河南省土壤污染情況及相關(guān)修復(fù)技術(shù),土壤污染論文

河南省土壤污染情況及相關(guān)修復(fù)技術(shù),土壤污染論文河南省地處我們國(guó)家中東部，是優(yōu)勢(shì)農(nóng)產(chǎn)品小麥、玉米的適宜種植區(qū)。小麥、玉米常年播種面積分別超過467萬(wàn)、200萬(wàn)hm2，年總產(chǎn)量占全國(guó)的20%。隨著工業(yè)的發(fā)展，城市垃圾的無(wú)序堆放、農(nóng)藥化肥的大量施用無(wú)疑增加了土壤污染的風(fēng)險(xiǎn)。由于過去對(duì)環(huán)境保衛(wèi)不夠重視，土壤污染形勢(shì)已特別嚴(yán)峻。已危及到食品安全、人體健康、生態(tài)安全和農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展。1、河南省土壤污染現(xiàn)在狀況1．1土壤的重金屬污染重金屬是環(huán)境中一種作用較為持久的污染物，人類的生產(chǎn)和生活活動(dòng)是造成重金屬污染的主要原因。它毒性大、難降解的特點(diǎn)，使其對(duì)人和其他生物有很大的危害。造成重金屬污染的主要原因有金屬礦產(chǎn)開采、城市垃圾填埋場(chǎng)。而生態(tài)系統(tǒng)中的絕大部分重金屬都是通過土壤介質(zhì)傳遞的，土壤環(huán)境不僅僅是重金屬污染物遷移的媒介，也是其發(fā)揮效應(yīng)的主要場(chǎng)所。因而，當(dāng)前對(duì)土壤重金屬污染的研究備受關(guān)注。楊蕾等對(duì)河南省滑縣、武陟縣、安陽(yáng)縣、新鄉(xiāng)縣和延津縣等5個(gè)縣土壤中汞、砷、鉛、鎘、鉻、銅、鋅、鎳等重金屬污染現(xiàn)在狀況進(jìn)行了調(diào)查。調(diào)查結(jié)果顯示5個(gè)農(nóng)產(chǎn)品基地縣的土壤均不同程度的遭到重金屬的污染，華而不實(shí)滑縣重金屬Cd、Cr污染指數(shù)最大，綜合污染指數(shù)也較大;安陽(yáng)縣重金屬Cu、Ni綜合污染指數(shù)最大;武陟縣重金屬Hg污染指數(shù)最高，Zn和Ni污染指數(shù)次之;綜合污染指數(shù)結(jié)果以新鄉(xiāng)縣為最低。楊柳等通過單指數(shù)評(píng)價(jià)和綜合指數(shù)評(píng)價(jià)的方式方法對(duì)河南省的10個(gè)城市，鄭州市、開封市、洛陽(yáng)市、登封市、平頂山市、焦作市、安陽(yáng)市、新鄉(xiāng)市、三門峽市和濟(jì)源市土壤重金屬污染情況進(jìn)行分析。10個(gè)城市的土壤質(zhì)量差異不同較大:重金屬污染總體屬清潔尚清潔的城市有1個(gè)，占調(diào)查城市的10%;輕度污染的城市共7個(gè)，占調(diào)查城市數(shù)的70%;中度污染的城市共2個(gè)，占調(diào)查城市數(shù)的20%;無(wú)重度污染的城市?？傮w來(lái)看，固然河南省部分城市的土壤重金屬污染程度不大，但是到達(dá)中度污染的區(qū)域應(yīng)引起重視并進(jìn)行治理，無(wú)污染及輕度污染的地區(qū)也應(yīng)采取措施控制污染范圍的擴(kuò)大，保證農(nóng)業(yè)生產(chǎn)及居民的生命安全。1．2土壤的石油污染石油是一種復(fù)雜的多組分均質(zhì)混合物，其主要成分有烷烴、環(huán)烷烴和芳香烴，還有數(shù)量不多但很重要的非烴組分，如含氧化合物、含硫化合物、含氮化合物、膠質(zhì)和瀝青質(zhì)等。隨著石油開采和使用量的增加，大量的石油污染物進(jìn)入環(huán)境，對(duì)環(huán)境造成了嚴(yán)重污染，同時(shí)也給生物和人類帶來(lái)危害。當(dāng)前，石油污染問題已成為世界各國(guó)普遍關(guān)注的問題。