我國(guó)農(nóng)田土壤重金屬污染修復(fù)及安全利用綜述

【摘要】目前，農(nóng)田重金屬污染出現(xiàn)了由礦區(qū)向農(nóng)區(qū)轉(zhuǎn)移、
由城郊向鄉(xiāng)村伸延、由上游向下游轉(zhuǎn)移的趨勢(shì)，同時(shí)出現(xiàn)了重金
屬污染從水土鏈向食物鏈延伸的現(xiàn)象。這意味著農(nóng)田重金屬污染
正由逐步積累的過(guò)程開(kāi)始進(jìn)入突發(fā)性、連鎖性、區(qū)域性爆發(fā)的階
段，應(yīng)引起高度重視，農(nóng)田重金屬污染防治迫在眉睫。
【關(guān)鍵詞】我國(guó)農(nóng)田土壤；重金屬污染修復(fù)；安全利用
1 重金屬污染的來(lái)源
1.1 內(nèi)因
內(nèi)因是指土壤本身的重金屬背景值的高低。不同成土母質(zhì)的
重金屬含量不同，成土母質(zhì)在成土過(guò)程中的外在條件不同，土壤
中的重金屬背景值也不一樣。湖南是有名的有色金屬之鄉(xiāng)，土壤
的 Cd、Hg、Pb、As 等生物毒性較大的重金屬原有含量較高，更易
產(chǎn)生耕地重金屬污染。
1.2 外因
1.2.1 大氣中的重金屬沉降
大氣中同樣含有重金屬，包括隨尾氣排放的汽車(chē)燃料中的重
金屬、隨廢氣排放的以及各類(lèi)漂浮在空中的重金屬粉塵。主要呈
發(fā)散片狀分布于工礦區(qū)周?chē)�，呈線(xiàn)狀分布于鐵路公路周邊。自然
沉降和雨水淋溶是大氣中的重金屬進(jìn)入土壤的兩個(gè)重要方式，導(dǎo)
致耕地重金屬污染。
1.2.2 工礦企業(yè)的廢棄物排放
①現(xiàn)有大多數(shù)工礦企業(yè)生產(chǎn)粗放，操作不規(guī)范，礦產(chǎn)利用率
不高，廢棄物處理不完全，導(dǎo)致廢礦、低品位礦隨意堆積，更多
尾礦和礦渣更是未加固隔離堆放。工礦廢棄物毒性強(qiáng)，難降解，
造成堆積地重金屬污染嚴(yán)重；②礦石、半成品礦在運(yùn)輸過(guò)程中不
斷沿途掉落，直接污染了線(xiàn)路附近的耕地農(nóng)田；③工礦企業(yè)的廢
水排放導(dǎo)致土壤重金屬污染加重，其一是因?yàn)橛猩�金屬采礦選礦
冶煉行業(yè)的工業(yè)廢水重金屬含量較高，大量未經(jīng)處理的含有重金
屬的廢水直接入河入湖，造成河流和地下水的重金屬污染。
1.2.3 農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生的有害物
農(nóng)業(yè)操作中要噴灑農(nóng)藥、使用薄膜和化肥等。農(nóng)藥中的 Pb、
Hg、Cd 等重金屬會(huì)殘留在土壤和植物中，不合理使用化肥會(huì)使土
壤 Hg、Cd、As、Cr、Cu、Zn、Pb 等超標(biāo)，造成土壤重金屬污染。
鄭喜坤等提出，重金屬污染來(lái)源并不只有某一個(gè)方式，也可能是
多方式共同作用產(chǎn)生。胡永定通過(guò)對(duì)徐州荊馬河和區(qū)域土壤重金
屬污染來(lái)源研究，得出 Cr、Cu、Zn、Pb 由垃圾施用引起，As 由農(nóng)
灌引起，Hg 則是各種途徑都有。
2 農(nóng)田重金屬污染防治技術(shù)探討
2.1 農(nóng)田灌溉水源頭防控技術(shù)
為防止污染水灌溉造成農(nóng)田土壤污染，采用“高效重金屬凈
化劑”凈化重金屬污染灌溉水，利用高效重金屬凈化劑與重金屬
離子進(jìn)行配合反應(yīng)，通過(guò)調(diào)節(jié) pH 值，使重金屬離子通過(guò)高效沉淀
得以深度凈化，水處理效果顯著。該技術(shù)具有抗重金屬?zèng)_擊負(fù)荷
強(qiáng)，可同時(shí)高效、穩(wěn)定、深度脫除多種重金屬離子；不受污水酸
度和溫度的影響，處理高效；鈣、氟離子脫除高效，凈化水中鈣
離子濃度可控；出水濃度遠(yuǎn)低于行業(yè)排放限值；處理成本低等優(yōu)
點(diǎn)。該技術(shù)的應(yīng)用，能有效治理灌溉水中重金屬污染，從源頭防
控農(nóng)田重金屬污染。
2.2 土壤洗脫技術(shù)
土壤淋洗是土壤修復(fù)技術(shù)之一，有廣闊的應(yīng)用前景。土壤洗
脫技術(shù)工藝流程簡(jiǎn)單，可適用于農(nóng)田土壤 Cd、Pb 等重金屬污染治
理。該技術(shù)采取減量濃縮工藝，利用洗脫劑將土壤中的重金屬洗
出來(lái)，然后將洗出液回收，通過(guò)淋洗裝置回收洗出液中的重金屬
