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一、固体废弃物来源
经过调查,我县的农村固体废弃物来自两个大的方面:一是农业生产过程中自产的,有农田秸杆、杂草,果园的落叶、枝干等;畜牧业生产中产生的牲畜和家禽粪便;农产品加工中产生的下脚料;人们在日常生活中产生的废弃物。二是由城市以不同的方式转嫁给农村的固体废弃物,如城市生活垃圾。
二、污染现状与危害
1、废弃塑料
废弃塑料污染有两方面,一是地膜残留的污染。我县的设施农业近年来发展较快,伊山镇、南岗乡、下车镇、东王集乡等乡镇都有较大规模的设施农业,其中农膜和塑料薄膜使用量较大。2013年上半年,灌云县新增高效农业面积4.8万亩,其中设施农业0.65万亩。按照亩均用农膜6千克,仅此1项我县新增的废弃农膜就达到39吨。绝大部分废弃的农膜不能够迅速降解,且回收价值低、难度大,农民的积极性不高,造成大部分农膜堆在田间地头,部分残留在土壤中,改变了土壤的结构,影响作物生长和田间管理。二是白色污染严重。废弃的塑料制品名目繁多,如各种塑料包装袋、食品袋等[2]。
2. 农业秸秆
经济在发展,人民的生活水平逐步提高,农民的生活方式在逐步的改变,农村的能源结构也发生了改变。原来作为农村薪材的农作物秸秆被液化气、电炒锅、电磁炉等代替,成为农村固体废弃物的最重要来源。2012年,我县小麦、水稻、玉米三大作物的秸秆产量达到130万余吨,其中小麦秸秆60余万吨,一半以上被焚烧,严重影响空气质量和交通运输,威胁人民的健康以及财产安全。除部分秸秆被用于饲料、造纸、还田和编织外,其他部分秸秆被堆放在田头或者抛弃在河沟中,污染了河道水质,影响村容村貌。
3、禽畜粪便
近几年来,我县的畜禽养殖业有了较大的发展,规模化养殖企业不断增加,东王集乡的肉牛养殖、龙苴镇的家禽养殖、沂河淌的鹅养殖等,这些都呈现出集约化养殖的特点,随之而来的是养殖场所产生的畜禽粪便在不断增多。根统计,全县每年生猪饲养量超百万头、三禽饲养量超2000万羽,每年粪便产生量达到80余万吨,尿液产生量115万余吨。其中绝大部分的养殖场所产生的粪便没有经过灭菌处理,直接露天堆放,容易滋生蚊蝇,在雨水的冲刷下,有害物随地表径流进入水体,造成水体的富营养化,严重影响环境。
三、防治措施
1、正确处理固体废弃物与农业环境保护的辩证关系
农村固体废弃物之所以影响到了农村环境保护问题,是因为其在错误的时间被放到了错误的地点。农村固体废弃物中绝大部分可以被直接再利用,而影响其再利用的主要原因是农村体制问题。我县的农村土地为以家庭为单位的小农经营体制,阻碍了农业新技术、新方法的推广利用。同样,小农经营体制难以承担农村基础设施建设成本,相对来说小农经营体制投入产出比更低,无法提高农业生产效率。同时也束缚了一大批农村劳动力在土地上。在秸秆综合利用方面,小农经营体制下收益微乎其微,严重影响其积极性。
2、加强环保宣传,提高环境道德意识
农村地区固体废弃物污染比较严重很大程度上是由于农民朋友的环保意识淡薄造成的,对农业生产和生活中所造成的污染没能正确认识。所以要加强农村的环保教育和宣传,尤其是乡镇村基层干部的环保意识,能够在工作和生活中时刻关注身边的环保问题。在乡镇的年终考核中将环保纳入考核指标。每年组织科技下乡活动之际,在社区、乡镇、农村集贸市场张贴环保挂图并通过举办农业环保法律、法规知识的培训班,增强农民群众的环保法观念,培养“环境保护,人人有责”的责任感,养成“食品入口,包装入桶”的生活好习惯。
3.发展生态农业,实现清洁生产
[关键词]污水灌溉 土壤重金属 污染评价 潜在环境风险评价
[中图分类号] F407.1 [文献码] B [文章编号] 1000-405X(2015)-7-356-3
1材料与方法
1.1研究区概况及数据采集
研究区位于该市西北郊沣惠渠灌区,面积14.27 km2,介于北纬34°18′~34°20′,东经108°20′~108°50′之间,属暖温带半干旱大陆季风性气候,年均气温13.4 ℃,平均降水量580.17 mm,全年盛行东北风和西南风;该区地势平坦,海拔380~385 m,成土母质为冲积性次生黄土,土层深厚,质地匀细,以黄绵土(按中国土壤系统分类为石灰干润雏形土,CalcaricUstic Cambosols)为主,土壤养分含量较高。