鄒樹增對(duì)濮陽(yáng)中原油田開采區(qū)內(nèi)1106m2土壤污染狀況進(jìn)行了調(diào)查，調(diào)查表示清楚本區(qū)主要的污染源為石油開發(fā)及相關(guān)產(chǎn)品加工經(jīng)過產(chǎn)生的石油類污染物。本次調(diào)查采用土壤污染物濃度實(shí)測(cè)值和土壤背景值的比值(Pi)對(duì)濮陽(yáng)市油田區(qū)土壤污染程度進(jìn)行了分級(jí)。采油區(qū)土壤污染現(xiàn)在狀況區(qū)域評(píng)價(jià)結(jié)果如表1所示。由表1分析可知，濮陽(yáng)市油田區(qū)土壤已經(jīng)遭到污染，主要污染源為石油類，土壤總體屬重污染級(jí)。該區(qū)域土壤污染隨著油田開發(fā)建設(shè)的經(jīng)過，出現(xiàn)了井噴、采油污水、井場(chǎng)作業(yè)污染、鉆井井場(chǎng)廢棄物、落地原油、油品的輸運(yùn)中滴漏、煉油工業(yè)污水未達(dá)標(biāo)排放等問題，使污染物呈小面積廣泛分布在土壤中，對(duì)采油區(qū)及周邊土壤生態(tài)環(huán)境造成影響。濮陽(yáng)市油田區(qū)受污染無(wú)法耕種面積已達(dá)萬(wàn)畝級(jí)。絕大部分地區(qū)為原油與鹽污構(gòu)成的綜合性污染，對(duì)生態(tài)環(huán)境的影響相對(duì)較重。1．3土壤中有機(jī)磷、有機(jī)氯農(nóng)藥的污染近年來(lái)，隨著化肥、農(nóng)藥的不合理使用，土壤有機(jī)物農(nóng)藥污染不斷加劇，該類污染物具有持久性、生物積累性和高毒性(致癌、致突變、干擾內(nèi)分泌)等特點(diǎn)，對(duì)農(nóng)產(chǎn)品安全和對(duì)人體健康危害極大。河南省作為一個(gè)人口大省，人均占有耕地面積僅有0．07hm2，僅為全國(guó)人均耕地水平的69%;同時(shí)河南省又是一個(gè)農(nóng)業(yè)大省，糧、棉、油、煙產(chǎn)量產(chǎn)值在全國(guó)排位第二?；?、農(nóng)藥、農(nóng)膜施用量較大，河南省土壤農(nóng)藥污染問題尤其應(yīng)該遭到重視。申劍等通過對(duì)河南省15個(gè)地市的綠色食品生產(chǎn)基地、有機(jī)食品生產(chǎn)基地、無(wú)公害蔬菜生產(chǎn)基地、污水灌溉區(qū)、畜禽養(yǎng)殖基地周圍農(nóng)田、常規(guī)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)區(qū)6種有代表性的典型農(nóng)業(yè)生產(chǎn)區(qū)域的土壤有機(jī)磷、有機(jī)氯農(nóng)藥進(jìn)行了檢測(cè)分析。通過檢測(cè)可知，河南省6種典型農(nóng)業(yè)區(qū)域土壤中，六六六和滴滴涕(國(guó)內(nèi)已于1983年禁止使用)等有機(jī)氯農(nóng)藥污染仍存在，污染物的濃度雖低于標(biāo)準(zhǔn)限值(500g/kg)，污染水平處于安全狀態(tài)，但尚有局部區(qū)域有機(jī)氯農(nóng)藥有超標(biāo)現(xiàn)象，且相當(dāng)嚴(yán)重。與有機(jī)氯農(nóng)藥相比，有機(jī)磷農(nóng)藥推廣使用時(shí)間較晚，雖在河南省地區(qū)尚未構(gòu)成大范圍、持久性的土壤污染，但其對(duì)土壤的污染問題也不容忽視，尤其在畜禽養(yǎng)殖基地周邊土壤中檢出的有機(jī)磷農(nóng)藥類樂果，應(yīng)引起高度重視。1．4土壤中多環(huán)芳烴的污染多環(huán)芳烴(PAHs)是指分子中含有兩個(gè)或兩個(gè)以上苯環(huán)構(gòu)造的化合物，是煤、石油、煤焦油等有機(jī)化合物的熱解或不完全燃燒的產(chǎn)物，具有致畸、致癌、致突變性，是當(dāng)前國(guó)際上關(guān)注的一類持久性有機(jī)污染物(POPs)。它們?cè)诃h(huán)境中廣泛存在，易被沉積物吸附且難被生物降解，因而容易積累。