農用地土壤重金屬污染防治與管控措施

徐永攀 徐俊杰

（1.浙江省環(huán)境科技有限公司，浙江 杭州 311121；2.浙江環(huán)科環(huán)境研究院有限公司，浙江 杭州 311121）

引言

據(jù)我國最新的土壤重金屬污染調查結果顯示，目前我國遭受重金屬污染的農用地面積已經高達2000萬公頃之多，占全國耕地總面積1.28億公頃（19.18億畝）的1/6以上。調查結果還顯示，我國農用地土壤重金屬污染呈現(xiàn)出明顯的地域性，經濟相對發(fā)達的南方地區(qū)農用地土壤遭受重金屬污染的程度要顯著高于經濟相對落后的北方地區(qū)，而且越是經濟發(fā)達的地區(qū)農用地土壤遭受的重金屬污染越嚴重，其中很多農用地土壤污染嚴重的地區(qū)是我國重要的糧食產地和魚米之鄉(xiāng)。農用地土壤污染嚴重影響農產品產量和質量，進一步影響人民群眾生命健康和社會經濟。統(tǒng)計顯示，我國每年由于農用地土壤重金屬污染直接造成的糧食減產數(shù)量高達1000萬噸以上，同時有1200萬噸以上的糧食遭受重金屬污染，帶來的直接經濟損失至少在200億元以上，每年我國用于農用地土壤重金屬污染治理方面的資金多達數(shù)十億元。

1.農用地土壤重金屬污染的形成原因

農用地土壤重金屬污染的形成原因按照污染產生來源主要分為自然原因和人為原因兩方面，而人為原因是造成農用地土壤重金屬污染不斷加劇的主要原因，自然原因則是次要原因，人為原因主要包括：工礦企業(yè)污染、交通車輛污染、農業(yè)生產污染、污水灌溉污染和電子垃圾污染等多重因素。

1.1 自然形成原因

自然原因是指土壤在形成過程中隨著自然界作用使得土壤中帶有一定的重金屬物質。地殼巖石中本身含有種類豐富的重金屬，在地表土壤漫長的形成過程中，隨著地殼巖石的風化作用、水氣運動以及微生物和動植物生命活動，使得土壤中自然而然地含有一定的重金屬物質。

1.2 人為形成原因

1.2.1 工礦企業(yè)污染

工礦企業(yè)的生產活動對原始地殼和地貌造成了破壞，同時生產活動中造成大量的廢水、廢渣、廢氣和煙塵排放，這些污染物中均含有重金屬污染物，這些污染物質在自然環(huán)境中不斷地沉降和擴散，對包括農用地土壤在內的當?shù)厣鷳B(tài)環(huán)境造成了重金屬污染。尤其是一些金屬礦區(qū)的生產活動以及廢渣、礦渣、尾礦的長期暴露會導致重金屬物質不斷地擴散到土壤中，對土壤環(huán)境造成了嚴重污染。

1.2.2 交通車輛污染

交通車輛行駛中燃油燃燒會產生尾氣，輪胎磨損會產生粉塵，車輛尾氣和輪胎粉塵中都含有鉛、鉻、鎘等重金屬物質，其中汽車尾氣中鉛的濃度高達20～50μg/L。城市地區(qū)的交通車輛行駛密集，因此城市道路兩旁的土壤中重金屬污染的濃度最高，隨著距離公路的距離延長重金屬污染濃度呈現(xiàn)出逐漸降低的趨勢，通常延長至距離公路50m左右時重金屬濃度會降低至背景值。

1.2.3 農業(yè)生產污染

現(xiàn)代化農業(yè)生產中需要使用大量的農藥、化肥、地膜、塑料篷布等農業(yè)物資，這些農業(yè)物資中含有多種重金屬，例如：過磷酸鹽類化肥中含有較高的鉛、鎘和砷，一些農藥中含有較高的鉛、鎘、砷、汞，地膜和塑料篷布中的熱穩(wěn)定劑含有較高的鉛和鎘。在農業(yè)生產中大量和過量使用農業(yè)物資，重金屬會緩慢釋放到土壤環(huán)境中并隨著時間不斷沉降累計，而且在耕作、水流和空氣等外部因素作用下，重金屬會不斷擴展，導致土壤重金屬污染越來越嚴重。

