姚慶宋 黃 慧 張加琪
浙江東天虹環保工程有限公司
土壤污染現狀及修復對策研究
姚慶宋 黃 慧 張加琪
浙江東天虹環保工程有限公司
本文在分析了土壤重金屬污染類型及現狀的基礎上,根據不同類型的土壤污染,提出了具有針對性的修復措施。
土壤重金屬污染;修復技術
隨著工業化、城市化進程的加快,資源開發和利用的強度不斷增加,大量未經處理的污水直接用于灌溉農田、不合理使用農藥化肥等都會導致土壤資源受到污染和破壞,影響了土壤生態系統的生物多樣性和食物鏈安全。據環保部和國土部調查統計的數據顯示,從2005年到2013年,我國的630萬平方公里的土地約有16.1%的土壤和19.4%的耕地受到不同程度的污染。
土壤污染物種類繁多,根據污染物性質的不同,可以將土壤污染分為有機污染型、重金屬污染型、放射性元素污染型和病原微生物污染型。
2.1 有機污染型。土壤有機污染物主要是化學和農藥。據統計,目前大量使用的化學農藥主要有有機磷農藥、有機氯農藥、苯酚、胺類。此外,還有多環芳烴、甲烷、多氯聯苯等,這些都是土壤中常見的有機污染物。據統計,2015年全國農藥用藥達92.64萬噸,位居世界前列。但農藥產品結構不合理,質量較低,農藥中殺蟲劑約占七成,而殺蟲劑中的有機磷農藥又占到了70%,使得大量農藥殘留在土壤中,導致了土壤的農藥污染。我國目前約有1300-1600萬畝的農田土壤受到農藥的不同程度污染。
2.2 重金屬污染型。隨著工業、城市污染的加劇,以及農用化學物質種類和數量的不斷增加,目前,我國土壤重金屬污染的形勢依然嚴峻,面積也在不斷擴大。土壤重金屬污染具有滯留時間長、微生物難降解以及移動性差等特點,后期處理難度大。而且還會隨著水、植物等介質影響到人類健康。目前,據農業部對全國的污灌區調查后發現,約有140萬平方公立的污水灌區中,有64.8%的土地面積遭受到重金屬污染。每年因重金屬污染而導致的糧食減產就多達1000余萬噸,受重金屬污染的糧食就有1200多萬噸,經濟損失在200億元以上。
2.3 放射性元素污染型。土壤放射性污染源主要來自受污染的沉降物,以及各種含有放射性元素的廢氣、廢水、廢渣。隨著雨水的沖刷和廢棄物的堆放,地表徑流污染至土壤。土壤一旦受到放射性元素的污染,便很難自行消除,只有等到自然衰變為穩定元素而消除其放射性。土壤受到放射性元素污染后會進入到食物鏈,引發各種疾病。例如,氡子體的輻射會誘發肺癌,我國每年因氡致癌的約有5萬例,給人類健康造成危害。
2.4 病原微生物污染型。病原微生物污染主要是指病原菌或病毒對土壤的危害。病原微生物污染源主要來自人畜糞便、未經處理的生活污水、未經處理或處理不達標的醫療廢水以及一些病死的牲畜就地掩埋等。當這些病原微生物浸入土壤并大量繁殖,容易引起土壤生物污染并擴大疾病的傳播,還會引起土壤質量下降,破壞原來的生態平衡,對動植物以及人體健康和生態系統構成不良影響。
土壤污染是日積月累造成的,與大氣、河道相比,土壤和地下水污染的修復更為復雜和困難。有調查結果顯示,我國工業區土壤中的多環芳烴含量的平均值為4.3mg/kg,且其中大多數會致癌。土壤污染還會污染糧食,導致糧食作物減產等。土壤修復具有很強的現實緊迫性和必要性。
3.1 減輕環境污染的需要。土壤污染不僅損害土壤的生態系統,還會因水力、風力等外力作用的影響下,直接進入到水體或大氣中,導致大氣、地下水等生態環境污染。例如,空氣中的揚塵大部分來自于地表,當受污染的土壤因風力產生揚塵,被人體吸收后,土壤中的病原菌、放射性元素以及有機污染物等等都會影響人體健康,擴散環境受污染面。因此,加強土壤污染修復是減輕環境污染的現實需要。
3.2 保障食品安全和人體健康的需要。土壤作為農業生產的重要物質基礎,近年來,隨著工業化進程的加快,以及大量農藥化肥的使用,導致了土壤中重金屬污染含量急劇上升,加重了土壤重金屬污染,土壤中種植的蔬菜、水果以及糧食等農作物中的砷、鉻、鉛以及鎘等重金屬物質含量超標,“鎘大米事件”就是一個現實例子。受到污染的農作物進入人類食物鏈后會直接影響人體健康,誘發各種疾病。因此,做好土壤修復工作,從源頭降低重金屬物質在食品中的含量,提高食品質量,保證食品安全,防止有毒有害農作物進入食物鏈,也是保障人體健康的現實需要。
3.3 提高農業收入的現實需要。2016年,在“第十一屆中國經濟——法律論壇暨市場流通法制論壇”上公布的數據顯示,目前,因環境污染等問題,在大多數農村地區和貧困地區,我國每年有1200萬噸的糧食受到了土壤重金屬污染,由此造成的損失每年達到了200億元人民幣。因此,土壤重金屬污染治理工作是十分緊迫和必要,是有效減輕對糧食作物影響,提高糧食產量,降低農業經濟損失的現實需要。
4.1 有機污染型修復技術。有機污染土壤的修復技術種類眾多,目前應用最為廣泛的是土壤氣相抽提(SVE)和熱解吸技術。不論是處理周期、處理效果還是處理成本都符合土壤修復的要求。其中,氣相抽提具有技術成熟、對高揮發機物處理效果好,熱解吸適用于較難處理的重污染土壤。光催化降解和土壤淋洗等化學修復及時,此外,還有物理化學修復技術(如固化/穩定化)和生物修復技術(植物修復)等等。具體來說,要根據受污染土壤現狀,綜合考慮經濟、技術等,選擇合適的修復技術。
4.2 重金屬污染型修復技術。重金屬污染修復主要采取去除化(將重金屬從土壤中去除,達到清潔土壤的目的)和固定化(將土壤重金屬固定在土壤中限制其釋放,降低風險)。按照修復的原理,重金屬污染型修復主要有:物理/化學修復(如客土、換土、去表土、深耕翻土法;淋洗等)、生物修復(植物提取、揮發以及微生物修復等)和農業生態修復(控制土壤水分、改變耕作制度,調整作物種類等等)。
4.3 放射性污染修復技術。主要有物理/化學法(根據土壤中放射性核素的不同性質,采用不同方法去除,如覆蓋、淋洗等)、生物修復法(有植物修復:通過植物提取、根莖過濾及植物固定等;微生物修復:吸收、吸附和微生物轉化等)。
4.4 病原型污染修復技術。做好廢水、廢棄物的收集處理,養成良好的生活、生產習慣。嚴格把控灌溉用水的水質安全。
[1]孫賽玉,周青.土壤放射性污染的生態效應及生物修復[J]2008,16(2):523~528.
[2]秦樊鑫,魏朝富,李紅梅.重金屬污染土壤修復技術綜述與展望[J]2015(2):199~208.
姚慶宋(1987.8-),男,本科,漢族,浙江臺州人,助理工程師,主要從事土壤修復研究。