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      土壤污染中遙感研究現(xiàn)狀分析論文(大全5篇)

      時間:2019-10-28 20:07:34下載本文作者:會員上傳
      簡介:寫寫幫文庫小編為你整理了多篇相關(guān)的《土壤污染中遙感研究現(xiàn)狀分析論文》,但愿對你工作學(xué)習有幫助,當然你在寫寫幫文庫還可以找到更多《土壤污染中遙感研究現(xiàn)狀分析論文》。

      第一篇:土壤污染中遙感研究現(xiàn)狀分析論文

      摘要:針對土壤污染可能出現(xiàn)的概念理解偏差,首先介紹土壤污染及其特點,明確了遙感技術(shù)監(jiān)測土壤污染的目標與內(nèi)容范疇。從土壤污染遙感監(jiān)測研究,包括光譜機理、土壤污染反演、植被脅迫遙感反演等方面,全面總結(jié)了各種方法的主要進展、特點及應(yīng)用中的問題。結(jié)合土壤污染監(jiān)測需求,尤其是《土壤污染防治行動計劃》的明確需求,分析了遙感技術(shù)在土壤污染源監(jiān)管、土壤污染風險管控、土壤調(diào)查布點優(yōu)化、土壤污染反演研究等方面中的應(yīng)用前景,表明遙感技術(shù)可以提高土壤污染監(jiān)測能力,并為土壤環(huán)境管理提供全面宏觀信息。

      關(guān)鍵詞:土壤污染;遙感;土十條;重金屬;

      引言

      土壤是經(jīng)濟社會可持續(xù)發(fā)展的物質(zhì)基礎(chǔ),關(guān)系人民群眾身體健康,關(guān)系美麗中國建設(shè),保護好土壤環(huán)境是推進生態(tài)文明建設(shè)和維護國家生態(tài)安全的重要內(nèi)容。我國土壤環(huán)境總體狀況堪憂,部分地區(qū)污染較為嚴重。2005年至2013年開展了首次全國土壤污染狀況調(diào)查,結(jié)果表明,全國土壤總的點位超標率為16.1%,其中輕微、輕度、中度和重度污染點位比例分別為11.2%、2.3%、1.5%和1.1%[1]。國務(wù)院于2016年5月印發(fā)了《土壤污染防治行動計劃》(“土十條”),實施“土十條”是國家向污染宣戰(zhàn)的三個重大戰(zhàn)略之一,而土壤污染狀況調(diào)查與土壤環(huán)境監(jiān)測是打贏土壤污染戰(zhàn)役的重要基礎(chǔ)。

      傳統(tǒng)的土壤污染研究是通過室內(nèi)分析野外實地逐點采集的樣品,獲取各樣點的污染物質(zhì)含量,研究大部分則集中污染物化學(xué)測定方法、賦存狀態(tài)、污染與所依附的微觀環(huán)境的關(guān)系、污染分布遷移規(guī)律、污染風險評價方法等[2-5]。這種方法能夠取得相對良好的測量精度,但耗時費力、效率較低,而且無法較好地獲取空間上連續(xù)分布信息。遙感作為空間技術(shù)為宏觀快速獲取土壤重金屬污染信息提供了新的途徑,尤其是近年來,國內(nèi)外多源衛(wèi)星遙感數(shù)據(jù)在空間分辨率、時間分辨率、輻射分辨率、光譜分辨率等方面均取得突飛猛進的發(fā)展,為遙感技術(shù)在土壤重金屬污染調(diào)查與監(jiān)測方面發(fā)揮更大作用提供了可能。因此,本文主要總結(jié)土壤污染遙感監(jiān)測進展,結(jié)合目前土壤污染監(jiān)測的迫切需求,分析遙感技術(shù)在土壤重金屬污染監(jiān)測中的可能應(yīng)用前景。土壤污染與土壤污染遙感

      1.1 土壤污染及特點

      土壤污染是指所引入之物質(zhì)或制劑的性質(zhì)、數(shù)量或濃度可對土壤功能或使用價值產(chǎn)生負面影響。土壤污染的要素主要包括三方面的內(nèi)容(土壤污染三要素),即有可識別的人為污染物,有可鑒別的污染物數(shù)量的增加,有現(xiàn)存(直接顯露)或潛在(通過轉(zhuǎn)化)的危害后果[6]。人們在實際工作中重點關(guān)注的是土壤污染或者是污染土壤(指已經(jīng)構(gòu)成污染的樣點、場地和不同尺度的區(qū)域土壤)。然而,由于對概念理解的差異性,容易混淆了沾污和污染的差別,可能導(dǎo)致夸大土壤污染或污染土壤的問題。

      土壤污染源可以分為天然源和人為源。天然源是指自然界自行向環(huán)境排放有害物質(zhì)或造成有害影響的場所,此種狀況一般稱為自然災(zāi)害,如正在活動的火山。人為源是指人類活動所形成的污染源,是研究的主要對象,而在這些污染源中,化學(xué)物質(zhì)對土壤的污染是人們最為關(guān)注的。按照物質(zhì)或制劑進入土壤的途徑所劃分的土壤污染源可分為污水灌溉、固體廢棄物的利用、農(nóng)藥和化肥的施用、大氣沉降等。

      土壤是不可再生資源,形成一厘米土壤大概需要幾百年到上千年。土壤污染具有累積性、不均勻性和長期存在性等特點,污染物在土壤中遷移、擴散和稀釋速度極慢,土壤一旦污染,將是“天長地久”。

      土壤污染在土壤中的形態(tài)是其毒性的發(fā)揮的重要影響因子,同時污染在土壤中的形態(tài)也是光譜于遙感識別的重要基礎(chǔ)。就土壤重金屬而言,可以分為水溶態(tài)、交換態(tài)、碳酸鹽結(jié)合態(tài)、鐵錳氧化物結(jié)合態(tài)、有機結(jié)合態(tài)和殘留態(tài)。

      1.2 土壤污染遙感

      遙感是以電磁波與地球表面物質(zhì)相互作用為基礎(chǔ),探測、分析和研究地球資源與環(huán)境,揭示地球表面各要素的空間分布特征與時空變化規(guī)律的一門科學(xué)技術(shù)。近年來,隨著遙感技術(shù)的發(fā)展,衛(wèi)星遙感技術(shù)已經(jīng)在氣象、海洋、環(huán)境、減災(zāi)等各行各業(yè)取得長足的發(fā)展和應(yīng)用。根據(jù)高分專項[7]、《國家民用空間基礎(chǔ)設(shè)施中長期發(fā)展規(guī)劃(2015-2025年)》[8]等規(guī)劃,未來我國將發(fā)射多顆具有高空間分辨率、高光譜分辨率、高時間分辨率、高輻射分辨率的高分衛(wèi)星,將進一步豐富衛(wèi)星數(shù)據(jù)的供給。

      土壤污染遙感即利用遙感技術(shù)進行土壤污染的識別、反演、監(jiān)管或風險評價。遙感器對土壤污染或相關(guān)要素的響應(yīng)是開展土壤污染遙感的基礎(chǔ)。因此,土壤污染遙感應(yīng)用需要開展土壤污染的監(jiān)測需求與可遙感性分析(響應(yīng)可識別性分析),理清哪些需求可以通過遙感技術(shù)來實現(xiàn),哪些需求可以輔助來實現(xiàn),哪些需求可以引導(dǎo)遙感載荷發(fā)展。土壤污染遙感研究現(xiàn)狀

      土壤污染遙感監(jiān)測研究主要是在光譜機理、土壤污染反演、植被脅迫遙感反演等方面。

      2.1 土壤污染光譜機理研究

      在土壤污染分析監(jiān)測過程中,運用光譜分析法對重金屬、有機污染物進行分析已成為一種快速的例行分析方法[9]。土壤污染物質(zhì)及其與土壤結(jié)合后形成的特定光譜是進行光譜識別的基礎(chǔ),因此,進行土壤重金屬污染、有機物污染的光譜測量與統(tǒng)計分析是土壤污染光譜機理研究的主要方面。

      一些學(xué)者對有機污染物光譜測量做了探索研究,從文獻來看數(shù)量不多,總體處于探索階段。如劉慶生等對遼河三角洲土壤中石油類物質(zhì)進行光譜測量并初步構(gòu)建模型[10];趙春喜利用太赫茲時域光譜檢測技術(shù)對土壤中滴滴涕等3種有機物進行了檢測分析[11];王忠東等利用熒光光譜特征對土壤中有機污染物進行測量實驗[12];蓋利亞等[13]對農(nóng)藥類污染場地進行光譜特征分析,并明確出污染土壤的光譜響應(yīng)特征。

      土壤中重金屬元素含量較低,反射電磁輻射能量弱,光譜特征不明顯,容易被土壤其他成分的光譜特征所掩蓋,因此通過直接分析重金屬元素的特征光譜來估算其含量比較困難[14]。因此,重金屬與土壤中光譜活性物質(zhì)(有機質(zhì)、氧化物、粘土礦物、土壤水份等)的內(nèi)在聯(lián)系是基于土壤反射光譜研究重金屬的基礎(chǔ)。國內(nèi)外學(xué)者對利用反射光譜法估算土壤重金屬含量進行了大量的研究,主要包括了土壤重金屬含量估算機理、土壤成分光譜特征、土壤光譜特征提取方法和估算模型等研究內(nèi)容[15]。

      使用的光譜儀有多種品牌,國內(nèi)常用于土壤光譜測量的儀器,以Field Spec便攜式分光輻射光譜儀居多。光譜測試范圍可以從紫外光到紅外波段(波長范圍0.35~2.5μm),波長精度±1nm,測試對象包括固體、液體等,以測量土壤反射率和輻射率為主[16]。

      統(tǒng)計分析方法主要有兩種。一是通過實驗室化學(xué)分析得到土壤樣本重金屬含量和土壤鐵氧化物、有機質(zhì)等的含量,直接計算重金屬與土壤組分之間的相關(guān)系數(shù),依據(jù)相關(guān)系數(shù)的大小判定土壤重金屬與土壤光譜活性物質(zhì)之間的相關(guān)關(guān)系。如王維等[17]通過對350~2500nm波段范圍光譜曲線進行測試,分別分析了土壤重金屬Cu與土壤化學(xué)組分、土壤化學(xué)成分與土壤特征光譜之間的關(guān)系,通過土壤中鐵含量和鎂含量實現(xiàn)了光譜法對土壤重金屬Cu的間接預(yù)測。二是采用回歸分析的方法建立重金屬含量反演模型,分析重金屬含量反演模型在土壤光譜波段上的權(quán)重,依據(jù)土壤光譜活性物質(zhì)的光譜特征,建立重金屬元素與土壤組分之間的聯(lián)系。如解憲麗等[18]選擇江西貴溪銅冶煉廠污染區(qū)采集土樣,分析了9種重金屬元素與土壤可見光-近紅外反射光譜之間的相關(guān)性及其相關(guān)的原因。吳昀昭等[19]利用單變量和多元回歸分析建立了南京地區(qū)土壤反射率光譜與Hg含量之間的關(guān)系,并通過這種數(shù)量關(guān)系快速預(yù)測了土壤Hg含量。

