我國農(nóng)田土壤污染狀況及防治對策.doc

我國農(nóng)田土壤污染狀況及防治對策 摘要：我國農(nóng)田土壤污染日趨嚴(yán)重，農(nóng)田受污染率從20世紀(jì)80年代末期的不足5%，上升至目前的19.4%；污染物主要工礦業(yè)三廢(廢水、廢氣、廢渣)，并通過大氣沉降、洪水沖積和不合理的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程3個路徑進(jìn)入農(nóng)田，其中不合理的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程，尤其是污水灌溉是污染物進(jìn)入農(nóng)田的首要路徑；不僅化肥會污染農(nóng)田，有機(jī)肥同樣也會污染農(nóng)田。通過調(diào)節(jié)Cd超標(biāo)農(nóng)田土壤的PH值可以降低Cd的活性，減輕對農(nóng)作物的危害；不同作物對Cd的敏感性不同，通過調(diào)整農(nóng)作物品種結(jié)構(gòu)，可以降低危害；治理農(nóng)田土壤污染，首要工作是強(qiáng)化農(nóng)田土壤污染防控，并因情而宜，走綜合治理之路。該文首次量化了我國農(nóng)田土壤污染變化態(tài)勢，明確提出了化肥在農(nóng)田土壤污染中的3方面體現(xiàn)，概括出污染物進(jìn)入農(nóng)田土壤的3個路徑，首次將污水灌溉從過去的嚴(yán)重缺水區(qū)域有意識地利用污水灌溉擴(kuò)展到有意識地利用污水灌溉和無意識地利用了受到污染的水源進(jìn)行灌溉兩個方面，明確提出了有機(jī)肥同樣會污染農(nóng)田的結(jié)論，并提出了防治土地污染的3項對策。 關(guān)鍵詞：農(nóng)田土壤污染；重金屬污染；土壤修復(fù)；耕地質(zhì)量；防治對策；中國； 萬物土中生，人們吃的糧食、瓜果、蔬菜，以及植物油料、糖料、中藥材等幾乎全部產(chǎn)自土壤；人們吃的肉、蛋、奶等畜禽產(chǎn)品，以及淡水產(chǎn)品多數(shù)也是由土中生長的飼料轉(zhuǎn)化而來。只有保有清潔的土壤，才有可能生產(chǎn)出安全的食物，才能從源頭上保障舌尖上的安全。然而，目前我國的土壤污染問題日趨嚴(yán)重，舌尖上的安全受到了嚴(yán)重威脅，已到了必須采取行動的時刻。 1我國農(nóng)田土壤污染狀況 1.1農(nóng)田土壤受污染率呈明顯上升之勢 根據(jù)國家環(huán)保部公布的資料，1989年全國受污染農(nóng)田600萬hm21，占當(dāng)年耕地總面積的4.6%；1990年全國受污染農(nóng)田面積667萬hm22，占當(dāng)時全國耕地總面積的5.1%；1991全國受污染農(nóng)田1000萬hm23，占當(dāng)年全國耕地總面積的7.7%；2000年對30萬hm2基本農(nóng)田保護(hù)區(qū)土壤有害重金屬抽樣監(jiān)測結(jié)果表明，土壤重金屬超標(biāo)率達(dá)12.1%4；xx年在全國31個省(市、區(qū))364個村莊的監(jiān)測結(jié)果表明，農(nóng)村土壤樣品污染物超標(biāo)率達(dá)21.5%5。根據(jù)宋偉等人的測算，我國受到重金屬污染的農(nóng)田面積占耕地總面積的16.67%6。根據(jù)趙其國院士的材料7，我國重金屬污染農(nóng)田土壤超過2000萬hm2，占耕地總面積的16.4%，加上農(nóng)藥污染農(nóng)田土壤933萬hm2、污水灌溉污染農(nóng)田217萬hm2、受石油污染的土壤50萬hm2、受工業(yè)廢渣污染的農(nóng)田10萬hm2和受采礦污染的土壤面積20萬hm2，共計3230萬hm2，相當(dāng)于當(dāng)時全國耕地面積的26.5%(1)。