APP下载

农用地土壤重金属污染防治与管控措施

2022-11-19徐永攀徐俊杰

农村科学实验 2022年19期
关键词:农用地重金属管控

徐永攀 徐俊杰

(1.浙江省环境科技有限公司,浙江 杭州 311121;2.浙江环科环境研究院有限公司,浙江 杭州 311121)

引言

据我国最新的土壤重金属污染调查结果显示,目前我国遭受重金属污染的农用地面积已经高达2000万公顷之多,占全国耕地总面积1.28亿公顷(19.18亿亩)的1/6以上。调查结果还显示,我国农用地土壤重金属污染呈现出明显的地域性,经济相对发达的南方地区农用地土壤遭受重金属污染的程度要显著高于经济相对落后的北方地区,而且越是经济发达的地区农用地土壤遭受的重金属污染越严重,其中很多农用地土壤污染严重的地区是我国重要的粮食产地和鱼米之乡。农用地土壤污染严重影响农产品产量和质量,进一步影响人民群众生命健康和社会经济。统计显示,我国每年由于农用地土壤重金属污染直接造成的粮食减产数量高达1000万吨以上,同时有1200万吨以上的粮食遭受重金属污染,带来的直接经济损失至少在200亿元以上,每年我国用于农用地土壤重金属污染治理方面的资金多达数十亿元。

1.农用地土壤重金属污染的形成原因

农用地土壤重金属污染的形成原因按照污染产生来源主要分为自然原因和人为原因两方面,而人为原因是造成农用地土壤重金属污染不断加剧的主要原因,自然原因则是次要原因,人为原因主要包括:工矿企业污染、交通车辆污染、农业生产污染、污水灌溉污染和电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过程中随着自然界作用使得土壤中带有一定的重金属物质。地壳岩石中本身含有种类丰富的重金属,在地表土壤漫长的形成过程中,随着地壳岩石的风化作用、水气运动以及微生物和动植物生命活动,使得土壤中自然而然地含有一定的重金属物质。

1.2 人为形成原因

1.2.1 工矿企业污染

工矿企业的生产活动对原始地壳和地貌造成了破坏,同时生产活动中造成大量的废水、废渣、废气和烟尘排放,这些污染物中均含有重金属污染物,这些污染物质在自然环境中不断地沉降和扩散,对包括农用地土壤在内的当地生态环境造成了重金属污染。尤其是一些金属矿区的生产活动以及废渣、矿渣、尾矿的长期暴露会导致重金属物质不断地扩散到土壤中,对土壤环境造成了严重污染。

1.2.2 交通车辆污染

交通车辆行驶中燃油燃烧会产生尾气,轮胎磨损会产生粉尘,车辆尾气和轮胎粉尘中都含有铅、铬、镉等重金属物质,其中汽车尾气中铅的浓度高达20~50μg/L。城市地区的交通车辆行驶密集,因此城市道路两旁的土壤中重金属污染的浓度最高,随着距离公路的距离延长重金属污染浓度呈现出逐渐降低的趋势,通常延长至距离公路50m左右时重金属浓度会降低至背景值。

1.2.3 农业生产污染

现代化农业生产中需要使用大量的农药、化肥、地膜、塑料篷布等农业物资,这些农业物资中含有多种重金属,例如:过磷酸盐类化肥中含有较高的铅、镉和砷,一些农药中含有较高的铅、镉、砷、汞,地膜和塑料篷布中的热稳定剂含有较高的铅和镉。在农业生产中大量和过量使用农业物资,重金属会缓慢释放到土壤环境中并随着时间不断沉降累计,而且在耕作、水流和空气等外部因素作用下,重金属会不断扩展,导致土壤重金属污染越来越严重。

