我國農(nóng)田重金屬污染及其修復(fù)對策

蔡宇澄 汪歡歡

摘要? ? 環(huán)境污染是當(dāng)今世界所面臨的難題之一，而農(nóng)田重金屬污染對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和人類的健康都產(chǎn)生了非常不利的影響。本文分析了農(nóng)田重金屬污染的危害、重金屬的傳播途徑及我國農(nóng)田重金屬污染的現(xiàn)狀，并提出了農(nóng)田重金屬污染的修復(fù)對策，以期為治理農(nóng)田重金屬污染提供參考。

關(guān)鍵詞? ? 農(nóng)田;重金屬污染;修復(fù)對策;生物修復(fù)

中圖分類號? ? X53? ? ? ? 文獻標識碼? ? A

文章編號? ?1007-5739（2020）06-0172-02? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?開放科學(xué)（資源服務(wù)）標識碼（OSID）

Heavy? Metal? Pollution? of? Farmland? and? It′s? Remediation? Countermeasures? in? China

CAI Yu-cheng? ? WANG Huan-huan

（School of Agriculture，Nanjing Agricultural University，Nanjing Jiangsu 210095）

Abstract? ? Environmental pollution is one of the difficult problems in the world，and heavy metal contaminated soil has a huge negative impact on both agricultural production and human health.The harm，transmission pathway and pollution status of heavy metal contaminated soil in China were analyzed，and the remediation countermeasures fore the heavy metal contaminated soil were proposed，so as to provide references for controlling the heavy metal pollution of soil.

Key words? ? farmland;heavy metal pollution;remediation countermeasure;bioremediation

隨著我國經(jīng)濟的不斷發(fā)展，生態(tài)環(huán)境的污染程度也在逐漸加重[1]。與水污染、大氣污染等容易被人類發(fā)現(xiàn)的污染不同，農(nóng)田重金屬污染往往不易被人們所關(guān)注。然而，農(nóng)田重金屬污染對農(nóng)作物的危害和人身健康影響大，受害范圍廣。

1? ? 農(nóng)田重金屬污染的危害

農(nóng)田重金屬污染的一大特性是隱蔽時間長[2]，污染積累在土壤之中，被農(nóng)作物吸收后通過食物鏈傳入人體。

1.1? ? 對土壤及生態(tài)環(huán)境的危害

重金屬濃度的累積會使土地自身的肥力下降，導(dǎo)致土壤微生物和酶的活性下降，影響其豐富的微生物環(huán)境。另外，土壤的肥力主要依靠于氮、磷、鉀3種植物生長必需元素。重金屬的污染會造成有機氮礦化、磷被固定、鉀形態(tài)改變，最終使土壤肥力降低。同時，重金屬又有一定的遷移性，通過溶解于水中的重金屬離子而進入水體，進而污染周邊環(huán)境。

1.2? ? 對農(nóng)作物的危害

當(dāng)長期積累在土壤里的重金屬濃度過高時，會抑制農(nóng)作物對土壤中養(yǎng)分的吸收。農(nóng)作物在重金屬脅迫環(huán)境下的抗性有差異，抗性低的作物會減產(chǎn)或者死亡，給農(nóng)民帶來了巨大的經(jīng)濟損失;抗性高的作物會生長成熟，接著通過食物鏈的方式將重金屬傳入人體，又給人類社會帶來危害。

1.3? ? 對人類的危害

農(nóng)田重金屬的污染不僅影響動植物的生長，也危害人類的身心健康，還制約著我國經(jīng)濟的發(fā)展。其中與人類社會密切相關(guān)的重金屬主要是鉛、汞、鉻、砷、鎘，這5種重金屬對人體均有危害。因此，國家十分重視農(nóng)田有毒重金屬污染物所帶來的環(huán)境問題，投入了大量的人力物力進行重金屬污染環(huán)境的研究和治理。

2? ? 農(nóng)田重金屬污染的來源

2.1? ? 自然因素

一是風(fēng)的作用。由于含有重金屬的礦石風(fēng)化作用[3]，不穩(wěn)定的巖石脫落在農(nóng)田里，久而久之，便會出現(xiàn)重金屬超標。二是水傳播。重金屬礦區(qū)，如鉛鋅礦、銅礦等的重金屬離子進入水體，通過流域的不斷擴大對水體周邊環(huán)境造成污染。

2.2? ? 人為因素

一是工業(yè)上廢水的不達標排放。廢水通過灌溉農(nóng)田、大氣沉降[4]等途徑最終進入農(nóng)田，造成大量重金屬污染。二是廢棄物的隨意放置[5]。隨意丟棄廢棄物會使其中的重金屬以輻射狀形式向四周擴散，污染周邊環(huán)境。三是過量使用農(nóng)藥、化肥[6]。雖然化學(xué)投入品能使農(nóng)作物茁壯生長，但是其原料中也含有重金屬，長期過量的使用使得該區(qū)域土地重金屬累積，造成重金屬污染。四是礦產(chǎn)資源的不合理開發(fā)。開發(fā)礦的過程中勢必產(chǎn)生重金屬廢渣、廢水或固體廢棄物，若不能及時適當(dāng)處理則會導(dǎo)致周邊地區(qū)的土地、水源被重金屬污染;用這類水灌溉土地，又會造成二次污染。