首次全國土壤污染狀況調(diào)查結(jié)果表明，全國耕地土壤點(diǎn)位超標(biāo)率為19.4%，其中輕微、輕度、中度和重度污染點(diǎn)位比例分別為13.7%、2.8%、1.8%和1.1%，主要污染物為鎘、鎳、銅、砷、汞、鉛、滴滴涕和多環(huán)芳烴8。 綜合各方面的材料，我國農(nóng)田土壤受污染率已從20世紀(jì)80年代末期的不足5%，上升至目前的近20%。尤其令人震驚的是，部分經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)地區(qū)農(nóng)田污染問題非常突出，例如，廣東省清潔土壤只有11%，輕度污染農(nóng)田占耕地總面積的77%，重度污染農(nóng)田占耕地總面積的12%左右9。 1.2土壤污染趨向多源性和復(fù)雜性，并且治理難度巨大 我國土壤污染正從常量污染物轉(zhuǎn)向微量持久性毒害污染物；土壤污染從局部蔓延到大區(qū)域，從城市郊區(qū)延伸到鄉(xiāng)村，從單一污染擴(kuò)展到復(fù)合污染，從有毒有害污染發(fā)展至有毒有害污染與氮、磷營養(yǎng)污染的交叉，形成點(diǎn)源與面源污染共存，生活污染、農(nóng)業(yè)污染和工業(yè)污染疊加、各種新舊污染與二次污染相互復(fù)合或混合的態(tài)勢10。目前，受到重金屬污染的農(nóng)田已遍布我國多個省(市、區(qū))11。 土壤污染與大氣污染和水污染不同，大氣污染和水污染一般比較直觀，容易被人們發(fā)覺；而土壤污染往往不易被人們發(fā)現(xiàn)，一般要等到農(nóng)產(chǎn)品發(fā)生危害時，人們才會追溯到土壤，并且需要通過對土壤樣品進(jìn)行分析化驗和農(nóng)作物的殘留檢測才能確定。另外，污染物質(zhì)在大氣和水體中一般容易擴(kuò)散和稀釋，所以只要切斷污染源并采取有效的治理措施，很快就會見效；而污染物在土壤中一般難以擴(kuò)散和稀釋，土壤污染一旦發(fā)生，則很難恢復(fù)，治理成本較高、治理周期較長，甚至被某些重金屬污染的土壤需要2001000年的時間才能夠恢復(fù)10。 2農(nóng)田土壤中主要污染物質(zhì)及污染物進(jìn)入農(nóng)田路徑 2.1農(nóng)田土壤中的主要污染物質(zhì) 農(nóng)田土壤污染有化學(xué)污染、物理污染和生物污染。影響農(nóng)產(chǎn)品安全質(zhì)量的主要是化學(xué)污染。因此，目前引人關(guān)注的也主要是化學(xué)污染及化學(xué)污染物。 化學(xué)污染物質(zhì)可分為：無機(jī)污染物和有機(jī)污染物兩大類12。無機(jī)污染物包括對生物有危害作用的元素和化合物，主要指重金屬元素如汞(Hg)、鎘(Cd)、砷(As)、鉛(Pb)、鉻(Cr)、銅(Cu)、鎳(Ni)、鋅(Zn)、鈷(Co)等，當(dāng)前最引人關(guān)注的是Hg、Cd、As、Pb、Cr等，尤其是xx年湖南“鎘米”事件給人們帶來了很大的恐慌；有機(jī)污染物包括有機(jī)氯類、有機(jī)磷類、氨基甲酸酯類、苯氧羧酸類、苯酰胺類等，主要化工廠排放和化學(xué)農(nóng)藥。 2.2污染物質(zhì)進(jìn)入農(nóng)田的主要路徑 眾所周知，土壤中的污染物主要工礦業(yè)三廢(廢水、廢氣、廢渣)、機(jī)動車尾氣排放，以及生活垃圾、污泥、肥料、農(nóng)藥和農(nóng)膜。但這些污染物質(zhì)是怎么進(jìn)入農(nóng)田中的？概括起來主要有以下3種路徑： 2.2.1大氣沉降 工礦企業(yè)每天向大氣排放大量的粉塵和廢氣，熱電廠、餐飲企業(yè)和家庭每天向大氣排放大量的煙塵，機(jī)動車每天向大氣排放大量的尾氣，大風(fēng)將地表有害的粉塵吹向天空，機(jī)動車在行駛過程中將路面的粉塵拋向天空。