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保护土壤的安全,我国的耕地重金属污染非常严

2020-01-06 00:19

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导 读

2010年到2012年,中国科学院地学部组织中国科学院南京土壤研究所和中国科学院广州地球化学研究所20多位院士和专家,在我国东南沿海地区,包括湖南株洲的冶炼矿区、郴州的锑矿、贵州铅锌的污染区、江西铜矿、广东大宝山的铅锌矿区等重金属矿区和耕地区就环境质量演变和可持续发展进行考察,最终形成了一份针对我国土壤中重金属污染和治理的调研报告。

参与此次调研的赵其国院士在本文中首次披露了其中部分调研情况,并提出了相应的对策。

导读

1 我国土壤保护的战略意义

文/刘晓慧

土壤中重金属污染现状

“民以食为天”,“土壤是万物之本、生命之源”。土壤是人类赖以生存、兴国安邦、文明建设的基础资源。土壤圈是地球表层系统最为活跃的圈层,是联接大气圈、水圈、岩石圈和生物圈的核心要素[1,2]。人类消耗的80%的热量,75%以上的蛋白质及大部分纤维,都直接来源于土壤,它不但为植物与动物提供良好的生态环境,也为人类提供良好的生活环境。过去的农业“八字宪法”中“土”摆在首位。我国早在2007年就将土壤保护战略作为重要环境要素战略之一。国际上高度关注土壤资源安全利用。2013年12月20日第68届联合国大会决议通过了12月5日为世界土壤日,并宣布2015年为“国际土壤年”,主题为“健康土壤带来健康生活”。2014年7月,第20届世界土壤学大会的主题是“土壤拥抱生命和万物”。可见,土壤与地球——生命密切关联,保护土壤的安全,也就是保护生态环境的安全,生命的安全,它与整个国家与民族的安全密切相关,必须引起高度关注。当前,随着新型工业化、信息化、城镇化、农业现代化同步发展,我国土壤问题日趋突出,不仅威胁到国家食物安全、生态安全和人体健康,还影响到社会稳定、投资贸易和环境外交,制约了我国社会经济的可持续发展和生态文明建设。因此,针对我国土壤资源、肥力、生态和环境中的突出问题,以改善土壤质量、保障粮食安全、生态环境安全和人体健康为目标,提出适合我国国情的土壤保护宏观战略思想、战略任务、战略重点以及战略实施对策,构建人地和谐、永续利用的中国土壤安全保护体系,是新时期土壤环境保护工作的迫切需要。它对持续利用保护土壤资源,改善土壤生态环境质量,保障粮食数量安全、食品质量安全和城乡人居环境健康,促进国家全面建设小康社会和生态文明,都具有重大的现实意义和深远的历史意义。

来源:中国矿业报

重金属污染成因的分析

2 我国土壤存在的主要问题

土壤中重金属污染现状

我们究竟怎么办?

2.1土壤资源减失,土壤退化加速

考察报告显示,我国重金属污染状况的趋势非常严重,呈现6种特点。

土壤保护战略存在哪些问题?

我国地域辽阔,自然条件复杂,土壤资源极为丰富。土壤资源的特点是土壤类型多,绝对数量大,人均土壤资源拥有量少,人均耕地仅0.30hm2。目前我国土壤资源存在的主要问题:耕地损失较大。据国土资源部《2014年国土资源公报》数据,全国现有耕地面积13516.34万hm2。大部分耕地后备资源的质量很差,地力也随即不断减退,粮食生产徘徊不前,可见,只有通过合理利用土地资源及不断提高其对粮食增产的承载力,才是解决这一问题的正确途径。土壤退化。根据《2013年中国环境状况公报》,中国现有土壤侵蚀总面积294.91万km2,占国土面积的30.72%。我国目前拥有各类可利用盐碱地资源约5.5亿亩,其中具有农业利用前景的盐碱地总面积1.85亿亩,未治理改造的盐碱障碍耕地0.32亿亩,尚未利用和新形成的盐碱荒地1.53亿亩。我国石漠化土地总面积为12.96万km2。土壤酸化面积占国土面积的40%以上,尤以南方为重。可见,当前我国土壤资源面临着水土流失、耕地肥力下降、土地荒漠化、土壤盐渍化、土壤石漠化及土壤酸化等诸多土壤退化的突出问题,构成了对我国生态安全的严重威胁。

我国的耕地重金属污染非常严重。我国受重金属污染的耕地有1000万公顷,占18亿亩的耕地的8%以上。每年直接减少粮食产量约100亿公斤。并且这个数字随着年份只能增加不会减少。

