張情亞，劉永林，李康軍，高學(xué)振，周維龍，雷文杰，洪鑫

（江蘇大地益源環(huán)境修復(fù)有限公司，江蘇南京210012）

直接或間接為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)所服務(wù)的土地統(tǒng)稱為農(nóng)用地，其主要包括耕地（水田、水澆地、旱地）、園地（果園、茶園）以及草地（天然牧草地、人工牧草地）[1]。根據(jù)《2016中國國土資源公報》內(nèi)容，截至2015年末，我國共有耕地13 499.87萬公頃（20.25億畝），園地1 432.33萬公頃（2.15億畝），牧草地21 942.06萬公頃（32.91億畝）。隨著我國工業(yè)化進(jìn)程的快速發(fā)展，一些重工業(yè)諸如煤炭開采、金屬加工、石油冶煉、化工醫(yī)藥等行業(yè)的生產(chǎn)副產(chǎn)物排放，以及不合理使用農(nóng)藥、化肥、地膜等農(nóng)業(yè)投入品，均增加了重金屬、有機(jī)物等有害物質(zhì)進(jìn)入農(nóng)用地土壤中，造成土壤重金屬含量增高[2]。

1 我國農(nóng)用地重金屬污染現(xiàn)狀

農(nóng)用地土壤重金屬污染主要指土壤中重金屬含量超過農(nóng)作物可承受的范圍從而表現(xiàn)出來生長中毒性狀，或指農(nóng)作物生長未受毒害但農(nóng)作物可食部分含量超過安全標(biāo)準(zhǔn)的現(xiàn)象[3]。我國農(nóng)用地重金屬污染問題的形勢不容樂觀，早在2011年，環(huán)保部負(fù)責(zé)人就提出，我國土壤環(huán)境質(zhì)量不容樂觀，受污染的耕地約有0.1億公頃，約占總耕地的8.3%[4]。

2014年我國發(fā)布的土壤污染狀況調(diào)查公報結(jié)果表明，我國耕地土壤點位超標(biāo)率為19.4%，無機(jī)污染物超標(biāo)點位數(shù)占全部超標(biāo)點位的82.8%。污染物種類主要為鎘（點位超標(biāo)率7.0%）、汞（點位超標(biāo)率1.6%）、砷（點位超標(biāo)率2.7%）、銅（點位超標(biāo)率2.1%）、鉛（點位超標(biāo)率1.5%）、鉻（點位超標(biāo)率1.1%）、鋅（點位超標(biāo)率0.9%）、鎳（點位超標(biāo)率4.8%）8種重金屬[5]。土壤污染的隱蔽性、滯后性、累積性等特點是造成農(nóng)用地重金屬污染的主要原因[6]。灌溉、農(nóng)業(yè)投入品、固廢無處置措施堆放及大氣沉降等過程均會將重金屬帶入土壤中，而且重金屬輸入土壤的過程不容易被人察覺，從而不會進(jìn)行污染源阻隔、修復(fù)等措施。直至諸如疼痛病、“鎘大米”事件、水俁病、兒童血鉛超標(biāo)等問題曝光，農(nóng)用地重金屬污染問題才被人們逐漸重視起來[7-11]。

2016年，《土壤污染防治行動計劃》（簡稱“土十條”）正式發(fā)布，其中針對農(nóng)用地明確提出應(yīng)當(dāng)以保障農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量作為土壤污染防治工作的出發(fā)點，另外，“土十條”專門強調(diào)對農(nóng)用地土壤污染的防治應(yīng)當(dāng)按污染程度將其劃為優(yōu)先保護(hù)類、安全利用類和嚴(yán)格管控類三個類別，明確提出了到2020年，受污染耕地達(dá)到90%左右的安全利用率；到2030年，受污染耕地達(dá)到95%以上的安全利用率這一重要指標(biāo)?！巴潦畻l”的發(fā)布，標(biāo)志著我國關(guān)于農(nóng)用地污染防治進(jìn)入一個科學(xué)布局、任務(wù)清晰、目標(biāo)明確的新時期。

