农田土壤重金属污染状况及修复技术探讨

周桂红 李蓓

摘 要：本文概括分析了我国当前城市农田土壤的重金属性污染问题状况，对各项专业性的修复处理技术，开展了深层次地研究，以能够针对不同地区农田土壤的重金属性污染问题状况，择取最适宜的修复处理技术，为广大人民群众营造一个无污染的城市农田环境。

关键词：重金属；农田土壤；污染；修复技术；

前言：

伴随着工业化的持续性发展及人均生活质量的不断提高，农田土壤的重金属性污染问题日益加剧，不仅严重地影响到我国农业产业链条的持续性发展，更为会我国人们身心健康产生不良影响，人们若食用了在重金属超标的农田所产出的农业产品，轻则会出现恶心、呕吐、腹泻等不良的症状反应，重则甚至会危及到人们的生命安全。在目前这日益严峻的失态之下，社会及相关部门对于城市农田土壤的重金属性污染问题，必须提高重视程度，相关部门需结合关于农田土壤的重金属情况统计数据资料，总结分析目前国内城市农田土壤的重金属性污染状况，并对相应修复技术，开展有效性地研究工作，以能够通过这些修复技术的科学运用，从根本上解决农田土壤的重金属性污染问题，为广大国民营造一个良好的城市农田环境，让人们能够吃上绿色无公害，能够让他们所放心的各类农产品，为农业产业这一链条长足发展奠基。

1、现状分析

为了能够全面掌握我国农田土壤的重金属实际污染状况，本文主要择取了8个国内城市为研究对象，统计分析了该城市的农田土壤当中各类重金属性物质实际浓度。如图1所示，多数城市相比较于土壤的背景数值较高。农业部门农产品的污染重点防治实验室，通过对国内24个省级城市土壤实地调查统计表明，严重的污染区为320个，污染面积相对较大，且呈现着逐年递增的发展趋势。经过检测统计分析显示，重金属的超标率可达12%左右。国内多数城市的近郊农田均所受重金属的污染程度均不同，例如，南京市的城市土壤受汞（Hg）、镉（Cd）、铅（Pb）等污染。而污染最为严重的则是汞（Hg）；黄浦江的中下游部分区域，其所在农田的土壤当中铅、汞、镉、铬、砷等各项质量指标相比较于土壤正常背景数值较高。北京市在近五年内土壤的样品检测统计数据显示，农田土壤当中铅（Pb）、镉（Cd）、汞（Hg），其平均地质量分数当中有37%的采样点，相比较于土壤正常背景数值较高；香港等多个省级城市均发现不同程度的砷（As）、镉（Cd）、锌（Zn）、铜（Cu）等污染情况。

2、修复技术研究

2.1 生物修复

2.1.1 植物性修复技术

植物性修復技术（Plant repair technology），它主要是通过遗传培育及自然生长的植物来进行农田土壤当中重金属性污染的一种修复技术。按照植物性修复技术不同的应用机理及功能作用，包含着植物的萃取、挥发、稳定等技术。植物的挥发（Plant volatilization），它主要是通过植物根系的巧妙运用来将农田土壤当中的重金属吸收，把它转化成气态物质，并让其充分挥发于大气当中，可降低农田土壤的重金属性污染程度。但是，该种植物性修复技术极易出现二次的污染情况；植物稳定（Plant stability），它主要是运用有着重金属的耐性一种植物，来将农田土壤当中所含有的一些有毒重金属物转移，把重金属其进入到食物链可能性有效降低；植物萃取（Plant extraction），它主要是通过利用一些植物自农田土壤当中吸取多种的重金属性污染物，把它们均储存或转移至地上，而后在收割地的上部实施集中化地处理，以起到去除或降低农田土壤当中重金属性污染物的作用。

2.1.2 动物性修复技术

动物性修复技术（Animal repair technique），它主要是通过对农田土壤当中所存在的低等类别动物科学运用，如鼠与蚯蚓等动物，充分地吸收处理区域内土壤所含的各种重金属性物质。同时，放入习惯居住于这种土壤环境的一些动物，把所需修复处理区域内土壤当中所有重金属性物质转移出去，或者直接吸收，再结合灌水、电激等手段，将这些动物从土壤当中驱赶出去进行集中化的处理，降低被污染农田土壤当中所有重金属的质量分数。伏小勇等相关技术专家经过长期地实践研究发现，蚯蚓这种动物对于农田土壤当中的重金属实际吸收力极高，对农田土壤自身机理还可起到良好的改良及增强肥力等作用。

2.2 物理修复

物理修复性技术，该项技术主要是指热脱附修复性技术（Thermal desorption repair technology），通过该项技术可把一些有着发挥性重金属，例如硒（Se）、汞砷（As）、汞（Hg）等，自农田土壤当中解吸出的一项技术。Navarro等一些技术专家，通过太阳能来对汞（Hg）重金属性污染农田土壤实施修复性处理，这种热脱附修复处理技术的构成体系包含着20-500℃区间范围内的中温、29-282℃区间内的低温这两种温度环境中的太阳能炉组合而成。通过重复性地试验操作验证，20-500℃区间范围内的中温、29-282℃区间内的低温这两种温度环境，其对于汞（Hg）去除率为41.4%-88%及4.6%-76%。高温处理通常会导致土壤自身性质发生改变情况，特别是会改变它共存于重金属实际存在的形式；Huang等相关技术专家，采用加热处理法，来进行汞（Hg）重金属性污染农田土壤的修复。处于550℃条件之下，汞（Hg）实际浓度自1330mg·kg-1逐渐降至7mg·kg-1。但是，在其土壤当中所含有的其它类别重金属铁锰氧化物，便会从结合态逐渐转化成为酸溶的解态、残渣态、有机的结合态、硫化物等，对于农田土壤自身环境的影响相对较大。在一定程度上，这种修复性处理技术实际操作工艺较为简洁化。但是，实际操作期间耗能极大、成本相对较高，仅适用于一些易发挥性污染物，其脱附气体还需进行收集及合理化处理。

2.3 化学修复

在化学修复性技术当中，电动修复性技术属于一项核心技术。它主要通过在被污染农田土壤的两侧施加一定直流电压，促使电场梯度形成，让农田土壤内所含有的重金属性物质可在电场的作用之下，通过电泳与电迁移各项技术操作，把土壤内所有重金属性物质均代送至该电极两端相应的位置当中，而后实施集中化地处理，可对农田土壤起到良好清洁作用。

综上所述，基于我国目前城市农田土壤的重金属性污染问题日益恶化，影响着我国农业产业的持续性发展，更对人们正常的饮食生活产生不利影响。为此，就需相关部门能够愈加重视，相关技术人员积极投身于实践探索当中，以积累更多的实战经验，结合目前城市农田土壤的重金属性污染问题状况，择取最佳的修复处理技术，从根本上解决好城市农田土壤的重金属性污染问题。

参考文献：

[1]赵纪新，尹鹏程，岳荣，王美萍，史锐.我国农田土壤重金属污染现状？来源及修复技术研究综述[J].安徽农业科学，2018，46（04）：19-21+26.