礦區周邊農田重金屬污染阻控與修復措施研究進展

關鍵詞礦區；重金屬；污染；農田；阻控;土壤修復中圖分類號X53文獻標識碼A文章編號 0517-6611（2025）13-0001-06doi：10.3969/j.issn.0517-6611.2025.13.001

開放科學（資源服務）標識碼（OSID）：

Research Progress on Control and Remediation Measures for Heavy Metal Polution in Farmland Around Mining Areas LIUChao2，HUJun-ming1，WEIXiang-huaetal（1.CegeofAgriculture，GuangxiUniversityNaning，Guangxi530;Ai cultural ResourceandEnvironmentResearchInstitute，GuangxiAcademyof AgriculturalSciences，Nanning，Guangxi50007）

AbstractBasedoelevantreseachliteratureandpracticalworkathomeadabroad，tisudyanalydtheurentsitatioofayet al polutionintefarlandaroundminingareascausedbyningandingactivitis，andexploredthesoucs，haracteristis，and risks，aswellsviotaltsuchigatidasfoafaalsiddondt measures.TheresultsshowthattheheavymetalpolutioninthefarmlandaroundminingareasinChinaisserious，withmanyover-standard pointsandsevereologicalss.Teolnainlyomefrotailingseathing，ningwastewaterndmohriceposioHay metalompositendsperipodloisdespdinaddgreofladtosaf tionsource.Itpossaigsktotesoileviroment，ropsfetyndhumanalthemigrationandtransforationofavalsin farmlandreeasileedyuplctorssuhasprecipiationgan，soilysicalndhmialpropeis，ndsilsm. Physical，chemical，ndologicalotroemedationmethodsanbesedtoreattheeavetalpltiointfmlandodiing areas.Theheavetalpiointefarlandroudmngareasishghlyocealedandatent.aditioaltreamentmethodsad sessmentmonitoringmethodsnedtobeiovatedByombinggeochmcalandemotessingthnologies，theayetalolin thesoilofmgasnecatelyerdndsatialdstrutioracteistofaealtetinilfga canbeclearlydestdStreggtseahoytologsforltiootroattldale，ilecklutigfp tionsouresdoalois，ndpresielylincalcaldlgalhlgies，nliely curb the spread of heavy metal pollution and promote in-depth governance.

Key wordsMining area; Heavy metal;Pollution;Farmland; Resistance control;Soil remediation

礦產是現代人類社會生存發展的重要物質基礎[1-3]。但隨著工礦企業的快速發展，在礦產資源開采、運輸和選冶過程中會產生大量含多種重金屬元素的廢棄物，一旦處理不當，其中的重金屬元素易隨尾礦風化、采礦廢水排放及大氣沉降等途徑擴散至周邊大氣、水和土壤環境中，對區域生態環境產生一定的重金屬污染，極易造成礦區周邊農田土壤重金屬含量超標，形成潛在的污染源，嚴重威脅農產品質量安全，更使得礦區周邊農田重金屬污染和管控問題亟待解決[4]。重金屬污染易引起土壤結構和功能障礙性變化，降低土壤微生物活性、破壞土壤生態環境，抑制植物根系的生長和光合作用，致使農作物減產減質甚至死亡，對農田生態系統的穩定造成難以逆轉的直接影響[5]；同時，由于土壤中的重金屬污染具有隱蔽性、持久性、不可降解性等特點，易通過食物鏈進人人體，導致人體有毒重金屬攝入過量，誘發多種疾病，嚴重危害人體健康，如Cd中毒可引起人體肺纖維化、腎臟病變、急性肺炎和肺水腫， Pb 中毒可嚴重損害人體神經、心血管、生殖和免疫等多個系統。

