欢迎来到易发表网!

关于我们 期刊咨询 科普杂志

土壤环境特征优选九篇

时间:2024-04-09 14:42:12

引言:易发表网凭借丰富的文秘实践,为您精心挑选了九篇土壤环境特征范例。如需获取更多原创内容,可随时联系我们的客服老师。

土壤环境特征

第1篇

关键词:城市土壤;磁化率;环境意义;影响机制

中图分类号:X833 文献标识码:A DOI编码:10.3969/j.issn.1006-6500.2014.03.007

磁化率是环境磁学研究中的一个重要的磁参数[1],土壤磁化率是土壤在外磁场中受感应产生的磁化强度和外加磁场强度的比值,土壤的磁化率反应土壤中磁性矿物的数量[2]。频率磁化率是用于区分土壤中存在超顺磁性颗粒(d

随着城市化进程的日益加快,人们亦不断提高对城市土壤和城市环境质量对人类身体健康影响的关注度。通过分析城市土壤的磁性特征,可以揭示城市环境问题的内涵以及人类活动对环境的影响[3]。Thompson等[4]发现城镇和工业区附近的土壤与未受到污染的土壤相比有较高的磁化率。同时,有研究表明[5-8],冶金等工业排放的飞灰中含有磁性矿物,可引起表层土壤磁化率升高,且磁化率值随着离源区距离的增加而减小。

本研究通过对乌鲁木齐市土壤磁化率的分布特征分析,探讨乌鲁木齐城市土壤污染的影响机制。

1 材料和方法

1.1 研究区概况

位于自治区中北部,天山中段北麓、准噶尔盆地南缘。由于位处高纬度地带,所以冬季严寒漫长,需燃煤取暖,由此乌鲁木齐城市周边分布着多个煤矿企业,另外作为全疆的经济中心,乌鲁木齐工矿企业也是相当的多,如水泥厂、铝厂、化纤厂、污水处理厂、生物制药厂等污染型企业多分布在城市周边。这些污染型企业的存在和发展对城市环境造成了一定的破坏并日益影响到乌鲁木齐城市居民的身体健康。近年来,乌鲁木齐逐步进行煤改气工程,以改善冬季乌鲁木齐的环境状况,虽然取得了初步的成效,但是在彻底改善城市环境,实现“绿色计划”,创建全国园林城市方面还存在很大的挑战。

1.2 样品采集

1.3 样品的处理

所测定的土壤低频磁化率就是土壤磁化率,它表示土壤中磁性颗粒物的含量以及土壤能够被磁化的性质,高频磁化率是用于进行频率磁化率测定计算过程的一个辅数据。

2 结果与分析

2.1 土壤磁化率值

土壤磁化率仪器测定出的45个土壤样品的低频以及高频数据,以及经过频率磁化率计算公式计算出的45个样本的频率磁化率,如表1所示。可以看出,乌鲁木齐城市土壤磁化率测定中,大部分土样测定的磁化率数据都处在中间值和低值的区间内,但也有个别土样出现高值和极高值。

2.2 土壤磁化率的统计分析

(2)乌鲁木齐城市土壤的低频磁化率与频率磁化率之间具有负相关关系。即低频磁化率高的样本,其频率磁化率低,低频磁化率低的样本,其频率磁化率高。而且低频磁化率和频率磁化率的极值之间的差距悬殊。这反映了乌鲁木齐不同的土地利用类型下土壤污染的差异较大。

(3)乌鲁木齐城市表层土壤的磁化性质的不同是由两方面原因造成的:一是由于形成土壤的母质基岩的主要成分不同,导致了土壤的磁化率不同,二是由于现在城市的工业化发展过程中产生的污染物质在土壤表层的积聚,致使土壤的磁化性质发生改变。但在两种因素中,人类活动是造成乌鲁木齐城市表层土壤的磁化率显著差异的主要原因。

参考文献:

[1]余涛,杨忠芳.磁化率对城市重金属污染的指示性研究——以沈阳新城子区为例[J].现代地质,2008,22(6):1 034-1 040.

[2] 卢绬,龚子同.城市土壤磁化率特征及其环境意义[J].广州:华南农业大学学报,2001,22(4):26-29.

[3] 曲赞.用于环境研究的磁性参数介绍[J].地质科技情报,1994,13(2):98-104.

[4] Thompson R, Oldfield F. Environment magnetism[M].London:Allen & Unwin,1986.

[5] 王雪松,秦勇.城市环境中磁学响应的研究进展[J].中国环境监测,2009,19(6):62-64.

[6] 张普纲,樊行昭.磁性参数的环境指示意义[J].大连理工大学学报,2003,34(4):201-205.

[7] 刘振东,杨凌.城市道路尘埃的磁性特征与环境意义[J].地球科技情报,2005,24(3):93-98.

[8] 闫海涛,胡守云.磁学方法在环境污染研究中的应用[J].地球科学进展,2004,19(2):222-236.

[9] 邓成龙,袁宝印.环境磁学某些研究进展评述[J].海洋地质与第四季地质,2004,20(2):93-101.

第2篇

Abstract: Through the study on geochemical features of soil in Bazhong, we get the content of the typical elements Cd, I, Pb, S, Se, Zn in Bazhong, Tongjiang, Nanjiang, and Pingchang. The results show that the soil quality in Bazhong is similar with the national soil background value. The content of Cd in Bazhong is over the first class standard of national environmental quality, but the all met the second class standard. The Nemerow formula points that the soil pollution index is less than 0.7 and the agriculture soil in Bazhong is clean.

关键词: 地球化学特征;环境质量评价;巴中

Key words: geochemical feature;environmental quality assessmen;Bazhong

中图分类号:TU5 文献标识码:A 文章编号:1006-4311(2015)12-0212-02

0 引言

硒、碘、硫、锌是人和动物所必需的营养元素,以硒元素为代表,环境中硒过量会导致人和动物中毒,缺乏会导致白肌病、克山病、大骨节病等地方病,这四种元素与人体健康关系密切[1]。据统计中国72%的县市发现有不同程度的缺硒情况存在,有研究指出湖北的恩施、贵州开阳与四川、重庆东部这几省交界处是中国硒的富硒地带[2-4]。巴中市处于这一区域的边缘,因此,勘察该区硒元素丰富程度具有重要现实意义。碘元素是人体必需的微量元素之一,约有1/2分布在甲状腺内;硫元素是很多蛋白质的重要成分;锌是维持动植物和人体正常生长发育必需的微量营养元素;铅和镉为重金属元素。本文对巴中县域(巴州、通江、平昌、南江)开展土壤环境地球化学调查,以摸清其土壤元素家底,合理实施农业特色种植,提高土地产出率。

1 研究区概况

巴中为四川东北部门户,辖巴州区、通江县、南江县、平昌县,幅员12325km2,地形地貌多样,以中低山地貌为主,属亚热带季风气候,年平均气温16.9℃,年平均降雨量1150mm[5]。森林覆盖率达35.91%,堪称“绿色宝库”。南江北部山区3000公顷“巴山水青”被称为“四川盆地北缘山地重要的生物基因库”。

2 研究方法

2.1 野外调查与样品采集

结合各县区特色产业带、地形、水文、土壤、交通等因素对样点进行设计。表层土壤采样:在采样中心点20m半径范围内,避开施肥点,采集相同土壤类型和用地类型的0-20cm土柱4-5个,去除杂物装袋1.5kg以上。晾干后用木槌敲打土壤至自然粒级后筛分,将筛分后重量大于600g样品装入容器。采样工作共获得表层土样344件,南江县83件,通江县122件,平昌县91件,巴州区48件。

2.2 样品测试分析

本文选取比较典型的六种元素进行测试分析,其中Se、I、S、Zn元素为生命元素代表,Cd、Pb为重金属元素的代表。Se元素根据国家标准用原子荧光分析方法进行分析;Zn元素根据原子吸收光谱分析方法进行分析;I元素根据碘量法进行分析。

2.3 数据整理

将样地野外调查以及室内测试分析资料回笼、整理,建立基础数据库,利用数据处理工具对收集的数据汇总,对比分析巴中市土壤环境地球化学特征。

3 结果与分析

3.1 土壤典型元素的背景特征

共获得的344件土壤样品,进行土壤进元素测定,得到平均值见表1。

式中,Z为比较指数,n为元素个数,A为对作物生长及发育起积极作用的元素比较值,高者为2,低者为-2,相等为0;B为对作物生长及发育起消极作用的元素比较值,高者为-2,低者为2,相等为0[7]。通过上式的计算得到,研究区的元素含量与全国平均含量的比较指数为0,说明研究区的土壤质量与全国水平相当。有益元素中I较缺乏,重金属Cd高于全国水平,在农业生产活动中要注意有益元素的补充及有害元素的避免及消除。

3.2 土壤典型元素的环境评价

3.2.1 单因子指数评价法

单因子指数评价法[9]计算公式为:Pi=Ai/Bi

式中,Pi为土壤的单项污染指数,Ai为土壤元素实测值,Bi为土壤元素评价标准值。若Pi≤1,则土壤环境质量在标准内,相反,则土壤环境质量在标准之外,Pi值越大,污染越严重。本文采用《中国土壤环境质量标准》,根据土壤应用功能和保护目标,划分为三类:Ⅰ类主要适用于国家规定的自然保护区、集中式生活饮用水源地、茶园、牧场和其他保护地区的土壤,土壤质量基本保持自然背景水平;Ⅱ类主要适用于一般农田、蔬菜地、茶园、果园、牧场等土壤,土壤质量基本上对植物和环境不造成危害和污染;Ⅲ类主要适用于林地土壤及污染物容量较大的高背景值土壤和矿产附近等地的农田土壤,土壤质量基本上对植物和环境不造成危害和污染。本文采用土壤二级标准,即适用于一般农田、蔬菜地等。

通过表2可知,3个典型元素除Cd元素以外,其他元素均未超出中国土壤环境质量一级标准,所有元素均符合中国土壤环境质量二级标准,证明巴中市土壤环境质量较好,但仍需加强重金属元素监管。

3.2.2 尼梅罗综合评价法

尼梅罗综合评价法需要根据单项污染指数进行综合计算,不仅考虑了各种污染物的平均污染状况,而且突出了某种超标特别严重的污染物的作用,使用在污染项比较集中的环境中有很大的优势。尼梅罗指数特别考虑了污染最严重的因子,尼梅罗环境质量指数在加权过程中避免了权系数中主观因素的影响,是目前仍然应用较多的一种环境质量指数。计算公式为:P=[(Pijmax2+pijave2)/2]1/2

式中,P为样点综合指数,Pijmax为样点中所有评价污染物单项指数的最大值;Pijave为样点中所有评价污染物单项指数的平均值。P≤0.7为清洁,0.7

由表4计算结果可知,各县域土壤污染指数均小于0.7,证明巴中市土壤清洁。

4 结论与讨论

尼梅罗综合指数评价表明,各县域土壤污染指数均小于0.7,巴中市土壤清洁。研究区六个典型元素比较指数为0,研究区土壤质量与全国水平相当,有益元素中I较缺乏,重金属Cd高于全国水平。土壤环境质量评价中的单因子评价表明,六个典型元素除Cd元素以外,其他元素均符合中国土壤环境质量一级标准,所有元素均符合中国土壤环境质量二级标准。Cd元素为重金属元素,在水体中不能被微生物降解,只能发生各种形态相互转化和分散、富集过程。通过植物的吸收、挥发、根际过滤、降解等作用,降低土壤中Cd元素的含量,即提高了土壤的价值功能。

参考文献:

[1]http:///view/38906.htm.

