广西矿区土壤重金属分析及对农作物的污染与控制

于 皓 宾泽全

（防城港市环境监测站，广西 防城港 538001）

广西矿区土壤重金属分析及对农作物的污染与控制

于 皓 宾泽全

（防城港市环境监测站，广西 防城港 538001）

文章分析了广西几个受重金属污染的矿区土壤现状，通过比较土样分析结果与广西和全国土壤背景值，得出广西矿区土壤污染极其严重，农作物污染的重要原因。并对广西传统矿区复垦土地方法的缺点和不足进行了说明，提出了矿区复垦土地种植农作物的控制管理方法和措施，为防治矿区复垦土地重金属污染农作物提供了理论依据。

矿区；重金属污染；分析评价；农作物；控制措施

（一）前言

矿产经济在国民经济和社会发展中占有相当重要的地位，同样在广西的经济和社会发展中不可取代。随着矿产业大规模化进程的加快，矿产资源的开采利用在推动经济和社会发展的同时，矿区的开采伴随着大量粉尘、废水和废渣的产生，这些废弃物含有大量铅、镉、铜、锌等重金属污染物，通过扬尘、雨水冲刷、风化作用（如物理、化学和生物作用）等途径扩散迁移到周围环境中，对水资源、农田土壤造成了严重破坏，尤为严重的是重金属在土壤系统中的污染过程具有隐蔽性、长期性和不可逆性的特点，在土壤中不能被淋洗，不能被微生物分解。

土壤中重金属污染和防治历来是污染生态学研究的重点和难点。常用的化学、物理方法成本高，容易造成二次污染，治理效果不理想。近年来引起广泛关注的植物修复技术成为研究的热点。农作物基本都是矿区当地居民的最主要经济来源，但矿区重金属污染物不仅改变了土壤性质，或通过农作物根系从土壤吸收、富集重金属，有时也通过叶片上的气孔从空气中吸收气态或尘态的重金属元素，影响了作物生长，而且可通过食物链进入人体，给人体健康造成危害。本研究对广西区内几个重金属污染土壤矿区进行调查，分析广西区内矿区重金属污染土壤及农作物状况，为了解当地生态环境质量状况及开展环境污染治理提供理论和试验依据。

（二）矿区土壤样品分析及评价

1.矿区土壤中重金属的含量分析

由表 1可知，几个矿区土壤 Cr的含量在 25.25～218.82mg/kg，Pb的含量在383.49～3085.89 mg/kg，Cd的含量 12.25～119.14 mg/kg，Zn的含量在 677.56～5 842.26 mg/kg。与国家土壤环境质量二级标准相比，除 Cr元素外，其他 3种元素含量均高于国家土壤环境质量二级标准。与广西土壤背景值和全国土壤背景值相比，除Cr元素的两个采样点外，其他样点及其他元素均高于广西土壤背景值和全国土壤背景值。

表1 土壤中重金属含量（mg/kg）测定结果

Ⅴ 677.56 12.25 383.49 48.98Ⅵ 1028.51 119.14 760.87 25.25Ⅶ 5310.75 14.35 1114.53 123.47Ⅷ 3516.52 28.95 3085.89 104.28广西土壤背景值 51.85 0.07 19.50 65.30全国土壤背景值 67.70 0.07 23.60 53.90质量标准 250.00 0.60 300.00 300.00

广西区内几个矿区农作物体内重金属含量与植物中金属元素正常含量相比，农作物中有毒元素Zn、Cd、Pb和Cr的含量均已大大超过其正常生长范围。因此，此农作物已遭受土壤中Zn、Cd、Pb、Cr等重金属元素的污染毒害。若这些有害有毒重金属元素被农作物吸收富集，经食物链进入人体，对人体健康也会产生较大的危害。

2.矿区土壤重金属污染评价

由表 2可知，从单项污染指数看，以广西土壤背景值为标准，除Cr元素有部分采样点未污染，部分采样点轻度污染外，其他元素均严重污染。以国家环境质量二级标准值为标准，除Cr元素未受污染，Pb在Ⅰ、Ⅳ、Ⅴ和Ⅵ采样点轻度污染，Zn在Ⅴ采样点轻度污染外，其他采样点，其他元素均重度污染。从综合污染指数看，该地区受到 Pb、Cd、Cr和 Zn等 4种重金属复合污染，以广西土壤背景值为标准综合污染指数平均为190.54，以国家环境质量二级标准综合污染指数平均为70.56。说明矿区土壤污染极其严重。

