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土壤环境的性质

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土壤环境的性质

土壤环境的性质范文第1篇

关键词: 油田 土壤环境保护 土壤质量调查 采样布点

中图分类号:TE34文献标识码: A 文章编号:

前言

党的十把推进生态文明、建设美丽中国摆在突出地位。政府高度重视土壤环境保护工作,石油开采的特殊性质,决定了其生产过程长期与土壤环境发生直接关系,会对周边区域土壤环境造成一定的影响和改变。

我国现阶段开展的土壤环境的调查工作重点关注农业用地的土壤肥力、重金属、残留农药等。对于城市工业用地土壤环境的调查方法和评价标准尚处于研究探索阶段。但是,随着新兴城市建设和传统城市不断向外扩张,对油田工业用地产生挤压,改变土地利用功能,改善原有工业用地的土壤环境、保护人体健康、提高土地的经济利用价值的需求越来越大,本文将以油田工业用地环境为背景探讨土壤环境调查工作中点位布设方法。

油田建设和运行对于土壤环境的影响分析

石油类污染物已被列入我国危险废物名录。石油被释放到土壤后,其中,一部分在土壤中可以作为微生物生存的碳源而被降解,而另一部分不易被降解的组分在土壤中产生累积效应,破坏土壤结构,改变其物理化学性质,在向地下渗透过程中还沿地表扩散、侵蚀土层, 使之盐碱化、沥青化、板结化,并可能将有毒有害物质传递到土壤上种植的作物或深入地下水中,危害生态环境和人体健康。

工作方法

资料收集

收集油田以及周边地区的地形图、交通图、遥感影像图、环境保护区功能区划图;油田单位的厂区平面图;收集油田以及周边地区土类、成土母质等土壤信息资料;收集油田以及周边地区工作区域气候资料(温度、降水量和蒸发量)、水文资料等。

布点原则

一般油田场地的面积比较大,生产设施分布广泛,布点方法比较复杂。应考虑的基本原则包括:均匀性和随机性:代表性:野外工作可行原则:关注敏感区域

区域划分

在分析油田的生产环节和产污特点以及油田区域的土壤类型和成土母质等的基础上,进行初步的现场勘查可以将油田分为全局不点区、典型油井地块、典型联合站地块、输油管线区、环境敏感区。

全局布点区

全局布点的目的是了解整个油田区域的土壤环境质量状况而布设的控制性点位,为制作评价图件提供全局的数据。

典型油井地块

典型油井区域布点的目的是掌握油井附近土壤环境质量,了解油井在勘探开发、钻井、闭井对于周围土壤的影响。在现役油井和退役油井中,分别选择1至2个具有代表性的油井地块进行采样。

输油管线区

输油管线担负着将原油从采油井出送至联合站以及成品原油外输的重要任务,埋深一般在1至2米左右,在油田区域地下广泛分布。输油管道被打孔盗油以及腐蚀穿孔造成泄漏事故是输油管线对于土壤污染的主要形式。管线所处的位置一般位于包气带区域,石油类污染物很容易会进入地下水并跟随其运动扩散到其他地区的土壤中。

环境敏感区

依据《建设项目环境影响评价分类管理名录》规定,环境敏感区是指依法设立的各级各类自然、文化保护地,以及对建设项目的某类污染因子或者生态影响因子特别敏感的区域,主要包括:自然保护区、风景名胜区、世界文化和自然遗产地、饮用水水源保护区、基本农田保护区、基本草原、森林公园、地质公园等。在这些区域加密布设采样点详细调查该区域的土壤质量。

点位设置

全局布点区的点位设置

全局布点布设依据《土壤地球化学测量规范》的要求,调查比例尺选择1:200 000或者1:100 000,调查的精度为每平方公里设置1至2个点,布点方法可以选择随机布点、分块随机布点和系统布点的方法如图1,采集表层0至20cm深度的土壤。

图1 全局布点方法

典型油井地块的点位设置

油井周边点位布设以油井为中心至少设置5个采样点(图2),1个本底监测点,布置在采油井地下水流向的上游100m位置,要求点位周围500m范围内没有其他的采油井、固体废物堆积场地及其他污染源;2个扩散监测点,分别设置在垂直于地下水流向的两侧30m位置;2个污染监测点,依次布设在采油井地下水流向的下游方向30m和50m位置,每个点位采集纵向样品3个,采样深度0-20 cm、40-60 cm、100-120 cm。

