環(huán)渤海地區(qū)土壤污染現(xiàn)狀分析

朱一滔 陳芳 丁曙東

摘要? ? 近年來，隨著《土壤污染防治行動(dòng)計(jì)劃》的出臺(tái)，土壤污染問題越來越受到重視。本文從土壤鹽堿化、重金屬、多環(huán)芳烴（PAHs）、持久性有機(jī)物（POPs）污染等角度，分析了環(huán)渤海地區(qū)土壤污染現(xiàn)狀，并對(duì)引起環(huán)渤海地區(qū)土壤污染的主要因素進(jìn)行了探究，以期為未來環(huán)渤海地區(qū)土壤污染治理提供科學(xué)依據(jù)和指導(dǎo)。

關(guān)鍵詞? ? 土壤污染;現(xiàn)狀;建議;環(huán)渤海地區(qū)

中圖分類號(hào)? ? X53? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼? ? A? ? ? ? 文章編號(hào)? ?1007-5739（2019）01-0172-02

xAbstract? ? In recent years，with the promulgation of the Soil Pollution Prevention and Control Action Plan，more attention has been paid to soil pollution.In this paper，the status of soil pollution in the Bohai Rim region was analyzed from the perspectives of soil salinization，heavy metals，polycyclic aromatic hydrocarbons （PAHs） and persistent organic matter （POPs） pollution，and the main factors causing soil pollution in the Bohai Sea region were explored，in order to provide scientific basis and guidances for future soil pollution control in the Bohai Rim region.

Key words? ? soil pollution;status;advice;Bohai Rim region

隨著習(xí)近平總書記關(guān)于生態(tài)文明建設(shè)中著力推進(jìn)重金屬污染和土壤污染綜合治理的提出，以及《土壤污染防治行動(dòng)計(jì)劃》的出臺(tái)，土壤污染治理越來越受到重視。環(huán)渤海是我國北部沿海地區(qū)重要的經(jīng)濟(jì)帶，在對(duì)外開放沿海發(fā)展戰(zhàn)略中，占有極為重要的地位，是中國唯一的半封閉性內(nèi)海，海域面積約為77 000 km2。渤海北臨河北省秦皇島、遼寧省葫蘆島，南接山東省煙臺(tái)、威海，西與天津接壤，南匯入黃海。

渤海沿岸有大量內(nèi)陸河流的入海口，著名的有黃河、遼河、灤河和海河等[1]。這些河流流經(jīng)不同的地區(qū)，溶解了沿河土壤中的大量有機(jī)質(zhì)，給渤海沿岸帶去大量且復(fù)雜的有機(jī)物，使得渤海沿岸成為了貝類、魚類等水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)的“天然漁場”[2]。這意味著，渤海海水成分的變化與陸地土壤息息相關(guān)，海水成分的變化也會(huì)反作用于環(huán)渤海地區(qū)的土壤中。因此，研究環(huán)渤海地區(qū)土壤污染現(xiàn)狀對(duì)了解與改善海水污染問題有著重要的意義。

根據(jù)土壤污染的來源，將環(huán)渤海地區(qū)土壤典型污染分為兩大類。一是海水對(duì)土壤侵蝕造成的污染，其中最典型的是土壤鹽漬化問題。二是由于人為活動(dòng)對(duì)土壤造成的污染，例如重金屬污染、多環(huán)芳烴（PAHs）污染、氮磷污染、持久性有機(jī)污染物（POPs）污染等。為全面了解環(huán)渤海土壤污染情況，本文通過收集近30 a大量相關(guān)文獻(xiàn)資料，對(duì)環(huán)渤海地區(qū)土壤污染的現(xiàn)狀、成因及未來的發(fā)展趨勢加以分析研究。

