張濟世

（陜西省土地工程建設(shè)集團有限責任公司，陜西 西安 710075）

農(nóng)業(yè)土壤在被重金屬污染后，重金屬將隨著植被的生長轉(zhuǎn)移到其體內(nèi)，對植被產(chǎn)生較大程度的毒害，導致植物高度、根莖范圍、葉面積、果實數(shù)量等受到影響，濃度較高的重金屬還可能造成植被光合作用速率下降以及葉綠素含量減少。一方面，由于土壤中重金屬的轉(zhuǎn)移，外來重金屬離子取代正常植物體內(nèi)與生物大分子相輔相成的原有重金屬離子，并在植物體內(nèi)發(fā)生多種作用，制約植物的正常生長和新陳代謝等。另一方面，重金屬離子進入植物體內(nèi)可能產(chǎn)生對代謝酶正常分泌有害的物質(zhì)，引起過氧化物酶（POD）、超氧化物氣化酶（SOD）活性大幅降低，催化分解細胞代謝產(chǎn)生的H2O2與還原其他氧化物，在調(diào)節(jié)細胞免于死亡過程中起重要作用。過氧化氫酶含有豐富的巰基或與其他活性基團相互作用，從而改變酶的活性，呈現(xiàn)毒性作用。

1 農(nóng)業(yè)土壤重金屬的危害

土壤中的重金屬進入植物體內(nèi)后，在糧食、蔬菜等其他農(nóng)作物中積累產(chǎn)生重金屬蔬菜、鎘大米等毒害性食品。人類一旦在生活中購買這種食品，通過食用進入人體內(nèi)部，將直接危害人體健康。上世紀中葉，在日本北海道札幌縣水俁灣發(fā)現(xiàn)人類歷史上第一例重金屬污染所導致的疾病“水俁病”，該病致病源為長期留于體內(nèi)的汞金屬，主要病癥為行動遲緩、步履艱難、視力與智力明顯下降。隨后不久，在日本神奈川縣神通川河岸附近出現(xiàn)第一例“骨痛病”，患者全身骨骼疼痛不止，并隨時間推移，原本正常的骨骼變得越來越畸形，且骨密度大幅降低，軟骨柔韌度嚴重不足，極易發(fā)生骨折。20世紀90年代，中國松嫩平原出現(xiàn)砷中毒事件，患者在12小時內(nèi)出現(xiàn)急性腸胃炎相關(guān)癥狀，并伴有嚴重貧血和呼吸困難。我國最近一次重金屬中毒事件發(fā)生在2016年，云南省紅河哈尼族彝族自治州金平苗族瑤族傣族自治縣出現(xiàn)鉛中毒事件，中毒人員身體免疫力和抗病毒能力降低、記憶力嚴重減退，經(jīng)研究鉛中毒將對人體神經(jīng)系統(tǒng)和消化功能的正常工作造成負面影響，甚至導致死亡。

2 我國農(nóng)業(yè)土壤重金屬污染的主要來源

2.1 土壤重金屬污染來源于大氣

大氣中存在的污染物，因某種原因被沉降地面，簡稱大氣沉降，是造成土壤重金屬污染的主要來源之一。化工產(chǎn)品制造業(yè)、石油天然氣冶煉工業(yè)、城市交通運輸產(chǎn)生的汽車尾氣、煤炭開采及礦物開發(fā)產(chǎn)業(yè)等人類的生產(chǎn)，產(chǎn)生大量重金屬污染物，嚴重污染大氣，經(jīng)過干沉降或濕沉降落到地表，進而造成土壤重金屬污染。由此可見，人類城市開發(fā)、工業(yè)開發(fā)、人口數(shù)量和聚集密度與土壤重金屬污染具有密切聯(lián)系。我國著名環(huán)境學家，中華人民共和國國家海洋局院士張孝男女士深入研究石家莊市郊區(qū)農(nóng)業(yè)蔬菜種植基地重金屬污染源頭，據(jù)調(diào)查報告顯示，蔬菜可食用部分的鉻元素、砷元素與鈀元素等重金屬物質(zhì)，與土壤揚塵、大氣沉降關(guān)系密切，是導致當?shù)剞r(nóng)業(yè)土壤重金屬超標的關(guān)鍵因素。

2.2 土壤重金屬污染來源于污水

污水農(nóng)業(yè)灌溉，是將城市產(chǎn)生的生活廢水、工業(yè)廢水等污水用作農(nóng)業(yè)澆灌。污水農(nóng)業(yè)灌溉的土壤極易形成鹽堿化土地板結(jié)變硬，同時重金屬元素污染物質(zhì)將嚴重地破壞農(nóng)田的功能性。我國著名農(nóng)業(yè)學家康振東對農(nóng)田灌溉區(qū)的研究調(diào)查顯示，由于城市污水農(nóng)業(yè)灌溉所導致的田地土壤重金屬超標，是造成田地污染的主要來源，同時也是現(xiàn)階段我國最嚴重的環(huán)境問題之一，河北、河南、天津、山東等地區(qū)由于人口密度大、工業(yè)企業(yè)多等因素，重金屬污染問題極其嚴峻。我國農(nóng)業(yè)學家張良玉在對天津市郊農(nóng)田污染區(qū)的研究調(diào)查顯示，田地土壤超出國家相關(guān)標準的重金屬污染元素主要有鉛和汞，其中蔬菜種植土壤中鉛元素超出國家相關(guān)標準近1/2，汞元素超出近1/3。

