耕地土壤污染治理對(duì)策的研究

劉馗

摘要：文章在分析當(dāng)前農(nóng)業(yè)土壤重金屬污染現(xiàn)狀及來源的基礎(chǔ)上，闡述了農(nóng)業(yè)土壤重金屬污染修復(fù)技術(shù)和修復(fù)理念，對(duì)做好農(nóng)業(yè)耕地土壤重金屬污染修復(fù)工作具有積極意義。

關(guān)鍵詞：耕地，污染污染，治理

前言

隨著工業(yè)化、城市化的快速發(fā)展，重金屬污染成為我國(guó)農(nóng)業(yè)土壤污染的重要來源。根據(jù)環(huán)保部和國(guó)土資源部開展的首次全國(guó)土壤污染狀況調(diào)查發(fā)現(xiàn)，農(nóng)業(yè)耕地土壤環(huán)境質(zhì)量堪憂。農(nóng)業(yè)土壤重金屬污染會(huì)降低土壤中的有益菌含量，降低土壤自凈能力，導(dǎo)致農(nóng)作物產(chǎn)量的減少，威脅糧食安全和群眾健康利益。

1農(nóng)業(yè)土壤重金屬污染現(xiàn)狀

目前，我國(guó)農(nóng)業(yè)土壤重金屬污染總體特征是污染程度逐步加劇，污染面積逐年擴(kuò)大，污染源呈多元化發(fā)展趨勢(shì)[1]。根據(jù)2014年環(huán)保部和國(guó)土資源部聯(lián)合發(fā)布的《全國(guó)土壤污染狀況調(diào)查公報(bào)》公布的數(shù)據(jù)顯示，全國(guó)農(nóng)業(yè)耕地重金屬污染點(diǎn)位超標(biāo)率為19.4%，從污染的類型來看，主要以無機(jī)型為主。從超標(biāo)的重金屬污染物來看，鎘、鎳、砷等無機(jī)污染物點(diǎn)位超標(biāo)率位列前三位，分別是7%、4.8%和2.7%。受重金屬污染的耕地面積超過了1000萬hm，占1.2億hm耕地面積的8.3%。每年因重金屬污染導(dǎo)致的糧食產(chǎn)量直接減少約100億kg。長(zhǎng)三角、珠三角和京津冀等工業(yè)發(fā)達(dá)地區(qū)的農(nóng)業(yè)耕地土壤重金屬污染較為嚴(yán)重，其中，珠江三角洲達(dá)到了44.5%。可見，我國(guó)的農(nóng)業(yè)耕地土壤重金屬污染是一個(gè)大的區(qū)域范圍，且呈現(xiàn)出流域性污染趨勢(shì)。土壤重金屬污染會(huì)加劇生態(tài)健康風(fēng)險(xiǎn)，導(dǎo)致土壤微生物群落功能、結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，影響土壤生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性，極大地降低了土壤中動(dòng)物多樣性。

2農(nóng)業(yè)土壤重金屬污染來源

農(nóng)業(yè)土壤重金屬污染是經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展過程中長(zhǎng)期累積形成的，工業(yè)生產(chǎn)、農(nóng)業(yè)活動(dòng)以及母質(zhì)風(fēng)化等因素是造成農(nóng)業(yè)土壤重金屬污染或超標(biāo)的重要原因。

2.1外源污染

農(nóng)業(yè)耕地土壤重金屬污染的外源污染主要有大氣沉降、污水灌溉和化肥施用等。其中，大氣沉降是導(dǎo)致農(nóng)業(yè)土壤重金屬污染的主要外源輸入因子，工業(yè)廢氣、機(jī)動(dòng)車尾氣大量排放，使重金屬污染物隨著大氣沉降至土壤中導(dǎo)致土壤重金屬污染。化工、冶金、電鍍等企業(yè)發(fā)達(dá)地區(qū)的農(nóng)業(yè)土壤重金屬污染明顯較嚴(yán)重。例如，北京農(nóng)田土壤中砷、銅、汞、鉛等元素的大氣干濕沉降輸入量占總輸入量的一半以上，最高達(dá)99%。污染灌溉，工業(yè)廢水以及受污染地表水水體中含有大量重金屬污染物，隨著水體流動(dòng)導(dǎo)致農(nóng)業(yè)耕地重金屬污染。根據(jù)農(nóng)業(yè)部對(duì)全國(guó)污灌區(qū)調(diào)查發(fā)現(xiàn)，在140萬hm的污灌區(qū)中遭受重金屬污染的土地面積占污灌區(qū)面積的64.8%?；手泻秀U、鎘、汞和砷等重金屬元素，化肥過量施用也是導(dǎo)致農(nóng)業(yè)耕地土壤重金屬污染的重要外源因素。全球每年進(jìn)入土壤的鎘總量為66萬kg左右，經(jīng)施用化肥進(jìn)入的比例高達(dá)55%左右。

