土壤重金屬污染及其治理目前在湖南開(kāi)展得轟轟烈烈，繼去年長(zhǎng)株潭推出的“VIP+n” 方法之后，日前，筆者從湖南紅網(wǎng)和長(zhǎng)沙網(wǎng)得知長(zhǎng)沙縣“將對(duì)部分農(nóng)田免費(fèi)深翻耕”，以“治理重金屬污染”。
報(bào)道稱，深耕改土是長(zhǎng)株潭地區(qū)重金屬污染治理“5+1”中的一項(xiàng)重要措施。通過(guò)翻耕土壤深度15~20厘米，可以提高耕地耕層厚度，改善土壤耕層結(jié)構(gòu)，降低重金屬活性，從而促進(jìn)耕地質(zhì)量的提升。
對(duì)此，筆者根據(jù)自身的專業(yè)知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)，提出一些看法。
“翻耕土壤深度15~20厘米”算深耕嗎？
通常土壤的耕作層都以20厘米計(jì)算，有些還以30厘米計(jì)算，如果15~20厘米已經(jīng)可以稱為深耕，那么現(xiàn)在的耕層厚度是多少呢？重金屬在土壤剖面中的分布又如何？如果僅僅就15~20厘米的土壤進(jìn)行翻耕，通過(guò)土層混合來(lái)降低重金屬含量，那么，效果將極為有限。因?yàn)檫@一層次本身就是耕作層，翻耕后重金屬總量依然在耕作層中，故這樣的做法意義不大。雖然通過(guò)混合，土壤的重金屬濃度分布可能均勻一些，但在耕層的總濃度并未減低，產(chǎn)生鎘米的問(wèn)題依然存在。
翻耕會(huì)不會(huì)破壞犁底層？
如果土壤進(jìn)行翻耕不包括犁底層，則這樣的操作實(shí)與一般農(nóng)戶操作無(wú)異。土壤進(jìn)行翻耕無(wú)疑會(huì)破壞犁底層。對(duì)于旱作田，機(jī)械化耕作造成了土壤密實(shí)和犁底層的形成，不利于深根系的作物如玉米、大豆的根系延伸和生長(zhǎng)，故打破犁底層，對(duì)疏松土壤意義很大，除了促進(jìn)植物生長(zhǎng)外，還可以提高土壤的保水能力。
但對(duì)于水稻田，犁底層是經(jīng)過(guò)多年的自然過(guò)程和人為活動(dòng)形成的用于保持水田水分和養(yǎng)分的一個(gè)關(guān)鍵層次，如果耕作破壞了犁底層，且沒(méi)有進(jìn)行修復(fù)，無(wú)疑這一做法可能是對(duì)水田生境的破壞。
高毒性的重金屬鎘適合翻耕稀釋治理嗎?
