當(dāng)前,我國土壤重金屬污染已影響到工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的發(fā)展和資源的永續(xù)利用。因此,必須采取有效措施,保護(hù)農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境。對(duì)于土壤重金屬污染,必須貫徹“預(yù)防為主、防治結(jié)合、綜合治理”的方針。首先要控制或消除污染源,對(duì)已經(jīng)污染的土壤要采取積極的措施,減少和消除土壤中的污染物,搞清其在土壤中的遷移、轉(zhuǎn)化的規(guī)律和影響因素,從而控制重金屬在土壤中的溶解度,使其不易被作物吸收而不能進(jìn)入食物鏈。
一、土壤重金屬污染的特點(diǎn)
1.普遍性
隨著工業(yè)生產(chǎn)的發(fā)展,重金屬污染日趨普遍,幾乎威脅著每個(gè)國家。上世紀(jì)50年代日本富士縣的“骨痛病”就是由于鎘污染而導(dǎo)致糙米中鎘超標(biāo)而引起的。我國已有很多城市的郊區(qū)和灌區(qū)遭到了不同程度的重金屬污染。如遼寧省是一個(gè)典型的重工業(yè)城市,通過大氣沉降而引起的地表重金屬污染較為常見,主要是由于燃煤煙塵和工業(yè)粉塵引起的。
2.隱蔽性
土壤重金屬污染由于其無色無味,很難被人的感覺器官察覺。一般需要通過植物進(jìn)入食物鏈后,到一定程度才反映出來。
3.不可逆性
由于重金屬在土壤中積累到一定程度時(shí),引起土壤結(jié)構(gòu)和功能的變化,且由于重金屬很難降解。一旦污染很難恢復(fù)原狀。
4.巨大的危害性
土壤重金屬不僅可以影響作物的生長發(fā)育,而且可以積累在作物的可食部分而造成中毒。更重要的它是一種潛在的二次污染源,可以通過徑流、入滲而污染地表水與地下水,也可以通過風(fēng)蝕而使污染面積進(jìn)一步擴(kuò)大,對(duì)生物體具有巨大的危害性。
二、土壤重金屬污染的主要途徑
1.由大氣沉降而引起的土壤重金屬污染
這種污染較為普遍,主要包括工業(yè)企業(yè)廢氣排放和汽車尾氣的排放,特別是重金屬鎘、汞與鉛等的污染更為普遍。
2.由污水灌溉而引起的土壤重金屬污染
由污水灌溉而引起的土壤重金屬污染,主要是由于利用超標(biāo)的污水進(jìn)行灌溉而引起的。目前,重金屬元素對(duì)農(nóng)田土壤的污染繼續(xù)加重,主要污染元素有鉛、鋅、汞、鎘、鉻、銅等。在我國范圍內(nèi)分布著很多由污水灌溉而引起的土壤重金屬污染的農(nóng)田。由于各地區(qū)污染源的不同,重金屬污染程度亦有較大差異。
3.由農(nóng)業(yè)生產(chǎn)措施引起的土壤重金屬污染
主要指通過施用含有重金屬的化肥或農(nóng)藥、農(nóng)膜而引起的土壤重金屬污染。具體表現(xiàn)在溫室氣體不斷增多;重金屬、硝態(tài)氮在土壤中累積,土壤板結(jié),肥力下降;地表水出現(xiàn)富營養(yǎng)化,地下水則受到硝酸鹽、亞硝酸鹽污染。我國農(nóng)膜使用面積已突破億畝,年殘留量高達(dá)35萬噸。大部分農(nóng)膜不易分解,不但破壞了土壤結(jié)構(gòu),阻礙了作物根系對(duì)水的吸收和生長發(fā)育,降低了土壤肥力,造成地下水難以下滲,而且殘膜在分解過程中會(huì)析出鉛、錫、酞酸脂類化合物等有毒物質(zhì),造成新的土壤環(huán)境污染。
三、土壤重金屬污染的防治措施
1.移土、客土、深翻土地
對(duì)于受重金屬污染嚴(yán)重污染面積又相對(duì)小的地塊,由于其重金屬污染不易降解,不易移動(dòng)等特點(diǎn),可采取排土客土法,或采取深翻,使上、下土層混合,降低耕作層中重金屬污染物的濃度。對(duì)于深翻土地來說,簡(jiǎn)單易行。但對(duì)于排土、客土法,工程量大。若適當(dāng)考慮建筑用土和工業(yè)產(chǎn)品用途時(shí),考慮就近污染土壤的排土、客土,或者是建筑選址優(yōu)先考慮已污染土壤也是很有意義的。
2.控制灌水條件,調(diào)節(jié)土壤氧化還原狀態(tài)
