東莞市農業土壤污染主要成因及防治研究

陳仕麗 李艷芳 徐匆 羅華建 梁衛驅 胡珊 黃皓

摘要

東莞市農業土壤污染問題日益嚴重，成為東莞市環境保護和生態建設“十二五”規劃的主要任務。從生活污染、農業活動污染、工業污染三大方面，分析目前東莞市農業土壤污染的成因、結果，同時針對如何防治農業土壤污染進行了研究，促進東莞市農業土壤環境的可持續發展。

關鍵詞 東莞；農業；土壤污染；防治

中圖分類號 S156 文獻標識碼 A 文章編號 0517-6611（2014）26-08962-03

Analysis of Main Causes for Agricultural Soil Pollution in Dongguan and Prevention Measures

CHEN Shi-li， LI Yan-fang et al

（Agriculture Research Center of Dongguan， Dongguan， Guangdong 523086）

Abstract The problem of the agricultural soil pollution in Dongguan is more graveness， its one of the task in the environmental protection and the ecological environment. The main causes for agricultural soil pollution in Dongguan were analyzed from three respects of living pollution， agricultural activities pollution and industrial pollution. Meanwhile， prevention measures for agricultural soil pollution were studied， so as to promote the sustainable development of agricultural soil environment in Dongguan City .

Key words Dongguan； Agriculture； Soil pollution； Prevention

改革開放以來，東莞市充分利用政策、地理和人文等優勢，成功承接港臺地區的產業轉移，通過大力發展外源型經濟，在經濟建設和城市發展方面取得輝煌的成就。但是，隨著城市化的不斷推進，大面積生態用地被用于城市建設，原有生態過程隨著土地利用類型的改變而消失，原本優良的農業土壤環境受到嚴重污染，東莞農業土壤的狀況不容樂觀。

根據東莞市土地利用總體規劃（2006-2020年），計劃到2020年耕地保有量31 833 hm2，基本農田保護面積27 922 hm2。東莞市環境保護和生態建設“十二五”規劃明確指出，要加強土壤污染防治，改善土壤環境質量。筆者將較深入地研究近幾年東莞農業土壤污染的主要成因，同時提出科學的防治對策。

1 東莞農業土壤污染成因

土壤是萬物之基，孕育著各式各樣的農產品。土壤的優劣直接決定著農產品的優劣，同時豐富多樣的農產品在很大程度上決定人們的身心健康與社會穩定。杜絕土壤污染，保護土壤天然健康，成為農業工作者義不容辭的責任。但是，近來大量的研究表明，東莞農業土壤面臨著多種威脅。該研究將對三大類別的土壤污染源（生活污染、農業活動污染、工業污染）進行綜合研究。

1.1 生活污染

農村基礎設施不齊全，污水、生活垃圾污染嚴重。自改革開放以來，東莞市借助優越的地理區位條件，獲得快速發展，已成為國際知名制造業基地。然而，城市化和工業化的快速進程也給該地區帶來嚴重的環境問題^[1]。農村生活垃圾、廢水日益增多，農村基礎設施不齊全，給農業土壤帶來嚴重的污染問題。由于沒有完善的排水系統，而生活中攜帶有豐富營養的廢水直接排放，過多的生活廢水排放遠遠超過土壤自凈能力。農村生活垃圾的隨意丟棄也給農業土壤帶來很大的處理壓力。有數據表明，在第三屆生態市（縣）建設現場會暨2007年全國自然生態保護工作會議上，國家環?？偩指本珠L吳曉青指出全國農村每年產生生活污水約80億t、生活垃圾約1.2億t^[2]。垃圾中重金屬物質、無法降解的塑料薄膜甚至存在有毒、有害的垃圾滲濾液隨著時間的推移都融入土壤中。超負荷的生活垃圾處理給土壤造成不同程度的破壞。

