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原因多,修復難
造成土壤污染的原因有諸多方面。國務院發展研究中心資源與環境政策研究所“土壤污染綜合防治政策研究”課題負責人吳平在接受采訪時表示,首先是長期過度施用農藥、化肥,以及污水灌溉造成土壤污染,我國每年化肥施用量超過4100萬噸,污水灌溉農田面積超過330萬公頃。其次,在大中城市及工礦業發達地區,礦石冶煉、燃煤等工業“三廢”排放活動是土壤污染的主要原因。再次,南方省份土壤重金屬天然含量高,加上耕地土壤日趨酸化導致重金屬污染加劇。此外,工業固體廢物和城市垃圾向土壤直接傾倒,經過日曬、雨淋、水洗,污染得以輻射狀、漏斗狀向周圍土壤擴散,造成周圍土壤甚至地下水的嚴重污染。鈾礦和釷礦開采、核廢料處理、燃煤發電廠、磷酸鹽礦開采加工等產生的放射性物質,也會對土壤造成污染。
污染土壤修復表現為一個技術問題,但中國環境科學院總工程師李發生在接受采訪時多次強調,工程的總體設計需要美學支撐。他指出,場地修復事業中的人文科學,包括人的素質、人文環境,也包括所匹配的政策?!皥龅匦迯椭械娜宋膯栴}目前在國內極少被關注。比如修復公司應以承擔社會責任的態度去工作,這樣許多問題就容易解決了。甚至,我們應該更進一步地去考慮場地修復工作的美學建設、景觀恢復問題,采取措施降低能耗等?!彼鲝埫缹W管理要在第一時間介入場地修復設計,“污染場地到底適合做什么,在一開始就應該統籌規劃。國內通常更多地強調使用功能,不會考慮那么深遠。事實上,修復是對污染場地的優化過程,要尋求對環境影響最小、視覺效果最好、更加安全的解決方案。”
同時,李發生認為,污染土壤修復產業需要各利益相關方共同參與,處理好各方關系本身就是一個復雜的系統問題?!笆紫仁俏廴酒髽I,其次是政府,然后是參與土壤修復的企業,還有更重要的是老百姓。考慮到很多污染企業是國有企業,在協調利益關系時國家干預也格外重要?!彼麖娬{,在協調土地開發商、公眾、土壤修復企業、政府關系中,注重頂層制度設計,平衡各方利益,使這項事業健康有序地發展。讓和諧的人文之美與先進的修復技術相結合,恢復土壤的生態原貌。
公眾參與機制不暢也是導致重金屬污染問題難以得到及時有效解決的問題之一,北京師范大學環境學院博士生導師程紅光認為,信息不對稱是治理難的重要原因。因為企業的污染只有企業最清楚,公眾并不是特別地了解企業的污染狀況,也不具有相關的專業能力和知識水平。他告訴記者,要解決重金屬污染問題,關鍵在于要以人體健康為指揮棒,轉變環保相關工作的工作方式和重點,需要規劃、產業、環保、水利和衛生等部門齊抓共管,控制重金屬污染的暴露渠道。他建議,從提高重金屬污染監測的能力、建立信息公開制度、完善權力分配體制等多個方面完善重金屬污染防治體系。
修復產業,迎來初生但空間巨大
在土壤污染造成的惡果中,大米鎘污染僅僅是其中的一方面而已。在食物鏈所延伸的任何一個環節,可能都有土壤污染的影子。因為土壤污染的特殊性,其污染范圍要遠遠超出稻米,也不僅僅限于鎘,其他重金屬的危害同樣不容忽視。
面對土壤污染乃至由此引發的食品安全問題,我們該怎么辦?有沒有什么辦法可以徹底解決這一問題?前不久,就此話題,本刊對中國科學院地理科學與資源研究所陳同斌研究員進行了專訪。
看不見的污染
問:目前,我國土壤污染,特別是重金屬帶來的土壤污染情況如何?有沒有這方面的權威調查數據?這些數據反映了哪些問題?
答:我國首次全國土壤污染調查已基本結束,目前正在進行數據匯總分析,調查結果應該會適時向社會公布。根據目前掌握的情況看,我國土壤污染狀況總體上比較嚴峻。就重金屬污染而言,南方礦區周邊土壤重金屬污染較為嚴重,僅礦區污染土壤就達200萬平方米,且多為砷、鉛、鎘、鋅等多金屬復合污染;部分區域還存在嚴重的酸污染,進一步加劇了重金屬對環境和生物的不良影響。
從自然地理分布看,我國西南地區污染情況更嚴重些。其中的原因是,西南部地區礦產多,占有量大,被開發后,由于西南地勢高,臺地多,坡度陡,下場雨,污染物就全被沖走了。在西南地區,重金屬―尤其是砷帶來的土壤污染情況,比較嚴重。
問:土壤污染對人類和其他生物會帶來哪些危害?
答:國際上,也經過了很長時間才注意到土壤污染這一環境公害的。因為土壤問題看不見、摸不著,誰能知道哪塊土壤有問題,哪塊沒問題?農民不知道,普通消費者不知道,即使是科學家,抓起一把土,僅憑目測,也不清楚;甚至通過實驗室分析,都不一定能準確地判斷其是否存在污染問題。
不同于有機物,重金屬不能被生物所降解,可以在環境中長期殘留,從而大大降低了土壤的利用價值,而且還會通過食物鏈最終進入人體,對人類健康造成危害。
土壤污染給人類和其他生物帶來的危害,具體表現在以下幾個方面:
第一,土壤污染使原本緊張的耕地資源日趨短缺。我國18億畝耕地紅線已受到嚴重的沖擊;而且,這種沖擊尚未出現減緩的跡象。
第二,土壤污染是造成其他環境污染的重要原因。土壤污染物隨地表徑流和土層遷移,從而導致地表水和地下水受到污染,而且還可能造成新的土壤污染,部分有機污染物還會因揮發導致大氣污染。
第三,土壤污染給人們的身體健康帶來極大的直接或間接威脅。土壤污染物通過食物、飲水、大氣灰塵等途徑進入人體并威脅到人們的健康;其中,食物是最主要的途徑。
第四,土壤污染對農業的可持續發展影響巨大。土壤污染導致農作物產量下降,甚至絕收。同時,由于從土壤中吸收了污染物,農產品中的污染物超標嚴重,部分污染區的農產品可能不再適于食用。
問:土壤污染的種類有哪些?
