市郊土壤污染原因及治理策略

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本文作者：董煒華1韓德復2李丹1作者單位：1.長春師范學院科研處2.長春師范學院生命科學學院

近年來，長春市隨著工業化水平不斷提高，人口劇增，郊區城市化進程加快，城郊土壤污染日趨嚴重。土壤污染為土壤中含有害物質過多，超過土壤的自凈能力，引起土壤的組成、結構和功能發生變化，土壤生物活動受到抑制，有害物質或其分解產物在土壤中逐漸積累，危害人體健康[1]。城郊土壤成了最先并且最持久地接受污染的場所，成了城市發展的犧牲品。隨著城郊土壤污染的日益加劇，人們的身體健康和城市的可持續發展受到威脅，長春市城市化進程也受到很大制約。長春市城郊土壤污染來源廣、類型多，具有難控制等特點。因此，分析長春市城郊污染現狀和成因，提出污染治理相應措施，為長春市城市化進程的穩步發展和城郊生態環境的可持續發展提供理論參考。

1長春市城郊土壤污染現狀

土壤污染不同于大氣、水和固體廢棄物等污染，能夠被人直接看到或聞到，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，即土壤污染具有隱蔽性。土壤污染從產生污染到出現問題，通常會滯后較長的時間，土壤從受到污染到產生后果是一個不易被發現的相當長的累積過程，土壤污染的潛伏期長[2]。目前長春市城郊土壤面積40367hm2，土壤污染總面積達8522hm2，土壤污染面積占總面積的21.1%。不同類型的污染及所占百分比見表1。在快速城市化的進程中，人們忽視了環境保護。據調查，2009年長春市檢查了城郊155家工廠排污情況，其中有56家被下達限期整改通知書，行政處罰達12萬元。2010年，在“整治違法排污企業保障群眾健康環保專項行動”中，排查各類企業13640家，排查違法企業221家，其中169家是城郊企業。大部分城郊居民對土壤污染認識不夠，對其危害性和嚴重性也不了解，更不注意保護土壤環境，加劇了城郊土壤污染。長春市城郊居民環保意識差，增加了城郊土壤污染的控制難度。目前，長春市經濟快速發展，經濟發展與環境保護不協調的問題日漸突顯，部分地區以犧牲環境尤其是郊區環境為代價來發展工農業生產，并把市內生活垃圾污染轉移到城郊。盡管近年來長春市政府逐漸重視環境保護，但主要側重于城市環境保護。93%的環境保護機構都設置在城市內部，87%的環境質量監測點也布置在城區內部，城郊成為環境保護的盲區。

2土壤污染成因分析

近些年來，由于工農業的迅猛發展，過量施用化肥農藥，無所顧忌地排放工業污染物，并肆意地傾倒生活垃圾，無節制地使用現代交通工具，導致長春市城郊土壤污染問題日益嚴重。工業、農業生產和居民日常生活中產生的各種垃圾是導致長春市城郊土壤污染產生的主要來源。

2.1工業生產導致的土壤污染

隨著長春市城市經濟的快速發展，城市化進程加快，城市中的企業相繼退出城市，搬遷到城郊。工業活動產生的大量污染物被就近排放或堆積在城郊地區，引起了長春市城郊嚴重的土壤污染。工業生產中的廢氣、廢水和固體廢棄物是引起土壤污染的主要原因。

2.1.1工業廢氣產生的降塵引起的土壤污染

大量未經處理的工業生產燃燒排放的各種煙塵在重力和降水作用下進入城郊土壤，引起城郊土壤的酸化和化學性質改變，造成長春市城郊地區土壤污染。據統計，2007年長春市工業排放的廢氣為1.50×1010m3，占全市廢氣排放總量的87.21%。

