环境重金属污染现状范例(12篇)
环境重金属污染现状范文篇1
土壤是农业生产的基础,是人类赖以生存的基石,也是人类食物与生态环境安全的保障。在众多的污染物中,重金属超标被普遍认为是造成我国土壤污染的主要原因之一,特别是经济发达地区的重金属污染土壤的问题尤其严重,日益成为当地环境的重大威胁。据专家估计,我国目前受镉、砷、铬和铅等重金属污染的耕地面积近3亿亩,约占耕地总面积的20%,污水灌溉的农田面积已达4950万亩[1]。土壤重金属污染的环境风险评价是管理、控制和治理污染土壤的前提。由于影响重金属的化学性质、环境行为、生物可利用性以及药代动力学等各种因素极其复杂,给土壤重金属环境风险评价带来很多挑战[2,3]。目前,有关土壤重金属污染风险评价的研究仍多集中在对污染物浓度的测定或简单的风险指数计算,对环境风险状况的表达还有局限性。本文仅针对近期土壤重金属污染环境风险评价方法的研究热点与发展趋势进行综述。
2土壤重金属污染环境风险评价研究现状
环境风险评价技术是20世纪80年展起来的,主要包括生态风险评价及健康风险评价。生态风险评价是通过组织和分析数据,评价与人类活动相关的一个或多个风险源在暴露过程中对生态系统可能造成的生态效应;健康风险评价则主要侧重于人体的健康风险,通过选择与人类类似的动物进行试验,以达到保护人类自身的目的[4-7]。对于土壤重金属的污染评价,国内外学者作了大量的研究,总结出了多种评价方法和模型,主要分为两类:传统评价模型和综合评价模型[8-10]。传统的评价模型主要为指数法,以数理统计为基础,将土壤污染程度用比较明确的界限加以区分,已在土壤重金属评价中得到了广泛的应用,较常用的有内梅罗指数法、潜在风险指数法、污染指数法等。综合评价模型综合考虑了土壤环境质量的模糊性及各污染因素的权重,使评价更具有科学性,概括起来有模糊综合评价法、层次分析法、灰色聚类法、主成分分析法、神经网络法和物元分析法等等[11]。近年来,随着计算机技术和信息技术的发展,地统计学和地理信息系统逐渐被引入到土壤重金属污染的综合评价中[12]。环境风险评价的基本特征之一就是不确定性。在各种环境质量评价中,来源于各种外推过程的不确定性,包括物种间外推、实验室向野外外推、高剂量向低剂量外推等,都需要准确的定量表达。加权综合能够较好地揭示不同评价因子间的内在联系,使评价结果更接近实际情况。但权重的确定大多由专家依据重金属污染物的毒性、人体对重金属污染物的吸收以及人体可承受污染物最大阈值的经验来确定,有一定的主观色彩,使评价结果存在失真的可能。另外,环境风险评价中的风险标准,即风险可接受水平问题,由于涉及不同人群的利益,不同区域的自然条件和社会经济水平存在差异,也存在很大不确定性。不确定性的定量化处理是风险评价必须解决的关键技术。目前传统的土壤重金属污染评价方法都只是通过简单的数字和表格体现某个区域的污染状况,不能反映土壤在空间上的污染变化,不能分析区域土壤污染状况和空间变化趋势,在污染的边界上存在着一定的局限和不足之处。根据实际的情况采用多种方法,并借助其他工具结合的综合评价分析是解决实际问题的有效途径。
3土壤重金属污染环境风险评价的研究前沿及主要发展方向
3.1数学模型在土壤重金属环境风险评价中的选择与优化
风险产生原因的不确定性使环境风险评价趋于复杂。因为风险评价需要研究人为活动引起环境不利影响的可能性,根据有限的已知资料预测未知后果,这就需要应用大量的数学模型才能完成。数学模型的优劣直接关系到整个风险评价结果的准确。随着环境风险评价越来越复杂,准确性要求越来越高,发展和完善各种数学模型成为环境风险评价研究的重要方向。目前国内外学者主要采用随机模拟和模糊的方法进行不确定性的识别、预测。处理不确定性的数学方法主要有概率理论、马尔可夫模型、模糊集、事件树、影响图、启发式模型等。在突发性风险评价方面,大部分的研究都是以随机模拟理论为基础或者是将随机模拟理论与其它不确定性理论相结合的方法评估突发污染事故定性分析。在累积性风险评价研究上,主要是应用随机模拟理论、灰色系统理论和模糊理论。我国的环境风险评价刚刚起步,对于风险评价模型的研究甚少。在风险评价过程中,直接引进国外成熟的模型将不失为一种捷径。由于各种模型在基本原理、适用条件、算法、考虑的介质和过程等方面都可能有较大差异,因此,只有正确甄别模型间的异同和各自的优缺点,才能做到根据实际情况,选择合适的模型,达到研究目的。
3.1.1模糊数学法
土壤重金属的污染程度的界限是渐变、模糊的,解决土壤重金属污染级别模糊边界的有效方法是引入模糊数学概念。模糊数学法的基本原理是:基于重金属元素实测值和污染分级指标之间的模糊性,运用模糊线性变换原理,通过隶属度的计算首先确定单种重金属元素在污染分级中所属等级,进而经权重计算确定每种元素在总体污染中所占的比重,最后运用模糊矩阵复合运算,得出污染等级[13-16]。如何合理确定各指标的权重成为应用模糊数学法进行污染评价是否成功的关键。模糊数学自1965年由L.A.Zadeh[17]提出以来,已得到较充分的发展,同时被广泛用于生产实践中。模糊数学是描述没有明确界限的模糊事物的数学分析方法,利用模糊变换对各相关因素进行综合评价。它充分考虑了各级土壤标准界限的模糊性,使评价结果接近于实际;在确定各指标权重时采用最优权系数法,避免了确定评价指标权重的任意性,用于土壤重金属污染评价有较好的效果[8]。该模型的物理意义是加权平均,将数学运算变成一般矩阵乘法,代表了“加权平均型”的综合评价[18]。窦磊等[14]改进了针对土壤重金属污染评价的模糊数学模型和评价因子权重的计算方法,提出了基于污染物浓度和毒性的双权重因子的模糊综合评价法,既反映污染物的浓度超标状况,又反映污染物的毒性作用,使评价更为全面合理。杨西飞等[19]在“模糊”评价指标基础上,结合Matlab软件FIS工具,拟建了铜陵矿区农田土壤模糊评价模型,并应用该模型对铜陵矿区农田土壤中重金属污染进行了相应评价。有效地解决了模糊综合评价过程中大量的数据处理和复杂计算,提高了数据批处理的准确性和时效性;并可通过其FIS功能将所有模糊评价过程和数据结果以图形的形式展示出来,使各因子污染程度和综合评价结果得以充分体现。
3.1.2灰色聚类法
灰色聚类法是在模糊数学方法基础上发展起来的,相对于模糊数学方法,优点在于不丢失信息,在权重处理上更趋于客观合理,用于环境质量评价所得结论比较符合实际,具有一定可比性。灰色聚类法通过计算土壤重金属污染因子的权重来确定聚类系数,再根据“最大原则法”或“大于其上一级别之和”法确定土壤环境污染程度[8]。其主要步骤是:构造白化函数,引入修正系数,确定污染物权重,再计算聚类系数实现土壤样本的环境质量等级评判与排序[20-22]。由于一般灰色聚类法最后是按聚类系数的最大值进行分类,忽略了较小的上一级别的聚类系数且完全不考虑他们相互之间的关联性,从而导致分辨率降低,有可能使评价失真。鉴于此,人们对灰色聚类法进行了改进,开发出灰色关联分析、宽域灰色聚类分析等多种模型,较好地克服了这一缺点。两者的区别在于确定聚类对象所属级别的差异,一般灰色聚类法以“最大原则法”判定,而改进灰色聚类法根据“大于其上一级别之和”法进行判定。XiaoyanShao等[23]采用灰色关联分析模型对土壤重金属污染进行生态风险评价,研究证实评估结果与实际情况相符,计算方法简单并有良好的操作性。黄彩霞等[24]采用宽域灰色聚类法对土壤质量进行评价,并与综合指数法、模糊综合评判法相比较,发现宽域灰色聚类法的评价结果较另外两种方法更为合理。分析认为,宽域灰色聚类法充分考虑了污染级别之间的灰色性,通过修正使相邻级别的边界问题解决得较好,提高了分辨率、信息利用率和综合评价精度。虽然需要建立多个白化函数,计算过程繁琐,但可以通过计算软件解决。
3.1.3层次分析理论
环境质量综合评价,只有通过加权综合,才能揭示不同评价因子间的内在联系,使综合评价结果更接近和符合环境质量的实际情况。加权因子的确定,有多种方法,层次分析法及其改进法就是其中之一。层次分析法(AnalyticalHierarchyProcess)简称AHP法,是美国运筹学家萨得T.L.Saaty在20世纪70年代初提出的。这是一种定性和定量相结合的、系统化、层次化的分析方法,特别适用于分析难以完全定量的复杂决策问题,因而很快在世界范围得到重视并在多种领域广泛应用[25]。其基本出发点是:在一般决策问题中,针对某一目标,较难同时对若干元素做出精确的判断。这时可以将这些因素相对于目标的重要性以数量来表示,并按大小排序,以此为决策者提供依据。任意两元素之间的相对关系,则可以精确表示。假设有n个因素,对任意量因素i和j进行比较,rij表示相对重要性之比,则由rij(ij=1,2…n)构成一个判断矩阵R=(rij)n×n(此矩阵实际上是对定性思维过程的定量化)。R=r11r12…r1nr21r22…r2n…………rn1rn2…r???????????nn?式中rij=1/rji(i≠j),rij=1(i=j)。在构造判断矩阵时,当因素个数较多时,rij的值采用T.L.Saaty提出的1-9标度法。由于判断过程中存在复杂性和模糊性,较难一次得到满意(通过一致性检验)的判断矩阵。为此研究人员对层次分析法进行改进,设计了一种三标度法,较易被专家和决策者接受。结构层中的相对权重,采用方根法求解R的归一化特征向量和特征值,直到满足一致性检验,所求特征向量即为各因子的权重排序。王祖伟、李雪梅等[26,27]在对天津市土壤重金属污染环境质量评价中,将基于改进AHP法确定的权重应用于综合指数法、模糊综合评价法和灰色聚类法中,发现基于改进AHP法确定权重的综合指数法比内梅罗指数法更具科学性和准确性,基于改进AHP法确定权重的模糊综合评价法也比常规的模糊综合评价法更准确一些,但是基于改进AHP法确定的权重并不适用于灰色聚类法中。
3.2地统计学空间技术在土壤重金属环境风险评价中的发展与应用
土壤重金属污染物具有高度的空间连续性及空间变异性。重金属浓度的空间分布状况可以反映重金属污染物对人类健康和环境的潜在影响,对于污染源的风险分析和后续评价也非常重要。传统的评价方法不能反映土壤在空间上的污染变化,不能分析区域土壤污染状况和空间变化趋势,尤其在分析大尺度区域的土壤污染时,传统评价方法和手段就显示出其本身固有的缺陷和不足[12]。基于此,地统计学空间技术在土壤重金属污染风险评价中得到了越来越广泛的应用[12,28,29]。地统计学又称克力格法(Kriging),是利用原始数据和半方差函数的结构性,对未采样点的区域化变量进行无偏最优估值的一种插值方法。作为空间变异性比较稳健的工具,该方法可以最大限度地保留空间信息,揭示区域土壤各重金属元素含量的空间分布特征和规律[12]。目前主要有普通克力格法(OrdinalyKriging)、简单克力格法(SimpleKrig-ing)、块段克力格法(BlockKriging)、协同克力格法(Co-Kriging)、泛克力格法(UniversalKrig-ing)、指示克力格法(IndictorKriging)、以及对数正态克力格法(LogisticNonormalKriging)等[30]。由于地质统计方法模型众多,应用条件各异,如何降低预测误差,提高预测结果的准确度及精度,依然是困扰地统计学研究及应用者的难题。
3.2.1地统计学模型基本理论
地统计学是一种区域化变量的分析方法,原理是由不连续的点状数据推测连续的面状区域内的数据分布,其主要目的是结合采样点提供的信息对未知点进行估计和模拟,以描述整个研究区域的土壤重金属的空间变异特征。半方差函数是地统计学中的主要工具,一方面是利用半方差函数对参数的空间分布进行结构分析和变异性分析,另一方面是应用结构分析的结果和克力格法进行估值[11]。通常情况下,为了使理论模型能最充分地描述所研究的某一区域化变量的变化规律,在建模过程中要根据半方差函数分布图初步选择几种合适模型进行最优拟合,通过比较平均误差、均方根预测误差、平均标准差、标准化误差和平均标准化误差等参数和预测误差图来选择最优的模型。在拟合中会得到3个基本的参数C0,C和a。其中,C0:块金方差,反映了随机因素或不确定因素对变量空间相关性的影响;C:结构方差,反映了结构因素或确定因素对区域化变量空间自相关性的影响;a:变程,反映了区域化变量在空间上具有相关性的范围。函数半变异图形如图1所示。图1半变异图常用的理论模型有:球状模型(sphericalmodel):r(h)=0h=0C0+C(3h2a-h32a3)0≤h<aC0+Ch>{a(1)指数模型(exponentialmodel):r(h)=0h=0C0+C(1-eha)h{<0(2)高斯模型(gaussianmodel):r(h)=0h=0C0+C(1-eh2a2)h{<0(3)
3.2.2地统计学与GIS技术的结合地统计模型的强大分析功能主要在于它与地理信息系统(GIS)的结合[11],也是GIS发展的新动向。地理信息系统(GeographicInformationSystem,简称GIS)是以计算机为基础,对空间数据进行采集编辑、存储管理、查询分析、显示制图、综合应用等处理的综合性技术。GIS在建立数据的统计模型及可视化输出方面均具有强大的功能,其大致数据处理流程如图2所示。基于地统计模型的空间分析(SA)和GIS在应用上有交叉,但并不完全等同。GIS可利用SA中的分析模型和算法,丰富和发展自身的空间分析功能;同时,SA软件也可以借助GIS控件改善对环境污染数据的抽象、虚拟与表达。图2空间统计分析数据处理流程图[31]在土壤重金属空间结构及分布特征研究上,研究人员较多地基于GIS技术与空间(地)统计学克力格系列插值方法对城市重金属污染状况进行分析:利用GIS技术进行研究区域及其采样数据、空间分布插值结果的可视化表达;利用空间统计学的变异函数对采样数据的空间异质性予以分析,并通过理论变异函数的不同因子、系数来寻求异质性产生的原因(影响因子),最后给出克力格算法插值得到的某重金属空间分布结果[32]。当前应用较为广泛的地质统计学软件主要有Es-ri公司推出的基于ArcGIS10.0及以上版本的Geosta-tistical扩展插件,GammaDesignSoftware公司推出的GS+软件,Ctech公词出品的EVS-MVS等,这些软件的推出有力地促进了地统计技术的应用及推广。地统计学与GIS技术的结合的发展方向是由GIS软件外挂模块逐渐向嵌入式过渡,实现两者的无缝链接。PilarBurgos等[33]采用传统评价模型及地统计学模型评估修复区土壤重金属污染水平的变异。使用块金值修正的球形模型及线性模型测定土壤参数的空间相关性,并用克力格插值法绘制污染等高线图,研究证实克力格插值图在研究修复区土壤污染及监测土壤参数时是非常有用的工具。试验区重金属的总量及生物可利用态空间分布图(等高线图)见图3所示。孙英君等[34]使用克力格技术对矿区土壤重金属污染状况进行研究,通过获取多幅模拟结果之间的差异来揭示研究区域土壤重金属污染的整体空间分布形态。最后,以研究区域土壤环境背景上限值为标准,给出研究区域不同土壤重金属空间分布相应级别的不确定性分析结果。
3.2.3地统计学与不确定性模拟技术的结合
