摘要

伴隨著(zhù)的不斷開(kāi)發(fā)和利用，土壤污染、退化問(wèn)題愈發(fā)嚴重，嚴重限制了土地的生產(chǎn)力，由此土壤調理劑應運而生。合理使用土壤調理劑產(chǎn)品能有效改善土壤物理性狀、化學(xué)性狀，補充土壤中的營(yíng)養元素，同時(shí)對土壤微群落的結構和數量進(jìn)行調整，從而改善土壤的障礙因子，使之可再次進(jìn)行投入高質(zhì)高效的農作物生產(chǎn)活動(dòng)。但土壤調理劑的不合理施用會(huì )直接引起土壤退化加劇甚至產(chǎn)生二次污染，同時(shí)長(cháng)期施用土壤調理劑也可能會(huì )對土壤生態(tài)系統的結構和功能造成一定影響，導致土壤的產(chǎn)能與品質(zhì)下降，引發(fā)農產(chǎn)品安全等相關(guān)問(wèn)題。本文根據現階段我國土壤調理劑研究及應用狀況，分析不同類(lèi)型的土壤調理劑在施用過(guò)程中可能產(chǎn)生的環(huán)境風(fēng)險，并對土壤調理劑的施用提出了展望及管理建議。

農業(yè)生產(chǎn)活動(dòng)為我國經(jīng)濟社會(huì )的穩定發(fā)展提供了有力支持。農業(yè)生產(chǎn)中最基本的生產(chǎn)資料即土壤，雖然我國疆域遼闊，但巨大的人口數量使得我國人均土地資源非常有限。并且在人為因素及成土母質(zhì)的影響下還產(chǎn)生了許多障礙因子，包括土壤結構耕性較差、土壤鹽堿酸化、土壤重金屬污染、土壤養分匱乏等，通常障礙性土壤生產(chǎn)力低下，難以進(jìn)行農作活動(dòng)。在不斷的生產(chǎn)實(shí)踐以及研究中發(fā)現，向障礙性土壤中投入特定的物料可以改良土壤性狀，從而能夠進(jìn)行正常的農業(yè)生產(chǎn)活動(dòng)[1]。鑒于此，土壤調理劑廣受關(guān)注，與之相關(guān)的行業(yè)也得到了快速發(fā)展，截至目前農業(yè)農村部種植業(yè)管理司登記備案的土壤調理劑產(chǎn)品信息高達197條。

1 土壤調理劑研究與應用現狀概述 
1.1 土壤調理劑的定義 
土壤調理劑的定義在學(xué)術(shù)界尚未達成統一，有些研究中也將土壤調理劑稱(chēng)為土壤改良劑，但土壤改良劑僅針對障礙性土壤而言，而土壤調理劑對能夠正常生產(chǎn)的土壤也具有一定的增產(chǎn)作用，所以土壤調理劑較土壤改良劑的使用也更為廣泛。目前相關(guān)部門(mén)發(fā)布的標準文件對土壤調理劑的定義如下：（1）用于改善土壤的物理和（或）化學(xué)性質(zhì)，及（或）其生物活性的物料。（2）加入障礙土壤中用于改善土壤的物理、化學(xué)和（或）生物性狀的物料，用于改良土壤結構、降低土壤鹽堿危害、調節土壤酸堿度、改善土壤水分狀況或修復污染土壤等。
1.2 土壤調理劑的國內外研究進(jìn)展
早在傳統的農耕社會(huì )，生產(chǎn)中就利用客土換土、施用石灰、秸稈還田等簡(jiǎn)單的調理方式對土壤進(jìn)行改良。但隨著(zhù)人類(lèi)對土壤開(kāi)發(fā)利用的不斷深入，土壤問(wèn)題也逐漸變得多元化、復雜化。關(guān)于土壤調理劑的研究開(kāi)始于19世紀的末期[2]，距今已有百余年的歷史，在研究初期主要是污泥、沸石、粉煤灰等單一調理劑的應用，少有研究進(jìn)行復合施用。20世紀50年代以前，西方國家的研究人員開(kāi)始利用多糖、淀粉共聚物、纖維素等材料進(jìn)行土壤結構的改良，但這些天然有機物質(zhì)分子量相對較小，施入土壤后易被降解，因此在后期的生產(chǎn)活動(dòng)中沒(méi)有得到廣泛應用[3]。20世紀50年代以后，各國學(xué)者開(kāi)始了對人工合成土壤調理劑的研究。首先美國研發(fā)出一種名為“Kriluim”的土壤結構改良劑[4]，向土壤施用后有利于土壤團粒結構的形成、可以增強土壤的水穩性能，且施用后不易被微生物降解。其后多國也陸續研發(fā)出多種合成改良劑，主要包括水解聚丙烯腈（HPAN）、聚乙烯醇（PVA）、聚丙烯酰胺（PAM）、瀝青乳劑（ASP）等，其中聚丙烯酰胺當前仍應用較廣[5]。20世紀80年代，許多國家將人工合成技術(shù)應用到土壤調理劑的生產(chǎn)當中，涌現出大量的調理劑產(chǎn)品，其中以比利時(shí)的TC調理劑[6]最為成功。