[2]彭祚全.生命元素硒:兼谈恩施硒资源[M].北京:大中华文化出版社,2005.

[3]任海利,高军波,龙杰,等.贵州开阳地区富硒地层及风化土壤地球化学特征[J].地球与环境,2012,40(2):161-169.

[4]徐争启,倪师军,张成江,等.四川省万源市土壤硒形态特征及影响因素分析[J].安徽农业科学,2011,39(3):1455-1458.

[5]http:///view/85506.htm.

[6]韩雪梅.地上植物、地球化学元素及电池污染对土壤微生物群落特征的影响[D].济南:山东大学,2007:70.

[7]陈文德,汪子昆,刘应平,等.四川东部沱江乡茎瘤芥产地的地球化学特征[J].资源开发与市场,2012,28(1):6-8.

第3篇

关键词: 油田 土壤环境保护 土壤质量调查 采样布点

中图分类号:TE34文献标识码: A 文章编号:

前言

党的十把推进生态文明、建设美丽中国摆在突出地位。政府高度重视土壤环境保护工作,石油开采的特殊性质,决定了其生产过程长期与土壤环境发生直接关系,会对周边区域土壤环境造成一定的影响和改变。

我国现阶段开展的土壤环境的调查工作重点关注农业用地的土壤肥力、重金属、残留农药等。对于城市工业用地土壤环境的调查方法和评价标准尚处于研究探索阶段。但是,随着新兴城市建设和传统城市不断向外扩张,对油田工业用地产生挤压,改变土地利用功能,改善原有工业用地的土壤环境、保护人体健康、提高土地的经济利用价值的需求越来越大,本文将以油田工业用地环境为背景探讨土壤环境调查工作中点位布设方法。

油田建设和运行对于土壤环境的影响分析

石油类污染物已被列入我国危险废物名录。石油被释放到土壤后,其中,一部分在土壤中可以作为微生物生存的碳源而被降解,而另一部分不易被降解的组分在土壤中产生累积效应,破坏土壤结构,改变其物理化学性质,在向地下渗透过程中还沿地表扩散、侵蚀土层, 使之盐碱化、沥青化、板结化,并可能将有毒有害物质传递到土壤上种植的作物或深入地下水中,危害生态环境和人体健康。

工作方法

资料收集

收集油田以及周边地区的地形图、交通图、遥感影像图、环境保护区功能区划图;油田单位的厂区平面图;收集油田以及周边地区土类、成土母质等土壤信息资料;收集油田以及周边地区工作区域气候资料(温度、降水量和蒸发量)、水文资料等。

布点原则

一般油田场地的面积比较大,生产设施分布广泛,布点方法比较复杂。应考虑的基本原则包括:均匀性和随机性:代表性:野外工作可行原则:关注敏感区域

区域划分

在分析油田的生产环节和产污特点以及油田区域的土壤类型和成土母质等的基础上,进行初步的现场勘查可以将油田分为全局不点区、典型油井地块、典型联合站地块、输油管线区、环境敏感区。

全局布点区

全局布点的目的是了解整个油田区域的土壤环境质量状况而布设的控制性点位,为制作评价图件提供全局的数据。

典型油井地块

典型油井区域布点的目的是掌握油井附近土壤环境质量,了解油井在勘探开发、钻井、闭井对于周围土壤的影响。在现役油井和退役油井中,分别选择1至2个具有代表性的油井地块进行采样。

输油管线区

输油管线担负着将原油从采油井出送至联合站以及成品原油外输的重要任务,埋深一般在1至2米左右,在油田区域地下广泛分布。输油管道被打孔盗油以及腐蚀穿孔造成泄漏事故是输油管线对于土壤污染的主要形式。管线所处的位置一般位于包气带区域,石油类污染物很容易会进入地下水并跟随其运动扩散到其他地区的土壤中。

环境敏感区

依据《建设项目环境影响评价分类管理名录》规定,环境敏感区是指依法设立的各级各类自然、文化保护地,以及对建设项目的某类污染因子或者生态影响因子特别敏感的区域,主要包括:自然保护区、风景名胜区、世界文化和自然遗产地、饮用水水源保护区、基本农田保护区、基本草原、森林公园、地质公园等。在这些区域加密布设采样点详细调查该区域的土壤质量。

点位设置

全局布点区的点位设置

全局布点布设依据《土壤地球化学测量规范》的要求,调查比例尺选择1:200 000或者1:100 000,调查的精度为每平方公里设置1至2个点,布点方法可以选择随机布点、分块随机布点和系统布点的方法如图1,采集表层0至20cm深度的土壤。

图1 全局布点方法

典型油井地块的点位设置

油井周边点位布设以油井为中心至少设置5个采样点(图2),1个本底监测点,布置在采油井地下水流向的上游100m位置,要求点位周围500m范围内没有其他的采油井、固体废物堆积场地及其他污染源;2个扩散监测点,分别设置在垂直于地下水流向的两侧30m位置;2个污染监测点,依次布设在采油井地下水流向的下游方向30m和50m位置,每个点位采集纵向样品3个,采样深度0-20 cm、40-60 cm、100-120 cm。

图2典型油井采样点位布置图

输油管线地带的点位设置

输油管线地带的土壤环境调查至少选择1条有代表性的输油主干线路进行重点调查。沿线分段布设多个采样点,纵向分层采样,采样深度至少延伸至管线底部20cm,每个采样点分别在0-20 cm、40-60 cm、100-120 cm和管线底部位置采集样品,可以选择在管线的连接处或者曾经出现过漏油事故地段,采样时要注意对于输油管线的保护。

环境敏感区的点位设置

在敏感区的土壤环境调查精度采用1:50 000的比例尺,每平方公里设置4个点左右,布点方法可以选用随机、系统或分块随机的方法。每个点位采集纵向样品3个,采样深度0-20 cm、40-60 cm、100-120 cm。

结语

对油田场地进行土壤环境质量调查,科学合理的设计采样布点方案是后续土壤质量分析、评价和污染修复等各项工作的前提和基础,直接关系到调查工作的质量。在依据传统土壤环境调查规范的基础上,点位布设方案应根据油田生产过程、污染特点和所处区域的环境特征对油田进行分区,重点考虑全局区域、典型油井地块、输油管线地带以及环境敏感区,根据分区的环境特征和调查目标有针对性的选则点位设置方案。

参考文献

[1]林年丰,李静昌,钟左 环境水文地质学 [M] 北京;地质出版社 1990

[2]吴邦灿,齐文启 环境监测管理学[M] 北京:中国环境科学出版社 2004

[3]王业耀,赵晓军,何立环 我国土壤环境质量监测技术路线研究[J] 中国环境监测 2012,6: 116-120

[4]刘五星,骆永明,滕应,李振高,吴龙华 我国部分油田土壤及有你的石油污染初步研究[J] 土壤(Soils) 2007,39(2):247-251

第4篇

关键词:土壤环境质量;环境监测;风险点位

中图分类号:X833

文献标识码:A文章编号:16749944(2017)8010702

1引言

土壤环境监测质量调查监测工作,是推动土壤环境风险管控、促进土壤资源持续利用、维护公众健康的重大民生工程,对保障农产品质量和人居环境安全具有重要意义。为贯彻落实国务院办公厅《近期土壤环境保护和综合治理工作安排》文件精神,完善土壤环境质量监测网络,深入推进土壤环境质量监测工作,环保部在全国范围内开展重点区域土壤环境质量监测风险点位布设工作。

2点位布设原则

湖南省重点区域土壤环境质量监测风险点位布设遵循针对性、全面性、前瞻指导性原则,重点关注已经污染或可能存在污染的重点区域,以污染土壤和存在污染风险的土壤为监测重点,以重点防控重金属污染为主线,力争清楚湖南省重点区域土壤污染空间分布、风险状态和变化趋势。主要选取污染行业企业周边、工业园区周边、油田采矿区周边地区、固废集中处置场周边地区、历史污染区域及周边、规模化畜禽养殖场及周边、集中式饮用水源地保护区、果蔬菜种植基地等需要重点关注的风险区域。

3点位布设情况

湖南省重点区域土壤环境质量监测风险点位共布设954个:其中污染行业企业(含工业园)周边320个,固废集中处理处置场周边116个,采矿区周边88个,规模化畜禽养殖场周边90个,历史污染区域及周边129个,集中式饮用水源地保护区96个,果蔬菜种植基地115个,形成了较为完善的土壤环境质量风险点位监测网络,以重点防控重金属污染为主线,基本代表了湖南省重点区域土壤污染空间分布、风险状态和变化趋势的要求。

3.1污染行业企业(含工业园区)及周边

共监测污染行业企业(含工业园区)80家,布设监测点位320个,主要根据湖南省行业特点、企业规模、污染物排放量以及对土壤环境的影响程度等因数综合确定,主要涉及有色金属、铅蓄电池、电镀、皮革、石化、医药等重点行业。

针对企业的不同污染类型,采样不同的布点方法。其中,废气污染企业在主导风向的下风向,距离企业75 m、200 m、400 m处各设置一个监测点;废水污染企业沿废水排放水道,距离企业75 m、200 m、400 m处各设置一个监测点;同时,在企业场界2000 m以外(风向上风向或水流向上游)布设1个对照监测点。

3.2固废集中处理处置场周边

共监测17个固废集中处理处置场地,布设监测点116个, 重点选择使用时间在3年以上的填埋、堆放、焚烧处理处置场地。

针对固废集中处理处置场地主要在其废水排放方向75 m、200 m、400 m处各设置一个监测点,在其他三个方向上200 m处各设置一个监测点。若某方向土地利用类型无法取土,则在可取土方向1 km内适当位置布设监测点。

