我國農(nóng)作物的重金屬污染及防治對策

劉金霞

（山東省沂水縣農(nóng)業(yè)農(nóng)村局，山東 臨沂 276400）

現(xiàn)代工業(yè)在為我們帶來繁榮和便利的同時，也污染了自然環(huán)境，對于農(nóng)業(yè)而言，重金屬污染狀況已經(jīng)十分嚴(yán)重。重金屬污染很容易導(dǎo)致重金屬元素在人體內(nèi)堆積，破壞人體健康，會造成癌癥、畸形、突變等嚴(yán)重健康問題，即使一些重金屬元素是人體必需的，大量堆積仍然也會對人體造成不利影響。舉例而言，鉻、鈷、鎳、鎘、鋅等元素都有一定的致癌作用，鈦、鐵、鎳的絡(luò)合物也會導(dǎo)致癌癥，日本曾轟動一時的鎘米導(dǎo)致“疼痛癥”的事件，就是典型的農(nóng)作物重金屬污染帶來的嚴(yán)重后果。

1 我國農(nóng)作物重金屬污染現(xiàn)狀

我國工業(yè)規(guī)模如今已經(jīng)位列世界第一，而隨著城市化的不斷推進(jìn)，很多工廠開始向鄉(xiāng)鎮(zhèn)轉(zhuǎn)移。在農(nóng)村鄉(xiāng)鎮(zhèn)企業(yè)得到快速發(fā)展的同時，重金屬污染物的排放量也在不斷上升。我國的水資源并不充足，污水灌溉現(xiàn)象已經(jīng)十分常見，特別是水資源匱乏的北方地區(qū)，污水灌溉問題更是普遍，以西安地區(qū)為例，污水灌溉面積已經(jīng)達(dá)到了總灌溉面積的一半以上，土壤中的重金屬含量顯著高于土壤背景值，農(nóng)作物的重金屬元素含量在不斷增長[1]。實際上，經(jīng)過檢測，很多城市的農(nóng)作物產(chǎn)品都面臨著不同程度的重金屬含量超標(biāo)問題。

2 我國農(nóng)作物重金屬污染問題成因

我國工業(yè)的快速發(fā)展也帶來了農(nóng)作物重金屬污染問題，特別是近年來鄉(xiāng)鎮(zhèn)企業(yè)的快速發(fā)展，已經(jīng)對農(nóng)業(yè)環(huán)境產(chǎn)生了直接威脅。而想要對當(dāng)前的重金屬污染問題進(jìn)行治理，同時預(yù)防重金屬污染更加嚴(yán)重，就必須對重金屬污染產(chǎn)生的原因有所了解，才能有的放矢的尋找解決對策。

2.1 污水灌溉

出于對生產(chǎn)成本的考量，由于污水處理的成本較高，一些工廠為了追求更高的經(jīng)濟(jì)效益，會將未經(jīng)處理的污水直接排放，對自然環(huán)境造成了破壞。很多農(nóng)作物種植者出于主觀或客觀原因，會選擇使用污水對農(nóng)作物進(jìn)行灌溉，導(dǎo)致農(nóng)業(yè)環(huán)境遭到污染，而長期食用使用污水灌溉的農(nóng)作物，對于消費者的身體健康會造成嚴(yán)重威脅。以1995年為例，我國共排放工業(yè)污水超過兩百億噸，但只有一半左右達(dá)標(biāo)，其中有四分之三直接排放入水源。而工業(yè)污水中含有大量重金屬元素，1995年全年共排放了超過十三噸汞、超過兩百噸鎘、超過三百噸六價鉻、超過一千兩百噸鉛、超過一千噸砷，共計兩千萬公頃左右的耕地遭到污染，也就是說超過我國五分之一的耕地存在污水灌溉問題[2]。而在水資源更為稀缺的北方，大量工業(yè)城市在享受工業(yè)帶來的紅利的同時，也面臨著嚴(yán)重的污染問題。近年來，雖然在國家的大力支持下，污染問題有所緩解，但污水灌溉問題依舊是我國農(nóng)作物重金屬污染的主要成因之一。

