农用地土壤污染治理与修复技术分析

胡传侠 刘丹蕾 楼小洁

（浙江皓景环境技术有限公司 浙江义乌 322000）

引言

农用地是粮食生产主要用地，是绿色农业获得持续发展的重要载体，关乎全国人民温饱不容小觑。然而，近年来随着农村环境变化，农用地土壤受到了各类污染源的侵袭，农业产品安全危机日益明显，农村环境保护工作迫在眉睫。在乡村振兴当中生态振兴才能让产业振兴，保证农用地土壤安全、积极地治理与修复被污染土地，已经成为农村环保工作的重点内容。

1 农用地土壤污染种类及危害

以浙江省为例，其土壤污染种类虽较多，但目前该省受污染耕地安全利用率达86.57%，污染地块安全利用率达91%。

1.1 重金属污染

浙江省长期利用复合肥增加土壤肥力，而化肥的生产从原料开采到加工，都会产生重金属元素或者有毒元素，如许多磷肥中含镉、汞、锌、砷等为代表的50 余种有毒成分。这些有害物在土壤中会逐年积累，导致农村环保工作压力加大。而复合肥呈酸性，长期大量施用可能会使农田pH 下降，提高重金属的生物有效性，因此复合肥对土壤污染存在一定的相关性。《浙江省农用地土壤污染源技术指南》明确指出了重金属的最小浓度取值范围，以镉为例，当土壤pH ≤5.5时水田和其他田的含量都是0.1～4.5。因此，通过比对历年浙江省农用地污染物调查报告，可以发现该省部分地区的镉存在超标现象。

1.2 白色污染

白色污染主要源自于传统地膜、生活塑料废物等，这类废物当中含有PE，该成分在土壤环境下百年都不能被降解。

1.3 有机物污染

畜禽粪便、工业污染以及大气沉降中含有大量的有机污染物会污染地表水，导致二噁英、多氯联苯等成分进入到沟渠、河流中，最终污染农用地[1]。而农药中的有机磷、有机氮，如果不断积累最终超过了土壤的自身净化速度后，会导致土壤失去平衡，土壤质量下降，降低粮食产量。因此，治理农村有机物污染已经成为农村环保工作重头戏。

1.4 抗生素污染

有机肥是家庭粪污发酵后形成的，由于人畜大量使用抗生素，导致有机肥中含有大量抗生素，这样的有机肥被使用后会打破土壤环境、破坏土壤微生物体系，从而降低土壤活性。为此，国家质量检验检疫总局、国家标准化管理委员会于2018 年1 月24 日对腐殖酸肥、复混肥等10 余种肥料制定了国家标准，目的就是要通过法规形式来降低各类肥料对环境的影响。

1.5 放射性污染

土壤被放射物污染后，其出产的粮食对人体有安全威胁，被人类摄入后会形成内照射损伤。我国早在2003 年施行的《放射性污染防治法》就积极鼓励有关部门积极投入研究，力求对该类污染形成主动防控，确保环境安全。

2 农用地土壤污染治理与修复技术

2.1 农用地重金属污染治理与修复技术

2.1.1 农用地污染重金属污染治理

农用地污染无小事，需要生态环境部门牵头，联合农业部门等形成综合防治方案，为农用地环境保护保驾护航。目前，浙江省生态环境厅、省经信委、省国土资源厅参与该项事业当中，对农业化肥、农业养殖等产业展开集中治理，保证重金属污染防治无死角。生态环境厅与农业部门面对农民群体展开测土配方施肥培训，目的是让农民科学施肥减少重金属等危害；对养殖业饲料以及药品进行严格检测、管理，努力地降低饲料中重金属含量；对基层排污口展开动态监测，发现污染问题立刻落实责任。浙江省的这一系列方案，让农村环保工作取得了喜人成绩，2020 年重金属污染物排放量比2013 年降低了10%。

2.1.2 农用地重金属污染修复技术

对于小面积出现重金属污染的农用地适用工程措施修复，主要采用对周围环境影响最小的环保技术——换土法，将小面积被污染的农用地土壤置换，操作简单成本相对较低。农用地被易挥发重金属汞所污染后可采用热脱附技术修复[2]，该技术为物理修复方法，修复效果显著而且易操作，但使用的加热设备成本较高，也易受到土壤中水分的腐蚀，故而整体操作成本较高。

对于镉、铅、汞等重金属污染可利用腐殖酸钠来处理，腐殖酸钠与重金属形成的是包括物理反应、化学反应在内的复杂反应，对镉、铅、汞具有明显的吸收作用，从而提高了土壤健康水平。经过多年环保技术验证，黑麦可以有效吸收铜、锰、钴、镉等重金属元素；东方香蒲对砷、镉、铅具有很好的吸收作用；天门冬对重金属微粒具有吸附作用。

