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农产品产地土壤重金属污染问题分析

2019-09-22宋帅娣

现代农业科技 2019年15期
关键词:重金属污染防治对策来源

宋帅娣

摘要    概述了我国农产品产地土壤重金属污染现状,从自然环境、人类活动等方面分析了农产品产地土壤重金属的来源,介绍了应对重金属污染的防治对策,并对研究领域存在的问题和今后的发展方向进行了展望。

关键词    农产品产地土壤;重金属污染;来源;防治对策

中图分类号    X53        文献标识码    A

文章编号   1007-5739(2019)15-0185-02

Analysis  on  Agricultural  Soil  Polluted  by  Heavy  Metals

SONG Shuai-di

(Shenyang Mineral Resources Supervision and Inspection Center,Ministry of Land and Resources,Shenyang Liaoning 110032)

Abstract    In this paper,the present situation of heavy metal pollution was described.The sources of soil heavy metal were analyzed from natural environment and human activities.The remediation technologies were introduced.Existing problems and the development direction in the future were also discussed.

Key words    agricultural soil;heavy metal pollution;source;prevention strategy

環保部和国土资源部联合开展了首次全国土壤污染状况调查,于2014年4月公布了《全国土壤污染状况调查公报》[1]。全国土壤污染状况主要呈以下特点:总体堪忧,南方土壤污染重于北方;部分区域土壤污染问题较为突出,西南、中南地区土壤重金属超标范围较大;镉、汞、砷、铅4种无机污染物含量分布呈现从西北到东南、从东北到西南方向逐渐升高的态势。

1    农产品产地土壤重金属污染现状

占据农产品产地主要部分的耕地土壤重金属污染点位超标率为19.4%,主要重金属污染物为镉、镍、铜、砷、汞、铅;林地土壤点位超标率为10.0%,主要重金属污染物为砷、镉;草地土壤点位超标率为10.4%,主要重金属污染物为镍、镉和砷。镉、汞、砷、铜、铅、铬、锌、镍8种重金属超标点位数占全部超标点位的82.8%[1]。土壤重金属的污染状况为耕地污染大于草地、林地;无机型土壤污染重于有机型土壤,复合型土壤污染相对较轻;南方重于北方,老工业基地污染问题特别严重。

农产品产地土壤重金属能够通过食物链进入植物,进而进入人体或其他动物体内富集,对食品安全和人体健康造成严重威胁[2-3],如近年来研究和媒体报道的热点——“镉大米”中毒、“血铅”中毒等问题。必须要注意的是,我国耕地土壤的镉超标率高达7.0%,与我国实行最低的标准有关,若以其他国家的土壤镉标准来计算,我国耕地土壤的镉超标率会显著降低[4]。

2    农产品产地土壤重金属污染来源分析

土壤重金属污染主要有2个方面,即自然源和人类活动源。自然源不可控,而越来越多的研究表明,人类活动源成为了土壤重金属污染的主要来源[5-6]。

2.1    自然源

自然源主要指成土母质在风力、水力搬运的自然物理和化学迁移;我国土壤背景值偏高,这与成土母质、地形地貌、水文气象、植被及土地利用类型、成土年龄和有机质以及土壤理化性质等息息相关[7]。

2.2    人类活动源

人类活动如工矿企业、农业生产、交通运输、日常生活产生的垃圾直接或间接导致土壤酸化、水源污染,最终农产品产地重金属污染日益严重,危及人类健康[8]。

2.2.1    工矿企业生产。釆矿地表作业破坏了植被,导致水土流失。采矿和冶炼的废水、废气、废渣随意排放,这些矿业活动也成为附近农产品产地土壤重金属污染物重要的来源之一[9-10]。刘勇[11]对广西某矿区重金属含量进行分析,结果表明,大厂矿区的12个自然屯的污染等级均为严重污染,并且为复合污染。李东艳等[12]人对煤矸石山周围农田土壤中的Zn、Cd、Pb、Ni、Cu、Cr等6种重金属形态进行了分析发现,煤矸石是该区域Pb、Ni、Cu、Cr累积的主要来源。

2.2.2    农业生产。错误、不合理的农业生产方式如施用有机肥、污水灌溉、污泥直接农用、秸秆还田、喷洒农药等都会造成土壤重金属污染[13-15]。长期施用猪粪会明显增加糙米中镉含量,超过国家卫生标准[16]。水源地的水质已经出现重金属富集的趋势[17],若继续长期使用污水污灌,容易引起土壤污染,不仅对人类健康造成潜在威胁,而且会导致严重的生态问题[18-19]。污泥中除了含有有益于植物生长的养分和大量的有机物质,还含有重金属、病原菌、寄生虫(卵)和有毒有机物,如处理不当会产生严重的二次污染[20]。Rao等[21]对大米中镉含量的研究表明,长期实施秸秆还田增加了土壤镉积累的风险。