本研究经多次实地走访、查阅相关资料,在当地农户协助下确定农田污灌年限及离灌渠距离,于2010 年5 月小麦收获前,按随机均匀布点方式采集农田土壤样品52 份。在每个样点周围5 m×5 m 正方形范围内设置6~28 个样品采集点,在每个采集点用塑料铲取表层土壤(0~20 cm)0.5 kg,均匀混合后取2 kg装袋带回,并用GPS 记录正方形中心位置为该采样点坐标,样点分布见图1。采集土样在室内阴凉处自然风干,捡出石块、根须等异物,用木棒、玛瑙研钵等工具磨碎后过100 目尼龙网筛,装瓶备用。土壤重金属含量(As、Cd、Cr、Cu、Hg、Ni、Pb、Zn)参照国家土壤环境质量标准(GB 15618―1995)进行测定,并在测试过程中加入标准土壤样品(GSS17 和GSS19)进行质量控制,分析过程所用试剂为优级纯;土壤pH 值按土水比1∶2.5 比例混合、搅拌、静置,pH 计测定。
1.2数据处理
在本研究中,对土壤重金属数据整理和描述统计用Excel 2010 完成,统计分析用SPSS 19.0 软件完成,研究区及样点分布图用ArcGIS 9.3.1 软件完成。
2结果与讨论
2.1土壤重金属含量及富集状况
表1 为研究区污灌农田土壤重金属描述统计结果。8 种土壤重金属平均含量分别为As 9.88 mg・kg-1、Cd 1.45 mg・kg-1、Cr 88.41 mg・kg-1、Cu 52.24 mg・kg-1、Hg 1.38 mg・kg-1、Ni 34.14 mg・kg-1、Pb 55.01 mg・kg-1 和Zn 151.16 mg・kg-1。经与当地背景值比较发现,Cd、Cr、Cu、Hg、Ni、Pb 和Zn 7 种元素的平均含量均高于自然背景水平,其中Cd、Cu、Hg 和Zn 的富集比例达到100%,Cr、Ni 和Pb 的样品富集个数也分别有43、42和51 个;在8 种土壤元素中,仅有As 的平均含量略低于背景水平;按富集比例排序为Cd=Cu=Hg=Zn>Pb>Cr>Ni>As,前7 种元素在表层土壤中已呈现不同程度累积,仅有As 保持相对清洁。此外,通过比较各元素富集倍数还发现,土壤Hg 和Cd 的平均含量分别达到本地区背景含量的10 倍和5 倍,表明该区由于长期污水灌溉,已导致农田土壤Hg、Cd 元素的显著富集,应引起农业环境部门重视。
在地球环境化学中,土壤元素的累积通常伴随变异性的增强。因此,作为反映环境变量总体波动特征的参数―――变异系数,在一定程度上可用于表征各元素的累积状况。由表1 可知,8 种土壤重金属变异系数介于10%~90%之间,Cd 的变异系数最大,为85.84%,其次为Zn 和Hg,分别为64.29%和61.68%,As 的变异系数最小,仅为12.86%。土壤重金属按其变异系数大小可排序为Cd>Zn>Hg>Cu>Cr>Pb>Ni>As。其中,Ni 和As 的变异系数介于10%~15%之间,属弱变异,反映该两种元素可能受自然成土因素长期均一化作用,所受人为干扰较少,致使其变幅较小;其余6 种元素的变异系数主要集中在25%~100%之间,属中等强度变异。由此不难发现Cd、Cr、Cu、Hg、Pb 和Zn 除了具有较高富集系数外,同时还具有较大变异性,这预示着长期污灌对其含量分布存在更多人为因素的扰乱。
2.2土壤重金属污染评价
经上述统计,发现Hg、Cd、Zn、Cu、Pb、Cr 和Ni 已在表层土壤中有不同程度富集。为合理规划农业生产结构,保障土壤资源可持续利用,本研究选用国家《土壤环境质量标准》(GB 15618―1995)作为污染评价阈值,对8 种重金属污染现状进行评价,结果见表2。
由于该区土壤pH 值介于7.91~8.89 之间,呈微碱性环境,故选择国家土壤环境质量标准pH > 7.5 的二级限量值作为污染判断阈值。由表2 可知,8种土壤重金属中,仅有Cd、Hg 的单项污染指数平均值大于1,分别为2.42 和1.38,属中度污染和轻度污染;其余6 种元素的污染指数均低于0.70,总体为清洁水平。按单因子污染指数平均值依次排序为Cd>Hg>Ni>Cu>Zn>As>Cr>Pb。
分别将52 份土壤样品的重金属含量与污染限量值比较后发现:①所有样品As、Ni、Pb 含量均低于国家土壤环境质量二级标准25、60 mg・kg-1 和350 mg・kg-1,属清洁或警戒水平;②所有样品中,有2~3 份土样的Cr、Cu 和Zn 含量高于其对应限量值,达到污染水平,其中有1 份样品的Zn 含量超过污染标准(300mg・kg-1)2 倍,属中度污染,其余为轻度污染;③对于Cd、Hg 而言,则分别有42 份和30 份样品的污染指数大于1,其余未超过污染标准,在所有已污染样品中,分别有38.46%和42.31%的样品Cd、Hg 含量达到所规定的轻度污染,19.23%和7.69%处于中度污染,剩余23.08%和7.69%达到重度污染;④由于该区土壤Cd、Hg 污染较为普遍,已导致所有样品综合污染指数较高,其中76.92%的样品受到不同程度污染,仅有不足5%的样品综合污染指数低于0.7,处于安全水平。
