受污染土壤修復方法在農業可持續發展中的應用

摘 要：土壤是人類賴以生存的重要基礎，同時是農業生產、工業生產、農產品加工過程中不可或缺的重要物質條件，在我國城市化、工業化、農業持續化發展不斷進步的背景下，大量未經處理的污染物在土壤中不斷堆積，在自然因素的影響下引發了土壤污染與土地資源浪費。為此，如何在保證土壤肥沃程度、耕地面積不減少的基礎上，積極使用化學修復技術、生物降解技術、生物修復技術修復受污染的土壤，實現提高農業生產質量、增加農民收入、促進農業可持續發展的目標，是當前修復受污染土壤過程中的重要方向。基于此，以受污染土壤修復的背景與重要性為切入點，提出受污染土壤修復方法在農業可持續發展中的應用措施，以供參考。

關鍵詞：受污染土壤；修復方法；農業領域；可持續發展

中圖分類號：X53 文獻標志碼：B 文章編號：2095–3305（2024）05–0-03

1 受污染土壤修復的意義與現狀

1.1 受污染土壤修復的意義

土壤是構成生態系統的基本要素，是維系人類生活與生產活動所不可或缺的物質基礎和場所，而且土壤的使用、開發和保護的水平直接關聯著人類社會經濟的發展及生態平衡。隨著我國工業化和城市化的飛速發展，對土地資源的需求量激增，土地資源的使用模式和分布也經歷著較大的轉變，大量未經嚴格處理的廢水被用于灌溉農田，固體廢棄物的隨意丟棄或簡陋填埋、不合理使用農藥等現象，不僅阻擋了我國農業現代化的步伐，而且對生態環境及農業環境造成了嚴重的破壞，這種破壞不僅可能危害人民群眾的身體健康安全，還會對社會的穩定和經濟的發展產生不利影響[1]。

1.2 威寧縣的土壤污染現狀

當前，貴州省畢節市威寧彝族回族苗族自治縣（以下簡稱威寧縣）重點區域農田土壤主要受到重金屬鎘、農藥化肥等物質的污染，以金屬鉻為代表的土壤污染最為嚴重，尤其是在礦區及礦區附近的地點。與此同時，威寧縣土壤中重金屬的來源包括自然源（地質源）、歷史源和工業源，但各種來源的輸入占比并不清晰，導致了重金屬污染的成因不明確，給污染源頭管控和后續管理工作帶來了困難。如果歷史污染源占比較大，可以通過土壤修復等方式進行治理；如果工業源占比大，則需要從源頭減少排放、加強治理措施等方面入手。現階段，威寧縣當地政府已經對受污染土壤制定了嚴格的保護和整治辦法，多種土壤修復的技術和試驗措施在當地被廣泛推行并且取得明顯的成效，以期構建綠色、可持續發展的土壤環境，對于推進威寧縣農業經濟的快速發展有著極其重要的現實意義。

2 受污染土壤的風險

2.1 農業生產風險

威寧縣的農業耕種面積大，一旦土壤的生態環境遭到嚴重的破壞，土壤的質量和自身肥力將會受到損害，提供優質、肥沃的土壤面積也會大幅度減少，進而無法充分滿足農業種植的基本需求，農產品產量的不斷下降也會使農民群眾的日常生活受到一系列負面的影響[2]。例如，農藥污染通常會對土壤中微生物的多樣性、群落結構帶來影響，若在化學農藥、殺蟲劑使用過多的情況下，土壤中的細菌會形成較強的耐藥性。

相關研究表明，施用化學藥劑10 d后能夠明顯地降低土壤中微生物的呼吸能力，而有機磷污染將會減少土壤中的微生物種類及數量[3]。由此可見，農藥在土壤中的濃度水平是決定其對土地造成損害程度的重要因素之一，毒素濃度較低的農藥可能僅會對土壤中的微生物群體產生短期和較輕的負面影響，但當農藥的毒素濃度較高時，會導致微生物數量急劇減少，這不但對微生物的生存構成了嚴重威脅，還會影響農作物的正常生長，從而對農業的可持續發展帶來不良影響[4]。

2.2 人體健康風險

近年來，經濟的高速增長帶動了國民生活水平的提高，人們對生活品質與食品安全的關注度也隨之增長。在此背景下，化學農藥、重金屬污染對土壤造成的傷害日益突出。造成這一現象的主要原因是，許多種植戶缺乏先進的施藥技術和用藥知識，長期以來，采取不當的做法大量使用農藥，使得水果、蔬菜以及畜牧產品中的農藥殘留量超標，并且農產品中的農藥殘留對人類健康和食品的安全構成了巨大威脅。主要污染物包括有害的重金屬和殺蟲劑，污染物對糧食、果蔬等農產品質量的影響尤其嚴重，葉類蔬菜等作物更容易受到殺蟲劑的污染[5]。比如，烷基酚類的農藥乳化劑、辛基酚、壬基酚或殺蟲劑等化學藥劑，不僅毒性強、污染范圍廣泛，還具有較高的雌激素活性，可能增加癌變風險，影響男性的生殖能力，還會對人類的健康造成極大威脅，甚至有可能導致死亡。