20世紀80年代初，我國從比利時(shí)引進(jìn)了聚丙烯酰胺和瀝青乳劑，主要用于鹽漬土改良、固持水土、旱地保墑增溫等工作[7]。近年來(lái)，我國土壤調理劑產(chǎn)品的種類(lèi)愈加全面，產(chǎn)品數量也有所增加，這些產(chǎn)品主要用于改善土壤結構、養分和水分狀況、改良鹽漬土壤、調節土壤酸堿度、修復土壤污染等；產(chǎn)品原料也較為廣泛，包括天然礦物、天然活性物質(zhì)、工農業(yè)廢棄物、人工合成聚合物等。當前許多研究利用工農業(yè)有機廢棄物以及多種黏土礦物、貝類(lèi)作為生產(chǎn)原料，實(shí)現廢棄物料二次利用的同時(shí)也達到了較好的調理效果。針對不同的土壤障礙因子，我國的土壤調理劑產(chǎn)品也更加具有指向性，不斷地被應用到了各類(lèi)障礙性土壤的改良工作當中。
1.3 土壤調理劑的主要功能及分類(lèi)
土壤調理劑的主要功能即調節土壤障礙因子、改善土壤養分狀況，合理施用土壤調理劑能夠改善障礙性土壤的物理性狀（土壤結構、水土保持能力等）、化學(xué)性狀（土壤酸堿度、土壤鹽漬化、重金屬污染等）、生物學(xué)性狀（微生物群落多樣性、土壤酶活性等），使之能夠進(jìn)行優(yōu)質(zhì)高效的農業(yè)生產(chǎn)活動(dòng)。
通常土壤調理劑產(chǎn)品由多種材料制成，成分較為繁雜，因此難以執行嚴格統一的分類(lèi)標準。目前存在兩種主流的分類(lèi)依據和方法，主要參照土壤調理劑的功能用途或主要成分進(jìn)行分類(lèi)。
按照功能用途可將土壤調理劑分為結構改良劑、水分調節劑、酸性土壤改良劑、鹽堿土壤改良劑、重金屬污染修復劑五大類(lèi)。其中結構改良劑一般根據生產(chǎn)原料的不同分為天然和人工合成兩類(lèi)；土壤水分調節劑主要用于土壤水分的保持，多指土壤保水劑，近年來(lái)也有研究利用特定材料制備土壤增水劑吸收氣態(tài)水以供植物生長(cháng)利用[8]；酸性土壤改良劑主要包括石灰、礦物及工礦廢棄物、微生物肥料、有機物料、生物炭等幾類(lèi)；鹽堿土壤改良劑主要包括化學(xué)改良劑、微生物改良劑、煙氣脫硫廢棄物、、腐植酸、沸石等幾類(lèi)；重金屬污染修復劑根據對重金屬元素產(chǎn)生的作用可以分為鈍化修復劑和淋洗修復劑兩類(lèi)[9]，依據鈍化材料的理化性質(zhì)又可將鈍化修復劑分為無(wú)機類(lèi)、有機類(lèi)、生物炭、新型納米材料和復合材料幾類(lèi)，淋洗修復劑根據淋洗技術(shù)的差異可分為無(wú)機溶液清洗劑、螯合劑、表面活性劑等幾類(lèi)。
另外也有學(xué)者主張按照土壤調理劑的主要成分和生產(chǎn)原料劃分[1, 10]，可將其分為天然材料改良劑、人工提取或合成的改良劑、天然-合成共聚物改良劑、固體廢棄物改良劑、生物改良劑五類(lèi)。天然材料改良劑由自然界中天然存在的物料制備而成，主要包括天然礦物、天然提取高分子化合物、天然物料等；人工提取或合成的改良劑是由人工技術(shù)制備的一類(lèi)非天然改良劑，如殼聚糖、聚丙烯酰胺等；將天然與人工制備的單體材料進(jìn)行聚合反應得到的天然-合成共聚物改良劑，對障礙土壤也可起到很好的改良作用，常見(jiàn)的有腐植酸-聚丙烯酸、纖維素-丙烯酰胺等；固體廢棄物改良劑一般可分為無(wú)機和有機兩類(lèi)，無(wú)機類(lèi)包括粉煤灰、高爐渣、脫硫廢棄物等，有機類(lèi)包括城市污水、作物秸稈、畜禽糞便等；另外通過(guò)微生物或動(dòng)物也可對障礙土壤進(jìn)行改良，例如微生物菌劑、蚯蚓等。具體分類(lèi)見(jiàn)表 1。

