崔 靜，王 麗，和麗萍，陳異暉

(1. 云南省生態(tài)環(huán)境科學(xué)研究院，云南 昆明 650034；2. 云南環(huán)境工程設(shè)計(jì)研究中心，云南 昆明 650034；3.中國(guó)科學(xué)院水利部水土保持研究所， 陜西 楊凌 712100)

0 引言

“萬(wàn)物土中生，食以土為本，民以食為天，食以安為先”。土壤是人類賴以生存和發(fā)展的基石，人類消耗的食物和能量99%來(lái)源于土壤，一旦農(nóng)用地土壤被污染，會(huì)導(dǎo)致農(nóng)產(chǎn)品中重金屬的累積，并最終轉(zhuǎn)移至人體，進(jìn)而嚴(yán)重危害人體健康[1]。近年來(lái)，我國(guó)農(nóng)用地土壤重金屬污染形勢(shì)嚴(yán)峻[2]，耕地土壤重金屬等污染物土壤點(diǎn)位超標(biāo)率達(dá)19.4%[3]，由于農(nóng)用地土壤重金屬污染進(jìn)而引發(fā)農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全的問題受到了廣泛關(guān)注。有關(guān)學(xué)者的調(diào)查研究表明[4-5]：我國(guó)河北、甘肅等地區(qū)的主產(chǎn)作物小麥均出現(xiàn)了不同程度的鎘含量超標(biāo)現(xiàn)象，而食用這些重金屬污染的小麥導(dǎo)致當(dāng)?shù)鼐用翊嬖趪?yán)重的非致癌風(fēng)險(xiǎn)[6]。因此，開展重金屬污染農(nóng)用地的風(fēng)險(xiǎn)管控和修復(fù)治理，保障農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全，已十分迫切[7]。我國(guó)學(xué)者對(duì)農(nóng)用地土壤重金屬污染修復(fù)治理已開展了大量的研究[8-11]，然而，在實(shí)踐過程中發(fā)現(xiàn)重金屬污染農(nóng)用地治理修復(fù)成本高、難度大，不利于被接受，中央土壤污染防治專項(xiàng)資金項(xiàng)目庫(kù)入庫(kù)要求中也明確，除技術(shù)應(yīng)用試點(diǎn)項(xiàng)目外，原則上不予支持[12]，因此探討重金屬污染農(nóng)用地風(fēng)險(xiǎn)管控對(duì)策顯得尤為重要。

云南省作為全國(guó)土壤污染問題較為突出的省份之一，局部區(qū)域土壤重金屬污染嚴(yán)重，區(qū)域土壤高背景疊加人為污染，使得鎘(Cd)、鉛(Pb)、砷(As)、汞(Hg)在農(nóng)用地中出現(xiàn)高值，且多體現(xiàn)為以兩種至三種污染元素為主的復(fù)合污染。楊牧青等研究了云南省新產(chǎn)區(qū)土壤和三七中重金屬元素的累積狀況，新產(chǎn)區(qū)三七葉片和塊根中的Cd、Pb、As重金屬超標(biāo)嚴(yán)重，嚴(yán)重影響了三七的質(zhì)量，威脅到了人體健康[13]。肖青青[14]等研究了個(gè)舊市郊雞街鎮(zhèn)的蔬菜重金屬含量，結(jié)果表明萵筍、青菜和薄荷Pb含量超過了食品安全限量標(biāo)準(zhǔn)。云南省作為西南地區(qū)的糧食主產(chǎn)區(qū)之一，其土壤和農(nóng)產(chǎn)品生態(tài)環(huán)境安全已受到廣泛關(guān)注。當(dāng)前針對(duì)云南省土壤重金屬污染農(nóng)用地的研究多集中在重金屬分布特征[13-15]、污染現(xiàn)狀等，而針對(duì)重金屬污染農(nóng)用地的風(fēng)險(xiǎn)管控措施探討的報(bào)道較少。本文在總結(jié)近年我國(guó)重金屬污染農(nóng)用地風(fēng)險(xiǎn)管控防治經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，對(duì)云南省重金屬污染農(nóng)用地在污染防治方面面臨的問題和挑戰(zhàn)進(jìn)行梳理，旨在為扎實(shí)推進(jìn)云南省土壤污染防治工作，保障重金屬污染農(nóng)用地土壤生態(tài)系統(tǒng)的良性運(yùn)轉(zhuǎn)提供科學(xué)支撐。

