農(nóng)業(yè)土壤重金屬污染成因及治理

王 月

（沈陽(yáng)市現(xiàn)代農(nóng)業(yè)研發(fā)服務(wù)中心，沈陽(yáng) 110034）

在農(nóng)業(yè)發(fā)展進(jìn)程中，農(nóng)作物對(duì)土壤有著較為嚴(yán)格的要求。若土壤質(zhì)量下降甚至出現(xiàn)重金屬污染，則會(huì)直接影響作物生長(zhǎng)，降低其產(chǎn)量和質(zhì)量，不利于農(nóng)業(yè)的長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展。同時(shí)，農(nóng)業(yè)土壤中的重金屬會(huì)被農(nóng)作物吸收和富集，從而影響食用者身體健康［1］。隨著社會(huì)的不斷發(fā)展和土地資源的過(guò)度開發(fā)，我國(guó)土地資源污染較為嚴(yán)重［2］。因此，有必要重視農(nóng)業(yè)土壤重金屬污染對(duì)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的影響，制定科學(xué)合理的控制和預(yù)防措施，保障我國(guó)糧食安全和食品安全。

1 農(nóng)業(yè)土壤重金屬污染的成因及危害

1.1 農(nóng)業(yè)土壤重金屬污染成因

1.1.1 化肥農(nóng)藥污染施用化肥農(nóng)藥是保障農(nóng)作物產(chǎn)量的關(guān)鍵因素，在難以實(shí)施休耕輪作耕作模式的條件下，維系農(nóng)作物穩(wěn)產(chǎn)高產(chǎn)離不開化肥農(nóng)藥的保障作用。當(dāng)前農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的主要問(wèn)題是化肥農(nóng)藥年復(fù)一年的不合理施用甚至過(guò)量施用所帶來(lái)的土壤重金屬污染，正威脅著糧食生產(chǎn)安全。這些化肥農(nóng)藥在農(nóng)田灌溉和雨水滲透的作用下會(huì)遷移到土壤之中，使耕種土壤重金屬污染程度日趨加重。

1.1.2 固體廢棄物污染家庭生活廢棄物、畜禽排泄廢棄物、設(shè)施栽培廢棄物等隨意堆積、排放，日積月累也會(huì)作用于土壤，影響土壤環(huán)境。尤其是各類生產(chǎn)加工企業(yè)、工業(yè)園區(qū)、餐飲服務(wù)業(yè)等產(chǎn)生的固體廢棄物重金屬含量較高，如果處理不當(dāng)或不經(jīng)處理，會(huì)有一部分含有重金屬的廢棄物進(jìn)入農(nóng)業(yè)土壤當(dāng)中，污染土壤環(huán)境。

1.1.3 大氣沉降污染交通運(yùn)輸、建筑、化工、制造等行業(yè)的生產(chǎn)環(huán)節(jié)會(huì)產(chǎn)生大量廢氣，這些廢氣之中含有重金屬元素，可通過(guò)氣溶膠、蒸氣等形態(tài)進(jìn)入大氣空間后沉降至土壤中。尤其是隨著人們經(jīng)濟(jì)條件的改善和各種機(jī)動(dòng)車保有量的增加，每天含有大量鋅、銅、鉛、鉻等重金屬元素的汽車尾氣會(huì)隨著大氣沉降作用而直接影響農(nóng)田土壤環(huán)境，導(dǎo)致土壤重金屬超標(biāo)。

1.2 農(nóng)業(yè)土壤重金屬污染的危害

1.2.1 影響作物產(chǎn)量和質(zhì)量在農(nóng)田灌溉過(guò)程中，土壤中的重金屬元素可隨質(zhì)外通道或共質(zhì)通道進(jìn)入農(nóng)作物，降低其整體品質(zhì)。重金屬超標(biāo)還可破壞農(nóng)作物的酶系統(tǒng)，降低葉綠素合成率，改變核酸代謝水平，影響農(nóng)作物產(chǎn)量。

1.2.2 影響食品安全和人體健康農(nóng)業(yè)土壤重金屬元素可通過(guò)農(nóng)作物吸收，在食物鏈中傳遞給人體消化道等機(jī)體，最終威脅到人體健康，甚至出現(xiàn)鉛中毒等情況。在農(nóng)田作業(yè)過(guò)程中，如果化肥農(nóng)藥過(guò)量施用，易使重金屬元素吸入人體口腔、鼻腔而損傷呼吸道或肺部，引發(fā)機(jī)體病變。