地统计学与神经网络、灰色聚类法等不确定性模拟技术结合,可以在只具有少量数据的情况下对数据进行比较精确的空间分析,能够在满足一定精度分析的原则下适当的降低采样分析成本,得到比传统指数评价准确度更高的空间分布图。虽然模型建立过程中需要进行大量训练样本的学习,以及测试样本的检测,但在先进计算软件(如MatLab、ArgGIS等)的支持下,仍可方便地进行网络设计和运算。大大地降低了建模难度和建模时间,减少了人为的干扰因素,可以为整个地区的土壤重金属的信息化监测和分析提供科学依据。胡大伟等[35]在中尺度范围下,运用神经网络模型和3S技术(RS、GPS、GIS)对农田土壤重金属含量的空间分布进行了分析,并在此基础上确定了各重金属的污染状况。王芬等[36]采用双层组合神经网络和GIS空间分析技术综合评价川芎主产区土壤重金属污染。将BP网络加密的点数据导入ArcGIS软件中,利用其空间分析和克里金插值功能来分析污染浓度的分布和污染等级,从连续空间平面上了解和评价该区域的重金属污染分布情况。李磊等[37]运用MATLAB软件的K均值聚类算法结合神经网络工具箱,通过建立RBF神经网络对道路两旁土壤重金属污染程度进行评价并与内梅罗指数法进行对比,证明使用RBF神经网络方法进行土壤重金属污染评价是可行的,尤其适用于土壤污染整体变化趋势分析。S.M.Kazemi等[38]采用普通克力格法(OK)、基于人工神经网络的遗传算法(GA-ANN)、自适应神经网络模糊推理系统(ANFIS)及条件模拟法(CS)进行空间建模,对海洋沉积物中的6种重金属进行污染评价,并对4种空间插值技术进行比较。结果证实GA-ANN模型是对所有重金属污染物的统计特征值保持最好的模型,但ANFIS是的模拟误差最小的模型。YunfengXie等[39]基于污染评价和风险控制目的对土壤中重金属污染物的空间分布进行了确定与不确定性分析。采用内部校验标准偏差对加权反比插值法(IDW)、局部多项式插值法(LP)、普通克力格插值法(OK)和径向基函数法(RBF)4种空间插值技术进行了评估和比较。结果显示,几种插值法对土壤重金属污染平均浓度均有较高的预测准确性,但低于传统方法的测定值。其中污染区的空间不确定性主要集中在3种区域:被低浓度区包围的最大浓度区域、被高浓度区包围的最小浓度区域以及污染区域的边界。
环境重金属污染现状范文篇2
一、指导思想
以邓小平理论和“三个代表”重要思想为指导,深入贯彻落实科学发展观,加大产业结构调整力度,严格重金属行业环境准入,健全法律规范和标准体系,完善政策措施,强化环境执法监管,提高健康危害监测和诊疗能力,依靠科技进步,有效控制重金属污染,切实维护人民群众利益和社会和谐稳定。
二、工作目标和重点
(一)工作目标
对全市范围内重金属污染物排放企业及其周边区域环境隐患进行全面排查,基本摸清我市重金属污染情况,确定重点防控区域、行业、企业和高风险人群,妥善解决危害群众健康和生态环境的突出问题。到2012年,建立起较为完善的重金属污染防治体系、事故应急体系、污染与健康风险评估体系。到2015年,重点防控的重金属污染物排放量在2007年基础上削减20%,历史遗留问题初步得到解决,重点防控企业实现稳定达标排放,重点防控行业重金属污染防治水平明显提高,重点防控区域环境质量明显改善,全市重金属污染得到有效控制,保障全市生态环境安全。
(二)工作重点
重点防控污染物:铅、汞、镉、铬和砷。
重点防控区域:无锡金属表面处理科技工业园区,无锡高新技术产业开发区,重金属污染排放相对集中的主要入湖河道、重点河流等。
重点防控行业:金属表面处理及热处理加工,通信设备、计算机及其他电子设备制造业,电池制造,化学原料及化学制品制造业,有色金属冶炼及延压,皮革及其制品业以及涉处理重金属废物的危险废物持证经营单位。
重点防控企业:具有潜在环境危害风险的重金属排放企业。
三、主要工作
(一)全面排金属污染企业,建立健全基础资料
按照环保部等九部门《关于深入开展重金属污染企业专项检查的通知》(环发〔2009〕112号)要求,开展重金属污染物排放企业专项排查,全面排查涉铅、汞、镉、铬和砷企业,掌握全面的重金属污染排放情况并登记造册,明确工业企业重金属污染重点防控区域、重点防控行业分布状况、以及具有潜在环境危害风险的重点防控企业数量和分布状况。各地区调查工作于2011年6月底前完成报市环保局备案。
(二)制定和实施重金属污染防治规划和整治计划
按照“谁污染、谁治理”和统筹规划、突出重点、分期实施的原则,组织编制我市及2个重点防控区的重金属污染综合防治规划,划定重点防控区域,明确近期和远期的防治目标、任务和政策措施,重点解决污染严重、威胁人民群众健康的重金属排放企业污染问题,要把区域总量削减目标分解落实到具体企业、具体项目之中。全部3个规划在2011年6月底前经市政府批准报省环保厅备案。各地区、各部门要按规划总体要求认真制订年度重金属污染防治工作计划,并认真组织实施。建立规划实施的中期评估、终期考核和动态调整机制,增强规划的指导性和操作性。
(三)限期完成重金属污染物排放企业专项整治任务
将重金属污染防治列为今年六大环保专项行动的重点内容,加大现场检查力度,集中整治,严格标准。要按照市政府《关于全市涉铅、电镀行业专项整治工作推进会议纪要》(锡政会纪〔2011〕118号)文件精神,抓好整治,按时限完成整治任务。深入推进各重金属排放企业特征污染物定期监测报告制度,督促企业及时向环保部门和社会公布企业污染物排放情况。集中对重金属排放企业开展专项检查,重点突出审查环保手续、排查环境隐患、检查治污设施、督促达标排放、检验应急预案等主要内容,全面整治、不留死角。对于不符合产业政策的企业,坚决予以取缔;对于不能稳定达标的企业,坚决限期整改;对于污染隐患严重和存在重、特大环境风险的企业,坚决予以关停。对有环境劣迹的企业上市或再融资,两年内环保部门不得出具审查通过的意见。
(四)加强政策引导,进一步优化产业布局
鼓励并引导涉重金属企业实施同类整合和园区化集中管理,推进涉重企业入园进区。根据经济发展水平和产业特点,统筹规划设立专业重金属生产片区,并报省相关部门批准。今后涉及重金属的铅酸蓄电池、电镀、冶炼、化工类项目不得在专业生产区外新建和扩建,区外现有项目凡位置不当、防护距离不足,或者有其它群众反映强烈的问题的,要抓紧分批关闭或搬迁。根据《无锡市产业结构调整指导目录》,制定和实施有利于环保产业发展、有利于重金属污染防治的宏观经济政策和项目管理措施。鼓励发展低污染、低能耗、清洁生产、水平先进的高新技术产业进入无锡。进一步扩大重点防控行业落后产能和工艺设备的淘汰范围,制定和完善重点防控行业市场准入条件,控制和削减企业污染排放总量。
(五)强化环保准入,严格环保审批
加大落后产能淘汰力度,依法淘汰一批工艺设备落后、污染严重而又治理无望的企业,促使其关停、并、转、迁。实施污染防治绩效评估,限期改造和升级企业的生产工艺和治理设施,实现重污染行业达标排放和污染减排。进一步提高涉及重金属生产企业在节能、环保、安全、土地使用和职业健康方面的准入条件,严格控制我市重金属污染物排放项目的总体规模,严格限制排放重金属污染物的投资项目。严格实行建设项目环评前置审批制度,积极引导全市各部门按照条件严格审批重金属污染重点防控行业的投资和建设。金属表面处理及热处理加工业、含铅蓄电池制造业、化学原料及化学品制造业、重金属冶炼业等项目的核准(备案)由本市以上投资主管部门负责,各市(县)、区一律停止审批;实施涉重金属产业准入公告制度,遏制低水平重复建设,防止新增落后产能;试行重点防控的重金属污染物排放总量控制制度;重点防控区域要制定并严格执行区域环境准入政策。对涉重企业定期开展环境影响评价后督查。
(六)实行强制性清洁生产审核,大力推行清洁生产
根据《中华人民共和国清洁生产促进法》的要求,制定《无锡市重污染企业强制性清洁生产审核方案》,对全市所有涉重金属污染企业实施强制性清洁生产审核,分批次开展强制性清洁生产审核。涉铅企业必须在2011年底前完成第一轮审核工作,以后每两年开展一次。积极推进生产工艺和污染治理工艺升级改造,大力推广清洁生产技术及其他先进技术。2015年底前,所有审核企业要达到国家相关行业二级以上清洁生产技术指标的要求。大力发展循环经济,推动含重金属废弃物的减量化和循环利用。
(七)加强重金属污染防治监测,强化安全建设
进一步完善监测网络,加强对河流和土壤中重金属指标的监测,加强对铅、六价铬、汞、镉、砷等重金属项目的监测力度,定期监测与加密监测相结合。加强在线监控,年内开展涉重企业在线监控系统试点,逐步建立重金属污染源的在线监控体系;提升监管执法水平,将重金属污染监控信息化建设作为环境管理电子政务综合信息平台及环境监管电子政务应用系统建设重要内容,完善重金属污染监控数据的传输、管理、分析、审核与体系。加强重金属污染风险预警和应急体系,加强重金属污染监测和应急能力建设,储备必要的应急物资,提高应对突发事件的能力和技术水平。制定重金属污染突发事件应急预案,建立相应的应急管理体系和快速反应机制,组织开展应急培训和演练,提高应急响应能力。
根据重金属重点污染源的分布与污染现状,加强对重点防控区域内食品和生活用饮用水的重金属监测,对重点防控区高风险居民实施定期健康体检,完善重金属污染健康监测网络和报告制度,建立重金属污染健康危害预警体系,加强重金属健康危害与防护的宣传工作,依法妥善处理重金属污染引起的健康危害事件。
四、保障措施
(一)加强组织领导,建立协调联动机制
成立由分管副市长担任组长的市重金属污染防治工作专项行动领导小组,负责全市专项行动的组织领导;下设领导小组办公室(设在市环保局)负责日常协调工作。市委宣传部、市发改委、经信委、教育局、科技局、环保局、财政局、国土局、水利局、商务局、城管局、市政园林局、农委、卫生局、工商局、安监局等有关部门为成员,协调解决重金属污染防治工作中的重大问题。
(二)建立考核体系,明确责任分工,落实责任追究制度
将重金属污染防治成效纳入本市经济社会发展综合评价体系,作为政府领导干部综合考核评价和企业负责人业绩考核的重要内容,对未完成任务以及发生重特大环境污染事故的必须追究相关人员责任,并暂停该区域新增重金属污染物排放建设项目的审批。各市(县)、区政府、各有关部门要按照责任分工互相协调,切实履行职责,做好本系统、本行业、本领域的重金属污染防治工作。
(三)完善政策法规体系,推行污染责任保险制和信用机制
积极推进无锡市重金属污染防治工作法律法规建设、完善土壤污染防治、有毒有害化学品环境管理、重金属污染防治及污染损害纠纷的法律法规,为我市重金属污染防治工作提供法规依据。推进环境污染损害鉴定评估工作。制定完善《无锡市环境污染责任保险工作实施方案》,将涉重金属污染的主要企业纳入环境污染责任保险工作范围,将重点防控企业列为实施重点。以环境风险评估制度为核心,建立较为完善的企业环保诚信档案,并与企业环境信息强制公开、上市环保核查、企业信用信息、绿色信贷挂钩,实现风险与信用的融合。
(四)强化科技支撑,加强重金属污染防治技术研究与示范推广
加大对重金属污染防治工作的资金投入,对重金属污染防治、修复技术、重金属与人体健康关系等项目,给予优先支持。充分利用在锡大专院校、科研机构的技术力量,开展重金属污染防治工作技术研究;鼓励环保企业加大重金属污染防治技术研发力度,推动重金属技术攻关,加快环保企业重金属污染防治技术的创新和产业化步伐。积极引进先进技术和管理经验。开展交流合作,积极引进国内外先进的重金属污染防治环保技术和管理经验,加强对引进的环保关键技术的消化吸收和再创新工作。
环境重金属污染现状范文篇3
关键词:固化剂;重金属污染底泥;固化/稳定化修复技术
中图分类号X52文献标识码A文章编号1007-7731(2016)13-0097-05
重金属是指相对密度在4.5g/cm3以上,或比重大于5的金属。与有机物不同,重金属无法被微生物降解,且能够富集在生物体内,因此重金属污染物潜在危害性大。由泥沙、黏土、有机质及各种矿物混合形成的底泥,经过一系列物理化学、生物、水体传输等作用而沉积于水体底部形成。重金属一旦进入水体,可通过吸附、络合、沉淀等作用,富集在河床表层底泥中,其在底泥中的含量可超过上覆水体含量数个数量级,成为水体重金属的储存库和归宿[1]。当环境条件变化时,部分重金属可能会通过解吸、溶解、氧化还原等作用,从底泥中释放,引起水体二次污染[2]。底泥中重金属的不断积累不仅对水生生物、沿河居民饮用水和农田安全灌溉构成严重威胁,还可能通过食物链危害人体健康。因此,对重金属污染底泥安全处置显得尤为必要。
当前国内外对于底泥中污染物的修复方法主要有4种,分别是原位固定、原位处理、异位固定和异位处理[3]。原位固定或处理是指对污染的底泥不进行疏浚而直接采用固化/稳定化或者生物降解等手段消除底泥污染的行为;异位固定或处理是指将污染的底泥疏浚后再进行处理,消除污染物对水体的危害的行为。原位处理的效率一般情况下低于异位处理的效率,且工艺过程控制较困难,不能彻底消除其毒性,所以原位处理技术并未在实际工程中广泛应用[4]。
固化主要是指向土壤或底泥中添加固化剂而形成石块状固体,并将污染物转化为不易溶解、迁移能力弱和毒性小的状态的过程[5];或投加固化剂使底泥由颗粒状或者流体状变为能满足一定工程特性(如路基填料)的紧密固体,并将重金属包裹在固化体中,减少重金属向外界的迁移[6];稳定化是指在底泥中投加螯合剂使重金属由不稳定态(水溶态、离子交换态)转变成稳定态(残渣态),显著降低重金属的生物活性[7]。利用固化/稳定化技术处理重金属污染底泥,是现阶段比较合理的处理方式[8-9]。本文将从当前我国底泥重金属污染现状及固化/稳定化修复技术发展进行综述,为底泥重金属污染综合治理与修复提供科学依据。
1我国底泥重金属污染现状
1.1底泥重金属污染物的来源底泥中重金属的来源包括自然源和人为源2个方面。自然源中,成土母质及成土过程对底泥中重金属的含量影响较大;而人为源则是底泥中重金属的最重要来源。重金属通过各类废水、土壤冲刷、地表径流、大气降尘、大气降水及农药施用等途径进入水体后[10],通过复杂的物理、化学、生物和沉积过程在底泥中逐渐富集。
1.1.1各类废水工业废水和城市生活污水是造成底泥重金属污染的重要原因。通常,河流沿岸分布着大大小小的企业,如印染厂、制衣厂、皮革厂等等。一方面,一些未经(充分)处理的废水直接进入水体;另一方面,尽管一些废水重金属污染物浓度未超标,但由于废水排放量巨大,使得水体和底泥吸纳了大量污染物,呈现缓慢污染的现象。同时,很多地方的生活污水没有连接到排污管网而直接排放入水体,当进入水体的污染物数量超过了水体的自净能力,导致水体质量下降和恶化,进而造成水体和底泥的污染。
1.1.2固体废弃物靠近城镇的河流周边经常随意堆放大量的建筑垃圾、生活垃圾,自然降水(尤其是酸雨)和排水使固体废弃物中所含的重金属元素以废弃堆为中心向四周环境扩散,进入水体,被底泥富集。另外,大型工矿企业的矿渣场(如馇、钢渣等)、灰渣场、粉煤灰场等,在雨水和地表径流的冲刷下,重金属会通过地表径流进入附近水体底泥中。
1.1.3土壤冲刷2014年国家环境保护部和国土资源部的《全国土壤污染状况调查公报》显示,我国耕地质量堪忧,Cd成为首要污染物(点位超标率7.0%),其含量呈从西北到东南、从东北到西南逐渐增加的趋势。2015年《中国耕地地球化学报告》显示,我国污染或超标耕地约0.076亿hm2,主要分布在湘鄂赣皖区、闽粤琼区和西南区。土壤中的重金属可通过降雨、地表径流等方式转移到底泥中。如磷肥中重金属Cd的含量较高,长期施用磷肥,会造成土壤中重金属Cd含量增大;规模化养殖场使用的有机肥料中大都含有重金属添加剂(如Zn、Cu等),这些有机肥料在农田施用时,会导致Zn、Cu等重金属元素含量增加。
