东莞市农业土壤污染主要成因及防治研究

陈仕丽 李艳芳 徐匆 罗华建 梁卫驱 胡珊 黄皓

摘要

东莞市农业土壤污染问题日益严重，成为东莞市环境保护和生态建设“十二五”规划的主要任务。从生活污染、农业活动污染、工业污染三大方面，分析目前东莞市农业土壤污染的成因、结果，同时针对如何防治农业土壤污染进行了研究，促进东莞市农业土壤环境的可持续发展。

关键词 东莞；农业；土壤污染；防治

中图分类号 S156 文献标识码 A 文章编号 0517-6611（2014）26-08962-03

Analysis of Main Causes for Agricultural Soil Pollution in Dongguan and Prevention Measures

CHEN Shi-li， LI Yan-fang et al

（Agriculture Research Center of Dongguan， Dongguan， Guangdong 523086）

Abstract The problem of the agricultural soil pollution in Dongguan is more graveness， its one of the task in the environmental protection and the ecological environment. The main causes for agricultural soil pollution in Dongguan were analyzed from three respects of living pollution， agricultural activities pollution and industrial pollution. Meanwhile， prevention measures for agricultural soil pollution were studied， so as to promote the sustainable development of agricultural soil environment in Dongguan City .

Key words Dongguan； Agriculture； Soil pollution； Prevention

改革開放以来，东莞市充分利用政策、地理和人文等优势，成功承接港台地区的产业转移，通过大力发展外源型经济，在经济建设和城市发展方面取得辉煌的成就。但是，随着城市化的不断推进，大面积生态用地被用于城市建设，原有生态过程随着土地利用类型的改变而消失，原本优良的农业土壤环境受到严重污染，东莞农业土壤的状况不容乐观。

根据东莞市土地利用总体规划（2006-2020年），计划到2020年耕地保有量31 833 hm2，基本农田保护面积27 922 hm2。东莞市环境保护和生态建设“十二五”规划明确指出，要加强土壤污染防治，改善土壤环境质量。笔者将较深入地研究近几年东莞农业土壤污染的主要成因，同时提出科学的防治对策。

1 东莞农业土壤污染成因

土壤是万物之基，孕育着各式各样的农产品。土壤的优劣直接决定着农产品的优劣，同时丰富多样的农产品在很大程度上决定人们的身心健康与社会稳定。杜绝土壤污染，保护土壤天然健康，成为农业工作者义不容辞的责任。但是，近来大量的研究表明，东莞农业土壤面临着多种威胁。该研究将对三大类别的土壤污染源（生活污染、农业活动污染、工业污染）进行综合研究。

1.1 生活污染

农村基础设施不齐全，污水、生活垃圾污染严重。自改革开放以来，东莞市借助优越的地理区位条件，获得快速发展，已成为国际知名制造业基地。然而，城市化和工业化的快速进程也给该地区带来严重的环境问题^[1]。农村生活垃圾、废水日益增多，农村基础设施不齐全，给农业土壤带来严重的污染问题。由于没有完善的排水系统，而生活中携带有丰富营养的废水直接排放，过多的生活废水排放远远超过土壤自净能力。农村生活垃圾的随意丢弃也给农业土壤带来很大的处理压力。有数据表明，在第三届生态市（县）建设现场会暨2007年全国自然生态保护工作会议上，国家环保总局副局长吴晓青指出全国农村每年产生生活污水约80亿t、生活垃圾约1.2亿t^[2]。垃圾中重金属物质、无法降解的塑料薄膜甚至存在有毒、有害的垃圾渗滤液随着时间的推移都融入土壤中。超负荷的生活垃圾处理给土壤造成不同程度的破坏。

