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云南省大理州云龙县区域概况、区域污染现状及防治对策研究

2022-02-05苏跃龙

低碳世界 2022年2期
关键词:金属元素重金属土地

苏跃龙

(大理白族自治州生态环境局云龙分局生态环境监测站,云南 云龙 672700)

0 引言

在城镇化和现代工业全面发展的今天,重金属类、药品类、生物类、有机化合物类等污染物大量排放到自然界,其状况较为复杂,不仅危害人们的身体健康,也给土壤污染治理任务带来一定的困难,因此必须重视土壤污染的治理任务。

1 项目背景及实施必要性

1.1 项目背景

近几年,农业用地的土地污染已成为国内普遍重视的重大环境污染问题,对农业现代化、社会经济的绿色发展、农林生态环境的稳定和农产品质量安全产生了严重危害。2016年5月28日,国务院办公厅颁布了《土壤污染防治行动计划》(国发〔2016〕31号),明确规定“大力开展土壤资源品质调研,以农业用地和关键领域企业用地为关键,进行土地污染状况普查,2018年末前查清农业用地土地污染的面积、分布以及对农产品质量的危害”。2017年2月5日,中共中央、国务院联合发布《关于深入推进农业供给侧结构性改革加快培育农业农村发展新动能的若干意见》(中发〔2017〕1号)也明确规定将“进行土地污染状况普查,深入实行土壤污染治理工作规划,再次进行重金属污染耕地恢复及栽种结构优化试点工作”作为落实国家关于土壤污染治理及促进农业现代化的方针政策。云南省人民政府发布了《云南省土壤污染治理工作方案》,对促进土壤污染治理有关任务进行安排和分工,明确各相关单位的工作目标。

1.2 项目实施的必要性

1.2.1 该项目是促进“土十条”的重要抓手

国务院办公厅颁布的《土壤污染治理工作规划》(也称“土十条”)规定要进行土地污染清查,并规定进行污染防治与恢复,提升地方土壤资源品质。云龙县沘江流域重金属治理项目是“土十条”及云南省土壤污染治理工作方案明确规定的土壤资源品质调研及恢复任务,项目实施符合有关法律法规及各项政策的基本规定,拥有较好的制度适用性。

1.2.2 该项目是防治地方生态隐患、保护附近群众健康的重要手段

经过调查发现云龙县的耕地土地现已展现出严重的重金属污染态势,地方环境生态隐患现已非常明显。耕地土地中铅、锌、镉等金属元素占比较高,严重影响了本地农林安全生产及人们的身体健康。经过项目的实施,可以查清云龙县附近土地的污染状况、污染区域,并通过污染防治及修复项目的实行,合理提升耕地土壤资源品质,防治空间环境隐患,清除重金属元素污染源对农业产品及附近群众健康的隐性危害,对确保居住环境健康具有重大的作用。

1.2.3 该项目是推进土壤环境品质提升的重要举措

党的十八届五中全会指出以提升生态环境质量为中心,务必将提升生态环境质量贯彻到环保任务的各个方面。“十三五”环保的整体构思一样规定“以提升生态环境质量为中心,推行最严格的环保制度,打好空气、水、土壤污染治理三大战役”。因而本项目的实施可以在一定程度上应对云龙县的土地重金属污染问题,提升云龙县河流灌溉区土地的土壤品质。

2 工程区域概况

2.1 地理位置

云龙县坐落于云南省西部,位于横断山南侧澜沧江纵谷区,东经98°52′~99°46′,北纬25°28′~26°23′,是大理州、保山市、怒江州3个市州的交界处。东与洱源县和漾濞县接壤,南与永平县、保山市接壤,西与沪水市紧邻,北与剑川县、兰坪县接壤。云龙县占地面积4400.95 km2,地形为东西高,中心低,从北往南渐渐降低,属山区地形,从西到东逐一呈南北走向的山系有崇山山系、盘山山系、清水朗山系,山地地形占全县总面积的90%以上。东距大理州首府大理市175 km,距云南省省会昆明市574 km。

2.2 自然环境概况

(1)地形地貌。沘江河域位于滇西横断山中段,为高原峡谷地形。河域内峰峦叠嶂、山高坡陡、峡谷深切,海拔高度落差大,形成了高山峡谷的破碎地形特征。沘江落差悬殊,最大落差达2000 m以上。河域内最高点为雪邦山主峰,海拔4295.3 m,最低处为沘江与澜沧江交汇处,海拔1900 m,相差2395.3 m。河域地形以剥蚀中低山斜坡地形和侵蚀中山陡坡地形居多,此外为侵蚀沉积(流水地貌和台地)地形。受繁杂多变的地形特征作用,河流气候、土地、植物多呈较突出的区域性差别,垂直地域分异尤为突出。