1 我國(guó)重金屬污染農(nóng)用地風(fēng)險(xiǎn)管控防治經(jīng)驗(yàn)

農(nóng)用地風(fēng)險(xiǎn)管控主要是通過農(nóng)藝調(diào)控、替代種植、種植結(jié)構(gòu)調(diào)整或退耕還林還草，輪作休耕、輪牧休牧以及劃定特定農(nóng)產(chǎn)品禁止生產(chǎn)區(qū)域等措施，保障耕地安全利用，確保農(nóng)產(chǎn)品安全，特別是糧食安全[16]。

1.1 農(nóng)藝調(diào)控

農(nóng)藝調(diào)控是利用農(nóng)藝方法如選取低累積品種、調(diào)節(jié)土壤理化性質(zhì)、科學(xué)管理水分等對(duì)耕地土壤中污染物的生物有效性進(jìn)行調(diào)控，減少污染物從土壤向作物特別是可食用部分的轉(zhuǎn)移，從而保障農(nóng)產(chǎn)品安全生產(chǎn)，實(shí)現(xiàn)受污染耕地安全利用的目的。

在重金屬污染區(qū)域篩選低累積品種是目前國(guó)內(nèi)常用的農(nóng)藝調(diào)控技術(shù)之一。低累積品種的選擇對(duì)重金屬污染農(nóng)用地的安全利用具有較強(qiáng)的實(shí)踐意義。低累積作物品種是指在相同土壤環(huán)境條件下作物可食部位中污染物積累量相對(duì)較低的品種。通過利用作物種內(nèi)差異，選育同種作物中低積累的品種，從而達(dá)到污染土壤安全利用的目的。目前，我國(guó)各省份的相關(guān)學(xué)者正在積極探索適合重金屬污染土壤的低累積品種，楊惟薇[17]等研究了鉛鎘脅迫下10個(gè)來(lái)自不同產(chǎn)地的玉米品種對(duì)重金屬鉛和鎘的累積特性，篩選出抗性強(qiáng)且對(duì)鎘累積能力最弱的廣甜3號(hào)，適宜在中輕度污染農(nóng)用地推廣種植。張磊[18]等基于廣西常植的10個(gè)水稻品種，研究了不同水稻類型的耐鎘特性發(fā)現(xiàn)，常規(guī)稻野絲占和玉絲占的耐鎘特性優(yōu)于雜交稻和超級(jí)稻，該研究對(duì)廣西存在較高糧食鎘含量超標(biāo)風(fēng)險(xiǎn)的意義重大。陳玉梅[19]在杭州蔬菜供應(yīng)產(chǎn)地研究中，通過不同等級(jí)重金屬污染，篩選出鎘、鉻、銅、鋅的耐性較強(qiáng)且低積累的蔬菜分別為黃瓜、番茄、番茄、毛豆，該研究對(duì)杭州乃至全國(guó)蔬菜的安全生產(chǎn)提供了保障。譚玲[20]研究了廣州不同鎘濃度下37個(gè)菜心品種對(duì)鎘積累的差異，篩選出鎘低累積菜心品種，并確定出鎘、鉛、鉻復(fù)合污染下該低累積菜心品種對(duì)重金屬的吸收特性。

除積極探索低累積品種外，科學(xué)調(diào)理水分、調(diào)節(jié)土壤理化性質(zhì)等也是農(nóng)藝調(diào)控的有效措施。崔曉熒[21]等的研究發(fā)現(xiàn)，淹水和干濕交替兩種水分管理模式下，干濕交替能夠顯著提高水稻的生物量及產(chǎn)量，但同時(shí)也增強(qiáng)了重金屬鉛、鎘、鉻在土壤-水稻系統(tǒng)中的遷移能力，顯著提高了米粒中鎘的含量。土壤水分含量對(duì)水稻根際土壤中的砷、銅、鋅等含量雖然影響不大，但卻可以顯著影響水稻不同器官對(duì)上述元素的吸收積累[22]。龍靈芝[23]等探究了水分管理和磷酸鹽施用下水稻土中鎘的有效態(tài)轉(zhuǎn)化情況，結(jié)果表明田間持水量在75%時(shí)施用磷酸鹽對(duì)土壤中鎘的穩(wěn)定性較好，水分管理是土壤中鎘形態(tài)轉(zhuǎn)化的主要影響因素。雖然水分調(diào)控管理具有無(wú)二次污染、可操作性強(qiáng)、無(wú)附加經(jīng)濟(jì)投入、且有效性高等優(yōu)點(diǎn)而備受學(xué)者關(guān)注[24]，但是在實(shí)踐中單一的農(nóng)藝調(diào)控措施要達(dá)到農(nóng)用地安全利用的要求往往很難，探索多措施組合對(duì)重金屬污染農(nóng)用地風(fēng)險(xiǎn)管控具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。鄒紫今[25]研究了水分管理與改良劑協(xié)同控制的6種處理方式下水稻對(duì)土壤重金屬和砷的累積情況，結(jié)果表明，從水稻產(chǎn)量和水稻品質(zhì)安全的角度出發(fā)，碳酸鈣和濕潤(rùn)灌溉、羥基磷灰石和濕潤(rùn)灌溉兩種處理方式可以有效降低水稻對(duì)重金屬鎘、鉛和砷的吸收。有研究表明[26]，種植低鎘積累品種，結(jié)合全生育期淹水灌溉、施用生石灰調(diào)節(jié)的方式可以有效降低水稻地上部分的含量，并提高水稻產(chǎn)量。