      雖然光譜分析在理論探索和實用性方面被廣泛應(yīng)用,但光譜定量分析建立在相對比較的基礎(chǔ)上,建模的眾多假設(shè)與實際監(jiān)測土壤存在較大差異,影響實際監(jiān)測的精度。

      2.2 土壤污染遙感

      從土壤污染光學(xué)遙感進展類文獻來看[15,16,20,21],很多學(xué)者開展了多光譜光學(xué)及高光譜遙感的土壤污染監(jiān)測研究。有從元素類型上分,建立不同元素的遙感反演方法;從遙感手段上看,有多光譜手段、近地表高光譜、航空高光譜、衛(wèi)星平臺高光譜等開展土壤污染監(jiān)測。

      從監(jiān)測對象來說,有開展流域造成的重金屬污染,如Eunyoung Choe等[22]利用Hymap高光譜數(shù)據(jù)制作了河流沉積物重金屬污染分布圖,蘭澤英等[23]利用高光譜數(shù)據(jù)進行樂安河流域重金屬污染反演。有開展農(nóng)田污灌造成的重金屬污染,如王燕[24]利用高光譜數(shù)據(jù)開展石家莊污灌區(qū)重金屬遙感反演。有對污染場地進行土壤污染進行遙感監(jiān)測,如蓋利亞等[13]對農(nóng)藥類污染場地進行光譜特征分析。也有對一般性土壤開展重金屬制圖研究,如張威[10]開展三江源草地的重金屬高光譜反演研究。很大一部分學(xué)者對礦山、尾礦庫地區(qū)土壤重金屬污染開展遙感監(jiān)測,如Kemper等[25]開展礦區(qū)土壤重金屬光譜研究。

      總體來說,估算探測土壤中的重金屬含量,其精度和穩(wěn)定性受限,主要原因在于土壤重金屬含量通常屬于痕量級,即使在重污染區(qū)域,即土壤重金屬含量大于三級臨界值的區(qū)域(參見《土壤環(huán)境質(zhì)量標準》)[26],其診斷性光譜特征也很容易湮沒在其他土壤組分的影響之中。但總體而言,土壤污染程度越高,如典型的污染場地,遙感反演與識別的效果更好。因此,針對重點污染場地,分析其土壤污染特征與規(guī)律對進行土壤污染遙感具有較強的可行性。應(yīng)用展望

      目前來說,土壤污染遙感研究主要集中在遙感機理與模型的構(gòu)建方面,與實際的管理應(yīng)用需求結(jié)合不是很緊密。利用已有成熟遙感技術(shù),結(jié)合土壤污染光譜、反演、植被脅迫等方面的遙感研究進展,面向國務(wù)院發(fā)布的《土壤污染防治行動計劃》中提出的土壤環(huán)境質(zhì)量管理需求,可更為實用地以下幾個方面發(fā)揮遙感優(yōu)勢。

      3.1 土壤污染源遙感監(jiān)管

      土壤污染源是土壤污染的源頭,加強工礦企業(yè)的環(huán)境監(jiān)管,切斷土壤污染的源頭,遏制土壤污染擴大的趨勢。《土壤污染防治行動計劃》中,多次提出對于重點污染源、礦產(chǎn)資源集中開采區(qū)、石油開采區(qū)的監(jiān)管及農(nóng)膜污染的防治。遙感技術(shù)上述污染源監(jiān)管工作中可以起到重要的支撐作用。對于礦產(chǎn)集中開采區(qū),可以利用遙感技術(shù)劃定礦產(chǎn)開發(fā)土壤污染邊界,開展礦區(qū)未利用地環(huán)境遙感監(jiān)管。對于石油開采區(qū),可以利用遙感技術(shù)劃定土壤污染范圍與面積,開展油田開采區(qū)未利用地環(huán)境遙感監(jiān)管。對于農(nóng)田農(nóng)膜,可以利用遙感技術(shù)對河北、遼寧、山東、河南、甘肅、新疆等農(nóng)膜使用量較高省份進行遙感監(jiān)測,分析農(nóng)膜使用面積以及回收面積變化。對于固體廢物集中堆存場地,可以利用遙感技術(shù)對尾礦庫、煤矸石、工業(yè)副產(chǎn)石膏、粉煤灰、赤泥、冶煉渣、電石渣、砷渣以及脫硫脫硝除塵產(chǎn)生固體廢物的堆存場所,開展遙感識別與遙感監(jiān)管。對于重點行業(yè)企業(yè)用地中污染地塊,利用遙感技術(shù)監(jiān)測污染地塊的分布及其環(huán)境風險。

      3.2 遙感技術(shù)服務(wù)風險管控

      《土壤污染防治行動計劃》中強調(diào),要“強化未污染土壤保護”,對已污染的土地,要“防范人居環(huán)境風險”。立足多源衛(wèi)星數(shù)據(jù),開展相關(guān)空間的遙感監(jiān)測。一是對土壤良好區(qū)域、國家劃定的土壤環(huán)境保護重點區(qū)域,依法開展遙感監(jiān)測,監(jiān)測可能存在的破壞行為。二是對土壤嚴重污染區(qū)域,國家劃定的土壤污染控制區(qū),進行遙感監(jiān)測,防止在此周邊建立居住區(qū)、學(xué)校、醫(yī)院等。

      另外,通過收集污染源普查數(shù)據(jù)、互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)、遙感解譯等,摸清區(qū)域典型土壤污染源分布,形成土壤污染源分布數(shù)據(jù)集。疊合土壤污染源、遙感專題參數(shù)、環(huán)境敏感區(qū)(如居民聚居區(qū)、保護區(qū))、氣候氣象、河流水系、土壤侵蝕、地形地貌、地表覆蓋與土地利用分類等信息,耦合經(jīng)濟社會發(fā)展數(shù)據(jù),進行區(qū)域尺度上土壤污染風險評價與分區(qū)。在不同情景下,模擬重金屬污染過程,進行區(qū)域風險評價,并有針對性提出控制方案。

      參考文獻

      [1]《全國土壤污染狀況調(diào)查公報》環(huán)境保護部聯(lián)合國土資源部,2014.4.[2]Huan Feng et al.Distribution of heavy metal and PCB contaminants in the sediments of an urban estuary:the Hudson River.Marine environmental research,1998,45(1):69-88.[3]李鳴,吳結(jié)春,張小林,鄒雪靜.鄱陽湖五河入湖重金屬污染和分析評價[J].南昌大學(xué)學(xué)報(理科版)2008,32(5):483-486.[4]Yunfeng Xie,Tong-bin Chen,Mei Lei,et al.Spatial distribution of soil heavy metal pollution estimated by different interpolation methods:accuracy and uncertainty analysis[J].Chemosphere,2011,82(3):468-476.[5]Donato Sollitto,Marija Romic,Annamaria Castrignanò,etal.Assessing heavy metal contamination in soils of the zagreb region(northwest croatia)using multivariate geostatistics[J].Catena,2010,80(3):182-194.[6]陳懷滿.環(huán)境土壤學(xué)(第二版)[M].科學(xué)出版社,2010.

      第二篇:土壤污染論文

      土壤污染的危害與防治

      摘要:土壤不但為植物生長提供機械支撐能力,并能為植物生長發(fā)育提供所需要的水、肥、氣、熱等肥力要素。近年來,由于人口急劇增長,工業(yè)迅猛發(fā)展,固體廢物不斷向土壤表面堆放和傾倒,有害廢水不斷向土壤中滲透,大氣中的有害氣體及飄塵也不斷隨雨水降落在土壤中,導(dǎo)致了土壤污染。土壤污染對我國社會經(jīng)濟發(fā)展、生態(tài)環(huán)境、食品安全和農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展構(gòu)成嚴重威脅,并危害人體健康。我國是一個人多耕地少, 土壤污染較為嚴重的國家,采取有效措施防治土壤污染對于合理利用土地、保護人民身體健康、提高人民生活質(zhì)量具有極其重要的意義。

      關(guān)鍵詞:土壤污染現(xiàn)狀;土壤污染特征;土壤污染類型;土壤污染原因;土壤污染危害;土壤污染防治 1前言

      1.1研究背景

      1.1.1土壤污染定義

      土壤是指陸地表面具有肥力、能夠生長植物的疏松表層,其厚度一般在2 m左右。土壤不但為植物生長提供機械支撐能力,并能為植物生長發(fā)育提供所需要的水、肥、氣、熱等肥力要素。

      土壤污染是指人類生產(chǎn)活動過程中產(chǎn)生的有害污染物通過不同途徑進入土壤中與土壤發(fā)生交互作用,不斷富集,形成多種超過土壤自身凈化能力的有害物質(zhì),導(dǎo)致土壤生態(tài)平衡遭到破壞,代謝能力逐漸失調(diào)的污染。1.1.2土壤污染現(xiàn)狀

      隨著科技的發(fā)展,有機物使用的增多,加劇了土壤的污染速度和程度。土壤是一個復(fù)雜的系統(tǒng),本身具有一定程度的凈化能力,但是隨著近年來人口的增多和經(jīng)濟的發(fā)展,污染物的數(shù)量、種類和污染速度都遠遠超過了土壤自身凈化能力,破壞土壤內(nèi)部的平衡,使污染物的積累占據(jù)優(yōu)勢,導(dǎo)致土壤喪失正常功能。

      目前,我國城市化、工業(yè)化、農(nóng)業(yè)集約化正在不斷發(fā)展,未經(jīng)處理的廢棄物被轉(zhuǎn)移到土壤當中,并由于自然因素不斷匯集、殘留在土壤環(huán)境中。我國農(nóng)藥使用量已達 130 萬噸,是世界平均水平的 2.5 倍,受農(nóng)藥污染的耕地土壤面積達 1.36 億畝。近年來沿海大部分地區(qū)的大田耕地土壤中持久性毒害物質(zhì)大量積累,最值得注意的是,許多低濃度有毒污染物的影響是慢性的和長期的,危害可能波及長達數(shù)十年乃至數(shù)代人。

