農(nóng)田污染土壤治理及安全利用探究

[ 作者簡介 ]

楊紅權(quán)，男，湖南慈利人，慈利縣農(nóng)業(yè)農(nóng)村局，農(nóng)藝師，本科，研究方向：農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣。

[ 摘要 ]

農(nóng)田土壤污染問題與農(nóng)副產(chǎn)品食品安全及人們身體健康有著密不可分的聯(lián)系。為保證農(nóng)業(yè)生產(chǎn)安全性，推進土壤資源利用的可持續(xù)，筆者基于我國當(dāng)前農(nóng)田土壤污染現(xiàn)狀，提出幾點污染土壤治理方略及安全利用對策。

[ 關(guān)鍵詞 ]

農(nóng)田;污染土壤;治理;安全利用

隨著城鎮(zhèn)化建設(shè)進程逐步推進，我國耕地資源處于緊缺狀態(tài)，農(nóng)田面積越來越少。工業(yè)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，污染物的排放也使得農(nóng)田土壤面臨著嚴重污染。為實現(xiàn)生態(tài)農(nóng)業(yè)建設(shè)，應(yīng)當(dāng)對現(xiàn)有污染土壤進行治理修復(fù)，發(fā)揮其安全利用價值，實現(xiàn)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)資源的可持續(xù)利用，為我國環(huán)境污染治理，生態(tài)文明建設(shè)奠定堅實基礎(chǔ)。

1 我國農(nóng)田土壤污染現(xiàn)狀

1.1 農(nóng)田土壤污染物來源

在生態(tài)系統(tǒng)循環(huán)過程中，污染物質(zhì)進入土壤的路徑較多，根據(jù)污染物來源可分為人為來源和自然來源。前者是由于人們生產(chǎn)生活活動所產(chǎn)生的污染物質(zhì)排放至農(nóng)田土壤中，后者則是指土壤發(fā)育過程中污染物質(zhì)就已經(jīng)存在。如圖1所示為農(nóng)田土壤污染物來源分布。

1.2 農(nóng)田土壤主要污染物質(zhì)

當(dāng)前，全球每年向環(huán)境中排放的鎘、汞、銅、鉛、鎳等污染物質(zhì)分別能夠達到1.0×106噸、1.5×103噸、3.4×106噸、5×106噸和1.0×106噸，可見土壤污染源中，重金屬污染占有較高的比例。一些歐洲國家農(nóng)田土壤因重金屬而污染的面積達到數(shù)萬平方千米。據(jù)我國生態(tài)環(huán)境部最新發(fā)布的全國范圍內(nèi)農(nóng)田土壤污染調(diào)查報告顯示，當(dāng)前我國耕地土壤污染超標(biāo)率為19.4 %，以重金屬污染占比最多，其中鎘污染占比為7.0 %。同時對3000平方千米基本農(nóng)田保護區(qū)的土壤進行檢測后發(fā)現(xiàn)，重金屬超標(biāo)12 %以上，重金屬污染在我國近郊農(nóng)田較為普遍，尤其以鎘和鉛占比最多。

2 農(nóng)田污染土壤治理方略分析

2.1 建立農(nóng)田土壤分區(qū)治理體系

我國農(nóng)田土壤不同區(qū)域間污染情況存在一定的差異。因此，污染土壤治理應(yīng)遵循分區(qū)治理原則，制定統(tǒng)一的土壤污染防治體系，并結(jié)合不同地區(qū)的土壤污染情況，完善區(qū)域間土壤污染質(zhì)量評定標(biāo)準(zhǔn)及污染治理相關(guān)法律法規(guī)政策，實現(xiàn)因地制宜的治理方略。在此基礎(chǔ)上，實施分類管控，以土壤類型、農(nóng)田耕作方式、土壤污染物分布及其與農(nóng)作物的吸收耦合機制，制定最適合當(dāng)?shù)剞r(nóng)田土壤污染治理的方案，發(fā)揮“一區(qū)一策”“一土一策”的治理成效。

2.2 加強污染物源頭防控

土壤污染防治應(yīng)當(dāng)從源頭入手，因此需先識別污染源并分析該污染源對土壤造成的影響。先分析農(nóng)田土壤污染特征，結(jié)合鎘、鉛等污染物元素的指紋特征，綜合利用源解析受體模型、貝葉斯不確定分析技術(shù)以及多元統(tǒng)計分析技術(shù)等對污染物來源加以識別。找準(zhǔn)來源后，從源頭治理，阻斷污染物質(zhì)向農(nóng)田土壤的輸入，從而保障后續(xù)土壤污染治理工作更加有意義。