使洗脫劑可以再生利用。該技術(shù)的關(guān)鍵在于洗脫劑的選取和洗脫
劑再生的淋洗裝置。該裝備處理后可使土壤中的重金屬污染物去
除率不低于 60%，而且洗脫劑可再生利用，可大大降低應(yīng)用成本。
2.3 原位鈍化修復(fù)技術(shù)
原位鈍化修復(fù)技術(shù)是一種經(jīng)濟(jì)高效的面源污染治理技術(shù)，符
合我國(guó)可持續(xù)農(nóng)業(yè)發(fā)展的需要。尤其對(duì)于中輕度重金屬污染的農(nóng)
田，可實(shí)現(xiàn)“邊生產(chǎn)邊修復(fù)”，在保證農(nóng)產(chǎn)品安全的前提下實(shí)現(xiàn)正
常的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)，大大降低了修復(fù)成本，具有較好的應(yīng)用前景。該
技術(shù)根據(jù)農(nóng)田土壤中重金屬的種類(lèi)、含量、形態(tài)等因素，配置重
金屬穩(wěn)定化藥劑，通過(guò)添加穩(wěn)定化藥劑，與土壤中重金屬發(fā)生氧
化還原反應(yīng)、共沉淀反應(yīng)、分子鍵合反應(yīng)和礦化作用，將土壤中
的離子態(tài)、碳酸鹽和鐵錳氧化態(tài)的重金屬轉(zhuǎn)化為殘?jiān)鼞B(tài)的重金屬，
包括重金屬的單質(zhì)形態(tài)、多金屬羥基共沉淀物形態(tài)、硅酸鹽和硅
鋁酸鹽形態(tài)等。通過(guò)鈍化技術(shù)顯著降低土壤中重金屬的生物有效
性，阻止重金屬向農(nóng)作物地上部遷移，降低農(nóng)作物中重金屬的含
量，保障糧食作物的安全生產(chǎn)。
2.4“離子反應(yīng)+生物降解”復(fù)合治理技術(shù)
“離子反應(yīng)”主要是利用藥劑與重金屬充分地快速反應(yīng)，形
成無(wú)害化物質(zhì)；“生物降解”是利用特定的土壤微生物菌種在土壤
中快速繁殖，通過(guò)微生物的酶等讓重金屬污染離子與藥劑進(jìn)一步
充分反應(yīng)，還可以改善土壤條件、增強(qiáng)土壤肥力等。將兩種技術(shù)
優(yōu)化，復(fù)合用于農(nóng)田土壤重金屬污染治理，具有明顯的技術(shù)優(yōu)勢(shì)。
該技術(shù)施工簡(jiǎn)單、反應(yīng)均勻、效果顯著且環(huán)境友好，是農(nóng)田土壤
重金屬污染治理的一項(xiàng)實(shí)用技術(shù)。
2.5 植物修復(fù)技術(shù)
植物修復(fù)技術(shù)是一種用于清除環(huán)境中有毒有害污染物的綠色
修復(fù)技術(shù)，擁有原位性、成本低、環(huán)境友好、不破壞土壤結(jié)構(gòu)等
特點(diǎn)，還可以改善土壤生態(tài)環(huán)境，適合于重金屬中輕度污染土壤
的修復(fù)，也可實(shí)現(xiàn)“邊生產(chǎn)邊修復(fù)”。目前我國(guó)重金屬污染土壤植
物修復(fù)仍處于研究和小規(guī)模的示范階段，但集眾多優(yōu)點(diǎn)的植物修
復(fù)技術(shù)在農(nóng)田土壤修復(fù)方面將有廣闊的應(yīng)用前景。
總之，隨著我國(guó)對(duì)生態(tài)農(nóng)業(yè)重視程度的進(jìn)一步提高，建議結(jié)
合農(nóng)田調(diào)控技術(shù)、農(nóng)藝運(yùn)籌技術(shù)和生物技術(shù)、信息技術(shù)等高新技
術(shù)，進(jìn)一步研發(fā)低成本、易操作、副作用小、符合我國(guó)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)
實(shí)際需要的重金屬污染農(nóng)田土壤修復(fù)和安全生產(chǎn)技術(shù)；建立與之
對(duì)應(yīng)的重金屬污染農(nóng)田土壤修復(fù)技術(shù)體系和重金屬污染農(nóng)田土壤
安全利用技術(shù)體系；加大研發(fā)成果體系的推廣力度，繼續(xù)推進(jìn)信
息技術(shù)主導(dǎo)下的農(nóng)田重金屬污染土壤修復(fù)與安全利用技術(shù)集成，
更有效地實(shí)現(xiàn)對(duì)我國(guó)重金屬污染農(nóng)田修復(fù)與安全利用，為我國(guó)生
態(tài)農(nóng)業(yè)建設(shè)工作提供幫助。
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