礦業是我國糧食主產區耕地土壤重金屬主要污染源之一，持續礦業開采會引發周邊農田 Cd，As，Pb，Hg，Ni 和Cr等重金屬污染，并威脅農產品質量安全[7-10]。礦區周邊農田重金屬污染阻控技術是保障耕地健康的重要手段。我國是人口大國，人多地少，人均耕地資源較為短缺，加之耕地質量下降、退化嚴重以及后備不足，可開發利用的后備耕地資源極其有限[\"]，實施礦區周邊重金屬污染農田治理修復工作，可有效解決污染耕地拋荒問題，同時對保護并利用好礦區農田王壤、保障我國糧食安全尤為重要。該研究基于國內外相關研究及工作實踐，重點分析采礦、冶煉、運輸等活動對礦區周邊農田重金屬污染現狀，剖析礦區周邊農田重金屬污染來源、特征和風險，探討礦區周邊農田重金屬污染的遷移、轉運等環境效應及阻控措施，為遏制礦區重金屬污染的擴散和周邊重金屬污染農田的治理提供參考依據

1礦區周邊農田重金屬污染現狀

在礦產資源開發造成的各種土壤環境污染中，重金屬污染具有隱蔽性、持久性及滯后性等特點，對土壤環境、糧食安全和人體健康產生嚴重威脅，已成為公眾關注的焦點領域[12]。2014年，環境保護部和國土資源部發布的《全國土壤污染調查狀況公報》顯示，在調查的70個礦區共1672個土壤位點中，重金屬超標點位占 33.4% ，主要污染物有Cd、Pb和As等，有色金屬礦區周邊土壤 Cd，As，Pb 等重金屬污染較為嚴重。我國南方地區礦區周邊農田重金屬污染尤為嚴重，超標點位較多且生態風險嚴峻[13]。廣西的西北部、中北部和中西部等地區的礦區周邊 Pb，Cd，As，Cr 和 Hg 等有毒重金屬含量超標嚴重，周邊農田土壤及糧食、蔬菜和水果等農作物重金屬復合污染態勢嚴峻[14]。此外，云南、貴州、湖南等省份有色金屬產業發達，其大量金屬礦區周邊土壤因受長期行業生產污染，Cd、As 污染最為嚴重[15]

同時，礦區周邊重金屬污染農田種植的食用農作物易存在重金屬超標風險，威脅人體健康；云南某錫礦區周邊菜地土壤和蔬菜食用部位的有毒重金屬污染嚴重，As污染尤為突出[16]；重慶市東南部某汞礦區周邊種植的水稻和玉米中Cd含量超過食品安全國家標準閾值[1；南京市棲霞山某鉛鋅礦地區周邊菜園土壤中 和 Z_n 等重金屬污染嚴重，存在較高的非致癌風險和致癌風險[18]；東北某銅礦區周邊小麥、大豆和蕓豆中Ni和 Z_n 超標，人體長期食用易引發疾病[19]

2礦區周邊農田重金屬污染源

2.1尾礦風化尾礦是非煤礦業企業選礦過程中排放的固體廢棄物[20]，礦山尾礦是礦區重金屬污染的主要來源之二[21]。尾礦中含有大量重金屬元素，暴露于空氣中易發生風化作用，釋放的重金屬元素可通過土壤孔隙下滲至底墊土壤，或通過地表徑流、地下水進入周圍土壤環境，引發礦區周邊乃至更大區域的土壤重金屬污染[22]。研究顯示，銅鐵礦尾礦庫周圍土壤中 Cu，Pb，Zn，Cd 等重金屬含量顯著超標、潛在風險污染指數偏高，生態風險極高[23-24]。尾礦不僅占用大量土地資源、堆存成本高，還給周邊生態環境帶來了嚴重危害[25]。針對尾礦風化導致的農田重金屬污染，需加強尾礦庫污染監測、治理[26]，制定和落實尾礦安全處理的相關政策；同時鼓勵和支持社會資金參與尾礦資源利用，通過提升尾礦資源化利用技術、設備和工藝，實現尾礦綜合利用與“變廢為寶”[27]。目前，尾礦綜合利用手段包括尾礦再選回收、充填礦山采空區、生產建筑材料、用作土壤改良劑和微量元素肥料、復墾植被等[28]。此外，有色金屬尾礦中含有的碳酸鹽、硅酸鹽等礦物可作為制備中和劑與吸附劑的原料，將其合理開發并應用于采礦廢水處理，可達到“以廢治廢”的效果[29]

