农田土壤重金属污染现状与安全利用对策分析
王翔雁 朱璇 杨烨
农业农村部环境保护科研监测所 天津 300191
土壤是农业生产的基础,其质量直接关系到农作物的产量与品质。然而,随着工业化、城市化进程的加速以及农业生产方式的转变,农田土壤重金属污染问题日益严峻。重金属在土壤中具有难降解、易积累的特性,不仅影响土壤生态系统的正常功能,还通过食物链危及人体健康。因此,深入研究农田土壤重金属污染现状,并探索有效的安全利用对策,对于保障农业可持续发展和人民群众身体健康具有重要意义。
一、农田土壤重金属污染现状
(一)污染源
工业活动已然成为主要的污染源所在,在其生产的整个过程当中,会不断地产生出重金属的废水,废气以及废渣等。那些未经任何处理的污染物,是极有可能致使重金属对农田、土壤以及周边的环境都造成污染的。比如,在某些矿区的周边农田土壤中的重金属含量超出了规定的标准。除此之外,在农业生产活动里所运用到的化肥、农药、农膜以及畜禽粪便等投入品,其也有可能性会变成重金属污染的源头。像部分磷肥里面就含有相对比较高的镉,而一些农药制剂当中则含有汞、砷等这样的重金属。在畜禽养殖的具体过程中,由于饲料添加剂里使用了重金属,这就使得畜禽粪便当中的重金属含量出现了升高的情况,如果这些粪便未经妥当的处理就被施用到农田当中的话,那么就很容易造成土壤出现重金属污染的状况。其次,交通污染同样也是一个绝对不容忽视的污染源,交通干道附近的农田往往就比较容易受到来自汽车尾气排放以及轮胎磨损所产生的重金属污染。要知道汽车尾气当中是含有铅、镉等重金属的,而且随着交通流量不断地增加,这些重金属在土壤当中的积累量也会渐渐地变得越来越多。
(二)污染影响
重金属污染给农作物生长带来的影响颇为显著。土壤里若存在过量的重金属,便会对农作物正常的生理代谢过程形成干扰。以镉来说,其能够对植物根系吸收水分以及养分的这一过程起到抑制作用,进而致使植株呈现出矮小的状态,叶片也会发黄;汞,则会对植物的光合作用还有呼吸作用产生影响,使得农作物的产量以及品质均有所降低。在情况较为严重时,重金属污染甚至有可能造成农作物的死亡。其对人体健康所构成的威胁同样不可轻视,农作物会将土壤里的重金属吸收进来,而后经由食物链进入到人体当中。要是长期食用这些重金属含量超标的农产品,重金属便会在人体内不断积累,从而引发各种各样的健康问题。比如镉一旦进入人体,就会对肾脏、骨骼等器官造成损害,进而引发‘痛痛病’;铅会对人体神经系统的发育带来影响,特别是针对儿童的智力发育,会造成极为严重的影响。
二、农田土壤重金属污染安全利用对策
(一)源头防控
强化对工业污染的监控力度,严格执行重金属排放方面的标准,进一步提升针对工业废物处理设施的监管程度。对于那些未能达标的企业,要果断采取整改举措或者直接予以关闭处理,以此来降低重金属所造成的污染情况。规范农业投入品的使用方式,着力提高对化肥、农药等的质量监控水平,大力推广含重金属量低的产品。对畜禽养殖进行合理规划安排,切实加强对粪便的处理工作,进而减少土壤遭受污染的状况。同时,应加强城市污泥和生活垃圾等废弃物的管控,防止未经处理的废弃物用于农田施肥,避免重金属污染土壤。政府需出台政策,鼓励研发环保型农业投入品,推动其广泛应用,减少重金属输入。同时,公众教育也很重要,通过宣传提升对重金属污染的认识,鼓励公众参与土壤保护,共同维护农田土壤环境。
(二)土壤修复
运用物理办法,像客土法以及深耕翻土法等来使土壤里重金属的含量有所降低。而化学修复会用到诸如石灰、磷酸盐这类改良剂,通过其形成难溶性的化合物,以此来削减作物对重金属的吸收量。生物修复则是借助植物或者微生物去吸收、转化重金属,凭借超富集植物以及微生物的代谢促使重金属毒性得以降低。同时,还可以运用农业生态工程措施,譬如种植某些特定的植物,通过植物的吸收、挥发、根滤、降解等作用来净化土壤。此外,电动修复作为一种新兴技术,通过施加微弱电场,使土壤中的重金属离子在电场作用下发生定向迁移,进而将其从土壤中去除。在实施土壤修复的过程中,应结合实际情况,选择最适合的修复技术或多种技术组合使用,以期达到最佳的修复效果。
(三)种植结构调整
选取那些积累重金属能力相对较弱的低积累作物品种来开展种植,具体可结合土壤的重金属污染实际状况来挑选合适的农作物品种。比如,在出现镉污染的土壤当中,去种植低镉积累的水稻品种,如此一来,便能在很大程度上有效减少农产品里所含的镉含量。另外,还可以发展特色种植模式,针对那些污染程度相对较重的农田,能够对其种植结构做出相应调整,着手发展诸如花卉、苗木这类非食用性作物的种植。通过这样的方式,既能避免重金属经由食物链进而进入人体,又能达成对土地进行合理利用的目的。
(四)加强监测与管理
着手建立监测体系,努力构建覆盖面广泛的农田土壤重金属污染监测网络,周期性地针对土壤以及农产品展开重金属含量的检测工作,以便能够及时且精准地掌握污染方面的动态变化情况。借助地理信息系统(GIS)还有全球定位系统(GPS)等相关的技术手段,来对所监测到的数据加以分析以及妥善管理,从而为污染的防控工作与治理举措给予具备科学性的依据支撑。进一步去完善相关的法律法规,对农田土壤重金属污染防治所涉及到的法律法规做更进一步的优化与完善,清晰明确各个部门所应当担负的职责以及所对应的监管范围,切实加大针对污染行为所实施的处罚力度,以此来保证各项防治方面的措施均能够得以切实有效地执行。
三、结论
农田土壤重金属污染已成为制约农业可持续发展和威胁人体健康的重要因素。通过对污染现状的深入了解,明确污染来源和危害,采取源头防控、土壤修复、种植结构调整以及加强监测与管理等一系列安全利用对策,能够有效降低土壤重金属污染风险,保障农产品质量安全。在未来的农业发展中,应持续关注土壤重金属污染问题,不断探索创新治理技术和管理模式,实现农业生态环境的保护与改善,促进农业绿色可持续发展。
参考文献:
[1] 余琼阳 , 李婉怡 , 张宁 , 等 . 农田土壤重金属污染现状与安全利用技术研究进展 [J]. 土壤 , 2024, 56(2):229-241.
[2] 张雅静 . 农田土壤重金属污染风险及治理措施研究 [J]. 环境科学与管理 , 2024, 49(1):67-71.DOI:10.3969/j.issn.1673-1212.2024.01.014.