農用地土壤污染治理與修復技術分析

胡傳俠 劉丹蕾 樓小潔

（浙江皓景環境技術有限公司 浙江義烏 322000）

引言

農用地是糧食生產主要用地，是綠色農業獲得持續發展的重要載體，關乎全國人民溫飽不容小覷。然而，近年來隨著農村環境變化，農用地土壤受到了各類污染源的侵襲，農業產品安全危機日益明顯，農村環境保護工作迫在眉睫。在鄉村振興當中生態振興才能讓產業振興，保證農用地土壤安全、積極地治理與修復被污染土地，已經成為農村環保工作的重點內容。

1 農用地土壤污染種類及危害

以浙江省為例，其土壤污染種類雖較多，但目前該省受污染耕地安全利用率達86.57%，污染地塊安全利用率達91%。

1.1 重金屬污染

浙江省長期利用復合肥增加土壤肥力，而化肥的生產從原料開采到加工，都會產生重金屬元素或者有毒元素，如許多磷肥中含鎘、汞、鋅、砷等為代表的50 余種有毒成分。這些有害物在土壤中會逐年積累，導致農村環保工作壓力加大。而復合肥呈酸性，長期大量施用可能會使農田pH 下降，提高重金屬的生物有效性，因此復合肥對土壤污染存在一定的相關性。《浙江省農用地土壤污染源技術指南》明確指出了重金屬的最小濃度取值范圍，以鎘為例，當土壤pH ≤5.5時水田和其他田的含量都是0.1～4.5。因此，通過比對歷年浙江省農用地污染物調查報告，可以發現該省部分地區的鎘存在超標現象。

1.2 白色污染

白色污染主要源自于傳統地膜、生活塑料廢物等，這類廢物當中含有PE，該成分在土壤環境下百年都不能被降解。

1.3 有機物污染

畜禽糞便、工業污染以及大氣沉降中含有大量的有機污染物會污染地表水，導致二噁英、多氯聯苯等成分進入到溝渠、河流中，最終污染農用地[1]。而農藥中的有機磷、有機氮，如果不斷積累最終超過了土壤的自身凈化速度后，會導致土壤失去平衡，土壤質量下降，降低糧食產量。因此，治理農村有機物污染已經成為農村環保工作重頭戲。

1.4 抗生素污染

有機肥是家庭糞污發酵后形成的，由于人畜大量使用抗生素，導致有機肥中含有大量抗生素，這樣的有機肥被使用后會打破土壤環境、破壞土壤微生物體系，從而降低土壤活性。為此，國家質量檢驗檢疫總局、國家標準化管理委員會于2018 年1 月24 日對腐殖酸肥、復混肥等10 余種肥料制定了國家標準，目的就是要通過法規形式來降低各類肥料對環境的影響。

1.5 放射性污染

土壤被放射物污染后，其出產的糧食對人體有安全威脅，被人類攝入后會形成內照射損傷。我國早在2003 年施行的《放射性污染防治法》就積極鼓勵有關部門積極投入研究，力求對該類污染形成主動防控，確保環境安全。

2 農用地土壤污染治理與修復技術

2.1 農用地重金屬污染治理與修復技術

2.1.1 農用地污染重金屬污染治理

農用地污染無小事，需要生態環境部門牽頭，聯合農業部門等形成綜合防治方案，為農用地環境保護保駕護航。目前，浙江省生態環境廳、省經信委、省國土資源廳參與該項事業當中，對農業化肥、農業養殖等產業展開集中治理，保證重金屬污染防治無死角。生態環境廳與農業部門面對農民群體展開測土配方施肥培訓，目的是讓農民科學施肥減少重金屬等危害；對養殖業飼料以及藥品進行嚴格檢測、管理，努力地降低飼料中重金屬含量；對基層排污口展開動態監測，發現污染問題立刻落實責任。浙江省的這一系列方案，讓農村環保工作取得了喜人成績，2020 年重金屬污染物排放量比2013 年降低了10%。

2.1.2 農用地重金屬污染修復技術

對于小面積出現重金屬污染的農用地適用工程措施修復，主要采用對周圍環境影響最小的環保技術——換土法，將小面積被污染的農用地土壤置換，操作簡單成本相對較低。農用地被易揮發重金屬汞所污染后可采用熱脫附技術修復[2]，該技術為物理修復方法，修復效果顯著而且易操作，但使用的加熱設備成本較高，也易受到土壤中水分的腐蝕，故而整體操作成本較高。

對于鎘、鉛、汞等重金屬污染可利用腐殖酸鈉來處理，腐殖酸鈉與重金屬形成的是包括物理反應、化學反應在內的復雜反應，對鎘、鉛、汞具有明顯的吸收作用，從而提高了土壤健康水平。經過多年環保技術驗證，黑麥可以有效吸收銅、錳、鈷、鎘等重金屬元素；東方香蒲對砷、鎘、鉛具有很好的吸收作用；天門冬對重金屬微粒具有吸附作用。

