廣西礦區土壤重金屬分析及對農作物的污染與控制

于 皓 賓澤全

（防城港市環境監測站，廣西 防城港 538001）

廣西礦區土壤重金屬分析及對農作物的污染與控制

于 皓 賓澤全

（防城港市環境監測站，廣西 防城港 538001）

文章分析了廣西幾個受重金屬污染的礦區土壤現狀，通過比較土樣分析結果與廣西和全國土壤背景值，得出廣西礦區土壤污染極其嚴重，農作物污染的重要原因。并對廣西傳統礦區復墾土地方法的缺點和不足進行了說明，提出了礦區復墾土地種植農作物的控制管理方法和措施，為防治礦區復墾土地重金屬污染農作物提供了理論依據。

礦區；重金屬污染；分析評價；農作物；控制措施

（一）前言

礦產經濟在國民經濟和社會發展中占有相當重要的地位，同樣在廣西的經濟和社會發展中不可取代。隨著礦產業大規模化進程的加快，礦產資源的開采利用在推動經濟和社會發展的同時，礦區的開采伴隨著大量粉塵、廢水和廢渣的產生，這些廢棄物含有大量鉛、鎘、銅、鋅等重金屬污染物，通過揚塵、雨水沖刷、風化作用（如物理、化學和生物作用）等途徑擴散遷移到周圍環境中，對水資源、農田土壤造成了嚴重破壞，尤為嚴重的是重金屬在土壤系統中的污染過程具有隱蔽性、長期性和不可逆性的特點，在土壤中不能被淋洗，不能被微生物分解。

土壤中重金屬污染和防治歷來是污染生態學研究的重點和難點。常用的化學、物理方法成本高，容易造成二次污染，治理效果不理想。近年來引起廣泛關注的植物修復技術成為研究的熱點。農作物基本都是礦區當地居民的最主要經濟來源，但礦區重金屬污染物不僅改變了土壤性質，或通過農作物根系從土壤吸收、富集重金屬，有時也通過葉片上的氣孔從空氣中吸收氣態或塵態的重金屬元素，影響了作物生長，而且可通過食物鏈進入人體，給人體健康造成危害。本研究對廣西區內幾個重金屬污染土壤礦區進行調查，分析廣西區內礦區重金屬污染土壤及農作物狀況，為了解當地生態環境質量狀況及開展環境污染治理提供理論和試驗依據。

（二）礦區土壤樣品分析及評價

1.礦區土壤中重金屬的含量分析

由表 1可知，幾個礦區土壤 Cr的含量在 25.25～218.82mg/kg，Pb的含量在383.49～3085.89 mg/kg，Cd的含量 12.25～119.14 mg/kg，Zn的含量在 677.56～5 842.26 mg/kg。與國家土壤環境質量二級標準相比，除 Cr元素外，其他 3種元素含量均高于國家土壤環境質量二級標準。與廣西土壤背景值和全國土壤背景值相比，除Cr元素的兩個采樣點外，其他樣點及其他元素均高于廣西土壤背景值和全國土壤背景值。

表1 土壤中重金屬含量（mg/kg）測定結果

Ⅴ 677.56 12.25 383.49 48.98Ⅵ 1028.51 119.14 760.87 25.25Ⅶ 5310.75 14.35 1114.53 123.47Ⅷ 3516.52 28.95 3085.89 104.28廣西土壤背景值 51.85 0.07 19.50 65.30全國土壤背景值 67.70 0.07 23.60 53.90質量標準 250.00 0.60 300.00 300.00

廣西區內幾個礦區農作物體內重金屬含量與植物中金屬元素正常含量相比，農作物中有毒元素Zn、Cd、Pb和Cr的含量均已大大超過其正常生長范圍。因此，此農作物已遭受土壤中Zn、Cd、Pb、Cr等重金屬元素的污染毒害。若這些有害有毒重金屬元素被農作物吸收富集，經食物鏈進入人體，對人體健康也會產生較大的危害。

2.礦區土壤重金屬污染評價

由表 2可知，從單項污染指數看，以廣西土壤背景值為標準，除Cr元素有部分采樣點未污染，部分采樣點輕度污染外，其他元素均嚴重污染。以國家環境質量二級標準值為標準，除Cr元素未受污染，Pb在Ⅰ、Ⅳ、Ⅴ和Ⅵ采樣點輕度污染，Zn在Ⅴ采樣點輕度污染外，其他采樣點，其他元素均重度污染。從綜合污染指數看，該地區受到 Pb、Cd、Cr和 Zn等 4種重金屬復合污染，以廣西土壤背景值為標準綜合污染指數平均為190.54，以國家環境質量二級標準綜合污染指數平均為70.56。說明礦區土壤污染極其嚴重。

