土壤污染防治范文

時間:2023-04-08 09:52:04

導語:如何才能寫好一篇土壤污染防治,這就需要搜集整理更多的資料和文獻,歡迎閱讀由公務員之家整理的十篇范文,供你借鑒。

篇1

目前全國已經有近1/10的耕地土壤遭到污染。國家投入巨資啟動的全國土壤污染狀況調查正在進行中,土壤污染狀況調查的重點區域是長三角、珠三角、環渤海灣地區、東北地區、成渝平原、渭河平原以及主要礦產資源型城市。這表明,土壤污染已成為我國乃至全球性土壤退化的重要因素,土壤環境質量下降是當前實現可持續發展面臨的嚴峻挑戰。多年來被忽視的土壤污染問題已經得到了國家和公眾的高度重視。

土壤污染有明顯的地域性。污染物質在大氣和水體中,一般都比在土壤中更容易遷移。這使得污染物質在土壤中并不像在大氣和水體中那樣容易擴散和稀釋,因此容易在土壤中不斷積累而超標,同時也使土壤污染具有很強的地域性。我國的土壤污染比較重的地方在珠三角、長三角和東北地區。土壤污染有明顯的地域性還表現在,一般具有離城市和礦山越遠,土壤污染程度越輕的特點。從總體來說,

土壤污染大致可以分為:重金屬污染、農藥和有機物污染、放射性污染、病原菌污染等多種類型。我國大多數城市近郊土壤都受到了不同程度的污染,有許多地方糧食、蔬菜、水果等食物中鎘、鉻、砷、鉛等重金屬含量超標和接近臨界值。石油化工企業產生的廢水污灌會使大米產生油味。有些地區污灌已經使得蔬菜的味道變差,易爛,甚至出現難聞的異味;農產品的儲藏品質和加工品質也不能滿足深加工的要求。

造成土壤污染的原因主要有三:一是歷史欠賬,二是工業發展不合理的模式,三是農業生產系統內部環保意識淡漠。這在世界范圍內有一定的規律性。

大約1/3的耕地土壤污染與污灌有關。工業廢渣在占地的同時,產生的廢棄物又通過風、水擴散開來。大量的固體廢棄物,像粉煤灰,污染重的鋼渣都污染土壤,此外還有施用不當的農藥、化肥,以及未經環保處理的畜禽廢棄物對土壤的污染。城市垃圾,含污染物的河底淤泥混入人糞尿,被盲目用作肥料也是造成土壤污染的原因之一。土壤受到污染后,含重金屬濃度較高的污染表土容易在風力和水力的作用下分別進入到大氣和水體中,導致大氣污染、地表水污染、地下水污染和生態系統退化等其他生態環境問題。人們往往對污染危害土壤生態認識不足,土壤里是有生物的,污染使土壤生物種群發生了變化,生產能力退化。

土壤污染具有隱蔽性和滯后性。與水、大氣污染明顯不同的是,土壤污染具有隱蔽性和滯后性。大氣污染、水污染和廢棄物污染等問題一般都比較直觀,人們可以發現變色、異味等,通過感官就能發現。而土壤污染則不同,它往往要通過對土壤樣品進行分析化驗和農作物的殘留檢測,甚至通過研究對人畜健康狀況的影響才能確定。因此,土壤污染從產生污染到出現問題通常會滯后較長的時間。如日本的 “水俁病”經過了10-20年之后才被人們所認識。

大量污染物排放通過污灌等途徑最終直接或間接地進入土壤,并經長時間積累導致土壤嚴重污染。土壤污染具有不可逆轉性。重金屬對土壤的污染基本上是一個不可逆轉的過程,許多有機化學物質的污染也需要較長的時間才能降解。

鑒于土壤污染難于治理,而土壤污染問題的產生又具有明顯的隱蔽性和滯后性等特點,因此土壤污染問題一般都不太容易受到重視。辨證施治染病的土壤

土壤本身有自凈能力,但有限。積累在污染土壤中的難降解污染物則很難靠稀釋作用和自凈化作用來消除。因此,土壤污染的防治需要全面考慮,系統運作。我省的一些城市,在進行土地利用規劃時,充分考慮到了土壤的污染問題,將那些污染嚴重,難以治理的耕地優先考慮作為市政建設用地。

國家投入巨資啟動了全國土壤污染狀況調查,一期工程將在2008年結束,由環保部門執行,以期全面、系統、準確掌握全國土壤環境質量總體狀況,查明重點地區土壤污染類型、程度和原因,評估土壤污染風險,確定土壤環境安全等級,篩選并試點示范污染土壤修復技術,構建適合我國國情的土壤污染防治法律法規及標準體系,提升土壤環境監管能力。

國際上修復土壤污染的技術有物理的、化學的,也有生物的。正在開發的生物技術,是利用生物降解和形態的轉化達到修復的目的。針對有機污染的技術,用植物、細菌、真菌聯合加速有機物的降解,針對無機污染的技術,利用植物修復可以把一部分重金屬從土壤中帶走。還有一種方法,在土壤中加入一些化學物質,降低重金屬的生物有效性。當然,對于重金屬污染嚴重的土壤只能挖走或進行土壤的沖洗和清潔,這樣的技術費用就比較高。

污染的治理。污染物質的性質及其來源不同,治理起來的難易程度就有差異。有些污染維持時間較短,如可降解有機物的污染,而有些污染維持時間較長,危害很大,如很難降解的農藥“六六六”的污染,在土壤中可存留幾十年。有些污染比較好治理,有些則非常難治理,一般天然物質污染比較好治理,而人工合成物質的污染很難治理,重金屬污染也很難治理。所以必須根據污染物的性質和來源等實際情況,制定切實可行的措施。一般可采取以下方法進行治理。

化學方法。通過施用石灰、磷酸鹽、氧化鐵等物質,調節土壤pH值,使重金屬轉化為難溶的形態,降低在土壤溶液中的濃度,從而減輕土壤重金屬對作物的毒害。改良土壤質地,增施有機肥料,增加土壤膠體對重金屬離子和農藥的吸附能力,也起一定的作用。但這種方法不能從根本上解決問題。

2、生物防治。有些植物如向日葵對重金屬具有很強的吸收和富集能力,連續種植幾年可明顯地降低土壤中重金屬的含量。向土壤施入有機物質,提高微生物活性,或向土壤接種特殊功能的微生物,加快有害物質的分解。

篇2

【關鍵詞】土壤污染;土壤污染物;防治措施

【中圖分類號】 TE991.3 【文獻標識碼】 A 【文章編號】1671-1270(2011)06-0001-01

土壤污染屬環境污染的范疇。環境污染指的是人類活動所引起的環境質量下降而有害于人類或生物正常生存和發展的現象。環境污染的產生是一個從量變到質變的發展過程,當某種能造成污染的物質的濃度或總量超過環境自凈能力,便可能產生危害。環境污染根據環境要素可分為大氣污染、水體污染和土壤污染等。

土壤污染是指人類活動產生的污染物進人土壤并積累到一定程度,引起土壤中某些或某種有害物質含量過高,致使健全的土壤功能受到損害,理化性質改變,微生物的生命活動受到破壞,肥力下降,導致農作物生長發育不良,造成減產;對生物、水體、空氣或人體健康產生危害的現象。本文從以下三個方面加以分析:

一、工業污染源的防治措施

工業點源污染物主要有廢水、廢氣、廢渣、粉塵、噪音等。

(一)推行清潔生產,走可持續發展道路。嚴格執行國家工業三廢排放標準,堅持走新型工業化道路,形成有利于節約資源、保護環境的生產方式,推進經濟結構調整,加快技術進步,加強監督管理,提高資源利用率,減少廢物的產生和排放,大力發展循環經濟,將過去的“資源――產品――廢物”的生產過程轉變為“資源――產品――再資源”的生產過程。包括征收污染稅和排污費等懲罰性政策,以及政府對環保型產業的財政補貼和信貸支持等鼓勵性政策。最后從側重污染的末端治理逐步轉變為工業生產全過程控制;由重濃度控制轉變為濃度與總量控制相結合;由重分散的點源治理轉變為集中控制與分散治理相結合。

(二)調整產業結構、產品結構,推進技術改造,推行清潔生產。在化工、冶金、輕工、機械、電力、建材等行業積極推行清潔生產,加速技術改造,加快生產設施和工藝流程的更新及改造,減少和控制“三廢”的排放量,強制淘汰污染重、能耗物耗高的設備和產品。

(三)編制城市總體規劃,調整城市功能布局。在編制城市總體規劃時,把保護和改善城市生態環境、防治污染和其他公害等環境保護內容納入城市總體規劃。按照城市功能分區,調整工業布局,加大工業污染防治力度,改變工廠和居民混雜狀況,從生產和生活兩個方面控制城市環境污染。

(四)加強基礎設施建設,提高污染防治能力。增強工業和生活污水集中處理能力,提高城市垃圾糞便無害化處理水平。

(五)構建森林過濾器作用帶和森林緩沖帶。在工業污染集中的區域,通過構建森林過濾器作用帶減緩污染物進入土壤的速度,營建森林緩沖帶減小污染物在風力和水力等自然力的作用下對其他地區的影響。具體地:

1.在粉塵沉降嚴重的地段,種植闊葉的泡桐、女貞、夾竹桃、毛白楊、大葉楊等滯塵樹種。

2.在工礦企業周圍選擇種植抗二氧化硫的樹種臭椿、香椿、苦楝、垂柳、桑樹、側柏、杜英、夾竹桃、法國冬青; 抗氯、氯化氫的樹種合歡、榆樹、木槿、構樹、紫荊、槐樹、紫藤、梧桐、刺槐、紫穗槐、胡枝子;防火樹種廣玉蘭、法國冬青、女貞、木荷、油茶、白櫟。

3.在鉛汞污染地區栽植有吸鉛塵本領的青楊、桑樹;有吸汞能力的桂花、棕櫚、臘梅。

二、土壤農業面源污染的防治

農業面源污染主要是由化肥、農藥的大量施用,畜禽廢棄物的隨意排放,廢棄的農用地膜造成的。農業面源污染區,土壤污染的防治措施:

(一)標準化施用化肥、無公害農藥,推廣使用可降解塑料薄膜,從源頭上防治農業面源污染。加強對農藥、化肥、塑料薄膜的使用管理,提倡使用生物農藥,嚴格執行農藥安全施用有關規定,控制氮素化肥施用量,增加有機肥施用量。

(二)對病蟲害進行綜合防治,推廣生物防治技術,減少化學農藥施用次數和施用量,同時推廣無公害生產技術。

(三)選擇種植抗性較強的品種,如種植轉基因水稻可以減少農藥的用量。

(四)嚴格控制畜禽養殖污染,大力推廣生態養殖。在畜禽養殖區用畜禽廢棄物充當沼氣底料生產清潔能源,發酵后的剩余物又是高效的有機肥料,既解決了畜禽廢棄物的污染難題,還可以減少化學肥料的施用,大力開展畜禽糞便的綜合利用,不斷提高畜禽糞便的綜合利用率。

(五)對于已經污染的地區,通過增施有機肥料、使用微生物降解菌劑、調控土壤pH和Eh等生態、生物修復措施,加速污染物的降解,從而消除污染。此外在面源污染區構建水土保持林,防治水土流失,防止污染物進入水體,進而遷移到其他地區造成危害。

三、工農業復合污染的防治

在工農業復合污染區,要采取分類治理的措施,對于已經污染嚴重的地區要進行產業結構的調整,采用農業生態修復措施,因地制宜地改變一些耕作管理制度來減輕危害。主要包括兩個方面:

(一) 改變耕作制度,選種抗污染作物品種,或篩選出在食用部位累積污染物少的品種;種植不進入食物鏈的植物,如種植樹木、花草等觀賞或經濟作物;

(二) 采用農藝修復措施。通過增施有機肥或深耕土地等手段調節諸如土壤水分、土壤養分、土壤pH值和土壤氧化還原狀況等土壤理化性質,實現對污染物所處環境介質的調控。

篇3

一、當前我國土壤污染防治存在的問題

一是法律法規缺失。目前我國沒有專門的土壤環境保護法律法規,相關規定分散在《環境保護法》、《土地管理法》、《水土保持法》、《土地復墾條例》、《農藥安全使用標準》等不同法律法規中,對土壤污染防治的規定不系統,缺乏具有可操作性的細則和有威懾力的責任追究條款。

二是監測水平滯后。多數地區缺乏土壤監測必備的儀器和人員,尤其是基本農田和集中式飲用水源地等重點區域存在監測站點布置過少、監測項目少、監測數據流通信息不暢、專業技術人員缺乏等諸多問題。

三是修復技術不成熟。我國現有的土壤污染修復技術大多數仍處于實驗階段,有些還只僅適用于實驗室的小規模實驗,與工程的實際推廣尚有一定的差距。同時,現有修復技術成本較高,修復設備與藥劑大部分仍然依賴進口。

四是防治資金短缺。土壤污染防治對資金的需求量很大,目前主要由政府買單。而政府財力的相對有限性使防治資金的來源受到很大局限。尤其對于無主的污染場地,由于其大多數位置偏遠,開發利用價值不大,地方政府配套資金積極性不高,中央資金的杠桿作用難以有效發揮。同時,目前我國土壤治理修復的商業模式尚未形成,社會資金進入相對困難。

二、發達國家的經驗借鑒和相關建議

自上個世紀以來,美國、丹麥、英國、德國、日本等國家圍繞土壤污染防治立法、檢測、治理、防控、資金、懲治等諸多環節,建章立制、標本兼治,逐步形成了較為完整和完善的土壤污染防治體系。如美國設立了污染場地管理與修復基金即“超級基金”,并以這一基金為核心,制定了全面有效的污染土地管理框架。針對責任方建立了“嚴格、連帶和具有追溯力”的法律責任,即不論潛在責任方是否實際參與或造成了場地污染,也不論污染行為發生時是否合法,潛在責任方都必須為場地污染負責。丹麥在2000年就頒布了《土壤污染防治法》,并建立了全國統一的土壤污染數據庫,實現資源共享。同時設立了土壤檢測點,對土壤進行長期實時監測,進行動態管理。英國早在上世紀90年代初就建立了污染土壤暴露風險評估導則,制定了詳細的土壤污染指導性標準,并逐步形成和完善了基于風險的污染地塊管理框架體系,有效地保證了土壤污染防治各項工作的順利開展。