答:從污染物的屬性來看,土壤污染的類型一般可分為有機污染、無機污染、生物污染與放射性污染。
有機污染,主要包括有機廢棄物(工農業生產及生活廢棄物中生物易降解與生物難降解有機毒物)、農藥等污染。
無機污染,主要包括采礦、冶煉等行業產生的無機污染物,砷、鉛、汞、鎘等重金屬,包括有害的元素氧化物、酸、堿與鹽類等。在某些城市郊區,生活垃圾的長期堆置,也是導致土壤污染的原因。
土壤生物污染,是指未經處理的糞便、垃圾、傳染病醫院生活污水等外界有害生物種群造成的污染。
土壤放射性污染,指的是放射性核素污染物對土壤的污染。施用含有放射性核素的磷肥與使用被放射性核素污染的河水灌溉農田也會造成土壤放射性污染。
這些污染中,重金屬污染和有機污染較為普遍。
問:有什么辦法可以規避土壤重金屬污染?
答:更換適宜的農作物品種,可以在一定程度上規避這種風險。比如,在被污染土地種植一些不太容易吸收重金屬的作物類型或品種。這也是規避風險的一種低成本做法。植物的特性決定了某些植物容易吸收某種重金屬。在同等情況下,水稻中的鎘含量通常高于其他農作物。除了環境因素外,水稻本身就容易吸收鎘,而且土壤鎘污染的臨界值定得太低,也是導致我國土壤鎘超標問題比較突出的重要因素。后面這些因素人們很少了解,因此導致不少公眾對鎘污染問題存在一些理解上的偏差。
給土壤消毒
問:土壤一旦受到重金屬污染,應該如何加以治理?治理難點在哪里?具體方法有哪些?
答:土壤一旦被重金屬污染,治理將是一件十分困難和代價昂貴的工作。曾有國外專家估計,靠挖掘與掩埋等方法來解決重金屬污染土壤問題,平均每英畝土地至少需要10萬美元。
對于水污染、大氣污染,防治起來相對容易,只要控制住源頭就行。但土壤污染不是這樣。有些地方,你可能知道土壤污染源是誰,但更多地方是多個因素綜合作用的結果,很難找到確切污染源。來源都分不清楚,所以管理和治理起來更困難。
根據污染物種類、污染程度和污染面積的差異,修復時采用的方法也不盡相同,主要包括植物修復法、微生物修復法和化學修復法等。事實上,在實際應用中,人們往往需要多種修復技術并用,并輔以適當的工程措施。
直到現在,國際上也沒有非常好的、在各種情況下都能適用的“萬能”修復技術。
像重金屬這類污染,它遵循質量守恒定律,在自然界中永遠存在,你無非是把它從土壤中弄到大氣中或別的地方。用微生物或別的方法處理都不太行。
相比而言,利用植物來修復被污染的土壤,是個非常有前景的選擇,具有費用低廉,不破壞場地結構,不造成地下水二次污染,可以美化環境,易于為社會接受等優點。該思路自1983年被首次提出后,如今已成為環境科學的熱點。
問:植物是如何修復土壤重金屬污染的?修復關鍵是什么?
答:植物去除重金屬的途徑主要有三種:
一是植物固定修復。利用植物及一些添加物使環境中的重金屬流動性降低,進而減輕重金屬對環境的二次污染。
二是植物阻隔修復,利用植物拒絕吸收重金屬的生物學特性,使土壤中的重金屬被“阻隔”在土壤中而不進入食物鏈,相當于在土壤與農產品之間建立了一堵“阻隔墻”,從而能夠獲得干凈、安全的農產品。
三是植物萃取修復,這也是目前研究最多且最有發展前景的一種方法。它是利用能耐受并能積累重金屬的植物來過量吸收環境中的重金屬離子,并將它們輸送和貯存到植物體的地上部分。
美國能源部認為,能用于重金屬污染修復的植物應具有以下一些特點:首先,即使在重金屬含量很低時也具有較高的積累速率;其次,能在體內大量富集重金屬;第三,最好是能同時富集幾種重金屬;第四,生長快,生物量大;第五,具有抗蟲抗病能力。
植物修復的前提和關鍵在于篩選具有超富集能力的植物種類。絕大部分植物吸收重金屬的能力都較小,一般的富集植物也不行,必須是富集能力很強、生物量較大的超富集植物才具有應用價值。植物和其他生物一樣,在進化過程中,都不愿意吸收這些有毒物質,它們會規避。所以,普通植物在植物萃取修復方面是沒有價值的。
植物清潔工
問:談到植物修復,不能不提蜈蚣草。蜈蚣草是怎么被發現的?它是種什么植物?除了蜈蚣草,還有哪些植物可以用來進行土壤污染修復?
