農(nóng)田土壤重金屬污染狀況及修復技術(shù)探討

周桂紅 李蓓

摘 要：本文概括分析了我國當前城市農(nóng)田土壤的重金屬性污染問題狀況，對各項專業(yè)性的修復處理技術(shù)，開展了深層次地研究，以能夠針對不同地區(qū)農(nóng)田土壤的重金屬性污染問題狀況，擇取最適宜的修復處理技術(shù)，為廣大人民群眾營造一個無污染的城市農(nóng)田環(huán)境。

關(guān)鍵詞：重金屬；農(nóng)田土壤；污染；修復技術(shù)；

前言：

伴隨著工業(yè)化的持續(xù)性發(fā)展及人均生活質(zhì)量的不斷提高，農(nóng)田土壤的重金屬性污染問題日益加劇，不僅嚴重地影響到我國農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈條的持續(xù)性發(fā)展，更為會我國人們身心健康產(chǎn)生不良影響，人們?nèi)羰秤昧嗽谥亟饘俪瑯说霓r(nóng)田所產(chǎn)出的農(nóng)業(yè)產(chǎn)品，輕則會出現(xiàn)惡心、嘔吐、腹瀉等不良的癥狀反應，重則甚至會危及到人們的生命安全。在目前這日益嚴峻的失態(tài)之下，社會及相關(guān)部門對于城市農(nóng)田土壤的重金屬性污染問題，必須提高重視程度，相關(guān)部門需結(jié)合關(guān)于農(nóng)田土壤的重金屬情況統(tǒng)計數(shù)據(jù)資料，總結(jié)分析目前國內(nèi)城市農(nóng)田土壤的重金屬性污染狀況，并對相應修復技術(shù)，開展有效性地研究工作，以能夠通過這些修復技術(shù)的科學運用，從根本上解決農(nóng)田土壤的重金屬性污染問題，為廣大國民營造一個良好的城市農(nóng)田環(huán)境，讓人們能夠吃上綠色無公害，能夠讓他們所放心的各類農(nóng)產(chǎn)品，為農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)這一鏈條長足發(fā)展奠基。

1、現(xiàn)狀分析

為了能夠全面掌握我國農(nóng)田土壤的重金屬實際污染狀況，本文主要擇取了8個國內(nèi)城市為研究對象，統(tǒng)計分析了該城市的農(nóng)田土壤當中各類重金屬性物質(zhì)實際濃度。如圖1所示，多數(shù)城市相比較于土壤的背景數(shù)值較高。農(nóng)業(yè)部門農(nóng)產(chǎn)品的污染重點防治實驗室，通過對國內(nèi)24個省級城市土壤實地調(diào)查統(tǒng)計表明，嚴重的污染區(qū)為320個，污染面積相對較大，且呈現(xiàn)著逐年遞增的發(fā)展趨勢。經(jīng)過檢測統(tǒng)計分析顯示，重金屬的超標率可達12%左右。國內(nèi)多數(shù)城市的近郊農(nóng)田均所受重金屬的污染程度均不同，例如，南京市的城市土壤受汞（Hg）、鎘（Cd）、鉛（Pb）等污染。而污染最為嚴重的則是汞（Hg）；黃浦江的中下游部分區(qū)域，其所在農(nóng)田的土壤當中鉛、汞、鎘、鉻、砷等各項質(zhì)量指標相比較于土壤正常背景數(shù)值較高。北京市在近五年內(nèi)土壤的樣品檢測統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示，農(nóng)田土壤當中鉛（Pb）、鎘（Cd）、汞（Hg），其平均地質(zhì)量分數(shù)當中有37%的采樣點，相比較于土壤正常背景數(shù)值較高；香港等多個省級城市均發(fā)現(xiàn)不同程度的砷（As）、鎘（Cd）、鋅（Zn）、銅（Cu）等污染情況。

2、修復技術(shù)研究

2.1 生物修復

2.1.1 植物性修復技術(shù)

植物性修復技術(shù)（Plant repair technology），它主要是通過遺傳培育及自然生長的植物來進行農(nóng)田土壤當中重金屬性污染的一種修復技術(shù)。按照植物性修復技術(shù)不同的應用機理及功能作用，包含著植物的萃取、揮發(fā)、穩(wěn)定等技術(shù)。植物的揮發(fā)（Plant volatilization），它主要是通過植物根系的巧妙運用來將農(nóng)田土壤當中的重金屬吸收，把它轉(zhuǎn)化成氣態(tài)物質(zhì)，并讓其充分揮發(fā)于大氣當中，可降低農(nóng)田土壤的重金屬性污染程度。但是，該種植物性修復技術(shù)極易出現(xiàn)二次的污染情況；植物穩(wěn)定（Plant stability），它主要是運用有著重金屬的耐性一種植物，來將農(nóng)田土壤當中所含有的一些有毒重金屬物轉(zhuǎn)移，把重金屬其進入到食物鏈可能性有效降低；植物萃?。≒lant extraction），它主要是通過利用一些植物自農(nóng)田土壤當中吸取多種的重金屬性污染物，把它們均儲存或轉(zhuǎn)移至地上，而后在收割地的上部實施集中化地處理，以起到去除或降低農(nóng)田土壤當中重金屬性污染物的作用。