3.3采矿区周边

共选取18个采矿区,布设监测点88个,主要考虑对周边生态环境影响和破坏程度较大的开发规模级别为大中型以上的矿山。

监测点位主要布设在以矿口为端点,往非山体一侧做90°扇形,在扇形两条边上距离端点100 m、500 m、1000 m位置处。

3.4规模化畜禽养殖场周边

选取22个规模化畜禽养殖场,布设监测点90个,重点选择500头以上的猪、3万羽以上的鸡和100头以上的牛等规模化畜禽养殖场。同时在养殖场500 m范围内采用网格法进行随机布点,网格大小为100 m×100 m,每个养殖场布设3~5个监测点和1个对照点。

3.5历史污染区域及周边

共选取20个历史污染区域,布设监测点129个,主要选取由于企业搬迁后的遗留或遗弃场地及历史上因污水灌溉造成的污染区域。布点原则为在污染区及500 m缓冲区范围内采用网格法进行随机布点,网格大小为100 m×100 m,随机布设5~7个监测点。

3.6饮用水源地

共选取30个饮用水源地,布设监测点96个,主要选取县级以上集中式饮用水源地、备用水源地,优先选取服务50万人口及以上的集中式饮用水源地。点位选取以各水源地保护区范围作为监测区域。每个水源地保护区布设3~5个监测点,同时在取水口附近监测一个点。

3.7果蔬菜种植基地

共选取23个果蔬菜种植基地,布设监测点115个,重点选择各市州当地最主要的果蔬菜种植基地(100亩以上),优先选择城乡结合部的果蔬菜种植基地。布点原则为在种植基地范围内采用网格法进行随机布点,网格大小为100 m×100 m,随机布设5~7个监测点。

4结论与思考

本次湖南省重点区域土壤环境质量监测风险点位共布设954个,基本代表了湖南省重点区域土壤污染空间分布、风险状态和变化趋势的要求。

重点区域土壤环境质量监测风险点位布设为下一步开展湖南省土壤详查打下了基础,为初步掌握湖南省重点区域土壤环境质量监测风险提供了支撑。

参考文献:

[1]

王业耀,赵晓军,何立环.我国土壤环境质量监测技术路线研究[J].中国环境监测,2012(3).

[2]陆泗进,王业耀,何立环.中国土壤环境调查、评价与监测[J].中国环境监测,2014(6).

[3]陈美军,段增强,林先贵.中国土壤质量标准研究现状及展望[J].土壤学报,2011(5).

[4]赵娟.云南省土壤环境质量监测国控点位布设[J].环境科学导刊,2016(35).

[5]王豹,余建新,黄标. 便携式X射线荧光光谱仪快速监测重金属土壤环境质量 [J]. 光谱学与光谱分析,2015(6):1735-1740.

[6]李锦. 土壤环境质量控制指标体系探讨[J]. 生物技术世界,2013(1):34-35.

[7]段改莲. 北京市昌平区农田土壤环境质量现状与评价[D].武汉:中国农业科学院,2011.

[8]王瑞,唐文浩,宋玉梅. 西沙群岛土壤环境质量状况及特征分析[J]. 安徽农业科学,2011(10):5837-5840.

[9]孟娟. 河北平原区无公害蔬菜基地土壤质量评价研究[D].保定:河北农业大学,2009.

[10]张伦,张德明,刘燕. 九阡李产地土壤环境质量及其鲜果中有机氯残留量和重金属含量的检测[J]. 西南农业学报,2009,(01):118-121.

第5篇

[关键词]农用地;土壤污染;安全保障措施

[中图分类号]X53[文献标识码]A

土壤是人类赖以生存和发展的物质基础,也是经济社会发展不可或缺的宝贵自然资源,在维护经济社会可持续发展和生态安全等方面发挥着不可替代的作用。随着我国经济的快速发展,土地的不合理利用、工业发展造成了严重的土壤污染问题,直接影响农业发展、农产品安全和人体健康。农田土壤状况直接影响着农作物生长和食品安全。據首次全国性土壤污染普查结果显示,当前全国土壤总超标率达到16.1%,总体不容乐观。污染类型以无机污染(重金属)为主,有机污染(农药)次之;不同土地类型中,耕地土壤环境质量总体堪忧。农用地土壤污染具有隐蔽性和累积性的特征,人们无法在污染初期通过嗅觉和视觉发现污染物所在,而是通过长期污染累积到一定程度后,才能通过植物指示,加上化学分析,才能判定其污染物的存在及其危害程度。根据2014年《全国土壤污染状况调查公报》的结果,我国农用地土壤环境质量堪忧,对农产品质量和生态环境构成安全隐患,急需加强农用地土壤环境的监督管理,防控农用地土壤污染风险,防止造成污染危害,实现安全利用。

1农用地土壤污染来源

1.1矿产资源开发

矿产资源开发过程和矿藏开采后的废弃物使得矿区环境受到不同程度的破坏,其中影响最深刻的便是土壤环境。矿产资源在开发过程中或者废弃后污染物主要通过三种途径进入土壤,一是通过大气干湿沉降进入土壤;二是随矿山废水进入土壤;三是废石、尾矿的不合理堆放。煤矸石不但直接占用大量农田,而且在风力、降水等自然力的作用下,通过直接渗透、飘尘沉降、雨水冲刷等方式将大量有害有毒物质,如汞、铬、镉、铜、砷等带入土壤,煤矸石中含有的放射性物质还会导致土壤的辐射性污染。

1.2固体废弃物污染

工业废弃物和城市垃圾是土壤固体污染的主要来源。大量未经处理的工业废弃物随意堆积,重金属元素会在雨水的淋洗下向土壤中释放其有效态成分,造成土壤污染。我国工业固体废弃物主要来源于有色金属矿采选、有色金属冶炼、石油开采、石油加工、化工、焦化、电镀、制革等行业。

1.3农业污染

农业土壤污染的途径主要是化肥、农药、地膜、畜禽养殖等。我国是一个农业大国,化肥施用量巨大。但是,过度使用化肥会使土壤酸化,造成土壤胶体分散、结构破坏,土壤板结,另外未被作物吸收的氮、磷等随着农田排水扩散,造成更大面积的土壤污染。农药曾一度被认为是农业发展史上三大技术革命之一,但是,农药的长期大量使用,使土壤中的农药残留不断累积,污染程度不断加大。农民施用的某些农药会随着降雨进入土壤,并长期残留,严重损害了土壤中有益微生物的生存,而且会导致农产品农药残留量超标,危害人体健康。

农用地膜良好的增温保墒效果对中国农业产生了重大的、积极的作用,但同时随着地膜覆盖技术的普及,残留农用地膜已经带来了一系列的负面影响,大量的残留地膜破坏土壤结构,危害作物正常生长发育并造成农作物减产,进而影响到农业环境。

由于畜禽养殖规模化水平较低,粪便利用率不高,畜禽养殖污水基本都是直排,其主要污染物为COD、BOD、NH4-N、TP、TN,一个规模养殖场的排污量不亚于1个中型工业企业的排污量。此外,由于畜禽饲料中添加铜、铅等微量元素和抗生素、动物生长激素,使得许多未被畜禽吸收的微量元素和有机污染物随粪便排出体外,这种不合格的畜禽粪便肥料也会造成土壤污染。因此,集约化畜禽养殖场的畜禽粪便已成为有毒物质集中的“库”,使用有机肥导致土壤重金属、多氯联苯、有机酚类、亚硝酸胺类物质的积累,严重污染土壤环境。

1.4生活污染

未经处理的生活污水用于灌溉农田,将会使污水中的有害物质带入农田,污染土壤,此外,生活中的固体垃圾种类繁多,所含的有毒物质也各不相同,既有放射性元素,又有病原菌和寄生虫,这些垃圾进入农田之后,经过雨水浸淋,其渗出的有毒物质侵入土壤,就会改变土质和土壤机构,影响土壤中微生物活动,妨碍植物的生长。

2农用地土壤污染防治任务

农用地土壤污染防治的目标主要是保障农产品质量安全。农用地特别是农产品产地是生产的“第一车间”,研究表明,土壤中的重金属、持久性有机污染物会随着作物生长迁移到作物可食部分,进而危害农产品质量安全。保护好产地土壤,实际上就是从源头上防范了产品受害,将产地和产品结合起来保护,把保护产地土壤作为保护农产品的重要内容,通过轮作、间作、季节性休耕等农艺措施保护,既能实现土壤污染治理,又可以保障农产品质量安全,还可以发挥已污染土壤的生产功能,缓解粮食供给压力,保障国家粮食安全。

2.1深入开展土壤环境质量调查

相比大气、水污染,土壤污染状况调查基础薄弱,存在底数不清、资料不系统等特点。2016年5月,国家制定并公布了《土壤污染防治行动计划》,其中将深入开展土壤环境质量调查作为一项重要任务,要求以农用地和重点行业企业用地为重点,开展土壤污染状况详查。同时要求统一规划、整合优化土壤环境质量监测点位,建设土壤环境质量监测网络,形成土壤环境监测能力。根据环境保护部、财政部、国土资源部、农业部、国家卫生和计划生育委员会联合印发的《全国土壤污染状况详查总体方案》(环土壤﹝2016﹞188号),我国已全面启动土壤污染状况详查工作。“十五”以来,环境保护、国土资源和农业等部门相继组织开展了全国土壤污染状况调查、多目标区域地球化学调查、农产品产地土壤重金属污染调查等专项调查,初步掌握了全国土壤污染的总体情况和基本特征。但由于调查工作目标、内容范围不一致,在系统性、精细化等方面不能完全满足确定农用地土壤污染面积和分布的精度要求,调查结果难以支撑农用地和重点行业企业用地风险管控的需求,迫切需要开展一次土壤污染状况详查。

2.2分类管控,合理规划

按污染程度将农用地划为三个类别,未污染和轻微污染的划为优先保护类,轻度和中度污染的划为安全利用类,重度污染的划为严格管控类,以耕地为重点,分别采取相应管理措施,保障农产品质量安全。一方面,要推进轻度和中度污染耕地的安全利用,在重度污染区,调整种植结构,制定退耕还林还草计划;另一方面,完善政策制度,有序推进秸秆还田、增施有机肥、少耕免耕、粮豆轮作、农膜减量与回收利用等措施实施。督导农村土地流转的受让方履行土壤环境保护的责任,避免因过度施肥、滥用农药等掠夺式农业生产方式造成土壤环境质量下降。

