治理餐桌污染——强化农田土壤污染综合防治
文章来源:农业科学农业资源与农业区划研究所
作者:陈印军
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发布时间:2014-04-15
编者按:人民日报4月11日09版报道,记者10日从财政部、农业部获悉,今年国家启动重金属污染耕地修复综合治理工作,先期在湖南省长株潭地区开展试点。财政部表示,今年中央财政安排专项资金对湖南省试点地区给予补助,支持耕地保护与质量提升。通过加强耕地质量建设和污染修复治理,实现重金属污染耕地的稻米达标生产,确保国家粮食安全和人民群众“舌尖上的安全”。
本期主题:强化农田土壤污染综合防治 从源头保障“舌尖上的安全”。
万物土中生,我们所吃的粮食、瓜果、蔬菜,以及植物油料、糖料、中药材等几乎全部产自土壤;我们吃的肉、蛋、奶等畜禽产品,以及淡水产品多数也是由土中生长的饲料转化而来。只有保有清洁的土壤,才有可能生产出安全的食物,才能从源头上保障舌尖上的安全。然而,目前我国的土壤污染问题日趋严重,舌尖上的安全受到了严重威胁,已到了必须采取行动的时刻。
1. 我国农田土壤受污染率呈明显上升之势
根据国家环保部公布的资料,1989年全国受污染农田600多万公顷,占当年耕地总面积的4.6%;1990年全国受污染农田面积667万公顷,占当时全国耕地总面积的5.1%;1991全国受污染农田1000万公顷,占当年全国耕地总面积的7.7%;2000年对30万公顷基本农田保护区土壤有害重金属抽样监测结果表明土壤重金属超标率达12.1%;2011年在全国31个省(市、区)364个村庄的监测结果表明农村土壤样品污染物超标率达21.5%。根据赵其国院士的材料,我国重金属污染农田土壤超过2000万hm2,占耕地总面积的16.4%,加上农药污染农田土壤933万hm2、污水灌溉污染农田217万hm2、受石油污染的土壤50万hm2、受工业废渣污染的农田10万hm2和受采矿污染的土壤面积20万hm2,共计3230万hm2,相当于当时全国耕地面积的26.5%。综合各方面的材料,我国农田土壤受污染率已从20世纪80年代末期的不足5%,上升至目前的20%以上。
图片来源:新浪微博
2. 我国土壤污染趋向多源性和复杂性
我国土壤污染正从常量污染物转向微量持久性毒害污染物;土壤污染从局部蔓延到大区域,从城市郊区延伸到乡村,从单一污染扩展到复合污染,从有毒有害污染发展至有毒有害污染与氮、磷营养污染的交叉,形成点源与面源污染共存,生活污染、农业污染和工业污染叠加、各种新旧污染与二次污染相互复合或混合的态势。
3. 不合理的农业生产过程已成为污染物进入农田土壤的主要路径
土壤中的污染物主要来自工矿业三废(废水、废气、废渣)、机动车尾气排放,以及生活垃圾、污泥、肥料、农药和农膜。但这些污染物质主要是通过大气沉降、洪水冲击和不合理的农业生产过程三个路径进入农田土壤。
(1)大气沉降。工矿企业、餐饮企业、家庭等每天向大气排放大量的烟尘和废气,机动车每天向大气排放大量的尾气,大风将地表有害的粉尘吹向大气,这些物质以降尘的形式,或伴随着降水回到地面,进入农田,污染土壤。
(2)洪水冲击。矿区堆积如山的矿渣堆放场,或规模巨大的尾矿库,以及工矿企业周边星状分布着大大小小的渣山或废水塘,一旦遇到暴雨和洪水,大量的有害物质就会冲向周边和下游地区的农田,污染土壤。
(3)农业生产。包括不合理灌溉、不合理用肥、不合理用药。