2.2 鄉(xiāng)鎮(zhèn)企業(yè)發(fā)展帶來的環(huán)境污染問題

鄉(xiāng)鎮(zhèn)企業(yè)的快速發(fā)展在大大刺激了鄉(xiāng)鎮(zhèn)經(jīng)濟(jì)繁榮的同時，也帶來了環(huán)境污染問題。很多鄉(xiāng)鎮(zhèn)企業(yè)都是化工產(chǎn)業(yè)，很容易造成環(huán)境污染，導(dǎo)致農(nóng)作物受到重金屬污染。一方面，大量工廠將工業(yè)產(chǎn)生的廢水、廢料不經(jīng)處理就排入滲坑、滲井，會直接對農(nóng)田造成影響，導(dǎo)致土壤中的重金屬含量明顯升高；另一方面，很多工廠排放的廢氣也會導(dǎo)致農(nóng)作物受到污染。廢氣中含有多種重金屬元素，且影響范圍極大，在主風(fēng)向上影響距離可達(dá)十公里，能在一公里以上范圍內(nèi)造成嚴(yán)重污染，導(dǎo)致農(nóng)作物的重金屬含量明顯超過標(biāo)準(zhǔn)要求。如今在國家的積極治理之下，鄉(xiāng)鎮(zhèn)工廠“三廢”排放造成農(nóng)作物重金屬污染的現(xiàn)象明顯減少，但仍然時有發(fā)生，必須對此提高警惕。

2.3 汽車尾氣污染

汽車尾氣排放帶來農(nóng)作物重金屬污染的現(xiàn)象大都出現(xiàn)在城市近郊。城市人口密集，人多地少，很多地區(qū)公路和農(nóng)田之間并沒有其他植物組成的隔離帶，城市近郊一些靠近公路的農(nóng)作物種植地會受到汽車尾氣的直接影響。汽車尾氣中鉛粉的含量在一半左右，對距離公路30m的農(nóng)田都會造成污染，導(dǎo)致農(nóng)作物產(chǎn)品的含鉛量嚴(yán)重超標(biāo)。鉛粉落到農(nóng)田也會在土壤中進(jìn)行反應(yīng)，產(chǎn)生鉛的化合物，直接威脅農(nóng)業(yè)環(huán)境，對農(nóng)產(chǎn)品造成二次污染。

2.4 污泥和垃圾堆肥

使用污泥和垃圾進(jìn)行堆肥的現(xiàn)象在我國十分普遍，而工業(yè)排放產(chǎn)生的污泥和城市生活垃圾中含有不少重金屬，并且大都沒有經(jīng)過處理，很容易對農(nóng)作物造成重金屬污染。以上海日暉港附近某地為例，在1960-1970年間使用過大量日暉港產(chǎn)生的污泥進(jìn)行堆肥，平均每年達(dá)到四萬噸，根據(jù)調(diào)查，本地農(nóng)作物存在普遍的重金屬超標(biāo)問題，已經(jīng)成為了重污染區(qū)[3]。由此可見，污泥和城市垃圾堆肥問題已經(jīng)成為了重金屬污染的重要成因之一。

3 農(nóng)作物重金屬污染防治對策

重金屬污染會對農(nóng)業(yè)環(huán)境造成極大的破壞，會導(dǎo)致農(nóng)作物的正常生長出現(xiàn)很多問題，甚至?xí)亟饘傥廴緡?yán)重時會導(dǎo)致農(nóng)作物死亡，同時重金屬污染會導(dǎo)致毒性在農(nóng)作物中富集，通過食物鏈對人們的身體健康產(chǎn)生威脅。因此，對農(nóng)作物重金屬污染的治理就顯得尤為重要，找到具有可行性的農(nóng)作物重金屬污染防治對策有著非比尋常的現(xiàn)實意義。

3.1 生物治理

利用生物技術(shù)治理農(nóng)作物重金屬污染問題已經(jīng)被證明是可行的措施。重金屬污染生物治理措施主要分為動物治理、微生物治理和植物治理，目前最具實踐意義的是植物治理。植物治理是通過將具有重金屬污染治理效果的植物種植于受到重金屬污染的土壤中，利用該植物對重金屬元素的富集作用，將土壤中的重金屬元素吸收，再通過收獲并處理，實現(xiàn)重金屬污染的治理效果。其基本原理主要有四個：一是植物的提取作用，通過特殊植物對重金屬的吸收能力凈化土壤中的重金屬元素；二是植物的揮發(fā)作用，通過植物造成的化學(xué)反應(yīng)使土壤中一些特定的重金屬元素轉(zhuǎn)化為氣態(tài)進(jìn)行揮發(fā)；三是植物的根系過濾作用，利用植物根孔通過水流降低土壤中的重金屬元素含量；四是植物的固定作用，通過生物無效態(tài)的原理，讓土壤中的重金屬向毒性較低甚至無毒的形態(tài)轉(zhuǎn)化。由此可見，想要通過植物治理農(nóng)作物的重金屬污染，找到超積累、耐重金屬的植物是重要的一環(huán)。目前根據(jù)長期實踐，已經(jīng)找到了很多可以用于重金屬污染治理的植物，例如一些柳屬的品種可以實現(xiàn)鎘污染的治理，紫夜花苕可以實現(xiàn)鋅污染的治理，酸模草可以實現(xiàn)對銅污染的治理等。