1.2 農業活動污染

1.2.1

農藥大量噴灑。我國農藥的產量和使用量均居世界前列，每年的農藥用量在260 t以上，其中殺蟲劑70 t、殺菌劑26 t、除草劑170 t以上^[3]。研究表明，只有10%～20%的農藥附在農作物上，而80%～90%流失在土壤、水體、空氣中^[4]。農藥進入土壤的途徑主要有3種：一是農藥直接進入土壤，該方式使用的農藥基本上都殘留在土壤中；二是直接噴施于作物上的農藥，相當一部分間接或直接落入土壤；三是農藥通過大氣沉降、灌溉水和動植物殘體進入土壤中。所以，最終除了起作用的農藥外，大部分的農藥都匯集在土壤中^[5]。農業土壤中大量農藥殘留必然會導致土壤酸化，從而影響土壤本身的理化性質。隨著POPS（持久性有機污染物）在全球范圍內的削減和控制，近年來土壤中農藥的殘留濃度已略有下降。但是，由于這類物質的環境持久性，它們仍然在相當長的一段時間內廣泛地存在于自然界中，并且通過生物積累和放大效應繼續對生態系統和人體健康造成廣泛且持久的影響。

1.2.2

化肥過量使用。農產品的大量需求推動著農業的快速發展，但是大部分農民用地不養地，盲目施用大量的化肥，造成目前農業土壤肥力的普遍下降。2002年我國化肥用量達4 339.4萬t，占當年世界化肥總消費量的30.7%。按單位播種面積計算，2002年我國單位播種面積化肥用量281 kg/hm2，遠高于當年世界101 kg/hm2的平均水平^[6]。研究表明，在酸性紅壤中施用硫酸鉀、硫酸銨等會使紅壤酸度有不同程度的增大^[7]。長期施用化肥易使土壤中鈣含量降低，土壤板結。化肥在農業生產中有著至關重要的作用，但目前的化學肥料利用率低，施用后并不能完全被作物吸收。據不完全統計，農作物對N、P₂O₅、K₂O化學肥料的平均利用率分別為40%～50%、10%～20%、30%～40%^[8]。沒有被完全利用的化肥沉積在土壤里，消耗掉土壤本身的氧含量，嚴重影響土壤的通透性。同時，化肥的大量使用還帶來一個嚴重問題——重金屬殘留。

1.2.3

農作物廢棄物。農業廢棄物是指在整個農業生產過程中被丟棄的有機類物質，主要包括農林生產過程中產生的植物殘余類廢棄物、牧漁業生產過程中產生的動物類殘余廢棄物、農業加工過程中產生的加工類殘余廢棄物等^[9]。農業廢棄物在農業生產過程中由于可利用率低、成分復雜、開發難度大，直接導致數量大、危害多等特點。農業廢棄物及分解產物攜帶的污染物質進入土壤，會引起土壤組成和性狀發生改變，并且破壞其原有基本功能^[10]。目前，大部分的農作物廢棄物都被就地焚燒，導致小區域內大量焚燒物的累積，有機產物產生量完全超出土壤的收納能力，造成土壤嚴重污染。

1.2.4

農藥包裝廢棄物。在廣大農村，經常見到農藥包裝廢棄物的身影。農藥包裝廢棄物包括農藥包裝塑料袋、農藥包裝塑料瓶、農藥包裝玻璃瓶三大類別，大都屬于不可降解材料，若長期存留在環境中，則對土壤造成嚴重的化學污染，進而對環境生物和人類健康產生長期的和潛在的危害^[11]。由廣東稻農的調研數據可知，“順手丟棄”和“扔垃圾場”是目前我國農民處理農藥包裝廢棄物最常用的2種方式^[12]，而這恰恰是對環境和人類健康危害最大的方式之一。農藥包裝廢棄物中的農藥殘留會在其所丟棄的地方擴散，可能造成土壤、水等環境污染，加大農藥暴露的可能性。隨著降水或大氣流通等作用，農藥包裝廢棄物緩慢轉化成有毒液體滲入土壤。

1.2.5

農用薄膜的殘留。最重要也是最多的一類農業活動污染物為農用薄膜。隨著設施農業、溫室大棚的大力推廣，農用薄膜的使用越來越廣，農用薄膜的廢棄與殘留也越來越多。據不完全統計，我國農用薄膜年殘留量高達35萬t，殘膜率達42%^[13]。由于農用薄膜本身不易分解，殘留在土壤表面，直接降低土壤中水、肥、氣、熱的相關活動。土壤容重、孔隙、通氣情況和含水量等是重要的土壤物理因子，影響著土壤的持水和溶解礦質元素的性能及植物扎根和根系的吸水性能，進而影響土壤肥力狀況和植物生長^[14]。同時，農用薄膜大部分都由回收塑料二次利用，本身含有人工添加助劑。廢棄在田間的農用薄膜會隨著時間的推移而逐漸釋放出有毒、有害的有機助劑進入土壤。

