土壤农药污染的危害及修复技术

邢献予

（辽宁生态工程职业学院 辽宁 沈阳 110101）

我国是农业大国，也是农药生产使用大国。农药的使用可以减少病虫害的发生，大幅提高作物产量及品质。但是，农药在使用过程中，仅有10%～20%的农药吸附在作物上，其余的农药漂浮在空气中，最终会随着大气降水进入土壤，对土壤造成严重的污染，已成为当下亟待解决的问题。因此，探讨土壤农药污染的危害及修复技术十分必要。

1 土壤农药污染的危害

1.1 对生态环境的影响。在农业生产中过量使用农药会破坏生态环境。在农药使用过程中，80%～90%的农药都进入了土壤中，这就使土壤受到的农药污染最为严重。土壤中残留的农药会改变土壤的物理化学性质，造成土壤酸化，使土壤中的养分含量不均匀。此外，长期过度使用农药还会使土壤中堆积大量重金属，造成难以修复的重金属污染。土壤中的污染物还会通过挥发、扩散、迁移等途径进入大气、水体和生物体中。因此，土壤的农药污染还会引起大气污染、水污染等环境问题，并影响土壤中动植物的生存。

1.2 对农作物的影响。农用土地的主要用途是生产农作物，而土壤中的农药残留会通过作物的根系转移到作物体内，使作物中农产品残留量增大甚至超标，严重影响农产品质量。

1.3 对人体健康的影响。土壤中的污染物会被农作物吸收，并通过食物链的作用危害人体健康。此外，土壤中的污染物还会通过水、大气等方式，对人体健康造成直接或间接的危害。

2 土壤农药污染的修复技术

2.1 物理修复技术。常见的土壤物理修复技术有土壤热脱附技术、土壤气相抽提技术、电动修复技术、固化稳定化技术等。

2.1.1 土壤热脱附技术。土壤热脱附技术是通过加热将土壤中的水分和有机污染物分离出来。根据运行温度的不同，可以将该技术划分为低温热脱附技术和高温热脱附技术，其中低温热脱附技术的运行温度为90℃～320℃，高温热脱附技术的温度为320℃～560℃。在应用中，根据污染物种类、待修复土壤特点以及修复目标的不同，选择不同的温度和时间。

2.1.2 电动修复技术。电动修复技术是一种基于物理原理的电化学修复方法，是将电极插入受污染土壤中，污染物在电场作用下到达电极区，再通过电沉积、离子交换萃取等方式去除，从而达到修复污染土壤的目的。阳极电极材料可以选用石墨、金、银、铂、钛合金等惰性材质，阴极材料可以使用石墨、普通金属电极等材质。电动修复具有操作简单，修复周期短，去除效率高的特点，对土壤结构、地表植被、地面景观的破坏较小。

2.1.3 固化稳定化技术。固化稳定化技术是将污染土壤与黏结剂或固化剂混合，使污染物物理封存或发生化学反应形成固体沉淀物，改变其在土壤中的存在形态，进而降低污染物的危害。固化稳定化技术可以原位修复，也可以进行异位修复。常用的固化稳定剂有石灰、生石灰、磷酸盐、磷矿石、粉煤、炉渣灰等。固化稳定化技术操作简单，费用相对较低，但并不会减少土壤中的污染物，只是降低了污染物对环境的有效性，若环境条件改变，被固定的污染物可能会重新释放出来，对环境造成危害。

2.2 化学修复技术。化学修复技术主要包括化学氧化技术、土壤淋洗技术、溶剂萃取技术等。

2.2.1 化学氧化技术。化学氧化技术是通过向土壤中添加氧化剂，使土壤中污染物分解成无毒或低毒物质的方法。常用的氧化剂有臭氧、芬顿试剂、高锰酸盐、过硫酸盐等。化学氧化技术在渗透性较好的土壤中修复效果更好，能够实现污染物的快速分解、降解，同时比较方便操作和监测，但在应用时要注意防止二次污染的产生。

