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        研究農(nóng)田土壤重金屬污染狀況及修復技術(shù)

        2017-07-31 16:19:42周成銘
        花卉 2017年14期
        關(guān)鍵詞:農(nóng)田重金屬污染

        周成銘

        (中航長沙設計研究院有限公司 湖南長沙 410014)

        研究農(nóng)田土壤重金屬污染狀況及修復技術(shù)

        周成銘

        (中航長沙設計研究院有限公司 湖南長沙 410014)

        針對農(nóng)田土壤重金屬污染現(xiàn)狀,做了簡單的論述,并提出修復技術(shù)策略。農(nóng)田土壤重金屬污染修復工程中,采取的技術(shù)主要為物理技術(shù)、化學技術(shù)、生物技術(shù),各技術(shù)的優(yōu)缺點不同,需要結(jié)合農(nóng)田實際情況,合理選擇修復技術(shù),以保障修復效果。從農(nóng)田土壤重金屬污染治理實際情況來看,情況不容樂觀,任務艱巨,還需要加強技術(shù)研究。

        農(nóng)田;土壤;重金屬;修復技術(shù);污染

        湖南省試點工作啟動至今,已經(jīng)取得了初步成效。經(jīng)過應急修復治理,積極推廣鎘低積累水稻品種,采取調(diào)理土壤pH值、優(yōu)化水分管理等治理技術(shù)措施,提升土壤質(zhì)量。目前,湖南省農(nóng)業(yè)科學院等科研院所開展了土壤-作物系統(tǒng)鎘轉(zhuǎn)移機理和稻米鎘污染防控技術(shù)科技攻關(guān),取得了一系列新的進展。圍繞鎘低積累水稻品種、旱糧油作物、食用經(jīng)濟作物品種的篩選,取得了一批階段性成果或結(jié)論。

        1 湖南省農(nóng)田土壤污染狀況概述

        湖南素有“有色金屬之鄉(xiāng)”的美譽,給本地區(qū)經(jīng)濟發(fā)展帶來了極大的幫助,同時也對環(huán)境造成不同程度的破壞。重金屬物質(zhì)中鎘和鉛等,會隨著水流遷移不斷擴散,在農(nóng)田土壤中難以有效降解,除此之外通過生物鏈傳遞,會威脅人體健康。基于湖南省農(nóng)業(yè)環(huán)境監(jiān)測數(shù)據(jù)可知,農(nóng)田土壤污染物主要包括貢、鎘、鉛等,超標情況較為嚴重。重金屬污染問題是困擾湖南省農(nóng)業(yè)發(fā)展的主要問題,也是近年來湖南農(nóng)業(yè)科技研究的重點,取得了不錯的效果。

        2 農(nóng)田土壤重金屬污染修復技術(shù)

        農(nóng)田土壤重金屬污染主要來源于礦產(chǎn)開采,由于廢水與廢渣等的排放,加之廢氣擴散,使得重金屬污染水體,間接污染農(nóng)田土壤,或者直接污染農(nóng)田污染,為了確保農(nóng)產(chǎn)品的安全,保障人們的健康與生態(tài)環(huán)境,做好污染修復,有著必要性。

        2.1 農(nóng)藝調(diào)控技藝

        利用此措施,進行農(nóng)田土壤重金屬污染修復,主要包括以下技術(shù):①耕作技術(shù)。進行間作、套作、輪作,要結(jié)合本區(qū)域氣候與土壤等條件,合理選擇植物品種,能夠降低重金屬含量。通過此耕作方法,是將重金屬高、低富集作物集中種植,借助高富集植物的作用,來保護重金屬低富集植物。湖南省采取冬種輪作模式,進行試點研究,發(fā)現(xiàn)此模式能夠降低As與Cd等的含量,能夠減少重金屬污染,其中冬種紫云英-雙季稻模式,能夠有效降低Hg與As等的含量,同時還能夠提升水稻產(chǎn)量與質(zhì)量。②施肥技術(shù)。合理運用化肥使用技術(shù)和氣肥施用技術(shù)等,能夠有效的消減重金屬污染。③生物質(zhì)焦利用技術(shù)。此技術(shù)屬于土壤污染修復技術(shù)之一,利用生物質(zhì)焦的吸附作用,能夠降低重金屬離子的有效性。

        2.2 化學修復技術(shù)

        農(nóng)田土壤重金屬污染修復工程中,常用的化學修復技術(shù),主要包括電動修復法與淋洗法等,發(fā)揮著積極的作用。具體應用如下:①電動修復法的應用,主要是采取電遷移與滲流等方式,將重金屬帶到電極兩端,進行集中處理。②淋洗法。此技術(shù)的應用核心是淋洗劑的選擇,要避免破壞土壤??傮w來說,化學修復技術(shù)雖然效果不錯,但部分技術(shù)成本較高,甚至會造成二次污染,因此推廣應用難度較大。