2018年6月22日，《土壤環(huán)境質(zhì)量農(nóng)用地土壤污染風(fēng)險管控標(biāo)準(zhǔn)（試行）》（GB 15618-2018）正式發(fā)布。該標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了農(nóng)用地土壤污染風(fēng)險篩選值和管制值，農(nóng)用地土壤污染風(fēng)險篩選值和管制值的使用，以及監(jiān)測、實施與監(jiān)督要求。GB 15618-2018實施之日起，《土壤環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》（GB 15618-1995）廢止。農(nóng)用地新標(biāo)準(zhǔn)的發(fā)布，也表明我國農(nóng)用地環(huán)境質(zhì)量進(jìn)入一個程序規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn)明確的新階段。

2018年8月31日，在第十三屆全國人民代表大會常務(wù)委員會第五次會議上，《中華人民共和國土壤污染防治法》獲得全票通過，針對農(nóng)用地土壤污染防治方面，《中華人民共和國土壤污染防治法》不但做出了具體的法律規(guī)定，還有效銜接了與之相關(guān)的法律法規(guī)。該法的頒布更標(biāo)志著我國已初步建成土壤污染防治體系。農(nóng)用地土壤污染防治工作正式進(jìn)入了有法可依、有法必依、違法必究的新高度[12]。

2 我國農(nóng)用地重金屬來源

農(nóng)用地土壤中重金屬來源可分為內(nèi)源和外源，內(nèi)源主要指自然來源即成土母質(zhì)；外源則是導(dǎo)致農(nóng)用地重金屬污染不可忽略的重要因素，主要指人類活動造成的重金屬進(jìn)入土壤，主要途徑包括大氣沉降、固廢堆放、污水灌溉、農(nóng)業(yè)投入品施用等[13]。

2.1 成土母質(zhì)

內(nèi)源主要指土壤中重金屬元素的背景值，主要指成土母質(zhì)中的重金屬元素含量。如巖石風(fēng)化成土形成土壤的過程中，95%的鎘元素會保存于土壤中，通常來說，土壤中的鎘含量比成土母質(zhì)中鎘的含量高[6]。

2.2 大氣沉降

一些化石燃料燃燒煙氣、工礦企業(yè)排放的粉塵中均會攜帶重金屬，它們進(jìn)入大氣后經(jīng)過沉降進(jìn)入土壤，可使土壤受到不同程度的重金屬污染。車輛尾氣排放也是一個重要來源，道路灰塵也會導(dǎo)致道路兩旁土壤重金屬污染。有的地方，大氣沉降甚至是農(nóng)田土壤污染物的主要來源，熊安琪等[14]研究發(fā)現(xiàn)，大氣沉降是重慶市城郊菜地土壤中鉛的主要輸入來源，貢獻(xiàn)率高達(dá)81.19%。

2.3 固廢堆放

含重金屬固體廢棄物種類繁多，包括生活產(chǎn)生的垃圾廢物如電子垃圾和工業(yè)固體廢物如鉻渣堆場，這些固廢若長期堆放在農(nóng)用地周邊，在雨水、日曬風(fēng)化、人為擾動等外力作用下，會促使重金屬極易向周邊土壤和水體中遷移、擴(kuò)散，導(dǎo)致周邊農(nóng)用地受到重金屬污染。如廣東省汕頭市貴嶼鎮(zhèn)電子垃圾場附近河流的底泥和農(nóng)田土壤中鎘、鉻、銅、鉛均超標(biāo)，其中污染最嚴(yán)重的重金屬是鎘和銅[15]。

2.4 污水灌溉

污水灌溉主要指未經(jīng)處理的工業(yè)廢水、生活污水、養(yǎng)殖廢水、礦山廢水、尾礦庫潰壩的廢水等排入河流，造成灌溉水重金屬污染。農(nóng)業(yè)生產(chǎn)者再利用受污染的水體進(jìn)行灌溉，導(dǎo)致農(nóng)田土壤受重金屬污染，在我國缺水地區(qū)采用污水灌溉較為廣泛，主要涉及的省份有廣西、湖南、天津、陜西、山西、遼寧等地[16]。

