土壤地球化学勘查方法与技术

土壤地球化学勘查方法与技术,第1张

土壤地球化学勘查是针对土壤中的地球化学异常的勘查形成了一套方法技术。土壤地球化学异常是次生地球化学异常之一,找矿地球化学中所指的次生晕中包括土壤中的次生晕。也有的文献将次生晕称之为分散晕。矿体及其原生晕在表生分散作用下,导致矿床标型指示元素在不同介质中形成分散晕,在土壤中形成土壤分散晕,在水中形成水化学晕,在植物中形成生物地球化学晕,在大气中形成气体晕。本节主要介绍土壤地球化学异常(晕)的勘查方法。

1721 理想土壤剖面

土壤是母岩经过地表风化作用和成土作用逐渐发展起来的。在一定的条件下,矿物岩石风化逐渐成土,土壤形成一定的分层结构。理想的土壤剖面由上而下可分为A、B、C、D四层,各分层及亚层特征见表17-7。影响土壤分层的主要因素有地形、母岩、气候、生物等。其中气候影响土壤分层较为明显,不同气候带土壤分层结构不同(图17-1)。

表17-7 土壤剖面理想分层特征

1722 化学元素在土壤中的存在形式

化学元素在土壤中的存在形式主要有三种:赋存于矿物之中,溶解于土壤水之中,被吸附状态。

17221 赋存于矿物之中

土壤中的矿物主要有原生矿物和次生矿物两大类。原生矿物主要指的是母岩风化和成土过程中保留下来的一些抗风化能力强的矿物。例如,锆石、绿柱石等硅酸盐矿物;锡石、金红石、刚玉、石英等氧化物矿物;自然金、铂、金刚石等自然元素矿物。次生矿物指原生环境下在土壤中新形成的矿物。例如,高岭石、伊利石、蒙脱石、绿泥石等粘土矿物;褐铁矿、软锰矿等铁和锰的氧化物矿物等。土壤中的一部分化学元素来自这些原生矿物和次生矿物,在这些矿物中以主元素或微量元素形式存在,一般来说,不经转换是不易溶于水的。

图17-1 不同气候带土壤剖面模式

17222 溶解于土壤水之中

这类存在形式的元素是能溶于水的可溶性组分。在母岩风化和成土过程中,一部分可溶性组分转入到水体之中,或迁移到别地,或保留在土壤水之中。成土之后,雨水、地表水、地下水还要为土壤带来部分可溶性组分。

17223 被吸附状态

母岩风化和成土过程中,溶解于水体之中的可溶性组分有一部分被土壤中的有机质以及粘土矿物等次生矿物吸附。

1723 土壤地球化学勘查工作方法与技术

土壤地球化学勘查的工作方法包括资料调研、实地踏勘、方案设计、野外采样、样品分析、资料处理、成果解释及异常检查八个步骤。

第一步,资料调研。工作之前应根据勘查目标和任务认真作好资料调研工作。要收集勘查区的地理地形、地貌、地质背景、水文资料、土壤资料、地球物理、地球化学等方面的资料并消化。

第二步,实地踏勘。在资料调研的基础上,到勘查目标要求的现场踏勘。踏勘的目的在于将资料调研阶段获得的初步认识变成感性认识。踏勘中还要做土壤剖面测量、土壤取样方法和取样方式的实验研究。

第三步,方案设计。这一步骤非常重要,牵涉到整个土壤勘查地球化学工作的成功与否。方案设计内容主要有:采样测网的布置、采样方法、样品加工方法、样品分析方案、资料处理及成果解释方法、异常检查的安排等等。方案设计要按国家对地球化学勘查的有关规范要求进行。

第四步,野外采样。采样方法正确与否,直接影响到土壤地球化学勘查的效果。采样点应避开碎石堆、采矿坑口、采石场、公路等土壤结构遭到人为破坏的地方。如测网上的测点遇到这样的情况,可移点,但移动范围不得大于点距的十分之一。如规定范围找不到合适的点,则可舍去该点。采样深度一般要求在土壤B层位置,采集其中的粘土及较细的砂土,如有较大的碎块可弃去。样品重量一般为50~100g。当土壤颗粒或粒度较大时,样重可以加大到200g,特别要求时可以大于200g。

