摘要：隨著工農(nóng)業(yè)的迅速發(fā)展，隨之引發(fā)的土壤重金屬污染也越來越嚴重，并逐漸成為了廣受關注的社會問題，因此土壤重金屬的修復成為亟待解決的問題。本文針對農(nóng)田土壤重金屬污染問題，從其污染的危害、現(xiàn)狀以及現(xiàn)階段應用廣泛的修復技術進行了分析描述，并對各技術的優(yōu)缺點進行了闡述，以期對我國農(nóng)田土壤重金屬污染現(xiàn)狀及修復技術進行簡要分析與展望。

關鍵詞：農(nóng)田;重金屬;修復技術

中圖分類號：S154.1文獻標識碼：ADOI：10.19754/j.nyyjs.20200115044

收稿日期：2019-11-08

作者簡介：張猛（1992-），男，碩士。研究方向：地下水科學與工程。

1我國農(nóng)田土壤重金屬污染現(xiàn)狀

我國農(nóng)田土壤環(huán)境正面臨著嚴重的挑戰(zhàn)，2014年政府發(fā)布的《全國土壤污染狀況調(diào)查公報》顯示[1]，現(xiàn)階段我國土壤環(huán)境狀況不容樂觀，部分地區(qū)存在嚴重的土壤污染問題，尤其是農(nóng)田土壤問題更是嚴重，經(jīng)土壤污染調(diào)查統(tǒng)計，土壤污染點位超標率為16.1%。重金屬經(jīng)過污水農(nóng)灌、固體廢棄物堆放及大氣沉降等過程進入土壤，但該過程沒有直接引起人們的重視，更不易開展相應的土壤修復項目，直至諸如“鎘大米”事件的曝光，農(nóng)田土壤重金屬污染問題才真正引起社會的廣泛關注[2，3]。

2我國農(nóng)田土壤重金屬來源

農(nóng)田土壤中重金屬的來源主要有內(nèi)源與外源[4]。內(nèi)部來源主要是指該地區(qū)土壤地質(zhì)情況不同，其背景值不同，主要受地形地貌、水文氣象以及當?shù)刂脖坏纫蛩氐挠绊?外部來源主要包括污水灌溉、大氣沉降、農(nóng)用肥料的使用、工業(yè)排放等[5，6]。污灌與化工廠等排污河水的側(cè)滲是造成農(nóng)田土壤中重金屬Cd、Zn、Pb與Cu污染的首要原因，除工業(yè)排放外，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中不同化肥的使用對土壤中Hg、Cd、Pb等重金屬的積累也具有一定的影響。

2.1污水灌溉

農(nóng)田灌溉用水主要來源于地下水，由于地下水資源短缺，部分地區(qū)農(nóng)田采用污水灌溉，雖然污水灌溉能緩解我國水資源短缺問題，但其灌溉后致使重金屬在農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)中積累，導致農(nóng)田土壤中鎘（Cd）等重金屬嚴重超標。近年來，湖南報出多起鎘污染事件，受到最廣泛關注的為2013年攸縣“鎘大米”事件。黃登峰等以湖南湘東礦區(qū)為研究對象，評價了當?shù)劓k污染情況，結(jié)果顯示，該區(qū)農(nóng)田鎘含量4.37mg/kg，為湖南省土壤背景值的21.8倍，更是我國土壤背景值的45倍[7]。

2.2大氣沉降

大氣沉降是指大氣中的物質(zhì)通過沉降作用轉(zhuǎn)到地面的過程，重金屬作為大氣沉降污染物的重要組成之一，對生態(tài)環(huán)境具有嚴重的影響。一些研究表明[8-10]，大氣中重金屬來源比較廣泛，涉及到尾氣的排放、燃料的燃燒等。在大氣干濕沉降的作用下，重金屬進入到農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)中，進而進入生物系統(tǒng)，影響人們身體健康。

2.3化肥、農(nóng)藥等農(nóng)業(yè)物質(zhì)的使用

農(nóng)藥、化肥等相關農(nóng)資用品對于農(nóng)業(yè)的發(fā)展具有促進作用，但不合理和過量施用會導致農(nóng)田重金屬污染。一些農(nóng)藥中含有鎘、汞、砷、鉛等重金屬，目前砷污染主要來源是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中長期使用含砷的農(nóng)藥，砷在農(nóng)田土壤中富集，一些國家現(xiàn)已禁止使用含砷的農(nóng)藥。肥料的使用也是引起重金屬污染的重要原因，其中磷肥是肥料中重金屬含量最高的，因為其生產(chǎn)原料磷礦石天然伴生鎘，能夠被植物吸收的含量不到20%，其它的就會在土壤中不斷積累。

