论农田土壤重金属污染的危害及修复技术

薛鲁燕　张海峰　蔡葵　赵爱鸿　赵征宇　孙永红　王文娇

摘 要：近年来，由于工农业发展迅猛，重金属污染土壤的现象日趋严重，已经成为严重的社会问题，受关注程度也日益增加。重金属污染的农田土壤，不仅对农作物有着极大危害，同时对于人类生命健康也造成了极大影响，因此修复土壤重金属污染问题势在必行。本文分析了土壤重金属污染的危害，以及被重金属污染的土壤的修复技术。

关键词：农田土壤;重金属;污染危害;修复技术

中图分类号：S-3

文献标识码：A

随着工业以及农业不断发展，在农作物生产的过程中逐渐应用越来越多种类的化学物质，导致重金属污染土壤的情况越来越严重。不同种类的重金属通过多种途径进入到土壤中，在土壤中不断地富集，在含量超过一定标准的时候，就会改变土壤的理化特性，不仅极大地危害农作物，对人体健康同样具有极大威胁。本文对重金属污染土壤的危害进行了分析，并探讨了其修复技术。

1 重金属的定义

所谓的重金属，就是金属的比重超过5.0，包括汞、镉、铁、锌、锰等。每种农作物都有不同的生长需求，因此可将这些重金属分为2部分，Cd、Hg、Pb等是植物生长中用不到的，且对人体健康极具危害的;Zn、Cu等是植物生长以及人体都需要的，但超标就会造成污染，对人体健康也会造成影响。

2 被重金属污染农田的危害

当农田中重金属含量富集到一定浓度时，会使农田土壤的活性下降，进而影响植物的生长发育，导致农作物减产甚至绝收。重金属超标的农作物被人们食用后，重金属也随之进入人体富集，难以排出，引起人们中毒、致癌，影响身体健康。

2.1 在农作物方面的危害

重金属可以多种途径进入农田土壤中，最初积累量较少，未有显现，但长期积累就会出现富集现象，当富集到达一定浓度时，就会严重影响农作物的生长发育，使农作物出现减产的情况，严重时会造成农作物死亡。重金属种类很多，农作物产生的毒理性与重金属种类有着直接关系，其随着重金属种类的不同而有所差异。实验研究结果显示，在土壤中有铬元素的存在，铬浓度不断增大，直至0.1mg·L-1的时候，对水稻种子的萌发就产生了抑制作用。另外，镉对于水稻的发育也具有极大影响，镉含量较高会使水稻出现明显产量下降的现象[1]。

2.2 对人体方面的危害

由于农田土壤会受到重金属的污染，而人们所食用的粮食又都产自农田，所以食物中也含有重金属，会间接地伤害人体。人体内含有多种蛋白质和酶，而重金属进入到人体后会与这些物质相结合，对酶的活性产生抑制作用，对蛋白质的结构具有极大的破坏性，进而对人体的健康造成极大影响。在所有重金属中，镉是具有最强中毒性的，对于人类的肾脏、肝脏会造成一定损害;另外，在人体中钙具有很重要的作用，而镉和钙的生理性质极为相似，镉在人体中会将骨骼中部分钙替换掉，使得人体出现骨骼变形以及骨质疏松的情况，对骨骼系统造成极大影响。除此之外，重金属中的铅可在人体中不断富集，当达到一定程度时，就会出现神经紊乱以及贫血等症状，同时对肾脏功能也造成极大损伤。重金属中的铬对皮肤具有刺激性，可导致皮肤出现溃烂的症状，其进入人类呼吸道，会使人类产生呼吸道疾病;另外，铬还能致畸、致癌、致突变，统称“三致”。重金属中的砷具有极强的致癌性，通常具有滞后性的中毒表现，而这种表现是长期积累形成的[2]。