1.1.4大气沉降交通运输、能源产业(发电厂)、冶金和建筑材料生产产生的气体和粉尘,金属矿山的开采和冶炼、电镀等是大气中重金属污染物的主要来源。这类污染源中的重金属基本上是以气溶胶的形态进入大气中,通过干沉降(主要是颗粒物)或湿沉降(主要是雨水)的方式进入水体、土壤,进而沉积到底泥中并最终影响人类健康[11-12]。
1.2底泥重金属污染现状滑丽萍等[13]通过搜集我国不同区域湖泊底泥重金属含量背景值发现,我国湖泊底泥重金属污染程度不均,临近工矿企业及人类经济活动区的湖泊底泥重金属污染较重,远离这些区域的湖泊则保持比较洁净的水体环境。张颖等[14]采用潜在生态风险指数分析法对松花江全江段表层沉积物调查发现,松花江表层沉积物中重金属Hg和As的空间分布离散性较大,Cd和Pb相对较均匀,整体上松花江重金属污染处于低度风险水平,仅个别断面处于中度风险水平。戴秀丽等[15]通过对太湖沉积物重金属含量的分析发现,太湖Cu的污染级别高于其他污染金属,且集中在太湖北部地区;Cr属轻度污染,但其空间分布较广且均衡,与周边污染点源关系密切。李鸣等[16]通过测定鄱阳湖湖区、入湖口及出湖口水体及底泥中重金属含量发现,鄱阳湖水体中重金属含量较低(远低于国家标准),但鄱阳湖底泥中重金属积累较严重,Zn、Cu、Pb、Cd的含量均超过背景值。张鑫等[17]对安徽铜陵矿区水系沉积物中重金属进行潜在生态危害评价表明,沉积物中Cu、Pb和Zn的含量变化大,Hg和Cr变化小,除Hg、Cr和Zn外,其他重金属都为强和极强生态危害。
2固化/稳定化修复技术
底泥重金属污染按修复原理可分为物理、化学、生物及联合修复技术。由于目前尚缺乏经济高效的手段将重金属从底泥中直接去除,因此,通过化学手段降低重金属活性,减小污染物向食物链的迁移是进行底泥重金属污染修复的重要方法。固化/稳定化的目的是封闭污染物,最大程度地减少污染物释放到环境中,同时提高废物的物理力学性质。相比于微生物和植物修复的低效率、长周期以及物理修复高成本的缺点,固化/稳定化技术具有操作简单、成本低、效率高等优点。
固化剂的选择是重金属固化/稳定化修复技术的关键,固化/稳定化所用的惰性材料称为固化剂[18],常用的固化剂类型为无机固化剂、有机固化剂和复配固化剂。无机固化剂主要有磷矿石、磷酸氢钙、羟基磷灰石等磷酸盐类物质以及硅藻土、膨润土、天然沸石等矿物;有机固化剂主要有草炭、农家肥、绿肥等有机肥料[27]。固化材料有水泥、粉煤灰、石灰和石膏粉等。
水泥固化主要产生起胶结作用的水化硅酸钙;粉煤灰与水泥混合使用产生水化铝酸钙和水化硅酸钙;粉煤灰主要起充填作用;石灰固化产生碳酸钙,具有一定的脱水作用;石膏固化产生钙矾石,具有充填作用[20],具体如表1。
2.2磷酸盐类固化剂羟基磷灰石和磷酸氢钙等磷酸盐类固化剂效果好、性价比较高,磷酸盐将重金属元素吸附在其表面或与重金属发生反应生成沉淀或矿物[19]。陈世宝[21]等为了研究含磷化合物对固化/稳定化土壤中有效态铅的影响,向重金属污染的土壤中施加了不同性质的含磷化合物,结果表明,在重金属污染的土壤中加入羟基磷灰石、磷酸氢钙和磷矿粉能明显降低土壤表层的有效态铅含量,并且发现有效态铅的含量随施入的磷含量的增加而显著降低。
2.3含铁类固化剂一些研究表明,针铁矿、铁砂FeSO4、Fe2(SO4)3、FeCl3和石灰对As有良好的固定作用[25-27]。在碱性和氧化条件下,铁主要以Fe3+存在,水解生成Fe(OH)3。Fe(OH)3既能吸附不稳定扩散状态的胶体,起到水质净化的作用,又可以利用其自身带有正电荷的特性,强烈地吸附磷,降低底泥磷的释放。此外,Fe(OH)3还能与磷反应生成磷酸铁以及络合物(FeOOH-PO4)的形态而去除磷[28]。但含铁类固化剂的处理效果容易受氧化还原电位和pH值的影响,通常都需结合其他的辅助措施[5]。近年来出现的复合铁盐与高分子聚合铁盐,如复合亚铁、聚硫酸铁等被逐渐应用于重金属污染底泥的固化处理中且效果较好[29]。
2.4铝盐类作为底泥固化/稳定化应用最早和最广泛的铝盐,主要有硫酸铝(明矾)、氯化铝和聚合氯化铝等,其水解后形成的A1(OH)3絮状体,既能去除水体中的颗粒物并吸附底泥中溶出的磷[5],又可以吸附水体中的重金属离子,如铬、铜、铅、锌等[30]。铝盐用于底泥钝化效果较稳定,不受氧化还原电位影响,成本低,且有效时间长。如在美国佛蒙特州的Moreylake,投加铝酸钠和明矾来控制底泥磷的释放,5年后该湖上层水体总磷浓度由20~30μg/L下降至10μg/L以下[31]。
2.5天然矿物类固化剂海泡石、沸石等天然矿物材料,颗粒小、比表面积大,矿物表面富集负电荷,具有较强的离子交换能力和吸附性。章萍等[32]向苏州河的污染底泥中加入了膨润土,结果表明,钙基膨润土对铜、铅和锌均具有较大的吸附性能,且溶液pH值升高时,对这3种重金属的吸附效果增强。
2.6有机物料农家肥一类的有机质用于固化/稳定化底泥中的重金属,作用机理主要是含有的胡敏素和胡敏酸等能够与底泥中的重金属离子发生络合作用,形成难溶物,以此降低重金属毒性及生物可利用性[19]。华珞[33]等向重金属污染的土壤中施加了猪厩肥进行固化/稳定化研究,结果显示,施入猪厩肥可以使土壤中的碳酸盐态锌和有效态锌的含量升高,而铁猛氧化物结合态镉、有效态镉及铁猛氧化物结合态锌的含量降低。Houben等[34]向重金属污染底泥中施加有机肥后,可交换态的铅、镉和锌的含量均有大幅度的减少,固化/稳定化效果明显。
2.7复配固化剂底泥和土壤中重金属污染多为复合污染,多种重金属之间有相互作用,且不同固化剂对不同重金属的固化效果存在差异。现阶段,通常将多种固化剂复配后再使用,以此达到对多种重金属污染高效修复的效果[19]。曾卉[22]等用海泡石、膨润土、硅藻土、沸石分别与石灰石以不同的质量比进行复配,对重金属污染的底泥进行固化试验,结果表明,石灰石与硅藻土以质量比2∶1复配时固化效果最好。
3展望
近年来,水体污染治理力度不断加大,2015年2月《水污染防治行动计划》的颁布后,与水体水质密切相关的底泥重金属污染的治理也越来越得到人们的关注。2016年3月17日,中华人民共和国国民经济和社会发展第十三个五年规划纲要提出开展66.67万hm2受污染耕地治理修复和266.67万hm2受污染耕地风险管控,深入推进以湘江流域为重点的重金属污染综合治理。这些条例和规划纲要的,都有助于我国大气、土壤和水体环境质量的改善。因此,当前底泥重金属污染治理重要的是进一步减少进入水体和底泥的污染物,达到“控源”目的,以及针对历史遗留的重度污染底泥区进行修复和治理,减少底泥污染物的总量,实现“减存”目标。
然而,当前能够实现底泥污染物“减存”的方法成本高,操作复杂,少有推广应用。更多的是采用固化方法,降低污染物的活性,减少污染物对其他生物的毒性,且目前已经有一些实际应用案例。如1996年长春南湖湖区内用硫酸铝钝化底泥,显著增加了底泥中可溶性磷酸盐的去除率[35]。2006年,为了解决香港城门河水质恶臭问题,特区政府按照“生化处理为主,疏浚为辅”的原则,疏浚底泥29×104m3,采用投加硝酸钙原位钝化方法从根本上治理城门河淤泥,改善了城门河的生态环境[36]。
尽管如此,固化方法当前还存在很多不足。首先,对于固化剂材料本身,需要满足高效、不产生二次污染、低成本且操作便捷;其次,由于底泥性质差异大,对于多种重金属复合污染,既要考虑到重金属之间的相互作用,又要考虑到不同固化剂所针对不同重金属的固化效果的不同(如能够较好固定Cu、Cd、Pb的碱性固化剂,往往会增加As的活性),将多种固化剂复配之后使用,以达到高效修复的效果。
当前已经有不少学者在重金属底泥固化方面进行了大量的研究,但在实际的底泥固化中,仍存在固化效率不稳定、底泥固化速率差异大等现象,尤其是酸雨的作用可能会导致固化后底泥污染物的二次释放,可能会危害水生生物生存,甚至导致鱼类死亡。关于底泥固化修复技术的实施,国内还缺少自主生产的机械设备,如固化剂造粒设备、机械化投加固化剂设备等),需要加强研发,降低修复工程中对施工人员的健康的危害,提高可操作性。
因此,今后的一段时间内,在固化剂产品的研发上,要加强复合固化剂的研发力度,研发出高效、绿色、低成本、效果持久的新产品。同时,要加强固化机理的研究,明确固化剂产品的最佳投加环境条件,加强对固化修复技术装备的研发投入,降低对国外机械的依赖程度。最后,结合国内底泥重金属污染形势(如湖南湘江流域、广西环江流域、江西鄱阳湖流域),适当选取部分严重污染区,开展重金属污染底泥的固化修复示范试点,总结好的经验,进行更大范围的推广示范。
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环境重金属污染现状范文篇4
毫不松懈抓好主要污染物总量减排工作。“十二五”期间,主要污染物减排指标从两项增加到四项,在消化增量的同时要持续削减存量,任务非常艰巨。面对严峻的污染减排形势,我们不能有丝毫懈怠和放松,而要振奋精神,乘势而上,采取有力措施,扎实开展工作,实现“十二五”减排目标,推进环境与经济协调发展。
分解总量指标,落实减排任务。当前,“十二五”主要污染物减排任务已经下达,目标已经明确。按照要求,逐级分解落实减排任务,进一步明确各级政府和有关企业减排的责任,形成一级抓一级、层层抓落实的工作机制。同时,对各地总量削减目标责任书和减排目标完成情况实行年度考核,依据考核结果,严格落实奖惩措施。大力推进重点区域、重点行业和重点单位的污染减排,如对电力、化工等行业实行主要污染物排放总量控制,不断提高脱硫效率、完善脱硝工艺;城镇污水处理厂和工业园区污水处理厂进行提标改造,使城镇污水处理率、工业污水处理率、中水回用率和重复利用率不断提高。建立重点地区、重点行业排污总量跟踪监测和预警制度。同时,把结构减排放在更加突出的位置,严格执行化工等行业的主要污染物排放标准,认真落实国家产业政策,如期完成落后产能淘汰计划。同时,继续强化工程减排和管理减排,保障资金投入,加强治污设施建设和监管,确保污染防治设施正常运行和污染物达标排放。
完善激励政策,健全长效机制。在市场经济条件下,创新完善有利于减排的政策机制,特别要注重环境经济政策手段的运用,激励减排单位积极主动防治污染。推进主要污染物排污权有偿使用和交易工作,利用市场机制增强排污企业减排的内在动力。加大财政资金支持引导作用,落实税收优惠政策,积极推进环境税费改革,提高企业生产经营的环境成本,体现环境的价值。
加强执法监管,严格环评审批。加强源头控制是实现减排目标的重要举措。严格环评审批、统筹安排产业布局和产业结构,实行规划环评与项目环评联动,把污染物排放总量指标作为环评审批的前置条件。保持环境执法监管高压态势,严厉打击违法排污行为,提高违法成本。如对在生活、工业污水处理、脱硫、脱硝设施建设和运行等方面存在突出问题的地区和企业,暂停建设项目环评审批。同时,要加大重点区域、责任追究和后督察力度,促使排污企业切实执行环保政策法规。
全力以赴打好重金属污染防治攻坚战,切实维护人民群众利益和社会稳定。坚持以人为本、环保为民的服务理念,始终坚持以解决影响可持续发展和损害群众健康的突出环境问题为重点,下大力气控制重金属污染环境问题。重金属是一种很难在环境中降解的污染物,而且具有富集性,为此,必须建立以人群健康为核心的重金属污染防控体系,继续将整治重金属违法排污企业作为我们整治违法排污企业保障群众健康环保专项行动的重点,保持环境执法监管高压态势,抓住重点区域、重点行业和重点企业。建立对重金属排放企业的巡查制度,提高监控技术手段,严防超标排放,将重金属排放企业产生的危险废物依法送交有资质的单位处置,坚决取缔无经营许可证的企业从事危险废物利用处置经营活动。严格执行环境影响评价制度,将环境与健康风险评价作为建设项目环境影响评价的重要内容,建立重金属排放企业环境影响后评价制度,开展重金属排放企业场地和周边区域环境污染状况评估试点工作。进一步规范企业环境管理,要求重金属排放企业建立特征污染物日监测制度,每月向当地环保部门报告监测结果,当企业产量或者生产原辅料发生变化时要及时报告。同时,所有重金属排放企业,应当逐步安装在线监测装置并与环保部门联网,建立企业环境信息公开制度,重金属排放企业应当向社会公布年度环境报告书、重金属污染物排放和环境管理等情况,接受公众和社会舆论监督,在切实保障和改善民生、维护人民群众切身利益的同时,积极有效防范环境风险让人民群众远离重金属污染危害,为人民群众生产生活和经济社会发展提供和谐、安全的生态环境。
从数字化管理入手探索环保新路,切实提高环境监控水平。节能减排是现阶段优化经济发展方式、改善环境质量状况的重大举措,减排工作要在工程减排上见成效、向管理减排要效益,就必须提高对企业的污染排放监控能力,实现污染源监控的数字化、实时化、精确化,在监管能力上实现新突破,开创减排工作新局面。
切实加强工业废水有效治理。工业废水的有效治理应遵循如下原则:一是最根本的是改革生产工艺,尽可能在生产过程中杜绝有毒有害废水的产生,如以无毒用料或产品取代有毒用料或产品。二是在使用有毒原料以及产生有毒的中间产物和产品的生产过程中,采用合理的工艺流程和设备,并实行严格的操作和监督,消除漏逸,尽量减少流失量。三是含有剧毒物质废水,如含有一些重金属、放射性物质、高浓度酚、氰等废水应与其他废水分流,以便于处理和回收有用物质。四是一些流量大而污染轻的废水如冷却废水,不宜排入下水道,以免增加城市下水道和污水处理厂的负荷。这类废水应在厂内经适当处理后循环使用。五是成分和性质类似于城市污水的有机废水,如造纸废水、制糖废水、食品加工废水等,可以排入城市污水系统。应建造大型污水处理厂,包括因地制宜修建的生物氧化塘、污水库、土地处理系统等简易可行的处理设施。与小型污水处理厂相比,大型污水处理厂既能显著降低基本建设和运行费用,又因水量和水质稳定,易于保持良好的运行状况和处理效果。六是一些可以生物降解的有毒废水如含酚、氰废水,经厂内处理后,可按容许排放标准排入城市下水道,由污水处理厂进一步进行生物氧化降解处理。七是含有难以生物降解的有毒污染物废水,不应排入城市下水道和输往污水处理厂,而应进行单独处理。
环境重金属污染现状范文
关键词:重金属污染土壤;微生物功能;植物-微生物联合修复
引言
伴随着农业、工业以及生活污水的大量排放,我国环境污染中重金属污染的负面影响也日益加剧。在污染治理过程中,作为土壤中最为活跃的有机体,土壤中的微生物将土壤中的物质和能量进行循环与转换,以维持土壤中的生态平衡,净化重金属所造成的污染。因此,微生物在当前重金属污染治理中起着重要作用。
1.重金属污染土壤的植物-微生物联合修复的不同形式
微生物与植物联合作用于重金属污染土壤的修复属于当前微生物发挥功能的一种形式。植物的生长为微生物提供滋养,同时其根区所产生的一些分泌物能够进一步促进微生物降解功能的发挥;微生物则可以通过自身的降解功能,把土壤中的有机酸、铁载体等转换成为植物根基可吸收物质,甚至改变植物当中重金属的生长形态,为植物提供可吸收的营养,促进植物的进一步生长。
