土壤重金属污染不仅破坏土壤生态结构、降低耕地生产力,还会通过食物链累积危害人体健康,成为制约农业绿色发展的突出问题。受历史工业活动、农业投入品滥用等因素影响,部分区域土壤重金属超标问题较为突出,传统修复技术多存在成本高、易破坏土壤理化性质、修复周期长等弊端。近年来,生物炭改良技术凭借低成本、易操作、生态友好等优势,在土壤重金属修复领域得到广泛推广,为耕地质量提升与安全利用提供了有效路径。
生物炭以农作物秸秆、林业废弃物等生物质为原料,经高温厌氧热解制成,其孔隙结构发达、比表面积大,且富含多种矿物质,既能通过吸附、络合作用固定土壤中的铅、镉、汞等重金属离子,降低其生物有效性,又能改善土壤通气性、保水性,提升土壤有机质含量,促进作物生长。与化学淋洗、固化稳定化等传统技术相比,生物炭改良技术无需复杂设备,可就地施用,且不会造成二次污染,还能实现农业废弃物资源化利用,契合“减污降碳”协同目标。
在多地试点应用中,该技术展现出显著修复成效。在重金属超标耕地示范区,按每亩施用300至500公斤生物炭的标准改良后,土壤中有效态镉含量降低40%至60%,铅含量降低35%至55%,均达到耕地安全利用标准。同时,改良后的土壤有机质含量提升15%至25%,农作物产量平均增长10%至18%,农产品重金属累积量完全符合食品安全标准。此外,生物炭在土壤中可稳定存在数百至数千年,能长期发挥固持重金属、改良土壤的作用,避免修复效果反弹。
为推动技术规模化应用,各地逐步探索“生物炭生产-土壤改良-农产品提质”一体化模式,利用当地农林废弃物规模化制备生物炭,降低原料运输成本,同时结合测土配方施肥技术,精准调整生物炭施用量,提升修复针对性。在政策层面,相关部门将土壤重金属修复纳入生态保护补偿重点领域,鼓励地方通过财政补贴、技术培训等方式,引导农户和种植主体采用生物炭改良技术,加快受污染耕地安全利用进程。
专家指出,土壤修复是一项长期系统性工作,生物炭改良技术为低成本、可持续修复提供了新方向。未来,需进一步优化生物炭制备工艺,提升其重金属吸附效率,同时结合微生物修复、植物修复等技术,构建复合修复体系,适配不同类型重金属污染土壤。此外,应加强生物炭改良后土壤的长期监测,完善技术标准规范,推动该技术在更多受污染区域推广,为保障粮食安全、改善农业生态环境提供坚实支撑。