（环境科学专业论文）彭州市土壤污染防治技术的研究.pdf

彭州市土壤防治技术的研究 土壤防治研究区的土壤质量有了一定的改善，土壤中重金属的含量有所减少， 氮磷及其有机质的含量相比于背景值有了一定的调整。 关键词：植物修复重金属有机污染土壤肥力 i l 四川师范大学硕士学位论文 p e n g z h o u s o i lp o l l u t i o nc o n t r o lt e c h n o l o g yr e s e a r c h a b s t r a c tl6 0 m uf a r ml a n d ，o fw h i c ht h es o i lw a ss e r i o u s l yc o n t a m i n a t e d b yh e a v ym e t a l s ，o r g a n i cp o l l u t a n t s ，a n da l o n gw i t hp a c k i n gp r o b l e m sa n dl o w e f f e c t i v eo ff e r t i l i z e r sp r o b l e m s ，w a sc h o s e na st h ea n t i p o l l m i o nt e c h n o l o g ys t u d y s a m p l e t or e s o l v et h o s ep r o b l e m s ，w ef u l l yu s el o c a lr e s o u r c e st om a k ear e c o v e r y m e a s u r eb ys o l is e l f - p u r i f i c a t i o nc o m b i n e dw i t hb i o r e m e d i a t i o n t h ew h o l es a m p l ef a r ml a n dw a sd i v i d e di n t o4s u bs a m p l e s e a c hw i t ha na r e a 15 0 m u ，a n dn a m e ds a m p l ea ，b ，c ，do fw h i c hs a m p l edw i l lt a k ea sr e f e r e n c e o b j e c t s a m p l ed w i l lt a k eu s eo f f r e e p o l l u t a n tp l a n t i n gs k i l l ，a n dn or e q u i r e m e n to f c r o p s ( - - ) m e a s u r eo n e ：f o rh e a v ym e t a l sp o l l u t a n t sp r o b l e m ；w ei n t e r p l a n tt h e a g a r i c u s b i s p o r u sa n dc u c u m b e r c o n s i d e r i n gt h ea g a r i c u s b i s p o r u si sv e r y s e n s i t i v et ot h et e m p e r a t u r e ，g r e e n h o u s ec u l t i v a t i o nm a yb en e e d e df o r s o m ec o l dw i n t e rp l a c ea n dh o w e v e rt h i sk i n do fc u l t i v a t i o nc a n tb e g u a r a n t e e de v e r y w h e r e ，t h u s ，w ea l s op r e p a r e da na l t e r n a t i v ec h o i c e f l o w e r p l a n t i n g ( - - ) m e a s u r et w o ：f o rp a c k i n gp r o b l e m sa n dl o we f f e c t i v eo ff e r t i l i z e r s p r o b l e m s ，w eu s ep a mi n t h er a p ef i e l da n dt a k es t r a wr e t u r n i n gt o i m p r o v et h es o i lq u a l i t y ( - - ) m e a s u r et h r e e ：f o r t h e h e a v yo r g a n i cp o l l u t a n t s ，w eu s ef e r m e n t f e r t i l i z e r - e ms k i l li nt h ev e g e t a b l ef i e l dt or e s o l v et h i sp r