1.2 阻隔技術(shù)

阻隔技術(shù)也是常用的農(nóng)用地風(fēng)險(xiǎn)管控技術(shù)之一。董如茵[27]在湖南岳陽(yáng)市湘陰縣的研究發(fā)現(xiàn)，對(duì)油菜噴施鋅肥可以抑制根部鎘吸收從而降低油菜地上部鎘含量，噴施鋅肥是調(diào)控鎘低積累油菜安全生產(chǎn)的較好措施。王林等[28]通過研究比較了植物阻隔、化學(xué)鈍化及其聯(lián)合修復(fù)措施對(duì)天津市某污灌區(qū)鎘污染菜地的修復(fù)效果，結(jié)果表明種植鎘低累積品種同時(shí)聯(lián)合應(yīng)用植物阻隔和鈍化修復(fù)措施，可以較好地保障污灌區(qū)鎘污染菜地的安全利用。研究表明[30]，葉面噴施氨基酸螯合硒營(yíng)養(yǎng)液肥的同時(shí)基施硅鈣肥能有效降低水稻籽粒中的鎘含量，葉面阻隔技術(shù)配合其他措施也成為現(xiàn)行重要受污染農(nóng)用地風(fēng)險(xiǎn)管控的有力措施。

1.3 替代種植

替代種植是利用作物的種間差異，選擇種植可食部分對(duì)重金屬積累能力弱的作物替代原有的可食部分對(duì)重金屬累積能力強(qiáng)的作物，與低累積作物品種篩選不同之處在于其替換了耕種作物物種，適用于重金屬重度或嚴(yán)重污染的農(nóng)用地。替代種植不僅可以使污染的農(nóng)用地安全利用，還可以獲取一定的經(jīng)濟(jì)效益。

萬(wàn)壽菊是提取葉黃素的優(yōu)質(zhì)材料，是一種高價(jià)值的經(jīng)濟(jì)作物[30]。研究表明，萬(wàn)壽菊對(duì)土壤中重金屬鎘、鉛有一定的積累量，可用于云南蘭坪鉛鋅礦周邊污染農(nóng)田的替代種植[31]。棉花具有較強(qiáng)的耐鎘特性，能夠同時(shí)兼顧生態(tài)效益和經(jīng)濟(jì)效益，是我國(guó)中南部地區(qū)重金屬污染農(nóng)用地安全利用的最佳作物之一[32]。

2 云南省重金屬污染農(nóng)用地風(fēng)險(xiǎn)管控面臨的問題與挑戰(zhàn)