第五步,样品加工与分析。对野外采集到的样品,可以自然风干、微火烘烤或日晒方式来干燥,切切不可用高温烘烤方式来烘烤。如要测定样品中的挥发组分,切不可用微火烘烤或日晒方式,只应采用自然风干。如要进行土壤样品结构分析,对样品中的泥质团块只能用手搓碎或用木棒轻轻敲碎,不可用别的硬质工具猛敲,以免破坏样品的原始颗粒度。土壤化学成分分析样品可按送样要求研磨过筛,最后进行有关实验室分析测试。

第六步,数据处理。根据样品分析结果,可按化探数据处理方法进行数据处理并做各种地球化学图件。

第七步,成果解释。结合勘查区相关资料,对数据处理结果和有关图件做系统分析,按勘查目标,做出成果解释。

第八步,异常检查。根据成果解释,对土壤地球化学勘查所发现的异常要及时地检查与验证。检查与验证要求按有关规范进行。

一、样品采集过程要求

(一)采集土壤表层

一般监测只需采集表层土壤,可用采样铲挖取0-20 cm的土壤,采集表层可以采集单独样品也可以采集混合样品。农田种植一般农作物采0-20 cm,种植果林类农作物采0-60 cm。为了保证样品的代表性,减低监测费用,可以采取采集混合样的方案。每个土壤单元设3-7个采样区,单个采样区可以是自然分割的一个田块,也可以由多个田块所构成,其范围以200 m×200 m为宜。每个采样区的样品为农田土壤混合样。混合样的采集主要有四种方法(图32):

(1) 单角线法:适用于污灌农田土壤,对角线分为5等份,以等分点为采样分点;

(2) 双对角线法:适用于面积较小,地势平坦,土壤组成和受污染程度相对比较均匀的地块,设分点5个左右;

(3)棋盘式法:适宜中等面积、地势平坦、土壤不够均匀的地块,设分点10个左右,受污泥、垃圾等固体废物污染的土壤,分点应在20个以上;

(4) 蛇形法:适宜于面积较大、土壤不够均匀且地势不平坦的地块,设分点15个左右,多用于农业污染型土壤。

各分点混匀后用四分法取1 kg土样装入样品袋,多余部分弃去。如使用土钻,以采样点中心画半径为1m的圆周,在圆周上等距采集4个样品,在中心上采集1个样品,将5个样品等重量混匀为1个单独样品,保留1kg左右,其余用四分法弃去。

(二)采集土壤剖面

特殊要求的监测(土壤背景、环评、污染事故等)有必要时可选择部分采样点为剖面采样。剖面的规格一般为长15 m,宽08 m,深12 m。挖掘土壤剖面要使观察面向阳,将表土和底土分两侧放置。一般典型的自然土壤剖面分为A层(表层,腐殖质淋溶层)、B层(亚层,淀积层)、C层(风化母岩层、母质层)和底岩层。地下水位较高时,剖面挖至地下水出露时为止;山地丘陵土层较薄时,剖面挖至风化层。对B层发育不完整(不发育)的山地土壤,只采A、C两层。水稻土按照A耕作层、P犁底层、C母质层(或G潜育层或W漪育层)分层采样,对P层太薄的剖面,只采A、C两层(或A、G层或A、W层)。干旱地区剖面发育不完善的土壤,在表层5-20 cm、心土层50 cm、底土层100 cm左右采样。根据土壤剖面颜色、结构、质地、松紧度、温度、植物根系分布等划分土层,并进行仔细观察;将剖面形态、特征自上而下逐一记录。随后在各层最典型的中部自下而上逐层采样,在各层内分别用小土铲切取一片土壤样,每个采样点的取土深度和取样量应一致。用于重金属分析的样品,应将与金属采样器接触部分的土样弃去。土壤剖面见图33。

(三)新鲜土壤样品的采集

在测定土壤挥发性、半挥发性物质时,需要采集土壤新鲜样品,新鲜样品必须采集单独样品。一般用250 ml带有聚四氟乙烯衬垫的采样瓶采样,为防止样品沾污瓶口,可将硬纸板围成漏斗状,将样品装入样品瓶中,样品要装满样品瓶,低温保存。