从评价结果来看,该区农田土壤Cd、Hg、Cr、Cu、Zn 5 种元素已表现出不同程度污染,其中Cd 和Hg 污染尤为严重。由于国家《土壤环境质量标准》中Pb、Cu和Zn 的污染限量值分别为350、100 mg・kg-1 和300mg・kg-1,尽管此3 种元素的富集比例均已超过98%,但其含量仍远低于污染限量值,从而导致其污染指数普遍较低;而对于Ni 而言,即使其富集倍数仅为自然背景水平的1.09 倍,但由于其污染限量值仅为60mg・kg-1,从而导致其平均污染指数仍较高于Cu、Zn、Pb 等元素。
2.3土壤重金属环境风险评价
8 种土壤重金属的环境风险系数(Eir)及综合危害指数(RI)如表3 所示。由表可知:①As、Cr、Cu、Ni、Pb 和Zn 6 种元素的环境风险指数Eir 均低于40,其污染风险轻微;②而对于Cd 元素而言,仅有30.77%的土样污染风险处于轻微水平,其余69.23%的Eir≥40,其中,80≤Eir<160 的样品占25.00%,Eir≥160 的样品达到13.46%,总体上讲该区土壤Cd 具有较强环境风险;③相对元素Cd,Hg 的毒性响应系数则更高(Tir =40),其平均Eir 值达到了221.57,具有强污染风险,在52 份土壤样品中,Hg 的Eir 均大于80,其中介于80~160 之间的样品占42.31%,而大于160 的样品则有57.69%,可见该区土壤具有极强Hg 污染风险,应高度重视;④按照各元素平均Eir 大小排序为Hg>Cd>Pb>Cu>As>Ni>Cr>Zn。
本区土壤Cd、Hg 具有较强污染风险,从而导致其综合环境风险增强,平均RI 值达到335.16,总体处于强风险水平;在52 份土壤样品中,51.93%的样品呈现“强”或“极强”环境危害。可见,长期污水灌溉已对当地农业安全生产构成严重威胁。
在本研究中,土壤重金属污染评价结果与环境风险评价结果之间存在一些差异,主要区别在As、Pb 和Zn 3 种元素。As 虽在本研究中富集倍数最低,尚未受到污染,但由于其生物毒性效应较高(Tir =10),其环境风险也随之上升;反之,由于Zn 是一种重要的植物营养元素,其毒性响应系数最小(仅为1),其环境风险亦降至最低;而元素Pb 由于其风险评价参比值较低(Cin =25 mg・kg-1),导致其在环境风险中的排序相对污染排序有所上升。
在本研究中,污染评价是通过实测值与国家土壤环境质量标准限量值比较而实现的,主要侧重揭示外源重金属的土壤累积程度,强调农田土壤按照国家限量标准是否达到污染水平;而环境风险评价则除了考虑工业化以来各种人为因素引起表层土壤重金属累积程度外,还侧重考虑了不同元素对生物的毒性影响,并通过加权求和突出了多元素污染风险的协同效应,这为决策者从作物安全角度理解重金属污染、进行科学决策提供了更丰富的信息。
3结论
(1)在长期污灌条件下,灌区土壤重金属按污染指数由强至弱依次为Cd>Hg>Ni>Cu>Zn>As>Cr>Pb,其中,Cd 和Hg 污染尤为严重。
一、主要内容
(一)土壤环境安全保障总体情况
2019年,县以保障农产品质量和人居环境安全为出发点,强化土壤污染源源头管控,积极开展土壤污染防治工作,努力保障土壤环境安全。本年度未发生因耕地土壤污染导致农产品质量超标造成不良社会影响事件,未发生因疑似污染地块或污染地块再开发利用不当造成不良社会影响事件。
(二)基础工作开展情况
1.土壤污染防治工作安排部署情况。根据省、市土壤污染防治工作要求,县制定印发了《县土壤环境保护与综合治理方案》,并成立土壤污染防治工作领导小组,全面贯彻落实国家和省市关于土壤污染防治的各项决策部署,指导和协调推进全县土壤污染防治工作,研究解决土壤污染防治工作重大事项。各乡镇、各部门严格按照职责分工,协同推进土壤污染防治工作。
2.土壤污染防治工作目标责任书签订情况。为全面贯彻落实省、市《土壤污染防治行动计划》《土壤污染防治工作方案》和《县土壤环境保护与综合治理方案》,确保完成2019年度全县土壤污染防治目标任务,根据土壤环境重点监管企业行业及筛选要求,我县市级土壤环境重点监管企业3家,县政府与3家土壤环境重点监管单位签订了土壤污染防治责任书,明确了土壤污染防治工作目标和工作要求,县政府对各项任务进行层层分解,严格按照市级监督考核要求推进落实。
(三)土壤污染状况详查(满分15分,自查得15分)