2.3 生態環境風險

受污染土壤修復是需要投入大量時間與精力的復雜工程，在實際修復的過程中，修復工具在操作上存在一定的難度。針對中度污染區域的修復與治理而言，其最后的修復效果基本上很難達到預期效果。若土壤污染問題在長時間內無法得以科學解決，將會進一步對自然生態環境問題產生不利影響。例如，土壤中的有毒物質會在水土流失的作用下對附近的水質造成污染，對周圍生態系統造成嚴重的破壞[6]。此外，土壤中遺留的殺蟲劑經常會隨著地表水流轉移至湖泊與溪流等地下水域，導致河流及地下水生態系統遭受嚴重的環境污染，從而對水質的自然循環和生物的多樣性造成巨大的威脅。同時，水中殘留的農藥對水生動植物也具有潛在的毒性，極大地破壞了水生生物群落的生活環境，影響水生生物的生存環境。

3 受污染土壤的修復方法

3.1 生物修復技術

3.1.1 植物修復技術

植物修復技術指的是通過利用植物的生長特性和代謝機制清除土壤中的有害物質，恢復土壤的生態功能，從而達到修復污染土壤的目的。植物修復技術主要包括植物吸收、植物揮發、植物降解等不同機制，通過植物與土壤之間的相互作用，去除和降解土壤中的有害物質。現階段，已知有700多種農作物在種植過程中會積累土壤中的重金屬元素，例如，重金屬鉛超積累農作物包含酸摸、香根草等，重金屬鎘超積累植物中包含龍葵和魚腥草等。植物修復技術是一種不會產生污染、綠色環保的技術，但由于植物生長量小、周期長，所以在受污染土壤修復中使用該技術所需要的時間也相對較長，修復的程度較低。若只靠單一的植物修復受污染的土壤，則無法充分滿足土壤污染治理與修復的需求，因此，需要進一步尋找、培育超積累植物的植株，以此提升植物修復技術的應用水平[7]。在農作物種植時節，威寧縣需要結合土壤的污染情況、土壤理化指標、土壤類型、地質背景情況等，選擇適合本區域的植物修復技術來提高土壤修復效率。

3.1.2 動物修復技術

動物修復技術主要通過動物對土壤的混合、翻耕、排泄等行為，促進土壤中有害物質的降解、轉化和去除，從而實現土壤修復和生態系統恢復的目的。與植物修復技術相比，動物修復技術借助動物的生物學特性和生態功能，在修復受污染土壤的過程中發揮著獨特的作用。現階段，關于利用動物開展受污染土壤修復的研究相對較少，在實踐的過程中普遍利用鼠類和蚯蚓來修復土壤，但動物在吸收重金屬之后，其排出的糞便會進入土壤，加之動物對重金屬元素的耐受性相對較低，一旦所吸收的重金屬數量超出了其所能夠承受的能力，將會出現逃逸的情況，甚至導致死亡[8]。為此，還需要進一步探討動物與周圍環境、土壤之間的影響元素，將動物修復技術更好地應用于實踐。

3.1.3 微生物修復技術

微生物修復技術主要通過微生物的代謝活動、降解代謝產物等機制，降解和去除土壤中有害物質，是一種環保、可持續的土壤修復方法。受污染的土壤中存在各種類型的有害物質，如重金屬、有機物等，有害物質會對生態系統和土壤帶來危害，而微生物修復技術通過引入微生物菌種，利用微生物菌種的生物學特性，能夠加速有害物質的降解和轉化過程，從而修復受污染的土壤[9]。在使用微生物修復技術修復受污染土壤的過程中，主要可以分為微生物富集、吸附、轉化3個步驟，雖然該技術存在效率高、成本低、不易受到二次污染等優點，但存在菌株易變異、遺傳穩定性差等問題，難以清除環境中所有的污染物，并且對污染物的吸附能力也會產生一定的限制。

現階段，威寧縣面臨著嚴重的工業化與城市化帶來的土壤污染問題，而微生物修復技術作為一種有效的土壤修復方法，在威寧縣的土壤修復項目中得到了廣泛應用。但是，土壤修復是一個復雜長期的過程，需要綜合考慮多種因素，包括污染物的種類和濃度、土壤的性質和條件、修復技術的選擇和實施等。因此，針對威寧縣受污染土壤的修復工作，應制定科學的修復方案，采用合適的修復技術，并加強監管和評估，確保修復效果達到預期目標。