當然，在具體的環保工作中還應控制農用地土壤污染修復成本。因此，在應用具體修復技術之前，要對被污染的農用地土壤展開環保檢測，明確污染范圍、污染程度，有效地將多種手段融入制定出合理的修復技術體系，盡可能降低重金屬污染。如，將腐殖酸鈉吸附法、生物修復法結合起來，確保土壤處在較為健康的狀態，且修復成本也在可控范圍之內。腐殖酸鈉吸附法、生物修復法對于被重金屬污染的水田效果尤為顯著。

2.2 農用地白色污染治理與修復技術

2.2.1 包裝物管理

包裝物管理主要處理涉農物資的外包裝，該工作由農業部門、生態環境部門聯合推進，浙江省積極貫徹《浙江省農藥廢棄包裝物回收和集中處置試行辦法》，形成了以經營單位負責回收、專業機構來負責處理、公共財政提供資金支持的綜合管理模式，積極地回收各類農藥塑料包裝。迄今為止，該省在85 個涉農縣建立了社農產品包裝物回收點，涉農塑料包裝2020 年基本實現全面回收。

2.2.2 地膜回收

地膜回收是與涉農產品包裝管理一同啟動的項目，同樣也是由上述所提到的部門聯合發起。截止目前，浙江省涉農縣地膜回收率達到了94.6%以上。

2.2.3 其他生活垃圾處理

為了避免鄉村、城郊生活中塑料制品等進入農用地造成土壤污染，浙江省在全省農村地區開展垃圾分類處理，截止目前85%的行政村都實現了垃圾分類這一目標。不同垃圾得到了不同的處理，垃圾不再于荒野、田野中存在，農用地土壤已擺脫生活垃圾影響。

對白色污染土地進行平衡土壤酸堿度測試，與鄰近地塊酸堿度對比，若是出現偏酸現象，需要在被污染土壤當中適當地加入堿性石灰，降低土壤酸性。最為關鍵的是，石灰具有殺滅害蟲蟲卵的作用。若土壤偏堿，經過測算后可在土壤中融入一定量的腐殖酸，或者以每年每畝地30～40kg 石膏的比例降低土壤的堿性。

2.3 農用地有機物污染治理與修復技術

2.3.1 物理修復

熱脫附、高溫凈化、高溫分解、傳統焚燒、玻璃化等技術都屬于物理修復范疇，這些方法都是利用了有機污染物遇熱揮發和分解的特性，或者利用某種介質使有機污染物被固定于土壤中不被擴散。與化學修復、生物修復相比，物理修復方法治標不治本，故而在土壤修復工作中采用率不高[3]。但小面積污染可采用置換法，見效快、修復周期短、成本低。

2.3.2 化學修復

光催化氧化法、超級氧化法、萃取法、洗滌法、化學氧化還原法都是經多年土壤污染治理工作總結形成的較為見效的方法，但這些方法的修復造價較高，同時還可能造成二次污染。如，萃取法主要是針對有機污染較為嚴重的小塊土壤，如果是大面積有機物污染的土壤便不適合該法。化學氧化還原法相對使用價值較高，主要是源于該方法利用臭氧、過氧化氫、高錳酸鉀、二氧化氯的活躍性質將土壤中有機污染物凈化，整個反應過程沒有或者只有少部分二次污染。該法因為涉及到了氧化還原反應，反應時間較短，對操作者的能力有著較高要求。因此，化學修復多種方法的取舍要根據土壤等級、污染嚴重程度、有機物種類來有效選擇，還需要權衡成本，盡量做到修復的高效化、低成本化。

2.3.3 生物修復

生物修復主要利用動物、微生物、植物來有效清除土壤當中的有機污染物。動物修復指的是利用蚯蚓等益蟲來有效消除土壤當中的有機污染物。微生物修復則是利用土著菌、外來菌、基因工程菌來有效地消除土壤中的有機污染物。但微生物在改變土壤性狀的同時，也需要輔助手段來配合微生物修復，如利用氧化還原電位、給土壤增加營養等方式，讓微生物修復效果得到加強[4]。

2.4 農用地抗生素污染治理與修復技術

浙江省生態環境部門主要對飼料產業、醫療產業等展開全面的調研，針對飼料業展開了全過程跟蹤，努力地減少飼料中添加抗生素的現象。同時，積極響應《中華人民共和國生物安全法》，以科學合理手段研究抗生素、微生物藥物殘留對人體健康的影響，對抗生素、微生物對環境的破壞展開動態研究，建立抗生素、微生物藥物污染指標評價體系，用綜合手段來減少農村農用土地抗生素、微生物污染概率。

