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环境保护

蔬菜大棚土壤污染成因及修复措施

2015-10-13 10:04:23来源:论文网浏览:评论:0
  对蔬菜大棚土壤污染的成因进行分析,并从技术调理措施和综合手段运用2个方面提出土壤环境修复措施,以促进土壤污染的治理,确保蔬菜大棚种植的安全。   蔬菜大棚种植作为“菜篮子”工程的重要环节,发挥着向居民供应新鲜、安全蔬菜的重要作用,但在有些地方由于大棚土壤的多年不规范、不科学使用,土壤污染问题日益凸显,直接影响着蔬菜品质、产量和食品安全。土壤污染是外来污染物在土壤中长期累积的结果,土壤污染物包括重金属、放射性元素、氟、盐、碱、酸、有机农药、石油、有机洗涤剂、多氯联苯类、有害微生物等,它们进入土壤能影响土壤环境正常功能,影响蔬菜的可持续种植和生产,降低蔬菜产量和品质,危害人体健康。进行蔬菜大棚土壤污染的治理,不仅关系农民收入,而且直接影响环境保护、民生建设、食品安全和人类健康。应引以高度重视,加强科学研究、政府主导、社会参与,以预防为主,防治结合。现着重围绕农业污染源造成的大棚土壤污染,揭示蔬菜大棚土壤的污染状况及危害,并提出针对性的修复和防治措施。   1 蔬菜大棚土壤污染成因   随着工业生产的不断发展和城市化的日益扩大,由工业“三废”、城市生活垃圾和污水等废弃物造成的大量有毒有机物和无机物,通过迁移、灌溉、降水等途径进入土壤,对土壤产生污染。随着广大居民对蔬菜的需求日益增多,各地蔬菜大棚种植面积日益扩大,菜农对产量和效益的追求越来越迫切。为了提高蔬菜产量,菜农大量使用肥料、农药、农膜等生产资料,并可能将某些重金属、病原微生物、有机污染物带入土壤,对大棚土壤造成污染。从农业污染源来分析,目前造成蔬菜大棚土壤污染的主要原因有以下方面。   1.1 过量使用化肥   化肥是蔬菜的“粮食”,对提高蔬菜产量起着重要作用。但由于化肥中常含有许多有害物质,如重金属、氟、有毒有机化合物等,常年重复、过量使用会污染土壤。同时,频繁施用氮肥影响土壤中硝态氮的含量水平,土壤硝态氮的积累量随总施氮量的增加而增加,施用氮肥过多的土壤会使蔬菜中硝酸盐含量过高,这种累积虽对植物本身无害,但危害取食的动物和人类。另外,长期大量使用单一品种化肥,特别是生理酸性肥料,会导致土壤酸化,土壤酸化后会导致有毒物质的释放,或使有毒物质毒性增强,对蔬菜产生不良影响。   1.2 有机肥料未经无害化处理   将未经无害化处理的人畜粪便、城市生活垃圾及携带有病原菌的植物残体制成的有机肥料施入土壤,某些病原菌会在土壤中大量繁殖,造成土壤的生物污染,尤其是在大棚高温、高湿的小气候环境中,更适宜病原菌生长。病原体可以通过土壤进入蔬菜,使蔬菜产生病变,降低蔬菜产量和品质,进而危害人类健康。据调查,上海市郊蔬菜大肠菌群检出率为13.7%,寄生虫卵检出率为11.9%,蔬菜受病原菌污染严重。据孙锡娟等研究,人畜粪便中的细菌总数高达108~109个/g,总大肠菌群也有107~108个/g[1]。为了避免因施用有机肥料造成土壤有害生物的污染,国家规定,商品有机肥蛔虫卵死亡率和粪大肠菌群数指标应符合NY884的要求[2],即蛔虫卵死亡率≥95%、粪大肠菌群数≤100个/g(mL)。   1.3 农药残留   随着拌种、浸种、喷洒和药物浇灌,农药进入土壤会被土壤胶粒及有机物吸附,一部分被土壤降解,由蔬菜吸收转化,还有一部分形成残留。尤其是在菜农使用不当和过量使用的情况下,造成的污染更加严重。