土壤的主要污染物十篇

发布时间:2024-04-26 01:40:33

土壤的主要污染物篇1

关键词:土壤污染修复 铁锰氧化物 作用

随着工业的发展和人们对于环境保护不当导致我国的土壤污染逐渐严重,但是我国的土壤污染治理工作并没有发挥出应有的作用。铁锰氧化物在当前的土壤污染修复中占据着十分重要的位置,对于改善土壤的质量有着十分重要的作用。但是由于当前我国的土壤污染缺少规范的治理导致污染土壤难以及时有效地恢复。在今后的土壤污染治理工作中需要采取有效的措施,保障土壤污染质量工作的顺利进行。

一、当前我国土壤污染现状

随着我国工业的发展,当前我国的土壤污染情况逐渐严重,这对于我国的环境建设和人们的生活造成了十分不利的影响。尤其是在农村等人们依靠土地生活的地方,土壤污染严重影响了人们的正常生活。一些土壤污染很难进行短时间的修复,这对于环境的保护有着十分不利的影响。当前土壤污染比较严重的主要是以下两种情况:

1.重金属对于土壤的污染

重金属对于土壤的污染在当期的土壤污染治理中比较难治理,由于重金属在土壤中具有难降解,毒性强和积累效应等等特征。我国土壤的重金属污染主要是当前一些化工企业的污染五未能及时合理的处理,将一些污染物进行掩埋等造成的土壤污染。但是重金属对于土壤的污染十分严重并且难以治理,这对于土壤污染治理部门提出了众多的挑战。当前对于我国土壤重金属污染的主要治理方法就是一方面在土壤中去除重金属另一方面改变重金属在土壤中的存在状态。当前主要的技术就是采用物理方法,化学方法,生物方法等等,但是并没有取得比较好的效果,土壤污染现状并没有得到有效地改善。

2.土壤的有机污染

当前我国土壤污染的另一重大来源就是有机物污染,相对于重金属污染,这一污染更加严重,污染的种类比较繁多。在有机物污染中其中塑料对于土壤的污染十分严重,而且大部分的塑料污染物是难以降解的,这对于土壤污染的治理工作造成了十分不利的影响,并且这一污染还会对人们的生活造成伤害甚至伤害人们的身体健康。另外由于化学农药对于土壤的污染也是土壤污染的重要原因之一,这对于土壤的危害十分严重,甚至会影响到地下用水,影响人们的生活健康。但是当前我国的土壤有机污染并没有得到合理的整治,一些相关的治理方法仍然存在一定的缺陷性,并且治理并不彻底。

二、铁锰氧化物在土壤污染修复中的重要作用

铁锰氧化物在当前的土壤污染修复中逐渐得到应用,并发挥出一些作用,大大改善了当前的土壤质量。但是铁锰氧化物对于土壤污染的治理并没有得到充分的利用,铁锰氧化物的应用范围还有待于进一步扩展。

1.铁锰氧化物在治理土壤重金属污染中的应用

铁锰氧化物作为土壤中的主要矿物元素,在当前的土壤污染修复中发挥着十分关键的作用。当土壤被重金属污染之后,土壤吸持重金属例子时,土壤中的铁锰氧化物会发挥重要的作用,土壤中Cu、ni、Zn、Cr、Co元素的吸附主要受铁氧化物的控制。土壤中沉积的铁锰氧化物对于土壤中重金属元素的吸附作用,可以有效地控制重金属污染物的迁移和富集,这对于减少重金属对于土壤的污染有着十分重要的作用。铁锰氧化物及其水化物和层状硅酸盐矿物质对于吸附土壤中的重金属元素有着十分重要的作用,但是由于人工合成的铁锰氧化物和天然的铁锰氧化物有着不同的作用,导致我国的土壤中铁锰氧化物应用于重金属的土壤污染修复中仍然存在一定的问题,需要进一步加强对铁锰氧化物对于吸附重金属作用的研究,尽量充分发挥铁锰氧化物在重金属土壤污染修复中的重要作用。

2.铁锰氧化物在治理土壤有机物污染中的应用

铁锰氧化物对于土壤有着一定的净化作用,当前土壤的有机物污染逐渐严重,严重影响了土壤的肥力和土壤的正常应用。铁锰氧化物对于环境中的有机毒害物有一定的降解功能,可以利用于土壤污染的修复工作中。在污染土壤的修复工作中利用铁锰氧化物对于土壤的修复作用和净化工作,充分提高土壤自身的治污能力和降污能力。当前土壤中含有一些天然的铁锰氧化物可以充分利用自然规律,降解土壤中的有机污染物。铁锰氧化物在土壤污染治理中有着节约成本,效果明显的优势,在今后的土壤污染治理工作中需要进一步提倡这一方法,充分利用铁锰氧化物对于土壤污染的治理,缓解当前土壤污染严重的现状。

3.土壤污染治理的其他措施

土壤污染对于人们的生活和农业的发展造成了十分不利的影响,特别是当前国家逐渐重视可持续发展的前提下,土壤污染更需要进一步加强治理。在今后的土壤污染治理工作中一方面需要建立完善的土壤污染治理法律法规。建立健全土壤污染治理法律可以有效地规范土壤污染治理工作,同时为土壤污染治理工作提供一定的保障。这在一定程度上也可以提高一些企业的污染治理积极性,减少企业污染物的排放,督促企业加强对污染物的处理工作。另一方面需要对于污染比较严重的企业进行严格的惩治。对于一些对土壤污染比较严重的企业需要加强治理,对于企业的污染物处理要进行严格的监督,对于一些特别严重的企业可以进行关闭,减少污染物的排放。除此之外还需要加强企业和工作人员的环境保护意识,尤其是土壤污染的教育,对于土壤污染造成的危害进行宣传教育,使企业和工作人员认识到土壤污染的严重危害性。在土壤污染治理工作中还需要进一步开发和研究一些新的土壤污染修复措施和方法,尽量减少污染物对于土壤的污染,保障人们的正常生活。

三、结语

随着当前工业的发展,我国的土壤污染逐渐严重,对人们的生活造成了十分不利的影响。当前我国的土壤污染修复措施并不十分完善,一些方法的效果并不十分明显,这导致我国的土壤污染治理工作难以进行。铁锰氧化物作为土壤中的一种丰富的物质对于环境当前的土壤污染有一定的作用,并且这一土壤污染修复的方法具有成本低,效果好的优势。在今后的土壤污染修复工作中需要进一步充分利用铁锰氧化物的土壤修复作用,同时还需要积极开发一些新的土壤污染修复方法,尽量减少土壤的污染程度。

参考文献

土壤的主要污染物篇2

关键词:土壤污染;类型;修复

土壤污染是指人类活动产生的污染物进入土壤并积累到一定程度,引起土壤质量恶化的现象。主要污染物质包括农业生产中使用的化肥、农药,城市周边工业释放的有机物、重金属、放射性物质、病原菌等。特别是在近年来,对着经济发展与城市化的加速,工矿企业导致的场地污染严重,使土壤遭受到严重的有机物污染和重金属污染,没有处理的污染场地将是定时炸弹,可能对国家可持续发展造成巨大影响,因此必须对土壤污染进行妥善修复,促进社会、经济、环境的可持续发展。

1土壤污染类型

1.1重金属污染?

采矿、冶金和化工等工业排放的三废、汽车尾气以及农药和化肥的使用都是土壤重金属的重要来源。按生物化学性质土壤中的重金属可以分为两类:第一类,对作物以及人体有害的元素,如汞、镉、铅及类金属砷等,因此,必须减少这些元素的含量使其不超过环境的容量;第二类,常量下对作物和人体有益而过量时出现危险的元素,如铜、锌、铬、锰及类金属硒等,应控制其含量,使其有益作物生长和人体健康。

1.2石油污染

石油污染是指在石油的开采、炼制、贮运、使用过程中原油和各种石油制品进入环境而造成的污染,土壤中的石油污染物多集中在20cm左右的表层。石油开采过程中产生的落地油和油田的接转站、联合站的油罐、沉降罐、污水罐、隔油池的底泥,炼油厂含油污水处理设施产生的油泥,也是我国油田土壤石油污染的主要来源。污染土壤中石油主要成分为C15-C36的烷烃、多环芳香烃、烯烃、苯系物、酚类等,其中环境优先控制污染物多达30种。

1_3化肥污染

化学肥料在现代化的农业生产中不仅是粮食增产的物质基础,更是农业生产资料的主体。在粮食增产中花费的贡献率在40%-60%,稳定在50%左右,但是化肥中的有毒重金属、有机物以及无机酸类等是造成土壤污染的主要来源。

1.4农药污染

据初步统计,我国至少有1300-1600万hm2耕地受到农药污染。造成土壤农药污染的主要是有机磷和有机氯农药。据2000年国家质检总局数据,全国47.5%的蔬菜农药残留超标,因农残超标被退回的出口农产品金额达74亿美元。

2土壤污染的特点

2.1土壤污染具有隐蔽性和滞后性

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。因此,土壤污染从产生污染到出现问题通常会滞后较长的时间。

2.2壤污染具有累积性

污染物质在土壤中不容易迁移、扩散和稀释,因此容易在土壤中不断积累而超标,同时也使土壤污染具有很强的地域性。

2.3土壤污染具有不可逆转性

重金属对土壤的污染基本上是一个不可逆转的过程,许多有机化学物质的污染也需要较长的时间才能降解。对重金属污染,通常的方法有:利用植物吸收去除重金属、施加抑制剂、控制氧化还原条件、改变耕作制和换土、深翻等。土壤污染很难治理。积累在污染土壤中的难降解污染物很难靠稀释作用和自净化作用来消除。土壤污染一旦发生,有时要靠换土、淋洗土壤等方法才能解决问题,其他治理技术可能见效较慢。因此,治理污染土壤通常成本较高、治理周期较长。

3污染土壤的修复技术

土壤修复是使遭受污染的土壤恢复正常功能的技术措施。在土壤修复行业,已有的土壤修复技术达到一百多种,常用技术也有十多种,大致可分为物理、化学和生物三种方法。近年来,在政府财政支持下,我国开展了多个类型场地的修复技术设备研发。尽管可以罗列的土壤及地下水污染的修复技术很多,但实际上经济实用的修复技术很少。常用的污染场地修复技术主要包括挖掘、稳定/固化、化学淋洗、气提、热处理、生物修复等。

