農田土壤重金屬污染狀況及修復技術探討

周桂紅 李蓓

摘 要：本文概括分析了我國當前城市農田土壤的重金屬性污染問題狀況，對各項專業性的修復處理技術，開展了深層次地研究，以能夠針對不同地區農田土壤的重金屬性污染問題狀況，擇取最適宜的修復處理技術，為廣大人民群眾營造一個無污染的城市農田環境。

關鍵詞：重金屬；農田土壤；污染；修復技術；

前言：

伴隨著工業化的持續性發展及人均生活質量的不斷提高，農田土壤的重金屬性污染問題日益加劇，不僅嚴重地影響到我國農業產業鏈條的持續性發展，更為會我國人們身心健康產生不良影響，人們若食用了在重金屬超標的農田所產出的農業產品，輕則會出現惡心、嘔吐、腹瀉等不良的癥狀反應，重則甚至會危及到人們的生命安全。在目前這日益嚴峻的失態之下，社會及相關部門對于城市農田土壤的重金屬性污染問題，必須提高重視程度，相關部門需結合關于農田土壤的重金屬情況統計數據資料，總結分析目前國內城市農田土壤的重金屬性污染狀況，并對相應修復技術，開展有效性地研究工作，以能夠通過這些修復技術的科學運用，從根本上解決農田土壤的重金屬性污染問題，為廣大國民營造一個良好的城市農田環境，讓人們能夠吃上綠色無公害，能夠讓他們所放心的各類農產品，為農業產業這一鏈條長足發展奠基。

1、現狀分析

為了能夠全面掌握我國農田土壤的重金屬實際污染狀況，本文主要擇取了8個國內城市為研究對象，統計分析了該城市的農田土壤當中各類重金屬性物質實際濃度。如圖1所示，多數城市相比較于土壤的背景數值較高。農業部門農產品的污染重點防治實驗室，通過對國內24個省級城市土壤實地調查統計表明，嚴重的污染區為320個，污染面積相對較大，且呈現著逐年遞增的發展趨勢。經過檢測統計分析顯示，重金屬的超標率可達12%左右。國內多數城市的近郊農田均所受重金屬的污染程度均不同，例如，南京市的城市土壤受汞（Hg）、鎘（Cd）、鉛（Pb）等污染。而污染最為嚴重的則是汞（Hg）；黃浦江的中下游部分區域，其所在農田的土壤當中鉛、汞、鎘、鉻、砷等各項質量指標相比較于土壤正常背景數值較高。北京市在近五年內土壤的樣品檢測統計數據顯示，農田土壤當中鉛（Pb）、鎘（Cd）、汞（Hg），其平均地質量分數當中有37%的采樣點，相比較于土壤正常背景數值較高；香港等多個省級城市均發現不同程度的砷（As）、鎘（Cd）、鋅（Zn）、銅（Cu）等污染情況。

2、修復技術研究

2.1 生物修復

2.1.1 植物性修復技術

植物性修復技術（Plant repair technology），它主要是通過遺傳培育及自然生長的植物來進行農田土壤當中重金屬性污染的一種修復技術。按照植物性修復技術不同的應用機理及功能作用，包含著植物的萃取、揮發、穩定等技術。植物的揮發（Plant volatilization），它主要是通過植物根系的巧妙運用來將農田土壤當中的重金屬吸收，把它轉化成氣態物質，并讓其充分揮發于大氣當中，可降低農田土壤的重金屬性污染程度。但是，該種植物性修復技術極易出現二次的污染情況；植物穩定（Plant stability），它主要是運用有著重金屬的耐性一種植物，來將農田土壤當中所含有的一些有毒重金屬物轉移，把重金屬其進入到食物鏈可能性有效降低；植物萃?。≒lant extraction），它主要是通過利用一些植物自農田土壤當中吸取多種的重金屬性污染物，把它們均儲存或轉移至地上，而后在收割地的上部實施集中化地處理，以起到去除或降低農田土壤當中重金屬性污染物的作用。

2.1.2 動物性修復技術

動物性修復技術（Animal repair technique），它主要是通過對農田土壤當中所存在的低等類別動物科學運用，如鼠與蚯蚓等動物，充分地吸收處理區域內土壤所含的各種重金屬性物質。同時，放入習慣居住于這種土壤環境的一些動物，把所需修復處理區域內土壤當中所有重金屬性物質轉移出去，或者直接吸收，再結合灌水、電激等手段，將這些動物從土壤當中驅趕出去進行集中化的處理，降低被污染農田土壤當中所有重金屬的質量分數。伏小勇等相關技術專家經過長期地實踐研究發現，蚯蚓這種動物對于農田土壤當中的重金屬實際吸收力極高，對農田土壤自身機理還可起到良好的改良及增強肥力等作用。

2.2 物理修復

物理修復性技術，該項技術主要是指熱脫附修復性技術（Thermal desorption repair technology），通過該項技術可把一些有著發揮性重金屬，例如硒（Se）、汞砷（As）、汞（Hg）等，自農田土壤當中解吸出的一項技術。Navarro等一些技術專家，通過太陽能來對汞（Hg）重金屬性污染農田土壤實施修復性處理，這種熱脫附修復處理技術的構成體系包含著20-500℃區間范圍內的中溫、29-282℃區間內的低溫這兩種溫度環境中的太陽能爐組合而成。通過重復性地試驗操作驗證，20-500℃區間范圍內的中溫、29-282℃區間內的低溫這兩種溫度環境，其對于汞（Hg）去除率為41.4%-88%及4.6%-76%。高溫處理通常會導致土壤自身性質發生改變情況，特別是會改變它共存于重金屬實際存在的形式；Huang等相關技術專家，采用加熱處理法，來進行汞（Hg）重金屬性污染農田土壤的修復。處于550℃條件之下，汞（Hg）實際濃度自1330mg·kg-1逐漸降至7mg·kg-1。但是，在其土壤當中所含有的其它類別重金屬鐵錳氧化物，便會從結合態逐漸轉化成為酸溶的解態、殘渣態、有機的結合態、硫化物等，對于農田土壤自身環境的影響相對較大。在一定程度上，這種修復性處理技術實際操作工藝較為簡潔化。但是，實際操作期間耗能極大、成本相對較高，僅適用于一些易發揮性污染物，其脫附氣體還需進行收集及合理化處理。

2.3 化學修復

在化學修復性技術當中，電動修復性技術屬于一項核心技術。它主要通過在被污染農田土壤的兩側施加一定直流電壓，促使電場梯度形成，讓農田土壤內所含有的重金屬性物質可在電場的作用之下，通過電泳與電遷移各項技術操作，把土壤內所有重金屬性物質均代送至該電極兩端相應的位置當中，而后實施集中化地處理，可對農田土壤起到良好清潔作用。

綜上所述，基于我國目前城市農田土壤的重金屬性污染問題日益惡化，影響著我國農業產業的持續性發展，更對人們正常的飲食生活產生不利影響。為此，就需相關部門能夠愈加重視，相關技術人員積極投身于實踐探索當中，以積累更多的實戰經驗，結合目前城市農田土壤的重金屬性污染問題狀況，擇取最佳的修復處理技術，從根本上解決好城市農田土壤的重金屬性污染問題。

參考文獻：

[1]趙紀新，尹鵬程，岳榮，王美萍，史銳.我國農田土壤重金屬污染現狀？來源及修復技術研究綜述[J].安徽農業科學，2018，46（04）：19-21+26.