o b l e m s ( 四) f o rs o m em i c r op o l l u t a n tr e s o u r c e ，w er i s et h ep r i n c i p l eo fb i o d i v e r s i t yt o r e s o l v et h i sp r o b l e m a n dt h i sa l s oc o n f i r m st ot h ep r i n c i p l eh i g hg a i nw i t h s m a l l e s ti n v e s t m e n t ( 五) r e s e a r c h i n ga n t i p o l l u t a n tt e c h n o l o g y , t r a i n i n g s k i l l e d p e r s o n a n d p r o v i d i n gt e c h n o l o g ys u p p o ac a nh e l pw i d e l ys p r e a dt h ea n t i p o l l u t a n t p l a n t i n gw a y sa n dm o r ea r e ao fp o l l u t a n ts o i lc a nb et r e a t e d a c c o r d i n gt oo u rs i t ec o n v e ya n dm o n i t o rd a t aa n a l y s i s ，t h o s em e a s u r e sw o r k s t h es o i l q u a l i t yi si m p r o v e d ；t h er a t i o o fh e a v ym e t a l sd e c r e a s e d ；t h er a t i o no f i l l 彭州市土壤防治技术的研究 n i t r o g e na n dp h o s p h o r u si nt h eo r g a n i cm a t e r i a l si sa d j u s t e da g a i n s tt h er e f e r e n c e k e yw o r dp h y t o r e m e d i a t i o nh e a v ym e t a l so r g a n i cp o l l u t i o n s o i l f e r t i l i t y i v 彭州市土壤防治技术的研究 四川师范大学学位论文独创性及 使用授权声明 本人声明：所呈交学位论文，是本人在导师塞造麴攫指导下，独立进行 研究工作所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不含任何其 他个人或集体已经发表或撰写过的作品或成果。对本文的研究做出重要贡献 的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本声明的法律结果由本人承担。 本人承诺：已提交的学位论文电子版与论文纸本的内容一致。如因不符 而引起的学术声誉上的损失由本人自负。 本人同意所撰写学位论文的使用授权遵照学校的管理规定： 学校作为申请学位的条件之一，学位论文著作权拥有者须授权所在大学 拥有学位论文的部分使用权，即：1 ) 已获学位的研究生必须按学校规定提交 印刷版和电子版学位论文，可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据 库供检索；2 ) 为教学、科研和学术交流目的，学校可以将公开的学位论文或 解密后的学位论文作为资料在图书馆、资料室等场所或在有关网络上供阅读、 浏览。 本人授权中国科学技术信息研究所将本学位论文收录到中国学位论文 全文数据库，并通过网络向社会公众提供信息服务。 ( 保密的学位论文在解密后适用本授权书) 学位论文作者签名：碰徊雹 导师签名： 签字日期：砂f d 年z 月7 日 签字日期：砂力年6 月日 四) t i n 范大学硕士学位论文 1 前言 土壤污染是指因为人类的活动而产生的污染物进入土壤并积累到一定程 度，引起土壤环境质量恶化，对生物、水体、空气和人体健康产生危害的现象。 当前，随着我国工农业生产的发展，工业污染以及农田大量施用化肥和农 药等，给土壤带来了不同程度的威胁。对土壤资源的合理利用与保护、污染防 治和修复技术的开发与应用，已成为农村环境保护的迫切需要。 近2 0 年来，随着工业化和城市化的迅猛发展，工业“三废 的大量排放和 农用化学品使用的不合理导致我国土壤一作物系统污染有日益加重的趋势。据最 新统计，我国目前受污染的耕地占现有耕地总面积的1 6 ，面积近2 0 0 0 万公顷， 其中由于工业“三废所造成的土壤污染达到了1 0 0 0 万公顷，使粮食减产达 1 2 0 亿公斤；农用化学品污染农地面积约8 7 0 万公顷，减产粮食1 0 0 亿公斤年； 农田污灌面积已达1 3 0 多万公顷，全国灌水污染减产粮食1 2 。5 亿公斤年。