环境土壤学的特点范例6篇

环境土壤学的特点

环境土壤学的特点范文1

Abstract: Through the study on geochemical features of soil in Bazhong, we get the content of the typical elements Cd, I, Pb, S, Se, Zn in Bazhong, Tongjiang, Nanjiang, and Pingchang. The results show that the soil quality in Bazhong is similar with the national soil background value. The content of Cd in Bazhong is over the first class standard of national environmental quality, but the all met the second class standard. The Nemerow formula points that the soil pollution index is less than 0.7 and the agriculture soil in Bazhong is clean.

关键词: 地球化学特征;环境质量评价;巴中

Key words: geochemical feature;environmental quality assessmen;Bazhong

中图分类号:TU5 文献标识码:A 文章编号:1006-4311(2015)12-0212-02

0 引言

硒、碘、硫、锌是人和动物所必需的营养元素,以硒元素为代表,环境中硒过量会导致人和动物中毒,缺乏会导致白肌病、克山病、大骨节病等地方病,这四种元素与人体健康关系密切[1]。据统计中国72%的县市发现有不同程度的缺硒情况存在,有研究指出湖北的恩施、贵州开阳与四川、重庆东部这几省交界处是中国硒的富硒地带[2-4]。巴中市处于这一区域的边缘,因此,勘察该区硒元素丰富程度具有重要现实意义。碘元素是人体必需的微量元素之一,约有1/2分布在甲状腺内;硫元素是很多蛋白质的重要成分;锌是维持动植物和人体正常生长发育必需的微量营养元素;铅和镉为重金属元素。本文对巴中县域(巴州、通江、平昌、南江)开展土壤环境地球化学调查,以摸清其土壤元素家底,合理实施农业特色种植,提高土地产出率。

1 研究区概况

巴中为四川东北部门户,辖巴州区、通江县、南江县、平昌县,幅员12325km2,地形地貌多样,以中低山地貌为主,属亚热带季风气候,年平均气温16.9℃,年平均降雨量1150mm[5]。森林覆盖率达35.91%,堪称“绿色宝库”。南江北部山区3000公顷“巴山水青”被称为“四川盆地北缘山地重要的生物基因库”。

2 研究方法

2.1 野外调查与样品采集

结合各县区特色产业带、地形、水文、土壤、交通等因素对样点进行设计。表层土壤采样:在采样中心点20m半径范围内,避开施肥点,采集相同土壤类型和用地类型的0-20cm土柱4-5个,去除杂物装袋1.5kg以上。晾干后用木槌敲打土壤至自然粒级后筛分,将筛分后重量大于600g样品装入容器。采样工作共获得表层土样344件,南江县83件,通江县122件,平昌县91件,巴州区48件。

2.2 样品测试分析

本文选取比较典型的六种元素进行测试分析,其中Se、I、S、Zn元素为生命元素代表,Cd、Pb为重金属元素的代表。Se元素根据国家标准用原子荧光分析方法进行分析;Zn元素根据原子吸收光谱分析方法进行分析;I元素根据碘量法进行分析。

2.3 数据整理

将样地野外调查以及室内测试分析资料回笼、整理,建立基础数据库,利用数据处理工具对收集的数据汇总,对比分析巴中市土壤环境地球化学特征。

3 结果与分析

3.1 土壤典型元素的背景特征

共获得的344件土壤样品,进行土壤进元素测定,得到平均值见表1。

式中,Z为比较指数,n为元素个数,A为对作物生长及发育起积极作用的元素比较值,高者为2,低者为-2,相等为0;B为对作物生长及发育起消极作用的元素比较值,高者为-2,低者为2,相等为0[7]。通过上式的计算得到,研究区的元素含量与全国平均含量的比较指数为0,说明研究区的土壤质量与全国水平相当。有益元素中I较缺乏,重金属Cd高于全国水平,在农业生产活动中要注意有益元素的补充及有害元素的避免及消除。

3.2 土壤典型元素的环境评价

3.2.1 单因子指数评价法

单因子指数评价法[9]计算公式为:Pi=Ai/Bi

式中,Pi为土壤的单项污染指数,Ai为土壤元素实测值,Bi为土壤元素评价标准值。若Pi≤1,则土壤环境质量在标准内,相反,则土壤环境质量在标准之外,Pi值越大,污染越严重。本文采用《中国土壤环境质量标准》,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、集中式生活饮用水源地、茶园、牧场和其他保护地区的土壤,土壤质量基本保持自然背景水平;Ⅱ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;Ⅲ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,土壤质量基本上对植物和环境不造成危害和污染。本文采用土壤二级标准,即适用于一般农田、蔬菜地等。

通过表2可知,3个典型元素除Cd元素以外,其他元素均未超出中国土壤环境质量一级标准,所有元素均符合中国土壤环境质量二级标准,证明巴中市土壤环境质量较好,但仍需加强重金属元素监管。

3.2.2 尼梅罗综合评价法

尼梅罗综合评价法需要根据单项污染指数进行综合计算,不仅考虑了各种污染物的平均污染状况,而且突出了某种超标特别严重的污染物的作用,使用在污染项比较集中的环境中有很大的优势。尼梅罗指数特别考虑了污染最严重的因子,尼梅罗环境质量指数在加权过程中避免了权系数中主观因素的影响,是目前仍然应用较多的一种环境质量指数。计算公式为:P=[(Pijmax2+pijave2)/2]1/2

式中,P为样点综合指数,Pijmax为样点中所有评价污染物单项指数的最大值;Pijave为样点中所有评价污染物单项指数的平均值。P≤0.7为清洁,0.7

由表4计算结果可知,各县域土壤污染指数均小于0.7,证明巴中市土壤清洁。

4 结论与讨论

尼梅罗综合指数评价表明,各县域土壤污染指数均小于0.7,巴中市土壤清洁。研究区六个典型元素比较指数为0,研究区土壤质量与全国水平相当,有益元素中I较缺乏,重金属Cd高于全国水平。土壤环境质量评价中的单因子评价表明,六个典型元素除Cd元素以外,其他元素均符合中国土壤环境质量一级标准,所有元素均符合中国土壤环境质量二级标准。Cd元素为重金属元素,在水体中不能被微生物降解,只能发生各种形态相互转化和分散、富集过程。通过植物的吸收、挥发、根际过滤、降解等作用,降低土壤中Cd元素的含量,即提高了土壤的价值功能。

参考文献:

[1]http:///view/38906.htm.

[2]彭祚全.生命元素硒:兼谈恩施硒资源[M].北京:大中华文化出版社,2005.

[3]任海利,高军波,龙杰,等.贵州开阳地区富硒地层及风化土壤地球化学特征[J].地球与环境,2012,40(2):161-169.

[4]徐争启,倪师军,张成江,等.四川省万源市土壤硒形态特征及影响因素分析[J].安徽农业科学,2011,39(3):1455-1458.

[5]http:///view/85506.htm.

[6]韩雪梅.地上植物、地球化学元素及电池污染对土壤微生物群落特征的影响[D].济南:山东大学,2007:70.

[7]陈文德,汪子昆,刘应平,等.四川东部沱江乡茎瘤芥产地的地球化学特征[J].资源开发与市场,2012,28(1):6-8.

