我國農田重金屬污染及其修復對策

蔡宇澄 汪歡歡

摘要? ? 環境污染是當今世界所面臨的難題之一，而農田重金屬污染對農業生產和人類的健康都產生了非常不利的影響。本文分析了農田重金屬污染的危害、重金屬的傳播途徑及我國農田重金屬污染的現狀，并提出了農田重金屬污染的修復對策，以期為治理農田重金屬污染提供參考。

關鍵詞? ? 農田;重金屬污染;修復對策;生物修復

中圖分類號? ? X53? ? ? ? 文獻標識碼? ? A

文章編號? ?1007-5739（2020）06-0172-02? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?開放科學（資源服務）標識碼（OSID）

Heavy? Metal? Pollution? of? Farmland? and? It′s? Remediation? Countermeasures? in? China

CAI Yu-cheng? ? WANG Huan-huan

（School of Agriculture，Nanjing Agricultural University，Nanjing Jiangsu 210095）

Abstract? ? Environmental pollution is one of the difficult problems in the world，and heavy metal contaminated soil has a huge negative impact on both agricultural production and human health.The harm，transmission pathway and pollution status of heavy metal contaminated soil in China were analyzed，and the remediation countermeasures fore the heavy metal contaminated soil were proposed，so as to provide references for controlling the heavy metal pollution of soil.

Key words? ? farmland;heavy metal pollution;remediation countermeasure;bioremediation

隨著我國經濟的不斷發展，生態環境的污染程度也在逐漸加重[1]。與水污染、大氣污染等容易被人類發現的污染不同，農田重金屬污染往往不易被人們所關注。然而，農田重金屬污染對農作物的危害和人身健康影響大，受害范圍廣。

1? ? 農田重金屬污染的危害

農田重金屬污染的一大特性是隱蔽時間長[2]，污染積累在土壤之中，被農作物吸收后通過食物鏈傳入人體。

1.1? ? 對土壤及生態環境的危害

重金屬濃度的累積會使土地自身的肥力下降，導致土壤微生物和酶的活性下降，影響其豐富的微生物環境。另外，土壤的肥力主要依靠于氮、磷、鉀3種植物生長必需元素。重金屬的污染會造成有機氮礦化、磷被固定、鉀形態改變，最終使土壤肥力降低。同時，重金屬又有一定的遷移性，通過溶解于水中的重金屬離子而進入水體，進而污染周邊環境。

1.2? ? 對農作物的危害

當長期積累在土壤里的重金屬濃度過高時，會抑制農作物對土壤中養分的吸收。農作物在重金屬脅迫環境下的抗性有差異，抗性低的作物會減產或者死亡，給農民帶來了巨大的經濟損失;抗性高的作物會生長成熟，接著通過食物鏈的方式將重金屬傳入人體，又給人類社會帶來危害。

1.3? ? 對人類的危害

農田重金屬的污染不僅影響動植物的生長，也危害人類的身心健康，還制約著我國經濟的發展。其中與人類社會密切相關的重金屬主要是鉛、汞、鉻、砷、鎘，這5種重金屬對人體均有危害。因此，國家十分重視農田有毒重金屬污染物所帶來的環境問題，投入了大量的人力物力進行重金屬污染環境的研究和治理。

2? ? 農田重金屬污染的來源

2.1? ? 自然因素

一是風的作用。由于含有重金屬的礦石風化作用[3]，不穩定的巖石脫落在農田里，久而久之，便會出現重金屬超標。二是水傳播。重金屬礦區，如鉛鋅礦、銅礦等的重金屬離子進入水體，通過流域的不斷擴大對水體周邊環境造成污染。

2.2? ? 人為因素

一是工業上廢水的不達標排放。廢水通過灌溉農田、大氣沉降[4]等途徑最終進入農田，造成大量重金屬污染。二是廢棄物的隨意放置[5]。隨意丟棄廢棄物會使其中的重金屬以輻射狀形式向四周擴散，污染周邊環境。三是過量使用農藥、化肥[6]。雖然化學投入品能使農作物茁壯生長，但是其原料中也含有重金屬，長期過量的使用使得該區域土地重金屬累積，造成重金屬污染。四是礦產資源的不合理開發。開發礦的過程中勢必產生重金屬廢渣、廢水或固體廢棄物，若不能及時適當處理則會導致周邊地區的土地、水源被重金屬污染;用這類水灌溉土地，又會造成二次污染。

3? ? 我國農田重金屬污染的現狀

我國農耕土地受到重金屬污染的現狀不容樂觀。農業方面，農民大量的使用化肥和農藥用于耕作;工業方面，源源不斷的工業廢水排放以及礦產資源的不斷發掘。我國受到鎘、砷、鉛等重金屬污染的耕地面積近2 000萬hm2，約占總耕地面積的1/5[7]。大片的耕地遭受重金屬的污染，短期內無法被利用，損失巨大。

