我國(guó)農(nóng)作物的重金屬污染及防治對(duì)策

劉金霞

（山東省沂水縣農(nóng)業(yè)農(nóng)村局，山東 臨沂 276400）

現(xiàn)代工業(yè)在為我們帶來(lái)繁榮和便利的同時(shí)，也污染了自然環(huán)境，對(duì)于農(nóng)業(yè)而言，重金屬污染狀況已經(jīng)十分嚴(yán)重。重金屬污染很容易導(dǎo)致重金屬元素在人體內(nèi)堆積，破壞人體健康，會(huì)造成癌癥、畸形、突變等嚴(yán)重健康問(wèn)題，即使一些重金屬元素是人體必需的，大量堆積仍然也會(huì)對(duì)人體造成不利影響。舉例而言，鉻、鈷、鎳、鎘、鋅等元素都有一定的致癌作用，鈦、鐵、鎳的絡(luò)合物也會(huì)導(dǎo)致癌癥，日本曾轟動(dòng)一時(shí)的鎘米導(dǎo)致“疼痛癥”的事件，就是典型的農(nóng)作物重金屬污染帶來(lái)的嚴(yán)重后果。

1 我國(guó)農(nóng)作物重金屬污染現(xiàn)狀

我國(guó)工業(yè)規(guī)模如今已經(jīng)位列世界第一，而隨著城市化的不斷推進(jìn)，很多工廠開(kāi)始向鄉(xiāng)鎮(zhèn)轉(zhuǎn)移。在農(nóng)村鄉(xiāng)鎮(zhèn)企業(yè)得到快速發(fā)展的同時(shí)，重金屬污染物的排放量也在不斷上升。我國(guó)的水資源并不充足，污水灌溉現(xiàn)象已經(jīng)十分常見(jiàn)，特別是水資源匱乏的北方地區(qū)，污水灌溉問(wèn)題更是普遍，以西安地區(qū)為例，污水灌溉面積已經(jīng)達(dá)到了總灌溉面積的一半以上，土壤中的重金屬含量顯著高于土壤背景值，農(nóng)作物的重金屬元素含量在不斷增長(zhǎng)[1]。實(shí)際上，經(jīng)過(guò)檢測(cè)，很多城市的農(nóng)作物產(chǎn)品都面臨著不同程度的重金屬含量超標(biāo)問(wèn)題。

2 我國(guó)農(nóng)作物重金屬污染問(wèn)題成因

我國(guó)工業(yè)的快速發(fā)展也帶來(lái)了農(nóng)作物重金屬污染問(wèn)題，特別是近年來(lái)鄉(xiāng)鎮(zhèn)企業(yè)的快速發(fā)展，已經(jīng)對(duì)農(nóng)業(yè)環(huán)境產(chǎn)生了直接威脅。而想要對(duì)當(dāng)前的重金屬污染問(wèn)題進(jìn)行治理，同時(shí)預(yù)防重金屬污染更加嚴(yán)重，就必須對(duì)重金屬污染產(chǎn)生的原因有所了解，才能有的放矢的尋找解決對(duì)策。

2.1 污水灌溉

出于對(duì)生產(chǎn)成本的考量，由于污水處理的成本較高，一些工廠為了追求更高的經(jīng)濟(jì)效益，會(huì)將未經(jīng)處理的污水直接排放，對(duì)自然環(huán)境造成了破壞。很多農(nóng)作物種植者出于主觀或客觀原因，會(huì)選擇使用污水對(duì)農(nóng)作物進(jìn)行灌溉，導(dǎo)致農(nóng)業(yè)環(huán)境遭到污染，而長(zhǎng)期食用使用污水灌溉的農(nóng)作物，對(duì)于消費(fèi)者的身體健康會(huì)造成嚴(yán)重威脅。以1995年為例，我國(guó)共排放工業(yè)污水超過(guò)兩百億噸，但只有一半左右達(dá)標(biāo)，其中有四分之三直接排放入水源。而工業(yè)污水中含有大量重金屬元素，1995年全年共排放了超過(guò)十三噸汞、超過(guò)兩百噸鎘、超過(guò)三百噸六價(jià)鉻、超過(guò)一千兩百噸鉛、超過(guò)一千噸砷，共計(jì)兩千萬(wàn)公頃左右的耕地遭到污染，也就是說(shuō)超過(guò)我國(guó)五分之一的耕地存在污水灌溉問(wèn)題[2]。而在水資源更為稀缺的北方，大量工業(yè)城市在享受工業(yè)帶來(lái)的紅利的同時(shí)，也面臨著嚴(yán)重的污染問(wèn)題。近年來(lái)，雖然在國(guó)家的大力支持下，污染問(wèn)題有所緩解，但污水灌溉問(wèn)題依舊是我國(guó)農(nóng)作物重金屬污染的主要成因之一。

