我国耕地污染状况、成因及对策建议

2017-05-18 09:34刘腾飞杨代凤
环境与可持续发展 2017年3期
关键词:耕地重金属污染

刘腾飞 杨代凤 谢 修 焦 云 毛 健

(1.江苏太湖地区农业科学研究所,江苏 苏州 215155;2.连云港市农村能源环境保护办公室,江苏 连云港 222003;3.连云港市环境检测中心站,江苏 连云港 222001)

我国耕地污染状况、成因及对策建议

刘腾飞1杨代凤1谢 修2焦 云3毛 健1

(1.江苏太湖地区农业科学研究所,江苏 苏州 215155;2.连云港市农村能源环境保护办公室,江苏 连云港 222003;3.连云港市环境检测中心站,江苏 连云港 222001)

近年来,我国耕地污染形势日益严峻,已经影响到耕地质量、粮食安全和人体健康,整治被污染的耕地,改善其环境质量势在必行。本文概述了我国耕地污染状况,分析了耕地污染的主要成因,提出了耕地污染防治工作的对策建议。具体相关建议如下:一是建立健全耕地污染防治政策法规标准;二是鼓励公众积极参与耕地保护;三是深入开展耕地污染监测调查;四是严格实行源头控制耕地污染;五是加强污染耕地的综合整治。

耕地污染;现状;成因;对策;中国

目前我国耕地环境质量状况堪忧,尤其是耕地污染问题日益突出,大量的化肥、农药、灌溉污水、固体废弃物等不断流入耕地,导致耕地生产力下降,造成农作物减产和农产品质量下降,对生态环境、粮食安全和农业可持续发展构成威胁。本文概述了我国耕地污染状况及其主要成因,提出了耕地污染防治工作的对策建议,以期为我国耕地环境质量的改善提供参考。

1 我国耕地污染状况

根据中国环境状况公报资料[1-3],1989年至1991年我国受污染耕地数量从600万公顷增长到1000万公顷,受污染耕地占当时总耕地的比例从4.6%上升到了7.7%。2000年环境保护部对30万公顷基本农田保护区土壤有害重金属抽样监测,其中3.6万公顷耕地土壤重金属超标,超标率达12.1%,并且受污染面积仍处于扩大态势[4]。同年,农业部对全国24个省市、320个严重污染区548万公顷耕地土壤调查发现,大田类农产品污染超标面积占污染区耕地面积的20%,其中土壤重金属超标率占污染土壤和农作物的80%以上[5]。2002年中科院南京土壤所调查显示,我国太湖流域耕地土壤中六六六、滴滴涕等禁用农药检出率高达100%[6]。目前该区域有三分之一耕地受到了污染[7]。2002—2005年典型区域土壤环境质量状况探查研究表明[8],我国珠三角部分城市采样点中有近40%的农田菜地土壤重金属污染超标,其中10%属严重超标。根据全国土壤污染状况调查工作视频会议资料[9],截止2006年上半年,全国受污染耕地共有1000万公顷,污水灌溉耕地216.7万公顷,固体废弃物堆存占地和毁田超过13.3万公顷,总计约占耕地总面积的10%以上,大多集中在经济较发达地区。2005—2013年全国土壤污染状况调查数据显示[10],我国耕地点位超标率高达19.4%,其中轻微、轻度、中度和重度污染点位比例分别为13.7%、2.8%、1.8%和1.1%,以轻微、轻度污染重金属为主。据报道,我国有超过2000万公顷耕地受到重金属污染[11],其中镉污染耕地1.3万公顷,汞污染耕地3.2万公顷[12]。全国每年受重金属污染的粮食多达1200万吨,导致粮食减产高达1000多万吨,直接经济损失至少200亿元[13]。2015年中国耕地地球化学调查报告显示[14],在全国受调查的0.924亿公顷耕地中(占全国耕地总面积的68%),受重金属中-重度污染或超标耕地达232.5万公顷,轻微-轻度污染或超标耕地达526.6万公顷。污染或超标耕地主要分布在南方的湘鄂皖赣区、闽粤琼区和西南区。

上述数据表明,我国耕地污染形势严峻,对人体健康造成重大危害,整治被污染的耕地,改善其环境质量势在必行。

2 耕地污染的主要成因

地质高背景、成土过程次生富集和人类活动是造成我国耕地污染的主要原因。由于区域地质高背景与成土风化作用,湘江上游地区、西南岩溶区等重金属污染物超标达80%以上[14]。人类活动主要来自采矿、冶金、电镀等工矿企业“三废”排放,以及农业生产中污水灌溉、农用物质不当使用、畜禽养殖等方面。由于人类的活动,我国多数地区的耕地受到了不同程度的污染。