1.3 工業污染

1.3.1

重金屬。據統計，我國遭受不同程度重金屬污染的耕地面積已接近2×105 km2，約占耕地總面積的20%，每年被重金屬污染的糧食多達1 200萬t，因重金屬污染而導致糧食減產高達1 000多萬t，經濟損失至少200億元^[15]。據廣東省土壤研究所專項調研，2011年東莞工業重金屬污泥排放量約為1.75萬t。據2012年度東莞市環境狀況公報，全市廢污水年排放總量10.07億t（其中，工業廢水排放量2.69億t），工業廢氣年排放量2 928.84億m3（其中，工業煙粉塵排放量為15 095.12 t），工業固體廢棄物年產生量534.30萬t^[16]。工業三廢的大量排放甚至未經有效處理直接排放，導致大量的重金屬進入土壤環境，嚴重影響土壤生態環境的結構和功能。據有關調查，在東莞工業園區周圍的土壤基本都受到了重金屬的嚴重污染。

農業部進行的全國污水灌溉區域調查統計顯示，64.8%的污水灌溉農田不同程度地受到重金屬污染^[17]。重金屬可以通過諸多的自然因素和人為因素造成對環境的污染，重金屬污染90%由土壤承載^[18]。一般認為，人類攝取重金屬的主要途徑為土壤-植物-食物^[19]。重金屬在土壤中的大面積污染對農產品的產量和質量產生嚴重的影響，進而通過食物鏈危害人類健康。

1.3.2

酸雨污染。降水pH≤5.6時稱為酸雨。酸雨給人類生存環境造成巨大威脅。它可以直接使植被大片死亡，土壤貧瘠化，湖泊、河流酸化^[20]。在2003～2012年東莞市降水pH年均值為4.07～5.26，酸雨頻率為33.7%～69.6%^[21]。研究表明，東莞市酸雨類型變化的主要原因是SOx和NOx的大量排放量。降水中的SO₄2-主要來自工業污染源和生活源排放的SO₂，NO₂主要來自工業污染源和機動車尾氣排放的NOx。廣東省農業部門的調查顯示，1984年至今，珠三角地區土壤的pH下降了0.33個單位。就這個下降幅度而言，人為因素使酸化速度比自然酸化加快將近70年^[22]。全國每年近12.2%的國土受到酸雨的影響^[16]。酸雨大面積降落在土壤中，直接導致土壤酸性快速上升，引起土壤貧瘠、重金屬活性提高等連鎖反應。

2 東莞農業土壤污染防治對策

2.1 加強宣傳力度，增強農民環保意識

農民是農業土壤的直接使用者，也是維護者和受益者。只有先了解、認識環保，才能積極地進行環保?；诂F階段農民環保意識的薄弱性，在政府加大監督、檢測監控管理的同時，農民繼續教育的必要性和急切性開始凸顯。

根據實際情況，環保部門和環保志愿者應積極組織相關的宣傳活動，如環保專題講座、環?？破沾笈褴?、農業技術培訓班、發放環保資料等。農民從自身生產經營的需要出發，有目的地選擇參加。相關部門應積極動員廣大農民群眾自覺地參與到農村環境保護工作中，引導農民群眾關注、理解與支持環保工作，提高農村整體環境質量。

2.2 治理農村生活垃圾與污水

解決農村生活垃圾的污染問題，建立一套適合農村生活垃圾的處理方式，實現垃圾的無害化、資源化和減量化。隨著農民消費結構收入水平的提高，垃圾組分也復雜多變，垃圾組分逐漸表現為有機類、無機類、廢品類和有害類四大類別^[23]。針對垃圾的4個不同類型，值得進一步推廣垃圾分類。廣東省在2013年就意識到農村垃圾處理的重要性，在羅定市建立起一套“整合資源、分塊管理、分級負責、分類指導、群眾為主”的城鄉生活垃圾處理工作機制，形成“戶收集、村集中、鎮轉運、縣處理”模式，羅定市城鄉生活垃圾清掃轉運處理覆蓋率達90%以上^[24]。該模式很好地解決了農村生活垃圾、污水圍村的狀況，在很大程度上保護了該區域農業土壤的健康。