根据《农用地土壤环境管理办法》《省土壤污染状况详查实施方案》要求,确定重点行业企业3家,布设点位11个。积极配合相关单位完成全县农用地土壤污染状况详查和重点行业企业土壤污染调查清单筛选上报工作,组织相关部门技术业务人员参加了全省重点行业企业用地土壤污染状况详查技术培训,参训人员对土壤污染状况详查工作的重要性、迫切性有了清晰地认识,学习了相关技术规定、工作规范,掌握了点位核实的工作要点,有针对性地为全县农用地土壤污染状况详查工作打下坚实的基础。
(四)源头预防(满分24分,自查得分24分)
1.涉重金属行业污染防控情况(自查得分9分)。我县每年开展涉重金属行业企业排查,未发现我县辖区内有涉重行业企业。
2.工业固体废物堆存场所环境整治(自查得分5分)。我县辖区内一般固体废物企业有五家,均属于季节性生产企业,2018年工业固体废物主要为炉渣10327.7吨、薯渣5916.88吨和污泥137.28吨,炉渣大部分销往外单位修路、建筑等综合利用,少部分本单位综合利用和贮存,无外倾外倒、随意堆放现象;薯渣全部销售给养殖户,用于畜禽养殖饲料;污泥全部运往垃圾填埋场填埋;我县辖区内涉及的危险废物主要为医疗废物,县洁卫医疗废物处置中心2018年处置感染性医疗废物121.729吨,处置损伤性医疗废物31.03吨,共计处置医疗废物152.759吨,消毒处置后的废渣全部运往垃圾填埋场填埋。2019年的正在统计当中。
3.化肥农药使用量零增长(自查得分2分)。我县在近3年耕地质量提升和化肥减量增效实施成效,耕地质量提升行动、化肥零增长行动工作基础上,根据测土配方施肥工作现状,进一步推进取土化验、田间试验、配方制定和指导服务等工作,统筹开展耕地质量调查监测与评价。2019年,推广配方施肥技术240万亩,使配方肥使用面积达到86万亩,全县完成取土化验392个,田间试验5个,耕地质量等级持平或提升,测土配方施肥技术覆盖率达85%以上,全县肥料利用率达39%以上,农用化肥使用量增幅低于0.6%。
4.废弃农膜回收利用情况(自查得分3分)。一是继续建设回收网点。县废旧农膜回收由废旧农膜回收加工企业牵头负责,相关部门配合,已在全县设立19个收购网点,网点设在全县28个乡镇,并结合县农膜使用量不均匀的实际,在适宜设流动收购点的地方设置了流动站点。二是建设加工企业。县已建成并享受省级废旧农膜回收利用专项补助资金的废旧农膜回收加工企业6家,其中较大型加工企业2家,职业收购贩子30多人,季节性临时贩子40多人,2019年年回收量达5000多吨,回收利用率达80%以上,现已形成了田间回收有网络,生产加工有设备,产业发展有龙头,市场营销有平台的产业模式。
5.非正规垃圾堆放点排查整治情况(自查得分5分)。2018年,省上下发我县农村非正规垃圾堆放点47处,经排查柴家门镇10处为生活垃圾已全部清运;甘沟驿镇15处为移动式垃圾箱不属非正规垃圾点已进行日产日清;郭城驿镇1处位于郭城文化广场区域,没有非正规垃圾堆放点;河畔镇2处经排查分别是垃圾收购点和固定垃圾收集点,已组织人员全部清运,垃圾收购点已劝导收购点工作人员对收购的垃圾进行分类整理;侯家川镇3处为生活垃圾及建筑垃圾已全部清运;会师镇2处,其中东河村1处为钢材加工厂,不属非正规垃圾堆放点,南咀村一处为会师大道征迁建筑拆除垃圾,已清理完毕;汉家岔镇4处为开放式垃圾箱,已进行日产日清;头寨子镇3处为开放式垃圾箱,已进行日产日清;新添堡乡5处,其中4处为开放式垃圾箱,已进行日产日清,1处为建筑垃圾已全部清运;翟家所镇2处,其中1处为开放式垃圾箱,已日产日清;1处为建筑垃圾已全部清运,累计清理垃圾85.45吨。
(五)农用地分类管理情况(满分27分,自查得26分)
1.耕地土壤环境质量类别划定(自查得分4分)。为积极响应国家级各部门的政策、方针,切实保护土壤环境,防治和减少土壤污染,根据《国务院办公厅关于印发近期土壤环境保护和综合治理工作安排的通知》(〔2013〕7号)、《关于贯彻落实〈国务院办公厅关于印发近期土壤环境保护和综合治理工作安排的通知〉的通知》(环发〔2013〕46号)和《市环保局关于编制〈土壤环境保护与综合治理工作方案〉的函》(市环函发〔2015〕24号)等文件精神,结合县实际,在我县开展土壤环境质量详查工作,制定印发了《县土壤环境保护与综合治理方案》。
2.受污染耕地安全利用和治理与修复(自查得分11分)。