2.1 大气污染物沉降

污染物的大气沉降是耕地污染的重要途径。大气中的污染物主要来自石化工业、煤等物质的高温燃烧、重金属冶炼、机动车尾气排放和机动车磨损等产生的有害物质,包括汞、铅、镉、锌、镍等重金属,以及二氧化硫、氟化物、氮氧化物、多环芳烃和杂环化合物等。它们以降尘或伴随着降水,进入耕地引起污染。大气污染物沉降所造成的耕地污染具有区域范围广和外源污染的特点,在一定的大气环流背景影响下,某一个地区即使不使用任何污染物质,也有可能受周边大气污染的影响,以大气污染物沉降的方式造成耕地污染,如工矿周边区域和道路两侧的农田耕地几乎每天都在接受着降尘的污染,造成耕地环境恶化。

2.2 污水灌溉

污水灌溉是用城市下水道污水、工业废水、排污河污水,以及污染的地表水等进行的农业灌溉。使用污水灌溉农田,在一定程度上缓解了农业用水资源短缺的问题,特别是在我国北方地区比较常见。但因污水中可能含有重金属、多环芳烃、多氯联苯、病菌微生物等有毒有害物质,长期使用已造成大面积耕地土壤的污染。根据农业部进行的全国污灌区调查[10],截至2013年年底,我国的污水有效灌溉面积达到了6346.67万公顷,调查的55个污水灌区中,39个存在镉、砷、多环芳烃等土壤污染问题,1378个土壤点位中,超标点位占26.4%。

2.3 农用物质不当使用

农药、化肥、农膜等农用物质的长期不当使用是造成我国耕地污染的主要原因之一。根据国家统计局数据(表1)显示,目前我国农药年使用量达180多万吨,其中仅30%~40%被作物利用,大部分积累在了土地中,全国约1300~1600万公顷耕地受到农药污染[15],导致土壤自然功能失调,耕地环境质量恶化。在化肥使用上,我国化肥年使用量高达6000多万吨,超过世界总用量的30%,在许多地区,化肥的平均利用率仅35%左右,每年转化成污染物进入土壤环境的氮素达1000万吨[16]。大量化肥施用导致了氮素过剩,除了对水和大气的污染外,最终形成对土壤生态功能的破坏。2015年我国农膜使用量达200万吨,而且每年还在不断的增加,农膜残留率高达40%以上,农膜污染耕地面积已超过780万公顷[17]。大量的废旧农膜遗留在耕层土壤中,破坏土壤结构,引起土壤板结,严重影响了农业生产。此外,随着我国规模化畜禽养殖业快速发展,畜禽粪便及养殖废水排放量急剧增加。它们中含有大量的致病菌、重金属、药物(磺胺类、喹诺酮类、大环内酯类和硝基呋喃)和抗生素(四环素、土霉素和金霉素)等污染物,作为有机肥施用后对耕地产生了严重污染风险。在一些受规模化畜禽养殖废水灌溉影响及施用养殖场有机肥的耕地土壤中,土壤砷、镉、铜、锌等重金属超标严重,极易对人体健康造成危害。

2.4 固体废弃物堆放和处置

耕地固体废弃物主要来自以下几个方面:一是农田和果园的残留物,如秸秆、杂草、落叶、藤蔓等;二是农产品加工废弃物;三是城镇生活垃圾;四是污水净化排放的污泥和被污染的河流、湖泊的污泥。大量的固体废弃物长期堆放不仅占用耕地,而且在堆积过程中,产生大量的氨、硫化物等有害气体以及酸性和碱性有机污染物,随着大气迁移、扩散、沉降,以及降水或地表径流等作用转化成有毒液体渗入土壤污染耕地。

污泥的耕地利用是污泥处理的重要途径之一。据统计,截至2015年底,全国污水处理能力达到1.62亿m3/d,年产生含水率80%的污泥突破3000万吨[18]。由于污泥中含有重金属、微生物病原菌、有机污染物(多氯联苯、多环芳烃、抗生素、多溴联苯醚)等有害物质,不经处理或处理不当,长期施用会严重污染耕地。

表1 2011-2015年我国农药化肥产量和

注:数据来自国家统计局网站。

此外,废旧电子电器及其废弃物在拆解、回收利用及处置过程中,如果操作不当,也会造成大量的重金属、有机污染物,如多氯联苯、芳香烃类化合物直接进入农田土壤,引起耕地污染。

3 耕地污染防治工作对策建议

3.1 建立健全耕地污染防治政策法规标准

推动出台《土壤污染防治法》或《耕地污染防治法》及其配套法规,通过立法使耕地污染防治工作步入规范化、法制化轨道;明确国土、农业环保等部门和相关企业耕地污染防治责任,设置有效的监测体系和详细的监管机制,实现耕地保护有法可依,权责分明;各地针对耕地土壤问题,探索制定切实可行的耕地污染防治地方性法规;修订《土壤环境质量标准》,出台《土壤污染物排放标准》,制订耕地环境质量评估和等级划分、被污染地块环境调查和风险评估、耕地污染治理与修复等技术规范;健全完善包含布点、采样、制样、分析、质控、评价以及样品库管理在内的耕地环境监测技术体系,保证监测数据质量;将耕地环境保护和综合治理目标纳入各级政府年度考核指标,对积极开展耕地污染保护和治理的地区,加大资金奖励和技术支持力度,对未完成治理任务的进行问责。

