想切实的对土壤予以保护,首先就要通过制度内容,对土壤污染情况予以监督和约束,促使土壤的应用更为高效和绿色。
运用法律规章以及体制的作用,对土壤污染行为予以监督,可以有效的确保土壤污染防治措施的落实,同时也会使人们从自我做起,避免日常生活中,对土壤造成污染。此外,政府也要发挥自身的引导性优势,对土壤污染问题予以切实的治理,强化土壤保护的力度,并推动土壤保护体制的构建,最终形成一个较为健全的体系和评价机制,从制度层面,杜绝土壤污染问题出现,在此过程中,还可以制定完善的应急预案措施,对土壤的应用进行全方位的监督,引导人们更为高效的应用土壤资源。
(二)科学的应用化肥农药
农民在种植庄稼的过程中,不可避免的会应用到化肥和农药,而基于这一问题所造成的土壤污染,则要根据实际情况,结合庄稼种植的具体特征,科学的应用农药和化肥,促使土壤的应用更为高效和科学[3]。
比如,在施肥时,可以重点运用动物粪便以及有机肥等,增加土壤中的营养。而对于给水体污染造成严重影响的工厂,所造成的土壤污染问题,政府部门也要将自己的职能体现出来,坚持服务人民,为人们提供一个更为优美的环境,可以通过法律的途径,将这些不达标工厂进行“彻底废除”,确保污水排水达标后,再进行生产,参考法律规章制度内容,对工厂的所有人进行经济处罚,运用这样的方式,对污水问题予以治理,间接地降低工业水体污染给土壤资源造成的污染。
(三)通过媒体途径,宣传土壤污染的危害
当前是信息化的时代,媒体在社会发展的过程中,起到了重要的引导作用,而新环保法的落实,也可以借助媒体的力量,进行积极地宣传,对土壤污染所造成的危害予以阐述和分析,而后再对新环保法中的内容进行自觉宣传,同时还要确保宣传手段的科学性和高效性,最终达到极佳的宣传效果。
一般情况下,媒体对法律条文进行宣传的过程中,都会应用受众乐于接受的方式来进行,受众在此氛围下,会潜移默化的受到新环保法条例的影响,并逐渐的意识到土壤保护的重要性,将会从自我做起,承担起相应的社会责任,进而为土壤污染治理提供切实的保障,间接地强化土壤污染治理效率[4]。
值得注意的是,媒体在接受这样的宣传内容时,应当本着公益性的原则,不应予以收费,其次,媒体理应承担环境保护的社会责任,强化人们土壤保护的思维和心理。并引发社会舆论,最终达到舆论监督的目的,提高对土壤资源的保护。
结束语:综上所述,新环保法的实施是一项需要长期解决的任务,它的落实具有较强的整合性以及协调性,和传统的环保法相比较,新环保的内容对其内容和诸多条款进行了更新,并更加强调人性化的管理,在此发展背景下,要想为人们的生产生活奠定良好的基础,就要将环境保护措施落实到实处,尤其是当前形势较为严峻的土壤污染问题亦是如此,要强化对土壤污染的治理,并遵循新环保中的内容,充分发挥政府部门的引导性作用和媒体途径的宣传作用,提高土壤污染的治理效率,推动环境保护目标的落实,促使社会发展与可持续发展理论相一致。
参考文献
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关键词:土壤污染;现状;危害;治理措施
1土壤污染概念