2.2礦區廢水礦區重金屬廢水主要來源于采礦廢水、選礦廢水和冶金廢水等，其中采礦廢水占比相對較大，對周邊生態環境的影響較大[30]。由于認識不足、技術落后等原因，礦區廢水常在未達標的情況下排放進人地表和地下水系，進入地表水體的大量重金屬因難以降解而聚集沉積于水體底部，通過地面漫流、垂直入滲進入周圍土壤，易造成礦區周邊農田重金屬污染[31]。為達到保護周邊農田、降低重金屬污染目的，除了可對礦區廢水進行重復利用外，更重要的是要對其進行無害化處理以達到排放標準。礦區廢水處理常用方法包括離子交換法、沉淀法、電解法、吸附法等[32]，吸附法成本較低、操作簡便，適用范圍最廣。研究發現，以三價鐵化合物為原料、采用水熱法一步合成的羥基氧化鐵，在較低pH下仍具有較高的重金屬吸附容量，對吸附、分離礦區廢水中的重金屬效果顯著[33]。此外，人工濕地系統也能有效處理礦區重金屬廢水，陽承勝等[34研究表明，寬葉香蒲人工濕地生態系統能凈化鉛/鋅礦廢水， Pb、Zn、Cu 和Cd等重金屬的去除率超過 90% 。

2.3大氣沉降礦區開采會產生大量含重金屬粉塵，嚴重污染大氣[35]。在礦石開采、加工及堆放過程中，粉塵容易通過自然沉降、風吹和降水等途徑遷移到礦區周邊農田，使農田土壤中重金屬含量超標。距離礦區較遠的地區，大氣中漂浮的重金屬粉塵會在干濕降落的影響下沉降在地表土壤，通過食物鏈和化學鏈等進入生物體，威脅礦區周圍居民的身體健康?？諝庵械慕饘倭蚧锓蹓m被氧化后釋放的酸性物質會使土壤酸化， pH 的降低造成土壤中部分重金屬離子活化，提高其生物有效性，更易被農作物吸收、在食物鏈中遷移。濕式收塵是在采礦作業中通過壓降吸附含大量粉塵的空氣，通過離心力及水與粉塵氣體混合的雙重作用除塵，可極大程度削減采礦粉塵的產生、減少其擴散[36]。云霧抑塵技術對采礦產生的細微顆粒防治效果較好，其通過霧化產生顆粒細密的超細干霧，增大與粉塵接觸面積，水霧與粉塵互相碰撞凝聚、逐漸增重至自然沉降。此外，化學品過量投入的集約化農業生產及高強度的人類農業生產擾動也是礦區周邊農田重金屬潛在污染源，如施用過量的過磷酸鈣等化肥會降低土壤pH，增強部分有毒重金屬遷移活性和生物有效性，使重金屬更易在土壤-農作物-人體傳遞，加大重金屬污染對人體健康帶來的危害。

3礦區周邊農田重金屬污染特征

3.1重金屬污染程度與污染源距離相關礦區周邊農田重金屬污染程度因礦區類型、地理位置、氣候特點、農田類型及耕作制度等有所差異，但普遍呈現出“礦區中心、尾礦堆和礦渣堆附近農田污染程度相對較高，向外輻射區域污染程度逐漸降低”的特征。黔北某錳礦區中，未處置礦渣堆周邊農田Cd含量普遍較高，受中度或重度Cd污染，已處置礦渣堆、無礦渣堆周邊農田Cd含量相對較低[37]。雨水沖刷會導致礦山重金屬通過滲濾液沿地形優勢通道遷移，在地表徑流流速較緩的區域（如水庫、湖泊或其他低洼水域）大量累積，再通過農業灌溉等途徑遷移到農田中。故礦區周邊農田重金屬濃度高低與距離污染水源的遠近也有較大關系[38]。廣東典型多金屬硫化礦山大寶山周邊 As，Cu 和Fe等重金屬污染農田主要沿主渠分布，中度及重度污染區域集中于灌溉口附近，距離灌溉口越遠則農田中重金屬濃度相對越低[39]。

