王 莹
保定理工学院，河北保定 071000
作为人类赖以生存和发展的重要自然资源，土壤虽然自身具备一定的自我净化能力，但是外来污染物的逐渐增加，容易造成土壤污染问题加剧，产生严重污染，对农业生产和生活造成不利影响。为保障农业安全生产，减少农田土壤重金属含量，对此展开具体的分析，提出可操作性的修复方法和技术，旨在有效控制和治理农田土壤重金属污染，提高农田土壤环境质量。
了解农田土壤重金属污染现状，认知其污染物的主要物质构成，分析污染特点，可加强对农田土壤重金属污染的全方位了解与认知，为污染治理工作的优化和创新奠定良好基础。同时，着重分析农田土壤重金属污染的主要来源，分析污染因素和重金属污染对环境与土壤造成的危害，可进一步加强对农田土壤重金属污染的重视和关注，推动环境治理迈向新发展阶段。从多维角度入手，强化对农田土壤重金属污染的全方位分析，可提升农田土壤重金属污染治理的针对性和科学性，既能为农作物生长奠定良好基础，又能针对重金属污染问题展开科学化治理，有利于强化对绿水青山的保护，还能基于国家的宏观环保政策，强化对基本农田的保护，进而为土壤污染治理工作的优化蓄力，助推我国农业实现健康、可持续发展。
1.1 农田土壤重金属污染现状与特点分析
我国长期以来实施的粗放式经济发展模式造成了较为严重的环境问题，其中最为突出的就是农田土壤重金属污染问题。分析当前我国农田土壤重金属污染现状发现，伴随农药、化肥种类的增多，重金属在土壤中的沉降含量也不断增长，农田土壤环境质量状况不稳定，土壤污染日渐恶劣，对农业生产造成较大的影响。
当前，我国农田土壤重金属污染物主要由Cr、Zn、Ni、Cu等物质构成，这些污染物能够在农田灌溉等过程中，大面积地污染土壤，对我国农田土壤造成较大破坏。相关数据显示，我国每年因重金属污染而损失粮食高达1 200万余t，直接损失达200亿元以上，严重地影响了我国粮食安全[1]。
分析我国农田土壤污染的特点发现，其具有地域性、不可识别性、累积性的特点。地域性主要是指我国各地区工业发展水平不同，造成的农田土壤污染程度也存在较大差异。南方地区和东北地区作为重工业发展的重点区域，其土壤重金属污染问题较为严重，其中代表性的物质铅、汞、砷污染物含量，呈现出由西北至东南逐渐增加的趋势，表明土壤污染有着地域性的特点。不可识别性主要是指土壤污染与空气污染相比较，不具有直接的识别性，往往需要对土壤物质组成进行监测和分析，才能了解其中各类污染物的存留量，掌握其污染的情况。累积性特点主要是指重金属污染不容易被稀释、降解，其污染量不断累积增加，在生物体中富集，对土壤造成严重污染。
1.2 农田土壤重金属污染的主要来源
首先，污水灌溉作为常见的灌溉方式，部分工业生产废水、城市污水排放至农田，使污水中的污染物通过农田灌溉进入土壤，污染农作物，不但降低了农作物生产的质量，还会通过对农作物的污染影响人体健康，带来不可估量的损失和伤害。其次，农资使用也会造成土壤重金属污染。我国农业生产技术快速发展，市面出现了大量的农资产品，例如化肥、农药、地膜等，这些产品虽然会对农业生产带来较大帮助，但一旦控制不好使用量，就会使农资产品中的污染物进入土壤，并聚集在农田内部，产生污染风险。例如，磷肥中重金属含量较高，伴生镉就大量聚集在土壤中，对土壤造成污染。再次，大气沉降间接造成土壤重金属污染。人口密度的增长和工业生产中废气排放量的增加，使大气中污染物构成复杂，大气沉降对土壤带来的污染逐步增加，成为造成土壤中重金属物质增加不可忽视的重要因素[2]。最后，固体废物随意排放。由于我国缺少固体垃圾和废物处理的办法，因此大多数生活固体垃圾和农业生产固体垃圾，仍然在随意倾倒、焚烧、堆放，这些垃圾中重金属物质含量较高，会因为错误的堆放方式而对土壤造成较大的污染。
1.3 农田土壤重金属污染对环境造成的危害
