农田土壤重金属污染快速检测及修复方法研究

摘 要：现阶段，我国社会经济水平显著提升，在这样的背景下，我国工业化的不断推进，工业发展规模越来越大，工业生产过程中会排出很多废水、废气、废渣等，往往都含有不少重金属元素，被排入农田土壤之中，就会形成污染。尽管农田土壤本身也具有金属元素，以满足作物成长需要，但通常含量微小，不会超过作物生长需要水平太多。如果农田土壤中的重金属元素超过一定量，累积浓度很高，那么就会超出作物能够承受的范围，影响其正常生产甚至表现出病害、毒害。假设作物受害情况并不明显，但收获的农产品金属元素含量较高，导致人畜出现不良反应，这也说明农田土壤受到了重金属污染。

关键词：农田土壤;重金属污染;快速检测;修复

引言

作为农业发展的基础——农田土壤，其关系到农产品供给，关系到农业生产和社会建设。随着科学技术的创新发展，农田生产效率明显提升，但农田土壤污染问题也更为严重。相关调查显示，我国现阶段农田土壤重金属污染严重超标，污染面积高达一千万立方米，这在工业发达地区尤其严重，引发社会的强烈关注。因此，探讨农田土壤重金属防治的有效方法，具有现实必要性。

1农田土壤重金属污染来源与危害

农田土壤重金属污染物来源主要有：大气沉降、石化工业、城市交通等排放的大气重金属颗粒物在干沉降、湿沉降等途径作用下，进入到农田土壤中;水体污染、生活污水、工业废水直接排放到水体中，造成水体重金属污染，然后通过农业灌溉等方式进入到农田土壤中;农业生产活动、农药、化肥、地膜的无节制使用，对农业农田土壤造成重金属污染;在生产生活过程中大量固体废弃物堆积对农田土壤造成重金属污染。农田土壤中的重金属污染不仅改变农田土壤结构，降低其肥力，减少农业产量，而且还会对人体健康造成间接危害，影响人类的可持续性发展。因此，强化对农田土壤重金属污染监测和治理势在必行。

2农田土壤重金属污染快速检测

2.1原子吸收光谱法

原子吸收光谱法（AAS）是基于待测元素气态基态原子对该元素原子特征谱线的吸收程度来定量测定待测元素含量的一种分析方法，具有灵敏度高、选择性强的特点，但不适合多种金属元素的同时测定。根据原子化器的不同，可分为火焰原子吸收光谱法和石墨炉原子吸收光谱法。采用石墨炉原子吸收法测定了农田土壤样品的铅、镉、钴、锑、铍含量，该法简便、快速、准确。

2.2光谱检测技术

在农田土壤重金污染的判定上，往往需借助于专业的检测技术。光谱检测技术是一种有效的检测技术，这种检测技术的灵敏性很高，但是，在实际的应用过程中，检测流程相对繁杂，对检测设备有着极高的要求，检测需耗费较长的时间，整个检测的成本较高。在光谱检测技术下，必须要由X射线来完成检测工作，X射线的电离性较强，如果长时间使用，将会对检测操作人员造成一定的伤害。因此，为保障检测工作的顺利开展，在农田土壤重金属检测中，如果应用的是光谱检测技术，操作人员需做好相应的安全防护，并具有较高的操作能力。紫外可见光光度法是光谱检测技术中应用频次相对较高的检测技术。

2.3磁化率检测技术

农田土壤中的重金属含量越高，其磁性越强。可以结合这一特性，对农田土壤中的重金属含量和种类进行分析判断。在具体檢测中主要应用到的仪器设备有野外袖珍式磁化率仪、野外农田土壤剖面磁化率仪等，可以有效提升现场农田土壤检测效果。该种方式检测速度较快，仪器灵敏度好，能够获得进准的检测数据结果，不需要对农田土壤样品进行预处理，采集样品量较好，使用方便高效。

2.4免疫分析检测技术

主要是通过免疫分析法对农田土壤重金属进行检测。而这种检测在实际运用过程中具有相对较高的灵敏度以及独特性。但是在实际运用时还是需要对此技术引起高度重视，合理运用化合物对重金属离子的综合性，保留一定的空间结构，这样可以保证氧化还原作用。保证载体蛋白能够接受综合离子化合物从而产生免疫反应。除此之外，工作人员应该选择具有一定的抗体对重金属离子化合物进行综合性检测。保证检测结果具有一定的准确性。

3农田土壤重金属污染修复方法

3.1农业治理

要想实现农田土壤中重金属污染的有效治理，也可以着手农业治理，主要是改善耕作方式，合理规划农业种植区等，从源头上规避重金属污染，将重金属污染物阻隔在农田土壤之外。对于已经污染的农田土壤，可以选择种植其他观赏性植物，也可以种植大量的树木，发展为森林，来逐渐的改善农田土壤质量。对于重金属污染较轻的区域，可以优选对重金属富集效果差的植物，以确保植物生长良好改良农田土壤性能。农业治理方式，对于重金属污染农田土壤的改良具有明显效果。

3.2生物修复

生物修复方式主要是利用植物、微生物、动物的呼吸、新陈代谢等途径，对农田土壤中的重金属进行吸收清除，或者将重金属物质进行转化，使其以毒性较低的形态存在，起到净化农田土壤的效果。植物修复方法主要是利用植物稳定、吸收、提取、转化、挥发等功能，对农田土壤中的有毒物质进行清除的方式。微生物修复技术主要是主要是利用微生物的嗜重金属特性，对农田土壤中的重金属物质进行清除。由于农田土壤中含有大量的微生物，如动胶菌、蓝细菌等，可以将其胞外聚合物与重金属离子产生作用，生产络合物，达到吸收农田土壤中重金属元素的目的。动物修复方法主要是利用蚯蚓等动物对农田土壤中的重金属物质进行吸收、降解、转移，达到净化农田土壤的目的。蚯蚓可以利用扩散、摄食等方式对铅等重金属物质进行富集。

3.3从源头上治理

当前，人们对于农田土壤中重金属污染物的控制基本上将目标集中在了“浓度”上，但是随着社会生活、生产的现代化，形成的垃圾或污染物只会越来越多，进入农田土壤之后，农田土壤自身无法完全容纳，会逐步富集，即便农田土壤中的浓度控制得当，也可能被富集到食物链中。因此，要治理重金属污染，最好的方法是从根源解决问题，首先是合理使用化肥与农药，其次是控制工厂或生活污染物的产生与排放，再次是研究出新型的重金属回收技术，在保护农田土壤的同时使金属元素资源二次利用。

3.4联合修复

如果农田土壤重金属污染种类较多、污染情况较为复杂，使用单一的修复方法难以进行彻底治理，需要采用多种修复方法联合修复的方式，来达到提升农田土壤重金属修复效率和精确性的目的。其中主要的方式有化学-生物联合修复、物理-化学联合修复等。

4结语

为改善农田土壤质量，研究了农田土壤重金属污染快速检测及修复方法。但因为重金属污染的农田土壤修复是一个长期工程，但在此次研究中，却在更长时间尺度上修复被重金属污染的农田土壤，并做出后续农田土壤修复工作。因此在今后的研究中，需要加强被重金属污染的农田土壤后续处理工作研究，确保农田土壤恢复状况，避免农田土壤二次重金属污染现象的出现。

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作者简介：

黎冬容（1986—），女，工程师，主要从事土壤和水质化学分析。