2.5 農(nóng)業(yè)投入品

農(nóng)業(yè)投入品主要包括肥料、農(nóng)藥、地膜、污泥堆肥產(chǎn)品、牲畜糞便等農(nóng)資物品，這些農(nóng)業(yè)投入品本身可能含有重金屬，其大量使用會使土壤重金屬含量增多，久而久之會造成土壤重金屬污染[17]。一些農(nóng)藥中可能會含有重金屬，肥料中重金屬含量一般是磷肥、復(fù)合肥較高，地膜在生產(chǎn)過程中也會加入含重金屬的熱穩(wěn)定劑諸如鎘和鉛。在牲畜養(yǎng)殖過程中，除了使用含鋅和銅的飼料添加劑，有時還用到其他幾種重金屬添加劑，部分重金屬則會轉(zhuǎn)移到牲畜糞便中。市政污泥中的重金屬也極易超標(biāo)，這些農(nóng)業(yè)投入品的不合理施用均會造成農(nóng)用地的重金屬污染風(fēng)險[18-20]。

3 鈍化修復(fù)技術(shù)

3.1 重金屬修復(fù)基本原理

當(dāng)農(nóng)用地土壤受到重金屬污染時，需要采用物理、化學(xué)或生物的方法吸收、稀釋和轉(zhuǎn)化土壤中的重金屬，使其濃度降低到可接受水平，或?qū)⒅亟饘倩钚暂^高的形態(tài)轉(zhuǎn)化為活性較低的形態(tài)，降低重金屬遷移至農(nóng)產(chǎn)品的可能性。從根本上說，農(nóng)用地重金屬污染修復(fù)的技術(shù)原理，通?？煞譃椤耙瞥偭俊焙汀敖档突钚浴眱煞N[21]。

“移除總量”即通過一定的修復(fù)技術(shù)使土壤中重金屬含量降低，使重金屬總量滿足農(nóng)業(yè)種植安全標(biāo)準(zhǔn)，通常包含的技術(shù)有客土換土技術(shù)、土壤淋洗技術(shù)、去表深耕技術(shù)、植物修復(fù)技術(shù)等。這些技術(shù)的共同特點是，通過物理、化學(xué)、生物等手段，將土壤的重金屬進(jìn)行移除、稀釋，從而降低耕作層土壤重金屬含量，達(dá)到農(nóng)作物種植安全。

“降低活性”即通過一定的治理手段降低土壤中重金屬有效態(tài)含量以降低污染風(fēng)險，鈍化技術(shù)便是其原理的具體運用。鈍化修復(fù)技術(shù)具有投入低、修復(fù)周期短等特點，對修復(fù)中低度污染的重金屬農(nóng)用地具有一定的優(yōu)勢，對于目前我國農(nóng)用地重金屬污染治理及保障農(nóng)產(chǎn)品安全是一項重要措施[22]。

3.2 鈍化修復(fù)技術(shù)

土壤中不同形態(tài)重金屬的生物可利用性大小為：殘渣態(tài)＜有機(jī)物以及硫化物結(jié)合態(tài)＜鐵錳氧化物結(jié)合態(tài)＜碳酸鹽結(jié)合態(tài)＜可交換態(tài)＜水溶態(tài)[23]。鈍化修復(fù)技術(shù)，即將鈍化劑通過人工或機(jī)械的方式添加到受污染農(nóng)用地土壤中，用于調(diào)節(jié)和改變土壤中重金屬的物理、化學(xué)性質(zhì)，與重金屬發(fā)生離子交換、吸附、沉淀、絡(luò)合等一系列化學(xué)反應(yīng)，降低重金屬的有效態(tài)含量，從而減少農(nóng)作物對重金屬的吸收，減少對農(nóng)作物的危害，實現(xiàn)修復(fù)和治理污染土壤的目標(biāo)[24-26]。

常用鈍化藥劑包括：無機(jī)鈍化藥劑（石灰、碳酸鈣、硅酸鈣、含磷材料、粘土礦物等）、有機(jī)鈍化藥劑（有機(jī)肥料、草炭、市政污泥、腐殖酸、生物乳化劑等）、有機(jī)-無機(jī)復(fù)配鈍化劑、新型鈍化劑（納米鈍化劑、微生物鈍化劑）。