2.2內(nèi)源污染

不同自然條件下發(fā)育的土壤，其重金屬環(huán)境背景值也呈現(xiàn)出較為明顯的差異性。具體來說，內(nèi)源污染的主要影響因素有成土母質(zhì)、地形地貌、水文氣象等，其中，貴州省的土壤重金屬背景值最高。

3耕地土壤重金屬污染的危害

3.1影響農(nóng)作物

通常被污染土壤中所含有的重金屬，主要是通過根部吸收的方式，進(jìn)入到物體內(nèi)，當(dāng)蓄積達(dá)到一定程度后，便會(huì)給作物產(chǎn)生毒害。當(dāng)灌溉水中Hg的含量>2.5mg/L時(shí)，便會(huì)抑制水稻生長(zhǎng)，主要表現(xiàn)為生長(zhǎng)矮小、分蘗減少等，水稻籽粒中含有的Hg會(huì)高于食用標(biāo)準(zhǔn)。當(dāng)含有Cd物質(zhì)的廢水，其進(jìn)入到土壤中不斷累積，即使?jié)舛容^低，也會(huì)抑制植物生長(zhǎng)，主要表現(xiàn)為分蘗減少、葉片失綠等。當(dāng)Cd濃度較高時(shí)，植物受害面積將不斷擴(kuò)大。

3.2影響微生物

土壤重金屬污染，對(duì)微生物的影響較為明顯。據(jù)相關(guān)研究表明，重金屬含量在等價(jià)，會(huì)加重對(duì)微生物種類的影響，降低微生物量，在能夠顯著影響微生物群，減少微生物量，減少活性細(xì)菌數(shù)量。若受到Hg、Cd等的污染時(shí)，土壤細(xì)菌總數(shù)顯著降低，當(dāng)Hg含量在0.7mg/kg、Cd在3mg/kg左右時(shí)，細(xì)菌總數(shù)開始呈現(xiàn)下降趨勢(shì)。除此之外，As濃度大小，也會(huì)影響土壤物生物，具有一定的毒性。不同形態(tài)的As化合物，其對(duì)細(xì)菌的影響效應(yīng)不同。值得一提的是，重金屬不僅影響微生物，還影響著土壤酶，Pb對(duì)轉(zhuǎn)化酶和壤脲酶，有著強(qiáng)烈的抑制作用。

3.3影響人類健康

土壤重金屬污染后，通過食物鏈，會(huì)威脅到人類的健康。當(dāng)人類攝取含有有害物質(zhì)的食物或者水分時(shí)，經(jīng)過不斷累積，達(dá)到一定劑量，會(huì)發(fā)生毒害。各類重金屬及其化合物累積在人體的各部位，其中Cd與Br等，主要積累在人的腦部；Sn與Se等，主要積累在人的肺部；Cd與Pb等，在骨骼的積累也較多。例如Pb，當(dāng)中毒時(shí)，會(huì)危害到全身系統(tǒng)與器官，以神經(jīng)系統(tǒng)與造血系統(tǒng)等最為嚴(yán)重[1]。

4農(nóng)業(yè)土壤重金屬污染修復(fù)治理技術(shù)

農(nóng)業(yè)耕地土壤重金屬污染比空氣污染治理難度更大，危害更重，治理的周期也更長(zhǎng)，根據(jù)治理工藝及原理的不同，目前，農(nóng)業(yè)耕地土壤重金屬污染修復(fù)技術(shù)主要包括自然修復(fù)、物理工程修復(fù)、化學(xué)修復(fù)、生物修復(fù)和聯(lián)合修復(fù)等。

