高新紅，張玉華

（河南省商丘生態(tài)環(huán)境監(jiān)測中心，河南 商丘 476000）

隨著我國的現(xiàn)代化建設(shè)不斷推進(jìn)，工業(yè)水平的不斷提高，許多未經(jīng)有效處理的重金屬廢水和廢氣被排放到農(nóng)田中，這會導(dǎo)致農(nóng)田土壤受到不同程度的污染。農(nóng)田土壤污染重金屬主要包括：鉛、砷、鉻、鎘、砷等。雖然農(nóng)田土壤本身含有農(nóng)作物生長需要的一定量的微量重金屬元素，但是重金屬元素超出農(nóng)作物能承受的濃度，就會影響農(nóng)作物生長，同時(shí)也污染當(dāng)?shù)厣鷳B(tài)環(huán)境[1]。

1 重金屬污染農(nóng)田土壤的現(xiàn)狀

重金屬污染農(nóng)田土壤是全球共性的的問題，每年會有很多重金屬排進(jìn)土壤中，其中汞的排放量最多，大約在15000萬噸。在歐洲有大概千萬畝的土壤受到了重金屬的污染，我國也有很多農(nóng)田土壤在遭受重金屬的危害，這些危害的產(chǎn)生會讓糧食減產(chǎn)約1000萬噸，重金屬污染農(nóng)田土壤是現(xiàn)代急需解決的生態(tài)污染難題之一，各國都在積極研究解決方法[2]。

2 重金屬污染農(nóng)田土壤主要的污染來源

2.1 大氣沉降引起的重金屬污染

隨著工業(yè)的快速發(fā)展，很多企業(yè)在排放工業(yè)廢氣時(shí)未能實(shí)現(xiàn)有效的處理，這些工業(yè)廢氣主要含有重金屬等有毒有害物質(zhì)，這些物質(zhì)通過大氣沉降轉(zhuǎn)移至周邊農(nóng)田土壤中。通過檢測發(fā)現(xiàn)現(xiàn)在很多農(nóng)田土壤里面的汞、鎘等重金屬元素嚴(yán)重超標(biāo)，增加了農(nóng)產(chǎn)品重金屬含量超標(biāo)的風(fēng)險(xiǎn)。

2.2 固體廢棄物引起的重金屬污染

固體廢棄物的類型有很多種，每種類型帶來的污染程度也不同，其中污染最嚴(yán)重的就是工礦業(yè)固體廢棄物。這類廢棄物在暫存和處理時(shí)會因?yàn)閮Υ婧吞幚矸椒ú划?dāng)而在土壤中擴(kuò)散，里面含有的重金屬超標(biāo)，進(jìn)而給農(nóng)田土壤造成污染。

2.3 化肥和農(nóng)藥引起的重金屬污染

1）化肥引起的重金屬污染?，F(xiàn)在農(nóng)民在施肥的時(shí)候，化肥的利用率比較低，大部分的化肥會被水流沖走。重金屬污染農(nóng)田土壤的重要來源就是化肥，其中污染最嚴(yán)重的就是磷肥，所以在使用化肥的時(shí)候一定要考慮化肥里面的重金屬是否超標(biāo)問題[3]。

2）農(nóng)藥引起的重金屬污染。在種植農(nóng)作物時(shí)會經(jīng)常使用一些含有砷的農(nóng)藥，所以在土壤中也會有一定程度砷的殘留，這些殘留物在土壤里面累積就會造成農(nóng)作物食品里面的重金屬砷的含量超標(biāo)。

3 重金屬污染農(nóng)田土壤的特點(diǎn)

3.1 消除難

重金屬物質(zhì)產(chǎn)生之后不僅不會被微生物分解，還會轉(zhuǎn)化成更復(fù)雜的存在形態(tài)。農(nóng)田土壤中存在的重金屬污染很難被消除，重金屬元素在循環(huán)的時(shí)候只能轉(zhuǎn)化成另外的形態(tài)，重金屬農(nóng)田污染幾乎是一種不可逆轉(zhuǎn)的永久性破壞，很難在不破壞土壤性質(zhì)的前提下將土壤治理到污染前的狀態(tài)[4]。

3.2 形態(tài)種類繁多、毒性差異大

重金屬元素里面有很多的變價(jià)化合價(jià)，這些化合價(jià)有不同的化學(xué)活性，并可以進(jìn)行多種反應(yīng)，產(chǎn)生形態(tài)不同的復(fù)雜存在形態(tài)。重金屬在形態(tài)轉(zhuǎn)化時(shí)還可能會增加毒性，有機(jī)化合物的毒性往往要比無機(jī)化合物的毒性更大。需要注意的是就算是兩種重金屬的價(jià)態(tài)相同但化合物不同也會產(chǎn)生不同的毒性。