借鑒發達國家經驗,針對我國土壤污染防治現狀,建議:

1.加快土壤污染防治立法。制定專門的《土壤污染防治法》并相應配套各類法規細則,構建完善的土壤污染防治法律法規體系,為土壤污染防治和治理提供更好的法律保障。

2.全面開展土壤環境質量普查。在全國范圍內開展土壤環境質量普查,摸清底數,并建立全國土壤環境質量數據庫,以全面了解和掌握全國土壤環境質量狀況。

3.編制土壤污染防治規劃和實施計劃。在全面摸清底數的基礎上,編制土壤污染防治規劃和實施計劃,明確各級政府和機構土壤污染治理責任,并根據不同區域土壤環境狀況,按照輕重緩急,統籌規劃,分步實施。

4.建立土壤環境監測網絡。將土壤環境質量監測列為常規環境監測內容,建立起完善的土壤監測網絡,制定科學的定期監測制度,長期、動態、實時地對土壤及其生態環境進行監測,并定期公布全國和區域土壤環境質量狀況。

5.拓寬防治資金投入渠道。一是按照“誰污染、誰付費”的原則,對土壤污染實行永久性的污染責任追溯制度,土壤污染者除了要承擔受害者的賠償責任外,還應承擔土壤修復費用。二是建立專門的土壤污染資金保障機制,成立類似美國“超級基金”的“土壤污染治理基金”,主要用于解決找不到責任者或責任者沒有實施修復能力的土壤污染的管理和修復,保證土壤污染防治資金來源的穩定。另外,政府還應進一步加大對土壤污染治理的科研開發、企業的清潔生產、農業面源污染治理等方面的資金扶持力度。三是完善市場機制,引入社會資金進行土壤治理修復。

6.加強防治技術人才支撐。一是制定土壤修復企業準入制度,引導行業有序規范發展。二是加快相關人才培養和設備研發。一方面在各大高校增設土壤修復等方面的專業,加大專業土壤防治人才的培養力度;另一方面相關科研部門要加快土壤污染治理設備、原料等研發的步伐。

篇4

一、主要內容

(一)土壤環境安全保障總體情況

2019年,縣以保障農產品質量和人居環境安全為出發點,強化土壤污染源源頭管控,積極開展土壤污染防治工作,努力保障土壤環境安全。本年度未發生因耕地土壤污染導致農產品質量超標造成不良社會影響事件,未發生因疑似污染地塊或污染地塊再開發利用不當造成不良社會影響事件。

(二)基礎工作開展情況

1.土壤污染防治工作安排部署情況。根據省、市土壤污染防治工作要求,縣制定印發了《縣土壤環境保護與綜合治理方案》,并成立土壤污染防治工作領導小組,全面貫徹落實國家和省市關于土壤污染防治的各項決策部署,指導和協調推進全縣土壤污染防治工作,研究解決土壤污染防治工作重大事項。各鄉鎮、各部門嚴格按照職責分工,協同推進土壤污染防治工作。

2.土壤污染防治工作目標責任書簽訂情況。為全面貫徹落實省、市《土壤污染防治行動計劃》《土壤污染防治工作方案》和《縣土壤環境保護與綜合治理方案》,確保完成2019年度全縣土壤污染防治目標任務,根據土壤環境重點監管企業行業及篩選要求,我縣市級土壤環境重點監管企業3家,縣政府與3家土壤環境重點監管單位簽訂了土壤污染防治責任書,明確了土壤污染防治工作目標和工作要求,縣政府對各項任務進行層層分解,嚴格按照市級監督考核要求推進落實。

(三)土壤污染狀況詳查(滿分15分,自查得15分)

根據《農用地土壤環境管理辦法》《省土壤污染狀況詳查實施方案》要求,確定重點行業企業3家,布設點位11個。積極配合相關單位完成全縣農用地土壤污染狀況詳查和重點行業企業土壤污染調查清單篩選上報工作,組織相關部門技術業務人員參加了全省重點行業企業用地土壤污染狀況詳查技術培訓,參訓人員對土壤污染狀況詳查工作的重要性、迫切性有了清晰地認識,學習了相關技術規定、工作規范,掌握了點位核實的工作要點,有針對性地為全縣農用地土壤污染狀況詳查工作打下堅實的基礎。

(四)源頭預防(滿分24分,自查得分24分)

1.涉重金屬行業污染防控情況(自查得分9分)。我縣每年開展涉重金屬行業企業排查,未發現我縣轄區內有涉重行業企業。

2.工業固體廢物堆存場所環境整治(自查得分5分)。我縣轄區內一般固體廢物企業有五家,均屬于季節性生產企業,2018年工業固體廢物主要為爐渣10327.7噸、薯渣5916.88噸和污泥137.28噸,爐渣大部分銷往外單位修路、建筑等綜合利用,少部分本單位綜合利用和貯存,無外傾外倒、隨意堆放現象;薯渣全部銷售給養殖戶,用于畜禽養殖飼料;污泥全部運往垃圾填埋場填埋;我縣轄區內涉及的危險廢物主要為醫療廢物,縣潔衛醫療廢物處置中心2018年處置感染性醫療廢物121.729噸,處置損傷性醫療廢物31.03噸,共計處置醫療廢物152.759噸,消毒處置后的廢渣全部運往垃圾填埋場填埋。2019年的正在統計當中。

3.化肥農藥使用量零增長(自查得分2分)。我縣在近3年耕地質量提升和化肥減量增效實施成效,耕地質量提升行動、化肥零增長行動工作基礎上,根據測土配方施肥工作現狀,進一步推進取土化驗、田間試驗、配方制定和指導服務等工作,統籌開展耕地質量調查監測與評價。2019年,推廣配方施肥技術240萬畝,使配方肥使用面積達到86萬畝,全縣完成取土化驗392個,田間試驗5個,耕地質量等級持平或提升,測土配方施肥技術覆蓋率達85%以上,全縣肥料利用率達39%以上,農用化肥使用量增幅低于0.6%。

4.廢棄農膜回收利用情況(自查得分3分)。一是繼續建設回收網點??h廢舊農膜回收由廢舊農膜回收加工企業牽頭負責,相關部門配合,已在全縣設立19個收購網點,網點設在全縣28個鄉鎮,并結合縣農膜使用量不均勻的實際,在適宜設流動收購點的地方設置了流動站點。二是建設加工企業??h已建成并享受省級廢舊農膜回收利用專項補助資金的廢舊農膜回收加工企業6家,其中較大型加工企業2家,職業收購販子30多人,季節性臨時販子40多人,2019年年回收量達5000多噸,回收利用率達80%以上,現已形成了田間回收有網絡,生產加工有設備,產業發展有龍頭,市場營銷有平臺的產業模式。

5.非正規垃圾堆放點排查整治情況(自查得分5分)。2018年,省上下發我縣農村非正規垃圾堆放點47處,經排查柴家門鎮10處為生活垃圾已全部清運;甘溝驛鎮15處為移動式垃圾箱不屬非正規垃圾點已進行日產日清;郭城驛鎮1處位于郭城文化廣場區域,沒有非正規垃圾堆放點;河畔鎮2處經排查分別是垃圾收購點和固定垃圾收集點,已組織人員全部清運,垃圾收購點已勸導收購點工作人員對收購的垃圾進行分類整理;侯家川鎮3處為生活垃圾及建筑垃圾已全部清運;會師鎮2處,其中東河村1處為鋼材加工廠,不屬非正規垃圾堆放點,南咀村一處為會師大道征遷建筑拆除垃圾,已清理完畢;漢家岔鎮4處為開放式垃圾箱,已進行日產日清;頭寨子鎮3處為開放式垃圾箱,已進行日產日清;新添堡鄉5處,其中4處為開放式垃圾箱,已進行日產日清,1處為建筑垃圾已全部清運;翟家所鎮2處,其中1處為開放式垃圾箱,已日產日清;1處為建筑垃圾已全部清運,累計清理垃圾85.45噸。

(五)農用地分類管理情況(滿分27分,自查得26分)

1.耕地土壤環境質量類別劃定(自查得分4分)。為積極響應國家級各部門的政策、方針,切實保護土壤環境,防治和減少土壤污染,根據《國務院辦公廳關于印發近期土壤環境保護和綜合治理工作安排的通知》(〔2013〕7號)、《關于貫徹落實〈國務院辦公廳關于印發近期土壤環境保護和綜合治理工作安排的通知〉的通知》(環發〔2013〕46號)和《市環保局關于編制〈土壤環境保護與綜合治理工作方案〉的函》(市環函發〔2015〕24號)等文件精神,結合縣實際,在我縣開展土壤環境質量詳查工作,制定印發了《縣土壤環境保護與綜合治理方案》。

2.受污染耕地安全利用和治理與修復(自查得分11分)。

加強土壤肥料技術推廣隊伍建設,完善耕地質量監測網絡,提升檢測化驗能力。縣農技中心成立耕地質量提升和化肥減量增效工作專家指導組,提出具體技術方案,開展指導服務,把各項關鍵技術落實到位。各地分區域、分土壤類型提出耕地質量建設和污染耕地治理的技術方案,開展指導服務,落實關鍵措施,提升耕地質量,確保技術人員能夠準確掌握、熟練應用新技術,為項目區實驗示范技術不走樣,顯著增產、增效奠定基礎。

3.重度污染耕地種植結構調整或退耕還林還草(自查得分11分)。按照“以水帶肥、以肥促水、水肥耦合、高效利用”的技術路徑,根據不同地區氣候特點、農業種植方式及水肥耦合技術要求,重點在鎮、鎮、鎮、鎮、新塬鎮、劉家寨子鎮、草灘鎮、四房吳鎮、新莊鎮、漢家岔鎮、柴家門鎮、甘溝驛鎮、河畔鎮、白草塬鎮、郭城驛鎮、土高山鄉等16個鄉鎮選擇荷蘭豆、甘蘭、辣椒、西藍花等大棚設施蔬菜生產,水肥一體化技術覆蓋塑料大棚3萬座。鑒于文丘里施肥器損壓嚴重、注肥時間長,壓差式施肥罐供肥不均勻等諸多施肥問題,首部樞紐選擇配置“加壓式注肥泵+施肥桶”組裝配套的簡易可移動式輕簡化施肥裝置,能夠快速均勻注入水溶肥,解決了傳統施肥肥料浪費利用率不高、費工費時。每戶示范戶共4個棚,配置一套首部樞紐(加壓式注肥泵+施肥桶),覆蓋種植農戶7500戶。

(六)建設用地準入管理(滿分20分,自查得19分)

1.疑似污染地塊名單建立情況(自查得分10分)。根據省環境保護廳、省國土資源廳、省住房與城鄉建設廳《關于做好全國污染地塊土壤環境管理信息系統應用工作的通知》(甘環發〔2017〕159號)要求,生態環境、自然資源、住建等部門開通了管理賬號,實現了多部門聯動監管及信息共享。我縣以有色金屬礦采選、有色金屬冶煉、石油開采、石油加工、化工、焦化、農藥、電鍍、制革等行業為重點,對照重點行業企業篩選原則,由生態環境局會同住建局、自然資源局全面排查確定疑似污染地塊,我縣轄區內無疑似污染地塊。

2.土地征收、收回、收購等環節監管情況(自查得分5分)。

嚴格執行土地利用總體規劃及年度計劃,落實用地項目預審制,限制其它經營性集體建設用地報批,積極將集體建設用地指標用于保障鄉鎮村公共設施、扶貧產業及農民宅基地建設。認真執行“兩規定、兩規范”,嚴格出讓程序,對工業、住宅等經營性用地一律以“招拍掛”方式出讓。

3.暫不開發利用污染地塊環境風險管控情況(自查得分4分)。

嚴格排放重點污染物的建設項目的環評審批,對需要新建的土壤污染防治設施,嚴格落實“三同時”管理制度。對重點行業企業用地用途擬變更為居住和商業、學校、醫療、養老機構等公共設施的建設項目,其環境影響報告書(表)中重點說明土壤環境質量調查現狀和風險評價結論,并有針對性提出土壤污染防治相關要求。

(七)土壤污染治理與修復技術應用試點(滿分7分,自查得7分)

經排查,縣沒有土壤污染治理與修復技術應用試點情況。

(八)落實各方責任及公眾參與(滿分7分,自查得6分)

1.部門協調配合(自查得分2分)。充分利用縣現有環境保護和生態建設相關組織領導機構,成立了土壤環境保護和綜合治理工作領導小組,建立多部門參加的土壤環境保護和綜合治理工作機制。土壤環境保護和綜合治理辦公室設在市生態環境局分局,負責組織、指導協調、督促檢查全縣土壤環境保護和綜合治理工作實施情況。有關部門按照其在土壤環境保護和綜合治理工作中的職責分工,加強協調配合,共享數據信息,制定相關配套政策措施,督促和指導地方政府及相關部門開展工作。

2.環境信息公開(自查得分2分)。在政務網站上提供了政府信息依申請公開受理機構以及公布聯系方式,及時妥善地處理公眾直接向市生態環境局分局提出和縣政府信息公開辦公室轉辦的政府信息依申請公開事項,2019年度縣環境保護局受理依申請公開政府信息和不予公開政府信息數量是0件。因政府信息公開申請引起的行政復議、提起行政訴訟數量是0件。

3.宣傳教育(自查得分2分)。規范土壤環境信息,建立土壤環境監測信息報送和統一制度。建立縣土壤環境信息管理平臺,利用政府門戶網站、微信公眾平臺,結合“六五”世界環境日、世界地球日、世界土壤日等主題宣傳活動,普及土壤污染防治相關知識,加強法律法規政策宣傳解讀,營造保護土壤環境的良好社會氛圍,把土壤環境保護教育融入學校、工廠、農村、社區等環境宣傳和干部培訓工作,引導公眾積極參與和支持土壤環境保護。通過熱線電話、公眾信箱、社會調查等方式及時了解公眾意見和建議。