3.1挖掘

指通过机械、人工等手段,使土壤离开原位置的过程。一般包括挖掘^程和挖掘土壤的后续处理、处置和再利用过程。在场地修复的各个阶段和多种修复技术实施过程中都可能采用挖掘技术,如场地环境评估、修复活动中和后评估阶段。作为修复技术,本导则推荐挖掘只能作为修复方案的一部分,不适用于传统的挖掘一填埋技术方案。

3.2稳定/固化

指通过固态形式在物理上隔离污染物或者将污染物转化成化学性质不活泼的形态,降低污染物的危害,可分为原位和异位稳定/固化修复技术。原位稳定/固化技术适用于重金属污染土壤的修复,一般不适用于有机污染物污染土壤的修复;异位稳定/固化技术通常适用于处理无机污染物质,不适用于半挥发性有机物和农药杀虫剂污染土壤的修复。

3.3化学淋洗

指借助能促进土壤环境中污染物溶解或迁移作用的溶剂,通过水力压头推动清洗液,将其注入被污染土层中,然后再将包含污染物的液体从土层中抽提出来,进行分离和污水处理的技术,可分为原位和异位化学淋洗技术。原位化学淋洗技术适用于水力传导系数大于10-3cm/s的多孔隙、易渗透的土壤,如沙土、砂砾土壤、冲积土和滨海土,不适用于红壤、黄壤等质地较细的土壤;异位化学淋洗技术适用于土壤粘粒含量低于25%、被重金属、石油烃类、挥发性有机物、多氯联苯和多环芳烃等污染的土壤。

3.4气提技术

指利用物理方法通过降低土壤孔隙的蒸汽压,把土壤中的污染物转化为蒸汽形式而加以去除的技术,可分为原位土壤气提技术、异位土壤气提技术和多相浸提技术。气提技术适用于地下含水层以上的包气带;多相浸提技术适用于包气带和地下含水层。原位土壤气提技术适用于处理亨利系数大于0.01或者蒸汽压大于66.66pa的挥发性有机化合物,如挥发性有机卤代物或非卤代物,也可用于去除土壤中的油类、挥发态重金属、多环芳烃或二嗯英等污染物;异位土壤气提技术适用于修复含有挥发性有机卤代物和非卤代物的污染土壤;多相浸提技术适用于处理中、低渗透型地层中的挥发性有机物。

3.5热处理

指通过直接或间接热交换,将污染介质及其所含的有机污染物加热到足够的温度(150~540℃),使有机污染物从污染介质挥发或分离的过程。按温度可分成低温热处理技术(土壤温度为150~315℃)和高温热处理技术(土壤温度为315~540℃)。热处理修复技术适用于处理土壤中挥发性有机物、半挥发性有机物、农药、高沸点氯代化合物,不适用于处理土壤中重金属、腐蚀性有机物、活性氧化剂和还原剂等。

3.6生物修复

生物修复指利用微生物、植物和动物将土壤、地下水中的危险污染物降解、吸收或富集的生物工程技术系统。按处置地点分为原位和异位生物修复。生物修复技术适用于烃类及衍生物,如汽油、燃油、乙醇、酮、乙醚等,不适合处理持久性有机污染物。

土壤的主要污染物篇3

   【英文关键词】Soilpollution;Hazard;preventionandcure

   【正文】

   一、我国土壤污染现状及危害

   (一)我国土壤污染现状土壤污染大致可分为:重金属污染、农药和有机物污染、放射性污染、病原菌污染等多种类型。据报道,目前我国受镉、砷、铬、铅等重金属污染的耕地面积近12000万公顷,约占总耕地面积的1/5;其中工业'三废'污染耕地1000万公顷,污水灌溉的农田面积已达330多万公顷。污水灌溉等废弃物对农田已造成大面积的土壤污染。如沈阳张士灌区用污水灌溉20多年后,污染耕地2500多公顷,造成了严重的镉污染,稻田含镉5-7mg/kg.天津近郊因污水灌溉导致2.3万公顷农田受到污染物。广州近郊因为污水灌溉而污染农田2700公顷,因施用含污染物的底泥造成1333公顷的土壤被污染,污染面积占郊区耕地面积的46%.80年代中期对北京某污灌区进行的抽样调查表明,大约60%的土壤和36%的糙米存在污染问题。另一方面,全国有1300-1600万公顷耕地受到农药的污染。除耕地污染之外,我国的工矿区、城市也还存在土壤(或土地)污染问题。

   (二)土壤污染的危害1.土壤污染导致严重的直接经济损失对于各种土壤污染造成的经济损失,目前尚缺乏系统的调查资料。仅以土壤重金属污染为例,全国每年就因重金属污染而减产粮食1000多万t,另外被重金属污染的粮食每年也多达1200万t,合计经济损失至少200亿元。对于农药和有机物污染、放射性污染、病原菌污染等其他类型的土壤污染所导致的经济损失,目前尚难以估计。2.土壤污染导致食物品质不断下降我国大多数城市近郊土壤都受到了不同程度的污染,有许多地方粮食、蔬菜、水果等食物中镉、铬、砷、铅等重金属含量超标或接近临界值。3.土壤污染危害人体健康土壤污染会使污染物在植(作)物体中积累,并通过食物链富集到人体和动物体中,危害人畜健康,引发癌症和其他疾病等。4.土壤污染导致其他环境问题土地受到污染后,含重金属浓度较高的污染表土容易在风力和水力的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生态问题。

   二、土壤污染的特点土壤污染具有明显的隐蔽性、滞后性、累积性和不可逆转性等特点,土壤一旦受到污染,则需要很长的治理周期和较高的投资成本,造成的危害也比其他污染更难消除。土地污染具有隐蔽性和滞后性。它往往要通过对土壤样品化验和农作物的残留检测,其严重后果仅能通过食物给动物和人类健康造成危害,因而不易被人们察觉;因此,从产生污染到出现问题通常会滞后很长的时间。土壤污染具有累积性,污染物质在土壤中不容易迁移、扩散和稀释,因此容易在土壤中不断积累而超标。土壤污染具有不可逆转性,重金属对土壤的污染基本上是一个不可逆转的过程,许多有机化学物质的污染也需要较长的时间才能降解;土壤污染很难治理,积累在污染土壤中的难降解污染物很难靠稀释作用和自净化作用来消除。因此,治理污染土壤通常成本较高、治理周期较长。

   三、我国现行土壤污染防治的法律规定及其存在的问题目前,我国涉及土壤保护的法律法规主要有《中华人民共和国环境保护法》《刑法》《土地管理法》《土地管理法实施条例》《水土保持法》《土地复垦条例》《基本农田保护法》《农药安全使用标准》《农用污泥中污染物控制标准》《农田灌溉水质标准》及大气、水、固体废弃物污染防治法等。另外,为了贯彻《中华人民共和国环境保护法》,防止土壤污染,保护生态环境,我国于1995年制定了《土壤环境质量标准》(GB15618—1995)。尽管相关的法律法规不少,但大多针对经济利用、土地管理和利用、土地规划及土地权属问题方面,对土壤污染防治的规定分散而不系统,缺乏具可操作性的细则和有威慑力的责任追究条款我国现有的土壤保护法律法规存在的问题主要有:

   (一)《环境保护法》《环境保护法》罗列的污染种类的滞后性,该法第20条规定:“各级人民政府应当加强对农业环境的保护,防治土壤污染、土地沙化、盐渍化、贫瘠化、沼泽化、地面沉降和防治植被破坏、水土流失、水源枯竭、种源灭绝以及其他生态失调现象的发生和发展,推广植物病虫害的综合防治,合理使用化肥、农药及植物生长激素。”该法于1989年颁布,但是对于所处的社会发展状况而言,以上的罗列已经基本概括了所可能发生的污染种类,而这不发放置今日,就存在着些许的滞后性,无法穷尽污染种类,致使污染发生之时,无追究污染着责任的法律依据,其应当包括有放射性物质和化学物质的污染、乱堆放生产废物和消费废物,以及包括生物性污染在内的污染及其他可能造成土地退化的不良(有害)影响;

   (二)《土地管理法》1.调整对象的局限性《土地管理法》的制定目的是为了加强土地管理,维护土地的社会主义公有制,保护、开发土地资源,合理利用土地,切实保护耕地。对于防治土壤污染,该法也作了原则性的规定,即在第35规定各级人民政府应当采取措施,维护排灌工程设施,改良土壤,提高地力,防止土地荒漠化、盐渍化、水土流失和污染土地。这条规定是在《土地管理法》第4章,耕地保护当中提出的,而并非在总则当中对此问题加以表述,这就导致了这部法在调整土壤污染问题时,调整对象存在着明显的局限性;2.土壤污染防治意识的缺乏性该法第43条规定:任何单位和个人进行建设,需要使用土地的,必须依法申请使用国有土地;但是,兴办乡镇企业和村民建设住宅经依法批准使用本集体经济组织农民字体所有的土地的,或者乡(镇)村公共设施和公益事业建设经依法批准使用农民集体所有的土地除外。该法第36条规定:非农业建设必须节约使用土地,可以利用荒地的,不得占用耕地;可以利用劣地的,不得占用好地。禁止占用耕地建窑、建坟或者擅自在耕地上建房、挖砂、采石、采矿、取土等。禁止占用基本农田发展林果业和挖塘养鱼。可以看出的是,该法对于基本农田的用途有着严格的规定,对于其他耕地的利用范围则放宽限制,而兴建乡镇企业则又放宽了农用地转化为建设用地的条件,而乡镇企业产生排放的“三废”物质,则是导致农村土壤污染的最大元凶,而对于乡镇企业和基本农田土地布局和使用规划的缺失,又是导致乡镇企业在一定程度上造成耕地污染严重的原因。

土壤的主要污染物篇4

【关键词】土壤;环境;影响;评价

一、土壤的特征

土壤环境是一个开放系统,土壤和水、大气、生物等环境要素之间以及土壤内部系统之间都不断进行着物质与能量的交换,是土壤环境发展、并随外界条件改变而发生演变的主要原因。土壤具有吸水和储备各种物质的能力,但土壤的纳污和自净能力是有一定的限度的,当进入土壤的污染物超过其临界值时,土壤不仅会向环境输出污染物,使其他环境要素受到污染,而且土壤的组成、结构及功能均会发生变化,最终可导致土壤资源的枯竭与破坏。