表 1 土壤調理劑的分類(lèi)Table 1 Classification of soil conditioner

2 土壤調理劑的施用風(fēng)險分析 

土壤調理劑通常需要長(cháng)期連續施用且建議施用量較大，當下主流的推薦施用量一般為900~1 500 kg·hm-2。根據略的計算，我國化肥施用量?jì)H為600 kg·hm-2左右，相同面積下土壤調理劑可達到化肥施用量的1.5~2.5倍，在長(cháng)期大量施用條件下土壤調理劑改良障礙土壤的效率可能有所下降，對土壤生態(tài)系統的穩定性和安全性可能也會(huì )造成一定的潛在風(fēng)險。不同功能用途的土壤調理劑在施用過(guò)程中的安全風(fēng)險具體包括以下幾方面。

2.1 土壤結構改良劑的施用風(fēng)險 
目前研究多應用聚丙烯酰胺、瀝青乳劑、聚乙烯醇等人工合成材料進(jìn)行土壤結構改良，多數研究者認為這些材料對土壤無(wú)毒害，在科學(xué)合理的情況下施用不會(huì )對土壤造成負面的影響[5, 7]。聚丙烯酰胺施入土壤后，會(huì )在土壤中殘留一定量的丙烯酰胺，這種物質(zhì)已被證實(shí)具有致癌性，對人體的神經(jīng)有毒害作用，但是該物質(zhì)能夠被微生物降解，通常不會(huì )在土壤中積累。Sojka等[11]指出丙烯酰胺在土溫高于30 ℃時(shí)會(huì )被快速地降解，如果對聚丙烯酰胺產(chǎn)品中的丙烯酰胺含量進(jìn)行嚴格限制，可以認為聚丙烯酰胺對土壤環(huán)境不會(huì )產(chǎn)生威脅。但聚丙烯酰胺與聚乙烯醇均不易被生物所降解，因此可能會(huì )存在一定的隱患[12]。另外，瀝青中含有一定數量的致癌物質(zhì)3-4苯并芘（3~5 mg·kg-1），但有試驗表明該物質(zhì)難以轉移到植物體內[7]。
從目前的文獻報道看這類(lèi)材料對土壤不會(huì )產(chǎn)生負面作用，但隨著(zhù)土壤性質(zhì)的不斷變化以及施用量的增加，土壤結構改良劑究竟有無(wú)施用風(fēng)險應進(jìn)一步探討研究。
2.2 土壤水分調節劑的施用風(fēng)險
向施用保水劑的土壤灌溉后，保水劑吸水后膨脹導致土壤中的氣相和固相減少，進(jìn)而產(chǎn)生植物缺氧、吸收養分不充分等問(wèn)題。武毅等[13]研究發(fā)現，當每株白蠟和油松的保水劑用量超過(guò)30 g時(shí)，植物生長(cháng)會(huì )受到抑制。楊紅善等[14]發(fā)現，當保水劑用量大于0.25% 時(shí)土壤0.25~5.00 mm粒徑的團聚體含量會(huì )減少，表明過(guò)量的保水劑可能會(huì )破壞土壤結構，引起土壤板結。員學(xué)峰等[15]得出當聚丙烯酰胺濃度過(guò)高時(shí)，會(huì )在土壤表層形成黏結土粒，從而抑制土壤水分的滲透作用，當施用濃度超過(guò)1.0 g· m-2時(shí)，隨著(zhù)施用濃度的增大土壤容重不斷上升，孔隙度不斷下降，導致土壤通氣透水的能力下降。因此在施用土壤水分調節劑時(shí)，適宜用量尤為重要。
2.3 酸性土壤改良劑的施用風(fēng)險
酸性土壤調理劑主要包括石灰、礦物工業(yè)廢棄物、微生物肥料、有機物料類(lèi)、生物炭、新型改良劑幾類(lèi)。
2.3.1 石灰類(lèi)改良劑 （1）導致復酸化現象石灰的長(cháng)期施用能夠顯著(zhù)降低土壤交換性氫和鋁的含量，但同時(shí)也會(huì )降低表層土壤的交換性鉀、鈉含量[16]，從而導致土壤中K+和Mg2+加速浸出。當停止施用就會(huì )出現復酸化的現象，并且酸化程度可能比施用石灰之前還有一定程度的加劇[17]。
