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土壤污染与修复治理
土壤污染与修复治理


发表时间:2011-4-29 13:05:59    文章来源:李少珍   浏览次数:109352

 


 

    一、我国土壤污染现状与危害

    据统计,截至20世纪末,我国受污染的耕地面积达2000多万公顷,约占耕地总面积的1/5。有机污染物污染农田达3600万公顷,主要农产品的农药残留超标率高达16-20%。污水灌溉污染耕地216.7万公顷,固体废弃物堆存占地和毁田13.3万公顷。每年因土壤污染减产粮食超过1000万吨。

    目前,我国土壤污染总体形势严峻,部分地区土壤污染严重,在重污染企业或工业密集区、工矿开采区及周边地区、城市和城郊地区出现了土壤重污染区和高风险区。土壤污染类型多样,呈现出新老污染物并存、无机有机复合污染的局面。土壤污染途径多,原因复杂,控制难度大。

    土壤污染不但导致直接的经济损失,还使生物产品品质下降。土壤污染物在植物体内积累,并通过食物链富集到人体和动物体中,危害健康,引发癌症和其他疾病。同时土壤污染还会导致其他环境问题。土壤受到污染后,含重金属浓度较高的污染土容易在风力和水力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次生生态环境问题。现在,由土壤污染引发的农产品质量安全问题和群体性事件逐年增多,成为影响群众身体健康和社会稳定的重要因素。

    二、我国土壤污染类型

    我国土壤污染物的种类繁多,其来源也十分复杂。根据污染土壤中污染物的来源可分为以下四类:

    ①化学污染物:包括无机污染物和有机污染物。前者是如汞、镉、铅、砷等重金属和过量的氮、磷植物营养元素以及氧化物和硫化物等污染物;后者是如各种化学农药、石油及其裂解产物和其他各类有机合成产物等污染。

    ②物理污染物:指来自工厂、矿山的固体废弃物如尾矿、废石、粉煤灰和工业垃圾等。

    ③生物污染物:指带有各种病菌的城市垃圾和由卫生设施(包括医院)排出的废水、废物以及厩肥等。

    ④放射性污染物:主要存在于核废料、核原料开采和大气层核爆地区,以锶和铯等在土壤中生存期长的放射性元素为主。

    我国的土壤污染仍以重金属污染为主。据估计,中国90%左右被污染的土壤都与重金属有关。

    我国于2007年正式启动了全国土壤污染普查,并建立了全国土壤数据库。这是我国首次针对土壤污染的全国性普查,普查结果尚在汇总。目前,重金属污染防治已列入国家“十二五”规划,是国务院正式经批复和颁布实施的第一个“十二五规划”。

    三、造成土壤污染的原因

    土壤污染物主要来自工业和城市废水、固体废弃物、农药和化肥、牲畜排泄物、生物残体以及大气沉降物等。所以造成土壤污染的主要原因是化肥的不合理使用、农药使用量增大、污水灌溉和工农业废弃物在土壤中随便摆放填埋,同时重金属以及其他有机污染和无机污染,以不同形式污染土壤。现被污染的耕作土壤已成为目前影响农村生态环境质量、农产品质量安全的重要污染源,因此必须加强治理。

    四、我国土壤污染的防治措施

    防治土壤污染,必须贯彻“预防为主”的方针。而控制和消除土壤污染源,是防治污染的根本措施。控制进入土壤中的污染物的数量和速度,使其在土壤中缓慢自然降解,而不致大量积累造成土壤污染。控制和消除土壤污染源的措施有:

    (1)控制和消除工业“三废”(废水、废气、废渣)的排放,加强综合治理;

    (2)控制化学农药和化肥的使用,积极研制低毒、低残留的高效农药新品种;

    (3)加强粪便、垃圾和生活污水的无害化处理;

