湘潭水稻种植试验

应用根系微地球化学障技术进行水稻育苗

环境矿物材料土壤改良试验田

EK—SS中试实验装置

土壤承载着世界万物，提供养料，蓄积水分，塑造了丰富的自然环境。在人类活动的作用下，土壤不断受到侵蚀和污染。正如蓝天不能雾霾如盖，大地亦不能厚土载污，土壤污染防治迫在眉睫。

相对水体和大气污染而言，土壤污染更具隐蔽性、滞后性和难可逆性，其治理修复难度大。相对于污染场地与矿山，耕地土壤的修复因为要尽可能地恢复其种植功能，难度更高。在第29个全国土地日到来之际，我们聚焦地质科技工作者研发的土壤污染修复新技术，看看他们如何让被污染的耕地重新焕发生机。

生物质电厂灰渣：

有效降低农作物对重金属的吸收

范建勇

土壤重金属污染钝化修复技术主要是通过添加外源物质，将重金属转化为不易溶解、迁移能力或毒性更小的形式，以降低其对农田生态系统的危害风险。

针对以上问题，中国地质调查局水文地质环境地质研究所韩占涛研究员课题组经过6年研发，成功将生物质电厂灰渣制成重金属污染土壤的钝化剂，取得了对镉、镍、铅等重金属较好的钝化效果，不仅成本低廉、效果稳定，而且可改良土壤，增加作物产量。

2016年，课题组在湖南湘潭一块土壤镉含量在2.05～2.60毫克/千克的土壤中，进行了稻麦两季种植试验，每块试验地块面积为7.5平方米，添加了课题组制备的两种型号的钝化剂，添加量为土壤干重的1%、2%、5%（约合2吨/亩、4吨/亩和10吨/亩）。种植试验选用“新华两优9号”水稻，种植期间的浇水、施肥等均由当地农民按传统水稻种植方法管理。

第一季晚稻收获后测量结果表明，稻米亩产从背景土壤中的373～423公斤/亩增加到528～666公斤/亩，增产幅度达24%～79%。稻米中的镉降幅达69%～88%，镍的降幅为60%～72%，锌的降幅33%～45%，铜的降幅17%～32%。

2017年第二季晚稻的试验结果更为喜人。添加1%的钝化剂后，稻米中镉的降幅达93%，由背景样品中镉含量接近2毫克/千克降到了标准值0.2毫克/千克以下；镍含量未检出，铜降低14.3%，锌降低19.2%，而稻米产量相对于对照区仍然保持了14.8%的增幅。至此，该农田可以认为完成了修复。

在两季水稻之间种植了冬小麦。小麦收获后的测量数据表明，小麦籽粒中镉含量降低了65%～76%，镍含量降低了84%～93%，对作物生长有益的铜和锌的含量降低则较少。同时，小麦增产24%～36%，实现了与水稻相似的钝化和增产效果。

针对北方镉污染小麦问题，课题组在河南省济源市一处镉铅污染农田开展了钝化修复试验，向试验田中添加了土壤干重2%的本钝化剂，收获后的测量结果表明，小麦籽粒镉含量降低33%，产量增加72.5%。

除此之外，课题组还将该钝化剂在云南会泽县者海铅锌镉污染土壤修复、河南新乡镉污染小麦田修复中进行了试用，均取得了很好的修复效果。

生物质电厂灰渣是生物质在电厂锅炉中燃烧产生的灰渣，由于使用的燃料为秸秆，因此排出的灰渣属于草木灰系列，含有大量的硅酸盐，以及钙、钾、铁、镁等有益元素。因此，用生物质电厂灰渣制作的土壤修复钝化剂，绿色安全，可改良土壤。同时，具有明显降低作物对镉、镍等重金属的吸收，但不会大幅度降低作物对锌、铜等有益元素的吸收，以及增产效果显著的优点。这为我国大面积重金属污染农田修复提供了一种低成本、高效益的快捷方法，具有巨大的推广价值。