（2）影響土壤淋溶過(guò)程石灰的施用也會(huì )對土壤元素淋溶過(guò)程產(chǎn)生一定的影響。石灰含有大量的鈣鎂元素，施用后使土壤中交換性鈣和鎂含量迅速提升，導致鹽基飽和度上升[16, 18]。長(cháng)期施用條件下，Mg2+的移動(dòng)速度更快。Huber等[19]在施用石灰20 a后發(fā)現，0~40 cm土層的滲透水中，Mg2+含量遠高于Ca2+，說(shuō)明大量Mg2+被淋洗，而多數Ca2+則被固定在了主根區域。另外石灰能夠推進(jìn)土壤硝化作用的發(fā)生，致使硝態(tài)氮在土壤中快速積累[20]，大量的NO3-在淋溶過(guò)程中發(fā)生淋失，可能導致地下水NO3-含量超標，引發(fā)污染。
（3）影響土壤磷的含量石灰的施用可能也會(huì )影響到土壤有效磷的含量。隨著(zhù)石灰的施用土壤酸堿度上升，此時(shí)活性鐵鋁生成的沉淀聚合于土壤中形成吸附表面，其會(huì )顯著(zhù)增強對磷的吸附能力。在交換性鋁含量較高的土壤中該現象尤為明顯，石灰使土壤pH值迅速上升形成大量氫氧化鋁膠狀沉淀，該沉淀會(huì )吸持土壤中的可溶性磷形成難溶性磷酸鋁鹽聚合物[21]。此外還有研究表明石灰可能會(huì )抑制磷在土壤中的移動(dòng)和擴散，降低土壤中水溶性磷的含量。向土壤施入石灰5 g· kg-1后培養28 d，磷僅能擴散到表層下1.5 cm處，而未施入石灰的處理可擴散到2.1 cm處[22]。
（4）導致土壤板結及植物缺素石灰在土壤中的擴散十分緩慢，因此短期的施用對深層土壤的改良效果甚微，但長(cháng)期施用石灰會(huì )產(chǎn)生CaSO4，導致土壤孔隙結構受到破壞，引發(fā)土壤板結。另有研究表明施用石灰會(huì )引起土壤鋅元素含量下降[23]，導致作物產(chǎn)量降低。因此施用石灰時(shí)要充分考慮土壤中鋅等植物營(yíng)養元素的含量，確保土壤營(yíng)養元素均衡。
（5）影響土壤酶及微生物活性石灰也可能會(huì )對土壤酶活性產(chǎn)生一定的影響，有研究發(fā)現當石灰的投入量為400 g·m-2時(shí)，土壤脲酶活性、土壤蔗糖酶活性、多酚氧化酶活性均會(huì )有一定程度的提高，但過(guò)氧化氫酶活性會(huì )出現降低的現象。同時(shí)石灰的施用也會(huì )對土壤真菌數量產(chǎn)生顯著(zhù)的影響，400 g·m-2施用量處理較未施用石灰的處理土壤真菌數量可降低48.3%[24]。
2.3.2 礦物和工業(yè)廢棄物 
礦物和工業(yè)廢棄物含有一定的堿性成分，可以用于中和土壤中的酸性成分，因此這類(lèi)物質(zhì)也常被用作改良酸性土壤。在提高土壤pH值的同時(shí)，礦物和工業(yè)廢棄物中的部分微量元素也會(huì )進(jìn)入土壤，對植物的生長(cháng)發(fā)育產(chǎn)生積極作用。但是這類(lèi)物質(zhì)自身含有的少量重金屬元素很難在生產(chǎn)中消除，長(cháng)期施用可能導致土壤發(fā)生重金屬污染。
2.3.3 微生物肥料
微生物肥料投入土壤后，其攜帶的菌種與土著(zhù)微生物必然會(huì )產(chǎn)生競爭，并且這些菌種均是在目標土壤的環(huán)境條件下篩得，所以對環(huán)境的適應性較強，長(cháng)期大量施用可能對原土壤中的微生物產(chǎn)生較為明顯的抑制作用，導致土壤中微生物原有的生態(tài)平衡被破壞。施加的微生物在進(jìn)入新的生存環(huán)境之后，微生物之間可能發(fā)生水平基因轉移或在細菌的染色體內進(jìn)行基因重排、突變、復制[25]，形成適應新環(huán)境條件的優(yōu)勢菌種，一旦優(yōu)勢菌種大量繁殖將對其他菌種產(chǎn)生抑制，必然會(huì )帶來(lái)許多潛在的生態(tài)環(huán)境危害。另外新加入的菌種也可能對土壤生物的生長(cháng)代謝產(chǎn)生負面影響，破壞生態(tài)平衡。因此微生物制劑類(lèi)土壤調理劑的添加須遵循適量適度原則，過(guò)量和不合理的添加非本土原生的外源微生物或者無(wú)限度地擴繁目標功能微生物，可能會(huì )打破土壤原有微生物群落結構，引發(fā)一系列連鎖反應，存在難以預測的生態(tài)風(fēng)險。