①污水灌溉。包括在北方缺水地区和南方特旱季节,人们无奈地利用未经处理或处理不彻底的生活污水、工业废水浇灌田地;也包括在广大的灌区,人们并未意识到灌溉用水受到了污染,无意之中将含有污染物质的水浇灌到了农田,造成土壤污染。利用污水浇灌农田是造成土壤污染的主要原因,我国80%的土壤污染都是因此造成的;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了重金属污染。
②不合理地使用农药。一是违规使用高毒高残留农药;二是过量使用农药;三是在不适宜的时间使用农药。
③不合理地使用肥料。不仅化肥会污染土壤,有机肥同样也会污染土壤。化肥污染包括三个方面:一是某些矿物质化肥,如磷肥因其原料本身伴生着某些天然重金属物质而含有过量重金属,如有学者认为2013年湖南的“镉米”事件主要是农田使用的磷肥中镉含量高;二是过量使用化肥和化肥与有机肥比例失衡造成土壤结构恶化和土壤微生物环境的改变,或因土壤环境的改变加剧土壤中有害重金属物质活化,危害农作物;三是由于过量使用化肥,未被作物吸收的化学成份进入水体,污染水环境。有机肥污染主要是农村自家粗制的农家肥,有的因掺入含毒生活垃圾而含大量有害污染物质,有的是掺入含重金属的湖塘底泥或污水处理厂含重金属的污泥,有的是牲畜粪便本身含有病原菌、重金属、激素、抗生素及其他有机污染物;另外,不少商品有机肥同样含有重金属等有害物质。
4. 土壤污染防治必须从源头防控着手
土壤污染具有隐蔽性和滞后性,以及累积性和治理的艰难性,农田土壤一旦受到污染,其治理难度很大,成本很高,有的需要200~1000年才能够恢复。因此,必须强化污染防控,控制污染物进入土壤。当前最为迫切的工作有八个方面:
(1)严控工矿企业三废(废水、废气、废渣)排放,强化垃圾堆放场和矿区尾矿库的防渗、防漏、防刮(风吹)、防冲(洪水冲击)能力,防止污染物质进入水体、大气和农田。
(2)强化灌溉水源质量监控工作,一旦发现水源受到污染,及时通报相关灌区,严控未经处理和处理不达标的污水灌溉农田。
(3)严控高毒、高残留农药的使用,并强化农药使用知识的宣传,做到科学用药。
(4)强化化肥质量监控,严控重金属超标化肥进入市场,并强化科学用肥技术的推广,做到化肥用量适度、化肥施用时机与频率适宜、化肥与有机肥比例合理。
(5)强化对商品有机肥重金属等有害物质的监控,严控重金属等有害物质超标的有机肥进入市场。
(6)开展对农村粗制农家肥质量的抽查检测工作,并加大宣传力度,让广大农民认识到含毒生活垃圾等有害物质进入农家肥的危害性。
(7)强化农家肥无害化处理技术的研发与推广,并针对广大农民自制农家肥所存在的重金属污染问题,开展有机肥安全生产与使用专项行动。
(8)科学使用地膜,广泛推广可降解地膜或可回收地膜,严控地膜对土壤的污染。
5. 因情而宜,走综合治理之路
(1)改善土壤环境,促使有害重金属固化,减轻对农作物的危害。重金属成害需要一定的条件,一是含量超过一定的标准,二是有适宜的环境条件。比如,重金属“镉”在PH值为4.5-5.5时最容易被水稻吸收。通过增施有机肥和在土壤中加入化学试剂,促进土壤PH值提升到5.5以上,土壤中粘土矿物和氧化物与重金属生成络合、螯合物,性质趋于稳定,水稻对镉的吸收性大大降低。
(2)调整粮食作物品种结构,躲避重金属污染。粳稻与籼稻相比,其对重金属镉的吸收性小得多,台湾在镉米事件之后,大力推广粳稻种植,劝阻农户在镉浓度较高的区域避免种植籼稻。将镉浓度较高的水稻田改为旱田,种植旱粮作物,因土壤环境发生变化,镉的活性降低,不再被作物吸收,可大大降低镉对农业的危害。
(3)暂时性退出可食用性农作物的生产,改种非食用性植物。某些受到污染的农田不能再继续从事粮食、蔬菜、水果等可食性农产品的种植,但可以种植绿化植物或其他非食用性工业原料作物。当然,在选择非食用性工业原料时,必须考虑它们在后续可能对人类造成的危害。