土壤是指陆地表面具有肥力、能够生长植物的疏松表层,其厚度一般在2m左右。土壤不但为植物生长提供机械支撑能力,并能为植物生长发育提供所需要的水、肥、气、热等肥力要素。近年来,由于人口急剧增长,工业迅猛发展,固体废物不断向土壤表面堆放和倾倒,有害废水不断向土壤中渗透,汽车排放的废气,大气中的有害气体及飘尘不断随雨水降落在土壤中。农业化学水平的提高,使大量化学肥料及农药散落到环境中,导致土壤遭受非点源污染的机会越来越多,其程度也越来越严重,在水土流失和风蚀作用等的影响下,污染面积不断扩大。因此,凡是妨碍土壤正常功能,降低农作物产量和质量,通过粮食、蔬菜、水果等间接影响人体健康的物质都叫做土壤污染物[1-2]。
当土壤中有害物质过多,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,微生物活动受到抑制,有害物质或其分解产物在土壤中逐渐积累,通过“土壤植物人体”,或通过“土壤水人体”间接被人体吸收,达到危害人体健康的程度,就是土壤污染。
2我国土壤污染现状与危害
2.1土壤污染的现状
目前,我国土壤污染的总体形势严峻,部分地区土壤污染严重,在重污染企业或工业密集区、工矿开采区及周边地区、城市和城郊地区出现了土壤重污染区和高风险区。土壤污染类型多样,呈现出新老污染物并存、无机有机复合污染的局面。土壤污染途径多,原因复杂,控制难度大。土壤环境监督管理体系不健全,土壤污染防治投入不足,全社会防治意识不强。由土壤污染引发的农产品质量安全问题和逐年增多,成为影响群众身体健康和社会稳定的重要因素[3]。
2.2土壤污染的危害
2.2.1土壤污染导致严重的直接经济损失。初步统计,全国受污染的耕地约有1000万hm2,有机污染物污染农田达3600万hm2,主要农产品的农药残留超标率高达16%~20%;污水灌溉污染耕地216.7万hm2,固体废弃物堆存占地和毁田13.3万hm2。每年因土壤污染减产粮食超过1000万t,造成各种经济损失约200亿元。
2.2.2土壤污染导致生物产品品质不断下降。因农田施用化肥,大多数城市近郊土壤都受到不同程度的污染,许多地方粮食、蔬菜、水果等食物中镉、砷、铬、铅等重金属含量超标或接近临界值。每年转化成为污染物而进入环境的氮素达1000万t,农产品中的硝酸盐和亚硝酸盐污染严重。农膜污染土壤面积超过780万hm2,残存的农膜对土壤毛细管水起阻流作用,恶化土壤物理性状,影响土壤通气透水,影响农作物产量和农产品品质。
2.2.3土壤污染危害人体健康。土壤污染会使污染物在植物体内积累,并通过食物链富集到人体和动物体中,危害人体健康,引发癌症和其他疾病。
2.2.4土壤污染导致其他环境问题。土壤受到污染后,含重金属浓度较高的污染土容易在风力和水力作用下分别进入到大气和水体中,导致大气污染、地表水污染、地下水污染和生态系统退化等其他次生生态环境问题。
3造成土壤污染的原因
3.1过量施用化肥
我国每年化肥施用量超过4100万t。虽然施用化肥是农业增产的重要措施,但长期大量使用氮、磷等化学肥料,会破坏土壤结构,造成土壤板结、耕地土壤退化、耕层变浅、耕性变差、保水肥能力下降、生物学性质恶化,增加了农业生产成本,影响了农作物的产量和质量;未被植物吸收利用和根层土壤吸附固定的养分,都在根层以下积累或转入地下。残留在土壤中的氮、磷化合物,在发生地面径流或土壤风蚀时,会向其他地方转移,扩大了土壤污染范围。过量使用化肥还使饲料作物含有过多的硝酸盐,妨碍牲畜体内氧气的输送,使其患病,严重导致死亡[4]。