加强土壤肥料技术推广队伍建设,完善耕地质量监测网络,提升检测化验能力。县农技中心成立耕地质量提升和化肥减量增效工作专家指导组,提出具体技术方案,开展指导服务,把各项关键技术落实到位。各地分区域、分土壤类型提出耕地质量建设和污染耕地治理的技术方案,开展指导服务,落实关键措施,提升耕地质量,确保技术人员能够准确掌握、熟练应用新技术,为项目区实验示范技术不走样,显著增产、增效奠定基础。
3.重度污染耕地种植结构调整或退耕还林还草(自查得分11分)。按照“以水带肥、以肥促水、水肥耦合、高效利用”的技术路径,根据不同地区气候特点、农业种植方式及水肥耦合技术要求,重点在镇、镇、镇、镇、新塬镇、刘家寨子镇、草滩镇、四房吴镇、新庄镇、汉家岔镇、柴家门镇、甘沟驿镇、河畔镇、白草塬镇、郭城驿镇、土高山乡等16个乡镇选择荷兰豆、甘兰、辣椒、西蓝花等大棚设施蔬菜生产,水肥一体化技术覆盖塑料大棚3万座。鉴于文丘里施肥器损压严重、注肥时间长,压差式施肥罐供肥不均匀等诸多施肥问题,首部枢纽选择配置“加压式注肥泵+施肥桶”组装配套的简易可移动式轻简化施肥装置,能够快速均匀注入水溶肥,解决了传统施肥肥料浪费利用率不高、费工费时。每户示范户共4个棚,配置一套首部枢纽(加压式注肥泵+施肥桶),覆盖种植农户7500户。
(六)建设用地准入管理(满分20分,自查得19分)
1.疑似污染地块名单建立情况(自查得分10分)。根据省环境保护厅、省国土资源厅、省住房与城乡建设厅《关于做好全国污染地块土壤环境管理信息系统应用工作的通知》(甘环发〔2017〕159号)要求,生态环境、自然资源、住建等部门开通了管理账号,实现了多部门联动监管及信息共享。我县以有色金属矿采选、有色金属冶炼、石油开采、石油加工、化工、焦化、农药、电镀、制革等行业为重点,对照重点行业企业筛选原则,由生态环境局会同住建局、自然资源局全面排查确定疑似污染地块,我县辖区内无疑似污染地块。
2.土地征收、收回、收购等环节监管情况(自查得分5分)。
严格执行土地利用总体规划及年度计划,落实用地项目预审制,限制其它经营性集体建设用地报批,积极将集体建设用地指标用于保障乡镇村公共设施、扶贫产业及农民宅基地建设。认真执行“两规定、两规范”,严格出让程序,对工业、住宅等经营性用地一律以“招拍挂”方式出让。
3.暂不开发利用污染地块环境风险管控情况(自查得分4分)。
严格排放重点污染物的建设项目的环评审批,对需要新建的土壤污染防治设施,严格落实“三同时”管理制度。对重点行业企业用地用途拟变更为居住和商业、学校、医疗、养老机构等公共设施的建设项目,其环境影响报告书(表)中重点说明土壤环境质量调查现状和风险评价结论,并有针对性提出土壤污染防治相关要求。
(七)土壤污染治理与修复技术应用试点(满分7分,自查得7分)
经排查,县没有土壤污染治理与修复技术应用试点情况。
(八)落实各方责任及公众参与(满分7分,自查得6分)
1.部门协调配合(自查得分2分)。充分利用县现有环境保护和生态建设相关组织领导机构,成立了土壤环境保护和综合治理工作领导小组,建立多部门参加的土壤环境保护和综合治理工作机制。土壤环境保护和综合治理办公室设在市生态环境局分局,负责组织、指导协调、督促检查全县土壤环境保护和综合治理工作实施情况。有关部门按照其在土壤环境保护和综合治理工作中的职责分工,加强协调配合,共享数据信息,制定相关配套政策措施,督促和指导地方政府及相关部门开展工作。
2.环境信息公开(自查得分2分)。在政务网站上提供了政府信息依申请公开受理机构以及公布联系方式,及时妥善地处理公众直接向市生态环境局分局提出和县政府信息公开办公室转办的政府信息依申请公开事项,2019年度县环境保护局受理依申请公开政府信息和不予公开政府信息数量是0件。因政府信息公开申请引起的行政复议、提起行政诉讼数量是0件。
3.宣传教育(自查得分2分)。规范土壤环境信息,建立土壤环境监测信息报送和统一制度。建立县土壤环境信息管理平台,利用政府门户网站、微信公众平台,结合“六五”世界环境日、世界地球日、世界土壤日等主题宣传活动,普及土壤污染防治相关知识,加强法律法规政策宣传解读,营造保护土壤环境的良好社会氛围,把土壤环境保护教育融入学校、工厂、农村、社区等环境宣传和干部培训工作,引导公众积极参与和支持土壤环境保护。通过热线电话、公众信箱、社会调查等方式及时了解公众意见和建议。
(九)地方特色、经验和成效
大力开展大棚蔬菜水肥一体化技术节水效应研究、加强示范推广化肥减量增效技术,在镇,镇,镇、镇选择荷兰豆、甘兰等大棚蔬菜,开展水肥一体化技术、高效施肥技术、水溶肥科学利用技术示范应用工作,带动化肥减量增效新技术新产品大面积推广应用。
二、存在的问题、困难及有关建议
(十)存在的问题、困难
