韓志紅 舒凌軒 李子木
2012年下半年,老師組織環(huán)境研究興趣小組的同學(xué)們進(jìn)行“愛我家鄉(xiāng),環(huán)保在行動(dòng)”的科學(xué)實(shí)踐調(diào)查活動(dòng)。汨羅市新開鎮(zhèn)有一個(gè)于2001年建成的中南地區(qū)最大的廢品大市場——再生資源工業(yè)園,我們把研究性學(xué)習(xí)的調(diào)查對(duì)象選定在這個(gè)全國最有影響的循環(huán)經(jīng)濟(jì)試驗(yàn)基地中。
走進(jìn)園區(qū)后發(fā)現(xiàn),這里的環(huán)境污染很嚴(yán)重。露天堆積的廢品如山,粗加工作坊排放的廢水、廢渣肆意污染水體和土壤。據(jù)園區(qū)工作人員介紹,這些廢棄物中含有嚴(yán)重危害人們健康的鎘、鉛等重金屬。
工業(yè)園區(qū)還有很多再生造紙廠,它們排放的、經(jīng)除污處理后的堿性有機(jī)物質(zhì)濾泥量非常多,已經(jīng)堆成了一個(gè)個(gè)小山包。
附近的村民們還反映,近幾年村民癌癥、骨病等發(fā)病率逐年上升。聯(lián)想到地理教材“人類與地理環(huán)境協(xié)調(diào)發(fā)展”中講述日本富山縣農(nóng)民的“鎘米”事件,我們產(chǎn)生了這樣一個(gè)疑問:園區(qū)及周邊的村民種植的蔬菜中是否也含有鎘與鉛這些“致命殺手”?有什么方法來解決這一問題?
帶著一連串的問題,我們選定了“廢品大市場環(huán)境污染與治理研究調(diào)查”作為課題。
一、園區(qū)調(diào)查與研究內(nèi)容
調(diào)查園區(qū)環(huán)境,查閱文獻(xiàn)、走訪專家,了解蔬菜吸收鎘、鉛的情況,找出對(duì)鎘、鉛吸收量相對(duì)較少的蔬菜種類,探尋降低蔬菜吸收鎘、鉛的新種植技術(shù)。尋找當(dāng)?shù)馗患k、鉛的植物,修復(fù)再生資源工業(yè)園區(qū)污染了的生態(tài)環(huán)境。
二、研究過程
再生資源場邊污染區(qū)的范圍包括北山、黎興等11個(gè)行政村,中心市場轄地面積5平方千米,我們的課題試驗(yàn)僅以中心市場所在位置北山村的調(diào)查材料為代表。
1.再生資源工業(yè)園場邊北山村村民重大疾病情況調(diào)查
再生資源工業(yè)園區(qū)中心市場在緊靠京珠高速的新開鎮(zhèn)北山村,近幾年來,該村村民重大疾病發(fā)病率逐年攀升,據(jù)人民醫(yī)院提供的數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì),肝癌、肺癌、骨癌等癌癥病發(fā)生率達(dá)到了總?cè)丝诘?0%,調(diào)查統(tǒng)計(jì)情況見表1。
從表1的疾病調(diào)查統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)可以看出:2007年與2000年相比,骨病的發(fā)生率增加了3倍;呼吸道疾病的發(fā)生率增加了10倍,新生兒缺陷癥發(fā)病率增加了7倍,癌癥發(fā)病率增加了24倍。
中醫(yī)院的醫(yī)護(hù)人員認(rèn)為,鎘、鉛污染都是引起這幾類疾病高發(fā)的主要原因。
我們?cè)谶M(jìn)一步的調(diào)查中發(fā)現(xiàn),北山村還存在“土法煉鉛”的粗加工作坊,這種“土法煉鉛”的廢渣中鎘、鉛含量特別高,煉鉛廠的老板們只顧掙錢,沒有采取任何環(huán)保措施,廢渣隨處亂倒,北山村的菜地、稻田、山土中隨處可見。
聯(lián)想到村民們的發(fā)病率直線上升,我們認(rèn)為“土法煉鉛”肯定有問題,為了驗(yàn)證這一猜想,我們決定對(duì)其進(jìn)行進(jìn)一步調(diào)查和研究。
2.設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案
我們?cè)诰W(wǎng)上進(jìn)行文獻(xiàn)查詢,獲取了重金屬污染的相關(guān)資料,摘錄了數(shù)篇鉛與鎘對(duì)人體健康危害的文獻(xiàn),還來到市農(nóng)業(yè)局、市環(huán)保局以及市蔬菜辦,向?qū)<覀冋?qǐng)教,農(nóng)業(yè)局環(huán)保站的謝博士為我們介紹了土壤取樣與水體取樣的基本方法及原理。
環(huán)保局的工作人員對(duì)我們提出的課題很感興趣,不僅鼓勵(lì)我們,還為我們的課題實(shí)驗(yàn)提供了材料和技術(shù)上的幫助。
在他們的指導(dǎo)下,我們確立了如下兩個(gè)實(shí)驗(yàn)方案。
(1)檢測實(shí)驗(yàn):水、土壤抽樣檢測
