蘇躍龍
(大理白族自治州生態環境局云龍分局生態環境監測站,云南 云龍 672700)
在城鎮化和現代工業全面發展的今天,重金屬類、藥品類、生物類、有機化合物類等污染物大量排放到自然界,其狀況較為復雜,不僅危害人們的身體健康,也給土壤污染治理任務帶來一定的困難,因此必須重視土壤污染的治理任務。
近幾年,農業用地的土地污染已成為國內普遍重視的重大環境污染問題,對農業現代化、社會經濟的綠色發展、農林生態環境的穩定和農產品質量安全產生了嚴重危害。2016年5月28日,國務院辦公廳頒布了《土壤污染防治行動計劃》(國發〔2016〕31號),明確規定“大力開展土壤資源品質調研,以農業用地和關鍵領域企業用地為關鍵,進行土地污染狀況普查,2018年末前查清農業用地土地污染的面積、分布以及對農產品質量的危害”。2017年2月5日,中共中央、國務院聯合發布《關于深入推進農業供給側結構性改革加快培育農業農村發展新動能的若干意見》(中發〔2017〕1號)也明確規定將“進行土地污染狀況普查,深入實行土壤污染治理工作規劃,再次進行重金屬污染耕地恢復及栽種結構優化試點工作”作為落實國家關于土壤污染治理及促進農業現代化的方針政策。云南省人民政府發布了《云南省土壤污染治理工作方案》,對促進土壤污染治理有關任務進行安排和分工,明確各相關單位的工作目標。
1.2.1 該項目是促進“土十條”的重要抓手
國務院辦公廳頒布的《土壤污染治理工作規劃》(也稱“土十條”)規定要進行土地污染清查,并規定進行污染防治與恢復,提升地方土壤資源品質。云龍縣沘江流域重金屬治理項目是“土十條”及云南省土壤污染治理工作方案明確規定的土壤資源品質調研及恢復任務,項目實施符合有關法律法規及各項政策的基本規定,擁有較好的制度適用性。
1.2.2 該項目是防治地方生態隱患、保護附近群眾健康的重要手段
經過調查發現云龍縣的耕地土地現已展現出嚴重的重金屬污染態勢,地方環境生態隱患現已非常明顯。耕地土地中鉛、鋅、鎘等金屬元素占比較高,嚴重影響了本地農林安全生產及人們的身體健康。經過項目的實施,可以查清云龍縣附近土地的污染狀況、污染區域,并通過污染防治及修復項目的實行,合理提升耕地土壤資源品質,防治空間環境隱患,清除重金屬元素污染源對農業產品及附近群眾健康的隱性危害,對確保居住環境健康具有重大的作用。
1.2.3 該項目是推進土壤環境品質提升的重要舉措
黨的十八屆五中全會指出以提升生態環境質量為中心,務必將提升生態環境質量貫徹到環保任務的各個方面。“十三五”環保的整體構思一樣規定“以提升生態環境質量為中心,推行最嚴格的環保制度,打好空氣、水、土壤污染治理三大戰役”。因而本項目的實施可以在一定程度上應對云龍縣的土地重金屬污染問題,提升云龍縣河流灌溉區土地的土壤品質。
云龍縣坐落于云南省西部,位于橫斷山南側瀾滄江縱谷區,東經98°52′~99°46′,北緯25°28′~26°23′,是大理州、保山市、怒江州3個市州的交界處。東與洱源縣和漾濞縣接壤,南與永平縣、保山市接壤,西與滬水市緊鄰,北與劍川縣、蘭坪縣接壤。云龍縣占地面積4400.95 km2,地形為東西高,中心低,從北往南漸漸降低,屬山區地形,從西到東逐一呈南北走向的山系有崇山山系、盤山山系、清水朗山系,山地地形占全縣總面積的90%以上。東距大理州首府大理市175 km,距云南省省會昆明市574 km。
(1)地形地貌。沘江河域位于滇西橫斷山中段,為高原峽谷地形。河域內峰巒疊嶂、山高坡陡、峽谷深切,海拔高度落差大,形成了高山峽谷的破碎地形特征。沘江落差懸殊,最大落差達2000 m以上。河域內最高點為雪邦山主峰,海拔4295.3 m,最低處為沘江與瀾滄江交匯處,海拔1900 m,相差2395.3 m。河域地形以剝蝕中低山斜坡地形和侵蝕中山陡坡地形居多,此外為侵蝕沉積(流水地貌和臺地)地形。受繁雜多變的地形特征作用,河流氣候、土地、植物多呈較突出的區域性差別,垂直地域分異尤為突出。
