長期以來,我國實行資源高消耗、環境重污染、片面追求經濟增長的發展模式,實際上是以巨大的生態環境污染為代價的,因此造成了大氣、水體和土壤的嚴重污染。目前,全國土壤環境狀況總體不容樂觀,部分地區土壤污染較重,耕地土壤環境質量堪憂,工礦業廢棄地土壤環境問題突出。
工礦業、農業等人為活動以及土壤環境背景值高是造成土壤污染或超標的主要原因。初步統計,全國受污染的耕地約有 1 000hm2,有機污染物污染農田達 3 600 萬 hm2,主要農產品的農藥殘留超標率在 16%~20% 之間;污 水 灌 溉 污 染 耕 地 216.7 萬 hm2,固體廢棄物堆存占地和毀田 13.3 萬hm2,每年因重金屬污染的糧食達1 200 萬 t ,每年造成的直接經濟損失超過 200 億元人民幣。
一、河南省土壤污染現狀及成因
(一)河南省土壤污染現狀
河南省很早就開展了土壤污染調查工作。2004 年河南省人民政府與中國地質調查局合作開展了《河南省黃淮平原經濟區多目標地球化學調查》工作,對黃淮平原經濟區土地質量進行了初步評價,認為黃淮平原經濟區土地質量總體較好,局部地區土壤污染比較嚴重,如在三門峽小秦嶺地區就發現多個土壤表層樣與深層樣的汞、鉛、鎘、銅、鋅、砷等重金屬污染異常,面積超過 300 km2.
2014 年,河南省 18 個省轄市除濮陽市外,其他各市調查點位均有污染物超標現象,其中,商丘、新鄉、漯河、信陽、鄭州、周口、平頂山、許昌、開封、駐馬店、安陽、南陽等 12 市土壤環境質量相對較好;焦作、洛陽、三門峽、鶴壁、濟源等5市土壤環境質量相對較差,濟源市污染物超標點位數占全部調查點位數的58.06%,土壤環境保護形勢相對較為嚴峻。當前,河南省正處于工業化、城鎮化加速推進時期,農業農村正在經歷前所未有的變化和至關重要的轉型,土壤也開始呈現新老污染并存、有機污染和無機污染交織的復雜局面??傮w來說,河南省土壤污染途徑多,原因復雜,控制難度大,土壤環境監督管理體系不健全,土壤污染防治投入不足,全社會防治意識不強,由土壤污染引發的農產品質量安全問題和群體性事件逐年增多。而土壤污染也日漸成為影響群眾身體健康和社會穩定的重要因素。
(二)河南省土壤污染成因
近年來,隨著河南省對土壤污染重視力度的加大,越來越多的研究結果表明,河南省土壤污染源主要來自于以下方面:
1. 面源污染。一是農藥是土壤的主要有機污染物,超出植物吸附和土壤自凈能力的化肥農藥及地膜等物質將直接進入土壤,殘留于土壤中。二是河南省農村普遍缺少必要的環境保護基礎設施,未經處理或末達到排放標準的生活污水和生活垃圾中含有重金屬、酚、氰化物等許多有毒有害的物質,這類廢棄物的亂排亂堆會造成大量污染物直接進入土壤,進一步影響土壤安全。三是畜禽養殖業生產中大量使用抑制有害菌的微量元素添加劑,如硒、銅、鉛、砷等金屬元素,而這類無機元素在畜禽體內的消化吸收利用極低,在排放的糞尿中相當高。且河南省很多地區畜禽養殖場排放的有機污染物,已超過工業生產污水和生活廢水中所含的有機污染物,并超出當地農田可承載的最大負荷,造成農業面源污染十分嚴重。
2. 點源污染。一是工業生產上重金屬釋放到環境中的主要途徑有采礦、冶煉、燃煤、鍍鎘工業、化學工業、肥料制造、廢物的焚化處理、尾礦堆、垃圾堆的沖刷與溶解。河南省涉及此類行業的企業多屬鄉鎮企業,技術水平比較落后、原材料利用率較低、污染防治設施陳舊且存在地域分布廣泛等特點,加之這些企業的污染防治設施不健全或運營不正產,導致“三廢”未經處理或簡單處理后直接排放到環境中。其中,廢水和固體廢物里含有大量重金屬和一般污染物,這類污染物會直接進入土壤,在土壤中富集且難以降解;廢氣中的二氧化硫、氮氧化物和顆粒物等有害物質在大氣中發生反應形成酸雨,通過沉降和降水降落到地面引起土壤酸化,冶金工業排放的金屬氧化物粉塵則在重力作用下以降塵形式進入土壤,形成以排污工廠為中心,半徑為 2~3km 范圍的點狀污染。使“三廢”污染擴散面增大,因工業污染引起的土壤污染問題十分嚴重。