3.2重金屬污染范圍廣礦區中重金屬污染來源多、進入周圍環境的途徑多樣，導致礦區周邊農田重金屬污染范圍普遍較廣。采礦、冶煉和運輸等環節產生的重金屬通過大氣沉降、地表徑流和地下水等多種途徑遷移到周邊農田中，大氣中懸浮的重金屬粉塵易在風吹、降雨影響下飄落、沉降到距離污染源較遠的地區；廢水中的重金屬元素易隨水文系統蔓延至周邊大范圍區域，對水環境、農田生態環境構成嚴重威脅。具體表現為：北京某金礦區的開采區、尾礦庫及周邊河流下游 1.5km 范圍內的土壤，受到環境風險程度較高的重金屬污染[40];贛西某煤礦周邊環境中 Hg，As，Cu 和Pb 等有毒重金屬的遷移受地表徑流影響較大，在礦區范圍下游 1km 內富集普遍[41] 。

3.3重金屬污染呈復合疊加態礦區周邊重金屬污染農田大多不是單一重金屬元素的污染，而是存在多種重金屬元素同時疊加的復合污染[42]。礦石成分復雜、元素眾多，除了價值最大的主產物之外還有大量含重金屬元素的副產物，金屬礦產銅礦主要副產物銅渣和煙灰中含有較多的 Zn，Pb，As 等毒性顯著的重金屬元素，鐵礦和煤礦中也含有 Pb、Hg、Cd 和Cr等有毒重金屬，這些重金屬元素易和主要重金屬元素一起遷移到周圍環境，造成周圍環境的重金屬復合疊加污染[43]金礦區周邊農田土壤易受 Hg，Pb，Cd，Cu 和 Z_n 等重金屬復合污染，種植的蔬菜、谷物等農作物中也可能有多種重金屬元素累積，土壤環境及農作物重金屬復合污染效應嚴重[4]汞礦區周邊農田土壤中重金屬易在表層富集，尤其是土壤中Cd，Hg 和As含量容易超過土壤背景值，土壤重金屬復合污染問題同樣顯著[45]

4礦區周邊農田重金屬污染風險

4.1土壤生態風險土壤中存在大量的土壤動物和微生物，土壤是土壤生物生存的載體，同時土壤生物也可以有效調節土壤的活性成分[46]。土壤動物可以對土壤有機物質進行破碎和分解，加快形成土壤腐殖質、富集土攘養分和改善土壤透水透氣性等[47]；土壤微生物可以參與土壤有機物質的礦化和腐殖質化過程及養分循環，改善土壤酶活性，同時影響土壤的理化性質[48]。重金屬元素在土壤中難以降解，礦業活動易導致周邊農田土壤中的重金屬含量超出土壤負載容量，使重金屬在土壤中富集，威脅土壤動物生存繁衍、抑制土壤微生物活性，影響土壤生態結構平衡，長期積累不僅會改變農田土壤原有的理化性質、導致肥力下降，更易破壞土壤結構功能的穩定，進而加重污染

4.2作物安全風險當礦區產生的有毒重金屬元素在周邊農田土壤富集并達到一定濃度時，會嚴重影響農作物的光合作用、養分吸收和生長代謝，使農作物減產減質，嚴重時更會直接造成農作物死亡[49]。農作物吸收過量重金屬元素會使其體內產生毒害酶及代謝產物，影響正常生理代謝，對有益元素吸收利用能力大幅減弱，無法滿足生長發育的能量需要[50]。重金屬對農作物產生的具體負面影響與元素種類密切相關，土壤中的Ni易在農作物根部累積，直接影響其根部的生長發育及對養分的吸收，Ni轉運至葉片中還會導致葉片萎黃、葉面壞死[51]；As對農作物有毒害作用明顯，易致農作物根莖變短、質量減少，降低葉片光合作用效率[52]；Cd可使農作物葉片褪色、生長發育周期紊亂，并極易在其可食用部分如水稻籽粒中富集，使其超過國家食品安全標準閾值而無法食用[53]