一是基层土壤环境监管能力薄弱,相关部门没有土壤污染防治与保护的专业人才、仪器设备。二是全社会对土壤环境保护意识不够,法律意识不强。好生态应该“水气土”共治,“雾霾天”能看得见,“水污染”也能看得见,唯独土壤污染看不见。因此,土壤污染容易被忽视,而土壤影响过程漫长,危害性极大,不但影响农产品安全,还会影响到生物多样性,最后影响到整个生态产业链。三是土壤污染底数不清,相关法规依据不健全,基层土壤污染防治能力培训跟不上需要,土壤污染防治缺乏专项资金。四是因县级财政困难,污水处理设施建设投资较大,全县乡镇生活污水处理设施仍未配套建成。五是农药使用过程中,存在农药过量施用情况,农药包装物收集管理不规范,对土壤环境造成了一定污染。
(十一)有关建议
一是加强相关部门每年定期培训与土壤污染防治与保护相关的专业性人才。二是加大科技支撑,及时跟踪国家的土壤环境保护和综合治理技术名录。三是规范土壤环境信息,建立土壤环境监测信息报送和统一制度。
三、下一步工作打算
下一步,将按照省、市统一部署,做好土壤污染详查、状况评估和土壤修复治理工作。
一是大力开发利用优质有机肥,限制大化肥和高残留农药的使用量,实现大化肥用量“零增长”。
关键词: 土地沙漠化;治理;沙障;沙生植物;灌溉
中国是受沙漠化严重危害的国家,自20世纪50年代起,我国就已开始大规模的沙漠治理研究。沙漠化是沙质荒漠化的简称,是土地荒漠化的一种类型[1]。沙漠化土地的土壤粒间孔隙大,内部排水快,蓄水量少且易蒸发失水。且砂质土的毛管较粗,毛管水上升高度小,如果地下水位较低,不能湿润表土,植物则很难在表土上生长。笔者论述了土地沙漠化的危害及沙漠治理的主要方法,并重点比较不同技术间的优缺点,为土地沙漠化的治理提供依据。?
1 土地沙漠化的成因及其危害?
1.1 主要成因?
1.1.1 气候因素[2]。赤道地区的上升气流在高空向两极方向流动,由于地球旋转偏向力的影响, 在南北纬30°附近,大部分空气不再前进,而在高空积聚,并辐射冷却下沉,近地面气层常年保持高气压,气象学上称之为“副热带高压带”。这一地带除亚欧大陆东岸季风气候区外,其他地区气候干燥,云雨少见,而成为主要的沙漠分布区。?
1.1.2 人类不合理的生产活动。人口增长和经济发展使土地承受的压力过重,过度开垦、过度放牧、乱砍滥伐和水资源不合理利用等使土地严重退化,森林被毁,气候逐渐干燥,最终形成沙漠[3]。?
1.2 危害 土地退化不仅使生态环境恶化,土地承载力下降,而且对土地利用退化区域及其周边地区社会经济生活产生深远影响。我国的西北、华北地区,仅2000年春季连续发生12次扬沙、沙尘暴天气,均波及北京,该恶劣天气范围广,强度大,为近50年所罕见[5]。?
在1977年联合国荒漠化会议上,联合国环境署对全球荒漠化灾害进行了估算,因荒漠化造成的农业生产损失保守估算为263亿美元。Dregne等人于1991年对全球荒漠化进行了新的评估[6],得出在全球范围内由荒漠化造成的损失为422.08亿美元,其中灌溉农业损失107.85亿美元,旱作农业81.89亿美元,草原232.34亿美元。数据显示:中国每年因土地沙漠化灾害而造成的经济损失约541亿元[7]。?
目前沙漠化仍在继续,沙漠仍在不断扩张。20世纪50年代后期至1975年,荒漠化土地扩展速度为1 560 km2/年,1975~1987年为2 100 km2/年,1988~2000年为近3 600 km2/年[8]。主要分布在我国北方的以下3个区域:半干旱地带的农牧交错区,占40.5%;半干旱地带波状沙质草原区,占36.5%;干旱地带绿洲边缘及内陆河下游地区,占23.0%。行政上包括西北、华北、东北地区共13个省份、自治区及直辖市。土地沙漠化对我国社会经济的发展造成了严重影响,在风沙危害严重的地区,许多农田因风沙毁种,粮食产量长期低而不稳。因此,土地沙漠化已成为我国必须解决的重大问题。?
2 沙漠治理的主要方法?
2.1 防风固沙?
2.1.1 设置沙障。主要有草方格沙障、黏土沙障、篱笆沙障、立式沙障、平铺沙障等。草方格沙障使用麦草、稻草、芦苇等材料,在流动沙丘上扎成挡风墙,以削弱风力的侵蚀,同时有截留降雨的作用,能提高沙层的含水量,有利于沙生植物的生长。黏土沙障是将黏土在沙丘上堆成高20~30 m的土埂,间距1~2 m,走向与风向垂直。黏土固沙施工简单,固沙效果较好,且具有良好的保水能力,但需要大量的黏土。?
2.1.2 在沙面上覆盖致密物。以色列尝试了一种塑料薄膜固沙法[9],即将塑料薄膜覆盖在沙漠上,并用石头等重物压住。这种方法可有效防止水散失,但塑料薄膜易被风刮起,使其丧失固沙和保水功能,同时造成二次污染。?