2.3实行源头管控

一是严防矿产资源开发污染、涉重金属行业污染。在矿产资源开发活动集中的区域,执行重点污染物特别排放限值,要求矿产资源开发企业,严控重点污染物排放;要全面整治历史遗留尾矿库,根据实际情况,完善覆膜、压土、排洪、堤坝加固等隐患治理和闭库措施,全面整治遗留尾矿库;二是提高地膜质量,提高地膜回收率。要鼓励废弃农膜回收和综合利用,研究制定农药包装废弃物回收处理激励办法,开展废弃农膜回收利用试点。最后,要强化畜禽养殖污染防治。严格规范兽药、饲料添加剂的生产和过程,防止过量使用,促进源头使用。要加强畜禽粪便综合利用,在部分生猪养殖区开展种养业有机结合、循环发展试点。

2.4实施土壤污染治理与修复

根据国土、农业部门现有掌握的受污染耕地情况,实施治理与修复。以重污染工矿企业、集中污染治理设施周边、重金属污染防治重点建设综合防治先行区。制定土壤污染治理与修复规划。各地区以影响农产品质量和人居环境安全的突出土壤污染问题为重点,制定本行政区土壤污染治理与修复规划,明确重点任务、责任单位和分年度实施计划,建立项目库。

3农用地土壤污染防治保障措施

3.1构建管理体系,落实主体责任

按照“国家统筹、省负总责、市县落实”原则,建立完善土壤环境管理体制,落实土壤污染防治属地责任。建立省级土壤污染防治工作联席会议制度,协调解决重大问题。另外各地区还要建立土壤污染防治督查制度。

3.2统筹资金使用,确保重点任务

要加大资金统筹力度,支持开展土壤环境监测、调查、风险评估、治理与修复、监督管理等工作的资金投入,重点向土壤污染状况详查工作倾斜。将农村垃圾收集、清运、处理处置及农村污水收集处理设施建设、运行资金纳入当地财政预算,形成长效的资金投入机制。

3.3狠抓能力建设,夯实防治基础

要加强土壤环境监测、监管执法、应急能力等建设,配备必要的监测仪器设备、现场执法装备等。着力提升队伍业务素质,省、市每年分别至少开展1次土壤环境监测技术人员培训。

3.4加快科研投入,提升防治水平

充分发挥高等学校、研究机构、企业等自身科研优势,开展土壤污染调查监测、风险管控、治理修复等关键技术研究。建设土壤污染防治实验室、科研基地,加快推进科研基础设施建设;在各级科研课题中设立土壤污染防治专项,加大对土壤污染防治类科研项目支持力度;加快土壤污染防治研究成果、技术的转化和推广应用,促进产业化发展。

3.5开展宣传教育,提升保护意识

第6篇

    1.1土壤环境

    本文所讲的土壤环境是指影响土壤发生变化的各种因素。主要强调可供观察、变化周期短的相关因素,例如气候条件、生物因素、时间因素。其中,气候条件是指不同气候带的土壤能够显示有特色的特征;温度和水分的不同影响风化和沥滤程度;风可以移动沙子和其他碎粒;降水的类型和数量影响土壤形成,协助了发展不同土壤剖面;季节和日常温度波动影响土壤动力、冰冻和融化时风化影响水的效力是一个打破岩石和其他结实物质的作用结构;温度和降水率影响生物活动、化学反应速率和其他植物被覆的种类。生物因素是指植物、动物、真菌、细菌与人类会影响土壤的形成,动物与微生物混合土壤并形成洞穴与孔隙,使得水汽与气体能够在土壤内移动;植被也有许多不同的方式来影响土壤的形成,其可以避免雨水冲刷土壤表面防止表面径流(surfacerunoff);植物也可以遮蔽下方土壤,使土壤保持较低温度与降低蒸发散量进而保留更多的水分;植物也会借由蒸散作用(transpi-ration)来加速土壤水分的散失,可以合成新的化学物质,借此来打破或者形成土壤颗粒;植物的根系会在土壤中形成通道[1];人类的活动亦会影响土壤的形成,包括借由移除土壤的植被使得土壤被冲蚀;混合不同土壤层,使得被翻搅至上层为风化的土层开始风化,并重新开始土壤的形成过程。时间因素是所有因素中必须的条件:随着时间的推移,土壤变化特征依赖于其它的形成因素,土壤的形成需要时间,并与其他因素的相互影响,土壤是在不断变化的。

    1.2土壤信息系统

    土壤信息系统是指由土壤资料建立起来的数据库语言与软件系统。可用以指导施肥、灌溉、土壤管理,也可对土壤的性状改变进行监测、预报、调控,是地理信息系统、农业信息系统的组成部分。

    2技术平台构成

    2.1基础信息平台

    基础信息平台主要是通过综合运用RS,GPS和数字化控制系统(DigitalControlSystem,DCS)等技术手段,快速采集相关的自然地理信息,社会经济属性信息等数据,结合计算机网络,GIS技术,数据库技术等建立空间数据库及其对应的属性数据库,实现数据的有效存储管理。基础信息平台的构建要充分考虑土壤信息标准化,建立元数据标准和数据共享体制,将获取的各类信息和数据进行规范化处理,最后统一入库。构建标准化和规范化的农业环境信息数据库与共享平台机制。

    2.2信息服务平台

    信息服务平台是实现资源共享、统一标准的保障,由信息服务中间件、模型库、知识库和资源服务管理器等组成。1)信息服务中间件[2]信息服务中间件是信息服务平台的核心。该土壤环境监测信息系统的中间件主要包括时空GIS中间件、WebGIS中间件以及三维虚拟中间件。2)模型库模型是现实业务应用数字化处理的技术核心,模型库是一个庞大的业务处理集,是按照共享协议和相关标准而编制的功能单元的集合。3)知识库知识库是数据库概念在知识处理领域的拓展和延伸。知识库管理系统所涉及的关键技术主要有知识获取、知识表示以及知识库组织、维护以及调用等几个方面。4)资源服务管理器资源服务管理器是面向用户的,通过应用服务平台的一个窗口,实现用户对共享资源的查询检索、登记注册以及获取使用等功能[3]。

    2.3决策应用平台

    决策应用平台是该信息系统平台建设的最终目的。直接面向土地管理部门的工作人员。它是在信息服务平台的支持下,调用基础信息平台获取的土壤基础信息和动态监测信息,对信息进行分析、预测和评价,满足管理的业务需求,为各管理决策部门提供科学、合理的优化方案和决策信息。

    3系统总体设计

    3.1系统总体设计思想

    首先,系统站在实用化、科学性的高度,采用面向服务的设计思想,面向空间实体及其关系的数据组织、高效海量空间数据的存储与索引,将农业管理工作纳入计算机网络信息管理之中;其次,平台的设计要遵循当前主流的接口规程、协议标准和当前流行的组件技术,采用面向对象的软件工程技术;最后,平台的设计在考虑满足当前土地利用需求的同时,充分考虑了后续工作的相关性。图1为土壤环境动态监测信息系统登录界面。

    3.2系统运行环境设计

    1)系统的硬件环境设计系统运行在网络环境下,由数据库服务器、应用服务器、WebGIS服务器以及相应的网络设备组成。本系统的操作模式主要采用B/S与CIS相结合的方式。用户应用功能模块采用B/S模式。数据编辑功能模块采用CIS模式,来提高空间数据的存储效率。2)系统的软件环境设计本系统中,软件环境设计中的数据库设计首选Ora-cle9i系列,备选SQLServer数据库。

    3.3系统逻辑结构设计

    系统平台在逻辑上分为四个逻辑层:信息表示层、应用服务层、数据存储层和支撑技术层。其中,支撑技术是系统的理论基础,包括3S技术、DSS技术、基于组件的软件开发技术和WebGIS技术等。在整个框架中标准规范及数据定义、软硬件网络配置这两大部分贯穿于系统架构的始终。

    3.4系统数据库设计

    数据库设计是系统平台建设的核心内容。数据库顾名思义,主要进行数据的存储、更新、维护和备份等工作。因此,数据库系统应该选择性能稳定、功能强大和安全性级别比较高的大型数据库系统(如图2所示)。例如Ora-cle9i系列。3.4.1数据库的逻辑结构设计数据库的逻辑结构设计是将整个数据库的框架设计出来,为系统应用设计奠定基础。土壤环境动态监测作为本系统的总模块,该总模块设计中表与表之间的关系如下:1)环境监测点基本属性表(TG_Envi_MonitorPoint-Baselnfo)这是一个图层数据表,是环境动态监测业务点的核心表,对于监测点这个图层信息的描述、对监测点环境的评价等,都会与此图层发生联系,因此对于其他表的设计都要围绕这个表。监测点的基本信息保存在此表中,监测点ID为主键,植物的名称为外键,对于不可为空的字段给出了约束。2)土壤环境监测点代表实际面积图(TG_Envi_Moni-torFactArea)该表也是图层数据表,存储着监测点实际代表面积及相关信息,它通过对应的主键监测点ID与监测点基本信息表建立联系,以获取监测点的一些基本信息。3)土壤环境监测点代表推算面积图(TG_Envi_Moni-torSupposeArea)这是根据监测点基本信息来推算监测点面积的图层数据,为面图层。通过主键监测点ID与监测点基本信息建立联系。4)土壤环境监测信息父表(TA_Envi_Monitoring)土壤环境监测的总信息保存于该表中,监测信息ID为主键,通过主键监测点ID与监测点图层数据表建立联系,该表主要保存pH的信息,以判断监测点的酸碱度。5)土壤环境监测信息子表(TA_Envi_Monitoringltem)该表中保存具体监测项(铜、汞、砷、铅、铬、镉等)的信息,监测信息项ID为主键,通过主键监测信息ID与监测信息父表建立联系,通过监测项目ID写评价标准监测项代码表建立联系。6)评价标准监测项代码表(TC_Envi_Standardltem)该表中保存国家规定的对标准监测项的值,标准监测项ID为主键,通过外键评价标注ID与评价标准代码表建立联系。7)评价标准代码表(TC_Envi_MonitoringStandard)该表存放着评价标准的名称、代码和综合污染指数等信息,通过外键评价标准ID与评价标准监测项代码表建立联系。8)土壤环境监测结果父表(TA_Envi_DetectResult)土壤环境监测的结果和评价结果存放于此表中,此表中主要的保存信息是综合污染指数和执行标注ID,通过外键监测信息ID与土壤环境监测信息父表建立联系。9)土壤环境监测结果子表(TA_Envi_DetectItemRe-sult)土壤环境监测的每个具体的单项结果保存于此表中,通过外键监测结果D与土壤环境监测结果父表建立联系。3.4.2数据库的物理结构设计数据库的物理结构设计是将逻辑结构设计的模型在实际的物理存储设备上加以实现,从而建立一个具有良好性能的物理数据库。由于土地信息的数据类型多样,信息量大,例如不同比例尺下的基础地理信息、遥感影像等,因此,为了便于对海量数据的存储和多用户的并发访问的支持,采用了Oracle9i系列作为后台数据库。同时,为了将在不同地点的空间数据联系起来,实现信息共享,将数据库的存储设计成分布式存储。3.4.3遥感影像数据库设计遥感影像数据库可以分为影像元数据库和影像数据库两部分。影像元数据库用于存储、管理遥感影像元数据中的数据,影像数据库用于存储、管理影像数据。对于每一幅导入的专题影像,为其提供一个ID号和影像名称,该ID号在系统中唯一标识该幅影像,我们称之为影像ID。通过影像ID把每幅图像的影像数据与元数据关联起来[4](如图3所示)。由于遥感影像数据量比较大,为减少影像的存储空间还需要对影像进行压缩处理,然后进行存储。当用户调用数据的时候,首先对数据进行解压缩处理,然后再返回给用户。3.4.4数据库的安全设计数据库的安全包括系统的安全和数据的安全两类。系统安全性是指在系统级控制数据库的存取和使用的机制,包括有效的用户名/口令组合,用户的资源限制,用户可执行的操作等。数据的安全性是指保护数据以防止不合法地使用造成数据泄漏、更改和破坏。数据的安全性设计上要注重对数据库默认用户的管理,角色与权限,数据库的应用权限设计,以及注意对数据的加密。