(九)地方特色、經驗和成效

大力開展大棚蔬菜水肥一體化技術節水效應研究、加強示范推廣化肥減量增效技術,在鎮,鎮,鎮、鎮選擇荷蘭豆、甘蘭等大棚蔬菜,開展水肥一體化技術、高效施肥技術、水溶肥科學利用技術示范應用工作,帶動化肥減量增效新技術新產品大面積推廣應用。

二、存在的問題、困難及有關建議

(十)存在的問題、困難

一是基層土壤環境監管能力薄弱,相關部門沒有土壤污染防治與保護的專業人才、儀器設備。二是全社會對土壤環境保護意識不夠,法律意識不強。好生態應該“水氣土”共治,“霧霾天”能看得見,“水污染”也能看得見,唯獨土壤污染看不見。因此,土壤污染容易被忽視,而土壤影響過程漫長,危害性極大,不但影響農產品安全,還會影響到生物多樣性,最后影響到整個生態產業鏈。三是土壤污染底數不清,相關法規依據不健全,基層土壤污染防治能力培訓跟不上需要,土壤污染防治缺乏專項資金。四是因縣級財政困難,污水處理設施建設投資較大,全縣鄉鎮生活污水處理設施仍未配套建成。五是農藥使用過程中,存在農藥過量施用情況,農藥包裝物收集管理不規范,對土壤環境造成了一定污染。

(十一)有關建議

一是加強相關部門每年定期培訓與土壤污染防治與保護相關的專業性人才。二是加大科技支撐,及時跟蹤國家的土壤環境保護和綜合治理技術名錄。三是規范土壤環境信息,建立土壤環境監測信息報送和統一制度。

三、下一步工作打算

下一步,將按照省、市統一部署,做好土壤污染詳查、狀況評估和土壤修復治理工作。

一是大力開發利用優質有機肥,限制大化肥和高殘留農藥的使用量,實現大化肥用量“零增長”。

篇5

一、總體要求

以生態文明思想為指導,按照中央和省、市推進凈土行動的部署要求,深入推動實施《中華人民共和國土壤污染防治法》,以改善土壤環境質量為核心,以保障農產品質量安全和人居環境安全為目標,嚴格落實“黨政同責、一崗雙責”、“屬地負責、部門有責”,堅決完成國家、省及市關于打贏土壤污染防治攻堅戰的各項工作任務,扎實有效推進凈土保衛戰。

二、主要目標

按照省和市統一安排部署,完成全縣重點行業企業用地土壤污染狀況調查和耕地土壤環境質量類別劃定,建立全縣污染地塊清單和優先管控名錄以及耕地質量分類清單;強化農用地、建設用地土壤環境風險管控,全縣受污染耕地、再開發利用的污染地塊,全部實現安全利用;嚴格落實重金屬污染物排放總量控制制度,完成上級下達我縣減少重點行業重點重金屬污染物排放量任務。

三、重點任務

(一)強化土壤環境調查監測

1.推進重點行業企業用地土壤污染狀況調查。2020年底前,全面完成重點行業企業用地的布點采樣、分析測試、數據上報、成果集成等工作,全面掌握重點行業在產企業和關閉搬遷企業用地土壤污染狀況及分布,建立污染地塊清單和優先管控名錄。(責任單位:縣生態環境分局、縣自然資源和規劃局等;各鄉(鎮)政府、平安街道辦、經濟開發區負責落實,以下不再逐一列出)

2.優化土壤生態環境質量監測體系。完善全縣土壤環境監測體系,配合國家和省、市開展土壤環境質量國控、省控點位例行監測。按照年度監測計劃,組織對土壤環境重點監管單位、工業園區和污水集中處理設施、固體廢物處置設施周邊土壤開展監督性監測,2020年10月底前,監測結果上報省生態環境廳,納入全國土壤環境信息化管理平臺統一管理使用。對監測發現的土壤超標情況,進一步開展溯源排查,查明并及時阻斷污染源。(責任單位:縣生態環境分局等)

3.加強重點區域耕地土壤環境監測。對農產品污染物含量超標、污水灌溉等區域農用地地塊進行重點監測,及時掌握土壤環境質量狀況和污染范圍、風險水平等。對產出農產品污染物含量超標的耕地,發現污染物含量超過土壤污染風險管控標準的,配合上級部門開展土壤污染風險評估,根據評估結論實施分類管理。加強農田灌溉水水質監測和監督檢查,防止未經處理或達不到農田灌溉水質標準的廢(污)水進入農田灌溉系統。(責任單位:縣農業農村局、縣生態環境分局、縣自然資源和規劃局等)

4.推進土壤污染狀況詳查成果應用。根據省、市統一安排部署,集成分析、綜合運用農用地土壤污染狀況詳查成果,開展高風險區域農用地土壤污染狀況深度調查和周邊污染源溯源排查。開展污染成因分析,對污染源進行溯源排查,6月30日前,建立重點污染源管控和整治清單,納入限期治理計劃,嚴厲打擊非法排污,有效切斷污染物進入農田的傳輸途徑,切實防止邊治理邊污染。根據全縣重點行業企業用地土壤污染狀況調查采樣分析結果,按程序及時通報有關鄉(鎮),為加強建設用地土壤污染風險管控提供基礎信息。(責任單位:縣生態環境分局、縣農業農村局、自然資源和規劃局等)

(二)實施農用地分類管理

5.劃定農用地土壤環境質量類別。加快推進全縣耕地土壤環境質量類別劃分,全部完成劃定工作,建立全縣耕地土壤環境質量檔案和分類清單。劃分結果,報請縣政府審核后提交市農業農村局。未利用地、復墾土地等擬開墾為耕地的,應當進行土壤污染狀況調查,依法進行分類管理。(責任單位:縣農業農村局、縣生態環境分局、縣自然資源和規劃局等)

6.加強優先保護類耕地建設管理。將符合條件的優先保護類耕地劃為永久基本農田或納入永久基本農田整備區,在優先保護類耕地分區域、按年度、按計劃推進高標準農田建設。在永久基本農田集中區域,不得新建可能造成土壤污染的建設項目,已建成的,2020年6月底前關閉拆除。統籌礦產資源開發與永久基本農田調整劃定的關系,確需對重金屬等污染威脅的永久基本農田進行調整的,按照相關要求進行補劃。依法加強對未污染土壤的保護,對未利用地不得污染和破壞。(責任單位:縣自然資源和規劃局、縣農業農村局、縣生態環境分局、縣行政審批局等)

7.嚴格落實耕地風險防范措施。2020年5月20日前,各鄉鎮組織完成轄區受污染耕地安全利用和嚴格管控工作方案制定、報備。對安全利用類耕地,應結合當地主要作物品種和種植習慣,采取農藝調控、低積累品種替代、輪作間作等措施,降低農產品超標風險;對嚴格管控類耕地,依法劃定特定農產品禁止生產區域,鼓勵采取調整種植結構、退耕還林還草、退耕還濕、輪作休耕等風險管控措施。10月底前,全縣所有受污染耕地全部實現安全利用和風險管控。(責任部門:縣農業農村局、縣自然資源和規劃局、縣生態環境分局等)

(三)嚴格建設用地土壤污染風險管控

8.組織開展建設用地風險調查排查。對有土壤污染風險的建設用地地塊,土地使用權人要開展土壤污染狀況調查;用途變更為住宅、公共管理與公共服務用地的,變更前應當進行土壤污染狀況調查。2020年6月底前,組織對未經土壤污染狀況調查,已開發利用為住宅、公共管理與公共服務用地的地塊進行摸底調查,采取有效措施,確保人居環境安全。(責任部門:縣生態環境分局、縣自然資源和規劃局等)

9.強化污染地塊土壤環境聯動監管。完善疑似污染地塊名單、污染地塊名錄、建設用地土壤污染風險管控和修復名錄。強化生態環境、自然資源和規劃等部門的污染地塊信息共享和聯動監管機制。強化關閉搬遷企業騰退土地土壤污染風險管控,以有色金屬冶煉、石油加工、化工、焦化、電鍍、制革等行業企業為重點,嚴格企業拆除活動的環境監管。對違反《土壤污染防治法》有關規定的行為,依法對相關企業、土地使用權人或土壤污染責任人進行嚴肅查處。(責任單位:縣生態環境分局、縣自然資源和規劃局、縣科技和工業化信息局等)

10.科學合理規劃土地用途。編制國土空間規劃要充分考慮土壤污染風險,合理確定土地用途。污染地塊再開發利用必須符合規劃用途的土壤環境質量要求。在居民區和學校、醫院、療養院等單位周邊,不得規劃布局有色金屬冶煉、焦化等可能造成土壤污染的建設項目。2020年底前,推進疑似污染地塊、污染地塊空間信息與國土空間規劃的“一張圖”匯總;已上傳全國污染地塊土壤環境管理系統的疑似污染地塊及污染地塊實現“一張圖”管理。(責任部門:縣自然資源和規劃局、縣生態環境分局等)

11.嚴格建設用地準入管理。列入建設用地土壤污染風險管控和修復名錄的地塊,不得作為住宅、公共管理與公共服務用地;未達到土壤污染風險管控、修復目標的地塊,禁止開工建設任何與風險管控、修復無關的項目,不得批準環境影響評價技術文件、建設工程規劃許可證等事項。涉及成片污染地塊分期分批開發或周邊土地開發的,要科學設定開發時序,防止受污染土壤及其后續風險管控和修復措施對周邊人群產生影響。對開發建設過程中剝離的表土,要單獨收集和存放,符合條件的優先用于土地復墾、土壤改良、造地和綠化等。(責任部門:縣自然資源和規劃局、縣生態環境分局、縣行政審批局等)

12.加強污染地塊風險管控及修復。對暫不開發利用的污染地塊,要采取風險管控措施,開展土壤及地下水污染狀況監測。需要治理與修復的污染地塊,土地使用權人要編制修復方案。加強治理與修復施工的環境監理,防止造成二次污染。按要求將達到治理與修復目標要求,且可以安全利用的地塊移出建設用地土壤污染風險管控和修復名錄。(責任部門:縣生態環境分局、縣自然資源和規劃局等)

(四)加強農業面源污染整治

13.減量使用化肥農藥。加強農藥、肥料、農膜等農業投入品使用管理,禁止生產、使用國家明令禁止的農業投入品,規范獸藥、飼料添加劑的生產和使用,推進農業投入品包裝廢棄物回收及無害化處理。2020年,主要農作物綠色防控覆蓋率達到31%以上,主要農作物統防統治覆蓋率達到40%以上,農藥利用率達到40%以上,測土配方施肥技術推廣覆蓋率達到90%以上,化肥利用率提高到40%,主要農作物化肥農藥使用量實現零增長。(責任單位:縣農業農村局、縣自然資源和規劃局等)

14.加強廢棄農膜回收利用。指導農業生產者合理使用農膜,嚴厲打擊違法生產和銷售不符合國家標準農膜的行為。積極推進廢棄農膜回收,開展廢舊農膜回收利用試點示范,完善廢舊農膜回收網絡,開展農膜使用及殘留監測評價。2020年,全縣農膜回收率達到80%以上,農田殘膜“白色污染”得到有效控制。(責任單位:農業農村局、市場監督管理局等)

15.強化畜禽養殖污染防治和資源化利用。加強畜禽糞污資源化利用,2020年底前,全縣畜禽規模養殖場糞污處理設施裝備配套率達到100%,畜禽糞污綜合利用率達到75%以上。(責任單位:縣農業農村局、縣生態環境分局等)

(五)強化重點領域污染防控

16.強化涉重金屬行業污染防控。嚴格落實總量控制制度,減少重金屬污染物排放。新、改、擴建涉重金屬重點行業建設項目,污染物排放實施等量或減量替換。加大減排項目督導力度,確保項目按期實施。繼續推進涉重金屬行業企業排查整治,列入污染源整治清單的企業,年底前完成綜合整治任務。(責任單位:縣生態環境分局、縣行政審批局)

17.加強重點企業土壤環境監管。加強對有色金屬冶煉、石油加工、化工、焦化等行業企業土壤環境監管,制定土壤污染重點監管單位名錄,將土壤污染防治相關責任和義務納入排污許可管理。土壤污染重點監管單位要嚴格控制有毒有害物質排放,落實土壤污染隱患排查和自行監測制度。2020年10月底前,重點行業企業用地調查統一部署,開展土壤環境自行監測,編制土壤環境質量狀況報告。土壤污染重點監管單位拆除設施、設備或者建筑物、構筑物,要制定土壤污染防治方案,防止污染土壤和地下水。(責任部門:縣生態環境分局、縣科技和工業信息化局等)

(六)加強固體廢物污染管控

18.強化礦產資源開發污染監管。加大礦山地質環境和生態修復力度,新建和生產礦山嚴格按照審批通過的開發利用方案和礦山生態環境恢復治理方案,邊開采、邊治理、邊恢復。加快推進責任主體滅失礦山跡地綜合治理。加強尾礦庫安全監管,運營、管理單位要開展土壤污染狀況監測和環境風險評估,建立環境風險管理檔案,防止發生安全事故造成土壤污染。(責任部門:縣自然資源和規劃局、縣應急管理局、縣生態環境分局等)

19.規范固體廢物利用處置。加強工業固體廢物堆存場所環境整治,完善防揚散、防流失、防滲漏等設施。推動工業固廢綜合利用,促進工業固廢減量化、資源化。推行生態環境保護綜合執法,加強塑料廢棄物回收、利用、處置等環節的環境監管,依法查處違法排污等行為。(責任部門:縣生態環境分局、縣科技和工業信息化局、縣發展和改革局等)