水樣:分別采集再生資源工業(yè)園區(qū)南邊北山村菜農(nóng)灌溉用的場區(qū)排污水、廢電瓶煉鉛廠總排污口污水、再生資源工業(yè)園區(qū)地下水(井水水樣)各 400ml,作為檢測標(biāo)本,在24小時(shí)內(nèi)送至湖南省檢測分析中心進(jìn)行檢測。
土樣:采用五點(diǎn)取樣法分別從再生資源工業(yè)園區(qū)南邊北山村菜園土、稻田土、山地土的采樣點(diǎn)中各取兩個(gè)土樣(500g),作為標(biāo)本送至湖南省檢測分析中心進(jìn)行檢測。
水樣樣本檢測數(shù)據(jù)顯示:井水中鎘、鉛含量均未超標(biāo),說明地下水暫未受污染;廢品收購大市場內(nèi)的排污水中有一定的鉛含量,但未超標(biāo);電瓶煉鉛廠總排污口周圍所取的廢水樣本中鉛的含量超標(biāo),超標(biāo)率近3倍。但調(diào)查發(fā)現(xiàn),該種排污水的量不大,而且經(jīng)過沉降池處理后對(duì)植物與人體的影響不太大。
土樣檢測結(jié)果顯示,北山村重度污染(超標(biāo)27倍以上)的蔬菜土面積占全村蔬菜地總面積的35%,中、輕度污染區(qū)蔬菜土面積占全村蔬菜地總面積的65%,其中重度污染的土壤樣本取自北山村“土法煉鉛”作坊附近的菜地與稻田土。
從上述數(shù)據(jù)可知,再生資源場邊北山村土壤中鎘、鉛的含量較高,污染嚴(yán)重。
村民們這幾年發(fā)病率升高,致病源是不是鎘、鉛含量較高的土壤?種植在園區(qū)周邊的蔬菜是否吸收了鎘與鉛?我們來到北山村的蔬菜種植場,采集了當(dāng)?shù)?種主要的蔬菜樣本送到湖南省檢測分析中心檢測其鎘、鉛含量。
被檢測的蔬菜不論在污染區(qū)還是在非污染區(qū),它們對(duì)鎘、鉛都表現(xiàn)出相同趨勢的不同富集能力,即菠菜>芹菜>韭菜>萵筍>小白菜>莧菜>甘藍(lán)>胡蘿卜>土豆。
檢測結(jié)果顯示,在污染區(qū)重金屬嚴(yán)重超標(biāo)(超標(biāo)倍數(shù)大于30倍以上)的有菠菜、芹菜;中度超標(biāo)(超標(biāo)倍數(shù)在2至4倍之間)的有韭菜、小白菜、莧菜、萵筍;輕度超標(biāo)(超標(biāo)倍數(shù)在2倍以下)的有甘藍(lán)、胡蘿卜,在土豆中未檢出鎘與鉛。
因此,我們向當(dāng)?shù)卣ㄗh:在再生資源場邊中、輕度污染的土壤上大量種植土豆或輕度富集的甘藍(lán)、胡蘿卜等根莖類蔬菜,用以替代其他嚴(yán)重超標(biāo)的綠葉菜。這一安全綠色種植方案,得到當(dāng)?shù)卣恼J(rèn)可。
(2)探究試驗(yàn):利用野生高富集植物吸收土壤的鎘、鉛,修復(fù)被污染的土壤。
有關(guān)資料顯示,許多野生植物能富集鎘、鉛、鍶、鉻等重金屬元素,尤其是在土壤和大氣中重金屬含量較高的環(huán)境中生長的野生植物。于是我們決定用種植野生植物來減少土壤中的鎘、鉛元素,從而修復(fù)被污染的再生資源場邊農(nóng)業(yè)可耕地。
①試驗(yàn)材料:北山村的菜園土,非污染野生高富集植物幼苗(平江縣盤石村)。
②試驗(yàn)方法:盆栽法。
選取直徑約30cm的普通花盆約15個(gè),從北山村污染區(qū)的稻田土中取150kg土壤作為培養(yǎng)土,按每盆5kg給每個(gè)花盆裝上培養(yǎng)土,并于當(dāng)天從平江盤石鎮(zhèn)的鄉(xiāng)村中采集非污染的有代表性的5種野生植物幼苗,分別為馬齒莧、薺菜、蕨菜、野生苧麻、芥菜。每個(gè)品種幼苗10株,栽培在花盆中,每個(gè)品種種植3盆,采用污染區(qū)的地表水進(jìn)行澆灌,并配合正常的肥水管理。
培植60天后,將上述樣本送至湖南省檢測分析中心進(jìn)行檢測,試驗(yàn)檢測結(jié)果見表2。
表2的檢測結(jié)果顯示,五種野生植物的鉛吸收量大小為:野生苧麻>芥菜>馬齒莧>薺菜>蕨,五種野生植物鎘吸收量的大小為:野生苧麻>芥菜>薺菜>馬齒莧>蕨,說明5種野生植物中對(duì)鉛、鎘的富集能力最強(qiáng)的是野生苧麻。
三、研究結(jié)論
1.試驗(yàn)檢測證實(shí)了再生資源場地污染嚴(yán)重,污染源需進(jìn)行環(huán)保處理。當(dāng)?shù)厥卟嗽谖廴緟^(qū)與非污染區(qū)對(duì)重金屬鎘、鉛都表現(xiàn)出相同趨勢的不同富集能力,村民應(yīng)選種吸收鎘、鉛能力低的蔬菜品種,在輕度污染或無污染的園區(qū)土壤上調(diào)整種植結(jié)構(gòu)。
2.利用野生植物的高富集特性修復(fù)再生資源場邊的重度污染土壤,效果顯著。野生苧麻是當(dāng)?shù)匾吧参镏懈患k、鉛能力最強(qiáng)的物種,野生苧麻的莖皮可作為優(yōu)良的紡織原料,其他部分可作為造紙?jiān)希蛑圃炜勺黾揖吆桶灞诘榷喾N用途的纖維板,避免造成二次污染。