我國現行的土地整治模式大多是從農業生產建設、區域可持續發展的實際需求出發,根據各地區的地形地貌特征、土地利用現狀、環境限制因素及土地整治目標,來確定其具體的工程內容、技術體系和建設等級的。這種模式雖在耕地總量動態平衡,改善農業生產條件,保障國家糧食安全等方面發揮了重要作用,但由于在工程設計前沒有考慮農田污染情況,在施工時極易造成污染物轉移、污染面積擴大及污染復雜化等問題,以致于農田環境質量進一步惡化。因此,開展污染農田土地整治模式及其優化集成技術的研究,對于提高土地利用率和改善農田環境質量意義重大。
污染農田土地整治的模式設計
污染農田的土地整治模式,由污染修復技術的篩選和整治修復技術的集成兩部分構成。依據農田土壤污染源調查和土地環境質量評價結果,通過污染來源、污染程度及各修復技術的可行性分析,綜合確定農田污染修復工程的技術內容。在此基礎上,考慮傳統土地整治的工程特點,對土地整治和污染修復進行兼容性分析,并參照一定的集成原則,將污染修復技術融入土地整治的施工過程當中,形成以“治污”和“源控”相結合的污染農田土地整治優化集成技術體系,在提高土地利用率的同時,達到農田污染修復的效果。
須要注意的是,在做優化集成技術設計時,要優先考慮農田環境的污染修復問題,應嚴格依據農田環境質量的調查評價結果,對傳統的土地整治工程方案進行修正,保證農田環境質量有所改善。
在優化集成技術實施時,應對不同的污染區域采取有區別的土地整治工程措施。如對于清潔區,應將工程重點放在提高土地利用率上;對于警戒區和輕污染區,應將工程重點放在污染修復上;對于中度和重度污染區,應重點進行污染源隔離,防止污染擴散轉移。
在優化集成技術實施后,要保證污染的土壤不能轉移進入無污染的區域,污染重的土壤不能轉移進入污染輕的區域,以達到污染農田土地整治的實施效果。
何為優化集成技術
農田污染源的截控集成技術。其中最典型的就是灌溉溝渠生態控制技術,即將人工濕地處理農田灌溉水污染的修復技術融入灌排水工程的建設之中。該技術既可在灌溉溝渠的開挖清淤或生態護坡的建設中阻隔污染源,防止污水進入農田;又可利用現有或新建的灌排水工程構筑物,設計建造適合處理農田灌溉水污染的修復單元。例如:在農田灌溉水的入口處開展人工濕地生態系統重建,使污水依次經過配水區、初沉凈化區、水生植物凈化區和出水導流區,通過各類生物的代謝活動及相伴隨的物理、化學和生物過程,使污水中的有機污染物、營養元素和其他污染物質進行多級轉換、降解和去除,實現污水的無害化、資源化,從而達到控制農田污染源的目的。
利用灌溉溝渠生態控制技術,將農田灌溉水的污染防治技術融入土地整治的灌排水工程之中,最大限度地適應了工程區的地形地貌特征和自然環境資源,在保障農業用水、增加糧食產量的同時,凈化了農田灌溉水,控制了污染的加劇和擴散,進一步提高了污染農田土地整治的經濟、社會和環境效益。但該技術也存在占地面積大,水力負荷小,須及時清理濕地內植物,系統運行受氣候影響大及衛生條件差等不足,在今后運用時須加以注意。
農田土壤污染的整治集成技術。主要包括:1.挖填土方混合稀釋法,即在田塊平整、削高墊低、表土剝離、基層處理、耕層回填等過程中,運用土壤污染理化修復技術中的客土換土、深耕翻土等物理修復方法對污染土壤進行治理。該方法利用物理機械原理,將清潔土壤與污染土壤相混合或置換,以達到稀釋降低污染物含量,修復污染土壤的目的。在修復過程中,為有效防止污染轉移,應在農田土壤污染調查評價的基礎上,通過土方計算,優先保證各個區域內自身土方的調配量,盡量避免區域間交叉調配。若區域內無法實現土方的挖填平衡,須計算確定清潔土壤的土方調配方式和調配量。特別強調的是,應著力避免污染土壤的轉移,以防污染擴大,同時應在警戒區開展土壤培肥,增施有機質等措施,抑制重金屬生物有效性,以達到降低污染程度的效果。
挖填土方混合稀釋法對于污染重、面積小的農田具有治污迅速、效果明顯、適應性廣的優點;但對于污染面積較大的區域則需消耗大量的人力物力,且存在二次污染和破壞土壤結構、降低土壤肥力的問題。
2.農業生產調整法,即將土壤污染農業修復技術中的控制土壤水分、調節土壤pH和Eh值、改變耕作制度、調整作物種類及合理施用有機肥等措施與土地平整中的地力保持工程相融合,根據污染物的來源、性質和污染程度,選用科學合理的農業生產方式,在常規農事操作中完成土壤污染修復。
例如:改變耕作制度,調整土壤pH、Eh值,可降低土壤中重金屬的毒害作用;合理施用堆肥、廄肥及作物秸稈等有機肥,不僅可以增加土壤有機質含量、改善土壤理化性狀,還可以增加土壤膠體對重金屬等污染物的吸附能力,影響其在土壤中的形態及生物有效性。另外,調整作物種類也可減輕污染物的毒害作用。在污染輕的地區,可種植耐污性強的作物品種;在污染重的地區,則放棄種植糧食作物,改種觀賞花卉、經濟林木等。
農業生產調整法,總體上具有費用較低、無副作用、實施方便的優點,但其修復效果較差、周期較長,只適合于中、輕度污染的修復,必要時還應與其他技術相互配合。
3.植物原位修復改良法,即將植物固定、植物萃取、植物揮發和根系過濾等土壤污染植物修復技術與土地平整中的地力保持工程相融合。在地力保持工程中,通過種植篩選植物,發揮其自身特有機制,同時完成增加土壤肥力、改善土壤理化性狀和鈍化、降低污染物含量,治理污染的雙重任務。
植物原位修復改良法所篩選的植物大多為豆科類植物,如紫花苜蓿和多年生黑麥草等。該方法同物理化學方法相比,具有保持土壤理化形狀、處理成本低、修復效果好、易于操作管理等優點,適用于大面積低濃度土壤污染的修復治理,但它也有受環境因素影響大、修復時間長、只能修復特定種類污染物及易產生二次污染等問題。
(作者分別供職于河北省唐山市農作物種子管理檢驗站和華北理工大學附屬醫院)
中國鄉村發現網轉自:中國土地 2016-07-13
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