3? ? 我國農(nóng)田重金屬污染的現(xiàn)狀

我國農(nóng)耕土地受到重金屬污染的現(xiàn)狀不容樂觀。農(nóng)業(yè)方面，農(nóng)民大量的使用化肥和農(nóng)藥用于耕作;工業(yè)方面，源源不斷的工業(yè)廢水排放以及礦產(chǎn)資源的不斷發(fā)掘。我國受到鎘、砷、鉛等重金屬污染的耕地面積近2 000萬hm2，約占總耕地面積的1/5[7]。大片的耕地遭受重金屬的污染，短期內(nèi)無法被利用，損失巨大。

國務(wù)院決定在2005年4月到2013年12月開展全國首次土壤污染狀況調(diào)查。從這次的數(shù)據(jù)來看，南方土壤污染情況較北方，經(jīng)濟發(fā)達地區(qū)如長江三角洲和珠江三角洲尤其嚴重。對于耕地來說，土壤點位超標率為19.4%，輕微、輕度、中度和重度污染點位比例分別為13.7%、2.8%、1.8%和1.1%[7]?？傮w上，我國土地的污染情況較為嚴重，生態(tài)情況不容樂觀。但是我國政府極度重視，積極尋求防治對策。

4? ? 重金屬污染的防治對策

為了清除重金屬污染，需要將土壤中的重金屬元素形態(tài)加以轉(zhuǎn)化，使之毒性降低乃至消去，或者直接將其從土壤中去除。常用的方法包括物理方法、化學(xué)方法和生物方法。

4.1? ? 物理方法

物理方法即通過物理層面的操作達到去除污染的目的，常用的方法有2種：換土法和客土法[8]。前者是將大部分被污染的土地挖出來后，加入無污染的土壤，達到降低整個土壤重金屬污染的濃度;后者指使用無污染土壤覆蓋于污染的土壤上，使農(nóng)作物的根生長時接觸不到已受到污染的土壤，但不能從根本上達到防治效果。

4.2? ? 化學(xué)方法

化學(xué)方法不同于物理方法之處在于通過相應(yīng)的化學(xué)反應(yīng)使重金屬固化或活性降低。例如向重金屬嚴重污染的土壤傾倒石灰、碳酸鈣、磷酸鹽等化學(xué)試劑與土壤中的重金屬元素進行氧化還原反應(yīng)，使重金屬元素形態(tài)加以轉(zhuǎn)化，使其毒性降低甚至消失。但是，若操作不當(dāng)則會發(fā)生化學(xué)試劑的二次污染。

4.3? ? 生物方法

生物方法也稱生物修復(fù)，包括了利用植物、動物、微生物等將被嚴重重金屬污染的土地內(nèi)的重金屬吸收、吸附以及轉(zhuǎn)化成無害物質(zhì)。

4.3.1? ? 植物修復(fù)。植物修復(fù)是目前較為普遍的修復(fù)手段，主要指植物提取、吸收、分解、轉(zhuǎn)化和固定土壤中有毒有害污染物。利用重金屬積累植物或超積累植物提取土壤中的重金屬，富集并運輸?shù)街参锏叵虏糠趾椭参锏厣系闹θ~部分，對植物進行收割之后統(tǒng)一處理，可以有效地降低土壤重金屬的量[9-10]，也可通過植物揮發(fā)技術(shù)和根系降解技術(shù)。

4.3.2? ? 動物修復(fù)。蚯蚓自身對于周邊土壤環(huán)境十分敏感。因此，當(dāng)一片土地受到重金屬污染后，首當(dāng)其沖的便是影響蚯蚓的生長與發(fā)育。蚯蚓的糞便會產(chǎn)生大量化學(xué)物質(zhì)，這些物質(zhì)與土壤里的其他物質(zhì)結(jié)合，增加土壤活躍性，也可以直接修復(fù)重金屬污染。

4.3.3? ? 微生物修復(fù)。微生物環(huán)境是一個神秘且有神奇的環(huán)境。微生物可以通過對重金屬離子的氧化還原作用、沉淀以及礦化作用以及生物富集作用等達到對土壤重金屬污染的修復(fù)。菌根真菌為土壤里真菌與植物根的共生體，它通過2個方面促進植物生長：一是促進植物對于磷元素的吸收，二是降低了重金屬在植物體內(nèi)的累積，即“生物稀釋效應(yīng)”[7]。

如今，土壤重金屬污染防治的策略方法往往著重于利用生物技術(shù)來解決，與物理技術(shù)以及化學(xué)技術(shù)相比，生物技術(shù)應(yīng)用范圍廣、對生態(tài)環(huán)境干擾幅度小、成本相對較低，是安全可靠的一類修復(fù)技術(shù)，在今后的發(fā)展中一定會起到重要的作用。

5? ? 參考文獻

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