综 合起来，因土壤污染而减少的粮食产量高达1 2 0 0 万吨年，直接经济损失多达 2 0 0 亿元。调查表明，大多数城郊土壤都有着不同程度的污染，长江三角洲地 区的某城市连片农田多达7 0 0 0 公顷的面积受镉、铅、砷、铜等多种重金属污染， 致使1 0 的土壤基本丧失生产力。同时，粮食和蔬菜等农副产品受重金属污染 的数量也在不断的增加，严重着影响了人民的健康。随着彭州市城市化进程的 加快和工农业生产快速发展，污染物的排放量也不断增加，作为污染物主要接 纳地的农田土壤，污染呈加重势态，因此，控制农田土壤污染已成为当务之急。 土壤污染造成有害物质在农作物中积累，并通过食物链进入人体，危害人体健 康。土壤污染直接影响土壤生态系统的结构和功能，最终将对生态安全构成威 胁。污染物在土壤一作物系统中的长期积累，还会形成具有长期潜在影响的“化 学定时炸弹 ，对我国生态环境安全和人民健康构成严重威胁。 近年来，“生态农业”、“无公害食品 等计划的出台充分反映了整个社会对 食品安全、环境质量和人体健康的强烈关注，人民群众对绿色食品或无污染食 品的需求日益迫切。由此可见，我国农业正处在从数量型向质量型转变的关键 时期，而农业环境污染已成为实现这一转变的瓶颈。 因此，在耕地资源极其匮乏的中国，开展土壤污染防治，保护现有的土壤， 综合整治与修复己被污染的土壤，以及重建可持续的土壤生态系统，己成为摆 在我国面前亟待解决的重大问题。 1 彭州市土壤防治技术的研究 本文以彭州市九尺镇高林村和金沙村区域内污染较重的1 6 0 亩土壤为主要 研究对象。九尺镇区位优势明显，产业基础好，是彭州重要的蔬菜生产基地。 防治试点技术研究的进行与农民的生产和生活密切相关，通过实施该工程，可 使农民增收，同时促进生态村的建设。 本研究对彭州市土壤污染防治有着直接的现实意义，本课题将结合实际在 理论上对该地区的土壤污染治理模式进行探讨，其成果对整个成都市的土壤污 染防治的发展，为成都市的近郊土壤污染防治建设提供一个开拓探索的试验基 地；一个推进成都土壤污染防治的实践，实现可持续发展。 2 四川师范大学硕士学位论文 2 土壤污染治理概况 随着工农业的发展和人类活动的不断加强，土壤污染面积在不断扩大，污 染程度也在不断加深。土壤污染主要是指由重金属引起的污染和由农药、化学 品所引起的有机污染。土壤的污染不仅造成土壤肥力的退化，农作物产量和品 质的降低，甚至还可以通过食物链危害人类的健康。由于污染物在土壤系统中 所产生的污染过程具有隐蔽性、长期性和不可逆性等三大特点，使得土壤污染 治理受到国内外的长期关注。 由于农地土壤污染的严重危害，农地污染问题越来越受到关注和重视。美 国、英国、德国、荷兰等国家已经把治理土壤污染问题摆在与大气污染和水污 染问题同等重要的位置，而且也从政府角度制定了相关的治理工程计划。 2 1 土壤污染基本知识 “土壤污染是指进入土壤中的有毒、有害物质超出土壤的自净能力，导致 土壤的物理、化学和生物学性质发生改变，降低农作物的产量和质量，并危害 人体健康的现象。” 土壤污染物我们通常可以分为化学污染物，如各种无机和有机污染物；物 理污染物，如尾矿、废石、粉煤灰和工业垃圾等：生物污染物，包括带有各种 病菌的城市垃圾和废水、废物等；放射性污染物，以锶和铯等在土壤中生存期 长的放射性元素为主。 土壤污染具有三大特点：隐蔽性、长期性和不可逆性。 土壤污染的危害：造成巨大的经济损失；食物品质不断下降：还会使污染 物在植物体中积累，并通过食物链富集到动物和人体中，对人畜健康造成危害， 引发多种疾病；受到污染的土壤表土，进入大气和水体中，会导致大气和水体 污染。 “重金属污染指由重金属或其化合物造成的环境污染。主要由采矿、废气 排放、污水灌溉和重金属制品的使用等人为因素所致。其危害程度取决于重金 属在环境、食品和生物体中存在的化学形态和浓度。 重金属指比重( 密度) 大 于4 或5 的金属( 约有4 5 种) ，如铜、铅、铁、锰、镉、汞、金等。重金属通常 都是以天然浓度大量的存在于自然界中，但由于人类对重金属的开采、冶炼、 加工及商业制造活动日益增多，致使不少重金属如铅、汞、镉、钴等进入大气、 3 彭州市土壤防治技术的研究 水、土壤中，引起严重的环境污染。以各种化学状态或化学形态存在的重金属， 在进入环境或生态系统后就会存留、积累和迁移，造成危害。 “有机污染物是指以碳水化合物、蛋白质、氨基酸以及脂肪等形式存 在的天然有机物质及某些其他可生物降解的人工合成有机物质为组成的 污染物。 按其来源可分为天然有机污染物和人工合成有机污染物。“天然有 机污染物一般是指自然化学反应或生物体代谢所产生的各种对人体健康有害 的、污染环境的有机化合物”，如黄曲霉素、细辛菌、氨基甲酸乙酯、草蒿脑 等；“人工合成有机污染物是随着现代合成化学工业的兴起而产生的，”如塑 料、洗涤剂、染料、涂料、农药、食品添加剂等。有机污染物多数都能在环境 中被降解成简单无机物，其降解产物或对人类无害，或对人类有害、有毒，甚 至致癌。少数有机污染物则难以降解，如有机氯农药、多氯联苯、塑料等。有 机污染物会影响人体健康和动、植物的正常生长，干扰或破坏生态平衡。不少 有机污染物是致畸、致突变、致癌物质。有些有机污染物能在环境中发生化学 反应，转化成为害处更大的二次污染物。