技術(shù)支持：中國農學(xué)會(huì )農業(yè)分析測試與耕地質(zhì)量評估分會(huì )

“土壤污染”是指化學(xué)品或其他物質(zhì)在土壤中出現位置不當，或濃度高于正常水平，對非靶向會(huì )產(chǎn)生不利影響。根據中國環(huán)境保護部的數據，中國有16%的土壤和19%的農業(yè)土壤被列為污染土壤。

除自然、地球成因本身的來(lái)源外，土壤污染的主要人為源是在工業(yè)活動(dòng)中使用或作為副產(chǎn)品產(chǎn)生的化學(xué)品、家庭和城市廢物（包括廢水、農藥和石油衍生產(chǎn)品）。

農業(yè)輸入，如化肥、農藥、動(dòng)物糞便中含有的抗生素或植物中用于預防和治療疾病的藥物，是農業(yè)土壤的主要潛在污染物，并且新產(chǎn)品的研發(fā)使得其化學(xué)組成快速變化，其所帶來(lái)的挑戰具有特殊性。

——化學(xué)肥料

現代農業(yè)中大量使用化肥和農藥，加速了土壤污染。土壤中過(guò)量的氮可通過(guò)硝化作用和其他氮轉化過(guò)程造成土壤酸化和鹽漬化。自然條件下，土壤酸化非常緩慢，可達數百萬(wàn)年到幾億年，但農業(yè)操作（主要是過(guò)量施氮）顯著(zhù)加速了土壤酸化過(guò)程，在不同土地利用類(lèi)型中土壤pH平均降低0.26。

磷肥的主要風(fēng)險是通過(guò)吸附于被侵蝕土壤顆粒、過(guò)量施用磷肥、在條件不適宜的情況下使用糞肥等轉移到水體中，造成水生生態(tài)系統的富營(yíng)養化。

——農藥

一些特定農藥對土壤生物和土壤功能存在負相關(guān)影響。例如，一些有機氯農藥會(huì )抑制共生固氮，從而導致作物減產(chǎn)。

——糞肥

施用未經(jīng)處理的有機糞肥會(huì )造成重金屬和抗生素污染，不僅會(huì )對植物品質(zhì)和產(chǎn)量的各項指標造成不利影響，還會(huì )導致微生物群落的大小、組成和活性發(fā)生變化，從而影響養分循環(huán)，降低養分有效性。

——農業(yè)生產(chǎn)中的城市廢棄物

將污水污泥應用于改良土壤有許多積極作用，但在施用或摻入土壤之前，需要對不同污水處理廠(chǎng)產(chǎn)生的化學(xué)成分組成進(jìn)行全面的調查。與未經(jīng)處理的污水污泥相比，經(jīng)過(guò)堆肥處理的污泥中重金屬的生物有效性和作物吸收都非常有限。

污染場(chǎng)地的生物修復已在全球各地得到應用，并取得了不同程度的成功。以下列舉幾項生物修復技術(shù)。

——植物降解

向土壤中引入有機物，如鋸末、木屑、樹(shù)皮、稻草、植物廢料和廚余垃圾制成的堆肥，可能有助于減少重金屬和其他污染物的流動(dòng)性，從而降低其對環(huán)境和人類(lèi)健康的風(fēng)險。

——堆肥

添加糞肥和污水污泥是生物修復的有效工具，但要謹慎并確保有機物已經(jīng)過(guò)有效的預處理。與新鮮相比，堆肥后有機肥的木質(zhì)素和多酚含量普遍較高，這將會(huì )降低CH4的排放，同時(shí)進(jìn)一步提高有機碳封存的潛力。堆肥處理還可以有效減少各種環(huán)境病原體和抗生素耐藥細菌。蚯蚓對堆肥過(guò)程具有積極作用，可以穩定動(dòng)物糞便中的重金屬。

——植物固定

種植對高濃度有毒物質(zhì)具有良好抗性、對污染物具有較高收集和儲存能力的樹(shù)木也是土壤生物修復過(guò)程的良好措施。最普遍具有重金屬元素高富集能力的樹(shù)木是黃樺、榿木、洋槐、柳樹(shù)和針葉樹(shù)。

此外，土壤科學(xué)家也在探索生物炭在農業(yè)和土壤污染修復方面的應用。

輔助植物固定：西班牙東南部尾礦的一種有效修復技術(shù)

在西班牙的卡塔赫納-拉尤尼翁山脈，由于常年開(kāi)采硫化鋅和硫化鉛等硫化物礦物，產(chǎn)生了大量尾礦。尾礦池在1991年被廢棄，由于涉及有毒金屬（類(lèi)金屬）含量高的風(fēng)險，引起極大關(guān)注。

這些尾礦肥力低，含量低，且酸性高。因此，除非添加有機或無(wú)機改性劑，否則要建立原生植被非常困難。

研究利用種植輔助植物來(lái)恢復酸性尾礦池，同時(shí)結合施用大理石廢渣、豬糞漿和糞肥。種植的植物包括薰衣草、利堅草、羅芒草屬等10余種。大理石廢料被用作碳酸鹽的來(lái)源，以中和酸性、固定金屬和改善土壤結構。豬糞漿及其固相（糞便）經(jīng)物理分離后作為土壤開(kāi)發(fā)和植被建立的有機質(zhì)和養分來(lái)源。

研究結果表明，該技術(shù)有效提高了土壤pH、陽(yáng)離子交換能力、總有機碳和養分含量，改善了土壤結構，可使鎘、鉛、鋅等金屬的流動(dòng)性降低90%-99%。利堅草和落芒草屬對鉛、鋅和砷的植物穩定作用顯著(zhù)，其根系金屬含量較高，很少向冠層分配。

結語(yǔ)

世界各地對土壤污染重要性的認識正在增強，污染土壤的修復也必不可少，但土壤修復需耗人力、物力和財力。只有做好土壤污染防控，才能避免或減少這樣的消耗。“萬(wàn)物土中生”，土壤是人類(lèi)生存和發(fā)展不可替代的物質(zhì)基礎，土壤質(zhì)量決定萬(wàn)物的質(zhì)量。

參考資料：

[2].Yaron, B., Dror, I. &Berkowitz, B. 2012. Soil-Sub surface Change. Berlin, Heidelberg, Springer Berlin Heidelberg.