考察无锡局地水土污染成因
在实验室进行样品测试
在耕地污染修复现场取样
自2000年成为全国第一批正式开展125万多目标区域地球化学填图试点的省份以来,通过10多年的艰辛耕耘,江苏省已在全国率先完成了全省陆域125万多目标区域地球化学调查,覆盖全省10.26万平方公里国土,采集全省土壤、湖积物、沿海滩涂样品12.5万余件,分析测试各类生态地球化学样品约3.4万个,获取了200多万条高质量的生态地球化学数据,极大地丰富了长江下游表生地球科学研究的数据内涵。
如何转化应用这些丰富的生态地球化学成果资料,使现代地球化学工作围绕国土资源管理的需求创出一条成果开发应用的新路子?十年寒暑,几度春秋,江苏生态地球化学工作伴随着全国多目标区域地球化学调查的兴起与发展而逐步展开、并不断深入,其成果应用尝试也表明新时代更需要充满活力的特色地质工作成果。这一路,充满了曲折风险与甘苦欢乐。
耕地环境质量监测率先破局
2009年是江苏生态地球化学发展历史上值得记录的一年,前一轮的多目标区域地球化学调查即将告一段落,下一步的15万土地质量地球化学评估在江苏何时有效落地还遥遥无期。江苏的生态地球化学向何处去?主管部门在思考,单位领导在思考,江苏生态地球化学人也在思考。
穷则思变,要生存总能找到出路。江苏不是最先结束了全省域的多目标地球化学调查吗?调查结果不是发现了一批被污染的土壤吗?有些污染不是危及到农产品安全吗?污染与耕地质量保护有联系,国土资源管理部门不能拿4平方千米一个组合样的数据去断定污染,耕地污染应该是变化的、动态的。基于这些基本分析与判断,江苏生态地球化学人尝试着开始了第一步的成果应用。
大范围的调查数据解决不了一块具体耕地的污染问题,耕地质量保护又急需掌握有关污染线索。这自然就引出了耕地环境质量监测的问题。耕地环境质量监测不同于传统的生态地球化学调查,生态地球化学调查多偏重基础性与科学性,而监测工作则更强调准确性与实用性。
于是从2010年开始,利用极其有限的试点研究经费,从拟定切合江苏实际的简明技术标准入手,江苏地调院耕地监测与土壤修复中心开始了长达4年的水土地质环境监测技术研究与耕地环境质量监测网建设探索工作。通过连续多年的攻关,终于在全省国土(耕地)生态地质环境监测上取得了率先突破,第一年度的监测年报直接上报江苏省委省政府。
重金属污染防治技术研发初见成效
进入新世纪以来,我国重金属污染防治在长三角等经济先发展地区的呼声日益增高,但修复污染土壤的实用技术却非常奇缺。
于是早在10年前,江苏生态地球化学工作者就以所掌握的部分农田土壤重金属污染线索为基础,围绕解决污染稻田的农产品重金属不超标这一具体课题,有针对性地开展了重金属污染防治技术研发与大田修复试验研究。因陋就简,他们通过盆栽试验、大田试验、小范围推广试验等不间断的探索研究,取得了用自己研发的简易技术治理重金属镉严重污染农田的显著效果,先后利用江苏新发现的污染土壤、有潜力的非金属矿产资源、植物修复技术、新研发的有机肥活化技术等,成功修复污染耕地10余亩,并在黏土矿物固定农田土壤重金属、高生物量植物快速除去农田土壤重金属方面取得了重大技术突破,有关成果正在准备申报技术专利。
以技术研发为先导,通过实施国土资源部行业专项《长江三角洲典型地面沉降区水土污染监测与防治技术研发与示范》等项目,江苏地调院耕地监测与土壤修复中心还率先在长三角地区建立了一处重金属污耕地生态修复试验与示范工程,开展土壤重金属污染固化、植物提取等方法研发与示范,首开了江苏省重金属污染耕地成片治理或修复的先例。
特色农产品开发稳步推进
生态地球化学调查通过研究元素从岩石—土壤—水—农作物(养殖物)—人体的生态循环过程,进行土地质量地球化学评价,一方面研究化学元素“从哪里来的”,另一方面研究化学元素“到哪里去了”,即研究元素迁移途径和影响机理。江苏也不乏天然富硒土地资源,而且还是优质的农业地质资源。
江苏的优质富硒土地资源主要分布在太湖周边地区,土地富硒与当地特有的地质环境演化和历史上保持的优良耕种习惯有关。江苏地调院耕地监测与土壤修复中心研究人员经过多年的实地考证与对比研究,证实太湖周边部分低山丘陵地段存在总面积超过600平方千米的天然富硒土地,其土壤硒含量正常大于0.4mg/kg、部分地区介于0.6~1.0mg/kg,是整个长三角地区最有开发潜力的富硒土地产区。
万顷良田工程选区有据
江苏省的人均耕地资源远低于全国平均水平,苏南地区的耕地资源更是无比珍贵。为了保护有限的耕地资源,江苏曾经开展过声势浩大的万顷良田建设工程。利用已有的土壤地球化学调查数据,结合地方土地整治与规划的需要,江苏生态地球化学工作者也积极配合万顷良田建设工程选区做了有益探索。
江苏省首份配合万顷良田建设而开展的新沂市万顷良田土地质量地球化学评价,重点对搬迁村庄和工厂区土壤环境进行评价,开展土层结构调查,量化耕地质量,实现质量管护。调查显示,新沂地区优良以上土地占95%,总体土地质量好,适宜开展万顷良田建设。土地适宜性评价为万顷良田区科学种植、增产增收提供了技术支持,土地质量影响因素调查研究又为万顷良田土地质量维护对策制定提供了依据,其中95.76%的土地适宜无公害水稻生产,94.66%的土地适宜绿色食品生产。针对新沂表层土具普遍缺钼、硼的特征,研究人员提出了施肥建议。
无锡宜兴市丁蜀镇通过开展11万土地质量生态地球化学评价试点研究,新发现居民住宅基地中有1/3可以转化为优质耕地,并通过合理调整与搭配,在当地新圈定了600公顷优质耕地集中区域,为当地首批万顷良田示范工程选区提供了最合理的场所。
江苏生态地球化学成果开发应用从无到有,在艰难起步中走向发展快轨。截至目前,部分调查研究成果已经在南通市、无锡市等地国土资源保护利用中发挥了具体作用,为江苏省农产品检测、特殊土地资源开发利用提供了重要线索,对全省国土资源科学合理利用与管护、生态环境建设、水土污染防治、特色农业发展与耕地质量保护、地方病研究等产生了重要而积极的影响。
2015年开始,江苏省将推进全省首个污染耕地治理示范工程,该项目从立项到组织实施都引用了江苏生态地球化学工作10多年来所积累的大量成果资料。随着国土资源管护工作的逐步深入与细化,生态地球化学成果也必将得到更多的应用。