(2)气候特征。河域内受孟加拉湾暖湿气流影响,并且受青藏高原强冷空气入侵作用,加上区域内山高谷深、切割强烈,地形繁杂多变。气候类型为“亚热带气候+山地高原气候”。河域中上游兰坪段以“金顶槽地”为代表,海拔2300~2500 m,区域常年平均气温11.2℃,极端最高气温31.7℃,最低气温-10℃,年蒸发量1577.2 mm,常年平均降雨量1007.1 mm。降雨量在空间和时间分配上非常不均匀,雨季为6—10月,约占全年度总降雨量的80%,相对湿度大;10月中期至第二年6月初为旱季,降雨量仅占全年度的20%。西部降雨较少,属少雨区;东北部降雨偏多,属多雨区。年均日照时间2114.9 h,易发生旱灾、低温冻灾和水灾。

(3)水文水系。沘江为澜沧江一级支流,起源于兰坪县境内,中上游分东西二岔,东岔称上沘江,西岔称金坪河(挂登河)。东岔起源于青岩头山(海拔3662.2 m),河水从北向南经过干竹河、高坪、金龙、福坪、江头河、大龙村,于金顶镇文兴村与西岔汇聚,河流长21.4 km,河道平均均坡降2.8‰,流域面积200.4 km2,均值年出水量9504万m3。西岔起源于栗树场,两条河于金顶汇聚后从北向南经过金风、七联、官坪、箐门等村,于金鸡桥进到云龙县境内,从北向南经过云龙县的白石镇、检槽乡、长新乡、诺邓镇、宝丰乡,于功果桥镇下游约200 m处汇入澜沧江。

(4)土壤资源。河域土地类型较多,以紫色土、暗棕土壤、棕土壤、黄棕土壤居多。其中海拔2400 m以下为基本耕种区,土壤为紫色土;海拔2400~3100 m为黄棕土壤、棕色土壤;海拔3100~3400 m为暗棕土壤;海拔3400~3900 m为针叶林暗棕土壤;海拔3900 m以上为亚高山草山草地土。沘江两岸为紫砂泥田水稻土、土质黏重、有机物占比低、土壤板结,基本栽种水稻、小麦和玉米。

(5)矿物资源。河域内的兰坪凤凰山超大型铅锌矿床是国内最主要的铅锌矿床,其储藏量占国内铅锌储藏量的16%,且密集分布在6.9 km2的矿山区域内,储藏量密集,产值极大,品质较高,是全世界难得一见的高产量铝锌矿床。除铅锌资源外,河域内还分散有Sn、Pb、Zn、Cu、Fe、Ag、盐、大理石等各类矿物,已查清有9个成矿点,108个矿化点和采矿点。

3 场地环境污染历史概况

沘江中上游兰坪县是矿物资源大县,有着“稀有金属名镇”之称,大量的矿物资源推动沘江河域的经济增长,各类工业借助矿物资源开发蓬勃发展。截至2001年末,沘江河域已经有铅锌选矿厂家12家,16条生产流水线,选矿水平3150 t/d,铅锌冶炼厂家4家,除一个日加工400 t的原矿厂家选矿在云龙县境内外,其他均在兰坪县。但是,在过去产业发展的一段时间里,始终不能充分关注生态环境治理,稀有金属生产冶炼的技术设备落后,环保措施不健全,环保监管较弱,导致产业经济发展与环保两者之间的分歧日趋严重。重金属污染物质外流进到大气、土地和水源,产生大气、耕地、江河及地下水污染,带来了巨大的环境风险。

4 项目地区环境污染现状分析

根据云南省环境科学院2018年提交的《沘江河域(云龙段)水污染整体调查报告》,沘江河域(云龙段)一共布置了85个土地取样点位,共有58个不合格,其中镉超标率为64.71%,锌不合格率为38.82%,铅的不合格率为20%,砷的不合格率为8.24%,铜、汞和镍的环境污染较轻,均为轻度环境污染;有34个点位为严重不合格,沘江河域(云龙段)土地的关键污染源为锌、铅和镉,部分地区伴有轻度的砷、铜、汞、镍污染。