2.1.2工業廢水引起的土壤污染

長春市的機械制造、食品加工、飲料生產等行業排放的工業廢水對地表水環境形成污染。長春市城郊遍布著吉林省通用機械有限公司、長春市永超電鍍廠、長春幸福電鍍有限公司等400多家企業，大大小小排污口710多個，日工業污水排放量達15.04萬噸[3]。近幾年，污水處理廠日漸增多并完善，現有長春市北郊污水處理廠、西郊污水處理廠等4個一級污水處理廠和一汽污水處理廠、溪園污水處理廠2個二級污水處理廠。這些污水處理廠日污水處理總量42.25萬噸，污水處理率為95.04%。盡管北郊39萬噸污水處理廠已建成并投入使用，但城市污水處理設施依然不足，工業廢水排放達標率也僅達到93.51%。表2為長春市主要污水處理廠污水處理概況。2007-2009年長春市污水總排放量增加，污水處理達標量也在增加，長春市工業污水處理水平逐漸提高。未經處理或未達到排放標準的工業污水直接被用于灌溉郊區農田，污染物進入城郊地區土壤，造成大面積土壤污染，并通過食物鏈影響人類身體健康[5]。污水灌溉造成的土壤污染面積占郊區土壤總面積的10%以上，導致城郊蔬菜質量整體下降，合格率僅達94%，給城郊農業發展帶來很大威脅。污染的地表水造成地下水或糧食蔬菜生產的污染，并通過食物鏈進入人體，對人體健康造成威脅。污染物通過灌溉進入土壤，不斷累積，導致土壤肥力下降，加劇城郊土壤化肥使用量，造成土壤的二次污染。

2.1.3工業固體廢棄物引起的土壤污染

工業固體廢棄物主要包括爐渣、冶煉廢渣、煤矸石和粉煤灰等。電廠和采礦企業是長春市產生工業固體廢棄物最多的單位。長春市工業固體廢棄物主要來自熱電一廠、熱電二廠和熱電三廠3家熱電廠，以及雙陽區長嶺13家煤礦和長春恒利黃金礦業有限責任公司等3家金礦煤礦等。近3年長春市工業固體廢物的產生及利用情況如表3。2009年，長春市工業固體廢物產生量為406.19萬噸，比2008年增長了19.70%。長春市2010年工業固體廢物產生量為474.15萬噸，比2009年增長了16.73%。由于經濟實力和生產技術的限制，長春市對工業固體廢物大多不加任何技術處理，采取郊區簡單掩埋的處理方式，造成城郊土壤污染。這些未經處理的工業固體廢棄物直接向城郊地區傾倒，經過風化、侵蝕作用，使有害物質滲透入土壤，形成重金屬污染，并在自然條件下形成二次擴散性土壤污染，使土壤生產能力受到破壞，有害物質積聚在動植物體內，通過食物鏈危害人類健康。重金屬污染又是一個不可逆轉的過程，有機物降解也需要很長一段時間，可能需要100～200年時間才能夠恢復，甚至對土壤功能永遠產生不良影響。

2.2農業生產導致的土壤污染

農業引起的土壤污染主要指過度施用化肥、農藥，大量畜禽類糞便和生物殘體處理不當等對土壤造成的污染[6]。

2.2.1過量使用化肥和農藥引起的土壤污染

長春市城郊地形平坦，地域開闊，海拔250～350m，年均日照時數為2525.8～2664.8h，光照充足，年平均氣溫4.6℃，有伊通河等河流流經。城郊居民利用自然優勢，大力發展糧食生產、蔬菜種植和溫室反季節蔬菜種植。近年來，隨著長春市城市人口的增加和對農產品質量要求的不斷提升，長春市城郊現有高標準、永久性菜田9000hm2，主要分布在城區的西北部、南部和東南部。西北部包括綠園、寬城2個區所屬3個鄉鎮的15個村，總面積5400hm2；南部包括朝陽區2個鄉鎮的7個村，總面積800hm2；東南部包括凈月、二道、雙陽3個區6個鄉鎮、2個街道辦事處的20個村，總面積2800hm2[7]。為了獲得農產品的高產，城郊居民不斷加大化肥和農藥的使用力度，2011年化肥和農藥使用量是2000年的2倍多。雖然一定程度地遏制了病蟲害，使糧食、蔬菜產量提高，質量看起來更好，獲得更高的經濟價值，但殘余的農藥或分解之后的農藥仍然殘留在土壤中，造成嚴重的土壤污染，使城郊土壤污染逐年增加，由過去的13.2%增加到現在的27.8%，同時使蔬菜質量不斷下降，2008年糧食、蔬菜平均合格率為94%，僅高于全國合格率92%的平均水平2個百分點。

2.2.2畜禽排泄物和生物殘體處理不當引起的土壤污染

長春市城郊地區有德大肉雞和皓月、佳龍等肉食品加工企業。德大集團擁有1.3萬hm2的農場和3萬多家定點合同養殖農戶，年加工肉雞7500多萬只，雞肉產量高達16萬噸，雞毛、雞內臟等廢棄物排放達1萬噸。皓月集團坐落在長春市西部，占地面積7.5km2，在吉林省40多個縣（市）區建立了養殖基地，年屠宰肉牛100多萬頭，肉羊200萬只，熟食制品30萬噸，生物廢棄物排放達30多萬噸。據統計，由于城郊人們環保意識低，68%的飼養場中廄肥和屠宰場的廢物及病死生物殘體等不加處理，直接拋棄在地表或直接利用作為肥料，其中的寄生蟲、病菌和病毒等引起土壤和水域污染，并通過水和農作物及農產品危害人們身體健康。

