论稻田重金属污染的综合防控

任雪菲

（凯天环保科技股份有限公司，长沙 410100）

论稻田重金属污染的综合防控

任雪菲

（凯天环保科技股份有限公司，长沙 410100）

概况了稻田土壤重金属污染治理的研究现状，结合修复实践，简要分析了稻田土壤重金属污染的综合防控技术，并对未来的发展方向进行了展望。

水稻土；重金属污染；土壤洗脱；原位钝化；修复实践

前言

随着工业化和经济的快速发展，因工业废弃物任意排放、农田中磷肥等化肥大量使用，导致土壤污染问题日趋严重，土壤污染事件频发，引起政府和民众的广泛关注，土壤污染治理已成为热点和难点。2014年4月17日，环境保护部和国土资源部联合公布的《全国土壤污染状况调查公报》显示：全国土壤总超标率16.1%，耕地点位超标率19.4%，土壤镉超标率7.0%。为保障土壤质量安全，确保耕地红线不被突破，国家采取了一系列措施加强土壤环境保护和污染治理：如编制土壤污染防治行动计划、加快土壤环境立法、开展土壤污染现状调查、实施土壤修复试点工程、加强土壤环境监管等。

耕地土壤安全关系着人们的餐桌饮食。水稻是我国的第一大粮食作物，稻米安全关乎人们的健康安全。目前，综合各种土壤修复技术，由于稻田重金属的污染情况和污染程度存在差异性，比场地修复更难治理，针对稻田重金属复合污染及重度污染的情况，单一的修复技术已不能实现稻田土壤重金属的治理、确保农产品的达标生产，急需开发联合修复技术进行综合调控。对于耕地重金属污染土壤的修复，原位钝化修复技术联合植物修复技术，辅以农业生态调控措施的综合修复方法将成为最具优势的土壤修复技术手段，未来的研究重点将是钝化修复材料的研发、超富集植物的进一步筛选及农艺调控措施的优化。随着对微生物修复技术研究的进一步深入，由于其具有成本低、无二次污染等优势，在某些重金属污染场地修复中已逐步成为最具潜力的土壤修复技术，微生物修复技术将是未来联合修复土壤技术中的一种重要辅助手段。

1 土壤重金属污染领域研究现状

目前，国内外关于土壤重金属污染治理的相关研究主要包括：

（1）利用特殊物质提取重金属，减少作物的吸收

利用某种特殊物质提取重金属，抑制作物对土壤中重金属的吸收，此方法治理效果较显著。通过吸附土壤中的重金属或将不可溶的重金属转变为可溶态和游离态，再经过淋洗回收，减少或清除土壤中重金属的污染，降低作物对重金属的吸收。

（2）改变重金属在土壤中的存在状态，使其固定或稳定

为达到降低重金属在土壤环境中的迁移性和减轻作物的可利用性，通过添加一些成本低廉且环境友好的土壤修复剂，改变土壤理化性质或改变重金属在土壤中的存在状态，使其固定或吸附，减少其在土壤中的活性，降低其生物有效性，减少作物对重金属的吸收和累积。常用的土壤修复剂包括含磷化合物、石灰、动物粪肥、金属氧化物和生物质炭等。

（3）通过改变种植制度，减轻重金属污染

利用农业生态修复，通过改变农田耕作制度来减轻危害，如水田改旱地，连作改轮作，或实行间作、套作等种植模式，或改变种植作物如种植花卉苗木等。

（4）生物修复措施，即植物修复、动物修复、微生物修复

通过植物的挥发作用将重金属迁移挥发至气相中或通过植物的稳定作用将重金属稳定至土壤中，阻止其在植物中累积；或通过高累积植物提取吸收重金属将其转化存储至地上，然后对高累积植物进行无害化处理，降低重金属进入农作物的风险；通过土壤动物群的直接（吸收、转化和分解）或间接作用（改善土壤理化性质，提高土壤肥力，促进植物和微生物的生长）修复土壤污染；通过微生物吸收、沉淀、氧化和还原土壤中重金属，降低土壤中重金属的毒性。

（5）通过工程修复措施，降低土壤中重金属的含量

在重污染区而面积较小的土壤，采用人工或机械客土，更换新土后再经过深耕翻土，使其与污染土壤充分搅拌混合，降低土壤中重金属的含量。此方法治理效果较明显，但需消耗人力和财力，成本高，且易破坏土壤结构，造成肥力下降。

