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摘要:当前,农田土壤污染的治理与安全利用已经出现很多研究成果,但存在技术零散、水平低、集成度不高等问题。同时,农田污染土壤治理及防控体系的相关研究较少,并且成果转化十分有限。目前,人们对生态农田的重视度有待进一步提升。人们要结合农田调控技术、农业运筹技术等,进一步研发低成本、副作用小并且符合当前农作物种植需求的安全生产技术,以科学技术为指导,不断推进农田污染土壤的治理与安全利用技术集成,为生态农业建设创造条件。
关键词:农田污染土壤;治理;安全利用
1农田土壤污染的概念
除少数水培农作物,绝大多数农作物的生产是离不开土壤的,土壤能够为农作物提供生长必须的水分、养份等。但是,随着我国城市化、工业化、农业集约化的快速发展,对农田土壤造成了严重的污染,比如工业废弃物、农药化肥的过量使用等。农田土壤质量与农作物的质量关系紧密,如不加以预防,会对人们的身体健康造成巨大的威胁,进而威胁到国家的长治久安。
2常态下农田土壤污染的现状
2.1无机物的污染
汞、砷、铅、镍等八种元素是农田土壤最主要的无机污染物,各大粮食主产区的农田土壤重金属污染问题不断加剧,农田土壤的重金属点位超标率已经超过21%。土壤重金属易积累却不易降解,其浓度一旦超过土壤自身过滤的能力,就会转化为有害化合物并进入农作物或地下水中,并最终在人体内积累,造成对人体的危害。
2.2有机物的污染
多环芳烃、六六六、滴滴涕等是农田土壤最主要的有机污染物,在我国农田土壤点位超标率分别达到了1.4%、0.5%、1.9%。这些污染物的来源主要是农药、化肥及工业废弃物。有机污染物进入土壤后,会严重破坏土壤的净化功能,影响土壤微生物的生存,并直接或间接地进入人体,诱发包括癌症在内的多种疾病。
除了农药、化肥及工业废弃物外,最主要的农田土壤污染物来源于农村生活污染物排放。随着城乡一体化发展的深化,农民的生活水平不断提高,城市化生活方式逐步普及,日常排放的生活污染物不断增加,其中为数不少的污染物被直接排放到农田并造成污染。
另外,还有一种污染严重的有机污染物是农用地膜。近30年来,农用地膜的广泛运用在蔬菜种植等方面,但残膜回收率不高,造成了农用地膜的“白色污染”极为严重。目前新疆是我国农用地膜污染最严重的地区之一,接近一半的地膜未能回收,土壤结构被破坏、水肥传输受到阻碍、微生物活性被抑制,造成农作物减产、次生环境被污染。
3农田污染土壤治理
3.1建立土壤分区污染治理体系
当前,各地农田土壤的污染物含量相差较大。因此,农田污染土壤治理应当从建立土壤分区污染治理体系开始,全国要开展农田土壤防治工作,并建立相应的治理标准。根据不同地区农田土壤污染的特征,要因地制宜制定土壤污染治理法律法规,并划分详细的土壤环境质量标准等级。人们以建立分区治理的策略为根本,进一步实施分区管控。在建立农田土壤安全利用策略时,要充分考虑不同地区农田土壤的类型、土壤中种植的农作物类型,以此制定土壤与农作物吸收之间的耦合机制。人们要引入不同的治理手段,筛选出符合农田土壤污染治理的最佳模式,从而进一步体现“一区一策”和“一土一策”的治理理念。
3.2加强污染物源头管控力度
当前,为实现农田污染土壤治理,人们需要加强对污染物源头的管控力度,定性识别污染物来源,量化土壤污染物。根据农田土壤污染物特征,要结合同位素指纹特征分析、多元统计分析等分析方法,定性识别污染物的具体来源。
自然来源污染物可采用生物防治方法,对于人为来源污染物,排放企业要改进生产方式,切断源头,防止污染物进入农田土壤,保障后续治理措施的有效发挥。