第7篇

关键词:滨海新区;重金属;土壤污染;综合评价

中图分类号:X53 文献标识码:A DOI 编码:10.3969/j.issn.1006-6500.2014.05.013

土壤环境的安全问题是农业生态环境安全的核心,土壤污染与防治已成为环境科学和土壤科学共同关注的热点[1]。土壤重金属污染具有潜伏性、滞留时间长、移动性差等特点,从遭受污染到产生后果有一个逐步积累的过程,因此,对于土壤重金属污染的监测已成为农业环境保护的重要内容之一。分析监测土壤重金属元素的含量变化和分布特征,可为调控土壤重金属的活性与毒性、制定合理的控制标准及选择修复技术提供必要的理论依据[2-4]。天津市滨海新区原来是农业区,自20世纪80年代以来,郊区开始出现较大规模的企业,其产生的废水、固体废弃物数量明显增加,污水排放及工业固体废弃物的扩散,导致水环境不断恶化。地下水污染、污水灌溉及碱渣扩散也使得污染物直接或间接进入土壤,影响到土壤环境质量,成为该地区土壤污染的主要原因之一[5-7]。近年来,随着滨海新区的快速发展,土地利用转型使得原有的土壤污染压力得到一定的缓解,但现有的基本农田中依旧存在污染的风险。因而,系统地开展农田重金属污染状况的调查具有重要的理论和实际意义。目前,在滨海新区的环境监测部门中,针对大气、水体和固废的监测已积累了丰富的资料,而对于土壤污染的数据还相对较少。所以,适时地补充该地区土壤中污染物含量与分布的信息显得十分必要。本研究以滨海新区现有的部分基本农田、果园、菜地和湿地土壤为研究对象,拟通过分析土壤中重金属含量,了解其主要污染物的分布特征,以期为正确认识该地区的土壤环境现状提供必要的科学依据。

1 材料和方法

1.1 样品采集

按照土壤的利用现状选择了农田、蔬菜地、果园及湿地4种类型的土壤。土样采集于2009年8月,采样点分布如图1所示。采集0~20 cm的表层土壤样品,自然风干后磨细,过0.25 mm土壤筛。土壤理化性质参见文献[8-10]。不同土壤样品的pH值分布为:农田土壤中6.5~7.5之间和>7.5的样品各占50%;菜地土壤均为6.5~7.5之间;果园土壤均>7.5;湿地土壤90%为6.5~7.5之间,10%为>7.5,并以此作为选择土壤环境质量评价标准的依据。

1.2 测定方法

土壤中重金属Cu、Zn、Pb、Cd、As、Hg、Cr、Ni全量的分析测定按照《土壤环境质量标准》(GB l5618―1995)[11]和《土壤环境监测技术规范》(HJ/T 166―2004)[12]规定的步骤进行。所用试剂均为优级纯或分析纯。土壤中铜、锌、镍、铅、镉、铬采用盐酸―硝酸―氢氟酸―高氯酸体系消解,原子吸收及分光光度法测定;土壤总砷和汞采用硝酸―高氯酸消解,原子荧光光度法。

1.3 土壤污染评价因子及方法

研究区土壤为城郊土壤,根据国家标准《农产品安全质量:无公害蔬菜产地环境要求》(GB/T 18407.1―2001)[13]、土壤环境质量标准(GB 15618―1995)[11],选取国标中的8种元素(Cu,Zn,Pb,Cd,As,Hg,Cr和Ni)作为评价因子。评价方法采用单项污染指数和Nemerow综合污染指数法[14]。依据土壤样本pH值测定结果,标准限值采用土壤二级指标中相应的pH值要求(pH 6.5~7.5及>7.5的数值),农田和蔬菜地以农田的标准比对,果园土壤采用对应的果园标准,湿地土壤采用国家标准中相近的稻田土壤标准进行比较。土壤污染等级划分参照夏家淇[15]及姜芝萍[16]报道的方法。

2 结果与分析

2.1 不同土地利用方式土壤重金属分布特征

天津市滨海新区不同利用状况下土壤中8种元素含量测定结果如表1所示。由表1可以看出,研究区域内土壤重金属含量较天津土壤重金属背景值[17]有明显的增加,Cu、Zn、Pb、As、Hg、Ni的测定平均值分别为背景值的2.19,2.30,2.39,1.66,12.46,2.47倍,Hg的增加量最大;Cd和Cr为背景值的0.87和0.99倍,与背景值相当。

2.1.1 土壤中Cu含量变化 在4种土地利用类型中,农田土壤中铜含量的平均值达到50.10 mg・kg-1,菜园土壤中为58.59 mg・kg-1,果园土壤中为71.33 mg・kg-1,湿地土壤中为53.90 mg・kg-1。不同土地利用方式的土壤Cu含量变化如图2所示。由图2可以看出,农田和湿地土壤中不同采样点之间差异较大,而在蔬菜地之间差异较小,果园土壤中总体上大于其他类型的土壤。湿地中的S19样点含量最高,达到128.83 mg・kg-1,这与其处于碱渣堆附近的位置有关。农田采样点中的S5~S7和湿地中的S25及S26的铜含量相对较低。

2.1.2 不同土地利用方式土壤Zn含量变化 不同利用类型土壤中,农田土壤中锌含量的平均值达到104.3 mg・kg-1,菜园土壤中为160.1 mg・kg-1,果园土壤中为127.0 mg・kg-1,湿地土壤中为156.6 mg・kg-1。不同土地利用方式的土壤锌含量变化如图3所示。由图3可以看出,农田中除S3和S4样点含量较高外,其他样点集中在80 mg・kg-1上下;5个菜地土样的总体含量较高,含量分布在142.87~182.26 mg・kg-1之间;2个果园土壤中锌含量分别为109.5~144.5 mg・kg-1,显著低于菜园土壤中的含量;10个湿地土壤中含量差异较大,含量在106.1~247.4 mg・kg-1之间,其中S19样点的含量最高。

2.1.3 不同土地利用方式土壤Pb含量 不同土地利用方式的土壤铅含量变化如图4所示。由图4可以看出,农田土壤中的平均值达到29.71 mg・kg-1,但S3和S4样点的含量显著高于于其他样点;菜园土壤中平均为49.23 mg・kg-1,各采样点的铅含量在40.15~53.74 mg・kg-1之间,总体上含量较高;果园土壤中为35.14 mg・kg-1,尽管2个样点分布在海河南北,但二者之间差别较小;湿地土壤中平均为44.01 mg・kg-1,除S17和S19样点的铅含量达到73.84和85.67 mg・kg-1外,其他点的含量均在20.08~49.35 mg・kg-1之间。

2.1.4 不同土地利用方式土壤Cd含量 不同土地利用方式中土壤镉含量变化如图5所示。由图5可以看出,农田土壤中的平均值达到0.086 mg・kg-1,菜园土壤中为0.325 mg・kg-1,果园土壤中为0.131 mg・kg-1,湿地土壤中为0.137 mg・kg-1。在全部25个采样点中,镉含量在0.060~0.336 mg・kg-1之间,平均值为0.139 mg・kg-1,低于天津市土壤镉背景值(0.16 mg・kg-1)。农田土壤的含量均较低,菜园土壤中有4个样点超出背景值且含量较高(在0.228~0.303 mg・kg-1之间)、果园和湿地土壤中,除S19样点含量较高外(0.336 mg・kg-1),其他样点均低于土壤背景值。

2.1.5 不同土地利用方式土壤As含量 不同土地利用方式的土壤砷含量变化如图6所示。在4种土地利用类型中,农田土壤中的砷含量平均值为14.97 mg・kg-1,菜园土壤为15.92 mg・kg-1,果园土壤为13.54 mg・kg-1,湿地土壤的砷含量最高,达到18.36 mg・kg-1,但除S19样点含量较高(31.51 mg・kg-1)外,其他样点在11.71~20.51 mg・kg-1之间。总体上看,土壤砷含量分布比较均匀,但超出了土壤背景值。

2.1.6 不同土地利用方式土壤Hg含量 不同土地利用方式的土壤汞含量变化如图7所示。在4种土地利用类型中,农田土壤中Hg含量平均值为0.360 mg・kg-1,菜园土壤的砷含量为0.707 mg・kg-1,果园土壤为0.271 mg・kg-1,湿地土壤的砷含量最高,达到0.768 mg・kg-1。由图7可以看出,农田超出背景值的有3个样点,菜园和果园中超出背景值的有4个样点,而在湿地土壤中,90%的样点超出背景值,表明湿地土壤中汞的累积比较显著。

2.1.7 不同土地利用方式土壤Cr含量 不同土地利用方式的土壤铬含量变化如图8所示。4种不同土地利用类型中,菜园土壤中铬的平均浓度最高,达到75.26 mg・kg-1,其次为农田73.24 mg・kg-1,果园土壤中为71.06 mg・kg-1, 湿地土壤中为69.22 mg・kg-1。在25个样点中铬含量超出背景值的点占38.5%,但总体的平均值为71.86 mg・kg-1,低于背景值72.65 mg・kg-1,不同样点之间的Cr含量分布比较均匀。

