作者:余连渭、周珏 日期:2024-06-20
近年来,在上饶市中心城区及周边,重金属污染地块和农业管控地块数在不断增多,一旦划定此类地块,就只能种草种树而不能种植农作物,周边也没有出现什么矿区或化工污染源头,为何就重金属超标了呢?针对这一现象,区人大农委会同区人大专家库成员通过现场考察、查阅文献、座谈交流等形式,对鄱阳湖流域特别是上饶市中心城区及周边农业面源污染问题进行了调研和思考。
一、问题的提出
2024年5月,中央第三生态环境保护督察组督察通报江西鄱阳湖流域农业面源污染问题,主要有如下方面:
1. 近年来鄱阳湖总磷浓度一直未达到湖库Ⅲ类水标准。2023年,湖区18个国控断面中仅5个总磷浓度达标;9个断面总磷浓度同比不降反升,最高上升39.6%。滨湖地区化肥、农药施用量大,但减量化工作不严不实。
2. 监测结果显示,农田沟渠水总磷浓度超湖库Ⅲ类水标准3倍至13倍。
二、问题产生原因的思考
这一突出问题的产生,是与江西独特的地理环境、土壤中不同矿质元素的溶解流失比例差异及工业化社会高速发展下大气酸性降雨等多方面因素造成的。
1. 江西省独特的地理环境。江西省作为长江中下游流域的南方省份,降雨量大,因而每年因洪水造成的水土流失是巨量的。另外江西是一个中部内陆省份,打开江西省地形图(见图1)
可知:全省就象图1:江西省地形图(源于网络)
一个簸箕,周边为山区,阻隔了省外水源注入,全省周边山水全汇入鄱阳湖这个簸箕底,然后从九江处——簸箕口流出注入长江。这样的结果是,通过每年的洪水,全省土壤中每年因水土流失带走了大量溶解性的矿质元素,同时相较于其他省份,省内缺少外源水的矿物元素输入补充。所以,江西的土壤是酸性红壤土,相较于其他省份,土壤中钙、镁和钠元素含量是严重偏低(见表1)。
表1 中国东部平原土壤生态地球化学基准值 氧化物含量单位:% |
|||||||||
指 标 |
东部 平原 |
三江 平原 |
松辽 平原 |
黄淮海平原 |
长江 三角洲 |
江汉 平原 |
鄱阳湖平原 |
南阳 盆地 |
珠江 三角洲 |
N=517 |
N=33 |
N=138 |
N=219 |
N=57 |
N=38 |
N=10 |
N=12 |
N=10 |
|
SiO₂ |
66.00 |
64.68 |
67.62 |
64.87 |
68.75 |
63.83 |
66.41 |
63.37 |
68.32 |
Al₂O₃ |
13.51 |
15.69 |
13.33 |
12.84 |
13.49 |
14.65 |
16.22 |
15.78 |
13.78 |
MgO |
1.57 |
1.25 |
1.23 |
1.88 |
1.45 |
1.80 |
0.84 |
1.53 |
1.01 |
CaO |
2.91 |
1.21 |
2.76 |
4.10 |
1.34 |
2.23 |
0.20 |
1.32 |
0.68 |
Na₂O |
1.63 |
1.82 |
2.07 |
1.70 |
1.26 |
0.93 |
0.35 |
0.99 |
0.37 |
K₂O |
2.47 |
2.70 |
2.80 |
2.34 |
2.28 |
2.33 |
2.11 |
2.16 |
2.29 |
pH值 |
8.13 |
6.75 |
8.27 |
8.61 |
7.69 |
7.74 |
5.74 |
7.79 |
6.88 |
注:本表摘自朱立新:中国东部平原土壤生态地球化学基准值 |