(4)暂时性退耕,进行修复。对于近期无法进行农作物种植的污染农田,退出农作物种植,采取包括生物修复、化学修复、农业生态修复在内的修复技术,对污染土壤进行修复。
(5)彻底退耕,禁止进行农产品生产。对于污染严重且难以修复的污染农田,划定为农产品禁止生产区域,不再进行农产品生产。需要注意的是,必须强化对污染物的控制,避免污染物向周边地区扩散。
本期主题:强化农田土壤污染综合防治 从源头保障“舌尖上的安全”。
万物土中生,我们所吃的粮食、瓜果、蔬菜,以及植物油料、糖料、中药材等几乎全部产自土壤;我们吃的肉、蛋、奶等畜禽产品,以及淡水产品多数也是由土中生长的饲料转化而来。只有保有清洁的土壤,才有可能生产出安全的食物,才能从源头上保障舌尖上的安全。然而,目前我国的土壤污染问题日趋严重,舌尖上的安全受到了严重威胁,已到了必须采取行动的时刻。
1. 我国农田土壤受污染率呈明显上升之势
根据国家环保部公布的资料,1989年全国受污染农田600多万公顷,占当年耕地总面积的4.6%;1990年全国受污染农田面积667万公顷,占当时全国耕地总面积的5.1%;1991全国受污染农田1000万公顷,占当年全国耕地总面积的7.7%;2000年对30万公顷基本农田保护区土壤有害重金属抽样监测结果表明土壤重金属超标率达12.1%;2011年在全国31个省(市、区)364个村庄的监测结果表明农村土壤样品污染物超标率达21.5%。根据赵其国院士的材料,我国重金属污染农田土壤超过2000万hm2,占耕地总面积的16.4%,加上农药污染农田土壤933万hm2、污水灌溉污染农田217万hm2、受石油污染的土壤50万hm2、受工业废渣污染的农田10万hm2和受采矿污染的土壤面积20万hm2,共计3230万hm2,相当于当时全国耕地面积的26.5%。综合各方面的材料,我国农田土壤受污染率已从20世纪80年代末期的不足5%,上升至目前的20%以上。
图片来源:新浪微博
我国土壤污染正从常量污染物转向微量持久性毒害污染物;土壤污染从局部蔓延到大区域,从城市郊区延伸到乡村,从单一污染扩展到复合污染,从有毒有害污染发展至有毒有害污染与氮、磷营养污染的交叉,形成点源与面源污染共存,生活污染、农业污染和工业污染叠加、各种新旧污染与二次污染相互复合或混合的态势。
3. 不合理的农业生产过程已成为污染物进入农田土壤的主要路径
土壤中的污染物主要来自工矿业三废(废水、废气、废渣)、机动车尾气排放,以及生活垃圾、污泥、肥料、农药和农膜。但这些污染物质主要是通过大气沉降、洪水冲击和不合理的农业生产过程三个路径进入农田土壤。
(1)大气沉降。工矿企业、餐饮企业、家庭等每天向大气排放大量的烟尘和废气,机动车每天向大气排放大量的尾气,大风将地表有害的粉尘吹向大气,这些物质以降尘的形式,或伴随着降水回到地面,进入农田,污染土壤。
(2)洪水冲击。矿区堆积如山的矿渣堆放场,或规模巨大的尾矿库,以及工矿企业周边星状分布着大大小小的渣山或废水塘,一旦遇到暴雨和洪水,大量的有害物质就会冲向周边和下游地区的农田,污染土壤。
(3)农业生产。包括不合理灌溉、不合理用肥、不合理用药。
①污水灌溉。包括在北方缺水地区和南方特旱季节,人们无奈地利用未经处理或处理不彻底的生活污水、工业废水浇灌田地;也包括在广大的灌区,人们并未意识到灌溉用水受到了污染,无意之中将含有污染物质的水浇灌到了农田,造成土壤污染。利用污水浇灌农田是造成土壤污染的主要原因,我国80%的土壤污染都是因此造成的;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了重金属污染。
②不合理地使用农药。一是违规使用高毒高残留农药;二是过量使用农药;三是在不适宜的时间使用农药。