5 田地土壤修复技术方案

根据项目区土地重金属污染和用水情况进行现场勘察与比选,土地重金属污染整治的先决条件是断开污水浇灌的途径,寻找代替水源进行农业灌溉以实现标本兼治的目标。

近几年,无论在国内还是国外,如何调节和缓解重金属元素对环境的损害已经成为不容忽视的问题。因为重金属元素无法被微生物分解,且其在土地中移动性差,使整治重金属污染的土地变得非常困难,尤其是大规模、高浓度的污染土地,如矿山和大中型冶炼企业附近的土地。重金属污染土地的恢复办法主要有物理法/化学法、生物恢复法和其他修复方式等。

5.1 物理法/化学法

物理法/化学法根据土地物理/化学性质和重金属元素的不同特征,使用物理法/化学的方式来分离或稳固土地中的重金属元素,实现洁净土地和减少污染物,降低环境风险和健康风险。物理法/化学法包括客土、换土、去表土、深翻耕土法、土地淋洗法、热解吸法、玻璃化法、电动恢复和稳固/稳定化法等。

5.2 生物恢复法

重金属污染土地的生物恢复指的是利用微生物或植物的生殖代谢行动,减少土壤资源中的重金属元素占比或调整重金属元素在土地中的化学状态,进而减少其毒性[1]。

(1)植物恢复方法。植物恢复方法可分为植物提取、植物释放、根际滤出和植物稳固等,通常将前3种合称为清除环节。其依靠超积累植物长期吸取、运送重金属元素,清除土壤中的重金属元素;而第4种叫作稳固环节,它是使用螯合剂来加速植物对重金属元素的吸取。如今探究较多的是植物提取技术。

(2)微生物修复工艺。微生物在土壤资源中也具备极佳的修复作用,尤其对有机污染物质,引进对于某些污染物质具备分解性能的微生物可以较好地减少土壤中有机污染物质的占比。微生物修复土壤有机物污染,即微生物把污染土壤中的化学物质展开分解。在处理程序中,微生物将土壤当中的有机污染物质当作食物源,处置的终极产品主要是水和CO2。该工艺可独立运用,也可与其他生物、化学和物理方法融合运用。在处理程序中,有害的有机污染物质将被微生物转换为无害化学物质。现在已验证微生物处置法对含半污染物、非污染物、燃料、杂酚油、五氯苯酚和多氯联苯类(PCBs)等物质污染土壤的处置作用较好。

(3)替代栽种。根据土地重金属污染物质类型的差异,改种吸收重金属元素少或只累积部分重金属元素的作物。如在镉污染的田地栽种玉米、水稻而不种菠菜、小麦、黄豆等吸镉含量多的作物。另外,使用培育低重金属累积种类来削弱作物对重金属的吸收和累积能力,进而降低食物的有毒有害重金属成分。目前,挑选重金属低累积种类的室内盆栽或实地实验均有进行。研究表明,玉米、番薯、油菜、番茄等属于重金属低累积的作物种类。

5.3 其他修复方式

(1)生物修复与物理/化学修复结合。具体项目中,污染土地范围内的污染物质成分有所不同,例如,污染灌溉区域内,地形低的土地更容易累积重金属,其污染物质成分较高,并且污染物质在沟渠周围常以带条状分布;矿山附近,下风区更易于沉淀重金属污染物质,其污染物质常呈羽状分布;离污染源越近的土地常出现较高的污染物质成分。因而,在土地修复中不可使用相同修复方式,而应在土地土壤资源品质调研基础上,根据污染物质的类型和含量,使用不同的修复方法[2]。

(2)边工作边修复方式。使用微生物修复与低累积种植业作物紧密结合的方式,坚持边工作边修复,探寻出具备一定经济效益的绿色发展农田土地生态环境治理方式是目前亟须解决的问题。除超积累植物外,作物吸收修复可以选用生物量大的耐性经济类作物,种植超累积的农作物和花木种类,如溪口花籽、朱苍花籽、种类油菜和紫茉莉。此外,蓖麻在修复重金属污染上也有很好的效果,不但是应用很广的经济作物,且对铅(Pb)的适应力很强。

6 结语

总体来说,无论从沘江河域广大群众的迫切愿望考虑,还是从影响国计民生的大局考虑,从源头上解决沘江河域重金属污染,保障沿河两岸群众免遭重金属污染的危害,加快沘江整治进程,全面根除重金属污染,推动地方经济增长,保护社会安全稳定,提升自然环境质量,是符合我国重金属污染整体防治规划的,也是深度贯彻执行科学发展坚定以民为本刻不容缓的具体体现。

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