为了降低成本,部分菜农倾向于使用价格低廉但高毒高残留农药。农药残留特别是不合格农药的使用,也是造成蔬菜大棚土壤污染的重要因素。   1.4 污水灌溉   使用不经无害化处理的污水或处理不彻底的污水灌溉蔬菜,会对土壤造成二次污染。研究表明,污水中的Hg、As、Cd、Pb、Cr等重金属,以不同的方式被土壤截留固定,95%的Hg被土壤矿质胶体和有机质迅速吸收,一般累积在土壤表层,自上而下递减。污水中的病原微生物和寄生虫会造成土壤病原菌污染。从土壤的微形态看,污水灌溉的土壤孔隙细密,通气性、透水性差,容易引起蔬菜根系霉变、腐烂甚至坏死,不利于蔬菜的生长。   1.5 地膜残留   地膜在大棚蔬菜种植中广泛使用,尤其是全膜技术的普及,使残留大幅增加,超薄地膜的使用更是给土壤健康带来了严重危害。我国有关部门规定聚乙烯地膜的厚度不应低于0.008 mm,但个别企业和菜农为了降低成本,往往生产、使用价格低廉的超薄膜。地膜越薄,强度和抗拉能力越差,且易老化,破碎后难以捡拾,更易形成残留。   2 土壤环境修复措施   2.1 技术调理措施   (1)测土配方施肥。改变盲目使用肥料现象,减少肥料中有毒有害物质对土壤环境产生的污染,做到土壤“缺什么”,生产过程中就“补什么”,蔬菜需要什么营养就提供什么。按需供给,既保证产量,又利于品质,还可减少成本,更重要的是保证了蔬菜使用安全和持续性耕作。   (2)推广使用生物有机肥。生物有机肥含有多种有益微生物、氨基酸、多肽、酶、抗生素,不仅可增进土壤肥力,改良土壤结构,而且能提高土壤微生物活性,增强蔬菜的抗病能力,具有化学肥料不可替代的优越性,对发展无公害蔬菜有重要意义。在蔬菜种植中,应广泛推广使用生物有机肥料,并配以使用适量化学肥料。如使用充分腐熟的鸡粪,还可以选择秸秆生物反应堆改良土壤。对重金属污染严重的土壤,可施用猪粪、牛粪,以提高土壤阻止重金属转移的能力。   (3)合理施用农药。筛选推广使用高效安全的农药,禁止使用剧毒、高残留农药,尤其是禁止使用致癌作用强的农药。加强用药技术指导,严格用药标准,制止滥用。综合防治,既要有效防治病虫害,又要把农药的危害降到最低程度。   (4)植物修复。植物修复是当今发达国家普遍使用的土壤修复技术,我国山东寿光等地进行了积极研究和探索尝试,无论从投资成本还是管理因素等方面考虑,该技术都是菜农治理土壤污染的一条可选途径。如可将一些对重金属等有害物质具有富集作用的植物,与大棚蔬菜交叉种植,对土壤中的重金属进行吸附、转化,降低土壤中有害成分的含量。如蕨类植物蜈蚣草对砷具有很强的富集作用[4],可以用于砷过量的治理。蜈蚣草不仅对砷有很强的忍耐能力和富集能力,而且生长快、生物量大、地理分布广、适应性强,因此在砷污染环境的修复方面具有良好的应用前景。   (5)覆土和换土。如果蔬菜大棚土壤污染问题严重,可对土壤实行深翻,将污染土壤深埋;或者将表层土壤挖走更换清洁土壤。特别是蔬菜大棚土地面积相对较小时,覆土或换土成本相对降低,此种方法具有较强的可行性。   (6)施用改良剂。该技术主要针对重金属污染的土壤,改良剂能有效降低土壤重金属有效性、抑制土壤重金属向蔬菜迁移。如可向土壤中施用稻草、泥炭、家畜粪肥、腐殖酸肥料等有机改良物质,它们能够增强土壤对重金属的吸附能力而使污染物失去活性,减轻土壤污染对蔬菜及生态环境的危害。可以添加适量的石灰、硅酸镁钙、磷酸盐等改良剂,使其与重金属反应生成难溶物质,改变重金属离子形态和生物有效性。土壤改良修复技术方法简单、取材方便、实用性强,是一种控制土壤污染物向蔬菜转移的实用技术。   (7)高温消毒。实行土壤深翻、反复曝晒,杀死土壤中的病原菌,促使残留有机物挥发。另外可借助专业化的热处理设备,进行高温处理。   2.2 综合手段运用   由于土壤污染治理综合性强,影响因素多,仅靠农民自身或某个部门难以实施和开展防治工程,必须加强综合手段研究和运用。根据中央关于加快现代农业、大力加强生态文明建设的要求,蔬菜大棚土壤修复,应以蔬菜食品安全为目标,以当代农业科学技术为支撑,以改善土壤环境为基础,大力发展无公害蔬菜生产,通过推广蔬菜标准化生产技术,加强蔬菜生产全程监控,不断提高蔬菜品质和档次,达到农民增收、生态文明、人民身体健康有保障的目的。   (1)政府主导。各级政府要高度重视,把蔬菜大棚土壤污染治理问题列入重要议事日程,作为政府一把手工程来抓,作为民生工程的大事来抓。建立健全组织领导,完善管理措施,狠抓责任落实,形成政府主导、部门联动、企业作为、菜农吸纳的良性工作格局。各级政府应将蔬菜生产安全纳入食品安全规划和督导体系,把加强蔬菜大棚土壤环境治理、无公害蔬菜生产作为为民办实事的措施之一,明确目标,明确制度,细化措施,抓好落实。   (2)部门联动。建议农业部门要根据当地“三农”工作发展规划做好蔬菜种植供应发展规划,尤其是蔬菜大棚发展规划。对污染严重、修复成本较高、不再适宜继续种植蔬菜的土地,及时调整、重新划地;健全完善各类农业设施。环保及行业管理部门要指导企业做好“三废”治理,做好垃圾的无害化处理,防止对土壤二次污染。农业、工商、税务、物价、供销和质检等部门要加强化肥、农药、种子、农膜等农资市场管理,严厉打击制造、销售假冒伪劣产品。各部门要搞好对接服务,帮助农民科学使用和管理土壤。近来山东省昌邑市与青岛农业大学合作研发了测土配方施肥专家系统,将全市逾6 000个土样信息输入数据库,在各镇村的配方肥经销点配备了11台触摸屏,农民点屏查询到自家地块的土壤养分状况,并得到施肥方案。这种“采土、测土、配方、施肥、供肥”的一条龙式“对症下药”服务深受农民欢迎。   (3)标准控制。多年来,我国尽管制定出台了一系列涉及土壤保护的法律法规,但大多针对经济利用、土地管理和利用、土地规划及土地权属问题等方面,对土壤污染防治的规定分散而不系统,缺乏具可操作性的细则和有威慑力的责任追究条款[5]。由于缺少土壤环境治理的明确标准,迫切需要加强对标准研究及土壤环境法规研究,为预防和治理土壤污染提供科学依据和评价标准。借鉴国际经验,制定完善我国化肥、地膜等国家标准及蔬菜农药残留容许标准,实行标准化控制。如我国现行的地膜国家标准是厚度不小于0.008 mm,但其抗拉强度较差,不利于残膜回收。因此,可以在科学研究基础上,制定新的地膜国家标准。   (4)企业作为。各类化肥、农药、地膜、种子等农资企业,要积极履行企业的社会责任,从自身环节做起,为广大菜农提供安全可靠的农业生产资料。要严格按照国家标准和宏观政策指导,依法依规组织生产经营活动,同时积极开展测土配方肥料的研发。企业要进农村、进大棚,针对区域不同土壤条件,有针对性地生产、销售适宜的配方肥料。   (5)菜农吸纳。大棚种植集中区,各级各部门除了应搞好政策支持、治理规划、资金投入和检查督导外,还应加强对菜农的教育培训,引导其科学种植、依法生产。广泛组织农技专家深入农业生产一线,讲解科学施肥、合理改善土壤的重要性和具体方法,增强广大菜农积极科学地管理和使用土壤的责任感和自觉性。
 

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