二、采样时期

为了解土壤污染状况,可随时采集样品进行测定。如需同时掌握在土壤上生长的作物受污染状况,可依据季节或作物收获时期采样,一般在秋季作物收获后或春季播种施用前采集,果园在果实采摘后的第一次施肥前采集。面积较小的土壤污染调查和突发性土壤污染事故调查可随时直接采样。

样品采集按不同阶段又可分为:

(1) 前期采样:根据背景资料与现场考察结果,采集一定数量的样品分析测定,用于初步验证污染物空间分异性和判断土壤污染程度,为制定监测方案(选择布点方式和确定监测项目及样品数量)提供依据,前期采样可与现场调查同时进行。

(2)正式采样:按照监测方案,实施现场采样。

(3) 补充采样:正式采样测试后,发现布设的样点没有满足总体设计需要,则要进行增设采样点补充采样口

三、采样量

土壤样品一般采样量为1-3 kg,对混合样品需反复按四分法弃取,最后留下所需的土样量,装入采样布袋内。

四、栗样记录

采样时对样品进行编号及填写采样记录、样品标签。现场必须认真填写栗样记录表,拍摄数码相片,用GPS卫星定位记录样点经纬度。采样记录包括对样品的简单描述(如土壤质地、干湿程度、颜色、植物根系和异物量等),采样点周围情况及土地利用历史等内容。按照方案要求编制8-12位土壤样品号码,现场填写标签两张,一张放入样品袋内,一张扎在样品袋外。采样结束,需逐项检查土壤样品和样袋标签、采样记录,如有缺项和错误,及时补齐更正。将现场采样点的具体情况,如土壤剖面形态特征等做详细记录。

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6、作业模块:即中央控制室。可通过总控室对整个区域情况进行监测,包括各个区域采集点参数、控制作业状态、实时视频图像、施肥喷药状况、报警信息等。

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篇一土壤污染严格管控工作方案


为深入贯彻落实国务院《土壤污染防治行动计划》及《清洁土壤行动计划》,按照《人民政府土壤污染防治目标责任书》、《土壤污染防治工作计划》、《农用地重金属污染防治方案》,为了保护和改善全耕地环境,进一步加强耕地重金属污染治理修复,改善全农业生态环境,保障公众健康和农产品安全,促进经济社会绿色发展,结合我实际,制定本方案。

一、指导思想

以xx大推进绿色发展为导向,树立“尊重自然、顺应自然、保护自然”的生态文明理念,以“强化耕地土壤污染管控和治理修复”为重点,以生产力持续提高、资源永续利用和生态环境不断改善为目标,以保障国家粮食安全和主要农产品有效供给、农民持续增收为前提,以保护耕地资源、治理环境污染、修复农业生态为手段,推进农业发展方向绿色转变,建立耕地污染防治长效机制,实现生产发展、生态良好的有机结合,提升农业生态文明程度,保障我耕地土壤资源永续利用。

二、工作思路和主要目标

(一)工作思路

以土壤污染状况详查结果及农产品协同监测与评价为基础,以转变发展方式作为受污染耕地治理修复的根本出路,促进农业生产由资源消耗型向资源节约型、环境友好型转变,走产出高效、产品安全、资源节约、环境友好的现代农业发展道路。加强科技支撑,创新体制机制,逐步推进政府购买服务和第三方治理,探索建立场化、多元化受污染耕地治理修复生态补偿机制。

(二)主要目标

到2021年,完成全耕地土壤环境质量类别划分工作,全受污染耕地安全利用率达到90%左右,污染地块安全利用率达到90%以上。到2030年,受污染耕地安全利用率达到95%以上,污染地块安全利用率达到95%以上。

三、主要内容

贯彻落实土壤污染防治行动计划,积极开展土壤污染状况详查,摸清耕地污染底数,全面推进分级管理,采取综合性防治措施,积极推进受污染耕地治理修复,改善土壤污染状况。探索通过水肥调控、生物调控、钝化调控等措施,支持实现轻中度污染耕地安全利用。