可以說，每天有大量的粉塵和廢氣排向大氣，而這些物質(zhì)又以降塵的形式，或伴隨著降水回到地面，進(jìn)入農(nóng)田，污染土壤。大氣沉降物質(zhì)包括Hg、Pb、Cd、Zn等重金屬13，以及二氧化硫、氟化物、氮氯化物、碳?xì)浠衔锏龋挥械牡胤?，大氣沉降甚至是農(nóng)田土壤污染物的主要，如據(jù)天津郊區(qū)農(nóng)田重金屬分析結(jié)果，農(nóng)田土壤中Cd和Pb的90%于大氣沉降14。大氣污染物沉降所造成的土壤污染具有區(qū)域范圍廣和外源污染的特點(diǎn)。某一個區(qū)域，即使不使用任何污染物質(zhì)，也有可能受周邊大氣污染的影響，以大氣污染物沉降的方式造成土壤污染。酸雨是一種典型的大氣沉降污染，目前，全國近12.2%的國土受到酸雨的影響15。 2.2.2洪水沖積 在礦區(qū)經(jīng)?？吹蕉逊e如山的礦渣堆放場，或規(guī)模巨大的尾礦庫；在一些工礦企業(yè)周邊星狀分布著大大小小的渣山或廢水塘。這些含有大量有害物質(zhì)的尾礦、廢渣、廢水，平時只危害當(dāng)?shù)氐乃w和土壤，但一旦遇到暴雨和洪水，大量的有害物質(zhì)就會沖向周邊和下游地區(qū)的農(nóng)田，污染水體和土壤。如xx年6月廣西壯族自治區(qū)環(huán)江毛南族自治縣遭遇特大暴雨襲擊，環(huán)江河上游的3家選礦企業(yè)尾礦庫潰壩，洛陽鎮(zhèn)、大安鄉(xiāng)、思恩鎮(zhèn)600hm2農(nóng)田被尾礦及廢礦渣淹沒16，莊稼大面積死亡，到了第二年，地里種什么作物都不長，嚴(yán)重的地方寸草不生。土壤化驗結(jié)果表明，農(nóng)田土壤酸度過大，Pb、Zn、As等元素超標(biāo)。因洪水造成礦區(qū)尾礦庫潰壩，或因暴雨造成工礦企業(yè)污水泛濫的現(xiàn)象時有發(fā)生，造成大面積農(nóng)田土壤污染，同時還造成灌溉水源的污染。 2.2.3農(nóng)業(yè)生產(chǎn) 農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程，包括灌溉、用肥、用藥、覆膜，已成為污染物質(zhì)進(jìn)入農(nóng)田土壤的主要路徑。 (1)污水灌溉。包括在北方缺水地區(qū)和南方特旱季節(jié)，人們?yōu)榱吮Ｕ限r(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)量無奈地利用未經(jīng)處理或處理不徹底的生活污水、工業(yè)廢水澆灌田地；也包括在廣大的灌區(qū)，人們并未意識到灌溉用水受到了污染，無意之中將含有污染物質(zhì)的水澆灌到了農(nóng)田，造成土壤污染。白銀市污水灌區(qū)調(diào)查分析結(jié)果表明，Cd為重度污染，Hg、As、Ni、Pb、Cu、Zn等在大部分區(qū)域內(nèi)屬于中度污染，個別區(qū)域為重度污染17。西安市西北郊灃惠渠灌區(qū)調(diào)查分析結(jié)果表明，長期污水灌溉，農(nóng)田土壤Cd、Hg、Cr、Cu、Zn5種元素表現(xiàn)出不同程度污染，其中Cd和Hg污染尤為嚴(yán)重18。利用污水澆灌農(nóng)田是造成土壤污染的主要原因，我國80%的土壤污染與灌溉有關(guān)19；環(huán)境保護(hù)部和國土資源部開展的首次土壤污染狀況調(diào)查結(jié)果表明，55個污水灌溉區(qū)中有39個(占71%)存在土壤污染問題，在1378個土壤點(diǎn)位中，超標(biāo)點(diǎn)位占26.4%，主要污染物為鎘、砷和多環(huán)芳烴8。 (2)不合理地使用農(nóng)藥。農(nóng)藥包括各種殺蟲劑、殺菌劑、殺螨劑、殺線蟲劑、殺鼠劑、除草劑、脫葉劑、植物生長調(diào)節(jié)劑等。不合理地使用農(nóng)藥主要體現(xiàn)在3個方面：一是違規(guī)使用高毒高殘留農(nóng)藥；二是過量使用農(nóng)藥；三是在不適宜的時間使用農(nóng)藥。農(nóng)藥在農(nóng)業(yè)保產(chǎn)增產(chǎn)中發(fā)揮了重要作用，但不合理使用農(nóng)藥所造成的土壤污染問題日益突出，全國受農(nóng)藥污染的農(nóng)田土壤已達(dá)933萬hm27。 (3)不合理地使用肥料。關(guān)于肥料對土壤的污染問題，人們一般只關(guān)注化肥，很少關(guān)注有機(jī)肥。實際上，不僅化肥會污染土壤，有機(jī)肥同樣也會污染土壤。 化肥污染包括3個方面：一是某些用于生產(chǎn)化肥的原料中所伴生的天然重金屬物質(zhì)在化肥生產(chǎn)過程中未被完全清除，導(dǎo)致化肥中含有重金屬而污染土壤，在部分磷肥中存在這種現(xiàn)象20-21，如有學(xué)者認(rèn)為，xx年湖南的“鎘米”事件主要是農(nóng)田使用的磷肥中鎘含量高16，吳卓耕等人的分析結(jié)果也表明土壤鎘含量高與長期大量施用磷肥有直接關(guān)系22；二是過量使用化肥和化肥與有機(jī)肥比例失衡造成土壤結(jié)構(gòu)惡化和土壤微生物環(huán)境的改變，或因土壤環(huán)境的改變加劇土壤中有害重金屬物質(zhì)活化，危害農(nóng)作物；三是由于過量使用化肥，未被作物吸收的化學(xué)成分進(jìn)入水體(包括地下水和地表水)，污染水環(huán)境。 有機(jī)肥污染主要是指有機(jī)肥中含有的有毒有害物質(zhì)對土壤的污染。農(nóng)民自家粗制的農(nóng)家肥，有的因摻入含毒生活垃圾(包括電子產(chǎn)品廢棄物、各類化學(xué)試劑)而含大量有害污染物質(zhì)，有的是摻入含重金屬的湖塘底泥或污水處理廠含重金屬的污泥，有的是牲畜糞便本身含有病原菌、重金屬、激素、抗生素及其他有機(jī)污染物23；另外，不少商品有機(jī)肥同樣含有重金屬等有害物質(zhì)。如劉榮樂等人對162個商品有機(jī)肥樣品測試分析結(jié)果表明：按照我國現(xiàn)有的有機(jī)-無機(jī)復(fù)混肥料國家標(biāo)準(zhǔn)(GB18877-xx)在162個測試樣品中有1個樣品Cr超標(biāo)，2個樣品Pb超標(biāo)，9個樣品Cd超標(biāo)；但按照德國腐熟堆肥中部分重金屬限量標(biāo)準(zhǔn)，在162個樣品中有110個Cd超標(biāo)，73個Ni超標(biāo)，31個Zn超標(biāo)24，等等。王飛等人于xx年811月對華北地區(qū)42個商品有機(jī)肥樣品測試分析結(jié)果表明：按照中國有機(jī)肥行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，Pb的超標(biāo)率高達(dá)80.56%，其他測試重金屬不超標(biāo)；但按照德國腐熟堆肥標(biāo)準(zhǔn)，大部分測試重金屬超標(biāo)25。 (4)不合理使用地膜。xx年全國地膜使用量131.1萬t，地膜覆蓋面積1758萬hm2。地膜在我國各地的廣泛推廣使用，大大延長了冷涼地區(qū)農(nóng)作物種植季節(jié)，擴(kuò)大了某些農(nóng)作物的種植區(qū)域，提高了農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)量。但與此同時，大量的廢棄殘膜也帶來了農(nóng)田白色污染問題26。 