2 農(nóng)業(yè)土壤重金屬污染的特點(diǎn)及危害

2.1 遷移轉(zhuǎn)化

土壤重金屬污染具有遷移轉(zhuǎn)化的特點(diǎn)。若其浸入農(nóng)田土壤中，會(huì)引發(fā)一系列物理和化學(xué)反應(yīng)，并在多種反應(yīng)中遷移轉(zhuǎn)變，導(dǎo)致農(nóng)田生態(tài)環(huán)境出現(xiàn)多種問(wèn)題。不同生物種類對(duì)重金屬的耐受程度存在差異，比如重金屬元素沉積、氧化會(huì)使土壤環(huán)境改變，不利于水稻、花生等作物生長(zhǎng)。鑒于重金屬元素難以降解，故其在土壤中會(huì)長(zhǎng)期富集，有的可轉(zhuǎn)化為有機(jī)金屬化合物，進(jìn)而產(chǎn)生較大的危害性和毒性。

2.2 形態(tài)多變

多數(shù)重金屬元素存在化學(xué)活性，化合價(jià)變化相對(duì)明顯，極易與其他元素產(chǎn)生物理及化學(xué)反應(yīng)。在土壤pH值明顯變化的時(shí)候，重金屬元素也會(huì)改變，以至于形態(tài)、毒性、穩(wěn)定性等差異明顯，增大了治理難度。重金屬元素主要由自然狀態(tài)逐步轉(zhuǎn)變?yōu)殡x子態(tài)，這一過(guò)程會(huì)使重金屬元素毒性有所強(qiáng)化，特別是鋅、鉛等重金屬元素危害加重，毒性高于絡(luò)合物。農(nóng)業(yè)發(fā)展對(duì)土壤環(huán)境的要求較高，但在物理、化學(xué)等反應(yīng)作用下會(huì)生成有機(jī)物，進(jìn)而出現(xiàn)各種問(wèn)題。目前，農(nóng)田土壤重金屬污染監(jiān)測(cè)與評(píng)估受到越來(lái)越多的關(guān)注，除了分析重金屬元素類型外，還要明確其基本形態(tài)，這樣才能準(zhǔn)確判斷污染程度。

2.3 消除困難

土壤中的重金屬難以通過(guò)分解方式降低其濃度并加以利用，當(dāng)其進(jìn)入土壤后，會(huì)逐步聚集，然后通過(guò)多重反應(yīng)生成毒性較強(qiáng)的物質(zhì)，進(jìn)而威脅水稻、玉米等農(nóng)作物的正常生長(zhǎng)。土壤重金屬的毒性很難消除，既不利于后續(xù)種植，也會(huì)埋下安全隱患。也就是說(shuō)，農(nóng)田土壤中，重金屬元素有所富集，伴隨著長(zhǎng)期積累，使得土壤生態(tài)系統(tǒng)受到嚴(yán)重影響，人體健康也會(huì)受到威脅，短期內(nèi)難以恢復(fù)［2］。

3 農(nóng)業(yè)土壤重金屬污染治理過(guò)程中存在的問(wèn)題

3.1 缺乏可靠治理方案

雖然土壤重金屬污染問(wèn)題備受矚目，但目前采取的治理措施存在不當(dāng)之處。不同地區(qū)的農(nóng)田環(huán)境和農(nóng)業(yè)用地機(jī)制存在很大的差異，有關(guān)土壤重金屬的治理方案往往缺乏針對(duì)性，相關(guān)預(yù)防措施亟待完善。此外，有關(guān)農(nóng)業(yè)土壤重金屬污染的防治政策不夠完善，經(jīng)費(fèi)支持力度不足，導(dǎo)致農(nóng)業(yè)土壤重金屬污染問(wèn)題依然存在。

3.2 缺少防治與檢測(cè)技術(shù)

現(xiàn)階段，農(nóng)業(yè)土壤重金屬污染整體預(yù)防措施有待完善，治理手段缺乏技術(shù)性，導(dǎo)致土壤重金屬污染治理效果不佳。有關(guān)重金屬對(duì)農(nóng)田耕地生態(tài)系統(tǒng)和農(nóng)作物的危害程度，尚且缺乏細(xì)致研究和科學(xué)認(rèn)知，也沒(méi)有完善可行的土壤污染防治核心技術(shù)。從這個(gè)意義上講，農(nóng)業(yè)土壤重金屬的快速檢查意義重大，還需掌握動(dòng)態(tài)化檢測(cè)方案，通過(guò)整體的評(píng)估模式，使得重金屬污染問(wèn)題得到處理。

3.3 技術(shù)力量不足

土壤重金屬污染治理需要相關(guān)管理部門承擔(dān)起職責(zé)，采取合理舉措，千方百計(jì)提高防治效果。要充分發(fā)揮科研單位和推廣部門的作用，加強(qiáng)重金屬污染對(duì)農(nóng)作物產(chǎn)量和品種的影響研究，提出合理化技術(shù)解決方案，并組織力量參與農(nóng)田重金屬污染防治，逐步消減土壤重金屬污染，為農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全保駕護(hù)航。