      全國土壤總超標率為16.1%,其中重度污染點位比例為1.1%。土壤污染以無機型為主。南方土壤污染重于北方,長三角、珠三角、東北老工業(yè)基地等部分區(qū)域土壤污染問題較為突出,西南、中南地區(qū)土壤重金屬超標范圍較大。鎘、汞、砷、鉛4種無機污染物含量分布呈現(xiàn)從西北到東南、從東北到西南方向逐漸升高的態(tài)勢。

      耕地土壤點位超標率為19.4%,其中輕微、輕度、中度和重度污染點位比例分別為13.7%、2.8%、1.8%和1.1%,主要污染物為鎘、鎳、銅、砷、汞、鉛、滴滴涕和多環(huán)芳烴。

      林地點位超標率為10.0%,草地點位超標率為10.4%,未利用地點位超標率為11.4%。

      鎘、汞、砷、銅、鉛、鉻、鋅、鎳8種無機污染物點位超標率分別為77.01%、1.6%、2.7%、2.1%、1.5%、1.1%、0.9%、4.8%,其中鎘重度污染點位比例為0.5%。六六

      六、滴滴涕、多環(huán)芳烴3類有機污染物點位超標率分別為0.5%、1.9%、1.4%。

      1.2土壤污染的特征

      土壤污染具有隱蔽性和滯后性。土壤污染往往要通過對土壤樣品進行分析化驗和農(nóng)作物的殘留檢測,甚至通過研究對人畜健康狀況的影響才能確定。因此,土壤污染從產(chǎn)生污染到出現(xiàn)問題通常會滯后較長的時間。

      土壤污染具有累積性。污染物質(zhì)在土壤中并不象在大氣和水體中那樣容易擴散和稀釋,因此容易在土壤中不斷積累而超標,同時也使土壤污染具有很強的地域性。

      土壤污染具有不可逆轉(zhuǎn)性。重金屬對土壤的污染基本上是一個不可逆轉(zhuǎn)的過程,許多有機化學(xué)物質(zhì)的污染也需要較長的時間才能降解。

      土壤污染具有難治理性。土壤污染一旦發(fā)生,僅僅依靠切斷污染源的方法則往往很難恢復(fù),有時要靠換土、淋洗土壤等方法才能解決問題,其他治理技術(shù)可能見效較慢。治理污染土壤通常成本較高、治理周期較長。

      土壤污染具有高輻射性。大量的輻射污染了土地,使被污染的土地含有了一種毒質(zhì)。這種毒質(zhì)會使植物生長不了。1.3土壤污染物類型

      化學(xué)污染物。包括無機污染物和有機污染物。無機污染物無機物主要有汞、鉻、鉛、銅、鋅等重金屬,砷、硒等非金屬,過量的氮、磷植物營養(yǎng)元素,氧化物和硫化物等。有機污染物主要有酚、有機農(nóng)藥、油類、和洗滌劑類等,如各種化學(xué)農(nóng)藥、石油及其裂解產(chǎn)物,以及其他各類有機合成產(chǎn)物等。

      物理污染物。指來自工廠、礦山的固體廢棄物如尾礦、廢石、粉煤灰和工業(yè)垃圾等。

      生物污染物。指帶有各種病菌的城市垃圾和由衛(wèi)生設(shè)施(包括醫(yī)院)排出的廢水、廢物以及廄肥等。

      放射性污染物。主要存在于核原料開采和大氣層核爆炸地區(qū),以鍶和銫等在土壤中生存期長的放射性元素為主。1.4土壤污染的原因

      農(nóng)藥污染。農(nóng)藥屬于污染土壤的主要有機污染物,我國每年的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)都要噴灑100 多萬噸農(nóng)藥,而蒸發(fā)和能被植物體吸收的只有一部分,其他都散落在土壤中。散落在土壤中的農(nóng)藥在各種作用下形成導(dǎo)致土壤污染的有機物。

      化肥污染。過量施用化肥會使土壤結(jié)構(gòu)遭到破壞,導(dǎo)致土壤板結(jié)、孔隙變小。另外,硝態(tài)氮肥的過量施用,會使牲畜所食飼料中含有過多的硝酸鹽,不利于牲畜體內(nèi)氧氣的輸送,進而引起動物患病,嚴重時可能致死。

      工業(yè)廢水和生活污水污染。生活污水和工業(yè)廢水中含有氮、磷、鉀等許多植物所需要的養(yǎng)分,合理使用污水灌溉農(nóng)田有一定的增產(chǎn)效果。由于我國污水處理、排放達標率較低,污水中含有許多有毒重金屬污染成分。另外,石油化工、肥料、農(nóng)藥等工業(yè)廢水亦會引起酚、三氯乙醛等有機物的污染。

      大氣沉降污染。大氣中的污染物主要有汽車尾氣、冶金工業(yè)排放的金屬粉塵、燃燒廢棄物、核試驗的散落物、核武器爆炸等產(chǎn)生的有害氣體和懸浮物。這些有害物質(zhì)的主要成分有二氧化硫、氟化物、臭氧、氮氯化物、碳氫化合物、重金屬、放射性元素等。這些氣體反應(yīng)化合后生成破壞土壤生態(tài)平衡的酸雨,隨著自然沉降和降水過程進入土壤中,引起土壤污染。汽車尾氣排放的鉛和未燃盡的四乙基鉛殘渣,及輪胎磨損產(chǎn)生的粉塵,從而造成土壤嚴重破壞。固體廢棄物污染。固體污染物的種類繁多,性質(zhì)復(fù)雜,比較常見的有礦渣、煤矸石、核廢料處理、粉煤灰等工業(yè)廢物,不易被蒸發(fā)、揮發(fā)和微生物分解的塑料膜等白色污染物。工業(yè)廢棄物和城市垃圾是土壤固體污染的主要來源。大量未經(jīng)處理工業(yè)廢棄物隨意堆積,重金屬元素會在雨水的淋洗下向土壤中釋放其有效態(tài)成分,增加了對地下水的危害。

      牲畜排泄物污染。養(yǎng)殖場內(nèi)的牲畜糞便和屠宰場內(nèi)動物體遺留物是土壤污染的生物源。這些排泄物含有多種可導(dǎo)致土壤和水體遭受污染的寄生蟲、病原體和病毒等有害微生物。如果用這些未經(jīng)處理的廢物當肥料施用在地表,就會使這些微生物長期存活在土壤中并大量繁殖,進而引起土壤污染。

      重金屬污染。重金屬污染是指由重金屬或其化合物造成的環(huán)境污染。例如,冶煉、電鍍、燃料、汞化物等廢水排放引起鎘、汞、鉻、銅等重金屬土壤污染。2土壤污染的危害

      導(dǎo)致嚴重的經(jīng)濟損失。據(jù)有關(guān)資料表明,由農(nóng)產(chǎn)品重金屬污染導(dǎo)致的經(jīng)濟損失,2000 年已達到 320 億元人民幣。據(jù)估計全國近年受鄉(xiāng)鎮(zhèn)工業(yè)污染造成的農(nóng)業(yè)經(jīng)濟損失在 100 億以上。全國每年發(fā)生污染漁業(yè)事故造成經(jīng)濟損失為 3 億美元,并呈明顯上升趨勢。其中影響農(nóng)作物安全及農(nóng)業(yè)生產(chǎn),最終導(dǎo)致其經(jīng)濟損失占 GDP 的0.5%-1.3%。對于農(nóng)藥品和有機物污染、放射性污染、病原菌污染等其他類型的土壤污染所導(dǎo)致的經(jīng)濟損失,目前尚難以估計。

      導(dǎo)致農(nóng)產(chǎn)品污染超標、品質(zhì)不斷下降,成為農(nóng)業(yè)生態(tài)安全的克星。目前,中國農(nóng)藥產(chǎn)量居世界前列,農(nóng)藥長期大量使用,造成農(nóng)藥對土壤環(huán)境的大面積污染,土壤害蟲抗藥性不斷增加,同時也殺死了大量害蟲天敵和土壤有益動物,進而使農(nóng)業(yè)生態(tài)安全失去基礎(chǔ)保障。我國大多數(shù)城市近郊生產(chǎn)的糧食、蔬菜和水果等食物中鎘、鉻、砷、鉛等重金屬含量超標或接近臨界值。土壤環(huán)境污染除影響農(nóng)產(chǎn)品的衛(wèi)生品質(zhì)外,也明顯地影響農(nóng)作物的其他品質(zhì)。有些地區(qū)已使得蔬菜的味道變差,不容易儲藏,易腐爛,甚至出現(xiàn)難聞的異味,農(nóng)產(chǎn)品的儲藏品質(zhì)和加工品質(zhì)也不能滿足深加工的要求。這些有機污染物的自然降解十分緩慢,具有很大的潛在危害性。長期大量使用氮肥,會使土壤板結(jié),生物學(xué)性質(zhì)惡化,影響農(nóng)作物的產(chǎn)量和質(zhì)量。散落在土壤中的農(nóng)藥在各種作用下形成導(dǎo)致土壤污染的有機物,這樣,土壤中的農(nóng)藥就會被植物吸收,積累在植物的根、莖、葉、果實和種子中進而危害到人類的健康。

      導(dǎo)致大氣環(huán)境的次生污染。土壤環(huán)境受到污染后,含重金屬濃度較高的污染表土容易在風力的作用下進入到大氣環(huán)境中,導(dǎo)致大氣污染及生態(tài)系統(tǒng)退化等其他次生生態(tài)環(huán)境問題。

      導(dǎo)致水體富營養(yǎng)化并成為水體污染的禍患。農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)中僅化肥氮的淋洗和徑流損失量每年就約 174 萬噸,長江、黃河和珠河每年輸出的溶解態(tài)無機氮達 97.5 萬噸,是造成近海赤潮的主要污染源。土壤環(huán)境受到污染后,導(dǎo)致地表水和地下水的重金屬污染。人、畜通過飲水和食物可引起中毒。

      危害人體健康。(1)引起腸道傳染病和寄生蟲?。?)引起鉤端螺旋體病和炭疽病(3)引起破傷風和肉毒中毒(4)急性農(nóng)藥中毒(5)慢性中毒(6)致突變、致畸和致癌作用。3土壤污染的防治 3.1防治現(xiàn)狀