二、影响土壤环境质量的因素

土壤环境质量是指土壤环境适宜人类健康的程度。影响土壤环境质量的因素有建设项目的类型、污染物的性质、污染源的特征与排放强度、污染途径以及土壤类型、特性和区域地理环境特征等。不同的建设项目,排放的污染物类型不同。有色金属冶炼或矿山,主要污染物为重金属和酸性物质;化学工业或油田,主要污染物是矿物油和其他有机污染物;以煤为能源的火电厂,主要污染物为粉煤等固体废物。不同的污染因子,性质不同,对环境的危害也不同。不同的污染源,污染类型不同,对环境的影响范围也不同:工业污染源以点源污染为主,污染特征为污染区域小,影响范围窄,而以农业和交通为主的污染源,主要为面源污染和线源污染,具有污染面大,影响范围宽的特点。污染源的排放强度与污染程度和污染范围有关。污染物通过大气与水的传输,扩散速度快,对土壤的污染地域宽,而垃圾和污泥等固体废物进入土壤后,污染的范围相对较小、土壤所处的区域地理环境条件决定了土壤的类型、性质和土壤演化,从而影响污染物的不合理利用和过度开发,将引起土壤系统的严重退化。

三、壤环境质量现状调查

(1)从有关管理、研究和行业信息中心以及图书馆和情报所搜集材料,内容包括:一是征,如气象、地貌、水文和植被等资料。二是性,包括成土母质(成土母岩和成土母质类型);土壤类型、组成、特性。三是包括城镇、工矿、交通用地面积等。四是类型、面积及分布和侵蚀模数等。五是背景值资料。六是种类、分布及生长情况。(2)测包括布点、采样、确定评价因子即监测项目等。一是布点。要考虑评价区内土壤的类型及分布,土地利用及地形地貌条件,要使各种土壤类型、土地利用及地形地貌条件均有一定数量的采样点,还要设置对照点。最后,要是土样才几点的布设在控件分布均匀并有一定密度,从而保证土壤环境质量调查的代表性和精度。二是采样。土壤样品的采集一般采用网格法、对角线、梅花形、棋盘形、蛇形等采样方法,多点采样,均匀混合,最后得到代表采样地点的土壤样品。还应调查评价区植物和污染源状况。植物监测调查。主要是观察研究自然植物和作物等在评价区内不同土壤环境条件,各生育期的生长状况及产量、质量变化。三是评价因子的确定。一般是根据监测调查掌握的土壤中现有污染物和拟建设项目将要排放的主要污染物,按毒性大小与排放量多少采用等标污染负荷比法进行筛选。

四、土壤影响评价

(1)评价拟建设项目对土壤影响的重大性和可接受性。将影响预测的结果与法规和标准进行比较。一是由拟建设项目造成的土壤侵蚀或水土流失明显违反了国家的有关法规。二是将影响预测值加上背景值与土壤标准做比较。三是用分级型土壤指数对土壤的基线值与预测拟建项目影响后算得的两组数值进行比较。如果土质级别降低,则表明该项目的影响是重大的。(2)与当地历史上已有污染源和土壤侵蚀源进行比较。请专家判断拟建项目所造成的污染和增加侵蚀程度的影响的重大性。例如,土壤专家一般认为在现有的土壤侵蚀条件下,如果一个大型工厂的兴建将是侵蚀率提的值不大于11t/hm2.a,则是允许的。但在做这类判断时,必须考虑区域内多个项目的累积效应。(3)拟建项目环境可行性的确定。根据土壤环境影响预测与影响重大性的分析,指出工程在建设过程和投产后可能遭到污染或破坏的土壤面积和经济损失状况。通过费用—效益分析和环境整体性考虑,判断土壤环境影响的可接受性,由此确定该拟建项目的环境可行性。

参考文献

土壤的主要污染物篇5

关键词:土壤污染调查;地统计条件模拟;污染概率;局部空间变异;污染区范围;布点优化;

作者简介:谢云峰(1981—),男,副研究员(博士);e-mail:xieyf@craes.org.cn;

1引言(introduction)

土壤采样调查是获取土壤污染物空间分布信息最重要的手段,采样调查结果的精度直接影响污染风险评价结果的准确性和风险管理决策的合理性.土壤污染调查包括土壤样点布设、样品采集、污染物含量分析等环节.实际工作中,通常认为污染物分析方法的准确性是影响污染物调查准确性的最主要因素(Crumblingetal.,2001),而忽略了土壤采样布点方案的重要性.大量研究表明,污染物在土壤中的空间分布表现出明显的空间变异性,人类活动影响越大的区域,局部变异程度越大(thompson,1996;丛鑫等,2009;杜平等,2006;张娟等,2014;郑一等,2003).针对空间变异性较大的环境要素,样点布设方案是影响调查结果准确性最主要的因素之一.Jenkins等(1997)对土壤中三硝基甲苯污染的调查结果表明,至少95%的变异度(统计方差)是由采样位置导致,而含量分析(室内分析和现场分析)手段对变异度的贡献不超过5%.其他类似研究也表明,土壤采样导致的不确定对污染物含量测定不确定性的贡献超过50%(argyrakietal.,1997;theocharopoulosetal.,2001;Jenkinsetal.,1999).因此,科学合理的土壤采样布点方案对保障污染调查结果的精度非常重要.现有的土壤污染调查布点方法主要包括判断性采样和非判断性采样(姜成晟等,2009),其中,判断性采样主要根据已有先验知识设计采样布点方案,并在潜在的高污染风险区域加大采样密度(UKenvironmentagency,2000);当缺乏场地污染物分布的背景信息时,就只能采取非判断性采样方法,如随机采样、均匀网格布点采样等(thompsonetal.,1995;USepa,1989).传统的土壤污染调查布点方法主要用于对污染物总体(平均含量)的最佳估计(Brusetal.,1999),样本量主要取决于污染物含量的空间变异程度.土壤污染治理过程中,污染调查主要关注目标污染物的超标程度及污染区范围.因此,以总体估计为目标的传统土壤污染调查布点方法对土壤污染范围的估计精度通常不能满足修复决策的需求(刘庚等,2013;谢云峰等,2010).近年来,应用地统计学方法来提高土壤污染调查精度已成为研究热点之一(D'or,2005;Demougeot-Renardetal.,2004;Juangetal.,2005;VanGroenigenetal.,1999;Vantoorenetal.,1997),该方法基于土壤污染物空间分布的自相关性,优化土壤调查布点空间布局,可提高土壤污染调查效率(Burgessetal.,1981;Demougeot-Renardetal.,2004;englundetal.,1993;阎波杰等,2008;赵倩倩等,2012).虽然基于地统计学和条件模拟方法的样点布设方法效率最高(Jonesetal.,2003),但在土壤污染调查过程中却很少用于土壤污染调查布点优化(Verstraeteetal.,2008).

为了获得准确的土壤中污染物空间分布信息,土壤污染调查通常包括污染初步调查、污染详查等多个阶段.初步调查的主要目的是识别土壤主要污染物及潜在污染区域,通常样本量较少.污染详查是在初步调查基础上,在潜在的污染区域增加样点,确定污染区的范围及其污染程度.土壤污染调查方案的误差主要包括污染区被低估和清洁区被高估(marchantetal.,2013;Ramseyetal.,2002),其中,前者会导致污染区面临的污染风险不能得到有效控制,后者会导致不必要的修复投入.为了获取准确的污染区信息,通常需要增加样本量,但这会导致采样分析成本的增加.高效的采样方案是将采样调查成本与调查不确定性导致的经济损失的总成本降到最低(Ramseyetal.,2002).采样方案优化的目的就是要寻求降低污染修复不确定性的最佳样本量(Demougeot-Renardetal.,2004).土壤污染物的空间分布受污染来源、环境条件、污染物性质等因素的综合影响,其在空间上表现出不同程度的空间相关性和变异性,对土壤污染物空间变异性的描述准确与否是影响调查结果的关键.本研究结合土壤污染调查的特定需求,提出基于污染概率和污染物局部空间变异特征的土壤污染调查加密布点方法,以提高土壤污染调查方法对污染区范围和污染程度的估计精度,并为土壤污染调查提供方法学支持.

2土壤污染调查加密布点方法(Samplingdesignoptimizationprocedurefordetailedsoilpollutioninvestigation)

土壤污染调查结果的不确定性主要出现在污染物含量过渡区域(刘庚等,2013;谢云峰等,2010;Xieetal.,2011),为此,该研究针对污染调查结果的不确定性,提出土壤污染调查加密布点的工作流程和方法(见图1).土壤污染调查加密布点的2个核心问题分别为确定需要加密布点区域和样点布设方法.

2.1加密布点区域的确定方法

由于土壤污染治理仅关注污染物含量超过相关环境标准或修复目标值的区域,因此,提高污染区范围的估计精度就显得尤为重要,加密布点法正是基于这一需求而提出.由于初步调查阶段已经获得了一定的污染物分布信息,所以在加密详查阶段只需要针对污染分布信息不确定性较大的区域进行补充调查即可,其中,不确定性区域是指污染物空间分布精度低于修复决策需求精度的区域.

为了定量评估土壤污染调查的不确定性,该研究引入土壤污染概率方法.基于初步调查数据,利用概率制图方法预测土壤污染物超过环境标准或修复目标值的概率,常用的概率制图方法有地统计条件模拟方法、指示克里格方法等.其中,地统计条件模拟方法包括多种模拟算法,如序贯高斯模拟、序贯指示模拟等.污染概率的取值范围为0~1,概率值越高,可优先判定为污染土壤;相反,污染概率值越低,可优先判定为清洁土壤.概率制图结果中,概率值介于高值和低值之间者即为不确定性区域,需要进一步补充调查确认.假定某污染土壤地统计条件模拟的污染概率阈值范围为0.1~0.8,设定污染概率阈值和清洁概率阈值分别为0.5和0.3,则污染概率为0.5~0.8者为污染区域,0.1~0.3者为清洁区域,0.3~0.5者即是需要加密调查的区域.

不确定性区域污染概率值较低的可能原因为:①区域内污染物含量较低;②区域属污染区域,并且样本量较少.为了进一步探究其具体原因,该研究引入局部变异特征方法.基于初步调查数据,分析土壤污染物含量的局部变异特征(包括变异系数、方差、自相关性等),如果局部变异性较大,表明土壤中污染物含量空间分布差异较大;反之,则表明污染物含量空间分布差异较小.对于局部变异性较大者,通常是污染物含量高值区向低值区的过渡区域,也是调查结果不确定性较大的区域;对于变异性较小者,通常是高值集中或低值集中的区域,调查结果的可靠性较高.因此,根据土壤污染物的局部变异系数,将土壤污染调查结果划分为不确定性区域和确定性区域.假定某污染土壤局部变异系数为20%~200%,设定变异系数阈值为100%,则变异系数为100%~200%者为不确定性区域;低于100%者为确定性区域.