4.3人體健康風險礦區中的有毒重金屬在農作物可食用部分富集后，易通過食物鏈進人人體，空氣中的重金屬也可從呼吸道和皮膚侵入人體，長此以往會在人體累積，嚴重威脅人體健康。重金屬元素進人人體后產生的毒性通常較為滯后，初期難以察覺、易累積，加大了人體健康風險。劇毒重金屬元素 Hg 進入人體會和人體呼吸道、消化道和皮膚黏膜等直接接觸，造成呼吸系統、消化系統和神經系統紊亂，甚至引發汞中毒，嚴重時會致人死亡[54]；Cd進入人體會經過生物放大、積累，對免疫系統、呼吸系統和泌尿系統等造成損害[55]；人體慢性 Pb 中毒會有頭痛頭暈、記憶力衰退、肌肉關節酸痛等癥狀，嚴重的急性Pb中毒更會引發嚴重的高血壓、貧血、肝病和腎病等。

5礦區周邊農田重金屬污染環境效應

5.1農田重金屬遷移轉化的物理效應農田土壤理化性質、氣候及重金屬自身性質是影響土壤重金屬遷移轉化的重要因素。土壤溶液是土壤水分及其所含溶質和懸浮物質的總稱[56]，其會影響土壤中重金屬的遷移轉化，在土壤溶液作用下，重金屬元素可發生水平遷移擴大污染面積，也會發生豎直遷移加深污染；Cd元素因與土壤吸附作用強，較少發生豎直遷移，普遍累積于土壤表層，而在降水、灌溉的影響下易隨水流動發生水平遷移，增加污染廣度。在重金屬物理遷移過程中，其會與土壤膠體、黏土礦物等發生吸附-解吸作用，共同造成土壤及其周邊環境重金屬污染[57]；例如，土壤膠體對 Hg 有較強的表面吸附和離子交換吸附作用[58]，使 Hg 易從土壤液相轉入固相。

5.2農田重金屬遷移轉化的化學效應重金屬在土壤中的存在形式不同，主要包括固相物質形態和液相物質形態[59]難溶電解質會使土壤固相和液相之間形成多相平衡的相對穩定的狀態，但當土壤溶液中的pH、Eh值等發生變化時，易打破平衡狀態，土壤重金屬元素會發生遷移以及形態上的轉化[60]。土壤中Cd化合物的形態組成依賴土壤有機碳含量和 pH ，這兩項數值在一定范圍內的提高會使土壤Cd由可交換態向更穩定的殘渣態轉化；土壤 ΔpH 處于1＼～8范圍內時，土壤對 Hg 的吸附量隨著 ΔpH 的增大而增加； H⁺ 可以將化合物中的Pb溶解，酸性土壤中可溶性Pb含量普遍較高。同時，土壤對重金屬的作用主要有絡合-合以及離子交換吸附，重金屬含量較低時絡合-合作用較為普遍，含量較高時以離子交換吸附作用為主，兩種作用共同決定土壤重金屬的遷移及形態轉化[61]

5.3農田重金屬遷移轉化的生物效應土壤和其中的動植物、微生物共同構成了一個較為完整的生態體系[62]，土壤中的重金屬元素會在生物作用下發生遷移及形態上的轉化。土壤生物可通過對有效態重金屬進行吸收固定和改變重金屬元素的化學形態使重金屬發生遷移轉化，土壤中的As在厭氧條件下可經特殊微生物的甲基化過程轉化為二甲基砷，Hg 會在厭氧細菌的作用下由無機汞化合物轉化為遷移能力更強的甲基汞和二甲基汞。因為土壤生態系統較為龐大和復雜，不同土壤生物對各種重金屬元素的影響程度也存在很大差異，所以目前研究其對土壤重金屬產生的遷移轉化規律也相對困難[63] 。

6礦區周邊農田重金屬污染阻控

6.1重金屬污染物理阻控礦區周邊農田重金屬污染阻控技術的原理主要是將重金屬元素隔離或使重金屬在土壤中形成穩定的結合態，降低其在土壤生態系統中活效態含量，抑制重金屬在農田和作物當中的遷移轉化，達到降低重金屬在農田中擴散和釋放的目的[64]。通過建設阻隔墻、覆蓋系統等原位阻隔農田重金屬污染物在地表和地下的遷移，對礦區周邊不同地質、氣候和生產條件農田中較為復雜的重金屬復合疊加污染具有較強的適應性，效率高、成本低，適合用于面積較大的礦區周邊農田中重金屬污染的阻控，但對農業生產有一定的限制[65]。此外，通過向重金屬污染土壤中加入固化劑的物理固化，固化劑與重金屬元素會發生沉淀、吸附和絡合等作用，改變重金屬元素的形態，降低土壤中的生物有效性和遷移性，從而降低農田重金屬污染的擴散風險以及對農作物的毒害風險，一般適用于礦區周邊重金屬輕度污染農田[66]