1.2.4 污水灌溉污染

现代经济的快速发展和城市化进程的快速推进导致了严重的城市水环境污染,城市当中工业废水和生活污水的违规排放导致城市河道和地下水环境被污染,工业废水和生活污水中含有铅、铬、汞、铜、锌、镍、砷等重金属,灌溉用水被工业废水和生活污水污染后造成的最直接的影响之一就是农用地重金属污染,据相关调查统计数据显示目前我国大约有330多万公顷的农用地存在污水灌溉现象。

1.2.5 电子垃圾污染

我国每年会产生大量的电子垃圾,电子垃圾富含重金属。我国目前在电子垃圾收集、堆放和处理方面比较落后,没有建立起完善健全的电子垃圾收集、堆放和处理体系。目前电子垃圾被随意丢弃,与普通生活垃圾简单的堆放在一起进行焚烧处理,没有相关机构对其进行针对性收集、堆放和处理,此外,一些电子垃圾回收机构堆放不当,手工拆解,处理不当,导致重金属泄露对农用地土壤造成污染。

2.农用地土壤重金属防治与管控对策分析

根据上述研究分析,农用地土壤重金属污染是由多方面原因直接或间接共同导致的,人为原因是导致农用地重金属污染的主要原因,因此,在开展农用地重金属污染的防治与管控工作时,也应当结合污染导致原因有针对性地开展防治与管控工作,基于此,建议从以下几个方面入手,开展农用地土壤重金属污染防治与管控工作。

2.1 坚持贯彻“土十条”精神,认真落实法律法规

2014年“土十条”的提出,2018年《中华人民共和国土壤污染防治法》的出台,标志着我国土壤污染防治工作已经走上了法制化轨道,《中华人民共和国土壤污染防治法》对我国各级政府部门及有关管理部门的岗位职责做出了明确界定。因此,各级政府部门和相关管理部门要继续以“土十条”精神为指导,以《中华人民共和国土壤污染防治法》为依据,认真贯彻落实法律法规有关的各项内容,加强农用地土壤重金属污染防治监督和执法力度,切实践行“绿水青山就是金山银山”的思想理念,推进我国农用地土壤环境持续改善。

2.2 建立健全农用地土壤重金属污染监测机制

我国土壤重金属污染监测工作起步于20世纪90年代,然而土壤重金属污染监测主要采取抽样监测方式,抽样监测方式的监测效率低,监测的覆盖范围也有限,而且监测数据也不对社会公开,这样的监测方式无法满足日益严峻的土壤重金属污染趋势,因此,加快建立健全农用地土壤重金属污染监测机制迫在眉睫。其一,要增大监测密度,将乡镇作为最基本的监测单位,以农用地土壤和农产品中的重金属浓度作为监测对象,并以有效态监测临界值为参考,对其进行跟踪监测与评价。其二,不同地区导致农用地土壤重金属污染的原因不同,根据上文对导致农用地土壤重金属污染的成因分析并结合当地实际情况,将导致当地农用地土壤重金属污染的重要原因作为跟踪监测的重点对象对其进行跟踪监测。其三,加强农业管理信息化水平,构建起覆盖全国的农用地土壤重金属监测数据信息化系统,及时更新各地区农用地土壤重金属污染数据,通过信息化系统及时掌握农用地重金属污染现状和防治动态。

2.3 从污染源头入手阻断重金属污染输入

想要阻断重金属污染传播途径进而有效降低农用地土壤重金属污染程度,其根本措施之一就是从污染源头入手进行严格防治与管控。首先,要以扎实的农用地土壤重金属污染物监测和分析工作为基础,通过运用多种先进的分析技术明确农用地土壤重金属污染的特征和类型,进而对重金属污染来源做出分析,明确相关污染源在当地农用地土壤重金属污染中的贡献值,最终得到一张当地农用地土壤重金属污染源图谱,以便从整体上掌握当地农用地重金属污染的面积大小、空间分布特点以及迁移发展趋势,并对当地农用地土壤重金属污染的重点区域做出精准识别,为针对性地开展污染源头防治与管控工作奠定基础。其次,大力发展重金属污染源拦截阻断技术、绿色清洁处理技术和资源化再利用技术,从源头上消减重金属污染物向农用地土壤中的扩散。导致农用地土壤重金属污染其中主要原因之一是农药、化肥,地膜等农业物资的不科学使用,因此要积极发展精准农业,一方面严格管控农药、化肥、地膜等农业物资的品质,杜绝使用劣质的农业物资并重视开发环境友好型的农业物资。另一方面,推广精准施肥施药技术,降低农业物资的使用量,有效降低农业生产过程中重金属污染的输入。此外,发展农业面源污染防治技术,优化企业空间布局的合理性,发展企业清洁生产技术、绿色处理技术和资源化再利用技术,从源头消减重金属污染物产生。