表2 土壤重金属污染单项和综合污染指数

（三）矿区土壤修复方法

1.工程物理化学法

工程物理化学法是利用物理机械、物理化学等方法治理重金属污染土壤的方法。在重金属污染的初期，由于污染较集中，这种方法较为普遍，主要方法有电动修复法、土壤冲刷法、原位土壤淋洗法、化学固化法等，见表3。

表3 工程物理化学法修复矿区土壤的比较

2.植物修复法

重金属不同于一些有机物易自然降解，而是在土壤中长期存留并富集。现有的物理或化学修复方法有着价格昂贵、破坏被污染土壤场地结构及土壤理化性质的缺点。因此有人利用植物的超量吸收积累特性从污染土壤中“提取”重金属，从而达到治理被重金属污染土壤的目的，继而形成植物修复技术。

也可以通过诱导植物超量积累，即植物本身不具有超量积累重金属污染物的能力，但通过利用一些方法改变植物生长环境，从而具有超量积累能力的植物富集重金属污染物的方式。或者利用植物固定，植物的通过自身的新陈代谢活动可改变土壤环境，加速和促进重金属转化为低毒形态，降低生物毒害有效性。如植物枯落分解物、根系分泌物对重金属的固定作用、腐殖质对金属离子的螯合作用等。

（四）矿区对农作物种植的控制措施

复垦矿区土地的再利用是有效缓解国内农田用地紧张的方法之一。矿区复垦的土地不仅为当地的农户提供了更多的种土地，同时也通过矿区土地的再利用恢复土壤的实用性和保护了当地矿区生态环境可持续发展。有针对性恢复治理和改良，科学指导复垦种植，宜林、宜果或宜农作物，提高生态系统的环境协调性、生态生产力和生态稳定性。

1.出台新的矿区环境治理政策

完善矿区土地复垦鼓励政策，对土地复垦要因地制宜。在现行法规的基础上，制定关于废弃矿山土地复垦与环境治理的相应法规，设立专项经费，对现正在开采或即将要投入开采的矿山要严格实施新防范和治理政策，从根本上解决矿山土地与环境治理的政策问题。完善矿山治理税收优惠政策，利用税收款项从资金和技术上帮助当地农户科学种植农作物。支持鼓励地方增加土地复垦数量，扩大建设用地，充分运用土地资本的运作和政策支持，发展接续或替代产业。

2.运用科学技术监测农作物种植

开展土壤环境监测，了解清楚土壤重金属污染的基本情况和态势。在农业结构调整时，把土壤重金属污染情况作为重要依据加以综合考虑，科学规划农作物生产基地，开展土壤安全的预警研究工作，分析土壤重金属污染的变化趋势。采取科学生产管理方式，大力提倡使用生物肥料，制定详细的农作物定期检测项目，根据长期的监测数据和土壤改良情况有效调整农作物种植的品种。

3.农业生态修复

改变耕作制度，科学调整农作物品种，种植不进入食物链的植物，防止重金属通过食物链中而危害人们的健康安全。在受污染的农田中，可以选种棉花、花卉、苗木等非食用作物。选择能降低土壤重金属污染的化肥，或增施能够固定重金属的有机肥等措施，来降低土壤重金属污染。

4.营造多样、和谐的生态景观

在矿区废弃地的复垦治理中，不要为了种植农作物而片面追求造田造地，对于生态破坏严重和受污染严重的露采老矿区，一般不适宜农作耕种，生态恢复、植被重建是其生境再造的核心，同时也是恢复和重建业已退化的生态系统的基础。根据矿区复垦土壤及其植物被污染受损状况，对于已遭受重金属元素较严重污染毒害的局部区域，可发展种植经济林或其它固土复绿植被为主。

（五）结语

目前，国内很多矿区都存在土壤重金属含量超标的问题，不仅危害当地居民的健康安全，尤其在工业发达和人口密集的城市，被重金属污染的农作物问题尤为突出。因此，系统、全面地开展土壤重金属污染的调查和研究，制定合理、有效的防治措施，降低土壤的重金属含量已迫在眉睫。必须要采取一系列的措施并出台相关政策来控制矿区重金属污染及复垦后对农作物的污染问题，因地制宜，科学管理和监测，调整种植结构，改变土地的用途，避免片面追求矿区土地复垦量，这不仅是对发展我国经济有利，更是保证人民的身体健康。

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1008-1151(2011)04-0108-02

2011-01-01

于皓，男，吉林四平人，防城港市环境监测站助理工程师，从事环境工程、环境评估及相关环保研究。