堿性土壤重金屬污染土地安全利用建議

田瑞昌 司清林 孫改格 李冰 段栓成

(濟源市農業科學院，河南 濟源 459002)

土壤不僅關系到經濟社會可持續發展，城市的長遠發展，更關系到人民群眾的身體健康和生命安全，但由于工業發展的歷史原因，國內部分土地呈現出不同程度的重金屬(鎘、鉛、砷等)污染。土地污染極大地沖擊了土地資源安全[1]，2016年5月國務院印發《土壤污染防治行動計劃》(簡稱“土十條”)要求：到2020年，受污染耕地的安全利用率達到90%左右，受污染地塊安全利用率達到90%以上；到2030年，我國受污染耕地的安全利用率達到95%以上，污染地塊安全利用率達到95%以上。

國家環保部和國土資源部聯合發表的《全國土壤污染狀況調查公報》將調查土壤污染程度分為5級：污染物含量未超過評價標準的，為無污染；1～2倍(含)，為輕微污染；2～3倍(含)，為輕度污染；3～5倍(含)，為中度污染；5倍以上，為重度污染。2018年生態環境部發布了《土壤環境質量農用地土壤污染風險管控標準》(試行)規定，農用地土壤污染風險指因土壤污染導致食用農產品質量安全、農作物生長或者土壤生態環境受到不利影響。該標準還規定了農用地土壤污染風險篩選值和管制值，為進行農用地土壤安全利用提供了參考。但重金屬污染土地的安全利用和農業結構調整日益成為實現糧食安全和鄉村振興的瓶頸。土壤重金屬污染已日益成為研究的熱點，劉曉青等對農田土壤重金屬污染生物修復技術的研究現狀等進行了研究，詳細說明了生物修復不產生二次污染的優越性及未來發展方向[2]；王宇鵬通過電鏡掃描和電子探針技術對不同基因型稻麥籽粒中的重金屬含量進行研究，發現稻麥籽粒不同部位重金屬含量差異明顯，尤其是鋁(Al)、鎘(Cd)和鉛(Pb)在不同部位間存在極顯著的線性關系[3]；宋書巧等研究了刁江沿岸土壤重金屬的污染狀況，建議合理利用[4]；何雪等研究發現，在鎘輕度污染的土壤上，適宜濃度的硒能夠降低鎘對馬鈴薯的毒害作用，也能生產出富硒農馬鈴薯[5]。但關于堿性土壤重金屬污染土地的分類安全利用還未見詳細報道。因此，為了深入貫徹習近平生態文明思想，關于“黃河流域生態保護和高質量發展”的要求，踐行綠色發展理念，持續打好土壤污染防治攻堅戰，實現對豫北部分地區土壤重金屬污染土地的安全利用，發展現代生態農業，筆者查閱相關資料并結合實際，對不同類型的堿性污染土地發展農業進行分析。