从现有修复形式来看,植物-微生物联合修复主要通过以下两种形式实现:第一,与微生物菌体共同作用。俄罗斯科学家研究发现,在Zn、Ni、Cd、Co等土壤条件下,会产生某种耐受菌体,其能够通过自动复制环状DNA的形式,阻止重金属污染源伴随植物根基的吸收作用进入植物体内,进而能够起到保护植物的作用。因此,综合对该种菌类的研究结果可以发现,在重金属污染过程中,可以在土壤中接种专性的菌株,一方面能够转换植物生长环境中的微生物结构,另一方面也可以达到降解重金属,提高植物生长环境周围为生物活性、进而促进植物生长的作用。第二,将植物与菌根结合修复土壤中的重金属污染。菌根主要指的是存在于土壤中的生物植物和菌落的联合体。该种生物一般生长在重金属含量较高的矿区土壤中,其自身即具有极高的酸溶和酶解能力,能够通过转换重金属当中的污染物质,为植物生长提供营养。另外,菌根还能够通过自身活动,改善土壤当中的微生物活动状态,进而改变植物根基的微型生态环境,从而提高植物整体的逆环境生长能力,促进植物的进一步生长。事实上,虽然菌根本身能够提高植物的抗逆性,同时其较强的重金属吸附和降解功能促进了当前对重金属污染土壤的治理,但是由于该种植物不易获得,因此菌根和植物相互作用的重金属污染治理模式还具有相当广阔的研究空间和应用前景。
2.重金属污染土壤植物-微生物联合修复技术的影响因素
2.1土壤中重金属污染特性
重金属是否会造成土壤污染以及其污染的方式与土壤中重金属的总体含量不直接相关。一般来说,土壤中的重金属以各种不同形态存在,且因为总体重金属结构状态的不同,土壤中重金属的能量状态以及污染特性也不相同。当然,综合现有污染土壤来看,由于土壤中所含的有机质以及某些矿物质成分具有一定的重金属吸附效果,因此土壤中水溶态的重金属含量较少。从这一现象来看,土壤可以利用微生物和植物的重金属毒性抑制功能以及重金属的降解和转化功能等,改变土壤中重金属的平衡结构,为植物和微生物的生长提供更多滋养,进而提高土壤的修复率。
2.2植物本身生理生化特性
植物是土壤中重金属修复的主体,其自身也具有一定的重金属降解、吸收等功能,而该功能同样能够影响土壤中的重金属含量。当前全世界范围内共有约400种超累积植物。该类植物通过吸收、储存和利用土壤中的重金属,改变原有的土壤结构,进而促进植物生长环境的转变。一般来说,这类富集植物需具有以下特征:第一,对于重金属的吸收速率较高,即是当土壤当中的重金属含量低于土壤污染水平时,其重金属吸收和运输的速率依然较高。第二,具有良好的重金属累积效果。对于某些浓度较高的污染物,富集植物同样能够起到吸附和积累作用,且其累积能力是普通植物的10-500倍以上。第三,富集植物可能具备同时吸附多种重金属的功能。第四,富集植物的生命力顽强,生长速度较快,同时自身抗病能力较强。
2.3根际环境因素
根际环境是土壤中独特的生态修复环境,该环境下,PH值被改变,氧化还原作用得以发挥。同时还能够利用根系分泌物,与植物和土壤进行能量和信息交流,改变根际的物质生存环境。当然,根际分泌物也能够促进根际微生物的成长,进而改变根细胞的特性,提高土壤中有机酸、氨基酸等活性较大的重金属溶解物质的含量,或者通过与重金属相互作用有效降低其结构稳定性和毒性,也可以运输细胞内的富集重金属到体内,进而提高植物的生长能力和抗逆性。另外,根际矿物质的改变同样能够吸收和降解土壤中的重金属,进而提高植物-微生物的联合修复效果。
3.结论与展望
虽然可以通过植物-微生物联合的形式修复被重金属污染的土壤,但是由于重金属本身的污染特性,植物的生理生化结构的变化以及植物根基环境等的影响,微生物对于重金属污染的修复功能的发挥研究还有待进一步的深入。在接下来的研究过程中,笔者希望,可以从重金属污染如何改变土壤中的微生物群落结构、菌根的特性、菌根发挥作用的方式以及菌根的培养方式等入手,以期更加充分地证明微生物修复土壤中重金属污染的作用机理和主要作用方式,进而为重金属污染土壤的治理提供可行建议。
参考文献:
[1]李小林,颜森,张小平,等.铅锌矿区重金属污染对微生物数量及放线菌群落结构的影响[J].农业环境科学学报,2011,30(3).
环境重金属污染现状范文1篇6
专家把脉青岛农田
青岛农业大学教授王凯荣指出,现在全中国有20%的农田受到了污染;去年的镉大米危机、今年的龙江镉污染事件,让人们对“重金属污染”更加关注。重金属污染究竟是由什么造成的?青岛农田有没有受到过重金属污染?青岛农科界的专家学者们早已开始针对这些问题进行调查研究。
据青岛农科院中心实验室主任、高级农艺师陈建美介绍,一般农田受到重金属污染有两个原因:农田周围的化工厂排放废水废渣,或者农田曾经施肥不当、导致有机肥中重金属含量残留土壤中。
陈建美所在的青岛农科院曾在2010年对青岛市蔬菜种植较集中的地区土壤重金属含量进行了调查分析,最后调查显示,青岛市的土壤质量基本安全。“莱西、即墨、平度等监测点土壤综合污染指数均处于清洁安全状态,适宜蔬菜种植。但莱西和即墨有4个监测点的土壤样品重金属镉含量超标,且污染主要集中在土壤表层。”陈建美表示,实际上,青岛的农田重金属污染在全国来说并不算严重,因为没有太明显的污染源。
青岛科技大学环境与安全工程学院钱翌教授也曾经做过类似调查,他按照不同的土地利用类型将青岛市分为五大功能区:工业区、商业区、居民区、农业区和旅游区,调查结果表明,镉(Cd)在各功能区含量均高于国家土壤环境质量二级标准,其他重金属如铬(Cr)、铜(Cu)、镍(Ni)、铅(Pb)、锌(Zn)等浓度均低于国家二级标准。
钱翌教授还对青岛市两个重要蔬菜批发市场的24种常见蔬菜分季节进行过抽样检测,结果表明青岛市冬季蔬菜重金属污染情况较春季蔬菜严重,且以铅(Pb)、镉(Cd)污染为主;葱蒜类铅(Pb)、镉(Cd)含量高,其中大蒜受到中度污染。幸好,健康风险评价最后表明,青岛市蔬菜中的Pb、Cd含量未对市民的健康产生显著风险。
居民区污染多缘于电池
“镉在自然界中分布并不广泛,土壤中的镉主要来源于锌矿、铅锌的冶炼,合金、电镀、化工厂等废水的排放,工业固废堆放以及化肥农药(磷肥、复合肥)的滥用等等。”钱翌解释说,他的调查选择的功能区一般是受污染时间比较长的代表性地段,例如钢铁业、碱业、水泥制造业企业所在的工业区。
居民区也有可能因为电池等生活垃圾而受到污染。“生活用品中很多都是重金属的污染源,煤炭颗粒、涂料、油漆中也都含有重金属,这也会导致土壤的表层重金属含量会高。”
2009年至今,我国已发生30多起重特大重金属污染事件,严重影响群众健康,政府部门和学界也在研究对策,希望尽快净化受污染农田、将损失降到最低。不过,土壤修复花费动辄上千万元,谁来负责修复、又有谁埋单等问题,一直困扰着各级政府部门。
大豆、花生易“吃”重金属
王凯荣介绍,土壤中重金属污染很容易使植物中的重金属含量超标,尤其对于含蛋白量比较高的植物来说,比如大豆、花生、小白菜等,最容易受到重金属污染的侵袭,而且不同的植物品种对重金属的吸收不一样。
青岛农科院高级农艺师陈建美表示,此前花生出口时曾经被检查出重金属超标,这也使很多专家开始研究吸收重金属含量比较少的品种。
吸收重金属的差异,在不同水稻品种身上也体现得非常明显。南京农业大学潘根兴教授的团队曾做过一项实验,发现杂交稻、超级稻的镉超标风险比普通水稻更为严重。专家们采集了种植南方水稻的两种土壤,并在部分土壤里特意添加了镉元素,结果专家发现,在未加镉的土壤中,超级稻对镉的亲和力是常规稻的2.4倍,其籽粒中镉的含量是普通杂交稻的1倍多。潘根兴对此解释说,超级稻之所以镉污染超标更为严重,是因为它的根系发达,对土壤中的镉具有更强的吸收力。
种桑养蚕净化土地
农作物重金属超标让人们备受困扰,但也为农田土壤污染治理提供了思路。“土壤污染修复技术包括土壤清洗法、化学氧化法、植物修复法等,一般来说,农田中重金属修复采用的植物修复法,作业周期长,而且想要完全清理土壤是不可能的。”王凯荣以自己参与的湖南某铀矿区农田污染修复为例,“这个修复工作上世纪90年代就开始做了,前后做了大约有七八年的时间才完成。”
那么湖南的农田镉污染是怎么治理的呢?答案是种桑树。王凯荣曾经详细论述了桑树在治理镉污染方面的功效:通过采用桑蚕生产模式替代粮作生产模式,杜绝了污灌污染,消除了食物链中镉的危害,使土壤生产力得到恢复,农田年均产值比水稻模式提高2880元/公顷,比种玉米提高8880元/公顷,利税增加1980元/公顷,耕层土壤镉含量年平均下降1.33mg/公斤。“种桑养蚕是治理和利用我国镉污染农田的一种成功的经济生态模式,更多的模式有待于进一步去探索。”
不过,七八年是个很长的周期,有没有更快捷的方法呢?如果用物理化学方法修复农田土壤污染,是可以缩短周期,但动辄上千万的费用又是一个问题。“所以说,农田污染的快速修复,从技术上来说是可行的,但经济上不可行。”王凯荣表示。
工业用地也需要“消毒”
相比较而言,近年来城市工业用地的土壤修复案例成果更多。工厂搬迁后,遗留土地很有可能由政府牵头引进环保公司进行土壤修复,不过费用动辄上千万。
青岛新天地环境修复有限公司市场总监吴涛正在忙着进行一家化工厂的土壤修复准备工作,由于这家化工厂的生产部门已经陆续搬往其他地方,当地政府希望能利用这块空间新建一个产业园,但在此之前,这块土地必须先“消毒”。“3月份,我们将会对这块化工厂的污染状况进行更详细的调查,比如土壤污染的类型,重金属浓度高低,是否污染到了地下水等等,然后上报给政府,由政府上报立项,审批后就可以启动修复工程。”2月16日,在新天地的办公室,公司相关负责人吴涛向记者介绍了土壤修复的大体流程。
据吴涛介绍,城市里搬迁走的化工厂、印刷厂、农药厂、电镀厂等地块是最容易遗毒的。“比如印刷厂的铬渣、电镀厂的镉污水排放等。”
新天地环境修复有限公司,是山东省第一家从事土壤修复的专业公司,据其相关负责人介绍,就行业前景来看,土壤修复是一块巨大的市场。“一般来说,土壤修复的花费一次都是在千万元级别,仅仅以北京为例,一些搬迁的化工厂需要进行修复的土地,市场就有300到500个亿。”
高额的土地修复费用,在我国该由谁来承担?吴涛表示,一般来说,目前市场上土地修复的项目以工业用地居多,开发价值比较高,但是因为目前很多遗留的企业用地都是曾经的国有化工企业,这些企业出现了产权转换甚至倒闭等情况,所以土地修复的主体还得由国家来牵头,“修复资金由政府支持,如果这块地未来用作商业开发,那么其受益者也可以参与。”
土壤重金属污染调查有望艰难出炉
2006年7月18日,国家环保总局和国土资源部联合启动了经费预算达10亿元的全国首次土壤污染状况调查,不过直到今天,这次污染调查报告的详细内容并没有披露。
据青岛农业大学教授王凯荣透露,这个报告将于今年二季度。“实际上,这份报告早在去年年底就已经完成了各地数据的汇总工作,但有些地方重金属污染比较严重,有关部门要认真核对,数据相对来说也比较敏感,因此比较谨慎。”王凯荣解释道,这份报告能七到八成反映目前我国的土壤污染情况,“因为这次调查是抽样调查,是环保部和国土资源总局制订一个总的调查方案,委托下面各省市的环保单位去做的,而有些省市可能因为财力或方法的限制,因此不能完全反映当前的土壤污染情况。”王凯荣还透露,土壤污染防治法也将在“十二五”期间推出。
青岛科技大学教授钱翌也对土壤污染防治法律的出台充满了信心。“去年年初,国务院就已正式批复《重金属污染综合防治‘十二五’规划》(简称《规划》),这是我国出台的第一个‘十二五’专项规划。”
据了解,“十二五”期间,山东将建立土壤污染环境监管制度,对粮食、蔬菜基地等重要敏感区进行风险评估,禁止利用重污染土壤种植、生产农副产品。开展受污染土壤环境修复,未经评估和无害化治理的土地不得进行流转和二次开发。
资料链接
江西等省或试点开征环境税
环保专家根据国土资源部公布的数据估算,全国每年因被重金属污染的粮食高达1200万吨,相当于广东一年的粮食总产量,可以养活常住珠三角的4000万人口。
为了抑制污染,业内人士曾提议学习部分发达国家征收环境税的做法。环境保护部副部长张力军也曾公开表示,关于环境税的问题,财政部、税务总局和环境部一直在进行研究,目前已经有了一些基本的考虑。据悉,2010年7月,环境税征收方案初稿已经出炉,2013年开征的时间表也已经初步确定。但是,环境税最终是否能如期开征还是个未知数。
环境重金属污染现状范文篇7
【关键词】重金属污染;现状;存在问题;对策
0.引言
重金属污染指由重金属或其化合物造成的环境污染,在矿产开采、加工、冶炼等过程中不可避免的会产生一些废水、废气、含重金属废物等,如不妥善处置必将会对环境造成不利影响。随着我国工业化进程加快,近年来长期积累的重金属污染问题开始逐渐显露,从浙江湖州市血铅超标事件,陕西凤翔儿童铅超标事件,甘肃徽县群体性血铅超标事件及重金属污染“镉米”等等,可见重金属污染已影响到我们的生活环境。
1.白银市重金属污染现状
白银市重金属污染主要集中于白银区。白银区位于白银市西部,黄河上游中段,是白银市的政治、经济和文化中心,是我国重要的有色金属基地之一和甘肃省重要的能源化工基地,素有“铜城”之名。长期的矿产开采、加工以及工业化进程中积累形成的重金属污染问题十分突出。
白银市重金属污染现状调查和分析,以白银区为基本数据单元,以2007年全国污染源普查数据为基础。
1.1废水
2007年,全市含重金属工业废水产生总量为1271.6509万吨,其中白银区含重金属工业废水产生量为1168.2493万吨。全市含重金属工业废水中汞、镉、六价铬、铅、砷的产生量分别为480.41千克、164658.79千克、2437.14千克、175177.14千克和249796.93千克。2007年,全市含重金属工业废水排放量为752.0921万吨,其中其中白银区含重金属工业废水排放量为650.6993万吨。全市含重金属工业废水中汞、镉、铬、铅、砷的排放量分别为43.09千克、1997.5千克、90.44千克、6559.79千克和915.27千克。
1.2废气
2007年,全市含重金属工业废气产生总量为1523727.142万m3,其中白银区废气产生量为1200496.02万m3。全市含重金属工业废气中汞、镉、六价铬、铅、砷的产生量分别为0千克、24315.374千克、1780千克、7268067.51千克和101078.21千克。2007年,全市含重金属工业废气的排放量为1513139.38万m3,其中白银区含重金属废气排放量为1190204.08万m3。全市含重金属工业废气中汞、镉、铬、铅、砷的产生量分别为0千克、4689千克、1780千克、483216千克和2069千克。
1.3固废
2007年,全市含汞、铬、镉、铅、砷的危险废物产生量为1502686.45吨,白银区产生量为1466163.77吨。其中综合利用量为411709.82吨,白银区综合利用量为391506.72吨。处置量为39284.08吨,主要集中在白银区。贮存量为1051692.58吨,主要集中在白银区,为1035373吨。含汞、铬、镉、铅、砷的危险废物的排放量均为0。
2.存在的主要问题
白银市因矿设市,由于历史原因,缺乏统一规划,工业布局不合理,至今仍存在污染企业分散式发展。产业结构不合理,结构性污染突出,部分有色金属企业还存在资源综合利用率低、能耗高、生产工艺技术落后的问题。同时由于环境检测基础工作薄弱,重金属环境质量监测技术能力不足滞后于污染防控的需求。
3.对策分析
3.1严格分区,加大重点区域防控
目前白银市涉重企业主要集中在白银区,目前分布有涉重企业5家。为此,作为白银市重金属污染防治的重点区域白银区,其重金属污染防控工作应从以下几个方面着手进行:
①查清现状、清理遗留。白银市是一座因矿设市的城市,伴随着大规模矿产资源开发,出现了主导优势资源枯竭、环境污染严重的突出问题。因此,必须要对重金属污染现状有一个清醒的认识。目前应积极着手对现状进行认真分析,切实查清重金属污染现状,同时对区域内遗留历史问题进行一次摸底排查,在此基础上有针对性的制定污染防治工作技术路线和实施方案。
②分工明确、责任明确,落实白银区重金属污染防治工作的主体包括白银市政府、白银区政府、相关企业等三级机构。三级主体应具有明确的工作分工各负其责。其中市政府作为牵头和责任主体,负责制定和落实重金属污染防治规划、相关政策和规定,进行统筹规划和把握;区政府主要职责是协助市政府督促企业认真落实市政府制定的相关防治政策和措施。重金属防治工作的绝大部分内容会落实到相关的企业中,各相关企业应积极响应政府指定的各项污染防治政策。
③加大公众参与的力度,在白银市重点区域内应进一步加强公众参与工作,实现“群防群策”。普及相关知识,通过参观、讲座、设置展板、发放宣传单等途径让公众真正了解重金属污染的一些基本知识,重金属对人体的污染途径、防范措施等;设置联络,可在基层政府、企业、居民区等设置联络人,负责及时了解周边各阶层公众的意见、建议和要求,并对公众的意见定期进行汇总、反馈,同时对国家、政府的有关政策进行“上传下达”,使得公众意见有合理、合法的渠道及时的反映到有关部门和单位。
3.2优化结构,加大重点企业防控
针对白银市重金属污染防控的重点排污企业,做好如下几方面的工作:
①全面推行清洁生产审核。推行清洁生产审核是从源头控制污染的有效手段之一,现有企业应全部进行强制清洁生产审核,所有涉重企业清洁生产水平必须达到国内甚至国际先进水平,否则应立即进行技术改造,以提高全行业的清洁生产水平,切实从源头上防控重金属污染。
②严格执行行业准入条件。以国家的有关产业政策、准入条件等为依据,依法坚决淘汰落后工艺,加快全行业在产能、工艺技术、污染防治水平等方面的改造升级步伐和速度。通过加快产业结构调整、优化产业布局等途径,从根本上实现涉重行业的重点防控。
3.3实施严格的重金属污染源监管
①加强对涉重企业污染源稳定达标排放监管。对区内涉重企业进行加密监管。对废气排放口、车间废水排放口及企业总排口等,除按照监测计划定期进行监测外,还应采取加密监测、不定期抽查等措施增加污染物排放监督性监测和现场执法检查频次,以敦促相关企业切实保障相关污染治理设施稳定正常运行,确保污染源稳定达标排放。
②加强日常监管。应进一步加强涉重企业日常环境管理的规范化,要求做到:有专业管理机构和人员、有完整的管理制度、有完整的污染治理设施运行记录(台账)、有持续的管理人员培训教育计划、有规范的档案管理。
3.4加大重金属综合治理力度
①加强重金属环境风险应急管理能力。在认真分析总结重金属环境风险事故的发生特点、危害方式等的基础上,制定严谨的重金属污染防治应急管理体系,应包括重金属风险管理机构、重金属环境风险应急预案等。组织体系应涵盖政府、企业、员工及周边群众等层面,提高高危企业人员的污染隐患意识和环境风险意识,进一步明确责任,克服麻痹大意思想。
②积极推动深度治理,提高重金属污染物的去除效率。在现有污染源全部实现达标排放的基础上,积极引进先进的污染治理技术和工艺,通过增加污染治理设施级数、改革工艺等手段实现重金属污染物的深度处理,提高去除率、进一步削减排放量。对积极主动对污染治理设施进行深度处理技术改造的企业,政府应采取一定的鼓励性政策,如低息贷款、减免税收等。同时应对那些设施陈旧、不能稳定达标排放的重污染企业以及可能存在环境安全隐患的企业,进行限期整改,问题严重的,坚决实行停产整顿。
3.5加强重金属环境监管能力建设
①设立常规监测点位。在白银区东北涉重污染企业相对集中区域,按照相关技术规范的规定设立环境空气、土壤、地下水、地表水、农作物等常年固定监测点位,定期进行监测,并对监测结果进行统计分析,及时掌握区内重金属污染动态变化情况。为重金属环境污染防治工作提供可靠的基础依据。
②及时建立监控网络。重金属污染环境监控网络体系应当涵盖当地政府、环保监测、疾病控制中心、农林、国土等相关主管部门,形成全方位、多角度的监控体系。对相关监测资料应逐步实现共享、相互印证,以便得出最终科学合理的结论。
③积极推广人体健康普查。重金属污染重点防控区域内应适时开展较为普遍的定期人体普查制度。普查对象应涵盖企业生产一线职工、周边长住居民代表等,以便及时掌握周边人群健康受影响状况,并及时采取针对性防范措施。
【参考文献】
环境重金属污染现状范文篇8
关键词:土壤重金属;污染特点;治理策略
1引言
在环保领域对重金属污染的定义是能够使生物遭受显著毒性的金属,这些物质包括汞元素、铅元素、锌元素、钴元素、镍元素、钡元素等,有时候也包括锂元素与铝元素等等。一项来自研究机构的调查统计数据表明,近年来全球汞排放量达每年1.5万吨,铅排放量达每年500万吨,这些元素进入农田和城市,为所经地区的土壤带来严重的重金属污染,这些污染一方面能够影响地下水和农作物的品质,另一方面也通过食物链对当地居民产生不容忽视的影响。当前,如何进行土壤重金属污染的分析、评估、预防和治理,是一个世界性的问题,本文首先从土壤重金属的主要来源和土壤重金属污染的危害两个方面分析了重金属污染的现状,在此基础上进一步阐述了土壤重金属污染的空间差异以及污染整体的形态特征,最后深入论述了土壤重金属污染的预防以及修复策略。本文的成果对于环境保护和土地利用均有着比较好的理论价值和实践意义。
2土壤重金属污染现状分析
2.1重金属来源分析
(1)交通运输
我国正在进行着大规模的城镇化建设,各类交通工具的数量近年来一直呈现出大幅攀升的态势,因此其排放的废气也逐年增加,导致土壤里重金属元素逐步累积,形成污染。以汽车为例,污染源包括尾气排放、汽油燃烧、轮胎磨损等,会逐渐排放出铅、汞、铜、锌等重金属元素,一方面对大气质量造成破坏,另一方面也导致土壤重金属超标。
(2)工业和矿产业
工业生产会排放出重金属元素,以烟尘或者废气废水的形式进入大气与土壤,而大气中的重金属则会逐渐沉降入土。工业生产中的废渣是更加主要的重金属污染来源,比如金属冶炼企业、电解铝企业、电镀企业等,在其日常生产排放的废渣中含有大量的重金属元素,如果在不经处理的情况下随意露天堆放,或者直接倾倒进土壤中,会为土壤带来极大的污染。
(3)燃煤释放
煤的燃烧会向大气中排放大量的污染物质,并逐渐沉降入土壤中。我国的燃煤企业,包括火力发电厂和钢铁企业等,会排放大量的汞金属,其中约三分之一的汞元素最终进入土壤。一些经济发达的大城市,汞元素的排放有其严重,这些污染能够为城市的环境质量和生态系统带来致命的影响。
(4)居民垃圾
居民如果将大量垃圾不加分类地堆放在户外,由于垃圾中存在不少未经处理的废弃物,例如电池等,将会使其中的重金属逐步渗透和扩散至周围的环境中,逐步导致土壤的重金属污染。
3土壤重金属的污染治理策略
土壤重金属的污染的治理,可以从预防和修复两方面进行着手。
3.1重金属污染预防策略
控制污染,应从源头做起。因此在农村地区,应注重灌溉用水的质量,谨慎使用污水灌溉。在农田使用杀虫剂和肥料时也应合理用量,并且坚决杜绝汞含量超标的农药,也应禁止使用含镉化肥等对环境带来危害的农药和杀虫剂。对于城市地区的工业企业,则应严格控制对三废的排放。而居民区则应对废弃垃圾进行再回收利用或者分类处理。对于日益增多的交通工具,则应改善燃油质量、并积极鼓励以新型环保燃料代替传统燃油,从而减少废弃物的排放。
此外还应以完善的法规控制重金属排放。土壤污染已经被国际相关领域视为化学炸弹,是一个极其严峻而棘手的问题。只有通过立法的方式才能使污染的防范和治理进入可持续发展的轨道。而我国的环保法治进程目前尚需加速。举例来讲,当前有不少养殖户所购买的饲料里往往含有铜、铅等重金属,而禽类和畜类一旦食用并排出体外,便会对土壤形成污染,而我国当前并未将重金属列在畜禽养殖业污染物排放标准里,形成管理的漏洞。因此,亟需制定切合我国实际的法律法规进行重金属污染的防范。
3.2重金属污染治理策略
随着国际上对于土壤重金属污染的重视以及研究成果的和应用,在重金属污染治理方面有许多值得借鉴的策略,下面分别进行简述:
3.2.1基于物理法的重金属污染治理
物理法治理又可以进一步分为以下几种方法:
一是热解吸法,这种方法以加热来把一些具有较强会发特性的重金属进行解吸和收集,再妥善处理或者合理利用。以汞元素为例,美国已经形成了比较成熟的基于热解析法的汞元素回收,并在现场治理中取得了较好的效果,使用此项处理方法的地域已经在汞含量方面达标。
二是电化法,这种方法以电解原理进行污染土壤的处理。在受到污染的土壤里设置石磨电极,并以1~5毫安的电流进行激励,从而在阴极收集到金属阳离子,并进行处理或者再利用。这种方法对于铅元素和二甲苯等物质的处理效果比较好。
三是洗土法,这种方法通过试剂与土壤里所含有的重金属物质发生反应,并最终生成可溶于水的金属离子,通过对提取液进行处理,得到重金属,再进行处理或者回收利用。这种方法非常适合于对铜金属、镍金属、铅金属和铂金属的回收处理。
四是玻璃化法,这种方法以电极对受到污染的土壤进行加热,从而使之进入熔化状态,在其最后冷却时,便会变成玻璃状态。这种方法尚在实验中,其成本较高,目前尚未得到的面积推广。
3.2.2基于化学法的重金属污染治理
这种方法在受到污染的土壤中按比例注入一定的化学试剂,从而改良土壤本身的性质,达到减轻重金属活性的作用,可以降低作物对土壤里重金属的富集效应。化学法治理主要指的是土壤添加物法,把一定充分的有机物料或者改良剂加入受污染的土壤之中,能够通过化学作用而使重金属离子沉淀,再对其进行收集,从而减轻污染;还可以通过化学试剂中的酸性物质与重金属元素反应,生成难溶于水的物质,从而使土壤污染得到减轻。这种方法适用于镍离子、锌离子等重金属物质的治理。
3.2.3基于生态工程的重金属污染治理
这种方法可以是在已经被重金属污染的土壤之上加厚一层正常土壤,或者把受到重金属污染的土壤全部挖除,也可以通过灌溉的方式,逐渐使受污染土壤中的重金属物质渐渐迁移到地层深处等,也能对土壤污染起到一定的作用。
3.2.4基于生物的重金属污染治理
这种方法可以通过植物或者微生物等来修复土壤质量。某些植物的根系可以吸收被污染土壤中的重金属,例如蜈蚣草被证实可以有效降低土壤中砷的含量;微生物则可以通过细胞转化作用使被污染土壤中的重金属沉淀或者氧化,从而使其对土壤的影响显著降低。
4结束语
在世界各地,尤其是经济较为发达的地区均存在着较为严重的土壤重金属污染,重金属的来源是多方面的,当前,学界和环保组织对重金属的污染一般聚焦于污染程度的定性描述和分析。事实上怎样才能实现对重金属污染源进行量化分析,同样对治理逐渐严重的土壤污染有着不容忽视的作用,因此量化分析将是重金属污染研究的发展方向。当前,我国尚未构建完善的城市和农村地区土壤重金属污染的监控网络,因此并不能及时准确地检测土壤重金属污染状况,也难以为土壤重金属污染的治理提供必要的依据。只有制定出严格而适用的土壤重金属评价标准,才能有利于土壤的保护,从而推动经济的可持续发展。■
参考文献
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环境重金属污染现状范文篇9
1.1我国环境监测现状
我国的环境监测工作起步于20世纪50年代初期。至1980年改革开放时,全国建成了300多个三级环境监测站,初步形成了系统的环境监测网络。经过30多年的快速发展,目前我国已建成国家、省、市、县四级监测网络,拥有2300多个环境监测站[1],在防污减排、生态环境质量的监测、监测站标准化建设等方面,取得了重要的发展,显著地提高了我国环境管理水平。环境监测方法也从早期基于分析化学方法的污染源监测阶段步入多源环境监测阶段。近年来,随着科学技术的发展,环境监测手段也有了新的发展。目前环境监测手段,正由经典化学分析向高精密仪器分析方向发展,并由微量分析(0.01%~1%)发展到痕量(<0.01%)[2];由传统的人工采样、实验室分析,向智能化、自动化、网络化的监测分析方向发展,并积极引入了先进的遥感、电子、光学等高新技术。监测范围也从狭义的环境质量监测,向包括职业健康等各领域监测方向发展,以科学地跟踪对人类和环境有影响的各种物质的含量,准确、及时、全面地反映环境质量现状及发展趋势,为环境管理、污染源控制、环境规划等提供科学依据,切实地改善和提高人类的生存环境。
1.2存在的问题及研究意义
环境监测是掌握环境质量状况和发展趋势的重要手段,是科学管理环境和环境执法监督的基础。根据监测数据,可以描述和表征环境质量的现状和变化规律,并预测环境质量的发展趋势;可以搞清污染物种类和分布状况,明确污染物的污染途径,预测污染的发展趋势,分析可能出现的主要环境问题,为环境管理提供经过综合分析评价的环境数据和信息;同时各类环境监测数据也是制定环境政策、法律、环境管理规定和环境标准的科学依据。然而,随着国家对环境质量的要求提高,我国环境部门多年沿用的经验布点、表格评价法已不能满足发展的需要。简单的测点设计与评价方法,样品采集工作量大,数据难以较科学、全面地反映污染状况,评价分析结果不能有效地揭示企业生产对环境影响的变化规律和潜在的环境重大危险污染源。改进监测与评价方法成为当前环境质量评价的迫切需要[3]。合理地采集数据是环境质量监测评价的基础,而科学地设计采点是其核心关键。环境监测内容多、范围广,全面监测的数据庞大,而凭经验设计,或会顾此失彼,而一旦忽略一些重点的测点,则不能全面、准确地反映环境质量状况,更不宜于客观的评价。应用数理统计的抽样调查方法,通过科学地设计分析监测样本,从总体中按抽样调查方法,合理选取部分测点为样本,并根据监测结果科学地分析和评价总体,既可有效地减少监测工作量,又可科学地提高监测评价质量[4]。传统评价方法只对是否符合标准进行评价,未对潜在危险源进行分析和评价,很容易忽视潜在的重大危险源,诱发较大的环境质量问题。因此在环境评价时,不仅应按国家标准作常规检查,同时,应深入分析重要危险源的发展规律,及其危险性,这样才便于针对性地管理,有效减少环境质量事故。因此,加强环境监测测点设计和评价方法的改进,有积极重要的意义。
2基于抽样法的监测设计
环境质量监测主要包括水环境监测、大气环境监测与土壤环境监测3部分,其中又包括常规项目、特定项目和选测项目3个方面的内容。对高危企业,由于危害元素多、范围广,选测项目需要布设的测点数量庞大,有时会远远超过前2个子项的测点数,因此需要科学地设计。通常大型高危企业需要布设上万个测点,才能满足要求,才能全面反映企业的环境质量状况。显然,按目前的监测手段是难以完成的。本文按数理统计抽样调查方法,科学地选择样本,设计监测数据采样点,不仅可大大减少测点,提高测试效率,并可实现科学采集与科学评价的目的。根据抽样调查方法原理,常规项目测点采用系统抽样法设计,将监测总体各功能区按一定标志或次序排列成规律图形,然后按一定的距离间隔设计监测点。选测项目涉及内容较多,应在查阅以往环境质量评价、研究企业生产危险特征的基础上,科学合理地选定待测项目。对分布有规律的,采用系统抽样法设计,其余则采用分层抽样法设计。特定项目主要是针对已确定的污染源核定复查,可采用整群抽样和分层抽样结构的方法设计。
2.1水环境监测抽样设计
