孙维兵
(沈阳环境科学研究院,辽宁沈阳 110000)
土壤是农业生产的基础,然而随着城市化进程的不断加快,以及各种农药化肥的滥用,导致土壤出现了较为明显的污染,制约着当代农业进一步发展,也造成了一系列生态环境问题。同时历史遗留污灌区和油田矿山的土壤重金属、有机污染物超标倍数较大,局部地区土壤污染问题突出,也影响了农产品质量和人居环境安全,威胁人体健康和食品安全。因此,必须采取积极有效的措施治理土壤污染,恢复土壤肥力,保护土壤生态环境,以确保我国农业现代化可持续发展目标的顺利实现[1]。
灯塔市素有北方“鱼米之乡”的美誉,农业种植主要以水稻、玉米、大豆、蔬菜等作物为主。其拥有丰富的水果和蔬菜资源,是国家级现代农业综合示范区。灯塔市是我国重要的商品粮产地,种植绿色水稻10万亩,优质的“灯塔大米”获国家农产品地理标志认证。继2016年获得国家一二三产业融合发展试点县、粮油绿色创建示范县、省万亩高标准农田试点后,灯塔市于2017年又跻身国家循环农业示范县之列。灯塔市作为产粮油大县,为保障粮食产区农产品质量安全,开展农用土壤环境质量现状调查并加以保护势在必行。
灯塔市地处辽宁省中部、东三省经济走廊核心区内和沈辽鞍经济区中间地带,行政区域面积1 170.3 km2。地势东高西低,东部属千山余脉,占全市总面积的24%;西部为平原,占全市总面积的55%;东部山区和西部平原的过渡地带是丘陵,耕地连片,但起伏较大,占全市总面积的21%。
灯塔市玉米种植面积39.75万亩,产量19.96万t,水稻种植面积33.0万亩,产量19.18万t。蔬菜种植面积18.5万亩,主要包括大包菜、芹菜、黄瓜、茄子、西红柿、芸豆等,年产56万t。截至2018年12月,绿色水稻种植占比达到60%,农产品“三品”认证覆盖率达到68%。
土壤类型主要取决于成土过程,包括成土母质、气候、水文条件、光热条件以及人为影响等外部环境因素。土壤类型不同,土壤环境质量保护、土地利用方式、土壤环境改良利用方式也应有所差别。灯塔市土壤类型主要分为七大类,呈现地带性分布规律。其中,壤质草甸土主要分布在佟二堡镇、五星镇和西马峰镇的南部区域;中性粗骨土主要分布在鸡冠山乡和西大窑南部;棕壤主要分布在铧子镇、西大窑镇、鸡冠山乡和万宝桥街道部分区域;棕壤性土主要分布在柳河子镇、鸡冠山乡部分区域;淹育水稻土主要分布在柳条寨镇、大河南镇、古城街道、佟二堡镇部分区域;潮壤土主要分布在柳河子镇、鸡冠山乡、铧子镇、西大窑镇、古城街道、张台子镇等部分区域;草甸土主要分布在鸡冠山乡、柳河子镇、大河南镇、西马峰镇、佟二堡镇、五星镇等部分区域。
由于人类的活动引起环境质量下降,进而危害人类自身及其他生物正常发展的现象,就是环境污染,环境污染通常导致环境质量恶化。因此,环境质量与污染源类型、分布、污染物排放特征紧密相关。
依据第二次全国污染源普查和灯塔市重点企业位置分布,对灯塔市污染源类型、分布和污染物排放特征进行初步分析。结果显示,灯塔市重点污染源工业企业共326家,其中,大中型以上企业40家,小型企业94家,微型企业192家。
2019年灯塔市有重点污染源企业农业源573家。养殖类型以奶牛、肉牛、肉鸡、蛋鸡、生猪为主,主要为蛋鸡。规模以上养殖企业155家,规模以下养殖企业418家。
以灯塔市土壤环境质量调查、农田土壤肥力调查数据为基础,结合利用国土、农业、土壤本底值(或背景值)等土壤监测数据,开展灯塔市土壤环境质量评价、农用地土壤环境风险评价和农用地土壤肥力评价。其中,灯塔市土壤环境质量调查数据405个,农用地土壤肥力调查数据369个。同时,2019年11月对灯塔市农用地进行了环境质量补充调查,补充调查共布设点位60个,表层土取样范围为0~50 cm,检测指标主要为镉、铬、汞、铅、砷、铜、镍、锌以及有机污染物六六六、滴滴涕和苯并[a]芘。