图2典型油井采样点位布置图

输油管线地带的点位设置

输油管线地带的土壤环境调查至少选择1条有代表性的输油主干线路进行重点调查。沿线分段布设多个采样点,纵向分层采样,采样深度至少延伸至管线底部20cm,每个采样点分别在0-20 cm、40-60 cm、100-120 cm和管线底部位置采集样品,可以选择在管线的连接处或者曾经出现过漏油事故地段,采样时要注意对于输油管线的保护。

环境敏感区的点位设置

在敏感区的土壤环境调查精度采用1:50 000的比例尺,每平方公里设置4个点左右,布点方法可以选用随机、系统或分块随机的方法。每个点位采集纵向样品3个,采样深度0-20 cm、40-60 cm、100-120 cm。

结语

对油田场地进行土壤环境质量调查,科学合理的设计采样布点方案是后续土壤质量分析、评价和污染修复等各项工作的前提和基础,直接关系到调查工作的质量。在依据传统土壤环境调查规范的基础上,点位布设方案应根据油田生产过程、污染特点和所处区域的环境特征对油田进行分区,重点考虑全局区域、典型油井地块、输油管线地带以及环境敏感区,根据分区的环境特征和调查目标有针对性的选则点位设置方案。

参考文献

[1]林年丰,李静昌,钟左 环境水文地质学 [M] 北京;地质出版社 1990

[2]吴邦灿,齐文启 环境监测管理学[M] 北京:中国环境科学出版社 2004

[3]王业耀,赵晓军,何立环 我国土壤环境质量监测技术路线研究[J] 中国环境监测 2012,6: 116-120

[4]刘五星,骆永明,滕应,李振高,吴龙华 我国部分油田土壤及有你的石油污染初步研究[J] 土壤(Soils) 2007,39(2):247-251

土壤环境的性质范文第2篇

【关键词】土壤管理;污染治理;决策系统

随着国内经济的蓬勃发展,土壤污染问题备受人们的关注。由于各种企业工厂的出现,工业废物的填埋与堆放都是土壤污染的主要来源。土壤是自然环境的重要组成部分,而土壤污染物容易富集,有较长的潜伏期,加上地域、污染物与土壤条件的复杂性,所以土壤污染治理的费用高、见效慢,治理的难度也高。

1 土壤环境管理

国内土壤环境的管理与治理在过去的几十年中都没有引起人们的重视,主要是由于法规不完善,缺乏关于土壤环境管理的法规。《环境保护法》对土壤环境管理的要求低,没有针对性的土壤管理规章,没有具体的管理措施。另外,国内的土壤标准的指标也不全面,对于很多污染物都没有规定,缺乏控制污染的标准。

同样,环保部门也没有重视起土壤环境的管理,没有管理这部分的专业人员与机构,也就导致了国内土壤环境的信息数据的严重缺乏,对于土壤污染的数量、种类、扩散范围以及污染程度都缺乏了解,对于污染物对人体健康的危害更是了解的非常有限。目前对于土壤环境的管理与治理是迫在眉睫的,因此提出以下土壤环境管理的对策建议:

1.1 确认责任。因为一定的历史原因,所以我国的土壤污染问题不能完全按照“谁污染谁治理”的规定来执行。而我国的土地是国有化的,政府和国家是主要的责任者,要根据实际情况来筹集资金,及时有效地治理土壤污染。

1.2 自主开发治理新技术。现在国内关于废物污染治理的方法很少,所以开发研究适合我国土壤污染治理的技术非常重要,这样可以大大地减少治理费用,还能缩短治理时间。

1.3 相关立法支持。我国应该针对土壤环境单独立法管理,借鉴各种经验,可以在现有的法律体系中增加土壤环境管理的内容,进一步完善这些法规体系。

1.4 制定相关的土壤质量标准。尽快建立起完善的土壤质量标准,以此来保证土壤环境管理的力度和程度。制定土壤质量标准的时候,应该根据土地的使用来划分出不同的等级,按照不同的使用功能来制定控制污染的措施以及治理的标准。

1.5 公众参与原则。我国在制定土壤环境管理法规战略的时候要充分地考虑公众的建议,宣传力度加大,让社会公众都了解并参与进来。

1.6 税金预提留。对于一些产生污染废物较多、污染较严重的企业,适当加收这些企业的税收,这样就可以避免企业倒闭破产后无资金质量土壤污染,就能用这些税收来治理无人负责的污染土壤。

