重金屬污染耕地修復的“仁化試驗”
發布日期：2015-11-12 瀏覽次數 ：1479
【導讀】除了根系沒有根瘤菌，這花生算長得不錯了！”韶關市仁化縣董塘鎮高宅村一塊被標號的農田里，幾名土壤研究人員拔起一株花生，喜出望外。由于受到土壤重金屬污染的困擾，這片土地已不再耕種。現在它被分劃成十幾塊，每塊田里都豎起試驗標志牌，變成修復重金屬污染土壤的“試驗基地”。
韶關是廣東乃至重金屬污染較嚴重的地區之一。幾年來，各級政府部門高度重視，探索尋求修復重金屬污染土壤的有效措施。據媒體公開報道，近日經省政府同意，省環保廳正式印發了《韶關市涉重金屬行業環境綜合整治方案（2015-2020年）》，計劃投入27.8億元，在韶關實施落后產能淘汰、產業整治提升、土壤污染修復治理示范、環境監管能力建設等四大類工程項目。在土壤修復方面，2020年底前力爭完成8000畝以上受污染農田土壤修復。這無疑給罹患重癥的土壤帶來生機。
今年是“土壤年”，倡導“健康土壤帶來健康生活”。修復耕地，讓土壤回歸健康，不僅事關糧食安全，而且事關生態文明的建設和農業的可持續發展。
“毒地”之害??昔日“糧倉”幾成不毛之地
“5顆，只有5顆是有籽的。”數著手中的花生，高宅村的肖阿姨有點失落，“種什么都種不到，種下去后就死了，村里很少人種地了。”
肖阿姨所處的土地，重金屬超標高達二三十倍。這片廣闊的耕地，除了土壤修復試驗種植的農作物外，大部分已經荒蕪。“這里曾經是仁化的‘糧倉’啊！”當地一位工作人員感慨。
董塘鎮是韶關重金屬污染的典型區域，曾發生令人震驚的兒童血鉛超標事件。由于地處大型鉛鋅礦成礦帶，土壤重金屬本底含量較高。該地區農田中有少量黃鐵礦或黃鐵鉛鋅礦裸露地表，在長期雨水的沖刷、氧化作用及歷不規范開采等因素的影響下，重金屬鉛、鋅、汞、鎘、砷容易析出，導致農田重金屬含量偏高。
為了修復重金屬污染的耕地，政府租賃村民的農田，引入社會力量，參與治理試驗。“只要有好的技術或好的產品，通過申請，就有機會進來試驗，政府也想通過試驗檢驗，選擇土壤修復治理的方向。”韶關市委政策研究室副主任張桂勝告訴記者。
幾年來，各種土壤修復治理方案和產品在“試驗田”里練兵。仁化縣農業技術推廣中心主任鄒華旭告訴記者，從實踐成效來看，各方的積努力取得了一定的修復成效，如部分修復治理方案種出來的水稻，重金屬含量有效降低約30%。不過，從整體來看，修復治理效果還是不夠理想。
“對于重度污染的區域，尤其是重金屬含量超標好幾十倍的土壤來說，雖然降低了重金屬含量，但產品的重金屬含量依然超標八九倍，離真正安全的農產品還有一定的距離。”一位正在試驗地考察晚造水稻修復治理成果的研究人員認為。
長期關注仁化土壤修復治理的廣東省生態環境與土壤研究所研究員陳能場博士則向記者透露，土壤重金屬污染的修復治理難度大，一旦修復治理方案考慮不充分，還可能給土地造成二次污染。比如有當地村民反映，一些試驗田用了化學物質處理后，耕地連草都長不出來。
治法之變??讓超標土壤長出安全食品
讓土壤研究人員喜出望外的，是今年一種新加入試驗的名為“健地豐”的土壤調理劑。
11月3日，董塘鎮高宅村、鐵屎嶺等試驗田里：同是一片花生地，未采取任何措施的，沒有花生存活；撒了石灰的，長出少量花生；而使用了土壤調理劑的，花生就和正常一樣生長。
這種差異在水稻試驗田、桑樹種植地等同樣明顯。“從目前的試驗情況來看，它的修復治理效果比較好。”“健地豐”的相關負責人鐘治舜告知，使用該土壤調理劑處理的耕地，不僅能使農作物正常生長，而且農產品的重金屬含量大部分降到了標準范圍內，給正處在探索中的試驗基地帶來一線生機。
更讓現場土壤研究人員關注的，是一組實驗數據。今年7月，實驗承擔單位——廣東省農業科學院農業資源與環境研究所對早稻的檢測顯示，施用該土壤調理劑能有效地提高土壤pH值，在用量范圍內，能夠顯著減少糙米中鎘和無機砷的含量增。此外，還能增加水稻畝產，尤其是降鎘效果明顯。
