研究農(nóng)田土壤重金屬污染狀況及修復(fù)技術(shù)

周成銘

（中航長(zhǎng)沙設(shè)計(jì)研究院有限公司 湖南長(zhǎng)沙 410014）

研究農(nóng)田土壤重金屬污染狀況及修復(fù)技術(shù)

周成銘

（中航長(zhǎng)沙設(shè)計(jì)研究院有限公司 湖南長(zhǎng)沙 410014）

針對(duì)農(nóng)田土壤重金屬污染現(xiàn)狀，做了簡(jiǎn)單的論述，并提出修復(fù)技術(shù)策略。農(nóng)田土壤重金屬污染修復(fù)工程中，采取的技術(shù)主要為物理技術(shù)、化學(xué)技術(shù)、生物技術(shù)，各技術(shù)的優(yōu)缺點(diǎn)不同，需要結(jié)合農(nóng)田實(shí)際情況，合理選擇修復(fù)技術(shù)，以保障修復(fù)效果。從農(nóng)田土壤重金屬污染治理實(shí)際情況來(lái)看，情況不容樂(lè)觀，任務(wù)艱巨，還需要加強(qiáng)技術(shù)研究。

農(nóng)田；土壤；重金屬；修復(fù)技術(shù)；污染

湖南省試點(diǎn)工作啟動(dòng)至今，已經(jīng)取得了初步成效。經(jīng)過(guò)應(yīng)急修復(fù)治理，積極推廣鎘低積累水稻品種，采取調(diào)理土壤pH值、優(yōu)化水分管理等治理技術(shù)措施，提升土壤質(zhì)量。目前，湖南省農(nóng)業(yè)科學(xué)院等科研院所開展了土壤-作物系統(tǒng)鎘轉(zhuǎn)移機(jī)理和稻米鎘污染防控技術(shù)科技攻關(guān)，取得了一系列新的進(jìn)展。圍繞鎘低積累水稻品種、旱糧油作物、食用經(jīng)濟(jì)作物品種的篩選，取得了一批階段性成果或結(jié)論。

1 湖南省農(nóng)田土壤污染狀況概述

湖南素有“有色金屬之鄉(xiāng)”的美譽(yù)，給本地區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展帶來(lái)了極大的幫助，同時(shí)也對(duì)環(huán)境造成不同程度的破壞。重金屬物質(zhì)中鎘和鉛等，會(huì)隨著水流遷移不斷擴(kuò)散，在農(nóng)田土壤中難以有效降解，除此之外通過(guò)生物鏈傳遞，會(huì)威脅人體健康。基于湖南省農(nóng)業(yè)環(huán)境監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)可知，農(nóng)田土壤污染物主要包括貢、鎘、鉛等，超標(biāo)情況較為嚴(yán)重。重金屬污染問(wèn)題是困擾湖南省農(nóng)業(yè)發(fā)展的主要問(wèn)題，也是近年來(lái)湖南農(nóng)業(yè)科技研究的重點(diǎn)，取得了不錯(cuò)的效果。

2 農(nóng)田土壤重金屬污染修復(fù)技術(shù)

農(nóng)田土壤重金屬污染主要來(lái)源于礦產(chǎn)開采，由于廢水與廢渣等的排放，加之廢氣擴(kuò)散，使得重金屬污染水體，間接污染農(nóng)田土壤，或者直接污染農(nóng)田污染，為了確保農(nóng)產(chǎn)品的安全，保障人們的健康與生態(tài)環(huán)境，做好污染修復(fù)，有著必要性。

2.1 農(nóng)藝調(diào)控技藝

利用此措施，進(jìn)行農(nóng)田土壤重金屬污染修復(fù)，主要包括以下技術(shù)：①耕作技術(shù)。進(jìn)行間作、套作、輪作，要結(jié)合本區(qū)域氣候與土壤等條件，合理選擇植物品種，能夠降低重金屬含量。通過(guò)此耕作方法，是將重金屬高、低富集作物集中種植，借助高富集植物的作用，來(lái)保護(hù)重金屬低富集植物。湖南省采取冬種輪作模式，進(jìn)行試點(diǎn)研究，發(fā)現(xiàn)此模式能夠降低As與Cd等的含量，能夠減少重金屬污染，其中冬種紫云英-雙季稻模式，能夠有效降低Hg與As等的含量，同時(shí)還能夠提升水稻產(chǎn)量與質(zhì)量。②施肥技術(shù)。合理運(yùn)用化肥使用技術(shù)和氣肥施用技術(shù)等，能夠有效的消減重金屬污染。③生物質(zhì)焦利用技術(shù)。此技術(shù)屬于土壤污染修復(fù)技術(shù)之一，利用生物質(zhì)焦的吸附作用，能夠降低重金屬離子的有效性。

2.2 化學(xué)修復(fù)技術(shù)

農(nóng)田土壤重金屬污染修復(fù)工程中，常用的化學(xué)修復(fù)技術(shù)，主要包括電動(dòng)修復(fù)法與淋洗法等，發(fā)揮著積極的作用。具體應(yīng)用如下：①電動(dòng)修復(fù)法的應(yīng)用，主要是采取電遷移與滲流等方式，將重金屬帶到電極兩端，進(jìn)行集中處理。②淋洗法。此技術(shù)的應(yīng)用核心是淋洗劑的選擇，要避免破壞土壤。總體來(lái)說(shuō)，化學(xué)修復(fù)技術(shù)雖然效果不錯(cuò)，但部分技術(shù)成本較高，甚至?xí)斐啥挝廴荆虼送茝V應(yīng)用難度較大。