目前，在抗生素造成的農用地污染方面主要采用植物修復技術。該技術具有操作簡單、成本低廉、效果持久的特點。在植物種植過程中，通過合理計算向土壤供給氮、氧，能夠有效改善土壤性狀，改善土壤微觀生態。不可否認的是植物修復效果慢，非短期內就能見到明顯的效果。因此，目前出現基因改造植物，通過該植物對被抗生素污染的地塊展開修復工作時，由于基因改造植物的使用必須要有嚴密的監控系統，因此必須嚴格管控避免該類植物對自然生態的負面影響，遏制基因轉移、抗性基因的生成才行。微生物輔助的根際修復技術能夠有效清除、降解土壤中含有的抗生素成分。這是源于植物根際與土壤緊密接觸，植物和微生物彼此作用刺激植物分泌出螯合劑、酸性物質，這些物質能夠促進土壤中抗生素成分的遷移，從而有效降解污染物、降低污染物對土壤的影響。

2.5 農用地放射性污染治理與修復技術

農用地放射性污染的治理，同樣需要多方主體聯合防控、治理。具體防控治理的方式前文多處已經論述，故這里不再贅述，因此主要介紹農用地放射性污染的修復技術。電動力法、工程法、淋洗法、微生物修復法、植物修復法等都是農用地放射性污染的修復技術。電動力法主要是在土壤當中插入正負電極，以低壓電流使土壤中帶電離子發生遷移，經過一段時間后污染物會集中于電極，將這些污染物集中收集并處理便可，處理效果顯著，不會對附近建筑物、構筑物產生影響，但會改變土壤理化效果，對土壤生產力形成一些影響。微生物法是利用微生物可降解放射性污染物這一原理，將污染物轉化為無毒物質，該法雖然安全有效，但需要注意微生物對土著微生物的影響，考慮周全才能實施方案，否則會帶來新的問題。植物法是利用某些植物吸附放射性污染物的特性來凈化土壤，被認為是未來農用地放射性污染最有效的修復方法，目前最重要的是應不斷優選適用于各類土壤的可以吸收放射性污染物的植物。

3 未來農用地土壤污染治理與修復展望

礬污染被認為是未來農用地土壤的新污染種類，治理此類土壤污染需要充分考慮玻璃化技術、生物修復技術、化學修復技術、天然礦物修復技術、農業生態修復技術等，同時橫向對比各類技術的優劣勢，選擇出最合理的方案。其中，農業生態修復技術是眾多環保技術當中成本較低的技術，主要是將蓖麻、花卉、棉花等非食用作物種植在礬污染地塊之上，避免礬通過作物籽實影響人體健康。另外，為了保證農業生態修復技術在相對短的時間里形成效用，還需要配合化學修復技術、生物修復技術等[5]。因此，對農用地的環境保護工作將會成為未來的一種常態工作，需要形成標準的操作流程。

3.1 土壤環境調查和評估

土壤環境調查和評估主要是確定被污染農用地的地理位置、面積、污染程度、污染種類以及地下水、地上水、空氣污染等具體情況。這一環節需要生態環境保護部門深入調查，建議采用先進的檢測設備，對土壤以及周圍環境做出最貼合實際的評價，找到具體的污染源。

3.2 風險管控

由縣以上人民政府有關部門、生態環境部門、國土資源局等協同操作，劃出具體的區域，對修復工作展開全面分析，明確其中的風險因素，并建立防范風險擴散的措施。在污染成因排查方面融入現代設備，保證對各類污染源的動態監控并建立檔案，積極查封污染源或者責令排放者將污染物凈化到標準之內再排放，處在兩個轄區之間的農用地需要建立跨區域聯防機制，做到“誰排放誰負責，誰污染誰賠償”。

3.3 編制土壤修復方案

根據生態環境部門結合評估結果、出具的風險解決措施以及國家與地方有關的技術規范，制定具體的土壤污染修復方案。同時，對編制完畢的方案進行復審，方案復審通過后才可依據方案進入土壤污染修復階段。

3.4 組織實施工程

工程實施過程中要求所有人員按照規定操作，以具體的檢測數據為指導，在無需大調整修復方案的基礎上做到動態微調，以適應具體工作實況，努力達成預期目標。

3.5 工程驗收

驗收由施工企業自檢和第三方驗收為主要內容。驗收中需要有生態環境部門以及其他主要部門人員在場。

3.6 后期維護和科學使用土地

修復治理后的農用地土壤已符合《土壤環境質量農用地土壤污染風險管控標準（試行）》（GB15618-2018）的要求，但后期也需要加強維護和科學使用土地避免再次污染。

結語

農用地土壤污染治理與修復是非常系統的工作，必須由政府主導，并保證治理有效。良好的治理環節可以減少土地被繼續污染的可能性，從而有效降低修復難度。在農用地重金屬污染、白色污染、有機物污染、抗生素污染、放射性污染的修復工作當中，基本上都存在化學修復、物理修復、植物修復、微生物修復等技術方案，在具體操作中要按土地等級以及價值來綜合選擇具體的修復方案。