我國農田土壤污染現狀及防治對策

摘要：我國農田土壤污染日趨嚴重，農田土壤受污染率從20世紀80年代末期的不足5%上升至目前的19.4%。農田土壤污染的三大污染源是化肥、農藥、農用地膜，化肥、農藥、農用地膜的過量、不合理使用是造成農田土壤污染的直接原因。本文對農田土壤污染的特點及危害性進行分析，概述農田土壤修復的三大方法，即物理方法、化學方法和生物方法，并提出防治農田土壤污染的對策。

關鍵詞：農田;土壤污染;土壤修復

近年來，我國農田土壤污染問題已經引起社會各界的廣泛關注，部分地區農田土壤污染問題已經相當嚴重。如何控制和治理農田土壤污染，關系國計民生、農產品安全、生態環境，也關系我國農業發展的可持續性。

隨著土壤環境問題日益凸顯、公眾環保意識不斷提高，以及《土壤污染防治法（草案）》《土壤污染防治行動計劃》的制定，說明土壤污染狀況十分嚴峻，國家對土壤環境保護工作越來越重視。在此背景下，加強農田土壤污染治理和修復，實現糧食穩產增產和農產品提質增效，解決老百姓“吃的安全”問題迫在眉睫。

一、我國農田土壤污染現狀

國家環保部公布的資料顯示，1989年全國受污染農田面積600萬hm2[1]，1990年全國受污染農田面積667萬hm2[2]，1991全國受污染農田面積1 000萬hm2[3]，占當年耕地總面積的比例分別為4.6%、5.1%、7.7%。時任環境保護部副部長吳曉青指出，2011年對全國31個?。ㄊ?、區）364個村莊的監測結果顯示，農村土壤樣品的污染物超標率達21.5%[4]。2014年中國土壤污染檢測數據顯示，我國總點位超標率為16.1%，其中輕微、輕度、中度和重度污染點位超標率分別達11.2%、2.3%、1.5%和1.1%。耕地土壤點位超標率達19.4%，其中輕微、輕度、中度和重度污染點位比例分別達13.7%、2.8%、1.8%和1.1%[5]。按照1.2×108 hm2耕地計算，耕地19.4%受污染面積約達0.23×108 hm2。

綜合各方面材料來看，我國農田土壤受污染率已從20世紀80年代末期不足5.0%上升至目前的19.4%，說明農田土壤污染已經非常嚴重，對其進行治理刻不容緩。

二、農田土壤的主要污染源

目前，農田土壤污染主要來源為化學肥料、化學農藥、污水灌溉、固體廢棄物污染、工業污染以及農用地膜造成的白色污染等[6]。最主要的防控對象是三大污染源，一是農藥，以除草劑、殺蟲劑等為主;二是化肥;三是農用地膜。農藥、化肥、農用地膜的過量、不合理使用是造成土壤污染的直接原因。

（一）化肥

1.化肥的使用情況

1980年至今，我國化肥施用量增長了4.5倍，而糧食產量僅增長了82.8%，說明化肥施用量的增速超過了糧食產量的增速。

我國化肥施用量折純量為2007年5 107.83萬t、2010年5 561.68萬t、2015年6 022.6萬t、2016年5 984.1萬t，2007—2015年呈逐年增加的趨勢[7]，2016年實施化肥零增長行動后首次出現降低趨勢。原農業部公布的數據顯示，世界上農作物667 m2平均化肥用量為8.0 kg，而我國為21.9 kg，同比是美國的2.6倍、歐盟的2.5倍。三大糧食作物氮肥、磷肥、鉀肥的當季平均利用率僅為33%、24%、42%[8]。

2.化肥的過量使用對土壤帶來的污染

長期大量、過量使用氮、磷、鉀等化學肥料，會對土壤結構造成破壞，以及導致耕地土壤退化、土壤板結酸化、耕作層變淺、保水保肥能力下降，進而導致降低農作物產量和品質。殘留在土壤中的氮、磷肥料，在土壤發生風蝕或地面徑流時會轉移到其他地方，使土壤污染范圍進一步擴大。

（二）農藥

1.農藥的使用情況

農藥主要包括殺菌劑、殺蟲劑和除草劑三大類。從20世紀90年代至今，我國農藥施用量不斷增加，1996年農藥施用量114.08萬t，2015年達到178.30萬t[7]，幾乎翻了1倍。特別是除草劑施用增長率高于殺蟲劑和殺菌劑，約占農藥產量比重的1/3。預測除草劑使用范圍將會以每年200萬hm2的速度增加，除草劑需求量將達到6.7萬～8.6萬t，未來十年全國化學除草面積可能會增加0.31億hm2[9]。

據統計，我國的農藥利用率低于歐美發達國家，平均667 m2用藥量高于發達國家。原農業部數據顯示，我國農藥平均利用率為36.6%，歐美發達國家的這一指標則是50%～60%。平均667 m2用藥約1 kg，比發達國家高出1倍以上。農藥施用到農田中僅有30%左右附著在農作物上，剩余的70%左右擴散到空氣和土壤中，使土壤中農藥殘留量增加，導致農田土壤污染[10]。