2 稻田重金属污染综合防控技术

综合考虑目前国内稻田重金属污染修复技术现状，结合土壤修复的技术储备和相关项目应用情况，比较可行和可推广的技术主要有：

（1）土壤洗脱技术

土壤淋洗技术适用于重金属污染场地修复，尤其是砂性土壤，经过前期研究设计及项目应用——白银市农田重金属污染土壤修复“化学淋洗-化学固定-生物质改性耦合”工艺，我们在土壤淋洗技术的基础上自主研发设计出一套土壤洗脱工艺，该工艺流程简单，可适用于稻田土壤重金属污染修复。该技术采取减量浓缩工艺，利用土壤洗脱剂将土壤中的重金属洗出来，然后通过再生装置处理回收的洗出液，去除其中的重金属，使提取剂可再生循环利用。该技术的关键在于洗脱剂的选取和洗脱剂再生装置的设计。经过该工艺处理后，可使土壤中重金属污染物去除率不低于60%，且洗脱剂可再生利用，大大降低了应用成本。

目前此工艺已在某农田土壤修复项目上应用，可有效降低土壤中的重金属含量，使稻米中的镉含量满足国家《粮食卫生标准》（GB2715-2005）0.2mg/kg限量标准。

（2）土壤原位钝化修复技术

原位钝化修复技术以其修复速率快、稳定性好、费用较低、操作简单等优势广泛应用于稻田土壤修复。尤其对于中轻度重金属污染的稻田，可实现“边生产边修复”，大大降低修复成本，具有较好的应用前景。依据土壤类型、重金属污染程度、重金属污染种类等的差异，选用不同的重金属稳定化药剂，添加不同的剂量，通过络合、吸附、沉淀、离子交换等作用，将土壤中的活化态重金属转化为非活化态，降低重金属的生物有效性，阻止其向农作物籽实中转移，确保粮食安全。

引进国外的高效钝化修复剂，目前已在北方某旱地和南方稻田分别开展了中试示范，通过试验示范，效果显著。同时我们还研制了相应的用于治理重金属污染的高效修复药剂，并在重金属污染废水、重金属污染废渣、重金属污染场地及稻田上均有应用，且效果良好，后期将进一步从药剂的环境友好性、作用的持久性、成本的合理性及市场推广的可行性等方面深入研究，优化现有的修复药剂的效果，并依托有关药剂生产线进行生产。

（3）“离子反应 + 生物降解”复合治理技术

该技术的“离子反应”主要是利用引进的药剂与重金属充分地快速反应，形成无害化物质；“生物降解”是利用特定的土壤微生物菌种在土壤中快速繁殖，通过微生物的酶等使重金属污染离子与药剂进一步充分反应，并可改善土壤环境、增强土壤肥力等。通过将两种技术优化结合，用于稻田土壤重金属污染修复，试验示范作物中的重金属含量低于国家控制标准，效果显著。该技术施工简单、反应均匀，效果显著且环境友好，是稻田土壤重金属污染修复的一项实用技术。

3 展望

目前，稻田土壤重金属污染治理技术大多都还停留在实验室及田间试验示范阶段，真正工程化应用的很少，所以有很大的市场潜力。为实现边生产边修复，对中轻度的重金属污染，可研发环境友好且作用持久的高效钝化剂；对于重度污染，可采用土壤洗脱与钝化修复或植物修复相结合的方式；而对于微生物修复，尤其是微生物菌种的筛选及培育，还需要进一步研究。由于土壤性质的差异性，能够大面积推广的普适性技术很少，所以因地制宜开发高效持久的稻田土壤重金属污染综合防控技术显得尤为重要。

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Comprehensive Prevention and Control of Heavy Metal Pollution in Paddy Field

REN Xue-fei

(Kaitian Environmental Science &Technology Co., Ltd, Changsha 410100, China)

The paper sums up the research status of heavy metal pollution control in paddy field. In combination with remediation practices, the paper analyzes briefly the comprehensive prevention and control technology of heavy metal pollution in paddy field and makes a prospect on the future development direction.

paddy soil; heavy metal pollution; soil de-washing; in situ immobilization; remediation practice

X53

A

1006-5377（2017）03-0056-03