环境土壤学的特点范文2

关键词:城市土壤;磁化率;环境意义;影响机制

中图分类号:X833 文献标识码:A DOI编码:10.3969/j.issn.1006-6500.2014.03.007

磁化率是环境磁学研究中的一个重要的磁参数[1],土壤磁化率是土壤在外磁场中受感应产生的磁化强度和外加磁场强度的比值,土壤的磁化率反应土壤中磁性矿物的数量[2]。频率磁化率是用于区分土壤中存在超顺磁性颗粒(d

随着城市化进程的日益加快,人们亦不断提高对城市土壤和城市环境质量对人类身体健康影响的关注度。通过分析城市土壤的磁性特征,可以揭示城市环境问题的内涵以及人类活动对环境的影响[3]。Thompson等[4]发现城镇和工业区附近的土壤与未受到污染的土壤相比有较高的磁化率。同时,有研究表明[5-8],冶金等工业排放的飞灰中含有磁性矿物,可引起表层土壤磁化率升高,且磁化率值随着离源区距离的增加而减小。

本研究通过对乌鲁木齐市土壤磁化率的分布特征分析,探讨乌鲁木齐城市土壤污染的影响机制。

1 材料和方法

1.1 研究区概况

位于自治区中北部,天山中段北麓、准噶尔盆地南缘。由于位处高纬度地带,所以冬季严寒漫长,需燃煤取暖,由此乌鲁木齐城市周边分布着多个煤矿企业,另外作为全疆的经济中心,乌鲁木齐工矿企业也是相当的多,如水泥厂、铝厂、化纤厂、污水处理厂、生物制药厂等污染型企业多分布在城市周边。这些污染型企业的存在和发展对城市环境造成了一定的破坏并日益影响到乌鲁木齐城市居民的身体健康。近年来,乌鲁木齐逐步进行煤改气工程,以改善冬季乌鲁木齐的环境状况,虽然取得了初步的成效,但是在彻底改善城市环境,实现“绿色计划”,创建全国园林城市方面还存在很大的挑战。

1.2 样品采集

1.3 样品的处理

所测定的土壤低频磁化率就是土壤磁化率,它表示土壤中磁性颗粒物的含量以及土壤能够被磁化的性质,高频磁化率是用于进行频率磁化率测定计算过程的一个辅数据。

2 结果与分析

2.1 土壤磁化率值

土壤磁化率仪器测定出的45个土壤样品的低频以及高频数据,以及经过频率磁化率计算公式计算出的45个样本的频率磁化率,如表1所示。可以看出,乌鲁木齐城市土壤磁化率测定中,大部分土样测定的磁化率数据都处在中间值和低值的区间内,但也有个别土样出现高值和极高值。

2.2 土壤磁化率的统计分析

(2)乌鲁木齐城市土壤的低频磁化率与频率磁化率之间具有负相关关系。即低频磁化率高的样本,其频率磁化率低,低频磁化率低的样本,其频率磁化率高。而且低频磁化率和频率磁化率的极值之间的差距悬殊。这反映了乌鲁木齐不同的土地利用类型下土壤污染的差异较大。

(3)乌鲁木齐城市表层土壤的磁化性质的不同是由两方面原因造成的:一是由于形成土壤的母质基岩的主要成分不同,导致了土壤的磁化率不同,二是由于现在城市的工业化发展过程中产生的污染物质在土壤表层的积聚,致使土壤的磁化性质发生改变。但在两种因素中,人类活动是造成乌鲁木齐城市表层土壤的磁化率显著差异的主要原因。

参考文献:

[1]余涛,杨忠芳.磁化率对城市重金属污染的指示性研究——以沈阳新城子区为例[J].现代地质,2008,22(6):1 034-1 040.

[2] 卢绬,龚子同.城市土壤磁化率特征及其环境意义[J].广州:华南农业大学学报,2001,22(4):26-29.

[3] 曲赞.用于环境研究的磁性参数介绍[J].地质科技情报,1994,13(2):98-104.

[4] Thompson R, Oldfield F. Environment magnetism[M].London:Allen & Unwin,1986.

[5] 王雪松,秦勇.城市环境中磁学响应的研究进展[J].中国环境监测,2009,19(6):62-64.

[6] 张普纲,樊行昭.磁性参数的环境指示意义[J].大连理工大学学报,2003,34(4):201-205.

[7] 刘振东,杨凌.城市道路尘埃的磁性特征与环境意义[J].地球科技情报,2005,24(3):93-98.

[8] 闫海涛,胡守云.磁学方法在环境污染研究中的应用[J].地球科学进展,2004,19(2):222-236.

[9] 邓成龙,袁宝印.环境磁学某些研究进展评述[J].海洋地质与第四季地质,2004,20(2):93-101.

环境土壤学的特点范文3

关键词:土壤 重金属污染

1、研究背景

据我国农业部进行的全国污灌区调查,在140万公顷的污水灌区中,遭受重金属污染的土地面积占污水灌区面积的64.8%,其中轻度污染的占46.7%,中度污染的占9.7%,严重污染的占8.4%。由此可见我国土壤受重金属污染的情况较为严峻[1]。

在环境污染研究中,重金属多指Hg,Cd,Pb,Cr以及类金属As等生物毒性显著的元素,其次是指有一定毒性的一般元素,如Zn,Cu,Ni,Co,Sn等。人们所说的土壤重金属污染主要是由于Zn,Cu,Cr,Cd,Pb,Ni,Hg,As8种重金属元素等引起的土壤污染。土壤是人类赖以生存的自然条件,如果土壤被重金属污染将直接导致粮食、蔬菜、瓜果等的重金属含量增加。同时因为重金属不能为土壤微生物所分解,而易于积累转化为毒性更大的甲基化合物,甚至有的通过食物链以有害浓度在人体内蓄积,从而严重危害人体健康[2]。由于重金属在土壤中难以被分解、转化或吸收,所以充分认识土壤污染及危害,保护土壤,防治污染是十分重要的任务。

2、土壤重金属污染的特点

大多数重金属是过渡性元素,而过渡性元素的原子具有其特有的电子层结构,这使重金属在土壤环境中的化学行为具有下列一系列特点;

(1)重金属具有可变价态,它能在一定的幅度内发生氧化还原反应。不同价态的重金属具有不同的活性和毒性。

(2)重金属易在土壤环境中发生水解反应,生成氢氧化物;它也易与土壤中的一些无机酸发生反应生成硫化物、碳酸盐、磷酸盐等。这些化合物在土壤中的溶解度较小,所以重金属不易迁移而易累积于土壤中,从而降低了污染危害范围扩大的可能性,但却使变长了污染区的危害周期和加大了重金属危害程度。

(3)重金属作为中心离子,能够接受多种阴离子和简单分子的独对电子,生成配位络合物:还可与一些大分子有机物,如腐殖质、蛋白质等生成鳌合物。上述反应增大了重金属在水中的溶解度,进而使重金属在土壤环境中更易迁移‘从而增大了重金属污染区域范围。

重金属的所有这些化学特性,决定了重金属在土壤环境中具有多变的迁移特性。重金属污染的主要特点,除了污染范围广、持续时间长外,还有污染隐蔽性,而且它无法被生物降解,并可能通过食物链不断地在生物体内富集,进而可转化为毒害性更大的甲基化合物,对食物链中某些生物产生毒害,最终在人体内蓄积而危害人体健康。重金属的上述特性决定了其在污染和环境危害中的特殊作用。

3、土壤重金属污染的危害

土壤重金属污染对环境产生的危害主要有下列途径:

(1)受污染的土壤直接暴露在环境中,动物或人直接或间接地吸收了受污染的土壤颗粒等;

