土壤農藥污染的危害及修復技術

邢獻予

（遼寧生態工程職業學院 遼寧 沈陽 110101）

我國是農業大國，也是農藥生產使用大國。農藥的使用可以減少病蟲害的發生，大幅提高作物產量及品質。但是，農藥在使用過程中，僅有10%～20%的農藥吸附在作物上，其余的農藥漂浮在空氣中，最終會隨著大氣降水進入土壤，對土壤造成嚴重的污染，已成為當下亟待解決的問題。因此，探討土壤農藥污染的危害及修復技術十分必要。

1 土壤農藥污染的危害

1.1 對生態環境的影響。在農業生產中過量使用農藥會破壞生態環境。在農藥使用過程中，80%～90%的農藥都進入了土壤中，這就使土壤受到的農藥污染最為嚴重。土壤中殘留的農藥會改變土壤的物理化學性質，造成土壤酸化，使土壤中的養分含量不均勻。此外，長期過度使用農藥還會使土壤中堆積大量重金屬，造成難以修復的重金屬污染。土壤中的污染物還會通過揮發、擴散、遷移等途徑進入大氣、水體和生物體中。因此，土壤的農藥污染還會引起大氣污染、水污染等環境問題，并影響土壤中動植物的生存。

1.2 對農作物的影響。農用土地的主要用途是生產農作物，而土壤中的農藥殘留會通過作物的根系轉移到作物體內，使作物中農產品殘留量增大甚至超標，嚴重影響農產品質量。

1.3 對人體健康的影響。土壤中的污染物會被農作物吸收，并通過食物鏈的作用危害人體健康。此外，土壤中的污染物還會通過水、大氣等方式，對人體健康造成直接或間接的危害。

2 土壤農藥污染的修復技術

2.1 物理修復技術。常見的土壤物理修復技術有土壤熱脫附技術、土壤氣相抽提技術、電動修復技術、固化穩定化技術等。

2.1.1 土壤熱脫附技術。土壤熱脫附技術是通過加熱將土壤中的水分和有機污染物分離出來。根據運行溫度的不同，可以將該技術劃分為低溫熱脫附技術和高溫熱脫附技術，其中低溫熱脫附技術的運行溫度為90℃～320℃，高溫熱脫附技術的溫度為320℃～560℃。在應用中，根據污染物種類、待修復土壤特點以及修復目標的不同，選擇不同的溫度和時間。

2.1.2 電動修復技術。電動修復技術是一種基于物理原理的電化學修復方法，是將電極插入受污染土壤中，污染物在電場作用下到達電極區，再通過電沉積、離子交換萃取等方式去除，從而達到修復污染土壤的目的。陽極電極材料可以選用石墨、金、銀、鉑、鈦合金等惰性材質，陰極材料可以使用石墨、普通金屬電極等材質。電動修復具有操作簡單，修復周期短，去除效率高的特點，對土壤結構、地表植被、地面景觀的破壞較小。

2.1.3 固化穩定化技術。固化穩定化技術是將污染土壤與黏結劑或固化劑混合，使污染物物理封存或發生化學反應形成固體沉淀物，改變其在土壤中的存在形態，進而降低污染物的危害。固化穩定化技術可以原位修復，也可以進行異位修復。常用的固化穩定劑有石灰、生石灰、磷酸鹽、磷礦石、粉煤、爐渣灰等。固化穩定化技術操作簡單，費用相對較低，但并不會減少土壤中的污染物，只是降低了污染物對環境的有效性，若環境條件改變，被固定的污染物可能會重新釋放出來，對環境造成危害。

2.2 化學修復技術。化學修復技術主要包括化學氧化技術、土壤淋洗技術、溶劑萃取技術等。

2.2.1 化學氧化技術。化學氧化技術是通過向土壤中添加氧化劑，使土壤中污染物分解成無毒或低毒物質的方法。常用的氧化劑有臭氧、芬頓試劑、高錳酸鹽、過硫酸鹽等。化學氧化技術在滲透性較好的土壤中修復效果更好，能夠實現污染物的快速分解、降解，同時比較方便操作和監測，但在應用時要注意防止二次污染的產生。