有些有机污染物在环境和生物体内能 积累起来，还能通过食物链富集。因此我们不但要注意由高浓度的有机污染物 造成的危害性，同时还要注意低浓度的有机污染物对人体健康和生态系统的长 期影响。 “农药是指用于预防、消灭或者控制危害农业、林业的病、虫、草和其他 有害生物以及有目的地调节植物、昆虫生长的化学合成或者来源于生物、其他 天然物质的一种物质或者几种物质的混合物及其制剂。”农药在使用后往往在农 作物、土壤、水体中会有残留，统称为农药残留。农药残留问题是随着农药大 量生产和大规模的使用而产生的。随着农药广泛施用，由此造成了严重的农药 污染问题，对人体健康形成严重威胁。 2 2 土壤污染治理技术 常用的土壤污染治理方法：物理修复治理法；化学修复治理法；生物修复 治理法。 ( 一) 物理修复治理法 物理修复治理是最先发展起来的修复治理技术之一。对于污染重、面积小 的土壤污染选用物理修复治理法进行修复的效果明显。它是一种治本措施，适 4 四川师范大学硕士学位论文 应性广，但存在二次污染问题，容易使土壤的结构破坏和肥力下降，对污染面 积较大的土壤需要消耗大量的人力与财力。 ( 二) 化学修复治理法 化学修复治理是通过向土壤中加入固化剂、有机质化学试剂、天然矿物等， 改变土壤的p h 值、e h 等理化性质，经氧化还原、沉淀、吸附、抑制、络合螫 合和拮抗等作用来降低重金属的生物有效性。该修复治理在土壤原位上进行， 简单易行，但并不是一种永久修复治理措施，因为它只改变了重金属在土壤中 存在的形态金属元素仍保留在土壤中，容易再度活化。 ( 三) 生物修复治理法 生物修复治理是指利用生物的生命代谢活动来减少污染环境中的有毒有害 物的浓度或使其无害化，从而使污染的环境能够部分或完全地恢复到原初状态 的过程。它利用生物对环境污染物的吸收、代谢及降解等功能，对环境中污染 物的降解起催化作用，加速去除环境中的污染物。生物修复治理具有成本低、 处理效果好以及对环境的二次污染小等优点，被认为最有发展前景。 不同的修复治理技术都有自己的优势与缺点，用单一技术通常是难以解决 具体污染问题。因此，对特定地区和类型土壤污染的修复，要根据污染的实际 情况，筛选高效实用、简单易行、费用低的多技术共同作用的联合修复治理技 术。 2 3 生物修复治理技术的研究进展 生物修复治理技术的基础研究开始于2 0 年前，主要集中在天然水体和土壤 中石油生物降解的实验室研究。 8 0 年代以后基础研究的成果被应用于大范围的污染环境治理，并取得了显 著的成功，从而发展成为一种新的生物治理技术。美国环境保护局在阿拉斯加 e x x o nv a d e z 石油泄漏的生物修复项目中，采用生物修复治理在短时间内消除 了污染，改善了环境，为生物修复治理提供了一个成功的例证。 各个国家对生物修复治理技术的研究开发有各自的重点：欧洲国家主要是 以对传统废物处理系统功能的强化和改进为主，用以处理特定的化学污染物并 提高降解能力；美国偏向于不同污染地的土壤和水体的整治及修复，特别是外 源有机污染物的治理，这些污染物大多来自于军事工业及其生产；日本把侧重 5 彭州市土壤防治技术的研究 点放在解决全球性的环境修复上，表现在生物氢气的研究和微生物对大气中二 氧化碳的固定，以减轻和消除工业造成的大气中c 0 2 含量上升的问题。 我国从7 0 年代起，以土壤植物系统污染生态学理论为基础，坚持生物修复 治理为主、生物修复治理同物理化学修复治理相结合的技术路线，开展了有机、 无机污染土壤的调查与修复治理研究。主要研究进展包括：针对石油污染物 生物修复治理技术开展了降解微生物的筛选、驯化和活性监测，污染土壤残油 的定量分析、生物降解过程中环境因子调控等。在石油污染物的生物降解性、 降解机理、限制性因素以及降解动力学模型等方面取得了显著的研究成果。 9 0 年代以来，我国科技工作者将生态学、土壤学、微生物学、生态毒理学、 环境化学等的理论和方法加以融会贯通，以石油、多环芳烃和重金属污染土壤 为主要研究对象，开展了生态毒理学、生物修复技术和污染生态工程技术研究， 提出了以土壤为研究对象的生态毒理学实验方法，建立了以生物泥浆反应器和 预制床堆腐技术为主体的有机污染土壤异位生物修复治理技术体系，为复合污 染条件下土壤环境质量标准制定提供了理论依据。研究发现，微生物固定化技 术可以提高引进微生物在土壤中种群与数量的稳定性，可明显提高修复效率。 细菌和真菌经理想载体固定化后，对多环芳烃的降解效率可分别提高1 0 - 3 0 。 目前，我国污染土壤修复治理研究正经历由实验室研究向实用规模过渡阶 段，即将进入一个高速发展时期。进入2 1 世纪以来，相关领域的科学技术人员 在一些典型污染地区，进行了实用规模的污染土壤原位和异位生物修复治理实 验。 2 4 生物修复治理技术的分类 2 4 1 根据生物修复治理所利用的生物种类分类 根据生物修复治理所利用的生物种类分为：动物修复治理；植物修复治理； 微生物修复治理。 动物修复治理是指土壤中的一些大型土生动物如蚯蚓和某些鼠类能吸收、 富集土壤中的残留农药，并通过其自身的代谢作用，把部分农药分解为低毒或 无毒物。农药在动物体内的代谢，一般经过5 - 6 个衰期后积累的农药达到极限 值，意味着动物对土壤中污染农药的去除作用已达极限。