修復(fù)重金屬污染農(nóng)田 保護(hù)農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境

黃新武

摘要：農(nóng)田土壤被重金屬污染之后，其毒性很容易通過食物鏈在人體、動(dòng)物及植物中沉積，從而給人體健康及生態(tài)環(huán)境等帶來很大威脅?？萍嫉目焖侔l(fā)展帶動(dòng)了化肥、農(nóng)藥等的大范圍應(yīng)用，這就更加劇了重金屬對(duì)農(nóng)田土壤的污染程度。本文總結(jié)了農(nóng)田土壤重金屬污染的現(xiàn)狀，并有針對(duì)性地分析了一些修復(fù)技術(shù)。

關(guān)鍵詞：農(nóng)田土壤；重金屬；污染現(xiàn)狀；修復(fù)技術(shù)

中圖分類號(hào)：X53；X173 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A DOI編號(hào)：10.14025/j.cnki.jlny.2016.10.061

隨著工業(yè)技術(shù)的迅猛發(fā)展，化肥及農(nóng)藥在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中得到了廣泛應(yīng)用，這就使得重金屬可通過很多方式殘留到農(nóng)田中，導(dǎo)致農(nóng)田土壤被嚴(yán)重污染。重金屬污染物具有毒性大、不易降解等特點(diǎn)，因此極易在人體、動(dòng)物、植物中沉積，從而給人體健康、食品安全及生態(tài)環(huán)境帶來嚴(yán)重威脅。因此，必須不斷探索與創(chuàng)新，努力研發(fā)出科學(xué)、環(huán)保、高效的修復(fù)技術(shù)，從而有效解決農(nóng)田土壤重金屬污染問題。

1 農(nóng)田土壤重金屬污染的現(xiàn)狀問題

農(nóng)業(yè)管理部門對(duì)我國多個(gè)城市的農(nóng)田土壤進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)與分析，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)顯示，大多數(shù)城市的農(nóng)田土壤中As、Hg、Cd、Ni、Zn、Ph、Cu、Cr的單位含量都大大超過了土壤原來的背景值。防治農(nóng)產(chǎn)品污染的農(nóng)業(yè)部實(shí)驗(yàn)室對(duì)我國24個(gè)省市的農(nóng)田土壤調(diào)查結(jié)果表明，有近330個(gè)重度的重金屬污染區(qū)，總面積大概57824平方米，農(nóng)產(chǎn)品被重金屬污染的比重在被污染的農(nóng)產(chǎn)品中占比高達(dá)80%。當(dāng)前，我國很多城市郊區(qū)的農(nóng)田均受到或輕或重的重金屬污染，比如江蘇南京的農(nóng)田土壤受到了Hg、Cd、Pb污染，尤其Hg污染最為嚴(yán)重；2010年黃浦江沿岸地區(qū)農(nóng)田土壤中Pb、Hg、Cd、Cr的含量依次超出土壤背景值的45%、68%、60%、67%；連續(xù)5年北京近郊農(nóng)田土壤中的Pb、Cd、Hg含量都遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過遠(yuǎn)郊；2010年深圳農(nóng)田土壤采樣點(diǎn)中有37%的Hg單位含量高于背景值，其中采樣點(diǎn)中6%的污染程度在中度以上。此外，香港、重慶、海南、江西、廣西、河北、福建、貴州等省市都存在一定程度的Ni、Zn、As、Cr、Pb、Cd、Hg污染。

2 修復(fù)農(nóng)田土壤重金屬污染的技術(shù)

當(dāng)前我國很多省市地區(qū)的農(nóng)田土壤不同程度地受到了重金屬污染。而這些污染源都具有難以降解、毒性大、危害性大等特點(diǎn)。因此，必須勇于探索、大膽創(chuàng)新，努力尋找能高效、科學(xué)、環(huán)保的修復(fù)農(nóng)田土壤重金屬污染的技術(shù)，從而有效解決或降低重金屬污染帶來的危害性。

