臨沂市生態(tài)環(huán)境局費(fèi)縣分局 魏同軍
長(zhǎng)期以來(lái),人類對(duì)土地環(huán)境污染的認(rèn)識(shí)同大氣環(huán)境污染和水域環(huán)境污染一樣存在著落后性,這源于土地環(huán)境污染具有隱蔽化的特性。土地環(huán)境污染并不像大氣環(huán)境污染和水污染那樣使得人類有直接的感官反應(yīng),讓人類識(shí)別土地環(huán)境污染變得非常困難。而隨著人類環(huán)境衛(wèi)生意識(shí)的增強(qiáng)及其對(duì)食品安全監(jiān)督管理工作的重視,承載人類家園的農(nóng)田及其栽培經(jīng)濟(jì)作物的農(nóng)村生產(chǎn)土地,遭受環(huán)境污染程度直接關(guān)系著人們的生活水平。2016年,國(guó)務(wù)院政府辦公室頒布了《土地污染防控行為規(guī)劃》,明確了進(jìn)行土地環(huán)境監(jiān)測(cè)等新技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)制定、建立國(guó)家土地環(huán)境監(jiān)測(cè)能力、建立我國(guó)土地環(huán)境監(jiān)測(cè)服務(wù)網(wǎng)絡(luò)、深入開展我國(guó)生態(tài)環(huán)境質(zhì)量調(diào)查、定期對(duì)國(guó)家重點(diǎn)監(jiān)管公司和工業(yè)園區(qū)的周邊環(huán)境進(jìn)行檢測(cè)等工作任務(wù)。為此,我國(guó)啟動(dòng)了全面摸清土地環(huán)境污染狀況的具體行動(dòng)規(guī)劃,先后推進(jìn)了我國(guó)農(nóng)用地土壤環(huán)境污染現(xiàn)狀詳查和重要行業(yè)企業(yè)土地污染現(xiàn)狀詳查工作,并分別在2018年和2020年底前完成了相應(yīng)的工作規(guī)劃。
在20世紀(jì)70年代以前,中國(guó)土地環(huán)境污染只產(chǎn)生在局部地區(qū),且主要為點(diǎn)源環(huán)境污染[1]。但由于國(guó)民經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展,迅速建立的連片工業(yè)區(qū)、使得垃圾日益增多,而且不斷積聚在土地中,久而久之,生態(tài)環(huán)境的壓力越來(lái)越嚴(yán)峻,甚至發(fā)生了大規(guī)模的區(qū)域性環(huán)境污染情況,嚴(yán)重危害著生態(tài)環(huán)境質(zhì)量。土壤污染類型存在多樣性,如果按照污染性質(zhì)劃分,可以把土壤污染類型分成高放射性活度物質(zhì)污染、次生物污染、低有機(jī)質(zhì)污染、高重金屬污染等。
土壤生物學(xué)環(huán)境污染,是指細(xì)菌、寄生蟲等危害生物進(jìn)入土壤環(huán)境,損害土壤生態(tài)系統(tǒng),造成土壤環(huán)境品質(zhì)的降低。造成土壤生態(tài)環(huán)境污染的主要原因,是人畜排泄物、工業(yè)污水、醫(yī)療垃圾等。這些污水中含有痢疾細(xì)菌、肝炎病毒、傷寒桿菌蛔蟲等多種致病細(xì)菌,有些細(xì)菌可以自然凈化,甚至消失,但也有一些細(xì)菌會(huì)在土壤中大量滋生,對(duì)土壤和環(huán)境造成破壞,嚴(yán)重影響作物的生長(zhǎng)。如果人們吃了被污染的土地上生長(zhǎng)的農(nóng)作物,很有可能會(huì)對(duì)人體造成間接的傷害,甚至是直接接觸到被污染的土地,都有可能引發(fā)一些疾病,對(duì)人體的健康造成危害。在土壤中,病原蟲和蠕蟲在土壤中的分布最為普遍,據(jù)統(tǒng)計(jì),全世界至少有10.5%的人感染過一種或多種寄生蟲[2]。