2.3 治理農村工業污染

農村工業企業占用和毀壞了大量農田，給農業土壤帶來危害。相關部門應嚴格控制各區域的重大污染源，在土壤能接受的承受范圍內控制進入農業土壤的污染物數量與速度。同時，加強環境執法，加大對違法企業的查處力度。另一方面，政府與企業加強合作，加強溝通和引導，盡量改變過去那種“管”與“被管”的傳統管理模式，通過與企業建立新型的伙伴關系作為現階段農業工業污染防治的切入點，實現環境保護與經濟發展的雙贏^[25]。

2.4 發展有機農業

2.4.1

加大高效生物有機肥-化肥結合施用的推廣。隨著社會對食品安全關注度的增大，人們對天然無公害農作物的需求增加。近年來，各地區陸續大力推廣生物有機肥料的使用。生物有機肥主要功效是增加土壤有機質含量和多種生物活性物質，在一定程度上改善土壤的理化性質，提高土壤肥力。但是，與傳統的化學肥料相比，有機肥在使用后短時間內并沒有顯著效果，農作物產量也不會像施用化肥一樣有著顯著的提高。這讓廣大農戶的短效高產的愿望與有機肥效期長的事實存在較大沖突。農戶的最直接選擇還是傾向化學肥料。因而，有機肥的大面積推廣面對著各種困難。筆者主張結合農作物養分的綜合需求，進行有機肥-無機肥相結合的施肥方式。有機肥提供豐富的有機肥料和微生物菌群，改善土壤物理性狀，提高土壤養分含量；無機肥提供作物生長所必須的無機養料。高效生物有機肥-化肥的結合施用方式值得推廣。

相關研究表明，在同一土壤環境，施肥26年后不同施肥處理間20 cm土壤全氮含量差異顯著，其含量變化順序為高量有機肥處理>常量有機肥處理>常量配施處理>高量化肥處理>常量化肥處理>不施肥處理^[26]。有機肥的長期施用對維護土壤肥力有著重要作用。

2.4.2

加大生物農藥的推廣。生物農藥主要指以植物、動物、微生物等產生的具有生物活性的次生代謝產物或微生物活體開發的農藥。與化學農藥相比，生物農藥有不可替代的優勢：生物農藥對人畜大多數無副作用，安全性好，能保障植物健康，同時具有高效、無殘留、對農產品不超標的特點^[27]。長期大量使用化學農藥和化肥是導致土壤生態惡化的根本原因。因而，低毒、低殘留生物農藥是農藥發展的方向，具有廣闊的前景。化學農藥重在“立竿見影”，植物源農藥重在“治標又治本”^[28]。

大力推廣生物農藥，有2個方面要注意。一是生物農藥價格平民化。目前生物農藥在價格方面與化學農藥還有一定差距，農民比較在意農業投入品的成本因素，因此政府應出臺優惠扶持政策，降低生物農藥的生產成本，讓生物農藥的價格保持化學農藥的基本水平。二是生物農藥效果穩定性?，F階段的生物農藥盡管對環境友好，但由于見效期長，也會影響農民的長期固定使用。后期應努力研制出與化學農藥的效果基本接近的生物農藥。同時，作為生物農藥推廣不可或缺的多方力量，政府職能部門、農技推廣部門和農藥生產企業都要采取各種方式廣泛宣傳，以提高農民對生物農藥在病蟲害防治中作用的認識，使得農民自覺使用生物農藥，拒絕高毒農藥。

3 結語

東莞農業土壤環境的形勢嚴峻已是不爭的事實。如何正確處理與改善東莞農業土壤環境現有狀態，還需從環保宣傳、有機農業、工業治理等多方面綜合考慮。同時，還急需政府因地制宜地對工業、農業經營者進行耐心引導，進一步協調生態、生活、生產的友好關系，促進東莞農業土壤生態環境的可持續發展。

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