(2)土壤中的重金属通过淋溶作用向下缓慢渗透,从而污染了地下水;

(3)外界环境条件的变化,例如酸雨、施加土壤添加剂等因素,提高了土壤中重金属的活性和生物有效性,使得重金属较易被植物吸收利用,从而进入食物链后对动物和人体产生毒害作用。

4、重金属污染土壤治理方法

土壤重金属污染的治理,世界各国都开展了广泛的研究工作。目前,所采用的土壤重金属污染的治理方法主要有下列四种。

4.1生物措施

生物措施是利用生物的某些特性来适应、抑制和改良重金属污染土壤的措施。生物措施包括动物治理、微生物治理和植物治理三种方法。

动物治理是利用土壤中的某些低等动物(如虹蜕和鼠类)能吸收土壤中的重金属,因而能一定程度地降低污染土壤中重金属的含量。在重金属污染的土壤中放养蛆蜕,待其富集重金属后,采用电激、灌水等方法驱出蛆叫集中处理,对重金属污染土壤也有一定的治理效果[3]。

植物治理是利用有些植物能忍耐和超量累积某种或某些重金属的特性来清除污染土壤中的重金属。通常,它有三个部分组成:植物萃取技术、根际过滤技术、植物挥发技术。植物治理的关键是寻找合适的超积累或耐重金属植物。

生物措施的优点是实施较简便、投资较少和对环境拢动少。缺点是治理效率低(如超积累植物通常都矮小、生物量低、生长缓慢且周期长),不能治理重污染土壤(因高耐重金属植物不易寻找)和被植物摄取的重金属因大多集中在根部而易重返土壤等。

4.2工程措施

工程措施包括客土、换土、翻土、去表土等方法,适用于大多数污染物和多种条件。

客土是在污染土壤上加入未污染的新土;换土是将已污染的土壤移去,换上未污染的新土;翻土是将污染的表土翻至下层:去表土层是将污染的表土移去。这些方法能使耕作层土壤中重金属的浓度降至临界浓度以下,或减少重金属污染物与植物根系的接触而达到控制危害的目的。

用工程措施来治理重金属污染土壤,具有效果彻底、稳定等优点,是一种治本的措施。但由于存在实施繁复、治理费用高和易引起土壤肥力减弱等缺点。因而一般适用于小面积、重污染的土壤。

4.3农业措施

农业措施是因地制宜的改变一些耕作管理制度来减轻重金属的危害,以及在污染土壤上种植不进入食物链的植物。

用农业措施来治理重金属污染土壤,具有可与常规农事操作结合起来进行、费用较低、实施较方便等优点,但存在有些方法周期长和效果不显著等缺点,农业措施适合于中、轻度污染土壤的治理。

4.4化学措施

化学措施是向污染土壤投加改良剂,增加土壤有机质,阳离子代换量和粘粒的含量,以及改变pH,Eh和电导等理化性质,使土壤中的重金属发生氧化、还原、沉淀、吸附、抑制和拮抗等作用,以降低重金属的生物有效性。

用改良措施来治理重金属污染土壤,其治理效果和费用都适中,对污染不太重的土壤特别适用。但需加强管理,防止重金属的再度活化。

5、结论

随着土壤重金属污染日益加剧,土壤重金属污染的治理已成为当前研究的热点。土壤重金属污染具有高累积性和不可逆转性,污染一旦发生,仅依靠切断污染源的方法难以进行彻底恢复。目前,己有一些污染土壤治理的方法,但从其发展和需求来看,还须发展更加有效的治理技术。

参考文献:

[1]陈志良,仇荣亮.重金属污染土壤的修复技术[J]环境保护,2002.29(6).21-23.

环境土壤学的特点范文4

关键词:苎麻;根际;非根际;土壤因子

中图分类号:S154.4文献标识码:A文章编号:0439-8114(2011)15-3066-03

Comparison of Diversity between Rhizosphere Soil and Non-rhizosphere Soil of Ramie

ZHOU Jian-xia,TANG Shou-wei,TANG Qing-ming,ZHU Si-yuan,LIU Tou-ming

(Institute of Bast Fiber Crops, Chinese Academy of Agricutural Sciences ,Changsha 410205, China)

Abstract: The dynamic property of soil nutrients, soil microbes, soil enzyme and pH in ramie rhizosphere soil and non-rhizosphere soil collected from producing areas of 6 ramie varieties was studied. And the relationship between them was discussed. The results showed that the content of available N, available K, organic matter, total K and water, the numbers of soil bacteria, actinomyces and fungi, the activities of urease and acid phosphatase in rhizosphere soils were all significantly higher than those of non-rhizosphere. Meanwhile, there was significant difference in pH between rhizosphere soil and non-rhizosphere soil. The correlations among soil nutrients, soil microbes, soil enzyme and pH in rhizosphere soil were more significant than that in non-rhizosphere soil. It was hypothesized that the ramie root brought about the differences between the rhizosphere soil and non-rhizosphere soil.

Key words: ramie; rhizosphere; non-rhizosphere; soil factors

在植物生长过程中,由于根系和土壤的相互作用,根际环境在物理、化学和生物特性上不同于周围的土体,即产生了根际效应。研究作物的根际环境对作物的水肥管理和病虫害防治有重要意义[1]。根际土壤中聚居着的微生物包括细菌、放线菌、真菌、藻、原生动物和病毒。它们在营养的转化中起着极其重要的作用。在土壤中,由于根际是一个特殊的生态环境,因此在根际的土壤微生物比根外的土壤微生物在数量和种类上都要多,它们在根上的繁殖和分布受根系生长发育的影响而表现出较为明显的根际效应。因此,根际微生物研究也倍受关注。土壤养分是土壤肥力的重要组成,是作物高产稳产的基础条件。在水、热、气等条件适宜时,土壤养分的含量及比例直接影响作物的生长发育和产量高低。氮、磷、钾是植物生长发育所必需的三大基本元素;土壤pH值是土壤重要的化学性质,它通过影响土壤微生物活动、土壤有机质的分解、矿质营养的有效状态等影响土壤的肥力状态;土壤有机质的数量与质量变化是土壤肥力及环境质量状况的最重要表征,是制约土壤理化性质如水分、通气性、抗蚀力、供保肥能力和养分有效性等的关键因素[2]。土壤酶参与土壤中许多重要的生物化学过程和物质循环,可以客观地反映土壤肥力状况,是土壤生物学肥力的重要因素。由于受植物根系和微生物的影响,植物根际土壤中酶的活性与原土体存在差异。玉米根际土壤中磷酸酶[3,4]和脲酶[5]的活性均比非根际土壤高。

苎麻是我国极具特色的经济作物,其产量和面积均占全世界的90%以上。但近几年由于诸多原因导致麻类的种植面积和总产大幅度降低。苎麻的高产栽培方面已有很多研究报道[6-9],但是苎麻根际环境的研究还较少。本试验主要通过比较根际和非根际环境的土壤养分、土壤酶、土壤微生物含量的差异及其相关关系的不同来研究苎麻的根际环境,旨在为苎麻的施肥管理提供理论基础。

1材料与方法

1.1材料

试验设在中国农业科学院麻类研究所望城科技园苎麻试验地进行,选取6个不同苎麻品种的土壤为试验样品,采用随机区组设计,3次重复。土样于2009年苎麻冬培前采集。

1.2方法

土壤取样采用“五点取样法”。在植株周围多点挖取5~15 cm土层内的根系。先抖落大块不含根系的土壤,装入塑料袋内,混匀,作为根外土壤;然后取根系表面的细粒土壤,装入塑料袋内混匀,作为根际土壤。