        2.3 生物修復技術(shù)

        此技術(shù)的應用,是利用生物,來吸收、轉(zhuǎn)化、消解環(huán)境污染物。常用的修復方法包括植物修復法、動物修復法等,植物穩(wěn)定技術(shù)的應用較少,因為耕地占用大、功效小,難以確保修復的效果。植物提取技術(shù)能夠?qū)⒅亟饘儆谰萌コ?,在實際應用的過程中,要合理選擇超富集植物,發(fā)揮其作用,目前較為常用的是東南景天與蜈蚣草等植物,在農(nóng)田土壤重金屬污染修復中,有著較強的應用效果[1]。

        2.4 森美思農(nóng)田重金屬污染修復技術(shù)

        此技術(shù)涵蓋了肥料修復技術(shù)、重金屬快速去除技術(shù)、重金屬永久性去除等系列產(chǎn)品,是以納米結(jié)構(gòu)陶瓷材料為核心,基于土壤重金屬污染具體類型與程序,采取相應的技術(shù)手段,制定污染修復技術(shù)計劃,使用相應的修復產(chǎn)品。在湖南地區(qū),建立了基于此技術(shù)的修復示范工程,通過實驗對比發(fā)現(xiàn),利用此技術(shù),能夠在不改變跟過習慣的前提下,將系列修復材料,直接撒進農(nóng)田,便能夠?qū)⒒钚灾亟饘?,給轉(zhuǎn)化成為礦物類形態(tài),能夠?qū)⒅休p度污染土壤生產(chǎn)鎘大米的耕作土壤,給轉(zhuǎn)換成為生產(chǎn)安全大米產(chǎn)品的土壤,確保糧食作物的安全。

        3 農(nóng)田土壤重金屬污染修復技術(shù)應用要點

        3.1 合理應用富集植物

        對于農(nóng)田土壤重金屬污染修復,利用生態(tài)植物修復方法,需要合理選擇富集植物品種。各類作物品種不同,對重金屬的富集與吸收能力不同,要按照相關(guān)限量標準,合理選擇富集品種。植物富集重金屬的位置不同,在選擇時,要做好全面分析[2]。

        3.2 合理選擇修復技術(shù)

        各類技術(shù)的優(yōu)缺點不同,如表1所示,因此需要結(jié)合技術(shù)難度、成熟度等指標,做好優(yōu)化對比,合理選擇修復技術(shù)。

        3.3 技術(shù)集成

        從農(nóng)田土壤重金屬污染修復效果來看,采取單一的修復方法,難以確保修復的效果,因此需要集成各類技術(shù),形成完善的技術(shù)體系。例如,利用GIS技術(shù),進行重金屬污染現(xiàn)狀分析,合理評價污染情況,以明確各區(qū)塊采取的技術(shù)。利用ANN技術(shù),提升評估效果[3]。除此之外,結(jié)合應用耕作措施與生態(tài)植物修復技術(shù)等,明確各技術(shù)之間的影響關(guān)系,比如耕作措施對鈍化修復技術(shù)的影響,結(jié)合應用各類技術(shù),充分發(fā)揮修復技術(shù)的作用,減輕農(nóng)田土壤重金屬污染情況。

        表1 重金屬污染修復技術(shù)對比

        4 結(jié)束語

        農(nóng)田土壤的安全性,直接影響著人類健康,因此加強在農(nóng)田土壤重金屬污染修復技術(shù)的研究,有著必要性。目前,農(nóng)田土壤重金屬污染修復技術(shù)研究,已經(jīng)取得了重大的突破,但此項工作任務艱巨,還需要繼續(xù)研究,為農(nóng)業(yè)安全生產(chǎn)保駕護航。

        [1]樊霆,葉文玲,陳海燕,魯洪娟,張穎慧,李定心,唐子陽,馬友華.農(nóng)田土壤重金屬污染狀況及修復技術(shù)研究[J].生態(tài)環(huán)境學報,2013(10):1727~1736.

        [2]徐奕,梁學峰,彭亮,曾清如,徐應明.農(nóng)田土壤重金屬污染黏土礦物鈍化修復研究進展[J].山東農(nóng)業(yè)科學,2017(02):156~162+167.

        [3]楊辰.我國農(nóng)田土壤重金屬污染修復及安全利用綜述[J].現(xiàn)代農(nóng)業(yè)科技,2017(03):164~167.

        X53

        A

        1005-7897(2017)14-0216-02

        2017-7-14

        周成銘(1982-),男,工程師,本科,主要從事環(huán)境工程工作。

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