3.2农药是土壤的主要有机污染物
全国每年使用的农药量达50万~60万t,使用农药的土地面积在2.8亿hm2以上,农田平均施用农药13.9kg/hm2。直接进入土壤的农药,大部分可被土壤吸附,残留于土壤中的农药,由于生物和非生物的作用,形成具有不同稳定性的中间产物或最终产物无机物。喷施于作物体上的农药,除部分被植物吸收或逸入大气外,约有1/2左右散落于农田,又与直接施用于田间的农药构成农田土壤中农药的基本来源。农作物从土壤中吸收农药,在植物根、茎、叶、果实和种子中积累,通过食物、饲料危害人体和牲畜的健康。
3.3重金属元素引起的土壤污染
全国320个严重污染区约有548万hm2土壤,大田类农产品污染超标面积占污染区农田面积的20%,其中重金属污染占80%,粮食中重金属镉、砷、铬、铅、汞等的超标率占10%。被公认为城市环境质量优良的公园存在着严重的土壤重金属污染。汽油中添加的防爆剂四乙基铅随废气排出污染土壤,使行车频率高的公路两侧常形成明显的铅污染带。砷被大量用作杀虫剂、杀菌剂、杀鼠剂和除草剂,硫化矿产的开采、选矿、冶炼也会引起砷对土壤的污染。汞主要来自厂矿排放的含汞废水。土壤组成与汞化合物之间有很强的相互作用,积累在土壤中的汞有金属汞、无机汞盐、有机络合态或离子吸附态汞,所以,汞能在土壤中长期存在。镉、铅污染主要来自冶炼排放和汽车尾气沉降,磷肥中有时也含有镉[5]。
3.4污水灌溉对土壤的污染
我国污水灌溉农田面积超过330万hm2。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,有增产效果。未经处理或未达到排放标准的工业污水中含有重金属、酚、氰化物等许多有毒有害的物质,会将污水中有毒有害的物质带至农田,在灌溉渠系两侧形成污染带。
3.5大气污染对土壤的污染
大气中的二氧化硫、氮氧化物和颗粒物等有害物质,在大气中发生反应形成酸雨,通过沉降和降水而降落到地面,引起土壤酸化。冶金工业排放的金属氧化物粉尘,则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2~3km范围的点状污染。
3.6固体废物对土壤的污染
污泥作为肥料施用,常使土壤受到重金属、无机盐、有机物和病原体的污染。工业固体废物和城市垃圾向土壤直接倾倒,由于日晒、雨淋、水洗,使重金属极易移动,以辐射状、漏斗状向周围土壤扩散。
3.7牲畜排泄物和生物残体对土壤的污染
禽畜饲养场的厩肥和屠宰场的废物,其性质近似人粪尿。利用这些废物作肥料,如果不进行物理和生化处理,则其中的寄生虫、病原菌和病毒等可引起土壤和水域污染,并通过水和农作物危害人群健康。
3.8放射性物质对土壤的污染
土壤辐射污染的来源有铀矿和钍矿开采、铀矿浓缩、核废料处理、核武器爆炸、核实验、燃煤发电厂、磷酸盐矿开采加工等。大气层核试验的散落物可造成土壤的放射性污染,放射性散落物中,90Sr、137Cs的半衰期较长,易被土壤吸附,滞留时间也较长。
4我国土壤污染的治理措施
4.1施用化学改良剂,采取生物改良措施,增加土壤环境容量,增强土壤净化能力
向土壤中施用石灰、碱性磷酸盐、氧化铁、碳酸盐和硫化物等化学改良剂,加速有机物的分解,使重金属固定在土壤中,降低重金属在土壤及土壤植物体的迁移能力,使其转化成为难溶的化合物,减少农作物的吸收,以减轻土壤中重金属的毒害。针对有机物污染,用植物、细菌、真菌联合加速有机物降解。针对无机物污染,利用植物修复可以把一部分重金属从土壤中带走。