土壤养分测定具体如下:土壤有机质采用重铬酸钾氧化还原滴定外热法测定,土壤全氮采用半微量凯氏法测定,土壤水解性氮测定采用碱解扩散法;土壤全磷测定采用钼锑抗吸光光度法;土壤有效磷采用NaHCO3浸提-钼锑抗吸光光度法测定;土壤全钾采用火焰光度计法测定;土壤速效钾采用醋酸铵浸提-火焰光度法测定;pH值用酸度计测定(水提法1.0∶2.5)。土壤水分测量采用烘干法[10]。

细菌、放线菌及真菌分别用牛肉膏蛋白胨培养基、高氏1号培养基及马丁-孟加拉红培养基培养[11]。细菌在37 ℃条件下培养2~3 d;放线菌、真菌在28 ℃条件下培养3~5 d。

酸性磷酸酶活性采用苯磷酸二钠比色法测定,土壤酸性磷酸酶活性以24 h内每克干土产生的苯酚微克数表示(μg/g)。脲酶采用苯酚钠次氯酸钠比色法测定,土壤脲酶的活性以24 h内每克干土产生的NH3-N的微克数表示(μg/g)[12]。

1.3数据处理

采用SAS 8.0软件进行相关的统计分析。

2结果与分析

2.1根际与非根际土壤环境因子比较

由表1可知,根际和非根际土壤的环境因子差异较大,根际环境中的有效氮、有效磷、有效钾、有机质、全氮、全磷、全钾、细菌、放线菌、真菌数量均高于非根际环境;根际环境土壤中的脲酶和酸性磷酸酶活性也高于非根际环境的活性。其中,有效氮、全钾、脲酶活性、酸性磷酸酶活性、细菌数量在根际和非根际土壤环境中的差异较大。

2.2根际和非根际的土壤环境因子间的相关性

2.2.1土壤养分之间的相关性由表2、表3可知,在根际土壤中,有效氮和全氮间呈现极显著正相关;有效氮与有效磷、有效氮和有机质、有效磷和全氮、有效磷和全磷、全氮和全磷间均达到显著正相关。在非根际土壤中,有效氮与有效磷、有效氮与有机质、有效氮与全氮、全氮与全磷间均呈现极显著正相关;有效氮与全磷、有机质与有效磷、有机质和全氮间均达到显著正相关;有效磷和全钾、全氮和全钾间均达到显著负相关;全磷和全钾间达到极显著负相关。

2.2.2土壤酶、土壤微生物间的相关性由表2、表3可知,在根际土壤中,酸性磷酸酶活性与真菌数量呈极显著正相关;在非根际土壤中,脲酶活性与放线菌数量呈极显著正相关,细菌数量和真菌数量呈显著负相关。

2.2.3土壤酶、土壤微生物与土壤养分间的相关性由表2、表3可知,在根际土壤中,酸性磷酸酶活性与有效磷间呈显著正相关,和有效氮间呈极显著正相关。真菌无论在根际土壤还是非根际土壤中与土壤养分都存在一定的相关性;在根际土壤中,真菌数量和有效氮、全氮间呈极显著正相关,和有效磷间呈显著正相关;在非根际土壤中,真菌数量和速效钾、有机质间均呈显著正相关,与有效氮、有效磷、全氮、全磷间均呈极显著正相关,而与全钾间呈极显著负相关。

2.2.4土壤养分、土壤酶、土壤微生物与pH值间的相关性由表2、表3可知,在根际土壤中,土壤养分、土壤酶、土壤微生物和pH值之间不存在显著的相关性。在非根际土壤中,速效钾、全氮、全磷和pH值间均呈极显著负相关,有效磷和pH值间呈显著负相关,全钾则和pH值间达到极显著正相关。土壤酶中脲酶活性和pH值间呈极显著正相关;土壤微生物中,细菌数量和pH值间呈显著正相关,真菌数量和pH值间达极显著负相关,放线菌数量和pH值间达极显著正相关。

3讨论

由以上分析可知,在根际土壤中,大部分土壤养分、微生物数量、酶活性高于非根际土壤。相关关系中,非根际土壤能达到显著相关的要多于根际土壤。

1)根系活动向土壤中大量分泌有机物,大大促进了微生物的活动,使其数量远高于非根际环境。土壤有机质还具有良好的酸碱缓冲性质,从而可以减轻作物被这些不良因素危害。土壤有机质能提高土壤水分保持能力[13]。

2)受根系的生理活动及环境胁迫的影响,植物根往往会向外分泌大量的酶,如酸性磷酸酶;此外,根系微生物的大量增加也引起酶的数量和种类的增加。

3)根际土壤溶液中养分浓度的分布与非根际

土壤有明显的差异。它主要受控于根吸收速率与养分迁移速率的综合影响。反之,根际养分的供应强度又直接影响植物的营养状况[14]。因此,根际微区的特殊环境,微生物的活动、根际生物化学特性、根际pH值、根分泌物因素对微区养分的影响是深刻的[15],如根分泌物可以直接或间接影响养分的有效性。根区的有机物、酶和微生物增多,使根际的氧化还原状态不同于非根际土壤环境,进而影响根际的营养状况。

4)由于根系的吸收和分泌作用,根际微生物的呼吸作用,对根际pH值产生显著影响。pH值的变化是根际微生态系统中最为活跃的因素之一,在多方面影响着土壤养分的有效性。

总之,由于根际环境的特殊性,研究苎麻的根际环境对苎麻的高产优质栽培及解决老麻园退化问题有重要意义,进一步深入地对其展开研究是我们下一步的工作。

参考文献:

[1] 苏德纯. 作物根际环境及其研究方法[J]. 作物杂志,1991(2):36-37.

[2] 李忠佩,程励励,林心雄. 红壤腐殖质组成变化特点及其与肥力演变的关系[J]. 土壤,2002(1):9-15.

[3] 李志洪,陈丹,张福锁. 玉米根际有机磷的亏缺与积累[J]. 吉林农业大学学报,2003,25(6):639-642.

[4] GEORGE T S, GREGORY P J, WOOD M,et al. Phosphatase activity and organic acids in the rhizosphere of potential agroforestry species and maize[J]. Soil Biol Biochem, 2002(34):1487-1494.

[5] 李良谟,范晓晖. 根际酶的研究概况[J]. 土壤,1993,25(6):299-303,314.

[6] 程乐根,李学初,颜克松,等. 洞庭湖区苎麻施肥技术研究[J]. 中国麻业科学,2008,30(5):256-260.

[7] 高继莲,程德平,高升炳. 苎麻产业化优质高产栽培技术规程探讨[J]. 安徽农学通报,2003,9(6):122-123.

[8] 潘其辉. 高产优质新品种赣苎四号的栽培要点[J]. 江西棉花,2005,27(6):35-36.

[9] 舒忠旭,张中华,任小松. 新栽麻园高效生产技术模式示范与效果初报[J]. 中国麻业科学,2009,31(2):159-162.

[10] 辽宁省土壤肥料总站. 土壤肥料实验室手册[M]. 沈阳:辽宁科学技术出版社,2004.

[11] 许光辉,郑洪元. 土壤微生物分析方法手册[M]. 北京:农业出版社,1986.

[12] 周礼恺,张志明. 土壤酶活性的测定方法[J]. 土壤通报,

1980(5):154-155.

