农田污染土壤治理及安全利用探究

[ 作者简介 ]

杨红权，男，湖南慈利人，慈利县农业农村局，农艺师，本科，研究方向：农业技术推广。

[ 摘要 ]

农田土壤污染问题与农副产品食品安全及人们身体健康有着密不可分的联系。为保证农业生产安全性，推进土壤资源利用的可持續，笔者基于我国当前农田土壤污染现状，提出几点污染土壤治理方略及安全利用对策。

[ 关键词 ]

农田;污染土壤;治理;安全利用

随着城镇化建设进程逐步推进，我国耕地资源处于紧缺状态，农田面积越来越少。工业产业的发展，污染物的排放也使得农田土壤面临着严重污染。为实现生态农业建设，应当对现有污染土壤进行治理修复，发挥其安全利用价值，实现农业生产资源的可持续利用，为我国环境污染治理，生态文明建设奠定坚实基础。

1 我国农田土壤污染现状

1.1 农田土壤污染物来源

在生态系统循环过程中，污染物质进入土壤的路径较多，根据污染物来源可分为人为来源和自然来源。前者是由于人们生产生活活动所产生的污染物质排放至农田土壤中，后者则是指土壤发育过程中污染物质就已经存在。如图1所示为农田土壤污染物来源分布。

1.2 农田土壤主要污染物质

当前，全球每年向环境中排放的镉、汞、铜、铅、镍等污染物质分别能够达到1.0×106吨、1.5×103吨、3.4×106吨、5×106吨和1.0×106吨，可见土壤污染源中，重金属污染占有较高的比例。一些欧洲国家农田土壤因重金属而污染的面积达到数万平方千米。据我国生态环境部最新发布的全国范围内农田土壤污染调查报告显示，当前我国耕地土壤污染超标率为19.4 %，以重金属污染占比最多，其中镉污染占比为7.0 %。同时对3000平方千米基本农田保护区的土壤进行检测后发现，重金属超标12 %以上，重金属污染在我国近郊农田较为普遍，尤其以镉和铅占比最多。

2 农田污染土壤治理方略分析

2.1 建立农田土壤分区治理体系

我国农田土壤不同区域间污染情况存在一定的差异。因此，污染土壤治理应遵循分区治理原则，制定统一的土壤污染防治体系，并结合不同地区的土壤污染情况，完善区域间土壤污染质量评定标准及污染治理相关法律法规政策，实现因地制宜的治理方略。在此基础上，实施分类管控，以土壤类型、农田耕作方式、土壤污染物分布及其与农作物的吸收耦合机制，制定最适合当地农田土壤污染治理的方案，发挥“一区一策”“一土一策”的治理成效。

2.2 加强污染物源头防控

土壤污染防治应当从源头入手，因此需先识别污染源并分析该污染源对土壤造成的影响。先分析农田土壤污染特征，结合镉、铅等污染物元素的指纹特征，综合利用源解析受体模型、贝叶斯不确定分析技术以及多元统计分析技术等对污染物来源加以识别。找准来源后，从源头治理，阻断污染物质向农田土壤的输入，从而保障后续土壤污染治理工作更加有意义。

2.3 加强农业生产过程规范化管理

当前，随着我国对农田土壤污染治理问题愈加重视，相继颁布实施了《农用地土壤环境管理办法（试行）》《中华人民共和国土壤污染防治法》等相关政策法规文件。重点强调在农业生产过程中应当对化肥、农药等农业投入品加以把控，做到合理使用。在此背景下，需建立完善农业投入品相关使用规程及安全标准，以契合农田土壤污染治理工作，实现土壤资源健康生态循环及可持续发展。

此外，肥料的不合理使用会对土壤的理化性质产生影响。在施肥前应科学分析土壤肥力情况、营养元素缺丰情况以及所种植作业的需肥性。同时在农田灌溉时，应确保所灌溉水资源无重金属等污染物质，这也是保证农田污染治理效果的根本所在。

2.4 秸秆还田，推广应用有机肥

在以往的农业生产过程中，农民群众并没有对秸秆资源加以科学运用，在农作物收获后随意焚烧或丢弃秸秆，对生态环境造成严重污染。在科学利用秸秆资源，实现秸秆还田后，通过微生物分解，在土壤中会形成大量的腐殖质，其能够增强土壤肥力，提高土壤中有机质含量及微生物含量，疏松土壤，为农作物创造更好的生长环境。

此外，秸秆充分腐熟后，还能够有效调节重金属污染情况，改善土壤生物有效性。积极推广秸秆还田，转变原有传统生产模式是生态治理土壤污染的要点之一。

另外，在污染治理过程中，应指导农民群众主要施加有机肥，辅助施加化肥，特别是氮肥的使用量。与化肥相比，腐熟有机肥的作用效果虽然不明显，但作用时间长，能够满足农作物全生育周期的营养供给，合理搭配适量化肥，有利于农作物生长且有利于维护农田土壤的理化性质。