综合污染概率和局部空间变异系数确定的污染调查不确定性区域,即为污染调查加密布点的目标区域.

2.2不确定性区域样点布设方法

不确定性区域样点布设包括加密样点的数量和样点的空间位置.其中,加密样点数量主要与不确定性程度相关,不确定性较大的区域,加密布设的样本量也较大;样点的空间位置主要与污染物含量空间变化趋势相关,主要利用趋势分析方法分析土壤污染物空间变化规律,沿着土壤污染物含量变化的方向布设加密样点.

本研究提出的污染调查加密布点方法的主要目的是为提高污染区范围的估计精度.在初步调查结果的基础上,结合污染概率和局部变异系数方法确定加密布点的目标区域,再根据土壤污染物含量分布的空间变异性及其变化趋势,确定加密样点的布设方案.该方法可优化加密布点的位置,降低加密布点的数量,提高加密布点的效果,从而在保证调查精度的前提下,降低调查成本.

3加密布点方法案例验证(Validationofthesamplingdesignoptimizationprocedurefordetailedsoilpollutioninvestigation)

3.1案例区概况

案例数据来源于某重金属污染场地,场地面积约14.50km2.按照200m间隔进行均匀采样,在部分高污染区域适当增加样本量,共采集359个土壤样品.土壤污染调查结果表明,土壤重金属Cu、pb、as、Cd等污染物都存在不同程度的污染.以该场地土壤Cd污染为例,开展土壤污染调查详查加密布点优化方法研究.

3.2样点加密布点方案

案例验证研究过程中并不实际开展土壤污染初步调查布点取样,以及初步调查结果分析和详查加密布点工作.而是利用案例场地已有的359个调查数据,采用空间抽样的思路,模拟开展土壤污染初步调查和加密详查布点过程.具体操作步骤为:首先基于案例数据的359个样点数据,进行模拟的土壤污染初步调查.根据图1的工作流程可知,土壤污染物空间变异特征研究和土壤污染不确定性区域确定是土壤详查加密布点的2个最重要的环节.地统计学的半方差分析方法是最常用的空间变异特征研究手段之一,为了获取比较准确的土壤污染物的空间分布规律,需要有足够的样本量.因此,在初步调查阶段,将研究区域划分为10×10的网格,落在网格内的土壤样点作为初步调查样点,当网格内有多个土壤样点时,随机选取其中一个,由此共获得土壤初步调查样点97个,样点间平均距离约为386m.在初步调查的97个样点数据的基础上,利用本研究提出的加密布点方法进行加密布点.具体步骤为:基于初步调查数据,利用地统计学方法分析场地土壤Cd含量(w(Cd))的空间分布规律.利用条件模拟方法预测该场地土壤Cd污染概率(图2a).基于污染概率预测结果,设定污染概率阈值(pt)和清洁概率阈值(Ct),污染区域确定方法如式(1)所示.土壤Cd污染概率阈值和清洁概率阈值分别设定为0.8和0.2,基于污染概率划定的不确定性区域见图2b;在此基础上,结合土壤污染局部变异特征(图2c),将局部变异性大于变异系数阈值(CVt)的区域划定为不确定性区域(图2d),变异系数阈值设定为局部变异系数最大值的75%(式(2)).综合污染概率和局部变异系数的结果,即为土壤污染详查布点的优先区域,根据土壤污染物空间结构分析结果,沿着污染物含量变化的方向确定加密样点的位置(图3a).由于该研究是模拟研究,如果在最佳的采样位置没有样点数据,就选择邻近样点作补充,土壤详查加密样点为57个,布点方案见图3b.将加密布点后的污染调查结果与案例场地359个数据获得的结果进行对比,评价加密布点的效果.

式中,Rp为污染概率分区,Z(x)为条件模拟预测的土壤污染物含量,Zc为土壤污染评价标准,pt为污染概率阈值,Ct为清洁概率阈值,Rcv为污染变异系数分区,CVx为局部变异系数,CVt为变异系数阈值.

3.3数据处理方法

利用GS+7.0软件进行土壤污染物含量的空间结构特征分析.样点污染物含量局部变异特征是在样点VoRonoi图的基础上,借助arcGiS10.1的Geostatisticalanalyst工具,计算每个样点及其邻近样点的变异系数.采样网格、初步调查样点设计及所有空间制图均在arcGiS10.1软件中实现.土壤污染物含量条件模拟及污染概率计算在GSLiB(GeostatisticalSoftwareLibrary)中实现(Journeletal.,1998).地统计学条件模拟方法较多,该研究采用最常用的算法之一序贯高斯模拟方法(SequentialGaussianSimulation,SGS)(谢云峰等,2015),该方法算法简单、灵活、计算方便,其基本思路为:根据现有样点数据计算待模拟点污染物浓度的条件概率分布,从该分布中随机取值作为模拟实现;将得到的每一个模拟值,连原始样点数据一起作为条件数据,进入下一个点的模拟.

3.4结果与讨论

3.4.1土壤Cd统计特征的估计精度

由表1可见,土壤Cd污染初步调查样点(97个)与污染详查样点加密后(154个)的统计特征很相似,平均值差异仅为0.01mg·kg-1.加密详查后样本的变异系数降低.与总体样本相比,初步调查和加密详查这2个阶段采样的Cd平均值都偏高,误差为5.40%.变异系数较总体分别降低2.79%和6.71%.初步调查平均值的估计精度较高,而加密详查并没有进一步提高平均值的估计精度.在污染详查阶段,由于在土壤污染空间变异较大的区域增加了样点,因此,其变异系数降低.

3.4.2土壤污染区面积的估计精度

土壤污染调查重点关注的是污染信息的识别精度.初步调查和加密详查阶段,根据样点w(Cd)超标率(表2)估算的污染区面积所占比例分别为68.04%和70.13%,比所有样本的估算结果分别高3.14%和5.23%.污染概率预测结果表明,当污染概率阈值为0.8时,污染概率预测的污染区面积所占比例在53.58%~57.84%之间,比样点超标率估计结果低7.06%~16.39%.基于超标率估算污染区面积,意味着当某个采样网格内的土壤样点污染物含量超标时,则判定该网格超标.样点加密详查后,增加的样点都位于污染概率较高的区域,因此,总体样点中污染区域样点的比例增加,导致污染面积估计结果增大.

初步调查和加密详查这2个阶段估计的污染区面积非常接近,样点加密后污染概率预测的污染区面积仅增加0.16%,初步调查与加密详查估算的面积均小于总体样本的估计结果,污染面积低估4.10%.为了评价污染区范围空间位置的预测精度,将不同采样阶段预测的污染区范围与总体样本预测的结果进行空间差值运算,并根据差值结果将污染区空间位置预测精度分为相同、低估和高估3种情况.相同表示污染程度预测结果一致,低估表示污染区被预测为清洁区,高估表示清洁区被预测为污染区(图4).从污染区的空间位置精度来看,初步调查污染区面积预测的准确度为79.35%,分别有12.45%的区域污染程度被低估,8.20%的区域污染程度被高估.加密详查后,污染区面积预测的准确度提高到86.10%,污染程度被低估和被高估的面积分别降至9.00%和4.90%.

土壤Cd平均值估计结果表明,在初步调查阶段,其估计精度就已达到94.00%以上,而污染区的估计精度仅为79.35%.表明在土壤污染调查过程中,平均值或土壤污染统计特征的估计精度,并不能反映污染区范围的估计精度.土壤污染治理过程中,污染区空间分布信息比平均值更重要,直接影响到修复成本的估计.本研究提出的土壤污染详查加密布点方法,在保证土壤污染总体平均含量估计精度的前提下,显著提高了污染区面积的估计精度;加密详查后,污染区面积的估计误差为4.10%,空间位置精度为86.10%,比初步调查精度提高了6.75%;土壤污染调查的样本量显著降低,初步调查和加密详查的样本量仅为总体的42.90%.

本研究的样点优化思路是在不确定性较大的区域内增加样点,不确定性区域的界定标准为条件模拟的污染概率和局部变异系数.从图2可知,不确定性区域主要分布在污染区边缘,在这些区域增加样点密度,能显著提高污染区空间位置精度.初步调查过程中,污染程度被低估时,污染区域被误判为清洁区域(见图4左下角和左上角的绿色区域);样点优化过程中,清洁区域不会补充调查样点,因此,优化后的结果仍然是被低估.污染程度被低估与初步调查布点、污染概率阈值选择有关.由于没有污染物分布相关的背景信息,网格随机采样布点法对总体平均含量和变异程度的预测精度较高,对局部污染信息的预测精度较低.在初步调查前,收集场地污染源排放、土地利用方式、土壤理化性质、水文地质条件等影响污染物空间分布的相关信息,辅助调查样点设计,可以提高对污染区识别的精度(Falketal.,2011).污染概率阈值选择对加密点的空间分布有较大影响,如果选择的污染概率阈值过低,就会导致被高估的区域不能被识别;概率阈值过高,则会导致不确定性区域增大,需加密的样本过多,从而降低加密效率.本研究为了获取较大的不确定性区域,选择了较高的污染概率阈值和较低的清洁概率阈值,用于检验样点优化方案的效率.在具体应用中,应结合研究区的特点和调查目标,选择适宜的污染概率阈值,进一步提高样点优化方案的效率.加密详查样点优化过程中,基于污染概率和局部变异系数筛选出不确定性较大的区域,该研究并没有在这些区域增加样点,而是根据已有的样点数据,基于距离邻近原则,用邻近样点替代最佳位置的样点.增加的样点在空间位置上并不是最优化的,这可能会降低样点优化的效率.实际应用中在最佳的空间位置补充样点,应该会取得更好的调查效果.