重金属污染治理应有指导思想

2.2 土壤肥力失衡,耕地需加培育

据统计数据先显示,长江三角洲地区,特别是浙江地区,镉、汞和铅超标达到48.7%,珠江三角洲44.5%。京津冀地区也已经超过10%。还有辽中南地区、西南地区、西北地区等。这些数字说明重金属分布不是一个小范围,而是一个大的区域的范围。

正文

我国耕地土壤化肥,氮、磷、钾的投入比例为1∶0.41∶0.27,与合理施肥水平有明显差距,同时肥料利用率氮肥30%—35%,磷肥10%—20%,有机肥未能充分利用,大量养分进入环境损失。目前制约肥料高效利用的因素是,氮素在土壤中易于损失,磷肥固定强烈,有机无机肥料配比不调,未能平衡施用,优化施肥方法也不能适应发展需要。因此,今后应在土壤肥料养分持续高效利用研究基础上,最大限度地提高肥料利用率,做到合理平衡施肥,以不断加强耕地肥力培育,提高农业全面增产。

工业企业场地和矿区及其周围污染加剧。工业企业的场地是城市污染土地当中最重要的类型之一。

感谢关注土地污染!据中国矿业报2015年10月29日报道:

2.3 土壤污染加速,区域污染突显

2001年至今,全国有超过10万家企业关停运转,产生了大量遗弃的、高风险的、污染的场地。这些老工业基地包括金属冶炼、电镀、机械加工、钢铁厂、化工厂、农药厂等大量排放危险废弃物的企业。其中包括北京、沈阳这些大城市。

中国科学院院士赵其国

近30年来,随着社会经济的高速发展和高强度的人类活动,我国因污染退化的土壤数量日益增加、范围不断扩大,土壤质量恶化加剧,危害更加严重[3,4]。全国土壤污染状况调查结果显示,全国部分地区土壤污染较重,耕地土壤环境质量堪忧,工矿业废弃地土壤环境问题突出。全国土壤总的点位超标率为16.1%,其中轻微、轻度、中度和重度污染点位比例分别为11.2%、2.3%、1.5%和1.1%。从土地利用类型看,耕地、林地、草地土壤点位超标率分别为19.4%、10.0%、10.4%。从污染类型看,以无机型为主,有机型次之,无机污染物超标点位数占全部超标点位的82.8%。从污染物超标情况看,镉、汞、砷、铜、铅、铬、锌和镍8种无机污染物点位超标率分别为7.0%、1.6%、2.7%、2.1%、1.5%、1.1%、0.9%和4.8%;六六六、滴滴涕、多环芳烃3类有机污染物点位超标率分别为0.5%、1.9%和1.4%。从污染分布情况看,南方土壤污染重于北方;长江三角洲、珠江三角洲、东北老工业基地等部分区域土壤污染问题较为突出,而这些地区正是我国主要的粮食产区。特别值得注意的是,部分地区重大地球化学灾害和污染隐患突出,土壤地球化学状况恶化趋势加速。无论是直接的土壤污染,还是由土壤污染导致的大气、地表水和地下水污染,最终对动物和人造成危害。

据统计,目前,受采矿污染的土地面积大概200余万公顷,并且每年有3.3万到4.7万公顷的速度递增。而湖南、江西、云南、四川、广西的有色金属矿区的重金属污染尤为严重。比如,湖南石门雄黄矿、广东莲花山的钨矿等。

2010年到2012年,中国科学院地学部组织中国科学院南京土壤研究所和中国科学院广州地球化学研究所20多位院士和专家,在我国东南沿海地区,包括湖南株洲的冶炼矿区、郴州的锑矿、贵州铅锌的污染区、江西铜矿、广东大宝山的铅锌矿区等重金属矿区和耕地区就环境质量演变和可持续发展进行考察,最终形成了一份针对我国土壤中重金属污染和治理的调研报告。参与此次调研的赵其国院士在本文中首次披露了其中部分调研情况,并提出了相应的对策。

2.4 科技支撑薄弱,亟需技术创新

高背景值地区的土壤重金属超标。比如云南、贵州、广西土壤,镉、铅、锌、铜、砷等背景值远远高于全国土壤的背景值。这些地区主要是重金属含量高的岩石,比如石灰岩、喀斯特地区,在风化过程中释放的重金属富集于土壤而产生。其中镉的污染面积最大,目前大概已经超过了20万平方千米。

土壤中重金属污染现状

虽然我国土壤污染基础调查、污染土壤的物理修复、化学修复和生物修复等方面取得了显着进展,但与发达国家相比还存在很大的差距。我国在土壤污染控制和受污染土壤修复的技术、材料、工艺和设备等研发工作均起步较晚,基础研究薄弱,尤其在许多技术方面仍为空白。当前亟需针对农田、矿区土壤污染和工业污染场地土壤等修复,开展具有自主知识产权的修复技术创新,形成可供选择的系统性修复技术、设备及管理体系。

