受污染土壤修复方法在农业可持续发展中的应用

摘 要：土壤是人类赖以生存的重要基础，同时是农业生产、工业生产、农产品加工过程中不可或缺的重要物质条件，在我国城市化、工业化、农业持续化发展不断进步的背景下，大量未经处理的污染物在土壤中不断堆积，在自然因素的影响下引发了土壤污染与土地资源浪费。为此，如何在保证土壤肥沃程度、耕地面积不减少的基础上，积极使用化学修复技术、生物降解技术、生物修复技术修复受污染的土壤，实现提高农业生产质量、增加农民收入、促进农业可持续发展的目标，是当前修复受污染土壤过程中的重要方向。基于此，以受污染土壤修复的背景与重要性为切入点，提出受污染土壤修复方法在农业可持续发展中的应用措施，以供参考。

关键词：受污染土壤；修复方法；农业领域；可持续发展

中图分类号：X53 文献标志码：B 文章编号：2095–3305（2024）05–0-03

1 受污染土壤修复的意义与现状

1.1 受污染土壤修复的意义

土壤是构成生态系统的基本要素，是维系人类生活与生产活动所不可或缺的物质基础和场所，而且土壤的使用、开发和保护的水平直接关联着人类社会经济的发展及生态平衡。随着我国工业化和城市化的飞速发展，对土地资源的需求量激增，土地资源的使用模式和分布也经历着较大的转变，大量未经严格处理的废水被用于灌溉农田，固体废弃物的随意丢弃或简陋填埋、不合理使用农药等现象，不仅阻挡了我国农业现代化的步伐，而且对生态环境及农业环境造成了严重的破坏，这种破坏不仅可能危害人民群众的身体健康安全，还会对社会的稳定和经济的发展产生不利影响[1]。

1.2 威宁县的土壤污染现状

当前，贵州省毕节市威宁彝族回族苗族自治县（以下简称威宁县）重点区域农田土壤主要受到重金属镉、农药化肥等物质的污染，以金属铬为代表的土壤污染最为严重，尤其是在矿区及矿区附近的地点。与此同时，威宁县土壤中重金属的来源包括自然源（地质源）、历史源和工业源，但各种来源的输入占比并不清晰，导致了重金属污染的成因不明确，给污染源头管控和后续管理工作带来了困难。如果历史污染源占比较大，可以通过土壤修复等方式进行治理；如果工业源占比大，则需要从源头减少排放、加强治理措施等方面入手。现阶段，威宁县当地政府已经对受污染土壤制定了严格的保护和整治办法，多种土壤修复的技术和试验措施在当地被广泛推行并且取得明显的成效，以期构建绿色、可持续发展的土壤环境，对于推进威宁县农业经济的快速发展有着极其重要的现实意义。

2 受污染土壤的风险

2.1 农业生产风险

威宁县的农业耕种面积大，一旦土壤的生态环境遭到严重的破坏，土壤的质量和自身肥力将会受到损害，提供优质、肥沃的土壤面积也会大幅度减少，进而无法充分满足农业种植的基本需求，农产品产量的不断下降也会使农民群众的日常生活受到一系列负面的影响[2]。例如，农药污染通常会对土壤中微生物的多样性、群落结构带来影响，若在化学农药、杀虫剂使用过多的情况下，土壤中的细菌会形成较强的耐药性。

相关研究表明，施用化学药剂10 d后能够明显地降低土壤中微生物的呼吸能力，而有机磷污染将会减少土壤中的微生物种类及数量[3]。由此可见，农药在土壤中的浓度水平是决定其对土地造成损害程度的重要因素之一，毒素浓度较低的农药可能仅会对土壤中的微生物群体产生短期和较轻的负面影响，但当农药的毒素浓度较高时，会导致微生物数量急剧减少，这不但对微生物的生存构成了严重威胁，还会影响农作物的正常生长，从而对农业的可持续发展带来不良影响[4]。