2.4固廢堆放

固體廢棄物中的重金屬在適當條件下能向周圍土壤及地下水中遷移，如在降雨過程中，棄物中的重金屬會隨著雨水滲入土壤中，導致土壤重金屬污染。在垃圾堆積場和礦區(qū)周圍，重金屬污染情況較嚴重。黃登峰[7]等對湖南湘東礦區(qū)重金屬污染狀況進行調(diào)查發(fā)現(xiàn)，調(diào)查區(qū)鎘含量是湖南省背景值的120倍，是我國表土背景值的241倍。

3農(nóng)田重金屬污染危害

當農(nóng)田中重金屬含量富集到一定濃度時，會使農(nóng)田土壤的活性下降，進而影響植物的生長發(fā)育，導致農(nóng)作物減產(chǎn)甚至絕收。重金屬超標的農(nóng)作物被人們食用之后，重金屬也隨之進入人體富集，難以排出，致使人們中毒、致癌，影響身體健康。

3.1農(nóng)田重金屬污染對農(nóng)作物的危害

重金屬通過各種途徑進入農(nóng)田土壤，并隨著時間推移逐漸富集，當其富集超過一定濃度時，會對農(nóng)作物的生長發(fā)育產(chǎn)生一定影響，使農(nóng)作物減產(chǎn)甚至死亡。不同重金屬對農(nóng)作物產(chǎn)生的毒理性也略有差異，有研究表明，當土壤中Cr6+濃度增大到0.1mg/L時，會抑制水稻種子的萌發(fā)[11]。同時水稻的發(fā)育受鎘的影響也較大，鎘含量較高會導致水稻產(chǎn)量顯著下降。

3.2農(nóng)田重金屬污染對人體的危害

重金屬通過食物鏈對人體具有間接毒害性。重金屬能與人體內(nèi)相關的酶和蛋白質(zhì)結(jié)合，抑制酶的活性，破壞蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)，影響人體健康。鎘在所有重金屬中毒性是最強的，可損傷肝臟和腎臟，同時，因為其與鈣具有較為相似的生理性質(zhì)，能夠替代骨骼中部分鈣，造成骨質(zhì)疏松、骨骼變形，影響骨骼系統(tǒng)，俗稱“痛痛病”[12]。鉛在人體內(nèi)大量富集后會導致貧血、神經(jīng)紊亂及腎臟損傷[13]。鉻對皮膚有刺激作用，會引起皮膚潰爛，也能通過呼吸道進入人體，引發(fā)呼吸道疾病，鉻還具有“三致”作用（致癌、致畸、致突變）[14]。砷也具有嚴重的致癌危險，中毒表現(xiàn)具有滯后性，通常是長時間的積累導致。

4重金屬污染土壤修復技術

目前，對于農(nóng)田土壤重金屬污染修復，有以下幾個方面的研究，用物理方法進行修復、利用化學方法修復、以及利用生態(tài)農(nóng)業(yè)修復。

4.1物理修復技術

常用措施包括深耕翻土、去土、換土等，該方式優(yōu)點在于對重金屬去除率較高，缺點是工程量大、成本高、對農(nóng)田破壞較大，適合污染面較小土壤。相對于深耕翻土、去土、換土，電動修復處理成本低且不會破壞農(nóng)田結(jié)構(gòu)。修復過程為在重金屬污染土壤中插入電極，重金屬離子在直流電壓下發(fā)生遷移、富集，該方法適用于低滲透性的黏土。熱處理是一種把揮發(fā)性Se、As、Hg 等從土壤析出的修復技術，其工藝簡單，易實施，但是電熱修復技術能耗大、成本較高，對土壤結(jié)構(gòu)會產(chǎn)生危害，且會對大氣產(chǎn)生污染，故采用并不廣泛。

4.2化學修復技術

化學淋洗技術是指選用合適的淋洗液對受污染土壤進行清洗，使重金屬從土壤中去除。該技術具有操作簡單的優(yōu)點，但是該技術同時對土壤質(zhì)地要求也較高，在我國很多地方并不適用，且淋洗液會造成二次污染。穩(wěn)定固化修復技術是一種非永久性的修復技術，該技術旨在降低土壤中重金屬的釋放，通過鈍化作用，降低重金屬的遷移性，使其較少的向農(nóng)作物遷移，從而降低重金屬對人體的危害。常用的鈍化劑有石灰、鐵錳氧化物及電廠灰等，該技術成本低且效果顯著，但是該技術并未將重金屬從土壤中根除，滯留在土壤中被鈍化的重金屬仍可能在若干年后產(chǎn)生二次污染，因此穩(wěn)定固化修復技術仍需長期監(jiān)測。

4.3農(nóng)業(yè)生態(tài)修復技術

農(nóng)業(yè)生態(tài)修復技術的主要途徑是在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程中，通過改變耕作制度，選擇種植難以進入食物鏈并且對重金屬有較強吸收作用的植物，將土壤中重金屬吸收去除。農(nóng)藝修復主要是通過調(diào)整種植農(nóng)作物，合理施用化肥與有機肥，以達到對土壤重金屬去除的目的。生態(tài)修復措施主要是通過改變土壤pH、土壤養(yǎng)分與土壤水分等因子，從而達到調(diào)控污染重金屬的目的。該技術相比于其它修復技術，其成本低、實施簡單且技術成熟，但是該技術存在明顯缺點為修復周期較長。