2. 土壤中不同矿质元素的溶解流失比例差异。土壤中不同的矿物元素的溶解性不同,因而流失比例不同,一般原子量少(碱金属、碱土金属等)的元素流失比例大,原子量大的重金属元素流失比例少,使土壤显酸性,土壤矿质元素含量比例失衡。碱金属钠和碱土金属钙因为溶解性强,且不易为土壤胶体胶体吸附固定,最易从土壤中随雨水流失(见下附图)。
2.工业化社会高速发展下大气酸性降雨。现代社会工业化高速发展,每年燃煤、燃油量都在巨量增加,造成空气污染,酸性雨水加剧了土壤中矿物元素的溶失量和溶失比例差异,而作为中心城区及周边,此类情况尤为凸显。
3. 土壤有机质含量减少。土壤有机质含量高,腐殖质含量也高,因而以其强大的螯合能力,螯合固定土壤中的矿物元素离子。以信州区及周边为例,这些年农业种植偏重于化肥施用,而在农田有机培植肥力上欠缺,因而造成土壤有机质含量减少,不能有效螯合固定土壤中的矿物元素离子,不能减少矿物元素的溶失和降低重金属元素毒性。
基于以上情况,鄱阳湖流域土壤的钙、镁、钠元素含量偏低,土质偏酸(ph5.74),水质也偏酸性,因此鄱阳湖流域的农业产能较低,种植作物吸收利用土壤及水中磷元素的能力也大大降低。与其他省份类同磷排放量情况下,鄱阳湖水总磷浓度高于湖库3类水标准也就不难理解了,更别说测控点总磷浓度不降反升。这一点也可以从鄱阳湖流域水质磷含量偏高得到验证(见表1)。所以,江西的农业产能产效一般较周边省份低,除非要纠正土壤基础矿质元素显著不均衡的短板。
对于农药与化肥施用量大问题,农民想靠农药化肥提高产量,只是忘本求末。土壤矿物元素不均衡,不能支撑作物正常生长需要,农民想靠多投化肥提高产量,结果农业产量没提上去,化肥利用率降低,反而造成氮、磷沉积污染;土壤矿物元素不均衡,作物不能正常生长,病害就会滋生,农药使用量就增加。所以,这一切要从根本上即土壤中基础矿物元素钙、镁、钠含量偏低上去找,毕竟只要农作物产量提上去,肥料使用效率提高,土壤中磷元素利用率就会大增,化肥使用量及农药自会大减。
三、几点建议
根据以上原因分析,就如何加强对农田特别是重金属超标地块土壤改良方法提几点建议:
1.施用石灰质类石粉,补充相关矿物元素含量不足。南方省份雨季降雨量大,造成水土流失量也大,而不同矿质元素因溶解性不同而流失比例不同,一般原子量少(碱金属、碱土金属等)的元素流失比例大,原子量大的重金属元素流失比例少,使土壤显酸性,土壤矿质元素含量比例失衡。施用矿物质类石灰石粉(选用石灰石粉而不是生石灰粉,主要考虑与其溶解性流失相关),改良土壤,可以有效提高土壤农业生产效率,可彻底解决省内农田产能低效问题,农业面源污染亦不可能出现,农业污染地块的重金属毒性可以得到有效遏制。
2.培植土壤有机肥力,提高土壤腐殖质含量。水土流失,不但与土壤矿质元素流失有关,而且还与土壤有机质量流失和减少有关。土壤中有机质含量低,其腐殖质含量也低,则螯合重金属离子的能力大大减弱,因而土壤的重金属毒性也增强。因此,对于一般农田,需大力倡导种值绿肥作物,培肥土质;对于受污染农田地块,可以采用养鱼与种田循环轮作,养鱼不但可以施用石灰,在改良水质的同时也可以改良土质,而且也是更好培植土壤有机肥力的好办法。当然,现有池塘也可种田与养鱼循环轮作,以稳定粮食种植面积,保证粮食安全。
3.科学划定重金属超标地块。可以推断,我市各地重金属超标农业地块会不断出现,建议有关部门在划定重金属超标地块时要科学分析、理性判定,不能单靠化验结果,更要综合考察产生污染的原因以及消除办法,而不是简单的一划了事。相关科技论坛和有关文献已证实,即便是废弃的采矿区,只要经过碱性化改造,也可以惰化重金属毒性,种出安全的粮食作物。
2024年6月6日