(一)开展土壤污染状况详查

在现有相关调查基础上,开展农用地土壤污染状况详查。查明全农用地土壤污染的面积、分布及其对农产品质量的影响。

(二)耕地分级管理

开展耕地土壤环境质量类别划分工作。按污染程度将农用地划分为三个类别,未污染和轻微污染的划分为优先保护类,轻度和中度污染的划分为安全利用类,重度污染的划分为严格管控类。按照划分类别,分别采取相应管理措施,保障农产品质量安全。以农用地土壤污染状况详查结果为依据,开展农用地土壤和农产品协同监测与评价,积极开展耕地土壤环境质量类别划分工作,建立分类清单,2020年底前完成。

(三)修复与治理

1安全利用类耕地

根据土壤安全状况和农产品的超标情况,安全利用类的耕地要结合当地主要作物品种和种植习惯,采取农艺调控、替代种植等措施,降低农产品超标风险。对位于工矿企业周边、污水灌区、交通要道的两边等区域的水稻、蔬菜等敏感作物开展重金属专项检测,开展风险管控。加强对农民、家庭农场、农民合作社的技术指导和培训,引导和鼓励各类为农服务组织开展专业化、社会化服务,通过科学化、专业化的生产,减少耕地污染,提升农产品安全生产水平。到2020年轻度和中度污染耕地实现安全利用面积达到国家要求。

2严格管控类耕地

加强严格管控类耕地的用途管理。依法划定特定农产品禁止生产区域,严禁种植食用农产品;对威胁地下水、饮用水水源的区域,要制定环境风险管控方案,并落实有关措施。按照政府引导。农民自愿的原则,在地下水超采区、重金属污染区和生态严重退化区开展休耕试点,促进生态环境改善和资源永续利用,对休耕地采取保护性措施,禁止弃耕、严禁废耕,不能减少或破坏耕地,不能改变耕地性质。严格管控类耕地要根据土壤详查结果,利用好耕地轮作制度试点和国家退耕还林政策,制定严格管控污染耕地长远规划。

3治理与修复主体

以影响农产品质量和人居环境安全的突出耕地污染问题为重点,以土壤污染详查为依据,按照“谁污染,谁治理”的原则,造成耕地土壤污染的单位或个人要承担治理与修复的主体责任。责任主体发生变更的,由变更后继承其债权、债务的单位或个人承担相关责任;土地使用权依法转让的,由土地使用权受让人或双方约定的责任人承担相关责任。责任主体灭失或责任主体不明确的,由人民政府依法承担相关责任。

4治理与修复措施

结合土壤污染详查情况,根据农用地环境评估结果,逐步建立耕地污染地块名录及其开发利用的负面清单,合理确定耕地用途,采取调整种植业结构、治理与修复、退耕还林以及休耕等措施有序开展治理与修复工作。现阶段不具备治理修复的污染地块,由人民政府组织划定管控区域,设立标识,发布公告,开展土壤、地表水、地下水、空气环境监测;发现污染扩散的,有关责任主体要及时采取污染物隔离、阻断等环境风险管控措施。

5治理与修复监管

治理与修复工程原则上在原址进行,并采取措施防止污染土壤挖掘、堆存等造成二次污染;需要转运污染土壤的,有关责任单位要将运输时间、方式、线路和污染土壤数量、去向、最终处置措施等,提前向本地环保、国土、农业等部门报告。工程施工期间,责任单位要设立公告牌,公开工程基本情况、环境影响及其防范措施;环保、国土、农业等相关部门对各项环境保护措施落实情况进行检查。工程完工后,责任单位要委托第三方机构对治理与修复效果进行评估,结果向社会公开。

四、保障措施

(一)强化组织领导。农业农村局要会同发改、财政、国土、环保等相关部门加强统筹协调,明确责任分工,及时研究解决以绿色生态为导向的农业补贴制度建设中的重大问题,将受污染耕地安全利用和严格管控治理修复工作列入重要议事日程,明确目标任务,狠抓工作落实。形成做好受污染耕地安全利用和严格管控治理修复的工作合力。

(二)强化投入保障。充分发挥财政资金的引导功能,创新资金筹集方式,多渠道筹措资金。

(三)加强监测预警。建立完善的耕地污染监测体系,根据国家土壤污染详查工作摸清全耕地污染的组成、发生特征和影响因素,进一步加强重点区域的污染监测,实现监测与评价、预报与预警的常态化和规范化。