20.強化危險廢物監管。嚴格危險廢物經營許可審批,加強危險廢物處置單位規范化管理核查。統籌區域危險廢物利用處置能力建設,加快補齊利用處置設施短板。積極推進重點監管源智能監控體系建設,加大危險廢物產生、貯存、轉運、利用、處置全流程監管力度。規范和完善醫療廢物分類收集處置體系,2020年底前,全縣醫療廢物集中收集和集中處置率達到100%。持續保持高壓態勢,嚴厲打擊危險廢物非法轉移、傾倒和處理處置等違法犯罪行為。(責任部門:縣生態環境分局、縣衛生健康局、縣公安局等)

21.健全垃圾處理處置體系。推進生活垃圾無害化處理和資源化利用,完成非正規垃圾堆放點排查整治工作,全面清理現有無序堆存的生活垃圾。加快國家確定的我市生活垃圾強制分類試點工作。2020年,建設完成符合要求的城市生活垃圾、餐廚垃圾、建筑垃圾處理設施,建成區生活垃圾無害化處理率達到100%,縣城達到98%以上。(責任部門:縣城市管理綜合行政執法局、縣農業農村局、縣水利局等)

(七)充分發揮典型示范引領作用

22.抓好土壤污染治理與修復技術應用試點項目。加快推進莊上——連泉一帶農用地土壤污染治理修復技術應用試點項目評估驗收工作,總結試點成效、經驗,為全縣農用地土壤污染治理修復提供經濟適用、可參考、可復制的實用技術模式,持續鞏固莊上-連泉一帶土壤污染修復項目治理成果。(責任單位:縣生態環境分局、縣農業農村局等)

23.開展土壤污染防治工作成效評估。在市統一安排部署下,自行對我縣土壤污染防治工作成效進行綜合評估,全面掌握土壤污染防治目標任務完成、政策體系制度創新、土壤污染風險管控體系與能力建設等情況。(責任單位:縣生態環境分局等)

四、保障措施

一是落實屬地管理責任。各鄉(鎮)政府對本行政區域內的生態環境保護和土壤環境質量改善負總責,嚴格落實屬地管理責任,加強工作推進落實的組織調度和監督落實,依法履行監督管理職責,制定責任清單,層層壓實責任,建立長效管理機制,確保完成土壤污染防治目標任務。

二是加強部門聯動監管。完善土壤信息化管理平臺建設,強化大數據在土壤污染防治和環境管理工作中的應用。加強生態環境、自然資源和規劃、農業農村等有關部門溝通協調,打通共享渠道,充分利用全國土壤環境信息管理平臺,及時共享土壤污染防治相關信息。根據全縣土壤污染防治工作開展情況,不定期召開調度會議,督促各有關部門切實落實土壤污染防治職責,層層抓好落實,確保圓滿完成國家和省、市各項目標任務。

篇6

生物炭是由有機垃圾,如動物糞便,植物根莖,木屑和秸稈等經過高溫熱解加工而成的一種高度碳化的多孔物質。最先被發現的生物炭是生活在巴西亞馬遜河流域的人們長期使用的一種特殊肥料。這種肥料來源于當地,具有極強的恢復貧瘠土壤肥力的能力。當地人把它稱為“印第安人的黑土壤”。它多產、肥沃,與當地稀疏、貧瘠的土壤形成鮮明的對比[1]。生物炭在土壤中有極強的抗微生物和化學分解的能力,這使得它可以在土壤中存儲較長的時間[2],同時緩慢釋放營養供植物吸收[3]。生物炭在土壤中的平均停留時間可達到1000年[4]。因此,生物炭的利用將是減緩全球氣候變化的一個有效措施。其次,生物炭具有多孔性、較大的表面積和電荷密度,這使其比土壤中的其它有機物質更能夠吸持水分[5]和營養元素[6]。當今世界總人口不斷增加,而全球糧食產量因氣候變化、土地退化及流失、水資源匱乏等因素影響出現下降趨勢[7]。生物炭的出現為我們糧食增產帶來了曙光,它不僅可以改善土壤的理化性質[8,9],而且可以持續給土壤和農作物提供肥力[4]。同時隨著我們經濟的飛速發展,帶來了一系列的環境問題。在中國,重金屬污染和農業面源污染已經成為國家和科學家們重點關注的環境問題,并且我國的重金屬治理形勢極其嚴峻[10]。同時由于70年代以來,農民過量使用化肥和殺蟲劑等造成了N、P等營養元素以及有機污染物通過土壤進入水體造成了嚴重的有機污染以及水體富營養化,鑒于生物炭的多孔性以及較大的表面積,為改善中國的面源污染提供了可靠的途徑。近期,生物炭作為改良劑改善土壤性質并增加農業產量[9,11-16]、作為碳匯以減緩全球氣候變化[17-20]和作為吸附劑消除農業污染[21-27]引起了科學家們極大的興趣。作者在結合國內外近幾年對生物炭的研究基礎上,總結生物炭在農業方面的應用并提出一些未來研究的展望。

1生物炭的基本特征

生物炭是由各種動植物殘體,包括動物糞便和植物殘體(樹葉、木屑等),在缺氧的條件下高溫熱解所產生的。熱解是把低能量密度生物質轉化為高能量密度生物質的一種熱化學過程,此過程會產生包括高能量密度的生物油、高能量密度的生物炭和相對低能量密度的生物合成氣[28]。傳統工藝生產的碳大多為塊狀黑炭或顆粒黑炭[29]。與其不同的是生物炭通常是粉狀顆粒,其含碳量一般為40%~75%[30]。由于含大量的有機官能團(—COO—、—COOH、—O—、—OH等)和碳酸鹽,生物炭一般呈堿性[31]。生物炭很穩定,不易被微生物分解[32],且是一種多孔體,通氣性和透水性較好,容重小,表面積大,吸水和吸氣能力強,有利于保水保肥;除含有大量的高分子碳水化合物之外,還含有多種礦物質營養,可提供作物所需的營養元素,提高土壤肥力;它可以調節土壤的pH值和水、肥、氣、熱狀況并改善微生物生存環境,為許多重要微生物的生長和繁殖提供了有利的條件[33]。一般情況下,低溫生產的的生物炭比高溫生產的生物炭在改善土壤性狀和增加產量方面有較好的效果[12,30,31,34-36]。

2生物炭對土壤的改良作用

2.1土壤有機質

有機質對土壤肥力有重要的意義。首先它能夠提供植物生長需要的養分,為土壤微生物、土壤動物活動提供養分和能量。其次還可以增強土壤的保水保肥能力和緩沖性,另外還可以改善土壤的物理性質。生物炭的結構和有機質不同,但是卻能提高土壤肥力并增加土壤有機質穩定性和含量[37-39]。也有人指出生物炭的應用會促進土壤腐殖質的分解,其原因是促進了土壤微生物的活性[40]。但是其方法遭到了質疑[41]。生物炭對土壤有機質的影響程度依賴于生物炭本身的種類和性質以及作用土壤的性質[42]。對肯利亞西部某處土壤研究表明,加入生物炭之后該地的土壤的有機碳礦化量減少了,因此其含量增加了且先前存在的有機碳穩定性上升了,它們更多的吸附在穩定性更好的土壤顆粒上面[43]。與其它增肥措施相比,生物炭其具有穩定性強的優點,它在土壤里面存留時間長,而其它措施諸如秸稈、綠肥、堆肥及廄肥在施入土壤以后存留時間與生物炭的幾百上千年相比較短[44]。

2.2土壤物理性質

土壤的物理性質包括:土壤質地、土壤結構、土壤比重、土壤容重、土壤孔隙度、空氣和土壤水分等。生物炭的應用主要是改善土壤的表面積、持水性和土壤容重。由于生物炭有較大的表面積和較小的容重,它可以增大土壤的比表面積、降低土壤容重并增加土壤的持水量[45]從而促進植物更充分的吸收水分,減少水的損失。YanChen[46]等用甘蔗渣為原料生產的生物炭研究了日本島尻土壤,發現生物炭能降低土壤的容重和增加土壤的有效水分量,從而增加甘蔗產量并提高甘蔗的含糖量。DavidA.Laird[9]等對美國愛荷華州農場的土壤研究發現,生物炭的應用能明顯增加土壤的持水量(大于15%)和土壤的比表面積(大于18%)。這對于改善持水性較差的砂質土的性狀尤其有效[15]。

2.3土壤化學性質

土壤的化學性質包括:土壤pH、Eh、土壤陽離子交換量(CEC)、土壤鹽基飽和度(BSP)等。生物炭在改善土壤化學性質方面有巨大的潛力。

2.3.1土壤pH

生物炭的pH值取決于生物質原料[30]和生產工藝[47]。不同的原料或生產工藝所生產的生物炭具有不同的特征。一般情況下,由于含大量的有機官能團(—COO—、—COOH、—O—、—OH等)能夠吸收土壤的H+,所以生物炭一般呈堿性[31]。同時由于生物炭中含有較多的鹽基離子,如K+、Na+、Ca2+、Mg2+等[14],這些離子可以交換土壤中的H+和Al3+從而降低其濃度[42]。因此,生物炭將提高土壤的pH值[9,13,15,16,35,42],這對于酸性土壤的改良極為有效。有研究表明,對我國南方典型的老成土施用以稻草秸稈為原料的生物炭并結合施用N、P、K之后,土壤的pH值提高0.1~0.46[35]。Uzoma,K.C等對日本鳥取大學研究中心貧瘠的砂質土壤研究發現生物炭的應用提高了土壤的pH值[15]。Yuan,J.H等對以九種生物質作為原料(包括油菜秸稈、小麥秸稈、玉米秸稈、水稻秸稈和豆科植物秸稈)的生物炭做了研究發現所有生物炭的應用都提高了土壤的pH,但是以施用了豆科植物101第1期楊放等:生物炭在農業增產和污染治理中的應用為生物質原料的生物炭的土壤的pH提高程度最大[16]。

2.3.2土壤的陽離子交換量(CEC)

土壤CEC是指在一定的pH值條件下,每千克土壤所能吸附的全部交換性陽離子的厘摩爾數,其單位是cmol/kg。它是影響土壤緩沖能力高低、土壤保肥能力、改良土壤和合理施肥的重要依據。影響其大小的因素主要包括:土壤膠體類型、土壤質地、有機質和土壤pH等。鑒于生物炭本身具有極高的CEC,因此生物炭的應用將對土壤的CEC產生影響[9,15,16,30,35,42]。生物炭對CEC的作用主要受土壤類型、生物炭類型和作用時間所制約。一般情況下,生物炭對低CEC和pH的酸性土壤中的CEC改良特別有效,其中土壤CEC的改良與生物炭的原料的堿度[16]、有機N的礦化和銨根(NH+4)的硝化作用有關。非豆科植物為原料的生物炭比豆科植物為原料的生物炭具有更大的CEC[35],這可能與豆科植物中蛋白質、N和P含量較高有關。另外,低溫生產的生物炭比高溫具有較高的CEC[30]。

2.3.3土壤的鹽基飽和度(BSP)

土壤的鹽基飽和度(BSP)是指土壤膠體上的交換性鹽基離子總量占交換性陽離子總量的百分比。鹽基離子是植物所需的速效養分,包括K+、Na+、Ca2+、Mg2+和NH+4等。由于生物炭巨大的表面積和表面的各種有機官能團,它們能夠吸附更多的鹽基離子。從而提高土壤的BSP。其次生物炭的應用會增加土壤的pH,這也會提高土壤的BSP。有研究表明,在酸性及砂質土壤應用生物炭可以大大增加土壤對K+、Na+、Ca2+、Mg2+和NH+4的吸持能力[13,35]。

2.3.4土壤養分(N、P)

生物炭產生的電荷以及巨大的比表面積對土壤和植物所需的營養元素有較強的吸附作用,這在土壤養分較為匱乏的土壤中表現尤為明顯。不同種類的生物炭對土壤有不同的效果,用家禽糞便在不同溫度生產的生物炭對種植了白蘿卜的土壤進行處理,發現低溫(450℃)生產的生物炭更能增加白蘿卜的產量且增加土壤中N和P的有效性[12]。生物炭對N、P的這種吸附作用對于那些酸性土壤和顆粒較大的砂質土壤極其有效,它能夠減少N肥和P肥通過水而流失使其保持較長時間的供肥作用[48-50]。其中以動物糞便為原料的生物炭作用尤為明顯,因為動物糞便含有較高的N和P。用牛糞生產的生物炭能夠明顯增加玉米的產量并提高該土壤的N、P含量[15]。對于用各種秸稈或是谷殼生產的生物炭,若單獨應用在肥沃的土壤中時,由于其本身較大的C/N值,短期內會限制N的活性從而降低作物產量,對于貧瘠的土壤則會增加其作物產量[51]。因此對以硬木、秸稈等為原料的且C/N比值較大的生物炭的應用最好配以應用一定量的N肥,這樣就不會限制N的活性并產生好的改良效果[52-54]。Hos-sain,M.K等用以污泥為原料的生物炭對土壤進行不同的處理發現生物炭配施肥料的處理最能增加圣女果的產量并改善土壤性狀[55]。其次,生物炭本身含有豐富的蛋白質、N和P,且其穩定性較強,它可以緩慢釋放營養元素供植物吸收[48,51]。