糙米含鎘量與土壤淹水狀況密切相關(guān)。凡地勢(shì)低洼,水稻生長期間田面能保持水層的田塊,其糙米含鎘量均大大低于地勢(shì)高、排水好的田塊,這就是說,被Cd、Pb、Cu、Zn等重金屬污染的水稻土,通常通過控制灌水條件,特別是抽穗灌漿期,保持淹水狀態(tài),使土壤處于還原狀態(tài),可以減少水稻糙米中的Cd、Pb的含量。由于重金屬的硫化物溶解度很小,可降低重金屬污染對(duì)作物的危害,因而,在含硫較少的土壤中,可適當(dāng)施用石膏等含硫物質(zhì),以促進(jìn)重金屬元素的沉淀。
3.增施有機(jī)肥料,提高土壤對(duì)重金屬的吸附容量
向污染土壤中增施堆肥、廄肥、綠肥、秸稈來增加土壤有機(jī)質(zhì),從而促使土壤中有機(jī)膠體和有機(jī)無機(jī)復(fù)合膠體的增加、陽離子交換量的提高,土壤對(duì)陽離子的吸附能力隨之提高,同時(shí)有機(jī)膠體和有機(jī)無機(jī)復(fù)合膠體同重金屬離子發(fā)生絡(luò)合、螯合反應(yīng),生成穩(wěn)定的絡(luò)合物和螯合物的反應(yīng)也很重要。據(jù)最新研究表明,增加有機(jī)質(zhì)后,確實(shí)增加了土壤對(duì)重金屬吸附容量。
4.調(diào)節(jié)土壤pH值,調(diào)節(jié)重金屬在土壤中的存在形態(tài)
土壤pH值是影響土壤中重金屬存在形態(tài)與活性的重要因素之一。一般來說,在酸性條件下,重金屬對(duì)作物的危害較大,即有效態(tài)含量相對(duì)較高。因此,通過施用石灰等堿性物質(zhì)來提高土壤pH值,緩解重金屬的危害是行之有效的途徑,特別是對(duì)于酸性土壤來說更是利大于弊。需要注意的是要根據(jù)不同種類的重金屬污染來確定石灰的最佳需用量,因?yàn)椴煌亟饘儆胁煌再|(zhì),它們被土壤中吸附及形成難溶化合物的pH值往往有一定的差異。
5.選擇合適的作物來減輕土壤中重金屬污染的危害程度
對(duì)于重金屬污染特別嚴(yán)重的土壤要改種非食用性作物,來避免重金屬污染進(jìn)入食物鏈,如被Cd嚴(yán)重污染的土壤可種植麻類、棉花、花卉、桑苗等作物。對(duì)于中等或輕污染的土壤可選用對(duì)重金屬吸收和轉(zhuǎn)移能力較差的作物品種。如鉻污染的農(nóng)田,可種植玉米。另外也可以通過調(diào)查篩選一些對(duì)重金屬能夠進(jìn)行超常積累或是對(duì)重金屬產(chǎn)生抗性的作物品種,來研究其積累機(jī)理與抗性機(jī)理。為土壤重金屬污染的治理開辟一條新的途徑。
6.改種法
改變耕作制度或更換農(nóng)作物品種,都有可能使污染的土壤繼續(xù)維持農(nóng)業(yè)生產(chǎn),避免某些污染物的危害。我國蘇北棉田,有些農(nóng)藥在土壤中降解緩慢,殘留量大,積累明顯。后來把棉花旱田改為水田,大大加速了降解過程,減少了污染。經(jīng)統(tǒng)計(jì),僅一年左右土壤中殘留的DDT基本消失。
7.推行科學(xué)的污水灌溉
科學(xué)地利用污水灌田是化害為利的有效措施,污水在灌溉過程中,受到土壤機(jī)械過濾吸附和微生物的分解轉(zhuǎn)化,污水中的氮、磷、鉀等肥分被植物吸收和利用,同時(shí)又減輕了城市處理污水的壓力。這不僅有利于農(nóng)業(yè)增產(chǎn),同時(shí)也是利用土壤凈化處理污水改善環(huán)境質(zhì)量的一種方法。在污灌時(shí),必須準(zhǔn)確地了解污水成分,必要時(shí)須進(jìn)行適當(dāng)處理后再用。污灌必須嚴(yán)格遵守《農(nóng)田灌溉水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)》、《農(nóng)用污泥中有害物質(zhì)控制標(biāo)準(zhǔn)》等規(guī)定。引用城鎮(zhèn)污水處理廠的污水進(jìn)行灌溉時(shí),必須執(zhí)行《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》。
(作者單位:158400黑龍江省虎林市農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣中心)