土地中有機(jī)合成污染物的重要來(lái)源為染料、噴涂、塑膠生產(chǎn)、化工廠垃圾、殺蟲劑等,其中殺蟲劑是最重要的有機(jī)合成環(huán)境污染產(chǎn)物。而土地殺蟲劑污染物通常有兩種,分別為有機(jī)合成磷和有機(jī)氯殺蟲劑,另外土地中有機(jī)合成污染物還涉及一些持久性的有機(jī)合成污染物,包括多環(huán)芳烴、磺酰脲類除草劑、有機(jī)磷類殺蟲藥等??梢源_定的是,在農(nóng)作物生產(chǎn)中,化學(xué)農(nóng)藥的影響很大,并具體反映到了作物病蟲害防控等方面,能夠提升農(nóng)民的經(jīng)濟(jì)效益,但是,在具有這些效益的同時(shí),過量的化學(xué)殺蟲劑又給農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境造成了很大壓力,使其面臨著巨大的農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境問題。被殺蟲劑長(zhǎng)時(shí)間污染的土地會(huì)產(chǎn)生顯著的酸化現(xiàn)象,同時(shí)其土地營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)也會(huì)大幅缺乏,土地的生態(tài)活力也會(huì)減弱,不利于土壤中微生物的成長(zhǎng),從而導(dǎo)致土地空隙率減少,極易產(chǎn)生土地板結(jié)。
但由于該指數(shù)具有一些限制性因素,它可以表現(xiàn)出其在土地中的豐富程度,而無(wú)法把植物中有機(jī)質(zhì)污染物的含量和生態(tài)危險(xiǎn)性合理預(yù)測(cè)起來(lái)。土地中有機(jī)污染物的賦存形狀,直接決定著其遷移轉(zhuǎn)化能力和生態(tài)有效性,所以了解土壤有機(jī)污染物賦存形狀便成了關(guān)鍵。所以,土地有機(jī)污染物的賦存形狀也是評(píng)價(jià)土地和作物中有機(jī)污染物風(fēng)險(xiǎn)的關(guān)鍵。因?yàn)檫@一類污染的化學(xué)組成有著很大的危害性和復(fù)雜性,且危害性很大,在水土環(huán)境治理中應(yīng)優(yōu)先控制這一類的環(huán)境污染產(chǎn)物。正基于此,必須妥善處理?yè)]發(fā)性的有機(jī)污染物,以保證水土環(huán)境及生態(tài)安全性。
土壤重金屬污染的產(chǎn)生因素,主要為環(huán)境中重金屬污染及其物質(zhì),其來(lái)源廣泛,包含汽車尾氣以及礦山、化學(xué)、金屬加工、冶金等產(chǎn)業(yè)所排出的污水、廢氣、工業(yè)廢渣,此外還有殺蟲劑和肥料等。重金屬污染對(duì)環(huán)境有很大的危害,通常來(lái)講,環(huán)境污染元件主要包含鎘、鈷、鉛、錳、銅等。植物和動(dòng)物大量富集環(huán)境中的重金屬,會(huì)對(duì)人體和動(dòng)物的健康產(chǎn)生一定的影響,從而引起骨痛病、水俁病和腫瘤等。特別是鉛對(duì)人體的健康有很大的危害,尤其是會(huì)損害人體的骨髓、神經(jīng)系統(tǒng)等。而另外對(duì)身體危害很大的還有三價(jià)鉻和六價(jià)鉻,三價(jià)鉻具有致畸致殘的風(fēng)險(xiǎn),而六價(jià)鉻的身體危害性則比它更甚,最嚴(yán)重的時(shí)候甚至?xí)?dǎo)致鼻咽癌和肺癌[3]。
土壤重金屬濃度過高會(huì)直接危害到糧食作物的健康生長(zhǎng),并使得其產(chǎn)品質(zhì)量降低。而土壤重金屬濃度過高的土地,根本就無(wú)法保障糧食作物的健康成長(zhǎng),在這個(gè)狀況下,其生產(chǎn)品質(zhì)也勢(shì)必大打折扣。如過多的鎘出現(xiàn)于在地中會(huì)危害糧食作物的光合強(qiáng)度,使其葉綠酸濃度降低,進(jìn)而致使作物失綠,生物酶活力降低;過多的鉛出現(xiàn)在土地中則會(huì)危害糧食作物的健康長(zhǎng)成,進(jìn)而致使產(chǎn)品質(zhì)量降低;過多的汞出現(xiàn)于土地中也會(huì)產(chǎn)生有毒物質(zhì),而這些物質(zhì)都會(huì)危害到土地中的細(xì)菌活性,不但減少了農(nóng)田土壤肥力,而且不利于糧食作物的茁壯生長(zhǎng)與發(fā)育。