增加土壤有机质含量、砂掺粘改良性土壤,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。
4.2强化污染土壤环境管理与综合防治,大力发展清洁生产
控制和消除土壤污染源,组织有关部门和科研单位,筛选污染土壤修复实用技术,加强污染土壤修复技术集成,选择有代表性的污灌区农田和污染场地,开展污染土壤治理与修复。重点支持一批国家级重点治理与修复示范工程,为在更大范围内修复土壤污染提供示范、积累经验。合理利用污染土地,严重污染的土壤可改种非食用经济作物或经济林木以减少食品污染。科学地进行污水灌溉,加强土壤污灌区的监测和管理,了解水中污染物的成分、含量及其动态,避免带有不易降解的高残留污染物随机进入土壤。
增施有机肥,提高土壤有机质含量,增强土壤胶体对重金属和农药的吸附能力。强化对农药、化肥、除草剂等农用化学品管理。增施有机肥同时采取防治措施,不仅可以减少对土壤的污染,还能经济有效地消灭病、虫、草害,发挥农药的积极效能。在生产中合理施用农药、化肥,控制化学农药的用量、使用范围、喷施次数和喷施时间,提高喷洒技术,改进农药剂型,严格限制剧毒、高残留农药的使用,大力发展高效、低毒、低残留农药。大力发展生物防治措施。
大力推广闭路循环、无毒工艺,以减少或消除污染物的排放。对工业“三废”进行回收净化处理,化害为利,严格控制污染物的排放量和浓度。大力推广和发展清洁生产。
针对土壤污染物的种类,种植有较强吸收能力的植物,降低有毒物质的含量,或通过生物降解净化土壤,通过改变耕作制度、换土、深翻等手段,施加抑制剂改变污染物质在土壤中的迁移转化方向,减少农作物的吸收,提高土壤pH值,促使镉、汞、铜、锌等形成氢氧化物沉淀。
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。
4.3调控土壤氧化还原条件
调节土壤氧化还原电位,使某些重金属污染物转化为难溶态沉淀物,控制其迁移和转化,降低污染物的危害程度。调节土壤氧化还原电位主要是通过调节土壤水分管理和耕作措施实现。
4.4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。
4.5采用农业生态工程措施
在污染土壤上繁殖非食用的种子、种经济作物,从而减少污染物进入食物链的途径;或利用某些特定的动植物和微生物较快地吸走或降解土壤中的污染物质,从而达到净化土壤的目的。
4.6工程治理
利用物理(机械)、物理化学原理治理污染土壤,是一种最为彻底、稳定、治本的措施,但投资大,适于小面积的重度污染区,主要有隔离法、清洗法、热处理、电化法等。近年来,把其他工业领域,特别是污水、大气污染治理技术引入土壤治理,为土壤污染治理研究开辟了新途径。
5参考文献
[1]徐月珍.防止土壤污染和地下水污染的措施[J].环境与可持续发展,1989(1):29-31.
[2]任旭喜.土壤重金属污染及防治对策研究[J].环境保护科学,1999,25(5):31-33.
[3]陈晶中,陈杰,谢学俭,等.土壤污染及其环境效应[J].土壤,2003,35(4):298-303.