土壤中PAHs最主要的來(lái)源是大氣沉降，在土壤中以吸附態(tài)或液態(tài)形式存在，是土壤有機(jī)污染修復(fù)中難度最大的污染物。彭華等通過對(duì)河南省除平頂山、濟(jì)源、許昌以外的15個(gè)省轄市的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)典型區(qū)域的1500個(gè)采樣點(diǎn)土壤中14種PAHs的污染狀況進(jìn)行了監(jiān)測(cè)。監(jiān)測(cè)結(jié)果分析如下:PAHs在六種典型區(qū)域土壤中廣泛存在，平均檢出率在37%～97%。在污水灌溉區(qū)的檢出率最高，在有機(jī)食品基地的檢出率則低于其他區(qū)域;六種典型區(qū)域土壤中PAHs的平均含量在0．11～5．59g/kg，14種PAHs的總量在六種區(qū)域的分布規(guī)律為:污水灌溉區(qū)＞常規(guī)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)區(qū)＞畜禽養(yǎng)殖基地＞綠色食品基地＞無(wú)公害蔬菜基地＞有機(jī)食品基地;強(qiáng)致癌物苯并(a)芘在六種典型區(qū)域土壤的檢出率為33%～100%，濃度范圍為0．35～31．6g/kg。局部區(qū)域土壤中苯并(a)芘的含量超出了俄羅斯的土壤質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)限值(20g/kg);污水灌溉區(qū)中苯并(a)芘含量最高，高出有機(jī)食品基地、綠色食品基地和無(wú)公害蔬菜基地3倍之多。因而，河南省多數(shù)地區(qū)土壤中均有PAHs的檢出，尤其是苯并(a)芘的土壤污染更應(yīng)該引起重視。2、土壤污染的修復(fù)技術(shù)當(dāng)前，土壤污染修復(fù)的方式方法很多，主要有物理、化學(xué)、物理化學(xué)法、植物和微生物等方式方法。當(dāng)前研究及應(yīng)用較廣的為植物和微生物修復(fù)法。2．1物理修復(fù)法物理修復(fù)方式方法包括換土法和熱處理法，換土法是將污染土壤通過深翻到土壤底層、在污染土壤上覆蓋新土、將污染土壤挖走換上未被污染的土壤的方式方法。該法能夠有效地減少污染土壤對(duì)環(huán)境的影響。但是該方式方法工程量大，費(fèi)用高。只適宜用于小面積的、土壤污染嚴(yán)重的狀況;熱處理法是通過加熱的方式，使土壤中的揮發(fā)性重金屬如汞、砷等揮發(fā)并收集起來(lái)進(jìn)行回收或處理。該法工藝簡(jiǎn)單，但能耗大、操作費(fèi)用高，且只適用于受易揮發(fā)的重金屬污染土壤。2．2化學(xué)修復(fù)法化學(xué)修復(fù)法是利用參加到土壤中的改進(jìn)劑與污染物發(fā)生一定的化學(xué)反響，進(jìn)而對(duì)土壤中的污染物進(jìn)行固定、分離、提取等。該技術(shù)關(guān)鍵在于選擇經(jīng)濟(jì)有效的改進(jìn)劑，常用的改進(jìn)劑有石灰、沸石、碳酸鈣、磷酸鹽等。2．3物理化學(xué)修復(fù)法物理化學(xué)法主要是通過溶劑洗脫、熱脫附、吸附和濃縮等物理化學(xué)經(jīng)過將有機(jī)化合物從土壤中去除。外表活性劑是常用的污染土壤清洗劑，它能改良憎水性有機(jī)物的溶解性和生物可利用性。Rouse等比擬了單親水基和雙親水基陰離子外表活性劑對(duì)奈的增溶作用，結(jié)果表示清楚，烷基二苯基二磺酸鈉不僅比單親水基的十二烷基硫酸鈉增溶能力高，而且抗硬水能力遠(yuǎn)大于十二烷基硫酸鈉。Zhu等研究了陰非混合外表活性劑對(duì)芘等PAHs的增溶作用，發(fā)現(xiàn)陰非混合外表活性劑對(duì)芘等PAHs的增容程度大于單一外表活性劑且存在著明顯的協(xié)同增溶作用，主要原因是混合外表活性劑的CMC顯著降低以及溶質(zhì)在混合膠束中的分配系數(shù)增大。