2 土壤污染治理

2.1 治理方法。土壤污染治理主要有改良措施、农业措施、生物措施与工程措施四类治理措施。这些措施都有各自的特点,其中改良措施的治理费用与效果都适中,对于不同的土壤条件和污染物来选择相应的改良剂,适用于中度污染。农业措施是利用和治理相结合的,一边治理一边利用,所以投资较少,适用于轻度污染。生物做事是使用某些动植物、微生物来吸走或者降解污染物,以此净化土壤的方法。这种措施对于有机污染的治理效果较好,但投资较高,适用于高中度污染。工程措施主要有隔离法、清洗法、热处理、电化学法、换土以及客土,治理效果比较显著,但是投资高,所以适用于面积小的重度污染。

2.2 治理方法的确定因素。土壤特性、污染程度、污染物的种类都决定着治理方法的选择,并且还要考虑实际的气候条件、经济水平以及技术水平的因素。所以,在制定污染治理决策系统的时候,必须根据实际情况充分考虑各种因素。

2.2.1 土壤条件。土壤中的污染物有效性主要受到土壤条件的影响,进而就影响了污染程度。不同的土壤条件需要不同的治理方法,治理方法的采用直接由土壤条件决定。对于生物措施,有着很严格的土壤条件。清洗法适合在砂土、砂壤土和中壤土等透水性较好的土壤中使用,对于粘性土就难以实行,它就需要使用电化学法。

2.2.2 污染程度。对于同一种污染物,若污染程度不同,治理方法的选择也就不同。例如,重度污染的土壤应该选择工程措施,选择别的措施就可能达不到理想的治理效果;轻度污染土壤应该选择农业措施,否则的话费用较高,反而得不偿失。土壤中的污染物总量、存在状态、土壤理化性质、有效含量都决定了污染程度。所以在选择土壤环境评价标准对土壤质量评价的时候,要充分地综合考虑各种因素。

2.2.3 污染物的种类。污染物主要是有机污染物与无机污染物。污染物不同,也就会由于各自的性质在土壤中存在着不同的状态,直接影响着治理方法的选择。例如,被受到重金属污染的土壤,适合选择清洗法,但是不适用于大多数的有机污染物。镉污染的防止,就可以使用清洗法,在酸性的土壤上加上石灰性物质以及施放还原剂的措施。

3 土壤污染治理决策系统

3.1 系统的工作流程图。输入土壤环境的监测数据,包括污染物的种类、浓度、土壤pH、土壤质地以及水旱条件,或者实际的经济目标。系统将会根据土壤条件自动地选择相应的土壤污染评价模型,对土壤环境质量进行评价,确定出污染等级。如果需要治理,根据污染的程度,筛选出第一批对应的治理方法。然后再根据土壤条件,筛选出第二批适合的治理方法,接着根据实际经济目标,选择出第三批治理方法, 确定费用最低、效果最佳的治理方法。

图 土壤污染治理决策系统流程图

3.2 系统的功能模块。系统的四个主要功能模块有治理决策模块、土壤环境质量评价模块、数据管理维护模块以及输入输出模块。输入输出模块是直接面向用户的,输入环境目标与环境监测数据,打印输出信息等。数据管理维护模块主要用来查询信息,修改、更新数据结构,使得该系统成为一个可发展的、动态的信息系统。土壤质量评价模块需要向治理决策系统提供评价基础,也要进行独立的土壤质量评价。治理决策模块是整个系统的核心部分,根据输入的土壤信息,在质量评价的基础上,选择出最佳的土壤污染治理方法以及实施方案, 供管理决策人员参考。这个系统是决策技术和管理信息系统相结合的, 能够支持数据存取、合并、分析、优化以及决策。

4 结束语

因为土壤污染的不可逆转性与隐蔽性,在环境污染中是极为严重的问题之一,必须引起我国有关部门的高度重视,应该有效及时地治理土壤污染。我国在土壤环境管理方面也是极度缺乏,至今还有很多不完善的地方,需要借鉴一些发达国家的成功经验,建立起适合我国国情的有效管理制度,完善各种环境保护法规,从行政上和立法上共同支持土壤污染的管理与治理。

参考文献:

[1]曲翠凤,王瑞勋,张晓燕. 土壤污染的治理与修复的对策分析[J]. 当代生态农业, 2008,(Z1) .

[2]李飞. 污染场地土壤环境管理与修复对策研究[D]. 中国地质大学(北京), 2011.

