农田土壤重金属污染农艺与生态修复技术

摘要：最近几年，全国农田土壤重金属污染面积逐年扩大，危害逐渐严重，迫切需要对这些受染污农田进行治理和修复。文章从农田土壤重金属污染日趋严重的趋势展开，提出了从农艺、生态两方面对重金属污染的农田土壤进行修复，从而保证在较短时间内恢复原有土壤生产能力。

关键词：农田土壤；重金属污染；农艺修复技术；生态修复技术

李剑飞. 农田土壤重金属污染农艺与生态修复技术[J]. 农业工程技术，2017，37（20）：40.

中国是农业大国，农业在国民经济结构中占据的地位十分重要，农业产业的发展直接决定了国民经济的提升。最近几年，全国农田土壤重金属污染面积逐年扩大，危害逐渐严重，迫切需要对这些被染污的农田治理和修复。近几年随着全国科学技术不断发展，全国的农田土壤重金属污染修复技术取得了重大突破，农田土壤重金属污染修复技术不断向着更加先进高效方向发展[1]。

与水污染和大气污染相比，农田土壤污染具有一定程度的不可逆性，而且涉及来源多、范围广、隐蔽性强、不易监测、控制难度大。农田土壤重金属污染主要分为内源性污染和外源性污染。内源性污染，是指农业生产和农村生活自身造成的污染，主要包括化肥污染、农药残留对农产品的污染、农用塑料的影响、畜禽养殖业造成的污染。外源污染主要集中在城市和工矿区附近，主要是长期的矿山开采、金属冶炼和含重金属的工业废水、废渣排放造成了土壤污染，或因气候变化、环境污染导致酸雨增加，土壤酸化等。外源污染虽然没有内源污染面大，但是极易造成局部地区的极端生态环境问题，危害性极大。面对农田土壤重金属污染日趋严重的趋势，我们要及时采取措施，应用先进的农田土壤重金属污染修复技术开展治理和修复，保证在较短时间内恢复原有土壤生产能力。

一、农艺修复技术

1、合理施入化肥

进入新世纪以来，随着社会发展和人口快速增长，粮食安全已经受到国际高度重视，有限的耕地面积和人口数量不断上涨的压力，导致农业生产过程中为了获取更高的产量大量施入化肥，土壤结构、理化性质遭到严重破坏，土壤质量下降，并产生严重的农田土壤重金属污染，因此合理使用化肥，协调好高产和优质施肥与环境的关系已经成为研究的热点和难点。

不同化肥在重金属含量和化学性质方面存在很大的差异性，对土壤中重金属数量和有效性产生的影响也是各不相同。在一些肥料中含有重金属，长期使用导致土壤遭受重金属危害，而且施入土壤中化肥通过改变土壤的pH值改变重金属的生物有效性，影响作物对重金属的吸收，因此，科学施入化肥十分重要[2]。

2、秸秆还田

秸秆还田是提高秸秆利用率的一种重要方式，秸秆被土壤中的微生物分解之后形成腐殖质类有机物，提高土壤中有机物的含量，增加土壤的团粒结构，改善土壤的板结形状，协调土壤中水肥、气热等生态条件，同时还可以提升土壤中微生物的含量和土壤酶的活性，从而为根系生长创造良好的土壤环境，提高作物产量[3]。秸秆还田后对土壤重金属的环境行为和生物有效性产生显著影响，秸秆在分解过程中产生各种有机酸和糖、含氮类物质，这些物质可以和重金属发生络合反应，生成稳定的化合物，从而改变土壤中重金属的存在形式，减少重金属对农田土壤和重金属的危害。需要注意的是，秸秆在腐熟过程中会产生大量有机酸，导致土壤pH值下降，因此，需要向田间施入适量的生石灰调整土壤pH值。

3、深松作业

深松作业是最近几年，新兴起来的的一种保护性耕作技术。利用深松对农田土壤重金属污染耕地进行深翻，将土壤混合均匀，降低土壤中重金属浓度。这种修复技术适合那些土壤重金属背景值较低或者土壤底层重金属浓度较低的污染耕地。通过深松深翻等作业将聚集在表层土壤中的重金属分散到更深的土壤层中，达到稀释重金属的目的。同时，太阳暴晒，也可以有效杀灭土壤中存在的虫卵和病原微生物。通过对土壤进行深翻作业，可以显著降低土壤溶质，调节土壤蓄水能力，加速土壤中有机物腐熟过程，提高土壤中有机物含量，同时还可以提高土壤中全氮、全磷和全钾的含量。深松作业应该和增施有机肥结合起来，这样一方面能够改善土壤结构，另一方面还能够促进土壤中矿物质风化，提高立地水平，促进根系生长，形成有效的耕作层，最终促进作物生长。

二、生态修复技术

1、控制土壤水分，调节土壤Eh值

土壤Eh值即氧化还原电位，氧化还原反应强度的指标。土壤中有许多氧化还原体系，如氧体系、铁体系、锰体系、氮体系、硫体系及有机体系等。在一定条件下，每种土壤都有其Eh值。这个数值对土壤中变价重金属活动有着很大的影响，可以改变重金属价态和存在形式，并且影响作物根系吸收重金属的能力，降低土壤中重金属的危害。污水灌溉是土壤中重金属含量增高的一个重要因素，要保证灌溉水质量，重金属和有机污染物含量过高的水不适合作为灌溉水源。

2、利用生石灰调节土壤pH值

在土壤中很多重金属都是以阳离子形式存在，这部分重金属具有迁移性大、生物利用性高、危害大的特点，而在土壤中添加生石灰，能够对土壤pH值进行调整，促进重金属生成碳酸盐、氢氧化物沉淀，从而降低土壤中重金屬的含量，减少作物对重金属的吸收。在使用生石灰调整土壤pH值过程中，应该结合土壤类型和土壤性质合理使用生石灰，不适合连续多次大量使用，否则会影响到土壤生态平衡和农作物健康成长。

参考文献

[1] 任晓鸣，孙春华，谢 飞. 南京市某开发区土壤重金属污染状况分析与评价[J]. 污染防治技术，2015（04）.

[2] 董 铮，王 琳，田 芳. 镇江地区土壤环境中重金属Ni和Hg污染状况与空间分布[J]. 镇江高专学报，2014（02）.

[3] 钱春香，王明明，许燕波. 土壤重金属污染现状及微生物修复技术研究进展[J]. 东南大学学报（自然科学版），2013（03）.endprint