1.2 农业活动污染

1.2.1

农药大量喷洒。我国农药的产量和使用量均居世界前列，每年的农药用量在260 t以上，其中杀虫剂70 t、杀菌剂26 t、除草剂170 t以上^[3]。研究表明，只有10%～20%的农药附在农作物上，而80%～90%流失在土壤、水体、空气中^[4]。农药进入土壤的途径主要有3种：一是农药直接进入土壤，该方式使用的农药基本上都残留在土壤中；二是直接喷施于作物上的农药，相当一部分间接或直接落入土壤；三是农药通过大气沉降、灌溉水和动植物残体进入土壤中。所以，最终除了起作用的农药外，大部分的农药都汇集在土壤中^[5]。农业土壤中大量农药残留必然会导致土壤酸化，从而影响土壤本身的理化性质。随着POPS（持久性有机污染物）在全球范围内的削减和控制，近年来土壤中农药的残留浓度已略有下降。但是，由于这类物质的环境持久性，它们仍然在相当长的一段时间内广泛地存在于自然界中，并且通过生物积累和放大效应继续对生态系统和人体健康造成广泛且持久的影响。

1.2.2

化肥过量使用。农产品的大量需求推动着农业的快速发展，但是大部分农民用地不养地，盲目施用大量的化肥，造成目前农业土壤肥力的普遍下降。2002年我国化肥用量达4 339.4万t，占当年世界化肥总消费量的30.7%。按单位播种面积计算，2002年我国单位播种面积化肥用量281 kg/hm2，远高于当年世界101 kg/hm2的平均水平^[6]。研究表明，在酸性红壤中施用硫酸钾、硫酸铵等会使红壤酸度有不同程度的增大^[7]。长期施用化肥易使土壤中钙含量降低，土壤板结。化肥在农业生产中有着至关重要的作用，但目前的化学肥料利用率低，施用后并不能完全被作物吸收。据不完全统计，农作物对N、P₂O₅、K₂O化学肥料的平均利用率分别为40%～50%、10%～20%、30%～40%^[8]。没有被完全利用的化肥沉积在土壤里，消耗掉土壤本身的氧含量，严重影响土壤的通透性。同时，化肥的大量使用还带来一个严重问题——重金属残留。

1.2.3

农作物废弃物。农业废弃物是指在整个农业生产过程中被丢弃的有机类物质，主要包括农林生产过程中产生的植物残余类废弃物、牧渔业生产过程中产生的动物类残余废弃物、农业加工过程中产生的加工类残余废弃物等^[9]。农业废弃物在农业生产过程中由于可利用率低、成分复杂、开发难度大，直接导致数量大、危害多等特点。农业废弃物及分解产物携带的污染物质进入土壤，会引起土壤组成和性状发生改变，并且破坏其原有基本功能^[10]。目前，大部分的农作物废弃物都被就地焚烧，导致小区域内大量焚烧物的累积，有机产物产生量完全超出土壤的收纳能力，造成土壤严重污染。

1.2.4

农药包装废弃物。在广大农村，经常见到农药包装废弃物的身影。农药包装废弃物包括农药包装塑料袋、农药包装塑料瓶、农药包装玻璃瓶三大类别，大都属于不可降解材料，若长期存留在环境中，则对土壤造成严重的化学污染，进而对环境生物和人类健康产生长期的和潜在的危害^[11]。由广东稻农的调研数据可知，“顺手丢弃”和“扔垃圾场”是目前我国农民处理农药包装废弃物最常用的2种方式^[12]，而这恰恰是对环境和人类健康危害最大的方式之一。农药包装废弃物中的农药残留会在其所丢弃的地方扩散，可能造成土壤、水等环境污染，加大农药暴露的可能性。随着降水或大气流通等作用，农药包装废弃物缓慢转化成有毒液体渗入土壤。

1.2.5

农用薄膜的残留。最重要也是最多的一类农业活动污染物为農用薄膜。随着设施农业、温室大棚的大力推广，农用薄膜的使用越来越广，农用薄膜的废弃与残留也越来越多。据不完全统计，我国农用薄膜年残留量高达35万t，残膜率达42%^[13]。由于农用薄膜本身不易分解，残留在土壤表面，直接降低土壤中水、肥、气、热的相关活动。土壤容重、孔隙、通气情况和含水量等是重要的土壤物理因子，影响着土壤的持水和溶解矿质元素的性能及植物扎根和根系的吸水性能，进而影响土壤肥力状况和植物生长^[14]。同时，农用薄膜大部分都由回收塑料二次利用，本身含有人工添加助剂。废弃在田间的农用薄膜会随着时间的推移而逐渐释放出有毒、有害的有机助剂进入土壤。