(1)监测对象。水环境调查区域范围为88km2,按水库、河流、灌渠、水塘等地表水形态与地理位置不同,分为5个功能区。常规监测项目为pH、COD,重点监测项目为Cd、Pb、Zn和Cr重金属。本次设计未考虑特定项目和选测项目。(2)监测抽样设计。对灌渠、水塘、河流功能区,主要采用平面系统抽样设计,设置2~3个分层抽样。按水源与污染源的方向,采用黄金分割率(0.62/0.50/0.38/0.19)的方法设计测点间距。对水库采用立体系统抽样与分层抽样结合的方法设计,并按污染源分布方向,采用黄金分割率方法设计测点间距。
2.2大气环境监测抽样设计
(1)监测对象。大气环境调查平面范围为88km2,最大监测空间高度为6m。常规监测基本项目为总悬浮颗粒物(TSP)、颗粒物(PM10),重点监测项目为Cd、Pb重金属。(2)监测抽样设计。不再细分功能区,而是以污染源(矿山)为中心,以雷达辐射方式,按系统抽样方法与黄金分割率设计测点。设计3条监测辐射线,辐射线夹角为60°,每条辐射线长5~10km。按黄金分割率由近至远布设测点。每条辐射线布置8个测点。在靠近污染源处,在监测空高6m的高度上增设4个测点。共布设28个大气监测点。考虑风流对大气质量的影响,处于污染源风流上方,基本测距增加一倍,测点减少一个;风流下方,基本测距离不变,测点增加一个。其它两个方向测点数不变,基本测距按插值法调整。
2.3土壤环境监测抽样设计
(1)监测对象。土壤环境调查区域范围为31683亩,按耕地、林地、山地不同,分为3个功能区。其中,耕地为重点监测区。常规监测的基本项目为pH、CEC,重点监测项目为Pb、Cd、Zn、Hg和As重金属。(2)监测抽样设计。耕地测点网格为300m×300m,采用等距网络系统抽样法设计测点。共设计282个测点。林地、山地按污染源方向,采用矩形黄金分割率和系统抽样法设计测点。林地基本测距500m,共设计112个测点,山地基本测距800m,共设计82个测点。
3环境质量评价
3.1水环境质量评价
(1)评价方法。水环境质量评价采用单因子指数法评价法,其公式如下:Pi=Ci/Si式中:Pi———第i种污染物的污染指数;Ci———第i种污染物监测值,mg/L;Si———环境标准值,mg/L。(2)水环境质量评价。5个调查区域的地表水按不同特征分河水、水库水和农田灌溉水。
3.2大气环境监测结果与评价
大气常规项目中的重点与基本监测项目监测。3.3土壤环境质量评价(1)评价方法。耕地、林地和山地的土壤环境质量均采用单因子指数法,按国家《食用农产品产地环境质量评价标准》(HJ/T332-2006)的二级标准评价。(2)土壤监测数据分析。评价区土壤环境质量监测数据及其污染指数。
4环境质量评价与重大隐患源分析
4.1环境质量评价
(1)水环境质量评价。从表2、表3和表4可看出,调查区地表水质量基本符合《地表水环境质量标准》(GB3838—2002)规定的Ⅲ类标准要求。水中的重金属含量呈现越靠近污染源(矿山)越高的趋势,其中,在靠近污染源的检测点,水中锌的含量较其它测点高7倍,尽管仍在允许范围中,但仍需加强观察。(2)大气环境质量评价。从表5可看出,调查区内,大气质量基本符合项目《环境空气质量标准》(GB3095-2012)二类标准要求,但镉含量严重超标,超过倍数高达1.8倍,需要加强污染源粉尘治理。(3)土壤环境质量评价。从表6可看出,调查区内土壤受到重金属严重污染,其中Cd、Pb、Zn、Hg金属污染指数分别高达3.43,2.52,1.59,1.30。土壤环境质量存在严重的问题,必须严格防范控制。
4.2重大危险源与健康风险分析
(1)重大危险源分析。通过上述评价分析,调查区内影响环境质量的危险源见表7。危险级别按危险指数,结合寿命损失率确定[5]。从表7中可看出,Cd为重大危险源,必须按国家有关重大危险源的规定进行管理。
4.3防治措施与建议
调查区受矿山重金属污染严重,尤其是镉、铅等重金属在大气与土壤中严重超标,对环境质量造成了严重影响,尽管尚未构成健康威胁,但为防范进一步的恶化,必须及时治理。重金属污染防治是一个系统的工程,需要从多方面进行治理,相关防治措施与建议如下:(1)制定综合治理方案,组织各方面的力量进行综合整治,采取强有力的措施,改善区域生态环境质量;(2)强化环境监管,进一步削减矿山污染物排放。督促矿山严格执行环境保护法律法规,确保污染治理设施和在线监控设备稳定运行,实现污染物合理达标排放,采取有效隔离措施防止污染物通过各种途径进入周边环境和地下水;(3)调查区重度污染耕地不再作为基本农田,调作它用,对轻度、中度污染的耕地,实施污染治理修复。
5结论
环境重金属污染现状范文1篇10
关键词耕地;土壤修复;循环经济
中图分类号S156文献标识码A文章编号1007-5739(2017)09-0210-04
AbstractSoilpollutionisthekeyfactorthatrestrictsthedevelopmentofagricultureinChina.Ithasgreatpracticalsignificancetostrengthenthesoilremediationandtreatmentofcultivatedland.Inthispaper,thesituationofChina′sagriculturallandwasanalyzed,basedonthebriefreviewofthepresentmethodsofsoilremediation,theideasofcirculareconomyforsoilremediationandthecasetakingtheideasofcirculareconomyastheguidancewereelaborated,andsomesuggestionswereputforwardtopromotethedevelopmentoffarmlandsoilremediation.
Keywordscultivatedland;soilremediation;circulareconomy
土地在人发展中的作用举足轻重。人们的生产和生活均需要土地资源的支撑,土地是人类赖以生存的基础,也是经济社会发展的最基本要素资源,加强土地资源保护对于人类社会发展至关重要。
1我国耕地形势
耕地是土地的核心组成部分,耕地的数量和质量对于一个国家的粮食安全、食品安全、人民健康水平、生态环境乃至整个经济发展均具有决定性作用。近年来,由于我国经济粗放型发展的特点较为突出,加之工业化、城市化的快速推进,耕地资源的破坏情况相当严重,农业可持续发展面临严峻挑战。
1.1耕地资源相对稀缺
我国地域广阔,土地资源总量较大,但由于人口众多,人均土地资源不足,2014年我国年中人口为13.6亿人,人口密度为145人/km2,是世界平均人口密度的2.59倍。另一方面,我国地形较为复杂,高原、山地较多,适合耕种的土地相对较少,耕地资源稀缺。2013年我国人均耕地面积为0.078hm2,是世界平均水平的39.62%,是耕地资源较为稀缺的东亚及太平洋地区平均水平的75.4%,即使与同样人口大国的印度相比也有较大差距(表1)。
我国耕地资源平均质量水平偏低。国土资源部《2014中国国土资源公报》显示,根据土地评定级别划分,我国优等地面积仅占全国耕地评定总面积的2.9%;高等地面积占全国耕地评定总面积的26.5%;中、低等地面积占全国耕地评定总面积的70.6%。
1.2耕地资源保护任务艰巨
近年来,我国政府积极采取各种严厉措施,严格保护耕地数量。2006年,《国民经济和社会发展第十一个五年规划纲要》将1.2亿hm2耕地保有量作为具有法律效力的约束性指标;2008年,《全国土地利用总体规划纲要(2006―2022年)》进一步明确2022年我国耕地保有量1.203亿hm2的目标;2013年底中央农村工作会议再次强调,耕地红线要严防死守,1.2亿hm2耕地红线仍然必须坚守。但由于工业化、城市化快速发展,开发区、工业园区、房地产项目建设如火如荼,特别是部分地方盲目追求经济增长速度,竞相攀比开发项目,耕地资源受到不同程度的侵害。根据国土资源部《2014中国国土资源公报》显示,在政策严格控制的背景下,近年来我国耕地面积整体仍呈现微弱减少态势。2013年,我国耕地面积为1.35亿hm2(图1),较2009年减少26.67万hm2。
1.3耕地污染状况相当严重
改革开放以来,我国农业活力得到了释放,农作物产量大幅提高。2014年,我国粮食产量达到6.07亿t,是1978年的1.99倍;棉花总产量617.8万t,是1978年的2.85倍。在温饱问题得到解决的同时,单纯追求产量,生产方式粗放,农业生产呈现出化肥、农药过度依赖特征。化肥的不合理施用不仅可以导致土壤酸化,降低微生物活性,而且还会增加土壤中的重金属和有毒元素。同时,由于土壤肥力和化肥施用效率的下降,往往会陷入不断进一步过量施肥的恶性循环[1-2]。2014年,我国化肥施用量达到5995.9万t(表2),是1978年的6.78倍。部分发达国家公认的单位土地化肥施用合理上限约为225kg/hm2,2014年我国单位土地化肥施用量已经为362.4kg/hm2,是上述标准的1.61倍。农药的危害更为突出,有研究指出,只有30%~40%农药被利用,真正作用于靶标生物的仅为0.1%,绝大部分农药对土壤、水、大气等环境介质产生严重污染[3-4]。目前,我国是世界最大的农药生产和使用国,2013年农药施用强度为10.95kg/hm2,是1991年的2.1倍,为世界平均水平的2.5倍。
除此之外,污水灌溉、地膜大量使用以及工矿企业和城市的间接污染,我国耕地污染状况已经相当严重[5]。2005―2013年,环保部和国土资源部联合开展了首次全国土壤污染状况调查,2014年了调查公报。调查结果显示,全国土壤环境状况总体不容乐观,部分地区土壤污染较重,耕地土壤环境质量堪忧。耕地土壤点位超标率为19.4%,其中轻微、轻度、中度和重度污染点位比例分别为13.7%、2.8%、1.8%和1.1%,主要污染物为镉、镍、铜、砷、汞、铅、滴滴涕和多环芳烃。
1.4耕地污染负面效果逐步显现
改革开放以来,经过30多年的努力,我国农业发展成效卓著,基本解决了世界最多人口的温饱问题。党的十提出到2022年全面建成小康社会,对农业发展提出了更高的要求。然而,耕地污染已经成为制约我国农业发展的关键问题。耕地污染不仅降低农作物产量,危及我国的粮食安全,而且农作物吸收和残留的污染物将通过食物链对人体健康造成不利影响。2013年,广东“镉大米”事件受到了广泛关注,食品安全已经成为全社会高度关注的话题。
除了“显性影响”之外,近年来“隐性饥饿”现象也越来越受重视。“隐性饥饿”是指机体由于营养不平衡或者缺乏某种维生素及人体必需的矿物质,同时又存在其他营养成分过度摄入,从而产生隐蔽性营养需求的饥饿症状。营养不平衡所形成的“隐性饥饿”将导致人类多种疾病,对人们健康需求构成了极大威胁。目前,普遍认为,农作物的“隐性饥饿”是人类“隐性饥饿”的主要原因,而耕地污染是造成农作物营养缺失的主要诱因。
如何探寻一条适合我国特色的耕地土壤修复和治理之路,不仅对促进农业持续发展具有重要意义,而且也是我国建成小康社会的重要保障。针对土壤调查所展现出的问题,2013年初国务院办公厅印发了《近期土壤环境保护和综合治理工作安排》,提出力争到2022年,建成国家土壤环境保护体系,使全国土壤环境质量得到明显改善。
2耕地土壤修复与治理典型技术
目前,我国耕地土壤污染途径呈现多样化的态势,既有传统农业生产方式所形成的内生性污染,也有工业企业和城市生活产生废弃物所造成的转移性污染,污染物包括有机污染物和无机污染物,持续性污染和非持续性污染相结合。在这种背景下,我国耕地土壤修复面临较大挑战。
2.1休耕与轮作
休耕是指在土地耕种一段时期后,停止一段时期作物种植,以保证耕地营养成分的恢复以及污染物的降解。世界上许多国家均设立了休耕制度,20世纪80年代中期美国就开始实施“土地休耕保护计划”,重点补贴土壤极易腐蚀和环境敏感的作物用地。轮作是利用不同作物的特点,在不同时间段有顺序地轮换种植不同作物,以实现土地肥力的保护。轮作无论是在我国还是在欧洲,都有很长的发展历史。休耕和轮作不仅对于保护地力有重要作用,而且也对土壤污染的治理有积极作用[6-7]。有研究显示,休耕和轮作对缓解土壤酸化、增强土壤对酸碱的缓冲性能、降低土壤酸化速度均具有积极作用。近年来,我国政府也积极尝试开展休耕轮作制度,农业部引发的《2016年种植业工作要点》中明确指出,在玉米非优势产区、河北地下水漏斗区和南方重金属污染区,分别开展轮作和休耕试点。
休耕和轮作虽然对于土壤恢复具有积极作用,但土壤修复的作用有限,特别是对于持续性污染的治理很难发挥效果,而且也无法阻止新污染物的产生。同时,由于休耕和轮作均对农业生产造成一定的限制,在我国耕地资源稀缺的背景下,大范围应用和推广难度较大。
2.2重金属污染修复
重金属是耕地土壤污染的主要组成部分,近年来随着来自工业和机动车的污染增加,耕地重金属污染状况有所加剧。重金属不仅通过食物链对人健康产生影响,而且也会对地下水及生态环境造成破坏。重金属污染治理一直是土壤修复的重点,目前已经形成了一系列修复方法[8-10]。
2.2.1物理修复技术。物理修复技术是通过物理方法进行重金属污染修复的技术总称。传统方法有客土、换土、去表土和深耕翻土法,其基本思路是通过土壤混合和置换来降低污染。热脱附法是通过对土壤加热,去除具有挥发性的重金属,该方法工艺简单,但操作成本高,去除重金属的种类有限。
2.2.2化学修复技术。与物理修复不同,化学修复往往涉及重金属或土壤的化学反应。土壤淋洗是采用淋洗剂去处重金属污染,该方法可以应用于重度污染的土壤,但淋洗液成本较高,同时易造成地下水污染和植物营养缺失。化学改良剂修复是通过添加改良剂改变土壤特性,促使重金属发生氧化、还原、沉淀、吸附等作用,降低重金属的生物有效性,面对不同的h境该方法尚待研究。
2.2.3物理化学法。物理化学法是综合采用物理和化学的方法。电动修复是在土壤中构建电场梯度,促进重金属迁移和聚集,再采用适当的物理或化学方法处理,该技术目前还处于研制阶段。稳定/固化修复技术是通过物理或者化学方法阻止重金属的释放、迁移和扩散,从而降低重金属对于农作物及生态环境的影响,但该方法并未实现重金属的根本性去除,仍存在潜在风险。离子拮抗技术是通过元素之间相关作用降低重金属毒性,例如硒对部分重金属具有显著的拮抗作用。
2.2.4生物修复技术。生物修复技术是利用动物、微生物和植物降低重金属含量和毒性。就本质而言,生物修复技术也是将重金属吸附或固定。植物修复主要分为植物提取、植物挥发和植物固定,提取和挥发是通过植物作用将重金属从土壤中去除,而固定则是降低重金属的移动性和毒性。微生物修复是利用微生物对重金属吸附、沉淀、氧化-还原作用降低重金属的毒性。动物修复是利用低等动物吸收土壤中的重金属,该方法具有一定的局限性。总体来看,生物技术成本低、风险小,是土壤修复的重要方向。植物修复技术虽然具有费用低和环境优化的特点,但处理重金属能力有限,单一植物修复范围较小,同时需要较长的种植周期,对农业生产具有一定的影响。相比较而言,微生物修复技术更具发展潜力和应用前景,是耕地修复技术的研究重点。
2.3有机污染修复
