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农用地土壤污染治理与修复技术要点分析∗

2022-12-27潍坊科技学院山东省高校设施园艺实验室杨文霞

区域治理 2022年4期
关键词:农用地土壤环境重金属

潍坊科技学院山东省高校设施园艺实验室 杨文霞

农用地是土地类型的重要组成部分,对农业、林业和畜牧业的发展有着重要的影响。近年来,由于农药、化肥、生活垃圾处理、工业排放等综合影响,农用地受到严重污染和破坏,严重制约了农业的可持续发展和经济的可持续增长[1]。因此,有关部门应高度重视农用地土壤污染问题,通过科学的手段,对农用地进行污染治理,可以大大改善农用地土壤状况,促进农业经济发展。

一、农用地土壤污染概述

农业用地的土壤污染,是人类活动产生的有毒有害物质导致了农用地的严重污染和环境退化。污染物渗透土壤,破坏土壤的成分和结构,也会影响人类的生活环境。农用地土壤明显不同于环境因素,外源污染的影响也赋予了结构独特的属性,不仅影响明显,而且难以控制。由于农用地土壤污染严重,需要更多的资源进行修复。由于农业用地的土壤污染,也说明农作物中富含对人类健康构成严重威胁的污染物。农用地是农业的重要基础,污染损害影响了农业生产、农业经济发展受限、生态和环境问题日益严重。因此,必须高度重视农用地污染,积极采取科学合理的治理修复方法,为农业发展提供可靠保障。

二、农用地土壤污染来源

(一)大气沉降

生态环境与人类活动密切相关,社会和经济的快速发展促进了工业的快速进步,显然,工业生产对能源和资源的需求过高,因此出现了多种有机污染物和重金属。同时,燃料的燃烧也会产生相应的有机污染。由于多方面的累积影响,农用地重金属含量持续上升,土壤污染越来越严重。此外,汽车尾气排放量的持续上升会导致频繁的酸雨,容易引起重金属活性,使农用地的处理和修复变得非常困难[1-2]。

(二)污水排灌

目前,我国城市化、城镇化进程越来越快,人们的生活质量也快速提升,城市人口的数量不断增加,这也造成了工业压力增大,生活中和工业生产产生的废水增多,由于这些原因,造成了城市和城镇的河流、湖泊等水资源受到了影响,生活用水的标准降低了许多,在农业用水灌溉期,对农用地土壤也造成了不同程度的污染。

(三)农业化肥、农药与生活废弃垃圾污染

农业是我国经济的重要组成部分,对国民经济持续健康发展具有重要意义。为保障社会经济平稳健康发展,近年来国家高度重视农业,财政投入不断加大。农业生产中使用的化肥和农药,由于包含大量的化学品,农田土壤也面临着直接喷洒污染的问题。此外,我国人口较多,生活垃圾处理不科学合理,也成为影响农用地土壤污染的因素之一。

三、山东省农用地土壤污染管理中存在的问题

(一)土壤环境保护日益艰巨

频繁开采矿产资源会导致土壤中聚集大量的重金属污染物,若已超过土壤本身承受的负载量,会给土壤环境造成巨大的影响。另外,在土壤污染过程中,以气体的形式造成土壤污染的占比也较大,工业化规模较大,工厂向外排放大量的有毒气体,大气中的某些有害物质会在大气中发生化学反应进而形成酸雨,降落到地面经土壤吸收易造成土壤酸碱度的失衡,从而出现酸化现象。

(二)土壤环境污染问题日趋复杂

山东省农用地土壤污染中有机物污染也是主要因素,随着有机物污染日益严重土壤中的病原菌对土壤的污染也随之扩大,因此,山东省农用地中土壤污染防治问题更为棘手,加大了对土壤环境风险管理的难度,很容易导致突发土壤环境问题。若不采取有效的措施加以解决,以后土壤环境会更加不易恢复。

