重金属与农药污染的农业土壤脱毒过程分析

李现彪

（安阳市农业科学院，河南　安阳　455000）

重金属与农药污染的农业土壤脱毒过程分析

李现彪

（安阳市农业科学院，河南安阳455000）

近年来，农业土壤环境的污染和破坏十分显著，究其原因，主要是受到各地重金属企业与农药喷洒所致。因此，对于土壤的有效脱毒成为了当下农业部门势在必行的工作。但是，其脱毒过程存在很大的难度性和复杂性，需要相关部门采用科学的脱毒措施，才能保证土壤的质量。基于此，对重金属与农药污染的农业土壤脱毒过程进行详细的分析。

重金属；农药污染；农业土壤；脱毒过程

土壤是万物之源的根本所在，是人们赖以生存的物质基础，其有着无可替代的作用，同时也是不可再生的自然资源。随着近年来社会的飞速发展，很多地区的农业土壤均受到不同程度的污染和破坏，究其原因，都是因为人为疏忽所导致。其中，最为关键的污染源就是重金属和农药的污染。因此，相关部门必须致力于土壤的有效脱毒，利用先进的脱毒方法，并对脱毒全过程进行着重的分析，进一步了解农业土壤这一宝贵资源的自我净化功能和污染物脱毒能力，为保证农产品安全质量提供可靠的研究途径［1］。

1　吸附脱毒过程

1.1重金属吸附脱毒过程

重金属对土壤有着很严重的危害，要想获得理想的脱毒效果，就要采取非专性吸附脱毒和专性吸附脱毒2种解决方式。其中，非专性吸附脱毒主要是依靠静电引力和热运动平衡来达到脱毒效果，也就是通过土壤胶体表面与离子产生的库伦引力来将所吸附的重金属隔离开来。这种库伦引力的最大特征就是被吸附的离子以水化离子的形态被吸持，其与所吸附的点位之间缺少一定的电子元素，大部分都是被水元素所占据或隔离。当土壤胶体表面的pH值偏高时，重金属中的正二价铜离子就会发生水解变化，并随着氢离子浓度而释放，从而有效地降低重金属中铜离子的交换性能。而专性吸附脱毒也可称作配位体交换脱毒，其主要脱毒来源是依靠土壤羟基化表面中存在的变电荷。在其配位吸附脱毒时，金属中的阳离子会结合土壤中铁、铝、锰、硅等氧化物及水合物或有机质，使之形成重要的土壤组分，有效隔离所吸附的金属物质。同时，硅酸盐较重的层状矿物也可以对阳离子形成相应的脱毒因素，使其铜离子密度降低，从而实现重金属脱毒的科学性和时效性［2］。

1.2农药吸附脱毒过程

农药对于土壤环境的污染，直接影响到农药解毒的质量。为了更好地完成农药在土壤中的吸附脱毒过程，首先就要考虑土壤理化特性、农药的分子化学结构和气候等多种因素对脱毒过程所产生的影响。吸附脱毒的技术原理较为复杂，其包括氢键、电荷转移、共价键、范德华力、配体交换、疏水吸附和分配等多种作用力，并且这些特质常常在同一时间内产生，只是往往被其他机制所占据，表现的不是很明显。农业土壤中的有机质一旦与农药相结合，就会在一定程度上降低农药的生物活性和生态毒性。因为土壤有机质中的各种组织结构可以形成憎水微环境，为疏水性农药提供很大的吸附空间，而疏水分配会在不影响土壤酸碱度的同时完成整个脱毒过程。天然有机质包括玻璃态和橡胶态2种有机区域，其中吸附在橡胶态区域内的污染源被称作线性吸附，其实是按照Fick扩散定律来吸附的。而玻璃态区域中的吸着点却是种类繁多，其主要污染源是稀溶液中有机污染物，这种吸附物的吸附原理完全是无规则的吸附动态，被称作非线性吸附，这是因为玻璃态中的高分子化合物可以利用双重吸附脱毒方式来抵抗污染物的污染，而孔洞填充则是影响非线性等温线和偏离Fick定理的主要关键因素。另外，土壤有机质还可利用自身的多重功能与农药形成氢键反应，以此来达到吸附脱毒的效应。因为氢键可以有效促进非离子型极性有机物与黏土矿物质的吸附作用，从而实现农药脱毒的彻底性和准确性［3］。

2　降解和转化脱毒

2.1非生物降解脱毒

非生物脱毒过程中最重要的脱毒方式就是水解脱毒，其包括2种反应过程，一种是由土壤中的酸碱催化所产生的反应，另一种是由土壤组分的吸附催化所产生的反应。通过水解脱毒，可以使农药中的各分子结构发生变化，降低其毒性功能，从而为非生物降解脱毒带来很大的益处。其次是利用光解脱毒方式来实现非生物降解脱毒的效果。其主要是采用太阳光线的强度来分解农药中的各分子结构，从而彻底清除土体表面所残留的农药物质。

2.2生物降解脱毒

生物降解脱毒主要包括微生物降解脱毒、环境降解脱毒及土壤酶学脱毒3种方式。其中，微生物脱毒是最为有效的方式之一，因为其具有较强的遗传变异功能和繁殖速度，能够适应任何外界条件，并能促进各种能量的利用，如酶促方式、共代谢降解方式等能量。而环境降解脱毒，主要是根据实际土壤环境，将土壤中的各种组分有机结合，形成具有生物、物理、化学等综合功能的生态系统，可以有效防止污染物的侵袭，为农作物产品提供有利的防护屏障。此外，土壤酶学脱毒主要是利用土壤酶这种具有高度催化作用的蛋白质，来降解农药的分子结构。因为酶的活性十分高，可以直接影响土壤的生化强度和方向，充分净化土壤中的各种农药残留的成分，为保证土壤脱毒质量创造良好的净化条件［4］。

3　结语

重金属与农药污染，是目前我国农业部门最为关键的研究课题。为了保证农业土壤的质量，促进农作物的有效成活，必须进行农业土壤的脱毒，采取行之有效的脱毒方式，利用各种自然资源，如水解、光解、土壤环境等，彻底地将农药和重金属污染源消除在萌芽之中，从而打造绿色、健康的农业土壤环境，为农业的长期发展打下坚实的基础。

［1］于颖，周启星.重金属与农药污染的农业土壤脱毒过程研究进展［J］.生态科学，2015（1）：28-30.

［2］于颖.铜-农药污染的土壤生态化学脱毒行为研究［D］.沈阳：中国科学院沈阳应用生态研究所，2004.

［3］张腊梅.肥料农药和重金属对紫色水稻土微生物特性的影响［D］.重庆：西南大学，2007.

［4］李元吉.我国土壤重金属污染法律规制研究［D］.咸阳：西北农林科技大学，2015.

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1674-7909（2016）20-88-2