2.3.4 有機物料類(lèi)
農作物秸稈、畜禽糞便、綠肥等有機物料常用于酸性土壤的改良，這些有機物料能夠提高土壤肥力、降低酸性土壤對作物的毒害作用，但長(cháng)期施用也可能存在一定的問(wèn)題。楊振興等[26]通過(guò)16 a的長(cháng)期定位試驗發(fā)現，長(cháng)期秸稈還田造成的土壤氮素盈余可能會(huì )導致氮素淋失引起污染。秸稈的長(cháng)期施用也可能會(huì )將重金屬元素帶入土壤造成污染。有研究表明在長(cháng)期秸稈或秸稈生物質(zhì)炭還田條件下，土壤總鎘含量會(huì )有所增加[27]。穆虹宇等[28]研究分析了我國畜禽糞便重金屬含量特征，結果表明有毒元素鎘、砷超標率較高，認為畜禽糞便還田后土壤中銅元素的環(huán)境累積風(fēng)險相對最大，若原始糞便中銅元素含量過(guò)高, 則不應大量還田。此外，由于抗生素被廣泛應用于畜禽養殖業(yè)，大量抗生素以母體或代謝物的形式隨糞尿排出體外，導致畜禽糞便中抗生素殘留達到較高水平，因此長(cháng)期施用畜禽糞便也可能導致大量抗生素進(jìn)入土壤和水體環(huán)境并不斷積累，造成農田土壤和水體的抗生素污染[29]。
2.3.5 生物炭
生物炭的制備原料來(lái)源廣泛，且能有效保水保肥，在土壤改良中體現出巨大的潛力[30]。但有研究稱(chēng)，生物炭應用于肥沃健康的土壤中不僅不能提高作物產(chǎn)量，甚至可能抑制植物的生長(cháng)[31]，這是因為生物炭在制備過(guò)程中會(huì )產(chǎn)生多環(huán)芳烴（PAHs）、重金屬、以及環(huán)境持久性自由基（EPFRs）等化學(xué)物質(zhì)[32]。多環(huán)芳烴是一類(lèi)廣泛存在于環(huán)境中的持久性有機污染物，其致癌、致畸風(fēng)險非常強[33]。當生物炭施入土壤后，多環(huán)芳烴會(huì )長(cháng)期存留于土壤當中，其能夠被植物吸收遷移轉化，進(jìn)入人體增加癌癥風(fēng)險。制備生物炭的原料多為農業(yè)廢棄物，例如秸稈、木屑、畜禽糞便等。這些農業(yè)廢棄物自身的重金屬元素在生物炭熱解過(guò)程中可能形成易溶解的形式，從而增大其生物有效性及遷移風(fēng)險，并且熱解過(guò)程會(huì )導致有機組分大量損失，重金屬元素相對濃縮[34]。另外生物炭應用于酸性土壤時(shí)，原本穩定的重金屬元素也可能被活化而在植物體內富集。環(huán)境持久性自由基是相對于傳統的短壽命自由基而提出的[35]，這類(lèi)自由基的壽命長(cháng)，對環(huán)境造成的危害也更大[36]。環(huán)境持久性自由基能夠誘導OH-和O2-的產(chǎn)生，從而導致植物細胞加速老化，同時(shí)還會(huì )擾亂表皮細胞的生長(cháng)代謝周期，抑制植物的生長(cháng)發(fā)育[37]。另外環(huán)境持久性自由基可能會(huì )與原污染物發(fā)生相互作用，致使污染物結構發(fā)生變化，毒性增強，造成二次污染。生物炭對土壤中的有效成分同樣具有一定的吸附能力，過(guò)量施用可能會(huì )導致植物所需的營(yíng)養成分受到影響。同時(shí)生物炭的理化性質(zhì)以及內源污染物會(huì )對土壤微生物活性產(chǎn)生多元影響[38]，改變土壤微生物群落組成，進(jìn)而對土壤環(huán)境產(chǎn)生影響。
2.4 鹽堿土壤改良劑的施用風(fēng)險
常用于鹽堿土壤改良的調理劑主要有化學(xué)改良劑、微生物改良劑、煙氣脫硫廢棄物、有機肥、腐植酸、沸石幾類(lèi)，其中微生物改良劑和有機肥的施用風(fēng)險與酸性土壤改良劑類(lèi)似，故本節主要針對其他幾種鹽堿土壤改良劑的施用風(fēng)險進(jìn)行總結。