4.4聯(lián)合修復技術

土壤重金屬污染的治理采用單一的修復技術雖然能達到一定的效果，但是因其各自的缺點限制了其發(fā)展，因此多種技術的聯(lián)合使用成為了關注的熱點。且已有研究學者在聯(lián)合修復技術方面取得了一定的成果，衛(wèi)澤斌等[15]利用淋洗技術將重金屬污染土壤先進行淋洗，然后加入固定劑（FeCl3）將重金屬鈍化，可將鉛、鋅等重金屬鈍化于農(nóng)田深處。魏樹[16]等利用電場和植物的聯(lián)合作用處理土壤中的鎘、鉛、鋅等重金屬，結(jié)果顯示，電場提高了相應植物對重金屬的吸收能力，通過植物將重金屬從土壤中清除。

5展望

我國目前農(nóng)田重金屬污染已經(jīng)比較嚴重，但相應的處理修復技術還不成熟，需要進一步完善?，F(xiàn)有的單一農(nóng)田土壤修復技術很難對重金屬污染土壤進行徹底修復，因此，多種修復技術聯(lián)用勢在必行，進一步完善聯(lián)合修復技術是必然的發(fā)展趨勢。同時，在修復的過程中應遵循因地制宜的原則，合理利用適當?shù)男迯图夹g，達到成本最低化、效果最佳化。

參考文獻

[1] 中華人民共和國環(huán)境保護部，中華人民共和國國土資源部.全國土壤污染狀況調(diào)查公報[J].環(huán)境教育，2014，（6）：7-10.

[2]Liu Xiaojuan，Tian Guangjin，Jiang Dong， et al.Cadmium （Cd） distribution and contamination in Chinese paddy soils on national scale[J].Environmental Science and Pollution Research，2016，23（18）：17941-17952.

[3]賀珍怡，王五一.從土壤污染到“鎘大米”，進而對公眾健康的影響——驅(qū)動因素和解決方案的跨學科分析[J].資源與生態(tài)學報（英文版），2018，9（1）：1-12.

[4]蔡美芳，李開明，謝丹平， 等.我國耕地土壤重金屬污染防控策略研究[C].中國環(huán)境科學學會.2014中國環(huán)境科學學會學術年會論文集.2014：1-7.

[5]董同喜，楊海雪，李花粉， 等.華北農(nóng)田小麥-玉米輪作體系下土壤重金屬積累特征研究[J].農(nóng)業(yè)資源與環(huán)境學報，2014（4）：355-365.

[6]樊霆，葉文玲，陳海燕， 等.農(nóng)田土壤重金屬污染狀況及修復技術研究[J].生態(tài)環(huán)境學報，2013（10）：1727-1736.

[7]黃登峰，趙運林.湖南湘東礦區(qū)鎘污染狀況調(diào)查[J].安徽農(nóng)業(yè)科學，2017，45（21）：41-43.

[8]陳景輝，盧新衛(wèi).西安城市路邊土壤磁化率特征及其環(huán)境意義[J].陜西師范大學學報：自然科學版，2011，39（5）：76-82.

[9]趙陽，于瑞蓮，胡恭任， 等.泉州市324國道泉州至塘頭段路旁土壤中重金屬來源分析[J].土壤通報，2011，42（3）：742-746.

[10]Chen L.，Li Z.，Zhao X.， et al.Levels， risk assessment and sources of PM_（10） fraction heavy metals in four types dust from a coal-based city[J].Microchemical Journal： Devoted to the Application of Microtechniques in all Branches of Science，2011，98（2）：280-290.

[11]陳丙義，趙安芳.重金屬污染土壤對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的影響及其可持續(xù)利用的措施[J].平頂山工學院學報，2003，12（2）：31-33.

[12]顧繼光，周啟星，王新.土壤重金屬污染的治理途徑及其研究進展[J].應用基礎與工程科學學報，2003，11（2）：143-151.

[13]匡少平，徐仲，張書圣.玉米對土壤中重金屬鉛的吸收特性及污染防治[J].安全與環(huán)境學報，2002，2（1）：28-31.

[14]趙慶良，張金娜，劉志剛， 等.再生回用水灌溉對作物品質(zhì)及土壤質(zhì)量的影響[J].環(huán)境科學，2007，28（2）：411-416.

[15]衛(wèi)澤斌，郭曉方，吳啟堂.化學淋洗和深層土壤固定聯(lián)合技術修復重金屬污染土壤[J].農(nóng)業(yè)環(huán)境科學學報，2010，29（2）：407-408.

[16]魏樹和，徐雷，韓冉， 等.重金屬污染土壤的電動-植物聯(lián)合修復技術研究進展[J].南京林業(yè)大學學報（自然科學版），2019，43（1）：154-160.

（責任編輯常陽陽）