東莞市農(nóng)業(yè)土壤污染主要成因及防治研究

陳仕麗 李艷芳 徐匆 羅華建 梁衛(wèi)驅 胡珊 黃皓

摘要

東莞市農(nóng)業(yè)土壤污染問題日益嚴重，成為東莞市環(huán)境保護和生態(tài)建設“十二五”規(guī)劃的主要任務。從生活污染、農(nóng)業(yè)活動污染、工業(yè)污染三大方面，分析目前東莞市農(nóng)業(yè)土壤污染的成因、結果，同時針對如何防治農(nóng)業(yè)土壤污染進行了研究，促進東莞市農(nóng)業(yè)土壤環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展。

關鍵詞 東莞；農(nóng)業(yè)；土壤污染；防治

中圖分類號 S156 文獻標識碼 A 文章編號 0517-6611（2014）26-08962-03

Analysis of Main Causes for Agricultural Soil Pollution in Dongguan and Prevention Measures

CHEN Shi-li， LI Yan-fang et al

（Agriculture Research Center of Dongguan， Dongguan， Guangdong 523086）

Abstract The problem of the agricultural soil pollution in Dongguan is more graveness， its one of the task in the environmental protection and the ecological environment. The main causes for agricultural soil pollution in Dongguan were analyzed from three respects of living pollution， agricultural activities pollution and industrial pollution. Meanwhile， prevention measures for agricultural soil pollution were studied， so as to promote the sustainable development of agricultural soil environment in Dongguan City .

Key words Dongguan； Agriculture； Soil pollution； Prevention

改革開放以來，東莞市充分利用政策、地理和人文等優(yōu)勢，成功承接港臺地區(qū)的產(chǎn)業(yè)轉移，通過大力發(fā)展外源型經(jīng)濟，在經(jīng)濟建設和城市發(fā)展方面取得輝煌的成就。但是，隨著城市化的不斷推進，大面積生態(tài)用地被用于城市建設，原有生態(tài)過程隨著土地利用類型的改變而消失，原本優(yōu)良的農(nóng)業(yè)土壤環(huán)境受到嚴重污染，東莞農(nóng)業(yè)土壤的狀況不容樂觀。

根據(jù)東莞市土地利用總體規(guī)劃（2006-2020年），計劃到2020年耕地保有量31 833 hm2，基本農(nóng)田保護面積27 922 hm2。東莞市環(huán)境保護和生態(tài)建設“十二五”規(guī)劃明確指出，要加強土壤污染防治，改善土壤環(huán)境質量。筆者將較深入地研究近幾年東莞農(nóng)業(yè)土壤污染的主要成因，同時提出科學的防治對策。

1 東莞農(nóng)業(yè)土壤污染成因

土壤是萬物之基，孕育著各式各樣的農(nóng)產(chǎn)品。土壤的優(yōu)劣直接決定著農(nóng)產(chǎn)品的優(yōu)劣，同時豐富多樣的農(nóng)產(chǎn)品在很大程度上決定人們的身心健康與社會穩(wěn)定。杜絕土壤污染，保護土壤天然健康，成為農(nóng)業(yè)工作者義不容辭的責任。但是，近來大量的研究表明，東莞農(nóng)業(yè)土壤面臨著多種威脅。該研究將對三大類別的土壤污染源（生活污染、農(nóng)業(yè)活動污染、工業(yè)污染）進行綜合研究。

1.1 生活污染

農(nóng)村基礎設施不齊全，污水、生活垃圾污染嚴重。自改革開放以來，東莞市借助優(yōu)越的地理區(qū)位條件，獲得快速發(fā)展，已成為國際知名制造業(yè)基地。然而，城市化和工業(yè)化的快速進程也給該地區(qū)帶來嚴重的環(huán)境問題^[1]。農(nóng)村生活垃圾、廢水日益增多，農(nóng)村基礎設施不齊全，給農(nóng)業(yè)土壤帶來嚴重的污染問題。由于沒有完善的排水系統(tǒng)，而生活中攜帶有豐富營養(yǎng)的廢水直接排放，過多的生活廢水排放遠遠超過土壤自凈能力。農(nóng)村生活垃圾的隨意丟棄也給農(nóng)業(yè)土壤帶來很大的處理壓力。有數(shù)據(jù)表明，在第三屆生態(tài)市（縣）建設現(xiàn)場會暨2007年全國自然生態(tài)保護工作會議上，國家環(huán)保總局副局長吳曉青指出全國農(nóng)村每年產(chǎn)生生活污水約80億t、生活垃圾約1.2億t^[2]。垃圾中重金屬物質、無法降解的塑料薄膜甚至存在有毒、有害的垃圾滲濾液隨著時間的推移都融入土壤中。超負荷的生活垃圾處理給土壤造成不同程度的破壞。