4.1自然修復(fù)

自然修復(fù)是指被重金屬污染的土壤在沒有人為干擾的前提下，通過溫度、水分、pH等因素的自然調(diào)控使土壤中的重金屬物質(zhì)隨時(shí)間的延長(zhǎng)而減少的修復(fù)過程。

4.2物理工程修復(fù)

物理工程修復(fù)是指通過客土、換土、翻土及去表土、電化學(xué)法、淋洗法、熱處理、固化法、玻璃化法等物理工程措施使土壤重金屬減少的方式。例如，通過水旱輪作等改變農(nóng)業(yè)耕地的耕作制度，達(dá)到消除某些重金屬污染物毒害效果。輕度重金屬污染的耕地則可以采取深翻或換土等方法進(jìn)行。物流工程修復(fù)法是效果最為顯著、穩(wěn)定、治本的一種措施，但存在二次污染和肥力降低的問題。

4.3化學(xué)修復(fù)

化學(xué)修復(fù)是指加入土壤改良劑以改變土壤的物理、化學(xué)性質(zhì)，通過對(duì)重金屬的吸附、沉淀或共淀作用，改變重金屬在土壤中的存在狀態(tài)，從而降低其生物有效性和遷移性。例如，在酸性土壤中施用石灰，從而提高土壤中的pH值，使鎘、鋅等重金屬形成氫氧化物沉淀，降低其含量濃度。

4.4生物修復(fù)

生物修復(fù)是指利用生物技術(shù)治理污染土壤的一種新方法，利用生物削減凈化土壤中的重金屬或降低重金屬毒性。生物修復(fù)是目前最常用的就是植物修復(fù)和微生物修復(fù)。

4.5植物穩(wěn)定

此技術(shù)的應(yīng)用，主要是借助植物吸收，發(fā)揮植物根際的特殊物質(zhì)作用，將有毒金屬，給轉(zhuǎn)化為危害性較低的物質(zhì)，降低重金屬的移動(dòng)性，并且減少重金屬擴(kuò)散。利用植物根系分泌物，來改變根際環(huán)境，比如Ph與Eh等，能夠改變重金屬元素的形態(tài)，降低其毒性效應(yīng)。據(jù)相關(guān)研究，東方香蒲對(duì)重金屬的積累主要分布在根部，比如As與Cd等，累積量分別能夠達(dá)到31.69mg/kg、35.12mg/kg，因此此植物被作為受到As與Cd等重金屬元素污染土地修復(fù)的主要植物。除此之外，利用麻風(fēng)樹、蘆葦?shù)戎参?，?duì)土壤重金屬污染，進(jìn)行植物修復(fù)，發(fā)揮著積極的作用。

5結(jié)語

物理工程、化學(xué)修復(fù)見效快，但費(fèi)用昂貴，易產(chǎn)生二次污染，難以大規(guī)模應(yīng)用，生物修復(fù)是一種高效、新興技術(shù)，但目前處于示范階段，自然修復(fù)周期較長(zhǎng)。因此，不能把農(nóng)業(yè)耕地土壤重金屬污染修復(fù)寄托在單一方法上，必須把各種方法結(jié)合起來，取長(zhǎng)補(bǔ)短。在選擇適宜的土壤修復(fù)技術(shù)使，應(yīng)根據(jù)待修復(fù)土壤重金屬污染特點(diǎn)、土壤條件和修復(fù)技術(shù)的適用范圍等綜合考慮[2]，選擇最適合或聯(lián)合修復(fù)技術(shù)，達(dá)到預(yù)期修復(fù)效果。

參考文獻(xiàn)：

[1]郭勇，童艷君.我國(guó)農(nóng)業(yè)土壤重金屬污染現(xiàn)狀及防治對(duì)策.現(xiàn)代農(nóng)業(yè)科技，2017，（18）：220-221.

[2]凌輝，謝文波，唐振平，等.重金屬污染土壤的修復(fù)方法及其在幾類典型土壤修復(fù)中的應(yīng)用.四川環(huán)境，2017，31（1）：118-122.