重金屬污染農(nóng)田土壤修復與安全利用技術(shù)及應用分析

晏宴

摘 要：中國耕地面積廣泛，而土壤污染情況復雜，農(nóng)產(chǎn)品中的重金屬問題與國家經(jīng)濟和人民生活息息相關。一般使用的物理和化學方法處理污染成本高，不適合低和中等污染的大面積農(nóng)田。植物的提取和復原的方法，是低成本環(huán)保的方法，但是修復需要很長時間，很難普及。土壤添加劑改變了土壤的重金屬形態(tài)，重金屬的生物利用能力雖然在白天有所下降，但也會對土壤的質(zhì)量產(chǎn)生影響。使用微生物進行土壤修復備受關注，微生物的的生活環(huán)境與土壤的關系很大，利用基因工程手段，通過微生物的幫助來提高排污效率。此外，通過治水、間作等農(nóng)學對策也可以更換土壤的重金屬形態(tài)，防止植物對重金屬的吸收。文章對目前土壤污染產(chǎn)生的影響進行了分析，提出了幾種修復技術(shù)。

關鍵詞：重金屬污染;農(nóng)田土壤修復;安全利用技術(shù)

引言：

將相關的調(diào)查數(shù)據(jù)進行分析，重金屬污染受到許多因素的影響，其產(chǎn)生具有多種來源。主要是包括以下的東西：大范圍的使用農(nóng)藥、工業(yè)廢料殘留、沉積積累、廢氣中重金屬擴散、灌溉、重金屬農(nóng)藥等。被重金屬污染農(nóng)田土壤主要特征是不滲水、不分解微生物，具有生物積累功能和潛伏期。土壤污染區(qū)域相當大，污染后難以治理，而且治理的效益不一定好、成本高、對周圍產(chǎn)生的影響大。中國耕地土壤的重金屬污染嚴重，污染的主要來源也很廣。例如，汞的來源主要是含水銀的污水，而鉛主要來自冶煉排放和汽車廢氣的積累。

一、當前農(nóng)田土壤污染產(chǎn)生的影響

（一）對植物的影響

重金屬在植物的成長過程中進入植物，給植物帶來特定的毒性效應，植物的葉長、葉面積數(shù)等都會受到影響。重金屬含量的濃度越高，植物的光合作用速度就越低。重金屬離子可以取代生物高分子和其他重金屬離子的結(jié)合，影響植物的生長和代謝。另外，還有一些化學離子也會對植物產(chǎn)生負面影響。例如：過氧化氫等離子的活性受到影響，酶和代謝有害物質(zhì)，能夠阻礙植物吸收鈣、鎂等其他礦物元素。

（二）對人體的影響

將土壤中的重金屬轉(zhuǎn)移到植物中，如果含有重金屬的蔬菜等有毒農(nóng)產(chǎn)品變成食物，之后被人類食用，這些毒性物質(zhì)將通過食物鏈直接進入人體，對人體健康造成威脅。例如：日本發(fā)現(xiàn)的某種疾病，該疾病是由慢性汞中毒引發(fā)的，導致步態(tài)困難，智力低下和視力障礙?；颊叩臋C體免疫力差，記憶力減退。此外，急性汞中毒會嚴重影響神經(jīng)和消化系統(tǒng)的運作，嚴重者可能致命。如上所述，重金屬積累在人體中，對人體健康構(gòu)成極大威脅。要利用土壤修復的技術(shù)，把農(nóng)田中的有害物質(zhì)去除掉，讓農(nóng)作物不含有有毒物質(zhì)，進而保證食用農(nóng)作物的人類健康不受危害。

二、土壤修復的目的及意義

在人類居住的地球上存在各種農(nóng)作物，而且各種植物自然生長，為人類帶來的無數(shù)的益處。但是，自工業(yè)革命開始以來，人類的生產(chǎn)活動已開始對自然產(chǎn)生重大影響[1]。同時，它已造成對水、空氣和土壤的破壞，而水，空氣和土壤是植物生長最重要的組成部分。 因此，如何使人與自然和諧相處，減輕土壤的污染受到廣泛關注。利用各種技術(shù)修復被污染的土壤越來越被各個國家所重視。

三、修復與安全利用技術(shù)

（一）客土法

客土法是為了減少重金屬污染物質(zhì)和植物的根接觸。操作方法是將土壤的表面用新土覆蓋，或用沒有被污染的土壤替代，兩種方法都能有效地減少重金屬污染。但缺點是費用高。對于有毒物質(zhì)濃度高的重金屬污染土壤沒有多大效果。

（二）深耕土壤層法

這種方法是將污染過的土壤埋在土壤的底部，使污染過的土壤和沒有被污染過的土壤充分混合起來[2]，以降低土壤表層的重金屬含量。所進行的工作量不大，效果不明顯，對控制重度污染和長期污染的區(qū)域沒有太大作用。