(四)加强舆论引导。充分利用电视、新闻媒体等途径,加强耕地土壤污染的科学普及、舆论宣传和技术推广,让社会公众和农民群众认清耕地污染的来源和危害。大力宣传耕地污染治理修复的意义,推广普及化害为利的清洁生产技术和治理修复措施,让广大群众理解、支持、参与到耕地土壤修复治理工作中来,为推进受污染耕地修复治理创造良好的社会环境。

篇二土壤污染严格管控工作方案


为切实加大土壤污染防治工作力度,逐步改善温州市土壤环境质量,根据《国务院关于印发土壤污染防治行动计划的通知》(国发〔20××〕31号)、《污染地块土壤环境管理办法(试行)》(环境保护部令第42号)和《浙江省人民政府关于印发浙江省土壤污染防治工作方案的通知》(浙政发〔20××〕47号)、《浙江省人民政府办公厅关于印发浙江省土壤污染防治工作方案重点工作省级有关单位分工方案的通知》(浙政办发〔20××〕37号)精神,结合本市实际,制订本工作方案。

一、总体要求和工作目标

(一)总体要求。深入践行绿色发展和生态文明理念,以改善土壤环境质量为核心,以保障农产品和人居环境安全为出发点,坚持预防为主、保护优先、风险管控、分类治理,落实各方责任,形成政府主导、企业施治、市场驱动、社会监督的多元化土壤污染防治机制,为建设美丽温州、创造美好生活提供良好的土壤环境保障。

(二)工作目标。到2020年,全市土壤污染加重趋势得到初步遏制,农用地和建设用地土壤环境安全得到基本保障,土壤环境风险得到基本管控;受污染耕地安全利用率达到92%左右,污染地块安全利用率不低于92%。到2030年,土壤环境质量稳中向好,受污染耕地安全利用率、污染地块安全利用率均达到95%以上。

二、掌握土壤环境质量状况

(一)开展土壤污染状况调查。按照全省土壤环境质量调查工作方案要求,以农用地、重点行业在产企业用地和关停企业原址为重点,开展土壤污染状况详细调查。到2018年9月底前,查明农用地(以耕地为主)土壤污染面积、分布及其对农产品质量的影响;到2020年9月底前,掌握化工(含制药、石油加工等)、印染、制革、电镀、造纸、铅蓄电池制造、有色金属矿采选、有色金属冶炼、合成革等重点行业(以下统称重点行业)在产企业用地和关停企业原址中污染地块的分布及其环境风险情况。建立土壤环境质量状况定期调查制度,每10年开展1次。(市环保局牵头,市财政局、市国土资源局、市农业局、市卫计委等参与,各县〈市、区〉人民政府、功能区管委会负责落实。以下工作均需各县〈市、区〉人民政府、功能区管委会落实,不再列出。若部门职责发生变动,分工随之变动。)

(二)完善土壤环境监测网络。按照国家、省工作部署安排,建立健全覆盖全市的土壤环境监测网络,定期开展土壤环境质量监测。

在农用地方面,整合国土资源部门永久基本农田土地质量监测网、农业部门农田土壤污染监测预警体系和环保部门土壤环境质量国控监测点位,2018年底前建成全市永久基本农田示范区环境监测网络;2020年6月底前基本建成覆盖全市耕地的环境监测网络。

重点企业用地方面,结合土壤污染状况调查和国控监测点位布设,2018年底前完成省级以上重金属重点防控区和重点工业园区(产业集聚区)的土壤环境风险监测点位布设;2020年6月底前土壤环境风险监测点位基本覆盖所有县(市、区)、功能区的重点工业园区(产业集聚区)。按照国家要求,结合温州市重点工业园区和重点企业的产业特点,20××年底前制订“常规+特征”的重点企业用地土壤污染物监测指标体系。

(三)促进土壤环境管理信息化。依托国家和省土壤环境信息化管理平台,实现国土资源、农业、环境保护等部门数据资源共享和信息交换,建成全市土壤环境质量数据库(包括污染地块和治理修复项目管理数据库)。充分利用土壤环境大数据,研究建立土壤环境质量综合评价体系和污染防治、城乡规划、土地利用、农业生产应用体系。