[3]张胜田,林玉锁,华小梅,徐亦刚,田猛,江希流. 中国污染场地管理面临的问题及对策[J]. 环境科学与管理, 2007,(06)

土壤环境的性质范文第3篇

关键词:农田土壤;环境质量监测;对策;建议

1 引言

土壤既是自然环境的构成要素,又是农业生产最重要的自然资源,其不但为植物生长提供机械支撑能力,而且能为植物生长发育提供所需要的水、肥、气、热等肥力因素。随着城市化进程及工业的迅速发展,重金属、化学农药等污染物通过污水灌溉、大气烟尘沉降、垃圾填埋处理等各种途径进入土壤。土壤中的重金属因不能被微生物降解,不易移动,故会不断积累,造成严重污染;化学农药,特别是有机氯农药,虽然已经被禁止使用多年,但是由于这类农药脂溶性高,化学性质稳定且难于降解,因而在土壤、水等农田环境中仍常被检出。

我国正面临由传统农业向现代有机农业的重要转变,了解土壤环境质量的现状日益重要。这些基础信息不仅是进行农业机构调整,以及无公害农产品、绿色食品和有机食品生产的需要,也是进行环境治理和土地可持续利用规划的需要。然而,近年来随着社会经济的迅猛发展和城市化、工业化步伐的不断加快,我市的土壤环境安全存在隐患。一方面,土地资源紧缺,土壤板结,土壤肥力下降;另一方面,土壤受到重金属、无机盐、有机物和病原体等物质的污染,对生态环境、食品安全和农业可持续发展构成一定的威胁。

2 当前土壤环境监测中存在的主要问题及原因分析

2.1 当前土壤环境监测中存在的主要问题

2.1.1 土壤监测结果可比性差

通过对多年土壤监测数据的统计分析,土壤定位监测数据之间的可比性较差,主要反映在数据波动性比较大,造成长期定位监测目的不明确,结论可行性差,只能一年一个说法的状态。

2.1.2 土壤和产品中金属相关性问题

根据多年定位监测数据统计,土壤中的重金属和产品中重金属含量之间的相关性较差。土壤中重金属含量超过土壤环境质量标准,但农产品中重金属含量却有时很低,甚到低于土壤中重金属正常水平下农产品中重金属含量。这就造成农业环境监测往往不被重视。

2.2 当前土壤环境监测中存在的原因分析

2.2.1 造成土壤监测结果可比性差的主要原因

一方面可能是土壤本身性状复杂,分布不均匀;另一方面采样及分析过程中带来的,不同年份检测方法、检测手段的改进和变化所引入的`差。

2.2.2 造成土壤和农产品中重金属相关性差的主要原因

一方面可能是农产品中重金属含量的多种因素影响,如环境中重金属含量、农作物的不同生理特性、不同环境条件土壤理化特性、气候条件等、不同的生产栽培技术施肥、灌溉等等,相互作用相互叠加造成两者相关性较差;另一方面在土壤和农产品质量分析过程中质量监控措施不得力,造成监测结果偏差,影响正确结论。

3 农田土壤环境质量监测的对策与建议

农田土壤质量监测是一项长期性的农业环境保护基础性工作,任务艰巨而庞大,质量保证和质量控制措施至关重要,建议:

建立和完善农田土壤环境监测质量保证体系。制定和补充完善切实可行的质量保证制度、质保技术方案和实施细则,对国家尚未有具体规定的和落后于监测技术发展与管理需要的原有的规定规范应抓紧制定或修订。

逐步建立环境监测仪器的标准化管理体系。对监测器材进行招标采购,开展检定校验、维修、技术培训、咨询服务等工作。建立和完善仪器设备的开箱验收制度、建档制度和维护保养制度等。

做好环境监测质量保证工作的程序化管理。为消除影响环境监测质量的诸因素,应制定相应的控制程序,并以规定、制度等文件形式固定下来,对凡是提供监测数据的监测站都要求必须执行全面的质量管理。真正做到人人工作有标准、有要求、有质量。

3.1 加强考核培训,提高监测人员素质

定期对监测人员进行采样规范、检测方法、数据修订等知识的更新培训,鼓励监测人员进行系统全面的理论学习,提高综合素质,精确理解、各项规范准则的内涵及要求,减少理解性误差。