2.2.3    交通运输。大气沉降是将重金属引入农产品产地土壤的主要方面,大气降尘中铬的量明显大于土壤中的量,而且大约是土壤的2倍[22]。交通运输过程中含Pb汽油的燃烧、燃料及润滑油的泄漏等都会释放出大量有害气体,造成公路两侧农田土壤重金属污染[23]。

3    防治对策

土壤的污染程度可分为5个等级,即无污染、轻微污染、轻度污染、中度污染、重度污染[1]。众所周知,生态环境一旦遭到破坏,很难恢复到初始状态。农产品产地土壤一经遭受重金属污染,则很难完全清除。因此,对未污染和轻微污染的土壤要进行预防保护,对轻度和中度污染的土壤要安全合理利用,对重度污染的土壤要严格管控并进行科学有效的治理。

3.1    预防和保护

3.1.1    完善法律防治体系。2018年8月我国已经颁布了《中华人民共和国土壤污染防治法》,还要借鉴国外发达国家的经验[24-25],完善其他相关的法律和规定从而形成健全的法律防治体系。相关政府部门应严格执行相关法律和规定,加强土壤环境日常监管执法,保护绿水青山。

3.1.2    定期调查重金属污染状况。依据《土壤污染防治行动计划》,于2018年底前已查明农用地土壤污染面积、分布及其对农产品质量的影响,预计2020年底前掌握重点行业企业用地中的污染地块分布及其环境风险情况。依据掌握的情况对农产品产地土壤进行定期调查,随时掌控农产品产地土壤重金属污染状况,并及时采取相应的措施。

3.2    合理利用与严格管控

对轻度和中度污染的土壤要安全合理利用,对重度污染的土壤要严格管控并进行科学有效的治理。

3.2.1    科学种植和饲养。对于污水灌溉、污泥直接農用等错误的农业生产方式要坚决禁止。加大资金的投入,提倡科学种植和饲养。可以使用专门的降低菜地蔬菜镉、铅含量的复混肥,比如黄道友等[26]研制的降铅复混肥,可基本保证轻微或部分轻度污染园地实现蔬菜安全生产。修建水利设施,保证灌溉水源安全。

3.2.2    种植重金属耐受能力强的农作物。合理安排农作物种类以降低农产品中重金属的含量。陈同斌等[27]对北京市菜地土壤种植的不同蔬菜中铅含量进行研究,特菜类蔬菜铅浓度最低,均显著低于其他大类蔬菜,而根茎类蔬菜铅浓度显著高于叶菜类和特菜类蔬菜,该研究为选择更耐受重金属的蔬菜提供了依据。

3.2.3    修复。农产品产地土壤重金属修复可以从化学、植物、动物、微生物等方面来进行。加入钝化剂与活化剂改变重金属的生物有效性,从而降低土壤中重金属的含量[28-29]。施用生物炭可明显提高土壤pH值和有机碳含量,土壤中酸提取态Cu、Zn和Cd含量随生物炭施用量的增加而降低。种植非食用的农作物,既不浪费土地资源,也可在修复土壤的同时产生经济效益。曹晓玲等[30]发现,苎麻对铅、镍吸收呈现出随镉添加量增大而增加的趋势。杨  柳等[31]研究发现,蚯蚓活动能明显提高植物对重金属的吸收率。因此,动物修复也能减少土壤重金属含量,降低和减轻土壤重金属的污染[32]。李  霞等[33]研究表明,丛枝菌根可显著促进翅荚木吸收重金属,提高植物对土壤的修复效率。

3.3    加大科研投入

加大科研资金的投入,支持农产品产地土壤重金属污染防治研究;推动重金属检测方法、重金属形态、土壤修复技术等进步;建设高水准土壤污染防治实验室、科研基地,为农产品产地土壤重金属污染防治提供科学依据和技术保障。

4    展望

农产品产地土壤重金属污染主要由人类活动产生,如工农业生产、交通运输、垃圾废弃物不合理处置等。土壤重金属的修复技术已有一定的研究进展,多种方法的联用技术及修复技术的安全性认证还有很大的研究空间。重金属的生物有效性是土壤污染风险评价的重要指标参数,重金属赋存形态定义与分类尚无统一方法,重金属形态方面还有待更深入的研究。

5    参考文献

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