2.3生活垃圾和交通運輸引起的城郊土壤污染

目前，生活垃圾的產生量大，降解速度慢，降解過程中產生的有毒有害物質使城郊地區堆積場所的土壤直接受到污染并對大氣和地下水造成間接污染[8]。2006年長春市生活垃圾產生量為112萬噸，無害化處理量為95.32萬噸，生活垃圾無害化處理率為85.11%。2010年長春市生活垃圾的產生量為108.8萬噸，處理量為103.56萬噸，生活垃圾無害化處理率為92.46%。近幾年，垃圾生產量變化不大，但隨著技術水平的進步，垃圾無害化處理率逐年提高，但老的垃圾填埋廠垃圾的容納能力有限，使用壽命短，部分垃圾填埋廠垃圾處理水平低，很多垃圾堆放于城郊，造成環境污染。據統計，長春市現有公路總里程20600km，公路網密度為91.2km•km-2，截止到2009年底，長春地區的汽車保有量為96萬輛。近幾年隨著經濟發展，機動車數量將持續高速增長，機動車的尾氣污染越來越嚴重。在整個大氣污染中，汽車尾氣造成的污染高達50%～60%，機動車尾氣排放已成為長春市城郊土壤重金屬污染的一個主要來源。長春經濟技術開發區是長春市重要的交通中轉站，環城高速公路、琿烏高速公路、長吉南線等都由此經過或穿過，交通流量大，排出大量汽車尾氣。尾氣、揚塵中含有大量的鉛、銅和汞等重金屬元素，汽車輪胎中含有添加劑鋅，摩擦產生的含鋅的粉塵，給土壤帶來嚴重的重金屬污染，且由于郊區建筑面積小，綠化水平低，所以城郊地區是重金屬污染最為嚴重的土壤污染區。道路網沿線的城郊土壤是接納汽車尾氣和揚塵沉降形成污染廊道，99%以上累積量分布在50m的范圍內，形成基質污染類型[9]。

3長春市城郊土壤污染的治理措施

根據長春市城郊土壤污染的危害和特點，利用生物技術、環境工程、立法和宣傳等手段進行綜合治理。采取預防與治理相結合，有針對性、有效的治理措施，改善長春城郊土壤環境，提高農產品生產質量，保障人們身體健康，提高長春市民生活質量。