2.5 转变传统耕作模式

大量农田土壤污染物检测报告显示，多数重金属等污染物质具有浅层堆积特征，土壤深层位置污染物含量较少。因此农田土壤污染治理可从转变耕作模式入手，将传统浅翻耕的耕作模式向深耕模式所转变，使浅层堆积的污染物质在土壤深层分散，有效降低污染物质含量。此外，深耕有利于促进有机质腐熟，改善土壤墒情，提高土壤中有机质含量，进而固化污染物质，实现农田土壤污染物的综合治理。

2.6 调节土壤理化性质

由于农田土壤污染主要以重金属元素为主，在治理时可严格控制土壤含水量，对土壤氧化还原电位进行调控，从而干预农作物根系对污染物质的吸收，对污染物质溶解度加以改善，避免污染物质危害农作物正常生长。土壤基质中以阳离子形式存在的污染物质，能够借助强移动性在农作物根系附近留存，从而被作物所吸收。在治理时可向土壤中加入适量石灰，石灰和重金属污染物质发生反应后，会形成氢氧化物或碳酸盐等物质，对农作物吸收重金属起到很好的抑制作用，在调节土壤理化性质的同时，提高污染治理效果。

2.7 健全完善土壤污染治理效果评估机制

农业生产中不同治理方案所达到的效果存在一定差异，为强化治理效果，应对治理效果加以评估，综合分析土壤治理及农作物经济效益间的关系，健全完善土壤污染治理效果评估机制。土壤治理效果包括农田土壤理化性质改善情况、微生物含量以及综合肥力等。农作物经济效益则体現在农产品食品安全、产品质量以及产量等方面，从而实现土壤环境—农作物—效益间的循环可持续发展。

3 农田污染土壤的安全利用路径

我国可利用的农田土壤资源相对较少，为满足农作物生产、粮食供应等需求，农田土壤治理难以实现对工业污染的全面修复治理。并且我国农田污染面积占比较大，考虑到技术储备及资金投入情况，实现农田污染土壤的安全利用是综合效益最佳的治理措施，在实现高效利用农田资源的同时，应降低污染物质对农作物的影响。安全利用路径总结为以下几点。

3.1 选取污染元素低积累作物种植

农业生产过程中，不同品种农作物其对重金属等污染物质的吸收、富集能力存在一定差异。如粳稻和籼稻相比，后者对重金属污染物质的富集能力更强;与常规稻相比，杂交稻富集镉等污染物质的能力更强。同时另有学者研究指出，水稻种植淹水和不淹水对重金属含量所产生的影响差异较大。综上，通过优选出污染元素低积累的水稻品种能够发挥农田污染土壤的安全利用价值。该理念对于其他农作物同样适用，在农业生产过程中，应根据农业生产规划及土壤污染情况，科学选取污染元素低积累作物进行种植，保证污染土壤利用的安全性。

3.2 运用原位钝化技术，改善污染土壤特性

原位钝化技术即在受污染农田土壤中加入钝化剂，使其能够与重金属污染元素发生氧化还原、吸附、络合、沉淀等物理化学反应。意在改变土壤中污染物质的形态及有效性，抑制农作物吸收污染物质，实现污染土壤的安全利用。

原位钝化技术是实现污染土壤安全利用的有效手段，其具备高效、便捷等优势。但在实施前需对农民群众进行普及宣教，使其能够理解并接受该方法，改善污染土壤特性，为农作物健康生长创造有利条件。

3.3 调控农艺措施，降低土壤污染物有效性

农艺措施调控通过改善农作物耕种生产流程，科学调控土壤中的重金属污染物，避免农作物大量吸收污染物质，保证农产品生产安全，实现污染农田的安全利用。农艺措施调控主要包括：对土壤理化特征进行调控、对土壤水分进行科学管理、合理施用功能性肥料等。

首先，土壤排水及淹水均会影响其氧化还原电位，从而对镉等重金属污染物质的有效性产生影响。在农作物全生育期进行淹水灌溉与常规灌溉相比，能够有效降低氧化还原电位，农田土壤中的硫酸盐形成硫化物，与污染物质发生沉淀反应。有研究证实，以水稻种植为例，在全生育期对其进行淹水灌溉，水稻中的重金属含量能够降低至0.2 mg/kg。其次，合理施用肥料对于改善农作物对污染物质的吸收也具有重要影响。我国农业生产肥料施加单一且主要以铵态氮肥为主，加速了农作物吸收重金属。为实现土壤安全利用，可在施加有机肥的同时，将铵态氮肥用硝态氮肥代替，改善根系土壤pH值，抑制污染元素有效性。有研究证实，在水稻种植中施加螯合态铁肥，能够有效降低稻米中的重金属含量，并增加铁含量，在提高稻米品质的同时，做到污染土壤的安全利用，提高农业生产经济效益。

4 结束语

综上所述，当前我国农田土壤污染问题严重，为实现生态环境建设，保障农产品食品安全和粮食的供给，应当重视污染土壤的治理和安全利用。笔者结合实际，提出几点污染土壤生态治理方略和安全利用路径，旨在为生态农业的建设发展提供思路。

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