化肥、农药的大量使用使我国耕地面临较为严重的有机污染,有机污染是土壤酸化和板结的重要原因,同时也对人类健康和生态环境构成巨大威胁[11-12]。有机污染修复是土壤治理研究中的重要领域,有机污染修复技术得到世界各国的重视。综合来看,有机污染修复主要理念和途径与重金属修复相同,各种方法均具有各自的优缺点(表3)。随着微生物技术的发展,微生物修复在处理有机污染方面展现出较好的发展前景。
3耕地土壤修复循环经济理念
经过几十年的探索,尽管部分技术还未成熟,但土壤污染修复已经形成了多种技术路线并行发展的技术体系,为耕地污染治理奠定了基础。综合来看,目前土壤修复技术仍秉承了线性思维,即以问题为导向的解决方法。这种思维方式存在如下主要问题:一是将污染修复与污染防治分离,无论是物理法、化学法还是生物法,修复主要是降低污染物含量或毒性,而无法对新增污染物进行控制;二是将污染修复与农业生产分离,目前修复技术基本上是事后处理,即延续了传统的先污染后治理的思路,而且修复过程往往与农业生产过程脱节,修复过程或多或少对农业生产造成影响,部分修复技术还需要停止农业生产活动,在我国耕地资源稀缺的背景下,现有修复技术大幅推广面临挑战。
与传统的线性思维不同,循环经济强调经济活动与自然生态的统一,最大限度地降低人类生产活动对生态环境的影响。自21世纪初引入我国以来,循环经济在各个领域的实践发展迅速,取得了显著成效。农业是重要的基础性行业,也是循环经济发展的重点领域。2013年,国务院印发的《循环经济发展战略及近期行动计划》提出了构建循环型农业体系的总体要求。立足生态环境发展,以循环经济理念引导耕地土壤修复对于提升耕地治理水平具有重要现实意义。
3.1耕地土壤修复中的“减量化”原则
在减少土壤中污染物存量的同时,最大限度地减少污染物增量,实现污染物存量“减量化”和污染物增量“减量化”的统一。一方面,在土壤修复过程中严格避免对土壤的二次污染;另一方面,积极探讨与农业生产过程相融合的土壤修复新方法,将农业生产与土壤修复、土壤保护相结合。
3.2耕地土壤修复中的“资源化”原则
一般而言,经济活动都将伴随废弃物的产生,转变传统方式,积极开发废弃物的再生利用是循环经济的核心内容。目前,国内外研究表明,禽畜粪便、生物有机肥不仅有利于土壤改良,增加土壤肥力,而且也对于修复土壤重金属污染、减少污染物的生态风险具有显著作用,成为相关领域的研究前沿。畜禽粪便属于典型的农业废弃物,其在耕地修复领域的应用为耕地治理资源化利用农业废弃物奠定了基础、开辟了道路。
耕地土壤修复中的“再利用”原则。农业生产是一个复杂的系统,经过多年的摸索,目前已经形成了多种种植、养殖、加工的循环经济体系,这些循环经济产业链代表了现代农业发展的方向。作为农业生产的重要环节,将耕地土壤修复纳入农业循环经济体系,积极推进适应循环经济要求的耕地土壤修复方法和途径,实现整个农业生产过程的循环再利用是现代农业发展的必然要求。
4基于循环经济理念的耕地土壤修复案例
安徽一企业采用了生物有机肥、微生物、微量元素相结合的方法进行土壤修复,在基于循环经济理念的耕地土壤修复方面进行了有益的探索[13-14]。该方法的核心思路是将土壤修复技术引入生物有机肥之中,从而实现农业生产与土壤修复过程的统一,降低土壤修复对农业生产的影响,降低新污染物的增加。
4.1主要技术原理
该技术的载体为生物有机肥,主要原料为禽畜粪便和沼气池沼液,以此为基础可以构建“养殖―沼气―生物有机肥―种植”的农业循环经济体系。土壤修复主要来自2个方面:一是通过提取和培育区域性土壤原生态益生菌,对土壤微生物环境进行修复和改善。微生物环境的改善,有利于促进农作物对养分的平衡吸收,减少生长对化学肥料的依赖性,同时还由于生防微生物的参与,提高植物自身免疫功能和对抗多种病虫害的综合抗性水平,减少化学农药的施用。此外,该方法还有助于保护区域土壤的多样性,由于采取区域代表性的原生菌群落,促进区域土壤原生微生物环境的修复,对于区域特色农产品的种植具有积极作用。二是通过微量元素的补充,对土壤中的重金属污染物产生一定的拮抗作用,降低重金属的毒性。另外,土壤微量营养元素(如锌、硒、硅等)的平衡补充也对于农作物生长、产品品质提高具有促进作用。
4.2应用实践效果
整体而言,该方法仍处于探索阶段,但在相关领域的应用已经展现出一定的实践效果。2013年开始,相关机构在安徽省金寨县以六安瓜片的种植为基础开展了一系列土壤修复技术应用研究。目前,已经完成了对作物和土壤的初步检测。
在茶叶叶片对比分析之中,该方法培育出的茶叶叶片栅栏组织相对厚度、栅栏组织细胞平均数、叶面背后平均气孔数均要多于普通方法种植和野生环境生长的茶叶。在茶叶成分比较中,该方法培育出的茶叶微量元素和营养成分含量均远高于市场上销售的主要茶叶品种。
对土壤进行微生物基因组DNA分析,结果显示该方法对茶园真菌群落构成的影响是使之向原生态环境“趋近”,并由此带来整个土壤微生物环境的改变,使土壤细菌群落构成有异于传统茶园。
5推进耕地土壤修复的建议
目前,我国耕地土壤污染问题已经相当突出,由此造成的经济社会问题也日益凸显,加强耕地土壤修复和治理已经迫在眉睫。耕地土壤修复既是一个技术问题,也是一个经济问题,具有很强的复杂性,合理选择耕地土壤修复方法和路径对于我国农业健康发展具有重要意义。
5.1树立耕地土壤修复系统观,积极引入循环经济理念
充分认识农业生产的系统性,综合考虑各种影响因素,特别是在我国耕地资源相对不足、粮食安全面临挑战的背景下,注重耕地土壤修复与治理的整体效应,尽可能降低对农业生产的影响。作为系统理论的重要体现,经过多年努力循环经济已经在农业领域中得到了较快发展,并取得了@著效果,代表了现代农业的发展方向。耕地土壤修复与治理要积极融入农业循环经济体系,加强循环经济理念对技术路径选择的指导,从而切实解决我国土壤污染问题。
5.2完善土壤治理相关政策,促进耕地土壤修复与农业循环经济融合发展
目前,我国还没有耕地土壤修复的专项政策和规划,耕地土壤修复缺乏整体的指导。根据目前我国耕地污染状况,应加快相关政策的制订,科学评估现有土壤修复的技术和方法,制订切实可行的耕地土壤修复总体战略。耕地土壤治理和循环经济发展涉及多个主管部门,国家发改委、环保部、农业部等有关部门应加强沟通交流,增强相关政策之间的衔接,加强循环经济理念对耕地土壤修复的指导,积极探索耕地土壤修复循环经济新模式。
5.3加强技术研发,积极推广先进的土壤修复技术
耕地土壤修复具有很强的技术性,土壤污染问题治理有赖于技术创新的支撑。支持科研院所、高校开展相关研究,基于我国土壤特点创新土壤修复技术。根据农业生产和农业循环经济的特点,重点突破关键技术,为耕地土壤修复与农业循环经济融合发展创造条件。鼓励有条件的企业开展基于循环经济的土壤修复模式的试验和示范,完善相关技术的服务支撑体系,加强对相关技术的评估,积极推广和应用先进技术,探索适合我国国情的耕地土壤治理途径。
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环境重金属污染现状范文
【关键词】土壤;重金属;评价
土壤是生物与人类赖以生存的物质基础。作为有再生作用的自然资源,土壤在维护农业生态系统的平衡方面具有重要意义[1]。随着工业的迅猛发展、城市污染的加剧和农用化学物质种类、数量的不断增加,土壤重金属污染日益严重。重金属污染物在土壤中具有移动性差、滞留时间长、不易被微生物降解、毒性强和积累效应等特征,对农作物的生长、产量及品质都有较大影响,并通过食物链影响着人类健康,土壤一旦受到重金属污染,要消除是一件极其不容易的事。因此,调查和评价土壤环境中重金属污染程度,对摸清土壤环境质量、加强土壤污染的综合防治、保障人类健康等具有十分重要的现实意义[2]。
1研究概述
1.1重金属及镉危害
重金属指密度4.0以上约60种元素或密度在5.0以上的45种元素。砷、硒是非金属,但是它的毒性及某些性质与重金属相似,所以,将砷、硒列入重金属污染物范围内。环境污染方面所指的重金属主要是指生物毒性显著的汞、福、铅、铬以及类金属砷,还包括具有毒性的重金属锌、铜、钻、镍、锡、钒等污染物[3]。
在自然界中主要成硫镉矿而存在;也有小量存在于锌矿中,所以也是锌矿冶炼时的副产品。镉的主要矿物有硫镉矿(Cds),贮存于锌矿、铅锌矿和铜铅锌矿石中。镉的世界储量估计为900万吨。
镉不是人体的必需元素。人体内的镉是出生后从外界环境中吸取的,主要通过食物、水和空气而进入体内蓄积下来。镉的吸收和代谢镉的烟雾和灰尘可经呼吸道吸入。肺内镉的吸收量约占总进入量的25~40%。每日吸20支香烟,可吸入镉2~4ug。镉经消化道的吸收率,与镉化合物的种类、摄入量及是否共同摄入其它金属有关。例如钙、铁摄入量低时,镉吸收可明显增加,而摄入锌时,镉的吸收可被抑制。吸收入血液的镉,主要与红细胞结合。肝脏和肾脏是体内贮存镉的两大器官,两者所含的镉约占体内镉总量的60%。据估计,40~60岁的正常人,体内含镉总量约30mg,其中10mg存于肾,4mg存于肝,其余分布于肺、胰、甲状腺、、毛发等处。器官组织中镉的含量,可因地区、环境污染情况的不同而有很大差异,并随年龄的增加而增加。进入体内的镉主要通过肾脏经尿排出,但也有相当数量由肝脏经胆汁随粪便排出。镉的排出速度很慢,人肾皮质镉的生物学半衰期是10~30年。
1.2研究区概况
通化市旅游资源丰富。列为国家重点文化保护单位的有集安市的“洞沟古墓群”和“丸都山城”,省级重点文物保护单位有集安市内的“国内城”、“霸王朝山城”和“长川壁画墓”等。“洞沟古墓群”有高句丽古墓1万多座,最早的有2000多年历史,最大的“将军坟”被称为“东方金字塔”。高句丽遗址现已被联合国教科文组织列为世界文化遗产[4]。
2材料与方法
2.1数据处理
选取通化市作为研究对象,根据通化市工作区范围为北纬40°40'--42°东经125°30'--126°,对通化市镉元素网格化数据图进行处理,得出通化市工作区镉元素网格化数据图见表1
126000′
2.2评价标准
该研究以国家《土壤环境质量标准》(GB15618-95)二级标准作为评价标准,分析评价吉林省通化市工作区土壤中镉(Cd)重金属的污染现状mg/kg。
2.3评价方法
单因子指数质量模型
单因子质量指数[5]是以土壤污染物的实测浓度与评价标准之比计算出的土壤环境质量污染指数,即式中,Pi为土壤中污染物i的环境质量指数;Ci为污染物i的实测浓度;Si为污染物i的评价标准。具体分级评价指标为:若Pi≤0.7,土壤环境质量处于清洁安全状态;0.71.0,表明土壤重金属含量超标污染,对作物的生长发育有影响,进而会通过食物链影响人体的健康。1.0
3结果和讨论
3.1结果
3.1.1根据单因子指数质量模型
根据单因子指数方法,得到数据见表二
表二吉林通化市工作区镉(Cd)重金属污染评价结果
3.1.2讨论
从表三可以计算出,吉林省通化市工作区44.4%的土壤单因子污染指数未超过0.7,表明土壤环境质量处于清洁安全状态;34.8%的土壤单因子污染指数超过0.7,但未超过1.0,表明土壤重金属含量没有超标污染,土壤环境质量尚清洁,但土壤重金属污染已处于安全警戒状态;。15.2%的土壤单因子污染指数超过1.0,但未超过2.0,属轻度污染;5.56%的土壤单因子污染指数超过3.0,属重度污染。
总体上说吉林省通化市工作区土壤极大部分处于清洁安全状态,只有极少一部分出现了污染状况,尤其是偏中部地区,污染情况比较严重,应该对这部分地区予以重视,加强对该地区的土壤环境污染的治理工作。
在利用单因子指数质量模型对土壤重金属污染评价时,评价方法简单,能够简单的表现出重金属超过标准值的程度,可以给该地区重金属污染防治和可持续利用提供一定的科学依据。
4通化土壤镉污染的防治展望
土壤受污染后,蓄积在土壤中的有害物质能迁移到水、空气和植物中,最终进入人体。土壤污染一旦形成,就会造成长远的影响,而且难以消除。因此,我们应以“预防为主”,积极做好土壤的保护工作[7]。
土壤污染主要来自采矿、熔炼、镀锌等工业生产和大气中含镉粉尘的沉降。因此,要减轻镉对环境的污染,人类首先应采取的行动是对能带来的镉污染的工业生产采取预防措施或减少这类生产活动。由于镉对动植物都有很强的毒性,且易通过食物链进入人体,因此受严重镉污染的土好弃之不用,但对中轻度污染的土壤,根据镉在土壤中的特性,采取适当的措施是完全可以减轻甚至消除其毒害的。近年来国内外采用的土壤重金属污染治理方法按治理方式、工程措施、改良措施、农业措施及生物措施[8]。
4.1工程措施翻耕、客土与换土翻耕就是把污染重的表层翻到下层,而把污染轻下层翻为表层。很显然,如果底层的污染同样较严重翻耕是不会有什么效果的。客土是指在污染土壤上覆盖一层净土,换土则是先将受污染的表土挖走,然后再填入同等厚度的新土。无论是翻耕、还是客土或换土,都必须要掌握好土层厚度,处理土层太厚,工作量太大,劳民伤财;处理土层太薄,效果不佳,通常以处理30cm深的土层为宜。一般来说,3种方法以换土效果最好,这但采用换土措施会带来如何处置被挖掘的受污染土壤的问题,处理不好,就很可能导致二次污染,由于这类物理措施都需要大量的人力物力,通常它们只用于污染较重的土壤。
4.2改良措施
4.2.1提高土壤PH镉的活性明显受深液酸度的影响,PH越高,其活性越弱,当土壤PH达7时,有效镉的浸出率就降到5%左右。因此,在受镉污染的土壤中施用石灰性物质,如氢氧化钙、碳酸钙、硅酸钙等来提高土壤PH,即可有效地降低镉的活性,石灰、硼泥、硫酸锌、过磷酸、氮肥5种Cd良剂中,以石灰效果最好。
4.2.2调节土壤Eh旱改水或淹水栽培是降低土Eh,使土壤处于还原状态的有效措施,从而保证镉变成无机盐沉淀和低有效性状态。当然,含硫少的酸性土壤,施用石灰硫黄合剂,既可降低土壤酸度,又可保证在还原条件下产生更多的S—来生成CdS沉淀。
4.3农业措施
4.3.1增施有机肥土壤有机质对镉等多种重金属都有不同程度的吸附作用,有机质增加可提高土抗重金属污染的能力。因此,施用有机肥,一方面能提高土壤肥力,改良土壤性状。另一方面又可较好地减轻镉的生物毒性。但有些有机肥,如垃圾堆肥,本身就含有一定量的重金属,施入土壤可能反而会使植物体内的金属含量增加,这时可在肥料中拌施碳酸钙以降低其活性。
4.3.2选择合适形态的化肥肥料的不同形态对土壤镉溶解度的影响,特别是在根际土溶解度,产生明显差异。我们可以利用这种差异,减少镉对植物体的污染,而且化肥是现代农作物种植业不可缺少的,只要选购合适形态的化肥用于污染土壤便能实现污染治理,因此比较经济易行。
4.3.3选种抗污染农作物品种改种吸收污染物少或食手部位污染物累积少的作物。研究表明:菠菜、小麦、大豆吸镉量多,不宜种植;而玉米、水稻吸镉较少。在中、轻度重金属污染的土壤上,不种叶菜、块根类蔬菜而改种瓜果蔬菜或果树等,能有效地降低农产品的重金属浓度。
4.4生物措施
4.5其他措施参考文献:
[1]刘庆;杜志勇;史衍玺;战金成;庞绪贵山东省寿光市土壤重金属环境质量评价[J]江西农业大学学报2009(1)
[2]孟宪丽.GIS支持下的吉林省黑土区土壤重金属污染评价研究[A]东北师范大学2008.6.1
[3]郑喜珅;鲁安怀;高翔;赵谨;郑德圣土壤中重金属污染现状与防治方法[J]土壤与环境2002,11(1),79-84
[4]维基百科http:///wiki/%E9%80%9A%E5%8C%96%E5%B8%82
[5]王焕校.污染生态学[M].北京:高等教育出版社,2001:214-233.
