我国农作物的重金属污染及防治对策

刘金霞

（山东省沂水县农业农村局，山东 临沂 276400）

现代工业在为我们带来繁荣和便利的同时，也污染了自然环境，对于农业而言，重金属污染状况已经十分严重。重金属污染很容易导致重金属元素在人体内堆积，破坏人体健康，会造成癌症、畸形、突变等严重健康问题，即使一些重金属元素是人体必需的，大量堆积仍然也会对人体造成不利影响。举例而言，铬、钴、镍、镉、锌等元素都有一定的致癌作用，钛、铁、镍的络合物也会导致癌症，日本曾轰动一时的镉米导致“疼痛症”的事件，就是典型的农作物重金属污染带来的严重后果。

1 我国农作物重金属污染现状

我国工业规模如今已经位列世界第一，而随着城市化的不断推进，很多工厂开始向乡镇转移。在农村乡镇企业得到快速发展的同时，重金属污染物的排放量也在不断上升。我国的水资源并不充足，污水灌溉现象已经十分常见，特别是水资源匮乏的北方地区，污水灌溉问题更是普遍，以西安地区为例，污水灌溉面积已经达到了总灌溉面积的一半以上，土壤中的重金属含量显著高于土壤背景值，农作物的重金属元素含量在不断增长[1]。实际上，经过检测，很多城市的农作物产品都面临着不同程度的重金属含量超标问题。

2 我国农作物重金属污染问题成因

我国工业的快速发展也带来了农作物重金属污染问题，特别是近年来乡镇企业的快速发展，已经对农业环境产生了直接威胁。而想要对当前的重金属污染问题进行治理，同时预防重金属污染更加严重，就必须对重金属污染产生的原因有所了解，才能有的放矢的寻找解决对策。

2.1 污水灌溉

出于对生产成本的考量，由于污水处理的成本较高，一些工厂为了追求更高的经济效益，会将未经处理的污水直接排放，对自然环境造成了破坏。很多农作物种植者出于主观或客观原因，会选择使用污水对农作物进行灌溉，导致农业环境遭到污染，而长期食用使用污水灌溉的农作物，对于消费者的身体健康会造成严重威胁。以1995年为例，我国共排放工业污水超过两百亿吨，但只有一半左右达标，其中有四分之三直接排放入水源。而工业污水中含有大量重金属元素，1995年全年共排放了超过十三吨汞、超过两百吨镉、超过三百吨六价铬、超过一千两百吨铅、超过一千吨砷，共计两千万公顷左右的耕地遭到污染，也就是说超过我国五分之一的耕地存在污水灌溉问题[2]。而在水资源更为稀缺的北方，大量工业城市在享受工业带来的红利的同时，也面临着严重的污染问题。近年来，虽然在国家的大力支持下，污染问题有所缓解，但污水灌溉问题依旧是我国农作物重金属污染的主要成因之一。

2.2 乡镇企业发展带来的环境污染问题

乡镇企业的快速发展在大大刺激了乡镇经济繁荣的同时，也带来了环境污染问题。很多乡镇企业都是化工产业，很容易造成环境污染，导致农作物受到重金属污染。一方面，大量工厂将工业产生的废水、废料不经处理就排入渗坑、渗井，会直接对农田造成影响，导致土壤中的重金属含量明显升高；另一方面，很多工厂排放的废气也会导致农作物受到污染。废气中含有多种重金属元素，且影响范围极大，在主风向上影响距离可达十公里，能在一公里以上范围内造成严重污染，导致农作物的重金属含量明显超过标准要求。如今在国家的积极治理之下，乡镇工厂“三废”排放造成农作物重金属污染的现象明显减少，但仍然时有发生，必须对此提高警惕。

2.3 汽车尾气污染

汽车尾气排放带来农作物重金属污染的现象大都出现在城市近郊。城市人口密集，人多地少，很多地区公路和农田之间并没有其他植物组成的隔离带，城市近郊一些靠近公路的农作物种植地会受到汽车尾气的直接影响。汽车尾气中铅粉的含量在一半左右，对距离公路30m的农田都会造成污染，导致农作物产品的含铅量严重超标。铅粉落到农田也会在土壤中进行反应，产生铅的化合物，直接威胁农业环境，对农产品造成二次污染。

2.4 污泥和垃圾堆肥

使用污泥和垃圾进行堆肥的现象在我国十分普遍，而工业排放产生的污泥和城市生活垃圾中含有不少重金属，并且大都没有经过处理，很容易对农作物造成重金属污染。以上海日晖港附近某地为例，在1960-1970年间使用过大量日晖港产生的污泥进行堆肥，平均每年达到四万吨，根据调查，本地农作物存在普遍的重金属超标问题，已经成为了重污染区[3]。由此可见，污泥和城市垃圾堆肥问题已经成为了重金属污染的重要成因之一。

