濮世杰
一、我國農田重金屬污染現狀
我國的土壤重金屬污染問題十分嚴峻,約1/6的耕地受到了不同程度的重金屬污染。重金屬是目前土壤污染的主要來源之一,我國對各地的土壤污染調查結果也令人堪憂,直至2014年,耕地土壤點位超標率為19.4%。重金屬經過污水農灌、固體廢棄物堆放及大氣沉降等過程進入土壤中,直至諸如“鎘大米”事件的曝光,農田土壤重金屬污染問題才真正引起社會的廣泛關注。
我國進行了兩次規模較大的全國土壤調查,分別是《中國土壤元素背景值》(1990)與《全國土壤污染狀況調查公報》(2005-2013)。2016年中央一號文件強調“必須確立發展綠色農業就是保護生態的觀念,加快農業環境突出問題的治理”,因此保護現有耕地環境的可持續利用性是當前生態農業不斷發展的必要研究主題。
二、農田重金屬污染修復市場存在的問題
(一)資金問題
目前行業的項目資金基本來自于國家專項經費,地方政府資金和社會資本很少介入,行業發展缺少動力。
(二)政策上存在的問題
目前,國家發布了大量的宏觀政策,對于規范和指導本行業的發展起到了很好的作用,但對于這些政策的落實尚缺少一個最基本的資金落實政策。只有制定具有吸引力和可操作性的資金引入政策,吸引地方資本和社會資本進入,才能滿足重金屬治理和土壤修復市場的要求,使行業發展得到可持續的資金支持。
(三)技術研發方面存在的問題
我國土壤污染修復基礎研究與技術研究銜接不夠,尚未形成針對農田重金屬污染土壤修復的完備體系。物理修復技術(如客土)見效快、適用性廣,但是工程量大,費用高,且我國尚未制定滿足不同工程要求的客土法規程;化學修復技術(如淋洗、固化)成本低、修復材料來源廣泛,但技術要求多,且缺乏針對修復副產物和修復材料的回收及處理技術規范,容易造成二次污染;生物修復技術(如超富集植物)成本低,對土壤擾動小,但大部分重金屬超富集植物受區域氣候條件影響較大,生物量小、生長緩慢;農藝修復措施(如水分管理、輪作等)操作簡單,但修復周期長,相關技術多停留在實驗研究階段。
(四)風險評估機制上存在的問題
石灰能有效提升土壤pH和降低土壤重金屬活性的改良劑,然而施用石灰后土壤復酸化現象會顯著增加。大量的石灰應用會引起土壤板結,影響農作物生長。因此應建立針對秸稈、石灰、鈍化劑、調理劑、改良劑等修復措施長期施用的安全性和持續性定量評估機制,并因地制宜地加以調控,避免加劇農田土壤重金屬污染的危害。
三、我國農田重金屬污染修復安全策略
(一)外國進行農田土壤環境質量監測工作對中國開展農田土壤環境質量監測工作的啟示
日本農田土壤監測的重點在于重金屬監測,在農田土壤重金屬污染得到有效控制后,農田土壤污染的監測作為一種常規監測手段,仍然在相關區域開展監測并形成監測報告。我國目前農田土壤污染問題形勢嚴峻,借鑒日本農田土壤環境質量監測工作經驗,提出以下幾點中國開展農田土壤環境質量監測工作時需要關注的方面:第一,建立和完善土壤環境保護的專項法律法規,使得土壤環境質量監測工作有法可依。第二,健全土壤環境質量標準體系,修訂和完善土壤環境質量監測分析方法、標準樣品等環境質量標準及相應的技術規范體系,為土壤環境質量監測工作做好技術準備。第三,構建農田土壤環境質量監測網絡,有針對性地開展農田土壤環境質量監測工作。第四,加強信息公開和數據共享工作。
(二)農田重金屬動態監測
2006年,環境保護部與國土資源部組織各地環境監測站采用GPS 定位、網格化采樣方式對全國土壤污染進行調查,共采集土壤、農產品等樣品213754個,獲得有效調查數據495萬個,初步建立了全國土壤污染狀況調查數據庫和樣品庫。2017年,我國新一輪土壤污染狀況詳查全面啟動,已確定2萬個左右國控點位布設,覆蓋我國99%的縣、98%的土壤類型和88%的糧食主產區,初步建成了國家土壤環境監測網。通過糧食主產區土壤及農產品的協同監測,建立農田土壤和糧食作物重金屬監測大數據平臺,可以為污染土壤的分區分類管控、安全利用及修復提供科學依據。
(三)重金屬低積累作物品種資源庫
由于糧食作物品種的區域特色十分明顯,當前亟須建立針對不同種植區域、不同重金屬元素、不同作物類型的重金屬低積累品種資源庫,并分類制訂其栽培調控措施和田間應用規范,力保在服務農田安全利用的同時又達到高產的雙贏目標。
(四)鈍化劑的市場準入
鈍化劑成分復雜,如來自污泥、畜禽糞便、工業廢棄物等原材料制備的生物質炭,其本身重金屬含量就較高,在用于農田土壤重金屬鈍化修復過程中可能會造成二次污染和土壤質量退化等問題。因此,需要明確鈍化劑的使用量、使用時期和適宜區域,制定土壤重金屬鈍化材料的產品標準,建立農田土壤重金屬鈍化劑的市場準入制度,杜絕可能造成二次污染風險的鈍化劑進入農田生態系統,這是正確應用鈍化劑修復重金屬污染土壤的前提和保障。
(五)重金屬超標農田的輪作休耕
2016年,農業部等10部門聯合發布《探索實行耕地輪作休耕制度試點方案》,將休耕制度提到了國家戰略高度。在確保國家糧食安全的基本原則下,科學推進耕地輪作休耕制度,是探索“藏糧于地、藏糧于技”的具體實施途徑。在重金屬超標區進行的輪作休耕模式,主要有改種作物和品種、改良土壤、科學灌溉、控制吸收和“VIP + n”創新污染治理模式。
(六)高重金屬含量秸稈的處置
在重金屬污染農田上,作物秸稈中累積大量的重金屬,秸稈還田在向土壤輸入有機碳的同時,也把吸收的大部分重金屬重新歸還到土壤中。因此,為了加強污染土壤的安全和可持續利用,需要結合當地產業發展,加強高重金屬含量的作物秸稈處置和利用技術的研發,這對保障糧食安全生產具有重要的現實意義。
(七)糧食安全生產保障體系與政策
針對我國中輕度重金屬污染農田特點,需要堅持預防為主、保護優先,管控為主、修復為輔,示范引導、因地制宜等原則,以發展實地檢測監控技術為手段,以加強阻控修復技術支持為依托,形成由法律法規、標準體系、管理體制、公眾參與、科學研究和宣傳教育組成的農田土壤污染防治管理體系。
四、結語
農田重金屬污染不僅增加了環境保護治理成本,也使社會穩定成本大增,而農田重金屬污染修復所需的費用更是天價,再加上我國目前土壤重金屬污染底數不清、土壤修復相關法律和標準缺失,土壤重金屬污染治理尤其是農田的重金屬污染防治任重道遠。構建土壤重金屬尤其是農田重金屬污染控制技術方法和實用模式,對確保糧食安全、維護社會穩定、指導和推進我國農田重金屬污染防有重要意義。(作者單位為浙江卓錦環保科技股份有限公司)