韓廷超
摘 要 目前,我國農田污染嚴重,國家已經出臺有關法律法規(guī),并投入大量資金,推動農田土壤修復產業(yè)的發(fā)展。基于此,在歸納總結農田土壤修復產業(yè)現(xiàn)狀的基礎上,針對農田污染修復技術尚未成熟的實際情況,嘗試提出農田土壤修復行業(yè)的發(fā)展趨勢,以期為農田土壤修復行業(yè)的良性發(fā)展提供參考意見。
關鍵詞 農田土壤;污染;修復技術
中圖分類號:X53 文獻標志碼:B DOI:10.19415/j.cnki.1673-890x.2019.12.093
改革開放以來,隨著我國工業(yè)化、城鎮(zhèn)化快速發(fā)展,污染物排放也持續(xù)增加,致使環(huán)境污染日益嚴重。其中,農田土壤污染尤為突出,已嚴重威脅到糧食生產安全,影響到可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略目標的實現(xiàn)。近年來,隨著人們環(huán)保意識的提升,市場需求逐漸釋放,農田土壤修復已成為一門新興的產業(yè)。
1 基本概念
目前,農田土壤污染物大致分為兩類,分別為無機污染物和有機污染物[1]。無機污染物主要包括酸、堿、重金屬以及鹽類等。有機污染物主要包括有機農藥、酚類、氰化物、石油以及合成洗滌劑等。
農田土壤修復是指利用物理、化學和生物的方法轉移、吸收、降解和轉化土壤中的污染物,使其濃度降低到可接受水平,或將有毒有害的污染物轉化為無害的物質[2]。
根據修復過程中被污染土壤是否發(fā)生移位,農田污染土壤的修復可分為異位修復技術和原位修復技術兩種。根據被污染土壤在修復過程使用的技術種類,農田污染土壤的修復可分為單一修復技術和聯(lián)合修復技術兩種[3]。
2 農田土壤修復產業(yè)現(xiàn)狀
2.1 農田污染嚴重,技術尚未成熟
2014年4月,環(huán)保部與國土資源部聯(lián)合發(fā)布的《全國土壤污染狀況調查公報》顯示,全國土壤調查點位的16.1%受到不同程度的污染,而農田污染比例更是超過19.4%[4]。其中,每年因重金屬污染而減產的糧食超過1 000萬噸,被重金屬污染的糧食多達1 200萬噸,造成的經濟損失合計超過200億元[5]。農田是支撐人類生活與發(fā)展必不可少的物質基礎,而大面積的土地污染會嚴重威脅到人們的身體健康,制約現(xiàn)代化農業(yè)的進一步發(fā)展[6]。因此,迫切需要采用相關技術對污染土地進行修復。
與發(fā)達國家相比,我國開始發(fā)展土壤修復技術起步較晚,技術手段較簡單。目前,我國比較成熟的土壤修復技術主要是異位修復技術,原位修復技術較少且修復技術單一、效率較低、成本較高。由于土壤形態(tài)多樣且污染程度、成分各異,現(xiàn)有修復技術缺乏針對性、適用性,且大多停留在實驗階段,工程應用實例較少,修復技術尚未成熟[7]。
2.2 政策不斷完善,投資持續(xù)增加
2012年3月,政府出臺的《“十二五”規(guī)劃綱要》將節(jié)能環(huán)保列為七大戰(zhàn)略性新興產業(yè)之首。其中,土壤修復是環(huán)保產業(yè)重點發(fā)展對象之一,并明確提出要強化土壤污染防治監(jiān)督管理。2016年12月,環(huán)保部頒布《污染地塊土壤環(huán)境管理辦法(試行)》,明確指出土壤污染治理各方的責任,規(guī)定土壤污染治理與修復實行終身責任制等。2018年6月,生態(tài)環(huán)境部與國家市場監(jiān)督管理總局聯(lián)合發(fā)布《土壤環(huán)境質量農用地土壤污染風險管控標準(試行)》,提出將加強保護農用地土壤環(huán)境,管控農用地土壤污染風險,保障農產品質量安全、農作物正常生長和土壤生態(tài)環(huán)境。相關法律政策的出臺規(guī)范了農田土壤修復行業(yè),有利于提升農田土壤修復技術水平,進一步擴大農田土壤修復市場。