2.2.2 土壤淋洗技術。土壤淋洗技術是一種向土壤中施加化學或生物化學溶劑，經過溶解、螯合等過程促進污染物的遷移，最后將包含污染物的淋溶液提取、處理的技術。土壤淋洗技術可根據是否改變待處理土壤的位置分為原位淋洗技術和異位淋洗技術。土壤原位淋洗技術不需要對污染土壤進行挖掘、移動、運送等處理，直接在污染土壤中注入淋洗劑，再使用抽提等方式將含有污染物的淋洗劑抽出，并按期處置污染物即可。而土壤異位淋洗技術則需要將污染土壤挖出，進行預處理，再用淋洗液清洗并處理廢液，最后將土壤回填。因此，土壤異位淋洗技術的效果更好、更易進行廢液處理，但是修復費用較高。整體來看，無論是原位處理還是異位處理，土壤淋洗技術都存在一些弊端，如淋洗劑去除污染物效率較低，回收利用效率也較低，同時處理的成本較高，容易造成二次污染。

2.2.3 溶劑萃取技術。溶劑萃取技術是一種利用溶劑將土壤中的有機污染物萃取并去除的技術。溶劑萃取技術是一種異位修復技術，首先需要將待處理土壤挖掘出來并去除石塊、植物根系等雜質，再將土壤放入密封性好的萃取容器中，待污染物萃取出來后，對污染物進行回收利用或無害化處理。溶劑萃取技術是一項可持續的修復技術，使用的溶劑可以重復利用，萃取過程中也不會破壞污染物的結構，污染物也可以得到最大化的利用。但使用的溶劑若殘留土壤中，可能會對人類和環境產生危害，帶來二次污染。

2.3 生物修復技術。生物修復技術是指一切利用生物為主體的環境污染治理技術，包括植物修復、動物修復、微生物修復，其中植物修復與微生物修復最為常見。

2.3.1 植物修復技術。植物修復技術是利用植物的忍耐性和超富集性，轉移、容納或轉化污染物，使其對環境無害的土壤修復技術。污染土壤植物修復技術的修復機制，主要可以分為植物揮發、植物穩定和植物提取。植物修復技術對環境的擾動小、修復成本低、不會造成二次污染，但是也存在一定的缺點，如植物受生長條件限制、修復周期長、后期處理復雜等。近些年植物修復技術發展迅速，學者們篩選了大量有修復能力的植物品種。

2.3.2 微生物修復技術。微生物修復技術是指通過微生物的作用清除受污染土壤中的污染物，或使其無害化的過程。微生物修復技術是一種環境友好、技能要求較低的綠色修復技術，與傳統修復技術相比具有成本低、方法簡單等特點。微生物修復技術雖然操作比較簡單，但是也要注意微生物種類的選擇，盡量選擇不產生二次污染的高效菌種。此外，還需要考慮溫度、濕度等環境條件是否適合微生物的生長。

2.4 聯合修復技術。物理化學修復技術雖然具有修復周期短、見效快的優點，但是容易造成二次污染，且修復成本相對較高。而生物修復雖然成本低、操作簡單、不易產生二次污染，但是見效慢。因此，對于受農藥污染的土壤，單一的修復技術很難達到預期效果，采用聯合修復可發揮各項技術的優勢，提高修復效果。

2.4.1 植物—微生物聯合修復技術。植物的分泌物和酶對微生物的生命活動有利，同時微生物可以通過降解有機物等過程為植物的生長提供營養。因此，植物—微生物聯合修復技術相比單一的植物修復或微生物修復效率更高，對土壤環境的擾動較小，適合大規模修復。

2.4.2 電動修復—植物/微生物聯合修復技術。電動修復技術可以與植物修復技術或微生物修復技術聯合使用。在采用電動修復技術將污染物富集和提取后。利用植物或微生物對土壤中殘留的污染物進行處理，可以有效降低污染物的濃度及毒性。這種聯合修復的方式與單一的修復技術相比，既可以有效提高修復效率，又可以最大程度減少土壤中污染物的殘留。

2.4.3 化學氧化—固化穩定化聯合修復技術。化學氧化技術與固化穩定化技術聯合也可以提高修復效果。先采用化學氧化技術使污染物發生氧化還原反應，降低污染物的毒性，再使用固化劑等物質降低污染物的遷移性，避免逆反應的發生，以此保障修復效果。