农田土壤重金属污染现状及修复措施分析

农田土壤重金属污染现状及修复措施分析

董儒

中山市环境监测站528400

【摘要】伴随我国社会的不断进步和发展，我国农田土壤的污染程度日益严重，目前，我国的修复技术主要集中在植物修复以及工程修复的应用上，与其它修复技术相比，其具备成本低、使用范围广以及高效性的特点，已经被我国广泛应用于土壤污染的修复过程中。本文对我国农田污染的现状进行了详细分析，并介绍了植物修复以及工程修复技术在我国的具体应用情况。

【关键词】农田；土壤；重金属；修复措施

目前，由于我国市场经济的快速发展，导致我国大部分地区农田出现了不同程度的重金属污染现象，农田重金属污染主要指的是在农田中，重金属的含量严重超出了植物所能够负荷的程度，或是植物未受到重金属的侵害，但是在果实中的重金属含量严重超标。该类污染的隐藏时间较长，既能够对植物果实造成影响，导致植物生长缓慢、产量减少，也造成了农田土壤的养分流失，甚至可以通过食物链的关系直接危害到人类的身体健康。

一、农田土壤重金属污染的现状分析

目前，我国土壤污染十分严重，据调查和研究表明，我国受到重金属污染的农田面积高达2500万平方米，每年受到重金属污染的粮食作物可高达1200万吨，进而造成我国粮食产量减少了1000多万吨，合计损失金额达到200亿元，我国相关的农业部门曾经对我国24个省、320个市进行土壤污染程度进行调查和研究，发现我国土壤和作物受到重金属的影响占到80％，我国土壤污染面积达到140万平方米，遭到重金属污染的占地面积占污染面积的64.8％，其中我国中有1.3万平方米的农田耕地受到重金属的污染和影响。根据研究调查表明，伴随我国工业化进程的不断加快和发展，我国大多数城市的远郊农田均受到不同程度的重金属影响，据统计，我国受到重金属影响的耕地面积占我国土地面积的20％，以中度污染的情况为主，重金属污染农田土壤而引起的粮食产量问题已经不足为奇。根据我国2011年农田土壤污染的调查研究发现，25个城市的金属含量已经超过了土壤的正常值，其中最严重的就是铅和镉的污染，含量分别为41.6和91.4，其中我国东部和西南部地区的土壤污染程度相对较弱，省会以及地级市区的污染程度也各不相同。重金属污染造成农田微生物数量增加，从而导致土壤的养分和水分下降，而且干扰农作物的正常生长过程，引起农作物产量下降，最终导致人体内积蓄过多的有害物质，对人类的身体健康造成一定的危害。目前，重金属污染修复技术应该利用各种手段减少土壤的金属含量，主要通过改变土壤中金属的存在状态，降低金属在土壤中的有效性，进而实现重金属在农田土壤中的大面积治理。

二、农田土壤重金属污染的修复措施

（一）植物修复手段

植物修复手段是我国20世纪60年代初期开始发展起来的，是通过对自然植物生长和遗传的利用，培养植物用来修复金属污染的技术名称。根据该技术手段的作用原理，该修复手段主要包括植物平稳、植物挥发以及植物摄取等。其一，植物稳定是通过降低含有重金属植物中的移动性来实现的一种修复手段，从而有效阻止重金属进入人类食物链中。植物的稳定性主要是通过对植物根茎的积累和沉淀，将其转化为重金属的意识形态，或者通过对植物表面的吸附作用，来降低金属渗入到其它环境的风险。植物根茎上的分泌物能够有效改善农田土壤的周边环境，可使土壤周围的形态发生改变，降低重金属污染的移动性。通过对通尾矿修复作用的研究，发现其对重金属的积累主要集中在植物根茎部位，向叶片转移的情况较少，其总累计数量可达到31.69千克，植物叶片中仅有2.06千克的重金属含量，因此，香蒲可作为有效的修复植物被广泛用于农田土壤的污染修复中。目前，利用芦苇、五节芒等植物，能够有效防治重金属的污染程度，是有利于经济和生态发展的有效措施。植物修复手段的使用范围只限制于对重金属移动性的修复上，若与钝化修复手段相结合能够将其作用发挥的更加淋漓尽致；其二，植物挥发是通过植物根系吸收重金属，并将其转化为固态气体的同时，将其挥发到大气环境中，以达到降低农田土壤污染的目的。目前，我国对于植物根茎控制重金属的挥发具有重要的研究价值；其三，植物摄取。植物摄取是利用植被从土壤中摄取多种重金属污染成分，并将此重金属污染物转移到地面土壤中，并随即对地面土壤进行集中处理，以达到降低土壤中重金属的污染。植物摄取的关键步骤是在于对高产植物的筛选，到目前为止，我国总共发现类似植物已达500余种，其中Ni植物最多，达到300余种，Cu植物达到34余种、Co植物35余种、Pb植物15余种、As植物达到6余种等。自上世纪90年代开始，我国已经发现多语种富集植被，如属于As的蜈蚣草、口边草，属于Cd植物的东南景天、南芥，属于Mn的商陆植被等。草木之物和蔬菜以及农作物能够对重金属的污染具有一定的富集作用。草木可以有效修复被重金属破坏的土壤环境和成分，通过大量的试验数据研究表明，利用草木植物来缓解土壤中重金属的污染具有重要的现实意义。

（二）物理修复手段

物理修复手段中工程措施主要包含换土、翻土等，翻土的环节适用于对轻度污染的土壤结构，而客土和换土是对污染程度较重的土壤进行修复的一种方法。工程修复具有全面性和彻底性，但是其施工工程较大、投资较高，并容易对土壤结构造成一定的破坏，为了避免对环境造成二次污染，还需要对土壤进行集中处理，因此，此措施只适用于小面积污染土壤的修复。另外一种有效措施是通过热脱附的手段，对污染农田进行高温加热，将具有重金属的Hg和Se等从农田中吸附出来的一种手段。热脱附系统是由低温和中温组成，在具体研究中表明，中温对于汞的吸附率能够达到％。高温加热能够改变土壤的结构性质，尤其是对其它共存金属存在形式的改变，这可能会对土壤造成严重的影响，该措施虽然操作简单，但是消耗能源较大、操作资金较高，只适用于易挥发的重金属污染物。

（三）化学修复手段

化学修复手段中，电动修复是通过对被污染的农田两侧施加电流，使土壤中的重金属污染在电流的作用下，被带动到电极的两侧，然后再进行集中的处理和降解，从而达到修复土壤污染的目的。该方法主要适用于粘土性质的农田中，可以有效控制污染物的走向。目前，我国已经在电动过程、电流走向和模型设计等方面展开了研究工作。电动修复的实质是一种复原修复手段，在治理重金属污染物的同时，不扰乱土壤的内部结构，是一种具有经济效益的修复手段。目前，各种电动修复手段快速发展，通过进一步的技术研究和探索，使其与重金属达到一个较为合理且稳定的范围内，通过增强农田中重金属的移动性从而达到去除污染物的目的。此外，淋洗技术也被广泛使用，此技术是将含有冲洗剂的酸碱溶液注入到被污染的农田当中，洗清土壤中重金属的污染物。该技术是在不破坏土壤结构的基础上，寻求一种能够提取污染物的清洗液。大量研究表明，清洗液技术是一种较为高效和快速的修复手法。

结语

伴随我国研究者对重金属在农田中的污染认识以及对生活环境要求的不断提高，对土壤污染的修复手段也提出了全新的要求。通过单一的修复技术很难达理想的修复效果，因此，需要根据土壤污染的实际情况，选择科学、合理的修复技术和手段。

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