農(nóng)田土壤重金屬污染快速檢測及修復(fù)方法研究

摘 要：現(xiàn)階段，我國社會經(jīng)濟(jì)水平顯著提升，在這樣的背景下，我國工業(yè)化的不斷推進(jìn)，工業(yè)發(fā)展規(guī)模越來越大，工業(yè)生產(chǎn)過程中會排出很多廢水、廢氣、廢渣等，往往都含有不少重金屬元素，被排入農(nóng)田土壤之中，就會形成污染。盡管農(nóng)田土壤本身也具有金屬元素，以滿足作物成長需要，但通常含量微小，不會超過作物生長需要水平太多。如果農(nóng)田土壤中的重金屬元素超過一定量，累積濃度很高，那么就會超出作物能夠承受的范圍，影響其正常生產(chǎn)甚至表現(xiàn)出病害、毒害。假設(shè)作物受害情況并不明顯，但收獲的農(nóng)產(chǎn)品金屬元素含量較高，導(dǎo)致人畜出現(xiàn)不良反應(yīng)，這也說明農(nóng)田土壤受到了重金屬污染。

關(guān)鍵詞：農(nóng)田土壤;重金屬污染;快速檢測;修復(fù)

引言

作為農(nóng)業(yè)發(fā)展的基礎(chǔ)——農(nóng)田土壤，其關(guān)系到農(nóng)產(chǎn)品供給，關(guān)系到農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和社會建設(shè)。隨著科學(xué)技術(shù)的創(chuàng)新發(fā)展，農(nóng)田生產(chǎn)效率明顯提升，但農(nóng)田土壤污染問題也更為嚴(yán)重。相關(guān)調(diào)查顯示，我國現(xiàn)階段農(nóng)田土壤重金屬污染嚴(yán)重超標(biāo)，污染面積高達(dá)一千萬立方米，這在工業(yè)發(fā)達(dá)地區(qū)尤其嚴(yán)重，引發(fā)社會的強(qiáng)烈關(guān)注。因此，探討農(nóng)田土壤重金屬防治的有效方法，具有現(xiàn)實(shí)必要性。

1農(nóng)田土壤重金屬污染來源與危害

農(nóng)田土壤重金屬污染物來源主要有：大氣沉降、石化工業(yè)、城市交通等排放的大氣重金屬顆粒物在干沉降、濕沉降等途徑作用下，進(jìn)入到農(nóng)田土壤中;水體污染、生活污水、工業(yè)廢水直接排放到水體中，造成水體重金屬污染，然后通過農(nóng)業(yè)灌溉等方式進(jìn)入到農(nóng)田土壤中;農(nóng)業(yè)生產(chǎn)活動、農(nóng)藥、化肥、地膜的無節(jié)制使用，對農(nóng)業(yè)農(nóng)田土壤造成重金屬污染;在生產(chǎn)生活過程中大量固體廢棄物堆積對農(nóng)田土壤造成重金屬污染。農(nóng)田土壤中的重金屬污染不僅改變農(nóng)田土壤結(jié)構(gòu)，降低其肥力，減少農(nóng)業(yè)產(chǎn)量，而且還會對人體健康造成間接危害，影響人類的可持續(xù)性發(fā)展。因此，強(qiáng)化對農(nóng)田土壤重金屬污染監(jiān)測和治理勢在必行。

2農(nóng)田土壤重金屬污染快速檢測

2.1原子吸收光譜法

原子吸收光譜法（AAS）是基于待測元素氣態(tài)基態(tài)原子對該元素原子特征譜線的吸收程度來定量測定待測元素含量的一種分析方法，具有靈敏度高、選擇性強(qiáng)的特點(diǎn)，但不適合多種金屬元素的同時(shí)測定。根據(jù)原子化器的不同，可分為火焰原子吸收光譜法和石墨爐原子吸收光譜法。采用石墨爐原子吸收法測定了農(nóng)田土壤樣品的鉛、鎘、鈷、銻、鈹含量，該法簡便、快速、準(zhǔn)確。

2.2光譜檢測技術(shù)

在農(nóng)田土壤重金污染的判定上，往往需借助于專業(yè)的檢測技術(shù)。光譜檢測技術(shù)是一種有效的檢測技術(shù)，這種檢測技術(shù)的靈敏性很高，但是，在實(shí)際的應(yīng)用過程中，檢測流程相對繁雜，對檢測設(shè)備有著極高的要求，檢測需耗費(fèi)較長的時(shí)間，整個(gè)檢測的成本較高。在光譜檢測技術(shù)下，必須要由X射線來完成檢測工作，X射線的電離性較強(qiáng)，如果長時(shí)間使用，將會對檢測操作人員造成一定的傷害。因此，為保障檢測工作的順利開展，在農(nóng)田土壤重金屬檢測中，如果應(yīng)用的是光譜檢測技術(shù)，操作人員需做好相應(yīng)的安全防護(hù)，并具有較高的操作能力。紫外可見光光度法是光譜檢測技術(shù)中應(yīng)用頻次相對較高的檢測技術(shù)。

2.3磁化率檢測技術(shù)

農(nóng)田土壤中的重金屬含量越高，其磁性越強(qiáng)。可以結(jié)合這一特性，對農(nóng)田土壤中的重金屬含量和種類進(jìn)行分析判斷。在具體檢測中主要應(yīng)用到的儀器設(shè)備有野外袖珍式磁化率儀、野外農(nóng)田土壤剖面磁化率儀等，可以有效提升現(xiàn)場農(nóng)田土壤檢測效果。該種方式檢測速度較快，儀器靈敏度好，能夠獲得進(jìn)準(zhǔn)的檢測數(shù)據(jù)結(jié)果，不需要對農(nóng)田土壤樣品進(jìn)行預(yù)處理，采集樣品量較好，使用方便高效。