由于國(guó)民經(jīng)濟(jì)和科技的快速發(fā)展,科學(xué)、地理、醫(yī)學(xué)、工農(nóng)業(yè)等領(lǐng)域也迎來(lái)了快速發(fā)展,這同時(shí)也表明了更多的放射性污染物開始進(jìn)入到了土地中。人類一般可以把土地的放射性污染產(chǎn)物源分成兩種,分別為天然資源和人造資源。雖然目前,人類還未發(fā)覺自然界中放射核素對(duì)人類的生命具有危險(xiǎn),但可以說明土地放射性污染大部分都是由人為原因所引起的,包括開采、冶煉、核事故等。但是,一旦被輻射污染,或者被其他放射性物質(zhì)污染,那么土壤就。土壤中常見的放射性核素為 131 I、240 Pu、90 Sr、134 Cs、137 Cs。
一般來(lái)說,輻射污染是一種非常隱蔽的物質(zhì),一旦進(jìn)入到土壤中,就很難被發(fā)現(xiàn),并且由于放射性物質(zhì)的持續(xù)時(shí)間是0.5%,隨著輻射的不斷累積,這種輻射會(huì)破壞土壤的生態(tài)平衡,導(dǎo)致土壤發(fā)生變異,土壤中的植物也會(huì)受到輻射污染。而這種植物通過食物鏈直接傳播到人類,就會(huì)對(duì)人類健康產(chǎn)生極大的不良影響,而更重大的這種不良影響就會(huì)遺留給人類后代。氡子體的輻射風(fēng)險(xiǎn)超過了人體的總輻射風(fēng)險(xiǎn),是一種主要的致癌物,氡已經(jīng)成為引起肺癌的主要原因[4]。
綜上所述,中國(guó)土壤污染的主要特點(diǎn)如下:
(1)一旦發(fā)生嚴(yán)重土壤污染,較難恢復(fù)生產(chǎn),單靠切斷主要污染源也無(wú)濟(jì)于事。
(2)由于重金屬污染物質(zhì)長(zhǎng)期無(wú)法降解,也就意味著如果土地上遭受重金屬污染物質(zhì),在短期內(nèi)基本上是不可逆的土地破壞,而且必須花費(fèi)很久時(shí)間才能慢慢消除。
(3)土壤污染存在著不均勻性。各地土質(zhì)特點(diǎn)有所不同,而物質(zhì)在土中的移動(dòng)也不是有規(guī)則的,而且移動(dòng)緩慢,所以在土質(zhì)中污染并不均勻。
(4)和大氣、水體一樣,由于土地的污染物質(zhì)比較難轉(zhuǎn)移、擴(kuò)散和稀釋,所以其污染物質(zhì)會(huì)持續(xù)累積,并逐步擴(kuò)大。
(5)土污染有隱蔽化和滯后性,因此很難從土壤污染一開始就判斷污染性質(zhì),因此一般都是在污染后才做相應(yīng)的檢驗(yàn)判斷其特性。
針對(duì)中國(guó)土壤污染日趨嚴(yán)重的問題,以及有關(guān)中國(guó)土壤污染問題的監(jiān)測(cè)方法國(guó)內(nèi)外許多研究者都進(jìn)行了大量研究。當(dāng)前對(duì)土壤污染的檢測(cè)方式,大多是針對(duì)土壤中的重金屬和有機(jī)質(zhì)進(jìn)行分析。
常規(guī)的方法是電化學(xué)法、分光光度法、ICP-AES法、ICP-AES法、ICP-MS法、ICP-MS法、X-熒光光譜法、原子熒光法、分子吸收光譜法等。田媛等于2001年利用ICP-MS法,對(duì)不同地區(qū)不同地區(qū)的土壤進(jìn)行了不同的重金屬元素(Cd、As、Hg)的測(cè)定,并比較了不同土壤中不同微量元素的含量差異。王天順等在2006年利用石墨爐的分子吸收光譜技術(shù),對(duì)土壤中鎘、鉛進(jìn)行了定性和空間分割,驗(yàn)證了該方法的準(zhǔn)確性和檢測(cè)極限,同時(shí)也得到了Cd、Pb元素的對(duì)應(yīng)變異系數(shù)。