答:1998~1999年,我們在湖南石門和郴州一帶開展超富集植物篩選的野外調查時發現:在一些砷污染比較嚴重的土地上,大部分植物已經死亡,唯獨蜈蚣草安然無恙。經采樣分析和室內栽培試驗,發現蜈蚣草對砷具有非常強的吸收能力,達到普通植物的10萬乃至20萬倍??上驳氖牵髞淼脑囼炗诌M一步發現,蜈蚣草對鉛、鎘等重金屬也有很強的吸收能力。這一重要發現為我國砷、鉛等多金屬污染土壤修復開辟了一條全新的途徑,也奠定了我國土壤修復領域的發展基礎。
蜈蚣草是侏羅紀時代的一種古老的多年生蕨類植物,它與恐龍同時代,生長的環境很特殊,它以孢子繁殖,根系非常發達,一年內可刈割多次,治理成本非常低。
后來,我們又發現了大葉井口邊草。與蜈蚣草一樣,它不但富集砷,耐砷毒能力也極強。
問:國外也有超富集植物,為何沒有從國外直接引進而是在本土尋找呢?
答:國外當時發現了300多種超富集植物,但實際情況并非如此。一些研究人員往往從標本館中取樣分析,標本中銅的含量很高―標本殺菌往往使用銅。所得的通常是一種錯誤結論。
植物都有其適宜的生長地和環境要求,把國外植物拿到國內未必合適。國內確實有人在做引種遏藍菜等超富集植物,但不成功。
此外,引種植物也存在生物入侵的風險,以及物候問題。
我們覺得還是要有自己獨立篩選的本土的超富集植物。我國的砷污染問題比較嚴重,但是當時國際上也沒有發現砷的超富集植物。為了解決我國面臨的嚴重砷污染問題,于是我們干脆就自己獨立尋找超富集植物。
我國疆土遼闊,完全有條件找到適合的植物。我們最終也找到了10多種超富集植物。
問:目前都有哪些成功的修復案例?
答:2002年,我們在湖南郴州建立了國際上第一個砷污染土壤的植物修復工程,并相繼在廣西河池、云南個舊和會澤、北京房山等地建立了重金屬污染修復示范工程,總面積達600畝。
經過6年的修復工作,目前湖南郴州示范工程中土壤的砷含量已由超標50%以上降到安全范圍,土地已交付給農民耕作。
2001年,廣西環江縣因受特大洪水影響,致使大環江河上游尾礦重金屬被洪水沖入河中,近萬畝農田絕收或嚴重減產。由于嚴重的土壤酸化和重金屬污染,有的農田甚至寸草不生。分析結果表明,原水稻土壤受砷、鎘、鉛等重金屬污染較為嚴重,水稻土壤砷含量平均為50毫克/千克,是背景土地的4倍以上,水稻土壤鉛平均濃度為背景土壤的10倍以上。
2005年,我們在環江縣建立了試驗示范基地;2007年,污染土地示范工程面積達100畝。目前已基本解決在絕收土壤上種植植物的問題,并采用蜈蚣草-桑葉、蜈蚣草-甘蔗和蜈蚣草-苧麻等間作模式,基本實現邊修復邊生產的目的,在污染土壤得到逐步修復的同時,農民也有較好的經濟收入。目前,在環江大規模推廣應用污染土地修復技術的基本條件已基本具備,財政部和環保部已投入2450萬元,支持我們開展全國性的大規模植物修復工程示范。
云南個舊是聞名世界的錫都,也是我國著名的工礦城市。由于長期的采、選、冶活動,當地生態環境遭到嚴重破壞,由此引發的水、土壤重金屬污染問題十分突出。
2005年9月,我們與當地部門合作,利用植物修復技術,建立云錫礦區污染土地植物修復技術示范基地,工程化修復面積300畝,經過3年的試驗和示范推廣,課題組提出了超富集植物治理鉛-砷污染土壤和蜈蚣草-甘蔗間作等污染土地安全農用模式。示范區土地中各種有效態重金屬含量已大幅下降,生產的農產品能達到國家相關標準的要求。
問:收獲后的超富集植物需要進行特別處理嗎?這些植物的歸宿是哪里?
答:修復過程中,蜈蚣草每年要刈割兩三次,每公頃收獲物可達10噸,其中砷含量高達1000~1400毫克/千克,鉛、鎘含量也相當高。因此,妥善處理尤顯重要。目前,我們的處理方法是進行安全焚燒,對燃燒灰分進行貴金屬提取,以實現資源回收。
問:土壤重金屬污染修復在實際應用中還存在什么問題?我們還需要在哪些方面努力?
