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贵州土壤 寸土寸金

2022-02-04贵州师范大学李宛蔚秦樊鑫徐安琪

大众科学 2022年12期
关键词:耕地重金属贵州

文|贵州师范大学 李宛蔚 秦樊鑫 徐安琪

自然条件复杂、土壤类型较多,贵州的土壤从亚热带的红壤到暖温带的棕壤都有分布,其中黄壤分布面积最多,遍及贵州高原的主体部分。此外,贵州境内还广泛发育石灰土和紫色土等岩性土,其中又以石灰土分布最广,紫色土呈斑状或条带状零星分布在全省各地。在局部地形低洼地、长期渍水、发育有沼泽土。

宜种耕地不多

独特的地貌、气候加上水文条件,贵州的土壤形成了自己的特征,空间格局上整体呈立体状、垂直带幅宽、自然坡度大、所处地貌类型复杂、气候资源丰富;土壤类型繁多,可供农、林、牧业多样选择,由于低纬度、高海拔的特点,贵州地貌多种多样、母岩组合复杂、气候变化悬殊、土壤类型复杂,许多土壤类型是发展名特优农、林产品的良好土宜。

贵州水热条件好,适于水稻生长。在海拔1500米以下地区广泛分布着经水耕熟化形成的水稻土。水稻土以枝状、串珠状形式分布于全省各地。

不过,由于山峻坡陡、岩石裸露、突然环境限制因子多、强度大,呈现出“先天不足”加上非生产性侵占的耕地多的现象,耕地土壤资源短缺,人均占有量仅0.12公顷。

污染令人头疼

尽管贵州已然寸土寸金,但污染事件仍偶有发生,主要有重金属污染、农药污染、化肥污染、固体废物污染。

重金属污染各市州不尽相同,但从全省角度来看,镉(Cd)和汞(Hg)的污染最为普遍。农药污染则有一定普遍性,施于耕地的农药绝大部分进入空气、土壤和水体,不仅直接影响到农产品质量安全和饮水安全,而且使害虫的抗药性越来越强,农药施用量越来越大。另外在农村,大量的农药包装瓶、包装袋被农民随意丢弃于河边、田间、地头。这些农药包装废弃物或多或少都有残留农药,既污染土壤和水源,又污染农产品。据有关专家介绍,有些农药的毒性十分稳定,可几年甚至几十年存在于土壤之中不消失。

很多人不知道,我们常用于耕地施肥的肥料也是有可能污染土壤的。由于贵州喀斯特地貌和坡耕地的特点,受降雨冲刷影响,水土流失较为严重,全省化肥利用率低于全国 35%左右的平均水平。施于耕地的化肥绝大部分进入土壤和水体,既造成水体污染,又使土壤结构受到破坏。由于土壤结构持续受到破坏,土壤保水保肥能力大大下降。

工农业废物和城市垃圾是土壤的固体污染物。固体废物长期露天堆放,其有害成分在地表径流和雨水的淋溶、渗透作用下通过土壤孔隙向四周和纵深的土壤迁移。在迁移过程中,有害成分要经受土壤的吸附和其他作用。由于土壤的吸附能力和吸附容量很大,随着渗滤水的迁移,使有害成分在土壤固相中呈现不同程度的积累,导致土壤成分和结构的改变。植物又是生长在土壤中,间接又对植物产生了污染,有些土地甚至无法耕种。如长期使用带有碎砖瓦砾的“垃圾肥”土壤就会严重“渣化”;如各种农用塑料薄膜作为大棚、地膜覆盖物被广泛使用如果管理、回收不善,大量残膜碎片散落田间会造成农田“白色污染”。

铅锌废渣治理前后。

汞污染治理前后。

多种技术修复

针对不同的污染,修复手段多种多样,但总体上可以分为物理、化学、生物三种技术手段。

物理上使用封装、玻璃化、电热法、电动修复等,完成土壤的修复;化学技术包括化学淋洗法、化学固定法、化学稳定法和化学萃取法,还可通过化学反应的变化稀释土壤中的重金属,降低土壤重金属浓度;生物手段则主要包括植物修复、动物修复、微生物修复以及联合修复技术。

土壤保护,贵州在行动

作为全国8个开展全省第三次土壤普查省市县三级联动试点省之一,贵州今年5月开启了“土壤三普”工作。普查工作对全面真实准确掌握全省土壤质量、性状和土壤利用状况,提升土壤资源保护和利用水平,守住耕地红线,保障国家粮食安全具有重要意义。

贵州师范大学秦樊鑫教授课题组对贵州土壤污染修复研究已有阶段性成果。基于贵州省土壤类型及其本分特征、土壤污染概况及近年来土壤修复的成功案例,该课题组在国家自然科学基金项目“黔西南高砷煤矿区环境重金属污染特征”、贵州省农业厅项目“黔东南、毕节地区茶产业规划土壤环境质量调查”、贵州师范大学博士基金项目“汞污染土壤对水稻的毒性临界值研究”、贵州省林业局项目“特色林业产品质量安全标准体系及安全性溯源检测关键技术研究”、贵州省生态环境厅项目“贵州省重点行业企业用地土壤污染状况调查”等项目的资助下,依托贵州师范大学生态文明学院/西南喀斯特山地生物多样性保护国家林业和草原局重点实验室,对贵州省土壤-农作物系统重金属污染程度、健康风险评价及修复等方面开展了初步研究,也取得了阶段性的研究成果:查明了贵州典型铅锌矿区农作物对土壤重金属的富集特征;分析了研究区中叶菜类、果菜类、水稻等农作物中重金属镉(Cd)、锌(Zn)、铅(Pb)等元素对人体的健康风险;揭示了钝化剂、纳米Ti02以及锌、硒、锌硒交互对土壤-农作物系统中重金属毒害的缓解机制。

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