關(guān)于土壤中的有機(jī)質(zhì),方法上一般有反射干擾光譜法、離子色譜法、熒光及其傳感器法、有效液相色譜法、化學(xué)氣相色譜法、分光光度法等。直到目前,GC是最受政府重視的一種主要方法,GC是一種常用的方法,GC通常和質(zhì)譜結(jié)合使用,綜合了頂空、吹掃、收集等多種預(yù)處理方法,對(duì)VOCs進(jìn)行定量分析。王琳利用吹掃-收集GC技術(shù),對(duì)土壤中的二十多種揮發(fā)性有機(jī)物進(jìn)行了分析,并采取了優(yōu)化的吹掃時(shí)間和環(huán)境溫度等技術(shù)參數(shù),使用2g土壤,目標(biāo)物質(zhì)方法的檢出限介于0.02-1.00μg/kg,檢測(cè)結(jié)果的精密性和加標(biāo)問卷回收率都相當(dāng)高。該研究成果證實(shí)了所采用的檢測(cè)方式是具備可行性的。鐘巖通過靜態(tài)頂空進(jìn)樣技術(shù)對(duì)土壤試樣進(jìn)行了預(yù)處理,采用GC-MS法測(cè)定了37種揮發(fā)性有機(jī)物,通過計(jì)算得到的最小濃度值在0.39-1.76μg/kg之間,添加后的平均回收率為6.98%-111.2%,RSD平均值為3.1%-10.0%,操作簡(jiǎn)單,分析時(shí)間短,靈敏度高。采用靜壓頂空-氣態(tài)聯(lián)用與捕集-氣相色譜/MS聯(lián)合測(cè)定土壤中的揮發(fā)性有機(jī)物,在全球都是使用得最為普遍的VOCs測(cè)定方法。
在進(jìn)行土壤環(huán)境監(jiān)測(cè)前,首先要對(duì)土壤環(huán)境進(jìn)行全面的研究,由于土壤與多種因素之間存在著緊密的聯(lián)系,因此要盡可能搜集和了解這一地區(qū)的自然狀況,以便更好地獲得土壤環(huán)境監(jiān)測(cè)結(jié)果。挖掘出相應(yīng)的環(huán)境信息,以便更好地進(jìn)行相應(yīng)的土壤質(zhì)量監(jiān)測(cè),從而達(dá)到更好的效果。
取樣工作是土地品質(zhì)檢測(cè)整個(gè)過程中必不可少的步驟,由于取樣影響檢測(cè)的準(zhǔn)確度,所以必須要重視對(duì)取樣的關(guān)注度。首先,土地品質(zhì)檢測(cè)的取樣分工要清楚,整個(gè)取樣環(huán)節(jié)要統(tǒng)一技術(shù)和業(yè)務(wù)流程,標(biāo)準(zhǔn)化取樣方式,必須配備完善的取樣設(shè)施并保持其整潔性,避免交叉污染,必須有效實(shí)施現(xiàn)場(chǎng)空白、現(xiàn)場(chǎng)平行等質(zhì)控措施,并且還必須配置有經(jīng)驗(yàn)的土地品質(zhì)監(jiān)測(cè)人員并對(duì)取樣人員能力實(shí)施有效考核。其次,在土地質(zhì)取樣中,還必須在有針對(duì)性的地方選擇合適的取樣布點(diǎn)方式,即可以代表整片地方的整體狀況,并且嚴(yán)格記錄所采集地區(qū)的取樣信息內(nèi)容。最后,要充分考慮對(duì)各種污染實(shí)行各種采樣深度,并選擇適當(dāng)?shù)娜臃椒ê腿萜鞑牧蠈?shí)施對(duì)土地的采集。取樣方法按照環(huán)境監(jiān)測(cè)的實(shí)際需要實(shí)施各種方法的收集,如VOCs的土地樣本就應(yīng)該單獨(dú)收集,以減少對(duì)其他原因所產(chǎn)生的影響;而其他類型的土地監(jiān)測(cè)則必須將樣品轉(zhuǎn)送到廣口罐中并加以密封貯存,要裝滿和壓實(shí)。