隨著農藥施用量和施用年數的逐年增加，農藥殘留量進一步逐漸增加，呈現出點—線—面的立體污染空間態勢。

2.農藥對土壤帶來的污染

附著在作物上的農藥和大氣殘留的農藥經雨水沖刷等有相當一部分落入土壤中，加之農藥噴施時一部分落到土壤上，從而造成土壤農藥污染。土壤被農藥長期污染，會有明顯的酸化現象發生，并且土壤污染程度越重，會加快養分（全氮、五氧化二磷、全鉀）減少，同時會降低土壤孔隙度，最終造成土壤板結。

（三）農用地膜

1.農用地膜的使用情況

2007年我國農用地膜使用量為193.75萬t，2011年為229.45萬t，2015年為260.36萬t，2007—2015年呈逐年增加的趨勢[7]。農用地膜的廣泛使用，延長了農作物種植季節，提高了農作物產量，增加了農民的收益。

2.殘膜對土壤帶來的污染

當前，我國農用地膜殘留總量近2×106 t，回收率不足2/3，殘留在土壤中的地膜主要分布在耕作層，耕作層土壤平均殘留量為60 kg/hm2[11]。目前，我國農膜污染土壤面積超過780萬hm2，每年約有50萬t農膜殘留于土壤中，殘膜率高達40%。由于回收率低，導致其在土壤中殘留。

大量研究表明，殘膜不僅破壞土壤結構，阻礙水肥傳輸，抑制微生物活性，引起農作物減產，而且增大農事作業阻力，造成次生環境污染[12-13]。

三、農田土壤污染的特點及危害

（一）農田土壤污染的特點

1.隱蔽性

農田土壤污染不像固體廢物污染或水污染一樣，在污染初期就能發現污染存在。而是需要經歷長期污染積累達到一定程度時，通過化學儀器的分析，才能判斷其危害程度[14]。

2.累積性

污染物質經過土壤對其物理吸附、化學沉淀及生物吸收等程序后會不斷在土壤中累積，從而使農田土壤中有害物質的濃度越來越高、污染面積越來越大。

3.農田污染格局發生轉變

我國農田污染有惡化的苗頭，污染源從工業化為主向農業為主轉變，從“面源”特征走向“立體”與綜合。

4.農田污染治理難度不斷加大

農田污染具有綜合性、復雜性等，單方面研究已經不能從根本上解決農田土壤污染問題。

（二）農田土壤污染的危害

1.導致嚴重的經濟損失

每年因土壤污染而造成的糧食減產超過1 000萬t，各種經濟損失約200億元。另據統計，不合理施肥會造成每年1 000多萬t氮素流失到農田之外，造成的經濟損失約為300億元。

2.導致農作物品質不斷下降

農藥過量施用到農田中，使得一些地方糧食、蔬菜、水果等食物中農藥殘留超標或接近臨界值。殘存的農用地膜對土壤毛細管水起到阻礙作用，降低土壤孔隙度和透氣性，導致土壤板結、酸化，最終降低農作物產量和品質。

3.危害人體健康

農田土壤污染會導致植物體內積累污染物，然后通過食物鏈富集到人體和動物體中。人類食用了含有殘留農藥的食品后，農藥轉移到人體內，經過長期積累會引起人體內臟機能受損，造成慢性中毒，從而影響人體健康。

4.破壞生態環境

農田土壤污染破壞植物、土壤動物（如蚯蚓）和微生物（如根瘤菌）的生長和繁衍，影響正常土壤生態過程，從而影響土壤養分轉化和肥力保持。污染物在土壤中可能會發生轉化和遷移，繼而進入地表水、地下水及大氣環境，從而影響其他環境介質質量[15]。

四、農田土壤污染修復方法

目前，我國農田土壤污染修復思路主要有去除和鈍化2種，現在使用的農田土壤污染修復技術大都是基于這兩種思路進行研究的[16]。去除主要是針對污染程度較輕、污染深度較淺的土壤，采用各種技術將土壤中的污染物從被污染的土壤中移除。鈍化主要是針對污染程度較重、污染深度較深的土壤，采用各種技術使污染物盡可能地固定在土壤中，阻止其被農產品吸收。農田土壤污染修復的方法種類很多，從修復的原理來考慮，大致可以分為物理方法、化學方法及生物方法三大類。

（一）物理修復

物理修復技術是利用污染物和土壤本身物理特性，固定污染物通過防止其在土壤中遷移擴散，從而減弱其對環境破壞的一系列方法。物理修復技術有微波加熱技術、脫附技術和蒸氣浸提技術等。

（二）化學修復

化學修復法是利用化學改良劑與土壤中污染物進行化學反應，從而固定或分離污染物，來實現降低污染物在土壤中含量的修復技術?；瘜W修復技術有氧化—還原技術、農田固化—穩定化技術、淋洗技術等。

（三）生物修復

生物修復法是利用生物的轉化、吸收、清除功能將土壤污染物清除，從而實現凈化環境、恢復生態功能的生物方法。生物修復法主要有微生物修復技術、植物修復技術、酶修復技術等。