      我國土壤污染防治的現(xiàn)狀在治理土壤污染這一問題上,我國已制定了一些法律、法規(guī)和規(guī)章,內(nèi)容涵蓋了農(nóng)業(yè)環(huán)境保護、防治土地污染等方面,這些法律政策對改善我國的土壤污染狀況是發(fā)揮了一定作用的。但是,《環(huán)境保護法》、《農(nóng)業(yè)法》、《土地管理法》等現(xiàn)行法律法規(guī)提供的只是有關(guān)土壤污染防治的零散規(guī)定,我國在土壤污染防治方面并沒有制定專門性的單行法律。因此,可以說我國在土壤污染防治上的法律是缺乏系統(tǒng)性與可操作性的。盡管目前法律、法規(guī)和標準建設(shè)在總體上尚處于初級階段,但立法速度明顯加快,國家在宏觀政策層面支持土壤污染修復(fù)行業(yè)長遠發(fā)展的大背景和大環(huán)境是確定無疑的。

      2014年4月17日環(huán)保部和國土資源部聯(lián)合發(fā)布《全國土壤污染狀況調(diào)查公報》,2014年12月17日農(nóng)業(yè)部和國土資源部同日發(fā)布《全國耕地質(zhì)量等級情況公告》和《全國耕地質(zhì)量等別調(diào)查與評定主要數(shù)據(jù)成果的公告》,綜合環(huán)保部、國土資源部和農(nóng)業(yè)部的三份公報,全國土壤環(huán)境狀況總體不容樂觀,部分地區(qū)土壤污染十分嚴重,全國土壤污染超標率達16.1%,在工礦業(yè)廢棄場地土壤環(huán)境問題突出的同時,耕地土壤環(huán)境質(zhì)量更加令人擔憂。公告顯示,全國耕地退化面積比例超過40%,七至十等的劣質(zhì)耕地比例達到27.9%,耕地土壤點位污染超標率達到19.4%,耕地質(zhì)量整體表現(xiàn)為“四成退化、三成劣質(zhì)、二成污染”的“四三二”狀態(tài)。全國土壤污染總體呈現(xiàn)出“老債新賬、無機有機、場地耕地、土壤水體”等并存復(fù)合污染的嚴峻局面。

      現(xiàn)階段我國土壤修復(fù)產(chǎn)業(yè)尚屬發(fā)展初期的新興行業(yè),還沒有很好的基礎(chǔ)積累和技術(shù)儲備,更缺乏有效的法律法規(guī)標準及環(huán)境管理框架體系,要形成真正意義上的土壤修復(fù)產(chǎn)業(yè)還需要政府、企業(yè)和社會各界一起共同努力,還需要走較長的一段并不平坦的路程。3.2污染防治

      科學(xué)污水灌溉。工業(yè)廢水種類繁多,成分復(fù)雜,有些工廠排出的廢水可能是無害的,但與其他工廠排出的廢水混合后,就變成有毒的廢水。因此在利用廢水灌溉農(nóng)田之前,應(yīng)按照《農(nóng)田灌溉水質(zhì)標準》規(guī)定的標準進行凈化處理,這樣既利用了污水,又避免了對土壤的污染。

      合理使用農(nóng)藥。合理使用農(nóng)藥,這不僅可以減少對土壤的污染,還能經(jīng)濟有效地消滅病、蟲、草害,發(fā)揮農(nóng)藥的積極效能。在生產(chǎn)中,不僅要控制化學(xué)農(nóng)藥的用量、使用范圍、噴施次數(shù)和噴施時間,提高噴灑技術(shù),還要改進農(nóng)藥劑型,嚴格限制劇毒、高殘留農(nóng)藥的使用,重視低毒、低殘留農(nóng)藥的開發(fā)與生產(chǎn)。農(nóng)藥施用前必須了解其用法,學(xué)會噴灑技術(shù),大限度地減少農(nóng)藥與土壤表面的接觸。其次,農(nóng)藥生產(chǎn)企業(yè)要積極研制高效、低殘留農(nóng)藥。

      合理施用化肥。根據(jù)土壤的特性、氣候狀況和農(nóng)作物生長發(fā)育特點,配方施肥,嚴格控制有毒化肥的使用范圍和用量。增施有機肥,提高土壤有機質(zhì)含量,可增強土壤膠體對重金屬和農(nóng)藥的吸附能力。如褐腐酸能吸收和溶解三氯雜苯除草劑及某些農(nóng)藥,腐殖質(zhì)能促進鎘的沉淀等。同時,增加有機肥還可以改善土壤微生物的流動條件,加速生物降解過程。

      施用化學(xué)改良劑。對于重金屬輕度污染的土壤,使用化學(xué)改良劑可使重金屬轉(zhuǎn)為難溶性物質(zhì),減少植物對它們的吸收。酸性土壤施用石灰,可提高土壤pH值,使鎘、鋅、銅、汞等形成氫氧化物沉淀,從而降低它們在土壤中的濃度,減少對植物的危害。

      增加土壤容量,提高土壤凈化能力。一方面,可采用砂土摻黏土來改良砂性土壤,增加土壤有機質(zhì)含量,提高土壤吸附有害物質(zhì)的能力、種類和數(shù)量,降低土壤中污染物的活性。另一方面,可分離和培養(yǎng)各種新的微生物,提高生物降解凈化土壤的能力。變更土地耕作方法。土壤受污染的程度與土壤性質(zhì)密切相關(guān),可以通過改變土壤耕作方法使土壤的環(huán)境條件發(fā)生改變,解決部分污染物對土壤的危害,如鏟除表土、換客土、深翻土、旱田改水等。

      污染土壤的生物修復(fù)方法。土壤污染物質(zhì)可以通過生物降解或植物吸收而被凈化。蚯蚓是一種能提高土壤自凈能力的動物,利用它還能處理城市垃圾和工業(yè)廢棄物以及農(nóng)藥、重金屬等有害物質(zhì)。積極推廣使用農(nóng)藥污染的微生物降解菌劑,以減少農(nóng)藥殘留量。利用植物吸收去除污染:嚴重污染的土壤可改種某些非食用的植物如花卉、林木、纖維作物等,也可種植一些非食用的吸收重金屬能力強的植物,如羊齒類鐵角蕨屬植物對土壤重金屬有較強的吸收聚集能力,對鎘的吸收率可達到10%,連續(xù)種植多年則能有效降低土壤含鎘量。

      增施有機肥料。增施有機肥料可增加土壤有機質(zhì)和養(yǎng)分含量,既能改善土壤理化性質(zhì)特別是土壤膠體性質(zhì),又能增大土壤容量,提高土壤凈化能力。受到重金屬和農(nóng)藥污染的土壤,增施有機肥料可增加土壤膠體對其的吸附能力,同時土壤腐殖質(zhì)可絡(luò)合污染物質(zhì),顯著提高土壤鈍化污染物的能力,從而減弱其對植物的毒害。

      實施針對性措施。對于重金屬污染土壤的治理,主要通過生物修復(fù)、使用石灰、增施有機肥、灌水調(diào)節(jié)土壤Eh、換客土等措施,降低或消除污染。對于有機污染物的防治,通過增施有機肥料、使用微生物降解菌劑、調(diào)控土壤pH和Eh等措施,加速污染物的降解,從而消除污染??傊?,按照“預(yù)防為主”的環(huán)保方針,防治土壤污染的首要任務(wù)是控制和消除土壤污染源,防止新的土壤污染;對已污染的土壤,要采取一切有效措施,清除土壤中的污染物,改良土壤,防止污染物在土壤中的遷移轉(zhuǎn)化。結(jié)束語

      土壤是難以再生的戰(zhàn)略資源,是人類文明誕生和發(fā)展的重要載體。提高公眾的土壤保護意識,人人參與土壤保護,保護我們的家園,讓我們的土壤上結(jié)出最美的樹苗,最美的花朵,最美的果實。參考文獻:[1]鄭驚鴻.全國土壤污染防治專項調(diào)查開始.中國色譜網(wǎng).2006.7.19.[2]張曉峰.我國土壤污染現(xiàn)狀及其防治對策.青年科學(xué).2009.(6).[3]林玉鎖.土壤環(huán)境安全及其污染防治對策.環(huán)境保護.2007.(1).[4]馬秀明.汪娟梅.宋波.土壤環(huán)境污染的現(xiàn)狀及修復(fù).科技論壇.[5]顧遠紅(河南省南陽市環(huán)境應(yīng)急與事故調(diào)查中心,河南南陽473055土壤污染治理方法

      [6]百度百科,土壤污染詞條

      第三篇:我國土壤污染現(xiàn)狀

      我國土壤污染現(xiàn)狀

      摘要:土壤污染已成為世界性問題,筆者收集了我國大量相關(guān)資料,并進行了數(shù)理統(tǒng)計分析,得出了我國土壤污染總體形勢也相當嚴峻的結(jié)論。土壤污染對我國社會經(jīng)濟發(fā)展,生態(tài)環(huán)境,食品安全和農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展構(gòu)成嚴重威脅,并危害人體健康。我國土壤污染危害巨大,污染程度在加劇,但污染防治基礎(chǔ)相當薄弱。本文旨在通過對我國土壤污染現(xiàn)狀的分析,揭示土壤污染防治的必要性,提出加強土壤污染防治,切實保護土壤資源及加強土壤保護等方面的建議。關(guān)鍵詞:土壤污染;污染現(xiàn)狀;重金屬;污水灌溉;固體廢棄物;有機農(nóng)藥引言

      目前大陸受重金屬污染的耕地面積近2000萬公頃。約占耕地總面積的1/5。受礦區(qū)污染土地達200萬公頃,石油污染土地約500萬公頃,固體廢棄物堆放污染約5萬公頃,“工業(yè)三廢”污染耕地近1000萬公頃,污水灌溉的農(nóng)田面積達330多萬公頃。土壤污染使全國農(nóng)業(yè)糧食減產(chǎn)已超過1300萬噸,因農(nóng)藥和有機物污染,放射性污染,病原菌污染等其他類型的污染所導(dǎo)致的經(jīng)濟損失難以估計。由于污染,土壤的營養(yǎng)功能,凈化功能,緩沖功能和有機體的支持功能正在喪失。土壤是生態(tài)環(huán)境系統(tǒng)的有機組成部分,是人類生存與發(fā)展最重要和最基本的綜合性自然資源。我們不能坐以待斃,要加強研究,采取措施,切實阻止土壤污染繼續(xù)擴大的趨勢,清除被稱為“化學(xué)定時炸彈”的土壤污染。2 我國土壤污染現(xiàn)狀

      2.1 土壤重金屬污染現(xiàn)狀

      隨著工業(yè),城市污染的加劇和農(nóng)用化學(xué)物質(zhì)種類,數(shù)量的增加,我國土壤重金屬污染日益嚴重。污染程度在加劇,面積逐年擴大。根據(jù)農(nóng)業(yè)部環(huán)保監(jiān)測系統(tǒng)對全國24個省市,320個嚴重污染區(qū)約548萬公頃土壤調(diào)查發(fā)現(xiàn),大田類農(nóng)產(chǎn)品污染超標面積占污染區(qū)農(nóng)田面積的20%,其中重金屬污染占80%,對全國糧食調(diào)查發(fā)現(xiàn),重金屬Pb,Cd,Hg,As超標率占10%。重金屬污染物在土壤中移動性差,滯留時間長,大多數(shù)微生物不能使之降解。并可經(jīng)水,植物等介質(zhì)最終危害人類健康。