3生物炭對土壤污染治理作用

3.1重金屬污染

重金屬污染是指由重金屬或其化合物造成的環境污染。主要由采礦、廢氣排放、污水灌溉和使用重金屬制品等人為因素所致。隨著中國經濟的飛速發展,重金屬污染變得相當普遍,特別是中國的南方地區。生物炭主要針對土壤的重金屬污染,其中包括鉛、鎘、銅等。其主要原理還是利用生物炭巨大的比表面積、表面各種基團較強的吸附能力和表面的的離子交換反應。Uchimiya,M等用不同溫度生產的生物炭對水中和土壤中的Cd2+、Cu2+、Ni2+和Pb2+作了研究,發現高溫熱解能夠使表面的脂肪族等基團消失并形成吸附能力強的表面官能團;同時隨著生物炭的pH升高,其對重金屬離子的吸附和固定加強,說明了生物炭對重金屬的吸附與生物炭的表面官能團和pH值有關[27,56]。Cao,X等用牛糞生產的生物炭對土壤進行重金屬Pb2+和除草劑(阿特拉津)的研究,發現與普通活性炭相比,生物炭具有六倍吸附Pb2+的能力,且在熱解溫度為200℃時,生物炭的吸附量是最大的;對于存在兩種或多種污染物的介質,用活性炭處理,污染物之間是競爭關系,而用生物炭處理時這種競爭關系很微弱[57]。有研究表明低溫生產的生物炭能夠加強Cd2+、Cu2+和Ni2+等重金屬離子的固定和吸附[58]。Liu,Z.G用松樹和米糠生產的生物炭來研究生物炭對水中Pb2+吸附,結果顯示,生物炭表面有大量的含氧基團,這些基團對Pb2+有較強的吸附效應,同時這種吸附為吸熱過程[22]。

3.2有機污染

鑒于生物炭本身的多孔性結構、比較大的表面積以及其它的物理化學性質,它能夠吸附有機污染物,降低其活性。生物炭吸附有機污染的效果與生物炭種類、反應溫度和應用土壤等因素有關。一般情況下,顆粒較小的生物炭對有機污染物的吸附更加有效。Jones,D.L等用生物炭研究其對土壤中殺蟲劑西瑪津行為的影響,研究表明典型的生物炭的應用明顯改變土壤水中的西瑪津濃度、活性和移動性;生物炭能夠抑制西瑪津的生物降解速率并使其很難隨水遷移,其原因是生物炭降低了微生物的活性;且西瑪津礦化速率、吸附量和流失量與生物炭的顆粒大小成反比,并且生物炭在土壤中的作用持續時間長[2,4];因此生物炭可以減少殺蟲劑污染環境和通過食物鏈危害人類的危險,但是可能會影響其殺蟲的功能[59]。Kasozi,G.N等用橡樹、松樹和牧草為原料在不同溫度生產的生物炭來研究其對鄰苯二酚的吸附,結果顯示對鄰苯二酚的吸附量隨著溫度的升高而上升,且牧草為原料的生物炭吸附量最大,小顆粒的生物炭比大顆粒的吸附量大;在鄰苯二酚濃度低的土壤中,吸附量與微孔比表面積有直接聯系,說明了專性吸附的主導作用[23]。生物炭能降低作物生長過程中污染物進入其中的濃度。Xiang-YangYu等用桉樹在450℃和850℃下生產的生物炭來研究其降低殺蟲劑在種植有洋蔥的土壤中的生物活性,結果表明生物炭能明顯減少土壤中的殺蟲劑數量和洋蔥吸收的殺蟲劑量,其中850℃的生物炭效果最佳[60]。Lou,L.P等用稻草秸稈制成的生物炭研究其吸附性和除草劑五氯苯酚對種子萌發期間的生態毒性的影響,發現生物炭的應用降低了浸出液的五氯苯酚濃度(從4.53mg•L-1至0.17mg•L-1)并明顯增加了發芽率和根系長度,因此生物炭可作為一種潛在的有機污染物的原位吸附劑[61]。BaoliangChen和MiaoxinYuan用松針生產的生物炭對水稻土中多環芳烴(萘、菲和芘)的吸附進行研究,結果發現生物炭能夠加強土壤對多環芳烴的吸附,且應用了低溫的(100℃)生產的生物炭土壤的吸附量與生物炭的應用量呈線性關系,其它溫度的生物炭也是呈正相關關系[25]。對不同的生物炭種類和不同的作用土壤來說,不同熱解溫度的生物炭有不同的效果,有些土壤對高溫的生物炭更加有效[60],有些則對于低溫的生物炭更有效[25]。與昂貴的普通活性炭相比生物炭不僅價格較低,且比活性炭具有更好的吸附效果和更加持久的作用時間。YupingQiu等對比了生物炭和活性炭在吸附污水中的活性藍和羅丹明B的作用效果,發現生物炭比活性炭更有效果[62]。同時,與傳統的應用堆肥治理有機污染物相比,生物炭更加有效。LukeBeesley等對比了生物炭和堆肥在減少有機污染物(多環芳烴)的效果,研究發現生物炭比堆肥更能降低土壤中多環芳烴的濃度,特別是對于那些分子量大且毒性大的多環芳烴[63]。但是對于某些特殊的土壤來說,生物炭對有機污染物的吸附效果可能被土壤中的有機物和無機物之間的相互作用所掩蓋[64]。最后,由于生物炭對土壤中N和P有較大的吸附能力,能減少其隨水遷移,且自身能夠緩慢釋放營養元素供作物吸收,因此生物炭能夠減少農村N肥和P肥的使用,并從源頭就阻止的農業面源污染的可能,也為治理農業面源污染提供了一個可靠的途徑。

4討論

篇7

關鍵詞:土壤生物污染 大腸菌群 病原菌 寄生蠕蟲 生物防治

一、 土壤生物污染的現狀

土壤在 自然 界中處于大氣圈、巖石圈、水圈和生物圈之間的過渡帶,是聯系有機界和無機界的中心環節,也是結合地理環境各組成要素的紐帶。土壤作為重要的發生器、儲存器、轉換器、緩沖器和調控器,其環境質量好壞最終會影響到人類健康和 社會 經濟 嘚可持續 發展 。然而,隨著工農業的發展,土壤污染 問題 越來越突出,各種重金屬、有機物、放射性物質和病原微生物等對土壤環境構成了巨大威脅。

土壤生物污染是指一個或幾個有害的生物種群從外界環境侵入土壤并大量繁殖,引起土壤質量下降,不僅破壞原來的生態平衡,還會對動植物和人體健康以及生態系統造成不良影響。土壤生物污染分布最廣的是由腸道致病性原蟲和蠕蟲類所造成的污染,全世界有一半以上人口受到一種或幾種寄生蠕蟲的感染,尤其是熱帶地區最嚴重,歐洲和北美較溫暖地區的寄生蟲發病率也很高。據調查,上海市郊蔬菜的大腸菌群檢出率為13.7%,最高可達12800個/克,寄生蟲卵檢出率為11.9%,近三成蔬菜受到不同程度的生物污染。用作肥料的人畜糞便更是驚人,細菌含量竟高達108~109個/克,八十年代末,江都縣土壤的蠕蟲卵總陽性率高達72%,在有些土樣中還檢測出了致病菌,雖含量不高,但其危害卻是不容忽視。相對于土壤污染的生物指標來說,土壤生物污染的現狀不容樂觀。

隨著我國醫療條件的改善,大大小小的 醫院 如雨后春筍,有效保障了人們的身體健康??墒挛锟傆袃擅嫘?,醫院廢棄物的妥善處理一直是讓人頭疼的問題。不可否認正規大型醫院有足夠的經濟和技術條件來處理高含致病菌的廢水廢物,但我們也不得不承認 中國 還有許多邊遠山區,至少在陽春這樣的小城市根本就沒有能力處理醫院廢水廢物,很多 農村 診所就干脆把廢棄物倒在河邊或者在田野找個隱秘的地方埋起來,這對日后就像埋下了一顆定時炸彈。我相信這種現象具有普遍性,中國還是一個農業大國,要是不妥善處理醫院廢棄物,以后病人只會越來越多,形成一個惡性循環,因此我們應該高度重視生物污染。

二、 土壤生物污染的來源

正如我國是一個農業大國,肥料需求量巨大,人們的傳統觀念就認為生活污水含有不可多得的養分,而人畜糞便更是含有豐富的有機營養,再說大家都覺得農作物還可以凈化污水。因此,污水灌溉和糞便施肥一直是我國農業的一大特點。然而,正如前面所說,生活污水含有大量細菌, 工業 和醫院廢水更是富含各種病原體。另外有資料顯示,污泥、垃圾和糞肥都可能攜帶大量病原微生物和寄生蟲卵。許多農民都習慣把病死的禽畜埋起來,這些病毒尸體也是土壤中致病菌的一大來源,容易引起土壤生物污染并擴大疾病的傳播。還有事物都是普遍聯系的,大氣圈和水圈中的微生物也可以進入土壤引起生物污染。

三、 土壤生物污染的危害機理

也許當我們津津有味地吃著豐富而新鮮的水果和蔬菜時,沒有人會想到它們的生長環境。然而不幸的是,世界上有不少人就是因為吃了不清潔的水果和蔬菜而生病,正是土壤中的各種病原微生物和寄生蟲通過多種途徑危害了人體健康。

病人一般帶有病原體,要是他們的糞便、咳痰和生活污水不經處理就進入水體和土壤的話,就很容易引發傳染病,尤其是醫院廢水含有大量致病菌,就更需要妥善處理。被病原體污染的土壤能傳播傷寒、副傷寒、

痢疾和病毒性肝炎等疾病,就像1942年武爾坎地區傷寒的流行就是由于居民點附近的土壤被含有致病菌的糞便污染所造成的,只有去除了這些糞便,傷寒的流行才停止下來。這種經人體排出然后通過土壤傳播給人體的病原菌對我們的健康無疑是一大威脅。因此,我們應該注意個人衛生,保護土壤環境。

有些人畜共患的傳染病或與動物有關的疾病也可通過土壤傳播給人。比如說,患鉤端螺旋體病的豬、牛和羊等動物就可以通過糞尿中的病原體污染土壤。鉤端螺旋體在中性或弱堿性的土壤中能存活幾個星期,還可以通過粘膜、傷口和被浸軟的皮膚侵入人體,使人致病。炭疽桿菌能形成芽孢以抵抗惡劣環境,可在土壤中生活幾年甚至幾十年。而破傷風桿菌和氣性壞疽桿菌等致病菌則多來自動物糞便,尤其是馬糞。當人們受傷時,受污染土壤的破傷風桿菌通過接觸而使人患破傷風,傷口越深越有利于破傷風桿菌在厭氧環境下生長,甚至可能危及生命。

土壤生物污染不僅可以由動物經土壤再傳播給人體,而且還可以直接從土壤危害人體健康。可以說土壤是培養微生物的溫床,不管是霉菌還是真菌,都可以從土壤直接侵入人體,而放線菌則可以引起人體皮膚的足分枝菌病,這里不再多說,下面詳細探討寄生蠕蟲的致病機理。

蠕蟲主要包括吸蟲綱、絳蟲綱、線蟲綱和棘頭蟲綱的寄生蠕蟲,其中一部分線蟲如蛔蟲和圓形線蟲等是直接發育的,一生只需一個宿主。而吸蟲、絳蟲和棘頭蟲以及一部分線蟲如絲蟲等則是間接發育的,在其生活史中至少要經過兩個宿主,其中供蠕蟲有性生殖階段的兩個中間宿主就按順序稱為第一中間宿主和第二中間宿主。但線蟲中的旋毛線蟲則例外,它從感染期幼蟲進入宿主腸內后發育為成蟲,其產出的后代幼蟲則移行到肌肉中寄生,直到生長成感染期幼蟲為止都是在同一個宿主體內,而且不再繼續發育,必須更換新的宿主才能繼續發育完成下一世代生活史。

大多數寄生蠕蟲卵或幼蟲需要經過在自然環境或中間宿主體內的發育才能使終末宿主感染并在其體內發育成為成蟲。例如豬蛔蟲卵經終末宿主排出到外界后要等待發育到卵殼內含有第二期幼蟲時才能成為感染期蟲卵。圓形線蟲卵則需要先從卵殼內孵出幼蟲,然后再經過兩次蛻皮變為第三期幼蟲時才成為感染期幼蟲。日本血吸蟲卵在外界發育成生蚴之后,還需要在釘螺等中間宿主體內發育成為尾蚴,最后才有感染力。這些寄生蠕蟲卵在宿主體內大量繁殖后代,從而致病。比如說豬蛔蟲每天就能產卵10~20萬個,而豬肉絳蟲每月可產卵600~1000萬個,某些吸蟲如肝片吸蟲的一個毛蚴在中間宿主螺體內通過無性生殖可以產出150個尾蚴。

寄生蠕蟲可分為生物源蠕蟲和土源性蠕蟲,顧名思義,生物源蠕蟲卵隨動物或人體糞便進入土壤,要是條件不好就容易死亡,但是它們往往會被各種動物連同垃圾一塊吃掉,然后把動物作為中間宿主而發育到成熟狀態,最終可以通過食物鏈進入人體,危害健康。而土源性蠕蟲則是在土壤中發育成熟,大多通過水果和蔬菜進入人體,進而引起各種疾病。無論生物源蠕蟲還是土源性蠕蟲,大多都經口感染,然后經消化道進入人體寄生。有些蠕蟲可直接經接觸而穿透皮膚侵入人體,如十二指腸鉤蟲、美洲鉤蟲和糞類圓線蟲等蟲卵在溫暖潮濕的土壤中經過幾天孵育出感染性幼蟲,然后再通過皮膚接觸穿入人體,特別是傷口,甚至就是由寄生蟲所造成的損傷往往可成為致病菌的進口,從而導致繼發性疾病。寄生蠕蟲會奪取宿主體內的營養以供自身發育和繁殖的需要,從而導致宿主營養不良、消瘦和衰弱?;紫x幼蟲移行時可造成某些器官的毛細血管出血,成蟲大量寄生時會引起腸管等器官阻塞,這些機械性損傷往往是致命的,我們不容忽視。寄生蠕蟲還會產生各種分泌物、排泄物和蟲體自身分解產物,進而對宿主造成毒性損害。如肝片吸蟲的毒素可使體溫升高、白細胞增多和中樞神經系統紊亂,日本血吸蟲在其寄生部位蟲卵周圍組織發生的肉芽腫則是一種遲發型過敏反應。但是宿主也不會無動于衷,任蟲宰割,我們平常所說的發炎有些就是機體組織對寄生蠕蟲的包圍,把它們溶解、機化和鈣化掉,以遏制和消滅它們,從而收到免疫效果。