[6]刘云霞;庞奖励;丁敏;楚永波黄土高原长期苹果园地土壤重金属分布和评价[J]中国农业气象2010,31(1):32-36
[7]周敏,王安群土壤的重金属污染危害及防治措施[J]科技信息2006(4):121
环境重金属污染现状范文篇12
【关键词】净出口消费指数地区环境基尼系数环境成本转移说
一、引言
贸易与环境关系一直是国际贸易领域的研究重点,其中一个重要方面是“环境成本转移说”。RoldanMuradian和JoanMartinez-Alier(2001)认为,资源密集型产品的生产会对当地生态环境造成一定程度的破坏,因此这类产品由于国际贸易而产生了环境成本的转移。根据“环境成本转移说”,在自由贸易的情况下,具有严格环境规则的发达国家可能会专业化生产并出口“干净型”产品,并从环境规则较松的发展中国家进口污染密集型产品,从而向发展中国家转移污染产业。因此,国内学者对开放经济下的中国环境问题进行了一些研究。沈利生等(2008)、张友国(2009)等利用投入产出模型对贸易的环境代价进行了分析,结果表明贸易对中国能源消耗和污染排放的影响已不容忽视。李小平等人(2010)也认为,发达国家向中国转移的产业并不仅仅是污染产业,同时也向中国转移了低排放系数的“干净产业”,中国并不是发达国家的污染天堂。
改革开放以来,伴随着中国经济快速增长的是国际贸易的快速增长和污染排放的急剧增加。而作为中国首都的北京,在贸易迅速发展的同时,环境状况不断改善。入世后的2001—2008年,北京市年贸易总量平均增长率为26.8%,工业废水排放从2.12亿吨降至0.84亿吨,工业SO2排放量从12.63万吨降至5.77万吨,贸易增长情况下污染却在降低,这种贸易与环境关系与全国总体状况相悖。
二、北京市贸易规模、结构及总体环境状况
1、贸易规模扩大,环境质量总体改善
在中国入世前,北京市的对外贸易量增长缓慢。1983—2001年,年平均增长率为2.93%。入世后,2008年贸易量为2717亿万美元,与2001年相比,平均增长率为26.8%。同时,进口增长速度快于出口增长速度。2008—2009年,面对全球金融危机,北京加大政策力度,继续保持了贸易的平稳。
北京市环境质量方面,大气、水体、固体废弃物的产生总量呈现出递增趋势,然而各个环境要素中的污染物单项含量只有部分指标超出环境标准。大气污染物排放量中只有吸入颗粒物超过国家二级标准(2008)22%。全市废水排放总量逐年增加,其中工业废水排放量所占比重却显著下降,从2000年的27%下降到2008年的8%。SO2排放中工业所占部分从2000年的65%下降到2008年的47%。2009年大气和水主要污染物二氧化硫、化学需氧量排放量比2008年均削减2%。
2、进口量快速增长,污染减少
北京市在贸易总量迅速增长的同时,进口额大于出口额,同时进口增长明显快于出口。2009年进口额为1664亿美元,是1983年的10.46倍;出口额为483亿美元,是1983年的3.29倍。根据“内含污染”的解释,产品中包含着污染的成本。若进出口行业结构不变,进口增速大于出口意味着减少出口产品的生产,有利于北京地区环境改善。
3、污染密集度低的行业出口比重迅速上升
北京市产品结构偏向于污染密集度较低的机电产品生产。机电产品和高新技术产品是北京市主要进出口产品,两者同时表现为出口比重上升,进口比重下降。2000—2009年,高新技术产品出口比重增加17个百分点,进口比重降低6个百分点,机电产品出口比重增加27个百分点,进口比重降低7个百分点。
三、污染转移的实证分析
1、污染密集度的行业划分
基于基尼系数判断收入分配均等化的原理,结合环境污染状况及经济状况,将经济效益指标纳入到污染统计中,引入地区环境基尼系数RDC。
i表示行业,P代表行业污染物排放量,GDP代表行业工业增加值。为了更好地对污染行业进行重分类,采用“工业三废”作为衡量标准。在此,结合北京市自身环境状况,当RDC的值大于1时,我们认为是污染密集度高的行业;当RDC的值小于1时,我们认为是“清洁”行业(大于1的数字在表1用“*”标注)。2007年的全国污染源普查是中国历史上环境状况统计最准确的一次,因此选择2008年度的数据计算污染行业分类标准。
由表1可见,工业废气排放密集度较高的行业有:非金属矿物制品业、黑色金属冶炼及压延加工业、有色金属冶炼及压延加工业、化学纤维制造业、饮料制造业、石油加工、炼焦及核燃料加工业、造纸及纸制品业。
废水排放密集度的行业有:食品、饮料、烟草及制品业、纺纱及制成品、皮革、毛皮、羽毛(绒)及其制品业、造纸及纸制品业、化工、医药制造业。
固体废物排放密集度较高的行业有:非金属矿物制品业、黑色金属冶炼及压延加工业、有色金属冶炼及压延加工业、化学纤维制造业、石油加工、炼焦及核燃料加工业、造纸及纸制品业。
综合以上3种污染排放,将所分析的13个工业行业分为两类。一类是高排放系数行业:食品、饮料、烟草及制品业,纺纱及制成品业,皮革、毛皮、羽毛(绒)及其制品业,造纸及纸制品业,化工、医药制造业,石油加工、炼焦及核燃料加工业,非金属矿物制品业,黑色金属冶炼及压延加工业,有色金属冶炼及压延加工业9个行业。另一类为低排放系数行业:木材、家具及文教体育用品制造业,橡胶、塑料制品业,金属制品业,机械、电气、电子设备、交通运输设备制造业4个行业。
2、净出口消费指数的投入产出分析
在区分污染行业后,本文利用北京市的投入产出状况综合分析贸易所带来的污染行业转移。净出口消费指数(NETXC)可以用来检验污染天堂假说:该指数可以衡量本国污染产业对其他国家或地区的净出口相对于该产业在本国消费的比重,根据该指数的趋势就可以判断是否存在“污染产业”转移的现象。我们设净出口消费指数为NETXC,其中,C=P-(X-M),C、X、M、P分别代表地区的消费、出口、进口和产值。对于地区而言,污染排放是由当地经济活动所造成的,而进出口报关产品并不是全部由该地区生产,这就存在一个数据不匹配的问题。为此,需要采用投入产出表中的数据,调减调入并调增调出的产品,排除非北京市生产的产品计入出口。对NETXC进行修改,X代表出口与调出之和,M代表进口及调入之和。如果某产业的净出口消费指数在研究期间呈上升趋势(即平均增量大于0),则说明外国向北京转移了该产业,如果该产业是污染产业,则“污染产业转移”成立;反之,则说明北京转移出了该产业。
2000—2009年间,机电产品在北京市对外贸易总量中所占比重平均在52%以上,有必要对其细分。表2中,将机械、电气、电子设备、交通运输设备制造业划分为通用、专用设备制造业、交通运输设备制造业、电气机械及器材制造业、通信及电子设备制造业、仪器仪表及机械制造业。同时,由于投入产出表利用生产属性分类而不是产品分类,投入产出表将化工、医药制造业、橡胶、塑料制品业合并为化工工业,黑色金属冶炼及压延加工业、有色金属冶炼及压延加工业合并为金属冶炼及压延加工业。
由表2可知,1997—2007年,净出口消费指数平均增量大于0的行业有:食品制造及烟草加工业;通用、专用设备制造业;交通运输设备制造业;电气机械及器材制造业;通信设备、计算机及其他电子设备制造业;仪器仪表及文化、办公用机械制造业。而这些行业都为清洁型行业,说明对外贸易向北京市转移了清洁行业,北京市不属于“污染天堂”。北京市实施严格的环境标准,尤其是在“绿色北京”之后,制定了《北京市地方环保标准的体系构建及“十二五”北京市地方环保标准规划》,通过制定较高水平的环保标准,既可以限制高耗能产业的发展,又能保护资源环境,减少污染排放。
3、贸易中内含污染的行业结构
在产品的生产制造过程中会产生污染,而在产品中就构成了内含污染。在分析进出口所带来地区的污染时,内含污染量是一个很好的判断标准。在判断进出口所带来的内含污染量时,采用出口与进口的相对比重(出口进口弹性):Ki=,Xi、Mi表示i行业的出口和进口,当Ki>1时,表明i行业的出口产品带来内含污染,加剧北京市的污染排放,用“?鄢”标出)。
从近三年北京市各行业的出口进口相对比重来看,出口进口弹性大于1的行业分别是纺纱及制成品、皮革、毛皮、羽毛(绒)及其制品业、木材、家具及文教体育用品制造业、非金属矿物制品业、黑色金属冶炼及压延加工业、金属制品业,这些都是污染密集型行业。
出口进口弹性小于1的行业有:食品、造纸、石油加工、化工、有色金属、机电等行业的,其中食品、饮料、烟草及制品业为废水密集型行业,造纸、石油加工、化工、有色金属都为污染密集度行业,而机械、电气、电子设备、交通运输设备制造业属于清洁型行业。
4、行业进出口量及贸易结构对比
从行业的进出口分析,北京市主要的进口产品集中污染密集度高的行业有:造纸及纸制品业、石油加工、炼焦及核燃料加工业、化工、医药制造业、橡胶、塑料制品业。这种贸易结构使得北京市的出口能够改善环境,减少污染排放。2007—2009年污染密集型产品比重保持在39%以下,2009年达三年来最低(0.34)。
就进出口总量来说,北京市在出口方面主要是出口机电产品、电子设备等污染密集度低的产品,这样就相对减少了北京的污染排放,同时Ki由2007年0.62减少到2009年0.58,利于北京市环境改善。
四、结论
1、进出口总体状况看,污染产业转移在北京不存在
利用投入产出表数据对贸易转移进行分析可知,北京市对外贸易过程中,从外国转入了清洁行业,主要产业为食品制造及烟草加工业,通用、专用设备制造业,交通运输设备制造业,电气机械及器材制造业,通信设备、计算机及其他电子设备制造业,仪器仪表及文化、办公用机械制造业。同时,对照出口进口比重小于1的行业,北京市进口既包括污染密集型行业,又有清洁型行业,但是总体表现为环境状况的改善。这是因为北京市制定了高标准的环境政策,同时重点发展高新技术及附加值较高产业,避免了污染产业的进入。企业缴纳的环境成本(如排污费和环境税等)限制了外商直接投资的使用。
2、进口贸易迅速增长,贸易结构趋于污染型产品进口
北京市进出口贸易量呈现进口大于出口局面。出口进口弹性小于1的行业有:食品、造纸、石油加工、化工、有色金属、机电等,其中食品、饮料、烟草及制品业、造纸、石油加工、化工、有色金属都为污染密集度行业,这些行业的产品进口具有“内含污染”,从而替代了北京市自己生产,有利于减少污染排放。机械、电气、电子设备、交通运输设备制造业属于清洁型行业,但是进口比重连年下降,2003年为58.86%,而2009年为30.6%。清洁型行业的进口比重下降,同时侧重于污染行业产品的进口,说明北京的贸易结构趋于清洁型。
3、污染型行业出口比重小,清洁型产品出口利于降低污染
从内含污染角度看,出口进口弹性大于“1”的行业都为污染密集型行业:纺纱及制成品、皮革、毛皮、羽毛(绒)及其制品业、木材、家具及文教体育用品制造业、非金属矿物制品业、黑色金属冶炼及压延加工业、金属制品业,说明这些行业的出口增加了北京市的污染。但贸易结构总体表现为,2000年以来机电产品出口占总出口平均比重52%以上,清洁型行业高新技术产品、机电产品的大量生产和出口,降低了北京市污染程度。由于高新技术产品的能耗及污染排放低,这无疑使得北京的环境状况得以改善。北京市加大清洁型产业的投入及外资引进,中关村科技园、亦庄经济开发区等重点区域和产业的发展,使得北京市的产业结构、贸易结构倾向低污染行业。
参考文献
[1]尹显萍、李茹君:我国工业制成品对外贸易对环境的影响[J].国际贸易问题,2008(2).
[2]兰天:贸易与跨国界环境污染[M].经济管理出版社,2004.