3 农田土壤重金属污染的修复技术

3.1 物理修复技术

对于物理修复技术而言，换土、去土以及深耕翻土等措施是常用的方法，物理修复技术具有较高的金属去除率，但这种方法只在土壤污染面积较小的区域适用，因为物理修复技术不但成本较高，工作量较大，而且对农田还具有极大的破坏性。与换土、去土、深耕翻土相比，电动修复处理不但对农田结构没有危害，而且具有较低的成本。这种技术在修复的过程中是将电极插入到重金属污染的土壤内，在直流电压的作用下，重金属离子不断地迁移、富集，对于渗透性较低的粘土特别适用。另外，还有一种物理修复技术就是热处理，这种方法可以将土壤中的硒、砷、汞等具有挥发性的物质析出，热处理比较容易实施且操作简单，然而其成本较高，且能耗大，不仅危害土壤结构，也会污染大气，因此没有广泛应用[3]。

3.2 化学修复技术

化学修复技术，是对受污染的土壤选用适合的淋洗液进行清洗，通过清洗的方式去除土壤中的重金属。该方法操作简便，但我国很多区域对这种技术都不适用，因为其对土质具有较高的要求。另外需要注意的是，淋洗液会使土壤造成二次污染。还有一种非永久性修复技术就是稳定固化修复技术，主要是将重金属在土壤中的释放进行减少，利用钝化作用将土壤中的重金属的迁移性降低，让重金属向农作物迁移力度减少，从而使重金属对人体的危害有效降低。电厂灰、铁锰氧化物以及石灰等钝化剂最为常用，不仅具有较低的成本，也具有明显效果，但应用这种技术不能根除土壤中的重金属，重金属只是被钝化，还有很大可能出现第2次污染，所以应用这项技术需要长期对土壤进行监测[4]。

3.3 农业生态修复技术

农业生态修复技术的主要途径是在农业生產过程中，通过改变耕作制度，选择种植难以进入食物链并且对重金属有较强吸收作用的植物，将土壤中重金属吸收去除。农艺修复主要是通过调整种植农作物，合理施用化肥与有机肥，以达到对土壤重金属去除的目的。生态修复措施主要是通过改变土壤pH、土壤养分与土壤水分等因子，从而达到调控重金属污染的目的。该技术相比于其它修复技术，其成本低、实施简单且技术成熟，但是该技术存在的明显缺点就是修复周期较长。

3.4 联合修复技术

运用单一的修复技术治理土壤重金属污染，虽然具有一定效果，但具有局限性。将多种技术联合使用，也就是联合修复技术，该技术受关注程度日渐增加，并且已经有研究学者，如卫泽斌、魏树等，取得了一定的成果。先淋洗重金属污染的土壤，加入固定剂将其钝化在农田深处;处理土壤中重金属时，运用植物与电场的联合作用，将电场对植物吸收重金属的能力有效提高，以此促使植物清除土壤中的重金属[6]。

4 结束语

通常情况下，土壤环境可以将进入其内部的污染物慢慢分解，在一定程度上具有自净功能，但当重金属富集过多时，严重超出了土壤本身的承受力，就会将土壤环境的平衡打破，致使土壤受到大量污染，极大地改变了土壤本身的性质，使其功能渐渐消失，土壤肥力下降，而农作物也会因此出现减产甚至死亡的现象。在这种环境下生长出的农作物被人们食用后，对人体健康也会造成很大影响。因此，对土壤重金属污染问题以及其修复技术要给予高度重视。

参考文献

[1] 周雄.农田土壤重金属污染钝化修复技术研究进展[J].城市建设理论研究（电子版），2017（11）：224.

[2]伍志威，张细燕.我国农田土壤重金属污染修复及安全利用综述[J].建筑工程技术与设计，2017（13）：5538.

[3]陈世宝，王萌，李杉杉，等.中国农田土壤重金属污染防治现状与问题思考[J].地学前缘，2019（06）：35-41.

[4]嵇东，孙红.农田土壤重金属污染状况及修复技术研究[J].农业开发与装备，2018，204（12）：77-78.

[5]宋岸.农业耕地土壤重金属污染现状及修复研究[J].中国农业信息，2017（11）：46-47.

[6]郑子乔.农田土壤重金属污染钝化修复技术研究进展[J].农家科技，2018（11）：203.

（责任编辑 常阳阳）