      2.1.1 隨著大氣沉降進入土壤的重金屬 人類活動產(chǎn)生的重金屬粉塵以氣溶膠的形式進入大氣,經(jīng)過自然沉降和降水進入土壤,造成土壤污染。特別是汽車運輸對公路沿線污染嚴重。江蘇省高速公路兩邊的土壤“病情”嚴重,公路兩邊100米成為鉛污染區(qū),鉛對土壤的污染已深達30cm,而這一深度往往正是農(nóng)作物生長的深度,這直接導(dǎo)致蔬菜等農(nóng)作物中鉛含量超標,在30個觀測點中,蔬菜中的鉛含量最高超標居然高達6倍。專家研究認為污染來源于汽車尾氣排放的鉛和未燃盡的四乙基鉛殘渣以及汽車輪胎磨損產(chǎn)生的粉塵進入土壤。專家呼吁在交通干線兩側(cè)多種植樹木和花卉,不要種植蔬菜和糧食作物。我國地質(zhì)化學(xué)勘查學(xué)科的創(chuàng)始人,中科院資深院士謝學(xué)錦指出,部分地區(qū)土壤重金屬污染加重與我國當前粗放式的生產(chǎn)方式有很大關(guān)系。由于煤炭等資源消耗量大,加重了大氣污染,導(dǎo)致了酸雨增加,從而加速了土壤中鎘,汞,鉛,砷等重金屬的累積,造成“中毒”土壤增加。在寧杭公路南京段兩側(cè)的土壤形成Pb,Cr,Co污染帶,且沿公路延長方向分布,自公路兩側(cè)污染程度減弱。大氣中經(jīng)自然沉降與雨淋進入土壤的重金屬污染,與重工業(yè)發(fā)達程度,城市人口密度,土地利用率,交通發(fā)達程度有直接關(guān)系。污染強弱順序為:城市-郊區(qū)-農(nóng)村。

      2.1.2 隨著污水灌溉進入土壤的重金屬

      污水按來源和數(shù)量可分為城市生活污水,石油化工污水,工礦企業(yè)污水和城市混合污水等。由于我國工業(yè)迅速發(fā)展,工礦企業(yè)污水未經(jīng)分流處理而排入下水道與生活污水混和排放,從而造成污灌區(qū)重金屬Hg,Cd,Cr,Pb等含量逐年增加。根據(jù)我國農(nóng)業(yè)部進行的全國污灌區(qū)調(diào)查,在約140萬公頃的污灌區(qū)中,遭受重金屬污染的土地面積占污灌區(qū)面積的64.8%,其中輕度污染占46.7%,中度污染占9.7%,嚴重污染占8.4%。根據(jù)《2004年遼寧省環(huán)境質(zhì)量通報》披露,遼寧省8個主要污灌區(qū)的土壤環(huán)境質(zhì)量均受到不同程度污染,污染面積達6.46萬公頃。污灌區(qū)主要污染物質(zhì)為鎘,其次為鎳,汞和銅。2.1.3 隨固體廢棄物進入土壤的重金屬

      固體廢棄物種類繁多,成分復(fù)雜。其中礦業(yè)和工業(yè)固體廢棄物污染最為嚴重。這類廢棄物在堆放或處理過程中,由于日曬,雨淋,水洗重金屬極易移動,以輻射狀,漏斗狀向周圍土壤擴散。我國固體廢棄物堆放污染約5萬公頃,其中的廢舊電池對土壤的污染危害巨大。浙江省地質(zhì)調(diào)查研究院對長興縣蓄電池企業(yè)最為集中的煤山鎮(zhèn)進行調(diào)查結(jié)果顯示,長興縣煤山鎮(zhèn)一帶的重金屬鎘,鉛含量已超過國家標準。其污染源就是蓄電池廢舊材料的亂堆放。土壤污染使長興縣林城鎮(zhèn)上獅村玫瑰花種植基地玫瑰花鉛含量超標,銷路困難,不光玫瑰花,上獅村的大米,茶葉,桃子,青梅等農(nóng)產(chǎn)品都被檢測含鉛量超標,市場前景暗淡。而由于固體廢棄物的大量堆積,南京城老居民區(qū)土壤中含鉛量平均值達到141.6mg/kg,遠遠超過24.8mg/kg的土壤背景值。隨著電子產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,廢舊干電池,鋰電池,蓄電池等電子垃圾目前已成為重要的土壤污染源。據(jù)測算,1節(jié)一號含汞電池爛在土壤中,可以使1平方米土地失去利用價值,江蘇宜興的大量陶瓷企業(yè)亂堆亂放的廢料廢渣同樣是造成當?shù)赝寥乐亟饘俸砍瑯说闹匾颉?.2 土壤有機物污染現(xiàn)狀

      土壤中的有機物污染物質(zhì)主要來源有機農(nóng)藥和“工業(yè)三廢”,較常見的有有機農(nóng)藥類、多環(huán)芳烴(PAHs)、有機鹵代物中的多氯聯(lián)苯(PCBs)和二惡英(PCDDs)以及油類污染物質(zhì)、鄰苯二甲酸酯等有機化合物。另外,農(nóng)膜對土壤的污染也相當嚴重。部分污染物質(zhì)由于其獨特的熱穩(wěn)定性能,化學(xué)穩(wěn)定性能和絕緣性能,在生產(chǎn)和生活中用途很廣,常造成嚴重的累積后果,特別是某些有激素效應(yīng)的種類,對人和其他動物的生殖功能有干擾作用或負面影響,對其毒害效果的消除治理是人類面臨的一大環(huán)境課題。2.2.1 有機農(nóng)藥

      我國是農(nóng)藥生產(chǎn)和使用大國,每年使用的農(nóng)藥量達到50-60 萬噸, 其中約有80%的農(nóng)藥直接進入環(huán)境, 每年使用農(nóng)藥的土地面積在2.8 億公頃以上。農(nóng)藥品種有120余種,大多為有機農(nóng)藥。田間施藥大部分農(nóng)藥將直接進入土壤環(huán)境中。另外,大氣中的殘留農(nóng)藥及噴灑附著在作物上的農(nóng)藥,經(jīng)雨水淋洗也將落入土壤中,污水灌溉和地表徑流也是造成土壤農(nóng)藥污染的原因。我國平均每公頃農(nóng)田施用農(nóng)藥13.9kg,比發(fā)達國家高約1倍,利用率不足30%,造成土壤大面積污染。據(jù)陳同斌等人統(tǒng)計,我國目前受農(nóng)藥污染的土地面積已超過1300-1600萬公頃。

      有機農(nóng)藥按其化學(xué)性質(zhì)可分為有機氯類農(nóng)藥,有機磷類農(nóng)藥,氨基甲酸酯類農(nóng)藥和苯氧基鏈烷酸酯類農(nóng)藥。前兩類農(nóng)藥毒性巨大,且有機氯類農(nóng)藥在土壤中不易降解,對土壤污染較重,有機磷類農(nóng)藥雖然在土壤中容易降解,但由于使用量大污染也很廣泛。后兩類農(nóng)藥毒性較小,在土壤中均易降解,對土壤污染不大。2.2.2 多環(huán)芳烴

      土壤中多環(huán)芳烴的污染源較復(fù)雜,其中主要包括礦物油,化石燃料燃燒及木材燃燒產(chǎn)物等。土壤中的PAHs對人類健康危害巨大。許多PAHs可致癌,還具有破壞造血和淋巴系統(tǒng)的作用,并能使脾,胸腺和隔膜淋巴結(jié)退化,抑制骨骼形成。多環(huán)芳烴(PAHs)已成為我國土壤中一類較為常見的有機污染物,由此導(dǎo)致全國主要的農(nóng)產(chǎn)品中PAHs超標率高達20%以

      天津是中國重要的工業(yè)基地,污染嚴重,土壤中多環(huán)芳烴來源復(fù)雜,石油,煤,及其不完全燃燒產(chǎn)物為其主要來源。此外,由于水資源短缺,天津自1958年利用污水灌溉,污灌區(qū)面積140000公頃,污灌區(qū)土壤遭受嚴重污染,大氣沉降進一步加劇了土壤多環(huán)芳烴污染,目前污灌區(qū)土壤大多呈黑褐色,有機質(zhì)含量較高。最大達23.1mg/g(TOC/干土)。根據(jù)張枝煥等對天津地區(qū)表層土壤中芳香烴污染物的化學(xué)組成及分布特征研究表明,天津地區(qū)不同環(huán)境功能區(qū)表層土壤中分布有多種類型的烴類污染物,已經(jīng)檢測到的多環(huán)芳烴化合物有100種單體化合物,含量較高的主要有菲,甲基菲,螢蒽,芘等。但含量差別顯著,污灌耕地和濱海鹽土耕地四環(huán)以上芳香烴含量較高且隨深度降低較大,而非污灌耕地和北部山區(qū)烷基取代物含量較高且隨深度降低小,但剖面深部(>40cm)芳香烴化合物組成特征基本趨于一致。這說明天津地區(qū)四環(huán)以上芳香烴污染土壤較重,且主要分布于污灌耕地和濱海鹽土耕地。2.2.3 二惡英

      隨著我國殺蟲劑,除草劑,防腐劑等的生產(chǎn),金屬冶煉以及部分其它農(nóng)藥的使用等,都會使二惡英(PCDDs)進入土壤。城市垃圾焚燒殘渣,汽車尾氣沉降,紙漿的漂白水任意排放是土壤中PCDDs的主要來源過程。我國從1959年起在長江中下游地區(qū)用五氯酚鈉防治血吸蟲病,其雜質(zhì)二惡英已造成區(qū)域二惡英類污染。洞庭湖,鄱陽湖底泥中的二惡英含量也很高。據(jù)研究二惡英具有強脂溶性,可滲入人體細胞核中,與蛋白質(zhì)結(jié)合,改變DNA的正常遺傳功能,控制相應(yīng)的基因活動,從而擾亂內(nèi)分泌并致癌。2.2.4 鄰苯二甲酸酯