6.2重金屬污染化學阻控通過添加鈍化材料與農田中的重金屬發生氧化、還原、吸附與沉淀等化學反應，改變重金屬形態，將重金屬鈍化，降低其流動性，進而達到一定阻控效果。化學阻控使用簡單、鈍化效率高、成本較低，在礦區周邊農田重金屬污染治理中得到了廣泛的研究和應用?；瘜W阻控手段中鈍化劑的選擇尤為關鍵，鈍化劑主要有各類含磷物質、黏土礦物、氧化物等[67-68]。生物炭是礦區周邊重金屬污染農田阻控研究及應用中的熱點，近年來，一些改性生物質炭基材料、磷酸鉀改性生物炭等新型大容量吸附材料對礦區Cd，Pb 復合污染土壤具有很好的鈍化效果，可使土壤中穩定性較高的殘渣態 含量顯著提高[69]

6.3重金屬污染生物阻控生物阻控手段主要包括植物阻控法和微生物阻控法。植物阻控法一般是利用特殊植物來吸附、固定土壤中的重金屬元素，特殊植物的根系分泌物和根部積累作用可以抑制重金屬元素在莖、葉和可食用部分累積，降低其在“農田土壤-農作物-人體”中的傳遞效率，從而減少人體健康風險[70]，適用于礦區周邊重金屬污染程度較輕的農田，可實現“邊生產邊修復”。微生物阻控法是利用部分特殊微生物可以抵抗重金屬的毒性或自身能解毒的功能，通過吸附重金屬離子或通過代謝活動，使重金屬離子發生氧化還原反應，改變賦存形態，從而降低其生物活性、遷移性，針對礦區周邊農田重金屬污染區，篩選適生土著微生物菌資源應用于重金屬的阻控，是未來礦區周邊農田重金屬污染高效生態治理重要的發展趨勢之一。此外，在對污染農田采取各種阻控技術的同時，可在農業生產過程中因地制宜調整耕作管理制度，調節農田生態環境狀況，減輕重金屬污染危害，具體措施包括控制土壤水分、合理施用肥料農藥、種植綠肥、調整作物種類等。部分重金屬生物活性和土壤氧化還原狀況密切相關，研究表明，在Cd污染水田中，采取全生育期淹水管理的水稻籽粒Cd含量較采取干濕交替、排水烤田的常規水分管理顯著降低[71]

7礦區周邊農田重金屬污染修復治理缺陷

7.1環境風險評價方法較為單一礦區周邊重金屬污染是一個動態、復雜的過程，礦業生產活動產生的重金屬進入周圍環境中的途徑多樣，污染范圍包括大氣、水和土壤等多個環境，若僅依靠傳統采樣及分析模式，難以全方位掌握礦區周邊農田重金屬污染特征，無法獲取重金屬污染廣度和深度的全局性、關鍵性信息。礦區周邊重金屬污染評價的研究主要圍繞礦區重金屬的含量、來源、富集及運轉能力等特征，利用模型推測礦區尾礦在淋溶條件下可能溶出的重金屬含量，通過各種評價指標結合參考標準對重金屬污染等級進行評估。目前，對礦區重金屬環境的評價大多是針對周圍土壤環境、水環境和大氣環境等單方面進行，將農田整體生態環境作為一個整體進行評估的方法相對較少，而面對礦區周邊的復雜環境，傳統單一重金屬治理的場地污染環境調查方法、相關風險篩選和管制值的概念模型、農田土壤重金屬安全有效性閾值標準治理體系等都難以適應礦區周邊重金屬復合污染農田修復治理的要求。每種定量與定性指標都有其優點與局限性，在進行風險評估時，應盡可能將多種指標結合，做到全面、科學地評估，以全面探究重金屬在農田整體生態環境中的污染程度、遷移情況及對農作物的危害。