③不合理地使用肥料。不仅化肥会污染土壤,有机肥同样也会污染土壤。化肥污染包括三个方面:一是某些矿物质化肥,如磷肥因其原料本身伴生着某些天然重金属物质而含有过量重金属,如有学者认为2013年湖南的“镉米”事件主要是农田使用的磷肥中镉含量高;二是过量使用化肥和化肥与有机肥比例失衡造成土壤结构恶化和土壤微生物环境的改变,或因土壤环境的改变加剧土壤中有害重金属物质活化,危害农作物;三是由于过量使用化肥,未被作物吸收的化学成份进入水体,污染水环境。有机肥污染主要是农村自家粗制的农家肥,有的因掺入含毒生活垃圾而含大量有害污染物质,有的是掺入含重金属的湖塘底泥或污水处理厂含重金属的污泥,有的是牲畜粪便本身含有病原菌、重金属、激素、抗生素及其他有机污染物;另外,不少商品有机肥同样含有重金属等有害物质。
4. 土壤污染防治必须从源头防控着手
土壤污染具有隐蔽性和滞后性,以及累积性和治理的艰难性,农田土壤一旦受到污染,其治理难度很大,成本很高,有的需要200~1000年才能够恢复。因此,必须强化污染防控,控制污染物进入土壤。当前最为迫切的工作有八个方面:
(1)严控工矿企业三废(废水、废气、废渣)排放,强化垃圾堆放场和矿区尾矿库的防渗、防漏、防刮(风吹)、防冲(洪水冲击)能力,防止污染物质进入水体、大气和农田。
(2)强化灌溉水源质量监控工作,一旦发现水源受到污染,及时通报相关灌区,严控未经处理和处理不达标的污水灌溉农田。
(3)严控高毒、高残留农药的使用,并强化农药使用知识的宣传,做到科学用药。
(4)强化化肥质量监控,严控重金属超标化肥进入市场,并强化科学用肥技术的推广,做到化肥用量适度、化肥施用时机与频率适宜、化肥与有机肥比例合理。
(5)强化对商品有机肥重金属等有害物质的监控,严控重金属等有害物质超标的有机肥进入市场。
(6)开展对农村粗制农家肥质量的抽查检测工作,并加大宣传力度,让广大农民认识到含毒生活垃圾等有害物质进入农家肥的危害性。
(7)强化农家肥无害化处理技术的研发与推广,并针对广大农民自制农家肥所存在的重金属污染问题,开展有机肥安全生产与使用专项行动。
(8)科学使用地膜,广泛推广可降解地膜或可回收地膜,严控地膜对土壤的污染。
5. 因情而宜,走综合治理之路
(1)改善土壤环境,促使有害重金属固化,减轻对农作物的危害。重金属成害需要一定的条件,一是含量超过一定的标准,二是有适宜的环境条件。比如,重金属“镉”在PH值为4.5-5.5时最容易被水稻吸收。通过增施有机肥和在土壤中加入化学试剂,促进土壤PH值提升到5.5以上,土壤中粘土矿物和氧化物与重金属生成络合、螯合物,性质趋于稳定,水稻对镉的吸收性大大降低。
(2)调整粮食作物品种结构,躲避重金属污染。粳稻与籼稻相比,其对重金属镉的吸收性小得多,台湾在镉米事件之后,大力推广粳稻种植,劝阻农户在镉浓度较高的区域避免种植籼稻。将镉浓度较高的水稻田改为旱田,种植旱粮作物,因土壤环境发生变化,镉的活性降低,不再被作物吸收,可大大降低镉对农业的危害。
(3)暂时性退出可食用性农作物的生产,改种非食用性植物。某些受到污染的农田不能再继续从事粮食、蔬菜、水果等可食性农产品的种植,但可以种植绿化植物或其他非食用性工业原料作物。当然,在选择非食用性工业原料时,必须考虑它们在后续可能对人类造成的危害。
(4)暂时性退耕,进行修复。对于近期无法进行农作物种植的污染农田,退出农作物种植,采取包括生物修复、化学修复、农业生态修复在内的修复技术,对污染土壤进行修复。
(5)彻底退耕,禁止进行农产品生产。对于污染严重且难以修复的污染农田,划定为农产品禁止生产区域,不再进行农产品生产。需要注意的是,必须强化对污染物的控制,避免污染物向周边地区扩散。