(2)氣候特征。河域內受孟加拉灣暖濕氣流影響,并且受青藏高原強冷空氣入侵作用,加上區域內山高谷深、切割強烈,地形繁雜多變。氣候類型為“亞熱帶氣候+山地高原氣候”。河域中上游蘭坪段以“金頂槽地”為代表,海拔2300~2500 m,區域常年平均氣溫11.2℃,極端最高氣溫31.7℃,最低氣溫-10℃,年蒸發量1577.2 mm,常年平均降雨量1007.1 mm。降雨量在空間和時間分配上非常不均勻,雨季為6—10月,約占全年度總降雨量的80%,相對濕度大;10月中期至第二年6月初為旱季,降雨量僅占全年度的20%。西部降雨較少,屬少雨區;東北部降雨偏多,屬多雨區。年均日照時間2114.9 h,易發生旱災、低溫凍災和水災。
(3)水文水系。沘江為瀾滄江一級支流,起源于蘭坪縣境內,中上游分東西二岔,東岔稱上沘江,西岔稱金坪河(掛登河)。東岔起源于青巖頭山(海拔3662.2 m),河水從北向南經過干竹河、高坪、金龍、福坪、江頭河、大龍村,于金頂鎮文興村與西岔匯聚,河流長21.4 km,河道平均均坡降2.8‰,流域面積200.4 km2,均值年出水量9504萬m3。西岔起源于栗樹場,兩條河于金頂匯聚后從北向南經過金風、七聯、官坪、箐門等村,于金雞橋進到云龍縣境內,從北向南經過云龍縣的白石鎮、檢槽鄉、長新鄉、諾鄧鎮、寶豐鄉,于功果橋鎮下游約200 m處匯入瀾滄江。
(4)土壤資源。河域土地類型較多,以紫色土、暗棕土壤、棕土壤、黃棕土壤居多。其中海拔2400 m以下為基本耕種區,土壤為紫色土;海拔2400~3100 m為黃棕土壤、棕色土壤;海拔3100~3400 m為暗棕土壤;海拔3400~3900 m為針葉林暗棕土壤;海拔3900 m以上為亞高山草山草地土。沘江兩岸為紫砂泥田水稻土、土質黏重、有機物占比低、土壤板結,基本栽種水稻、小麥和玉米。
(5)礦物資源。河域內的蘭坪鳳凰山超大型鉛鋅礦床是國內最主要的鉛鋅礦床,其儲藏量占國內鉛鋅儲藏量的16%,且密集分布在6.9 km2的礦山區域內,儲藏量密集,產值極大,品質較高,是全世界難得一見的高產量鋁鋅礦床。除鉛鋅資源外,河域內還分散有Sn、Pb、Zn、Cu、Fe、Ag、鹽、大理石等各類礦物,已查清有9個成礦點,108個礦化點和采礦點。
沘江中上游蘭坪縣是礦物資源大縣,有著“稀有金屬名鎮”之稱,大量的礦物資源推動沘江河域的經濟增長,各類工業借助礦物資源開發蓬勃發展。截至2001年末,沘江河域已經有鉛鋅選礦廠家12家,16條生產流水線,選礦水平3150 t/d,鉛鋅冶煉廠家4家,除一個日加工400 t的原礦廠家選礦在云龍縣境內外,其他均在蘭坪縣。但是,在過去產業發展的一段時間里,始終不能充分關注生態環境治理,稀有金屬生產冶煉的技術設備落后,環保措施不健全,環保監管較弱,導致產業經濟發展與環保兩者之間的分歧日趨嚴重。重金屬污染物質外流進到大氣、土地和水源,產生大氣、耕地、江河及地下水污染,帶來了巨大的環境風險。
根據云南省環境科學院2018年提交的《沘江河域(云龍段)水污染整體調查報告》,沘江河域(云龍段)一共布置了85個土地取樣點位,共有58個不合格,其中鎘超標率為64.71%,鋅不合格率為38.82%,鉛的不合格率為20%,砷的不合格率為8.24%,銅、汞和鎳的環境污染較輕,均為輕度環境污染;有34個點位為嚴重不合格,沘江河域(云龍段)土地的關鍵污染源為鋅、鉛和鎘,部分地區伴有輕度的砷、銅、汞、鎳污染。
根據項目區土地重金屬污染和用水情況進行現場勘察與比選,土地重金屬污染整治的先決條件是斷開污水澆灌的途徑,尋找代替水源進行農業灌溉以實現標本兼治的目標。