(三)土壤中污染物严重超标

据调查,山东省内很多地区农用地土壤都存在着重金属、有机无机污染问题,在垃圾处理场地,大型工厂企业以及矿区周围环境的农用地重金属污染最为严重,从无机污染方面来看,污染物中存在的铅、镉、铜、镍等的含量最大约为7.0%,而从有机污染方面来看,虽然我国对于毒性较大,残留较为严重,对人来危害大的农药早已禁用,但在土壤环境监测中依然能够检测出DDT和六六六的含量,甚至某些地区因检测含量较高成为重度污染区[4]。

(四)缺乏健全的土壤环境监督管理体系

目前,山东省土壤治理体系建设只是做好质量监督的开端,此外,还需合适的实施方案,以取得理想的效果。现有监测分析方法、环境质量标准等已不能达到土壤环境保护的相关要求。

四、山东省农用地土壤污染的管理对策

(一)土壤污染等级划分

根据山东省土壤污染等级划分标准分为四类:无风险、低风险、中风险、高风险。

低风险:选择积累重金属含量低的农作物品种,种植绿肥或牧草轮作,合理施用化肥农药;

中风险:使用土壤调节剂或钝化剂,合理灌水;

高风险:调整种植密度,采取轮休耕作或间种套作。

(二)开展土壤环境质量监测

加强对我省土壤污染的调查和监测力度,了解我省土壤污染的程度,深入开展对我省土壤质量评价标准的探究,保证在土地资源利用方面实现可持续发展的目标。另外,在任用检测人员时,务必保证有扎实的专业知识,并在选聘后积极展开相应的培训工作,特别要与土地污染相联系进行培训。其他方面,还需要贯彻落实好《水污染防治法》《大气污染防治法》等。

(三)土壤污染管理措施

我们要在原有的制度体系中加以完善,创新土壤污染防治技术。然而,目前山东省的状况是,各市土壤的性质差别较大,原来固定的标准不能完全适合于山东省目前的状况。由此,我们迫切需要制定一系列较为健全的且适合山东省目前实际情况的土壤环境质量评价标准。在对土壤污染进行综合防治的同时,可能会由于管理方法不当而出现一些问题,导致土壤污染防治效果较差,土壤污染表现出更为严重的趋势。有关部门应在全面落实《中华人民共和国土壤污染防治法》前提下合理规划土壤污染的治理措施,将“预防为主、保护优先”原则贯彻到底,使得相关部门与当地政府积极配合开展土壤污染防治工作。

1.控制土壤的污染源

防治土壤污染的根本途径就是切断土壤的污染源,通过控制污染物的传播途径,进而减轻污染物的传播速度以及污染物的数量,也可经自然生态净化作用达到土壤污染管控的目的。若要切断土壤的污染源,就要从清除废气、废液、废渣,加强推广山东省闭路系统,减少污染物的排放方面着手处理。控制污染物的排放量,要按照规定和排放标准对废气、废液、废渣等废弃物进行回收和净化处理,使其变废为宝。

2.加强土壤污染灌溉区的管理

加强受污染灌溉区的水质检测并尽量减轻其污染,在此基础上对污染物所含成分、污染源、污染物的含量以及对动植物和人类健康所造成的影响进行分析,根据分析的结果制定相应的防治措施,防止灌溉区的污水存在高残留且不易降解的污染物随河道进入土壤,进而造成土壤污染。

3.合理使用化肥和农药

化学农药防治农业病虫害是一种高效的防治手段,但其也有两面性,若化肥农药施用不当,或长期大量施用于田中,不仅达不到想要的防治效果,而且还会给动植物及人类带来严重的威胁,对于毒性强、高残留,尤其是有机氯农药需进行严格控制或是禁止使用。因而,需要合理使用农药,此外,根据农用地中作物的长势,对症用药,注意安全间隔期,尽量将农药对土壤环境的危害降到最低。

4.提高土壤自身净化能力

施用绿肥和有机肥相结合可增加土壤中腐殖质,从而提高土壤有机质的含量,利用黏土掺砂,砂土掺黏改良土壤,改善土壤胶体的类型,大力发展有机生态绿色农业,如轮作倒茬、间种套作、有机肥与绿肥相结合等,增强土壤对有害物质的吸附力,从而减弱污染物在土壤中的活性,以此来提高土壤净化能力。