3.3 遷移轉(zhuǎn)化形式的不同

重金屬在農(nóng)田環(huán)境中進(jìn)行遷移轉(zhuǎn)化時(shí)會有很多的物理反應(yīng)和化學(xué)反應(yīng)，這些反應(yīng)會具有一定的可逆性，這些可逆性在特定的環(huán)境下有時(shí)又會變得比較穩(wěn)定，這個(gè)時(shí)候產(chǎn)生的毒性范圍會比較低，但是某些微生物的出現(xiàn)會對重金屬有非常大的富集能力，會增加重金屬污染程度[5]。

4 常用重金屬污染農(nóng)田治理策略

4.1 從根本上有效治理重金屬污染農(nóng)田土壤

現(xiàn)在人們在治理的時(shí)候大部分都是采取控制排放的方式，但隨著人類社會發(fā)展，越來越多的污染物進(jìn)入到土壤中。所以在治理時(shí)需要從長遠(yuǎn)角度進(jìn)行考慮，可以科學(xué)的選擇化肥的種類，同時(shí)控制重金屬的含量，研發(fā)更多低污染產(chǎn)品。

4.2 多使用客土法和換土法治理重金屬污染農(nóng)田土壤

客土法就是在已經(jīng)被污染的土壤上覆蓋一層非污染土壤，換土法就是把被污染的土壤全部換上未被污染的土壤。這兩種方法最大的缺點(diǎn)就是會消耗很大的成本，所以只能應(yīng)用在一些小面積的土壤污染上。

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4.3 使用增施有機(jī)肥和農(nóng)業(yè)生態(tài)修復(fù)技術(shù)治理重金屬污染農(nóng)田土壤

主要包括農(nóng)業(yè)栽培修復(fù)技術(shù)和生態(tài)修復(fù)技術(shù)兩種。農(nóng)業(yè)栽培修復(fù)技術(shù)就是重視植物修復(fù)技術(shù)，通過植物穩(wěn)定、吸收、提取的方式來解決土壤重金屬污染問題。其次是生態(tài)修復(fù)，通過還原土壤氧化的方式和調(diào)節(jié)氣溫等方式來治理被污染的土壤。

4.4 通過開發(fā)微生物修復(fù)技術(shù)的方法治理重金屬污染農(nóng)田土壤

微生物的使用能夠很大程度降低土壤中的毒性，改善環(huán)境，微生物對重金屬污染農(nóng)田土壤治理有非常重要的幫助，在以后可以更加深度的挖掘使用此功能。

4.5 施用土壤改良劑治理重金屬污染農(nóng)田土壤

對污染程度比較輕，同時(shí)不能使用換土方法解決的重金屬污染農(nóng)田土壤，治理時(shí)可以通過施用土壤改良劑的方式來改變土壤的pH值。例如：氫氧化鈣、碳酸鈣等。使用土壤改良劑的時(shí)候需要注意使用的時(shí)間和用量。

5 綠色化學(xué)技術(shù)

綠色化學(xué)技術(shù)是國際化學(xué)上一項(xiàng)比較先進(jìn)的技術(shù)之一，又叫做環(huán)境無害化學(xué)技術(shù)，主要以化學(xué)反應(yīng)、催化劑、綠色化學(xué)為主。綠色化學(xué)技術(shù)主要通過 “原子經(jīng)濟(jì)反應(yīng)”來實(shí)現(xiàn)綠色化，就是通過原料分子轉(zhuǎn)化實(shí)現(xiàn)廢物的 “零排放”。綠色化學(xué)技術(shù)屬于防污的優(yōu)先級，現(xiàn)在很多國家對此都比較重視，越來越多的人開始研究此項(xiàng)技術(shù)的應(yīng)用[6]。

5.1 綠色化學(xué)技術(shù)的內(nèi)容

綠色化學(xué)的主要目的就是通過減少和避免污染物的方式從根本上達(dá)到治理環(huán)境的目的。綠色化學(xué)技術(shù)的核心問題是如何應(yīng)用綠色環(huán)保能源，如何利用綠色原料來減少有毒物質(zhì)的排放，在提高能源利用率的基礎(chǔ)上減少污染，真正達(dá)到綠色可持續(xù)的發(fā)展目的。

5.2 綠色化學(xué)技術(shù)的應(yīng)用類型

1）膜技術(shù)。膜技術(shù)又叫做膜催化或膜分離技術(shù)。膜催化技術(shù)就是通過化學(xué)應(yīng)用的方式來提高原料的實(shí)際利用價(jià)值及利用率，進(jìn)而減少環(huán)境污染；膜技術(shù)就是用化學(xué)反應(yīng)的方式來減少能源浪費(fèi)提高原料的利用率，這就可以用最小的成本實(shí)現(xiàn)最大的環(huán)保價(jià)值。

2）催化技術(shù)。催化技術(shù)就是在使用催化劑進(jìn)行土壤及環(huán)境的保護(hù)，但使用的時(shí)候要注意的催化劑的選擇和使用問題。目前常用的催化技術(shù)包括：酶、光、納米材料等[7]。