2.4.1 化學(xué)改良劑 
應用于鹽堿土壤改良的無(wú)機化學(xué)改良劑主要分為兩類(lèi)：一類(lèi)是含鈣物質(zhì)，即直接鈣作用劑，包括石膏、磷石膏、煤矸石、粉煤灰等；另一類(lèi)是酸性物質(zhì)，即鈣有效化劑，包括硫磺、硫酸、磷酸、鹽酸、硫酸鐵、硫酸鋁等。在鹽堿土壤中長(cháng)期大量使用磷石膏可能會(huì )帶來(lái)一些安全風(fēng)險，主要體現在重金屬污染、氟化物污染、放射性元素污染、含磷化合物污染幾個(gè)方面。王小彬等[39]通過(guò)分析中國磷石膏的相關(guān)統計數據表明，磷石膏中汞、鎘、砷、鉻、鉛、鎳、鈹元素含量較相關(guān)土壤和地下水標準均有一定程度的超標，存在土壤和水體污染風(fēng)險。磷礦石中的氟會(huì )進(jìn)入磷石膏，其中全氟和水溶氟含量同樣超過(guò)相關(guān)標準，存在土壤和水體氟污染風(fēng)險。磷礦石中約80% 的放射性元素鐳226殘留在磷石膏中，可被作物吸收或累積，對人類(lèi)健康具有潛在威脅。磷石膏中的含磷化合物可能會(huì )隨雨水而浸出，存在地下水污染的風(fēng)險。長(cháng)期施用煤矸石與粉煤灰可能會(huì )導致土壤重金屬污染[40-41]，原因是這類(lèi)材料本身含有的重金屬元素難以去除。硫磺、硫酸、鹽酸、磷酸等鈣有效劑要注意適量施用，長(cháng)期大量施用可能會(huì )導致土壤過(guò)度酸化而不能達到良好的調理效果，另外硫酸鋁單獨施用不利于土壤結構的改善，還需要與其他改良措施配合使用[42]。
2.4.2 煙氣脫硫廢棄物
煙氣脫硫廢棄物的理化性質(zhì)與天然石膏接近，利用Ca2+置換出土壤膠體中的Na+、Mg2+，進(jìn)而降低鹽堿土壤對植物造成的危害。長(cháng)期施用煙氣脫硫廢棄物對土壤造成的影響與磷石膏類(lèi)似，可以從以下幾方面考慮[43]：煙氣脫硫廢棄物中的汞、鎘、砷、鉛、鎳、鉻元素含量較高，長(cháng)期施用可能會(huì )造成土壤和地下水的重金屬污染；高量的硒元素可能產(chǎn)生硒元素的安全問(wèn)題；高量的氟污染物可能會(huì )進(jìn)入農田土壤并滲入地下水，存在土壤和水體的氟污染風(fēng)險。除此之外，高量的Cl-1易導致地下水的Cl-污染。
2.4.3 腐植酸
腐植酸能夠中和土壤堿性、增加土壤有機質(zhì)，因此也常配合其他土壤調理劑應用于鹽堿土壤改良。目前鮮有研究報道長(cháng)期施用腐植酸對土壤造成的負面影響，多為正面的積極效應。但也有研究稱(chēng)，腐植酸可與水體中的許多離子發(fā)生交換或絡(luò )合作用，增強某些微污染物的溶解度，增強其遷移能力。因此，腐植酸的施用可能會(huì )對水體造成污染，給水體環(huán)境及人體健康帶來(lái)隱患[44]。另外，在飲用水消毒的過(guò)程中會(huì )產(chǎn)生氯氣，氯氣與水中的腐植酸發(fā)生反應生成三鹵甲烷（THMs）和鹵乙酸（HAAs）等，這類(lèi)鹵化副產(chǎn)物對人體具有致癌作用[45-46]。
因此應進(jìn)一步探討研究腐植酸是否會(huì )對地下水造成污染帶來(lái)環(huán)境隱患與風(fēng)險，在鹽堿土壤改良工作中應充分考慮腐植酸的用時(shí)用量問(wèn)題。
2.4.4 沸石
針對施用沸石對土壤環(huán)境造成負面影響的研究報道較為少見(jiàn)，但有研究稱(chēng)4A沸石應用于實(shí)際的鹽堿土壤改良時(shí)，雖然具有較強的Ca2+交換能力，但是可能由于沸石顆粒過(guò)細，會(huì )加劇土壤的板結程度，因此應用4A沸石改良鹽堿土壤可能會(huì )存在一些負面影響[47]。故選用沸石材料進(jìn)行鹽堿土壤改良時(shí)應選擇合適的粒徑規格，防止土壤板結現象發(fā)生而影響到土壤修復效果。另外，研究表明沸石可能會(huì )對人體的某些細胞產(chǎn)生毒性，并且可能具有致癌性[48-49]，因此施用沸石過(guò)程中應做適當的防護措施以避免對人體健康造成損傷。