2.1 植物穩(wěn)定修復(fù)技術(shù)

生物修復(fù)技術(shù)，指的是借助特定的生物技術(shù)降解、清除、轉(zhuǎn)化、吸收農(nóng)田土壤中的重金屬污染物，以達(dá)到恢復(fù)生態(tài)效應(yīng)、凈化環(huán)境的目的。比如，植物穩(wěn)定修復(fù)就是生物修復(fù)技術(shù)中的一種形式，其具有修復(fù)效果好、沒有二次污染、操作性強(qiáng)、成本較低等優(yōu)點(diǎn)，因此值得大范圍推廣應(yīng)用。植物穩(wěn)定修復(fù)技術(shù)，是借助很強(qiáng)的耐重金屬的植物有效降低農(nóng)田土壤中重金屬的移動(dòng)能力，從而減少重金屬在食物鏈中富集的機(jī)會(huì)。植物穩(wěn)定一般借助根部轉(zhuǎn)化、沉積、積累重金屬的方式，或者借助根部表面的吸附能力將重金屬固定下來，從而大大減小了重金屬擴(kuò)散到周圍環(huán)境及下滲到地下水中的風(fēng)險(xiǎn)系數(shù)。植物根部產(chǎn)生的分泌物可有效改變周圍的環(huán)境，可改變As、Cr、Hg的形態(tài)與價(jià)態(tài)，減弱這些重金屬的毒性與移動(dòng)性。有研究表明，黑麥草對(duì)土壤中的Cd、Mo、Zn、Cu等有很強(qiáng)的吸附能力，并且這些重金屬主要集中在黑麥草的根部，很少向葉與莖轉(zhuǎn)移；東方香蒲對(duì)農(nóng)田土壤中的Pb、Cd、As的吸附位置也主要在根部，并且累積量高達(dá)87.12mg.kg^-1、35.12mg.kg^-1、31.69mg.kg^-1，而葉與莖中只有20.18mg.kg^-1、2.83mg.kg^-1、2.06mg.kg^-1。所以，可用東方香蒲修復(fù)被Pb、Cd、As污染的土壤。當(dāng)前，用紅麻、薺菜、纖維大麻、五節(jié)芒、荻、蘆竹、蘆葦?shù)冉?jīng)濟(jì)植物修復(fù)被重金屬污染的農(nóng)田土壤，具有很大的環(huán)境效益與生態(tài)效益。

2.2 熱脫附修復(fù)技術(shù)

熱脫附修復(fù)技術(shù)，是指通過加熱被重金屬污染過的土壤，把具有揮發(fā)性能的重金屬從土壤內(nèi)吸出來的一種修復(fù)技術(shù)，比如Se、As、Hg等都具有較大的揮發(fā)性。有人通過太陽能對(duì)被Hg污染過農(nóng)田土壤進(jìn)行修復(fù)。在實(shí)際操作中，熱脫銷設(shè)備是由中溫及低溫的太陽能爐兩部分組成的。實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示，低溫與中溫狀態(tài)下，對(duì)Hg的處理率依次為5.1%～77%、41.5%～88%。溫度過高的話很可能使土壤的性質(zhì)發(fā)生較大變化，并且還可能改變其他重金屬的形態(tài)。有研究人員對(duì)Hg污染物進(jìn)行加熱時(shí)，當(dāng)溫度升到550度時(shí)，其在土壤中的濃度快速從1320mg.kg^-1減少到了6rag.kg^-1，并且還發(fā)現(xiàn)在高溫情況下土壤內(nèi)的鐵錳氧化物從結(jié)合狀態(tài)變成了殘?jiān)鼞B(tài)、酸溶解態(tài)等，這都會(huì)對(duì)土壤性質(zhì)產(chǎn)生嚴(yán)重影響。熱脫附修復(fù)技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)是工藝簡單，缺點(diǎn)是費(fèi)用高、能耗大。因此，主要用于修復(fù)被易揮發(fā)性重金屬污染的土壤。