3 农作物重金属污染防治对策

重金属污染会对农业环境造成极大的破坏，会导致农作物的正常生长出现很多问题，甚至会重金属污染严重时会导致农作物死亡，同时重金属污染会导致毒性在农作物中富集，通过食物链对人们的身体健康产生威胁。因此，对农作物重金属污染的治理就显得尤为重要，找到具有可行性的农作物重金属污染防治对策有着非比寻常的现实意义。

3.1 生物治理

利用生物技术治理农作物重金属污染问题已经被证明是可行的措施。重金属污染生物治理措施主要分为动物治理、微生物治理和植物治理，目前最具实践意义的是植物治理。植物治理是通过将具有重金属污染治理效果的植物种植于受到重金属污染的土壤中，利用该植物对重金属元素的富集作用，将土壤中的重金属元素吸收，再通过收获并处理，实现重金属污染的治理效果。其基本原理主要有四个：一是植物的提取作用，通过特殊植物对重金属的吸收能力净化土壤中的重金属元素；二是植物的挥发作用，通过植物造成的化学反应使土壤中一些特定的重金属元素转化为气态进行挥发；三是植物的根系过滤作用，利用植物根孔通过水流降低土壤中的重金属元素含量；四是植物的固定作用，通过生物无效态的原理，让土壤中的重金属向毒性较低甚至无毒的形态转化。由此可见，想要通过植物治理农作物的重金属污染，找到超积累、耐重金属的植物是重要的一环。目前根据长期实践，已经找到了很多可以用于重金属污染治理的植物，例如一些柳属的品种可以实现镉污染的治理，紫夜花苕可以实现锌污染的治理，酸模草可以实现对铜污染的治理等。

利用生物进行农作物重金属污染的治理优势在于实施难度较低，实施成本较低，同时不会对自然环境造成的影响较少，但由于目前技术水平限制，仍然存在很多缺点。一方面，超积累植物一般都存在植株矮小的问题，生物量低，生长周期长，导致治理效率低下；另一方面，目前耐重金属的植物品种仍然很少，对于重污染土壤的治理力不从心。另外，通过植物进行农作物重金属污染的治理，重金属元素大部分集中在植物根部，很容易重返土壤。但虽然重金属污染生物治理存在很多问题，但依旧是治理农作物重金属污染的重要研究方向，未来可期。

3.2 土壤改良剂

一些土壤改良剂可以改变土壤的理化结构，使农田中的重金属出现氧化、还原、沉淀、吸附等效果，从而实现降低重金属的生物有效性的目的，从而起到治理农作物重金属污染的作用。以硝石灰为例，通过施用硝石灰，可以对土壤的酸碱值进行调整，从而降低重金属的毒性。根据实践可知，每公顷农田施用0.75t硝石灰，可以降低15%土壤中有害重金属的毒性。另外，将旱田改为水田，可以降低土壤的氧化还原电位，让重金属离子还原，从而降低重金属的毒性。针对重金属重污染土壤，则必须采用土壤深翻，施用抑制剂等方式进行治理。

3.3 调整污染区作物结构

我国农作物的种类十分丰富，不同品种之间重金属的富集效果也存在差异。根据这一特点，在污染区选择富集效果更低的农作物进行种植，可以有效降低农作物中的重金属含量。根据实验可知，在同样的重金属污染状况下，种植富集效果较低的农作物和种植普通农作物相比，农作物产品中的重金属含量显著降低，可以达到较好的阻隔重金属元素通过食物链进入人体，农作物的产量和品质也有所提升。因此，调整污染区的作物结构，也是应对农作物重金属污染的关键对策。

3.4 控制污泥和城市垃圾堆肥现象

首先要做到减少污泥和城市垃圾堆肥现象，为此可以施用有机肥代替污泥和城市垃圾堆肥。特别是针对已经收到重金属污染的土壤，无法在短时间内进行治理，施用有机肥可以有效促进土壤对重金属的吸收，实现减少农作物对重金属成分的富集作用。

4 结语

想要真正实现对农作物重金属污染的防治，要通过立法和国家引导真正落实农业环境的保护，严格根据法律法规进行治理，控制好污染源。同时，要建立农田重金属预防机制，通过相关部门的相互协作，一旦农作物出现重金属含量超标问题，及时进行问题成因分析，第一时间进行治理。同时，对于重金属污染的防治技术研究要加大投入，不断提高技术水平，提升我国农作物重金属污染治理能力。