3.2 鼓励公众积极参与耕地保护

由于耕地污染问题带来的耕地质量下降、威胁人体健康等问题具有隐蔽性、滞后性等特征,导致公众对耕地污染认识较少,重视程度不足,信息不对称。政府相关部门应提高对耕地污染的重视程度,通过广播、电视、报纸、微信等媒体广泛宣传,提高公众对耕地污染严重性和危害性的认识,提高全民保护耕地的觉悟和认识,建立耕地环境质量监测结果实时查询系统,提高公众对耕地质量的关注度,发挥公众监督作用,为公众提供参与监督和建议的形式和途径,鼓励公众参与到具体防治耕地污染的工作中去。

3.3 深入开展耕地污染监测调查

在现有环保、农业、国土等部门组织开展的土壤调查基础上,对耕地土壤分类别、分区域增加监测点位、污染因子及监测频次,开展耕地污染状况详查,彻底摸清我国耕地污染的面积、分布、主要污染物及污染程度,并选取重点区域、典型区域开展土壤与农产品协同调查,有序推进耕地土壤环境质量类别划定;构建耕地质量监测网络和预警体系,周期性监测耕地质量变化状况,预测变化趋势,及时发出耕地质量恶化警示;建设耕地环境质量例行监测体系,加强国家、省、市、县四级环境监测站的土壤监测能力建设,实现对全国耕地环境质量科学化、精确化、差别化的管理和监测;建立耕地环境质量监测结果实时查询系统,提高公众对耕地质量的关注度,发挥公众监督作用。

3.4 严格实行源头控制耕地污染

严控工矿企业“三废”排放,强化垃圾堆放场和矿区尾矿库的防渗、防漏、防刮、防冲能力,防止污染物进入水体、大气和农田,降低对耕地土壤的侵蚀和破坏;加强农业生产过程环境监管,强化肥料、农药、农膜等农用投入品使用的环境安全管理,开展化肥、农药使用零增长行动,鼓励农民秸秆还田,严禁将城镇生活垃圾、污泥、工业废物直接用作肥料;大力提倡科学施药,推广使用高效低毒低残留农药和现代植保机械,推行病虫害专业化统防统治和绿色防控,建立农药包装容器等废弃物回收制度,严控农药对耕地的污染;推广使用可降解农膜,鼓励废弃农膜回收和综合利用,建立农膜综合利用体系,扶持一批废旧农膜回收加工再利用企业,鼓励企业参与回收,探索建立回收废弃农膜补贴机制;加强畜禽粪便综合利用,规范畜禽养殖行为,开展畜禽养殖综合整治,强化粪便综合利用和治污实施配套,力争实现“零排放”,因地制宜推广畜禽粪污综合利用技术模式;加强灌溉水水功能区水质监测,组织推进水功能区达标行动,重点加强对农产品主产区、永久“菜篮子”基地的灌溉水水质监测无害化处理,杜绝污染耕地环境现象的发生。

3.5 加强污染耕地的综合整治

实施耕地土壤修复工程。在典型地区开展耕地污染治理与修复试点示范,根据耕地受污染状况,制定土地污染修复规划,确定治理与修复的优先区域、目标和主要任务,探索适合我国现阶段条件的治理模式、修复技术路线,筛选适用的技术方法,逐步建立耕地污染治理修复技术体系,完善科学的耕地污染防治政策体系,积累成熟的耕地污染防治实践经验,有计划、分步骤地推进耕地壤治理和修复;按照耕地受污染程度分级防治。对于轻微、轻度污染的耕地,采取农艺措施调控、种植业结构调整、耕地污染治理和修复等综合措施,确保耕地土壤环境安全,防止农产品污染。对受污染的粮食产品,建立定点收购、限定用途、定向销售价差及费用补偿机制。对于严重污染的耕地,通过划定农产品禁止生产区域等措施,加大治理修复力度,在受污染耕地治理期间,给予有关农户相应的经济补偿,治理达标后再使用,或者将农田用地改为建筑用地。

4 小 结

耕地是国家可持续发展的基础,是人类社会不断进步的物质保障。耕地的重要性决定了必须对耕地资源进行特别保护,耕地保护中污染防治是重要方面。研究表明,地质高背景、成土过程次生富集和人类活动是造成我国耕地污染的主要原因。人类活动主要来自采矿、冶金、电镀等工矿企业”三废“排放,以及农业生产中污水灌溉、农用物质不当使用、畜禽养殖等方面。由于人类的活动,我国多数地区的耕地受到了不同程度的污染。当前我国耕地污染形势严峻,对人体健康造成重大危害,整治被污染的耕地,改善其环境质量势在必行。