3.2 物理化學修復技術

3.2.1 玻璃化修復技術

玻璃化修復技術是一種通過高溫熔融處理污染土壤中的重金屬等有害物質，將其轉化為穩定的玻璃態物質并去除污染的技術，在處理飛灰、污泥中的重金屬固定和資源化修復方面有著重要作用，玻璃化修復技術的修復效率較高，并且在搶救性修復受污染土壤時也具有重要意義。盡管玻璃化修復技術在污染土壤修復中有諸多優勢，但其應用也存在一些明顯的局限性。一方面，玻璃化修復技術需要在高溫條件下進行處理，其工程量較大，需要投入的成本較高；另一方面，高溫處理會對土壤的理化性質造成較大影響，甚至可能導致土壤失去原有的生產力，進而對土壤生態系統和植被恢復構成了一定的威脅。為此，在選擇土壤修復方法時，需要綜合考慮修復效果、成本，以及對土壤生態系統的影響等，以確保選擇最適合的修復方案

3.2.2 電動修復技術

電動修復技術是一種利用電場作用處理土壤中重金屬和有機物污染的新型技術，其主要是在污染媒介兩端施加直流電而形成電場，利用電場力使污染物向兩端移動并集中收集，從而達到凈化土壤的效果。在電動處理技術中，電解過程中在電極區域會生成H+，在電場的作用下使重金屬離子向陰極轉移，從而去除污染物。但需要注意的是，陰極區生成的OH-與金屬離子發生析出反應，會對土壤修復的效果產生一定的影響，可在修復的過程中添加阻止羥基沉積的助劑，如乙酸、EDTA、添加陽離子膜增強修復效果。電動修復技術具備操作簡便、對土壤無干擾、環境友好等特點，適用于處理滲透率較小的污染土和淤泥。

3.3 聯合修復技術

聯合修復技術主要是指將多個單獨的受污染土壤修復技術相結合，從而構成具備復合型特點的土壤修復技術。在聯合修復技術的應用下，多個單獨的土壤修復技術能夠充分發揮自身的優勢，進而提高對受污染土壤的修復效率與效果。通常情況下，常見的聯合修復技術包含物理化學修復技術、生物聯合修復技術等。現階段，基于復合生態系統的修復方法也逐漸受到關注，通過構建“植物—土壤—微生物”等復合生態系統，充分利用各組成部分之間的互惠關系，從而實現對土壤污染的綜合修復，該技術不僅可以修復土壤污染，還能提升整個生態系統的生態功能，從而為環境保護和生態平衡作出貢獻。

4 受污染土壤修復的建議

4.1 增強農民群眾的環保意識

由于威寧縣大多數農民群眾的文化水平不高，在農業生產過程中往往不會根據農作物的品種科學施藥，不僅無法有效消滅農作物病蟲害，反而會增強病蟲害的抗藥性，進而嚴重影響土壤的自身肥力與生態結構。為此，需要不斷增強農民群眾的環保意識，使其認識到科學施肥、合理用藥的重要意義，避免在農業生產過程中因大量施肥而破壞土壤環境。為了提升農民群體對環境保護的認識水平、對農藥用藥的知識水平，相關部門需要利用電視、廣播、海報、互聯網等多種媒介的宣傳渠道，逐步轉變農民的傳統思維模式，通過農業技術人員親身示范的方法確保農民群眾真正學會科學施藥和綠色植保的技能，從而有效推進威寧縣農業的可持續發展。

4.2 改進農藥產品與劑型

一方面，農民群眾必須嚴格遵循相關機構設定的基準，減少含硫、磷、甲胺磷及其他高毒性化學物質的農藥使用，以此優化農藥的成分和形態；積極開發和推廣殘留量低、毒性小且效率高的農藥產品，以減輕化學物質可能對土壤和作物造成的不良影響；擴大乳化液、可濕性粉劑、顆粒劑等環保型農藥的使用比例，減少粉狀農藥對環境的污染，并提高農藥噴灑的均勻性。

另一方面，借助光化學和微生物技術分解或降低農藥的濃度，同時結合使用現代化的農業技術，提升土壤的分解作用，增加土壤中的微生物數量和有機物質含量，這樣不僅能夠提高土壤質量、提升肥力，還能使農業生產環境得到有效改善。而針對難以替代且相對危害較小的農藥來說，應當通過建立完善的法律法規以加強管理，確保農藥使用量減少、降低成本，并減少農藥殘留對環境的污染，制定農藥安全監督管理、防治措施和相關的法律法規等，從而使農藥生產環節中產生的農藥殘留量得到有效控制。

5 結束語

土壤修復技術與農業可持續發展的關系緊密相連，綜合應用物理、化學和生物等多種修復技術，不僅能夠去除土壤中的污染物、恢復其生態功能，還能夠提高土壤肥力、促進農作物的健康生長，從而保障農產品的質量和安全。需要注意的是，受污染土壤修復工作是一項長期工程，在實際應用的過程中還需要結合當地的實際情況來制定合理的修復措施，進而為農業的可持續發展提供堅實的支撐。

參考文獻

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作者簡介：李方芳（1983—），女，貴州羅甸人，農藝師，主要研究方向農業生態環境保護。