的確，翻耕稀釋是日本最初嘗試土壤修復(fù)時(shí)、上世紀(jì)90年代我國(guó)臺(tái)灣地區(qū)的污染土壤中，曾經(jīng)是一種主要做法。但他們是“對(duì)于重金屬鉻、銅、鎳、鋅，原則上建議采用‘土壤翻土混合稀釋法’為主；對(duì)于遭受鎘、鉛高濃度者原則上建議采用‘土壤酸淋洗法’為主”。由于鎘和鉛的高毒性以及鎘的易遷移性，我國(guó)臺(tái)灣地區(qū)在土壤重金屬污染治理時(shí)，并不將鎘污染耕地進(jìn)行土壤翻土混合稀釋來(lái)降低其含量。眾所周知，目前湖南稻田最大的污染物質(zhì)是鎘，如果對(duì)鎘進(jìn)行如此處理，勢(shì)必因?yàn)槔绲讓拥钠茐亩赡苡绊懙叵滤?，因此，在沒(méi)有充分評(píng)估的情況下，這一做法隱患重重。
通過(guò)對(duì)農(nóng)田的土樣和谷樣進(jìn)行抽樣檢測(cè)確定范圍可行嗎？
報(bào)道稱，“深翻耕的范圍則按照省農(nóng)環(huán)站對(duì)全縣農(nóng)田的土樣和谷樣進(jìn)行抽樣檢測(cè)結(jié)果確定，各鄉(xiāng)鎮(zhèn)已基本將深翻耕任務(wù)落實(shí)到戶到田塊”。那么，通過(guò)對(duì)農(nóng)田的土樣和谷樣進(jìn)行抽樣檢測(cè)來(lái)確定深翻耕的準(zhǔn)確性如何？
眾所周知，土壤重金屬的分布存在著高度的異質(zhì)性，筆者猜測(cè)，長(zhǎng)沙縣開(kāi)展“深翻耕的依據(jù)”應(yīng)該也是“土壤上下重金屬分布的不均勻且主要在表層”，而造成稻米鎘超標(biāo)的因素非常復(fù)雜，并非一次的谷樣檢測(cè)結(jié)果就能定論的。新聞中說(shuō)“今年深翻耕面積為6.8萬(wàn)畝，涉及7個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)”“長(zhǎng)沙縣需要深耕改土的面積為22萬(wàn)畝”，并且“已于年前完成招標(biāo)并確定了中標(biāo)單位”，能如此快速做到這一點(diǎn)，需要多少的檢測(cè)樣本數(shù)才能準(zhǔn)確地確定這么大面積呢？我們期待公布這一采樣、檢測(cè)和推導(dǎo)方法。
是否評(píng)估了工程措施對(duì)土壤肥力等的影響？
報(bào)道稱，免費(fèi)對(duì)農(nóng)田進(jìn)行深翻耕，“既可改良土壤又不要農(nóng)戶花錢，是件惠民利民的好事”，同時(shí)，深翻耕“可以提高耕地耕層厚度，改善土壤耕層結(jié)構(gòu)，降低重金屬活性，從而促進(jìn)耕地質(zhì)量的提升?！?那么，深耕真的能達(dá)到這個(gè)目的嗎？
日本稻米的鎘污染情況曾經(jīng)很嚴(yán)重，但從工程措施上，其客土方法對(duì)“痛痛病”區(qū)863公頃（即12945畝）土壤的治理共花了33年時(shí)間，代價(jià)也相當(dāng)昂貴，達(dá)407億日元。日本大力推廣通過(guò)水分管理的措施來(lái)治理鎘污染，到2007年共推廣了60萬(wàn)畝。所以從這個(gè)角度來(lái)說(shuō)，在有限的土樣和谷樣調(diào)查情況下，推行6.8萬(wàn)畝進(jìn)行深耕治理似乎步伐快了些。
我國(guó)臺(tái)灣地區(qū)的案例
在題為《農(nóng)田土壤重金屬污染特性與復(fù)育策略：基于食品安全及環(huán)境永續(xù)能力的考量》的臺(tái)灣地區(qū)文章中，給出了臺(tái)灣很詳細(xì)的利用翻轉(zhuǎn)稀釋來(lái)治理土壤重金屬的方法。自2000 年以來(lái)，翻轉(zhuǎn)稀釋是我國(guó)臺(tái)灣地區(qū)整治農(nóng)田土壤最主要的方法。其做法要點(diǎn)是：