近期看來,“十三五”期間,土壤修復產業(yè)的藍海空間在1 200億~6 000億;遠期而言,整個土壤治理產業(yè)的市場規(guī)模將超過7.5萬億元[8]。土壤修復產業(yè)具有一定的生命周期,土壤修復資金占GDP的比重也遵循相同的規(guī)律,即先低后高,然后回落維穩(wěn),且越是經濟發(fā)達的國家,這種趨勢越為明顯。我國土壤修復產業(yè)尚處于起步發(fā)展階段,未來土壤修復項目勢必顯著增多,市場提升空間巨大,資金投入必然會持續(xù)增加。
3 農田土壤修復產業(yè)發(fā)展趨勢
3.1 從異位修復向原位修復發(fā)展
農田土壤污染與其他類型土地污染差異明顯,主要表現(xiàn)為以下3點。1)農田土壤污染面積大。統(tǒng)計資料顯示,全國耕地面積約1.33億公頃,其中僅重金屬污染耕地占就總耕地面積的1/5,污染面積巨大。2)修復要求不同。其他用地可以考慮短時間內閑置進行有關修復,而農田受耕作要求、農事習慣等因素影響,受污染的耕地需要邊治理邊耕作[9]。3)污染濃度較低。農田土壤污染與工業(yè)場地污染相比,污染濃度偏低。例如,重金屬Cd污染在農田土壤中濃度約為0.163 mg·kg-1,而工業(yè)場地中濃度約為85 mg·kg-1[10]。
異位修復技術修復周期短,效率高,可以徹底去除污染物質,便于監(jiān)測,適用于污染面積較小或重污染地塊[11]。但是,在異位修復過程中需要挖掘和運輸土壤,破壞土質結構,工程費用相對較高,而且污染土壤在挖掘和運輸過程中增加了污染土壤擴散的風險。原位修復技術投資較低,工藝設備簡單,二次污染可能性低,污染土壤處理后能夠繼續(xù)利用,適用于邊處理邊使用、污染濃度不高、面積較大的場地[12]。但是,原位修復時間較長,修復后的土壤不易完整檢測,效果不確定,且污染治理效果受周圍環(huán)境制約。
因此,在選擇農田土壤修復方法上,原位修復技術單位面積上投入的人力、財力較少,人們在修復過程中能進行正常農業(yè)生產且對生產影響較小,決定其適用于農田土壤修復。此外,農田土壤污染濃度較低也為原位修復提供了前提條件,所以原位修復是解決我國農田土壤污染的主要途徑。
3.2 從單一修復技術向多技術聯(lián)合發(fā)展
土壤修復技術涵蓋學科眾多,現(xiàn)階段國內對其研究深度較淺,缺乏多技術聯(lián)合應用。然而農田土壤污染物種類多樣,復合污染現(xiàn)象普遍,污染組合類型復雜,污染程度與厚度差異大,修復后土壤再利用方式的空間規(guī)劃要求不同[13],單一修復技術已經不能滿足徹底修復土壤的要求。而且單一修復技術局限性明顯,比如物理修復技術耗能高、處理成本大,而且需要專門的設備,只能處理小面積的土壤污染;化學修復技術處理成本高且存在二次污染的風險;生物修復技術修復過程緩慢,場地條件和環(huán)境因素對修復效率影響較大,修復效果不穩(wěn)定[14]。
為了徹底修復土壤污染,發(fā)揮不同修復技術的長處,克服單一方法的缺點,需要進一步研究,將物理、化學和生物等技術聯(lián)合運用,如植物-微生物聯(lián)合修復技術。植物-微生物聯(lián)合修復技術主要是利用植物和土壤微生物之間的共存關系,發(fā)揮各自優(yōu)勢,共同修復受重金屬污染的土壤[15]。研究表明,種植紫花苜蓿和土壤微生物互作可大幅度降低土壤中多氯聯(lián)苯濃度[16];根瘤菌和菌根真菌雙接種能強化紫花苜蓿對多氯聯(lián)苯的修復作用[17]。
4 結語
國家非常重視農田土壤修復產業(yè),隨著相關政策的出臺以及投資的持續(xù)增加,我國農田土壤修復產業(yè)即將進入快速發(fā)展階段,市場空間巨大。然而,當前對農田土壤修復產業(yè)發(fā)展最大的掣肘是修復技術不全面、不成熟。農田土壤修復技術的研究與推廣需要大量人才,積極引進人才并建立人才培養(yǎng)機制,形成完備的人才體系,并以此為依托建立完備的修復技術研發(fā)與推廣體系,才能提升農田土壤修復效率,加強我國的農田土壤修復實力。
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(責任編輯:劉昀)