3.3规范农业生产过程管理
当前,人们要建立和完善农田土壤污染治理制度,注重农业科学生产。针对农田污染土壤治理,人们需要从规范农业生产过程管理入手,加快制定农作物品种及用水的相关规章制度,适应农田污染土壤治理的各项要求,保障农田土壤健康,实现土壤的可持续利用。传统农业生产过程经常使用含有铵态氮的肥料,长期使用会造成土壤酸化。因此,要加强农业生产过程管理,控制铵态氮肥料的使用,尽可能增加有机肥的施用量。同时,肥料的合理使用要综合考虑土壤的地力状态、元素丰缺情况等。通过施加基肥和合理追加其他肥料的形式,合理配置施肥方案,适当减少铵态氮肥料含量,平衡施用有机物与无机物的混合肥料,进而全面提升肥料的利用率。
3.4推动种养一体化生态农业模式
农民大量使用农药化肥的主要原因在于农业种植业与养殖业的分离、农业人口数量急剧减少,农民既没有足够的时间精力去收集使用有机肥,也没有足够的人力物力去科学管理和经营农田,为了提高产量只能大量使用农药、化肥。而养殖业产生的有机肥又变成污染物大量排放污染农村土壤及水体。针对这种情况,应当引导推动种养一体化生态农业,合理配置种植业与养殖业的规模,减少养殖业的污染物排放、提高种植业农家肥的利用率,减少化肥、农药的使用量。
4农田污染土壤安全利用
4.1低富集农产品品种筛选
为实现更加科学的农田土壤修复,除了污染土壤治理以外,人们还应当对污染程度较高的农田土壤进行科学的安全利用。在同一种农作物中,不同品种对污染物吸收和富集的程度也会存在较大差异。因此,限量发售这一类型的农作物产品,筛选出轻微、轻度污染的农田进行安全生产是安全利用最有效的途径。以小麦品种为例,当前,我国小麦种植面积较大的区域共有25个,其中土壤处于轻微或轻度污染的区域有3个。因此,这些区域可通过品种筛选的方式限量种植小麦,提高农田土壤利用率。除此之外,部分农作物存在可利用部分污染低富集和其他部分污染高富集两种特性并存的情况。对于这一类农作物,可同时进行污染农田土壤生物修护及安全生产,在种植过程中进行修复,从而提升污染土壤恢复效率。
4.2农田种植技术集成
农田污染土壤还可采用新兴技术进行安全利用,例如,使用地理信息系统分析土壤污染物分布特征,并结合大数据技术对分析结果进行综合处理,从而确定针对特定区域的最佳修复方式,并通过绘制图集的方式对修复技术的具体实施提供指导意见,并在后期对其进行评估和完善。除此之外,还可利用人工神经网络技术,对农田土壤污染物进行点位测量,并结合地理信息系统形成复合型种植技术。同时,要分析农民使用意愿,不断优化种植技术。由于农民使用意愿调查过程会涉及大量数据,并且分析难度较高,因此可利用人工神经网络技术,提升分析效率,从而达到更好的农田种植效果。人们要以农田种植安全生产为基础,结合平台搭建技术,综合建立农田种植安全生产整合平台,将上述各类新兴技术综合集成在该平台中,从而为技术的研发与创新提供更大空间,为农田的科学种植提供技术条件。
结束语
进入21世纪以来,社会各界对农田土壤污染问题的关注程度最来最高,部分地区农田土壤污染形势相当严峻。如何预防农田土壤污染问题,既关系到我国农业的健康可持续发展,也关系到国计民生、国家的长治久安。随着农田土壤污染问题凸显、社会各界环保意识提升,《土壤污染防治法》的实施,说明国家已经意识到农田土壤污染状况的严峻性、土壤污染防治的重要性。在农田土壤污染防治常态化的背景下,加强农田土壤污染防治、修复工作,迫在眉睫、意义重大。
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