受到嚴重復合污染的一塊試驗田的實驗報告顯示，經過T1、T2、T3和T4處理的耕地，產出的糙米鎘含量與空白對照組相比，分別減少了50.59%、69.64%、78.75%和80.94%（T1、T2、T3、T4指各個試驗小區施用土壤調理劑的不同用量，T1用量少，依次遞增，空白為未使用任何修復措施）。
經現場檢測，試驗田土壤的pH值均保持7.0以上。抽檢數十個稻谷樣品檢測結果顯示，樣品中的鎘含量僅為0.01—0.03mg/kg之間，約為糧食安全標準（0.2mg/kg）的1/10。
仁化縣農業技術推廣中心相關工作人員認為，和一般的實驗數據相比，“健地豐”土壤調理劑的修復治理效果確實比較好，是重金屬污染耕地修復治理領域值得關注的現象。
“土地也有生命，一旦它的平衡性被打破，就處于亞健康狀態，生產出來的農產品就容易出問題，就需要修復治理。”鐘治舜向記者透露，“健地豐”土壤調理劑主要由以白云石、硅石、石灰石、海泡石、矽砂、高嶺土、黏土等材料，借助水泥生產線的工藝制造而成，富含植物生長所需要鈣、鎂、硅等元素。
鐘治舜認為，土壤調理劑的作用原理在于，當施入土壤后，其中的偏硅酸鹽大量水解，可快速改變土壤的pH值，使土壤中的鎘等重金屬與OH-及焦磷酸鹽反應生成沉淀物，而土壤調理劑具有大比表面積的特性可以吸附螯合沉淀物，形成結核，結合土壤pH的提高，促使土壤有效鎘的穩定化。
在陳能場看來，這種土壤調理劑調節了土壤的pH值，提高了土壤顆粒的吸附性能，從而降低重金屬的有效性。“土壤pH值小于4.5時，土壤中的鐵氧化物對鎘幾乎沒有吸附能力，但到了pH值6.0則可以吸附大部分鎘。”
陳能場還提出，土壤調理劑改善了土壤的營養結構，土壤鈣、鎂、硅等得到補充，植物增加了鈣、鎂、硅等元素的吸收，從而也協助遏制植物對重金屬的吸收。
“符合標準的土壤，生產出來的農產品可能是重金屬超標的；重金屬超標的土壤，也可以生產出符合標準的食品。”陳能場認為，“健地豐”給重金屬土壤修復治理帶來的思考在于，土壤中有重金屬不可怕，關鍵是要修復治理好，恢復土壤的健康體系，保持土壤的營養均衡，保持適宜的土壤酸堿度，這才是糧食安全的有效保障。
治理之辯??“消毒”還是“固毒”？
何為健康的土壤？陳能場提出：“理想的土壤中，固體占50%，空氣和水分各占25%。固體中礦物部分占45%，余下5%的有機質中，各種活動的生物有機質占10%，根系有機質占10%，已經轉化為穩定的高分子的‘死的’有機質占80%左右。”
之所以提出“健康土壤”的修復治理理念，是因為陳能場認為，與重金屬超標相比，正在變壞的土壤更加令人擔憂。
據環保部、國土資源部2014年發布的“土壤污染調查公報”顯示，土壤污染總的超標率為16.1%，其中輕微、輕度、中度、重度污染點位分別為12.1%、2.3%、1.5%和1.1%；我國適宜農業種植的一二類土壤占87.9%，存在潛在生態風險的占12.1%，其中屬中度、重度污染的土壤約占3.0%。
“一方面，因大量施用化肥，加上酸雨影響，土壤加速酸化，土壤酸堿平衡被打破，重金屬在酸性條件下愈加活躍；另一方面，有些地域的土壤有機質也在下降，這不利于對重金屬絡合固定。”陳能場告訴記者。
在此情況下，重金屬污染土壤的修復治理越發受到關注。不過，到底該如何修復治理重金屬污染土壤，學界和業界暫時還存在爭議。
從目前外的實踐來看，土壤修復技術主要包括工程措施，如客土、換土、深耕翻土等；物理化學修復，如熱處理技術、洗土法等；還有化學修復，如吸附、氧化還原、拮抗、沉淀等。
不少修復治理方案的問題在于，土壤修復成本高，以修復一畝“鎘”污染土壤為例，每畝耕地的修復費用多為2萬—3萬元。而如果采取成本低的植物吸收法，則可能需要數十年的修復治理時間。“我們完全等不起。”鐘治舜認為。
不過，盡管以“土壤健康”為理念的“健地豐”土壤調理劑在試驗中取得較好效果，且成本低，但也有人提出，這種修復治理模式，只是解決了糧食安全的問題，重金屬依然還保留在土壤中，土壤安全并未得到根治。
對此，鐘治舜認為：“重金屬元素本來就是組成土壤天然的一部分，分布廣，且含量低，取出來的成本高、效率低，甚至還存在二次污染的風險。”
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