2.1.3 利用废塑料治理沙漠[10]。该方法可有效固沙和保水。利用简单工艺将废塑料改性成为固沙胶结材料,然后在所种植物周围的沙表面喷洒1层固沙胶结材料,15~20 min后固沙胶结材料就将表层沙胶结在一起,形成黏性固沙层。固沙层为柔性,很难开裂,且固沙层由固沙胶结材料与表层沙紧密黏结,重量较大,大风也很难将其刮起。?
2.2 植物治理 沙漠植物治理指在沙漠地区播种沙生植物,以阻止沙漠扩张及改善沙漠土地。沙生植物具有水分蒸腾少,机械组织、输导组织发达等特点,可抵抗狂风袭击,并尽快将水分和养料输送到亟需的器官,其细胞内经常保持较高的渗透压,具有很强的持续吸水能力,使植物不易失水,能够适应干旱少雨的环境[11]。其治理的方法:①在沙漠地区有计划地栽培沙生植物,造固沙林。一般是在沙丘迎风坡上种植低矮的灌木或草本植物,固住松散的沙粒,在背风坡的低洼地上种植高大的树木,阻止沙丘移动;②在沙漠边缘地带造防风林,以削弱沙漠地区的风力,阻止沙漠扩张。防风林的效果与林带的高度有关,树木越高大防风效果越好。此外,还与树木的疏密结构和透风性能有关。其类型有3种:紧密结构林带、疏透结构林带及通风结构林带。植物治理的效果重点在于选择适当的树种和科学的林带结构。
2.3 水资源利用 水资源利用在沙漠治理过程中最为重要。沙漠中的水源主要有地下水、河道水和降水。但沙漠区域的降水量不稳定,一般随气候的变化而变化,湿润年份降水量多,而干暖年份降水量少。沙漠地下水较稳定,其沙层厚,具有一定的“隔热”性,使水得以在地下保存。但这种稳定是相对的,受到降水的制约[12]。解决水资源主要从汲水、输水和节水灌溉等方面考虑。?
2.3.1 汲水。其方式主要有2种:①地下井汲水工程。在含有水体的古河道、古湖泊或地下水发育的沙漠区域可以建立地下井。井深度及口径的确定要综合考虑需水量、水层厚度与井底持力层等因素。②坎儿井。坎儿井是井渠相连的汲水工程,由地表开挖许多竖井,挖到含水层,然后再在各竖井的底部相互挖通,以洞相联,形成地下渠道,在新疆地区被大量应用[13]。渠聚的地下水顺渠道流至坎儿井的终端,引水出地面流入渠沟再进行灌溉。由于其沿山前倾斜的冲积层挖掘,渠头水位高,终端水位低,无需动力设备即可把水引到地面,且在地下渠道流动,蒸发损耗量小。?
2.3.2 输水。水资源的输送方式主要有渠道引水和管道输水[14]。①渠道引水。这是我国农业进行灌溉的主要方式,目前全国渠系水的利用系数为30%~40%,即输水损失率高达60%~70%。②管道输水。该方式可减少水资源在输送过程中的蒸发和流失,其输水损失率仅为20%~30%,且输送量大。?
2.3.3 节水灌溉。节水灌溉技术主要包括喷灌和微灌技术。喷、微灌技术与地面灌溉相比,节水30%~70%,被广泛应用。①喷灌。被大量用于沙地的灌溉,其效果与风速的大小有关。据陈渠昌等人[15]测试:风速小于3 m/s时,喷灌的喷洒均匀度一般在80%左右;风速小于2 m/s时,喷灌的喷洒均匀度可达85%以上。②微灌。微灌是按照植物需水要求,通过压低管道系统与安装在末级管道上的特制灌水器,将水和作物生长所需的养分以较小的流量,均匀、准确地直接输送到作物根部附近的土壤表面或土层中[16]。微灌形式较多,有滴灌、地表下滴灌、微型喷洒灌、涌泉灌等,其中应用较广的是滴灌。微灌具有很多优点,如比喷灌省水15%~25%;灌水均匀;微灌工作压力比喷灌低,节约了抽水的能量;较其他灌溉方法增产30%左右;自动控制,省力且非常方便。虽然微灌的效果明显优于喷灌,但其对水质要求高,投资成本高,限制了其应用规模。目前,在我国沙漠、沙地地区最理想的灌溉方式仍然是喷灌。③小畦灌。其方法即长畦改短畦,宽畦改窄畦,大畦改小畦的“三改”畦灌灌水技术,具节水、灌水均匀、减轻土壤冲刷等优点。畦灌试验资料[17]表明:采用小畦灌比块灌、漫灌和串灌分别增产10.9%、11.7%和29.1%。在同等产量条件下,小畦灌比块灌、漫灌和串灌分别省水13.73%、22.90%和48.45%,长畦分段灌比一般畦灌省水40%~60%,灌溉效益提高1倍。?
参考文献?
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[13] 关东海,张胜江,吾甫尔.努尔丁.新疆坎儿井现状分析及保护利用对策[J].新疆水利,2005(3):1-4. ?
