我国农田土壤重金属污染修复及安全利用综述

【摘要】目前，农田重金属污染出现了由矿区向农区转移、由城郊向乡村伸延、由上游向下游转移的趋势，同时出现了重金属污染从水土链向食物链延伸的现象。这意味着农田重金属污染正由逐步积累的过程开始进入突发性、连锁性、区域性爆发的阶段，应引起高度重视，农田重金属污染防治迫在眉睫。

【关键词】我国农田土壤；重金属污染修复；安全利用

1 重金属污染的来源

1.1 内因

内因是指土壤本身的重金属背景值的高低。不同成土母质的重金属含量不同，成土母质在成土过程中的外在条件不同，土壤中的重金属背景值也不一样。湖南是有名的有色金属之乡，土壤的 Cd、Hg、Pb、As 等生物毒性较大的重金属原有含量较高，更易产生耕地重金属污染。

1.2 外因

1.2.1 大气中的重金属沉降

大气中同样含有重金属，包括随尾气排放的汽车燃料中的重金属、随废气排放的以及各类漂浮在空中的重金属粉尘。主要呈发散片状分布于工矿区周围，呈线状分布于铁路公路周边。自然沉降和雨水淋溶是大气中的重金属进入土壤的两个重要方式，导致耕地重金属污染。

1.2.2 工矿企业的废弃物排放

①现有大多数工矿企业生产粗放，操作不规范，矿产利用率不高，废弃物处理不完全，导致废矿、低品位矿随意堆积，更多尾矿和矿渣更是未加固隔离堆放。工矿废弃物毒性强，难降解，造成堆积地重金属污染严重；②矿石、半成品矿在运输过程中不断沿途掉落，直接污染了线路附近的耕地农田；③工矿企业的废水排放导致土壤重金属污染加重，其一是因为有色金属采矿选矿冶炼行业的工业废水重金属含量较高，大量未经处理的含有重金属的废水直接入河入湖，造成河流和地下水的重金属污染。

1.2.3 农业生产过程中产生的有害物

农业操作中要喷洒农药、使用薄膜和化肥等。农药中的 Pb、Hg、Cd 等重金属会残留在土壤和植物中，不合理使用化肥会使土壤 Hg、Cd、As、Cr、Cu、Zn、Pb 等超标，造成土壤重金属污染。郑喜坤等提出，重金属污染来源并不只有某一个方式，也可能是多方式共同作用产生。胡永定通过对徐州荆马河和区域土壤重金属污染来源研究，得出 Cr、Cu、Zn、Pb 由垃圾施用引起，As 由农灌引起，Hg 则是各种途径都有。

2 农田重金属污染防治技术探讨

2.1 农田灌溉水源头防控技术

为防止污染水灌溉造成农田土壤污染，采用“高效重金属净化剂”净化重金属污染灌溉水，利用高效重金属净化剂与重金属离子进行配合反应，通过调节 pH 值，使重金属离子通过高效沉淀得以深度净化，水处理效果显著。该技术具有抗重金属冲击负荷强，可同时高效、稳定、深度脱除多种重金属离子；不受污水酸度和温度的影响，处理高效；钙、氟离子脱除高效，净化水中钙离子浓度可控；出水浓度远低于行业排放限值；处理成本低等优点。该技术的应用，能有效治理灌溉水中重金属污染，从源头防控农田重金属污染。

2.2 土壤洗脱技术

土壤淋洗是土壤修复技术之一，有广阔的应用前景。土壤洗脱技术工艺流程简单，可适用于农田土壤 Cd、Pb 等重金属污染治理。该技术采取减量浓缩工艺，利用洗脱剂将土壤中的重金属洗出来，然后将洗出液回收，通过淋洗装置回收洗出液中的重金属使洗脱剂可以再生利用。该技术的关键在于洗脱剂的选取和洗脱剂再生的淋洗装置。该装备处理后可使土壤中的重金属污染物去除率不低于 60%，而且洗脱剂可再生利用，可大大降低应用成本。

2.3 原位钝化修复技术

原位钝化修复技术是一种经济高效的面源污染治理技术，符合我国可持续农业发展的需要。尤其对于中轻度重金属污染的农田，可实现“边生产边修复”，在保证农产品安全的前提下实现正常的农业生产，大大降低了修复成本，具有较好的应用前景。该技术根据农田土壤中重金属的种类、含量、形态等因素，配置重金属稳定化药剂，通过添加稳定化药剂，与土壤中重金属发生氧化还原反应、共沉淀反应、分子键合反应和矿化作用，将土壤中的离子态、碳酸盐和铁锰氧化态的重金属转化为残渣态的重金属，包括重金属的单质形态、多金属羟基共沉淀物形态、硅酸盐和硅铝酸盐形态等。通过钝化技术显著降低土壤中重金属的生物有效性，阻止重金属向农作物地上部迁移，降低农作物中重金属的含量，保障粮食作物的安全生产。

2.4“离子反应+生物降解”复合治理技术

“离子反应”主要是利用药剂与重金属充分地快速反应，形成无害化物质；“生物降解”是利用特定的土壤微生物菌种在土壤中快速繁殖，通过微生物的酶等让重金属污染离子与药剂进一步充分反应，还可以改善土壤条件、增强土壤肥力等。将两种技术优化，复合用于农田土壤重金属污染治理，具有明显的技术优势。该技术施工简单、反应均匀、效果显著且环境友好，是农田土壤重金属污染治理的一项实用技术。

2.5 植物修复技术

植物修复技术是一种用于清除环境中有毒有害污染物的绿色修复技术，拥有原位性、成本低、环境友好、不破坏土壤结构等特点，还可以改善土壤生态环境，适合于重金属中轻度污染土壤的修复，也可实现“边生产边修复”。目前我国重金属污染土壤植物修复仍处于研究和小规模的示范阶段，但集众多优点的植物修

复技术在农田土壤修复方面将有广阔的应用前景。总之，随着我国对生态农业重视程度的进一步提高，建议结合农田调控技术、农艺运筹技术和生物技术、信息技术等高新技术，进一步研发低成本、易操作、副作用小、符合我国农业生产实际需要的重金属污染农田土壤修复和安全生产技术；建立与之对应的重金属污染农田土壤修复技术体系和重金属污染农田土壤安全利用技术体系；加大研发成果体系的推广力度，继续推进信息技术主导下的农田重金属污染土壤修复与安全利用技术集成，更有效地实现对我国重金属污染农田修复与安全利用，为我国生态农业建设工作提供帮助。

参考文献：

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