國務院決定在2005年4月到2013年12月開展全國首次土壤污染狀況調查。從這次的數據來看，南方土壤污染情況較北方，經濟發達地區如長江三角洲和珠江三角洲尤其嚴重。對于耕地來說，土壤點位超標率為19.4%，輕微、輕度、中度和重度污染點位比例分別為13.7%、2.8%、1.8%和1.1%[7]。總體上，我國土地的污染情況較為嚴重，生態情況不容樂觀。但是我國政府極度重視，積極尋求防治對策。

4? ? 重金屬污染的防治對策

為了清除重金屬污染，需要將土壤中的重金屬元素形態加以轉化，使之毒性降低乃至消去，或者直接將其從土壤中去除。常用的方法包括物理方法、化學方法和生物方法。

4.1? ? 物理方法

物理方法即通過物理層面的操作達到去除污染的目的，常用的方法有2種：換土法和客土法[8]。前者是將大部分被污染的土地挖出來后，加入無污染的土壤，達到降低整個土壤重金屬污染的濃度;后者指使用無污染土壤覆蓋于污染的土壤上，使農作物的根生長時接觸不到已受到污染的土壤，但不能從根本上達到防治效果。

4.2? ? 化學方法

化學方法不同于物理方法之處在于通過相應的化學反應使重金屬固化或活性降低。例如向重金屬嚴重污染的土壤傾倒石灰、碳酸鈣、磷酸鹽等化學試劑與土壤中的重金屬元素進行氧化還原反應，使重金屬元素形態加以轉化，使其毒性降低甚至消失。但是，若操作不當則會發生化學試劑的二次污染。

4.3? ? 生物方法

生物方法也稱生物修復，包括了利用植物、動物、微生物等將被嚴重重金屬污染的土地內的重金屬吸收、吸附以及轉化成無害物質。

4.3.1? ? 植物修復。植物修復是目前較為普遍的修復手段，主要指植物提取、吸收、分解、轉化和固定土壤中有毒有害污染物。利用重金屬積累植物或超積累植物提取土壤中的重金屬，富集并運輸到植物地下部分和植物地上的枝葉部分，對植物進行收割之后統一處理，可以有效地降低土壤重金屬的量[9-10]，也可通過植物揮發技術和根系降解技術。

4.3.2? ? 動物修復。蚯蚓自身對于周邊土壤環境十分敏感。因此，當一片土地受到重金屬污染后，首當其沖的便是影響蚯蚓的生長與發育。蚯蚓的糞便會產生大量化學物質，這些物質與土壤里的其他物質結合，增加土壤活躍性，也可以直接修復重金屬污染。

4.3.3? ? 微生物修復。微生物環境是一個神秘且有神奇的環境。微生物可以通過對重金屬離子的氧化還原作用、沉淀以及礦化作用以及生物富集作用等達到對土壤重金屬污染的修復。菌根真菌為土壤里真菌與植物根的共生體，它通過2個方面促進植物生長：一是促進植物對于磷元素的吸收，二是降低了重金屬在植物體內的累積，即“生物稀釋效應”[7]。

如今，土壤重金屬污染防治的策略方法往往著重于利用生物技術來解決，與物理技術以及化學技術相比，生物技術應用范圍廣、對生態環境干擾幅度小、成本相對較低，是安全可靠的一類修復技術，在今后的發展中一定會起到重要的作用。

5? ? 參考文獻

[1] HAN YL，HUANG SZ，GU J G，et al.Tolerance and accumulation of lead by species of Iris L.[J].Ecotoxicology，2008，17：853-859.

[2] 張磊，張寶鋒.農田土壤重金屬污染及其修復技術比較分析[J].環境保護與循環經濟，2019，39（7）：31-36.

[3] 李俊.土壤重金屬污染治理的修復方法探析[J].綠色科技，2018（24）：84-85.

[4] 張曉藝.農田土壤重金屬污染狀況及修復技術研究[J].中國資源綜合利用，2019，37（4）：86-88.

[5] HAN YL，WU X，GU JG，et al.Effects of organic acids on the photosynthetic and antioxidant properties and accumulations of heavy metals of Melilotus officinalis grown in Cu tailing[J].Environ Sci Pollut Res，2016，23：17901-17909.

[6] 黃益宗，郝曉偉，雷鳴，等.重金屬污染土壤修復技術及其修復實踐[J].農業環境科學學報，2013，32（3）：409-417.

[7] 安志裝.農田重金屬污染危害與修復技術[M].北京：中國農業出版社，2018.

[8] 劉磊等.淺析我國農田土壤重金屬污染修復現狀[J].科技創新導報，2019，16（15）：131-135.

[9] 劉勝洪，張雅君，楊妙賢，等.稀土尾礦區土壤重金屬污染與優勢植物累積特征[J].生態環境學報，2014，23（6）：1042-1045.

[10] 田生科，李廷軒，楊肖娥，等.植物對銅的吸收運輸及毒害機理研究進展[J].土壤通報，2006，32（2）：387-394.