本研究提出的加密布点方法的核心是在污染预测结果不确定性的区域,根据污染物空间分布规律补充调查样点.如图1所示,在污染物空间分布、污染概率预测、预测结果不确定性评价等阶段都应用了地统计学方法.根据地统计学方法的基本假设,应用该方法时要求污染物空间分布具有显著的空间自相关性.大量的研究结果表明,重金属、多环芳烃等污染物在土壤中的空间分布都表现出明显的空间相关性(胡克林,2004;郑一等,2003).因此,地统计学方法是适用的.对某些污染物,如化工场地的氯代烃污染等,这类污染物主要是通过泄漏释放到土壤中,然后通过土壤孔隙进一步向下迁移.在水平空间上,存在泄漏的区域就会检出污染物,没有泄漏的区域就不存在污染(韩春梅等,2009),因此,这类污染物在空间上自相关性较差,本研究提出的加密布点方法就不适用.土壤中污染物空间分布受污染源分布及释放特征、区域环境条件、污染物性质及环境行为特点等多种因素的综合影响,在不同尺度上会表现出不同的空间分布规律.针对具体区域开展污染调查时,需综合考虑污染物空间分布的影响因素,同时可借鉴前期研究和其它类似研究的成果,初步分析土壤中污染物的空间分布特征,在此基础上,进行初步调查布点.基于初步调查结果,应用地统计学方法研究污染物空间分布规律,如果污染物具有较好的空间自相关性,就可以采用本研究的方法进行加密布点优化,否则,本研究的方法就不适用.加密布点是在初步调查结果的基础上,通过辨识污染物的空间分布规律,结合污染调查的要求,开展详查布点优化.因此,初步调查的可靠性会直接影响加密布点的效果.地统计学应用半方差分析研究污染物的空间自相关性.相关研究表明,样点数量和空间分布会直接影响半方差分析结果的准确性(Goovaerts,1999).从样点数量来看,由于污染物类型、研究区域条件的差异,不同研究的结论不太一致,通常认为样点数小于60时,难以获得较准确的半方差(秦耀东,1998).在具体应用时,可根据半方差函数的拟合效果,评估样点数是否足够.从样点空间分布来看,为评估污染物在不同距离和不同方向上的空间分异规律,初步调查样点应尽可能在研究区域内均匀分布,在不同距离和方向上都有足够的样点数用于分析污染物的空间分布规律,可帮助提高加密布点优化的效率.

4结论(Conclusions)

1)土壤污染调查布点方法对土壤污染物含量的估计精度较高,案例场地土壤中Cd平均值的预测误差为5.40%,变异系数的预测误差为6.71%.

土壤的主要污染物篇6

关键词:土壤重金属污染

1、研究背景

据我国农业部进行的全国污灌区调查,在140万公顷的污水灌区中,遭受重金属污染的土地面积占污水灌区面积的64.8%,其中轻度污染的占46.7%,中度污染的占9.7%,严重污染的占8.4%。由此可见我国土壤受重金属污染的情况较为严峻[1]。

在环境污染研究中,重金属多指Hg,Cd,pb,Cr以及类金属as等生物毒性显著的元素,其次是指有一定毒性的一般元素,如Zn,Cu,ni,Co,Sn等。人们所说的土壤重金属污染主要是由于Zn,Cu,Cr,Cd,pb,ni,Hg,as8种重金属元素等引起的土壤污染。土壤是人类赖以生存的自然条件,如果土壤被重金属污染将直接导致粮食、蔬菜、瓜果等的重金属含量增加。同时因为重金属不能为土壤微生物所分解,而易于积累转化为毒性更大的甲基化合物,甚至有的通过食物链以有害浓度在人体内蓄积,从而严重危害人体健康[2]。由于重金属在土壤中难以被分解、转化或吸收,所以充分认识土壤污染及危害,保护土壤,防治污染是十分重要的任务。

2、土壤重金属污染的特点

大多数重金属是过渡性元素,而过渡性元素的原子具有其特有的电子层结构,这使重金属在土壤环境中的化学行为具有下列一系列特点;

(1)重金属具有可变价态,它能在一定的幅度内发生氧化还原反应。不同价态的重金属具有不同的活性和毒性。

(2)重金属易在土壤环境中发生水解反应,生成氢氧化物;它也易与土壤中的一些无机酸发生反应生成硫化物、碳酸盐、磷酸盐等。这些化合物在土壤中的溶解度较小,所以重金属不易迁移而易累积于土壤中,从而降低了污染危害范围扩大的可能性,但却使变长了污染区的危害周期和加大了重金属危害程度。

(3)重金属作为中心离子,能够接受多种阴离子和简单分子的独对电子,生成配位络合物:还可与一些大分子有机物,如腐殖质、蛋白质等生成鳌合物。上述反应增大了重金属在水中的溶解度,进而使重金属在土壤环境中更易迁移‘从而增大了重金属污染区域范围。

重金属的所有这些化学特性,决定了重金属在土壤环境中具有多变的迁移特性。重金属污染的主要特点,除了污染范围广、持续时间长外,还有污染隐蔽性,而且它无法被生物降解,并可能通过食物链不断地在生物体内富集,进而可转化为毒害性更大的甲基化合物,对食物链中某些生物产生毒害,最终在人体内蓄积而危害人体健康。重金属的上述特性决定了其在污染和环境危害中的特殊作用。

3、土壤重金属污染的危害

土壤重金属污染对环境产生的危害主要有下列途径:

(1)受污染的土壤直接暴露在环境中,动物或人直接或间接地吸收了受污染的土壤颗粒等;

(2)土壤中的重金属通过淋溶作用向下缓慢渗透,从而污染了地下水;

(3)外界环境条件的变化,例如酸雨、施加土壤添加剂等因素,提高了土壤中重金属的活性和生物有效性,使得重金属较易被植物吸收利用,从而进入食物链后对动物和人体产生毒害作用。

4、重金属污染土壤治理方法

土壤重金属污染的治理,世界各国都开展了广泛的研究工作。目前,所采用的土壤重金属污染的治理方法主要有下列四种。

4.1生物措施

生物措施是利用生物的某些特性来适应、抑制和改良重金属污染土壤的措施。生物措施包括动物治理、微生物治理和植物治理三种方法。

动物治理是利用土壤中的某些低等动物(如虹蜕和鼠类)能吸收土壤中的重金属,因而能一定程度地降低污染土壤中重金属的含量。在重金属污染的土壤中放养蛆蜕,待其富集重金属后,采用电激、灌水等方法驱出蛆叫集中处理,对重金属污染土壤也有一定的治理效果[3]。

植物治理是利用有些植物能忍耐和超量累积某种或某些重金属的特性来清除污染土壤中的重金属。通常,它有三个部分组成:植物萃取技术、根际过滤技术、植物挥发技术。植物治理的关键是寻找合适的超积累或耐重金属植物。

生物措施的优点是实施较简便、投资较少和对环境拢动少。缺点是治理效率低(如超积累植物通常都矮小、生物量低、生长缓慢且周期长),不能治理重污染土壤(因高耐重金属植物不易寻找)和被植物摄取的重金属因大多集中在根部而易重返土壤等。

4.2工程措施

工程措施包括客土、换土、翻土、去表土等方法,适用于大多数污染物和多种条件。

客土是在污染土壤上加入未污染的新土;换土是将已污染的土壤移去,换上未污染的新土;翻土是将污染的表土翻至下层:去表土层是将污染的表土移去。这些方法能使耕作层土壤中重金属的浓度降至临界浓度以下,或减少重金属污染物与植物根系的接触而达到控制危害的目的。

用工程措施来治理重金属污染土壤,具有效果彻底、稳定等优点,是一种治本的措施。但由于存在实施繁复、治理费用高和易引起土壤肥力减弱等缺点。因而一般适用于小面积、重污染的土壤。

4.3农业措施

农业措施是因地制宜的改变一些耕作管理制度来减轻重金属的危害,以及在污染土壤上种植不进入食物链的植物。

用农业措施来治理重金属污染土壤,具有可与常规农事操作结合起来进行、费用较低、实施较方便等优点,但存在有些方法周期长和效果不显著等缺点,农业措施适合于中、轻度污染土壤的治理。

4.4化学措施

化学措施是向污染土壤投加改良剂,增加土壤有机质,阳离子代换量和粘粒的含量,以及改变pH,eh和电导等理化性质,使土壤中的重金属发生氧化、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。

用改良措施来治理重金属污染土壤,其治理效果和费用都适中,对污染不太重的土壤特别适用。但需加强管理,防止重金属的再度活化。

5、结论

随着土壤重金属污染日益加剧,土壤重金属污染的治理已成为当前研究的热点。土壤重金属污染具有高累积性和不可逆转性,污染一旦发生,仅依靠切断污染源的方法难以进行彻底恢复。目前,己有一些污染土壤治理的方法,但从其发展和需求来看,还须发展更加有效的治理技术。

参考文献:

[1]陈志良,仇荣亮.重金属污染土壤的修复技术[J]环境保护,2002.29(6).21-23.

土壤的主要污染物篇7

相对于大气环境和水环境而言,土壤环境的污染源更为复杂,作为有机农药、化肥的直接作用对象,并随着社会发展需求,使得土壤污染物的种类极为繁多。目前,全球生产和使用的农药已达1300多种,其中被广泛使用的达250多种。我国每年施用逾80万~100万t的化学农药,其中有机磷杀虫剂占40%,高毒农药达到37.44%,且有的化学性质稳定、在土壤中存留时间长[2-4]。大量的农药流失到土壤中,造成土壤环境受到严重污染,影响了农业的可持续发展。目前,土壤污染物可以分为传统污染物及新型污染物。

1.1传统污染物

传统污染物包括以下三类:一是传统化学污染物。其又可分为无机污染物和有机污染物两大类,其中传统无机污染物包括汞、镉、铅、砷、铬等,过量的氮和磷等植物营养元素以及氧化物和硫化物等。二是物理性污染物。指来自工厂、矿山的各种固体废弃物。三是生物性污染物。指带有各种病菌的城市垃圾和由卫生设施(包括医院、疗养院)排出的废水和废物以及农业废弃物、厩肥等。四是放射性污染物。主要存在于核原料开采、大气层核爆炸地区和核电站的运转,以锶和铯等在土壤环境中半衰期长的放射性元素为主。

1.2新型污染物

近年来,土壤新型污染物开始受到关注,这类污染物的特点是在土壤环境中的浓度一般较低。这些新型土壤污染物目前主要有四大类[6-7]:一是各种兽药和抗生素。随着动物饲养业和畜牧业的发展,畜禽养殖污染中一个重要的问题就是这些兽药通过动物的排泄以及其他方式导致土壤环境的污染。二是大部分溴化阻燃剂在土壤环境中有很高的持久性,能够通过食物链和其他途径累积在人体内,长期接触会妨碍人体大脑和骨骼的发育,并且可能致癌。三是“特富龙”不粘锅中使用的化学物质“全氟辛酸铵”以及芳香族磺酸类污染物对土壤的污染。四是含有过敏源的植物及花粉对土壤的污染,特别是这种花粉由于含有多种潜在的过敏源,能在夏天导致严重的干草热以及哮喘疾病,成为引起人们关注的一种新型土壤污染污物。