2.4免疫分析檢測技術(shù)

主要是通過免疫分析法對農(nóng)田土壤重金屬進(jìn)行檢測。而這種檢測在實(shí)際運(yùn)用過程中具有相對較高的靈敏度以及獨(dú)特性。但是在實(shí)際運(yùn)用時(shí)還是需要對此技術(shù)引起高度重視，合理運(yùn)用化合物對重金屬離子的綜合性，保留一定的空間結(jié)構(gòu)，這樣可以保證氧化還原作用。保證載體蛋白能夠接受綜合離子化合物從而產(chǎn)生免疫反應(yīng)。除此之外，工作人員應(yīng)該選擇具有一定的抗體對重金屬離子化合物進(jìn)行綜合性檢測。保證檢測結(jié)果具有一定的準(zhǔn)確性。

3農(nóng)田土壤重金屬污染修復(fù)方法

3.1農(nóng)業(yè)治理

要想實(shí)現(xiàn)農(nóng)田土壤中重金屬污染的有效治理，也可以著手農(nóng)業(yè)治理，主要是改善耕作方式，合理規(guī)劃農(nóng)業(yè)種植區(qū)等，從源頭上規(guī)避重金屬污染，將重金屬污染物阻隔在農(nóng)田土壤之外。對于已經(jīng)污染的農(nóng)田土壤，可以選擇種植其他觀賞性植物，也可以種植大量的樹木，發(fā)展為森林，來逐漸的改善農(nóng)田土壤質(zhì)量。對于重金屬污染較輕的區(qū)域，可以優(yōu)選對重金屬富集效果差的植物，以確保植物生長良好改良農(nóng)田土壤性能。農(nóng)業(yè)治理方式，對于重金屬污染農(nóng)田土壤的改良具有明顯效果。

3.2生物修復(fù)

生物修復(fù)方式主要是利用植物、微生物、動物的呼吸、新陳代謝等途徑，對農(nóng)田土壤中的重金屬進(jìn)行吸收清除，或者將重金屬物質(zhì)進(jìn)行轉(zhuǎn)化，使其以毒性較低的形態(tài)存在，起到凈化農(nóng)田土壤的效果。植物修復(fù)方法主要是利用植物穩(wěn)定、吸收、提取、轉(zhuǎn)化、揮發(fā)等功能，對農(nóng)田土壤中的有毒物質(zhì)進(jìn)行清除的方式。微生物修復(fù)技術(shù)主要是主要是利用微生物的嗜重金屬特性，對農(nóng)田土壤中的重金屬物質(zhì)進(jìn)行清除。由于農(nóng)田土壤中含有大量的微生物，如動膠菌、藍(lán)細(xì)菌等，可以將其胞外聚合物與重金屬離子產(chǎn)生作用，生產(chǎn)絡(luò)合物，達(dá)到吸收農(nóng)田土壤中重金屬元素的目的。動物修復(fù)方法主要是利用蚯蚓等動物對農(nóng)田土壤中的重金屬物質(zhì)進(jìn)行吸收、降解、轉(zhuǎn)移，達(dá)到凈化農(nóng)田土壤的目的。蚯蚓可以利用擴(kuò)散、攝食等方式對鉛等重金屬物質(zhì)進(jìn)行富集。

3.3從源頭上治理

當(dāng)前，人們對于農(nóng)田土壤中重金屬污染物的控制基本上將目標(biāo)集中在了“濃度”上，但是隨著社會生活、生產(chǎn)的現(xiàn)代化，形成的垃圾或污染物只會越來越多，進(jìn)入農(nóng)田土壤之后，農(nóng)田土壤自身無法完全容納，會逐步富集，即便農(nóng)田土壤中的濃度控制得當(dāng)，也可能被富集到食物鏈中。因此，要治理重金屬污染，最好的方法是從根源解決問題，首先是合理使用化肥與農(nóng)藥，其次是控制工廠或生活污染物的產(chǎn)生與排放，再次是研究出新型的重金屬回收技術(shù)，在保護(hù)農(nóng)田土壤的同時(shí)使金屬元素資源二次利用。

3.4聯(lián)合修復(fù)

如果農(nóng)田土壤重金屬污染種類較多、污染情況較為復(fù)雜，使用單一的修復(fù)方法難以進(jìn)行徹底治理，需要采用多種修復(fù)方法聯(lián)合修復(fù)的方式，來達(dá)到提升農(nóng)田土壤重金屬修復(fù)效率和精確性的目的。其中主要的方式有化學(xué)-生物聯(lián)合修復(fù)、物理-化學(xué)聯(lián)合修復(fù)等。

4結(jié)語

為改善農(nóng)田土壤質(zhì)量，研究了農(nóng)田土壤重金屬污染快速檢測及修復(fù)方法。但因?yàn)橹亟饘傥廴镜霓r(nóng)田土壤修復(fù)是一個(gè)長期工程，但在此次研究中，卻在更長時(shí)間尺度上修復(fù)被重金屬污染的農(nóng)田土壤，并做出后續(xù)農(nóng)田土壤修復(fù)工作。因此在今后的研究中，需要加強(qiáng)被重金屬污染的農(nóng)田土壤后續(xù)處理工作研究，確保農(nóng)田土壤恢復(fù)狀況，避免農(nóng)田土壤二次重金屬污染現(xiàn)象的出現(xiàn)。

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作者簡介：

黎冬容（1986—），女，工程師，主要從事土壤和水質(zhì)化學(xué)分析。