通过理论考试和实际动手操作等形式对监测人员进行技能考核,要求熟练掌握承检项目的检测方法,尽量减小主观影响,达到实验室分析误差最小化的目的。

3.2 加强检测方法和检测程序的控制

检测过程中采用各级操作规程尽量是最新版本,检测时尽量选用国际、国家、行业、地方规定的并经过论证后的方法。

实验室应明确检测方法选择的确定程序,确定在同一项目检测方法的选择上,一定范围内选用相同前处理的检测方法,减少检测方法差异带来的误差,从而降低对不同时期检测结果可比性的影响。

3.3 加强对仪器设备和环境条件的控制

仪器是检测质量控制关键环节,检测过程中应保证仪器设备处于正常状态,并经计量部门检定合格后使用。同时在检定合格周期内用标准物质进行检查维保,并记录。

环境条件如温湿度、振动、灰尘、电磁干扰等控制在适当范围内,保证仪器设备的系统稳定性,检测结果的有效性和测量的准确性,从而保证检测结果可比性。

3.4 进行实验室间比对试验,加强实验室间的质量控制

室间外检分送同一样品到不同实验室,按同一方法进行检测,确定各试验室间的误差,误差较大的试验室其数据不参加统计。

方法比对对同一检测项目,选用具有可比性的不同方法进行比对,确定不同方法之间的误差,误差较大的检测方法不推荐使用。

4 结论

农田土壤环境质量监测是一项长期性的农业环境保护基础性工作,任务艰巨而庞大,质量保证和质量控制措施至关重要,建议:

第一,建立和完善土壤环境保护的专项法律法规,使得土壤环境质量监测工作有法可依。

第二,健全土壤环境质量标准体系,修订和完善土壤环境质量监测分析方法、标准样品等环境质量标准及相应的技术规范体系,为土壤环境质量监测工作做好技术准备。

第三,构建农田土壤环境质量监测网络,有针对性地开展农田土壤环境质量监测工作。

第四,进行实验室间比对试验,加强实验室间的质量控制;定期对实验室能力进行验证考核,未参加考核或考核不合格实验室的数据不参与统计。

参考文献:

[1] 石俊仙,部翻身,何江.土壤环境质量铅锡基准值的研究综述[J].中国土壤与肥料.2008

[2] 郑昭佩,刘作新.土壤质量及其评价[J].应用生态学报.2013

[3] 袁灿生.以背景值为标准评价南京市蔬菜土壤环境质量[J].肥料科学与农业环境.2014

[4] 胡琼.垃圾填埋场中铅、铜、锌铁在土壤植物中的迁移[J].上海环境科学.2013

[5] 鲍士旦.土壤农化分析[M].中国农业出版社.2009

土壤环境的性质范文第4篇

关键词:改善;日光温室;土壤环境;措施

每建造一所日光温室需要很多的投资,所以每建成一所日光温室都想终身使用、终身受益。但是受种植技术和生产出来的产品销售途径以及种植观念的制约,多年连作和大量施肥使土壤环境发生了改变:土壤中某种营养元素的缺失;土壤酸化和次生盐渍化。造成蔬菜生长生理障碍,严重影响蔬菜产量和菜农的经济效益,致使菜农弃棚种粮,制约着设施蔬菜的发展。根据目前这一状况,对日光温室内土壤环境加以调控势在必行。

1使用秸秆生物反应堆创新技术调控土壤环境

2006年丹东市和葫芦岛市最早引进了内置式秸秆生物反应堆技术。这项技术不仅能增加棚室内地温、气温和二氧化碳浓度,尤其在改善土壤团粒结构、增加土壤有机质,对土壤环境调控方面起了很好的作用。由于这项技术的实用性、可操作性和可持续发展性,在省政府的大力支持和技术推广部门的努力下,目前已经得到全省菜农的认可,但是,受着其劳动强度大和劳动成本高的制约,这项技术发展的比较缓慢,为了解决这个瓶颈问题,农技推广部门通过研究,从2002年开始推广秸秆生物反应堆创新技术。秸秆生物反应堆技术的创新,既能减轻劳动强度,又能降低劳动成本。使用秸秆生物反应堆创新技术,改善了日光温室内的土壤环境,为设施蔬菜的发展起着重要作用。

