福建省农业土壤污染现状与治理对策
2017-04-04蔡顺香
蔡顺香
(福建省农业科学院土壤肥料研究所 350013)
福建省农业土壤污染现状与治理对策
蔡顺香
(福建省农业科学院土壤肥料研究所 350013)
综述福建农业土壤污染现状,以及农业土壤污染修复的研究情况,从农业土壤污染防治立法与实施方面提出福建省农业土壤污染防治对策。
农业土壤;污染;重金属;治理;福建省
农业土壤是人类赖以生存的物质基础,其质量与食品安全问题紧密相关,因此农业土壤的污染问题日益受到人们的高度关注。土壤污染是指进入土壤的污染物超过土壤的自净能力,引起土壤质量恶化,并造成农作物中某些指标超过国家标准的现象[1]。农业土壤污染按其来源可分为农业外源污染和农业面源污染,前者包括工业和人类活动产生的重金属、有机污染物、工业废弃物等,后者主要指农业生产自身产生的污染因素,包括化肥、农药、兽药、农膜、畜禽养殖和污水灌溉等。
据统计,我国土地污染超标比例达18.1%,总体形势相当严峻。其中受重金属污染的耕地达1000万hm2,长三角地区、珠三角地区和京津冀地区土壤镉、汞、铅超标率分别为48.7%、44.5%和10.0%[2]。每年全国被重金属污染的粮食多达 1200万 t[3]。由于我国农业自然生态环境条件地域差异悬殊,农业生产受各种外源因素与内在因素影响的区域性差异也很大,各地区农业土壤污染具有明显各异的特征,甚至同一地区不同区位的农业土壤污染也呈现不同的特点。本文概述福建省农业土壤污染的现状、修复研究与防治策略,并提出若干建议与对策。
1 福建省农业土壤污染的现状
福建省位于我国东南丘陵地带,素有“八山一水一分田”之称,是全国首个生态文明试验区。全省土地总面积12.14万km2,其中耕地面积135.98万hm2,占全省土地面积的11.2%,农作物播种面积233.6万 hm2[4]。由于福建多山多林,耕地面积少,且农业用地相当比例为山区丘陵,生态环境状况良好,农业土壤总体上污染并不严重,但局部地区农业土壤存在较为严重的污染问题。
1.1 农业土壤重金属污染
福建省土壤污染主要为工矿企业排放“三废”中的重金属污染及有机物污染,这是农业土壤污染的主要外在因素。如闽西地区矿产资源丰富,是我国东南地区重要的有色金属和贵重金属生产基地,矿区周边农田受到不同程度的重金属污染。刘兰英等[5]研究表明,闽西某矿区周边25个村庄稻田土壤重金属Cd、Pb、Cr均存在一定程度的超标,超标率分别达20%、14%和3%,且稻田产出的稻米重金属含量与稻田土壤重金属含量存在极显著的正相关。许静等[6]测定了福建省上杭县、晋江市、漳州市龙文区和霞浦县4个工农业发展水平不同的典型区域蔬菜基地的32个土样6种重金属含量,结果显示:部分土壤的Cd、Pb、Hg超过国家标准,有28.13%样品达到警戒水平,尤以上杭县污染最重,其次为晋江市、漳州市龙文区的部分地块,而作为传统农业区的霞浦县蔬菜生产基地土壤6种重金属含量均未超标。
福建沿海地区水稻田的重金属污染问题同样不可忽视。陈穗玲等[7]对福建沿海10 个行政区域进行布点采样,结果显示:福建沿海各区域水稻田土壤均有不同程度的重金属富集污染, Hg和Cd污染达到中度水平,甚至个别地块达到重度富集等级;Pb污染均在轻度富集等级。程炯等[8]对福建沿海地区4 种不同用地类型的重金属元素进行检测和评价, 结果表明:各项污染物污染指数的顺序为Hg >Cd >Pb >Cu >As >Zn >Ni, 其中Hg 和Cd属于警戒级污染水平,其他各元素均为清洁级。陈迪云等[9]进一步分析了福建省沿海农田土壤Hg和Cd的污染及其特征,认为Hg 污染主要分布在城镇等工业发达区域,Cd的污染分布区并没有集中在城镇等工业活动区域,其含量主要取决于成土母质的地球化学背景,受到工业活动影响不大。
综上所述,福建农业土壤重金属污染主要为Hg和Cd,其次为Pb。从地区分布看,以工矿区周边的农田土壤污染比较严重,其次为工业活动区周边土壤,而传统农业区土壤未受污染或仅受轻微污染。沿海地区稻田的重金属污染问题应引起重视,基于土壤母质的Cd高背景值问题值得关注。
1.2 农业土壤面源污染
现代农业的一个重要特征是大量使用化肥、农药、农膜等农资投入品,这是造成农业面源污染农田土壤的主要因素,此外畜禽排泄物不做无害化处理随意堆放和排放,也是导致农田土壤污染的重要因素。