“根系微地球化学障”修复技术：

从农作物根部减少对重金属吸收量

朱晓华

在江西省赣州市，中国地质调查局地质实验测试中心开展了在产农田重金属污染修复工作，针对不同水稻类型和不同耕作方式，结合当地耕作工艺，利用地球化学工程技术对农田进行修复，取得良好修复效果。在此基础上，研究团队首创性提出了“根系微地球化学障”修复模式和修复技术，改善修复工艺，显著降低修复成本。

研究团队在水稻栽种的不同环节利用传统工艺进行材料添加。实验结果表明，在水田种植条件下，改性材料修复效果明显强于原矿材料；改性后的无定形材料修复效果要好于球形材料；不同耕作环节添加材料，对修复效果影响巨大。

根据以往工作成果和文献调研结果，研究团队创新性提出“根系微地球化学障”全新修复概念，将地球化学障技术应用于水稻根系上，形成微型障，阻滞水稻往根系中迁移，减少根系对镉的吸收量，从而降低稻米中的镉含量。该技术是针对当前应用面最广的抛秧种植水稻技术研发，在育秧过程中，将修复材料按照一定比例添加到育苗土中，并使其固定在秧苗的底部，在抛秧时进入农田，在稻米根系处发挥作用。该方法将材料用于关键部位，避免了大田播撒时部分材料分散在非根系吸收范围内，而不能真正发挥作用。该操作完全基于农耕工艺，基本不增加农民的工作量，可以大大降低修复材料的使用量和人力成本。

在研究区域，通过一季稻修复示范，效果明显，稻米中镉去除率超过80%，修复成本大幅下降，成本比市场价降低超过80%，基本解决了该类污染农田的修复成本瓶颈问题，具有应用推广价值。

环境矿物材料:

降低土壤中重金属的活性成分含量

殷汉琴

近年来，针对浙江省内部分耕地受重金属污染的情况，浙江省地质调查院开展了利用环境矿物材料进行污染土壤修复和改良的试点研究，取得明显成效，为浙江省污染耕地的安全利用和土壤污染修复提供了技术支持。

重金属在土壤中有多种赋存形态，包括离子交换态、水溶态、碳酸盐态、腐殖酸态、铁锰氧化态、强有机态、残渣态等。其中，前三种形态可直接被作物吸收，将其转化成其他不易被作物吸收的形态或者络合固定是研究的目的。浙江的试验研究表明，对土壤中活性成分较高的重金属污染的土壤，矿物材料钝化修复效果较好。湖州试验田的土壤为中性偏碱性，添加单一的膨润土就能够有效地降低土壤中重金属的有效态含量，减少农作物对镉的吸收，且具有环境友好的特征。试验结果显示，稻米镉的含量降低50%，达到安全水平。

龙游黄铁矿区的试验田土壤酸性较强，单一的吸附材料如膨润土和沸石对降低稻米中重金属的含量作用甚微，而偏碱性的磷灰石则作用显著。实验还发现，添加膨润土、沸石与磷灰石组成的混合材料，对重金属含量的降低程度大于单一材料的理论叠加。龙游60亩试验田中，两种不同的组合环境矿物修复试验结果表明，稻米中镉的含量分别降低83.0%和63.9%，含量均达到安全水平。

经成本核算，用环境矿物材料修复重金属污染土壤，酸性土壤的修复成本在680~2720元/亩，碱性土壤的修复成本在400~1600元/亩。综合考虑修复效果和成本，针对浙江省酸性土壤重金属污染，膨润土加磷灰石是最优选的矿物钝化修复材料；而碱性土壤重金属污染的修复，膨润土或沸石都是优选材料。

电动—稳定化修复技术：

将重金属与土壤直接分离

黄园英

中国地质调查局地质实验测试中心在湖南湘潭针对多重金属复合污染土壤，提出了电动—稳定化（EK-SS）修复技术，以锌、铅、镉、铜和汞为主要目标污染物，研发了EK-SS技术工艺流程及中试实验装置。

结果表明，自主研发的活化剂性能优越，最佳添加量为0.3%；活性炭作为重金属稳定剂（捕获材料），SS技术（重金属捕获器）能够将污染重金属固定在负极材料中，与土壤直接分离。该项研究重点解决了如何使土壤中的多种重金属同时做快速定向运动和如何将EK-SS的具体修复方案和修复装置实用化两个技术难点。