2.2.2 土壤淋洗技术。土壤淋洗技术是一种向土壤中施加化学或生物化学溶剂，经过溶解、螯合等过程促进污染物的迁移，最后将包含污染物的淋溶液提取、处理的技术。土壤淋洗技术可根据是否改变待处理土壤的位置分为原位淋洗技术和异位淋洗技术。土壤原位淋洗技术不需要对污染土壤进行挖掘、移动、运送等处理，直接在污染土壤中注入淋洗剂，再使用抽提等方式将含有污染物的淋洗剂抽出，并按期处置污染物即可。而土壤异位淋洗技术则需要将污染土壤挖出，进行预处理，再用淋洗液清洗并处理废液，最后将土壤回填。因此，土壤异位淋洗技术的效果更好、更易进行废液处理，但是修复费用较高。整体来看，无论是原位处理还是异位处理，土壤淋洗技术都存在一些弊端，如淋洗剂去除污染物效率较低，回收利用效率也较低，同时处理的成本较高，容易造成二次污染。

2.2.3 溶剂萃取技术。溶剂萃取技术是一种利用溶剂将土壤中的有机污染物萃取并去除的技术。溶剂萃取技术是一种异位修复技术，首先需要将待处理土壤挖掘出来并去除石块、植物根系等杂质，再将土壤放入密封性好的萃取容器中，待污染物萃取出来后，对污染物进行回收利用或无害化处理。溶剂萃取技术是一项可持续的修复技术，使用的溶剂可以重复利用，萃取过程中也不会破坏污染物的结构，污染物也可以得到最大化的利用。但使用的溶剂若残留土壤中，可能会对人类和环境产生危害，带来二次污染。

2.3 生物修复技术。生物修复技术是指一切利用生物为主体的环境污染治理技术，包括植物修复、动物修复、微生物修复，其中植物修复与微生物修复最为常见。

2.3.1 植物修复技术。植物修复技术是利用植物的忍耐性和超富集性，转移、容纳或转化污染物，使其对环境无害的土壤修复技术。污染土壤植物修复技术的修复机制，主要可以分为植物挥发、植物稳定和植物提取。植物修复技术对环境的扰动小、修复成本低、不会造成二次污染，但是也存在一定的缺点，如植物受生长条件限制、修复周期长、后期处理复杂等。近些年植物修复技术发展迅速，学者们筛选了大量有修复能力的植物品种。

2.3.2 微生物修复技术。微生物修复技术是指通过微生物的作用清除受污染土壤中的污染物，或使其无害化的过程。微生物修复技术是一种环境友好、技能要求较低的绿色修复技术，与传统修复技术相比具有成本低、方法简单等特点。微生物修复技术虽然操作比较简单，但是也要注意微生物种类的选择，尽量选择不产生二次污染的高效菌种。此外，还需要考虑温度、湿度等环境条件是否适合微生物的生长。

2.4 联合修复技术。物理化学修复技术虽然具有修复周期短、见效快的优点，但是容易造成二次污染，且修复成本相对较高。而生物修复虽然成本低、操作简单、不易产生二次污染，但是见效慢。因此，对于受农药污染的土壤，单一的修复技术很难达到预期效果，采用联合修复可发挥各项技术的优势，提高修复效果。

2.4.1 植物—微生物联合修复技术。植物的分泌物和酶对微生物的生命活动有利，同时微生物可以通过降解有机物等过程为植物的生长提供营养。因此，植物—微生物联合修复技术相比单一的植物修复或微生物修复效率更高，对土壤环境的扰动较小，适合大规模修复。

2.4.2 电动修复—植物/微生物联合修复技术。电动修复技术可以与植物修复技术或微生物修复技术联合使用。在采用电动修复技术将污染物富集和提取后。利用植物或微生物对土壤中残留的污染物进行处理，可以有效降低污染物的浓度及毒性。这种联合修复的方式与单一的修复技术相比，既可以有效提高修复效率，又可以最大程度减少土壤中污染物的残留。

2.4.3 化学氧化—固化稳定化联合修复技术。化学氧化技术与固化稳定化技术联合也可以提高修复效果。先采用化学氧化技术使污染物发生氧化还原反应，降低污染物的毒性，再使用固化剂等物质降低污染物的迁移性，避免逆反应的发生，以此保障修复效果。