表2 土壤重金屬污染單項和綜合污染指數

（三）礦區土壤修復方法

1.工程物理化學法

工程物理化學法是利用物理機械、物理化學等方法治理重金屬污染土壤的方法。在重金屬污染的初期，由于污染較集中，這種方法較為普遍，主要方法有電動修復法、土壤沖刷法、原位土壤淋洗法、化學固化法等，見表3。

表3 工程物理化學法修復礦區土壤的比較

2.植物修復法

重金屬不同于一些有機物易自然降解，而是在土壤中長期存留并富集。現有的物理或化學修復方法有著價格昂貴、破壞被污染土壤場地結構及土壤理化性質的缺點。因此有人利用植物的超量吸收積累特性從污染土壤中“提取”重金屬，從而達到治理被重金屬污染土壤的目的，繼而形成植物修復技術。

也可以通過誘導植物超量積累，即植物本身不具有超量積累重金屬污染物的能力，但通過利用一些方法改變植物生長環境，從而具有超量積累能力的植物富集重金屬污染物的方式。或者利用植物固定，植物的通過自身的新陳代謝活動可改變土壤環境，加速和促進重金屬轉化為低毒形態，降低生物毒害有效性。如植物枯落分解物、根系分泌物對重金屬的固定作用、腐殖質對金屬離子的螯合作用等。

（四）礦區對農作物種植的控制措施

復墾礦區土地的再利用是有效緩解國內農田用地緊張的方法之一。礦區復墾的土地不僅為當地的農戶提供了更多的種土地，同時也通過礦區土地的再利用恢復土壤的實用性和保護了當地礦區生態環境可持續發展。有針對性恢復治理和改良，科學指導復墾種植，宜林、宜果或宜農作物，提高生態系統的環境協調性、生態生產力和生態穩定性。

1.出臺新的礦區環境治理政策

完善礦區土地復墾鼓勵政策，對土地復墾要因地制宜。在現行法規的基礎上，制定關于廢棄礦山土地復墾與環境治理的相應法規，設立專項經費，對現正在開采或即將要投入開采的礦山要嚴格實施新防范和治理政策，從根本上解決礦山土地與環境治理的政策問題。完善礦山治理稅收優惠政策，利用稅收款項從資金和技術上幫助當地農戶科學種植農作物。支持鼓勵地方增加土地復墾數量，擴大建設用地，充分運用土地資本的運作和政策支持，發展接續或替代產業。

2.運用科學技術監測農作物種植

開展土壤環境監測，了解清楚土壤重金屬污染的基本情況和態勢。在農業結構調整時，把土壤重金屬污染情況作為重要依據加以綜合考慮，科學規劃農作物生產基地，開展土壤安全的預警研究工作，分析土壤重金屬污染的變化趨勢。采取科學生產管理方式，大力提倡使用生物肥料，制定詳細的農作物定期檢測項目，根據長期的監測數據和土壤改良情況有效調整農作物種植的品種。

3.農業生態修復

改變耕作制度，科學調整農作物品種，種植不進入食物鏈的植物，防止重金屬通過食物鏈中而危害人們的健康安全。在受污染的農田中，可以選種棉花、花卉、苗木等非食用作物。選擇能降低土壤重金屬污染的化肥，或增施能夠固定重金屬的有機肥等措施，來降低土壤重金屬污染。

4.營造多樣、和諧的生態景觀

在礦區廢棄地的復墾治理中，不要為了種植農作物而片面追求造田造地，對于生態破壞嚴重和受污染嚴重的露采老礦區，一般不適宜農作耕種，生態恢復、植被重建是其生境再造的核心，同時也是恢復和重建業已退化的生態系統的基礎。根據礦區復墾土壤及其植物被污染受損狀況，對于已遭受重金屬元素較嚴重污染毒害的局部區域，可發展種植經濟林或其它固土復綠植被為主。

（五）結語

目前，國內很多礦區都存在土壤重金屬含量超標的問題，不僅危害當地居民的健康安全，尤其在工業發達和人口密集的城市，被重金屬污染的農作物問題尤為突出。因此，系統、全面地開展土壤重金屬污染的調查和研究，制定合理、有效的防治措施，降低土壤的重金屬含量已迫在眉睫。必須要采取一系列的措施并出臺相關政策來控制礦區重金屬污染及復墾后對農作物的污染問題，因地制宜，科學管理和監測，調整種植結構，改變土地的用途，避免片面追求礦區土地復墾量，這不僅是對發展我國經濟有利，更是保證人民的身體健康。

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1008-1151(2011)04-0108-02

2011-01-01

于皓，男，吉林四平人，防城港市環境監測站助理工程師，從事環境工程、環境評估及相關環保研究。