市郊土壤污染原因及治理策略

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本文作者：董炜华1韩德复2李丹1作者单位：1.长春师范学院科研处2.长春师范学院生命科学学院

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。

3.2加强相关法律法规建设，提高城郊居民的环保意识

针对有关土壤污染治理缺陷，完善相关法律、法规，确保2009年环保局、监察局联合下发《2009年长春市环保专项治理工作方案》和《关于对违法排污单位进行限期治理和拆除废弃烟囱的通告》的实行，切实加强目标管理，对土壤污染意识淡薄的群众加强土壤污染知识宣传，培育和形成环保监督、公众参与、齐抓共管的良好局面。从长春市城郊土壤污染来看，对土壤的污染防治和环境保护也只是点源上的治理保护，对土壤污染的预防性措施规定不具体，不重事前防治，而注重事后救济；对土壤质量下降和退化，缺少行之有效的法律和法规。在这些缺憾上，借鉴德美日三国土壤立法，2008年6月以来相继颁布施行《长春市服务业环境污染防治条例》、《长春市环境保护局行政执法工作规则（试行）》、《长春市环境保护局信访工作规则（试行）》、《长春市环境统计工作规则》、《长春市污染源自动监控管理办法》、《长春市实验室环境污染防治管理办法》[14]等。在法律规范中确立长春市城郊生态优先与生态整体观念，对重污染区和退化严重的地区进行重点防治，确立“谁污染谁治理，谁保护谁受益”的原则，完善土壤污染防治的行政管理体制，确立对被破坏土壤的补救制度，完善法律责任的规定[15]，同时围绕建设“绿色宜居城市”目标，制定专门的《长春市城郊土壤污染防治法》,完善土壤污染防治法律体系。长春市城郊土壤污染问题虽然形势严峻，但只要政府和相关部门引起重视，加强管理、大力宣传，增强人们环保意识，运用现代技术，采用科学的方法，科学防治，预防未受污染的土壤遭受污染，有效治理已遭受污染的土壤，严格监控正在遭受污染的土壤，恢复长春市城郊土壤肥力、提高土壤自净能力，使城郊土壤污染得到有效治理，从而促进长春市城市化进程健康、可持续发展，保证绿色生产及居民饮食健康安全，保障人们身体健康，加快构建和谐社会的步伐。