據調查,全國鄉鎮工業鍋爐煙塵排放達標率為 35.3%,工業爐窯的煙塵排放達標率 5.6%.二是污水處理廠處理后的污泥中濃縮了各種重金屬,其含量通常高于土壤背景值的 20~40 倍,化學活性比自然土壤高 7~70 倍。同時,這些污泥還含有各種各樣的病原微生物和寄生蟲卵等,未經處理施用這些污泥后,可造成嚴重的土壤污染。三是在核技術越來越多的應用在醫療、農業、地質等各領域的同時,放射性污染也日益嚴重。如大氣層核試驗的散落物可造成土壤的放射性污染放射性散落物中,有些放射性元素的半衰期較長且易被土壤吸附,滯留時間也較長。
二、土壤污染修復研究
土壤污染修復主要采用物理化學修復技術和生物修復技術。其中,物理化學修復技術目前常用的有淋濾法、客土法、吸附固定法等物理方法以及生物還原法、絡合浸提法等化學方法。但這些方法往往需要巨額的投資,需用復雜設備條件且操作復雜,打亂土層結構且容易造成二次污染。
而且這些方法無法對大面積的污染進行修復,存在很大的局限性。據報道,對 1hm2面積的污染土壤進行工程法治理客土,每 1m 深度土體的耗費高選 800 萬 ~2 400 萬美元。
生物修復是利用生物技術治理污染土壤的一種新方法,利用生物削減凈化土壤中的重金屬或降低重金屬毒性。生物修復包括植物修復技術和微生物吸附技術,目前已成為當前環境保護工程科學和技術研究的一個新熱點?!爸参镄迯汀笔侵笇⒛撤N特定的植物種植在重金屬污染的土壤上。而該種植物對土壤中的污染元素具有特殊的吸收富集能力,將植物收獲并進行妥善處理 ( 如灰化回收 ) 后即可將該種重金屬移出土體,達到污染治理與生態修復的目的。微生物修復技術是指通過微生物的作用清除土壤污染物,或使污染物無害化的過程。它包括自然和人為控制條件下的污染物降級或無害化的過程。
與物理化學修復方法相比,生物修復技術處理污染物時,最終產物大都是無害、穩定的物質,且不破壞植物生長所需的土壤環境,并可以使污染物完全從環境中去除,處理時間短,投資較少,不會產生二次污染,操作簡單。因此,除了傳統的修復方案,生物修復提供了一個新的方向。
三、土壤污染防治措施研究
要控制和消除河南省土壤污染源,首先要加強對工業“三廢”的治理和污灌區的監測和管理,合理施用化肥和農藥,加強各種污染源的管理和建設。與此同時,對已污染土壤要采取各種治理、修復手段和控制措施,控制和切斷污染物進入食物鏈,限制或消除污染土壤的進一步危害。具體來說,主要實施以下措施:
(一)加快土壤污染防治法律法規立法進程
目前,我國并沒有專門的關于土壤污染法律?,F行的法律法規或者規章制度等只是從農業環境保護方面、防治三廢污染方面和保護特殊的自然區域、人文遺跡的角度做了一些零散規定,且大多只是一筆帶過,并沒有專門性的立法,缺乏具體的制度操作性,不能從根本上對土壤污染的防治和治理發揮作用。
(二)強化農業面源污染防治
河南省是農業大省,針對農業面源的土壤污染,河南省需要引導農民盡量做好配方施肥,減少化肥農藥使用量,全面降低土壤污染源強。大力加強農村環境基礎設施的建設和運營工作,確保農村生活污水和生活垃圾的無害化處理。在農村推廣清潔能源的使用,畜禽養殖企業廢棄物沼氣化利用并強化管理,沼液沼渣生產有機肥,做到資源化利用。
(三)合理調整工業布局和產業結構
以工業區形式對重污染行業企業進行整體規劃布局,使得污染源集中,便于管理和治理。對現有企業的污染治理,發展清潔工藝,全面推進清潔生產,加強“三廢”治理,強化污水、固體廢棄物和其他有毒物質排放的控制。并做好從環境準入開始的一系列污染防治工作,對企業建設生產的全過程提出進行監管控制,系統推進土壤污染綜合防治工作。
(四)提高土壤緩沖容量和自凈能力
小面積污染嚴重土壤的治理可采用排土客土法、換土法、深翻和水洗法。污染較輕的土壤,可向土壤中施用有機肥,增加土壤有機膠體的含量,或在受污染的土壤中摻入改良劑改良土壤,這些方法都可以提高土壤的緩沖性和自凈能力,增加土壤環境容量,減小土壤溶液中重金屬離子的濃(活)度,從而降低污染物的危害。