答:植物修復屬于新興的交叉學科,在實際應用中,它不像水污染,有相對成型的技術和工程案例。哪些土壤受污染了,分布情況如何,什么樣的土壤需要修復,修復前什么樣,修復后要達到什么標準等等,這些幾乎都沒有,從實際情況看,修復百畝、千畝土地不是問題。如果要擴展到全國范圍,就不單單是科學家的工作了,需要社會方方面面的共同努力,包括資金、技術、政策等等。
加強農村環境保護是落實科學發展觀、構建和諧社會的必然要求,是促進農村經濟社會可持續發展、建設社會主義新農村的重大任務。我縣是典型的山區農業縣,山區生態環境脆弱,農村環境情況嚴峻,環境基礎設施嚴重滯后,農村飲用水安全受到威脅,農村的環境監管能力十分薄弱。全縣各級要切實增強對農村環境保護工作的認識,把農村環境保護工作擺上更加重要和突出的位置,納入重要工作日程,周密部署安排,統籌城鄉環境保護,統籌工業和農業污染防治,統籌點源和面源污染治理,發動全社會力量,共同做好農村環境保護工作。
二、明確我縣農村環境保護的總體目標
農村環境保護工作要以綜合整治為手段,以建設社會主義新農村為目標,提升農村環境監管,提高農民環保意識,發展綠色農業,有效控制農村環境污染,農村環境質量特別是重點區域環境質量明顯好轉,基本解決農村“臟、亂、差”及農村飲水安全問題。
到年,農村飲用水水源地環境質量有所改善,農村地區工業污染和生活污染防治取得初步成效,農業面源污染防治取得一定進展,生態示范創建活動深入開展,農村環境污染狀況基本清楚,農村環境監管能力得到加強,公眾環保意識普遍提高,農民生活與生產環境有所改善。村鎮生活污水處理率達到15%;村鎮生活垃圾無害化處理率達到20%;規?;笄蒺B殖場廢棄物綜合利用率提高10%以上;農作物秸稈綜合利用率提高10%以上;測土配方施肥技術覆蓋率與高效、低毒、低殘留農藥使用率提高10%以上。
到2020年,全縣農民飲水困難和飲水不安全的狀況徹底改變,農村人居環境和生態狀況明顯改善,農業和農村面源污染得到有效控制,農村環境監管能力和公眾環保意識明顯提高,農村環境與經濟、社會協調發展。村鎮生活污水處理率達到50%;村鎮生活垃圾無害化處理率達到50%;規?;笄蒺B殖場廢棄物綜合利用率達到80%;農作物秸稈綜合利用率達到85%。
三、全面建立農村地區環境保護工作機制
農村地區環境保護工作是一項涉及面很廣的系統工程,涉及農村地區人民群眾生產生活的各個方面。各鄉鎮、各部門要積極創新農村地區環境管理措施,盡快建立“政府主導、農民主體、環保牽頭、部門協同、聯合推進”的工作機制,建立主要領導全面負責的目標責任制,將責任逐級落實到各村組,落實到各系統各單位,不斷強化農村地區環境保護工作的措施。各有關部門要統一思想,密切配合,加強協作,按照責權一致的原則,充分發揮各自的職能作用,進一步增強服務意識,提高管理效率,形成支持參與農村環境保護工作的合力,扎扎實實推進農村地區環境保護工作。
環保部門負責指導、協調和監督農村環境保護工作,督促落實農村污水和垃圾處理設施、飲用水源污染治理、規模化畜禽養殖污染防治、土壤污染綜合治理與修復等示范工程的建設。負責鄉鎮工業污染防治和鄉村企業污染源的監督管理,做好有機食品生產基地認證和農村環境保護能力建設等工作。
發展計劃部門負責制訂農村經濟發展的相關規劃及有關鼓勵政策,會同環保部門制訂農村環境保護建設規劃等。指導農村工業發展、產業結構調整和優化升級,企業技術改造;指導資源節約和綜合利用,推動農村工業企業走環境友好型企業的路子。
國土資源部門負責實施農村土地用途管理,加強基本農田保護;指導農村集體非農土地使用權的流轉管理;負責監督管理礦產資源的開發利用以及礦山的生態治理和修復。
建設部門負責制訂鎮村建設規劃,指導并組織農村生活污水、垃圾的處理及村容村貌的整治。
農業部門負責指導農業產業發展,組織實施農村沼氣工程、鄉村清潔工程、規模化畜禽養殖污染防治、農業面源污染防治和生態農業的推廣示范;做好有機食品、綠色食品、無公害農產品及其他農產品基地的環境監測、評價及監督管理工作;配合做好推廣秸稈綜合利用和禁燒工作。
林業部門負責推進農村生態建設工作,抓好天然林保護、退耕還林、生態防護林和“三化一片林”等工程。
水利部門負責組織實施農村水利工程、農田基本建設和農村供水、人畜飲水工程和水保生態工程。
衛生部門負責農村無害化衛生戶廁的建設工作,指導鄉鎮醫療機構依法處置醫療垃圾。
交通部門負責農村公路建設。
財政部門負責積極支持農村地區的環境綜合整治各項工作,安排相關補助經費。
四、切實加強農村飲用水水源地環境保護
要把飲用水安全作為農村環境保護工作的首要任務。一是環保部門要會同水利部門建立集中飲用水水源地水源保護區,完善水源地環境保護工程建筑物,加強監測和監管,完善各類標示牌、界樁及警示標示,堅決依法取締保護區內的排污口,禁止有毒有害物質進入保護區。二是加強分散供水水源周邊環境保護和監測,及時掌握農村飲用水水源環境狀況,防止水源污染事故的發生。三是各飲用水源保護區管理單位制定飲用水水源保護區應急預案,強化水污染事故的預防和應急處理。四是加強農村地下水資源保護工作,開展地下水污染調查和監測,開展地下水水功能區劃制定保護規劃,合理開發利用地下水資源。五是環保、衛生防疫、水利等部門要根據各自職責,加強農村飲用水水質衛生監測、評估,掌握水質狀況,采取有效措施,保障農村生活飲用水達到衛生標準,并定期向社會公布水質狀況。
