編者按：南京農(nóng)業(yè)大學(xué)農(nóng)業(yè)資源與環(huán)境研究所的潘根興教授， 早在2 0 0 7 年就開始對稻米的鎘污染進行系統(tǒng)的研究。通過科學(xué)調(diào)查，他發(fā)現(xiàn)，市場上有10%的大米存在著鎘超標(biāo)的問題。近些年，他和團隊對土壤修復(fù)問題展開深入的研究，本文即是他們的階段研究成果。
土壤是生命的根基，土壤的污染會引發(fā)糧食安全危機。環(huán)保部部長周生賢在十一屆全國人大常委會第二十三次會議的報告中表示，中國土壤環(huán)境質(zhì)量總體不容樂觀，中國受污染的耕地約有1.8億畝，占18億畝耕地的10%。土壤重金屬污染具有長期性、隱蔽性和不可逆轉(zhuǎn)性等特點，土壤一旦被重金屬污染，其危害性將是長遠的。《全國土壤環(huán)境保護規(guī)劃》中明確“十二五”時期需強化土壤污染物來源控制，嚴(yán)格污染土壤環(huán)境風(fēng)險管控，開展土壤污染治理與修復(fù)。雖然目前我國農(nóng)村土壤修復(fù)技術(shù)還不是很成熟，但已開展污染農(nóng)田土壤污染治理與修復(fù)試點示范。
土壤重金屬污染的修復(fù)主要包括工程治理、生物修復(fù)和化學(xué)修復(fù)三種。工程修復(fù)如客土法、深埋法等，快速、徹底，但工程量大、成本高，不適用于大面積污染的土壤改良，且對污染土壤處理不當(dāng)又會造成新的污染。生物修復(fù)包括植物修復(fù)、微生物修復(fù)等，植物修復(fù)是利用超富集植物從被污染的土壤中吸收去除重金屬的一類新技術(shù)。該技術(shù)成本低、二次污染風(fēng)險小，但操作周期長，且較難找到理想的超積累植物，此外超富集植物的生長還會受到氣候等條件的限制。化學(xué)方法主要有化學(xué)固定、螯合萃取、氧化還原等。化學(xué)固定即利用一定的改良劑將重金屬固定、鈍化，使作物難以吸收的方法也是較普遍的修復(fù)措施。較為常見的改良劑有石灰、沸石，碳酸鈣、磷酸鹽、硅酸鹽等，這些物質(zhì)對于降低重金屬的生物毒性都有一定的效果，但是大量施用會限制作物生長，影響作物產(chǎn)量。
筆者所在的科研團隊一直致力于稻田重金屬污染治理的實用技術(shù)研究和開發(fā)。近年來，我們研制開發(fā)了生物質(zhì)炭鈍化稻田Pb/Cd污染物的制劑和施用技術(shù)。生物質(zhì)炭是生物質(zhì)（如作物秸稈）在無氧或缺氧環(huán)境下經(jīng)高溫裂解而形成的含碳物質(zhì)。生物質(zhì)炭具有疏松多孔、高pH值，且含有豐富的含氧官能團，可有效降低土壤重金屬生物有效性，減少作物對重金屬的吸收。我們在廣西、福建、湖南、江西、四川和江蘇等南方稻田區(qū)進行了該項技術(shù)的多地對比田間中試示范。施用生物質(zhì)炭可顯著降低土壤鎘的生物有效性，降低幅度達20%~70%。水稻子粒鎘含量降低20%~60%，而且其鈍化效應(yīng)具有持續(xù)性。在中低污染水平的稻田，一次性施入生物質(zhì)炭，可保障水稻子粒鎘含量低于或接近國家食品中污染物限量標(biāo)準(zhǔn)。目前，該項技術(shù)已獲兩項國家專利局授權(quán)。
用生物質(zhì)碳改良重金屬污染稻田具有多贏的效應(yīng)，首先該技術(shù)屬原位修復(fù)，生物質(zhì)炭一次性施入，不僅治理成本低，而且可保障重金屬污染稻田水稻安全生產(chǎn)，并保障水稻穩(wěn)產(chǎn)、增產(chǎn)。其次，生物質(zhì)炭還具有改善土壤結(jié)構(gòu)，提高土壤保水保肥能力，降低農(nóng)田溫室氣體排放、增加土壤碳匯等綜合提高土壤生產(chǎn)力的效應(yīng)。而且生物黑炭為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中秸稈資源化循環(huán)利用提供了有效的途徑。我們期望，這些技術(shù)將在我國農(nóng)田重金屬污染治理中發(fā)揮作用，為億萬農(nóng)民和消費者的健康做出貢獻。
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