1.1改原来的人工挖沟为小型挖沟机挖沟

主要应用在行下内置式反应堆技术。其操作规程是:选用ILD-5多功能微耕机挖沟,沟深20~30厘米,宽20~50厘米;每亩地秸秆用量为2100~3000公斤;液体菌种1公斤或固体菌种6~8公斤,按说明稀释或扩繁后方可使用;将秸秆均匀铺在沟内,厚度与沟深相同,撒施处理好的菌种,已施完基肥的地块在菌种上施农家肥1000公斤/亩,随后用锹拍振后踩实,把起土回填于秸秆上,覆土厚度18~20厘米,畦高25~30厘米。然后盖膜,定植秧苗;定植后及时打孔,在定植株间用14号钢筋由外向内斜向打孔,孔深以穿透秸秆层为准。

1.2改埋整根秸秆为埋粉碎后的秸秆

主要应用在行下内置式反应堆技术。其操作规程是:将秸秆粉碎成10厘米以下小段,每亩地秸秆用量为2100~3000公斤;液体菌种1公斤或固体菌种6~8公斤,按说明稀释或扩繁后方可使用;每亩地优质农家肥3000公斤、三元复合肥30公斤;首先清洁田园,然后旋一遍地,再将秸秆、农家肥、三元复合肥、菌种依次均匀地撒施在温室内的地面上,最后旋耕地面2~3遍,做25~30厘米高垄,铺滴灌管,滴灌管喷水孔朝下,之后铺地膜、定植、浇水等按常规栽培方法进行管理。

1.3改夏诼窠崭盐秸秆粉碎发酵后直接施入定植沟内

其操作规程是:先将秸秆粉碎,长度最标准的是3~4厘米,每亩地用秸秆量为4000~5000公斤;可应用的菌种有哈尔滨原野生物技术公司的卢博士肥、沈阳生态所的百沃、辽宁微生物科学研究院的宏阳秸秆降解菌和北京硅谷的沃丰宝等,按说明使用;首先将秸秆用水淋透,再按秸秆与土为2:1的体积比混合,同时每立方米混施50公斤有机肥,或与常规栽培同量的有机肥;然后将土、秸秆、有机肥充分混和均匀后,分层撒施菌种,根据场地情况堆成一堆或数堆进行发酵,在土堆上盖一层塑料膜,每隔8~10天倒一次发酵堆,夏季一般发酵20多天,秋、冬季节气温低发酵时间应适当延长些,在日光温室内按种植行方向,挖栽培槽,槽宽65~70厘米、深30厘米,两槽之间留过道,以利通风和透光,这样规格的栽培槽需营养基质每亩7立方米;然后在槽内铺塑料膜,为防积水膜上打两排孔,孔距为30~40厘米、孔径为3~4厘米。为防止槽边被踩塌最好将过道也铺上塑料膜,同时也防止冬季栽培时水分过度蒸发,降低温室内空气湿度;再将充分发酵好的人工营养基质依次装填在每个栽培槽内,高度应略高于地面,在灌水后营养基质会有下沉;最后铺滴灌带和地膜、定植等其他操作同常规栽培方法。这项技术适用于所有农作物。

2追施沼气渣和沼气液调控土壤环境

沼渣是很好的有机肥,其不仅含有大量的氮、磷、钾等速效养分,而且还含有丰富的腐殖质,能够明显地改良土壤团粒结构和土壤理化性质,能增强地力肥力,是速效迟效兼备的优良肥料,宜作基肥也宜作追肥。沼气液中含有水溶性的氮、磷、钾等速效成分,宜作追肥也宜作叶面肥。沼渣和沼液来源于三位一体的日光温室,而三位一体的日光温室是集猪圈、厕所、沼气池为一体的建造方式。目前技术推广部门推广一种温室内沼气池秸秆加粪便发酵技术。温室内沼气池秸秆加粪便发酵技术是在三位一体日光温室技术上的创新。做法是:在温室的进口处建造一口径1米、体积10立方米的沼气池,装入秸秆和粪便进行发酵。产生的沼渣和沼液可作为优质肥料进行追施。在这个模式下生产蔬菜,有效地改善了土壤环境,提高了蔬菜产量,改善了产品品质,增加了经济效益。同时也为生产有机蔬菜提供了保障。

土壤环境的性质范文第5篇

关键词:土壤;重金属;污染;现状;修复技术

中图分类号 X833 文献标识码 A 文章编号 1007-7731(2017)07-0103-03

Abstract:This paper describes the present situation of soil heavy metal pollution in our country,analyzes the sources of soil heavy metals from sewage irrigation,atmospheric deposition,industrial production and agricultural activities,and analyzes the heavy metal contaminated soil remediation technology briefly.

