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土壤的重生——我国土壤污染和修复技术扫描

2014-04-21      来源:中国国土资源报     
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  土壤是人类和生物赖以生存和生活的重要环境。随着工业化的发展、城市化进程的深入,我国土壤环境污染不断加剧,土壤环境质量变化较大,土壤环境污染物的种类和数量不断增加,发生的地域和规模在逐渐扩大,危害范围也越来越大。

  国务院总理李克强在2014年政府工作报告中,明确提出了要出重拳强化污染防治。要像对贫困宣战一样,坚决向污染宣战。实施清洁水行动计划,加强饮用水源保护,推进重点流域污染治理。实施土壤修复工程。整治农业面源污染,建设美丽乡村。

  我国土壤污染现状不容乐观。土壤污染物的种类繁多,一般可分为4类

  随着工业、城市污染的加剧和农用化学物质种类、数量的增加,我国土壤重金属污染日益严重,污染程度在加剧,面积在逐年扩大。重金属污染物在土壤中移动性差、滞留时间长、不能被微生物降解,并可经水、植物等介质最终影响人类的健康。

  土壤污染物的种类繁多,按污染物的性质一般可分为4类,即有机污染物、重金属、放射性元素和病原微生物。

  一是有机污染。土壤的有机污染作为影响土壤环境的主要污染物已成为国际上关注的热点。有毒、有害的有机化合物在环境中不断积累,到一定时间或在一定条件下有可能给整个生态系统带来灾难性的后果,即所谓的“化学定时炸弹”。目前我国土壤的有机污染十分严重,且对农产品和人体健康的影响已开始显现。

  如,我国从1959年起在长江中下游地区用五氯酚钠防治血吸虫病。其中的杂质二噁英已造成区域性二噁英类污染。洞庭湖、潘阳湖底泥中的二噁英含量很高。有机氯农药已禁用了30多年,土壤中的残留量已大大降低,但检出率仍很高。

  同时,随着城市化和工业化进程的加快,城市和工业区附近的土壤有机污染日益加剧。一些工业区附近的土壤污染远远高于农业土壤:多氯联苯、多环芳烃、塑料增塑剂、除草剂、丁草胺等,这些高致癌的物质可以很容易在重工业区周围的土壤中被检测到,而且超过国家标准多倍。

  二是重金属污染。随着工业、城市污染的加剧和农用化学物质种类、数量的增加,土壤重金属污染日益严重,污染程度在加剧,面积在逐年扩大。重金属污染物在土壤中移动性差、滞留时间长、不能被微生物降解,并可经水、植物等介质最终影响人类健康。从目前开展重金属污染调查情况来看,我国大多数城市近郊土壤都遭受不同程度的污染。

  三是放射性元素污染。近年来,随着核技术在工农业、医疗、地质、科研等各领域的广泛应用,越来越多的放射性污染物进入到土壤中,放射性元素主要来源于大气层核实验的沉降物,以及原子能和平利用过程中所排放的各种废气、废水和废渣。

  含有放射性元素的物质不可避免地随自然沉降、雨水冲刷和废弃物堆放而污染土壤。这些放射性污染物除可直接危害人体外,还可以通过生物链和食物链进入人体,引起肿瘤、白血病和遗传障碍等疾病。如科研表明,氡子体的辐射危害占人体所受的全部辐射危害的55%以上,诱发肺癌的潜伏期大多都在15年以上。

  四是病原微生物污染。土壤中的病原微生物,主要包括病原菌和病毒等。来源于人畜的粪便及用于灌溉的污水。人类若直接接触含有病原微生物的土壤,可能会对健康带来影响;若食用被土壤污染的蔬菜、水果等则间接受到污染。

  土壤污染具有隐蔽性和滞后性

  大气污染、水污染和废弃物污染等问题一般都比较直观,通过感官就能发现。而土壤污染则不同,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。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。如,日本的“痛痛病”经过了10年~20年之后才被人们所认识。痛痛症是1950年发生在日本富山县的世界最早的镉中毒事件。镉由山区里的矿场排放到河里,河里的鱼类开始死亡。当这河水用于灌溉稻田,人食用受污染的稻米后,镉便积聚在人体内。镉中毒导致当地人骨骼软化及肾功能衰竭。事件中矿业公司被成功起诉。

  首先,土壤污染具有累积性。污染物质在大气和水体中,一般都比在土壤中更容易迁移。这使得污染物质在土壤中并不像在大气和水体中那样容易扩散和稀释,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。

  其次,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。如,被某些重金属污染的土壤可能要100年~200年时间才能够恢复。

  再次,土壤污染具有难治理性。如果大气和水体受到污染,切断污染源之后通过稀释和自净化作用也有可能使污染问题不断逆转,但是积累在污染土壤中的难降解污染物则很难靠稀释作用和自净化作用来消除。土壤污染一旦发生,仅仅依靠切断污染源的方法则往往很难恢复,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。

  鉴于土壤污染难于治理,而土壤污染问题的产生又具有明显的隐蔽性和滞后性等特点,因此土壤污染问题一般都不太容易受到重视。

  多举措科学防治土壤污染

  一是科学污水灌溉。

  工业废水种类繁多,成分复杂,有些工厂排出的废水可能是无害的,但与其他工厂排出的废水混合后,就变成有毒的废水。因此在利用废水灌溉农田之前,应进行净化处理,这样既利用了污水,又避免了对土壤的污染。

  二是合理使用农药。

  合理使用农药,这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。在生产中,不仅要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,还要改进农药剂型,严格限制剧毒、高残留农药的使用,重视低毒、低残留农药的开发与生产。

  三是合理施用化肥。

  根据土壤的特性、气候状况和农作物生长发育特点,配方施肥,严格控制有毒化肥的使用范围和用量。增施有机肥,提高土壤有机质含量,可增强土壤胶体对重金属和农药的吸附能力。如褐腐酸能吸收和溶解三氯杂苯除草剂及某些农药,腐殖质能促进镉的沉淀等。同时,增加有机肥还可以改善土壤微生物的流动条件,加速生物降解过程。

  四是施用化学改良剂。

  在受重金属轻度污染的土壤中施用抑制剂,可将重金属转化成为难溶的化合物,减少农作物的吸收。常用的抑制剂有石灰、碱性磷酸盐、碳酸盐和硫化物等。如:在受镉污染的酸性、微酸性土壤中施用石灰或碱性炉灰等,可以使活性镉转化为碳酸盐或氢氧化物等难溶物,改良效果显著。

  因为重金属大部分为亲硫元素,所以在水田中施用绿肥、稻草等,在旱地上施用适量的硫化钠、石硫合剂等有利于重金属生成难溶的硫化物。

  对于砷污染土壤,可施加硫酸铁和氯化镁等生成铁砷、镁砷的难溶化合物,以减少砷的危害。另外,可以种植抗性作物或对某些重金属元素有富集能力的低等植物,用于小面积受污染土壤的净化。如玉米抗镉能力强,马铃薯、甜菜等抗镍能力强等。有些蕨类植物对锌、镉的富集浓度可达数百甚至数千ppm,例如:在被砷污染的土壤上谷类作物无法生存,但在其上生长的苔藓砷富集量可达1250×10-6。

  总之,按照“预防为主”的环保方针,防治土壤污染的首要任务是控制和消除土壤污染源,对已污染的土壤,要采取一切有效措施,清除土壤中的污染物,控制土壤污染物的迁移转化,改善农村生态环境,提高农作物的产量和品质,为广大人民群众提供优质、安全的农产品。

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