2.土壤环境因子对有机污染的影响

土壤中的微生物、温度、水分、气候、土壤机械组成、含水率、植物根际环境、pH值、二氧化碳浓度等因素对土壤中有机物的分解与转化有很大的影响。除了有机污染物本身的难降解性以及生物迁移性会对有机物降解速率和效果产生影响外,土壤环境因子也会对有机污染物的迁移转化造成一定的影响。

2.1土壤微生物

有机污染物在土壤中的降解分为非生物降解与生物降解两大类,在生物酶作用下,农药在动渣物体内或是微生物体内外的降解即生物降解。微生物降解是指利用微生物降解有机污染物的生物降解过程,降解微生物有细菌、真菌和藻类。虽然在厌氧和需氧条件下多氯化合物都可以降解。但是在厌氧条件下降解速率更快。但是在好气的旱田条件下,由于有机氯污染物被土壤吸附,生物活性降低,可以长期残留[8]。微生物降解是消除有机氯农药的最佳途径,通常药剂在土壤中的分解要比在蒸馏水中的分解快得多,将土壤灭菌处理后,药剂在大部分土壤中对有机污染物的分解速率明显受到抑制。

2.2土壤温度

土壤温度影响土壤微生物和酶活性及土壤中溶质的运移,还影响土壤反应的速度和土壤呼吸速率,最终影响土壤中有机污染物的降解转化。在一定温度范围内,温度升高会促进土壤有机污染物的分解,但随着温度的进一步升高,土壤有机污染物对温度的响应程度降低。miko发现,在平均温度5℃时,温度每升高1℃将会引起全球范围内10%土壤有机污染物的丧失;而在平均温度为30℃时,温度每升高1℃将会使得有机污染物丧失3%[11]。

2.3土壤pH值

土壤的pH值对有机污染物的吸附有很大的影响。一般来说,pH值越低,土壤对有机污染物的吸附能力越强。土壤酸碱性通过影响组分和污染物的电荷特性、沉淀溶解、吸附解吸和络合平衡来改变污染物的毒性,土壤酸碱性还通过土壤微生物的活性来改变污染物的毒性。

2.4土壤水分

土壤水分是土壤中水溶性成分的运输载体,也是土壤反应得以正常进行的介质。王彦辉认为森林土壤有机污染物的分解速率在很大程度上受控于环境条件,其中含水量起着决定性作用,最佳含水量为被分解物饱和含水量的70%~90%,极度干旱或水分过多都会限制土壤微生物的活动,明显降低土壤中有机污染物的分解速率[12]。在长期的淹水条件下厌氧微生物反复利用腐解发酵的有机物料,会导致较低的净残留碳的矿化[13]。这与淹水、嫌气条件下有机物料的分解速率慢于旱地、分解量低于旱地的传统概念不同。

2.5土壤机械组成

土壤质地的差异形成不同的土壤结构和通透性状.因而对环境污染物的截留、迁移、转化产生不同的效应。由于黏土类富含黏粒,土壤物理性吸附、化学吸附及离子交换作用强,具有较强的保肥、保水性能,同时也把进入土壤中的污染物质的有机、无机分子、离子吸附到土粒表面保存起来,增加了污染物转移的难度。

一般而言,黏性土壤中的空气较砂性土壤少,好气性微生物活性受到抑制,土壤黏粒具有保持碳的能力,其含量影响外源有机物(有机化合物、植物残体)及其转化产物的分解速率。随着土壤黏粒含量的增加,土壤有机碳和土壤微生物量碳也增加,土壤有机碳与黏粒含量呈正相关,随着土壤黏粒含量的增加,碳、氮矿化量减少,但矿化部分的碳氮比并不受土壤质地的影响。利于有机物的积累和富里酸的形成。

3.结语

土壤是生态环境的重要组成部分,是人类赖以生存的主要资源之一,也是物质生物地球化学循环的储存库,对环境变化具有高度的敏感性。土壤的环境因子存在着不稳定性,但是通过研究最适合土壤中有机污染物降解转化的环境,可改变受污染严重的土壤中有机污染物的含量,改善环境质量,实现可持续发展。

参考文献:

[1]郝亚琦,权.土壤污染现状及修复对策[J].水土保持研究,2007,14(3):248-251.

[2]权桂芝.土壤的农药污染及修复技术[J].天津农业科学,2007,13(1):35-38.

土壤的主要污染物篇8

【关键词】土壤石油污染化学治理物理治理生物治理

中图分类号:x55文献标识码:a文章编号:1003-8809(2010)-08-0002-01

随着经济的发展和能源的紧缺,石油在现代社会中占据着越来越重要的地位。石油的开采规模在不断的增加,应用越来越广泛。但是随着石油的大规模开采以及石油化工业的发展,石油及石油化工生产中的产生的环境问题也愈加严重,已经成为一个不容忽视的问题。

在石油和石化产业的开采和生产过程中以及在石油的运送过程中造成了一系列的环境问题:

首先,大量的石油物质泄露到周围的土地。含油物质进入土壤后,破坏土壤结构,降低土壤的透水性,同时含油物质中的反应基能够与土壤中的无机氮磷结合从而降低了土壤中有机质含量。最终破坏微生物的生存环境,影响微生物的生存,降低土壤的活性。

其次,是化工厂中的石油以及泄漏到土壤中的石油气体的挥发,会对周边的空气产生恶劣的影响,甚至直接影响到周围人群的身体健康。研究表明,部分脂溶性物质对神经系统有很大的副作用,而一些多环芳烃类物质则会直接影响肝、肾和心血管系统等的正常功能,甚至引起癌变。

再次,石油和石化产业还能够产生严重的水污染。针对石油污染愈加严重的现象,对于如何治理石油污染也进行了深入的研究并在具体的治理过程中积累了经验和教训。这里仅就石油引起的土壤石油污染的治理进行论述,以资参考。

根据在治理土壤石油污染中的原理的不同可以将治理方法分成:物理治理、化学治理和生物治理。

1、土壤石油污染的物理治理

物理治理是利用土壤和污染物物理特性的不同,通过一些物理方法降低污染物对土壤的方法。土壤石油污染的物理方法主要有换土方法、焚烧方法和隔离方法。

换土方法顾名思义就是用有污染的土壤将污染的土壤换掉。这种方法适合重度污染且难以治理的土壤石油污染,但是这种治理方法显然没有将污染的土壤治理彻底、指标不治本。

焚烧法是根据石油类污染物易燃烧的性质,在高温条件下将污染物燃烧掉,从而实现土壤石油污染治理的目的。在焚烧法治理土壤石油污染的过程中,又会产生空气污染,且焚烧的面积不宜过大,这就使得焚烧法在治理土壤石油污染的过程中有了很大的局限。

隔离法只采用粘土或者采用惰性材料将被石油污染的土壤和没有污染的土壤隔离起来,这种方法只是暂时的防治了石油污染物的迁移、防治污染的扩展,并没有起到真正的污染治理的作用。

2、土壤石油污染的化学治理

化学治理方法是指在土壤石油污染治理的过程中理由污染物和改良剂之间不同的化学性质通过发生化学反应来治理土壤石油污染的治理方法。主要的化学治理方法有:化学氧化方法、萃取方法和土壤洗涤方法。

化学氧化方法是利用向污染的土壤中喷洒或注入化学氧化剂,使其与污染物质发生化学反应从而改变污染物的化学性质来实现治理土壤石油污染治理的目的。使用化学氧化法治理污染土壤中常用的化学氧化剂主要有臭氧、过氧化氢、高锰酸钾、二氧化氯等。其中以二氧化氯的性价比最高。

萃取方法是依据相似兼容原理,对石油污染土壤中的石油进行萃取、回收,实现对污染土壤的治理的方法。但是萃取法有很大局限性,不仅要污染土壤中的石油含量高,而且代价高,不适宜大面积使用,不能彻底治理。

土壤洗涤方法是将污染土壤混入到洗涤剂中,利用洗涤剂、污染物不同的性质从水相中将部分污染物从土壤中分离出来最终实现对污染土壤的治理。但是土壤洗涤方法操作复杂且成本很高,因此也不适宜大范围的使用。

3、生物治理方法

生物治理污染土壤的方法是指利用特定的生物吸收、降解土壤中的石油污染物,从而是想净化土壤、修复生态的治理方法。

3.1利用微生物治理土壤石油污染的方法

微生物治理技术是一定的微生物,在可调控的环境条件下将有毒污染物转化为无毒污染物的处理技术。由于利用微生物方法处理环境污染时具有速度快、消耗低、效率高且无二次污染的显著优点,因此,对微生物治理方法研究较为成熟。在利用微生物治理土壤石油污染的过程中,根据是否取土又可以将微生物治理方法分成两类:原位生物修复方法和异位生物修复方法。原位生物修复方法是不取土在污染土壤所在地进行治理的方法,较为常用的方法有:生物培养法、生物通气法。异位生物修复方法是将污染土壤移至专门的地点进行治理的方法。常用的方法有:土壤堆腐法、生物反应器法。

3.2利用植物自治理土壤石油污染的方法

此种方法是利用植物及其共存微生物体系对土壤中的石油污染物进行降解,从而实现清除土壤中的石油污染物目的。与其它的治理方法相比,利用植物治理的方法成本较低并且对周边的环境影响小在某种程度上还具有改善生态环境的功效。但是这种治理方法对于植物的选择有特殊的要求:首先,要有较强的对污染物质的吸收能力:其次,要有强大生命力和繁殖能力;再次,不能够影响人们的健康。

目前,我国虽已初步建立起了石油污染土壤修复的理论和技术体系,但这个体系还不成熟,尤其在微生物修复方面,尚缺乏全面的调查资料,更重要的是该体系中的大部分研究仍处于模拟实验阶段,还未找到一套可用于现场的、修复费用低、修复效率高、修复效果好、可操作性强的技术和工艺,石油污染土壤的修复技术仍需深入改革。编辑

参考文献:

土壤的主要污染物篇9

一、中国土壤污染的基本情况

近些年来,随着中国经济的快速发展,中国的土壤污染问题凸显出来。据有关研究资料统计,中国目前的土壤污染情况日趋严重,不容忽视。具体表现为:

中国全国范围内已受到不同程度污染的耕地达上亿亩,其中包括重金属污染,污水灌溉引起的耕地污染和因堆存固体废弃物所导致的耕地占用和毁坏。耕地污染主要集中在中国东部的经济发达地区,特别是大中城市郊区的蔬菜种植基地、大中型工矿企业周边的农产品产地和农业集约化程度较高的地区。主要污染物包括重金属有毒有害物、农药、抗生素等。