1? ? 土壤鹽堿化污染分析

根據(jù)周在明等[3]對(duì)不同深度共計(jì)996個(gè)取樣點(diǎn)的數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)可以看出，2010年環(huán)渤海低平原地區(qū)的土壤含鹽量隨著土層深度增加普遍下降，當(dāng)達(dá)到某一深度時(shí)，含鹽量少量上升。對(duì)同一地區(qū)不同深度的土壤含鹽量進(jìn)行對(duì)比，發(fā)現(xiàn)表層5 cm的土壤含鹽量明顯高于其他土層深度，當(dāng)深度達(dá)到40 cm時(shí)，土壤含鹽量有少量的回升，這意味著土壤鹽漬化污染主要出現(xiàn)在環(huán)渤海表層土壤中。對(duì)環(huán)渤海不同地區(qū)各層土壤含鹽量進(jìn)行橫向?qū)Ρ瓤梢园l(fā)現(xiàn)，從內(nèi)陸到沿海地區(qū)，各層土壤含鹽量均逐漸增加，越接近沿海地區(qū)，同層土壤的含鹽量越高，受土壤鹽漬化危害比較嚴(yán)重的地區(qū)有唐山、天津等濱海低平原區(qū)[4]。

隨著我國GIS技術(shù)的發(fā)展，研究土壤鹽漬化問題的方法也逐漸豐富。田言亮等[5]在用GIS分析技術(shù)后提出，除去部分較為特殊的地區(qū)外，環(huán)渤海地區(qū)土壤含鹽量普遍小于2 g/kg，屬于輕度非鹽化狀態(tài)與輕度鹽化狀態(tài)。隨著土壤深度的增加，變異程度略微減弱，說明下層土壤性質(zhì)較上層土壤平均。此外，還提出了影響土壤鹽漬化的3個(gè)主成分因素。第一主成分為氯化物與硫酸鹽，是導(dǎo)致土壤鹽漬化的首要因素;第二主成分為pH與堿度;第三主成分為總?cè)芙夤腆w。3個(gè)主成分的共同作用導(dǎo)致了土壤鹽漬化問題的加劇。

2? ? PAHs污染分析

PAHs是廣泛存在于環(huán)境中的污染物，其特點(diǎn)為微量、有機(jī)物、有毒性。1976年美國環(huán)境保護(hù)署將16種包括萘、苊烯等的PAHs列入黑名單。焦文濤等[6]就環(huán)渤海北部土壤的PAHs進(jìn)行了研究，經(jīng)計(jì)算得出該16種典型PAHs污染物在當(dāng)?shù)赝寥乐械臍堄嗔科骄禐?09.5 ng/g，處于中低等污染水平，以4～6環(huán)的高環(huán)有機(jī)物為主要污染物。左? 謙等[7]調(diào)查發(fā)現(xiàn)，環(huán)渤海西部土壤PAHs殘余量平均值為546 ng/g，處于中低等污染水平，具有較高濃度的樣點(diǎn)多分布在京津唐地區(qū)，以萘與4～5環(huán)芳烴為主要污染物。環(huán)渤海東部地區(qū)選擇遼寧地區(qū)進(jìn)行研究，根據(jù)王震[8]的研究發(fā)現(xiàn)，遼寧地區(qū)土壤中PAHs平均值為1 000 ng/g，與世界其他城市相比，大連土壤中PAHs處于中等污染水平，以3～4環(huán)芳烴為主要污染物。

如表1所示，從整體上來看，PHE、PYR、CHR的平均濃度普遍偏高，而ACE、ACY的含量相對(duì)偏低。由主成分分析可知，研究區(qū)土壤中PAHs主要來源為不完全燃燒的燃料和石油源。此外，在承德、張家口、山東西北部平原地帶PAHs濃度普遍較低。

3? ? POPs污染

環(huán)渤海地區(qū)是我國重要化工生產(chǎn)基地，在過去長達(dá)30 a的時(shí)間內(nèi)，生產(chǎn)了大量六六六、DDT等POPs，大量POPs對(duì)周邊土壤、水環(huán)境造成嚴(yán)重污染，其中包括天津大沽化工廠等主要化工廠。在現(xiàn)階段，環(huán)渤海的持久性有機(jī)污染物以有機(jī)氯為主，其來源以化工企業(yè)產(chǎn)品與廢物排放為主[9-10]。