土壤重金属污染是一个流域性的趋势,而不是点线面。比如土壤中金属污染的重点流域湖南的湘江、枝江、原江,澧水流域重金属超标率达到50%以上,超标率在5%以上的重金属有镉、砷、铅、汞等6种。如广西的标江流域、广东的西北江流域也有明显的分布。

考察报告显示,我国重金属污染状况的趋势非常严重,呈现6种特点。

2.5 保护意识薄弱,法规有待健全

新型的重金属污染显现,值得引起注意。比如说贵州西南纳米厂地区,是世界上唯一的铊中毒地区。还有西南地区50年来累计生产228万吨的锑,有684万吨的锑通过西南地区进入地表环境,并且以每年10%的速度递增。

我国的耕地重金属污染非常严重。我国受重金属污染的耕地有1000万公顷,占18亿亩的耕地的8%以上。每年直接减少粮食产量约100亿公斤。并且这个数字随着年份只能增加不会减少。据统计数据先显示,长江三角洲地区,特别是浙江地区,镉、汞和铅超标达到48.7%,珠江三角洲44.5%。京津冀地区也已经超过10%。还有辽中南地区、西南地区、西北地区等。这些数字说明重金属分布不是一个小范围,而是一个大的区域的范围。

近年来,我国对土壤保护问题的认识和重视虽有所提高,但对土壤资源、土壤质量、土壤功能及土壤的社会价值认识尚显不足,缺乏倡导公众自觉、积极保护土壤的意识。2015年1月,我国虽颁布了《中华人民共和国环境保护法》,但在土壤环境质量基准及标准制定方面尚缺乏明确的规定与界限,致使政府有关部门,难以通过“法制”在土壤污染防治上起到实质性的推动作用。这种情况必须引起国家有关部门重视并希望尽快加以解决。

土壤重金属污染的生态健康风险。土壤重金属污染会导致微生物群落的功能、结构发生变化,生态系统稳定性受到影响,土壤动物多样性显著降低。

工业企业场地和矿区及其周围污染加剧。工业企业的场地是城市污染土地当中最重要的类型之一。2001年至今,全国有超过10万家企业关停运转,产生了大量遗弃的、高风险的、污染的场地。这些老工业基地包括金属冶炼、电镀、机械加工、钢铁厂、化工厂、农药厂等大量排放危险废弃物的企业。其中包括北京、沈阳这些大城市。据统计,目前,受采矿污染的土地面积大概200余万公顷,并且每年有3.3万到4.7万公顷的速度递增。而湖南、江西、云南、四川、广西的有色金属矿区的重金属污染尤为严重。比如,湖南石门雄黄矿、广东莲花山的钨矿等。

3中国土壤保护的宏观战略

乐白家,重金属污染后,微生物几乎绝迹,对土壤结构会产生非常严重的影响。而生态的问题必然引起健康的问题。2002年,农业部抽查的结果显示,稻米的镉超标是10.3%。2007年,南京农业大学研究人员通过随即采购的大米分析发现镉超标10%。

高背景值地区的土壤重金属超标。比如云南、贵州、广西土壤中,镉、铅、锌、铜、砷等背景值远远高于全国土壤的背景值。这些地区主要是重金属含量高的岩石,比如石灰岩、喀斯特地区,在风化过程中释放的重金属富集于土壤而产生。其中镉的污染面积最大,目前大概已经超过了20万平方千米。

3.1指导思想和战略方针

重金属污染成因的分析

土壤重金属污染是一个流域性的趋势,而不是点线面。比如土壤中金属污染的重点流域湖南的湘江、枝江、原江,澧水流域重金属超标率达到50%以上,超标率在5%以上的重金属有镉、砷、铅、汞等6种。如广西的标江流域、广东的西北江流域也有明显的分布。

在建设创新型国家,实现中华民族伟大复兴中国梦的精神指导下,以“人地和谐,地力常新,安全健康,永续利用”为土壤保护的出发点,以流域性、区域性、城乡工矿区土壤障碍及污染问题综合防治为重点,构建具有我国特色的“土—水—气—生—人”一体化的土壤圈研究体系,建立适合国情的融“预防—控制—修复—监管”为一体的土壤圈管理体系;通过全面实施土壤保护战略,稳固维系中华民族繁荣与文明发展的土壤资源数量和质量的根基,保障国家食物安全、环境安全、生态安全和国民健康,促进全面小康和生态文明社会的全面建设。

重金属污染源大概归纳起来有5种情况。

新型的重金属污染显现,值得引起注意。比如说贵州西南纳米厂地区,是世界上唯一的铊中毒地区。还有西南地区50年来累计生产228万吨的锑,有684万吨的锑通过西南地区进入地表环境,并且以每年10%的速度递增。