土壤生物污染不僅會危害人體健康,還會引起植物病害,造成農作物減產。一些植物致病菌污染土壤后能引起茄子、馬鈴薯和煙草等百余種植物的青枯病,能造成果樹細菌性潰瘍和根癌。某些真菌會引起大白菜、油菜和蘿卜等一百多種蔬菜爛根,還可導致玉米、小麥和谷子等糧食作物的黑穗病。還有一些線蟲可經土壤侵入植物根部并引起線蟲病,甚至在土壤中傳播植物病毒。另外,由于人類濫用化肥和農藥,使一些通常無侵襲能力的鐮刀菌和青霉菌等變成有侵襲能力,從而導致植物根壞死。

表5 生物污染的危害

致病菌

來源

傳播途徑

危害

曲霉、青霉、毛霉、酵母

土壤、腐敗植物及飄浮在空中的孢子

直接或者通過容器、工具和動物攜帶的塵土而污染糧谷、豆類食品

引起霉爛,曲霉和青霉能產生真菌毒素,黃曲霉毒素會引起動物肝臟病變和致癌

鐮刀菌

植物、土壤及飄浮在空中的孢子

直接污染糧谷類,有些病原菌存在于病變糧食中

赤霉病脈中毒、霉玉米中毒、食物中毒性白血球缺乏

交鏈孢霉、葡萄孢霉、歐文氏桿菌

植物、土壤

直接或通過容器、工具和動物攜帶的塵土而污染果蔬

使蔬菜和水果腐軟

假單胞菌、芽孢桿菌、變形桿菌、沙門氏菌、弧菌、葡萄球菌、鏈球菌

土壤、水、動物和人的糞便以及鼻煙和皮膚的排泄物

直接或通過洗滌用水、蒼蠅、容器、工具以及帶菌動物和人而污染動物食品

使動物食品腐軟,有些病菌能產生毒素,入侵人會引起食物中毒

傳染性肝炎病毒、脊髓灰白質炎病毒、志賀氏菌、霍亂弧菌、痢疾變形蟲、鞭蟲卵

病人糞便

直接或通過水和蒼蠅而污染魚、肉、乳以及生的新鮮蔬菜

使人感染腸道傳染病和寄生蟲病

口蹄疫病毒、炭疽桿菌、絳蟲的囊尾蟲、肺吸蟲囊蚴

病畜和魚體

原始存在于病畜肉、內臟、乳以及魚肉內

使人和牲畜患傳染病和寄生蟲病

引自路光仲. 食品生物污染,1990

 

四、 土壤生物污染的防治 方法

在了解了土壤生物污染的危害機理之后,我們就可以根據各種病原微生物和寄生蟲的特點來尋找適當的方法進行防治。微生物在土壤中的存活時間長短不一,但都是有限的,都與土壤中的有機物種類和數量、土壤理化性質、酸堿度、光照時間、暴露條件、溫度和濕度、微生物群系和抗生物質以及噬菌體等因子有關。據張薇等 研究 ,真菌在酸性土壤中較多,放線菌在堿性土壤中較多,土壤經15天干旱后,細菌種類下降近90%,非芽孢細菌和球菌近乎消失,產芽孢細菌只剩三分之一。以下是一些病原微生物在土壤中的存活時間。只要我們研究出致病菌的敏感因子,有針對性地把這些因子控制在不適宜病原微生物生長條件的范圍之內,有效地降低他們在土壤中的存活時間,就可以達到滅菌殺毒的目的了。

表7 致病菌在土壤中生存的時間(天)

糞鏈球菌

沙門氏菌

志賀氏菌

結核桿菌

霍亂弧菌

鉤端螺旋體

炭疽桿菌

溶組織內阿米巴

腸道病毒

26-77

15-280

30-90

>180

8-60

15-43

15-60

6-8

8-170

引自 中國 大百科全書

病原體進入土壤后,一般會被土壤吸附截留,其 影響 因素主要有土壤類型、酸堿性、陽離子交換量和孔隙飽和度等。一般土壤表面積越大、ph越低、陽離子交換量越高,吸附病原體的數量就越多。另外滲濾液流速、土壤水分含量、病原體大小和土壤溶液中可溶性有機物數量等因子都會影響病原體在土壤中的保留及轉移速度。如果可以通過改變這些因子來降低土壤病原體的吸附量,降低其在土壤中的停留時間,就能減輕土壤生物污染。

另外一些土壤微生物也可以通過競爭和拮抗作用來消滅病原菌,我們是不是可以考慮往污染土壤中加入一些無害的微生物,改善土壤質地、結構、溫度、濕度、ph、有機質含量和植被等因子,以利于其生長,通過競爭碳源和氮源或者分泌一些對病原微生物有害的產物,從而抑制致病菌的生長,即餓死或毒死土壤中的病原菌,收到以生物治生物的效果,以消除土壤生物污染。如鏈霉菌能產生較多幾丁質酶,對真菌有抑制作用。

1. 生物防治

其實土壤中本來就有很多具有生物防治潛力的有益微生物,不僅可以對病原菌進行有效的拮抗抑制,而且還有促進植物生長和增產的作用。江木蘭等從油菜植株體內分離出的內生枯草芽孢桿菌by-2可以使油菜核盤菌菌絲細胞濃縮變短,細胞壁破裂,原生質外溢,從而抑制真菌生長發育和菌核萌發,其抑制率高達60%~70%。boer等研究表明,假單胞菌菌株pseudomonas wcs358可以強烈分泌嗜鐵素,與病原菌競爭fe3+,從而抑制蘿卜枯萎病。趙國其等用綠色木霉處理西瓜幼苗,能有效增強瓜苗長勢,使其根系發達,以抑制西瓜枯萎病菌生長。另外毛殼菌可以有效降解纖維素和有機物,對土壤病原菌有拮抗作用。

微生物之間的競爭非常劇烈,主要包括營養物質的爭奪、氧氣的競爭和生態位點的搶占。鐵元素是生物細胞酶系統的必需成分,生命體需要從外界獲取fe3+作為酶的輔基和 電子 傳遞受體,以維持其新陳代謝。只要我們切斷了病原微生物獲取鐵的途徑,就可以有效防治土壤生物污染。而事實上有很多微生物如熒光假單胞菌cs121能分泌強力結合fe3+的嗜鐵素螯合物,其強大吸收鐵的競爭力促使土壤病原菌由于得不到足夠的鐵而不能正常生長繁殖。還有二硫化碳能夠減弱土壤對木霉的抑制作用,木霉菌大量繁殖并競爭營養物和產生毒性物質,進而餓死和殺死有害細菌病毒,收到生物防治的效果。還有一些拮抗細菌會寄生在病原菌身上,吸取其營養,抑制其生長,例如木霉還可以纏繞在立枯絲核菌身上,抑制其菌絲生長,使病原菌細胞解體。

然而,生物防治大多具有單一性,我們應該考慮通過幾種微生物的聯合協同作用,同時殺死土壤中多種病原菌,大大提高綜合防治效果。

據研究,植物根系分泌物對某些病原菌也有抑制作用。根系分泌物包括大分子有機物,如糖、蛋白質、酶和凝膠,還有小分子酸、酚、銅以及一些生長激素和黃酮等,其中有一部分或其進一步的分解產物具有化感作用。如小麥根系分泌物能直接抑制小麥全蝕病原菌的菌絲發育?;形镔|還可以抑制土壤的硝化作用,對一些通過硝化作用獲取物質和能量的病菌也有很好的防治效果。這啟發我們是不是可以找到某些特殊植物,它們的根系分泌物能有效抑制土壤病原菌生長,從而達到植物防治的效果。

另外還有一個 問題 ,二氧化碳濃度升高會不會對土壤微生物的活性產生影響呢?對于這個問題,學術界爭論很大,其中fransson認為高濃度co2對土壤真菌有較大影響。從 理論 上來講,co2濃度升高會增強植物的光合作用,其凋謝物和根系分泌物也可能會發生變化,進而改變土壤微生物的碳源和氮源等生長物質。研究發現,土壤有機碳含量越高,土壤抑病性越強。如果土壤中的co2濃度升高了,又會不會抑制微生物的呼吸作用或者改變土壤環境的ph,進而影響土壤微生物的生長繁殖。徐國強研究表明,co2濃度升高會促進土壤有機碳的輸入,為土壤微生物提供更多的可降解底物,促進其活性,增強土壤呼吸作用,而又有研究說土壤呼吸率與土壤抑病性有關,呼吸率越高,作物發病率越低。如果真的是這樣的話,我們是不是可以采取某種措施如熏煙等,增大土壤中的co2濃度,以抑制病原微生物生長。另外研究發現,土壤ph與土壤抑病性呈負相關,酸性越強的土壤抑病性越強。ph改變又會影響到土壤環境的氧化還原條件,改變一些微量元素如鐵的價態或者濃度,減弱病原菌對這些元素的親和力,抑制其生長,但同時會不會也威脅到植物的生長,有待進一步研究。

2.傳統防治

總的來說,我們應該加強管理污染源和對污染土壤進行末端治理,有必要切斷各種病原微生物和寄生蟲的傳播途徑。

首先要對糞便、垃圾和生活污水進行無害化處理。及時監測和控制灌溉水質量,采用輻射殺菌法或高溫堆肥法滅菌,好氣法進行微生物發酵,以消滅垃圾中的致病菌和寄生蟲卵,用密封發酵法、藥物滅卵法和沼氣發酵法等無害化滅菌法處理糞肥,同時還要加強管理感染動物。

防止 醫院 廢水直接流入土壤,加強對 工業 三廢的治理和綜合利用,合理使用農藥和化肥并積極 發展 高效低毒低殘留的農藥。

另外我們可以改變土壤的理化性質和水分條件來控制病原微生物的傳播,加強地表覆蓋以抑制揚塵,切斷致病菌的空中傳播途徑,還可以直接對土壤施藥滅菌和殺毒。

不過最重要的是我們應該注意飲食衛生,生吃水果和蔬菜之前要徹底洗干凈,蔬菜多洗幾次,水果盡量去皮,不直接接觸污染土壤,勤洗手,同時還要加強鍛煉,增強身體抵抗力,以降低染病幾率。

五、 土壤生物污染的展望

隨著農業技術的進步,廣譜、高效、微量和低毒的滅菌殺毒藥物不斷出現和更新,能有效治理土壤生物污染,生物防治方法也成為一個重要的研究方向。另外以細胞工程和發酵工程等生物技術為核心的微生物肥料及其產業化不僅收到了巨大的 經濟 和 社會 效益,而且還產生了重大的生態環境效益。

中國農業 科學 院土壤肥料研究所根據以菌治菌和以肥抗病的原理,經過多年試驗研發出具有肥藥多效性的新一代微生物肥料,即聯抗生物菌肥。它利用微生物的生命活動及其代謝產物去為農作物提供營養元素等生長物質,以改善農作物的養分供應,還可產生拮抗物質,從而抑制土壤病原菌的生長,達到提高產量、改善品質、減少化肥使用、減輕病害、提高土壤肥力和改善環境的目的。

聯抗生物菌肥作為一種復合生物菌劑,含有多種從土壤中篩選出來能促進作物生長并抑制病原菌繁殖的菌種,不僅為作物提供養分以促進作物生長,還能產生拮抗物質以抑制土壤有害病原微生物的繁殖,收到很好的土壤生物污染防治效果。聯抗生物菌肥提高了化肥利用率,減少化肥使用量,增強農作物的抗寒、抗旱和抗病能力,有效降低了農作物的發病率。在辣椒、黃瓜、水稻、小麥、煙草、棉花、梨和桃等作物上的試驗證明,土傳病發病率降低70%~93%,作物產量增加10%~33%,收到了良好的社會經濟效益和生態環境效益。

總之,我們要保護土壤環境,防治生物污染,讓大家都能吃上健康放心的綠色食品。

參考 文獻 :

         1. 馬成濤,胡青,楊德奎. 土壤有益微生物防治植物病害的研究進展. 山東科學第20卷第6期,2007

         2. 王樹起,韓曉增,喬云發. 根系分泌物的化感作用及其對土壤微生物的影響. 土壤通報第38卷第6            期,2007

         3. 賈夏,趙永華,韓士杰. 全球大氣co2濃度升高對土壤微生物的影響. 生態學雜志第26卷第3期,            2007

         4. 龔明福,賀江舟,孫曉棠,張利莉. 土壤微生物與土壤抑病性形成關系研究進展. 新疆農業科學            第4卷第6期,2007

         5. 江木蘭,趙瑞. 油菜內生生防菌by-2在油菜體內的定殖與對油菜菌核病的防治作用. 植物病 理學             報第37卷第2期,2007

         6. 張薇,魏海雷,高洪文,胡躍高. 土壤微生物多樣性及其環境影響因子研究進展. 生態學雜志第            24卷第1期,2005

         7. 章家恩. 土壤生態健康與食物安全. 云南地理科學研究第16卷第4期,2004

         8. de boer m,et al. control of fusarium wilt of radish by combining  pseudomonas putida             strains that have different disease suppressive machanisms. phytopathology vol.93             no.5,2003

         9. 趙國其,林福呈,陳衛良. 綠色木霉對西瓜枯萎病菌期的控制作用. 浙江農業學報第10卷第4期,            1998

         10. 孫錫娟,周根娣,盧善玲,何七勇. 蔬菜衛生學生物污染. 上海農科院環科所,1996

         11. 楊國華,賈洪忠. 我國土壤蠕蟲卵和幼蟲污染的近況. 環境污染與防治第17卷第2期,1995

篇8

關鍵詞:土壤污染;重金屬;蔬菜基地

收稿日期:2011-05-20

基金項目:國家自然科學基金項目(編號:40963001)資助

作者簡介:金聯平(1985―),男,安徽潁上人,碩士研究生,主要從事熱帶海島地表過程與環境評價的學習與研究。

中圖分類號:X852

文獻標識碼:A

文章編號:1674-9944(2011)06-0001-02

1 引言

重金屬是指密度4.0以上的約60種元素或密度在5.0以上的45 種元素。As 和Se是非金屬,但是它們的毒性及某些性質與重金屬相似,所以將砷和硒列入重金屬污染物范圍內[1]。重金屬污染已成為全世界人們極為關注的焦點之一。隨著全球經濟化的迅速發展,重金屬的污染物通過各種途徑進入土壤,造成土壤嚴重污染。重金屬在土壤中的高富集直接影響農作物的產量并使其品質下降[2],并可通過食物鏈危害人類的健康; 也可導致大氣和水環境質量的進一步惡化; 即使重金屬富集程度不高,亦可能阻礙土壤中微生物群體的多樣性和活力,從而嚴重影響作為營養循環和持續農業基礎的土壤的生物量和肥力[3]。蔬菜基地的健康發展關系著人們的飲食安全和我國蔬菜的正常出口,因此治理蔬菜基地土壤重金屬污染具有重要的理論意義和現實意義。