3 基于重金屬污染的農(nóng)業(yè)土壤修復(fù)技術(shù)

3.1 利用物理修復(fù)進行農(nóng)業(yè)土壤修復(fù)工作

農(nóng)業(yè)土壤物理修復(fù)是指通過外界做功的物理形式修復(fù)重金屬污染農(nóng)業(yè)土壤，其主要應(yīng)用工程實施方案降低土壤中的有害物質(zhì)。常規(guī)實施手段包括客土法、換土法等。一方面，客土法是用重金屬元素在可控范圍內(nèi)的優(yōu)質(zhì)土壤覆蓋于污染土壤表面，并確保優(yōu)質(zhì)土壤的深度大于農(nóng)作物根莖主要生長層的深度，使得農(nóng)作物盡量避免污染土壤對其造成的危害。另一方面，換土法指的是采取挖掘被污染土壤，并混入優(yōu)質(zhì)土壤，使土壤內(nèi)重金屬污染物密度下降，此環(huán)節(jié)應(yīng)注意，避免因土壤酸堿濃度變化導致的其他污染源產(chǎn)生。由此可見，工程措施可將被污染土壤從整體環(huán)境中隔離出來，降低破壞自然生態(tài)系統(tǒng)。

3.2 利用化學修復(fù)進行農(nóng)業(yè)土壤修復(fù)工作

農(nóng)業(yè)土壤化學修復(fù)指的是通過科學合理的化學反應(yīng)轉(zhuǎn)變重金屬元素游離的存在形式，使其轉(zhuǎn)化為相對穩(wěn)定的形式存在土壤中，是調(diào)節(jié)農(nóng)業(yè)土壤功能性和有效性的重要土壤修復(fù)技術(shù)?，F(xiàn)階段，我國常用的化學修復(fù)技術(shù)中主要包括固化修復(fù)、土壤洗淋和電動修復(fù)等。首先，土壤固化修復(fù)是在被重金屬所污染的農(nóng)業(yè)土壤中參入化學試品，通過充足的化學反應(yīng)，使土壤內(nèi)部重金屬提升溶解性和降低遷移性，同時大幅降低重金屬帶來的生物毒性，進而在土壤中形成穩(wěn)定狀態(tài)，并阻止其向外蔓延的動向，大幅降低污染濃度。其次，土壤洗淋修復(fù)技術(shù)是利用各種化學試劑或清水，通過土壤內(nèi)部的吸附、沉淀以及離子交換等，將重金屬從土壤中提取出來，進一步固化。最后，土壤電動修復(fù)技術(shù)是20世紀90年代逐漸興起的環(huán)保型修復(fù)技術(shù)，對滲透性較低的土壤效果較好，通過對修復(fù)儀器通電產(chǎn)生的電場力，使污染土壤中的重金屬元素發(fā)生電滲析或電轉(zhuǎn)移。

3.3 利用生物修復(fù)進行農(nóng)業(yè)土壤修復(fù)工作

農(nóng)業(yè)土壤生物修復(fù)技術(shù)是合理運用特殊微生物分解、轉(zhuǎn)化、清除重金屬元素，完成土壤凈化工作。生物修復(fù)主要包括3個方面，首先，利用植被吸附和固定土壤內(nèi)部重金屬元素，使污染土壤中的有害物質(zhì)穩(wěn)定或固化。此過程應(yīng)注意，要選用去污能力較強的植被。其次，動物修復(fù)技術(shù)，利用污染土壤自身存在的低等生物進行重金屬吸收，進而將重金屬元素轉(zhuǎn)移、分解，如日常生活中較為常見的蚯蚓，螨蟲等。最后，利用微生物進行土壤修復(fù)，微生物通過自身生物特性分解以及沉淀重金屬。微生物修復(fù)技術(shù)相對前2種修復(fù)技術(shù)具備修復(fù)種類多、修復(fù)面積大、代謝能力強等優(yōu)勢，因此，構(gòu)建科學的微生物修復(fù)中心是農(nóng)業(yè)土壤治理的有效措施。

4 結(jié)語

綜上所述，人體內(nèi)若長期積累重金屬元素，將對自身健康造成巨大負面影響，為降低和避免重金屬給人類帶來的疾病與痛苦，必須從根本上治理農(nóng)業(yè)土壤重金屬污染程度，采用科學合理的土地修復(fù)技術(shù)。