1.2 農(nóng)業(yè)活動污染

1.2.1

農(nóng)藥大量噴灑。我國農(nóng)藥的產(chǎn)量和使用量均居世界前列，每年的農(nóng)藥用量在260 t以上，其中殺蟲劑70 t、殺菌劑26 t、除草劑170 t以上^[3]。研究表明，只有10%～20%的農(nóng)藥附在農(nóng)作物上，而80%～90%流失在土壤、水體、空氣中^[4]。農(nóng)藥進入土壤的途徑主要有3種：一是農(nóng)藥直接進入土壤，該方式使用的農(nóng)藥基本上都殘留在土壤中；二是直接噴施于作物上的農(nóng)藥，相當一部分間接或直接落入土壤；三是農(nóng)藥通過大氣沉降、灌溉水和動植物殘體進入土壤中。所以，最終除了起作用的農(nóng)藥外，大部分的農(nóng)藥都匯集在土壤中^[5]。農(nóng)業(yè)土壤中大量農(nóng)藥殘留必然會導致土壤酸化，從而影響土壤本身的理化性質。隨著POPS（持久性有機污染物）在全球范圍內的削減和控制，近年來土壤中農(nóng)藥的殘留濃度已略有下降。但是，由于這類物質的環(huán)境持久性，它們仍然在相當長的一段時間內廣泛地存在于自然界中，并且通過生物積累和放大效應繼續(xù)對生態(tài)系統(tǒng)和人體健康造成廣泛且持久的影響。

1.2.2

化肥過量使用。農(nóng)產(chǎn)品的大量需求推動著農(nóng)業(yè)的快速發(fā)展，但是大部分農(nóng)民用地不養(yǎng)地，盲目施用大量的化肥，造成目前農(nóng)業(yè)土壤肥力的普遍下降。2002年我國化肥用量達4 339.4萬t，占當年世界化肥總消費量的30.7%。按單位播種面積計算，2002年我國單位播種面積化肥用量281 kg/hm2，遠高于當年世界101 kg/hm2的平均水平^[6]。研究表明，在酸性紅壤中施用硫酸鉀、硫酸銨等會使紅壤酸度有不同程度的增大^[7]。長期施用化肥易使土壤中鈣含量降低，土壤板結。化肥在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中有著至關重要的作用，但目前的化學肥料利用率低，施用后并不能完全被作物吸收。據(jù)不完全統(tǒng)計，農(nóng)作物對N、P₂O₅、K₂O化學肥料的平均利用率分別為40%～50%、10%～20%、30%～40%^[8]。沒有被完全利用的化肥沉積在土壤里，消耗掉土壤本身的氧含量，嚴重影響土壤的通透性。同時，化肥的大量使用還帶來一個嚴重問題——重金屬殘留。

1.2.3

農(nóng)作物廢棄物。農(nóng)業(yè)廢棄物是指在整個農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程中被丟棄的有機類物質，主要包括農(nóng)林生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的植物殘余類廢棄物、牧漁業(yè)生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的動物類殘余廢棄物、農(nóng)業(yè)加工過程中產(chǎn)生的加工類殘余廢棄物等^[9]。農(nóng)業(yè)廢棄物在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程中由于可利用率低、成分復雜、開發(fā)難度大，直接導致數(shù)量大、危害多等特點。農(nóng)業(yè)廢棄物及分解產(chǎn)物攜帶的污染物質進入土壤，會引起土壤組成和性狀發(fā)生改變，并且破壞其原有基本功能^[10]。目前，大部分的農(nóng)作物廢棄物都被就地焚燒，導致小區(qū)域內大量焚燒物的累積，有機產(chǎn)物產(chǎn)生量完全超出土壤的收納能力，造成土壤嚴重污染。