李成[11]對(duì)環(huán)渤海西部的唐山地區(qū)進(jìn)行研究，分析研究數(shù)據(jù)可以發(fā)現(xiàn)，唐山地區(qū)土壤中二噁英、多氯聯(lián)苯和六氯苯的毒性當(dāng)量（WHO-TEQ）平均為3.43 pg/g，與國內(nèi)外一些工業(yè)地區(qū)和城市中度污染水平相當(dāng);環(huán)渤海東部的遼寧地區(qū)總二噁英的平均濃度為29.7 pg/g、多氯聯(lián)苯平均濃度為66.2 pg/g，二者毒性當(dāng)量總和范圍在0.13～1.05 pg/g之間，毒性當(dāng)量平均值為0.41 pg/g，其中二噁英平均毒性當(dāng)量為0.34 pg/g，占毒性當(dāng)量70%以上。

與其他地區(qū)相比，環(huán)渤海東部地區(qū)總體污染水平不高，二噁英與多氯聯(lián)苯處于較低的污染水平，對(duì)該地區(qū)生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)影響不大;環(huán)渤海西部地區(qū)污染稍偏高，但也尚未達(dá)到會(huì)產(chǎn)生嚴(yán)重后果的程度。

4? ? 重金屬污染

由表2中數(shù)據(jù)可以看出，除了東部大連地區(qū)的鎘元素之外，其余環(huán)渤海地區(qū)土壤重金屬均滿足《土壤環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》（GB 15618—2008）中規(guī)定的土壤無機(jī)污染物環(huán)境質(zhì)量二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)[12-15]。這表明環(huán)渤海地區(qū)土壤質(zhì)量良好，暫未出現(xiàn)且短期內(nèi)也不會(huì)出現(xiàn)大規(guī)模的重金屬污染。

遼寧沈撫、海城、盤錦植煙區(qū)土壤重金屬Cr、Ni、Cu、As含量均達(dá)到土壤環(huán)境質(zhì)量一級(jí)標(biāo)準(zhǔn);在盤錦評(píng)價(jià)區(qū)內(nèi)Cd、As、Zn元素呈現(xiàn)出累積的趨勢，而在海城區(qū)內(nèi)，Pb、Cu、Hg、Cd在同深度土層中含量有明顯增高;在沈撫區(qū)內(nèi)Cu和Zn造成的污染范圍最大，Cd造成污染最為嚴(yán)重，Pb污染相對(duì)較輕[16-19]。郭海全等[20]研究表明，渤海西部的河北平原上，環(huán)境質(zhì)量等級(jí)處于三級(jí)與超三級(jí)的土壤面積占比按不同重金屬分為：Cd 0.52%、Hg 0.04%、As 0.03%、Cu 0.15%、Pb 0、Cr 0.09%、Zn 0.1%、Ni 0.605%。從以上數(shù)據(jù)可以看出，幾乎所有土壤均未受到很嚴(yán)重的重金屬污染。土壤重金屬污染是一個(gè)長期而不斷累積的過程，重金屬在土壤中可以經(jīng)過一系列物理化學(xué)的過程，形成不同的化學(xué)形態(tài)，影響土壤理化性質(zhì)。根據(jù)蔡? 奎等[21]記錄的數(shù)據(jù)，土壤pH值與Cd、Cr、Pb、Hg等重金屬的不同結(jié)合態(tài)呈負(fù)相關(guān)，說明隨著pH值的降低，可能會(huì)加速重金屬在土壤中的形態(tài)轉(zhuǎn)化，從而導(dǎo)致土壤重金屬含量增高。根據(jù)崔元俊等[22]的調(diào)查，土壤酸化可增加Ni、Zn、Cd、Hg離子交換態(tài)與水溶態(tài)的含量，從而導(dǎo)致生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)。