1.3 工业污染

1.3.1

重金属。据统计，我国遭受不同程度重金属污染的耕地面积已接近2×105 km2，约占耕地总面积的20%，每年被重金属污染的粮食多达1 200万t，因重金属污染而导致粮食减产高达1 000多万t，经济损失至少200亿元^[15]。据广东省土壤研究所专项调研，2011年东莞工业重金属污泥排放量约为1.75万t。据2012年度东莞市环境状况公报，全市废污水年排放总量10.07亿t（其中，工业废水排放量2.69亿t），工业废气年排放量2 928.84亿m3（其中，工业烟粉尘排放量为15 095.12 t），工业固体废弃物年产生量534.30万t^[16]。工业三废的大量排放甚至未经有效处理直接排放，导致大量的重金属进入土壤环境，严重影响土壤生态环境的结构和功能。据有关调查，在东莞工业园区周围的土壤基本都受到了重金属的严重污染。

农业部进行的全国污水灌溉区域调查统计显示，64.8%的污水灌溉农田不同程度地受到重金属污染^[17]。重金属可以通过诸多的自然因素和人为因素造成对环境的污染，重金属污染90%由土壤承载^[18]。一般认为，人类摄取重金属的主要途径为土壤-植物-食物^[19]。重金属在土壤中的大面积污染对农产品的产量和质量产生严重的影响，进而通过食物链危害人类健康。

1.3.2

酸雨污染。降水pH≤5.6时称为酸雨。酸雨给人类生存环境造成巨大威胁。它可以直接使植被大片死亡，土壤贫瘠化，湖泊、河流酸化^[20]。在2003～2012年东莞市降水pH年均值为4.07～5.26，酸雨频率为33.7%～69.6%^[21]。研究表明，东莞市酸雨类型变化的主要原因是SOx和NOx的大量排放量。降水中的SO₄2-主要来自工业污染源和生活源排放的SO₂，NO₂主要来自工业污染源和机动车尾气排放的NOx。广东省农业部门的调查显示，1984年至今，珠三角地区土壤的pH下降了0.33个单位。就这个下降幅度而言，人为因素使酸化速度比自然酸化加快将近70年^[22]。全国每年近12.2%的国土受到酸雨的影响^[16]。酸雨大面积降落在土壤中，直接导致土壤酸性快速上升，引起土壤贫瘠、重金属活性提高等连锁反应。

2 东莞农业土壤污染防治对策

2.1 加强宣传力度，增强农民环保意识

农民是农业土壤的直接使用者，也是维护者和受益者。只有先了解、认识环保，才能积极地进行环保。基于现阶段农民环保意识的薄弱性，在政府加大监督、检测监控管理的同时，农民继续教育的必要性和急切性开始凸显。

根据实际情况，环保部门和环保志愿者应积极组织相关的宣传活动，如环保专题讲座、环保科普大篷车、农业技术培训班、发放环保资料等。农民从自身生产经营的需要出发，有目的地选择参加。相关部门应积极动员广大农民群众自觉地参与到农村环境保护工作中，引导农民群众关注、理解与支持环保工作，提高农村整体环境质量。

2.2 治理农村生活垃圾与污水

解决农村生活垃圾的污染问题，建立一套适合农村生活垃圾的处理方式，实现垃圾的无害化、资源化和减量化。随着农民消费结构收入水平的提高，垃圾组分也复杂多变，垃圾组分逐渐表现为有机类、无机类、废品类和有害类四大类别^[23]。针对垃圾的4个不同类型，值得进一步推广垃圾分类。广东省在2013年就意识到农村垃圾处理的重要性，在罗定市建立起一套“整合资源、分块管理、分级负责、分类指导、群众为主”的城乡生活垃圾处理工作机制，形成“户收集、村集中、镇转运、县处理”模式，罗定市城乡生活垃圾清扫转运处理覆盖率达90%以上^[24]。该模式很好地解决了农村生活垃圾、污水围村的状况，在很大程度上保护了该区域农业土壤的健康。