7.2修復治理體系有待完善礦區周邊農田重金屬污染形勢嚴峻，引發的生態環境、農產品安全和人體健康等問題較為突出。盡管局部地區在重金屬污染治理試驗示范應用研究中取得了較為理想的治理和修復效果，且在落地應用中取得一定進展，但目前多數試驗示范因規模有限、穩定性不夠、配套資金不足、經濟效益不佳，且試驗示范地點未選擇礦山周邊農田污染范圍廣、程度深的典型區域，不具備在礦區周邊農田重金屬治理中的廣適性，最終未能大面積應用落地、形成產業化發展，難以有效遏制礦區周邊農田重金屬污染日趨嚴峻的態勢。重金屬污染修復治理技術的基礎研究也較為薄弱，與應用技術研究的銜接不足，修復治理的技術力量和產品競爭水平有限，尚未形成完善的礦區周邊農田重金屬污染治理體系。此外，農田污染防治機制還不夠健全，農田污染的監控管理體系、污染治理機構建設、污染治理資金來源和投人機制等尚不完善，易導致農田污染事件發現滯后、治理力量薄弱和治理資金短缺等問題，使得農田污染問題解決速度慢、效率低，加劇礦區周邊農田重金屬污染問題的嚴峻性[72]

7.3修復治理技術有待創新礦區周邊農田土壤重金屬污染具有污染程度高、影響范圍廣和元素種類多等特點，不同礦區周邊地形地貌不一、土壤性質多樣及耕作制度不同，污染環境復雜。而在其修復治理研究中的學科交叉性較弱，缺乏跨學科、部門和行業之間的聯動，現有的修復治理技術創新性不足、精準程度不夠、應用成本偏高，難以適應礦區周邊復雜的重金屬污染土壤環境。如電動修復法、熱處理法等物理治理技術成本高昂，不適用于影響范圍較廣、程度較深的礦區周邊重金屬污染農田治理;單一的化學修復技術可能會破壞土壤理化性質、帶來二次污染；復合污染研究對于客觀揭示環境中重金屬的行為具有重要意義[73]，植物修復成本低、易操作，但單一的植物對重金屬復合污染嚴重的礦區周邊農田的治理效果不佳，修復應用的超富集植物中的重金屬也可能通過落葉腐爛重返土壤。因此，在礦區周邊農田王壤重金屬污治理技術的研究中，因地制宜結合物理、化學和生物等治理技術，開發適用于其污染特點的治理效果佳、穩定性好、環境友好程度高以及成本適宜的綜合治理技術是今后的趨勢和重點。

8礦區周邊農田重金屬污染修復治理措施

8.1采用科學精準的重金屬污染評估方法精準的重金屬污染評價方法是開展修復治理工作的前提。重金屬反演通過重金屬吸附物與不同重金屬之間的內部相關性，基于重金屬吸附物的光譜特征，間接反演土壤重金屬含量[74]，相較于野外地面實測，高光譜反演和植被遙感間接反演技術獲取范圍廣、信息豐富、周期短、具備空間變換監測的能力、可快速掌握污染空間分布及程度等多種優點，得以快速高效地掌握礦區土壤重金屬含量空間分布[75]。其中，植被遙感間接反演是利用農田上的農作物和其他植物的健康狀況來反推重金屬含量，相較于其他反演方法的實用性和延展性更高，不易受到礦區污染程度、植被覆蓋等方面的影響而導致精度降低，適合用于面積普遍較大的礦區周邊土壤重金屬污染研究。

注重從土壤微生物多樣性、土壤有機碳含量和土壤酶活性等指標評價礦區周邊農田重金屬污染生態系統健康風險，可實現農田土壤生態環境的綜合性、系統性修復。同時，基于農田土壤重金屬風險篩選值和管制值，構建多元線性回歸模型，可為礦區周邊農田土壤重金屬風險防控提供參考依據。評估礦區周邊重金屬污染農田中農作物的農藝性狀、各部位重金屬含量和土壤的理化性質、重金屬含量等，研究農作物有毒重金屬元素富集的環境影響因子及累積效應，探究當地土壤與作物重金屬的富集特征，采用食品安全國家標準中重金屬含量限值，預測符合當地農作物安全生產的農田土壤重金屬安全有效性閾值標準，對礦區周邊農田重金屬污染修復治理的開展具有重要作用，