在全面总结前人电动修复技术的基础上，课题组提出了有别于美国孟山都公司LasagnaTM模式的EK-SS模式，试制了16台小试实验装置（土壤量为2 千克）和6台中试实验装置（土壤量为200 千克）。

典型示范结果表明，该技术对多种污染土壤各种形态的重金属都有去除作用，包括铜、铅、锌、镉、汞和砷，尤其对土壤中残渣态重金属能够大幅度去除，经过48小时处理，土壤中大多数重金属浓度可降低70%左右。经研究试验，电极板作用距离从20厘米扩大至200厘米，修复周期从3月~3年缩短至2~4天，大幅度提高了修复速度和效率，使修复成本由每立方米高于2500元降低至565元左右，初步形成了重金属复合污染场地修复的EK-SS新技术和配套修复装置等创新成果。

乌蒙山云南片区区域范围共包括4个州（市）、15个县（市、区），分别是：昆明市禄劝县、寻甸县；昭通市昭阳区、鲁甸县、巧家县、盐津县、大关县、永善县、绥江县、彝良县、威信县、镇雄县；曲靖市会泽县、宣威市；楚雄州武定县。区域国土总面积4.52万平方公里，总人口约876.93万人，贫困人口173.27万人，占片区人口的36.7%。乌蒙山云南片区是全省人口密度最大、土地负荷最重、贫困人口最集中的地区，扶贫成本高、脱贫难度大，是全省脱贫攻坚的“硬骨头”。

近年来，云南省委、省政府以习近平总书记一系列扶贫开发新思想新理念为指引，在党中央、国务院关怀下，在国土资源部的牵头推动和国家各有关部委的大力支持下，紧紧围绕“以区域发展带动扶贫开发，以扶贫开发促进区域发展”的工作思路，编制《乌蒙山云南片区区域发展与扶贫攻坚实施规划（2016~2020年）》和15个县级片区实施规划，把片区经济社会发展与脱贫攻坚作为头等大事和第一民生工程来抓，全面实行省、市、县、乡扶贫开发领导小组由党政主要领导任组长的“双组长”负责制和行业部门“一把手”责任制。建立对州（市）、贫困县、行业部门、定点扶贫单位、驻村扶贫工作队“五位一体”责任考核机制，全省“党政一把手负总责，五级书记一起抓”“挂图作战”的攻坚态势全面形成。与2011年末相比，乌蒙山云南片区贫困人口从306.7万减少到2016年末的135.86万，贫困发生率从36.2%下降到2016年末的18.71%。与2015年末相比，2016年末乌蒙山云南片区人均GDP从1.41万元提高到1.52万元；农村人均可支配收入从7337.27元提高到8135.07元，增幅高于全省平均水平。

基础设施建设步伐加快

乌蒙山云南片区基础设施进一步改善，麻柳湾至昭阳、昭阳至会泽高速公路建设快速推进，镇雄至毕节、普立（滇黔界）至宣威高速公路开工建设，农村公路建设力度加大，建成通乡油路500多条、硬化建制村公路1500多条。建成一批骨干水源、民生水利和农田水利工程，完成中小河流治理16件，水利枢纽工程、中型水库建设5件。

高原特色优势产业培植加速

立足区位优势和资源禀赋,创新发展思路,突出高原粮仓、特色经济作物、山地牧业、淡水渔业、高效林业和开放农业６大建设重点,打造“丰富多样、生态环保、安全优质、四季飘香”４张靓丽名片。扎实推进“一村一品、多村一品”发展和农业产业化经营，确保贫困农户在特色产业发展中获得收益。

民生保障水平明显提高

紧扣“两不愁、三保障”总体目标，努力改善农村生产生活水平，提升贫困地区贫困人口发展能力。2016年，全省乌蒙山片区15个县（市、区）对9.13万个建档立卡贫困人口实施了易地扶贫搬迁，开展了一批农村危房改造和抗震安居工程建设，完成鲁甸灾后恢复重建项目投资161.06亿元。加大教育、卫生、文化等公共事业发展力度，初中阶段入学率达99%，新型农村合作医疗参合率达97%。深入开展实用技术和劳务技能培训，以就业实现增收致富。