五、农用地土壤污染治理与修复技术

(一)重金属污染治理与修复技术

关于农区土壤污染问题,目前重金属污染比较严重。因此,重金属污染的修复也受到高度重视,并广泛开展修复工作。主要有生物、化学和物理修复,在污染面积小、污染程度高的情况下,可以采用上述技术进行治理,如果含有大量挥发性重金属,可采用热脱附技术进行全面有效修复。此外,由于腐植酸钠的合理使用,可有效防止重金属摄入和积累,有助于改善土壤环境。在水稻田有效喷施腐植酸钠,可以显著降低水稻中的重金属含量,充分保障作物产量,对促进农业经济发展具有重要作用[10-11]。

(二)有机物污染治理与修复技术

对有机污染,主要采用生物、物理和化学回收技术,而生物修复技术包括微生物修复、植物修复和动物修复[12]。物理修复技术,包括换土、通风和净化等,会对环境产生一些破坏性影响,修复效果无法完全保证,使用较少。化学修复技术包括超氧化和光催化氧化,可以有效分解有机污染物,但成本过高,容易造成二次污染。与理化修复技术相比,生物修复技术可以通过微生物、植物和动物的协同配合,充分保证有机污染物的分解效率,操作简单方便,不会造成严重问题。但在动物修复技术中,会出现通过食物链传播的问题,治理和修复周期较长,效果一般。

(三)放射性污染治理与修复技术

我国工业化在不断推进,工业生产会消耗大量能源,有的会产生放射性污染。附近农区土壤污染有量大、污染时间长的特点。对于放射性污染,特别是在处理和恢复阶段使用覆盖土壤表层、生物修复、混合和浸出土壤的技术。至于地表修复和切割消毒技术,可以有效去除核元素,土壤得到修复,稳定性好,但相对较高的投资成本也会对土壤肥力产生一定影响。在拌土浸出技术方面,虽然含水量过高,但应用效果良好,但也存在明显的成本和时间问题。生物修复技术操作简单、成本低、修复效果好,在放射性污染的净化和回收方面多有应用[12-13]。

(四)复合污染治理与修复技术

农地土壤污染处理和修复,所使用的技术包括物理、化学和生物以及综合修复等。物理修复技术有物理分离、热解吸、热处理等。对于热处理技术而言,由于重金属挥发性化合物杂质的存在,处理和修复效果很重要。利用热处理可以加速土壤中有机质的挥发,以气体的形态进行有效的生物分解,能够明显减少土壤有机污染物的浓度。替代土地和外来土壤的化学修复技术都可以有效治理土地污染,有效遏制环境污染。而石灰在土壤化学修复技术中作为主要原材料,因用量较少,且使用方便,在土壤污染物的生物处置与利用方面也有着很大应用。合理应用化学修复技术,能够显著改善土壤和细菌种群的生化特性,也可以显著减少土壤重金属浓度。不过,由于长时间或频繁应用这些方法会造成土壤板结等问题。所以,通过纳米技术的配合使用,技术的科学改良能够显著改善土壤质量。生物恢复技术分为细菌恢复、植物恢复和动物恢复,近年来,动物恢复技术也取得了很好的进展,尤其是使用蚯蚓进行土地种植与恢复,植被修复等,有效降低了成本,防止二次污染,不危害土地,广泛应用于农村重点恢复的地区。就农地土壤来说,其种类复杂,通过合理利用土壤复垦技术能够完全满足农业耕地恢复的要求,为农村环境污染综合治理提供重要的科技保证[12,14]。

六、结束语

综上所述,农用地是国土的主要部分,对促进国家农村经济建设和国民经济的平稳发展有着巨大的影响,对推动国家农业、工业发展也至关重要。但工农业的高速发展也造成了农用地环境污染问题,土地损害严重,对农用地的合理利用也形成了十分消极和造成严重影响。在此背景下,政府相关部门要高度重视农用地土壤环境污染问题,并科学谨慎地选择修复技术,为减少农村土壤环境污染作出积极贡献。同时,通过科技措施有效预防二次污染,为农村经济社会发展提供可靠保证。

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