城市土壤污染问题亦不乐观。中国部分大中城市的土壤不同程度地受到重金属(如铅、铜、锌、镉等)、持久性有机污染物(如多环芳烃、多氯联苯等)和挥发性有机污染物(如石油烃、溶剂、助剂等)的污染。城市工业企业(包括已搬迁或遗弃的工业企业场地)及其周边土壤的污染情况比较普遍。城市的土壤污染已经对城市地下水质量、空气质量和人体健康形成了极大的威胁。

中国的矿区土壤污染面积也已达数百万公顷,其中,受采矿污染的土壤面积占到五分之二。此外,矿产资源的冶炼和加工所造成的土地破坏和土壤污染同样相当严重。

总之,中国目前的土壤污染问题日趋严重,归纳起来,表现为四个方面:

(一)土壤污染面积不断增加,且未得到有效控制;

(二)土壤污染类型呈多样化,既有重金属、农药、抗生素等污染,又有放射性、病原菌等污染类型;

(三)土壤污染负荷加大。由于重金属和难降解的有机污染物在土壤中能长期累积,致使中国局部地区的土壤污染负荷不断增大;

(四)不仅部分农用耕地的土壤受到污染,而且,城市和矿山土壤污染问题呈发展之势。

二、土壤污染对中国经济、社会发展的危害

土壤污染对中国经济、社会发展所产生的危害主要表现在四个方面:

(一)严重影响耕地质量,造成直接经济损失。

据初步统计估算,中国每年因重金属污染而减产粮食达千万吨,受重金属污染的粮食每年也达千万吨,经济损失极大,达数亿元人民币之巨,并且,有些稻谷不能食用。另外,由于长期过量使用化肥、农药、农膜以及引污灌溉,使得污染物在土壤中大量残留,致使土壤肥力下降,影响作物生长,造成农作物减产和质量下降。

(二)影响食品安全,威胁人体健康。

耕地污染导致中国农产品品质严重下降,一些城市近郊耕地生产出来的粮食、蔬菜、水果等农产品中污染物的含量或者超标,或者接近临界值。土壤污染造成有害物质在农作物中积累,并通过食物链进入人体,引发各种疾病,危害人体健康,并可能祸及几代人。

(三)影响农产品的出口,降低中国农产品在国际市场的竞争力。

近些年来,国际市场对中国出口农产品的品质、质量、卫生、安全等技术要求愈来愈严格,技术壁垒愈来愈高。中国的农产品出口,在正常的情况下,本身就承受着国际市场高要求的巨大压力,而土壤污染,使得中国农业和农产品出口将面临更大的压力,不可避免地影响中国农产品在国际市场上的竞争能力。

(四)威胁国家的生态安全。

严重的土壤污染,不仅直接影响土壤生态系统的结构和功能,而且,受污染的土壤向周围环境输出或释放的物质和能量,又可引起大气和水污染,致使生物种群结构发生改变、生物多样性减少、土壤生产力下降,加剧土地资源的短缺,进而最终对国家生态安全构成威胁。

三、中国政府关注土壤安全

中国目前的土壤污染问题,已经引起中国政府及中国高层领导人的高度重视。中国国家主席胡锦涛、国务院总理温家宝明确要求政府把土壤污染防治工作提上政府工作的重要议事日程,采取有效措施,积极开展土壤污染防治活动。

2006年,中国全国范围内大规模的土壤污染防治活动全面展开。其显著标志是,中国政府拨出第一批巨额资金,在全国开展土壤污染状况调查活动,以弄清中国当前土壤污染的现状,为制定土壤污染防治对策,其中包括制定相关的政策、法律、法规和提出污染土壤的整治或修复的技术要求或技术标准作好准备。

为了搞好全国性土壤污染状况调查工作,中国国家环境保护总局设立了专门的“全国土壤污染调查工作办公室”,领导和指导全国的土壤污染调查工作。中国各省、自治区、直辖市的环境保护部门亦成立了相应的专门机构,组织开展本辖区的土壤污染状况调查工作。

目前,中国土壤污染状况调查及其评价工作正在中国全国范围内展开。

四、中国着手土壤污染防治立法相关研究

中国进行土壤污染普查的目的,是为了对全国土壤污染的实际情况做到心中有数,从而采取相应的应对之策。无疑,立法是其重要对策之一。就在中国全国开展全国性土壤污染调查工作的同时,中国的立法机关——全国人民代表大会的有关机构和中国政府的有关行政管理部门,开始着手组织土壤污染防治立法的相关研究工作。其中,中国全国人民代表大会环境资源委员会与有关国际组织合作,聘请了部分外国和中国的法学专家(主要是环境法学方面的专家)和土壤科学方面的专家,着手进行中国土壤污染防治立法的相关研究。而中国国家环境保护总局亦委托中国高等学校的专门环境法研究机构,同时开展土壤污染防治立法的相关研究工作。

目前,研究工作进展顺利。接受委托的中、外专家或研究机构主要研究了四个方面的问题:

(一)中国的土壤环境质量状况以及土壤污染的总体状况(以现有研究成果为基本资料);

(二)考量中国现行的土壤污染防治立法情况,并对其能力进行评价;

(三)收集、分析和研究国外及国际社会土壤污染防治方面的法文件,以期获得某些启发或借鉴;

(四)根据中国的国情和土壤污染的具体情况,分析中国土壤污染防治立法的基本需求。

至今,中国已经举办了数次关于土壤污染防治立法的中、小型研讨会,与会的既有中国环境法学界的专家,也有中国政府有关行政管理部门的官员。2007年8月,在中国兰州举办了一次大型的“中国土壤污染防治立法国际研讨会”,参加会议的学者分别来自中国、日本、澳大利亚、比利时、新加坡等国家。中国全国人民代表大会环境资源委员会、中国国家环境保护总局、亚洲开发银行的代表及中国近30所高等学校和专门科研机构的学者参加了研讨会。会议收到学术论文50多篇,15位学者在研讨会上作了专题发言。

五、中国学者关于中国土壤污染防治立法问题的基本思考

中国的土壤污染防治立法工作,现处于前期专家研究阶段,还未正式列入中国国家立法机关的立法规划。目前,中国正在制定新一轮的国家立法规划。中国全国人民代表大会环境资源委员会已建议将土壤污染防治法列入新的立法规划。

中国学者对中国土壤污染防治立法的问题,大体有以下几个方面的意见或建议:

(一)关于土壤污染防治立法的必要性。

学者们一致主张中国必须进行土壤污染防治立法。其主要理由有四:

1.中国土壤污染形势严重,且呈发展之势(参阅本文一、二部分),亟需通过立法予以遏制;

2.中国现有土壤污染防治的法律规定不能满足中国现实土壤污染防治的客观需要,具体理由为,一是中国至今没有一部专门的土壤污染防治方面的法律或法规;二是中国现行立法中虽然有一些关于土壤污染防治方面的规定,但散见于数十部法律之中,分散且不系统、缺乏针对性、可操作性不强,并且明显滞后,不能适合现今中国土壤污染防治的实际需要;

3.进行专门的土壤污染防治立法,可以提高国人的土壤污染防治意识,引起人们对土壤污染防治的重视,自觉地遵守和执行法律关于土壤污染防治的规定;

4.为中国的土壤污染防治活动提供规则和保障。

(二)关于土壤污染防治立法的实际可行性。

学者们认为,中国进行专门土壤污染防治立法的条件已经基本成熟,具体体现在四个方面:

1.中国已有多年土壤污染防治工作的实践,这是土壤污染防治立法的极好基础。任何立法都离不开具体的社会实践活动,都是对社会实践活动中形成的规则或经验的总结。正是从这个意义上来说,中国已有的土壤污染防治工作的实践,是中国土壤污染防治立法不可缺少的条件。

2.中国在土壤污染防治立法方面已经积累了一定的经验。前面说过,中国在土壤污染防治立法方面并非完全空白,而是在现行法律中已有一些规定,只不过这些规定比较分散、不系统、缺乏针对性、不便操作罢了。但它们毕竟是有关土壤污染防治的规定。那么,先前立法者在制定这些规定时的思考过程,经验教训,都是现在可以用来作为参考或借鉴的。

3.有可资参考或借鉴的国外或国际社会制定的土壤污染防治法文件的存在。根据我们的研究,国外的土壤污染防治立法大概始于二十世纪七十年代,九十年代后进入活跃期。目前美国、英国、加拿大、德国、日本、荷兰、格鲁吉亚、俄罗斯、韩国、比利时、意大利以及中国的台湾地区均已制定和颁布了土壤污染防治方面的专门性法律或法规。这些法律、法规可以作为中国土壤污染立法的重要参考。

4.有国家对土壤污染防治立法工作的重视。中国全国人民代表大会环境资源委员会从1994年起开始关注土壤污染防治立法问题。本届的全国人民代表大会环境资源委员会已经提出了制定《土壤污染防治法》的建议。中国国务院于2005年12月明确提出要抓紧拟订有关土壤污染防治方面的法律、法规草案。中国国家环境保护总局已将制定《土壤污染防治法》列入由其主持制定的《“十一五”全国环境保护法规建设规划》。这些都是中国着手进行土壤污染防治立法的良好支撑条件。

(三)关于土壤污染立法的具体建议方案

中国的土壤污染防治立法,有两种方案选择:其一,修改现行有关法律中关于土壤污染防治的规定,并适当增加一些新的内容;其二,制定一部新的专门性法律。中国学者建议采第二种方案。

不采用第一种方案的主要理由为:

1.修改中国现行相关法律、法律,以满足土壤污染防治的需要,不具有实际可行性。因为,所涉法律、法规太多,需要一个相当长的时间才能完成,“远水解不了近渴”。

2.仅以适合土壤污染防治的需要为由而提议对中国现行多部法律、法规进行修改,客观上难以得到中国立法机关的支持,不易被列入其立法规划。

3.修改中国现行相关法律、法规,不能从根本上解决土壤污染防治立法所要解决的问题。中国目前缺失的是土壤污染防治方面的基本法律制度或者主要法律制度,而这一问题是很难通过修改现行相关法律、法规来解决的。修改现行相关法律、法规,只能满足土壤污染防治某些方面的需要,不能满足其全部需要。

4.从立法成本的角度来看,亦不合算。相关的法律、法规较多,需要花费大量的人力、财力,且耗时太长。

基于上述主要理由,中国的专家、学者们力主中国制定一部新的专门性法律。具体建议为:

关于法的表现形式,建议以“法律”为其法文件形式。由中国全国人民代表大会常务委员会制定,作为中国的一部一般性法律。

关于该部法律的名称,建议定名为《中华人民共和国土壤污染防治法》。

关于该部法律的作用,建议将其定位于中国土壤污染领域里的“基本法”或者“牵头法”,意指土壤污染防治领域里最重要或最主要的法律。

六、中国学者关于制定《中华人民共和国土壤污染防治法》的具体思路

(一)以科学发展观为指导,以防治土壤污染、保障土壤安全为直接目的,以保护人体健康、保障土壤资源的可持续利用为基本目的,以追求人与土壤的和谐为最终目标,以土壤生态综合管理为基本理念,以土壤污染的预防和整治相结合为基本出发点,以规范受污染土壤的修复或整治为侧重点,以中国国内现行土壤污染防治法律规范为基础,以国际社会、国外有关国家及中国台湾地区有关土壤污染防治立法为参考或借鉴,制定一部适合中国土壤污染防治具体需要的专门的法律。

(二)该部法律应当是对中国多年在土壤污染防治活动中所采取的政策、措施、办法和其他管理经验或教训的总结。其中,被实践证明成功的政策、措施、办法及有效的经验,将通过制定本法而上升为法律规范,成为中国土壤污染防治活动领域里的基本行为规则。

(三)该部法律的主要内容由两大部分构成:一为土壤污染的预防;二为已受污染土壤的整治或修复,且以后者为主。不过,少数学者反对这一内容设计,主张主要内容仅规定受污染土壤的整治或修复。至于土壤污染的预防,建议通过修改相关法律、法规来解决。

(四)该部法律的制定应当充分考虑中国现行法律中已有的关于土壤污染防治方面的规定,注意与其的衔接、交叉,避免与之相矛盾或冲突。同时,应当将那些行之有效的法律规范吸收到新制定的法律中来。

(五)该部法律作为中国土壤污染防治领域里的“基本法律”,它规定的应当是土壤污染防治方面最主要或最基本的问题。这些问题包括:中国土壤污染防治活动的监督管理体制;土壤污染防治活动和土壤污染防治监督管理活动中各主体的基本权利和义务;土壤污染防治的基本法律原则和法律制度;防止土壤污染和对受污染土壤进行整治或修复的原则、基本要求或基本措施;土壤污染防治活动中所产生的纠纷的处理以及违反土壤污染防治法所应当承担的不良法律后果等。

(六)该部法律在内容结构上,将按拟解决的问题或拟调整的社会关系的同类性、相关性作为设章、分节的基础或“标准”。法律责任问题,集中规定,单独设章。

(七)该部法律应当具有很强的可操作性,而不是一部“宣言式”的法律。

七、《中华人民共和国土壤污染防治法》专家建议草稿的基本框架

目前的专家建议稿由八章内容构成:

第一章,总则,主要规定立法目的、调整对象、适用范围、政策宣示、土壤污染防治的基本原则、土壤污染防治的监督管理体制、政府在土壤污染防治方面的职责、企事业单位、公民个人和其他社会组织在土壤污染防治方面的基本权利和义务等。

第二章,土壤污染防治基本管理制度,即规定土壤污染防治方面的基本法律制度。这些制度主要有:土壤污染防治规划制度、标准制度、监测制度、调查制度、信息披露制度、突发事件应急制度、土壤污染修复基金制度、土地休耕制度、土壤污染管制区和控制区制度等。

第三章,土壤污染预防,主要规定土壤污染预防的一般性要求,其中包括预防污泥污染、排污口管理、工业废渣管理、油田开采土壤污染的预防,矿产资源开采土壤污染的预防和预防畜禽、电子废物对土壤的污染等。

第四章,受污染土壤的修复(或整治),主要规定受污染土壤的认定、受污染土壤的修复原则、修复责任的承担、修复主体、修复费用、无明确责任人之污染土壤的修复、修复资质等。

第五章,重要农产品产地的土壤污染防治,主要规定重要农产品产地的特殊保护制度,其中包括重要农产品产地保护区的划定、保护区土壤污染的预防措施、保护区内禁止从事的生产经营活动等。

土壤的主要污染物篇10

【关键词】土壤污染;现状;种类;影响;治理措施

一、引言

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[1]。土壤一旦受到污染,将严重影响农业生产,粮食产量将出现下滑趋势。因废气物的任意排放、放射性物质、有机化肥和农药的污染等使得土壤营养急剧下降,土壤的净化功能、储水功能等面临丧失的危险。近几年,人口数量猛增,生产业和工业迅猛发展,其产生的气体、液体和固体的废气物也随之增加,这些有害物质不断进入到土壤中,使土壤成分发生变化,影响土壤内部结构的正常运行。土壤是万物的根,我们不能再让它进一步的被恶化,因为最终受害的是人类,保护土壤就是保护我们自己。因此,对土壤的保护行动已是当务之急。

二、土壤污染现状

土壤污染日益严重,致使大量农作物质量降低,甚至含有对人体有害的物质,对人类健康造成了极大威胁。造成土壤污染的原因有很多,主要表现为以下几方面:

1、化肥和农药不合理的使用

据统计,我国每年化肥的使用量已经超过4100万吨,成为世界第一大化肥消费大国[2]。为了提高农产品的增收量,含磷、氮等化学肥料被大量运用,长期使用这些化学肥料,会破坏土壤结构,扰乱土壤内部营养成分的平衡,造成土壤结块,土质变差,储水功能降低等一系列问题。农产品的数量是大大提高了,但其质量却令人担忧。因为过量使用化肥会使一些农作物在生长过程中吸收过多硝酸盐,动物或人体食进这些含硝酸盐的农作物后,将影响体内氧气的运输,使其患病,严重时甚至死亡。

同样,大量农药的使用对土壤也造成了很大危害。大部分的农药是有机农药,其含有很多有害化学物质,如苯氧基链烷酸酯类农药、多环芳烃、二恶英、邻苯二甲酸酯等等。这些有害化学物质将近1/2会残留在土壤中,随着时间的推移,在生物、非生物以及阳光等共同作用下,有害化学物就成了土壤中的组成成分,种植在土壤上的农作物又从土壤中吸收有害物质,在植物根、茎、叶、果实和种子中积累,通过食物,人体和动物食用后就会引发各种疾病。

2、重金属元素导致的土壤污染

农用化学物质的过度使用,工业污染的加剧,使得重金属污染日益严重。土壤中的重金属元素来源主要有三方面:随固体废弃物进入土壤的重金属,随着污水灌溉进入土壤的重金属和随着大气沉降进入土壤的重金属。固体废弃物种类繁多,结构复杂,其中由工业和矿业产生的固体废弃物污染最为严重。而固体废弃物中含有大量的重金属,通过日晒雨淋等作用,重金属就会被土壤吸收并扩散。生活污水,石油化工污水,工矿企业污水和城市混合污水是污水的四大来源,污水中含有大量的铅、铬、汞、铜等重金属,污水的任意排放或处理不合理,都将导致污水中的重金属元素转移到土壤中,从而影响土质恶化。所有的这些重金属污染物进入到土壤中后,因其移动性差,停滞的时间长,大部分的微生物难以对其分解,且其可以经过水、植物等介质最终危害到人类。

3、牲畜排泄物和生物残体对土壤的污染

牲畜和人的粪便,以及屠宰产的废物常常没经过有效处理就直接排放到土壤中,其中的寄生虫和病毒就会引起土壤和水的污染,有时还会使土壤中毒,变化土壤原本的正常状态,有害土壤通过水和农作物最终又会危害到人类。

4、污水灌溉对土壤的污染

我国是一个农业大国,需要大量的水来对农作物进行灌溉。然而,水脉都是相连的,生活污水和工业废水一旦没经过科学的处理就排放,使得大量的污水流到农田,被污水灌溉过的农作物就会带有多种有害的物质,致使食用后的人类和动物生病。

5、大气污染对土壤的污染

大气中的硫氧化物、氮氧化物和颗粒物等有害物质,经过各种化学物理反应,形成酸雨,酸雨进入到土壤中,使土壤酸化。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]。这将使土壤成分发生变化,影响土质性质,不利于植物的生长。

6、土壤侵蚀

土壤侵蚀主要包括荒漠化、沙尘暴与沙漠化。地球溃疡症是对土地荒漠化的形象描述,自然环境中的水蚀、盐渍化、石漠化等,使得地球的溃疡症越发严重。例如我国的黄土高坡,其土壤成分主要是粉沙,粉沙的粘着力差,又易被水溶解,一旦遇到恶劣暴雨天气,就会被水冲走,既不适合植被的生长,生物的生存,还会造成河床淤积,降低河流湖泊的蓄洪排涝能力。近几年里,我国多个城市沙尘暴出现率猛增,这与滥垦草原,过度砍伐树木而引起的土壤风蚀密切相关。被风蚀侵害的土壤水土流失严重,植被生长困难,使得大部分土地不能被利用。因此导致了大量土地沙漠化,

三、土壤污染治理措施

1、运用科学技术,使用生物或化学方式来改良受污染的土壤,增加土壤环境容量,提高土壤净化的能力和有机物含量。

2、制定相关的污染土壤环境管理与综合防治方法,加强清洁生产。

3、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[4]。

4、严格控制废气污染物的处理排放,合理使用农药和化学肥料,科学的进行污水灌溉,减少有害物质进入到土壤中,影响土质变化。

5、采用农业生态工程措施,改革耕作制度,实行翻土换土。控制生产和生活污染源,建立污染土壤修复与综合治理示范点。

6、加强有关土地管理部门的工作力度,完善工作体系,加大土壤科学研究的资金投入。增加保护环境活动,宣传拯救土壤教育活动。

四、总结

因土壤污染而带来的经济损失以及对人体健康造成的危害是不容小视的。土壤污染不同于大气污染、水污染那样明显,它的污染因其隐蔽性而被人们忽视。它需要通过复杂的化验检测才能确定其污染程度,而且土壤一旦被污染,要想其恢复正常就非常困难,因为土壤的更新周期相当漫长。所以要加大对土壤保护的力度,提高人们对土壤重要性的认识,保障土壤的环境安全与人体健康。

参考文献

[1]方常艳.土壤污染现状及其防治对策[J].黑龙江科技信息,2011(10)54

[2]吴云.浅谈土壤污染与防治[J].现代农业,2010(06)33