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西安城市土壤生态环境评析
2015-09-18 16:02:46 来源:新西部杂志

本文为陕西省教育厅科学研究项目(14JK1180),陕西学前师范学院科研基金项目(2013JK056)

(陕西学前师范学院环境与资源管理系 陕西西安 710061)

【摘 要】文章评价了西安市城市土壤生态环境污染现状,已经有各类无机污染物和有机污染物的富集。有针对性地提出西安市土壤生态环境可持续发展的方略:完善与制定相应的城市土壤质量标准;采取有效措施切断城市土壤污染源;采用各种技术修复污染土壤,控制污染程度。

【关键词】国际化大都市;土壤生态环境

一、西安市土壤生态环境建设的重要性

2009年6月25日,国务院新闻办正式批准关中天水经济区的成立,作为关中天水经济区的重要组成部分与带动极,西安市“打包”获批一系列优惠政策,包括国家统筹科技资源示范基地、综合保税区、大量增开国际航线、国家加大财政、大项目支持力度、投资引导等;更为重要的是国务院批复赋予西安市一个全新定位,即国际化大都市。

在我们全面建成小康社会的关键时期,古都西安被确定为全国为数不多的少数几座建设成为国际化大都市的城市之一。这对于西安市的未来发展而言既是一个机遇也是一个挑战。在西安市国际化大都市的建设过程中,做好城市生态环境的保护、治理与建设,是西安市国际化大都市建设的重要组成,这既是一个基础工作,也是不可或缺的重要环节。[1]

城市生态环境质量是国际化大都市建设的重要标准,而城市土壤承担着重要的城市生态功能和经济功能,是保护城市生态环境的重要屏障,城市土壤生态环境与城市大气环境、水环境、植被覆盖等方面均具有重要的关联性,关系到城市生态环境质量和人类居住环境优劣及身体健康。因此,建设优良的城市土壤生态环境是西安市建设成为国际化大都市的重要任务之一,对于西安市全面建成小康社会具有重要意义。

二、西安市土壤生态环境现状特征

随着西安市城市化进程的不断推进,城市化水平不断提高,城市人类活动密集度加大,与此同时,也对西安市的土壤生态环境带来一定压力,西安市土壤出现“退化”,表现出城市土壤物理化学性状的改变,土壤污染物的富集等。

1、西安市土壤无机污染的特征

西安城市土壤环境中已经累积一定程度的重金属污染物。刘俊等对西安市道路路域土壤的研究表明,[2]西安市道路路域土壤已经受到不同程度的重金属污染,表层土壤中 Cd、Cu、Pb 和 Zn 等重金属含量已经超过陕西省土壤背景值,重金属累积受交通量的影响较大;西安市路域土壤存在潜在的生态风险。陈景辉等研究发现西安市路边土壤中有多种重金属元素富集,[3]其平均含量均高于相应的陕西土壤背景值;同时西安市城市土壤总体上存在中等程度的潜在生态风险,其中Cu、Pb、Zn的累积多,富集程度高,属于轻度污染水平,As、Mn、Ni的累积程度相对低,无污染,Co、Cr的污染水平为轻度污染;多元统计分析表明,西安市道路土壤中这些重金属的来源不同,其中As、Mn、Ni主要为自然源,Cu、Pb、Zn主要来自于交通源,Co、Cr主要来源与工业生产活动。西安市不同公园的土壤[4-8]中的重金属污染程度存在一定差异。如兴庆宫公园总体上为中度污染水平,存在轻微程度的潜在生态危害。革命公园土壤中元素Cu、Zn、Cd、Cr、Ni则具有中度污染,其中Pb的污染程度最重。长乐公园土壤已经达到中度污染水平,其中Cd污染最严重,存在一定程度的Pb污染。城墙内各公园土壤中Cu、Ni、Zn整体达到中度污染水平,其中Cu污染最为严重,未受到Ni污染。西安西郊工业区土壤也存在一定程度的重金属污染,[9]认为西安市工业区的土壤重金属污主要受工业活动、废气排放、农业活动、大气沉降和煤燃烧等人类活动的影响。西安市郊区农田土壤也存在不同程度的Hg、Cd污染,[10]局部也存在较为严重的Zn污染,可能与工业排污有关。

