新乡市农田土壤环境污染修复初探

    徐慧敏 张志旭 吕玉新

    【摘 ?要】農田土壤污染会直接引发人们对粮食安全的担忧，必须引起高度重视。新乡市工业结构化不合理导致农田土壤环境受到重金属污染，被河南省列为土壤污染综合防治先行区。土壤污染修复技术包括土壤淋洗、电热修复、微生物修复、植物修复4种。“十三五”期间，新乡市以政府主导为主，吸收社会力量进行污染土壤的修复试点，多种修复方法并用，取得一定成效。论文在总结农田土壤环境污染修复技术的同时，对土壤污染防治方面提出了明确修复主体、强化修复监管、推升修复产业的对策建议。

    【Abstract】Soil pollution in farmland will directly cause people to worry about food security， which must be taken seriously. The unreasonable industrial structuring of Xinxiang City has led to heavy metal pollution of the farmland soil environment， and it has been listed as a pilot area for comprehensive soil pollution prevention and control by Henan Province. Soil pollution remediation technologies include soil leaching， electrothermal remediation， microbial remediation， and phytoremediation. During the "13th Five-Year Plan" period， Xinxiang took the lead of the government and absorbed social forces to carry out the pilot project of remediation of contaminated soil. A variety of remediation methods were used together， and certain results were achieved. While summarizing farmland soil environmental pollution remediation technologies， this paper puts forward countermeasures and suggestions for the prevention and control of soil pollution to clarify the main body of remediation， strengthen remediation supervision， and promote the remediation industry.

    【关键词】环境监测;土壤污染;粮食安全;修复技术

    【Keywords】environmental monitoring; soil pollution; food security; remediation technology

    【中图分类号】X53 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 【文献标志码】A ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 【文章编号】1673-1069（2021）05-0030-02

    1 引言

    20世纪初期，新乡市一度号称“中国电池工业之都”，把干电池的生产列为重点工作之一。有资料显示，镍镉电池生产技术含量低，但污染隐患很大，很容易诱发土壤中重金属镉污染。在过去的几十年时间里，电池产业的“粗放式”发展引发了农田土壤环境重金属污染问题[1]。而新乡市又是河南省乃至全国粮食作物主产地，土壤污染不仅打破了原有的土壤环境生态平衡，而且会通过土壤上产出的粮食、蔬菜及其产品的食物链传导给人们。“民以食为天，食以土为本”。可以说，土壤污染能直接引发人们对粮食安全的担忧。河南省的“十三五”规划中，特别强调要加大土壤污染治理和修复力度，把新乡市列为河南省土壤污染综合防治先行区。

    2 土壤污染修复

    土壤污染修复技术主要包括更换新土、化学修复、生物改性和深耕翻土等措施。更换新土法是指应用新鲜土壤替换被污染的土壤，实质上是对污染土壤的转移;化学修复是把土壤中的污染物通过淋洗、加热的方法把土壤中污染物转换出来;生物改性则是利用生物技术改变土壤中污染物的价态或阻断污染物在食物链中的传播。实践中主要是采取深耕翻土伴植物修复、化学修复等多种方法协同作用来找寻投资少、见效好的修复技术。

    2.1 土壤淋洗

    土壤淋洗技术是采用可以有效吸附重金属的淋洗液冲洗受污染土壤，把土壤中重金属分离出来。这种方法在小范围工业场地土壤污染的治理中得到了一定的推广，因其淋洗液多是几种化学合成物，所以修复的价格成本相对较高，大面积推广还有一定的难度。修复时间短是它的优点，对于小面积受污染的土壤能在短时间内迅速消除污染，但对于大面积的农田土壤污染还处于论证阶段。

    2.2 电热修复

    电热修复主要应用于受挥发性、半挥发性有机物污染的土壤修复，其原理是为污染土壤通入热蒸汽，使挥发性、半挥发性有机物从土壤中挥发出来，对挥发出来的气态物质集中回收处理。这种方法相对简单，但修复对象单一，如把受汞污染的土壤通过热处理法剥离土壤中的汞。加热需要一定的能耗，操作起来必须在加热的同时不停地翻转土壤，只是在实验室中处理少量污染土壤。

    2.3 微生物修复

    使用微生物修复技术主要是激发土壤中微生物的活性，给予土壤一定的温度、湿度和营养物，激活微生物改变土壤中污染物的价态，降低污染物的危害特性。因其成本较低、操作简单受到推广，缺点是微生物修复的专一性很强，其活性与温度、水分、氧气、pH值等土壤环境条件紧密相关。由于这种修复并没有去除土壤中的重金属，只是通过转换价态降低重金属的危害性，并没有从根本上消除重金属，往往需要与植物修复等其他方法配合施用效果较好。