农田土壤重金属含量超标，容易对地下水、动植物、农田造成危害，严重者还会威胁人体的生命健康，是不可忽视的污染问题。首先，土壤重金属污染物增加，首当其冲的便是对农作物产生危害和影响。重金属进入土壤，在土壤中不断累积，逐步改变土壤特性，使土壤中的生物平衡遭到破坏，影响农作物生长，降低农作物产量。还容易使经济作物中重金属含量超标，严重威胁着食品安全。其次，土壤重金属污染的扩散，会使地下水、土壤、作物之间形成交叉感染，不但为地下水和地表水的再次利用造成较大的难度，而且交叉感染会造成污染源难以识别，为污染物的治理工作增加难度。最后，农田土壤重金属污染对人体造成不利的影响。虽然土壤重金属物质不会直接进入人体内，但可借助农作物累积进入人体内，并大量堆积重金属物质，严重威胁着人体健康。
农田土壤重金属污染治理，需加强对多元修复技术的应用。首先，可加强对物理修复方法的科学化应用，避免土壤受到二次污染。物理修复方法具备较强的系统性和科学性，可基于土壤污染状态，采用热脱附技术、电修复技术、工程技术等展开土壤污染修复。其次，可运用生物修复方法，助力农田土壤植物的生长和发育，以此改善土壤重金属污染问题，进而形成良性循环。再次，可利用化学修复方法对土壤进行修复，提高安全、无害的农作物质量。最后，可利用联合修复方法实现3种修复技术的融合，以此提升修复的系统性和综合性，确保借助优势互补方法修复农田，以提高重金属污染治理效率，改善农田生态环境，为农作物生长奠定良好基础。
2.1 应用物理修复方法，杜绝土壤二次污染现象的发生
在农田土壤重金属污染修复中应用物理修复方法，可通过分别运用热脱附技术、电修复技术与工程技术3种方法，有效改善农田土壤重金属污染问题，杜绝土壤二次污染现象的发生。
一是利用热脱附技术。此种技术主要是采用加热的方法，将农田土壤中包含的重金属物质以气态的形式挥发出来，具有工艺简单、治理彻底的优势，但耗能较大，容易导致二次污染，适用于污染较轻、土壤深厚，且污染物容易扩散的农田土壤。
二是利用电修复技术。电修复技术主要是将直流电连入受污染的农田土壤中，使土壤中污染的重金属离子在电场作用下，向两极移动并集中在两极，方便集中处理污染物，处理时效较快[3]。此种方式见效快、无毒副作用，但可控性较差，适用于黏土、淤泥土等农田土壤。
三是利用工程技术。利用工程技术修复农田土壤中的重金属污染，可通过在被污染的土壤上方加入其他未被污染的土壤，利用适合的方法祛除已被污染的土壤上层，通过深翻降低重金属污染浓度。具有有效祛除重金属，并增加土壤肥力的优势，但工程量普遍较大，适用于污染较轻的农田土壤。
不同的物理修复方法适用情况不同，借助其加强土壤修复时，需提前强化对农田土壤中重金属污染物的科学化分析，既要选择恰当的修复方法进行修复，有要实现多种物理修复方法的有机融合，以此实现优势互补，争取取得最佳的修复效果。
2.2 应用生物修复方法，促进农田土壤植物的生长发育
生物修复方法，也被称为生物治理方法，是利用生物对环境污染的吸收、代谢、降解等功能，在环境中对污染物质的降解起到催化作用，即加速去除环境污染物的过程。目前的生物修复技术主要是针对自然环境领域，诸如水污染生物修复、土壤污染生物修复等。从某种程度上来说，生物修复是一个受控的过程，或者说是一个自发的过程。
应用生物修复方法改善农田土壤重金属污染问题，可通过利用生物修复技术改变农田土壤中的生物形态，吸收部分动植物与微生物中的重金属，减轻重金属危害。例如，老鼠、蚯蚓等动物对农田土壤中的重金属具有富集作用，可以在新陈代谢过程中吸收一定的重金属，改变土壤中的生物形态。
首先，可通过利用此种特征，在被污染的农田土壤中投放此类动物将土壤中的重金属集中起来，并妥善予以处理，从而有效修复重金属污染的土壤。
其次，利用植物修复技术，将一些生命力较强的植物投放在重金属污染的农田土壤中，利用此类技术降低重金属浓度，修复农田土壤。此外，还可通过利用微生物修复技术，通过将真菌、细菌及放线菌等投放在已感染的农田土壤中，将重金属转化为毒性较低的形式，减轻重金属对其他生物的影响。
虽然生物修复方法见效相对较慢，但治理成本相对较低，且修复效果较佳。因此，应用频率相对较高。强化对生物修复方法的全方位认知和了解，有利于促进农田土壤植物生长发育。随着时代的不断发展，生物修复方法也在逐渐被优化和创新，进一步加强研究，有利于农田重金属污染治理工作的持续性创新。