2.5 重金屬污染修復劑的施用風(fēng)險
根據修復原理，可將常見(jiàn)重金屬污染修復劑分為鈍化修復劑和淋洗修復劑兩類(lèi)。
2.5.1 鈍化修復劑
常用的鈍化修復劑包括有機和無(wú)機兩類(lèi)。無(wú)機鈍化修復劑主要有堿性物質(zhì)、磷酸鹽以及礦物質(zhì)。有機鈍化修復劑主要包括草炭、生物炭、黏土礦物等。
堿性物質(zhì)包含較廣，應用實(shí)踐中碳酸鈣、氧化鈣等廉價(jià)環(huán)保的材料常被選用，此外工業(yè)石灰也常用于重金屬污染土壤的修復[50]。但在實(shí)際應用中一定要把握合適的用量，過(guò)高的土壤pH值會(huì )破壞土壤的結構性，降低植物對一些營(yíng)養元素的吸收利用效率。另外，重金屬元素在強堿性的條件下能夠形成羥基絡(luò )合物，導致其移動(dòng)性增強，適得其反。
磷酸鹽化合物易與重金屬形成難溶態(tài)沉淀，因此可利用磷酸鹽類(lèi)化合物修復某些發(fā)生重金屬污染的土壤。有研究表明當羥基磷灰石用量超過(guò)5%（質(zhì)量分數）就會(huì )對某些植物產(chǎn)生毒害，抑制生長(cháng)[51]，合適用量的問(wèn)題仍需充分考慮。此外，磷的淋失會(huì )造成土壤的酸化并有造成水體污染的風(fēng)險，土壤酸化后會(huì )增強某些重金屬元素的生物活性，更易于被植物吸收積累；同時(shí)，在使用磷酸鹽時(shí)，不能忽視其對砷的負面影響所帶來(lái)的環(huán)境風(fēng)險[52-53]。
向土壤中施加有機物質(zhì)和黏土礦物，能夠增加土壤的有機質(zhì)含量，改善土壤物理化學(xué)性質(zhì)、滲水性和持水量，在提升土壤肥力的同時(shí)，增強土壤對重金屬離子的吸附能力，減輕土壤污染對植物和生態(tài)環(huán)境的危害。施用這類(lèi)物質(zhì)時(shí)同樣需要考慮最佳施用量，超過(guò)最佳施用量后其對重金屬元素的吸附能力可能會(huì )有所降低，導致修復效率的下降。另外此類(lèi)物質(zhì)大多含有重金屬，應注意避免新的污染元素進(jìn)入土壤造成二次污染。通過(guò)離子間的拮抗作用來(lái)降低植物對某種污染物的吸收也是經(jīng)濟有效的方法之一，但是離子拮抗劑在減輕某種重金屬離子毒害的同時(shí)，又使另外一種元素含量增高，這可能會(huì )造成新的污染問(wèn)題，需要特別加以關(guān)注。
2.5.2 化學(xué)淋洗劑 
土壤淋洗是修復重金屬污染土壤最有效的手段之一，土壤淋洗修復是否成功，主要取決于淋洗液的選擇。土壤淋洗所使用的淋洗液包括酸、螯合劑、氧化還原劑、表面活性劑和助溶劑。除水溶性污染物外通常不會(huì )選用水作為淋洗液，這是因為大多數污染物的溶解性較小，所以合適的淋洗劑對土壤淋洗十分重要。但需要注意的是，淋洗液可能會(huì )改變土壤的理化特性，影響土壤生態(tài)的平衡。淋洗修復結束后，一定要妥善處理淋洗液，避免殘留于土壤當中引發(fā)污染，造成環(huán)境風(fēng)險。
傳統的無(wú)機溶液淋洗液對重金屬污染的清除效果好、速度快，但修復過(guò)程中會(huì )導致土壤pH值發(fā)生劇烈變化、造成土壤中養分大量流失、改變土壤物理化學(xué)性質(zhì)，同時(shí)對土壤的生物結構也會(huì )有一定程度的破壞。人工合成的淋洗液不易被土壤中的微生物所降解，因此易殘留于土壤中造成二次污染，并且價(jià)格相對較高，難以得到廣泛應用。

3 展望與管理建議 