4 鈍化修復(fù)技術(shù)的工程案例

4.1 大環(huán)江河流域土壤重金屬污染治理工程項目

（1）污染情況：2001年，廣西環(huán)江縣上游尾礦庫遭遇洪水沖毀，導(dǎo)致下游上萬畝農(nóng)田受到重金屬污染，土壤砷、鎘、鉛平均濃度分別為未受災(zāi)區(qū)的2.4倍、1.5倍、6.7倍，重金屬最大濃度超過《土壤環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》（GB 15618-1995）二級標(biāo)準(zhǔn)近100倍，農(nóng)作物大面積絕收。

（2）修復(fù)技術(shù)：采用以植物修復(fù)為主的聯(lián)合修復(fù)技術(shù)。多金屬輕、中度污染土壤采用鈍化修復(fù)技術(shù)和植物阻隔技術(shù)。

（3）工程效果：實施甘蔗地、桑樹地等鈍化修復(fù)技術(shù)，修復(fù)后農(nóng)產(chǎn)品達(dá)標(biāo)率為90%～100%。

4.2 江西貴溪冶煉廠周邊區(qū)域土壤修復(fù)示范項目[27]

（1）污染情況：江西銅業(yè)集團(tuán)貴溪冶煉廠建于上世紀(jì)80年代，由于早期冶煉過程中所產(chǎn)生的廢渣、廢水和廢氣的不合理排放，經(jīng)過長年累積，給周邊環(huán)境造成了不同程度的污染，其主要污染物是重金屬銅（Cu）和鎘（Cd），超標(biāo)率分別為100%、87%～100%。

（2）修復(fù)技術(shù)：應(yīng)用重金屬Cu和Cd復(fù)合污染土壤分類分級治理的土壤調(diào)理（鈍化和絡(luò)合誘導(dǎo)）技術(shù)。

（3）工程效果：有效降低了土壤重金屬活性，修復(fù)后水稻每畝產(chǎn)量同對照組相比增加了30%以上，稻米中鎘、銅含量均低于食品中鎘、銅含量限量標(biāo)準(zhǔn)。

4.3 竹溪縣耕地土壤污染治理修復(fù)項目[28]

（1）污染情況：2012年該地大米檢測鎘超標(biāo)，引起地方政府高度重視，責(zé)成相關(guān)部門開展聯(lián)合調(diào)查并啟動土壤污染治理工作，主要污染物為鎘、鎳。

（2）修復(fù)技術(shù)：針對項目區(qū)Cd、Ni為主要的重污染區(qū)，采取化學(xué)原位穩(wěn)定化技術(shù)進(jìn)行修復(fù)，修復(fù)面積41.95公頃，深度0～20 cm。

（3）工程效果：修復(fù)后土壤中重金屬有效態(tài)大幅下降，其中Cd有效態(tài)降低率達(dá)到76.9%，玉米樣品中重金屬含量均滿足《食品中污染物限量》（GB 2762-2017）標(biāo)準(zhǔn)要求，水稻樣品除個別重金屬外，其他均滿足《食品中污染物限量》（GB 2762-2017）標(biāo)準(zhǔn)要求。

5 展望

鈍化修復(fù)的主要目的是降低土壤中重金屬有效態(tài)濃度，阻止作物對重金屬的吸收，確保農(nóng)產(chǎn)品可食部分重金屬含量滿足國家相關(guān)食品安全標(biāo)準(zhǔn)。鈍化修復(fù)是一項具有投入成本低、修復(fù)時間短、見效快、操作簡單等特點的農(nóng)用地重金屬污染治理的修復(fù)技術(shù)，越來越多被用于中輕度污染的農(nóng)用地的治理。但該技術(shù)在鈍化劑產(chǎn)品的質(zhì)量、大田添加量、鈍化效果的持久性、對土壤肥力的影響等方面均需要做進(jìn)一步深入研究。