2.3 加強農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程規(guī)范化管理

當(dāng)前，隨著我國對農(nóng)田土壤污染治理問題愈加重視，相繼頒布實施了《農(nóng)用地土壤環(huán)境管理辦法（試行）》《中華人民共和國土壤污染防治法》等相關(guān)政策法規(guī)文件。重點強調(diào)在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程中應(yīng)當(dāng)對化肥、農(nóng)藥等農(nóng)業(yè)投入品加以把控，做到合理使用。在此背景下，需建立完善農(nóng)業(yè)投入品相關(guān)使用規(guī)程及安全標(biāo)準(zhǔn)，以契合農(nóng)田土壤污染治理工作，實現(xiàn)土壤資源健康生態(tài)循環(huán)及可持續(xù)發(fā)展。

此外，肥料的不合理使用會對土壤的理化性質(zhì)產(chǎn)生影響。在施肥前應(yīng)科學(xué)分析土壤肥力情況、營養(yǎng)元素缺豐情況以及所種植作業(yè)的需肥性。同時在農(nóng)田灌溉時，應(yīng)確保所灌溉水資源無重金屬等污染物質(zhì)，這也是保證農(nóng)田污染治理效果的根本所在。

2.4 秸稈還田，推廣應(yīng)用有機肥

在以往的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程中，農(nóng)民群眾并沒有對秸稈資源加以科學(xué)運用，在農(nóng)作物收獲后隨意焚燒或丟棄秸稈，對生態(tài)環(huán)境造成嚴重污染。在科學(xué)利用秸稈資源，實現(xiàn)秸稈還田后，通過微生物分解，在土壤中會形成大量的腐殖質(zhì)，其能夠增強土壤肥力，提高土壤中有機質(zhì)含量及微生物含量，疏松土壤，為農(nóng)作物創(chuàng)造更好的生長環(huán)境。

此外，秸稈充分腐熟后，還能夠有效調(diào)節(jié)重金屬污染情況，改善土壤生物有效性。積極推廣秸稈還田，轉(zhuǎn)變原有傳統(tǒng)生產(chǎn)模式是生態(tài)治理土壤污染的要點之一。

另外，在污染治理過程中，應(yīng)指導(dǎo)農(nóng)民群眾主要施加有機肥，輔助施加化肥，特別是氮肥的使用量。與化肥相比，腐熟有機肥的作用效果雖然不明顯，但作用時間長，能夠滿足農(nóng)作物全生育周期的營養(yǎng)供給，合理搭配適量化肥，有利于農(nóng)作物生長且有利于維護農(nóng)田土壤的理化性質(zhì)。

2.5 轉(zhuǎn)變傳統(tǒng)耕作模式

大量農(nóng)田土壤污染物檢測報告顯示，多數(shù)重金屬等污染物質(zhì)具有淺層堆積特征，土壤深層位置污染物含量較少。因此農(nóng)田土壤污染治理可從轉(zhuǎn)變耕作模式入手，將傳統(tǒng)淺翻耕的耕作模式向深耕模式所轉(zhuǎn)變，使淺層堆積的污染物質(zhì)在土壤深層分散，有效降低污染物質(zhì)含量。此外，深耕有利于促進有機質(zhì)腐熟，改善土壤墑情，提高土壤中有機質(zhì)含量，進而固化污染物質(zhì)，實現(xiàn)農(nóng)田土壤污染物的綜合治理。

2.6 調(diào)節(jié)土壤理化性質(zhì)

由于農(nóng)田土壤污染主要以重金屬元素為主，在治理時可嚴格控制土壤含水量，對土壤氧化還原電位進行調(diào)控，從而干預(yù)農(nóng)作物根系對污染物質(zhì)的吸收，對污染物質(zhì)溶解度加以改善，避免污染物質(zhì)危害農(nóng)作物正常生長。土壤基質(zhì)中以陽離子形式存在的污染物質(zhì)，能夠借助強移動性在農(nóng)作物根系附近留存，從而被作物所吸收。在治理時可向土壤中加入適量石灰，石灰和重金屬污染物質(zhì)發(fā)生反應(yīng)后，會形成氫氧化物或碳酸鹽等物質(zhì)，對農(nóng)作物吸收重金屬起到很好的抑制作用，在調(diào)節(jié)土壤理化性質(zhì)的同時，提高污染治理效果。

2.7 健全完善土壤污染治理效果評估機制

農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中不同治理方案所達到的效果存在一定差異，為強化治理效果，應(yīng)對治理效果加以評估，綜合分析土壤治理及農(nóng)作物經(jīng)濟效益間的關(guān)系，健全完善土壤污染治理效果評估機制。土壤治理效果包括農(nóng)田土壤理化性質(zhì)改善情況、微生物含量以及綜合肥力等。農(nóng)作物經(jīng)濟效益則體現(xiàn)在農(nóng)產(chǎn)品食品安全、產(chǎn)品質(zhì)量以及產(chǎn)量等方面，從而實現(xiàn)土壤環(huán)境—農(nóng)作物—效益間的循環(huán)可持續(xù)發(fā)展。