8.2建立礦區周邊重金屬污染農田修復治理體系在礦區周邊農田重金屬污染修復治理的應用示范中，政府部門、科研機構和企業應緊密合作、發揮各自優勢，依據我國礦區周邊農田污染現狀，選取重金屬污染范圍廣、程度深、種類復雜的典型農田開展綜合修復治理示范，并要充分考慮不同地區土壤類型、農業生產模式、氣候特點及重金屬污染類型等差異，開發出具有地區特色的污染修復治理產品、技術和模式。修復治理產品和技術的研發應面向產業化，環保等部門可通過制定特色優惠政策吸引企業加大投入，共同研發具有市場競爭力、治理效果顯著且成本適宜的新型修復治理技術，促進礦區周邊重金屬污染土壤修復治理技術的成果轉化和推廣應用，建立一套成熟的修復治理商業模式，形成具有地區特色的礦區周邊重金屬污染農田修復治理體系。

在修復治理技術的研究中，成本和修復治理效果是其中的關鍵，通過工農業廢棄物資源化利用治理礦區重金屬污染土壤，在改善土壤重金屬污染的同時，可降低其對環境的危害及對人類生存環境的威脅。以廢物資源化利用為切入點，通過試驗示范、應用推廣等方法選擇出適用于礦區重金屬污染的產品，在成本、環境友好程度上都具有較大的競爭力；農業廢棄物蠶沙可以改變土壤的理化性質，提高土壤pH、電導率和有機質含量，降低礦區周邊Cd污染稻田根際土壤Cd生物有效性[7]；工業廢棄物赤泥能顯著提高土壤pH，降低土壤Cd 有效態含量及水稻對土壤Cd的吸收積累[77]。此外，針對礦區周邊重金屬污染農田，可因地制宜地調整較為嚴峻的污染疊加區域的優先保護、安全利用和嚴格管控3類農田的耕作管理制度，利用元素之間的拮抗效應改變土壤重金屬的遷移活性和生物活性，降低重金屬在土壤-作物-人體中的轉移，提高農產品質量安全、保證人體健康。

8.3實施高效生態的綜合修復治理技術礦區周邊農田重金屬污染通常存在多種重金屬污染物伴生、污染程度不一、環境影響因素復雜等特點。與單一治理技術相比，合理采用物理、化學和生物等方法聯用的綜合技術治理礦區污染土壤，具有治理效果更好、治理進程更快、治理成本更低等優勢，不同治理方法可以相互協作，促進土壤恢復和生態系統健康發展，尤其對重金屬復合污染嚴重的礦區周邊土壤的治理效果較為突出。例如，在微生物菌肥和富里酸混施條件下，小葉錦雞兒、黑麥草和紫花苜蓿3種超富集植物對礦區污染土壤中 Pb.Cu.Zn.Mn 和Ni等重金屬遷移效果均有效提高，修復效率和穩定性得到提升[78]。生物炭可為微生物提供庇護場所和營養物質，同時可以改變土壤酶活性，其與微生物聯合修復治理重金屬污染土壤比單一治理效果更佳，如生物炭與菌株NT-2聯合可以顯著降低土壤中Cd和Cu的活性和生物有效性[79]。因此，針對不同礦區的復合污染特點，需從農田生態修復的角度出發，兼顧農田土壤理化性質、土壤生態、微生物多樣性的提升，組織科研力量開展綜合治理技術的本地化、規?；⑾到y化研發，這對礦區周邊重金屬污染農田的治理具有重要作用。

此外，針對礦區周邊重金屬污染農田，篩選適生土著微生物菌種和高富集植物資源，加強對分解能力強、繁殖能力強、適應性高的微生物和生物量高、富集能力強、易生長的超富集植物的培育，種植適宜本地農田生長并能改良土壤肥力、影響農田重金屬生物有效性的綠肥，采用“邊生產邊修復\"的治理新模式，是未來礦區周邊農田重金屬污染高效、綠色和生態修復重要發展趨勢[80]，通過土壤微生物菌種、高富集植物、生物材料和綠色投入品等的耦合聯用，可使礦區周邊農田重金屬污染的生態治理具備更持久的生命力。

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