2.1.8 不同土地利用方式土壤Ni含量 不同土地利用方式的土壤镍含量变化如图9所示。4种土地利用类型中,菜地土壤的镍含量平均浓度达到最高76.10 mg・kg-1,其次为湿地土壤71.90 mg・kg-1,农田和果园土壤含量分别为59.36 mg・kg-1和50.28 mg・kg-1。与天津市土壤背景值比较,在供试的25个土样中Ni含量均远远超出背景值,反映出土壤Ni含量的变化是影响该区土壤环境质量的要素之一。与其他元素类似,在农田中的S3~S4样点、菜地中的S10~S13样点及湿地中的S17~S25样点检出的Ni含量显著高于其他样点,反映出其污染途径具有相似性。

2.2 土壤环境质量状况评价

以国家土壤环境质量标准为基础,通过计算单项污染指数和Nemerow综合污染指数,得出滨海新区不同土地利用方式下不同重金属对土壤环境质量的影响现状(表2)。依据土壤样本pH值测定结果,标准限值采用土壤二级指标值,农田和蔬菜地以农田的标准比对,果园土壤采用对应的果园标准,湿地土壤采用国家标准中相近的稻田土壤标准进行比较。

从单项污染指数来看,采样区的25个土壤样本中Cu、Zn、Pb及Cr的Pi值均小于1,表现为清洁;除湿地土壤中S19样品外,Cd和As在其他24个样本中也达到清洁水平。样品S19的PCd和PAs分别为1.121及1.260,属于轻度污染,这与该采样点位于过去的晒盐场地附近有关。Hg和Ni是该地区污染率较高的元素,在25个样本中有16个达到轻度以上的污染水平,污染率均为64%,其中S19的Hg污染达到中度污染水平,表明该地区的Hg和Ni存在较大的污染风险,并且Hg和Ni的污染分布具有同步性。从不同利用类型土壤中的分布来看,农田的轻度污染率为37.5%,蔬菜地为80%,果园属于清洁,湿地土壤中为90%。分析其污染的原因,Hg和Ni污染与该地区污水中Hg和Ni排放有密切关系。湿地土壤主要分布在盐场、河口区域,排污河及海河水质污染是导致超标的主要原因。蔬菜地灌溉量大,灌溉水污染可导致土壤中累积量增大。从样点分布看,农田中的S3和S4、菜地中的S10~S13均分布在海河附近,所以存在较大的污染风险。

从综合污染指数看,25个样本中8%属于轻度污染,包括菜园土壤S10和湿地土壤S19;综合指数超过警戒级阈值(>0.7)的样本数占52%,包括了农田中的S3和S4样本,菜地土壤中的S11~S13,湿地土壤中的S17、S20~S26样本;样本中达到安全级别的占40%,以农田和果园土壤为主。

3 结论与讨论

土壤重金属的来源受成土母质、气候、人类活动等多种因素的影响,不同地区、不同种类的土壤、特别是人类活动较为频繁、容易受到扰动和污染的各种农用土地[18]。在针对土壤环境问题的研究和管理过程中,我国相继公布了土壤元素背景值和土壤环境质量标准,确定了Cu、Zn、Pb、Cd、As、Hg、Cr及Ni等8种重金属和类金属元素的含量限值,为土壤污染评估提供了必要的判别参考依据。由试验结果可知,除Cd和Cr外,其他元素的平均值均超出公布的天津市土壤元素背景值,其原因一方面与这些元素在土壤中的现存浓度或许较30年前有所增加有关,另一方面也与当年背景值测定时选取的采样地点和土壤类型有关。本研究主要是以滨海新区的土壤为研究对象,而背景值可能包括天津市较大的土壤范围,其土壤类型会有一定差别,因此,利用背景值仅仅是一种评估污染状况时的参考,而更主要的是以国家土壤环境质量标准为依据。

在监测的数据中,滨海新区不同类型土壤中Hg和Ni存在较大的污染风险,在25个样本中的污染率均为64%,污染分布具有同步性,并且主要分布在菜地和湿地土壤中。这一现象或许与人为活动导致的水污染有一定关系。在滨海新区特定的土壤环境下,其土壤以砂质为主,土层薄,导致水与土壤交换过程加剧,海河水系带入的污染物及过去晒盐过程引起的水与土壤中物质交换增加也许是其土壤中Hg和Ni元素积累量变化的重要原因。同时土地利用类型对土壤重金属含量分布的影响具有一定差异,农田的轻度污染率为37.5%,蔬菜地为80%,果园属于清洁,湿地土壤中为90%。综合污染指数评价的结果表明,25个样本中8%属于轻度污染,超过警戒级阈值的样本数占52%,达到安全级别的样本占40%。总体上表现为农田和果园土壤比较清洁,而蔬菜地和湿地土壤中存在一定的污染风险。

关于土壤污染状况的评估问题,目前学者们也有新的认识和共识,污染物在土壤中的含量(总量)高低不仅仅是判别土壤是否被污染的唯一依据,而要结合污染物受体是否产生危害及危害性的大小进行全面评估[19-20]。生物是土壤中的主要受体,污染物是否对生物产生毒害效应也需要结合土壤中污染物的存在形态、生物的蓄积量和毒性表现形式等多方面因素综合评判[21-22]。因此,监测土壤中重金属的现存量对于评价土壤可能存在的环境污染风险具有一定的意义。依据土壤环境质量标准的限值可知,其超标量越大则污染的风险亦越大。

参考文献:

[1] 中国科学院农业领域战略研究组. 中国至2050年农业科技发展路线图[M]. 北京:科学出版社, 2009.

[2] 罗金发, 孟维奇, 夏增禄. 土壤重金属(锡,铅,铜)化学形态的地理分异研究[J]. 地理研究, 1998, 17(3): 265-272.

[3] 王家兵. 天津城市发展中的若干环境地质问题[J]. 地质调查与研究, 2004, 27(3): 164-168.

[4] 周启星, . 我国农业土壤质量基准建立的方法体系研究[J]. 应用基础与工程科学学报, 2012, 20(S1): 38-44.

[5] 马兴, 胡万里, 邵德智, 等. 海河塘沽段水污染指数变化及其原因分析[J]. 水资源与水工程学报, 2008, 19(1): 69-76.

[6] 陈霞. 塘沽区污水资源化利用对策研究[D]. 杨凌:西北农林科技大学, 2007.

[7] 刘新菊. 用循环经济理念促进工业固体废物资源化[D]. 杨凌:西北农林科技大学, 2008.

[8] 杜微, 曲东, 王静, 等. 天津滨海新区不同土壤的生物学性状及土壤质量评价[J]. 西北农业学报, 2011, 20(4): 200-206.

[9] 马文梅, 王静, 曲东, 等. 天津市塘沽区不同土地利用状况下土壤盐分变化特征[J]. 西北农业学报, 2011, 20(12): 152-157.

[10] 杜微. 天津市塘沽区不同利用类型土壤生物学特征及其土壤质量变化研究[D]. 杨凌:西北农林科技大学, 2011.

[11] 国家环境保护部, 国家技术监督局. GB 15618―1995 土壤环境质量标准[S]. 北京: 中国标准出版社, 1995.

[12] 国家环境保护部. HJ/T 166―2004 土壤环境监测技术规范[S]. 北京: 中国环境出版社, 2004.

[13] 国家质量监督检验检疫总局. GB/T 18407.1―2001农产品安全质量蔬菜产地环境要求[S]. 北京: 中国标准出版社, 2001.

[14] 丁桑岚. 环境评价概论[M]. 北京: 化学工业出版社, 2001.

[15] 夏家淇. 土壤环境质量标准详解[M]. 北京: 中国环境科学出版社, 1996.

[16] 姜芝萍, 杨俊衡. 城市重点污染区土壤重金属污染评价标准探讨[J]. 安全与环境工程, 2010, 17(1): 57-60,64.

[17] 中国环境监测总站. 中国土壤元素背景值[M]. 北京: 中国环境科学出版社, 1990.

[18] 郑袁明, 陈同斌, 郑国砥, 等. 北京市不同土地利用方式下土壤铜的积累及其污染风险[J]. 自然资源学报, 2005, 20(5): 690-696.

[19] 宋玉芳, 周启星, 宋雪英, 等. 土壤整体质量的生态毒性评价[J]. 环境科学, 2005, 26(1): 130-134.

[20] 夏家淇, 骆永明. 关于土壤污染的概念和3 类评价指标的探讨[J]. 生态与农村环境学报, 2006, 22(1): 87-90.

第8篇

摘要 根据2014年全国土壤污染调查结果显示,我国土壤环境不容乐观,对于污染土壤进行治理修复是现实的迫切要求。土壤修复制度是土壤环境保护立法的重要内容,法律应该将土壤修复作为一项法律义务、管理制度和制裁措施加以规定。土壤修复制度的内容包括修复的义务、规划、目标、标准、公众参与机制、商业模式、法律责任和监督管理等内容。

关键词 土壤污染;土壤修复;制度;立法

2014年国家公布的全国土壤污染调查结果显示,我国土壤污染已经相当严重。目前,我国各大城市的更新改造和产业的升级换代仍在进行中,更多的污染地块还会暴露显现,土壤污染问题已经引起社会的普遍关注,对于污染土壤进行治理修复是时代的要求。土壤属于难以再生或者不可再生的战略资源,由于污染而闲置土地或者无法有效利用土地会造成极大的浪费,还会增加对清洁土壤的开发强度。所以,污染土壤的治理修复是各国土壤环境保护立法的重要内容。

土壤修复制度立法的总体考虑

土壤修复的法律定位

土壤修复是指运用物理、化学、生物等技术方法,使受到污染和破坏的土壤恢复正常功能。土壤修复制度是法律对土壤修复活动所做的制度安排。修复污染土壤主要是基于两大基本考虑,一是消除土地上的污染及其不良影响,保障人体健康和环境安全;二是进行污染土壤的再开发利用。自20世纪70年代以来,由于土壤污染的加剧,土壤修复成为一项法律要求。

从法律的角度来讲,土壤修复具有三个法律性质:第一,是一项法律义务。由于土壤污染侵害了公众的健康、财产以及环境的安全,基于污染者负担原则,土壤修复成为法律规定的一项义务,造成土壤污染的责任主体必须负起相应的责任,消除土壤上的污染危害,恢复土壤的功能和价值。第二,是一项法律制度。土壤修复工作技术复杂、耗时长、涉及面广,必须将其制度化,以保障其长远、普遍、规范地实施。作为一项制度,必须有可反复适用的普遍性要求、规范性的内容、强制性的法律后果。第三,是一项法律制裁措施。造成土壤污染后,土壤修复是法律救济措施之一,受害者可请求法院判决责任人承担土壤修复责任。