五、嚴格控制農村工業及生活環境污染
(一)嚴格控制鄉村工業污染。制訂和完善村鎮環境保護規劃,按照環境功能區劃和工業企業相對集中的原則合理規劃村鎮工業企業布局。依法加強對工業企業的污染控制,防止城市工業污染向農村轉移。一是村鎮二、三產業發展必須符合村鎮環境保護規劃的要求。二是新上項目應嚴格落實環境影響評價、“三同時”制度和入河排污口設置同意制度,確保穩定達標排污。三是引導、鼓勵村鎮工業企業實行清潔生產、發展循環經濟,對合理開發和利用本地自然資源、工藝技術先進、市場前景較好的企業在環保專項資金使用上優先予以扶持。四是堅持有計劃開發和規范開采,堅決依法制止私采亂挖礦產資源行為。建立生態恢復責任制,對已造成生態破壞的礦區逐步采取生態修復措施,切實維護礦區農民的環境權益。五是實施各類工業園區、農業園區的生態保護與建設,進一步強化各類園區的環境保護措施。開展循環經濟示范,推行清潔生產,完善基礎設施,實現污染“零排放”。工業園區建設要推進同類企業、行業的集中,形成區域布局合理的產業發展集群;農業園區建設要以集約化、規模化、循環化為原則,從區域農業產業特色出發,基本控制農業面源污染。
(二)加大農村生活污染治理力度。以改善農村人居環境為目的,以治理農村“臟、亂、差”問題為抓手,按照先規劃、后建設和因地制宜、分類指導的原則,有步驟地開展環境綜合整治。
加強農村生活垃圾處理。全縣各鄉鎮應建立垃圾站,對生活垃圾實行定點存放、統一收集、定時清運,提倡資源化利用或集中處理。在經濟欠發達、交通不便利、人口不集中的鄉村可采取堆肥或就近簡易填埋;在經濟基礎相對較好、人口聚集密度較大的村莊要實行衛生填埋等無害化處理,或就近納入鄉鎮集中處置系統;縣城周邊及城郊結合部、寶平公路沿線地區,要充分依托現有的城鎮垃圾處理設施及便利的交通,逐步推廣村收集、鎮中轉、縣處理的垃圾處理模式。
加強農村生活污水處理。在人口相對集中的鄉鎮,要根據排放生活污水的水質與總量狀況,采用沉淀池處理或通過沼氣池凈化處理,縣城附近的鄉鎮可將鄉鎮生活污水并入附近的縣城污水處理系統;在人口密度較低、環境容量較高的廣大農村地區,可采用凈化沼氣池、小型人工濕地等方法進行分散處理;實行農村凈化沼氣池建設與改廁、改廚、改圈相結合,逐步提高農村生活污水處理率。
推廣農村清潔能源。結合我縣畜牧業較為發達的實際,大力推廣生態養殖,發展農村沼氣,推廣“四位(沼氣池、畜禽舍、廁所、日光溫室)一體”等能源生態模式。結合“一池三改”(建沼氣,改廚、改廁、改欄圈)農村沼氣能源建設工程,資源化利用人畜糞便,大力推廣太陽能技術,最終實現家居溫暖清潔化,庭院經濟高效化,農業生產無害化。在秸稈資源較豐富的農村聚居區,推行秸稈機械化還田、秸稈氣化集中供熱或發電工程,積極扶持秸稈收購企業和綜合利用產業發展。
六、突出防治農村農業生產環境污染
(一)控制農業面源污染。農業部門要做好農業污染源普查工作,全面掌握種植業、畜禽養殖業、水產養殖業和農村生活產生的主要污染物種類、產生量、排放量及其去向。掌握農業污染物排放規律和主要影響因子,掌握農業污染的動態變化趨勢,合理規劃農業生產布局,指導農業產業結構調整,從源頭上控制農業污染。指導農民科學施用化肥、農藥,減少農藥、化肥施用量。鼓勵農民使用農家肥、新型有機肥料及生物農藥或高效、低毒、低殘留農藥,推廣作物病蟲害綜合防治和生物防治;鼓勵農膜回收再利用;積極推廣秸稈綜合利用,禁止露天焚燒秸稈。
(二)加強畜禽養殖污染防治。主要要做好規?;B殖污染防治工作,對不能達標排放的規?;笄蒺B殖企業進行集中治理,對分散式畜禽養殖采取建設養殖小區的措施,進行綜合治理。一是按照《畜禽養殖污染防治管理辦法》,結合我縣實際,科學劃定禁養區、限養區和養殖區,依法限期關閉、搬遷禁養區內的畜禽養殖場。二是對于新建、改建、擴建的規模化畜禽養殖企業必須嚴格執行環境影響評價和“三同時”制度,對現有超標排放污染物的,進行限期治理。三是鼓勵建設生態養殖場和養殖小區,通過發展沼氣、生產有機肥等措施,實現養殖廢棄物的減量化、資源化和無害化。
(三)積極防治農村土壤污染。立足實際,全面調查分析全縣土壤污染狀況,準確掌握土壤污染類型、分布、范圍、程度和污染物種類、來源等,分析污染成因,并在此基礎上建立土壤污染狀況數據庫,制訂土壤污染防治對策,改善土壤環境質量,確保農產品質量安全。做好土壤污染修復試點工作,搬遷企業必須做好廢棄廠區土壤修復工作,對持久性有機污染物和重金屬污染超標耕地實行綜合治理。污染嚴重且難以修復的耕地應依法調整用途。嚴格控制主要糧食產地和蔬菜基地的污水灌溉。積極推廣生態農業,加大對有機食品、綠色食品和無公害食品生產基地的建設和環境監管力度。加強生產基地灌溉水源、農藥和化肥使用的監督管理。積極發展有機食品,建設有機食品生產基地,建立生產基地土壤、水、大氣環境質量監測制度。
七、加強農村地區自然生態保護