    (4)加强污水灌溉区的监测、管理与控制等。

    而土壤修复技术主要是指利用物理、化学和生物的方法通过转移、吸收、降解和转化等方式使土壤中的污染物的浓度降低到可接受水平,或将有毒有害的污染物转化为无害的物质。污染土壤按修复场地可分为原位修复和异位修复;按工艺原理可分为物理修复、化学修复、生物修复等,主要技术原理包括:

    (1)改变污染物在土壤中的存在形态或同土壤的结合方式,降低其在环境中的可迁移性与生物可利用性;

    (2)降低土壤中有害物质的浓度。

    采用物理或化学方法(如热处理法和化学浸出法)修复污染土壤,虽然可以产生一定的实效,但费用昂贵、容易造成二次污染,不适于大面积应用。生物修复是指在一定的条件下,利用土壤中的各种微生物、植物和其它生物,吸收、降解、转化和去除土壤环境中的有毒有害污染物,使污染物的浓度降低到可接受的水平,或将其转化为无毒无害的物质,恢复受污染生态系统的正常功能。

    生物修复法近几年发展非常迅速,同传统的物理和化学方法相比,生物修复法具有成本低、效果好、不产生二次污染、可以削弱乃至消除环境污染物的毒性等优点,适于大面积土壤的修复,因而逐渐被人们所重视和广泛接受。根据机理的不同,生物修复主要可以分为三种类型:植物修复、动物修复和微生物修复。

    当今修复土壤污染的方法主要是:向土壤中施用改良剂如石灰、沸石、碳酸钙、磷酸盐、硅酸盐和促进还原作用的有机物质,从而加速有机物的分解,使重金属固定在土壤中,降低重金属在土壤及土壤植物体的迁移能力,使其转化成为难溶的化合物,减少农作物的吸收,以减轻土壤中重金属的毒害。例如向土壤中投放硅酸盐钢渣,对镉、镍、锌离子具有吸附作用并在土壤中发生共沉淀。针对有机物污染,可用植物、细菌、真菌联合加速有机物降解。

    而针对无机物污染如土壤中的重金属污染,可利用植物修复和微生物修复方法。植物修复方法主要是利用耐重金属植物或超累积植物降低重金属的活性,从而减少重金属被淋洗到地下水或通过空气扩散进一步污染环境的可能性。利用重金属超积累植物从土壤中吸取重金属污染物,随后收割地上部分并进行集中处理,连续种植该植物,达到降低或消除土壤重金属污染的目的。目前已发现有700多种超积累重金属植物,积累铬、钴、镍、铜、铅的量一般在0.1%以上,锰、锌可达到1%以上。而微生物也可以吸附积累重金属,降低土壤中重金属的毒性。可以通过改变根际微生物的聚集,降低植物对重金属的吸收、挥发或固定效率。还有一些微生物,如动胶菌、蓝细菌、硫酸还原菌及某些藻类,能够产生胞外聚合物与重金属离子形成络合物,吸收和固定重金属的效果极其明显。

    五、总结

    随着全球经济的快速发展,有毒有害污染物通过各种途径进入土壤,持久性有机污染物的危害开始显现,土壤污染面积扩大。土壤污染不但影响农产品产量与品质,而且涉及大气和水环境质量,并可通过食物链危害动物和人类的健康,影响环境安全和社会稳定。土壤污染一旦发生,只是依靠切断污染源的方法则难以恢复,而其他治理技术见效较慢,有时甚至需要换土、淋洗土壤等方法才能解决问题。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,因此社会各界应更加重视土壤污染问题,健全土壤环境监督管理体系, 加大土壤污染防治的资金投入,增强全社会土壤污染防治意识,并进一步寻求适合于我国的土壤污染修复技术。

    当今主要是施用化学改良剂,采取生物改良措施,来增加土壤环境容量,增强土壤净化能力,解决土壤污染的问题。所以我国应加大力度开展生物修复技术研究,推进生物技术在土壤污染治理中的应用,并将通过生物高科技的发展带动整个环保科技的发展,解决我国目前和未来面临的严峻的环境保护问题,对我国环境保护和社会经济发展具有重大意义。

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