中国农田土壤重金属污染防治挑战与对策研究

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　　摘要：土地是生存的根本，日趋严重的重金属污染不仅污染了地下水，对食品安全也带来了严峻的影响。文章基于此，首先从监测工作、污染源头、修复技术、质量评估四个角度分析了农田土壤重金属防治中的挑战，然后就如何应对农田土壤重金属污染提出了对策，包括健全土壤污染监测制度、加强土壤污染源头管控、创新土壤污染修复技术、完善土壤修复质量评估等。
　　关键词：农田土壤;重金属污染;防治挑战;对策
　　中图分类号：X71 文献标识码：A 文章编号：2095-672X（2020）04-00-02
　　DOI：10.16647/j.cnki.cn15-1369/X.2020.04.036
　　Abstract：Land is the foundation of survival.The increasingly serious heavy metal pollution not only pollutes groundwater，but also brings severe impacts on food safety.Based on this，the article first analyzes the challenges in the control of farmland soil heavy metals from four perspectives：monitoring work，source of pollution，remediation technology，and quality assessment，and then proposes countermeasures on how to deal with farmland soil heavy metal pollution，including improving the soil pollution monitoring system and strengthening control of soil pollution sources，innovation of soil pollution remediation technology， improvement of soil remediation quality assessment， etc.
　　Key words：Farmland soil;Heavy metal pollution;Control challenges;Countermeasures
　　农田土壤是农业发展的基础，在农产品供给以及社会稳定中发挥着重要的作用。改革开放以来，随着科学技术的不断发展，农田土壤的生产效率大为提升，但存在的问题也日益凸显，最为严峻的便是土壤重金属污染问题。调查数据显示，我国农田土壤重金属污染面积已经突破1 000万hm2，占耕地总面积的10%左右。工业发达地区的农田土壤重金属污染现象更为严重，部分地区重金属污染率已经突破30%，并引发了严峻的社会问题，如湖南爆发的镉大米事件。农田土壤重金属污染既和农业种植中的不合理施肥有关，也和工业排放以及汽车排放所形成的含重金属物质的粉尘有关，防治难度较高。
　　1 中国农田土壤重金属污染防治挑战
　　1.1 监测工作中的挑战
　　土壤重金属污染问题是当前必须高度重视的问题，而完善的监测工作则是有效防范重金属污染恶化，提高污染防治工作针对性的客观需要。我国农田土壤重金属污染范围大，且存在很大的区域差异性。我国幅员辽阔，不同地区经济、工业发展布局、农田土壤理化性质差异较大，这使得重金属污染呈现出多元化的格局，增加了监测工作的难度。信息化监测系统建设是全面提升农田土壤重金属污染监测效果的客观需要，但当前我国农业信息化监测系统建设仍处于起步阶段，覆盖全国的农田土壤重金属污染监测系统尚没有建立起来。
　　1.2 污染源头中的挑战
　　农田土壤重金属污染源头具有多样性、高发性，管控难度较大。比如，氮肥使用不当导致土壤酸化现象严重。我国氮肥消费量占世界总量的1/3，而磷肥的过量使用也恶化了土壤重金属污染。又如，随着社会经济的不断发展，我国道路工程建设取得了巨大的成就，村村通工程在便捷农村居民出行的同时，也使得大量含有重金属物质的粉尘落到周围的农田中，加上乡镇工业企业的蓬勃发展以及废水、废气排放的管理不力，进一步增加了农田土壤外源污染的程度。
　　1.3 修复技术中的挑战
　　当前，农田土壤重金属污染的修复工作正在稳步开展，并取得了一定的效果，但其中存在的问题同样显著，首先，成本控制难度大。农田土壤重金属污染修复既要注重修复效果，也要降低成本开支，一些修复方式，如物理修复中的客土法，存在工程量大、费用高的问题。其次，二次污染的现象无法有效克服。一些修复技术虽然在成本上具有优势，如化学修复技术中的淋洗技术，但技术要求多，操作复杂，且缺乏针对修复副产物的回收处理技术规范，非常容易对农田土壤形成二次污染。