      鄰苯二甲酸酯(PAEs)主要用作塑料的增塑劑,主要用于聚氯乙烯(PUC)加工行業(yè),也可用作農(nóng)藥載體,驅(qū)蟲劑,化妝品,潤滑劑和去泡劑的生產(chǎn)原料。該化合物具有一般毒性和特殊毒性(如致畸,致突變,或具有致癌活性),可造成人體生殖功能異常,發(fā)揮著類雌性激素的作用,干擾內(nèi)分泌,被人們稱為第二個全球性PCB污染物。農(nóng)業(yè)土壤中PAEs主要來源于大氣污染物(涂料噴涂,塑料垃圾焚燒和農(nóng)用薄膜增塑劑揮發(fā)等的產(chǎn)物以及工業(yè)煙塵)的沉降,污水和污泥農(nóng)用,化肥,糞肥和農(nóng)藥的施用,以及堆積的大田薄膜和塑料廢品等長期受雨水浸淋對土壤生成的污染。其中土壤污灌可使土壤中DBP和DOP含量增加49倍和72倍之多。2.2.5 農(nóng)膜

      我國由于大量使用農(nóng)膜,致使農(nóng)膜污染土壤面積超過780萬公頃,且回收率低,導(dǎo)致其在土壤中殘留,影響土壤通氣透水,使土壤養(yǎng)分遷移受阻,并因此影響作物的生長發(fā)育。

      2.3 不合理施肥造成的土壤污染

      我國化肥施用量折純達4100多萬噸,占世界總量的1/3,成為世界第一化肥消費大國。目前我國約50%以上的耕地微量元素缺乏,20%-30%的耕地氮養(yǎng)分過量。與發(fā)達國家相比,我國的化肥施用量偏高,特別是氮肥施用量更高。由于有機肥投入不足,化肥施用不平衡,造成耕地土壤退化,耕層變淺,耕性變差,保水肥能力下降,污染了土壤,增加了農(nóng)業(yè)生產(chǎn)成本,降低了農(nóng)產(chǎn)品品質(zhì)。近幾年西北,華北地區(qū)大面積頻繁出現(xiàn)沙塵暴,與耕地理化性狀惡化,團粒結(jié)構(gòu)破壞,沙化有十分密切的關(guān)系。而有機肥施用量增加很少,部分地塊甚至減少,有機態(tài)養(yǎng)分占總施用養(yǎng)分的比例明顯偏低。這可能是近幾年來引發(fā)許多土壤環(huán)境問題的重要原因。中科院侯彥林教授說,化肥污染隱蔽性強,且具有長期潛伏性。

      2.4 放射性物質(zhì)對土壤的污染

      土壤輻射污染的來源有鈾礦和釷礦的開采,鈾礦濃縮,核廢料處理,核武器爆炸,核實驗,放射性核素使用單位的核廢料,燃煤發(fā)電廠,磷酸鹽礦開采加工等。近幾年來,隨著核技術(shù)在工農(nóng)業(yè),醫(yī)療,地質(zhì),科研等領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用,越來越多的放射性污染物進入土壤中,這些放射性污染物除可直接危害人體外,還可通過食物鏈進入人體,損傷人體組織細胞,引起腫瘤,白血病,遺傳障礙等疾病。研究表明,我國每年土壤氡污染致癌5萬例,而天津市區(qū)公眾肺癌23.7%是由氡及其子體造成的。磷礦石中常伴有U,Th,Ra等天然放射性元素,因而磷肥施用會對土壤產(chǎn)生放射性污染。對我國8個省,地區(qū)的磷肥進行測定,磷肥的放射性強度在1.7*10-12-8.21*10-10(Ci.g-1)之間,土壤對核素有富集作用,但有一定限度。

      3、參考文獻:

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      現(xiàn)

      第四篇:遙感論文[推薦]

      淺談中國遙感技術(shù)在環(huán)境災(zāi)害中的應(yīng)用

      摘要

      由于人類活動的范圍的不斷擴大和強度的不斷加劇引起資源環(huán)境環(huán)境惡化并導(dǎo)致災(zāi)害。近年來我國的環(huán)境災(zāi)害頻發(fā),2008年的汶川地震,2010年的玉樹地震,今年的南方大旱,中部地區(qū)的洪澇災(zāi)害??都為我們的日常生活帶來不可挽回的破壞。如何預(yù)報災(zāi)害來臨,實時監(jiān)控災(zāi)害發(fā)生,為災(zāi)害的防控處理善后提供強有力的支持是亟待解決的問題。

      隨著計算機技術(shù)、傳感器技術(shù)和空間技術(shù)的發(fā)展,遙感技術(shù)正在進入一個能動態(tài)、快速、準確提供多種對地觀測海量數(shù)據(jù)的新階段。新型傳感器不斷出現(xiàn),已從過去的單一傳感器發(fā)展到現(xiàn)在的多種類型的傳感器,并能在不同的航天遙感平臺上獲得不同空間分辨率、時間分辨率和光譜分辨率的遙感影像,為解決環(huán)境災(zāi)害的防控治提供了強有力的工具。本文從當前的遙感技術(shù)著手分析探究其在環(huán)境災(zāi)害中的應(yīng)用并對其中存在問題未來的發(fā)展方向進行簡要的處理總結(jié)。

      關(guān)鍵詞:環(huán)境災(zāi)害 遙感技術(shù)原理 動態(tài)監(jiān)測 發(fā)展方向

      一、遙感技術(shù)在環(huán)境災(zāi)害中的主要應(yīng)用現(xiàn)狀

      1.1地質(zhì)災(zāi)害

      地質(zhì)災(zāi)害劃分為泥石流、滑坡、崩塌、碎屑流、水毀、沙害、冰雪害、翻漿及沼澤土等9類,其中泥石流、滑坡、崩塌是主要的地質(zhì)災(zāi)害。我國利用遙感技術(shù)進行地質(zhì)災(zāi)害調(diào)查起步較晚,但發(fā)展快。經(jīng)初步統(tǒng)計迄今大約已覆蓋了80余萬km2的國土。我國地質(zhì)災(zāi)害遙感調(diào)查是在山區(qū)大型工程建設(shè)或大江大河洪澇災(zāi)害防治服務(wù)中逐漸發(fā)展起來的。20世紀80年代初,湖南省率先利用遙感技術(shù)在洞庭湖地區(qū)開展了水利工程的地質(zhì)環(huán)境及地質(zhì)災(zāi)害調(diào)查工作。從20世紀80年代中期起,分別在寶成、寶天、成昆鐵路等沿線進行了大規(guī)模的航空攝影,為調(diào)查地質(zhì)災(zāi)害分布及其危害提供了信息源。20世紀90年代起,主干公路及鐵路選線也使用了地質(zhì)災(zāi)害遙感調(diào)查技術(shù)。近年來在全國范圍內(nèi)又開展了省級國土資源遙感綜合調(diào)查工作,主要調(diào)查成果有:識別地質(zhì)災(zāi)害微地貌類型及活動性,評價地質(zhì)災(zāi)害對大型工程施工及運行的影響等。

      1.2洪澇災(zāi)害

      洪澇災(zāi)害具有突然性、持續(xù)時間短、危害大等特征。為了有效預(yù)防和控制洪水,必須及時、迅速、準確了解災(zāi)情,并及時對其做出反應(yīng)。遙感技術(shù)在我國洪澇災(zāi)害中的應(yīng)用比較成熟。因為遙感技術(shù)可以不受惡劣天氣條件的影響,通過航空、航天手段獲取監(jiān)測影像資料,實時對洪災(zāi)進行監(jiān)測,應(yīng)用相關(guān)軟件迅速分析出洪水態(tài)勢,然后將分析結(jié)果以直觀的圖形、圖表等形式傳遞給決策部門,作為制定防洪減災(zāi)對策的重要依據(jù)。我國將遙感應(yīng)用于洪災(zāi)監(jiān)測始于“八五”、“九五”期間,并采用資源衛(wèi)星和氣象衛(wèi)星資料LANDSAT TM和NOAA/AVHRR,建立了7大江河地區(qū)洪澇災(zāi)害易發(fā)區(qū)警戒水域遙感數(shù)據(jù)庫。

      1.3農(nóng)業(yè)病蟲害

      將遙感技術(shù)應(yīng)用于農(nóng)作物重大病蟲害的防治是我國實現(xiàn)農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化的重要組成部分。遙感技術(shù)用于農(nóng)業(yè)病蟲害綜合治理,最終期望達到兩個目的:第一,早期預(yù)報,即通過遙感圖像提取生境中與病蟲害爆發(fā)有關(guān)的主要環(huán)境要素及其變化,來推斷病蟲害最有可能發(fā)生的區(qū)域;第二,災(zāi)情監(jiān)測和評估,即當病蟲害已經(jīng)在局部區(qū)域造成危害時,從遙感圖像上提取受害植被相關(guān)信息,快速、準確地判斷出災(zāi)情發(fā)生狀況(分布、面積和程度),及時采取針對性的點、面防治措施,這樣既可阻止病蟲害進一步蔓延又可減少環(huán)境污染。進入20世紀90年代以來,遙感技術(shù)與地理信息系統(tǒng)(GIS)技術(shù)的結(jié)合,在農(nóng)作物病蟲害監(jiān)測中得到日益廣泛的應(yīng)用。

      1.4沙塵災(zāi)害

      沙塵災(zāi)害泛指由浮塵、揚沙和沙塵暴等沙塵天氣所造成的災(zāi)害。我國屬于中亞沙暴區(qū),其中,西北大部分地區(qū),整個華北地區(qū),東北地區(qū)西部,都是沙塵災(zāi)害的多發(fā)區(qū)域,而沙塵災(zāi)害的影響區(qū)域則遠遠大于上述范圍。我國沙塵災(zāi)害的研究始于20世紀70年代末,進展速度一直較慢。隨著20世紀90年代末我國北方地區(qū)大范圍沙塵天氣頻繁出現(xiàn),遙感在沙塵災(zāi)害中的應(yīng)用廣泛開展起來。例如,1998年中國國家林業(yè)局荒漠化監(jiān)測中心負責的”沙塵暴衛(wèi)星遙感監(jiān)測與災(zāi)情評估系統(tǒng)”開始研建,2001年試運行,2002年開始對外公布我國沙塵暴災(zāi)情評估報告,并首次報告了2002年3月15~17日、20~21日兩次沙塵天氣過程中的地面損失情況和沙塵出現(xiàn)的時間、移動路徑等內(nèi)容。

