重金屬污染農田土壤修復與安全利用技術及應用分析

晏宴

摘 要：中國耕地面積廣泛，而土壤污染情況復雜，農產品中的重金屬問題與國家經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田。植物的提取和復原的方法，是低成本環保的方法，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，重金屬的生物利用能力雖然在白天有所下降，但也會對土壤的質量產生影響。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、間作等農學對策也可以更換土壤的重金屬形態，防止植物對重金屬的吸收。文章對目前土壤污染產生的影響進行了分析，提出了幾種修復技術。

關鍵詞：重金屬污染;農田土壤修復;安全利用技術

引言：

將相關的調查數據進行分析，重金屬污染受到許多因素的影響，其產生具有多種來源。主要是包括以下的東西：大范圍的使用農藥、工業廢料殘留、沉積積累、廢氣中重金屬擴散、灌溉、重金屬農藥等。被重金屬污染農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、當前農田土壤污染產生的影響

（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，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移到植物中，如果含有重金屬的蔬菜等有毒農產品變成食物，之后被人類食用，這些毒性物質將通過食物鏈直接進入人體，對人體健康造成威脅。例如：日本發現的某種疾病，該疾病是由慢性汞中毒引發的，導致步態困難，智力低下和視力障礙。患者的機體免疫力差，記憶力減退。此外，急性汞中毒會嚴重影響神經和消化系統的運作，嚴重者可能致命。如上所述，重金屬積累在人體中，對人體健康構成極大威脅。要利用土壤修復的技術，把農田中的有害物質去除掉，讓農作物不含有有毒物質，進而保證食用農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作物，而且各種植物自然生長，為人類帶來的無數的益處。但是，自工業革命開始以來，人類的生產活動已開始對自然產生重大影響[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

（一）客土法

客土法是為了減少重金屬污染物質和植物的根接觸。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，可以使化學物質加入之后對其產生很大的影響，采用化學固化法的最大優點是土壤結構不改變，周期較短，操作容易恢復，在面對大面積需要處理的污染農田也可以完美解決。前提條件是穩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的水溶性和分散性，并降低了生物的有效性。缺點是農田的生態會被破壞 [4]，只可以在面積較小的農田中使用。

（六）電動修復法

這種方法的過程是在受污染的農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、電泳等的作用以驅動土壤污染物，并將其移至電極區域進行處理。該方法具有修復成本低，效率高，處理方便等優點，對于粘性較高的土壤更加容易產生效果。

（七）生物修復技術

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，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點，對恢復已被污染的土壤生態系統有幫助。植物有效地促進了土壤中重金屬的流動性，降低了有毒物質的生物利用度。

（八）農藝調控措施

這種方法是控制植物生長的自然環境，和對基因表達過程采取某種方法和措施。例如：通過調節土壤的pH值、調節土壤的水含量等方法。農藝調控措施的特點是成本低廉，在實施期間不影響土壤生產功能。但是簡單的農藝調整措施是無法處理污染嚴重的農田的，對于部分污染嚴重的農田處理起來比較困難。主要是通過調整土壤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，但由于土壤環境的變化，重金屬可再混入土壤。從整體上看，用于農業技術控制措施的復原技術相對成熟，成本低，對土壤環境影響小，但只適合處理污染較輕的土壤。

四、結束語

我們國家的耕種面積十分的廣闊，對于農產品的需求量也十分的大。因此為了保證農產品的綠色、無污染，就需要保護好農田，減少農田中的重金屬含量，進而使農田上生長出的農作物所含的各種元素符合要求。在受到重金屬污染的農田上生長出來的農作物不能滿足人們的營養需求，還會含有有毒物質。含有有毒物質的農作物被人類食用后，對人體的傷害很大。要充分利用各種修復污染農田的方法，在實施的過程中遵守操作規范，對不同污染程度的農田采用不同的修復方法，以實現低成本、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境專業委員會第二十次會議暨農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集成體系研究%Research on the risk level-based technology integration for the remediation of heavy metals polluted farmland[J]. 農業環境科學學報， 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與途徑——活化還是鈍化？[C]// 中國土壤學會土壤環境專業委員會會議暨農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及周邊農田重金屬污染土壤的穩定化修復理論與實踐[J]. 農業環境科學學報， 2015（07）：50-57.