陆宽 亓龙龙 尹金珠
普环境科技股份有限公司 山东 潍坊 261061
摘要：社会经济的快速发展，对农田土壤重金属污染状修复带来了新的机遇与挑战，有必要其修复技术展开深入研究与探讨，并采取最优化的实施措施，达到事半功倍的土壤修复效果。本文首先概述了相关内容，分析了农田土壤重金属污染的影响，并详细研究了农田土壤重金属污染修复技术。望该课题的研究，对后续相关工作的实践能够起到借鉴与参考作用。
关键词：农田；土壤；重金属污染；修复
1前言
在农田土壤重金属污染修复工作中，其技术方法的应用是一项综合性较强的系统性工作，如何取得最为理想的效果，保证顺利进行，备受业内人士关注。本文从实际出发，结合相关先进理念，对该课题进行了深入研究，阐述了个人的几点认识。
2概述
重金属种类较多，而污染土壤的重金属主要包括汞、镉、铅等具有较强毒性的重金属元素以及毒性一般的较为常见的锌元素。这些具有毒性的重金属进入土壤后，被土壤胶体吸附，并与土壤中无机物、有机物等发生反应，进而混合为一种新的物质。这种混合物质无法与土壤中其他物质再发生任何反应，也无法被土壤微生物分解，成为难溶盐而被动累积在土壤中，最终量变引发质变，使土壤性质发生改变。而这些混合物质往往会被植物所吸收，进而通过食物链进入人体，最终威胁着人们的生命健康。还需注意的是，土壤中部分重金属还可能转变为烷基化合物，具有更强烈的毒性，最终对人们的身体健康造成严重威胁。由于土壤的吸附性，重金属在进入土壤后，无法被排除而只能被动吸附在土壤中，是导致重金属污染的重要因素。
3农田土壤重金属污染的影响
3.1对农田土壤质量的影响
农田土壤是进行农畜产品生产的主要载体，若重金属大量积累于其中，将使土壤理化性质产生变化，从而影响土壤养分元素的循环利用，直接影响农田生产力。有研究表明，稻麦轮作模式中，小麦收获期土壤团聚体组分在重金属污染后呈现0.2～2mm与0.02～0.2mm粒径团聚体减少，0.002～0.02mm与<0.002mm粒径团聚体增多的趋势，水稻收获期土壤团聚程度显著降低。随着土壤中重金属污染水平的加剧，土壤中颗粒态有机质及其占总有机碳的比值呈增加趋势，土壤微生物商呈下降趋势，颗粒态有机质能够显著地积累重金属元素，使土壤微生物活性减弱，从而降低土壤中有机物质的矿化速率，影响土壤有机质的代谢平衡。土壤酶活性和微生物是土壤生态系统代谢调控的重要因素，重金属污染对农田中土壤微生物量碳、微生物商、自生固氮菌量和过氧化氢酶活性、脱氢酶活性存在一定程度的抑制现象。
3.2对作物生长发育的影响
重金属对农作物营养生长的影响玉米幼苗受镉毒害后，种子发芽率、生物量、株高均随重金属浓度的增加而降低，生长速度逐步减缓。铅在低浓度条件下，促进粳稻种子萌发，但隨着铅浓度的增加，水稻种子萌发呈现下降趋势，粳稻的铅耐受能力较高。铬浓度的增加使水稻、莴苣、苦荞的种子发芽率、发芽势、根的伸长受到抑制。
3.3对农产品品质的影响
在农产品产地环境中，土壤重金属污染是影响农产品质及其加工食品安全性的主要因素之一。重金属复合污染后稻米垩白米率、赖氨酸、缬氨酸、粗蛋白含量显著降低，对稻米中直链淀粉含量产生影响。在铅与镉胁迫下，玉米籽粒中蛋白质和脂肪含量随重金属浓度增加呈先升后降，淀粉含量先降后升的趋势。
3.4对人类健康的影响
植物可食部位的某种重金属元素含量随着土壤中含量的增加而增加，通过食物链进入人体内，进而增加人体的重金属暴露风险。与此同时，受重金属污染的土壤也可经扬尘颗粒进入大气中，通过人体的呼吸作用进入体内，从而威胁人类健康。人体内过量积累重金属，会造成神经系统的损伤，影响正常发育。
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4农田土壤重金属污染修复技术探讨
4.1物理修复方法