2.1 支撐重金屬污染農(nóng)用地風(fēng)險(xiǎn)管控/管理的數(shù)據(jù)有限

研究受污染農(nóng)用地的污染特征，對(duì)受污染農(nóng)用地實(shí)施風(fēng)險(xiǎn)管控意義重大。明確受污染農(nóng)用地重金屬污染特征，在采取農(nóng)用地風(fēng)險(xiǎn)管控措施時(shí)可以做到對(duì)癥下藥。姜玉玲[33]等研究了河南省新鄉(xiāng)市某電池廠附近污灌農(nóng)田重金屬污染特征，建議將電池廠3.5km以內(nèi)的污灌農(nóng)田劃為嚴(yán)格管控類農(nóng)用地，并按照嚴(yán)格管控類農(nóng)用地要求采取相應(yīng)的替代種植、退耕還林措施。截至2020年，云南省按照《土壤污染防治行動(dòng)計(jì)劃》要求，已全面完成農(nóng)用地土壤污染詳查工作以及耕地質(zhì)量類別劃定工作，明確了農(nóng)用地安全利用和嚴(yán)格管控區(qū)域，但是在實(shí)施受污染農(nóng)用地風(fēng)險(xiǎn)管理中，仍面臨著難題。農(nóng)用地土壤污染狀況詳查數(shù)據(jù)暫不公開造成其成果應(yīng)用受限，且詳查對(duì)象僅針對(duì)常規(guī)種植糧食作物，對(duì)于云南典型高原特色農(nóng)產(chǎn)品如蔬菜、水果、中藥材、茶葉等尚缺乏有效調(diào)查數(shù)據(jù)，管理部門難以在決策依據(jù)不足的情況下采取風(fēng)險(xiǎn)管控措施，進(jìn)而影響農(nóng)用地分類管理工作的推進(jìn)。

2.2 現(xiàn)有的受污染耕地安全利用或風(fēng)險(xiǎn)管控技術(shù)儲(chǔ)備難以滿足工作需求

從全國(guó)來(lái)看，各種重金屬污染農(nóng)用地的安全利用技術(shù)或模式研究均較為活躍，且有一些技術(shù)已經(jīng)得到推廣應(yīng)用。但云南省的技術(shù)研發(fā)基礎(chǔ)薄弱，在制定土壤安全利用或風(fēng)險(xiǎn)管控方案時(shí)，沒有成熟的技術(shù)或模式可供選擇，且因各地地域環(huán)境、氣候條件，土壤性質(zhì)以及土壤污染特征等條件各異，某種技術(shù)、模式的簡(jiǎn)單引進(jìn)、套搬可能存在能力低于預(yù)期或出現(xiàn)“水土不服”，無(wú)法解決實(shí)際問題。

2.3 受制于云南省較為落后的農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)，受污染耕地的安全利用或風(fēng)險(xiǎn)管控意識(shí)較為薄弱

因云南省經(jīng)濟(jì)較發(fā)達(dá)省份落后，受經(jīng)濟(jì)落后、知識(shí)匱乏等原因影響，老百姓在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中往往會(huì)忽視土壤重金屬污染對(duì)人體健康可能造成的危害，僅從經(jīng)濟(jì)、收益角度出發(fā)自主開展農(nóng)業(yè)生產(chǎn)活動(dòng)，同時(shí)又受成本、管理復(fù)雜程度的影響，對(duì)安全利用與風(fēng)險(xiǎn)管控措施的接受程度不高，不愿主動(dòng)參與、實(shí)施安全利用與風(fēng)險(xiǎn)管控，這在一定程度上阻礙了受污染農(nóng)用地風(fēng)險(xiǎn)管控工作的推進(jìn)。

3 云南省重金屬污染農(nóng)用地風(fēng)險(xiǎn)管控對(duì)策和建議

3.1 建立農(nóng)用地土壤大數(shù)據(jù)管理平臺(tái)

在云南省農(nóng)用地土壤詳查的基礎(chǔ)上，統(tǒng)一匯總各相關(guān)部門的土壤與農(nóng)作物調(diào)查成果，并建立相對(duì)完善的土壤與農(nóng)作物(不應(yīng)局限于糧食作物，應(yīng)包含蔬菜、水果、中藥材、茶葉等高原特色農(nóng)產(chǎn)品)協(xié)同監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)，建立土壤大數(shù)據(jù)管理平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)動(dòng)態(tài)更新，形成能兼顧預(yù)警、檢測(cè)并實(shí)施反饋的土壤質(zhì)量與農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量協(xié)同管理體系，針對(duì)不同區(qū)域地方提出作物正負(fù)面清單，發(fā)揮農(nóng)用地土壤與作物大數(shù)據(jù)在污染防治、土地利用、農(nóng)業(yè)規(guī)劃與生產(chǎn)等領(lǐng)域的作用。

3.2 強(qiáng)化土壤污染區(qū)域人群健康風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估研究

針對(duì)已查明的典型農(nóng)用地土壤重金屬污染且農(nóng)作物重金屬含量超標(biāo)的區(qū)域開展基于人群健康的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)，結(jié)合農(nóng)用地土壤重金屬污染狀況及空間分布特征，對(duì)土壤重金屬污染對(duì)人體健康造成的危害程度進(jìn)行概率估計(jì)，并據(jù)此提出降低風(fēng)險(xiǎn)的方案和對(duì)策。健康風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估不能僅僅依賴風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估模型，還應(yīng)收集區(qū)域內(nèi)的毒理學(xué)資料、人群流行病學(xué)資料、環(huán)境和暴露因素等，確保健康風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估結(jié)果科學(xué)、真實(shí)。