3）氧化技術(shù)。氧化技術(shù)就是通過氧化作用和高溫作用相互結(jié)合的方式把大分子分解成小分子，氧化技術(shù)也是在綠色化學(xué)技術(shù)應(yīng)用中的比較常用的一種類型，主要包括：電化學(xué)氧化、化學(xué)氧化等。

4）微波技術(shù)。微波技術(shù)就是利用微波的作用來合成水和熱，進(jìn)而分離產(chǎn)物，提高化學(xué)反應(yīng)速度，縮減反應(yīng)時(shí)間，可以在短時(shí)間內(nèi)處理更多的有機(jī)污染物。

5.3 綠色化學(xué)技術(shù)的特點(diǎn)

首先能夠從源頭上根本性防治污染，降低污染物的產(chǎn)生；其次在應(yīng)用的時(shí)候需要高標(biāo)準(zhǔn)的反應(yīng)條件；最后就是綠色化學(xué)反應(yīng)的物質(zhì)對環(huán)境不會造成污染。

5.4 綠色化學(xué)技術(shù)在被重金屬污染農(nóng)田土壤治理中的優(yōu)勢

1）安全治理。傳統(tǒng)治理農(nóng)田土壤的工藝流程相對復(fù)雜，操作程序也有很大的難度，如果操作不當(dāng)就容易造成二次污染。綠色化學(xué)技術(shù)的出現(xiàn)，能夠最大程度的實(shí)現(xiàn)污染土壤的安全治理。

2）縮減成本。傳統(tǒng)治理農(nóng)田污染的方法會涉及到很多的人力資源和物力資源，最終導(dǎo)致治理污染的成本呈直線上升趨勢，綠色化學(xué)技術(shù)的使用能夠有效的節(jié)約資源，所以在成本上會得到很大程度的縮減。

3）提高污染治理的效率。綠色化學(xué)技術(shù)在使用的時(shí)候以新能源為主，從源頭上杜絕污染物出現(xiàn)，在整個(gè)治理的過程中會縮小治理的周期，最終提高治理污染的效率。

6 土壤重金屬污染的治理策略

在治理的時(shí)候需要注重以下幾方面的內(nèi)容：首先通過組建優(yōu)秀工作人員隊(duì)伍的方式來帶動實(shí)施。土壤重金屬污染治理過程中需要使用很多的手段，這些手段都需要專業(yè)的工作人員來完成；其次完善頂層設(shè)計(jì)，土壤重金屬污染治理工程也屬于公益事業(yè)，需要國家給予一定的資金支持，國家支持可以保證土壤重金屬污染的治理情況達(dá)到預(yù)期設(shè)定的目標(biāo)；還可以通過創(chuàng)新治理方式的方法研發(fā)出更多新的技術(shù)，更好的完成治理策略；最后就是通過建立農(nóng)田土壤重金屬污染網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)來對治理進(jìn)行全方位的管理，建立相應(yīng)的數(shù)據(jù)庫，爭取最大限度發(fā)揮出治理的作用[8]。

7 綠色化學(xué)技術(shù)在污染源治理中的應(yīng)用

7.1 綠色化學(xué)技術(shù)在水污染源治理方面的應(yīng)用

在治理水污染的時(shí)候需要根據(jù)污染的來源來選擇相應(yīng)的技術(shù)，目前主要的來源包括農(nóng)業(yè)來源和工業(yè)來源，在治理的時(shí)候也需要從以上兩個(gè)來源入手。

7.2 綠色化學(xué)技術(shù)在大氣污染源治理方面的應(yīng)用

在治理的大氣污染時(shí)應(yīng)用綠色化學(xué)技術(shù)，要先讓治理工作人員充分認(rèn)識到綠色化學(xué)的概念，圍繞此概念來對新型技術(shù)進(jìn)行實(shí)施。在治理的時(shí)候還可以通過生物浸水法、表面處理浮選法來進(jìn)行治理，這樣就可以最大程度的實(shí)現(xiàn)大氣污染治理。

7.3 綠色化學(xué)技術(shù)在固體廢物污染治理方面的應(yīng)用

綠色化學(xué)技術(shù)里面的電離氣化技術(shù)能夠把固體廢物轉(zhuǎn)變成等離子體，減少二次污染的出現(xiàn)，在進(jìn)行治理的時(shí)候還可以貫徹可持續(xù)發(fā)展的原則，從源頭上實(shí)現(xiàn)治理的目標(biāo)。

8 結(jié)語

我國治理重金屬污染農(nóng)田刻不容緩，選擇治理手段還存在一些條件的制約。我國科研人員需要通過的不斷努力進(jìn)步，加大研發(fā)力度，研究出經(jīng)濟(jì)效益和社會效益相結(jié)合的技術(shù)及產(chǎn)品，用以達(dá)到治理的目的，讓農(nóng)作物能夠更加健康的生長，農(nóng)業(yè)土壤得到進(jìn)一步的改善。