外表活性劑洗脫方式方法除了對(duì)洗脫含多環(huán)芳烴類有機(jī)污染物土壤有很好的效果外，處理其他含油污染土壤也同樣有效，合適于處理被各種油類有機(jī)物污染的土壤。美國(guó)EPA報(bào)告了采用外表活性劑對(duì)含PAHs的沙質(zhì)土進(jìn)行洗脫，利用溶質(zhì)質(zhì)量濃度為2%的外表活性劑溶液，即可將土壤中85%以上的PAHs去除。因而，利用外表活性劑溶液對(duì)含PAHs有機(jī)污染物的土壤進(jìn)行洗脫已經(jīng)成為土壤修復(fù)的一種最常見且最為有效的修復(fù)方式方法。2．4植物修復(fù)法植物修復(fù)是一種經(jīng)濟(jì)、有效且非毀壞性的修復(fù)技術(shù)，主要利用自然生長(zhǎng)或遺傳培育植物對(duì)土壤中的污染物進(jìn)行固定和吸收。根據(jù)其作用經(jīng)過和機(jī)理，污染土壤的植物修復(fù)技術(shù)可分為植物提取、植物揮發(fā)、植物穩(wěn)定和植物降解四種類型。最近幾年，土壤植物修復(fù)技術(shù)在國(guó)內(nèi)外都得到了較快的發(fā)展。Liste等用田間作物燕麥、羽扁豆、蕓苔，園藝作物蒔蘿、胡椒、紅蘿卜，樹種短葉松、紅松和白松這9種植物研究其對(duì)PAHs中芘降解的影響。這9種植物能明顯加強(qiáng)對(duì)土壤中芘的降解，在8周時(shí)間里，有植物的土壤中芘的去除率達(dá)74%以上，而無(wú)植物的去除率少于40%，蕓苔的降解能力最強(qiáng)，胡椒和紅蘿卜在28d里可使芘的濃度明顯減少。Banks等用酥油草對(duì)苯并［a］芘污染土壤的降解進(jìn)行了研究，發(fā)現(xiàn)根際能夠促進(jìn)降解，在6個(gè)月后降解率可到達(dá)一半以上。2．5植物微生物聯(lián)合修復(fù)法應(yīng)用微生物、植物二者的聯(lián)合作用對(duì)土壤中的污染物降解是將植物修復(fù)與微生物修復(fù)兩種方式方法的優(yōu)點(diǎn)相結(jié)合，進(jìn)而強(qiáng)化根際污染物的降解。一方面，植物的生長(zhǎng)為微生物的活動(dòng)提供了更好的條件，十分是根際環(huán)境的各種生態(tài)因素能促進(jìn)微生物的生長(zhǎng)代謝，并構(gòu)成十分的根際微生物群落;另一方面，植物本身與環(huán)境污染物產(chǎn)生直接作用(如根系的吸收)和間接作用(如體外酶等生物活性物質(zhì)的分泌等)。河南省地礦局以微生物與植物的協(xié)同作用對(duì)濮陽(yáng)市油田區(qū)石油污染土壤進(jìn)行修復(fù)，經(jīng)試驗(yàn)，該區(qū)石油污染物降解率到達(dá)85%，含鹽量降低到85%，治理后的土地基本恢復(fù)耕地功能。該石油污染土壤修復(fù)技術(shù)研究到達(dá)國(guó)際先進(jìn)水平，實(shí)現(xiàn)了全國(guó)的推廣應(yīng)用。3、結(jié)論河南省部分地區(qū)土壤已遭到污染，對(duì)污染區(qū)域應(yīng)引起高度重視并進(jìn)行治理，在省內(nèi)大力開展土壤污染修復(fù)的技術(shù)研究，對(duì)于促進(jìn)農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全，保障廣大人民群眾的生命健康具有重要意義。以下為參考文獻(xiàn):［1］張乃明．土壤植物系統(tǒng)重金屬污染研究現(xiàn)在狀況與瞻望［J］．環(huán)境科學(xué)進(jìn)展，1998，7(4):30－33．［2］祖艷群，李元，陳海燕，等．昆明市蔬菜及其土壤中鉛、鎘、銅和鋅含量水平及污染評(píng)價(jià)［J］．云南環(huán)境科學(xué)，2003，22(增刊):55－57．［3］楊蕾，魏婷婷，軒輾．河南省優(yōu)勢(shì)農(nóng)產(chǎn)品基地土壤重金屬污染研究［J］．安徽農(nóng)業(yè)科學(xué)，2008，36(19):8281－8282．［4］楊柳，劉長(zhǎng)禮，王秀艷，等．河南省主要城