（三）工程去除法

此方法的順序是先清除約15 cm的表層土壤，換上新的土，再連續(xù)澆水。最后進行耕種。可以使重金屬含量減少，達到符合要求的標準。

（四）化學固化法

土壤所具有的某種土壤特性，可以使化學物質(zhì)加入之后對其產(chǎn)生很大的影響，采用化學固化法的最大優(yōu)點是土壤結(jié)構(gòu)不改變，周期較短，操作容易恢復，在面對大面積需要處理的污染農(nóng)田也可以完美解決。前提條件是穩(wěn)定劑和固化劑的用量以及單位成本要科學、合理的控制。

（五）土壤性能改良法

這種方法改變了重金屬的化學形式，有效地降低了重金屬物質(zhì)的水溶性和分散性，并降低了生物的有效性。缺點是農(nóng)田的生態(tài)會被破壞 [4]，只可以在面積較小的農(nóng)田中使用。

（六）電動修復法

這種方法的過程是在受污染的農(nóng)田中將電極插入受污染的土壤中并施加電流，之后形成電場，利用電滲、電泳等的作用以驅(qū)動土壤污染物，并將其移至電極區(qū)域進行處理。該方法具有修復成本低，效率高，處理方便等優(yōu)點，對于粘性較高的土壤更加容易產(chǎn)生效果。

（七）生物修復技術(shù)

動植物的生命代謝活動可以把土壤里的重金屬聚集起來，之后將其分離出去，可以改變土壤中重金屬生物學的形態(tài)，減少重金屬的危害。這種方法主要是利用低等動物具有收集重金屬的功能的特點，利用植物的積累功能收集重金屬、利用土壤中的各種微生物吸附重金屬，可以降低土壤重金屬的比例。動物的活動具有增加土壤透氣性、透水性和土壤肥沃度的優(yōu)點，對恢復已被污染的土壤生態(tài)系統(tǒng)有幫助。植物有效地促進了土壤中重金屬的流動性，降低了有毒物質(zhì)的生物利用度。

（八）農(nóng)藝調(diào)控措施

這種方法是控制植物生長的自然環(huán)境，和對基因表達過程采取某種方法和措施。例如：通過調(diào)節(jié)土壤的pH值、調(diào)節(jié)土壤的水含量等方法。農(nóng)藝調(diào)控措施的特點是成本低廉，在實施期間不影響土壤生產(chǎn)功能。但是簡單的農(nóng)藝調(diào)整措施是無法處理污染嚴重的農(nóng)田的，對于部分污染嚴重的農(nóng)田處理起來比較困難。主要是通過調(diào)整土壤PH值，在土壤中蓄積重金屬離子，可達到降低重金屬含量的目的，但由于土壤環(huán)境的變化，重金屬可再混入土壤。從整體上看，用于農(nóng)業(yè)技術(shù)控制措施的復原技術(shù)相對成熟，成本低，對土壤環(huán)境影響小，但只適合處理污染較輕的土壤。

四、結(jié)束語

我們國家的耕種面積十分的廣闊，對于農(nóng)產(chǎn)品的需求量也十分的大。因此為了保證農(nóng)產(chǎn)品的綠色、無污染，就需要保護好農(nóng)田，減少農(nóng)田中的重金屬含量，進而使農(nóng)田上生長出的農(nóng)作物所含的各種元素符合要求。在受到重金屬污染的農(nóng)田上生長出來的農(nóng)作物不能滿足人們的營養(yǎng)需求，還會含有有毒物質(zhì)。含有有毒物質(zhì)的農(nóng)作物被人類食用后，對人體的傷害很大。要充分利用各種修復污染農(nóng)田的方法，在實施的過程中遵守操作規(guī)范，對不同污染程度的農(nóng)田采用不同的修復方法，以實現(xiàn)低成本、高效率的去除污染。

參考文獻：

[1]黃標， 吳春江， 胡鵬杰， et al. 環(huán)保新材料LDHs在重金屬污染土壤修復方面的應用[C]// 中國土壤學會土壤環(huán)境專業(yè)委員會第二十次會議暨農(nóng)田土壤污染與修復研討會. 0.

[2]王進進， 楊行健， 胡崢，等. 基于風險等級的重金屬污染耕地土壤修復技術(shù)集成體系研究%Research on the risk level-based technology integration for the remediation of heavy metals polluted farmland[J]. 農(nóng)業(yè)環(huán)境科學學報， 2019， 038（002）：249-256.

[3]胡學玉， 李成成， 郭曉，等. 中輕度鎘污染耕地土壤的安全利用技術(shù)與途徑——活化還是鈍化？[C]// 中國土壤學會土壤環(huán)境專業(yè)委員會會議暨農(nóng)田土壤污染與修復研討會. 0.

[4]李榮華， 沈鋒， 李曉龍，等. 陜西某鉛鋅冶煉廠區(qū)及周邊農(nóng)田重金屬污染土壤的穩(wěn)定化修復理論與實踐[J]. 農(nóng)業(yè)環(huán)境科學學報， 2015（07）：50-57.