1.由于土壤有機(jī)質(zhì)與許多養(yǎng)分多集中在表土，以至于在稀釋重金屬的同時(shí)，也降低了表土的有機(jī)質(zhì)含量，所以，在整治后，土壤需要補(bǔ)充堆肥等有機(jī)資材及必要的化學(xué)肥料，來(lái)滿足日后作物生長(zhǎng)所需。
2.除此之外，翻轉(zhuǎn)稀釋的同時(shí)，水田土壤原來(lái)具有停留灌溉水功能的犁底層會(huì)被破壞，以至于恢復(fù)種植水稻時(shí)缺乏此一不透水層來(lái)保留灌溉水，因此在回填稀釋土壤時(shí)，需要透過(guò)機(jī)械的夯實(shí)（compaction）來(lái)重建犁底層。
3.由于在同一地塊內(nèi)，土壤重金屬在接近灌溉入水口處的濃度較高，因此，在彰化地區(qū)某一地塊中，為了節(jié)省成本，曾利用距入水口較遠(yuǎn)的表土為稀釋土方來(lái)源之一，先進(jìn)行水平方向的稀釋，以降低鋅高于4000 mg/kg 的污染表土濃度。再者，因?yàn)殇\集中在60cm 內(nèi)，所以利用60 cm 以下土為稀釋土方的第二個(gè)來(lái)源，進(jìn)行垂直方向的稀釋，如此反復(fù)進(jìn)行，將整個(gè)地塊土壤鋅濃度降至600mg/kg 以下，以符合土壤污染管制標(biāo)準(zhǔn)。翻轉(zhuǎn)稀釋的隱憂是，重金屬在表土層的總濃度雖然降低了，但是總質(zhì)量卻沒(méi)有改變，而溶解度不一定隨之下降，也就是說(shuō)，無(wú)法掌握后續(xù)種植作物時(shí)的重金屬生物有效性變化。
4.有研究者以翻轉(zhuǎn)稀釋法有效地降低桃園地區(qū)某一農(nóng)地之鎘、鉛濃度，將0~20 cm 的表土與20~40cm 的里土混合后，0.1 M HCl 所萃取之鎘、鉛濃度仍達(dá)2.10 mg/kg與9.07 mg/kg，而在種植萵苣、空心菜（甕菜）與青江白菜四周后，部分植體內(nèi)的鎘、鉛濃度低于翻轉(zhuǎn)稀釋前，但研究者認(rèn)為用來(lái)種植水稻仍有疑慮。
顯而易見(jiàn)，臺(tái)灣地區(qū)的案例針對(duì)的是高濃度的鋅、銅等，其人體毒性低但會(huì)產(chǎn)生植物毒性，其翻轉(zhuǎn)稀釋的做法旨在降低農(nóng)田中這些元素的植物毒性，同時(shí)，注意了翻轉(zhuǎn)稀釋后有機(jī)質(zhì)的補(bǔ)充和重建犁底層。
土壤污染治理是必要的，土壤是人類生存的基礎(chǔ)，可以說(shuō)是人類最重要的戰(zhàn)略資源。也正因?yàn)槿绱耍覀兲靥岢鲆陨系囊庖?jiàn)給予參考和商榷。期待農(nóng)田土壤污染治理更加謹(jǐn)慎，切實(shí)保護(hù)好我們有限的耕地。對(duì)于較大面積稻米含量超標(biāo)的土壤，建議仔細(xì)進(jìn)行鎘的溯源性分析，在確認(rèn)土壤為主要來(lái)源后，結(jié)合土壤改良、品種選擇、肥料品質(zhì)、灌溉水水質(zhì)和水分管理等綜合措施，充分尊重“土宜學(xué)”倡導(dǎo)的客觀規(guī)律，其中包括因土而宜（土壤類型與質(zhì)量）、因地而宜（地點(diǎn)、地形與氣象條件）、因物而宜（作物品種）和因人而宜（人的主觀能動(dòng)性和技術(shù)水平）。凡是打算推廣的措施，務(wù)必需要充分的科學(xué)驗(yàn)證和評(píng)估，以避免不必要的人力和財(cái)力的浪費(fèi)。（文/廣東生態(tài)環(huán)境與土壤研究所研究員 陳能場(chǎng)）
關(guān)注土壤價(jià)值變化 推動(dòng)產(chǎn)業(yè)財(cái)富增長(zhǎng)
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