以我縣細鱗鮭自然保護區為中心,借創建生態示范縣的契機,做好全縣農村生態保護工作。以保護和恢復生態系統功能為重點,營造人與自然和諧的農村生態環境。在適宜地區開展工程造林、義務植樹、流域治理等小治理;在造林綠化困難地區和重要生態功能區、生態脆弱區,結合林業重點工程,大面積、跨區域實施封山育林、育草和禁牧,促進生態功能的恢復。加強對礦產、水利、旅游等資源開發活動的監管,努力遏制新的人為生態破壞。加快水土保持生態建設,嚴格控制土地退化和沙化。重視自然恢復,保護天然植被。要結合新農村建設,加快推進鄉村綠化、農田林網建設、四旁植樹和低效殘次林改造。采取有效措施,加強外來有害物種、轉基因生物和病原微生物的環境安全管理,嚴格控制外來物種在農村的引進與推廣,保護農村地區生物多樣性。
八、大力開展創建和示范工程活動
以積極開展創建環境優美鄉鎮、生態村、綠色文明示范村活動為抓手,把創建工作與農村經濟社會發展有機結合起來,引導和推動一批生態環境良好、經濟實力較強的鎮、村率先達到社會主義新農村建設的要求,帶動全縣農村環境保護工作全面開展。不斷深化鞏固生態示范縣建設成果,到2020年,建設5個規?;笄蒺B殖污染防治示范工程,建設1個有機食品生產基地,創建成5個環境優美鄉鎮,28個生態示范村,省級綠色學校及綠色單位15個,市級綠色學校及綠色單位30個。
九、加強農村環境監管和監測能力建設
農村環境保護是公益性事業,全縣統籌逐年增加農村環境保護的財政預算,加大資金投入力度,并在各有關部門爭取一定的專項資金用于農村環境保護。在實行統一規劃的基礎上,各部門要根據各自職責切實落實建設、水利、交通、供水、綠化、治污等各項工作任務,認真組織實施。重點支持飲用水源地保護、環?;A設施建設、畜禽水產養殖污染防治、土壤污染治理和有機食品基地建設及生態示范創建活動的開展。逐步完善農村環境保護投入機制,引導和鼓勵社會資金參與農村環境保護??h級環保部門的工作重心要逐步實現由城區向農村轉移,建立較為完善的農村環境預警監控體系。重點加強環境監察、環境監測硬件設施、技術手段和人員隊伍建設。各鄉鎮人民政府應明確分管環境保護的領導并逐步建立環保監察員制度,制訂村規民約,組織村民參與農村環境保護,把環保工作職責落到實處。
關鍵詞:污染土壤;生態修復;重金屬污染;有機物污染
土壤是人類賴以生存的物質基礎,是人類不可缺少、不可再生的自然資源[1]。隨著石油、城市垃圾、工業廢物、農藥、化肥的不斷滲入,我國的土壤污染問題日趨嚴重,已嚴重威脅著人類的生存環境和農業的可持續發展,成為繼水污染、大氣污染、噪聲污染和固體廢物污染后備受社會廣泛關注的污染問題之一。據不完全統計,目前我國受各種污染物污染的耕地有1 200多萬hm2,約占全國耕地總面積的10%,嚴重威脅著人類的生命健康。
加強土壤肥力的培育,防治土壤污染,實施污染土壤的清潔顯得十分必要。近年來,土壤污染的生態修復技術在國內外已成為十分活躍的研究熱點。與傳統的物理修復和化學修復相比,生態修復具有高效、無二次污染與操作簡便等特點,逐漸被大家所認識[2]。本文對污染土壤的生態修復技術研究作一綜合介紹,以期為致力于這方面研究的科學工作者提供有益的參考。
1 污染土壤生態修復基本原理
生態修復(Ecological remediation)是指在生態學原理指導下,以廣義的生物修復(包括微生物修復、植物修復、動物修復和酶學修復)為基礎,結合各種物理修復、化學修復以及工程技術措施,通過優化組合和技術再造,使之達到最佳效果和最低耗費的一種綜合的修復污染環境的方法。也就是說,生態修復是根據生態學原理,利用特異生物(如修復植物或專性降解微生物等)對環境污染物的代謝過程,并借助物理修復與化學修復以及工程技術的某些措施加以強化或條件優化,使污染環境得以修復的綜合性環境污染治理技術[3]。
2 污染土壤生態修復研究內容
2.1 重金屬污染土壤生態修復研究
重金屬污染土壤生態修復研究多以植物為核心。主要包括修復植物篩選與合理搭配、修復機理和根際圈效應以及修復強化措施與應用。有關超積累植物篩選的研究經歷了從對Ni、Cu、Zn 和Mn的超積累植物的篩選[4],到近年來對Cd、Pb和As等重金屬超積累植物的篩選[5]的過程。
近年來,對重金屬污染土壤生態修復的研究已由對單一重金屬污染的修復研究轉移到對多種重金屬復合污染的修復研究,包括對一些已經發現的單一重金屬超積累植物,檢驗其是否具有對多種重金屬污染的修復作用。為了解決土壤重金屬復合污染的問題,許多學者還就多種單一重金屬污染超積累植物的合理搭配進行了研究與探索。
隨著植物生理生態學和分子生物學以及各種微觀技術的發展,植物超積累機理的研究在不斷深入。有研究發現,植物根系分泌物特別是有機酸能通過螯合作用或酸化根際環境促進土壤重金屬的溶解和根系的吸收,這可能與植物體內某些專一性運輸蛋白的特殊作用有關。也有研究表明,超積累植物對重金屬有較強的耐性,它對重金屬的富集可能與一些轉運蛋白有關,如轉運蛋白基因ZnT-1對Zn轉運。目前已有成功從植物體內分離出與超積累及耐性相關的一些轉運蛋白基因的報道[6]。
近年來,利用轉基因植物修復重金屬污染土壤的研究也取得一定的進展。Banuelos[7]等在田間試驗條件下,研究了轉基因植物印度芥菜對Se富集的能力,結果表明,與野生型印度芥菜相比,轉基因型印度芥菜的富集能力幾乎提高了近1倍。