2.4 强化灌溉水源的监测和净化

针对农业灌溉水源被污染而导致的农用土地重金属污染,一方面,要加强对农用土地灌溉水源的水质监测工作,结合重金属污染监测数据信息化系统和当地农用地土壤重金属污染源图谱,对矿区、工业区、城市河道、道路沿岸河道等重点区域进行灌溉水源水质监测,及时掌握灌溉水源的水质情况。另一方面,发展具备抗冲击能力强、配合反应速率稳定高效、净化效果好、适用面广、脱除程度深、耐温性和耐酸碱性好等优点的先进性灌溉水源重金属污染高效净化技术,利用重金属污染高效净化技术对重金属污染物良好的配合反应能力实现对灌溉水的高效沉淀和深度净化。

2.5 加强宣传教育及培训指导

农用地土壤重金属污染防治与管控是一项社会性工程,其涉及的方面和涉及的主体都比较广泛,涉及的主体:各级政府、相关管理部门、科研机构、企业、农业从业人员以及社会大众等。由于农用地土壤重金属污染防治与管控具有较强的系统性,要达到理想的防治与管控效果就必须全社会广泛参与其中,因此,各级政府和相关管理部门要加强农用地土壤重金属污染防治与管控有关方面的宣传教育及培训指导力度。具体来说,各级政府要加强对辖区内重点企业和相关区域的监管力度,明确企业及相关方的责任。其次,要加强对农业从业者的宣传教育和农业技术工作者的现代化技术技能培训指导,提升农业从业者的环保意识和农业技术工作者的现代化技术技能水平。最后,各级政府和相关管理部门要加强对全社会的环保宣传教育,在全社会营造出一种各级政府主导、相关管理部门衔接、重点区域负责人担责、社会大众积极关注,积极参与、积极监督的农用地土壤重金属污染防控体系与氛围。

2.6 应用和发展现有修复技术

随着全社会对农用地土壤重金属污染越来越关注和对土壤重金属污染修复技术研究的不断深入,目前,已经出现了多种土壤重金属污染修复技术,主要包括:土壤洗脱修复技术、原位钝化修复技术、“离子反应+生物降解”联合修复技术、植物修复技术等。这些修复技术经过在农用地土壤重金属污染修复中的实践应用证明具有良好的修复效果。例如:土壤淋洗修复技术工艺原理和操作流程都比较简单,修复效果也较为理想,具有良好的应用和推广价值。原味钝化修复技术特别适用于中度污染以下的农用地重金属污染修复,能够做到生产和修复同时兼顾,因此修复工作不会影响正常农业生产,因此修复的成本较低,十分契合我国当前农业发展需求。“离子反应+生物降解”联合修复技术是一种将化学与微生物学联合应用的土壤重金属污染修复技术,通过化学药剂与重金属快速的离子反应作用减弱和消除重金属的危害,同时在微生物酶的作用下为化学反应创造有利条件从而促进反应的效率和效果,同时在微生物作用下能够有效改善农用地土壤的微环境和肥力,该技术的技术原理和实施操作都比较简单,而且修复效果均匀,还具有良好的环境亲和性和实用性。植物修复技术是一种新兴的土壤重金属污染绿色修复技术,具有与原位修复技术相似的特性和所具备的优点,同时与微生物修复相似,具有良好的环境亲和性和土壤微环境与肥力改善功能,植物修复技术兼具多种修复技术的特点,目前该技术正处在研究和小范围应用阶段。

