修復重金屬污染農田 保護農業生態環境

黃新武

摘要：農田土壤被重金屬污染之后，其毒性很容易通過食物鏈在人體、動物及植物中沉積，從而給人體健康及生態環境等帶來很大威脅。科技的快速發展帶動了化肥、農藥等的大范圍應用，這就更加劇了重金屬對農田土壤的污染程度。本文總結了農田土壤重金屬污染的現狀，并有針對性地分析了一些修復技術。

關鍵詞：農田土壤；重金屬；污染現狀；修復技術

中圖分類號：X53；X173 文獻標識碼：A DOI編號：10.14025/j.cnki.jlny.2016.10.061

隨著工業技術的迅猛發展，化肥及農藥在農業生產中得到了廣泛應用，這就使得重金屬可通過很多方式殘留到農田中，導致農田土壤被嚴重污染。重金屬污染物具有毒性大、不易降解等特點，因此極易在人體、動物、植物中沉積，從而給人體健康、食品安全及生態環境帶來嚴重威脅。因此，必須不斷探索與創新，努力研發出科學、環保、高效的修復技術，從而有效解決農田土壤重金屬污染問題。

1 農田土壤重金屬污染的現狀問題

農業管理部門對我國多個城市的農田土壤進行了實驗與分析，實驗數據顯示，大多數城市的農田土壤中As、Hg、Cd、Ni、Zn、Ph、Cu、Cr的單位含量都大大超過了土壤原來的背景值。防治農產品污染的農業部實驗室對我國24個省市的農田土壤調查結果表明，有近330個重度的重金屬污染區，總面積大概57824平方米，農產品被重金屬污染的比重在被污染的農產品中占比高達80%。當前，我國很多城市郊區的農田均受到或輕或重的重金屬污染，比如江蘇南京的農田土壤受到了Hg、Cd、Pb污染，尤其Hg污染最為嚴重；2010年黃浦江沿岸地區農田土壤中Pb、Hg、Cd、Cr的含量依次超出土壤背景值的45%、68%、60%、67%；連續5年北京近郊農田土壤中的Pb、Cd、Hg含量都遠遠超過遠郊；2010年深圳農田土壤采樣點中有37%的Hg單位含量高于背景值，其中采樣點中6%的污染程度在中度以上。此外，香港、重慶、海南、江西、廣西、河北、福建、貴州等省市都存在一定程度的Ni、Zn、As、Cr、Pb、Cd、Hg污染。

2 修復農田土壤重金屬污染的技術

當前我國很多省市地區的農田土壤不同程度地受到了重金屬污染。而這些污染源都具有難以降解、毒性大、危害性大等特點。因此，必須勇于探索、大膽創新，努力尋找能高效、科學、環保的修復農田土壤重金屬污染的技術，從而有效解決或降低重金屬污染帶來的危害性。

2.1 植物穩定修復技術

生物修復技術，指的是借助特定的生物技術降解、清除、轉化、吸收農田土壤中的重金屬污染物，以達到恢復生態效應、凈化環境的目的。比如，植物穩定修復就是生物修復技術中的一種形式，其具有修復效果好、沒有二次污染、操作性強、成本較低等優點，因此值得大范圍推廣應用。植物穩定修復技術，是借助很強的耐重金屬的植物有效降低農田土壤中重金屬的移動能力，從而減少重金屬在食物鏈中富集的機會。植物穩定一般借助根部轉化、沉積、積累重金屬的方式，或者借助根部表面的吸附能力將重金屬固定下來，從而大大減小了重金屬擴散到周圍環境及下滲到地下水中的風險系數。植物根部產生的分泌物可有效改變周圍的環境，可改變As、Cr、Hg的形態與價態，減弱這些重金屬的毒性與移動性。有研究表明，黑麥草對土壤中的Cd、Mo、Zn、Cu等有很強的吸附能力，并且這些重金屬主要集中在黑麥草的根部，很少向葉與莖轉移；東方香蒲對農田土壤中的Pb、Cd、As的吸附位置也主要在根部，并且累積量高達87.12mg.kg^-1、35.12mg.kg^-1、31.69mg.kg^-1，而葉與莖中只有20.18mg.kg^-1、2.83mg.kg^-1、2.06mg.kg^-1。所以，可用東方香蒲修復被Pb、Cd、As污染的土壤。當前，用紅麻、薺菜、纖維大麻、五節芒、荻、蘆竹、蘆葦等經濟植物修復被重金屬污染的農田土壤，具有很大的環境效益與生態效益。

2.2 熱脫附修復技術

熱脫附修復技術，是指通過加熱被重金屬污染過的土壤，把具有揮發性能的重金屬從土壤內吸出來的一種修復技術，比如Se、As、Hg等都具有較大的揮發性。有人通過太陽能對被Hg污染過農田土壤進行修復。在實際操作中，熱脫銷設備是由中溫及低溫的太陽能爐兩部分組成的。實驗結果顯示，低溫與中溫狀態下，對Hg的處理率依次為5.1%～77%、41.5%～88%。溫度過高的話很可能使土壤的性質發生較大變化，并且還可能改變其他重金屬的形態。有研究人員對Hg污染物進行加熱時，當溫度升到550度時，其在土壤中的濃度快速從1320mg.kg^-1減少到了6rag.kg^-1，并且還發現在高溫情況下土壤內的鐵錳氧化物從結合狀態變成了殘渣態、酸溶解態等，這都會對土壤性質產生嚴重影響。熱脫附修復技術的優點是工藝簡單，缺點是費用高、能耗大。因此，主要用于修復被易揮發性重金屬污染的土壤。