面对我国耕地污染日趋严峻的形势,国家应尽快建立健全耕地污染防治政策法规标准,加强国内各级环境保护部门与地方政府及相关部门的密切合作,以科学的发展观指导耕地污染防治工作,改善耕地环境质量,保障生态安全和粮食安全。具体相关建议如下:一是建立健全耕地污染防治政策法规标准;二是鼓励公众积极参与耕地保护;三是深入开展耕地污染监测调查;四是严格实行源头控制耕地污染;五是加强污染耕地的综合整治。

[1]国家环境保护局.1989年中国环境状况公报[J].环境保护,1990(7):2-4.

[2]国家环境保护局.1990年中国环境状况公报[J].环境保护,1991(8):2-4.

[3]国家环境保护局.1991年中国环境状况公报[J].环境保护,1992(7):2-5.

[4]国家环境保护总局.2000年中国环境状况公报[J].环境保护,2001(7):3-9.

[5]周启星,宋玉芳.污染土壤修复原理与方法[M].北京:科学出版社,2004.

[6]陈多长.长江三角洲局部地区土壤污染的社会经济原因及其对策探讨[J].长江流域资源与环境,2009,18(10):943-947.

[7]陈印军,杨俊彦,方琳娜.我国耕地土壤环境质量状况分析[J].中国农业科技导报,2014,16(2):14-18.

[8]董文茂.保卫土壤珠三角土壤污染调查[J].环境,2005(7):6-10.

[9]周生贤.在全国土壤污染状况调查工作视频会议上的讲话[J].中国环境监测,2006,22(4):1-2.

[10]环境保护部,国土资源部.全国土壤污染状况调查公报[J].中国环保产业,2014(5):10-11.

[11]赵其国,黄国勤,钱海燕.生态农业与食品安全[J].土壤学报,2007,44(6):1127-1134.

[12]陈怀满.环境土壤学[M].北京:科学出版社,2005.

[13]王敬中.我国每年因重金属污染粮食达1200万吨[J].农村实用技术,2006(11):27.

[14]国土资源部中国地质调查局.中国耕地地球化学调查报告[R].2015-06.

[15]林强.我国的土壤污染现状及其防治对策[J].福建水土保持,2004,16(1):25-28.

[16]赵东美.农业面源污染现状及对策研究[J].资源节约与环保,2016(7):170.

[17]王炜炜,田丽,杨明.我国土壤污染成因分析与防治对策研究[J].工业安全与环保,2016,42(5):48-51.

[18]何强,吉芳英,李家杰.污泥处理处置及资源化途径与新技术[J].给水排水,2016,42(2):1-3.

The Arable Land Pollution in China:Status,Causes and Countermeasures

LIU Tengfei1YANG Daifeng1XIE Xiuqing2JIAO Yun3MAO Jian1

(1.Jiangsu Taihu Area Institute of Agricultural Sciences,Jiangsu Suzhou 215155;2.Office of Rural Energy and Environmental Protection of Lianyungang,Jiangsu Lianyungang 222003;3.Lianyungang Environmental Monitoring Centre,Jiangsu Lianyungang 222001)

Arable land is one of the most important resources for agriculture,and is the material guarantee of sustainable development.The increasingly serious arable land pollution in China has been detrimental to arable land quality,food security and human health.It is imperative to control the polluted arable land and improve its environmental quality.This paper introduced the current status of arable land pollution in China,analyzed the main causes of the very pollution,and put forward the suggestions on arable land pollution control work in China.Specific suggestions are the following measures: the first is to establish and perfect the cultivated land pollution prevention policies and regulations standard;the second it is to encourage the public to actively participate in the cultivated land protection;the third it is to carry out cultivated land pollution monitoring survey;the fourth,strictly implement the cultivated land pollution source control;the fifth is to strengthen the comprehensive improvement of the cultivated land pollution.

Arable land pollution;Status;Causes;Countermeasures;China

项目资助:江苏省食品质量安全重点实验室—省部共建国家重点实验室培育基地开放课题(201603);苏州市科技支撑项目(SNG201644);苏州市应用基础研究项目(SNG201622);苏州市农业科学院基础性长期性项目(8211717)

刘腾飞,硕士,助理研究员,主要从事环境污染物分析与控制研究

杨代凤,副研究员,主要从事环境污染修复技术研究

X825

A

1673-288X(2017)03-0129-04

引用文献格式:刘腾飞 等.我国耕地污染状况、成因及对策建议[J].环境与可持续发展,2017,42(3):129-132.

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