2 蔬菜基地土壤重金屬污染物來源

土壤中重金屬元素的來源主要有兩種方式:自然因素來源,主要受成土母質和成土過程對土壤重金屬含量的影響;受人為因素的影響,在各種人為因素中,則主要包括工業、農業和交通等來源引起的土壤重金屬污染。

2.1 大氣降塵污染

大氣中的有害氣體主要是由工廠排出的有毒廢氣,因其成分復雜,遷移擴散污染面大,長期對土壤造成嚴重污染。工業廢氣的污染大致分為兩類,氣體污染,如二氧化硫、氟化物、臭氧、氮氧化物、碳氫化合物等; 氣溶膠污染,如工業粉塵、煙塵等固體粒子及煙霧、霧氣等液體粒子,它們通過沉降或降水進入土壤,造成污染[4]。公路、鐵路兩側農田土壤中的重金屬污染主要是以Pb、Zn、Cd、Cr、Co、Cu 的污染為主,它們來自于含鉛汽油的燃燒,汽車輪胎磨損產生的含Zn 粉塵等,汽油中添加的抗暴劑烷基鉛會隨著汽車尾氣污染公路兩側100m范圍內的土壤[5]。

2.2 農藥、化肥等農用物資的不合理使用

農藥能防治病、蟲、草害,如果使用得當,可保證作物的增產,但它是一類危害性很大的土壤污染物,施用不當,會引起土壤污染。施用化肥是農業增產的重要措施,但不合理的使用,也會引起土壤污染[6]。長期大量使用氮肥,會破壞土壤結構,造成土壤板結,生物學性質惡化,影響農作物的產量和質量。

2.3 固體廢物對土壤的污染

工業廢物和城市垃圾是土壤的固體污染物。例如,各種農用塑料薄膜作為大棚、地膜覆蓋物被廣泛使用,如果管理、回收不善,大量殘膜碎片散落田間,會造成蔬菜基地“白色污染”。還有一些固體廢棄物被直接或通過加工作為肥料施入農田,造成土壤重金屬污染,如磷鋼渣作為磷源施入農田時,土壤中發現有Cr 的累積[7]。

2.4 污水灌溉和污泥施肥

污水中的重金屬隨著污水灌溉進入農田后以不同的方式被土壤截留固定從而引起污染。污泥中含有大量的有機質和N、P、K等營養元素,但同時也含有大量的重金屬,隨著大量的污泥進入農田,農田中的重金屬的含量在不斷增高,導致農作物中的重金屬殘留過多,如施用污泥和污水是造成蔬菜重金屬殘留的一個主要原因[8]。

3 蔬菜基地土壤重金屬污染的特點

3.1 潛伏性和滯后性

重金屬在土壤中不易隨水淋溶,不能被微生物分解,具有明顯的生物富集作用,重金屬主要通過對作物的產量和品質的影響來表現其危害。因此,土壤污染具有較長潛伏期。由于土壤、污染物及地域的復雜性,土壤一旦受到污染,其治理不僅見效慢、費用高,而且受到多種因素的制約[9]。

3.2 單向性和難治理性

進入土壤中的重金屬不能被微生物降解,易積累,所以一旦土壤被重金屬污染,很難恢復。某些被重金屬污染的土壤可能要100~200年時間才能夠恢復,因此土壤的重金屬污染一旦發生通常很難治理,而且其治理成本較高、治理周期較長。

3.3 間接性和綜合性

土壤重金屬對人的危害主要是通過食物鏈或者滲濾進入地下水體實現的。在生態環境中,往往是多種重金屬污染同時發生,形成復合污染,且污染強度顯示出放大性[10]。

4 蔬菜基地土壤重金屬污染的危害

4.1 直接危害農產品的產量和質量,造成經濟損失

土壤重金屬污染物直接危害農作物的正常生長和發育,導致產量下降,品質降低[11],造成經濟損失。中國每年因重金屬污染導致的糧食減產超過1 000萬t,被重金屬污染的糧食多達1 200萬t,合計經濟損失至少200億元[12]。加入WTO之后,農產品的重金屬超標問題對我國農業沖擊更大。

4.2 威脅生態環境安全與人類的生存健康

土壤一旦被重金屬污染后,其危害性遠遠大于大氣和水體的污染。有研究表明,重金屬污染能明顯影響土壤微生物群落,降低土壤微生物量和活性細菌量,對土壤重金屬綜合污染指數的相關分析表明,在土壤綜合污染較輕的情況下,土壤微生物多樣性較高,隨著重金屬綜合污染指數的增加,微生物多樣性呈指數式迅速下降[13]。土壤重金屬污染使污染物在植物、蔬菜、水果等食物中Cd、Pb、Cr 、As 等重金屬含量超標或接近臨界值,從而使重金屬通過食物鏈富集到動物和人體,最終危害人類健康[14]。

5 蔬菜基地土壤重金屬污染的治理

由于農田土壤重金屬污染的特點,其治理應立足于“防重于治”的基本方針[15],堅持“預防為主、防治結合、綜合治理”。對未被污染的土壤采取預防措施,要控制或消除污染源;對已經污染的土壤則要采取積極治理措施,將污染控制在最低限度。目前,大多數治理方法尚處于探索階段,治理方法各有利弊[16]。

5.1 控制污染源,減少污染的排放

控制污染源,即控制進入農田土壤中的污染物的數量和速度,使其在土體中緩慢地自然降解,而不致迅速而大量地進入農田,超過土壤的承受能力,引起土壤污染[17,18]。嚴格做好蔬菜基地的規劃,做到土壤的合理安全有效利用,按規劃的目標實施,防患于未然。合理使用化肥、農藥,重視開發高效低毒低殘留的化肥、農藥。

5.2 修復被重金屬污染的蔬菜基地土壤

修復措施主要包括客土、換土和深耕翻土等。通過客土、換土和深耕翻土與污土混合,可以降低土壤中重金屬的含量,減少重金屬對土壤植物系統產生的毒害,從而使農產品達到食品衛生標準[19]。對土壤重金屬污染嚴重的地段,依靠切斷污染源的方法則往往很難恢復,有時要靠深耕客土、淋洗土壤等方法才能解決問題。另外開展植物修復技術的研究及培養抗性微生物等。其他治理技術見效較慢、成本較高、治理周期較長。

參考文獻:

[1] 鄭喜坤,魯安懷,高 翔,等.土壤中重金屬污染現狀與防治方法[J].土壤與環境,2002,11(1):79~84.

[2] 陳志良,仇榮亮.重金屬污染土壤的修復技術[J].環境保護,2001(8):17~19.

[3] 駱永明.金屬污染土壤的植物修復[J].土壤,1999(5):261~265.

[4] 張 頌.農田土壤重金屬污染及防治措施[J].遼寧化工,2010,39(5):529~534.

[5] 劉萬玲.重金屬污染及其對植物生長發育的影響[J].安徽農學通報,2006,34(16):4 026~4 027.

[6] 沈景文.化肥農藥和污灌對地下水的污染[J].農業環境保護,1992,11( 3):34~37.

[7] 王煥校.污染生態學[M].北京:高等教育出版社,2000:188~213.

[8] 茹淑華,孫世友,王 凌,等.蔬菜重金屬污染現狀、污染來源及防治措施[J].河南農業科學,2006,10(3):88~91.

[9] 李永濤,吳啟堂.土壤重金屬污染治理措施綜述[J]. 熱帶亞熱帶土壤科學,1997,6(2):134~139.

[10] 焦麗香,郭加朋.土壤重金屬的污染與治理進展研究[J].科技情報開發與經濟,2009,19(1):155~156.

[11] 阮俊華,張志劍,陳英旭,等.受污染土壤的農業損失評估法初探[J].農業環境保護,2002,21(2):163~165.

[12] 李其林,駱東奇.重慶市蔬菜基地土壤中重金屬含量及污染特征[J].土壤與環境,2000,9(4):270~273.

[13] 肖鵬飛,李法云,付寶榮,等.土壤重金屬污染及其植物修復研究[J] . 遼寧大學學報:自然科學版,2004,31(3):279~283.

[14] 胡正義.Cu 污染土壤――水稻系統中Cu 的分布特征[J].環境科學,2000,21(2):62~63.

[15] 高拯民.我國環境保護科學研究現狀與展望[J].土壤學報,1989,26(3):262~272.

[16] 鄭喜坤,魯安懷,周建利,等.我國城郊菜地土壤和蔬菜重金屬污染研究現狀和展望[J].湖北農學院學報,2002,22(5):476~479.

[17] 趙其國.解決我國東南沿海經濟快速發展地區資源與環境質量問題刻不容緩[J].土壤,2001,33(3):113~118.

篇9

[關鍵詞] 農田土壤 重金屬污染 現狀 方法

[中圖分類號] S158.4 [文獻標識碼] A [文章編號] 1003-1650 (2013)09-0037-02

土壤是由一層層厚度各異的礦物質成分所組成的。土壤和母質層的區別表現在形態、物理特性、化學特性以及礦物學特性等方面。由于地殼、大氣和生物圈的相互作用,土層由礦物和有機物混合組成。疏松的土壤微粒組合起來,形成充滿間隙的土壤形式。相對密度在4.5g/cm3以上的金屬稱作重金屬。土壤中的重金屬累積后對人體的危害相當大,能引起人的頭痛、頭暈、失眠、健忘、神經錯亂、關節疼痛、結石、癌癥(如肝癌、胃癌、腸癌和畸形兒)等。

一、土壤重金屬污染的定義

土壤重金屬污染是指由于人類活動,土壤中的微量金屬元素在土壤中的含量超過背景值,過量沉積而引發的問題統稱為土壤重金屬污染。過量重金屬可引起植物生理功能紊亂、營養失調,此外汞、砷能減弱和抑制土壤中硝化、氨化細菌活動,影響氮素供應。重金屬污染物在土壤中移動性很小,不易隨水淋濾,不為微生物降解,通過食物鏈進入人體后,潛在危害極大。一些礦山在開采中尚未建立石排場和尾礦庫,廢石和尾礦隨意堆放,致使尾礦中富含難溶解的重金屬進入土壤,加之礦石加工后余下的金屬廢渣隨雨水進入地下水系統,造成嚴重的土壤重金屬污染[1]。

二、重金屬污染物的來源

污染土壤的重金屬主要包括汞、鎘、鉛、鉻和類金屬砷等生物毒性顯著的元素,以及有一定毒性的鋅(Zn)、銅(Cu)、鎳(Ni)等元素。主要來自于固體廢物,如亂扔舊電池、電子線路板;工業選礦垃圾等的堆集;含重金屬的廢水未達標排放,被污染地下或地表水徑流、滲透;重金屬粉塵的沉降等。如汞主要來自含汞廢水,鎘、鉛主要來自冶煉排放和汽車廢氣沉降,砷則來源于殺蟲劑、殺菌劑、殺鼠劑和除草劑。

三、土壤重金屬污染的特點

1.隱蔽性和滯后性

大氣污染、水體污染和廢棄物污染等一般通過感官就能發現,而農田土重金屬污染往往要通過對土壤樣品的分析化驗、對農作物殘留檢測,甚至通過研究人畜健康狀況后才能確定。因此農田土重金屬污染從產生到問題出現通常會經過較長的時間,并具有一定的隱蔽性。

2.不可逆性和難治理性

如果大氣和水體受到了污染,切斷污染源后通過稀釋作用和自凈化作用也可能會使污染問題逆轉。但是累積在農田土中的難降解重金屬則很難靠稀釋作用和自凈化作用來加以消除。某些被重金屬污染的土壤可能需要 100~200年的時間才能恢復原狀。因此土壤重金屬污染一旦發生后通常很難治理,而且其治理成本比較高、治理周期也比較長。

3.表聚性

農田土中的重金屬污染物大部分殘留于土壤耕層中,很少向土壤下層移動。這是由于土壤中存在有機膠體、無機膠體和有機-無機復合膠體,它們對重金屬有較強的吸附能力和螯合能力,這就限制了重金屬在土壤中的遷移。因此農田土中的重金屬污染物很少向土壤下層移動,大部分殘留在土壤耕層,這就導致農作物污染,進而危害人類的健康。

四、我國土壤重金屬污染現狀

我國的土壤重金屬污染物主要來源于污水灌溉、工業廢渣和城市垃圾等。污水中占有較大比例的工業廢水的成分比較復雜,不同程度地含有微生物難以降解的多種重金屬,是土壤重金屬污染物的主要來源。

目前我國因農藥和重金屬污染的土壤面積已經達到上千萬公頃,污染的耕地約有一千萬公頃,占耕地總面積的10%以上。全國每年受重金屬污染的糧食高達l200萬噸,因重金屬污染而導致的糧食減產高達1000多萬噸,經濟損失至少有200億元。華南有的地區接近50%的農田遭受鎘、砷、汞等重金屬污染;廣州近郊因為污水灌溉而污染的農田有2700公頃,因使用污泥造成1000多公頃的土壤被污染;上海的農田耕層土壤汞、鎘含量增加了50%;天津市近郊因污水灌溉而導致超過兩萬公頃農田受重金屬污染。國內蔬菜重金屬污染的調查結果顯示,我國菜地土壤重金屬污染形勢嚴峻,珠三角地區接近40%菜地重金屬含量超標,其中10%屬“嚴重”超標;重慶市的蔬菜重金屬污染程度為鎘>鉛>汞,近郊蔬菜基地的土壤重金屬汞和鎘出現超標情況,超標率分別為6.7%和36.7%;廣州市的蔬菜地鉛污染最為普遍,砷污染次之[2]。