三、实施农业用地分类管控

(一)划定土壤质量类别。落实国家和省有关农用地土壤环境质量类别划定要求,结合全市耕地土壤环境质量调查评价结果,划分优先保护、安全利用、严格管控等3类耕地范围。2018年11月底前确定全市相应类别永久基本农田示范区的分布和面积;2020年6月底前划定全市耕地土壤质量类别,按程序分别上报省级有关部门。完善全市耕地土壤质量档案并上图入库,2020年底前建立886万亩永久基本农田示范区土地质量(地球化学)档案;2025年底前建立全市耕地土地质量(地球化学)档案,纳入全市土地质量数据库管理,并根据土地利用变更和土壤环境质量变化情况,实现动态更新。鼓励有条件的地区逐步开展林地等其他农用地土壤质量划定工作。

(二)采取分类管控措施。根据环境质量类别制订实施全市受污染耕地利用和管制方案。对无污染或轻微污染的,按有关规定纳入永久基本农田示范区,实行严格保护,确保其面积不减少、土壤环境质量不下降,除法律规定的重点建设项目选址确实无法避让外,其他任何建设项目不得占用。对轻度、中度污染的,要采取农艺调控、替代种植等措施,降低农产品超标的风险,并积极开展治理修复。对重度污染的,依法划定特定农产品禁止生产区域,对污染严重且难以修复的要及时退耕还林或调整用地功能。加强重度污染土地产出的食用农(林)产品质量检测,发现超标的,及时采取调整种植结构等措施。到2020年,完成省里下达的轻度和中度污染耕地安全利用、重度污染耕地用途管控任务。

四、加强污染地块风险管控

(一)确定环境风险等级。根据国家、省有关建设用地土壤环境调查评估的要求,结合全市土地利用总体规划和年度利用规划,自20××年7月1日起,对重点行业以及从事过危险废物贮存、利用、处置活动的,拟收回土地使用权的、已收回使用权的,以及拟变更为住宅、商服、公共管理与公共服务等用途的关停企业原址用地,督促土地使用权人开展土壤环境调查评估。重污染农用地转为城镇建设用地的,由当地人民政府或功能区管委会委托第三方专业机构开展调查评估,并将评估结果纳入全市土壤环境质量数据库。根据关停、搬迁潜在污染企业初步排查结果、土壤污染详查情况和建设用地土壤环境调查评估结果,确定污染地块环境风险等级,建立污染地块名录及其开发利用的负面清单,纳入全市土壤环境质量数据库,并进行动态更新。

(二)明确污染地块管控要求。列入污染地块名录的地块,土地使用权人应进行调查评估,并结合相关开发利用计划,有针对性地落实风险管控措施。符合相应规划用地土壤环境质量要求的地块,可进入用地程序。暂不开发利用或现阶段不具备治理修复条件的污染地块,由所在地县级环境保护主管部门配合国土部门提出划定管控区域的建议,报同级人民政府批准后设立标识、发布公告,并组织开展土壤、地表水、地下水、空气环境监测。发现污染扩散的,土地使用权人应及时采取污染物清理、隔离、阻断等管控措施。

(三)加强开发利用监管。市、县(市、区)两级国土资源、规划、住建等部门在编制土地利用总体规划、城市总体规划、控制性详细规划等过程中,应充分考虑染地块的环境风险,合理确定土地用途。各县(市、区)国土资源、规划、住建等部门要加强土地收储和流转、规划编制等环节的审查把关,防止未按要求进行调查评估、环境风险管控不到位、治理修复不符合要求的污染地块被开发利用,切实保障住宅、商服、公共管理与公共服务等用地的环境安全。建立和完善污染地块信息沟通与共享机制,规划、国土资源、环境保护等部门对污染地块的开发利用实行联动监管。

五、加大未利用地保护力度

(一)严格未利用地土壤环境保护。落实环境功能区划要求,对属于自然生态红线区内的未利用地,要严格按照法律法规和相关规划,实行强制性保护,严守生态安全底线;对属于生态功能保障区内的未利用地,要以生态保护为主,严格限制各类开发活动,维持生态保障服务功能。

(二)加强未利用地开发管理。对生态功能保障区内确需开发的未利用地,按照以质量定用途的原则,合理确定开发用途和开发强度。对拟开发为农用地的,有关县(市、区)人民政府应按规定履行环境功能区调整管理程序,开展土壤质量评估,根据评估结果确定农产品种植结构。


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