1.2.1 化肥污染 农田过量施用化肥,会有一部分残留于土壤中,不仅导致土壤板结退化,而且影响地下水水质。据统计,福建省年化肥施用量达122万t,每667 m2化肥投入密度高达36.4 kg,位居全国第3位[10]。说明福建省存在比较严重的化肥过量施用问题。黄东风等[11]分析了福州市郊菜地氮磷面源污染问题,发现毗邻蔬菜基地的11个地下水样(井水)的氨氮含量超过我国地下水Ⅴ类水质标准,占调查水样总量的18.18%。章明清等[12]研究认为,福建省菜田耕层土壤硝态氮含量属于较高含量水平,耕层土壤Olsen-P 含量明显高于土壤Olsen-P 的农学指标。
1.2.2 农药污染 农业生产中施用大量农药,虽然减少了病虫害,但会造成土壤农药残留,通过食物链富集威胁人体健康。据统计,福建省年农药使用量5.31 万t,每667 m2农药投入密度高达1.7 kg,位居全国各省区第3位。姚丽贤等[13]报道福建荔枝产区土壤甲霜灵和氯氰菊酯检出率均为24.0%,曾阿莹等[14]对福州市10个蔬菜基地土壤中4 种有机磷农药的残留状况进行调查,在43 个供试土样中,有机磷农药的总检出率为97.67%,认为蔬菜基地土壤中有机磷农药残留已经对农产品安全生产构成威胁。陈峰等[15]对福州市蔬菜基地69个土壤样品中有机氯农药残留量进行检测,有机氯农药检出率为100%,土壤中有机氯农药综合污染指数为1级,符合无公害蔬菜生产环境质量标准,但个别蔬菜基地土壤中DDTs残留量对该区域鸟类和土壤微生物存在潜在风险。
1.2.3 农膜污染 农膜滞留于农地难以降解引起土壤污染,严重影响土壤理化性质和作物生长,并影响农业可持续发展。福建省农用薄膜使用量总体不高,但呈逐年增长趋势,2014年农膜总用量为3万t[4],比2000年增长了3倍以上,每667 m2农膜投入密度1.85 kg[10],位居全国第7位。
1.2.4 畜禽排泄物污染 随着畜禽养殖数量及规模的扩大,畜禽养殖场废弃物污染问题日益凸现。畜禽粪便中含有大量的氮、磷等营养物质,但不经无害化处理直接进入土壤, 如果超过土壤本身自净能力,大量未腐熟的有机物和亚硝酸盐等物质会破坏土壤的基本功能;高浓度的畜禽污水流入农田,会使作物严重减产,甚至毒害作物。近年来福建省畜牧业持续发展,全省畜牧业总产值约600亿元,占农业总产值的15%。近几年福建省重视建设生态环保型畜牧业,全面推进畜禽养殖污染防治,2014年和2015年安排省级财政资金2.36亿元扶持生猪规模养殖场标准化升级改造,要求实现达标排放或零排放[16]。但仍有部分养殖场没有污水处理与综合利用设施,养殖废弃物随意排放现象仍然存在。
2 福建农业土壤污染的研究与防治措施
2.1 农业土壤污染监测与修复的研究
土壤污染修复治理研究是近年来国内外环保领域研究的热点与重点。福建省相关高校和科研机构多年来持续开展农业土壤污染的监测与修复治理研究。福建农林大学的研究团队长期开展农业土壤重金属污染机理及修复技术研究,重点研究土壤重金属向主要农作物可食用部分的转移规律及其对主要农作物的毒害阀值,开展重金属污染土壤的钝化、淋洗等修复技术研究,以及重金属高富集植物修复技术研究[17-20]。福建省农业科学院的研究团队对菜地过量施用化肥造成的土壤N、P累积以及对地下水的污染情况进行研究,对不同地区农田土壤的重金属污染进行研究性监测与评估[5-6,11-12]。福建师范大学的研究团队利用GIS技术,研究全省耕地土壤污染强度的空间分布与地域分异[21]。这些研究可为福建省农作物种植的合理布局、区域土壤重金属污染治理提供技术支撑。但总体而言,福建省对农业土壤污染领域研究的科技投入仍较为不足,滞后于农业土壤环保学科发展的需要以及农业土壤污染防治的现实需求。
2.2 农业土壤污染防治的立法与实施