1.2.4

農(nóng)藥包裝廢棄物。在廣大農(nóng)村，經(jīng)常見到農(nóng)藥包裝廢棄物的身影。農(nóng)藥包裝廢棄物包括農(nóng)藥包裝塑料袋、農(nóng)藥包裝塑料瓶、農(nóng)藥包裝玻璃瓶三大類別，大都屬于不可降解材料，若長期存留在環(huán)境中，則對土壤造成嚴重的化學污染，進而對環(huán)境生物和人類健康產(chǎn)生長期的和潛在的危害^[11]。由廣東稻農(nóng)的調研數(shù)據(jù)可知，“順手丟棄”和“扔垃圾場”是目前我國農(nóng)民處理農(nóng)藥包裝廢棄物最常用的2種方式^[12]，而這恰恰是對環(huán)境和人類健康危害最大的方式之一。農(nóng)藥包裝廢棄物中的農(nóng)藥殘留會在其所丟棄的地方擴散，可能造成土壤、水等環(huán)境污染，加大農(nóng)藥暴露的可能性。隨著降水或大氣流通等作用，農(nóng)藥包裝廢棄物緩慢轉化成有毒液體滲入土壤。

1.2.5

農(nóng)用薄膜的殘留。最重要也是最多的一類農(nóng)業(yè)活動污染物為農(nóng)用薄膜。隨著設施農(nóng)業(yè)、溫室大棚的大力推廣，農(nóng)用薄膜的使用越來越廣，農(nóng)用薄膜的廢棄與殘留也越來越多。據(jù)不完全統(tǒng)計，我國農(nóng)用薄膜年殘留量高達35萬t，殘膜率達42%^[13]。由于農(nóng)用薄膜本身不易分解，殘留在土壤表面，直接降低土壤中水、肥、氣、熱的相關活動。土壤容重、孔隙、通氣情況和含水量等是重要的土壤物理因子，影響著土壤的持水和溶解礦質元素的性能及植物扎根和根系的吸水性能，進而影響土壤肥力狀況和植物生長^[14]。同時，農(nóng)用薄膜大部分都由回收塑料二次利用，本身含有人工添加助劑。廢棄在田間的農(nóng)用薄膜會隨著時間的推移而逐漸釋放出有毒、有害的有機助劑進入土壤。

1.3 工業(yè)污染

1.3.1

重金屬。據(jù)統(tǒng)計，我國遭受不同程度重金屬污染的耕地面積已接近2×105 km2，約占耕地總面積的20%，每年被重金屬污染的糧食多達1 200萬t，因重金屬污染而導致糧食減產(chǎn)高達1 000多萬t，經(jīng)濟損失至少200億元^[15]。據(jù)廣東省土壤研究所專項調研，2011年東莞工業(yè)重金屬污泥排放量約為1.75萬t。據(jù)2012年度東莞市環(huán)境狀況公報，全市廢污水年排放總量10.07億t（其中，工業(yè)廢水排放量2.69億t），工業(yè)廢氣年排放量2 928.84億m3（其中，工業(yè)煙粉塵排放量為15 095.12 t），工業(yè)固體廢棄物年產(chǎn)生量534.30萬t^[16]。工業(yè)三廢的大量排放甚至未經(jīng)有效處理直接排放，導致大量的重金屬進入土壤環(huán)境，嚴重影響土壤生態(tài)環(huán)境的結構和功能。據(jù)有關調查，在東莞工業(yè)園區(qū)周圍的土壤基本都受到了重金屬的嚴重污染。

農(nóng)業(yè)部進行的全國污水灌溉區(qū)域調查統(tǒng)計顯示，64.8%的污水灌溉農(nóng)田不同程度地受到重金屬污染^[17]。重金屬可以通過諸多的自然因素和人為因素造成對環(huán)境的污染，重金屬污染90%由土壤承載^[18]。一般認為，人類攝取重金屬的主要途徑為土壤-植物-食物^[19]。重金屬在土壤中的大面積污染對農(nóng)產(chǎn)品的產(chǎn)量和質量產(chǎn)生嚴重的影響，進而通過食物鏈危害人類健康。