对西安市不同功能区的土壤重金属污染对比,并与相应的背景值做比值得到各元素的单项污染指数。对于元素Cd,公园土壤几乎未受到污染,郊区土壤受到中度污染,道路土壤受到了重度污染。对于元素Cr,公园土壤的单项污染指数小于1,未受到污染;道路土壤、工业区土壤、郊区土壤的单项因子污染指数分别为1.36、1.39、1.24,均为轻微污染,工业区土壤中Cr的累积最为严重。对于元素Cu,工业区土壤与郊区土壤的单项污染指数分别为1.51和1.43,均为轻微污染,道路土壤受到的污染最为严重,单项因子污染指数为2.49,为轻度污染。对于元素Ni,道路土壤的单项因子污染指数为0.99,未受到污染,工业区和郊区土壤的单项因子污染指数分别为1.02、1.58,均为轻微污染,郊区土壤受到的Ni污染最严重。对于元素Pb,四个功能区的单项因子污染指数由小到大为郊区、工业区、公园、道路,它们的单项因子污染指数分别为2.41、3.02、3.78、4.05,其中郊区土壤受到轻度污染,其余三个功能区均受到中度污染,道路土壤Pb污染最重,与土壤Pb主要来源于交通(如汽油燃烧废弃物、汽车行驶磨损等)相符合。对于元素Zn,郊区土壤的单项因子污染指数为1.00,几乎未受到污染,道路和工业区的单项因子污染指数分别为1.78和1.93,均为轻微污染,工业区的土壤Zn污染最重。

2、西安市土壤有机污染的特征

城市土壤环境中有机污染物的浓度会随着城市社会经济发展水平的提高不断增加,对内分泌产生干扰作用,进而对人体健康产生威胁。根据周变红等的研究结论,[11]西安市土壤环境中有机污染物——多环芳烃类的污染物有16种,总浓度的范围为125—9057ng/g,平均浓度为2727ng/g,主要以4环、5环为主,西安市土壤中多环芳烃类的污染物荧蒽的浓度最高,为420ng/g,其次为芘,浓度为333ng/g,二氢苊和芴的浓度最低,均为11ng/g。并且工业区的浓度最高,其次为文教区,绿化区次之,郊区再次之,农村地区土壤中的多环芳烃浓度最低。

参照《土壤环境质量标准修订(GB15168—2008)》中土壤有机污染物环境质量第一级标准、第二级标准值中居住用地的标准值,将西安市土壤中多环芳烃类污染物浓度与其相比,发现相对于第一类标准值,西安土壤多环芳烃类有机污染物的浓度均高于标准值,比值范围介于2.2—42.6之间,比值最高的是茚并[1,2,3-cd]芘,其次为芘,比值最低的是二氢苊和芴。相对于第二类标准值而言,西安土壤多环芳烃类有机污染物的浓度均低于标准值,比值范围介于0.0022—0.546之间,比值最高的是䓛,其次为苯并[a]芘,再次为茚并[1,2,3-cd]芘,比值最低的是二氢苊和芴。

三、西安市土壤生态环境可持续发展的方略

城市土壤是城市生态环境的保护屏障,国际化大都市建设背景下西安市土壤环境的建设压力随着上升,应采取多种措施防治城市土壤污染的加重,保证西安市城市土壤环境的可持续发展。

1、完善与制定相应的城市土壤质量标准

建立与健全完善的土壤生态环境保护的法律法规体系和土壤环境质量标准是城市土壤生态环境可持续发展的必要条件。目前,我国已经加快了城市土壤生态环境的法律法规建设,2014年2月环保部发布《污染场地土壤修复技术导则》等5项标准,4月通过的《环境保护法》修订案增加了土壤修复的内容,《土壤污染防治法》被列为全国人大第一类立法计划项目,《土壤污染防治行动计划》获环保部原则通过,5月环保部发布《关于加强工业企业关停、搬迁及原址场地再开发利用过程中污染防治工作的通知》,国土资源部发布《土地整治蓝皮书》,10月《土壤污染防治法》形成建议稿,11月环保部发布《工业企业场地环境调查评估及修复工作指南(试行)》。对于西安市而言也应顺应全国生态环境建设的需要,继续加强本市的土壤生态环境法律法规的建设。另外城市土壤环境质量标准的缺失一直是我国城市土壤生态环境评价的“门槛”,未来应该加强该领域的研究,确立西安市相应的城市土壤环境质量标准。