2.1.2 動物性修復技術(shù)

動物性修復技術(shù)（Animal repair technique），它主要是通過對農(nóng)田土壤當中所存在的低等類別動物科學運用，如鼠與蚯蚓等動物，充分地吸收處理區(qū)域內(nèi)土壤所含的各種重金屬性物質(zhì)。同時，放入習慣居住于這種土壤環(huán)境的一些動物，把所需修復處理區(qū)域內(nèi)土壤當中所有重金屬性物質(zhì)轉(zhuǎn)移出去，或者直接吸收，再結(jié)合灌水、電激等手段，將這些動物從土壤當中驅(qū)趕出去進行集中化的處理，降低被污染農(nóng)田土壤當中所有重金屬的質(zhì)量分數(shù)。伏小勇等相關(guān)技術(shù)專家經(jīng)過長期地實踐研究發(fā)現(xiàn)，蚯蚓這種動物對于農(nóng)田土壤當中的重金屬實際吸收力極高，對農(nóng)田土壤自身機理還可起到良好的改良及增強肥力等作用。

2.2 物理修復

物理修復性技術(shù)，該項技術(shù)主要是指熱脫附修復性技術(shù)（Thermal desorption repair technology），通過該項技術(shù)可把一些有著發(fā)揮性重金屬，例如硒（Se）、汞砷（As）、汞（Hg）等，自農(nóng)田土壤當中解吸出的一項技術(shù)。Navarro等一些技術(shù)專家，通過太陽能來對汞（Hg）重金屬性污染農(nóng)田土壤實施修復性處理，這種熱脫附修復處理技術(shù)的構(gòu)成體系包含著20-500℃區(qū)間范圍內(nèi)的中溫、29-282℃區(qū)間內(nèi)的低溫這兩種溫度環(huán)境中的太陽能爐組合而成。通過重復性地試驗操作驗證，20-500℃區(qū)間范圍內(nèi)的中溫、29-282℃區(qū)間內(nèi)的低溫這兩種溫度環(huán)境，其對于汞（Hg）去除率為41.4%-88%及4.6%-76%。高溫處理通常會導致土壤自身性質(zhì)發(fā)生改變情況，特別是會改變它共存于重金屬實際存在的形式；Huang等相關(guān)技術(shù)專家，采用加熱處理法，來進行汞（Hg）重金屬性污染農(nóng)田土壤的修復。處于550℃條件之下，汞（Hg）實際濃度自1330mg·kg-1逐漸降至7mg·kg-1。但是，在其土壤當中所含有的其它類別重金屬鐵錳氧化物，便會從結(jié)合態(tài)逐漸轉(zhuǎn)化成為酸溶的解態(tài)、殘渣態(tài)、有機的結(jié)合態(tài)、硫化物等，對于農(nóng)田土壤自身環(huán)境的影響相對較大。在一定程度上，這種修復性處理技術(shù)實際操作工藝較為簡潔化。但是，實際操作期間耗能極大、成本相對較高，僅適用于一些易發(fā)揮性污染物，其脫附氣體還需進行收集及合理化處理。

2.3 化學修復

在化學修復性技術(shù)當中，電動修復性技術(shù)屬于一項核心技術(shù)。它主要通過在被污染農(nóng)田土壤的兩側(cè)施加一定直流電壓，促使電場梯度形成，讓農(nóng)田土壤內(nèi)所含有的重金屬性物質(zhì)可在電場的作用之下，通過電泳與電遷移各項技術(shù)操作，把土壤內(nèi)所有重金屬性物質(zhì)均代送至該電極兩端相應的位置當中，而后實施集中化地處理，可對農(nóng)田土壤起到良好清潔作用。

綜上所述，基于我國目前城市農(nóng)田土壤的重金屬性污染問題日益惡化，影響著我國農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)的持續(xù)性發(fā)展，更對人們正常的飲食生活產(chǎn)生不利影響。為此，就需相關(guān)部門能夠愈加重視，相關(guān)技術(shù)人員積極投身于實踐探索當中，以積累更多的實戰(zhàn)經(jīng)驗，結(jié)合目前城市農(nóng)田土壤的重金屬性污染問題狀況，擇取最佳的修復處理技術(shù)，從根本上解決好城市農(nóng)田土壤的重金屬性污染問題。

參考文獻：

[1]趙紀新，尹鵬程，岳榮，王美萍，史銳.我國農(nóng)田土壤重金屬污染現(xiàn)狀？來源及修復技術(shù)研究綜述[J].安徽農(nóng)業(yè)科學，2018，46（04）：19-21+26.