土壤修复制度与其他土壤环境保护制度的关系

土壤环境保护是一项复杂的系统工程,相关的制度有很多,如土壤调查制度、土壤档案制度、分级分类管理制度、环境风险评估制度、风险管制制度和修复制度等,土壤修复制度是其中一项,该制度与其他制度紧密相连,甚至需要以其他制度为前提。由于中国受到污染的土壤很多,不可能也没有必要都进行修复,一般情况下只有经过对污染土壤的环境风险评估,确认有修复的必要和可能时,才进行修复。土壤修复制度只是管制污染土壤环境风险的措施之一,所以,土壤修复制度的设计必须放在土壤环境管理的总体框架下考虑,与其他制度和措施相协调。

尽管土壤修复属于末端应对方法,但是修复活动尽量前移仍有助于避免或减轻损害后果。因此有必要构建边开发、边修复,边建设、边修复的经济、生态建设一体化模式,将土壤修复行为融入开发建设全过程。这就需要将土壤修复的责任与现行环境管理制度相结合,如在环境影响评价制度中要求建设项目和规划环境影响评估的内容包括生态环境损害评估和土壤修复措施的内容;在颁发环境许可证时可以在许可证中要求持证人承担恢复环境损害的内容;在污染治理制度中增加土壤修复的内容。在企业停业、关闭,资源开发活动结束,建设活动完成等阶段,要求活动主体清除其行为对土壤的不良影响,修复土壤。此外,由于土壤的修复周期长,等待修复完全结束再进行开发可能会影响各相关利益方的利益,所以修复也可以与开发同时进行,在严格的管理之下进行有限地开发和利用。这样建立污染土壤修复过程的监督管理和治理设施的维护运营管理也十分重要。

农业用地修复与工业场地修复的关系

国外土壤环境立法很少有农业用地修复这种提法,因为修复往往指将污染清除,农业用地受到污染后,一般受影响面积大,由于成本太高无法进行快速的污染清除,此外,为了保护及恢复用地生产力,一般不适宜采取物理、化学等修复方法,更多地采用种植结构调整、农艺结合、生物萃取等方法进行污染清除,这些方法被认为是一种环境整治,而不是环境修复。在我国,实践中所进行的土壤修复包括农业用地修复,在一些地区(如湖南省)农业用地修复甚至是土壤修复的重点。但是,农业用地(特别是耕地)和工矿业场地在遭受污染方式、污染特征、对人体危害的暴露方式和危害机理等方面有所不同,土地的所有制形式、治理修复的方式、开发利用的模式、基金来源等也有极大差异,因此,对土壤立法时,有必要针对农业土壤保护和工业场地环境风险管制适当分开立法,根据两者的特征分别规定修复方式和目标、责任主体、资金来源、监督管理等,以增强土壤立法的实用性和针对性。

土壤修复法律制度的设计

土壤修复作为土壤环境保护及管理的一项新的制度,在土壤环境保护立法中占有重要位置,其具体内容应该包括如下方面。

土壤修复的法律义务及义务主体

土壤修复旨在控制土壤污染风险。立法应规定土壤修复是政府及造成环境污染、破坏的责任者的一项法律义务。当有关单位和个人的活动造成土壤污染或损害时,根据污染者负担原则,排污者有义务承担清除污染和危害、恢复环境状况的责任;当特定区域的环境质量恶化,对人体健康和财产造成危害或者威胁时,当地政府有义务组织环境区域土壤修复,改善环境质量。当然,排污者和政府责任有所不同,排污者主要对其个体行为产生的后果负责,政府在无法区别个体责任或责任主体灭失、或者责任主体丧失责任能力的情况下承担责任。国外经验显示,确定一个更广的责任主体范围有利于解决土壤修复责任主体确定困难、资金需求量大等难题。污染责任者的范围包括污染排放设施的所有者和经营者、污染处理设施的所有者和经营者、污染场地的所有者和使用者、污染物的运输单位等。当然,修复并不一定由政府和司法机构强制启动,也可以由企业或者业主基于商业目的自愿进行。无论是强制修复还是自愿修复都需要符合相关的标准及要求。

土壤修复规划

目前,我国受到经济、技术条件限制,不可能对所有受污染的环境区域和场地进行修复,需要通过制定修复规划或计划来确定修复对象、目标和具体要求。土壤修复规划或计划属于宏观法律规制,是在事前对土壤修复进行总体和长期安排,要求首先要对各个区域或地区受污染地块进行调查,在此基础上,根据污染状况和人体健康、环境安全需要,列出治理、修复对象的优先名目清单,并设定修复行为的宏观目标,部署总体行动。根据土壤修复的不同类别,修复规划应制定短期、中长期和突发生态环境事件应急修复规划,并对不同阶段的修复设定不同目标和行动纲领。对此,法律应明确土壤修复规划制定主体、权利义务和法律责任,保证规划的有序进行和有效实施。土壤修复计划是对具体地块的修复工作而制定的方案,包括采用的标准、达到的要求、时间安排、技术手段等。

土壤修复的目标及标准

土壤修复的原则性目标是消除污染土壤对人体健康和环境安全的危害和威胁,恢复土壤的特定用途。具体目标是由土壤环境标准确定。但在实践中如何确定具体适用的修复标准有两种不同的模式。一是适用统一标准;二是基于风险控制的标准。前一模式要求所有的修复工程都达到统一标准,这一标准可满足各种土壤用途的要求,不管场地处于什么位置,将来的用途是什么。后一模式在适用标准时往往根据地块环境评估的结果、人体暴露值、地块将来的用途等做出不同的调整。欧洲国家多采用前一模式。美国和加拿大等国采取的是后一模式,两种模式各有利弊,统一标准模式对污染者一视同仁,不必支付太多的谈判和沟通成本。不利之处是不加区别地适用统一标准不能针对土地开发利用的具体要求,可能造成过度修复,成本过大,不利于鼓励污染土壤的再开发。后一模式灵活性强,有针对性,有助于鼓励污染土壤的再开发利用,但是沟通成本大,决策过程复杂,在确定修复方案过程中投入专业技术力量大。中国历来有适用统一环境标准的传统,但是中国的国情复杂,区域差异大,统一标准缺乏针对性。此外,中国污染土壤修复刚起步,政策的制订也需要考虑到修复成本对于社会的影响,建议我国在完善土壤环境质量标准的前提下,逐步从统一标准模式向基于风险控制的标准模式转变。

土壤修复社会参与机制

公众参与是土壤修复中的重要一环,有效的公众参与可以保障公众的环境权,缓解污染场地周边的紧张关系,帮助寻求合适的修复方案,监督修复过程,补充政府执法力量的不足。应该在制订污染土壤管理政策、风险控制措施直至具体修复治理、资金筹措工作等不同决策层面上,全面开展利益相关方的对话与磋商,促进形成共识的互动过程。我国土壤修复过程中的公众参与严重不足,主要原因是缺少相关法律依据、缺乏公众参与意识及相关渠道。建议在“土壤环境保护法”中明确规定公众参与制度,要求政府及污染土壤相关管理部门在土壤修复方案制定、修复验收等环节组织公众参与,设立专门的公众交流机构,建立良好的沟通机制。加强对公众的风险教育及参与能力建设。当公众参与权受到侵犯时提供法律救济。

污染土壤修复及其他受损害环境的修复行为从某种程度上而言属于公益事业,需要号召全社会各个层面力量的广泛参与,引导鼓励公众参与修复计划的制定、实施,对政府和企业行为进行有效监督,鼓励公众参与土壤修复机制的科学研究和技术开发,并为此贡献智力、物力和财力等。

土壤修复的商业模式

目前从事环境修复的企业有上百家,但是对于修复企业而言,土壤污染修复领域的资金壁垒和技术壁垒都很高,行业及市场发展缓慢。我国土壤污染防治的中期目标是:“到2020年,法规和标准体系初步建立,土壤污染修复基本实现市场化,农业土壤环境得到有效保护,工业污染场地开发依法有序,大部分地区土壤污染恶化趋势得到遏制,部分地区土壤环境质量得到改善,全国土壤环境总体状况稳中向好。”要实现这个目标,当前亟需在明确责任主体和质量标准的前提下,按照“谁污染,谁付费” “谁投资,谁受益”“环境污染第三方治理”等基本导向,尽快建立起新型的商业模式,鼓励与引导社会资本投入到土壤环境保护事业中,改变当前土壤污染防治主要由中央财政投入的单一局面。

土壤修复的基金保障机制

土壤修复需要耗费巨额资金,仅靠责任人单一的资金来源难以解决,各国趋于建立社会化的多元资金途径。生态问题的根源是外部不经济性,需从设置环境资源开发行为的经济成本人手,由开发利用生态资源、造成生态问题、获得经济利益的主体承担主要生态修复资金义务。此外,生态环境改善属于公共利益范畴,政府理应投入部分资金。通过政府财政投入和转移支付、政府通过各种财源建立的修复基金、企业缴纳生态环境补偿费和生态修复保证金、社会捐助、银行贷款等方式建立生态修复资金来源渠道,形成有力的资金支撑机制。合理的资金机制可以保证开发利用主体对土地资源的谨慎开发,同时避免生态事故后“一走了之”局面的发生。建议在“土壤环境保护法”中规定环境基金制度支持土壤修复,还可以通过要求高危行业企业交纳土壤修复保证金的方式保证对受损环境修复的资金需要。

不履行土壤修复责任的追究机制

土壤修复既是一项管理制度,也是一项法律责任。为了顺应土壤修复的要求,我国的法律责任体系应进行如下革新。一是明确规定不履行修复责任的法律制裁措施。二是扩大损害赔偿范围。将法律救济的范围从传统损失扩大到生态损害,将环境恢复期间环境资源和环境服务价值暂时丧失的损失纳入损害赔偿之列,并对其做出具体的规定。三是明确修复成本追偿机制。当政府或者其他单位和个人代替责任人履行了修复环境的责任后,有权向责任者追偿修复成本。四是延长诉讼时效。将责任人承担法律责任的时效延长,在特定情况下可溯及既往。五是在潜在责任主体之间建立连带责任。六是建立土壤修复责任社会化机制,如通过建立环境保险制度、环境基金制度等来分化和分担土壤修复责任。

土壤修复的监管机制

中国目前土壤修复的管理体制主要有两种类型:一种是环保部门主导,其他部门参与;另一种是城市土壤修复由国土部门主导,农村耕地修复由农业部门主导,环保部门对污染治理实施监管。目前,土壤修复处于起步及试点阶段,管理形式尚未固定,无论治理修复由什么部门主导,环保部门对于环境污染治理修复相关活动的监管都不能缺位。