2.2 鄉(xiāng)鎮(zhèn)企業(yè)發(fā)展帶來(lái)的環(huán)境污染問(wèn)題

鄉(xiāng)鎮(zhèn)企業(yè)的快速發(fā)展在大大刺激了鄉(xiāng)鎮(zhèn)經(jīng)濟(jì)繁榮的同時(shí)，也帶來(lái)了環(huán)境污染問(wèn)題。很多鄉(xiāng)鎮(zhèn)企業(yè)都是化工產(chǎn)業(yè)，很容易造成環(huán)境污染，導(dǎo)致農(nóng)作物受到重金屬污染。一方面，大量工廠將工業(yè)產(chǎn)生的廢水、廢料不經(jīng)處理就排入滲坑、滲井，會(huì)直接對(duì)農(nóng)田造成影響，導(dǎo)致土壤中的重金屬含量明顯升高；另一方面，很多工廠排放的廢氣也會(huì)導(dǎo)致農(nóng)作物受到污染。廢氣中含有多種重金屬元素，且影響范圍極大，在主風(fēng)向上影響距離可達(dá)十公里，能在一公里以上范圍內(nèi)造成嚴(yán)重污染，導(dǎo)致農(nóng)作物的重金屬含量明顯超過(guò)標(biāo)準(zhǔn)要求。如今在國(guó)家的積極治理之下，鄉(xiāng)鎮(zhèn)工廠“三廢”排放造成農(nóng)作物重金屬污染的現(xiàn)象明顯減少，但仍然時(shí)有發(fā)生，必須對(duì)此提高警惕。

2.3 汽車(chē)尾氣污染

汽車(chē)尾氣排放帶來(lái)農(nóng)作物重金屬污染的現(xiàn)象大都出現(xiàn)在城市近郊。城市人口密集，人多地少，很多地區(qū)公路和農(nóng)田之間并沒(méi)有其他植物組成的隔離帶，城市近郊一些靠近公路的農(nóng)作物種植地會(huì)受到汽車(chē)尾氣的直接影響。汽車(chē)尾氣中鉛粉的含量在一半左右，對(duì)距離公路30m的農(nóng)田都會(huì)造成污染，導(dǎo)致農(nóng)作物產(chǎn)品的含鉛量嚴(yán)重超標(biāo)。鉛粉落到農(nóng)田也會(huì)在土壤中進(jìn)行反應(yīng)，產(chǎn)生鉛的化合物，直接威脅農(nóng)業(yè)環(huán)境，對(duì)農(nóng)產(chǎn)品造成二次污染。

2.4 污泥和垃圾堆肥

使用污泥和垃圾進(jìn)行堆肥的現(xiàn)象在我國(guó)十分普遍，而工業(yè)排放產(chǎn)生的污泥和城市生活垃圾中含有不少重金屬，并且大都沒(méi)有經(jīng)過(guò)處理，很容易對(duì)農(nóng)作物造成重金屬污染。以上海日暉港附近某地為例，在1960-1970年間使用過(guò)大量日暉港產(chǎn)生的污泥進(jìn)行堆肥，平均每年達(dá)到四萬(wàn)噸，根據(jù)調(diào)查，本地農(nóng)作物存在普遍的重金屬超標(biāo)問(wèn)題，已經(jīng)成為了重污染區(qū)[3]。由此可見(jiàn)，污泥和城市垃圾堆肥問(wèn)題已經(jīng)成為了重金屬污染的重要成因之一。

3 農(nóng)作物重金屬污染防治對(duì)策

重金屬污染會(huì)對(duì)農(nóng)業(yè)環(huán)境造成極大的破壞，會(huì)導(dǎo)致農(nóng)作物的正常生長(zhǎng)出現(xiàn)很多問(wèn)題，甚至?xí)亟饘傥廴緡?yán)重時(shí)會(huì)導(dǎo)致農(nóng)作物死亡，同時(shí)重金屬污染會(huì)導(dǎo)致毒性在農(nóng)作物中富集，通過(guò)食物鏈對(duì)人們的身體健康產(chǎn)生威脅。因此，對(duì)農(nóng)作物重金屬污染的治理就顯得尤為重要，找到具有可行性的農(nóng)作物重金屬污染防治對(duì)策有著非比尋常的現(xiàn)實(shí)意義。

3.1 生物治理

利用生物技術(shù)治理農(nóng)作物重金屬污染問(wèn)題已經(jīng)被證明是可行的措施。重金屬污染生物治理措施主要分為動(dòng)物治理、微生物治理和植物治理，目前最具實(shí)踐意義的是植物治理。植物治理是通過(guò)將具有重金屬污染治理效果的植物種植于受到重金屬污染的土壤中，利用該植物對(duì)重金屬元素的富集作用，將土壤中的重金屬元素吸收，再通過(guò)收獲并處理，實(shí)現(xiàn)重金屬污染的治理效果。其基本原理主要有四個(gè)：一是植物的提取作用，通過(guò)特殊植物對(duì)重金屬的吸收能力凈化土壤中的重金屬元素；二是植物的揮發(fā)作用，通過(guò)植物造成的化學(xué)反應(yīng)使土壤中一些特定的重金屬元素轉(zhuǎn)化為氣態(tài)進(jìn)行揮發(fā)；三是植物的根系過(guò)濾作用，利用植物根孔通過(guò)水流降低土壤中的重金屬元素含量；四是植物的固定作用，通過(guò)生物無(wú)效態(tài)的原理，讓土壤中的重金屬向毒性較低甚至無(wú)毒的形態(tài)轉(zhuǎn)化。由此可見(jiàn)，想要通過(guò)植物治理農(nóng)作物的重金屬污染，找到超積累、耐重金屬的植物是重要的一環(huán)。目前根據(jù)長(zhǎng)期實(shí)踐，已經(jīng)找到了很多可以用于重金屬污染治理的植物，例如一些柳屬的品種可以實(shí)現(xiàn)鎘污染的治理，紫夜花苕可以實(shí)現(xiàn)鋅污染的治理，酸模草可以實(shí)現(xiàn)對(duì)銅污染的治理等。