[13] 鲁如坤. 土壤―植物营养学原理和施肥[M]. 北京:化学工业出版社,1998.

环境土壤学的特点范文5

【摘要】  目的研究土荆芥生长土壤地球化学特征,为土荆芥gap管理提供环境因素的依据。方法通过对地道药材土荆芥生长环境的实地调查,并采集其生境土壤样品进行元素分析及研究适宜的肥力条件。结果土荆芥适宜生长土壤为中性或弱碱性沙质土壤,其生长土壤肥力较高,而且分析发现其中al2o3,k2o,ni,zn,rb,ba的含量明显高于福建省及全国土壤中的平均值,含有丰富的微量元素, na2o,k2o含量高于非生境土壤,而al2o3,fe2o3,cao, tio2低于非生境土壤,且土荆芥对p、ca有选择性的富集作用。结论土壤的地球化学特征对土荆芥的生长有影响。

【关键词】  土荆芥; 土壤; 地球化学特征

          土荆芥为藜科植物土荆芥chenopadium ambrosioides l.带有果穗的干燥全草,为一年生或多年生直立草本,为常用苗药,主要分布于我国的中南、华东和西南等地,通常生长在村落周围的山坳、道路及河岸两侧,福建、广东是我国土荆芥生长的主要地区。土荆芥具有驱风除湿、驱虫、通经、止痛之功效,主治肠道寄生虫病,外用治湿疹、脚癣,并能杀蛆和驱除蚊蝇[1] 。现代医学研究表明,小剂量的土荆芥叶的水醇提取物具有明显的抗肿瘤作用,对人体内的结核杆菌生长有抑制作用,对抗真菌则有良好的抑制作用[2,3]。文献报道[4],不同产地土荆芥中黄酮成分的含量有一定的差异,表明环境因素对土荆芥的生长有一定的影响。植物生长、形态和品质好坏的因素不仅是气候条件,更重要的是地质环境、土壤营养元素组成、含量及其存在形态。土壤中元素与植物生长和人体健康有密切的关系[5~7]。由于成土因素和过程的不同使每种土壤具有自身的理化和地球化学特征,也就形成了特有的土壤生物作用,而土壤矿质元素作为植物的营养库,它们对植物的生长发育,产量,初生和次生代谢产物的种类数量均有很大的影响,所以研究道地药材生长的环境因素,首先要研究支持它们赖以生存的土壤的理化性质及其地球化学特征。目前,关于土荆芥化学成分及药理作用方面的研究较多,而关于其生长的环境因素及其地球化学特征方面的研究未见报道。作者选取土荆芥主要生长区——福建、广东地区生长的土荆芥,对其生境土壤地球化学基本特征(矿物组成,理化性质等)进行了研究,旨在为其规范生产,gap管理提供科学依据。

1  材料和方法

1.1  研究区概况

福建、广东位于我国东南沿海,隔台湾海峡与台湾省相望。样品采自福建省、广东省中亚热带季风性湿润气候及南亚热带海洋性季风性湿润气候2个不同自然地带,福建漳州、广东汕头属南亚热带海洋性季风性湿润气候区,位于东经116°14′~118°08′、北纬23°02′~25°15′。光热资源丰富,雨量偏少,受台风影响显著为本带气候的3个主要特征,年平均气温19~22℃,平均最低气温在0℃以上,年日照时数1 800~2 500 h,年雨量约1 000~1 600 mm,阳光充足,无霜期长,冬无严寒,地貌类型以花岗岩丘陵及冲击平原为主,由于背靠大山,又有许多支脉伸向海边,紧靠北回归线,以及地形上的特点,来自西北和东北方向的冷气流对本区影响轻微,加之地势相对开阔平坦,利于充分接受光照。这种地貌空间结构,宜于避寒、避风,是多种热作的理想种植地,农作物年可3熟。   

   

福建三明地区位于东经116°22'~118°39'、北纬25°30'~27°07',地处闽江流域上游,正好介于闽西北武夷山脉与闽西南戴云山脉之间,该地区属中亚热带季风性湿润气候,平均海拔高,地势起伏大,山地丘陵占绝对优势,盆谷比重较小,光照资源较漳州、汕头差,但水分资源丰富,气候垂直变化显著,四季分明,冬季长1~4月有霜雾及结冰现象,夏季长3~5个月,气温高,盆谷内常出现酷暑天气,年平均气温15~20℃,日照时数1 600~2 000 h,耕作制度以一年二熟为主,水资源丰富,年平均降水量1 500~2 200 mm; 基本上为多水带或丰水带。

   

研究区属华南低山丘陵区,植被茂盛,土层较深厚,土壤类型主要为红壤、黄壤,还有黄棕壤、水稻土等,一般呈酸性,铁铝氧化物含量很高。成土母质主要为岩石(花岗岩,火山岩等)风化的产物,是土壤矿物质和植物营养的最初来源,是土壤形成的物质基础,它影响着土壤的发育方向和肥力状况。

1.2  样品采集分析方法

样品采自福建漳州(zzsj)、三明(smsj),广东省汕头(stsj)土荆芥生境根际的土壤及其药材,采用随机多点采样法,收集根际土壤时先除去表面土壤,然后采用抖落法收集根际土壤,充分混合,用 4 分法缩分,为了进行土壤元素比较,同时采集 500 m 以外(或附近山坡)无土荆芥生长的非生境土壤样品,分别为福建漳州(zzfsj)、三明(smfsj),广东汕头(stfsj)作为对照。样品在室内自然风干,去除石块﹑植物根茎等杂质。

1.3  土壤理化分析方法

1.3.1  ph 值电位法测定,土壤样品过10目尼龙网筛,水土比为1∶1。

1.3.2  土壤颗粒组成采用ms2000型激光粒度分析仪测定。

1.3.3  土壤元素分析土壤样品用玛瑙研钵研磨样品至200目以下,利用日本3080es x射线荧光光谱仪对土壤样品中的常量元素al2o3,sio2,mgo,cao,na2o,k2o,fe2o3等组分及微量元素zn,sr,ba,ni,cu,pb,v等进行了全量分析,元素分析在中国科学院兰州地质所国家重点实验室分析测试中心完成。1.3.4  土壤营养物质分析采用常规分析方法。土壤阳离子交换采用醋酸铵法;土壤盐基饱和度采用氯化钾法;土壤速效钾采用火焰光度法;土壤有机质采用重铬酸钾法;土壤速效磷采用氢氧化钠(碳酸氢钠)浸提-钼锑抗比色法。

1.3.5  土荆芥药材黄酮类成分含量测定采用日本岛津 lc 20a 高效液相色谱仪测定。

2  结果

2.1  土荆芥生境土壤与非生境土壤质地与理化特性分析

2.2.1  土壤ph

ph值是土壤重要的基本性质,直接反映了土壤溶液中氢离子和氢氧根离子的相对浓度,是土壤中影响范围极为广泛的一个化学指标,它是土壤中各种养分的存在状态,有效性和土壤中生物过程,土壤微量元素含量分布的重要影响因素[8,9]。由表1可知土荆芥生长的土壤为中性至弱碱性,其不同生长区生境土壤的ph值比较接近,分别为7.63,7.20,6.77,而非生境土壤ph值相差较大,分别为4.55,5.95,6.65,为中性至酸性。表明土荆芥适宜在ph值中性至弱碱性的土壤中生长。