土壤修复工程技术复杂、隐蔽性强、时间跨度长、监管难度大。针对以上特点,政府对修复工程的监管应该体现如下特点:一是进行全过程监管。修复过程很长,包括污染场地环境调查和风险评估,修复计划和方案的制定,修复工程的开展,修复完工验收等,各个环节紧密相联,一个环节现出问题,修复的效果可能大受影响。政府必须进行全过程监管,明确若干控制点进行重点审查。二是设立工程监理。土壤修复工程多为隐蔽工程,覆盖后难以观测,工程监理是质量的重要保障。三是技术审查和守法监督适当分离。政府对于工程和技术、评估检测等问题并不在行,应该让懂行的人做懂行的事。技术性和专业程度高的工作由专业机构和专业人士把关,政府审查程序的完整性及结果的合规性。四是根据新出现的情况及时调整修复方案。修复过程长,随着调查的深入、技术的进步,可能会发现一些前期调查中未发现的污染和破坏,为此.应该要求修复责任单位适时调整修复方案,使新发现的问题一并得到解决。五是进行工程验收。工程验收是对于各责任方履行义务情况所进行的核查及核证。修复不是一项无止境的工作,责任也要有一个终结。国家立法应该建立统一的治理验收和管理程序,加强修复过程监管和结果监管。

第9篇

关键词 土壤环境质量;调查方法;评价;安徽池州

中图分类号 X825 文献标识码 A 文章编号 1007-5739(2016)17-0168-02

Abstract According to different survey purposes,such as soil environment quality survey,project environmental impact assessment,pollution accident investigation,etc,different methods of investigation and evaluation should be employed to be more favorable evaluation of regional soil is affected by human activities. Scientific evaluation method can truly reflect soil polluted situation,so it ensure the effectiveness of the measures to prevent and control pollution.

Key words soil environment quality;survey method;evaluation;Chizhou Anhui

土壤作为人类赖以生存和发展的物质基础,也是地球最主要的物质之一。土壤环境质量就是土壤在生态系统中保持生产力、维持环境质量、促进动植物健康的能力。土壤具有最基本的特性即肥力属性,还有缓冲性、过滤性、吸附性等多种特性,既是污染物的载体,又能净化污染物。土壤环境质量评价的科学性,将直接影响土壤资源可持续发展。

1 土壤的地带性分布特征

我国土壤水平地带性分布规律明显,由湿润海洋性与干旱内陆性2个地带构成。东部沿海湿润地带,因海洋季风影响,土壤类型随纬度自南而北分布。南岭以南为砖红壤,长江以南、南岭以北为红壤、黄壤,江淮丘陵平原为黄棕壤,华北淮北为棕壤、褐土,大小兴安岭为灰化土,长白山为灰棕壤等。西部内陆干旱地带,从东北平原到新疆西部,大陆性气候逐渐增强,土壤类型按经度由东而西分布,东北平原为黑土,内蒙古高原东部为栗钙土,甘肃河西走廊、新疆地区为灰钙土、漠钙土等[1]。土壤酸碱度呈现由东南酸向西北碱的分布趋势。

安徽省土壤从南到北水平地带性分布为黄壤、红壤、黄棕壤、黄褐壤和棕壤。池州市位于安徽省西南部,地势北低南高,起伏较大,地形复杂,既有连续不断的低山、丘陵,也有沟壑纵横的河网平原,有自然条件下形成的土壤地带性分布,又有受人类活动影响形成的耕作土壤。主要是黄棕壤、红壤等地带性土壤,也存在部分水稻土、潮土、岩性土等非地带性土壤[2]。

2 土壤环境质量状况

我国在“七五”期间,由国家环保局组织中国环境监测总站、北京大学地理系、中国科学院沈阳土壤生态研究所等为组长单位,对全国29个省、市、自治区及5个开放城市的土壤元素背景值进行了调查。在全国设典型剖面4 095个,其中安徽省典型剖面70个、主剖面17个,重点研究了13种元素的土壤背景值。全国A层土壤中背景值砷为0.01~626.00 mg/kg、镉为0.001~13.400 mg/kg、钴为0.01~93.90 mg/kg、铬为2.2~1209.0 mg/kg、铜为0.33~272.00 mg/kg、氟为50~3 467 mg/kg、汞为0.001~45.00 9 mg/kg、锰为1~5 888 mg/kg、镍为0.06~62.70 mg/kg、铅为0.68~1 143.00 mg/kg、硒为0.006~9.130 mg/kg、钒为0.46~1 264.00 mg/kg、锌为2.6~593.0 mg/kg。安徽省A层土壤中背景值砷为0.7~89.5 mg/kg、镉为0.020~0.344 mg/kg、钴为4.9~37.6 mg/kg、铬为16~131 mg/kg、铜为7.8~144.6 mg/kg、氟为293~2 241 mg/kg、汞为0.008~0.107 mg/kg、锰为106~2 296 mg/kg、镍为3.5~61.1 mg/kg、铅为11.1~1 143.0 mg/kg、硒为0.061~0.840 mg/kg、钒为27~246 mg/kg、锌为16.9~281.6 mg/kg[3]。

环境保护部和国土资源部在2014年4月联合的《全国土壤污染状况调查公报》中显示,全国土壤中污染总超标率达 16.1%,污染点位比例中轻微、轻度、中度、重度分别为 11.2%、2.3%、1.5%、1.1%。污染类型主要为无机型(占全国超标点位的82.8%),其次为机型污染,复合型污染较少[4]。

3 调查点位设置方法

3.1 区域土壤环境质量调查

此调查中采样点的自然景观应符合土壤环境背景值研究的要求,一般采用网格法设置监测点位比较合适,网格的大小以8 km×8 km或16 km×16 km为宜,点位设置在网格的中心位置。对于城镇、住宅、道路附近等处人为干扰大,不具有代表性的不宜设点。采样点最好选择施农药化肥较少的地块,这样才能保证样品受人为活动的影响较少。通过实地核查点位后,对于不具代表性的监测点,可通过微调的方式保证监测点位的代表性。

3.2 建设项目环评土壤环境调查

项目在环评时,若建设项目所在地的土壤未翻动土层,最可能受影响的为表层土,重点调查表层土壤质量。若土壤人为活动明显,则要设置采样剖面,分表层、中层、深层采样。拟建项目主要为排放废气、废水、固废等污染物,将污染源作为采样点的中心,主要以放射状来布设监测点位,同时在地表水径流方向和主导风向增加监测点位。为了确保污染物空间分布的信息,原则上不采混合样,便于掌握工程及生产对土壤影响状况。根据建设项目占地情况,合理设置采样点的数量。一般100 hm2的土地面积布设采样点的个数不少于5个,其中小型、大中型、特大型或对土壤环境影响敏感的建设项目布设的采样点个数分别为设1个柱状样、不少于3个柱状样、不少于5个柱状样。

3.3 城市土壤质量调查

城市土壤是城市生态的重要组成部分,其环境质量对城市生态系统影响极大。监测点可以按2 km×2 km网格法布设为主,功能区布点为辅,每个网格中心点设1个采样点。城市土壤调查主要是城市绿化土地,因其复杂性,应分2层采样,上层可能是回填土或受人为影响大的部分,另一层为下层,受人为影响相对较小的部分。

3.4 农田土壤监测

农田土壤监测要根据调查的目的和调查精度来确定监测单元。对于大气污染和固废堆放污染的土壤监测单元,采用放射状以污染源为中心来进行采样布点,在主导风向和地表水的径流方向适当增加采样点;农用化学物质污染、污水灌溉和农用固废污染的监测单元一般都采用均匀布点的方式。在农田土壤中采取混合样时,不同的情况布设的采样点个数不同:长期处于污灌条件的农田土壤,将其对角线分为5等份,采样分点即为等分点;如地块的面积不大、地势又比较平坦、土壤和受污染程度相对比较均匀,设5个左右的梅花状分点;如地块面积中等、地势平坦、土壤组成又不够均匀时,按照棋盘法布设10个左右的分点;如土壤受到污泥、垃圾等固体废物污染,此时需布设20个以上的分点;如地块受农业污染严重、地势不平坦且土壤组成又不够均匀,按照蛇形布设15个左右的分点。将各分点混匀,再采用四分法在样品袋内装入1 kg土样,弃去多余部分。

3.5 污染事故土壤监测

发生污染事故时,通过观察污染物的颜色、气味以及印渍等,再结合事故地的风向、地势等因素来初步判定土壤的污染范围。根据不同的污染情况,设置监测点。如固体污染物抛洒污染型,等打扫干净后再采集表层土样,大约5 cm,采样点数至少3个;液体倾翻污染型,因液体有纵向、横向及垂直方向扩散的特征,所以要每个点分层采样,布设5个以上采样点;爆炸污染型,采取放射性同心圆的方式布设,至少5个采样点,爆炸中心和周围所采样品不同,分别为分层样和表层土样。另外事故土壤监测要设定2~3个背景对照点,以便分析事故的影响程度。

4 土壤环境质量评价方法

土壤环境质量评价涉及监测项目、评价标准和评价方法。土壤调查的目的和现实的经济技术条件决定了监测项目的数量。评价标准通常采用国家土壤环境质量标准、土壤背景值或专业土壤质量标准。

4.1 单污染指数法

单污染指数是最简单的一种评价方法,是将污染物实测值与质量标准比较,得到的一个指数,指数小则污染轻,指数大则污染重。该评价方法能比较客观、明了地反映土壤中某污染物的影响程度。

5 结语

国务院《土壤污染防治行动计划》中提出,要开展土壤污染状况详查,2018年底前查明农用地土壤污染的面积、分布及其对农产品质量的影响;2020年底前掌握重点行业企业用地中的污染地块分布及其环境风险情况[5-6]。根据土壤调查的目的不同,采用相应的调查、评价方法将更能体现土壤的实际质量状况。池州市地带性分布明显的土壤,其东北部为皖南丘陵地区,铅、锌等金属矿含量较丰富,重金属背景值较一般地区要高,因此采用累积指数法评价,更能体现人类活动对土壤环境质量的影响程度。了解了土壤环境质量,才能提出切实可行的保护措施,才能实现可持续发展。

6 参考文献

[1] 侯光炯.土壤学(南方本)[M].北京:农业出版社,1993:164-167.

[2] 姚飞.池州市土壤现状分析[J].科技信息,2006(9):218-219.

[3] 杜艳,常江,徐笠.土壤环境质量评价方法研究进展[J].土壤通报,2010,3(41):749-756.

[4] 环境保护部,国土资源部.全国土壤污染状况调查公报[N].北京:中国国土资源报,2014-04-18(002).

相关文章
相关期刊