同时，土壤中还生着 6 四j i l , j 币范大学硕士学位论文 丰富的小型动物种群，如线虫纲、弹尾类、蜱螨类、蜈蚣目、蜘蛛目、土蜂科 等类群的动物。对土壤中的污农药均有一定的吸收、富集作用，可以从土壤中 带走部分农药。 植物修复治理技术是以植物忍耐和超量积累某种或某些化学元索的理论为 基础，直接利用绿色植物及与其共存微生物体系清除或降低环境污染物的一项 新兴技术。与传统的化学修复、物理和工程修复等技术手段相比，它具有投资 和维护成本低、操作简便、不造成二次污染、具有潜在或显在经济效益等优点。 微生物修复治理技术是指在人为优化的条件下，利用自然环境中生息的微 生物或人为投加特效微生物的生命代谢活动，来分解土壤中的污染物达到修复 受污染的环境的效果。微生物对物质进行各种转化作用的生理学基础是其新陈 代谢活动。在新陈代谢过程中，微生物使各种物质经历了种种复杂的转化。微 生物在生物修复治理中起着主导作用。 2 4 2 根据生物修复治理的实施方法分类 根据生物修复治理的实施方法可分为：原位生物修复治理和异位生物修复 治理。 原位生物修复治理指对受污染的介质( 土壤、水体) 不作搬运或输送，而是 在原位污染地进行的生物修复治理处理，修复治理过程主要依赖于被污染地自 身微生物的自然降解能力和人为创造的合适降解条件。 原位生物修复治理技术：生物通气法、生物注射法、投菌法、生物培养法、 农耕法、植物修复。 异位生物修复治理是指将被污染介质( 土壤、水体) 搬动和输送到它处进行 生物修复处理，强调人为调控和创造更加优化的降解环境。一般受污染土壤较 浅，且易挖掘，或污染场地化学特性阻碍原位生物修复就可以选择采用异位生 物修复的方法进行治理。 异位生物修复治理技术：堆肥处理、生物反应器、厌氧处理、预制床法。 现在，我们一般所指的生物修复治理是原位生物修复治理。 7 彭州市土壤防治技术的研究 3 彭州市土壤污染防治技术的研究 3 1 本研究的意义 为了保护区域生态环境，促进彭州市经济和社会的发展，提高彭州市环境 质量，特别是土壤生态环境质量，彭州市政府提出进行彭州土壤污染防治技术 的研究。该研究具有重大的意义。 有助于提高彭州市的土壤环境质量 有助于减少不必要的经济损失，提高经济效益 起到示范带动作用 该土壤污染防治研究选择彭州市九尺镇高林村、金沙村的1 6 0 亩农田作为 研究试点区，选择蔬菜生产基地作为土壤污染防治示范点，综合目前国内外土 壤污染治理先进技术，以标本兼治为目标，结合项目区内土壤污染进行系统治 理，构建良好的农业生态环境。通过运用成熟的土壤污染治理技术对污染土壤 进行示范性治理。本研究的开展，有利于通过重点示范作用，带动彭州周边对 土壤污染整治，为周边地区乃至全国的土壤污染防范与治理提供一些实践经验； 本项目的研究还有利于彭州市乃至整个成都市的土壤污染防治的发展，为成都 市的近郊土壤污染防治建设提供一个开拓探索的试验基地；一个推进成都土壤 污染防治的实践，实现可持续发展。 3 2 九尺镇概况 防治研究选取的实验区彭州九尺镇位于彭州市东部( 彭州是我国五大菜篮 子基地之一) ，距彭州市区8 公里，距成都市区4 2 千米。幅员面积2 7 。6 8 平方 公里，耕地面积2 5 0 6 0 亩，辖1 个社区和9 个行政村，农业人口2 7 5 9 9 人。2 0 0 7 年实现工农业总产值：缸。5 亿元，农民人均纯收入5 4 5 6 元。九尺镇地处四川 盆地亚热带湿润气候区的“盆地北部区，气候温和，雨量充沛，四季分明， 冬无严寒，夏无酷暑，无霜期长，全年无霜期2 7 8 天，年平均降雨量1 2 2 5 。7 毫米。全镇地势平坦，河渠纵横，地下水源丰富，水质清澈甘冽，耕地以水田 为主，土壤肥沃，自流灌溉，宜种性广，有利于精耕细作、集约经营。因此， 九尺镇农业发展，特别是小家禽养殖业发展具有得天独厚的优势。种植业中粮 食作物以水稻为主，经济作物以蔬菜、油菜、中药材为主。养殖业以鹅、鸭、 鸡、兔等小家禽畜养殖为主。乡镇企业，涉及化工、机械、建筑建材、羽绒加 四川师范大学硕士学位论文 工、制品、印染以及蔬菜加工等行业。食品业为九尺镇的特色产业，以腌卤制 品、餐饮为主，其中以九尺板鸭、鲜鹅肠火锅最为著名。九尺镇素有“腌卤之 乡 、“板鸭之乡 的美誉，近年来新开发的九尺鲜鹅肠火锅更是蜚声省内外。 经过近5 0 0 年的发展，九尺镇的肉制品腌卤业颇具规模，产品有板鸭、烫油鹅、 缠丝兔、卤猪肉、卤牛肉、麻辣兔头等十几个品种。餐饮业以鲜鹅肠火锅最为 著名，以火锅为主，中餐、小食为辅。九尺镇党委、政府以省级小城镇试点镇 为契机，以建设食品工业型小城镇为目标，大力加强以旧城改造和新区开发为 重点的小城镇建设，改善城镇环境，积极发挥小城镇对经济的辐射和带动作用， 促进以食品加工和餐饮业为主的第三产业的发展。通过五年的城镇建设，如今 的九尺镇已面貌一新，食品工业性小城镇已初具规模。 ( 1 ) 区域优越 九尺镇位于彭州市东南面，距彭州市市区仅8 公里，是彭州市的工农业卫 星镇。九尺镇处于彭州市天彭镇和蒙阳镇之间，分别与彭州市致和镇、蒙阳镇、 升平镇、三界镇接壤。便利的交通，汉彭公路横穿全境，九三公路、九漾公路、 九升公路连接了四面八方。 ( 2 ) 产业优势 工业产业：以“成都华融化工有限责任公司”为龙头的精细化工产业。 农业产业： a 、蔬菜产业：以高林村为主要生产基地的大棚蔬菜标准化生产基地。以 金沙村、永兴村为主要的露地蔬菜生产基地。全镇年均上市蔬菜3 。5 万余亩， 产值达6 8 0 0 余万元。 b 、小家禽产业：以“彭州九尺家禽业联合会”为龙头，现已发展成为集 种禽饲养、孵抱、商品禽饲养、宰杀、九尺板鸭制作、鲜鹅肠火锅、羽绒及制 品加工等产业。目前，实现了年出栏商品禽8 0 0 万只，九尺板鸭制作6 0 0 万只， 宰杀1 2 0 0 万只，羽绒及制品8 0 0 0 吨的规模。 3 3 九尺镇土壤现状与分析 我们所选取的1 6 0 亩防治研究区域位于九尺镇高林村十一、十六组和金沙 村六组。我们计划将这1 6 0 亩地，均分为4 个防治示范点，针对不同的土壤现 状进行综合整治。 9 彭州市i t 壤防治技术的研究 在研究区域内，我们采集1 0 个土壤样本进行土壤现状的监测( 样本l 5 选自高邻村，样本6 1 0 选自金沙村) 。 表1 示范区土壤现状监测取样点 四川师范大学硕士学位论文 表2 九尺镇示范区土壤背景值 t a b l e 2s o i lb a c k g r o u n dv a l u e si nr e s e a r c ha n dd e m o n s t r a t i o na r e a 表3 九尺镇防治示范区土壤重金属背景值 t a b l e 3h e a v ym e t a lb a c k g r o u n dv a l u e si nr e s e a r c ha n dd e m o n s t r a t i o na r e a l3 8 60 1 6 7 1 7 2 8 93 3 05 6 80 3 7 4 0 8 3 4 9 3 1 6 3 3 5 3 7 3 0 7 3 1 9 3 4 4 3 4 3 o 3 8 o 3 2 o 1 2 o 1 7 0 1 9 6 8 7 7 1 2 9 5 9 7 7 7 4 6 4 9 8 5 6 9 3 9 7 8 2 1 2 3 1 0 5 3 0 3 2 6 2 2 3 2 4 2 2 7 6 3 2 7 3 0 5 3 1 7 3 2 1 2 9 6 2 0 1 1 1 0 1 0 6 1 1 9 1 1 9 1 1 7 1 1 l 1 1 7 5 1 4 4 9 1 5 5 8 7 1 l 6 4 2 3 9 4 6 5 3 4 1 9 o 3 0 3 6 o 3 9 0 4 7 o 3 2 0 4 9 0 5 o 8 o 7 3 2 3 4 5 6 7 8 9 k 彭州市土壤防治技术的研究 表4 土壤环境质量标准值 t a b l e 4e n v i r o n m e n t a ls o i lq u a l i t y 淡 曩= 曩三曩 皇羹霄 7 s 矗5 “2 0仉仉o 1 o t 仉l l仉厶 1 o1 5 求田 l i 巧3 0 旱囊 1 5 oi o筠4 1 0 农田辱筠s o1 0 01 摹1 6 0狮瑚埘 髓弱髓o柚o拍o 5 鲁水田筠0o3 , 5 0 4 0 0 地1 5 0蜘oo a o o 奠l 奢的罄泔3 s 0 0 4 04 0, 5 0 2 六六六 o 1 0 5仉5 0 1 o 涕 o 略“s o i o ( 摘至中华人民共和国国家标准土壤环境质量标准g b1 5 6 1 8 1 9 9 5 ) 表5 土壤环境评价指标限值( m g k g ) 下a b l e 5s o i li n d e xl i m i t s p h 值口 项目。p h 值 7 5 6 5 - 1 5 土壤环境质量基本控制项目： 总镉水作，早作，果树等 o 3 0o 3 0o 6 0 蔬菜 o 3 00 3 00 4 0 总汞水作早作，果树等 o 3 0 o 5 01 o 蔬菜 o 2 5 o 3 00 3 5 总砷早作果树等 4 03 02 5 水作蔬菜3 02 52 0 总铅水作早作果树等 8 08 08 0 蔬菜 5 05 0 5 0 总铬旱作蔬菜果树等 1 5 02 0 02 5 0 水作 2 5 0 3 0 0 3 5 0 1 2 四川师范大学硕十学位论文 总铜水作罩作蔬菜，柑桔等 5 0l o o1 0 0 果树 1 5 02 0 0 2 0 0 六六六。 o 1 0 滴滴涕。 o 1 0 土壤环境质量选择控制项目： 总锌 2 0 02 5 0 3 0 0 总镶 4 0 5 0 6 0 稀土总量( 氧化稀土) 背景值。+ 1 0背景值。+ 15背景值。+ 2 0 全盐量 s c m o l ( + ) k s 的土壤，若 5 c m o i ( + ) k s ，其标准值为表内数值的半数。 若当地某些类型土壤p h 值交异在6 o - 7 5 范围，鉴于土壤对重金属的吸附率， 在p h 6 o 时接近p h 6 5 ，p l 6 5 - 7 5 组可考虑在该地扩展为p i 6 o - 7 5 范围 六六六为四种异构体总量，滴滴涕为四种衍生物总量。 