農(nóng)田土壤重金屬污染與防治

農(nóng)田土壤重金屬污染與防治

本論文從土壤重金屬污染的定義入手，分析了土壤重金屬污染物的來源，闡述了土壤重金屬污染的特點、現(xiàn)狀和危害，并針對存在的問題提出了解決方法。

農(nóng)田土壤重金屬污染現(xiàn)狀方法

S158.4A1003-1650（2024）09-0037-02

土壤是由一層層厚度各異的礦物質(zhì)成分所組成的。土壤和母質(zhì)層的區(qū)分表現(xiàn)在形態(tài)、物理特性、化學特性以及礦物學特性等方面。由于地殼、大氣和生物圈的相互作用，土層由礦物和有機物混合組成。疏松的土壤微粒組合起來，形成布滿間隙的土壤形式。相對密度在4.5g/cm3以上的金屬稱作重金屬。土壤中的重金屬累積后對人體的危害相當大，能引起人的頭痛、頭暈、失眠、健忘、神經(jīng)錯亂、關(guān)節(jié)痛苦、結(jié)石、癌癥（如肝癌、胃癌、腸癌和畸形兒）等。

一、土壤重金屬污染的定義

土壤重金屬污染是指由于人類活動，土壤中的微量金屬元素在土壤中的含量超過背景值，過量沉積而引發(fā)的問題統(tǒng)稱為土壤重金屬污染。過量重金屬可引起植物生理功能紊亂、養(yǎng)分失調(diào)，此外汞、砷能減弱和抑制土壤中硝化、氨化細菌活動，影響氮素供應。重金屬污染物在土壤中移動性很小，不易隨水淋濾，不為微生物降解，通過食物鏈進入人體后，潛在危害極大。一些礦山在開采中尚未建立石排場和尾礦庫，廢石和尾礦隨便堆放，致使尾礦中富含難溶解的重金屬進入土壤，加之礦石加工后余下的金屬廢渣隨雨水進入地下水系統(tǒng)，造成嚴峻的土壤重金屬污染。

二、重金屬污染物的來源

污染土壤的重金屬主要包括汞、鎘、鉛、鉻和類金屬砷等生物毒性顯著的元素，以及有肯定毒性的鋅（Zn）、銅（Cu）、鎳（Ni）等元素。主要來自于固體廢物，如亂扔舊電池、電子線路板；工業(yè)選礦垃圾等的堆集；含重金屬的廢水未達標排放，被污染地下或地表水徑流、滲透；重金屬粉塵的沉降等。如汞主要來自含汞廢水，鎘、鉛主要來自冶煉排放和汽車廢氣沉降，砷則來源于殺蟲劑、殺菌劑、殺鼠劑和除草劑。

三、土壤重金屬污染的特點

1.隱藏性和滯后性

大氣污染、水體污染和廢棄物污染等一般通過感官就能發(fā)覺，而農(nóng)田土重金屬污染往往要通過對土壤樣品的分析化驗、對農(nóng)作物殘留檢測，甚至通過討論人畜健康狀況后才能確定。因此農(nóng)田土重金屬污染從產(chǎn)生到問題消失通常會經(jīng)過較長的時間，并具有肯定的隱藏性。

2.不行逆性和難治理性

假如大氣和水體受到了污染，切斷污染源后通過稀釋作用和自凈化作用也可能會使污染問題逆轉(zhuǎn)。但是累積在農(nóng)田土中的難降解重金屬則很難靠稀釋作用和自凈化作用來加以消退。某些被重金屬污染的土壤可能需要100～200年的時間才能恢復原狀。因此土壤重金屬污染一旦發(fā)生后通常很難治理，而且其治理成本比較高、治理周期也比較長。

3.表聚性

農(nóng)田土中的重金屬污染物大部分殘留于土壤耕層中，很少向土壤下層移動。這是由于土壤中存在有機膠體、無機膠體和有機-無機復合膠體，它們對重金屬有較強的吸附力量和螯合力量，這就限制了重金屬在土壤中的遷移。因此農(nóng)田土中的重金屬污染物很少向土壤下層移動，大部分殘留在土壤耕層，這就導致農(nóng)作物污染，進而危害人類的健康。

四、我國土壤重金屬污染現(xiàn)狀

我國的土壤重金屬污染物主要來源于污水澆灌、工業(yè)廢渣和城市垃圾等。污水中占有較大比例的工業(yè)廢水的成分比較簡單，不同程度地含有微生物難以降解的多種重金屬，是土壤重金屬污染物的主要來源。