2.3 生物修復(fù)技術(shù)

此技術(shù)的應(yīng)用，是利用生物，來(lái)吸收、轉(zhuǎn)化、消解環(huán)境污染物。常用的修復(fù)方法包括植物修復(fù)法、動(dòng)物修復(fù)法等，植物穩(wěn)定技術(shù)的應(yīng)用較少，因?yàn)楦卣加么蟆⒐π。y以確保修復(fù)的效果。植物提取技術(shù)能夠?qū)⒅亟饘儆谰萌コ趯?shí)際應(yīng)用的過(guò)程中，要合理選擇超富集植物，發(fā)揮其作用，目前較為常用的是東南景天與蜈蚣草等植物，在農(nóng)田土壤重金屬污染修復(fù)中，有著較強(qiáng)的應(yīng)用效果[1]。

2.4 森美思農(nóng)田重金屬污染修復(fù)技術(shù)

此技術(shù)涵蓋了肥料修復(fù)技術(shù)、重金屬快速去除技術(shù)、重金屬永久性去除等系列產(chǎn)品，是以納米結(jié)構(gòu)陶瓷材料為核心，基于土壤重金屬污染具體類型與程序，采取相應(yīng)的技術(shù)手段，制定污染修復(fù)技術(shù)計(jì)劃，使用相應(yīng)的修復(fù)產(chǎn)品。在湖南地區(qū)，建立了基于此技術(shù)的修復(fù)示范工程，通過(guò)實(shí)驗(yàn)對(duì)比發(fā)現(xiàn)，利用此技術(shù)，能夠在不改變跟過(guò)習(xí)慣的前提下，將系列修復(fù)材料，直接撒進(jìn)農(nóng)田，便能夠?qū)⒒钚灾亟饘伲o轉(zhuǎn)化成為礦物類形態(tài)，能夠?qū)⒅休p度污染土壤生產(chǎn)鎘大米的耕作土壤，給轉(zhuǎn)換成為生產(chǎn)安全大米產(chǎn)品的土壤，確保糧食作物的安全。

3 農(nóng)田土壤重金屬污染修復(fù)技術(shù)應(yīng)用要點(diǎn)

3.1 合理應(yīng)用富集植物

對(duì)于農(nóng)田土壤重金屬污染修復(fù)，利用生態(tài)植物修復(fù)方法，需要合理選擇富集植物品種。各類作物品種不同，對(duì)重金屬的富集與吸收能力不同，要按照相關(guān)限量標(biāo)準(zhǔn)，合理選擇富集品種。植物富集重金屬的位置不同，在選擇時(shí)，要做好全面分析[2]。

3.2 合理選擇修復(fù)技術(shù)

各類技術(shù)的優(yōu)缺點(diǎn)不同，如表1所示，因此需要結(jié)合技術(shù)難度、成熟度等指標(biāo)，做好優(yōu)化對(duì)比，合理選擇修復(fù)技術(shù)。

3.3 技術(shù)集成

從農(nóng)田土壤重金屬污染修復(fù)效果來(lái)看，采取單一的修復(fù)方法，難以確保修復(fù)的效果，因此需要集成各類技術(shù)，形成完善的技術(shù)體系。例如，利用GIS技術(shù)，進(jìn)行重金屬污染現(xiàn)狀分析，合理評(píng)價(jià)污染情況，以明確各區(qū)塊采取的技術(shù)。利用ANN技術(shù)，提升評(píng)估效果[3]。除此之外，結(jié)合應(yīng)用耕作措施與生態(tài)植物修復(fù)技術(shù)等，明確各技術(shù)之間的影響關(guān)系，比如耕作措施對(duì)鈍化修復(fù)技術(shù)的影響，結(jié)合應(yīng)用各類技術(shù)，充分發(fā)揮修復(fù)技術(shù)的作用，減輕農(nóng)田土壤重金屬污染情況。

表1 重金屬污染修復(fù)技術(shù)對(duì)比

4 結(jié)束語(yǔ)

農(nóng)田土壤的安全性，直接影響著人類健康，因此加強(qiáng)在農(nóng)田土壤重金屬污染修復(fù)技術(shù)的研究，有著必要性。目前，農(nóng)田土壤重金屬污染修復(fù)技術(shù)研究，已經(jīng)取得了重大的突破，但此項(xiàng)工作任務(wù)艱巨，還需要繼續(xù)研究，為農(nóng)業(yè)安全生產(chǎn)保駕護(hù)航。

[1]樊霆，葉文玲，陳海燕，魯洪娟，張穎慧，李定心，唐子陽(yáng)，馬友華.農(nóng)田土壤重金屬污染狀況及修復(fù)技術(shù)研究[J].生態(tài)環(huán)境學(xué)報(bào)，2013（10）：1727～1736.

[2]徐奕，梁學(xué)峰，彭亮，曾清如，徐應(yīng)明.農(nóng)田土壤重金屬污染黏土礦物鈍化修復(fù)研究進(jìn)展[J].山東農(nóng)業(yè)科學(xué)，2017（02）：156～162+167.

[3]楊辰.我國(guó)農(nóng)田土壤重金屬污染修復(fù)及安全利用綜述[J].現(xiàn)代農(nóng)業(yè)科技，2017（03）：164～167.

X53

A

1005-7897（2017）14-0216-02

2017-7-14

周成銘（1982-），男，工程師，本科，主要從事環(huán)境工程工作。