近幾年,無論在國內還是國外,如何調節和緩解重金屬元素對環境的損害已經成為不容忽視的問題。因為重金屬元素無法被微生物分解,且其在土地中移動性差,使整治重金屬污染的土地變得非常困難,尤其是大規模、高濃度的污染土地,如礦山和大中型冶煉企業附近的土地。重金屬污染土地的恢復辦法主要有物理法/化學法、生物恢復法和其他修復方式等。
物理法/化學法根據土地物理/化學性質和重金屬元素的不同特征,使用物理法/化學的方式來分離或穩固土地中的重金屬元素,實現潔凈土地和減少污染物,降低環境風險和健康風險。物理法/化學法包括客土、換土、去表土、深翻耕土法、土地淋洗法、熱解吸法、玻璃化法、電動恢復和穩固/穩定化法等。
重金屬污染土地的生物恢復指的是利用微生物或植物的生殖代謝行動,減少土壤資源中的重金屬元素占比或調整重金屬元素在土地中的化學狀態,進而減少其毒性[1]。
(1)植物恢復方法。植物恢復方法可分為植物提取、植物釋放、根際濾出和植物穩固等,通常將前3種合稱為清除環節。其依靠超積累植物長期吸取、運送重金屬元素,清除土壤中的重金屬元素;而第4種叫作穩固環節,它是使用螯合劑來加速植物對重金屬元素的吸取。如今探究較多的是植物提取技術。
(2)微生物修復工藝。微生物在土壤資源中也具備極佳的修復作用,尤其對有機污染物質,引進對于某些污染物質具備分解性能的微生物可以較好地減少土壤中有機污染物質的占比。微生物修復土壤有機物污染,即微生物把污染土壤中的化學物質展開分解。在處理程序中,微生物將土壤當中的有機污染物質當作食物源,處置的終極產品主要是水和CO2。該工藝可獨立運用,也可與其他生物、化學和物理方法融合運用。在處理程序中,有害的有機污染物質將被微生物轉換為無害化學物質。現在已驗證微生物處置法對含半污染物、非污染物、燃料、雜酚油、五氯苯酚和多氯聯苯類(PCBs)等物質污染土壤的處置作用較好。
(3)替代栽種。根據土地重金屬污染物質類型的差異,改種吸收重金屬元素少或只累積部分重金屬元素的作物。如在鎘污染的田地栽種玉米、水稻而不種菠菜、小麥、黃豆等吸鎘含量多的作物。另外,使用培育低重金屬累積種類來削弱作物對重金屬的吸收和累積能力,進而降低食物的有毒有害重金屬成分。目前,挑選重金屬低累積種類的室內盆栽或實地實驗均有進行。研究表明,玉米、番薯、油菜、番茄等屬于重金屬低累積的作物種類。
(1)生物修復與物理/化學修復結合。具體項目中,污染土地范圍內的污染物質成分有所不同,例如,污染灌溉區域內,地形低的土地更容易累積重金屬,其污染物質成分較高,并且污染物質在溝渠周圍常以帶條狀分布;礦山附近,下風區更易于沉淀重金屬污染物質,其污染物質常呈羽狀分布;離污染源越近的土地常出現較高的污染物質成分。因而,在土地修復中不可使用相同修復方式,而應在土地土壤資源品質調研基礎上,根據污染物質的類型和含量,使用不同的修復方法[2]。
(2)邊工作邊修復方式。使用微生物修復與低累積種植業作物緊密結合的方式,堅持邊工作邊修復,探尋出具備一定經濟效益的綠色發展農田土地生態環境治理方式是目前亟須解決的問題。除超積累植物外,作物吸收修復可以選用生物量大的耐性經濟類作物,種植超累積的農作物和花木種類,如溪口花籽、朱蒼花籽、種類油菜和紫茉莉。此外,蓖麻在修復重金屬污染上也有很好的效果,不但是應用很廣的經濟作物,且對鉛(Pb)的適應力很強。
總體來說,無論從沘江河域廣大群眾的迫切愿望考慮,還是從影響國計民生的大局考慮,從源頭上解決沘江河域重金屬污染,保障沿河兩岸群眾免遭重金屬污染的危害,加快沘江整治進程,全面根除重金屬污染,推動地方經濟增長,保護社會安全穩定,提升自然環境質量,是符合我國重金屬污染整體防治規劃的,也是深度貫徹執行科學發展堅定以民為本刻不容緩的具體體現。