利用生物進(jìn)行農(nóng)作物重金屬污染的治理優(yōu)勢在于實施難度較低，實施成本較低，同時不會對自然環(huán)境造成的影響較少，但由于目前技術(shù)水平限制，仍然存在很多缺點。一方面，超積累植物一般都存在植株矮小的問題，生物量低，生長周期長，導(dǎo)致治理效率低下；另一方面，目前耐重金屬的植物品種仍然很少，對于重污染土壤的治理力不從心。另外，通過植物進(jìn)行農(nóng)作物重金屬污染的治理，重金屬元素大部分集中在植物根部，很容易重返土壤。但雖然重金屬污染生物治理存在很多問題，但依舊是治理農(nóng)作物重金屬污染的重要研究方向，未來可期。

3.2 土壤改良劑

一些土壤改良劑可以改變土壤的理化結(jié)構(gòu)，使農(nóng)田中的重金屬出現(xiàn)氧化、還原、沉淀、吸附等效果，從而實現(xiàn)降低重金屬的生物有效性的目的，從而起到治理農(nóng)作物重金屬污染的作用。以硝石灰為例，通過施用硝石灰，可以對土壤的酸堿值進(jìn)行調(diào)整，從而降低重金屬的毒性。根據(jù)實踐可知，每公頃農(nóng)田施用0.75t硝石灰，可以降低15%土壤中有害重金屬的毒性。另外，將旱田改為水田，可以降低土壤的氧化還原電位，讓重金屬離子還原，從而降低重金屬的毒性。針對重金屬重污染土壤，則必須采用土壤深翻，施用抑制劑等方式進(jìn)行治理。

3.3 調(diào)整污染區(qū)作物結(jié)構(gòu)

我國農(nóng)作物的種類十分豐富，不同品種之間重金屬的富集效果也存在差異。根據(jù)這一特點，在污染區(qū)選擇富集效果更低的農(nóng)作物進(jìn)行種植，可以有效降低農(nóng)作物中的重金屬含量。根據(jù)實驗可知，在同樣的重金屬污染狀況下，種植富集效果較低的農(nóng)作物和種植普通農(nóng)作物相比，農(nóng)作物產(chǎn)品中的重金屬含量顯著降低，可以達(dá)到較好的阻隔重金屬元素通過食物鏈進(jìn)入人體，農(nóng)作物的產(chǎn)量和品質(zhì)也有所提升。因此，調(diào)整污染區(qū)的作物結(jié)構(gòu)，也是應(yīng)對農(nóng)作物重金屬污染的關(guān)鍵對策。

3.4 控制污泥和城市垃圾堆肥現(xiàn)象

首先要做到減少污泥和城市垃圾堆肥現(xiàn)象，為此可以施用有機(jī)肥代替污泥和城市垃圾堆肥。特別是針對已經(jīng)收到重金屬污染的土壤，無法在短時間內(nèi)進(jìn)行治理，施用有機(jī)肥可以有效促進(jìn)土壤對重金屬的吸收，實現(xiàn)減少農(nóng)作物對重金屬成分的富集作用。

4 結(jié)語

想要真正實現(xiàn)對農(nóng)作物重金屬污染的防治，要通過立法和國家引導(dǎo)真正落實農(nóng)業(yè)環(huán)境的保護(hù)，嚴(yán)格根據(jù)法律法規(guī)進(jìn)行治理，控制好污染源。同時，要建立農(nóng)田重金屬預(yù)防機(jī)制，通過相關(guān)部門的相互協(xié)作，一旦農(nóng)作物出現(xiàn)重金屬含量超標(biāo)問題，及時進(jìn)行問題成因分析，第一時間進(jìn)行治理。同時，對于重金屬污染的防治技術(shù)研究要加大投入，不斷提高技術(shù)水平，提升我國農(nóng)作物重金屬污染治理能力。