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第17章 打造绿色地球(2)

主要解决天然林的休养生息和恢复发展的问题。工程实施范围包括长江上游、黄河上中游地区和东北、内蒙古等重点国有林区的17个省、自治区的711个县和87个国家森林工业局。保护的层次主要有三个方面:一是东北、内蒙古等大林区,主要是减产分流,分流安置富余职工76.5万人,并对48.3万离退休人员实行基本养老金社会化发放,实现森林工业企业的战略性转移和产业结构的合理调整;二是对长江、黄河中上游天然林实行禁伐;三是对中国其他地区的天然林资源有选择地进行保护。

2.退耕还林还草工程

主要解决重点地区的水土流失问题。工程覆盖了中西部所有省及部分东部省区。工程建设后,工程区林草覆盖率将增加5%,水土流失控制面积86.67平方千米,防风固沙控制面积1.03万平方千米。

3.“三北”和长江中下游地区等重点防护林建设工程

主要解决“三北”地区的防沙治沙问题和其他地区各不相同的生态问题。

4.环北京地区防沙治沙工程

这是从北京所处位置的特殊性及改善这一地区生态环境的紧迫性出发而实施的重点生态工程,主要解决首都周围地区风沙危害的问题。工程建设范围包括北京、天津、河北、山西和内蒙古5省、市、自治区的75个县,总面积为46万平方千米。

5.野生动植物保护及自然保护区建设工程

主要解决物种保护、自然保护、湿地保护等问题。工程实施范围包括具有典型性、代表性的自然生态系统、珍稀濒危野生动植物的天然分布区、生态脆弱地区和湿地等。

6.重点地区速生丰产用材林基地建设工程

这是中国林业产业体系建设的骨干工程,主要解决中国国内木材供应问题,同时也减轻木材需求对森林资源的压力,为其他五项生态工程建设提供重要保证。工程布局于中国400毫米等雨量线以东的18个省。

环境修复工程

植树造林、防治森林病虫害只是保护环境的一部分。要挽留消逝中的绿色,我们还需要、还可以做很多很多事。

大气清洁试剂在减少

大气的清洁试剂是一种短暂存在的分子,它由一个氢原子和一个氧原子组成,被称为烃基。它能和大部分的大气污染物反应,使它们的毒性降低。不幸的是,随着人类活动产生的大气污染物总量增多,烃基的总量却不断减少。自从工业时代早期以来,烃基含量已经下降了20%,烃基的不断减少意味着大气将更加污浊。

夜光云在增加

夜光云是一种形成在中间层的云,在高纬度地区的夏季黄昏时会出现。最近发现,夜光云的亮度不断增加,显然这是由于中间层开始受到因大气污染而引起的全球气候变暖的影响。大气中甲烷增加了一倍,它会被太阳光分解,然后与中间层的水分子结合。自1990年以来,夜光云的亮度已经增加了10倍。

难以处理的水污染

有毒废弃物,包括人工合成有机化合物、重金属、杀虫剂和其他有毒物质,开始从垃圾填埋场、填埋的汽油箱、污水处理系统、放射性废弃物储存场所、农场和矿厂渗入土地。有毒化合物渗入土地污染了含水土层,这就需要对附近的水井进行监测。在很多时候,清洁含水土层几乎是不可能的。这样的污染是不可恢复的,因此,人们需要花大代价去处理源头污染。在美国若没有联邦政府的资助,大部分的州政府无法承担监测和保护地下水的巨额开销。

清洁填埋场和废水氧化池的开销也是相当高的。生物修复是一种利用微生物降解有毒废弃物的技术,它可以用于清洁被地下储存罐污染的土壤。然而,修复被有毒或放射性物质污染土壤的唯一方法是将它们集中运输到危险废弃物堆放场。最后,提高污染废弃物处理技术,了解地下水环境,可以帮助解决将来的环境问题。不幸的是,对于大多数国家的地下水供应系统,过去的错误开采可能已经导致地下水无法恢复了。

大气污染与酸雨

为了减少燃煤厂给当地造成的大气污染,很多工厂会建造高烟囱使污染物进入高层的湍流,然后被风吹散。大都市附近的酸雨已经存在几十年了,这就促使工厂建造高烟囱,使污染物排放到高层大气中而远离城市。不幸的是,随着污染物迁移,这种方案只是将局部的污染问题扩散到更大的地区,甚至超出了国界,从而引发政治问题。例如,加拿大就遭受了因美国俄亥俄河流域工业污染引起的环境问题。瑞典和挪威等国自身没有制造污染,但是却长期遭受欧洲重工业地区引起的污染侵害。

尽管美国发电厂污染排放量减少,但是这些措施并没有根本性地减缓美国东北部的酸雨危害。即使按照“清洁空气法案”减少污染物排放后,河流、湖泊、土壤和植被仍在遭受危害。只有大量减少那些引起酸雨的氮氧化物和硫氧化物等污染物排放,才能帮助大部分地区从几十年的酸雨危害中得到恢复。美国俄亥俄河流域的燃煤厂排放了大量的氮氧化物和硫氧化物,它们是造成美国东北部污染的罪魁祸首。

