我國農田土壤重金屬污染修復及安全利用綜述

【摘要】目前，農田重金屬污染出現了由礦區向農區轉移、
由城郊向鄉村伸延、由上游向下游轉移的趨勢，同時出現了重金
屬污染從水土鏈向食物鏈延伸的現象。這意味著農田重金屬污染
正由逐步積累的過程開始進入突發性、連鎖性、區域性爆發的階
段，應引起高度重視，農田重金屬污染防治迫在眉睫。
【關鍵詞】我國農田土壤；重金屬污染修復；安全利用
1 重金屬污染的來源
1.1 內因
內因是指土壤本身的重金屬背景值的高低。不同成土母質的
重金屬含量不同，成土母質在成土過程中的外在條件不同，土壤
中的重金屬背景值也不一樣。湖南是有名的有色金屬之鄉，土壤
的 Cd、Hg、Pb、As 等生物毒性較大的重金屬原有含量較高，更易
產生耕地重金屬污染。
1.2 外因
1.2.1 大氣中的重金屬沉降
大氣中同樣含有重金屬，包括隨尾氣排放的汽車燃料中的重
金屬、隨廢氣排放的以及各類漂浮在空中的重金屬粉塵。主要呈
發散片狀分布于工礦區周圍，呈線狀分布于鐵路公路周邊。自然
沉降和雨水淋溶是大氣中的重金屬進入土壤的兩個重要方式，導
致耕地重金屬污染。
1.2.2 工礦企業的廢棄物排放
①現有大多數工礦企業生產粗放，操作不規范，礦產利用率
不高，廢棄物處理不完全，導致廢礦、低品位礦隨意堆積，更多
尾礦和礦渣更是未加固隔離堆放。工礦廢棄物毒性強，難降解，
造成堆積地重金屬污染嚴重；②礦石、半成品礦在運輸過程中不
斷沿途掉落，直接污染了線路附近的耕地農田；③工礦企業的廢
水排放導致土壤重金屬污染加重，其一是因為有色金屬采礦選礦
冶煉行業的工業廢水重金屬含量較高，大量未經處理的含有重金
屬的廢水直接入河入湖，造成河流和地下水的重金屬污染。
1.2.3 農業生產過程中產生的有害物
農業操作中要噴灑農藥、使用薄膜和化肥等。農藥中的 Pb、
Hg、Cd 等重金屬會殘留在土壤和植物中，不合理使用化肥會使土
壤 Hg、Cd、As、Cr、Cu、Zn、Pb 等超標，造成土壤重金屬污染。
鄭喜坤等提出，重金屬污染來源并不只有某一個方式，也可能是
多方式共同作用產生。胡永定通過對徐州荊馬河和區域土壤重金
屬污染來源研究，得出 Cr、Cu、Zn、Pb 由垃圾施用引起，As 由農
灌引起，Hg 則是各種途徑都有。
2 農田重金屬污染防治技術探討
2.1 農田灌溉水源頭防控技術
為防止污染水灌溉造成農田土壤污染，采用“高效重金屬凈
化劑”凈化重金屬污染灌溉水，利用高效重金屬凈化劑與重金屬
離子進行配合反應，通過調節 pH 值，使重金屬離子通過高效沉淀
得以深度凈化，水處理效果顯著。該技術具有抗重金屬沖擊負荷
強，可同時高效、穩定、深度脫除多種重金屬離子；不受污水酸
度和溫度的影響，處理高效；鈣、氟離子脫除高效，凈化水中鈣
離子濃度可控；出水濃度遠低于行業排放限值；處理成本低等優
點。該技術的應用，能有效治理灌溉水中重金屬污染，從源頭防
控農田重金屬污染。
2.2 土壤洗脫技術
土壤淋洗是土壤修復技術之一，有廣闊的應用前景。土壤洗
脫技術工藝流程簡單，可適用于農田土壤 Cd、Pb 等重金屬污染治
理。該技術采取減量濃縮工藝，利用洗脫劑將土壤中的重金屬洗
出來，然后將洗出液回收，通過淋洗裝置回收洗出液中的重金屬
使洗脫劑可以再生利用。該技術的關鍵在于洗脫劑的選取和洗脫
劑再生的淋洗裝置。該裝備處理后可使土壤中的重金屬污染物去
除率不低于 60%，而且洗脫劑可再生利用，可大大降低應用成本。
2.3 原位鈍化修復技術
原位鈍化修復技術是一種經濟高效的面源污染治理技術，符
合我國可持續農業發展的需要。尤其對于中輕度重金屬污染的農
田，可實現“邊生產邊修復”，在保證農產品安全的前提下實現正
常的農業生產，大大降低了修復成本，具有較好的應用前景。該
技術根據農田土壤中重金屬的種類、含量、形態等因素，配置重
金屬穩定化藥劑，通過添加穩定化藥劑，與土壤中重金屬發生氧
化還原反應、共沉淀反應、分子鍵合反應和礦化作用，將土壤中
的離子態、碳酸鹽和鐵錳氧化態的重金屬轉化為殘渣態的重金屬，
包括重金屬的單質形態、多金屬羥基共沉淀物形態、硅酸鹽和硅
鋁酸鹽形態等。通過鈍化技術顯著降低土壤中重金屬的生物有效
性，阻止重金屬向農作物地上部遷移，降低農作物中重金屬的含
量，保障糧食作物的安全生產。
2.4“離子反應+生物降解”復合治理技術
“離子反應”主要是利用藥劑與重金屬充分地快速反應，形
成無害化物質；“生物降解”是利用特定的土壤微生物菌種在土壤
中快速繁殖，通過微生物的酶等讓重金屬污染離子與藥劑進一步
充分反應，還可以改善土壤條件、增強土壤肥力等。將兩種技術
優化，復合用于農田土壤重金屬污染治理，具有明顯的技術優勢。
該技術施工簡單、反應均勻、效果顯著且環境友好，是農田土壤
重金屬污染治理的一項實用技術。
2.5 植物修復技術
植物修復技術是一種用于清除環境中有毒有害污染物的綠色
修復技術，擁有原位性、成本低、環境友好、不破壞土壤結構等
特點，還可以改善土壤生態環境，適合于重金屬中輕度污染土壤
的修復，也可實現“邊生產邊修復”。目前我國重金屬污染土壤植
物修復仍處于研究和小規模的示范階段，但集眾多優點的植物修
復技術在農田土壤修復方面將有廣闊的應用前景。
總之，隨著我國對生態農業重視程度的進一步提高，建議結
合農田調控技術、農藝運籌技術和生物技術、信息技術等高新技
術，進一步研發低成本、易操作、副作用小、符合我國農業生產
實際需要的重金屬污染農田土壤修復和安全生產技術；建立與之
對應的重金屬污染農田土壤修復技術體系和重金屬污染農田土壤
安全利用技術體系；加大研發成果體系的推廣力度，繼續推進信
息技術主導下的農田重金屬污染土壤修復與安全利用技術集成，
更有效地實現對我國重金屬污染農田修復與安全利用，為我國生
態農業建設工作提供幫助。
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