当然，在具体的环保工作中还应控制农用地土壤污染修复成本。因此，在应用具体修复技术之前，要对被污染的农用地土壤展开环保检测，明确污染范围、污染程度，有效地将多种手段融入制定出合理的修复技术体系，尽可能降低重金属污染。如，将腐殖酸钠吸附法、生物修复法结合起来，确保土壤处在较为健康的状态，且修复成本也在可控范围之内。腐殖酸钠吸附法、生物修复法对于被重金属污染的水田效果尤为显著。

2.2 农用地白色污染治理与修复技术

2.2.1 包装物管理

包装物管理主要处理涉农物资的外包装，该工作由农业部门、生态环境部门联合推进，浙江省积极贯彻《浙江省农药废弃包装物回收和集中处置试行办法》，形成了以经营单位负责回收、专业机构来负责处理、公共财政提供资金支持的综合管理模式，积极地回收各类农药塑料包装。迄今为止，该省在85 个涉农县建立了社农产品包装物回收点，涉农塑料包装2020 年基本实现全面回收。

2.2.2 地膜回收

地膜回收是与涉农产品包装管理一同启动的项目，同样也是由上述所提到的部门联合发起。截止目前，浙江省涉农县地膜回收率达到了94.6%以上。

2.2.3 其他生活垃圾处理

为了避免乡村、城郊生活中塑料制品等进入农用地造成土壤污染，浙江省在全省农村地区开展垃圾分类处理，截止目前85%的行政村都实现了垃圾分类这一目标。不同垃圾得到了不同的处理，垃圾不再于荒野、田野中存在，农用地土壤已摆脱生活垃圾影响。

对白色污染土地进行平衡土壤酸碱度测试，与邻近地块酸碱度对比，若是出现偏酸现象，需要在被污染土壤当中适当地加入碱性石灰，降低土壤酸性。最为关键的是，石灰具有杀灭害虫虫卵的作用。若土壤偏碱，经过测算后可在土壤中融入一定量的腐殖酸，或者以每年每亩地30～40kg 石膏的比例降低土壤的碱性。

2.3 农用地有机物污染治理与修复技术

2.3.1 物理修复

热脱附、高温净化、高温分解、传统焚烧、玻璃化等技术都属于物理修复范畴，这些方法都是利用了有机污染物遇热挥发和分解的特性，或者利用某种介质使有机污染物被固定于土壤中不被扩散。与化学修复、生物修复相比，物理修复方法治标不治本，故而在土壤修复工作中采用率不高[3]。但小面积污染可采用置换法，见效快、修复周期短、成本低。

2.3.2 化学修复

光催化氧化法、超级氧化法、萃取法、洗涤法、化学氧化还原法都是经多年土壤污染治理工作总结形成的较为见效的方法，但这些方法的修复造价较高，同时还可能造成二次污染。如，萃取法主要是针对有机污染较为严重的小块土壤，如果是大面积有机物污染的土壤便不适合该法。化学氧化还原法相对使用价值较高，主要是源于该方法利用臭氧、过氧化氢、高锰酸钾、二氧化氯的活跃性质将土壤中有机污染物净化，整个反应过程没有或者只有少部分二次污染。该法因为涉及到了氧化还原反应，反应时间较短，对操作者的能力有着较高要求。因此，化学修复多种方法的取舍要根据土壤等级、污染严重程度、有机物种类来有效选择，还需要权衡成本，尽量做到修复的高效化、低成本化。

2.3.3 生物修复

生物修复主要利用动物、微生物、植物来有效清除土壤当中的有机污染物。动物修复指的是利用蚯蚓等益虫来有效消除土壤当中的有机污染物。微生物修复则是利用土著菌、外来菌、基因工程菌来有效地消除土壤中的有机污染物。但微生物在改变土壤性状的同时，也需要辅助手段来配合微生物修复，如利用氧化还原电位、给土壤增加营养等方式，让微生物修复效果得到加强[4]。

2.4 农用地抗生素污染治理与修复技术

浙江省生态环境部门主要对饲料产业、医疗产业等展开全面的调研，针对饲料业展开了全过程跟踪，努力地减少饲料中添加抗生素的现象。同时，积极响应《中华人民共和国生物安全法》，以科学合理手段研究抗生素、微生物药物残留对人体健康的影响，对抗生素、微生物对环境的破坏展开动态研究，建立抗生素、微生物药物污染指标评价体系，用综合手段来减少农村农用土地抗生素、微生物污染概率。