减少大气污染的措施

氮氧化物和硫氧化物等污染物会随盛行风向东迁移,与大气中的水蒸气结合,产生酸雨、酸雪、酸雾等酸沉降。通过采用在燃煤厂的烟囱内安装净气装置,以及使用低硫煤来减少二氧化硫的排放等方法可以减少酸沉降。

此外,很多燃煤发电站开始改用天然气发电。天然气是一种相对清洁的能源,在生产相同单位的能量时,它产生的二氧化碳的量仅为煤炭的1/2。但是,目前天然气的价格快速上涨,人们需要开发使用清洁煤燃烧技术。

然而,在1975年之前建造的很多美国工厂及其他国家的工厂,并没有要求安装昂贵的设备来清洁大气。由于环境污染会对经济造成负面影响,因此,为了清洁环境,政府被迫颁布法律法规来限制污染的排放。

利用海洋吸收二氧化碳

将二氧化碳填埋到地下或海洋中可以减缓大气变暖。海洋中的浮游生物生长很快,其需要吸收营养来进行光合作用,因此它们会从大气中吸收二氧化碳。有一种观点是给海洋补铁,浮游生物会利用铁进行光合作用,吸收空气中的温室气体,进而快速生长。目前,海洋中铁主要来自大漠沙尘。而仅一艘巨型油轮的铁量就可以触发足够多的浮游生物生长,吸收大气中20亿吨的碳。然而,需要实施长达100年以上的施铁方案,才可能解决这个问题。

防止土地污染

防止土壤遭受污染

土壤污染防治是防止土壤遭受污染和对已污染土壤进行改良、治理的活动。

土壤保护应以预防为主。预防的重点应放在对各种污染源排放进行浓度和总量控制;对农业用水进行经常性监测、监督,使之符合农田灌溉水质标准;合理施用化肥、农药,慎重使用下水污泥、河泥、塘泥;利用城市污水灌溉,必须进行净化处理;推广病虫草害的生物防治和综合防治,以及整治矿山防止矿毒污染等。

土壤污染防治的第一个方面是在源头上进行控制,即有效地降低污染物的排放,这主要有赖于国家环境政策与法规的不断完善和工矿企业技术革新的落实。

1.科学地进行污水灌溉

工业废水种类繁多,成分复杂,有些工厂排出的废水可能是无害的,但与其他工厂排出的废水混合后,就有可能变成有毒的废水。因此,在利用废水灌溉农田之前,应按照《农田灌溉水质标准》规定的标准进行净化处理,这样既利用了污水,又避免了对土壤的污染。

2.合理使用农药

合理使用农药,不仅可以减少对土壤的污染,还能经济有效地消灭病、虫、草害,发挥农药的积极效能。在生产中,不仅要控制化学农药的用量、使用范围、喷施次数和喷施时间,提高喷洒技术,还要改进农药剂型,严格限制剧毒、高残留农药的使用,重视低毒、低残留农药的开发与生产。

3.合理施用化肥

根据土壤的特性、气候状况和农作物的生长发育特点配方施肥,严格控制有毒化肥的使用范围和用量。增施有机肥,提高土壤有机质含量,可增强土壤胶体对重金属和农药的吸附能力。如褐腐酸能吸收和溶解三氯杂苯除草剂及某些农药,腐殖质能促进镉的沉淀等。同时,增加有机肥还可以改善土壤微生物的流动条件,加速生物降解过程。

4.加强环境立法和管理

加强环境立法和管理,如日本根据土壤污染立法,对特定有害物镉、铜、砷进行检测,凡不符合规定条件的地区,即定为治理区,需由当地政府采取治理措施。

改良土地治理

改良治理方面,因重金属污染物可采用排土、客土改良或使用化学改良剂,以及改变土壤的氧化还原条件使重金属转变为难溶物质,降低其活性;对有机污染物如三氯乙醛可采用松土、施加碱性肥料、翻耕晒垄、灌水冲洗等措施加以治理。土壤污染的修复一般采取下列措施:

1.改革耕作制度

土壤中污染物的危害程度常与土壤性质密切相关。如有机氯农药在旱作土壤中的残留期可长达数年,而在水田中厌氧微生物群体的作用下,只需2~3个月即可基本消失;在水田中镉离子易形成难溶性化合物而减轻毒害;砷则相反,在水田中可形成比砷酸毒性更强的亚砷酸。因而,可根据这些作用原理调整耕作制度,以减轻土壤污染的危害。

2.合理利用污染土地

严重污染的土壤可改种非食用经济作物或经济林木,以减少食品污染。

3.对污染土壤进行改良

施用石灰、磷酸盐、氧化铁等化学改良剂,可减轻土壤中重金属的毒害。采用稀酸和氯化铁处理土壤可加速排除土壤中的重金属,但具体实施时要防止污染地下水。客土或深埋等工程措施,是快速和较彻底地治理土壤污染的方法,但工程量较大。形成了一套自己的系统。目前,世界各国对土壤重金属污染修复技术进行了广泛地研究,各种改良土壤污染的方法目前已经得到了深入地研究,且取得了可喜的进展。