关键词:土壤质量; 对策; 锦州
中图分类号:
文献标识码:A 文章编号:1674-9944(2017)6-0073-02
1 锦州市自然概况
锦州位于辽宁省西南部,“辽西走廊”东端,是连接中国华北和东北两大区域的交通枢纽,总面积1.03万km2,海岸线124 km,地形概貌大体是“三山一水三分田,二分道路一庄园”,呈东南低、西北高地势。
2 锦州市土壤质量现状
“十二五”期间,锦州市共监测12个区域,66个点位。用单项污染指数评价66个点位的超标情况,超标项目有镉、汞、镍、六六六和苯并芘。通过“十二五”期间土壤的例行监测锦州市土壤主要污染为镉和汞,镉污染最重。处于中度污染和重度污染的点位均分布在禽畜养殖场周边,土壤中的镉在部分程度上取决于区域地理状况,锦州市不同区域均有不同程度的镉污染。 11月30日,锦州市政府正式印发《锦州市土壤污染防治工作方案》。
3 土壤污染现状分析
3.1 土壤农药污染
根据全国土壤污染状况调查初步统计分析结果,我国人均耕地面积只有世界人均30%左右,化肥使用量占全球使用量的40%。在人均耕地有限的情况下,为了提高产量,增加收入,农户大量使用化肥和农药。不合理使用农药化肥最终导致了农副产品危机。农业是可持续发展的重要基础,农业一旦出现问题,将动摇社会的根本。过量施用化肥会造成土壤污染,减少土壤中的害虫天敌及微生物,使土壤酸化、盐类聚集。农产品的农药残留会污染水源,使地表水富营养化等。
3.2 土壤重金属污染
造成污染的几大污染源:农药、化肥、重金属。在这三类污染源中,农药和化肥是农业生产中使用的,存在着使用不当的问题,然而重金属带来的危害也远远超过农药和化肥所带来的危害[1 ]。重金属污染问题近年来愈演愈烈。随着规模化养殖的发展,添加了重金属元素的饲料添加剂被广泛使用,同时很多锌、铬等重金属在动物体内代谢不充分,导致动物粪便中重金属超标,农家肥的广泛施用导致农田中重金属的超标。
4 土壤污染防治对策建议
4.1 完善防治的法律法规
土壤污染,虽是一种“看不见的污染”,但与每个人的健康紧密相连。要实现土壤污染的彻底根治,必须坚持法治。我国土壤污染防治尚处于起步阶段,从而导致在立法层面和实践环节存在许多缺陷。鉴于此,当前最为需要的就是让土壤污染防治工作实现有法可依,不要让法律在此出现缺位现象。因此,就要在完善法律体系的过程中,细化土壤保护范围,形成有效的预防和治理机制,探索建立一整套的行政管理机制,并严厉追究相关责任人的法律责任。
4.2 加强环保部门的工作效能和公信力
土壤污染问题与每一位公民的健康息息相关,它会对人体造成直接或间接危害。政府部门应该更加重视土壤污染信息的公开。同时土壤监测技术有待提高,应提高技术,更新设备,建立完善的土壤环境质量监测体系。
4.3 发展生态农业实行风险管控
农户大量使用化肥和农药[2],使土壤遭到严重破坏,针对中国农村耕地土壤污染特别严重,农产品不能出口、不能吃的状况,应重点了解地方落实环境保护,党政同责和一岗双责,严格责任追究等情况,应摒弃现行的高农药、高化肥、高残留、高污染的农业生产,大力发展推广保护环境和实现资源持续利用的生态农业[3 ]。一方面提高农民收入,另一方面改善土壤质量。土壤治理和大气、水的治理不同。土壤污染往往具有累积性、难可逆性。精耕细作的模式过度透支农地肥力,导致土地有机质下降、耕地碱化趋势明显。对此,政府应当在户籍、新增就业岗位等方面为农业劳动力向城市非农劳动力转移创造便利条件,进一步推进城市化水平,吸纳农村富余的劳动力。农业劳动力进一步减少,人均耕作的耕地数量提高,鼓励土地使用权流转,通过集约化经营,加强管理、合理施肥与轮作,提高生产效率,顺势提高粮食生产质量标准。针对土壤污染的特殊性,不对所有的被污染土壤进行治理。而是进行风险管控,按照风险高低排序,择重优先处理[4]。
4.5 全民参与防治土壤污染
完善公众参与制度,赋予社会公民监督权和知情权,调动民众环境治理的热情动力,发挥民众对环境治理的舆论O督作用,从而督促土壤污染防治工作的有序、规范开展。不做旁观者,要做参与者,使防治土壤污染成为全民的自觉行为。
参考文献:
[1]邓小云. 农业面源污染防治法律制度研究[D].青岛: 中国海洋大学, 2002.
[2]刘云喜.中国农村经济转型条件下的农民就地城市化问题研究[D].北京:中央民族大学,2012.