利用生物進(jìn)行農(nóng)作物重金屬污染的治理優(yōu)勢(shì)在于實(shí)施難度較低，實(shí)施成本較低，同時(shí)不會(huì)對(duì)自然環(huán)境造成的影響較少，但由于目前技術(shù)水平限制，仍然存在很多缺點(diǎn)。一方面，超積累植物一般都存在植株矮小的問(wèn)題，生物量低，生長(zhǎng)周期長(zhǎng)，導(dǎo)致治理效率低下；另一方面，目前耐重金屬的植物品種仍然很少，對(duì)于重污染土壤的治理力不從心。另外，通過(guò)植物進(jìn)行農(nóng)作物重金屬污染的治理，重金屬元素大部分集中在植物根部，很容易重返土壤。但雖然重金屬污染生物治理存在很多問(wèn)題，但依舊是治理農(nóng)作物重金屬污染的重要研究方向，未來(lái)可期。

3.2 土壤改良劑

一些土壤改良劑可以改變土壤的理化結(jié)構(gòu)，使農(nóng)田中的重金屬出現(xiàn)氧化、還原、沉淀、吸附等效果，從而實(shí)現(xiàn)降低重金屬的生物有效性的目的，從而起到治理農(nóng)作物重金屬污染的作用。以硝石灰為例，通過(guò)施用硝石灰，可以對(duì)土壤的酸堿值進(jìn)行調(diào)整，從而降低重金屬的毒性。根據(jù)實(shí)踐可知，每公頃農(nóng)田施用0.75t硝石灰，可以降低15%土壤中有害重金屬的毒性。另外，將旱田改為水田，可以降低土壤的氧化還原電位，讓重金屬離子還原，從而降低重金屬的毒性。針對(duì)重金屬重污染土壤，則必須采用土壤深翻，施用抑制劑等方式進(jìn)行治理。

3.3 調(diào)整污染區(qū)作物結(jié)構(gòu)

我國(guó)農(nóng)作物的種類十分豐富，不同品種之間重金屬的富集效果也存在差異。根據(jù)這一特點(diǎn)，在污染區(qū)選擇富集效果更低的農(nóng)作物進(jìn)行種植，可以有效降低農(nóng)作物中的重金屬含量。根據(jù)實(shí)驗(yàn)可知，在同樣的重金屬污染狀況下，種植富集效果較低的農(nóng)作物和種植普通農(nóng)作物相比，農(nóng)作物產(chǎn)品中的重金屬含量顯著降低，可以達(dá)到較好的阻隔重金屬元素通過(guò)食物鏈進(jìn)入人體，農(nóng)作物的產(chǎn)量和品質(zhì)也有所提升。因此，調(diào)整污染區(qū)的作物結(jié)構(gòu)，也是應(yīng)對(duì)農(nóng)作物重金屬污染的關(guān)鍵對(duì)策。

3.4 控制污泥和城市垃圾堆肥現(xiàn)象

首先要做到減少污泥和城市垃圾堆肥現(xiàn)象，為此可以施用有機(jī)肥代替污泥和城市垃圾堆肥。特別是針對(duì)已經(jīng)收到重金屬污染的土壤，無(wú)法在短時(shí)間內(nèi)進(jìn)行治理，施用有機(jī)肥可以有效促進(jìn)土壤對(duì)重金屬的吸收，實(shí)現(xiàn)減少農(nóng)作物對(duì)重金屬成分的富集作用。

4 結(jié)語(yǔ)

想要真正實(shí)現(xiàn)對(duì)農(nóng)作物重金屬污染的防治，要通過(guò)立法和國(guó)家引導(dǎo)真正落實(shí)農(nóng)業(yè)環(huán)境的保護(hù)，嚴(yán)格根據(jù)法律法規(guī)進(jìn)行治理，控制好污染源。同時(shí)，要建立農(nóng)田重金屬預(yù)防機(jī)制，通過(guò)相關(guān)部門(mén)的相互協(xié)作，一旦農(nóng)作物出現(xiàn)重金屬含量超標(biāo)問(wèn)題，及時(shí)進(jìn)行問(wèn)題成因分析，第一時(shí)間進(jìn)行治理。同時(shí)，對(duì)于重金屬污染的防治技術(shù)研究要加大投入，不斷提高技術(shù)水平，提升我國(guó)農(nóng)作物重金屬污染治理能力。