      二、現(xiàn)代遙感技術(shù)在災(zāi)害監(jiān)測中的技術(shù)特點

      2.1大面積同步監(jiān)測

      遙感探測能在較短的時間內(nèi),從空中乃至宇宙空間對大范圍地區(qū)進行對地觀測,并從中獲取有價值的遙感數(shù)據(jù)。這些數(shù)據(jù)拓展了人們的視覺空間,為宏觀地掌握地面事物的現(xiàn)狀情況創(chuàng)造了極為有利的條件,同時也為宏觀地研究自然現(xiàn)象和規(guī)律提供了寶貴的第一手資料。對于復(fù)雜多變、涉及面廣的大型災(zāi)害優(yōu)越性更明顯。特別是對于大區(qū)域的環(huán)境災(zāi)害及動態(tài)變化(如沙塵暴、特大洪災(zāi)等)監(jiān)測十分有利。

      2.2時效性強可動態(tài)監(jiān)測,信息量大

      獲取信息的速度快,周期短。由于衛(wèi)星圍繞地球運轉(zhuǎn),從而能及時獲取所經(jīng)地區(qū)的各種自然現(xiàn)象的最新資料,以便更新原有資料,或根據(jù)新舊資料變化進行動態(tài)監(jiān)測,這是人工實地測量和航空攝影測量無法比擬的。這不僅給災(zāi)害監(jiān)測贏得了大量時間,而且及時獲得了豐富的災(zāi)情背景資料,為高效數(shù)據(jù)模型的建立創(chuàng)造了先決條件。與常規(guī)監(jiān)測手段不同,衛(wèi)星遙感監(jiān)測不僅具有實時、動態(tài)的優(yōu)點,而且全天候工作因此可以對災(zāi)情進行連續(xù)、動態(tài)監(jiān)測,進而獲得連續(xù)準確的災(zāi)情資料。利用這一點,就可以對那些具有爆發(fā)隱患或周期性爆發(fā)的自然災(zāi)害(如火山、泥石流等)進行災(zāi)前預(yù)測;對那些破壞力大、持續(xù)時間長、波及范圍廣的災(zāi)害(如洪水、蝗災(zāi)等)進行跟蹤監(jiān)測。此外,也可以用于對災(zāi)后恢復(fù)過程進行跟蹤監(jiān)測,及時掌握相關(guān)資料。獲取信息受條件限制少。在地球上有很多地方,自然條件極為惡劣,人類難以到達,如沙漠、沼澤、高山峻嶺等。采用不受地面條件限制的遙感技術(shù),特別是航天遙感可方便及時地獲取各種寶貴資料。

      2.3適應(yīng)性強

      由于某些災(zāi)害的災(zāi)區(qū)自然條件惡劣,如發(fā)生雪災(zāi)、山體滑坡、密林森林病蟲害及火災(zāi)、荒漠化等;另外某些農(nóng)業(yè)災(zāi)害發(fā)生在跨國境線,如病蟲害、沙漠化、火災(zāi)或一些農(nóng)業(yè)氣象災(zāi)害等,常規(guī)監(jiān)測手段根本無法奏效,災(zāi)情資料難以獲取,此時遙感就成為災(zāi)害監(jiān)控必不可少的重要手段

      三、遙感技術(shù)應(yīng)用中存在的問題和解決途徑

      不可否認遙感技術(shù)已成為災(zāi)害分析、動態(tài)監(jiān)測、決策不可缺少的重要手段,但應(yīng)該看到,我國遙感在環(huán)境災(zāi)害的應(yīng)用中還存在很多不足。主要問題集中在災(zāi)后評估和應(yīng)急反應(yīng)方面,災(zāi)害預(yù)測應(yīng)用較少;沒有很好的與‘3s’,計算機技術(shù)相結(jié)合,數(shù)據(jù)間共享度不高。

      3.1數(shù)據(jù)獲取、共享及應(yīng)用問題

      衛(wèi)星遙感在技術(shù)上是能很好地為減輕災(zāi)害損失。但由于數(shù)據(jù)獲取的難易程度精確度不一,造成在有些地區(qū)發(fā)生重大災(zāi)害時,無法利用這一先進技術(shù)救災(zāi)。因此,加強合作使衛(wèi)星資源在某些重大災(zāi)害來臨時,能通過商業(yè)或非商業(yè)(比如援助)途徑共享數(shù)據(jù)。同時我國應(yīng)加強地面接收和處理設(shè)施的建設(shè),以便快速接收處理和提取災(zāi)情信息,及時為救災(zāi)服務(wù)。在具體應(yīng)用方面則不及發(fā)達國家,比如在應(yīng)急救災(zāi)中,國外會用到多種數(shù)據(jù)源:對地觀測衛(wèi)星和氣象衛(wèi)星數(shù)據(jù);高分辨率和中、低分辨率數(shù)據(jù);光學(xué)和雷達衛(wèi)星數(shù)據(jù);航空和航天數(shù)據(jù)等,還會用到定位系統(tǒng)和通信衛(wèi)星等高科技設(shè)備,它們反應(yīng)速度快,效率高,更符合應(yīng)急救災(zāi)的特點。所以這些都是我國將要努力改進的方向。

      3.2遙感數(shù)據(jù)應(yīng)用的技術(shù)問題

      如何將常規(guī)的方法從點到面進行擴展,應(yīng)用模型的構(gòu)建,遙感數(shù)據(jù)和信息與模型的鏈接以及多種數(shù)據(jù)同化等技術(shù)是應(yīng)用遙感技術(shù)過程中出現(xiàn)的問題。目前這些技在我國尚不成熟有待提高,真正結(jié)合實際應(yīng)用解決這些問題才能將遙感應(yīng)用與常規(guī)方法結(jié)合,發(fā)揮遙感的優(yōu)勢,取得更好的效果。同時我們要跟蹤遙感、地理空間信息應(yīng)用的前沿技術(shù),促進遙感、地理空間信息系統(tǒng)應(yīng)用的集成化、網(wǎng)絡(luò)化和智能化,加強與信息技術(shù)的結(jié)合,將模式識別、人工智能、專家系統(tǒng)等技術(shù)和新的算法引入到遙感信息分析技術(shù)中。大力加強國家空間信息基礎(chǔ)設(shè)施發(fā)展迫切需要的海量地理空間信息網(wǎng)絡(luò)共享和商業(yè)化大型地理空間信息系統(tǒng)軟件技術(shù),大型實用的遙感圖像處理系統(tǒng)等方面的技術(shù)創(chuàng)新工作,不斷提高國產(chǎn)化水平。加強遙感圖像的智能化分類和識別、基于影像的地球空間核心要素的自動提取與變化發(fā)現(xiàn)地學(xué)信息的知識提取和挖掘技術(shù)攻關(guān)和創(chuàng)新,加強應(yīng)用模型與遙感的結(jié)合,加強3S技術(shù)集成和系統(tǒng)集成才是解決應(yīng)用遙感信息技術(shù)問題的關(guān)鍵。

      總結(jié)

      遙感技術(shù)不論在災(zāi)前預(yù)警預(yù)報、災(zāi)中的災(zāi)情監(jiān)測和損失評估和安排救災(zāi),還是在災(zāi)后減災(zāi)與重建中都具有很大的應(yīng)用潛力。所以逐漸成為災(zāi)害防治的最佳手段,若將其更好的與GIS、GPS 結(jié)合將有助于解決災(zāi)害減災(zāi)的兩個核心問題。加強對地觀測系統(tǒng)的完善,建立良好的數(shù)據(jù)模型與應(yīng)急機制。這樣既可以對災(zāi)害進行準確的預(yù)報,又可以確定災(zāi)害的影響范圍強度已采取有效的應(yīng)急響應(yīng)措施。才能真正的減少因環(huán)境災(zāi)害所帶來損失。我國的災(zāi)害遙感的應(yīng)用現(xiàn)在主要還集中在災(zāi)后評估和應(yīng)急反應(yīng)方面 , 災(zāi)害預(yù)測應(yīng)用較少;在許多應(yīng)用中還沒有很好地與 GIS 地理信息系統(tǒng)和 GPS 全球定位系統(tǒng)結(jié)合 , 以致大大限制了 3S 技術(shù)強大功能的發(fā)揮。努力加強3s技術(shù)之間的相互合作,建立良好完善的數(shù)據(jù)模型,提高數(shù)據(jù)共享技術(shù)。相信遙感技術(shù)在災(zāi)害監(jiān)測中的應(yīng)用前景會更加廣闊。

      參考文獻: [1]劉志明,晏明,等.關(guān)于建立吉林省重大氣象災(zāi)害遙感監(jiān)測系四川環(huán)境2004年第23卷第6期!105!統(tǒng)的總體構(gòu)想[J].災(zāi)害學(xué),1998,13(1):62 66.[2]G rice Douglas B,Brass James A.A pplicat ion of remot e sensing t echnology for real time disast er assessm ent[A].G IS/LIS 1991 Proceedings[C].A t lanta:ASPRS,1991.817 827.[3]張金恒,朱德柱,等.基于‘3S’技術(shù)構(gòu)建農(nóng)業(yè)災(zāi)害監(jiān)測信息系統(tǒng)[J].災(zāi)害學(xué),2002,17(2):76 81.[4]Fan Z F,Jiang J S.Airborne remot e sensing for disast er realt imemonitoring[A].Proceedings of t he Int ernat ional Symposium on Remote Sensing of Environment[C].M ichigan:Environmental R esearchInst of M ich igan,1990.969 976.[5]張金存,魏文秋,等.洪水災(zāi)害的遙感監(jiān)測分析系統(tǒng)研究[J].災(zāi)害學(xué),2001,16(1):39 44.[6]李才興,唐伶俐,等.災(zāi)害遙感發(fā)展現(xiàn)狀分析[J].國際太空,2002,(3):12 16.[7]馮東霞,余德清,等.地質(zhì)災(zāi)害遙感調(diào)查的應(yīng)用前景[J].湖南地質(zhì),2002,21(4):314 318.[8]李海萍,熊利亞,等.中國沙塵災(zāi)害遙感監(jiān)測研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢[J].地理科學(xué)進展,2003,22(1):45 52.[9]孫司衡,鄭新江,等.沙塵暴的衛(wèi)星遙感監(jiān)測與減災(zāi)服務(wù)[J].測繪科學(xué),2000,25(2):33 37.[10]黃鐵青,張琦娟,等.自然災(zāi)害遙感監(jiān)測的研究與應(yīng)用[J].遙感技術(shù)與應(yīng)用,1998,13(3):66 71.[12] 馬藹乃.遙感概論與應(yīng)用[J ].測繪學(xué)科.2000,25(2):37—40