　　1.4 质量评估中的挑战
　　农田土壤重金属污染防治需要有相应的质量评估机制，这是规范土壤污染防治手段，提升土壤污染防治效果的客观需要。但从当前农田土壤污染防治的实际情况来看，质量评估存在严重的滞后性。首先，缺乏质量评估的意识。现阶段的农田土壤重金属污染防治的重点仍然停留在修复技术的应用中，质量评估的意识不高;其次，评估结果没有得到有效的应用。一些地方虽然对重金属污染防治效果进行了评估，但没有将评估效果与防治工作的持续改进结合起来。
　　2 中国农田土壤重金属污染防治对策
　　2.1 健全土壤污染监测制度
　　土壤污染在我国非常严重，并呈现出愈演愈烈的态势，构建完善的土壤污染监测制度刻不容缓。重金属污染是土壤污染的主要类型，我国早在20世纪90年代便对存在重金属污染的土壤进行监测，但监测多以抽样监测为主，覆盖范围不广，且监测数据未向外界公布。当前，土壤重金属污染问题已经成为影响农业种植以及人民群众生命安全的重大问题，必须健全土壤污染监测制度，首先，以乡镇为单位，设置土壤及农产品监测点，跟踪监测土壤以及农产品中的重金属物质含量，以无公害产品为标准，根据有效态监测值以及临界值评估區域土壤环境;其次，加大农田土壤重金属污染源的监测。不合理、不科学的生产方式是导致农田土壤重金属污染的重要因素，一些农药存在严重的重金属超标的现象。土壤污染监测要将农药等污染源纳入到监测范围，重点监测农田添加物中的重金属含量。同时，我国要深入推进农业管理信息化工作，建立覆盖全国农田的监测数据信息化，定期更新更片区的重金属污染现状，有效防控农田土壤重金属污染问题。 　　2.2 加强土壤污染源头管控
　　严格管控土壤污染源头是切实降低土壤重金属污染的根本举措，这就需要做好农田土壤重金属污染物来源类型的分析工作。从农田土壤污染特征出发，综合采用多元统计法、同位素分析法以及源解析模型等技术分析重金属污染物的来源类型，估测出不同源的贡献源，在此基础上绘制重金属污染源图谱，全面把握农田土壤重金属污染的形成原因，精准识别出重要敏感区，确定土壤重金属污染的空间范围、分布特点以及演变趋势，再采取针对性的源头管控措施。一般而言，施肥不当是导致农田重金属污染的主要因素，必须结合当前的农业工程措施，积极发展污染物拦截阻断技术，普及精准施肥、施药技术，提高肥料利用效率的同时，有效降低肥料的使用量，确保污染程度在土地的自净范围内。
　　2.3 创新土壤污染修复技术
　　土壤修复是农田土壤重金属污染防治中的重要一环，在已污染的农田土壤治理中有着突出的作用。随着科学技术的不断发展以及农田土壤重金属污染防治经验的日益丰富，土壤修复技术越来越多。紧扣农田土壤重金属污染的实际情况，推行分类管理与针对性修复是提高土壤修复经济效益、生态效益与社会效益的客观需要。对此，需要创新土壤污染修复技术，不断加强新技术的应用。植物吸取修复技术是应用前景比较广泛的修复技术，具有不损坏土壤结构、纯天然无污染的优势。该技术以超积累植物为主体，在中轻度重金属污染土壤中有良好的实际应用效果。实践结果表明，对中轻度镉、汞污染土壤，植物吸取修复技术能够在短时间内实现较好的修复效果。此外，化学技术中的淋洗修复技术等，均是农田土壤重金属污染修复的有效方式。
　　2.4 完善土壤修复质量评估
　　农田土壤重金属污染防范是一项系统性工程，土壤修复质量评估则是其中重要一环。因为在土壤修复中可能出现二次污染现象，且土壤修复技术处于持续不断的发展完善状态中，修复质量评估对土壤修复技术的更新也有显著的推动作用。首先，建立修复质量评估指标体系。评估指标体系需要有修复效果和成本支出两个部分组成，前者主要有重金属去除效果、土壤理化性质指标、肥力指标乃至农产品产量、品质等，后者则主要为修复技术的经济效益。其次，重视评估效果的利用。深入分析土壤修复质量的评估效果，總结土壤修复中存在的问题，并分析其原因，为后续土壤修复工作的开展形成经验积累。
　　3 结语
　　重金属污染已经成为危害农田土壤的首要因素，不仅对农业生产种植带来了巨大的危害，更加剧了食物安全风险。党的十九大将生态文明建设纳入“五位一体”的总布局中，为农田土壤重金属污染的防治指明了方向，对此，需要从当前重金属污染防治中存在的难点出发，采取好有效的应对措施。
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　　收稿日期：2019-12-20
　　作者简介：陈伟杰（1984-），男，汉族，本科学历，实验室主任，工程师，研究方向为中国农田土壤重金属污染防治挑战与对策。
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