除以上外,一些學者還開展了通過施加各種添加劑來提高植物對重金屬污染土壤修復效果的研究。如施加EDTA、EDDS、有機酸等[8-9]后能明顯提高植物的修復效果,但這些研究存在一定的缺陷,即易對環境產生不良影響。此外,利用微生物促進植物對某一或某幾種重金屬富集的研究報道也較多,如叢枝菌根真菌促進植物對Zn、Cd、Pb或As的富集作用。
重金屬污染土壤生態修復研究較多但研究得不夠深入,目前仍有一些機理不完全清楚,生態修復的方法操作和應用還不成熟。因此,加強重金屬污染土壤的生態修復機理、實用技術及多學科交叉研究是今后研究的重點。
2.2 有機物污染土壤生態修復研究
有機物污染土壤生態修復研究主要是圍繞微生物修復作用展開的,這方面的研究內容大致包括高效降解微生物篩選和合理搭配、生物修復的化學強化和生物化學強化、生物修復的物理強化和物理化學強化、生物修復的電化學強化、生物修復的酶學強化以及植物與微生物的聯合修復等。目前,有關有機物污染土壤生態修復的研究主要集中在對高效降解微生物的篩選、分離、鑒定等方面[10]。
3 污染土壤生態修復技術特點
目前,盡管污染土壤的物理修復、化學修復以及工程修復技術已取得一定進展并出現了一些實用技術,但往往會破壞污染土壤的理化性質,甚至會造成對環境的二次污染,對于污染面積巨大且污染程度較輕的土壤基本上難以應用。重金屬等無機污染的植物修復和有機污染的生物修復雖克服了這些缺點,但由于這些技術本身所固有的一些應用條件的限制,在修復實踐中也難以推廣,大多只是處于試驗階段或是基礎研究階段。
與傳統的物理和化學修復技術相比,污染土壤生態修復技術具有以下優點:(1)土壤的物理、化學和生物學特性基本保持不變,一般不破壞植物生長所需要的土壤環境;(2)實現有機污染物的礦化;(3)處理形式多樣,可根據條件分別采用原位和異位修復方式;(4)處理成本低;(5)應用范圍廣泛,可處理不同類型、不同程度的污染土壤。
4 污染土壤生態修復研究前景
綜上所述,生態修復研究雖然有較多的報道,但目前仍處于基礎性研究階段,仍有一些修復機理不完全清楚,修復的實踐應用和操作方法還不夠成熟。因此,污染土壤的生態修復機理研究將是污染土壤生態修復研究的一個重點。
從生態學的角度看,污染土壤生態修復研究的核心內容仍然是超積累植物和高效降解微生物的篩選及合理搭配、修復機理的探索和基于植物與微生物聯合修復的根際圈效應、以廣義生物修復為核心的聯合修復以及修復強化措施的研究。其應用不可避免地要利用分子生物學方法和農業高新技術,因此環境科學與生物學、農學的交叉融合必將成為污染土壤生態修復的一種重要研究方法。從這種意義上來看,生態修復將成為解決污染土壤的根本手段。如何綜合運用環境科學、生物學和農學等多學科原理,研究既實用又造價低廉的污染土壤生態修復實用技術,將是污染土壤生態修復研究的另一個重點。
參考文獻
[1] 周啟星,宋玉芳.污染土壤修復原理與方法[M].北京:科學出版社,2004.
[2] 熊明彪.污染土壤生態修復研究綜述[J].中國水土保持,2009(6):41-42.
[3] 周啟星,魏樹和,張倩茹,等.生態修復[M].北京:中國環境科學出版社,2006.
[4] Brown S L, Chaney R L, Angle J S, et al. Phytoremediation potential of Thlaspi caerulescens and bladder campion for zinc and cadmium-contaminated soil[J]. Joural of Environmental Quality, 1994 (23):1151-1157.
[5] Ma L Q, Komar K M, Tu C, et al. A fem that hyperaccumulates arsenic[J]. Nature, 2001, 409 :579.
[6] 郎明林,張玉秀,柴團耀.基因工程改良植物重金屬抗性與富集能力的研究進展[J].生物工程學報, 2004,20(2):157-164.
[7] Banuelos G, Leduc D L, Pilon-Smits E A H, et al. Transgenic Indian mustard overexpressing selenocysteine lyase or selenocysteine methyltransferase exhibit enhanced potential for selenium phytoremediation under field conditions[J]. Environmental Science & Technology, 2007, 41(2):599-605.
[8] Liphadzi M S, Kirkham M B, Snyman H G. Heavy metal displacement in EDTA assisted phytoremediation of biosolids soil[J]. Water Science and Technology, 2006, 54 (5):147-153.