2.7 健全土壤修复质量评价体系

农用地土壤重金属污染修复工作具有较强的系统性,涉及的方面和环节多,其中,土壤修复质量评价是农用地土壤重金属污染修复工程中十分重要的一环,在农用地土壤重金属污染防治与管控工作中发挥着重要作用。一方面,通过土壤修复质量评价能够对以往土壤修复工作成果进行总结,还能及时发现当前土壤修复技术和工作中存在的不足之处,为后续土壤修复技术的优化和工作方式的改进提供有效支撑。另一方面,土壤修复中存在二次污染隐患,而且,土壤重金属污染随着时间推移在不断地发展变化,因此,土壤修复技术也需要持续进行优化升级,土壤修复质量评价对于防止土壤修复中二次污染发生以及促进土壤修复技术不断优化升级有着积极的促进作用。可见,健全土壤修复质量评价体系其重要性不言而喻,因此,我国要努力建立包含农用地土壤重金属去除效果指标、土壤微环境指标、土壤肥力指标、土壤物理化学性质指标、农产品产量和质量指标以及经济性指标在内的土壤修复质量评价体系。

2.8 不断创新土壤污染修复技术

随着社会不断发展,农用地土壤重金属污染状况变得越来越复杂,常见的修复技术难以满足日益复杂严峻的农用地重金属污染修复需求,因此,持续加强修复技术研究创新势在必行。当今社会科学技术快速发展,为新型修复技术的研究创新提供了强大的技术支撑,而且随着农用地土壤重金属污染修复工作经验的不断积累,也为新型修复技术的研究创新提供了有力的经验支持。因此,各级政府和相关管理部门要加大对农用地重金属污染修复技术相关方面的政策和资金投入力度。一方面,要广泛吸取发达国家先进的农用地重金属污染防治与管控技术和经验,积极构建农用地土壤重金属污染监测与评价机制。另一方面,科研机构要积极投身于新型农用地重金属污染修复技术的研究探索,基层农业技术人员应致力于农用地土壤重金属污染修复实践经验的不断积累、总结以及新型修复技术的应用与推广,通过各级政府、相关管理部门、科研机构和基层农业技术人员的共同努力为我国农用地重金属污染修复技术与能力的不断提高注入源源不断的动力。

结语

农业是众业之首,农业与人民群众生命健康、国家粮食安全和国民经济发展紧密关联,而农用地土壤则是农业生产最基础的资源,只有农用地土壤安全,农产品才能安全健康,农业才能实现健康可持续发展。农用地土壤重金属污染严重威胁我国农产品安全,当前我国农用地土壤重金属污染形势日益严峻,农用地重金属污染修复工作任务艰巨。农用地重金属污染具有隐蔽性强的突出特点,相比一般污染源而言,其危害性更大,持续性更强,治理难度更大,然而相比于发达国家,我国在农用地重金属污染防治与管控方面正处在初级阶段,但是相关的技术水平较低,经验积累较少。农用地土壤重金属污染修复是一项涉及面很广的系统性工程,只有全社会共同关注、共同参与、共同治理才能有力推进我国农用地重金属污染修复水平和能力不断提升,使得农用地土壤环境不断改善,所以,我国农用地重金属污染修复防治与管控工作任重而道远。

猜你喜欢

农用地重金属管控
基于Logistic模型的农户农用地转出意愿及影响因素研究
沉淀/吸附法在电镀废水重金属处理中的应用
水暖工程造价管控的要点分析
深基坑工程的监理管控探究
国土空间治理视角下苏南地区农用地生态修复分区
装配式建筑施工混凝土质量管控
农村土地流转
鱼头中重金属含量真的很高?
我国发布农用地土壤污染风险管控标准
中美防长在新加坡谈管控风险