生态环境建设力度逐年加大

深入实施“七彩云南保护行动”，积极探索生态易地扶贫搬迁工程。实施天保工程、石漠化综合治理、森林生态效益补偿等项目，以生产持续发展、生态持续修复为主，着力实施陡坡地治理、退耕还林、荒山荒地造林等项目，防灾减灾体系不断完善。

对口帮扶协作进一步深化

国家把昭通市作为粤滇扶贫协作的重点后，云南省积极与东莞市、中山市对接，签订了总体扶贫协作框架协议和扶贫示范村建设、干部交流、教育、卫生等8个单项扶贫协作协议。昭通市10个贫困县全部与广东省东莞市、中山市有关区、镇、街道结对开展携手奔小康行动；协调浙商总会、新沪商联合会、银泰集团、太平保险集团、上海复星集团等挂钩帮扶乌蒙山云南片区，在基础设施建设、产业扶贫、培训就业等方面深入开展帮扶合作。

国土政策助脱贫 多措并举显成效

用足用活用好增减挂钩政策

云南省国土资源厅相继出台了《关于支持易地扶贫搬迁三年行动计划的十条意见》《关于保障易地扶贫搬迁用地的意见》《关于贯彻落实城乡建设用地增减挂钩政策支持脱贫攻坚的实施意见》等文件，为相关政策落地提供了有力支撑。在安排2017年度增减挂钩周转指标时，重点对乌蒙山云南片区15个县（市、区）及全省73个国家级贫困县给予倾斜支持。截至目前，全省共审批增减挂钩实施方案24个，拆旧复垦总面积9350亩，预计节余指标4138亩。昆明、昭通等6州（市）13个县（市）向昆明市及滇中产业新区流转增减挂钩节余指标2040亩，交易总额5.53亿元。

确保脱贫攻坚用地需求

2016年度，共保障乌蒙山云南片区项目用地9.4万亩。对于符合“十三五”扶贫攻坚的移民搬迁安置用地，采取多种方式优先保障。对有关国家重点建设项目的基础设施控制性工程，上报国土资源部及时办理先行用地审批手续。根据《国土资源部关于下达〈2017年全国土地利用计划〉的通知》，在县级规划调整完善方案审查过程中，保证乌蒙山片区各县（市、区）预留足够的规划指标，以保障未来5年当地村庄发展和易地扶贫搬迁用地需求。对符合全省扶贫攻坚规划的移民搬迁安置用地，且急需开工建设的，可先行使用土地。

加大土地整治支持力度

2016年度，共安排乌蒙山云南片区土地整治项目26个，建设规模23.71万亩，资金3.14亿元。为进一步加大土地整治助推扶贫攻坚力度，经云南省人民政府同意，省国土资源厅正积极组织开展乌蒙山云南片区土地整治重大扶贫工程项目申报，项目申报范围包括昆明、曲靖、昭通、楚雄4个州（市）的15个县（市、区），拟计划建设规模224万亩，预算投资68.72亿元。项目实施后将最大限度地提高耕地质量、增强农产品生产能力，改善项目区群众的生产生活条件。

加强地质灾害防治工作

2016年度，共安排中央和省级财政资金8174万元用于支持乌蒙山云南片区15个贫困县（市、区）33个大型以上地质灾害治理工程项目；中央财政安排昭通市因地质灾害搬迁避让补助800户1600万元；省级财政按照因素法切块分别直接划拨宣威市、镇雄县284万元、736万元用于开展调查评价、监测预警、治理与搬迁工程、应急体系建设等地质灾害防治工作。大型以上地质灾害治理工程项目立项核查和易地扶贫因地质灾害搬迁避让工作扎实推进。

加大地质调查和矿产勘查力度

2016年度，投入乌蒙山云南片区地质调查项目资金4627万元，安排1∶5万区域地质调查18个图幅、矿产地质调查3989平方千米、1∶25万页岩气基础地质调查2000平方千米、1∶25万土地质量地球化学调查8803平方千米、1∶5万地质灾害调查800平方千米，以上项目计划2018年完成。省地勘基金在乌蒙山片区武定县长冲钛铁砂矿安排矿产勘查项目1个，资金1392.45万元。