2.2.2  土壤肥力及盐基饱和度(bs)

从表1中可以看出土荆芥生境土壤肥力均较高,其有机质,速效钾,速效磷比较高,阳离子交换量(cec)均 >10 cmol/kg,福建漳州的稍高,为20.473 cmol/kg,广东汕头的略低,为11.070 cmol/kg。而非生境土壤阳离子交换量略低,福建三明非生境土壤对比样仅为7.309 cmol/kg。土荆芥生境土壤盐基饱和度接近且较高,均在85%以上,而非生境土壤肥力相差较大,福建三明非生境对比样速效磷仅为 1.48 mg/kg,且盐基饱和度为35.56%。说明土荆芥适宜于较高盐基饱和度的土壤。

2.2.3   土壤肥力与药材质量关系的比较

土壤作为生态环境中最为重要的一部分,其肥力状况直接决定了土荆芥的生长、品质、初生和次生代谢产物的形成。由表1及表2可以看出福建三明土壤有机质、速效钾、速效磷等肥力较高,其黄酮类化合物的含量也较高。福建漳州与广东汕头生态环境,气候条件,土壤肥力相近,其黄酮类化合物的含量也接近。表明土荆芥在生长过程中土壤因素是保证其质量的主要因素之一。表1  土荆芥土壤样品理化特性(略)表2    药材样品黄酮含量测定结果(略)

2.2.4  土壤颗粒组成土壤颗粒组成在植物生长,土壤的利用中具有重要意义,直接影响土壤水、肥、气、热的保持和运动,并与植物的生长发育有密切的关系。植物生长的土壤砂粒过多易漏水漏肥,土壤黏粒过多持水性强,透水性差,研究区雨量充沛,若黏粒过多易烂根。对土荆芥土壤机械组成研究,由表1可知,土荆芥生境土壤质地以砂质壤土为主,砂砾较多,泥质,粉沙质,矿物质并存,不但带给土壤较丰富的矿质元素,而且使土壤质地适中,通透性好,多种元素有效性高,有利于植物生长。而非生境土壤机械组成相差较大,福建三明非生境对比样黏粒含量较高>30%。研究表明含砂砾较多的砂质壤土有利于土荆芥生长。

2.3   土荆芥生长土壤地球化学特征

2.3.1  土荆芥生境土壤与非生境土壤元素比较土壤大量营养元素,微量元素是研究土壤环境质量的重要特征,也是土壤农业地球化学评价的主要指标[10]。由表2可知,土荆芥生境土壤样品中元素的含量特征,土荆芥生境土壤中常量元素主要以al、si为主,二者含量之和达70%以上。al2o3,k2o,mg0,cao显著的高于福建土壤中的平均值, fe2o3,tio2接近于福建土壤中的平均值。与全国土壤中元素含量相比,al2o3,k2o,fe2o3的含量明显高于全国土壤中的平均值;na2o,cao低于全国土壤中的平均值。生境土壤中na2o,k2o均高于非生境土壤中的含量,al2o3,fe2o3,cao, tio2显著低于非生境土壤中的含量。生境土壤中微量元素ba,zn,zr ,rb,mn等元素含量较高。其顺序为ba﹥mn﹥zr ﹥zn﹥ rb,其中ni ,zn ,rb ,ba 明显高于福建省及全国土壤中的平均值;co,cr,cu接近福建省及全国平均含量。sr明显高于非生境土壤中的含量。v,cr,co,ni,cu显著低于非生境土壤中的含量。

   

研究结果表明土荆芥生境土壤与非生境土壤元素特征有一定差异,从我国土壤区域的划分研究区均属于硅铝区域,但其地球化学特征还有较大的差异,造成这种差异的主要原因是其成土母质和成土过程不同,这种差异是土荆芥道地性形成的主要土壤生态因子,表明研究其地球化学特征具有一定的意义。

2.3.2  药材与土壤中元素相关性分析

从表3中可看出土荆芥药材中p ,zn ,mn,ca的含量较高,尤其是p、ca元素含量高,而土荆芥生境土壤中p 、ca的含量接近或相对低于非生境土壤,土荆芥药材对p,ca 具有富集作用, p,ca平均吸收系数分别为3.447 8,2.402 6。表明p ,ca对土荆芥的生长具有相关性,这种对部分元素的依赖是土荆芥生长的重要特征之一。 表3  土荆芥根际土壤样品中元素的含量特征(略)

   

生命的生长发育过程中,矿物元素起着重要的作用。如钾具有促进植物体内代谢,提高植物抗病能力,提高光合作用强度,加强碳水化合物的合成与运输,以及能促进植物对氮素的吸收,加速含氮化合物的形成等都有重要作用,土壤中的钾主要来源于土壤母质中钾矿物的分化,分解,释放,铁是形成叶绿素必需的成分,土壤缺铁,则叶呈淡黄色,甚至白色,铁对植物呼吸作用和代谢过程有重要作用;锌在植物叶绿素及糖类形成过程中是必不可少的,是某些酶的组成部分;磷是植物生长重要元素之一,磷能促进植物生殖器官的形成,保持优良的遗传特性,增强植物的抗旱,抗寒,抗病能力,对细胞的分裂和分生组织的发展,以及对糖,脂肪,蛋白质等物质的形成和转换有重要作用。磷在近中性的微酸性到微碱性的范围内,其有效性较高,该土壤为中性至微碱性土壤,磷的有效性较高,其土壤中钾,锌等含量较丰富,这些因素是土荆芥生长的必要条件。

3  结论

    土荆芥生长的适宜ph值为6.5~8,属中性偏弱碱性土壤。生长土壤质地为通透性良好的含有少量黏土的砂质壤土。

   

土荆芥适宜于85%以上较高盐基饱和度的土壤。有机质1.38~3.71%,速效磷111.9~242.8 mg/kg,速效钾109.5~168.8 mg/kg肥力较高的土壤中,有利于土荆芥生长及其有效成分的积累。

   

土荆芥对p ,ca具有选择性富集作用,其生长土壤中大量元素na2o,k2o,cao ,p的含量应较高,这种同一基因植物对元素吸收的差异,以及生态环境,气候条件,土壤肥力相近,其有效成分黄酮类化合物的含量也接近。提示外因—地球化学作用对其生长、有效成分的积累具有重要的意义。

   

只有在上述条件有机的结合在一起,形成其特有的生态系统才有利于地道土荆芥的生长,因此对药用植物进行规范生产,gap基地建设与管理,不仅要研究药材有效成分含量,还应对其生长的生态环境,尤其对其赖以生存的重要因子之一 ——土壤进行研究。

   

致谢:在土荆芥样品采集的过程中,福建省将乐县万安卫生院的官瑞医生给予了热情的帮助,特此表示衷心的感谢。

【参考文献】

  1]林 泉,王景祥,范文涛, 等. 浙江植物志[m].杭州:浙江科学技术出版社,1982: 182.

[2]nascimento frf, cruz gv, pereira pvs, et al. ascitic and solid ehrlich tumor inhibition by chenopodium ambrosioides l. treatment[j]. life sciences,2006,78: 2650.

[3]lall n, meyer jjm. in vitro inhibition of drugresistant and drugsensitive strains of mycobacterium tuberculosis by ethnobotanically selected south african plants[j]. journal of ethnopharmacology , 1999, 66: 347.

[4]刘志红,庄世和,宋之光. hplc测定土荆芥药材中槲皮素、山柰素、异鼠李素含量[j].中草药, 2008,39(增刊):123.