背景值：采用当地土壤母质相同土壤类型和性质相似的土壤背景值 适用于半漠境及漠境区 ( 摘自中华人民共和国国家标准食用农产品产地环境质量评价标准) 根据中华人民共和国国家标准土壤环境质量标准( g b l 5 6 1 8 1 9 9 5 ) 中对土 壤环境质量的分类：“根据土壤应用功能和保护目标，划分为三类：i 类主要适 用于国家规定的自然保护区( 原有背景重金属含量高的除外) 、集中式生活饮用 水源地、茶园、牧场和其他保护地区的土壤，土壤质量基本上保持自然背景水 平。i i 类主要适用于一般农田、蔬菜地、茶园、果园、牧场等土壤，土壤质量 基本上对植物和环境不造成危害和污染。i 类主要适用于林地土壤及污染物容 量较大的高背景值土壤和矿产附近等地的农田土壤( 蔬菜地除外) 。土壤质量基 本上对植物和环境不造成危害和污染。 通过表3 样土中重金属监测数据，对比表4 国家土壤环境质量标准( g b 1 5 6 1 8 1 9 9 5 ) 与表5 国家食用农产品产地环境质量评价标准( h j3 3 2 - 2 0 0 6 ) ， 防治示范区内重金属铜、砷的在土壤中的含量达到了国家土壤环境质量标准的 一级标准；重金属铅、铬在所取的1 0 个样土中，大部分样土中达到一级标准， 在少量的样土中也达到了二级标准；而在所取的1 0 个样土中的来自高林村的样 土2 、3 中重金属镉超过了国家土壤环境质量标准的二级标准和食用农产品产地 环境质量评价标准的限值；样土l 、2 、3 中重金属锌超过了国家土壤环境质量 彭州市土壤防治技术的研究 标准的二级标准和食用农产品产地环境质量评价标准的限值；重金属汞在所取 的1 0 个样土中的含量全部超过了国家土壤环境质量标准的二级标准和食用农 产品产地环境质量评价标准的限值。重金属锌是一种有益于人体的物质，微量 的超标不影响作物的品质。通过以上分析，我们可以得出研究区域内重金属镉、 汞含量超标急需进行重金属治理。 表6 九尺镇防治示范区土壤养分背景值 t a b l e 6s o i ln u t r i e n t sb a c k g r o u n dv a l u e si nr e s e a r c ha n dd e m o n s t r a t i o na r e a 表7 土壤养分分级指标 t a b l e 7s o i ln u t r i e n ti n d i c a t o r sc l a s s i f i c a t i o n 编p h碳酸钙有机质全氮全磷速效磷全钾速效钾 码 渤gm g k g 2 4 6 5 5o 2 6 一1 o3 0 1 4 0 0 0 1 5 0 1 0 - o 2 o 0 8 0 1 0 - o 1 1 6 2 0 2 0 5 1 0 - 2 1 5o - - 2 0 35 6 6 51 1 3 o2 0 1 3 0 0 o 1 0 5 1 0 - o 1o 0 6 8 1 0 - 0 o l1 1 5 1 5 0 1 0 - 2 1 0 j f l 5 4 6 6 7 53 1 5 o 、1 0 1 2 0 0 0 0 7 0 6 0 - o 1 o 0 4 6 1 0 - 0 0 6 一1 0 1 0 5 1 0 - 1 。5 1 1 0 0 57 6 - 8 55 h 5 1 5oo 6 1 - 1 0 0 n 0 5 7 1 5 - m v 2 4 1 0 - 仉o 4 - 5 仉富l 3 l 一5 0 1 4 四川师范大学硕十学位论文 表8 土壤养分分级标准 t a b l e 8s o i ln u t r i e n ts t a n d a r dc l a s s i f i c a t i o n 通过表6 的样土中养分的监测数据，对比表7 土壤养分分级指标和表8 土 壤养分分级标准，全钾含量在取样土中有8 个样土低于指标标准，有效钾在所 取的1 0 个样土中有7 个样土低于指标标准。在九尺镇一亩地年施化肥量可达到 6 0 公斤，农田中施用化肥过多，导致土壤板结严重。 表9 九尺镇防治示范区土壤农残背景值 t a b l e 9p e s t i c i d er e s i d u e sb a c k g r o u n dv a l u e si nr e s e a r c ha n dd e m o n s t r a t i o na r e a 通过对九尺镇农民使用农药情况的调查了解，他们主要使用的农药为百菌 清、乐果、毒死蜱、百菌清、氯氰菊酯、溴氰菊酯等。 在表9 的样土农残监测数据中，有机氯类农药百菌清在样土3 中检测到， 国家在1 9 8 4 年已经禁止使用有机氯类农药六六六和d d t 等，但是有机氯较稳定、 彭州市_ ：壤防治技术的研究 不易降解、在土壤中残留期较长、对环境影响巨大；杀虫剂毒死蜱，在叶片上 残留期不长，但在土壤中残留期较长，所有在1 0 个样土中有5 个样土都检测到 残留；杀虫剂乐果为有机磷类农药，样土中有机磷超标跟有机磷类农药的大量 使用有很大关系；拟除虫菊酯杀虫剂氧氰菊酯在样土2 、i 0 中检测到；拟除虫 菊酯类溴氰菊酯在样土2 、4 、7 中检测到。0 7 年冬季我国遇到5 0 年一次的冰 雪天气，防治试点区内的农作物因为天气过冷基本没有遭遇虫害，所以冬季没 有使用农药，但在我们样土中依然检测到农药。