2.2 人体健康风险

近年来，经济的高速增长带动了国民生活水平的提高，人们对生活品质与食品安全的关注度也随之增长。在此背景下，化学农药、重金属污染对土壤造成的伤害日益突出。造成这一现象的主要原因是，许多种植户缺乏先进的施药技术和用药知识，长期以来，采取不当的做法大量使用农药，使得水果、蔬菜以及畜牧产品中的农药残留量超标，并且农产品中的农药残留对人类健康和食品的安全构成了巨大威胁。主要污染物包括有害的重金属和杀虫剂，污染物对粮食、果蔬等农产品质量的影响尤其严重，叶类蔬菜等作物更容易受到杀虫剂的污染[5]。比如，烷基酚类的农药乳化剂、辛基酚、壬基酚或杀虫剂等化学药剂，不仅毒性强、污染范围广泛，还具有较高的雌激素活性，可能增加癌变风险，影响男性的生殖能力，还会对人类的健康造成极大威胁，甚至有可能导致死亡。

2.3 生态环境风险

受污染土壤修复是需要投入大量时间与精力的复杂工程，在实际修复的过程中，修复工具在操作上存在一定的难度。针对中度污染区域的修复与治理而言，其最后的修复效果基本上很难达到预期效果。若土壤污染问题在长时间内无法得以科学解决，将会进一步对自然生态环境问题产生不利影响。例如，土壤中的有毒物质会在水土流失的作用下对附近的水质造成污染，对周围生态系统造成严重的破坏[6]。此外，土壤中遗留的杀虫剂经常会随着地表水流转移至湖泊与溪流等地下水域，导致河流及地下水生态系统遭受严重的环境污染，从而对水质的自然循环和生物的多样性造成巨大的威胁。同时，水中残留的农药对水生动植物也具有潜在的毒性，极大地破坏了水生生物群落的生活环境，影响水生生物的生存环境。

3 受污染土壤的修复方法

3.1 生物修复技术

3.1.1 植物修复技术

植物修复技术指的是通过利用植物的生长特性和代谢机制清除土壤中的有害物质，恢复土壤的生态功能，从而达到修复污染土壤的目的。植物修复技术主要包括植物吸收、植物挥发、植物降解等不同机制，通过植物与土壤之间的相互作用，去除和降解土壤中的有害物质。现阶段，已知有700多种农作物在种植过程中会积累土壤中的重金属元素，例如，重金属铅超积累农作物包含酸摸、香根草等，重金属镉超积累植物中包含龙葵和鱼腥草等。植物修复技术是一种不会产生污染、绿色环保的技术，但由于植物生长量小、周期长，所以在受污染土壤修复中使用该技术所需要的时间也相对较长，修复的程度较低。若只靠单一的植物修复受污染的土壤，则无法充分满足土壤污染治理与修复的需求，因此，需要进一步寻找、培育超积累植物的植株，以此提升植物修复技术的应用水平[7]。在农作物种植时节，威宁县需要结合土壤的污染情况、土壤理化指标、土壤类型、地质背景情况等，选择适合本区域的植物修复技术来提高土壤修复效率。

3.1.2 动物修复技术

动物修复技术主要通过动物对土壤的混合、翻耕、排泄等行为，促进土壤中有害物质的降解、转化和去除，从而实现土壤修复和生态系统恢复的目的。与植物修复技术相比，动物修复技术借助动物的生物学特性和生态功能，在修复受污染土壤的过程中发挥着独特的作用。现阶段，关于利用动物开展受污染土壤修复的研究相对较少，在实践的过程中普遍利用鼠类和蚯蚓来修复土壤，但动物在吸收重金属之后，其排出的粪便会进入土壤，加之动物对重金属元素的耐受性相对较低，一旦所吸收的重金属数量超出了其所能够承受的能力，将会出现逃逸的情况，甚至导致死亡[8]。为此，还需要进一步探讨动物与周围环境、土壤之间的影响元素，将动物修复技术更好地应用于实践。