目前,日光温室和塑料大棚为柳林县主要设施结构类型,现有日光温室面积近26.67hm2,塑料大棚232万m2。柳林县设施农业虽然起步较晚,但是发展较快。目前,贾家垣乡龙花垣村的温室面积达到了3.33hm2,大棚面积达到了2hm2;三交镇坪上村的温室面积达到了4.67hm2,大棚面积达到了1.33hm2;金家庄乡苏家庄村温室面积达到了6.67hm2,大棚面积达到了2.67hm2;穆村镇沙曲村温室面积达到了2hm2。购进温室棚架设备250套,购进WSJ-V型大棚棚架设备有90套,购进BW-A型日光温室自动卷帘保温设备250套。
2机械化在设施农业中的应用效果
设施栽培技术的不断提高和发展,新品种、新技术及农业技术人才的投入,提高了设施园艺的科技含量。近年来,温室上出现的卷帘机械、灌溉设施和采暖设施等农机与园艺结合产物,是农机在新领域中的渗透和发展。
2.1机械应用情况
2.1.1卷帘机械对于温室顶的保温覆盖层———草帘,若人力操作,特别是遇到雨雪天气,草帘潮湿,那么劳动强度大,花费时间长;遇到大风天气,草帘容易被掀起,造成棚温降低、冻坏苗木的损失。而采用卷帘机械,不仅能够降低劳动强度,增加植物光照时间,而且会增强草帘的稳定性,且效率大大提高,卷放时间大大缩短。
2.1.2采暖设施由于冬天气温较低,栽培一些喜热的蔬菜品种(黄瓜、西红柿等),必须配备采暖设施。过去,农户一般在温室内直接用炉火采暖,由这方式很易造成一氧化碳气体泄漏,轻者作物生长受阻,重者满棚皆毁。为此,现在人们使用水暖型采暖设施或气暖型采暖设施,其中水暖型采暖设施多用。水暖型采暖设施的特点是干净、温度好调节,但升降温有滞后性。气暖型采暖设施的特点是升温快,降温也快。
2.1.3灌溉设施滴灌、喷灌、微灌在温室内的运用大大节约了用水量,并有效地降低了室内空气温度,减少了病害发生,并避免了大水漫灌出现的养分流失、土壤板结等问题。
2.1.4杀菌驱虫设备柳林县购买了一大批杀虫灯。杀虫灯具有操作简单、使用方便(有两相电源即可)、无毒害、无污染、效果显著等优点,是代替农药,生产无公害蔬菜、绿色食品理想的设备。
2.1.5补光设备蔬菜正常生长所需的日照时间一般为12.5h/天。在冬季,日照时间基本上能满足日光温室的需要,但遇到阴天或雪天持续5~7天,作物的生长就受到极大的影响,有时减产1/2甚至更多。在大棚内设置补光灯具,能维持和满足作物生长的需要,使之度过难关。总之,机械的运用对生产高品质无公害蔬菜具有明显的促进作用,对促进农业增产、农民增收具有显著效果。
2.2机械化在设施农业中的应用效果
2.2.1经济效益机械化在设施农业中的应用,可拓宽农民增收渠道,增加农民收入。日光温室每0.067hm2年产蔬菜11t,蔬菜单价按2000元/t计算,16.67hm2年产2750t,收入550万元;拱棚6hm2年产810t,收入162万元,年总收入712万元。日光温室和拱棚每年运行成本为种子、秧苗、肥料、药剂、人工、棚膜等生产性投入,除基础设施建设投资外,每年16.67hm2温室的运行成本为110万元;6hm2拱棚的运行成本为37.4万元,总成本147.4万元。纯收入564.6万元,蔬菜收入是原来大田的作物10倍以上,农民收入大大提高。
2.2.2社会效益机械化在设施农业中的应用,有效缓解柳林吃菜难、吃菜贵的问题,大大提高柳林县的设施蔬菜生产技术水平;可安置农村农动力350人,可促进农村剩余劳动力就业,提高生活水平,转变思想观念,提高农民素质,促进和谐社会的建立。
2.2.3生态效益柳林县设施农业严格按照无公害蔬菜生产技术规程操作,肥料以有机肥和菌肥为主,限制使用化肥,农药以生物农药为主,禁止使用剧毒农药,因此在蔬菜生产过程中,不会对周围环境产生污染,同时由于限制化肥和农药的使用,还可以改善生态环境,有利于农业的可持续发展;在灌溉方式上,将采用喷灌、滴灌、微灌等高效节水灌溉技术,在节约水资源的同时,改善田间小气候,净化空气,改良土壤,从而达到改善生态环境、促进人与自然和谐相处的目的。
3发展趋势
3.1由人工作业为主向机械化、自动化方向发展温室耕作、作物栽培、管理、收获等人工作业方式,将被先进的机械和设备代替,并不断采用光、电、磁和计算机等设备实现自动控制。
3.2由传统生产方式向标准化、规范化发展以传统经验对作物的栽培管理,缺乏量化指标和成套技术,劳动生产效率较低。今后,配套机械设备的使用,作物栽培和管理,将逐步实行标准化、规范化生产。
3.3由分散种植方式向规模化、产业化方向发展今后,规模小、效益差的一家一户的分散经营,将被规模化、专业化的经营所替代,设施农业生产将朝着规模化、专业化和产业化方向发展。