2、采取有效措施切断城市土壤污染源

第一,城市土壤生态环境中的污染物富集与城市带环境有必然的联系,大气干湿沉降是城市土壤重金属的主要来源之一,因此减少城市大气环境中的重金属就可以减少城市土壤中重金属的富集,因此可以继续采用推行无铅汽油、治理大气环境等措施切断城市大气污染物向城市土壤环境的迁移。

第二,城市中的工业生产活动是城市土壤重金属的重要来源,因此城市规划中应合理布局工业企业,将有污染的工业企业向城市外围迁移,严格控制工业生产过程中重金属元素的排放,妥善处理工业废弃物,禁止随意堆放以避免废弃物中的重金属元素向大气环境、土壤环境和水环境的迁移转化。

第三,城市垃圾也是城市土壤重金属的来源之一,因此也应采取恰当的措施治理城市垃圾。区分含有重金属元素的垃圾与普通垃圾,如各种电子产品应与其它垃圾分开等,将含有重金属元素的垃圾与其它类别的垃圾分开处理,禁止焚烧、填埋含有重金属元素的垃圾

第四,统计表明80年代我国耗煤量为每年6×108t左右,每年有1.2×107t颗粒物及有害物质进入大气,这些颗粒物常常含有大量的重金属,最终这些重金属元素进入到城市土壤。城市燃煤尤其是冬季采暖大量煤炭燃烧是城市土壤重金属累积的主要来源之一,因此,有必要调整西安市的能源结构与能源供给方式,减少能源结构中煤的比例,使用替代能源,发展新的技术,集中供暖。

3、采用各种技术修复污染土壤,控制污染程度

西安市的土壤已经受到各种有机污染物和无机污染物的污染,在污染严重的地方应采取恰当的修复措施进行土壤修复。目前常用的土壤修复方法有生物修复、化学修复、物理修复,应根据各污染场地的情况选择适宜的修复技术。目前,生物修复污染土壤的优势比较明显,因为种植绿色植物一方面可以覆盖城市土壤,减少土壤扬尘的机会,净化空气,治理污染;另一方面还可以美化城市景观。因此可以根据城市土壤的重金属元素的种类有目的地选择植物种类合理搭配,从而切实有效地从根源上修复城市土壤中的重金属污染。

【参考文献】

[1]朱士光.西安在建设国际化大都市进程中的生态环境问题与主要应对方略[J].长安大学学报(社会科学版),2010,12(4):11-15.

[2]刘俊.西安市城市道路路域土壤重金属污染状况研究[D].长安大学,2013年.

[3]陈景辉.西安城市路边土壤重金属污染与天然放射性水平研究[D].陕西师范大学,2011年.

[4]孙先锋,徐甜甜,董亚朋等.西安市兴庆宫公园土壤中重金属含量研究及污染评价[J].城市环境与城市生态,2012,25(1):28-30.

[5]徐甜甜,孙先锋,沈旭丰,等.西安市革命公园土壤重金属含量及污染评价[J].西安工程大学学报,2011,4:523-526.

[6]孙先锋,吕小明,孙鹏.西安市长乐公园土壤重金属测定及分析评价[J].西安工程大学学报,2008,6:339-342.

[7]孙先锋,徐甜甜,王敏,等.西安市城墙内公园土壤重金属含量水平及污染评价[J].城市环境与城市生态,2011,3:1-4.

[8]康丹.西安城市公园不同粒径土壤中重金属污染研究[D].陕西师范大学,2010.

[9]LiX.P.,FengL.N..Spatialdistribution of hazardous elements in urban topsoils surrounding Xi’anindustrial areas,(NW,China): Controlling factors and contamination assessments[J].Journalof Hazardous Materials,2010,174:662-669.

[10]张丽.西安市未央区土壤重金属污染状况的调查分析[J].农业环境与发展,2007,(3):103-105.

[11]周变红,张承中,王格慧.西安城区大气中多环芳烃的季节变化特征及健康风险评价[J].环境科学学报,2012,32(9):2324-2331.

【作者简介】

陈秀端,女,山西襄汾人,副教授,博士,研究方向:区域环境安全.

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