通過(guò)對近5 a土壤調理劑相關(guān)的研究?jì)热菡矸治?，發(fā)現多數研究結果均表現的是土壤調理劑的積極效應。研究集中在土壤調理劑施用種類(lèi)的選擇、調理劑的施用量以及調理效果等方面，調理機理方面的研究主要針對土壤理化性狀開(kāi)展，而對地上作物生長(cháng)生理指標影響的研究相對較少，未能將地上部作物與地下土壤統一起來(lái)，研究的系統性不足。目前土壤調理劑的研究與應用多局限于盆栽試驗和小區試驗，研究的時(shí)間短、范圍小，缺少較大范圍的農田長(cháng)期定位試驗研究。調理劑針對的目標作物多為經(jīng)濟作物，其中在茶葉和烤煙中尤為突出，這可能與茶田土壤易出現酸化，煙葉易富集重金屬元素有關(guān)。多數研究將土壤調理劑與其他改良劑配合施用，少有研究?jì)H通過(guò)單一的土壤調理劑進(jìn)行土壤的改良，常見(jiàn)的組合方式有土壤調理劑+有機肥[54]、土壤調理劑+微生物[55]、土壤調理劑+泥炭[56]等，通過(guò)其他物質(zhì)的添加為植物提供更多的養分，從而達到更好的調理效果，有研究表明利用土壤調理劑與特定植物聯(lián)合修復污染土壤也達到了較好的修復效果[57]。對于目前土壤調理劑材料的選擇，多數研究中提到的土壤調理劑主要以天然礦物類(lèi)、有機無(wú)機廢棄物及其相關(guān)制品為主，新型高分子土壤改良劑的有關(guān)研究仍相對較少。近期有研究提出利用餐廚垃圾制備土壤調理劑改良土壤結構并供給土壤養分，經(jīng)過(guò)長(cháng)期施用的定位試驗驗證了餐廚垃圾能夠改善土壤結構，有助于土壤團聚體中有機質(zhì)的賦存轉化，提高團聚體的穩定性和土壤抗侵蝕能力[58]。也有研究提出了鈦石膏作為土壤調理劑的可能性，這為廢棄物的再利用以及土壤調理改良提供了新思路[59]。通過(guò)整合分析發(fā)現，土壤調理劑相關(guān)領(lǐng)域目前主要的問(wèn)題是施用后的風(fēng)險研究較少，未能形成標準化的風(fēng)險評價(jià)體系，長(cháng)期、大量、連續施用是否會(huì )給土壤生態(tài)系統造成危害需要進(jìn)一步探索。
管理方面，當前土壤調理劑生產(chǎn)市場(chǎng)存在產(chǎn)品種類(lèi)眾多，原料繁雜，功能穩定性和產(chǎn)品使用風(fēng)險性缺乏統一、規范、可靠的第三方監測，評價(jià)認證流程和機構，導致土壤調理劑大規模生產(chǎn)和應用無(wú)據可依，企業(yè)“自賣(mài)自夸”現象嚴重，從而給土壤調理劑使用過(guò)程帶來(lái)許多不可控的風(fēng)險因素，也給有關(guān)部門(mén)進(jìn)行規范化的監督管理帶來(lái)實(shí)際困難。因此，建議盡快強化第三方社會(huì )服務(wù)機構功能。通過(guò)在全國建立典型性、代表性土壤類(lèi)型、污染或障礙類(lèi)型以及種植制度不同的集中化、規范化、長(cháng)期性土壤調理劑使用的有效性、安全性定位監測點(diǎn)，由土壤調理劑官方評審、登記部門(mén)認可的第三方社會(huì )服務(wù)機構與監測點(diǎn)當地環(huán)境監督管理部門(mén)合作，對不同品牌、不同原料、不同功能（如土壤重金屬污染修復、鹽堿化及連作障礙治理等）的土壤調理劑產(chǎn)品進(jìn)行統一、連續、規范化的使用過(guò)程跟蹤監測與評價(jià)。由第三方社會(huì )服務(wù)機構定期向評審、登記部門(mén)提交監測結果與評價(jià)報告，從而為土壤調理劑產(chǎn)品登記提供科學(xué)數據支持。同時(shí)，第三方社會(huì )服務(wù)機構也可以向土壤調理劑生產(chǎn)企業(yè)和使用單位提供產(chǎn)品優(yōu)化和使用安全性指導建議。
隨著(zhù)相關(guān)領(lǐng)域研究的持續推進(jìn)以及土壤調理劑檢測評價(jià)體系的不斷完善，未來(lái)我國土壤調理劑產(chǎn)品的調理效率、施用效益、施用風(fēng)險必將得到更加全面科學(xué)的評價(jià)，土壤調理劑相關(guān)行業(yè)也將得到飛速的發(fā)展。