修复污染的土地

农业生态修复

农业生态修复主要包括两个方面:一是农艺修复措施。它包括改变耕作制度,调整作物品种,种植不进入食物链的植物,选择能降低土壤重金属污染的化肥,或增施能够固定重金属的有机肥等措施来降低土壤重金属污染。二是生态修复。是通过调节诸如土壤水分、土壤养分、土壤酸碱度和土壤氧化还原状况及气温、湿度等生态因子,实现对污染物所处环境介质的调控。

生物修复

生物修复是利用生物技术治理污染土壤的一种新方法。利用生物削减、净化土壤中的重金属或降低重金属毒性。由于该方法效果好,易于操作,日益受到人们的重视,成为污染土壤修复研究的热点。

植物修复技术是一种利用自然生长或遗传培育植物修复重金属污染土壤的技术。根据其作用过程和机理,重金属污染土壤的植物修复技术可分为植物提取、植物挥发和植物稳定三种类型。

植物提取,即利用重金属超积累植物从土壤中吸取金属污染物,随后收割地上部分并进行集中处理。连续种植植物,达到降低或去除土壤重金属污染的目的。

植物挥发,其机理是利用植物根系吸收金属,将其转化为气态物质挥发到大气中,以降低土壤污染。

植物稳定,利用耐重金属植物或超累积植物降低重金属的活性,从而减少重金属被淋洗到地下水或通过空气扩散进一步污染环境的可能性。其机理主要是通过金属在根部的积累、沉淀或根表吸收来加强土壤中重金属的固化。

微生物在修复被重金属污染的土壤方面具有独特的作用。其主要作用原理是:微生物可以降低土壤中重金属的毒性,微生物可以吸附积累重金属,微生物可以改变根系微环境,从而提高植物对重金属的吸收、挥发或固定效率。如动胶菌、蓝细菌、硫酸还原菌、柠檬酸菌及某些藻类,有良好的效果。

化学修复

化学修复就是向土壤投入改良剂,通过对重金属的吸附、氧化还原、拮抗或沉淀作用,以降低重金属的生物有效性。该技术关键在于选择经济有效的改良剂,常用的改良剂有石灰、沸石、碳酸钙、磷酸盐、硅酸盐和促进还原作用的有机物质,不同改良剂对重金属的作用机理不同。施用石灰或碳酸钙主要是提高土壤pH值,促使土壤中的重金属元素形成氢氧化物或碳酸盐结合态盐类沉淀。有专家研究指出,利用一些对人体无害或有益的金属元素的抵抗作用,也可以减少土壤中重金属元素的有害性。

化学修复是在土壤原位上进行的,简单易行。但并不是一种永久的修复措施,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,容易再度活化危害植物。

物理修复

电动修复是通过电流的作用,在电场的作用下,土壤中的重金属离子和无机离子以电渗透和电迁移的方式向电极运输,然后进行集中收集处理。该方法特别适合于低渗透的黏土和淤泥土,可以控制污染物的流动方向。电动修复是一种原位修复技术,不搅动土层,并可以缩短修复时间,是一种经济可行的修复技术。

电热修复是利用高频电压产生电磁波,产生热能,对土壤进行加热,使污染物从土壤颗粒内解吸出来,加快一些易挥发性重金属从土壤中分离,从而达到修复的目的。该技术可以修复被汞和铯等重金属污染的土壤。另外,可以把重金属污染区土壤置于高温高压下,形成玻璃态物质,从而达到从根本上消除土壤重金属污染的目的。

土壤淋洗是利用淋洗液把土壤固相中的重金属转移到土壤液相中去,再把富含重金属的废水进一步回收处理的土壤修复方法。该方法的技术关键是寻找一种既能提取各种形态的重金属,又不破坏土壤结构的淋洗液。目前,用于淋洗土壤的淋洗液较多,包括有机或无机酸、碱、盐和螯合剂。

工程措施修复

通过客土、换土和深耕翻土等措施,可以降低土壤重金属的含量,减少重金属对土壤、植物系统产生的毒害,从而使农产品达到食品卫生标准。深耕翻土用于轻度污染的土壤,而客土和换土则适用于重污染区。

工程措施是比较经典的土壤重金属污染治理措施,它具有彻底、稳定的优点,但实施工程量大、投资费用高,破坏土体结构,引起土壤肥力下降,并且还要对换出的污土进行堆放或处理。

绿色花园城市

花园城市首先就要有绿色,要有园林景观,要建造城市森林,绿树成荫。专家指出,森林拥有率的高低,是绿色的标志,也是健康的重要条件。如果城市人均森林面积达70平方米,人的平均寿命就能延长10岁。

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