3.3 根據(jù)農(nóng)用地質(zhì)量類別劃分成果，執(zhí)行農(nóng)用地分類管理政策

各級(jí)地方政府應(yīng)根據(jù)耕地土壤環(huán)境質(zhì)量類別劃定成果，遵照《中華人民共和國(guó)土壤污染防治法》《農(nóng)用地土壤環(huán)境管理辦法(試行)》實(shí)行農(nóng)用地分類管理。對(duì)優(yōu)先保護(hù)類耕地應(yīng)實(shí)行嚴(yán)格保護(hù)，在加強(qiáng)工業(yè)污染源治理管控的同時(shí)，管理部門應(yīng)引導(dǎo)農(nóng)戶科學(xué)施用化肥和農(nóng)藥，控制高殘留、毒性大的農(nóng)藥和化肥的使用，避免新增土壤污染，切實(shí)有效地保護(hù)好優(yōu)先保護(hù)類耕地；安全利用類耕地，應(yīng)當(dāng)優(yōu)先采取農(nóng)藝調(diào)控、替代種植、輪作、間作等措施，阻斷或者減少污染物和其他有毒有害物質(zhì)進(jìn)入農(nóng)作物可食部分，降低農(nóng)產(chǎn)品超標(biāo)風(fēng)險(xiǎn)。嚴(yán)格管控類耕地，主要采取種植結(jié)構(gòu)調(diào)整或者按照國(guó)家計(jì)劃經(jīng)批準(zhǔn)后進(jìn)行退耕還林還草等風(fēng)險(xiǎn)管控措施。

3.4 加強(qiáng)受污染農(nóng)田安全利用與風(fēng)險(xiǎn)管控技術(shù)應(yīng)用研究

安全利用措施包括農(nóng)藝調(diào)控、替代種植、輪作、間作等，風(fēng)險(xiǎn)管控措施主要指種植結(jié)構(gòu)調(diào)整和退耕還林還草。然而，如何通過農(nóng)藝調(diào)控、輪作、間作等來(lái)實(shí)現(xiàn)安全利用，種植結(jié)構(gòu)進(jìn)行怎樣的調(diào)整可以實(shí)現(xiàn)風(fēng)險(xiǎn)管控，退耕還林還草應(yīng)該采用怎樣的模式，因?yàn)楦鞯匚廴厩闆r不同，污染物種類各異，作物生長(zhǎng)的條件環(huán)境差別巨大，各地的種植習(xí)慣也有所不同，所以，其他地方成功的技術(shù)難以照搬照用。各級(jí)政府應(yīng)因地制宜地探索在本地具有可行性的技術(shù)方案，安排、申請(qǐng)專項(xiàng)經(jīng)費(fèi)或積極探索融資渠道，扎實(shí)前期調(diào)查評(píng)估工作，進(jìn)行科學(xué)的、多因素的技術(shù)、模式比選，支持受污染農(nóng)田安全利用與風(fēng)險(xiǎn)管控技術(shù)小試、中試實(shí)驗(yàn)或示范工程，摸清技術(shù)的適用條件、實(shí)施參數(shù)，為技術(shù)推廣奠定基礎(chǔ)。

3.5 建立健全土壤安全利用或風(fēng)險(xiǎn)管控補(bǔ)助機(jī)制，引導(dǎo)群眾接受和實(shí)施受污染農(nóng)田安全利用或風(fēng)險(xiǎn)管控

在推廣安全利用與風(fēng)險(xiǎn)管控技術(shù)時(shí)，常常會(huì)受經(jīng)濟(jì)成本、管理復(fù)雜程度等因素制約，致使老百姓不愿意或無(wú)法實(shí)施安全利用與風(fēng)險(xiǎn)管控措施。各級(jí)政府應(yīng)以人為本地積極探索新制度、新模式，設(shè)立專項(xiàng)資金，建立健全土壤安全利用或風(fēng)險(xiǎn)管控補(bǔ)助機(jī)制，引導(dǎo)群眾接受和實(shí)施受污染農(nóng)田的安全利用或風(fēng)險(xiǎn)管控。