4.1.1土壤修复工程
根据土壤被污染的特点，土壤的修复工程主要是换土、客土和深层耕土等手段。由于土壤的表聚性特点，换土比较彻底，但是工程量大，实施成本比较高，土壤的资金回笼进度比较慢，所以只能对污染成分比较特殊的一部分土壤进行换土。深耕土能够在一定程度上缓解原来表层污染的土壤受害程度，但是土壤的特性依然存在，反而使原本沒有受污染的土壤遭受污染，在一定程度上说是加重了土壤重金属污染的问题，造成了二次污染，这只是缓解之法，不宜久用。
4.1.2高温处理，气态吸附
这种方法是利用土壤中有些物质容易发生固态和气态在高温条件下发生转变的特性，对土壤进行高温处理，利用土壤中的Hg、As等重金属物质易挥发，然后吸附收集这些物质，降低土壤中这些重金属的比重。但同时土壤中有一些物质例如铁-锰氧化物的结合态对土壤的酸蚀性比较强，对土壤造成的损害依然存在。但不得不承认，这种热脱法的工艺手法要求比较简单，容易操作，也能够在比较大的程度上改善土壤中重金属物质的比重，但是这种方法只适合易挥发的物质，而且耗能比较高，需要对气态的物质进行回收以免污染大气，对土壤还是存在一定的损害。
4.2生态性的生物修复工程
随着农田重金属物质污染程度日趋严重，推动修复技术不断向前发展，生物修复是近来备受瞩目的治理土壤重金属污染问题的环保方法，它包括了植物、动物和微生物修复几种方法，能够有效修复土壤的污染问题，修复成本较低，对土壤结构造成的副作用较小，能大规模地运用于实际当中。
植物修复就是利用某些植物对特定金属物质的吸收特性的工作原理进行修复的。利用重金属的浓度梯度法、特殊植物的重金属浓度梯度法和现有的调查到的植物种子库找出这些具有超富集能力的植物。这些植物对特定的一两种金属吸收能力比较强，所以把植物植入土壤中，等待土壤中的该对应金属的比例降到正常值时或者是植物对该金属物质的吸收达到一个较为饱和的状态时将植物移出土壤，作为标本。到目前为止，已经有超过500种具有此种超富集作用的植物，涵盖了像Ni、Pd、Mn和Cu等重金属元素。东南景天、蓖麻、绿苇、柳树等这样的植物在吸收土壤中的重金属时还具有一定的经济效益，一举两得。但是，要在解决土壤重金属污染的同时兼顾保持土地的利用效率，可以在土壤上种植一些非农作物。
重金属污染土壤一定程度上是杀死了土壤中的微生物，微生物修复技术利用微生物活性将土壤中比较聚集的重金属进行转移或者稀释，使之转化为低毒产物，但是这类修复的条件比较高，需要不断向修复地投放外源生物和酶这类物质，而且要保证足够和稳定的地下水流，微生物本身需要一定的可利用的营养物质，要达到一定的缓冲pH的能力以及使代谢能够进行的电子受体。
4.3化学淋洗修复技术
卫泽斌通过化学淋洗技术和深层固定的土壤重金属处理方法有效用化学试剂清洗了土壤中的铅锌残留，配合固定剂进行固定。实验表明，这是一种十分有效的方法，处于耕作土层中的重金属物质可以被有效固定下来。
5结束语
总之，在当前各种条件下，农田土壤重金属污染修复工作实践中依旧存在着多方面的问题，我们应该从这些问题的实际情况出发，深刻分析其产生的多方面原因，统筹并进，多措并举，克服该项工作中的诸多难点问题，进而获得最为优化可行的修复实施策略与效果。
参考文献
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[2]陆安祥，孙江，王纪华，等.北京农田土壤重金属年际变化及其特征分析[J].中国农业科学，2011，44（18）：3778-3789.
论文作者:陆宽,亓龙龙,尹金珠
论文发表刊物:《防护工程》2018年第11期
论文发表时间:2018/10/12
标签：土壤论文; 重金属论文; 农田论文; 物质论文; 微生物论文; 植物论文; 浓度论文; 《防护工程》2018年第11期论文;