1 重度污染土地

這類土地屬于國家嚴格控制的土地，由于會對環境和人類的健康產生一定的危害，嚴禁種植食用農作物。建議采取植被恢復、植物提取、微生物處理等途徑開展修復。據國內一些學者研究證實，種桑養蠶是治理鎘污染土地的一種成功的經濟生態模式。此外，還可以從2方面著手發展農業。退耕還林。一般由于工業發展引起的重金屬污染土壤深度在0～20cm，高大的林木，特別是速生林木生物量大，生長快速，對金屬脅迫的耐性較強，而且不與食物鏈相連，能夠吸收多種重金屬，能夠修復大面積的污染土壤，修復重金屬后的林木還可以在回收重金屬及建材等方面利用，具有一定的經濟效益；如楊、柳、泡桐、法桐和黃連木等；但速生林木一般金屬含量最低的是樹干，最高是衰老的葉片，因此，必須清除落葉，以防止重金屬對土壤造成二次污染[6]；另外，2011年《財政部關于整合和統籌資金支持木本油料產業發展的意見》(財農[2011]19號)和《全國優勢特色經濟林發展布局規劃(2013—2020年)》的相繼出臺，均說明了國家對發展特色木本油料產業比較重視。在這類土地上，建議種植有巨大經濟效益的木本油料蓖麻、山桐子、油桐等，用于工業用油，形成區域特色產業，帶來較大的經濟效益，建議種植速生林或觀賞性的林木花卉，如種桑養蠶或種植銀合歡、蘆竹、楊、柳、泡桐、旱柳、紅葉李、海棠、大葉女貞、紅葉石楠、紅楓、紫穗槐和細葉美女櫻等，以美化環境推動濟源市旅游業快速向前發展，其中既美化環境又有修復作用的有速生林木楊、旱柳和泡桐，但要注意落葉回收，還有固氮植物銀合歡、多年生禾本科植物蘆竹、細葉美女櫻等有修復作用。發展觀光農業。種植一些觀賞性的經濟林木、觀賞植物和花卉，如固氮植物銀合歡、多年生禾本科植物蘆竹、紅葉李、海棠、大葉女貞、紅葉石楠、紅楓、紫穗槐和細葉美女櫻等，可以優化生態環境，推進旅游經濟快速向前發展；在這些林木和花卉中既能美化環境又對重金屬土壤進行修復的有速生林木楊、旱柳和泡桐，但要注意落葉回收，其他有修復作用的林木還有固氮植物銀合歡、多年生禾本科植物蘆竹、細葉美女櫻等。

近年來環保部門一直牽頭國家重金屬污染土壤修復重大項目，組織國內各項目單位開展相關修復研究，在這方面已積累一些經驗并取得了一定的成效。

2 中度污染土地

這類土壤屬于國家要求安全利用類，重度污染土地的農業利用方法也適用于此類土地，另外，還可以從4個方面著手。由政府引導，龍頭企業牽頭建設大型的林木、果樹、花卉等繁育苗場；發展半埋式設施農業，由于企業土壤重金屬污染主要來源于大氣中的粉塵，在20cm以下的土壤是可以安全利用的，在一定程度上大大減少污染，實現安全利用；調整耕作制度和種植模式，結合有效的農業管理措施減少重金屬向食物鏈的轉移。如合理的休耕輪作，增施有機肥，科學使用化肥、農藥、農膜，避免二次污染土壤等；發展油葵和油菜，油葵和油菜是我國2種重要油料作物，共同特點是根系發達，地上部生物量大，抗逆性較強，適應范圍廣等，有研究表明，油葵和油菜能夠有效去除土壤中的重金屬，具有較大的植物修復潛力，而且還有研究表明，油菜籽中的鎘通過油菜植株轉移到菜籽油中的比例只有2%～10%[7]，由于二者在生物量上具有的顯著優勢，在修復土壤的同時還可以產生經濟效益，因此如果形成規?；N植，二者優美的觀賞價值又與全域旅游相合，以優勢企業和行業協會為依托打造區域特色品牌，嵌入觀光旅游新要素，將為農業農村發展提供新的動能，為污染土地安全利用、農業產業結構調整開創新的局面。

3 輕度污染土地

這類土壤也屬于國家要求安全利用類，重度污染和中度污染2類土地上適用的方法也適用此類土地。輕度污染的土地除了用作以上用途，還可以從以下2方面考慮：聯合龍頭企業、合作社和家庭農場等新型經營主體，引導其繁育主要農作物種子，規模化的繁育蔬菜、玉米、小麥和大豆等種子，打造制種基地，生產出非直接食用的農作物種子；科研單位引進、篩選或培育出耐重金屬的植物新品種，通過植物的天然過濾阻隔作用，減少重金屬向可食用部分的轉移，從而達到在輕度污染土地上實現安全利用的目的。