(1)標(biāo)本保管。土壤標(biāo)本的保存應(yīng)遵循行業(yè)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn),包括現(xiàn)場(chǎng)臨時(shí)存放、標(biāo)本轉(zhuǎn)送、標(biāo)本試驗(yàn)中存放等。根據(jù)檢驗(yàn)項(xiàng)目選用適當(dāng)?shù)姆椒?,但必須保證樣品的品質(zhì),最常用的方法是在樣品桶內(nèi)加入適當(dāng)?shù)谋Wo(hù)劑,并對(duì)樣品的實(shí)際取樣時(shí)間、樣品保存日期等進(jìn)行記錄。在傳送樣品時(shí),盡量降低環(huán)境對(duì)樣品的干擾,必須在保溫桶中通過冷凍方法幫助其保持效果,或者使用溫度控制方法在四攝氏度的黑暗環(huán)境保存,以同時(shí)減少對(duì)紫外線的干擾。
(2)取樣流轉(zhuǎn)。在試樣裝運(yùn)之前,由抽樣校核員對(duì)標(biāo)記、現(xiàn)場(chǎng)位置信息、記錄數(shù)據(jù)進(jìn)行逐項(xiàng)檢查,便于事后審查。在運(yùn)輸過程中,應(yīng)采取適當(dāng)?shù)拇胧?,防止損壞、沾污和混雜,并將其及時(shí)送達(dá)樣品準(zhǔn)備地點(diǎn),以確保交接工作的順利進(jìn)行。在樣品轉(zhuǎn)移時(shí),最重要的是要保證樣品的真?zhèn)?,不被其他材料所替代和污染,檢測(cè)運(yùn)輸、貯存、取樣數(shù)量、交接流程等。在運(yùn)輸期間,也要有空載試樣裝置,以便進(jìn)行品質(zhì)管理,降低取樣誤差。
鑒于土地的廣泛應(yīng)用特點(diǎn),造成對(duì)其環(huán)境污染的可能性大大增加,而采樣處理方式以及對(duì)土壤污染的分析也多種多樣,因此針對(duì)不同的檢測(cè)要求,也給出了土壤污染的處理方式。加強(qiáng)對(duì)土壤試樣經(jīng)過風(fēng)干、粗磨、粉碎、篩選、混勻、收縮、分包等細(xì)致的生產(chǎn)過程的品質(zhì)管理。為了防止交叉污染,本工藝的設(shè)計(jì)可以滿足不同顆粒尺寸均勻的土樣。在采樣生產(chǎn)中,土壤樣品的起始濃度要維持不變,而在有機(jī)物質(zhì)的測(cè)定中,要注意樣品的保質(zhì)期。
對(duì)土壤樣品進(jìn)行檢測(cè)時(shí),應(yīng)按照事先確定的檢測(cè)方法進(jìn)行,采用不同的檢測(cè)方法時(shí),應(yīng)按照技術(shù)規(guī)范選擇最適合的檢測(cè)方法,并嚴(yán)格執(zhí)行質(zhì)量控制、曲線檢測(cè)、精密度和精度監(jiān)測(cè)。如果采用非規(guī)范的方法,為了確保數(shù)據(jù)的穩(wěn)定性,必須嚴(yán)格按照標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定來(lái)確定。
雖然中國(guó)土壤已經(jīng)具備了一定的自凈能力,但是如果中國(guó)土壤所攜帶的污染超出了它可以自凈的最大范圍,土壤污染問題仍然會(huì)存在,尤其不利于中國(guó)經(jīng)濟(jì)社會(huì)的發(fā)展。為了更好地處理當(dāng)前中國(guó)土地環(huán)境污染問題,當(dāng)前土壤環(huán)境污染防御工作的重心應(yīng)為研發(fā)土壤環(huán)境監(jiān)測(cè)方法與技術(shù)。對(duì)環(huán)境監(jiān)測(cè)工作人員來(lái)說,土壤檢測(cè)方法才是技術(shù)基礎(chǔ),只有建立健全的土壤環(huán)境監(jiān)測(cè)方法與管理體系,提高土壤環(huán)境監(jiān)測(cè)技術(shù),提高檢測(cè)的科學(xué)化、規(guī)范化、準(zhǔn)確率,才能保證環(huán)境評(píng)價(jià)結(jié)論的客觀性與合理性,從而了解真正的生態(tài)環(huán)境,并切實(shí)進(jìn)行生態(tài)環(huán)境監(jiān)督。