1.2.4 污水灌溉污染

現(xiàn)代經濟的快速發(fā)展和城市化進程的快速推進導致了嚴重的城市水環(huán)境污染，城市當中工業(yè)廢水和生活污水的違規(guī)排放導致城市河道和地下水環(huán)境被污染，工業(yè)廢水和生活污水中含有鉛、鉻、汞、銅、鋅、鎳、砷等重金屬，灌溉用水被工業(yè)廢水和生活污水污染后造成的最直接的影響之一就是農用地重金屬污染，據(jù)相關調查統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示目前我國大約有330多萬公頃的農用地存在污水灌溉現(xiàn)象。

1.2.5 電子垃圾污染

我國每年會產生大量的電子垃圾，電子垃圾富含重金屬。我國目前在電子垃圾收集、堆放和處理方面比較落后，沒有建立起完善健全的電子垃圾收集、堆放和處理體系。目前電子垃圾被隨意丟棄，與普通生活垃圾簡單的堆放在一起進行焚燒處理，沒有相關機構對其進行針對性收集、堆放和處理，此外，一些電子垃圾回收機構堆放不當，手工拆解，處理不當，導致重金屬泄露對農用地土壤造成污染。

2.農用地土壤重金屬防治與管控對策分析

根據(jù)上述研究分析，農用地土壤重金屬污染是由多方面原因直接或間接共同導致的，人為原因是導致農用地重金屬污染的主要原因，因此，在開展農用地重金屬污染的防治與管控工作時，也應當結合污染導致原因有針對性地開展防治與管控工作，基于此，建議從以下幾個方面入手，開展農用地土壤重金屬污染防治與管控工作。

2.1 堅持貫徹“土十條”精神，認真落實法律法規(guī)

2014年“土十條”的提出，2018年《中華人民共和國土壤污染防治法》的出臺，標志著我國土壤污染防治工作已經走上了法制化軌道，《中華人民共和國土壤污染防治法》對我國各級政府部門及有關管理部門的崗位職責做出了明確界定。因此，各級政府部門和相關管理部門要繼續(xù)以“土十條”精神為指導，以《中華人民共和國土壤污染防治法》為依據(jù)，認真貫徹落實法律法規(guī)有關的各項內容，加強農用地土壤重金屬污染防治監(jiān)督和執(zhí)法力度，切實踐行“綠水青山就是金山銀山”的思想理念，推進我國農用地土壤環(huán)境持續(xù)改善。

2.2 建立健全農用地土壤重金屬污染監(jiān)測機制

我國土壤重金屬污染監(jiān)測工作起步于20世紀90年代，然而土壤重金屬污染監(jiān)測主要采取抽樣監(jiān)測方式，抽樣監(jiān)測方式的監(jiān)測效率低，監(jiān)測的覆蓋范圍也有限，而且監(jiān)測數(shù)據(jù)也不對社會公開，這樣的監(jiān)測方式無法滿足日益嚴峻的土壤重金屬污染趨勢，因此，加快建立健全農用地土壤重金屬污染監(jiān)測機制迫在眉睫。其一，要增大監(jiān)測密度，將鄉(xiāng)鎮(zhèn)作為最基本的監(jiān)測單位，以農用地土壤和農產品中的重金屬濃度作為監(jiān)測對象，并以有效態(tài)監(jiān)測臨界值為參考，對其進行跟蹤監(jiān)測與評價。其二，不同地區(qū)導致農用地土壤重金屬污染的原因不同，根據(jù)上文對導致農用地土壤重金屬污染的成因分析并結合當?shù)貙嶋H情況，將導致當?shù)剞r用地土壤重金屬污染的重要原因作為跟蹤監(jiān)測的重點對象對其進行跟蹤監(jiān)測。其三，加強農業(yè)管理信息化水平，構建起覆蓋全國的農用地土壤重金屬監(jiān)測數(shù)據(jù)信息化系統(tǒng)，及時更新各地區(qū)農用地土壤重金屬污染數(shù)據(jù)，通過信息化系統(tǒng)及時掌握農用地重金屬污染現(xiàn)狀和防治動態(tài)。