5? ? 土壤氮、磷元素的污染

氮、磷都是土壤重要的組成部分。氮是構(gòu)成蛋白質(zhì)的主要成分，對(duì)植物莖葉生長有重要的作用，與產(chǎn)量密切相關(guān)，磷能有效促進(jìn)幼苗根系的生長，改善果實(shí)品質(zhì)，二者均不會(huì)對(duì)土壤造成污染。但是環(huán)渤海地區(qū)地理?xiàng)l件特殊，土壤中的氮、磷很容易轉(zhuǎn)移至渤海的近海域中，引發(fā)赤潮等問題。根據(jù)劉? 成等[23]的水質(zhì)監(jiān)測報(bào)告可以看出，天津近10個(gè)河口入海口的水質(zhì)對(duì)于TN、TP都屬于超V類水質(zhì)。由宋南奇等[24]的記錄發(fā)現(xiàn)，過去10 a中，渤海一共出現(xiàn)過5次面積大于1 000 km2的赤潮現(xiàn)象，其中1次出現(xiàn)在渤海東部的大連附近渤海灣海域，4次出現(xiàn)在西部的秦皇島近岸海域。面積最大的一次出現(xiàn)在2009年5月31日的渤海灣附近，赤潮面積達(dá)4 460 km2;持續(xù)時(shí)間最長的一次出現(xiàn)在2013年5月25日，一直持續(xù)至2013年8月31日，持續(xù)時(shí)間達(dá)99 d。由此可見，內(nèi)陸河流入海導(dǎo)致水體富營養(yǎng)化的問題十分嚴(yán)峻。

6? ? 結(jié)語

6.1? ? 減少陸源氮磷有機(jī)物入海

當(dāng)前環(huán)渤海地區(qū)土壤污染問題是復(fù)雜多樣的。由于內(nèi)河入海勢必沖刷沿河土壤，所以土壤中的污染物會(huì)被河流帶入海洋中富集。目前，形勢最嚴(yán)峻的是土壤中的氮、磷元素進(jìn)入海洋，導(dǎo)致海洋水體的富營養(yǎng)化，從而造成大規(guī)模的赤潮等災(zāi)害的發(fā)生。從當(dāng)前情況來看，為了避免氮、磷元素入海對(duì)海水環(huán)境造成更大的壓力，應(yīng)當(dāng)針對(duì)含有氮、磷元素的有機(jī)污染物進(jìn)行研究，以期減少陸源氮磷有機(jī)物進(jìn)入海洋。

6.2? ? 建設(shè)排水系統(tǒng)防止土壤鹽漬化

為了防止海洋對(duì)大陸土壤造成破壞，應(yīng)警惕鹽漬化現(xiàn)象的發(fā)生。土壤鹽漬化表現(xiàn)在有機(jī)質(zhì)降低、營養(yǎng)條件變差、儲(chǔ)水性能差等方面，能直接毒害作物細(xì)胞，導(dǎo)致作物生長不良。因此，建議在環(huán)渤海地區(qū)推行建設(shè)現(xiàn)代化排水系統(tǒng)，不僅可以降低地下水位，還能達(dá)到減少土壤鹽分、加速水鹽交換循環(huán)的效果。

6.3? ? 環(huán)渤海東、西、北部土壤污染水平不等

環(huán)渤海東、西、北部土壤中PAHs平均含量分別為1 000.0、546.0、309.5 ng/g，其中東部地區(qū)土壤PAHs含量中等偏高、西部中等偏低、北部處于低等污染水平，其組分特征分別為3～4環(huán)、4～5環(huán)、4～6環(huán)的高環(huán)組分。PAHs的主要來源為燃料不完全燃燒、石油源的污染。

6.4? ? 加快對(duì)持久性有機(jī)污染物的降解研究

環(huán)渤海地區(qū)POPs污染平均毒性當(dāng)量（WHO-TEQ）為0.41 pg/g，主要成分為二噁英，處于中低等污染水平，暫時(shí)不會(huì)對(duì)環(huán)境及生物造成惡劣影響，但需盡快開展對(duì)持久性有機(jī)污染物的降解研究，降低其富集性對(duì)環(huán)境的潛在風(fēng)險(xiǎn)。

6.5? ? 種植植物轉(zhuǎn)移土壤中的重金屬成分

環(huán)渤海地區(qū)重金屬污染較輕，尚未對(duì)土壤及生命體造成嚴(yán)重影響。因此，可采用植物的原位修復(fù)方法，將土壤中的重金屬成分吸附轉(zhuǎn)移至植物的地上部分，再進(jìn)行后續(xù)處理。

7? ? 參考文獻(xiàn)

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