3.1加強城郊土壤污染的監測，有針對性地對污染土壤進行修復

針對長春市城郊土壤污染狀況，通過研究長春市城郊土壤污染背景值，在調查摸清長春市城郊土壤污染總體狀況的基礎上，研究建立適合長春市城郊污染狀況的土壤質量監測系統和預報系統。長春市各級人民政府和相應機關開始建立土壤污染監測系統，投資961萬元，購買安裝污染源自動監控設施99臺，并實現與環境監控中心聯網，設立長春市城郊地區土壤污染監管部門。對長春市全市范圍內的工業源、農業源、生活源和集中式污染源進行全面普查。工業方面對全市2600多家單位的污染物排放情況進行排查，對污染物排放種類、數量、排放方式進行清查，建立健全污染源檔案，核查污染數據進行對比分析，對污染嚴重的企業進行關閉或整頓，落實整改措施。大力推廣循環生產、無毒工藝，控制“三廢”的排放，從源頭上消除污染源。農業生產方面，加強污灌管理，嚴格執行《農田灌溉水質標準》；大力控制化肥和有毒農藥的使用，做到因土因植施肥、合理用藥，積極推廣應用生物防治措施，發展綠色農業；人們生活方面，分類回收和凈化處理生活垃圾。嚴格監控城郊地區的污染，確立長春城郊地區土壤污染評估和修復制度，對未受污染或輕度污染的土壤進行管理和修復[10]。采取積極的預防和治理措施，加大防治力度，控制污染源進入土壤，提高土壤環境承載力。運用現代科學技術，采取有針對性的措施，對重金屬污染嚴重的經濟技術開發區、汽車產業開發區、寬城區和二道區城郊污染土壤上植樹或種植經濟作物，繁殖非食用的種子或工業材料，從而減少污染物進入食物鏈的途徑。對于因交通引起重金屬污染嚴重的區域，在控制交通污染氣體排放的同時，施用化學改良劑石灰、粉煤灰、泥炭、鈣、鎂、磷肥等，降低重金屬的可溶性，改善郊區土壤的有機質，增強土壤自凈能力，減少植物的吸收量，進而降低對人類身體健康的危害。加強調控長春市城郊土壤污染區土壤的氧化還原條件，使重金屬污染物轉化為難溶沉淀物，控制其遷移和轉化，有效減輕長春市城郊土壤污染。對于綠園區污水灌溉造成嚴重的城郊有機污染土壤，可使用生物降解菌劑調控土壤pH值，加速污染物的降解。長春市城郊地區雨熱同期，自然條件好，綠園區城郊有少量水田區。據研究，在水稻抽穗到成熟期，無機成分大量向穗部轉移，大水灌溉可明顯降低水稻對鎘吸收，干旱則會加劇水稻對鎘的吸收。因此，加強水漿管理，可有效地減少重金屬的危害[11]。對于個別污染特別嚴重，對人類生活影響較大的小面積土壤污染區域，可以采取換土和翻土的方法治理嚴重的土壤污染，此種方法改良徹底，用時短，但缺點是工程量大，成本高。在長春市凈月經濟開發區城郊一些污染較輕的地區，可以采取調控土壤氧化還原條件的辦法，引入適合東北地區成活的有益生物或土壤動物吸收重金屬污染物，增強自凈能力，從而消除污染。如種植非轉基因植物中國蜈蚣草，可以去除土壤中的重金屬砷；種植轉基因芥菜，可以去除土壤中的重金屬硒；引入土壤動物蚯蚓，可以很好地提高土壤自凈能力和土壤肥力[12]。根據長春市城郊耕地土壤污染特點，改變城郊受污染耕地的耕作制度，引起土壤環境變化，消除某些污染物的毒害。例如，可以實行水旱輪作，有效減輕或者消除農藥污染。城郊居民菜田種植時常用的DDT農藥，在旱田中降解速度很慢，殘留量也很大，但如果把旱田改成水田，DDT的降解速度會有很大提高[13]。今后，在長春市城郊地區多植樹造林，改良土壤，增加土壤有機質含量，改善土壤質量，提高生物降解作用，增強土壤膠體對有害物質的吸附能力和吸附量，從而減少污染物在土壤中的活性，提高土壤環境承載力。

3.2加強相關法律法規建設，提高城郊居民的環保意識

針對有關土壤污染治理缺陷，完善相關法律、法規，確保2009年環保局、監察局聯合下發《2009年長春市環保專項治理工作方案》和《關于對違法排污單位進行限期治理和拆除廢棄煙囪的通告》的實行，切實加強目標管理，對土壤污染意識淡薄的群眾加強土壤污染知識宣傳，培育和形成環保監督、公眾參與、齊抓共管的良好局面。從長春市城郊土壤污染來看，對土壤的污染防治和環境保護也只是點源上的治理保護，對土壤污染的預防性措施規定不具體，不重事前防治，而注重事后救濟；對土壤質量下降和退化，缺少行之有效的法律和法規。在這些缺憾上，借鑒德美日三國土壤立法，2008年6月以來相繼頒布施行《長春市服務業環境污染防治條例》、《長春市環境保護局行政執法工作規則（試行）》、《長春市環境保護局信訪工作規則（試行）》、《長春市環境統計工作規則》、《長春市污染源自動監控管理辦法》、《長春市實驗室環境污染防治管理辦法》[14]等。在法律規范中確立長春市城郊生態優先與生態整體觀念，對重污染區和退化嚴重的地區進行重點防治，確立“誰污染誰治理，誰保護誰受益”的原則，完善土壤污染防治的行政管理體制，確立對被破壞土壤的補救制度，完善法律責任的規定[15]，同時圍繞建設“綠色宜居城市”目標，制定專門的《長春市城郊土壤污染防治法》,完善土壤污染防治法律體系。長春市城郊土壤污染問題雖然形勢嚴峻，但只要政府和相關部門引起重視，加強管理、大力宣傳，增強人們環保意識，運用現代技術，采用科學的方法，科學防治，預防未受污染的土壤遭受污染，有效治理已遭受污染的土壤，嚴格監控正在遭受污染的土壤，恢復長春市城郊土壤肥力、提高土壤自凈能力，使城郊土壤污染得到有效治理，從而促進長春市城市化進程健康、可持續發展，保證綠色生產及居民飲食健康安全，保障人們身體健康，加快構建和諧社會的步伐。