关于农田土壤重金属污染与修复技术的研究

2015-01-28廖敏何浩

资源节约与环保 2015年2期

关键词：农田重金属生物

廖敏何浩

（宣城市宣州区环保局环境监察大队安徽宣城 242000）

关于农田土壤重金属污染与修复技术的研究

廖敏何浩

（宣城市宣州区环保局环境监察大队安徽宣城 242000）

城镇化农业化的步伐加快，随之环境污染逐渐加重，尤其是农田土壤重金属污染不容小看，重金属具有不可逆转性，很容易的食物链中积累，因此引起广泛关注和讨论。本文简述农田土壤的重金属污染，就其修复技术——农业工程修复技术、化学和物理修复技术、生物修复技术进行详细讨论。

土壤；重金属；污染；修复技术

分析相关研究数据，我们可以知道相同地区不同途径导致重金属污染程度不同，重金属污染受到很多因素的影响，其来源途径也是多种多样，但是主要有以下几种：污水灌溉，工业废渣、废气中重金属的扩散、沉降、累积，含重金属农药、化肥的大量施用等。目前农田土壤重金属污染主要指Cd、Pb、Cu、Hg、Cr、Zn、Ni、As等的污染，表现为直接环境污染物和间接环境污染物，“十二五”规划的重点防控污染指标是Cd、Hg、Pb、As、Cu和Zn等的污染。农田土壤重金属污染的主要特点是不易随水淋溶，不能被微生物分解，具有生物富集功能，潜伏期较长；土壤污染面积颇大；污染后治理难度大，见效慢，费用高，影响因素广。

1 农业工程修复技术

农业工程修复技术有很多，在这里主要介绍三种：第一客土法，这种方法目的是减少重金属污染成分和植物根系的接触，操作的方法一是覆盖新土于污染土壤表面，二是用未污染土壤置换污染土壤，这两种做法都可以有效减少重金属对土壤的污染，却存在工程量大、费用高等的缺点，同时还会带来一定的环境地质危险，遇到低浓度重金属污染时效果明显，而遇到高浓度重金属污染土壤，作用就显得捉襟见肘了；第二深耕土层法，操作方法一是翻动污染土壤使之埋于土壤底层，二是随意翻动，充分混合被污染土壤和污染土壤，旨在降低土壤表层的重金属含量。虽说实施的工程量不大，但是治理重污染和长时间污染的地区并不起多大的作用，效果十分不明显；第三工程去除法，这种方法的施工顺序是先去除15cm左右的污染表层土壤，然后压上新土，最后采用连续灌水栽培，这样生产出来的水稻中Cd含量小于0.4mg/kg，完全符合要求，如果将第二步换成客土法（一般客土20cm新土），那么就要采用间隙灌水生产水稻，若是加深客土深度，那么采用什么灌水影响都不大。

2 化学和物理化学修复技术

2.1 化学固化（稳定化）法

添加固化剂或者稳定剂与土壤中，从而改变土壤的理化性质，降低重金属的生物有效性，这种方法的最大优点是不扰动土壤结构、修复时间较短、操作简便，对于修复大面积污染地区效果十分明显，但前提是稳定剂或者固化剂的添加量和单位成本要科学合理，目前是修复技术中最常见的一种方法，应用率达到70%。

2.2 土壤性能改良法

这种方法可以使重金属的价态和化学形态发生改变，有效降低了重金属物质的的水溶性、扩散性和生物有效性，同时减少了食物链中重金属的传递，主要通过实施改良剂，如石灰、有机肥、离子拮抗剂、化学沉淀剂等来实现，这种方法对土壤的微生物系统具有破坏性，扩大二次污染的可能性比率，处理小面积的重金属污染最实用。

2.3 电动修复法

属于原位修复技术的一种，操作现场可以直接选择污染农田，主要操作步骤是插电极于被污染的土壤中，然后加入电流（微弱即可），以便形成电场，最后利用电场的一些效应（电渗析、电迁移、电泳等）驱动土壤污染物，使之迁移到电极区，然后将其进行处理或者分离。这种方法由于具有修复成本低，效率高，后处理方便等优点，受到广泛的使用，尤其是低渗透性的粘性土壤最为适用。

3 生物修复技术

动植物以及微生物的生命代谢活动对土壤中的重金属有固化、分离和富集的作用，甚至可以改变重金属在土壤中的生物形态，从而减小了重金属的危害性，这就是本文所讲的生物修复技术——动物修复技术、植物生物修复技术和微修复技术。第一种土壤中存在一些低等的动物如蚯蚓、老鼠等，对重金属具有富集作用；第二种是利用植物的忍耐和超量积累的功能聚集重金属；第三种是利用土壤中的各种微生物吸附重金属，目的都是使土壤中重金属的比率有所下降。动物修复具有改善土壤物理结构、通气性、透水性、增强土壤肥力的优势，有利于恢复退化污染的土壤生态系统；植物修复走两步一去除二稳定，有效降低土壤中重金属的流动性，降低生物可利用性；微生物修复通过微生物的氧化还原作用、成矿沉淀作用、淋滤作用和协同效应，可以有效降低重金属污染程度，但是微生物快速繁殖与分解的优却成了技术的难点。