2.3 治理农村工业污染

农村工业企业占用和毁坏了大量农田，给农业土壤带来危害。相关部门应严格控制各区域的重大污染源，在土壤能接受的承受范围内控制进入农业土壤的污染物数量与速度。同时，加强环境执法，加大对违法企业的查处力度。另一方面，政府与企业加强合作，加强沟通和引导，尽量改变过去那种“管”与“被管”的传统管理模式，通过与企业建立新型的伙伴关系作为现阶段农业工业污染防治的切入点，实现环境保护与经济发展的双赢^[25]。

2.4 发展有机农业

2.4.1

加大高效生物有机肥-化肥结合施用的推广。随着社会对食品安全關注度的增大，人们对天然无公害农作物的需求增加。近年来，各地区陆续大力推广生物有机肥料的使用。生物有机肥主要功效是增加土壤有机质含量和多种生物活性物质，在一定程度上改善土壤的理化性质，提高土壤肥力。但是，与传统的化学肥料相比，有机肥在使用后短时间内并没有显著效果，农作物产量也不会像施用化肥一样有着显著的提高。这让广大农户的短效高产的愿望与有机肥效期长的事实存在较大冲突。农户的最直接选择还是倾向化学肥料。因而，有机肥的大面积推广面对着各种困难。笔者主张结合农作物养分的综合需求，进行有机肥-无机肥相结合的施肥方式。有机肥提供丰富的有机肥料和微生物菌群，改善土壤物理性状，提高土壤养分含量；无机肥提供作物生长所必须的无机养料。高效生物有机肥-化肥的结合施用方式值得推广。

相关研究表明，在同一土壤环境，施肥26年后不同施肥处理间20 cm土壤全氮含量差异显著，其含量变化顺序为高量有机肥处理>常量有机肥处理>常量配施处理>高量化肥处理>常量化肥处理>不施肥处理^[26]。有机肥的长期施用对维护土壤肥力有着重要作用。

2.4.2

加大生物农药的推广。生物农药主要指以植物、动物、微生物等产生的具有生物活性的次生代谢产物或微生物活体开发的农药。与化学农药相比，生物农药有不可替代的优势：生物农药对人畜大多数无副作用，安全性好，能保障植物健康，同时具有高效、无残留、对农产品不超标的特点^[27]。长期大量使用化学农药和化肥是导致土壤生态恶化的根本原因。因而，低毒、低残留生物农药是农药发展的方向，具有广阔的前景。化学农药重在“立竿见影”，植物源农药重在“治标又治本”^[28]。

大力推广生物农药，有2个方面要注意。一是生物农药价格平民化。目前生物农药在价格方面与化学农药还有一定差距，农民比较在意农业投入品的成本因素，因此政府应出台优惠扶持政策，降低生物农药的生产成本，让生物农药的价格保持化学农药的基本水平。二是生物农药效果稳定性。现阶段的生物农药尽管对环境友好，但由于见效期长，也会影响农民的长期固定使用。后期应努力研制出与化学农药的效果基本接近的生物农药。同时，作为生物农药推广不可或缺的多方力量，政府职能部门、农技推广部门和农药生产企业都要采取各种方式广泛宣传，以提高农民对生物农药在病虫害防治中作用的认识，使得农民自觉使用生物农药，拒绝高毒农药。

3 结语

东莞农业土壤环境的形势严峻已是不争的事实。如何正确处理与改善东莞农业土壤环境现有状态，还需从环保宣传、有机农业、工业治理等多方面综合考虑。同时，还急需政府因地制宜地对工业、农业经营者进行耐心引导，进一步协调生态、生活、生产的友好关系，促进东莞农业土壤生态环境的可持续发展。

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