2.3 应用化学修复方法，有效提高安全无害农作物质量
在农田土壤重金属污染修复过程中，应用化学修复方法，可通过利用稳定化技术、淋洗技术、固化剂等3种方式，根据不同重金属污染情况，科学选择修复技术，提高农田土壤重金属污染修复效率，提高安全无害农作物质量。
首先，利用稳定化技术修复农田土壤重金属污染问题。稳定化技术主要是通过对已经受污染的农田土壤中加入一种或多种化学药剂，即“钝化剂”，有效降低重金属的迁移性，将其转化为不活跃状态，从而杜绝重金属在农作物中的侵入。其中，钝化剂主要分为有机类和无机类2种类型，无机类主要包括石灰、工业副产品、含磷物质等，如磷肥、磷矿、粉煤灰、沸石、海泡石等等。此类无机类物质应用于农田土壤，能够为农作物提供生长必需的磷元素，有效修复重金属污染的农田，改善土壤酸碱度，有效吸附固定住土壤中的重金属，防止其迁移进入农作物。有机类包括生物碳和有机肥，能够为农作物生长提供各类元素，提高土壤肥力。
其次，利用淋洗技术修复农田土壤重金属污染问题。此种方式主要是通过利用化学冲剂对土壤中的重金属污染物质进行充盈，将液体中含有的污染物分离出来，以达到修复污染的目的。在具体应用中，可通过利用淋洗效果较好的柠檬酸、硝酸和醋酸等淋洗液，最大化减轻淋洗技术对土壤和农作物的伤害[4]。
再次，利用固化技术修复农田土壤重金属污染问题。固化技术主要是通过向已污染的农田土壤中添加固化剂，如羟基苯磺酸。利用此种固化剂将重金属形成渗透性较低的固体混合物，降低重金属元素在土壤中的迁移性。据相关研究发现，稳定化技术具有治理效率高优势，但此种方法难以将重金属根除，仅适用于受污染面积小的农田土壤，具有一定限制；
淋洗技术工艺简单，修复快，但费用相对较高，容易造成水污染；
固化技术虽不会破坏土壤结构，但也无法将重金属根除。因此，在选择化学修复方法改善农田土壤重金属污染状况时，需要根据不同污染状况与需求科学选择，才能保证治理效果。
2.4 应用联合修复方法，取长补短、优势互补修复农田
应用联合修复方法改善农田土壤重金属污染问题，主要指的是综合运用物理、化学、生物3种修复技术，取长补短、优势互补，改善单一修复技术存在的不足之处，发挥各项技术的优势，综合解决农田土壤重金属污染问题。同时，也可通过运用农业生态修复技术，配合其他3种修复技术联合使用，更好地发挥其修复效果。其中，利用物理、化学、生物3种修复技术联合使用，主要可通过运用降解菌、真菌、超级类植物组合修复技术；
土壤动物、植物、微生物组合修复技术；
化学氧化、生物降解修复技术；
生物、蒸汽浸提修复技术等修复方法，优势互补联合使用修复农田，改善农田土壤重金属污染现象[5]。
为保证此类修复方法真正发挥其作用和价值，需要针对当地气候、地势、污染情况，因地制宜，根据种植作物的种类、污染源、土壤背景、土壤类型以及污染种类等差异问题，制定针对性、差异化的修复方案，保证修复的有效性和科学性。在此基础上，还需要建立相关规定与管理体系，做好联合修复方法的使用知识与技术普及，讲清在怎样的污染情况下才可使用联合修复技术，以真正提高重金属污染防治效率。
此外，还可通过利用近年来兴起的农业生态修复技术，包括农业调控措施与生态修复措施，加强对农田土壤的水分管理、土壤改良、作物育种、植物间套作等农业调控适当添加重金属螯合剂、土壤改良剂等，改善农业农田生态环境，提升农作物生长水平。
由于农资、固体废料、污水排放量等污染来源不断增加，造成我国农田土壤重金属污染海量持续上升，不但造成较为严重的污染问题，对农作物生产造成的不利影响，而且降低了农业生产效率，威胁人体的生命健康。为进一步做好农田土壤重金属污染防治工作，对土壤重金属污染处理方式展开研究，发现单一的处理方法难以有效解决复杂的污染问题。对此，需要污染治理工作选择物理、生物、化学修复结合的方式，根据农田土壤重金属物的组成情况，以及污染的程度和特点，选择合适的修复和治理手段，保障重金属海量降低，农产品安全生产，保障人们的生命健康，促进我国生态环境的可持续发展。
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