4 農(nóng)業(yè)土壤重金屬污染治理方法

4.1 切斷污染源頭

對(duì)于農(nóng)業(yè)耕地而言，重金屬超標(biāo)問(wèn)題嚴(yán)重制約了農(nóng)作物正常生長(zhǎng)［3］。不管玉米還是水稻，均對(duì)土壤環(huán)境有著極為嚴(yán)格的要求，需要通過(guò)可靠路徑落實(shí)好治理工作，使農(nóng)業(yè)土壤重金屬污染控制到位。在制定農(nóng)業(yè)發(fā)展規(guī)劃時(shí)，應(yīng)重視土壤重金屬污染問(wèn)題。鑒于重金屬污染的重要源頭來(lái)自化肥與農(nóng)藥，因此，亟待采取科學(xué)方法控制重金屬沉積。切斷污染源頭，是治理土壤重金屬污染的主要途徑。這就要求盡量減少農(nóng)藥、化肥的使用量，按照測(cè)土配方進(jìn)行施肥，精施安全農(nóng)藥。同時(shí)，減輕重金屬污染源的監(jiān)測(cè)與監(jiān)管，建立預(yù)防預(yù)警機(jī)制，從源頭解決重金屬污染農(nóng)田問(wèn)題。

4.2 增強(qiáng)自凈功能

在農(nóng)業(yè)發(fā)展進(jìn)程中，還需關(guān)注土壤本身的自凈功能。為了滿足農(nóng)作物生長(zhǎng)和農(nóng)產(chǎn)品提質(zhì)的需要，應(yīng)在土壤重金屬污染防控的每個(gè)環(huán)節(jié)更加關(guān)注土壤容量的提升?？赏ㄟ^(guò)增加土壤中的膠體物質(zhì)來(lái)吸收重金屬元素，進(jìn)而降低污染物的活性，防止污染加重。

4.3 完善保護(hù)制度

根據(jù)國(guó)家對(duì)農(nóng)田耕地土壤重金屬污染的防治要求，應(yīng)進(jìn)一步完善監(jiān)控體系，結(jié)合不同區(qū)域環(huán)境，健全重金屬污染物防范制度。各地可根據(jù)農(nóng)田重金屬污染程度及不同重金屬元素的危害程度，制定相應(yīng)的土壤環(huán)境監(jiān)控方案，設(shè)定合理的監(jiān)測(cè)和防治目標(biāo)。除了農(nóng)藥、化肥帶來(lái)的化學(xué)污染物，還要關(guān)注畜牧養(yǎng)殖廢棄物、工業(yè)廢水等對(duì)農(nóng)田土壤環(huán)境帶來(lái)的污染，通過(guò)國(guó)土資源、環(huán)保等行業(yè)管理部門的干預(yù)，讓農(nóng)田耕地得以凈化。各級(jí)政府要把解決農(nóng)田重金屬污染放在保障糧食安全和食品安全的高度，重視耕地保護(hù)，為防治重金屬污染提供政策支持和組織保障。

4.4 加大科研力度

土壤重金屬污染治理工作離不開科學(xué)技術(shù)的支撐。應(yīng)組織高校院所和企業(yè)等研發(fā)力量，開展重金屬污染治理方面的研究攻關(guān)，提供行之有效的可操作的技術(shù)解決方案，指導(dǎo)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)，滿足農(nóng)作物生長(zhǎng)需求。

5 結(jié)語(yǔ)

現(xiàn)階段，由于城市污染、工業(yè)污染和農(nóng)業(yè)污染的影響，致使農(nóng)田土壤中重金屬的含量不斷增加，在很大程度上影響農(nóng)產(chǎn)品的質(zhì)量和產(chǎn)量，進(jìn)而對(duì)人類的健康和安全造成了一定的危害［4］，成為當(dāng)下不得不徹底解決的難題。通過(guò)了解農(nóng)業(yè)土壤污染成因、危害及特點(diǎn)，制定切實(shí)可行的措施，是提升耕地質(zhì)量、實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)可持續(xù)健康發(fā)展的關(guān)鍵。亟待從科學(xué)技術(shù)的角度，從重金屬污染的源頭，下大氣力解決農(nóng)業(yè)土壤問(wèn)題。從現(xiàn)實(shí)情況看，解決農(nóng)業(yè)土壤污染問(wèn)題是一項(xiàng)利在當(dāng)代、功在千秋的大事，需要農(nóng)業(yè)、環(huán)保、國(guó)土資源管理等多部門多行業(yè)的協(xié)同，才能凈化人們賴以生存的土地，為我國(guó)經(jīng)濟(jì)社會(huì)提供安全的農(nóng)產(chǎn)品。