4 輕微污染土地

這類土地被國家劃為優先保護類土地，以上幾類在農業方面的發展措施，也適用于輕微污染土地。像油葵和油菜類的修復、效益和安全結合起來的作物尤其適合，對移動性強的鎘污染土地修復效果更突出。此外，還可以種植一些生長期短有高收獲指數的作物，如玉米、高粱等；種植耐逆耐重金屬的低積累小麥品種；推廣一些對重金屬有拮抗作用的功能性農產品。土壤環境中重金屬之間具有拮抗作用，如重金屬與錫(Sn)、砷(As)、鋅(Zn)、銅(Cu)等元素具有拮抗性[8]，因此在某一種金屬元素輕度污染土壤中，可以施入適量的與該金屬有拮抗性的其他重金屬元素，并且對人體沒有危害或者有益，從而減少植物對該重金屬的吸收以及土壤中重金屬的有效態[9]。王天齊等研究堿性土壤鋅鎘比對小麥籽粒鎘積累的影響發現，土壤中Zn/Cd與小麥籽粒Cd含量顯著負相關，施加硫酸鋅能顯著提高土壤Zn/Cd，減少小麥籽粒的Cd含量[10]。有研究證明，適宜的w(鎘)/w(鋅)比可以抑制土壤中植物對鎘的吸收，因此，可以向鎘污染土壤中加入適量鋅，通過調節w(鎘)/w(鋅)，減少鎘在植物體內的富集[11]。而重要微量元素硒對土壤重金屬的拮抗作用也比較明顯。何雪等研究表明，適宜濃度的硒對馬鈴薯鎘毒害有拮抗作用[5]。在植物葉面或者根部進行含硒復合物的噴施或者基施，不僅能夠提高植物硒的含量，并且可以緩解環境脅迫對植物產生的傷害，從而在一定程度上緩解重金屬對植物產生的毒害作用[12]。譚駿等把葉施氨基酸螯合硒營養液肥(Se400)和基施硅鈣肥(Se400GG)相聯合，發現水稻對鎘的吸收和轉運明顯降低，稻粒鎘含量也降低了[13]。童凱程研究發現，在輕度鎘污染條件下，水稻揚花后葉面噴施鋅能夠顯著降低常規水稻的稻米鎘含量，但對雜交水稻稻米的鎘含量作用效果不明顯[14]。

5 總結與建議

將污染土地視為一種特殊的資源，因地制宜地加以合理利用，科學合理的規劃發展現代農業，將有利于維護當地群眾的利益和提高土地利用的綜合效益，促進污染土地的可持續發展，同時，對于深入貫徹“土十條”，嚴格執行《農用地土壤污染風險管控標準》和推動農業供給側結構性改革以及發展全域旅游等都具有重大意義。

因此，在農業農村發展新的歷史時期，為了充分利用土地資源，嚴守耕地紅線，深入推進供給側結構性改革和鄉村振興，培育農村發展的新動力，實現農業強、農村美、農民富，現根據分析情況，將污染土地按類別整理歸納，并建議如下。重度污染土地。種植有巨大經濟效益的木本油料蓖麻、山桐子、油桐等，用于工業用油，形成區域特色產業，帶來巨大的經濟效益；種植速生林或或觀賞性的林木花卉，如種桑養蠶或種植銀合歡、蘆竹、楊、柳、泡桐、旱柳、紅葉李、海棠、大葉女貞、紅葉石楠、紅楓、紫穗槐和細葉美女櫻等，以美化環境推動區域旅游業快速發展，其中既美化環境又有修復作用的有速生林木楊、旱柳和泡桐等。中度污染土地。種植林木、果樹、花卉，發展半埋式設施農業，發展油料作物油葵和油菜，開發旅游休閑觀光農業，以較低的成本實現中度污染土地的安全利用。輕度污染土地。可以作為農作物種子生產繁育基地；種植低積累農作物；采取農藝措施降低直接食用部分的重金屬積累；發展油葵、油菜等休閑觀光農業。輕微污染土地。由于植物對重金屬的吸收在種間和種內差異顯著[15]，可以種植低積累農作物品種，再加生物炭、生物有機肥、合適的葉面營養液以及水肥統籌等科學合理的農藝措施，實現農作物的安全生產利用；對于輕微污染土壤，也可選擇種植生育期短、收獲指數較高的作物玉米和高粱等，常規管理就可以實現土地的安全利用。