2014年《全國土壤污染狀况調查公報》顯示，我國土壤環境狀況總體堪憂，耕地土壤污染點比特超標率為19.4%，其中重金屬超標點位數占比高達82.8%。為改善土壤環境質量，2016年國務院印發了《土壤污染防治行動計劃》（土壤國十條），旨在逐步消除影響我國“菜籃子”和“米袋子”安全的重大隱患。
大氣沉降是土壤重金屬的重要來源，在部分地區甚至是主要來源。然而，我國大氣沉降重金屬的初始來源、時空分佈及其對農產品的影響研究仍相對滯後。同時，國務院印發《大氣污染防治行動計劃》（大氣國十條）以來，2017年華北細顆粒物濃度比2013年下降了25%，但重金屬沉降的變化規律仍不清楚。
圖1.北京郊區農田觀測場
在國家重點研發計畫（2016YFD0800302）的資助下，中國科學院大氣物理研究所研究員潘月鵬課題組以我國空氣污染嚴重的華北為目標區域，在農田集中分佈區開展長期定位觀測（圖1），連續採集了大氣幹濕沉降樣品，定量解析重金屬的初始來源和沉降格局，為土壤污染的源頭控制和風險評估提供依據。
從各種重金屬年沉降量上看，華北現時的觀測結果明顯低於10年前。然而，現狀不容樂觀。比如，近年來北京郊區農田大氣鉛的年沉降量（12毫克/平方米）仍顯著高於歐洲（~1毫克/平方米），需要進一步减排。
從沉降量的年際變化上看（2017-2020，圖2），富集在細顆粒物中的重金屬（如Zn和As）呈現持續下降的趨勢，體現了燃煤等人為源的控制效果；而富集在粗顆粒物中的重金屬（如Cr和Ni）雖然整體上呈現下降趨勢，但在某些年份還會出現異常，說明未來還要加强揚塵源的治理。
圖2.北京郊區降水量和大氣重金屬沉降通量年際變化
研究認為，華北大氣重金屬沉降的年際變化規律主要與排放源的强度有關，而降水量的多寡並非主控因素。囙此，隨著空氣污染防治措施的深入實施，華北大氣重金屬沉降量將持續减少，土壤重金屬污染的勢頭也會得到有效遏制。為保障我國耕地品質和農產品安全，未來還要繼續减少揚塵、冶金和化石燃料燃燒源的重金屬排放，進而從源頭上减少通過大氣傳輸和幹濕沉降進入農田的份額。
相關論文：
Pan，Y.；Liu，J.；Zhang，L.；Cao，J.；Hu，J.；Tian，S.；Li，X.；Xu，W. Bulk Deposition and Source Apportionment of Atmospheric Heavy Metals and Metalloids in Agricultural Areas of Rural Beijing during 2016–2020.Atmosphere 2021，12（2），283；https://doi.org/10.3390/atmos12020283