目前，在抗生素造成的农用地污染方面主要采用植物修复技术。该技术具有操作简单、成本低廉、效果持久的特点。在植物种植过程中，通过合理计算向土壤供给氮、氧，能够有效改善土壤性状，改善土壤微观生态。不可否认的是植物修复效果慢，非短期内就能见到明显的效果。因此，目前出现基因改造植物，通过该植物对被抗生素污染的地块展开修复工作时，由于基因改造植物的使用必须要有严密的监控系统，因此必须严格管控避免该类植物对自然生态的负面影响，遏制基因转移、抗性基因的生成才行。微生物辅助的根际修复技术能够有效清除、降解土壤中含有的抗生素成分。这是源于植物根际与土壤紧密接触，植物和微生物彼此作用刺激植物分泌出螯合剂、酸性物质，这些物质能够促进土壤中抗生素成分的迁移，从而有效降解污染物、降低污染物对土壤的影响。

2.5 农用地放射性污染治理与修复技术

农用地放射性污染的治理，同样需要多方主体联合防控、治理。具体防控治理的方式前文多处已经论述，故这里不再赘述，因此主要介绍农用地放射性污染的修复技术。电动力法、工程法、淋洗法、微生物修复法、植物修复法等都是农用地放射性污染的修复技术。电动力法主要是在土壤当中插入正负电极，以低压电流使土壤中带电离子发生迁移，经过一段时间后污染物会集中于电极，将这些污染物集中收集并处理便可，处理效果显著，不会对附近建筑物、构筑物产生影响，但会改变土壤理化效果，对土壤生产力形成一些影响。微生物法是利用微生物可降解放射性污染物这一原理，将污染物转化为无毒物质，该法虽然安全有效，但需要注意微生物对土著微生物的影响，考虑周全才能实施方案，否则会带来新的问题。植物法是利用某些植物吸附放射性污染物的特性来净化土壤，被认为是未来农用地放射性污染最有效的修复方法，目前最重要的是应不断优选适用于各类土壤的可以吸收放射性污染物的植物。

3 未来农用地土壤污染治理与修复展望

矾污染被认为是未来农用地土壤的新污染种类，治理此类土壤污染需要充分考虑玻璃化技术、生物修复技术、化学修复技术、天然矿物修复技术、农业生态修复技术等，同时横向对比各类技术的优劣势，选择出最合理的方案。其中，农业生态修复技术是众多环保技术当中成本较低的技术，主要是将蓖麻、花卉、棉花等非食用作物种植在矾污染地块之上，避免矾通过作物籽实影响人体健康。另外，为了保证农业生态修复技术在相对短的时间里形成效用，还需要配合化学修复技术、生物修复技术等[5]。因此，对农用地的环境保护工作将会成为未来的一种常态工作，需要形成标准的操作流程。

3.1 土壤环境调查和评估

土壤环境调查和评估主要是确定被污染农用地的地理位置、面积、污染程度、污染种类以及地下水、地上水、空气污染等具体情况。这一环节需要生态环境保护部门深入调查，建议采用先进的检测设备，对土壤以及周围环境做出最贴合实际的评价，找到具体的污染源。

3.2 风险管控

由县以上人民政府有关部门、生态环境部门、国土资源局等协同操作，划出具体的区域，对修复工作展开全面分析，明确其中的风险因素，并建立防范风险扩散的措施。在污染成因排查方面融入现代设备，保证对各类污染源的动态监控并建立档案，积极查封污染源或者责令排放者将污染物净化到标准之内再排放，处在两个辖区之间的农用地需要建立跨区域联防机制，做到“谁排放谁负责，谁污染谁赔偿”。

3.3 编制土壤修复方案

根据生态环境部门结合评估结果、出具的风险解决措施以及国家与地方有关的技术规范，制定具体的土壤污染修复方案。同时，对编制完毕的方案进行复审，方案复审通过后才可依据方案进入土壤污染修复阶段。

3.4 组织实施工程

工程实施过程中要求所有人员按照规定操作，以具体的检测数据为指导，在无需大调整修复方案的基础上做到动态微调，以适应具体工作实况，努力达成预期目标。

3.5 工程验收

验收由施工企业自检和第三方验收为主要内容。验收中需要有生态环境部门以及其他主要部门人员在场。

3.6 后期维护和科学使用土地

修复治理后的农用地土壤已符合《土壤环境质量农用地土壤污染风险管控标准（试行）》（GB15618-2018）的要求，但后期也需要加强维护和科学使用土地避免再次污染。

结语

农用地土壤污染治理与修复是非常系统的工作，必须由政府主导，并保证治理有效。良好的治理环节可以减少土地被继续污染的可能性，从而有效降低修复难度。在农用地重金属污染、白色污染、有机物污染、抗生素污染、放射性污染的修复工作当中，基本上都存在化学修复、物理修复、植物修复、微生物修复等技术方案，在具体操作中要按土地等级以及价值来综合选择具体的修复方案。