面对现阶段和未来相当长一段时期显现或潜在的土壤资源退化和土壤环境污染问题,统筹土壤资源保护与社会经济建设,统筹土壤肥力维护与农业持续发展,统筹土壤生态建设与生物多样性保护,统筹土壤污染治理与人居环境安全保障,统筹土壤合理利用与全球变化影响,统筹服务土壤保护的中央、地方政府和社会各方资源投入;坚持“土壤利用与土壤保护同步,土壤数量与土壤质量并重”,坚持预防为主,综合治理,坚持土壤分区分类保护;依靠科技进步,强化土壤环境保护法治,提高社会公众的土壤保护意识,长期不懈地努力建设具有中国特色的土壤安全保护体系[6]。

第一个,工矿企业粗放式的增长。

土壤重金属污染的生态健康风险。土壤重金属污染会导致微生物群落的功能、结构发生变化,生态系统稳定性受到影响,土壤动物多样性显著降低。重金属污染后,微生物几乎绝迹,对土壤结构会产生非常严重的影响。而生态的问题必然引起健康的问题。2002年,农业部抽查的结果显示,稻米的镉超标是10.3%。2007年,南京农业大学研究人员通过随即采购的大米分析发现镉超标10%。

以维护土壤生态功能、改善土壤环境质量,保障农业生产、食物安全和人体健康为目标,查明全国土壤资源数量和质量状况,提高土壤肥力和净化功能,有效避免、遏制或消除土壤资源退化和土壤环境污染;积极推进土壤科技创新,发展土壤圈层理论和新兴研究方法,建立土壤退化和土壤污染的预防控制修复技术应用体系,创新现代土壤科学,促进土壤科技进步和专业队伍建设;不断完善中国土壤保护法制、体制和机制,提升土壤质量监管能力,逐步健全国家土壤保护体系。最终创建“我国土壤安全工程体系”。

工矿企业的污水、尾矿渣、粉尘污染直接排放进入到土壤和环境当中。土壤环境包括水环境、土环境、气环境。比如采矿、石化、金属冶炼、加工高耗能的产业占工业总产值的78.3%。重金属污染行业增加以后肯定考虑到工业污染的增加情况、废渣的增加情况,而且产生的累计量很厉害。1981年累计的重金属排放是8.1万吨,大气沉降重金属占土壤外面重金属的18%到85%。

重金属污染成因的分析

为实现以上总体目标,分别确定近期、中期和长期的土壤保护阶段性目标。:建立和健全我国土壤保护法制、体制和机制,初步建立国家土壤保护体系,实现土壤资源数量和质量的有效监管;进一步摸清全国土壤资源数量和质量状况,提升土壤保护科技研究水平;使土壤污染退化趋势总体得到有效遏制,对食物安全、饮用水资源和人群健康构成重大隐患的土壤污染区得到有效治理,生态环境脆弱区和农业主产区的土壤保护取得阶段性成效。

第二,污水灌溉面积进一步扩大。

重金属污染源大概归纳起来有5种情况。

:进一步完善国家土壤保护体系,健全土壤保护监管体系,全面提升国家土壤科技研究和教育水平;基本遏制区域土壤资源退化和环境污染趋势,修复具有不可接受的高风险土壤污染区,使全国土壤环境质量状况明显改善。

目前,污水灌溉已经达到400万公顷。在辽河、海河、淮河、黄河四大流域进行调查,全国的污水灌溉面积已经达到85%,且每年都是持续上升。这也导致耕地土壤重金属污染加重。

第一个,工矿企业粗放式的增长。工矿企业的污水、尾矿渣、粉尘污染直接排放进入到土壤和环境当中。土壤环境包括水环境、土环境、气环境。比如采矿、石化、金属冶炼、加工高耗能的产业占工业总产值的78.3%。重金属污染行业增加以后肯定考虑到工业污染的增加情况、废渣的增加情况,而且产生的累计量很厉害。1981年累计的重金属排放是8.1万吨,大气沉降重金属占土壤外面重金属的18%到85%。

:基本消除土壤污染区,总体稳定土壤退化区;全面改善土壤生态功能和土壤环境质量;健全国家土壤保护体系与科学技术支撑体系;土壤资源持续利用和生态环境保护工作整体进入与国家社会经济发展水平相适应、符合生态文明要求的良性循环阶段。

第三,重金属的肥料、农药和污泥的普遍利用。

第二,污水灌溉面积进一步扩大。目前,污水灌溉已经达到400万公顷。在辽河、海河、淮河、黄河四大流域进行调查,全国的污水灌溉面积已经达到85%,且每年都是持续上升。这也导致耕地土壤重金属污染加重。

3 .2.1 保护土壤资源,提高利用潜力

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