    2.4 植物修复

    植物修复技术是去除土壤中重金屬污染的比较公认和便于操作的方法[2]，利用某种特定植物对重金属的吸附特性将土壤中的重金属转移到植物体内，再将这种植物通过燃烧发电、制浆造纸、景观造型等方法进一步处理重金属。这种处理方法最大特点是管理简单、操作容易，但前提是要筛选和培育对重金属具有超常规吸收和富集能力的植物，这需要一定的摸索和试验，周期较长，也可以通过杂交育种筛选对土壤中重金属耐抗性强的农作物，阻断土壤污染物进入食物链[3]，实现对污染土地的安全使用。这种修复技术同样需要长时期的试验，周期长是它的特点，挑选特性植物是它的难点。

    3 新乡市修复试点技术

    2017年初，新乡市启动对受重金属镉污染土壤的修复技术研发。凤泉区、牧野区人民政府根据“蓝天常在、青山常在、绿水常在”的美丽中国建设以及落实河南省清洁土壤行动计划的需要，筹措资金，划定200亩受镉污染的农田土壤，公开招标社会力量试点污染土壤修复技术。

    3.1 修复试点方案

    在摸底调研的基础上，编制的修复施工方案中将200亩农田分为3个修复区，采取分区分类治理的修复技术路线。其中，A区土壤：80亩安全利用类试点修复，采用边生产边修复的“深耕翻土+原位稳定化+低积累作物+农艺调控”思路联合修复污染土壤;B区土壤：80亩修复类试点验证，采用边生产边修复的“深耕翻土+替代种植+生态调控”思路联合修复;C区土壤：40亩主要为修复效果对照试验和低积累小麦种筛选试验，各占20亩。

    3.2 多种修复方法并用

    采用“原位稳定化+深耕翻土+低积累作物种植+生态调控”措施联合修复，具体的修复措施包括：深耕（0～45cm）、钝化稳定化修复、低积累小麦品种的选择等。冬季种植小麦，夏季种植玉米/大豆的轮作模式;钝化稳定化修复材料有矿物微胶囊、有机-无机天然复合材料、无定型矿物材料、纳米硅材料、有机硅材料、高性能无机改性修复材料。此修复模式采取“工程措施+原位钝化”联合修复，所需时间较短，资金需求较低，且容易实施。在不破坏农田土壤的生态功能、不占耕地的前提下，确保粮食产量与质量安全。

    在植物修复试点中，所选择植物是伴矿景天、八宝景天、星柳、金丝柳、高羊茅、黑麦草、白三叶、甜高粱、油菜、棉花等。所有的修复植物采用轮作，采取全种植周期连续强化植物萃取修复模式。此修复模式不破坏农田土壤的生态功能，可有效降低农田土壤中的重金属含量，同时，金丝柳木材做家具板材铬含量可满足儿童家具通用技术条件，具有一定的经济效益。

    3.3 修复效果评价

    经过连续4年的反复试验和比较，发现深耕后土壤中Cd的平均含量下降81.89%，小麦超标点位同比下降75%，说明了联合修复措施取得了一定的修复效果，但这仅仅是开始，后面还有很长的路要走。

    4 对策建议

    4.1 明确修复主体

    造成土壤污染的单位或个人要承担土壤环境修复的主体责任。土地使用权依法转让的，由土地使用权受让人承担责任。土地使用权收归政府或无主地块责任主体不明的，由污染土壤所在地县级人民政府承担修复污染土壤的责任。

    4.2 强化修复监管

    农田土壤污染修复期间要采取必要措施防止对地块及周边土壤环境造成二次污染，修复过程中产生的废水、废气和固体废物必须集中回收进行无害化处置[4]。衡量污染土壤修复效果，修复主体要委托有资质的第三方机构进行评估，接受社会监督。

    4.3 发展修复产业

    放开服务性监测市场，规范土壤污染治理与修复从业单位和人员管理，加大政策扶持力度，助推土壤污染修复技术发展。通过资金支持、政策推动、典型示范，加快完善以土壤治理与修复工程为中心的产业链，培育一批综合实力较强的土壤污染治理与修复企业。

    【参考文献】

    【1】崔秀玲，徐君静，周速.新乡市土壤环境中铬污染状况分布研究[J].河南机电高等专科学校学报，2013，21（4）：12.

    【2】方银娥，陈忠良.农田土壤重金属污染与修复技术[J].广东化工，2013，40（17）：160.

    【3】姚建仁，焦淑贞，黄宏英.新乡地区农药污染土壤环境质量评价初探[J].农业环境科学学报，2005，26（3）：8.

    【4】张磊，张宝锋.农田土壤重金属污染及其修复技术比较分析[J].环境保护与循环经济，2019，27（7）：82.