重金屬污染土壤的治理

湖南省微生物研究院 周宇 胡丹

萬物生于土，好土產(chǎn)好糧。糧食重金屬超標(biāo)不僅影響糧食產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展，而且對確保國家糧食安全提出嚴(yán)峻挑戰(zhàn)。土壤重金屬污染是導(dǎo)致糧食重金屬超標(biāo)的關(guān)鍵因子，只有從源頭上治理土壤重金屬污染，才能從根本上有效解決糧食重金屬超標(biāo)問題。筆者總結(jié)了以下6條治理措施，以供參考。

1.物理技術(shù)通過工程治理解決重金屬污染問題，主要有排土、換土、去表土、客土和深耕翻土等措施。常見的是換土法，即將一定量的干凈客土和污土按比例混合，從而將土壤耕作層的重金屬濃度降低，達(dá)到快速修復(fù)受損土壤的目的。此方法效果明顯，但需投入大量人力、物力、財(cái)力，成本較高，耗時(shí)較長，不宜大面積推廣。

2.生物治理技術(shù)利用植物、動物、微生物的特性，對土壤中的重金屬進(jìn)行降解、改良、抑制、吸收，降低重金屬的污染。目前，國內(nèi)外已經(jīng)發(fā)現(xiàn)的重金屬超積累植物有500種左右。在湘潭市對鎘污染酸性紅壤治理修復(fù)的結(jié)果表明，種植伴礦景天每季可以從每公頃土壤中帶走鎘169～353克，經(jīng)過兩季修復(fù)，土壤耕作層（0～15厘米）中鎘含量由0.64毫克/千克降到了0.22毫克/千克。芽孢桿菌對鎘的富集可以達(dá)到其生物量的22.3%，對鉛的富集則高達(dá)60%以上。生物治理技術(shù)因其成本低、污染小，且在凈化土壤的同時(shí)美化環(huán)境，越來越受到重視。

3.化學(xué)鈍化治理技術(shù)針對不同重金屬的化學(xué)特性，選用相適宜的化學(xué)鈍化劑，控制土壤中難以遷移的污染物質(zhì)活性，使重金屬由活性較強(qiáng)的狀態(tài)轉(zhuǎn)化為相對穩(wěn)定的狀態(tài)，從而減少土壤和植物對重金屬的吸收。目前固化藥劑主要有堿性藥劑、磷酸鹽類、黏土礦物類、生物炭等。研究表明，使用磷酸、磷酸鹽巖和磷酸二氫鈣組成的復(fù)合磷酸，可將受污染土壤中60 的鉛轉(zhuǎn)變?yōu)闅堅(jiān)鼞B(tài)，同時(shí)將具有侵出毒性的鉛含量降低91%。但大量施用鈍化劑帶入的二次污染和對土壤性質(zhì)的長期影響尚不明確，鈍化后的重金屬也存在再次釋放的風(fēng)險(xiǎn)，應(yīng)該持續(xù)監(jiān)測。

4.農(nóng)業(yè)生態(tài)調(diào)控技術(shù)通過農(nóng)藝措施，如科學(xué)管理水分、施用功能性肥料、改良耕作制度、改進(jìn)農(nóng)藥使用方式、調(diào)節(jié)土壤理化性質(zhì)等措施，增強(qiáng)氧化還原效能，降低重金屬遷移，治理重金屬污染。實(shí)驗(yàn)表明，葉面噴施硅肥可有效抑制鎘從葉面向籽粒的運(yùn)輸，施用銨態(tài)氮可以降低根際土壤pH，促進(jìn)土壤鎘的溶解。生態(tài)調(diào)控治理操作簡便，成本相對較低，對土壤物理性狀破壞小，但對中重度重金屬污染農(nóng)田修復(fù)效果有限。

5.安全利用技術(shù)主要有替代種植和選育推廣低鎘品種，變對抗性種植為適應(yīng)性種植。①替代種植。主要是在不適宜種植食用農(nóng)作物的重金屬污染區(qū)，通過施加土壤改良劑，種植非食用農(nóng)作物，實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)調(diào)整和農(nóng)民增收、農(nóng)業(yè)增效相統(tǒng)一。桑樹對土壤重金屬有較強(qiáng)的耐性，在污染土壤上實(shí)施“桑樹—養(yǎng)蠶—絲織品”的綜合開發(fā)模式，重金屬污染風(fēng)險(xiǎn)不僅遠(yuǎn)低于水稻種植，而且經(jīng)濟(jì)效益增加5倍以上。②選育推廣低鎘品種。針對現(xiàn)有低鎘水稻品種及技術(shù)改良升級，進(jìn)一步培育鎘低積累、抗病蟲、優(yōu)質(zhì)的水稻新品種，培育適合鎘污染土壤種植，稻米鎘含量符合《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn) 食品中污染物限量》（GB 2762—2022），食味品質(zhì)佳，且產(chǎn)量達(dá)到主推品種水平的低鎘優(yōu)質(zhì)雜交秈稻新品種，從根本上解決鎘污染田塊稻米鎘超標(biāo)問題。

6.聯(lián)合治理修復(fù)技術(shù)重金屬污染土壤中，污染物成分多樣，污染組合類型復(fù)雜，而且不同區(qū)域的污染類型、污染程度及土壤性狀都不盡相同。單一的治理修復(fù)措施難以達(dá)到預(yù)期目標(biāo)，聯(lián)合治理修復(fù)模式成為必然選擇。聯(lián)合治理修復(fù)技術(shù)不僅可以實(shí)現(xiàn)對多種污染物復(fù)合、混合污染土壤的修復(fù)，還可以提高重金屬污染土壤的修復(fù)效率，實(shí)現(xiàn)治理修復(fù)的效益最大化。聯(lián)合治理修復(fù)技術(shù)包括物理-化學(xué)治理聯(lián)合修復(fù)、化學(xué)-生物聯(lián)合治理修復(fù)、動物-植物聯(lián)合治理修復(fù)技術(shù)、微生物-動物-植物聯(lián)合治理修復(fù)等，要根據(jù)不同污染類型組合、程度，選用最適宜的治理修復(fù)模式。