灯塔市土壤环境中重金属镉浓度范围为0.06~0.54 mg/kg,空间分布主要表现为东西差异性较为明显,西部镉浓度较高,东部较低。铬浓度范围为9.30~286.26 mg/kg,空间分布表现为东西两侧浓度较高。汞浓度范围为0.001~0.532 mg/kg,空间分布主要表现为西侧和中部地区浓度较高。镍浓度范围为15.70~73.33 mg/kg,空间分布主要表现为西侧和中部地区浓度较高。铅浓度范围为4.04~51.01 mg/kg,空间分布主要表现为东部和中部地区浓度较高。砷浓度范围为0.90~16.84 mg/kg,空间分布主要表现为东部和中部地区浓度较高。铜浓度范围为11.50~59.21 mg/kg,空间分布主要表现为西侧和中部地区浓度较高。锌浓度范围为38.91~124.26 mg/kg,空间分布主要表现为西侧和中部地区浓度较高。
将灯塔市农用地镉、汞、砷、铅、铬、铜、镍、锌污染和有机污染物六六六总量、滴滴涕总量、苯并[a]芘与GB 15618—2018《土壤环境质量 农用地土壤污染风险管控标准(试行)》进行对比分析,结果显示,汞、砷、铅、镍、锌污染浓度低于污染风险筛选值,有机污染物六六六总量、滴滴涕总量均未检出,苯并[a]芘污染浓度也低于检出限,其浓度远低于标准中污染风险筛选值。仅有部分地块重金属镉浓度(0.30~0.54 mg/kg)超过标准规定的污染风险筛选值(pH6.5~7.5,其他0.3 mg/kg,水田0.6 mg/kg),超标1.8倍。
灯塔市农用地土壤有机质浓度范围为8.20~35.30 g/kg,有机质浓度表现为西部地区丰富,东部地区较缺乏,空间分布相对具有规律性。灯塔市有机质含量较高的区域集中分布在中西部乡镇,仅柳条寨镇部分区域有机质含量较低,而西马峰镇、张台子镇、佟二堡镇、五星镇、沈旦堡镇等区域土壤有机质含量较高且相对较集中;东部区域的铧子镇、鸡冠山乡、柳条寨镇、西大窑镇土壤有机质含量较低。
土壤中的氮元素可分为有机氮和无机氮,两者之和称为全氮。灯塔市农用地土壤全氮浓度范围为0.02~0.59 mg/kg,其分布相对较均匀。土壤中的有效磷浓度范围为3.53~86.22 mg/kg,其分布表现为明显的空间差异性,有效磷丰富区域较集中,大部分区域表现为有效磷缺乏。土壤中的速效钾浓度范围为19.55~244.02 mg/kg,其分布表现为明显的空间差异性。土壤中的缓效钾浓度范围为350.68~848.72 mg/kg,空间分布差异性明显。
(1)灯塔市土壤环境质量相对较好,但土壤污染分布表现为较明显的空间差异性。工业园区、城镇工矿企业周边区域土壤污染物累积量相对较高。
(2)部分区域农用地存在重金属镉污染风险,主要集中于郊区农用地。其余区域铬、镍、铜等无污染风险。
(3)灯塔市土壤肥力表现为明显的空间差异性,缺氮、高有机质,需要推进测土配方施肥、调整种植结构,提升并保持土壤生产力。
针对灯塔市农用地土壤环境问题,建议将灯塔市农用土地进行管控分区管理。按照GB 15618—2018《土壤环境质量 农用地土壤污染风险管控标准(试行)》、GB 36600—2018《土壤环境质量 建设用地土壤污染风险管控标准(试行)》和《农用地土壤环境质量类别划分技术指南(试行)》等相关标准,灯塔市农用地土壤环境管控分区可划分为优先保护区929.16 km2,为优先保护类农用地;农用地安全利用区1.28 km2。
(1)农用地优先保护区保护对策:一般是先由政府将其调整为永久基本农田,并且严格保护。在农用地优先保护区域禁止建设污染土壤类的建设项目。对于已经在农用地优先保护区范围内存在的企业,管理部门可列出计划、明确工作方案,逐步将现有企业搬迁、置换或关闭退出该区域。
(2)农用地安全利用区保护对策:首先可由当地主管部门管控该区域土壤利用情况,定期开展农产品和土壤同时监测并评价,结合检测结果适当调整农作物品种或者调整种植方式,进一步安全合理利用该区域土壤环境。如果农产品检测结果超出标准要求,该区域土壤可优先采取生物措施进行修复。在修复完成后,可委托相关有资质单位评估其修复效果并报上级管理部门备案。