3農(nóng)田土壤污染防治對策 3.1首要工作是強(qiáng)化土壤污染防控 土壤污染具有隱蔽性、滯后性以及累積性和治理的艱難性，農(nóng)田土壤一旦受到污染，其治理難度很大，成本很高。因此，必須強(qiáng)化污染防控，控制污染物進(jìn)入土壤。當(dāng)前最為迫切的工作有8個方面： (1)嚴(yán)控工礦企業(yè)三廢(廢水、廢氣、廢渣)排放，強(qiáng)化垃圾堆放場和礦區(qū)尾礦庫的防滲、防漏、防刮(風(fēng)吹)、防沖(洪水沖擊)能力，防止污染物質(zhì)進(jìn)入水體、大氣和農(nóng)田。 (2)強(qiáng)化灌溉水源質(zhì)量監(jiān)控工作。一旦發(fā)現(xiàn)水源受到污染，及時通報相關(guān)灌區(qū)，嚴(yán)控未經(jīng)處理和處理不達(dá)標(biāo)的污水灌溉農(nóng)田。 (3)嚴(yán)控高毒、高殘留農(nóng)藥的使用，并強(qiáng)化農(nóng)藥使用知識的宣傳，做到科學(xué)用藥。 (4)強(qiáng)化化肥質(zhì)量監(jiān)控，尤其是強(qiáng)化對磷肥重金屬的監(jiān)控，嚴(yán)控重金屬超標(biāo)化肥進(jìn)入市場，并強(qiáng)化科學(xué)用肥技術(shù)的推廣，做到化肥用量適度、化肥施用時機(jī)與頻率適宜、化肥與有機(jī)肥比例合理。 (5)強(qiáng)化對商品有機(jī)肥重金屬等有害物質(zhì)的監(jiān)控，嚴(yán)控重金屬等有害物質(zhì)超標(biāo)的有機(jī)肥進(jìn)入市場。 (6)開展對農(nóng)村粗制農(nóng)家肥質(zhì)量的抽查檢測工作，并加大宣傳力度，讓廣大農(nóng)民認(rèn)識到含毒生活垃圾等有害物質(zhì)進(jìn)入農(nóng)家肥的危害性。 (7)強(qiáng)化農(nóng)家肥無害化處理技術(shù)的研發(fā)與推廣，并針對廣大農(nóng)民自制農(nóng)家肥所存在的重金屬污染問題，開展有機(jī)肥安全生產(chǎn)與使用專項行動。 (8)科學(xué)使用地膜，廣泛推廣可降解地膜或可回收地膜，嚴(yán)控地膜對土壤的污染。 3.2因情而宜，走綜合治理之路 首先應(yīng)強(qiáng)化對土壤污染狀況的調(diào)查，包括污染物類型、污染物、污染程度、污染區(qū)域的水熱環(huán)境與土壤環(huán)境狀況，以及不同作物對各類污染物的響應(yīng)機(jī)理等，針對不同區(qū)域、不同類型的污染土壤走不同的治理之路。 (1)改善土壤環(huán)境，促使有害重金屬固化，減輕對農(nóng)作物的危害。重金屬在自然界是一種客觀存在的微量元素，也普遍存在于土壤之中。重金屬成害需要一定的條件，一是含量超過一定的標(biāo)準(zhǔn)，二是有適宜的環(huán)境條件。比如，重金屬Cd在pH值為4.55.5時最容易被水稻吸收27。通過增施有機(jī)肥和在土壤中加入化學(xué)試劑，提升土壤pH值到5.5以上，土壤中黏土礦物和氧化物與重金屬生成絡(luò)合、螯合物，性質(zhì)趨于穩(wěn)定28，水稻對鎘的吸收性大大降低。 (2)調(diào)整糧食作物品種結(jié)構(gòu)，躲避重金屬污染。不同的作物品種對重金屬有著不同的吸附能力，通過調(diào)整糧食作物品種結(jié)構(gòu)，可以大大地降低重金屬的污染。如粳稻與秈稻相比，其對重金屬Cd的吸收性小得多，臺灣在鎘米事件之后，大力推廣粳稻種植，勸阻農(nóng)戶在Cd濃度較高的區(qū)域種植秈稻27。 (3)暫時性退出可食用性農(nóng)作物的生產(chǎn)，改種非食用性植物。某些受到污染的農(nóng)田不能繼續(xù)從事糧食、蔬菜、水果等可食性農(nóng)產(chǎn)品的種植，