2.3 從污染源頭入手阻斷重金屬污染輸入

想要阻斷重金屬污染傳播途徑進而有效降低農用地土壤重金屬污染程度，其根本措施之一就是從污染源頭入手進行嚴格防治與管控。首先，要以扎實的農用地土壤重金屬污染物監(jiān)測和分析工作為基礎，通過運用多種先進的分析技術明確農用地土壤重金屬污染的特征和類型，進而對重金屬污染來源做出分析，明確相關污染源在當?shù)剞r用地土壤重金屬污染中的貢獻值，最終得到一張當?shù)剞r用地土壤重金屬污染源圖譜，以便從整體上掌握當?shù)剞r用地重金屬污染的面積大小、空間分布特點以及遷移發(fā)展趨勢，并對當?shù)剞r用地土壤重金屬污染的重點區(qū)域做出精準識別，為針對性地開展污染源頭防治與管控工作奠定基礎。其次，大力發(fā)展重金屬污染源攔截阻斷技術、綠色清潔處理技術和資源化再利用技術，從源頭上消減重金屬污染物向農用地土壤中的擴散。導致農用地土壤重金屬污染其中主要原因之一是農藥、化肥，地膜等農業(yè)物資的不科學使用，因此要積極發(fā)展精準農業(yè)，一方面嚴格管控農藥、化肥、地膜等農業(yè)物資的品質，杜絕使用劣質的農業(yè)物資并重視開發(fā)環(huán)境友好型的農業(yè)物資。另一方面，推廣精準施肥施藥技術，降低農業(yè)物資的使用量，有效降低農業(yè)生產過程中重金屬污染的輸入。此外，發(fā)展農業(yè)面源污染防治技術，優(yōu)化企業(yè)空間布局的合理性，發(fā)展企業(yè)清潔生產技術、綠色處理技術和資源化再利用技術，從源頭消減重金屬污染物產生。

2.4 強化灌溉水源的監(jiān)測和凈化

針對農業(yè)灌溉水源被污染而導致的農用土地重金屬污染，一方面，要加強對農用土地灌溉水源的水質監(jiān)測工作，結合重金屬污染監(jiān)測數(shù)據(jù)信息化系統(tǒng)和當?shù)剞r用地土壤重金屬污染源圖譜，對礦區(qū)、工業(yè)區(qū)、城市河道、道路沿岸河道等重點區(qū)域進行灌溉水源水質監(jiān)測，及時掌握灌溉水源的水質情況。另一方面，發(fā)展具備抗沖擊能力強、配合反應速率穩(wěn)定高效、凈化效果好、適用面廣、脫除程度深、耐溫性和耐酸堿性好等優(yōu)點的先進性灌溉水源重金屬污染高效凈化技術，利用重金屬污染高效凈化技術對重金屬污染物良好的配合反應能力實現(xiàn)對灌溉水的高效沉淀和深度凈化。

2.5 加強宣傳教育及培訓指導

農用地土壤重金屬污染防治與管控是一項社會性工程，其涉及的方面和涉及的主體都比較廣泛，涉及的主體：各級政府、相關管理部門、科研機構、企業(yè)、農業(yè)從業(yè)人員以及社會大眾等。由于農用地土壤重金屬污染防治與管控具有較強的系統(tǒng)性，要達到理想的防治與管控效果就必須全社會廣泛參與其中，因此，各級政府和相關管理部門要加強農用地土壤重金屬污染防治與管控有關方面的宣傳教育及培訓指導力度。具體來說，各級政府要加強對轄區(qū)內重點企業(yè)和相關區(qū)域的監(jiān)管力度，明確企業(yè)及相關方的責任。其次，要加強對農業(yè)從業(yè)者的宣傳教育和農業(yè)技術工作者的現(xiàn)代化技術技能培訓指導，提升農業(yè)從業(yè)者的環(huán)保意識和農業(yè)技術工作者的現(xiàn)代化技術技能水平。最后，各級政府和相關管理部門要加強對全社會的環(huán)保宣傳教育，在全社會營造出一種各級政府主導、相關管理部門銜接、重點區(qū)域負責人擔責、社會大眾積極關注，積極參與、積極監(jiān)督的農用地土壤重金屬污染防控體系與氛圍。

2.6 應用和發(fā)展現(xiàn)有修復技術

隨著全社會對農用地土壤重金屬污染越來越關注和對土壤重金屬污染修復技術研究的不斷深入，目前，已經出現(xiàn)了多種土壤重金屬污染修復技術，主要包括：土壤洗脫修復技術、原位鈍化修復技術、“離子反應+生物降解”聯(lián)合修復技術、植物修復技術等。這些修復技術經過在農用地土壤重金屬污染修復中的實踐應用證明具有良好的修復效果。例如：土壤淋洗修復技術工藝原理和操作流程都比較簡單，修復效果也較為理想，具有良好的應用和推廣價值。原味鈍化修復技術特別適用于中度污染以下的農用地重金屬污染修復，能夠做到生產和修復同時兼顧，因此修復工作不會影響正常農業(yè)生產，因此修復的成本較低，十分契合我國當前農業(yè)發(fā)展需求。“離子反應+生物降解”聯(lián)合修復技術是一種將化學與微生物學聯(lián)合應用的土壤重金屬污染修復技術，通過化學藥劑與重金屬快速的離子反應作用減弱和消除重金屬的危害，同時在微生物酶的作用下為化學反應創(chuàng)造有利條件從而促進反應的效率和效果，同時在微生物作用下能夠有效改善農用地土壤的微環(huán)境和肥力，該技術的技術原理和實施操作都比較簡單，而且修復效果均勻，還具有良好的環(huán)境親和性和實用性。植物修復技術是一種新興的土壤重金屬污染綠色修復技術，具有與原位修復技術相似的特性和所具備的優(yōu)點，同時與微生物修復相似，具有良好的環(huán)境親和性和土壤微環(huán)境與肥力改善功能，植物修復技術兼具多種修復技術的特點，目前該技術正處在研究和小范圍應用階段。