目前我國因農(nóng)藥和重金屬污染的土壤面積已經(jīng)達到上千萬公頃，污染的耕地約有一千萬公頃，占耕地總面積的10%以上。全國每年受重金屬污染的糧食高達l200萬噸，因重金屬污染而導致的糧食減產(chǎn)高達1000多萬噸，經(jīng)濟損失至少有200億元。華南有的地區(qū)接近50%的農(nóng)田遭受鎘、砷、汞等重金屬污染；廣州近郊由于污水澆灌而污染的農(nóng)田有2700公頃，因使用污泥造成1000多公頃的土壤被污染；上海的農(nóng)田耕層土壤汞、鎘含量增加了50%；天津市近郊因污水澆灌而導致超過兩萬公頃農(nóng)田受重金屬污染。國內(nèi)蔬菜重金屬污染的調(diào)查結(jié)果顯示，我國菜地土壤重金屬污染形勢嚴峻，珠三角地區(qū)接近40%菜地重金屬含量超標，其中10%屬“嚴峻”超標；重慶市的蔬菜重金屬污染程度為鎘>鉛>汞，近郊蔬菜基地的土壤重金屬汞和鎘消失超標狀況，超標率分別為6.7%和36.7%；廣州市的蔬菜地鉛污染最為普遍，砷污染次之。

五、土壤重金屬污染的危害

重金屬污染與其他有機化合物的污染不同。不少有機化合物可以通過自然界本身物理的、化學的或生物的方式凈化，使有害性降低或解除。而重金屬具有富集性，很難在環(huán)境中降解。即使有益的金屬元素濃度超過某一數(shù)值也會有猛烈的毒性，使動植物中毒，甚至死亡。金屬有機化合物（如有機汞、有機鉛、有機砷、有機錫等）比相應的金屬無機化合物毒性要強得多；可溶態(tài)的金屬又比顆粒態(tài)金屬的毒性要大；六價鉻比三價鉻毒性要大等。

重金屬在人體內(nèi)能和蛋白質(zhì)及各種酶發(fā)生劇烈的相互作用，使它們失去活性，也可能在人體的某些器官中富集，假如超過人體所能耐受的限度，會造成人體急性中毒、慢性中毒等，對人體會造成很大的危害。有關(guān)專家指出，重金屬對土壤的污染具有不行逆轉(zhuǎn)性，已受污染土壤沒有治理價值，只能調(diào)整種植品種來加以回避。

六、重金屬污染土壤的修復

土壤被污染后，為了避開其對植物的生長和通過食物鏈對人類造成危害，需要將其從土壤中清除掉。重金屬污染土壤的修復技術(shù)主要有兩種，一是轉(zhuǎn)變重金屬元素在土壤中的存在形式，使其由活化態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)榉€(wěn)定態(tài)；二是從土壤中去除重金屬元素，使土壤中重金屬元素的濃度接近或達到背景含量的水平。當前采納的治理方法主要有以下三種：

1.工程治理

即用物理（機械）原理治理重金屬污染的土壤，主要有熱處理技術(shù)、淋濾法、洗土法以及深翻法；

2.生物修復

即針對土壤中的重金屬具有生物遷移這一特點而提出的一項凈化措施，即利用某種特別的植物、動物或者微生物能汲取土壤中的重金屬污染物從而達到凈化的目的；

3.改良劑

即投入各種土壤的改良劑，主要用于調(diào)整酸堿度和化學組分，使重金屬能夠以生物有效性低，毒害程度弱的形式存在。

國內(nèi)對于土壤污染的治理已有過不少探究，從治理的手段上可以分為物理、化學和生物措施。物理和化學措施主要采納直接換土法、電化法、穩(wěn)定固化法等方式。但物理和化學措施只適用于有限時空的土壤治理，大規(guī)模采納該方式成本太高，也不便于實施。而生物措施則主要利用動物、植物、微生物的生物作用，所用設(shè)施相對簡潔，成本低廉，更適合大規(guī)模應用。傳統(tǒng)的植物修復技術(shù)是利用重金屬超富集植物（多為草本植物）的種植汲取土壤內(nèi)的重金屬元素，但在實際應用中存在較大限制，且需要每年進行種植和收割，增加了土壤修復的成本。所以，查找和培育重金屬高富集力量的木本植物成為一個亟待解決的問題。

七、結(jié)束語

土壤重金屬污染具有污染范圍廣、持續(xù)時間長、污染隱藏性、難被生物降解等主要特點，并可能通過食物鏈不斷地在生物體內(nèi)富集，甚至可轉(zhuǎn)化為毒害性更大的甲基化合物，對