3.1.3 微生物修复技术

微生物修复技术主要通过微生物的代谢活动、降解代谢产物等机制，降解和去除土壤中有害物质，是一种环保、可持续的土壤修复方法。受污染的土壤中存在各种类型的有害物质，如重金属、有机物等，有害物质会对生态系统和土壤带来危害，而微生物修复技术通过引入微生物菌种，利用微生物菌种的生物学特性，能够加速有害物质的降解和转化过程，从而修复受污染的土壤[9]。在使用微生物修复技术修复受污染土壤的过程中，主要可以分为微生物富集、吸附、转化3个步骤，虽然该技术存在效率高、成本低、不易受到二次污染等优点，但存在菌株易变异、遗传稳定性差等问题，难以清除环境中所有的污染物，并且对污染物的吸附能力也会产生一定的限制。

现阶段，威宁县面临着严重的工业化与城市化带来的土壤污染问题，而微生物修复技术作为一种有效的土壤修复方法，在威宁县的土壤修复项目中得到了广泛应用。但是，土壤修复是一个复杂长期的过程，需要综合考虑多种因素，包括污染物的种类和浓度、土壤的性质和条件、修复技术的选择和实施等。因此，针对威宁县受污染土壤的修复工作，应制定科学的修复方案，采用合适的修复技术，并加强监管和评估，确保修复效果达到预期目标。

3.2 物理化学修复技术

3.2.1 玻璃化修复技术

玻璃化修复技术是一种通过高温熔融处理污染土壤中的重金属等有害物质，将其转化为稳定的玻璃态物质并去除污染的技术，在处理飞灰、污泥中的重金属固定和资源化修复方面有着重要作用，玻璃化修复技术的修复效率较高，并且在抢救性修复受污染土壤时也具有重要意义。尽管玻璃化修复技术在污染土壤修复中有诸多优势，但其应用也存在一些明显的局限性。一方面，玻璃化修复技术需要在高温条件下进行处理，其工程量较大，需要投入的成本较高；另一方面，高温处理会对土壤的理化性质造成较大影响，甚至可能导致土壤失去原有的生产力，进而对土壤生态系统和植被恢复构成了一定的威胁。为此，在选择土壤修复方法时，需要综合考虑修复效果、成本，以及对土壤生态系统的影响等，以确保选择最适合的修复方案

3.2.2 电动修复技术

电动修复技术是一种利用电场作用处理土壤中重金属和有机物污染的新型技术，其主要是在污染媒介两端施加直流电而形成电场，利用电场力使污染物向两端移动并集中收集，从而达到净化土壤的效果。在电动处理技术中，电解过程中在电极区域会生成H+，在电场的作用下使重金属离子向阴极转移，从而去除污染物。但需要注意的是，阴极区生成的OH-与金属离子发生析出反应，会对土壤修复的效果产生一定的影响，可在修复的过程中添加阻止羟基沉积的助剂，如乙酸、EDTA、添加阳离子膜增强修复效果。电动修复技术具备操作简便、对土壤无干扰、环境友好等特点，适用于处理渗透率较小的污染土和淤泥。

3.3 联合修复技术

联合修复技术主要是指将多个单独的受污染土壤修复技术相结合，从而构成具备复合型特点的土壤修复技术。在联合修复技术的应用下，多个单独的土壤修复技术能够充分发挥自身的优势，进而提高对受污染土壤的修复效率与效果。通常情况下，常见的联合修复技术包含物理化学修复技术、生物联合修复技术等。现阶段，基于复合生态系统的修复方法也逐渐受到关注，通过构建“植物—土壤—微生物”等复合生态系统，充分利用各组成部分之间的互惠关系，从而实现对土壤污染的综合修复，该技术不仅可以修复土壤污染，还能提升整个生态系统的生态功能，从而为环境保护和生态平衡作出贡献。