五、土壤重金屬污染的危害

重金屬污染與其他有機化合物的污染不同。不少有機化合物可以通過自然界本身物理的、化學的或生物的方式凈化,使有害性降低或解除。而重金屬具有富集性,很難在環境中降解。即使有益的金屬元素濃度超過某一數值也會有劇烈的毒性,使動植物中毒,甚至死亡。金屬有機化合物(如有機汞、有機鉛、有機砷、有機錫等)比相應的金屬無機化合物毒性要強得多;可溶態的金屬又比顆粒態金屬的毒性要大;六價鉻比三價鉻毒性要大等。

重金屬在人體內能和蛋白質及各種酶發生強烈的相互作用,使它們失去活性,也可能在人體的某些器官中富集,如果超過人體所能耐受的限度,會造成人體急性中毒、慢性中毒等,對人體會造成很大的危害。有關專家指出,重金屬對土壤的污染具有不可逆轉性,已受污染土壤沒有治理價值,只能調整種植品種來加以回避。

六、重金屬污染土壤的修復

土壤被污染后,為了避免其對植物的生長和通過食物鏈對人類造成危害,需要將其從土壤中清除掉。重金屬污染土壤的修復技術主要有兩種,一是改變重金屬元素在土壤中的存在形式,使其由活化態轉變為穩定態;二是從土壤中去除重金屬元素,使土壤中重金屬元素的濃度接近或達到背景含量的水平[3,4]。當前采用的治理方法主要有以下三種:

1.工程治理

即用物理(機械)原理治理重金屬污染的土壤,主要有熱處理技術、淋濾法、洗土法以及深翻法;

2.生物修復

即針對土壤中的重金屬具有生物遷移這一特點而提出的一項凈化措施,即利用某種特殊的植物、動物或者微生物能吸收土壤中的重金屬污染物從而達到凈化的目的;

3.改良劑

即投入各種土壤的改良劑,主要用于調節酸堿度和化學組分,使重金屬能夠以生物有效性低,毒害程度弱的形式存在。

國內對于土壤污染的治理已有過不少探索,從治理的手段上可以分為物理、化學和生物措施。物理和化學措施主要采用直接換土法、電化法、穩定固化法等方式。但物理和化學措施只適用于有限時空的土壤治理,大規模采用該方式成本太高,也不便于實施。而生物措施則主要利用動物、植物、微生物的生物作用,所用設施相對簡單,成本低廉,更適合大規模應用。傳統的植物修復技術是利用重金屬超富集植物(多為草本植物)的種植吸收土壤內的重金屬元素,但在實際應用中存在較大限制,且需要每年進行種植和收割,增加了土壤修復的成本。所以,尋找和培育重金屬高富集能力的木本植物成為一個亟待解決的問題。

七、結束語

土壤重金屬污染具有污染范圍廣、持續時間長、污染隱蔽性、難被生物降解等主要特點,并可能通過食物鏈不斷地在生物體內富集,甚至可轉化為毒害性更大的甲基化合物,對食物鏈中某些生物產生毒害,或最終在人體內積累而危害健康。為了預防土壤重金屬污染,我們應當樹立環保意識,充分認識其危害性,從小事做起,在根本上去除污染來源,杜絕廢水、廢氣的任意排放,及時處理城鄉垃圾,不濫用化肥農藥。如何恢復重金屬污染地區的本來面目也是一個長期性的課題,需要我們不斷努力作進一步的探討。

參考文獻

[1]孫鐵珩, 李培軍, 周啟星等. 土壤污染形成機理與修復技術, 北京, 科學出版社, 2005.

[2]周建利, 陳同斌. 我國城郊菜地土壤和蔬菜重金屬污染研究現狀與展望, 湖北農學院學報, 2002,22(5):476-480.

[3]董丙鋒. 土壤環境質量及其演變的影響因素污染防治技術, 2007, 2: 53-55.

篇10

其實土壤中本來就有很多具有生物防治潛力的有益微生物,不僅可以對病原菌進行有效的拮抗抑制,而且還有促進植物生長和增產的作用。江木蘭等從油菜植株體內分離出的內生枯草芽孢桿菌BY-2可以使油菜核盤菌菌絲細胞濃縮變短,細胞壁破裂,原生質外溢,從而抑制真菌生長發育和菌核萌發,其抑制率高達60%~70%。Boer等研究表明,假單胞菌菌株Pseudomonas WCS358可以強烈分泌嗜鐵素,與病原菌競爭Fe3+/,從而抑制蘿卜枯萎病。趙國其等用綠色木霉處理西瓜幼苗,能有效增強瓜苗長勢,使其根系發達,以抑制西瓜枯萎病菌生長。另外毛殼菌可以有效降解纖維素和有機物,對土壤病原菌有拮抗作用。

微生物之間的競爭非常劇烈,主要包括營養物質的爭奪、氧氣的競爭和生態位點的搶占。鐵元素是生物細胞酶系統的必需成分,生命體需要從外界獲取Fe3+作為酶的輔基和電子傳遞受體,以維持其新陳代謝。只要我們切斷了病原微生物獲取鐵的途徑,就可以有效防治土壤生物污染。而事實上有很多微生物如熒光假單胞菌CS121能分泌強力結合Fe3+的嗜鐵素螯合物,其強大吸收鐵的競爭力促使土壤病原菌由于得不到足夠的鐵而不能正常生長繁殖。還有二硫化碳能夠減弱土壤對木霉的抑制作用,木霉菌大量繁殖并競爭營養物和產生毒性物質,進而餓死和殺死有害細菌病毒,收到生物防治的效果。還有一些拮抗細菌會寄生在病原菌身上,吸取其營養,抑制其生長,例如木霉還可以纏繞在立枯絲核菌身上,抑制其菌絲生長,使病原菌細胞解體。

然而,生物防治大多具有單一性,我們應該考慮通過幾種微生物的聯合協同作用,同時殺死土壤中多種病原菌,大大提高綜合防治效果。

6.3.2植物防治

據研究,植物根系分泌物對某些病原菌也有抑制作用。根系分泌物包括大分子有機物,如糖、蛋白質、酶和凝膠,還有小分子酸、酚、銅以及一些生長激素和黃酮等,其中有一部分或其進一步的分解產物具有化感作用。如小麥根系分泌物能直接抑制小麥全蝕病原菌的菌絲發育?;形镔|還可以抑制土壤的硝化作用,對一些通過硝化作用獲取物質和能量的病菌也有很好的防治效果。這啟發我們是不是可以找到某些特殊植物,它們的根系分泌物能有效抑制土壤病原菌生長,從而達到植物防治的效果。

另外還有一個問題,二氧化碳濃度升高會不會對土壤微生物的活性產生影響呢?對于這個問題,學術界爭論很大,其中Fransson認為高濃度CO2對土壤真菌有較大影響。從理論上來講,CO2濃度升高會增強植物的光合作用,其凋謝物和根系分泌物也可能會發生變化,進而改變土壤微生物的碳源和氮源等生長物質。研究發現,土壤有機碳含量越高,土壤抑病性越強。如果土壤中的CO2濃度升高了,又會不會抑制微生物的呼吸作用或者改變土壤環境的pH,進而影響土壤微生物的生長繁殖。徐國強研究表明,CO2濃度升高會促進土壤有機碳的輸入,為土壤微生物提供更多的可降解底物,促進其活性,增強土壤呼吸作用,而又有研究說土壤呼吸率與土壤抑病性有關,呼吸率越高,作物發病率越低。如果真的是這樣的話,我們是不是可以采取某種措施如熏煙等,增大土壤中的CO2濃度,以抑制病原微生物生長。另外研究發現,土壤pH與土壤抑病性呈負相關,酸性越強的土壤抑病性越強。pH改變又會影響到土壤環境的氧化還原條件,改變一些微量元素如鐵的價態或者濃度,減弱病原菌對這些元素的親和力,抑制其生長,但同時會不會也威脅到植物的生長,有待進一步研究。一些專門吞食微生物的動物也可以是一個考慮的方向,蚯蚓的生理活動會改變土壤的理化性質,其分泌和代謝物會不會對土壤病原微生物產生影響也有待證實。

總的來說,我們應該加強管理污染源和對污染土壤進行末端治理,有必要切斷各種病原微生物和寄生蟲的傳播途徑。

首先要對糞便、垃圾和生活污水進行無害化處理。及時監測和控制灌溉水質量,采用輻射殺菌法或高溫堆肥法滅菌,好氣法進行微生物發酵,以消滅垃圾中的致病菌和寄生蟲卵,用密封發酵法、藥物滅卵法和沼氣發酵法等無害化滅菌法處理糞肥,同時還要加強管理感染動物。

防止醫院廢水直接流入土壤,加強對工業三廢的治理和綜合利用,合理使用農藥和化肥并積極發展高效低毒低殘留的農藥。

另外我們可以改變土壤的理化性質和水分條件來控制病原微生物的傳播,加強地表覆蓋以抑制揚塵,切斷致病菌的空中傳播途徑,還可以直接對土壤施藥滅菌和殺毒。

不過最重要的是我們應該注意飲食衛生,生吃水果和蔬菜之前要徹底洗干凈,蔬菜多洗幾次,水果盡量去皮,不直接接觸污染土壤,勤洗手,同時還要加強鍛煉,增強身體抵抗力,以降低染病幾率。

7.土壤生物污染的展望

隨著農業技術的進步,廣譜、高效、微量和低毒的滅菌殺毒藥物不斷出現和更新,能有效治理土壤生物污染,生物防治方法也成為一個重要的研究方向。另外以細胞工程和發酵工程等生物技術為核心的微生物肥料及其產業化不僅收到了巨大的經濟和社會效益,而且還產生了重大的生態環境效益。

中國農業科學院土壤肥料研究所根據以菌治菌和以肥抗病的原理,經過多年試驗研發出具有肥藥多效性的新一代微生物肥料,即聯抗生物菌肥。它利用微生物的生命活動及其代謝產物去為農作物提供營養元素等生長物質,以改善農作物的養分供應,還可產生拮抗物質,從而抑制土壤病原菌的生長,達到提高產量、改善品質、減少化肥使用、減輕病害、提高土壤肥力和改善環境的目的。

聯抗生物菌肥作為一種復合生物菌劑,含有多種從土壤中篩選出來能促進作物生長并抑制病原菌繁殖的菌種,不僅為作物提供養分以促進作物生長,還能產生拮抗物質以抑制土壤有害病原微生物的繁殖,收到很好的土壤生物污染防治效果。聯抗生物菌肥提高了化肥利用率,減少化肥使用量,增強農作物的抗寒、抗旱和抗病能力,有效降低了農作物的發病率。在辣椒、黃瓜、水稻、小麥、煙草、棉花、梨和桃等作物上的試驗證明,土傳病發病率降低70%~93%,作物產量增加10%~33%,收到了良好的社會經濟效益和生態環境效益。

8.結語

盡管土壤生物污染在我國的現狀比較嚴重,尤其是許多水果蔬菜的微生物含量超標問題突出,造成這種情況也是因為我國工農業發展和醫院增多,各種病原微生物和寄生蟲經土壤感染植物,再通過食物鏈對動物和人體健康造成巨大危害。我們也不要過于悲觀,隨著科學技術的進步,多種先進可行的方法應運而生。土壤吸附作用能截留病原菌,一些化學試劑具有強大的殺菌消毒能力,有益微生物還可以通過競爭作用或者分泌抑制劑來遏制土壤病原微生物的生長,植物根系分泌物的化感物質在土壤生物污染防治方面也起到了很大作用??傊?,我們要保護土壤環境,防治生物污染,讓大家都能吃上健康放心的綠色食品。

參考文獻:

[1] 馬成濤,胡青,楊德奎. 土壤有益微生物防治植物病害的研究進展[J]. 山東科學,2007,20(6):62-65.

[2] 王樹起,韓曉增,喬云發. 根系分泌物的化感作用及其對土壤微生物的影響[J]. 土壤通報,2007,38(6):1219-1223.

[3] 賈夏,趙永華,韓士杰. 全球大氣CO2濃度升高對土壤微生物的影響[J]. 生態學雜志,2007,26(3):444-445.

[4] 龔明福,賀江舟,孫曉棠,等. 土壤微生物與土壤抑病性形成關系研究進展[J]. 新疆農業科學,2007,4(6):815-816.

[5] 江木蘭,趙瑞. 油菜內生生防菌BY-2在油菜體內的定殖與對油菜菌核病的防治作用[J]. 植物病理學報,2007,37(2):192-196.

[6] 張薇,魏海雷,高洪文,等. 土壤微生物多樣性及其環境影響因子研究進展[J]. 生態學雜志,2005,24(1):48-52.

[7] 章家恩. 土壤生態健康與食物安全[J]. 云南地理科學研究,2004,16(4):2-3.

[8] DE BOER M,et al. Control of Fusarium Wilt of Radish by Combining Pseudomonas Putida Strains that have Different Disease Suppressive Machanisms[J]. Phytopathology,2003,93(5):626-632.

[9] 趙國其,林福呈,陳衛良. 綠色木霉對西瓜枯萎病菌期的控制作用[J]. 浙江農業學報,1998,10(4):206-209.

[10] 孫錫娟,周根娣,盧善玲,等. 蔬菜衛生學生物污染[J]. 環境科學研究,1996,8(4):28-29.

[11] 楊國華,賈洪忠. 我國土壤蠕蟲卵和幼蟲污染的近況[J]. 環境污染與防治,1995,17(2):35-36.

[12] 王瑋,汪雅各. 上海市郊蔬菜生物污染的初步調查[J]. 環境科學研究,1992,5(1):58-60.