日益嚴重的污染事件
上世紀90年代末,中國的工業發展所帶來的重金屬污染問題早已出現,這些污染產生于上世紀五六十年代,甚至更早,然而卻很少有人愿意花費重金治理。
到了2004年前后,中國的土壤污染問題以讓人措手不及的方式突然爆發出來,2004年,北京宋家莊地鐵站所在地原為一家農藥廠舊址,在施工中3名工人急性中毒,“由此,北京市開始對場地(土壤)污染重視起來。”北京市環保局固體廢物和化學品管理中心官員說,“2005年,北京市就開展了潛在污染場地調查工作。”2004 2006年間,重慶等地方政府也針對污染場地出臺了一系列地方政策……
然而這些舉措依然不能扼制積重的污染擴張的速度。2007年夏,中國接連發生丁太湖、滇池、巢湖的藍藻爆發事件,這是一個標志——傳統的發展模式積累的環境成本已經到了臨界點。到了2011年,污染事件的發生速度更快、規模更大、影響范圍更廣泛。來自環保部的數字顯示,從1到8月,全國發生了11起重金屬污染事件,對周邊生態環境的影響范圍之廣對民眾生命健康的危害之大,引發了社會的高度關注。云南曲靖鉻污染事故尚未平息,廣西柳州的龍江河鎘污染事故再一次令觸目驚心。
環保部官員指出,目前的污染呈現三大特點,一是重金屬污染物產生和排放量大。根據第一次全國污染源普查結果,2007年全國廢水中鉛、汞、鎘、鉻、砷等五種重金屬產生量為2.54萬噸,排放量近900(897.3)萬噸。大氣中上述5種重金屬污染物排放量約9500噸。列入國家危險廢物名錄中含上述5種重金屬的危險廢物產生量為1690萬噸。其二是一些河流和土壤存在重金屬超標的問題;其三是重金屬污染的危害影響較為突出,這些重金屬污染物在土壤中移動性差,滯留時間長,大多數微生物不能使之降解。并可經水、植物等介質最終危害人類健康?,F在有些重金屬的污染直接導致兒童血鉛超標。
中國已在“十二五”規劃綱要中明確提出,要“加大環境保護力度,以解決飲用水不安全和空氣、土壤污染等損害群眾健康的突出環境問題為重點,加強綜合治理,明顯改善環境質量”,這也意味著環境修復,即污染場地、土壤和水體等污染治理與修復,已經被提升到國家戰略高度。
修復在艱難中前行
“從2010年開始,中央已經著手支持地方污染治理項目,主要實施三類污染治理項目,第一是工業企業的污染治理,包括廢水、廢氣;更為重點的是歷史遺留污染的治理,主要是廢渣項目;第二污染土壤治理項目;第三是河道、水體、底泥治理項目。國家發改委目前已經安排中央專項投資15億元投資支持地方40多個項目,其中有10多個土壤污染修復項目。土壤修復目前仍是難點?!眹野l改委環資司馬銘鋒博士說。
“土地污染到什么程度,我沒法描述,因為沒有技術標準,調查進展緩慢?!薄拔廴就恋匦璨恍枰迯?、要修復到什么程度,我很難回答,因為沒有技術標準?!痹诘谌龑弥袊h境修復發展戰略論壇上,一些與會的環境修復公司負責人說道。
修復作為新興產業,其市場潛力正得到越來越多企業的關注,據業內人士介紹,近年來,各地新增的土地修復企業多得“數不過來”。但現實中,從污染土地的調查、監管到治理,整個產業鏈仍處于無序狀態。
一位不愿具名的專業人士說,幾年前一些地方就已陸續啟動污染土地的調查,但進展緩慢,因為國家相關的技術守則及管理辦法還在征求意見中,對污染土地的管理既沒有明確主管也沒有具體依據。“對土地的風險評估和治理方案應早于污染企業搬遷,現在不但先拆遷,甚至閑置多年,等到要開發利用了才想到修復治理,不但成本劇增,而且效果不好。呼吁管理部門早出臺管理辦法,早調查早治理?!?/p>
“這個行業我們很看好,已和國外不少行業龍頭企業建立了聯系和合作關系,但開拓國內市場仍感到茫然?!敝嘘森h保有限公司的業務經理稱。
盡管國家“十二五”規劃中已經明確提出建立土壤環境質量評價和監測制度,開展污染土壤修復示范;搬遷企業必須做好原廠址土壤修復工作等,但修復產業在法律法規、技術標準、市場準入方面的確仍不完善。
作為項目審批方之一的國家發改委也深感頭疼:“地方申報的修復項目,因為沒有相關標準作為評審依據,我們目前只好委托專業咨詢公司對項目進行評估,但咨詢公司對此也感到很棘手。他們又向科技部、行業內的專家學者請教,結果發現地方申報的項目很少能夠獲得通過。不是治理方案、治理目標與國家現行要求有一定差距,就是前期調查中缺乏相應的技術標準;土壤污染調查和分析不足,污染物不確定,污染的濃度變化、空間分布、污染區域界線不清晰,后期結論難以有效支撐治理方案等等。項目無法通過審批,我們也很無奈?!?/p>
市場潛力巨大
據業內保守人士估計,“十二五”期間,中國僅在土壤修復市場的產值規模就將達到400億元人民幣。而這一判斷是與國家宏觀政策和產業導向密切相關的:2011年9月,《全國土壤環境保護“十二五”規劃》通過專家論證;10月,《全國地下水污染防治規劃(2011—2020年)》正式出臺;“十二五”期間,國家將把環境修復行業作為戰略性新興產業加以培育。
事實上,發達國家對于環境修復產業的支持和投入也是巨大的。美國在20世紀90年代用于污染場地修復方面的投資就達到近1000億美元;荷蘭在20世紀80年代已投資15億美元進行土壤污染的修復;德國在1995年一年就投資60億美元凈化污染土壤。
發達國家的環境修復產業起步較早,發展較快。早在幾十年前他們已開始土壤修復的研發工作,美國、日本等國家僅土壤修復產業就占到本國環保產業市場份額的30%~50%。在污染土壤修復治理方面,國外已經開發多種物理、化學、生物方面的技術,積累了大量寶貴經驗,形成一個成熟的產業。
在美國從事了10多年土壤修復工作的伊世特(ESD)中國有限公司董事總經理龔宇陽,盡管身在土壤修復行業,但2001年剛回國時龔曾是中國土壤修復的反對者?!叭绻迯褪钦駟?,當時中國并沒有國力支撐?!饼徲铌栒f,啟動這一市場需要慎重。
國內直到2007年,北京建工集團成立了國內首家環境修復公司,承接了國內首例土壤修復項目——宋家莊經濟適用房項目的土壤修復,之后他們又修復了原紅獅涂料廠受污染地塊、北京焦化廠南區污染地塊等。2011年,他們還承接了20余項場地調查及評價項目,土地修復工程項目數量位居全國同行之首?!敖邮止こ淘蕉啵桨l現這一新興產業亟待規范和引導,我們之所以促成了環境修復產業聯盟的建成,是希望不斷加強國際交流與合作,從政策、法規、市場、技術、責任、資金等多個方面研討環境修復行業發展的現狀及未來趨勢。”北京建工環境修復公司總經理高艷麗表示。