Key words:Soil;Heavy metal;Pollution;Present situation;Remediation technology

土壤是一个开放的缓冲动力学系统,承载着环境中50%~90%的污染负荷[1-2]。随着矿产资源开发、冶炼、加工企业等规模的扩大以及农业生产中农药、化肥、饲料等用量的增加和不合理的使用,致使土壤中重金属含量逐年累积,明显高于其背景值,造成生态破坏和环境质量恶化,对农业环境和人体健康构成严重威胁。重金属在土壤中移动性差、滞留时间长、难降解,可以通过生物富集作用和生物放大作用进入到农牧产品中[3],从而影响产出物的生长、产量和品质,潜在威胁人体健康[4]。本文对我国土壤重金属污染现状进行了简要分析,概述了土壤中重金属的来源,简单介绍了物理修复、化学修复和生物修复技术在土壤重金属污染修复方面的研究进展,以期为土壤重金属污染修复提供参考。

1 我国土壤重金属污染现状

随着矿山开采、冶炼、电镀以及制革行业的蓬勃发展,一些企业盲目追逐经济利益,轻视环境保护,再加上农药、化肥、地膜、饲料添加剂等的大量使用,我国土壤中Pb、Cd、Zn等重金属的污染状况日益严重,污染面积逐年扩大,危害人类和动物的生命健康。据报道,2008年以来,全国已发生100余起重大污染事故,其中Pb、Cd、As等重金属污染事故达30多起。据2014年国家环境保护部和国土资源部的全国土壤污染状况调查公报显示,全国土壤环境总状况体不容乐观,部分地区土壤污染较重,耕地土壤环境质量堪忧,工矿业废弃地土壤环境问题突出。全国土壤总的点位超标率为16.1%,其中轻微、轻度、中度和重度污染点位比例分别为11.2%、2.3%、1.5%和1.1%。据农业部对我国24个省市、320个重点污染区约548万hm2土壤调查结果显示,污染超标的大田农作物种植面积为60万hm2,其中重金属含量超标的农产品产量与面积约占污染物超标农产品总量与总面积的80%以上,尤其是Pb、Cd、Hg、Cu及其复合污染尤为明显[5]。我国的一些主要水域如淮河流域、长江流域、太湖流域、胶州湾等也都出现了重金属污染[6]。

2 土壤重金属来源

土壤中重金属来源主要有内部来源和外部来源两种。在内部来源中,由于成土母质、地形地貌、水文气象及植被和土地利用类型等的不同,对土壤重金属含量的影响有很大差异[7],致使部分地区土壤背景值较高。外部原因主要是人为活动的影响,是土壤重金属污染的主要来源,主要包括以下几个方面:

2.1 随大气沉降进入土壤中的重金属 大气沉降是造成土壤重金属污染的一个重要途径[6]。工业生产、汽车尾气排放及轮胎摩擦可产生含有重金属的有毒气体和粉尘,经自然沉降和雨雪沉降进入土壤中,污染元素主要为Pb、Cu、Zn等。矿山开采和冶炼所带来的大气沉降也是土壤重金属的重要来源[5]。有毒气体和粉尘容易迁移和扩散,在工矿烟囱、废物堆和公路附近的土壤中,土壤重金属含量较高,向四周和两侧扩散减弱。研究人员对某铅锌冶炼厂的土壤重金属空间分布特征的研究发现,Zn、Pb、As的主要污染来源是废气的大气沉降,风力和风向是其空间分布的主要影响因子[7]。

2.2 随污水灌溉进入土壤中的重金属 污水灌溉一般是指利用经过一定处理的城市污水灌溉农田[6],利用污水灌溉是农业灌溉用水的重要组成部分。但由于污水中含有大量的重金属,随污水进入到土壤中,使得土壤中重金属含量不断富集。我国自20世纪60年代至今,污灌面积迅速扩大,以北方旱做地区污染最为普遍,约占全国污灌面积的90%以上,污灌导致农田重金属Hg、Cd、Cr、Cu、Zn、Pb等含量的增加[7]。