1.3.2

酸雨污染。降水pH≤5.6時稱為酸雨。酸雨給人類生存環(huán)境造成巨大威脅。它可以直接使植被大片死亡，土壤貧瘠化，湖泊、河流酸化^[20]。在2003～2012年東莞市降水pH年均值為4.07～5.26，酸雨頻率為33.7%～69.6%^[21]。研究表明，東莞市酸雨類型變化的主要原因是SOx和NOx的大量排放量。降水中的SO₄2-主要來自工業(yè)污染源和生活源排放的SO₂，NO₂主要來自工業(yè)污染源和機動車尾氣排放的NOx。廣東省農(nóng)業(yè)部門的調查顯示，1984年至今，珠三角地區(qū)土壤的pH下降了0.33個單位。就這個下降幅度而言，人為因素使酸化速度比自然酸化加快將近70年^[22]。全國每年近12.2%的國土受到酸雨的影響^[16]。酸雨大面積降落在土壤中，直接導致土壤酸性快速上升，引起土壤貧瘠、重金屬活性提高等連鎖反應。

2 東莞農(nóng)業(yè)土壤污染防治對策

2.1 加強宣傳力度，增強農(nóng)民環(huán)保意識

農(nóng)民是農(nóng)業(yè)土壤的直接使用者，也是維護者和受益者。只有先了解、認識環(huán)保，才能積極地進行環(huán)保?；诂F(xiàn)階段農(nóng)民環(huán)保意識的薄弱性，在政府加大監(jiān)督、檢測監(jiān)控管理的同時，農(nóng)民繼續(xù)教育的必要性和急切性開始凸顯。

根據(jù)實際情況，環(huán)保部門和環(huán)保志愿者應積極組織相關的宣傳活動，如環(huán)保專題講座、環(huán)?？破沾笈褴嚒⑥r(nóng)業(yè)技術培訓班、發(fā)放環(huán)保資料等。農(nóng)民從自身生產(chǎn)經(jīng)營的需要出發(fā)，有目的地選擇參加。相關部門應積極動員廣大農(nóng)民群眾自覺地參與到農(nóng)村環(huán)境保護工作中，引導農(nóng)民群眾關注、理解與支持環(huán)保工作，提高農(nóng)村整體環(huán)境質量。

2.2 治理農(nóng)村生活垃圾與污水

解決農(nóng)村生活垃圾的污染問題，建立一套適合農(nóng)村生活垃圾的處理方式，實現(xiàn)垃圾的無害化、資源化和減量化。隨著農(nóng)民消費結構收入水平的提高，垃圾組分也復雜多變，垃圾組分逐漸表現(xiàn)為有機類、無機類、廢品類和有害類四大類別^[23]。針對垃圾的4個不同類型，值得進一步推廣垃圾分類。廣東省在2013年就意識到農(nóng)村垃圾處理的重要性，在羅定市建立起一套“整合資源、分塊管理、分級負責、分類指導、群眾為主”的城鄉(xiāng)生活垃圾處理工作機制，形成“戶收集、村集中、鎮(zhèn)轉運、縣處理”模式，羅定市城鄉(xiāng)生活垃圾清掃轉運處理覆蓋率達90%以上^[24]。該模式很好地解決了農(nóng)村生活垃圾、污水圍村的狀況，在很大程度上保護了該區(qū)域農(nóng)業(yè)土壤的健康。

2.3 治理農(nóng)村工業(yè)污染

農(nóng)村工業(yè)企業(yè)占用和毀壞了大量農(nóng)田，給農(nóng)業(yè)土壤帶來危害。相關部門應嚴格控制各區(qū)域的重大污染源，在土壤能接受的承受范圍內控制進入農(nóng)業(yè)土壤的污染物數(shù)量與速度。同時，加強環(huán)境執(zhí)法，加大對違法企業(yè)的查處力度。另一方面，政府與企業(yè)加強合作，加強溝通和引導，盡量改變過去那種“管”與“被管”的傳統(tǒng)管理模式，通過與企業(yè)建立新型的伙伴關系作為現(xiàn)階段農(nóng)業(yè)工業(yè)污染防治的切入點，實現(xiàn)環(huán)境保護與經(jīng)濟發(fā)展的雙贏^[25]。

2.4 發(fā)展有機農(nóng)業(yè)