1.植物修復

通過植物積累、遷移、轉化等使污染物從土壤環境中去除[16]。植物修復技術包含利用植物積累吸取修復[17]、利用植物根系管控污染擴散和修復生態功能的植物穩定修復[18]、利用植物代謝功能的植物降解修復[19]、利用植物轉化功能的植物揮發修復[20]以及利用植物根系吸附的植物過濾修復[20]。

2.微生物修復

研究表明，農藥的微生物降解技術可以達到徹底消除農藥土壤污染的目的[21]。自20世紀40年代開始研究農藥微生物降解，目前已發現大量農藥降解菌，如真菌、細菌、藻類、放線菌等對農藥均有降解作用[22]。

3.酶修復

酶修復主要用來修復土壤中的農藥殘留，主要有氧化還原酶和水解酶2種[23]。氧化還原酶技術是通過氧化、還原、脫氫等方式將復雜農藥分子分解成結構簡單、毒性較弱的小分子化合物，從而對殘留農藥進行降解處理[24]。水解酶廣泛存在于環境中，化學性質穩定，不需要其他輔助酶即可完成對殘留農藥的降解。

在酶修復過程中，不論是水解酶還是氧化還原酶都需要在土壤中固定，這樣一來加大了修復土壤的成本。同時，有關酶修復技術的降解機理還不是很完善，需要對其開展進一步的研究[25]。

如今傾向多種修復技術聯合應用，以及農田土壤“邊生產邊修復”的觀念逐漸深入人心，化學改良法和耕作制度調整等將是農田土壤污染治理的理想方式[26]。

五、農田土壤污染防治對策

對于農田土壤污染的防治對策，相關學者進行了研究[6，27-30]。土壤一旦被污染，要想清除其中的污染物是十分困難的，因此土壤污染預防要優于土壤污染治理。根除污染來源，控制源頭，是避免和解決農田土壤污染切實有效的辦法。保護未被污染的農田土壤，治理已被污染的農田土壤，是農田土壤污染全面防治的必行之路。

（一）源頭控制

需開展區域環境連片整治和土水氣的綜合治理，做好源頭治理工作。一是強化灌溉水源質量監控工作，加強農田與周邊河流、灌渠綜合治理，做好灌溉水渠河道污染底泥清理與治理，嚴控未經處理和處理不達標的污水灌溉農田。二是貫徹“預防為主，綜合防治”的植保方針，研制開發低毒、低殘留的新型農藥，禁止使用高毒、高殘留的農藥，使用高效低毒、低殘留的農藥，做到科學用藥;根據蟲情、作物種類和生長情況合理選用農藥，減少農藥的使用范圍和次數，改進施藥方法，提高施用效果。三是強化環保意識，加強化肥、有機肥質量監控，推廣科學配方施肥技術，做到化肥與有機肥比例合理;改進施肥技術，如銨態肥料和尿素深施，磷肥按照旱重水輕的原則集中使用，提高肥料利用率。四是嚴格實行農用地膜生產標準，推廣可降解農膜或可回收農膜，降低農用地膜在農田土壤中的殘留量，嚴控農用地膜對土壤的污染。同時，鼓勵使用可降解農膜，加強廢舊農用地膜的回收利用，采取相關措施調動企業和農民的積極性，把殘膜的危害降至最低。

（二）農田土壤污染治理對策

根據“誰污染，誰治理”原則，對耕地土壤造成污染的單位或個人要承擔治理與修復的主體責任。如果責任主體滅失或責任主體不明確，所在地縣級人民政府依法承擔相關責任。針對不同污染情況的耕地，選出適用于地方的治理與修復技術方案。強化綜合治理，點面結合，標本兼治。

一是暫時性退出可食用性農作物的生產，采取農藝調控、替代種植等措施，改為種植非食用性植物或作物。一些受污染農田無法繼續種植糧食、蔬菜、水果等農產品，可種植綠化植物或其他工業原料作物。

二是暫時退耕，進行修復。對于短期不能進行種植的農田，采取種植結構調整、退耕還林還草以及通過生物修復、化學修復、物理修復等修復技術，修復被污染的農田土壤。

三是完全退耕，禁止進行農作物種植。對于污染非常嚴重且難以進行修復的重度污染農田土壤，依法劃定為農產品禁止生產區域，嚴禁種植食用農產品，不再進行農產品生產[29]。

四是加快發展生態農業，采取秸稈還田、生物固氮、輪作倒茬等措施增加土壤有機質含量;推進農業產業結構調整，發展有機農業和生態農業，科學合理利用化肥和農藥;把種植業、牧業、林業等有機結合起來，建立具有生態環境合理性和低能耗新型綜合現代農業可持續的發展體系，積極推進試驗示范區建設。

六、結語

2019年1月1日起《中華人民共和國土壤污染防治法》正式施行，標志著國家對土壤的保護已經上升到法律層面，土壤污染防治進入了“新紀元”。土壤污染形勢嚴峻，應抓住當前機會，利用創新技術推動化肥農藥減量，推廣可降解地膜或可回收地膜，提高土壤活力，修復土壤環境，維護糧食安全，保護生態系統，推動農田污染土壤綠色、可持續修復。

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