土壤重金屬污染不僅破壞土壤生態結構、降低耕地生產力,還會通過食物鏈累積危害人體健康,成為制約農業綠色發展的突出問題。受歷史工業活動、農業投入品濫用等因素影響,部分區域土壤重金屬超標問題較為突出,傳統修復技術多存在成本高、易破壞土壤理化性質、修復周期長等弊端。近年來,生物炭改良技術憑借低成本、易操作、生態友好等優勢,在土壤重金屬修復領域得到廣泛推廣,為耕地質量提升與安全利用提供了有效路徑。
生物炭以農作物秸稈、林業廢棄物等生物質為原料,經高溫厭氧熱解制成,其孔隙結構發達、比表面積大,且富含多種礦物質,既能通過吸附、絡合作用固定土壤中的鉛、鎘、汞等重金屬離子,降低其生物有效性,又能改善土壤通氣性、保水性,提升土壤有機質含量,促進作物生長。與化學淋洗、固化穩定化等傳統技術相比,生物炭改良技術無需復雜設備,可就地施用,且不會造成二次污染,還能實現農業廢棄物資源化利用,契合“減污降碳”協同目標。
在多地試點應用中,該技術展現出顯著修復成效。在重金屬超標耕地示范區,按每畝施用300至500公斤生物炭的標準改良后,土壤中有效態鎘含量降低40%至60%,鉛含量降低35%至55%,均達到耕地安全利用標準。同時,改良后的土壤有機質含量提升15%至25%,農作物產量平均增長10%至18%,農產品重金屬累積量完全符合食品安全標準。此外,生物炭在土壤中可穩定存在數百至數千年,能長期發揮固持重金屬、改良土壤的作用,避免修復效果反彈。
為推動技術規模化應用,各地逐步探索“生物炭生產-土壤改良-農產品提質”一體化模式,利用當地農林廢棄物規模化制備生物炭,降低原料運輸成本,同時結合測土配方施肥技術,精準調整生物炭施用量,提升修復針對性。在政策層面,相關部門將土壤重金屬修復納入生態保護補償重點領域,鼓勵地方通過財政補貼、技術培訓等方式,引導農戶和種植主體采用生物炭改良技術,加快受污染耕地安全利用進程。
專家指出,土壤修復是一項長期系統性工作,生物炭改良技術為低成本、可持續修復提供了新方向。未來,需進一步優化生物炭制備工藝,提升其重金屬吸附效率,同時結合微生物修復、植物修復等技術,構建復合修復體系,適配不同類型重金屬污染土壤。此外,應加強生物炭改良后土壤的長期監測,完善技術標準規范,推動該技術在更多受污染區域推廣,為保障糧食安全、改善農業生態環境提供堅實支撐。