      第五篇:軍事遙感論文

      軍事遙感小論文

      四院二隊:李中仁 學(xué)號:201004015020 目前,軍用上利用遙感技術(shù)支撐的無人兵器已成為世界各國爭相研制的熱門兵器,是現(xiàn)代武器裝備發(fā)展的一個新領(lǐng)域。就像我們常??吹降拇笃粯?,T-800,天網(wǎng)系統(tǒng),變形金剛等一類的高智能計算機和傳感技術(shù)構(gòu)成了不需要人類的強悍作戰(zhàn)力量。這些機械能完成自主的目標識別,打擊,評價和各種戰(zhàn)術(shù)動作。有專家預(yù)測,今后無人化兵器將主宰局部戰(zhàn)場,將使作戰(zhàn)樣式發(fā)生深刻變化?!颁撹F士兵”。在無人兵器中,軍用機器人的發(fā)展尤為迅速,這種“鋼鐵士兵”在未來戰(zhàn)場上將不可小視。它不但能夠在惡劣地形和氣象條件下布設(shè)障礙和排除障礙,還可以作為陸上的武器平臺使用,而且還能夠代替士兵出生入死,浴血奮戰(zhàn)。美國五角大樓曾發(fā)表一份未來戰(zhàn)爭的報告書認為,未來戰(zhàn)爭的“主角”將是具有人類思維水平的機器人部隊。這主要是由于美國人權(quán)和民主的過激表現(xiàn)使人民對于戰(zhàn)爭中的人員傷亡往往顯得比較敏感和過激,這也是美國政客一直擔憂的問題。

      據(jù)報道,美軍列入研制計劃的智能化遙感軍用機器人已超過90種,計劃到2015年前后,參戰(zhàn)的作戰(zhàn)平臺中將有1/3是遙感兵器;俄羅斯列入研制計劃的智能化軍用機器人也超過了30種。素有“陸戰(zhàn)之王”之稱的無人化智能坦克或裝甲戰(zhàn)車,被軍事家視為未來陸戰(zhàn)的巨型無人機器。法、德也從20世紀80年代開始了無人戰(zhàn)車研制計劃,并為它裝備了智能化的控制系統(tǒng)。與傳統(tǒng)坦克相比,裝有數(shù)字系統(tǒng)的智能化無人坦克戰(zhàn)場反應(yīng)速度提高96%,射擊命中率和效率提高100%,攻擊力提高80%。

      無人戰(zhàn)斗機醞釀和推動了第二空軍的出現(xiàn)相對于地面戰(zhàn)場無人化兵器的腳步,空中鋼鐵翅膀甚至更早地孵化了實實在在的戰(zhàn)果。無人戰(zhàn)斗機的加盟不僅增加了空中戰(zhàn)場對抗力量的要素,實現(xiàn)戰(zhàn)場“零傷亡”,還在醞釀和推動了第二空軍的出現(xiàn),當無人機部隊正在另立門戶之時,世界范圍內(nèi)第五軍種的出爐將為期不遠。

      有專家認為,集“偵察-打擊”一體化的無人戰(zhàn)斗機,正在成為現(xiàn)代戰(zhàn)場遠程精確打擊的高效手段。在阿富汗,首次裝載“海爾法”導(dǎo)彈的美軍“捕食者”系列無人偵察/攻擊機,既可以長時間執(zhí)行偵察監(jiān)視任務(wù),又可以通過機載數(shù)據(jù)鏈在第一時間向可疑目標發(fā)起攻擊。美軍海軍的X-47無人機由于可以不再顧及人的生理極限,飛行速度達到了10倍音速,能夠在兩小時內(nèi)到達世界上任何地點。

      無人艦隊將給未來海戰(zhàn)帶來革命性變化與機器戰(zhàn)士和無人攻擊機一樣,無人戰(zhàn)場已經(jīng)延伸到海面和水下。近年來,為了掌控海上戰(zhàn)場優(yōu)勢,一些國家紛紛斥巨資建造能夠適用于近海作戰(zhàn)的無人作戰(zhàn)艦只。在研的新一代先進的無人駕駛艦隊,能夠靠遙控或自動控制在水中航行并執(zhí)行危險而復(fù)雜的作戰(zhàn)任務(wù)。這支艦隊能夠攜帶各種武器,既可執(zhí)行情報搜集、掃雷等輔助性任務(wù),又可執(zhí)行對敵艦的攻擊任務(wù),具有隱蔽性好、攻擊性強、控制范圍廣、費用低等特點。有軍事專家預(yù)言,“先進的水下無人艦隊,必將使海軍的綜合作戰(zhàn)能力獲得巨大的飛躍,給未來海戰(zhàn)帶來革命性變化?!?/p>

      在無人艦隊中,無人潛艇備受推寵,這種源自水下機器人的兵器,早在20世紀50年代就已經(jīng)開始研制,最初的主要任務(wù)是用于執(zhí)行打撈與探測。近年來,無人潛艇因具有良好的隱身、機動性能和水下殺傷力巨大,已成為一種水下尖端武器,日益受到各國海軍的重視。

      目前,世界上已有十幾個國家在加緊研制無人潛水器,法國研制的“埃波拉德”潛水器,能在有人潛艇根本無法到達的6000米水深進行攝影和探測勘察。到2020年前后,隨著無人潛艇的大量運用,未來海戰(zhàn)場將突破現(xiàn)有模式。

      科學(xué)技術(shù)突飛猛進推動無人作戰(zhàn)平臺技術(shù)裝備的快速發(fā)展,美國霍普金斯大學(xué)研究生院戰(zhàn)略教授科恩指出:“我認為一般的發(fā)展趨勢,將是放棄傳統(tǒng)的有人操作的大型平臺?!痹诓痪玫膶?,戰(zhàn)場上將會充斥著數(shù)不清的無人化兵器,形成真正意義上的“無人軍”,無人化兵器將會改變現(xiàn)代戰(zhàn)爭的模式,從肉體殺傷過渡到機器技術(shù)博弈。但持反對意見的人認為,戰(zhàn)爭是人類社會的一種社會現(xiàn)象,使用的是人類進化500萬年的智能成果,相對于出現(xiàn)只有幾十年、技術(shù)手段還較粗糙的機器兵器而言,人的戰(zhàn)斗素養(yǎng)優(yōu)勢依然明顯,不可能出現(xiàn)真正的無人戰(zhàn)爭。

      戰(zhàn)爭是人的拼殺,還是讓人走開?如果以無人化風頭最勁的無人機與有人機進行正方與反方的PK,或許會撞擊出一些有益的火花啟示我們的思維。

      一、無人駕駛非無人控制?,F(xiàn)役無人作戰(zhàn)飛機大都采用操縱者遠程異地控制的方式,屬于人在回路中的一種間接駕駛模式,與人在機上相比只不過是人的位置不同,憑借現(xiàn)有技術(shù)操作者可以在安全的后方通過數(shù)據(jù)鏈對無人戰(zhàn)斗機進行遙控。

      而人工遙控無人機的最大難點是操作者無法對戰(zhàn)場上復(fù)雜多變的空情有設(shè)身處地的感受和全面掌握,如在強烈電子干擾環(huán)境下如何保證人-機遠距離異地控制的信息溝通問題,多架無人機在同一作戰(zhàn)區(qū)域的自擾互擾問題等,雖然采用碼分多址和波分多址技術(shù)能夠部分解決,但到目前為止,還沒有任何國家能找到一個徹底的解決方案。

      二、處置空情能力人的作用無法替代。無人機在執(zhí)行任務(wù)過程中,自動飛行、自動傳輸技術(shù)無可挑剔,但在戰(zhàn)斗狀態(tài)中,無人機空戰(zhàn)所需要的靈活反應(yīng)和隨機應(yīng)變與飛行員身臨其境差距較大,在戰(zhàn)場環(huán)境下對局勢的分析和判斷和應(yīng)對危機的反應(yīng)能力明顯不夠。

      2010年2月21日,美國內(nèi)華達空軍基地的軍事人員,借助無人機鎖定了阿富汗南部烏魯茲甘省的赫德村12公里處的一條公路上的3輛小型公共汽車,在“地獄火”導(dǎo)彈的爆炸聲中,無人機把一場婚禮變成了葬禮。對此,美國軍事專家評論道:“在一場無人機為主角的戰(zhàn)爭中,武裝沖突變得更像是電子游戲,殺戮也就更加容易。”

      此外,由于目標信息要依靠地面?zhèn)鬏斦具M行交流確認,其工作效率還比不上有人駕駛飛機。由于操縱者操作明顯缺乏有人駕駛的直接性,無法在危局險境中直接采取規(guī)避動作,在指令一來一回的數(shù)秒中,早已經(jīng)被擊落了多次。

      三、信息傳輸安全漏洞較大。2009年12月17日,西方各大媒體紛紛報道,美國在伊拉克和阿富汗的無人偵察機向地面控制站傳輸?shù)囊曨l信號被伊拉克反政府武裝和塔利班截獲。更驚人的是,這一切只需要一個26美元的盜版衛(wèi)星電視信號軟件就可以實現(xiàn),盡管美軍聲稱被截獲視頻尚未造成任何作戰(zhàn)損失,而且已經(jīng)在對有關(guān)信號加密。

      這些問題暴露出的還只信息安全問題的冰山一角,實時視頻信號作為操縱員判斷戰(zhàn)場情況的唯一依據(jù),與敵方共享總不是一件好事,至少被跟蹤的目標有機會采取行動進行有效規(guī)避。隨著信息處理技術(shù)的提高,破解這些信號的技術(shù)也在同步提高,誰能保證先進的無機始終服從操縱者指令,這其中埋藏著無窮隱患。

      人類面對戰(zhàn)爭巨大傷亡的恐懼,正在被無人裝備技術(shù)逐漸消除,但這種依賴的基本條件是機器戰(zhàn)士必須具備訓(xùn)練有素士兵一樣的戰(zhàn)斗素質(zhì)。機器戰(zhàn)士取代人的力量、耐力、速度可能不是問題,因為這早已經(jīng)被機械化武器的性能所證明。但機器戰(zhàn)士與其所必須的高級智能素質(zhì)仍有巨大差距,一些人所獨的機動靈活和當機立斷無法傳授給機器戰(zhàn)士。從科技發(fā)展能夠預(yù)見的水平來看,目前,機器戰(zhàn)士還無法脫離人的支持單獨行動,無人戰(zhàn)爭的實質(zhì)還只是人在背后的戰(zhàn)爭。

      在現(xiàn)有條件下,綜合我軍的人才優(yōu)勢也不失為了一個良策,我們可以兩條腿走路,當遙感技術(shù)不成熟時我們發(fā)揮人的決定性作用。同時也不應(yīng)該放松高新科技的發(fā)展,等待有朝一日我們也能讓鋼鐵之軀代替我們的戰(zhàn)士沖鋒陷陣。

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