2.3 工矿企业生产带入土壤中的重金属 工业生产中广泛使用重金属元素,工矿企业将未经严格处理的废水直接排放,导致废水中的重金属渗入到土壤中,使得土壤中有毒重金属含量增加[11]。矿业和工业固体废弃物露天堆放或处理过程中,经日晒、雨淋、水洗等作用,使重金属以射状、漏斗状向周围土壤扩散。南京某合金厂周围土壤中的Cr大大超过土壤背景值,Cr污染以工厂烟囱为中心,范围达到1.5km2[12]。电子废弃物在堆放和拆解过程中,会造成Pb、Cr等重金属进入农田土壤[13-14]。

2.4 农事活动带入土壤中的重金属 随着人们对农业产出物不断增长的需求,农药、化肥、地膜等使用量不断增加,导致土壤中的重金属不断富集,造成土壤重金属污染。农药中含有Hg、As、Zn等重金属,长期使用就会导致土壤中重金属的累积。磷肥天然伴有Cd,随着磷肥及复合肥的大量施用,土壤中有效Cd的含量不断增加,作物吸收Cd量也在增加[15]。地膜在生产过程中加入了含Cd、Pb等重金属的热稳定剂,也会造成土壤重金属含量的增加。当前有机肥肥源大多来源于集约化的养殖场,大多使用饲料添加剂,其中大多含有Cu和Zn[16],使得有机肥料中的Cu和Zn含量也明显增加,并随着施肥带入到土壤中。

3 土壤重金属污染修复技术

3.1 物理修复 一是客土、换土和深耕翻土等措施。通过这一措施,可以降低表层土壤重金属含量,减少土壤重金属对植物的毒害。深耕翻土适用于轻度污染的土壤,客土和换土适用于重度污染的土壤。工程措施具有稳定、彻底的有点,效果较好,但是需要大量的人力、物力,投资较大,并会破坏土体结构,降低土壤肥力。二是电动修复、电热修复、土壤淋洗等。物理修复效果好,但是成本高,还存在着造成二次污染的风险。

3.2 化学修复 化学修复是主要是采用化学的方法改变土壤中重金属的化学性质,来降低土壤中重金属的迁移性和生物可利用率,减少甚至去除土壤中的重金属,达到的土壤治理和修复的效果[17]。该技术的关键在于经济有效改良剂的选择,常用的改良剂有石灰、沸石、碳酸钙等无机改良剂和堆肥、绿肥、泥炭等有机改良剂,不同的改良剂对重金属的作用机理不同。化学修复是在土壤原位上进行,不会破坏土地结构,简单易行。但是化学修复只是改变了重金属在土壤中的存在形态,并没有去除,在一定条件下容易活化,再度造成污染。

3.3 生物修复 生修复是利用微生物或植物的生命代谢活动,改变重金属在土壤中的化学形态,使重金属固定或解毒,降低其在土壤环境中的移动性和生物可利用性。该方法效果好,易于操作,是目前重金属污染的研究重点。目前生物修复技术主要集中在植物和微生物2个方面[18-19],对植物修复方面研究的较多[20-23]。生物修复不会引起二次污染,成本低,易于推广,在技术和经济上都优于物理修复和化学修复,已经得到了广泛的研究和应用,是目前土壤重金属污染治理的研究热点。

3.4 农业生态修复 不同作物对重金属有不同的吸附作用,可以通过采取不同的耕作制度、作物品种和种植结构的调整、肥料种类的选取等措施,增加作物对土壤重金属的吸收,降低土壤中的重金属含量。研究表明,调节土壤水分、pH值以及土壤水分、养分等状况,实现对污染物所处环境介质的调控[24-25],可以改善土壤的理化性质,促使土壤中重金属被作物有效地吸收。

4 展望

土壤是人来赖以生存的重要自然资源之一,是人类生态环境的重要组成部分。土壤重金属污染问题已经成为当今社会的主要环境问题之一。2016年出台的《土壤污染防治行动计划》,无疑是我国土壤环境管理历史上里程碑式的文件,明确了我国土壤污染防治路线图和时间表。

土壤是一个复杂的生态系统,一旦受到污染,要将进入到土壤中的污染物清除,达到安全生产的目的是十分困难的。重金属对土壤的污染以现有的技术而言是不可逆的。因此,土壤污染预防要比土壤污染治理重要的多。要坚持源头预防和过程治理,以源头控制为主,杜绝污染物进入水体、土体,有效降低污染物的排放。在土壤重金属污染修复技术研究中,要把物理方法、化学方法、生物技术和农业生态修复措施综合起来处理污染题,研究出更加经济高效的治理措施,应该加大生物修复技术研究,减少物理和化学方法的使用,以免造成二次污染。

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