2.4.1

加大高效生物有機肥-化肥結合施用的推廣。隨著社會對食品安全關注度的增大，人們對天然無公害農(nóng)作物的需求增加。近年來，各地區(qū)陸續(xù)大力推廣生物有機肥料的使用。生物有機肥主要功效是增加土壤有機質含量和多種生物活性物質，在一定程度上改善土壤的理化性質，提高土壤肥力。但是，與傳統(tǒng)的化學肥料相比，有機肥在使用后短時間內并沒有顯著效果，農(nóng)作物產(chǎn)量也不會像施用化肥一樣有著顯著的提高。這讓廣大農(nóng)戶的短效高產(chǎn)的愿望與有機肥效期長的事實存在較大沖突。農(nóng)戶的最直接選擇還是傾向化學肥料。因而，有機肥的大面積推廣面對著各種困難。筆者主張結合農(nóng)作物養(yǎng)分的綜合需求，進行有機肥-無機肥相結合的施肥方式。有機肥提供豐富的有機肥料和微生物菌群，改善土壤物理性狀，提高土壤養(yǎng)分含量；無機肥提供作物生長所必須的無機養(yǎng)料。高效生物有機肥-化肥的結合施用方式值得推廣。

相關研究表明，在同一土壤環(huán)境，施肥26年后不同施肥處理間20 cm土壤全氮含量差異顯著，其含量變化順序為高量有機肥處理>常量有機肥處理>常量配施處理>高量化肥處理>常量化肥處理>不施肥處理^[26]。有機肥的長期施用對維護土壤肥力有著重要作用。

2.4.2

加大生物農(nóng)藥的推廣。生物農(nóng)藥主要指以植物、動物、微生物等產(chǎn)生的具有生物活性的次生代謝產(chǎn)物或微生物活體開發(fā)的農(nóng)藥。與化學農(nóng)藥相比，生物農(nóng)藥有不可替代的優(yōu)勢：生物農(nóng)藥對人畜大多數(shù)無副作用，安全性好，能保障植物健康，同時具有高效、無殘留、對農(nóng)產(chǎn)品不超標的特點^[27]。長期大量使用化學農(nóng)藥和化肥是導致土壤生態(tài)惡化的根本原因。因而，低毒、低殘留生物農(nóng)藥是農(nóng)藥發(fā)展的方向，具有廣闊的前景?；瘜W農(nóng)藥重在“立竿見影”，植物源農(nóng)藥重在“治標又治本”^[28]。

大力推廣生物農(nóng)藥，有2個方面要注意。一是生物農(nóng)藥價格平民化。目前生物農(nóng)藥在價格方面與化學農(nóng)藥還有一定差距，農(nóng)民比較在意農(nóng)業(yè)投入品的成本因素，因此政府應出臺優(yōu)惠扶持政策，降低生物農(nóng)藥的生產(chǎn)成本，讓生物農(nóng)藥的價格保持化學農(nóng)藥的基本水平。二是生物農(nóng)藥效果穩(wěn)定性?，F(xiàn)階段的生物農(nóng)藥盡管對環(huán)境友好，但由于見效期長，也會影響農(nóng)民的長期固定使用。后期應努力研制出與化學農(nóng)藥的效果基本接近的生物農(nóng)藥。同時，作為生物農(nóng)藥推廣不可或缺的多方力量，政府職能部門、農(nóng)技推廣部門和農(nóng)藥生產(chǎn)企業(yè)都要采取各種方式廣泛宣傳，以提高農(nóng)民對生物農(nóng)藥在病蟲害防治中作用的認識，使得農(nóng)民自覺使用生物農(nóng)藥，拒絕高毒農(nóng)藥。

3 結語

東莞農(nóng)業(yè)土壤環(huán)境的形勢嚴峻已是不爭的事實。如何正確處理與改善東莞農(nóng)業(yè)土壤環(huán)境現(xiàn)有狀態(tài)，還需從環(huán)保宣傳、有機農(nóng)業(yè)、工業(yè)治理等多方面綜合考慮。同時，還急需政府因地制宜地對工業(yè)、農(nóng)業(yè)經(jīng)營者進行耐心引導，進一步協(xié)調生態(tài)、生活、生產(chǎn)的友好關系，促進東莞農(nóng)業(yè)土壤生態(tài)環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展。

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