作为全国首批生态文明建设试验区,福建省于2006年就启动全省土壤污染状况调查工作,对重点区域进行了大量的实地调研分析,2015年出台了《福建省土壤污染防治办法》,针对性地提出土壤污染预防、土壤污染治理、法律责任等土壤环境管理措施,填补了我国地方土壤立法空白。2015年10月15日,福建省正式下发《福建省土壤污染防治行动计划实施方案》[22](以下简称《方案》),在土地分类上,针对全省茶果园面积大、在特色农业发展中具有重要作用的特点,明确了福建省农业土壤环保管理以耕地和园地为重点。在重点监管区域上,为确保农产品质量安全,提出把产粮大县、蔬菜产业重点县、果茶产业重点县、畜禽集中养殖区等作为重点监管区域。在加强农业土壤保护与安全利用方面,提出优先保护未污染或轻微污染且质量较好的农业土壤,合理安全利用轻度污染的农业土壤,严格管控中重度污染的农业土壤,并加强林地土壤环境管理。在农业土壤污染治理与修复方面,提出要明确主体、制定规划、有序推进和试点示范等,并积极推行农业清洁生产[23]。《方案》对全省土壤污染防治工作做出了全面的战略部署,既贯彻落实了国务院关于《土壤污染防治行动计划》(国发〔2016〕31号)的精神,又切实符合福建省情,具有很强的针对性和可操作性。《方案》为改善福建生态环境质量,确保各类自然生态系统安全稳定提供了有效的保障,尤其是为全面改善全省农业土壤环境条件,促进农业生态安全和农业可持续发展起到了保驾护航的作用。
3 思考与建议
由于目前福建省尚未对农业土壤污染状况进行系统、全面的调查,已有的文献报道大都是针对污染较为明显、局部性的调查与研究。福建省主要农作物和特色农产品生产基地多数位于南平、宁德、三明等土壤环境质量较好、受工矿企业影响少的区域,如粮食生产大县浦城县和宁化县,并不存在农业土壤污染超标问题。在化肥农药等面源污染治理方面,近年来全省通过优化施肥结构,改进施肥技术,推行精准施药和科学用药,初步实现了化肥农药使用总量的零增长,通过强化规模化畜禽养殖场标准化改造,畜牧污染物排放也得到有效控制。总体而言,当前福建省的农业土壤污染并不严重,但局部地区农业土壤的重金属的中重度污染应引起高度重视,为此建议:
一是加强监测,科学评估。当务之急是尽快完成全省农业土壤污染的面积、分布及其对农产品质量影响的系统摸底,建立农业土壤环境质量档案信息,为优质、特色农产品的合理区划与布局提供科学依据。
二是建立责任追究制度。建立政府主导的农用地污染防治工作责任机制。可参考“河长制”的做法,把农业土壤污染防控责任制作为地方政府生态环保目标责任考核指标,使政策措施真正落地生效。
三是加大科技投入,加强修复治理研究。省级科技管理部门和省级财政设立农业土壤污染防治重大专项和农作物清洁生产技术研究重大专项,引导高校、科研机构与环保企业联盟合作,促进协同创新,深入开展农业土壤污染监测、预防、治理与修复的相关技术研究,以及农药、化肥减量与农业清洁生产技术研究,为山青、水秀、清新、清洁的美丽福建提供强有力的科技支撑。
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(责任编辑:刘新永)
Present status and controlling countermeasures of agricultural soil pollution in Fujian Province
CAI Shun-xiang
(SoilandFertilizerResearchInstituteofFujianAcademyofAgriculturalSciences,FujianProvince350013)
In this paper the present situation of agricultural soil pollution in Fujian and the research situation of agricultural soil pollution remediation were summarized, and some countermeasures for agricultural soil pollution prevention in Fujian province were put forward from legislation and implementation of agricultural soil pollution control.
Agricultural soil; pollution; heavy metals; abatement; Fujian Province
2017-02-10
蔡顺香,女,1971年生,高级实验师。
10.13651/j.cnki.fjnykj.2017.02.021