说明农药的残量在土壤和农作 物体内是非常明显。 综上所述：我们需要对这1 6 0 亩土壤进行重金属镉、汞偏高，土壤板结， 农药残留等污染问题进行治理。 九尺镇高林村 四川师范大学硕士学位论文 九尺镇高林村 金沙村裸土 彭州市土壤防治技术的研究 漾阳河 3 4 土壤污染修复方案 3 4 1 总体方案及原则 本研究从土壤生态系统的观点出发，采取符合土壤生态学规律的研究技术， 在防治污染土壤过程中以下列防治技术体系为基础：非生物或环境要素( 包 括土壤、水体、大气) 的防治技术；生物因素( 包括物种、种群和群落) 的 防治技术；生态系统( 包括结构与功能) 的总体规划、设计与组装技术。 根据生态恢复的理论方法，结合该九尺镇的实际情况，确定彭州市土壤污 染防治技术的方案为：该地区生态防治的基本思路是以系统、整体和可持续发 展的观点，以该地区的生态系统结构、功能为基础，从环境现状出发，以恢复 该地区的污染土壤生态功能，达到与其周围环境相协调一致。由于土壤污染具 有隐蔽性、滞后性、累积性、不可逆转性，完全治理污染土壤现在来说还是比 较困难。现有的土壤污染治理措施主要有：化学修复治理技术、物理修复治理技 术和生物修复治理技术。该防治试点工程主要采用生物修复治理技术( 包括植 物修复治理和微生物修复治理等) 配合一定的化学修复治理技术，在人工措施 四川师范人学硕士学位论文 的作用下加速其自身生态系统的修复治理过程，恢复土壤的肥力，做到以较小 的投入得到较好的效果。 3 4 2 土壤污染治理模式 通过对防治研究区的实地考察，发现该地区存在的主要问题是过量的使用 化肥造成土壤板结、肥力下降，农药的残留过高，有机质氮磷过剩，重金属含 量偏高。根据防治研究区的土壤现状，此防治采用“生物一化学治理土壤模式 为基础模式进行土壤防治。 3 4 2 1 模式适宜条件 土壤中重金属与有机污染物含量较高，有机质氮磷过剩，长期不加控制地 大量使用化肥和农药造成土壤板结，肥力下降。 3 4 2 2 技术思路 选取的防治研究区内土壤重金属含量高、有机污染严重、土壤板结、肥力 下降，应充分利用本区的条件，采取土壤自净、生物修复相结合措施，通过选 取4 块大小相当的农田( 四块样地共计1 6 0 亩，平均每块样地为4 0 亩) 作为试 点工程的样地a 、b 、c 、d 。样地d 用作对比，仅仅采用无公害的种植技术。种 植农作物没有特殊要求。 工程措施一，针对重金属的污染，我们采用双孢蘑菇与黄瓜的套种同时考 虑到双孢蘑菇的种植对温度要求比较精细，在某些地方冬天需要大棚种植来保 持温度，而大棚种植不是所有地方都能做到的，所以我们还准备了备选方案花 卉种植。 工程措施二，针对土壤板结、肥力下降，我们在油菜田使用土壤改良剂( p a m ) 一秸秆还田进行防治试点工程。 工程措施三，针对土壤中农药化肥残留量高、有机污染严重，我们在蔬菜 田采用酵素菌j 巴- e m 技术进行防治试点工程。 同时对于一些微量的污染通过一定的农业技术手段可以避免，我们就利用 生物多样性的原理对其进行防治。这样符合了最小的投入获得最大的收益的原 则。 1 9 彭州市土壤防治技术的研究 防治技术研究的进行中，培训一定数量的农技人员，为防治技术的实地进 行提供技术支撑。通过农技人员向农民推广防治研究的种植技术，可使更大面 积的土壤污染得到治理，起到很好的推广示范作用。 3 4 2 3 主要技术措施 彭州土壤污染防治试点研究成败关键是降低土壤中重金属含量，解决有机 质氮磷过剩，提高土壤肥力，使土壤板结得到一定程度的好转。 工程措施一( 针对土壤中重金属含量偏高) ： 利用植物修复治理降低土壤中重金属的含量 植物修复治理是指污染土壤中栽种对污染物吸收力高、耐受性强的植物， 利用植物的生物吸收和根区修复机理，从污染环境中去除污染物或将污染物予 以固定。植物修复治理可以在污染土壤上进行原位修复治理，具有投资和维护 成本低、操作简便、有一定经济与生态效益及美学效果等优点。近年来的研究 表明，植物修复治理是一种适于现场操作的去除环境污染物的技术。利用适当 的植物不仅可去除环境中的有机污染物，还可去除环境中的重金属和放射性元 素。 ( 一) 主导方案：双孢蘑菇与黄瓜的套种进行土壤污染防治工程 双孢蘑菇又称白蘑菇、蘑菇、洋蘑菇。研究表明双孢蘑菇对降解土壤中的 重金属有很好的效果( 四j l i 大学徐恒教授等的重金属污染土壤的双孢蘑菇修复 技术在0 7 年获得国家专利，同时也是国家高技术研究发展计划( 8 6 3 计划) 的 成果) 。同时也可起到一定的降解土壤农药和化肥污染的效果。以双孢蘑菇为主 要生物富集器，充分利用其生长周期短，田间栽培技术成熟，富集重金属离子 能力强等特点，结合化学电泳或螯合沉淀等简单成熟的化学方法电析出或沉淀 出重金属离子，从环境中完全去除重金属污染，土壤耕作层重金属污染平均去 除率可达6 0 - - 9 0 。所以我们选择利用双孢蘑菇与黄瓜套种施用有机肥并配施 石灰、腐殖酸的方式进行防治工程。由于九尺镇的气候特点双孢蘑菇只能种植 一季，我们在轮作期间种植时令蔬菜。 ( 1 ) 双孢蘑菇与黄瓜的套种 样地为4 0 亩( 约为2 6 6 6 7 m 2 ) ，每平方米需要播双孢蘑菇菌种1 5 2 瓶， 每平方米可产双孢蘑菇