[5]范俊安,易尚平,张爱军,等. 川产道地药材受gbs制约效应[j]. 中国中药杂志,1996,21(1):12.

[6]朱定祥,倪守斌. 地道药材的生物地球化学特征研究进展[j]. 微量元素与健康研究,2004,21(2):44.

[7]龚子同,黄 标, 欧阳洮. 我国土壤地球化学及其在农业生产中的意义[j]. 地理科学,1998,18(1):1.

[8]周启星. 健康土壤学-土壤健康质量与农产品安全[m]. 北京:科学出版社,2005:114.

环境土壤学的特点范文6

摘要 根据2014年全国土壤污染调查结果显示,我国土壤环境不容乐观,对于污染土壤进行治理修复是现实的迫切要求。土壤修复制度是土壤环境保护立法的重要内容,法律应该将土壤修复作为一项法律义务、管理制度和制裁措施加以规定。土壤修复制度的内容包括修复的义务、规划、目标、标准、公众参与机制、商业模式、法律责任和监督管理等内容。

关键词 土壤污染;土壤修复;制度;立法

2014年国家公布的全国土壤污染调查结果显示,我国土壤污染已经相当严重。目前,我国各大城市的更新改造和产业的升级换代仍在进行中,更多的污染地块还会暴露显现,土壤污染问题已经引起社会的普遍关注,对于污染土壤进行治理修复是时代的要求。土壤属于难以再生或者不可再生的战略资源,由于污染而闲置土地或者无法有效利用土地会造成极大的浪费,还会增加对清洁土壤的开发强度。所以,污染土壤的治理修复是各国土壤环境保护立法的重要内容。

土壤修复制度立法的总体考虑

土壤修复的法律定位

土壤修复是指运用物理、化学、生物等技术方法,使受到污染和破坏的土壤恢复正常功能。土壤修复制度是法律对土壤修复活动所做的制度安排。修复污染土壤主要是基于两大基本考虑,一是消除土地上的污染及其不良影响,保障人体健康和环境安全;二是进行污染土壤的再开发利用。自20世纪70年代以来,由于土壤污染的加剧,土壤修复成为一项法律要求。

从法律的角度来讲,土壤修复具有三个法律性质:第一,是一项法律义务。由于土壤污染侵害了公众的健康、财产以及环境的安全,基于污染者负担原则,土壤修复成为法律规定的一项义务,造成土壤污染的责任主体必须负起相应的责任,消除土壤上的污染危害,恢复土壤的功能和价值。第二,是一项法律制度。土壤修复工作技术复杂、耗时长、涉及面广,必须将其制度化,以保障其长远、普遍、规范地实施。作为一项制度,必须有可反复适用的普遍性要求、规范性的内容、强制性的法律后果。第三,是一项法律制裁措施。造成土壤污染后,土壤修复是法律救济措施之一,受害者可请求法院判决责任人承担土壤修复责任。

土壤修复制度与其他土壤环境保护制度的关系

土壤环境保护是一项复杂的系统工程,相关的制度有很多,如土壤调查制度、土壤档案制度、分级分类管理制度、环境风险评估制度、风险管制制度和修复制度等,土壤修复制度是其中一项,该制度与其他制度紧密相连,甚至需要以其他制度为前提。由于中国受到污染的土壤很多,不可能也没有必要都进行修复,一般情况下只有经过对污染土壤的环境风险评估,确认有修复的必要和可能时,才进行修复。土壤修复制度只是管制污染土壤环境风险的措施之一,所以,土壤修复制度的设计必须放在土壤环境管理的总体框架下考虑,与其他制度和措施相协调。

尽管土壤修复属于末端应对方法,但是修复活动尽量前移仍有助于避免或减轻损害后果。因此有必要构建边开发、边修复,边建设、边修复的经济、生态建设一体化模式,将土壤修复行为融入开发建设全过程。这就需要将土壤修复的责任与现行环境管理制度相结合,如在环境影响评价制度中要求建设项目和规划环境影响评估的内容包括生态环境损害评估和土壤修复措施的内容;在颁发环境许可证时可以在许可证中要求持证人承担恢复环境损害的内容;在污染治理制度中增加土壤修复的内容。在企业停业、关闭,资源开发活动结束,建设活动完成等阶段,要求活动主体清除其行为对土壤的不良影响,修复土壤。此外,由于土壤的修复周期长,等待修复完全结束再进行开发可能会影响各相关利益方的利益,所以修复也可以与开发同时进行,在严格的管理之下进行有限地开发和利用。这样建立污染土壤修复过程的监督管理和治理设施的维护运营管理也十分重要。

农业用地修复与工业场地修复的关系

国外土壤环境立法很少有农业用地修复这种提法,因为修复往往指将污染清除,农业用地受到污染后,一般受影响面积大,由于成本太高无法进行快速的污染清除,此外,为了保护及恢复用地生产力,一般不适宜采取物理、化学等修复方法,更多地采用种植结构调整、农艺结合、生物萃取等方法进行污染清除,这些方法被认为是一种环境整治,而不是环境修复。在我国,实践中所进行的土壤修复包括农业用地修复,在一些地区(如湖南省)农业用地修复甚至是土壤修复的重点。但是,农业用地(特别是耕地)和工矿业场地在遭受污染方式、污染特征、对人体危害的暴露方式和危害机理等方面有所不同,土地的所有制形式、治理修复的方式、开发利用的模式、基金来源等也有极大差异,因此,对土壤立法时,有必要针对农业土壤保护和工业场地环境风险管制适当分开立法,根据两者的特征分别规定修复方式和目标、责任主体、资金来源、监督管理等,以增强土壤立法的实用性和针对性。

土壤修复法律制度的设计

土壤修复作为土壤环境保护及管理的一项新的制度,在土壤环境保护立法中占有重要位置,其具体内容应该包括如下方面。

土壤修复的法律义务及义务主体

土壤修复旨在控制土壤污染风险。立法应规定土壤修复是政府及造成环境污染、破坏的责任者的一项法律义务。当有关单位和个人的活动造成土壤污染或损害时,根据污染者负担原则,排污者有义务承担清除污染和危害、恢复环境状况的责任;当特定区域的环境质量恶化,对人体健康和财产造成危害或者威胁时,当地政府有义务组织环境区域土壤修复,改善环境质量。当然,排污者和政府责任有所不同,排污者主要对其个体行为产生的后果负责,政府在无法区别个体责任或责任主体灭失、或者责任主体丧失责任能力的情况下承担责任。国外经验显示,确定一个更广的责任主体范围有利于解决土壤修复责任主体确定困难、资金需求量大等难题。污染责任者的范围包括污染排放设施的所有者和经营者、污染处理设施的所有者和经营者、污染场地的所有者和使用者、污染物的运输单位等。当然,修复并不一定由政府和司法机构强制启动,也可以由企业或者业主基于商业目的自愿进行。无论是强制修复还是自愿修复都需要符合相关的标准及要求。

土壤修复规划

目前,我国受到经济、技术条件限制,不可能对所有受污染的环境区域和场地进行修复,需要通过制定修复规划或计划来确定修复对象、目标和具体要求。土壤修复规划或计划属于宏观法律规制,是在事前对土壤修复进行总体和长期安排,要求首先要对各个区域或地区受污染地块进行调查,在此基础上,根据污染状况和人体健康、环境安全需要,列出治理、修复对象的优先名目清单,并设定修复行为的宏观目标,部署总体行动。根据土壤修复的不同类别,修复规划应制定短期、中长期和突发生态环境事件应急修复规划,并对不同阶段的修复设定不同目标和行动纲领。对此,法律应明确土壤修复规划制定主体、权利义务和法律责任,保证规划的有序进行和有效实施。土壤修复计划是对具体地块的修复工作而制定的方案,包括采用的标准、达到的要求、时间安排、技术手段等。