3 農(nóng)田污染土壤的安全利用路徑

我國可利用的農(nóng)田土壤資源相對較少，為滿足農(nóng)作物生產(chǎn)、糧食供應(yīng)等需求，農(nóng)田土壤治理難以實現(xiàn)對工業(yè)污染的全面修復(fù)治理。并且我國農(nóng)田污染面積占比較大，考慮到技術(shù)儲備及資金投入情況，實現(xiàn)農(nóng)田污染土壤的安全利用是綜合效益最佳的治理措施，在實現(xiàn)高效利用農(nóng)田資源的同時，應(yīng)降低污染物質(zhì)對農(nóng)作物的影響。安全利用路徑總結(jié)為以下幾點。

3.1 選取污染元素低積累作物種植

農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程中，不同品種農(nóng)作物其對重金屬等污染物質(zhì)的吸收、富集能力存在一定差異。如粳稻和秈稻相比，后者對重金屬污染物質(zhì)的富集能力更強;與常規(guī)稻相比，雜交稻富集鎘等污染物質(zhì)的能力更強。同時另有學(xué)者研究指出，水稻種植淹水和不淹水對重金屬含量所產(chǎn)生的影響差異較大。綜上，通過優(yōu)選出污染元素低積累的水稻品種能夠發(fā)揮農(nóng)田污染土壤的安全利用價值。該理念對于其他農(nóng)作物同樣適用，在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程中，應(yīng)根據(jù)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)規(guī)劃及土壤污染情況，科學(xué)選取污染元素低積累作物進行種植，保證污染土壤利用的安全性。

3.2 運用原位鈍化技術(shù)，改善污染土壤特性

原位鈍化技術(shù)即在受污染農(nóng)田土壤中加入鈍化劑，使其能夠與重金屬污染元素發(fā)生氧化還原、吸附、絡(luò)合、沉淀等物理化學(xué)反應(yīng)。意在改變土壤中污染物質(zhì)的形態(tài)及有效性，抑制農(nóng)作物吸收污染物質(zhì)，實現(xiàn)污染土壤的安全利用。

原位鈍化技術(shù)是實現(xiàn)污染土壤安全利用的有效手段，其具備高效、便捷等優(yōu)勢。但在實施前需對農(nóng)民群眾進行普及宣教，使其能夠理解并接受該方法，改善污染土壤特性，為農(nóng)作物健康生長創(chuàng)造有利條件。

3.3 調(diào)控農(nóng)藝措施，降低土壤污染物有效性

農(nóng)藝措施調(diào)控通過改善農(nóng)作物耕種生產(chǎn)流程，科學(xué)調(diào)控土壤中的重金屬污染物，避免農(nóng)作物大量吸收污染物質(zhì)，保證農(nóng)產(chǎn)品生產(chǎn)安全，實現(xiàn)污染農(nóng)田的安全利用。農(nóng)藝措施調(diào)控主要包括：對土壤理化特征進行調(diào)控、對土壤水分進行科學(xué)管理、合理施用功能性肥料等。

首先，土壤排水及淹水均會影響其氧化還原電位，從而對鎘等重金屬污染物質(zhì)的有效性產(chǎn)生影響。在農(nóng)作物全生育期進行淹水灌溉與常規(guī)灌溉相比，能夠有效降低氧化還原電位，農(nóng)田土壤中的硫酸鹽形成硫化物，與污染物質(zhì)發(fā)生沉淀反應(yīng)。有研究證實，以水稻種植為例，在全生育期對其進行淹水灌溉，水稻中的重金屬含量能夠降低至0.2 mg/kg。其次，合理施用肥料對于改善農(nóng)作物對污染物質(zhì)的吸收也具有重要影響。我國農(nóng)業(yè)生產(chǎn)肥料施加單一且主要以銨態(tài)氮肥為主，加速了農(nóng)作物吸收重金屬。為實現(xiàn)土壤安全利用，可在施加有機肥的同時，將銨態(tài)氮肥用硝態(tài)氮肥代替，改善根系土壤pH值，抑制污染元素有效性。有研究證實，在水稻種植中施加螯合態(tài)鐵肥，能夠有效降低稻米中的重金屬含量，并增加鐵含量，在提高稻米品質(zhì)的同時，做到污染土壤的安全利用，提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)經(jīng)濟效益。

4 結(jié)束語

綜上所述，當(dāng)前我國農(nóng)田土壤污染問題嚴重，為實現(xiàn)生態(tài)環(huán)境建設(shè)，保障農(nóng)產(chǎn)品食品安全和糧食的供給，應(yīng)當(dāng)重視污染土壤的治理和安全利用。筆者結(jié)合實際，提出幾點污染土壤生態(tài)治理方略和安全利用路徑，旨在為生態(tài)農(nóng)業(yè)的建設(shè)發(fā)展提供思路。

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