2.7 健全土壤修復質量評價體系

農用地土壤重金屬污染修復工作具有較強的系統(tǒng)性，涉及的方面和環(huán)節(jié)多，其中，土壤修復質量評價是農用地土壤重金屬污染修復工程中十分重要的一環(huán)，在農用地土壤重金屬污染防治與管控工作中發(fā)揮著重要作用。一方面，通過土壤修復質量評價能夠對以往土壤修復工作成果進行總結，還能及時發(fā)現(xiàn)當前土壤修復技術和工作中存在的不足之處，為后續(xù)土壤修復技術的優(yōu)化和工作方式的改進提供有效支撐。另一方面，土壤修復中存在二次污染隱患，而且，土壤重金屬污染隨著時間推移在不斷地發(fā)展變化，因此，土壤修復技術也需要持續(xù)進行優(yōu)化升級，土壤修復質量評價對于防止土壤修復中二次污染發(fā)生以及促進土壤修復技術不斷優(yōu)化升級有著積極的促進作用。可見，健全土壤修復質量評價體系其重要性不言而喻，因此，我國要努力建立包含農用地土壤重金屬去除效果指標、土壤微環(huán)境指標、土壤肥力指標、土壤物理化學性質指標、農產品產量和質量指標以及經濟性指標在內的土壤修復質量評價體系。

2.8 不斷創(chuàng)新土壤污染修復技術

隨著社會不斷發(fā)展，農用地土壤重金屬污染狀況變得越來越復雜，常見的修復技術難以滿足日益復雜嚴峻的農用地重金屬污染修復需求，因此，持續(xù)加強修復技術研究創(chuàng)新勢在必行。當今社會科學技術快速發(fā)展，為新型修復技術的研究創(chuàng)新提供了強大的技術支撐，而且隨著農用地土壤重金屬污染修復工作經驗的不斷積累，也為新型修復技術的研究創(chuàng)新提供了有力的經驗支持。因此，各級政府和相關管理部門要加大對農用地重金屬污染修復技術相關方面的政策和資金投入力度。一方面，要廣泛吸取發(fā)達國家先進的農用地重金屬污染防治與管控技術和經驗，積極構建農用地土壤重金屬污染監(jiān)測與評價機制。另一方面，科研機構要積極投身于新型農用地重金屬污染修復技術的研究探索，基層農業(yè)技術人員應致力于農用地土壤重金屬污染修復實踐經驗的不斷積累、總結以及新型修復技術的應用與推廣，通過各級政府、相關管理部門、科研機構和基層農業(yè)技術人員的共同努力為我國農用地重金屬污染修復技術與能力的不斷提高注入源源不斷的動力。

結語

農業(yè)是眾業(yè)之首，農業(yè)與人民群眾生命健康、國家糧食安全和國民經濟發(fā)展緊密關聯(lián)，而農用地土壤則是農業(yè)生產最基礎的資源，只有農用地土壤安全，農產品才能安全健康，農業(yè)才能實現(xiàn)健康可持續(xù)發(fā)展。農用地土壤重金屬污染嚴重威脅我國農產品安全，當前我國農用地土壤重金屬污染形勢日益嚴峻，農用地重金屬污染修復工作任務艱巨。農用地重金屬污染具有隱蔽性強的突出特點，相比一般污染源而言，其危害性更大，持續(xù)性更強，治理難度更大，然而相比于發(fā)達國家，我國在農用地重金屬污染防治與管控方面正處在初級階段，但是相關的技術水平較低，經驗積累較少。農用地土壤重金屬污染修復是一項涉及面很廣的系統(tǒng)性工程，只有全社會共同關注、共同參與、共同治理才能有力推進我國農用地重金屬污染修復水平和能力不斷提升，使得農用地土壤環(huán)境不斷改善，所以，我國農用地重金屬污染修復防治與管控工作任重而道遠。