4 受污染土壤修复的建议

4.1 增强农民群众的环保意识

由于威宁县大多数农民群众的文化水平不高，在农业生产过程中往往不会根据农作物的品种科学施药，不仅无法有效消灭农作物病虫害，反而会增强病虫害的抗药性，进而严重影响土壤的自身肥力与生态结构。为此，需要不断增强农民群众的环保意识，使其认识到科学施肥、合理用药的重要意义，避免在农业生产过程中因大量施肥而破坏土壤环境。为了提升农民群体对环境保护的认识水平、对农药用药的知识水平，相关部门需要利用电视、广播、海报、互联网等多种媒介的宣传渠道，逐步转变农民的传统思维模式，通过农业技术人员亲身示范的方法确保农民群众真正学会科学施药和绿色植保的技能，从而有效推进威宁县农业的可持续发展。

4.2 改进农药产品与剂型

一方面，农民群众必须严格遵循相关机构设定的基准，减少含硫、磷、甲胺磷及其他高毒性化学物质的农药使用，以此优化农药的成分和形态；积极开发和推广残留量低、毒性小且效率高的农药产品，以减轻化学物质可能对土壤和作物造成的不良影响；扩大乳化液、可湿性粉剂、颗粒剂等环保型农药的使用比例，减少粉状农药对环境的污染，并提高农药喷洒的均匀性。

另一方面，借助光化学和微生物技术分解或降低农药的浓度，同时结合使用现代化的农业技术，提升土壤的分解作用，增加土壤中的微生物数量和有机物质含量，这样不仅能够提高土壤质量、提升肥力，还能使农业生产环境得到有效改善。而针对难以替代且相对危害较小的农药来说，应当通过建立完善的法律法规以加强管理，确保农药使用量减少、降低成本，并减少农药残留对环境的污染，制定农药安全监督管理、防治措施和相关的法律法规等，从而使农药生产环节中产生的农药残留量得到有效控制。

5 结束语

土壤修复技术与农业可持续发展的关系紧密相连，综合应用物理、化学和生物等多种修复技术，不仅能够去除土壤中的污染物、恢复其生态功能，还能够提高土壤肥力、促进农作物的健康生长，从而保障农产品的质量和安全。需要注意的是，受污染土壤修复工作是一项长期工程，在实际应用的过程中还需要结合当地的实际情况来制定合理的修复措施，进而为农业的可持续发展提供坚实的支撑。

参考文献

[1] 陈福泰.污染土壤的修复方法在生态环境保护中的运用分析[J].黑龙江环境通报，2023，36（6）：116-118.

[2] 刘泰，魏静，卢承彦，等.重金属污染盐渍化土壤及其修复材料的研究进展[J].内蒙古大学学报（自然科学版），2023， 54（5）：548-560.

[3] 高洪娥，刘树宝，敖淑楠，等.土壤污染成因及防治策略研究[J].农业工程与装备，2023，50（4）：11-13.

[4] 周伟.污染土壤修复系统和修复污染土壤的方法分析[J].皮革制作与环保科技，2023，4（9）：97-99.

[5] 田林玉，周书葵，李智东，等.重金属污染土壤原位固定修复研究进展[J].应用化工，2020，49（4）：958-964.

[6] 李海霞，许学慧，刘海云.土壤氟污染与修复方法研究进展[J].中国土壤与肥料，2023（12）：261-270.

[7] 周铭浩，李彤，林学明.重金属污染土壤绿色可持续修复研究进展[J].现代化工，2023，43（12）：51-55.

[8] 罗婕莹.土壤污染防治及修复措施分析[J].皮革制作与环保科技，2023，4（22）：124-126.

[9] 王哲，屠春宝，王如月，等.农业土壤环境污染及修复研究进展[J].农业与技术，2023，43（19）：94-99.

作者简介：李方芳（1983—），女，贵州罗甸人，农艺师，主要研究方向农业生态环境保护。