土壤修复的目标及标准

土壤修复的原则性目标是消除污染土壤对人体健康和环境安全的危害和威胁,恢复土壤的特定用途。具体目标是由土壤环境标准确定。但在实践中如何确定具体适用的修复标准有两种不同的模式。一是适用统一标准;二是基于风险控制的标准。前一模式要求所有的修复工程都达到统一标准,这一标准可满足各种土壤用途的要求,不管场地处于什么位置,将来的用途是什么。后一模式在适用标准时往往根据地块环境评估的结果、人体暴露值、地块将来的用途等做出不同的调整。欧洲国家多采用前一模式。美国和加拿大等国采取的是后一模式,两种模式各有利弊,统一标准模式对污染者一视同仁,不必支付太多的谈判和沟通成本。不利之处是不加区别地适用统一标准不能针对土地开发利用的具体要求,可能造成过度修复,成本过大,不利于鼓励污染土壤的再开发。后一模式灵活性强,有针对性,有助于鼓励污染土壤的再开发利用,但是沟通成本大,决策过程复杂,在确定修复方案过程中投入专业技术力量大。中国历来有适用统一环境标准的传统,但是中国的国情复杂,区域差异大,统一标准缺乏针对性。此外,中国污染土壤修复刚起步,政策的制订也需要考虑到修复成本对于社会的影响,建议我国在完善土壤环境质量标准的前提下,逐步从统一标准模式向基于风险控制的标准模式转变。

土壤修复社会参与机制

公众参与是土壤修复中的重要一环,有效的公众参与可以保障公众的环境权,缓解污染场地周边的紧张关系,帮助寻求合适的修复方案,监督修复过程,补充政府执法力量的不足。应该在制订污染土壤管理政策、风险控制措施直至具体修复治理、资金筹措工作等不同决策层面上,全面开展利益相关方的对话与磋商,促进形成共识的互动过程。我国土壤修复过程中的公众参与严重不足,主要原因是缺少相关法律依据、缺乏公众参与意识及相关渠道。建议在“土壤环境保护法”中明确规定公众参与制度,要求政府及污染土壤相关管理部门在土壤修复方案制定、修复验收等环节组织公众参与,设立专门的公众交流机构,建立良好的沟通机制。加强对公众的风险教育及参与能力建设。当公众参与权受到侵犯时提供法律救济。

污染土壤修复及其他受损害环境的修复行为从某种程度上而言属于公益事业,需要号召全社会各个层面力量的广泛参与,引导鼓励公众参与修复计划的制定、实施,对政府和企业行为进行有效监督,鼓励公众参与土壤修复机制的科学研究和技术开发,并为此贡献智力、物力和财力等。

土壤修复的商业模式

目前从事环境修复的企业有上百家,但是对于修复企业而言,土壤污染修复领域的资金壁垒和技术壁垒都很高,行业及市场发展缓慢。我国土壤污染防治的中期目标是:“到2020年,法规和标准体系初步建立,土壤污染修复基本实现市场化,农业土壤环境得到有效保护,工业污染场地开发依法有序,大部分地区土壤污染恶化趋势得到遏制,部分地区土壤环境质量得到改善,全国土壤环境总体状况稳中向好。”要实现这个目标,当前亟需在明确责任主体和质量标准的前提下,按照“谁污染,谁付费” “谁投资,谁受益”“环境污染第三方治理”等基本导向,尽快建立起新型的商业模式,鼓励与引导社会资本投入到土壤环境保护事业中,改变当前土壤污染防治主要由中央财政投入的单一局面。

土壤修复的基金保障机制

土壤修复需要耗费巨额资金,仅靠责任人单一的资金来源难以解决,各国趋于建立社会化的多元资金途径。生态问题的根源是外部不经济性,需从设置环境资源开发行为的经济成本人手,由开发利用生态资源、造成生态问题、获得经济利益的主体承担主要生态修复资金义务。此外,生态环境改善属于公共利益范畴,政府理应投入部分资金。通过政府财政投入和转移支付、政府通过各种财源建立的修复基金、企业缴纳生态环境补偿费和生态修复保证金、社会捐助、银行贷款等方式建立生态修复资金来源渠道,形成有力的资金支撑机制。合理的资金机制可以保证开发利用主体对土地资源的谨慎开发,同时避免生态事故后“一走了之”局面的发生。建议在“土壤环境保护法”中规定环境基金制度支持土壤修复,还可以通过要求高危行业企业交纳土壤修复保证金的方式保证对受损环境修复的资金需要。

不履行土壤修复责任的追究机制

土壤修复既是一项管理制度,也是一项法律责任。为了顺应土壤修复的要求,我国的法律责任体系应进行如下革新。一是明确规定不履行修复责任的法律制裁措施。二是扩大损害赔偿范围。将法律救济的范围从传统损失扩大到生态损害,将环境恢复期间环境资源和环境服务价值暂时丧失的损失纳入损害赔偿之列,并对其做出具体的规定。三是明确修复成本追偿机制。当政府或者其他单位和个人代替责任人履行了修复环境的责任后,有权向责任者追偿修复成本。四是延长诉讼时效。将责任人承担法律责任的时效延长,在特定情况下可溯及既往。五是在潜在责任主体之间建立连带责任。六是建立土壤修复责任社会化机制,如通过建立环境保险制度、环境基金制度等来分化和分担土壤修复责任。

土壤修复的监管机制

中国目前土壤修复的管理体制主要有两种类型:一种是环保部门主导,其他部门参与;另一种是城市土壤修复由国土部门主导,农村耕地修复由农业部门主导,环保部门对污染治理实施监管。目前,土壤修复处于起步及试点阶段,管理形式尚未固定,无论治理修复由什么部门主导,环保部门对于环境污染治理修复相关活动的监管都不能缺位。

土壤修复工程技术复杂、隐蔽性强、时间跨度长、监管难度大。针对以上特点,政府对修复工程的监管应该体现如下特点:一是进行全过程监管。修复过程很长,包括污染场地环境调查和风险评估,修复计划和方案的制定,修复工程的开展,修复完工验收等,各个环节紧密相联,一个环节现出问题,修复的效果可能大受影响。政府必须进行全过程监管,明确若干控制点进行重点审查。二是设立工程监理。土壤修复工程多为隐蔽工程,覆盖后难以观测,工程监理是质量的重要保障。三是技术审查和守法监督适当分离。政府对于工程和技术、评估检测等问题并不在行,应该让懂行的人做懂行的事。技术性和专业程度高的工作由专业机构和专业人士把关,政府审查程序的完整性及结果的合规性。四是根据新出现的情况及时调整修复方案。修复过程长,随着调查的深入、技术的进步,可能会发现一些前期调查中未发现的污染和破坏,为此.应该要求修复责任单位适时调整修复方案,使新发现的问题一并得到解决。五是进行工程验收。工程验收是对于各责任方履行义务情况所进行的核查及核证。修复不是一项无止境的工作,责任也要有一个终结。国家立法应该建立统一的治理验收和管理程序,加强修复过程监管和结果监管。