土壤重金屬污染農業生態論文

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近年來，隨著城市化和工業化的發展，工業廢水、廢氣和廢渣的排放量增加，固體廢棄物處理不善，農業自身污染的加劇，致使全球農田土壤中重金屬含量迅速增加，部分農田土壤重金屬污染狀況嚴重。作為一個農業大國，我國部分耕地和很多城市近郊農田都受到了不同程度的重金屬污染。農田土壤的重金屬污染是隨著化學農藥與化肥的使用進入環境，污染土壤。當前，我國大約超過六分之一的耕地被重金屬污染，其中Cd、As、Pb、Hg、Zn等重金屬污染的耕地達2000×104t，這也造成每年因重金屬而被污染的糧食超過1200×104t，糧食減產約1000×104t，既不利于我國糧食的安全，也會嚴重威脅人體健康，造成大量經濟損失，農田土壤重金屬污染的治理迫在眉睫。本文關于農田土壤重金屬污染中農業生態修復技術的應用探討具有了深刻的現實意義和政策指導作用。

1科學實施秸稈還田

秸稈還田就是利用土壤微生物分解秸稈，生成腐殖質類物質，豐富土壤有機含量，改善土壤緊實板結性狀，并對土壤的水肥氣熱等生態條件進行改善，提高其微生物的生物量，增加土壤酶的活性，讓農作物根系有更好的土壤環境［1］。還田的秸稈能夠明顯影響重金屬的環境行為，轉變生物的有效性。腐熟分解秸稈可以產生氨基酸、胡敏酸等有機酸，甚至還富含糖類與硫雜環化合物，可與金屬氧化物、礦物金屬離子形成絡合反應，進而產生化學及生物穩定性不同的金屬有機絡合物。當土壤重金屬形態被改變后，其生物有效性也降低了，重金屬對土壤及農作物的毒害也會減少。秸稈還田對兩種鎘污染土壤pH值就很好的提升作用。酸性土中pH值上升可以讓土壤里的鎘更穩定，降低它的生物有效性。另外，在秸稈還田中再施有機(無機)肥能夠讓土壤里的動植物與微生活活性更高，并使其分泌胞外酶，提高土壤酶的活性，使有機物質化更明顯，最終土壤有機碳含量隨土壤養分含量的增加而增加，實現作物增產。不過，新鮮秸稈腐熟時會帶來很多有機酸，能毒害作物根系，所以還需要加入適量的石灰，即根據Ca(OH)2+H2SO4=CaSO4+2H2O或者Ca(OH)2+2HCI=CaCI2+2H2O這兩種熟石灰改良酸性土壤的化學方式中和有機酸。要注意的是這些秸稈應該來至于沒有重金屬污染的地區，目的是避免秸稈中的重金屬加劇土壤污染。

2合理調整種植制度

通過調整作物種類改變種植制度可以有效降低重金屬的危害。在那些污染嚴重不宜中糧的地方，可以種植苗木花卉;反之，則種植重金屬污染承受力較強的作物，最大限度減少重金屬通過農作物吸收對人體造成的危害。植物生理學因種類不同而不同，故而吸收重金屬的效應也不一樣。按照作物的重金屬吸收效應的不同特征以及土壤重金屬污染程度來選擇作物進行種植，不僅能夠讓農產品不會受土壤重金屬的大面積污染，還能有效利用被污染的農田［2］。比如，有的復墾場地紅豆不會像小麥水稻那樣受重金屬污染，所以針對這種情況改變耕作制度，把紅豆作為先鋒植物;又比如在含鎘100kg/kg的土壤中改種苧麻，三年后土壤鎘含量平均降低26.4%。和一般作物相比，種植對重金屬富集較弱的作物，能使被污染的農田蔬菜鎘含量降低幅度最高達80%，蔬菜的產量也會進一步提高。

3控制土壤水分

土壤氧化還原對重金屬活性有很大影響，有的金屬會根據氧化還原情況顯示出不一樣的毒性與遷移性。例如As5+毒性高于As3+，Cr6+毒性高于Cr3+。氧化土壤里的As3+經由氧化成為As5+，降低了其生物有效性與遷移性。Cr3+經由氧化變成Cr6+，生物有效性及遷移性提高，對生物和人的健康風險也不斷提高。土壤氧化還原狀態的控制主要受土壤水分影響，控制土壤水分能夠降低重金屬危害。還原中的土壤的很多重金屬都有硫化物沉淀，使重金屬的生物有效性與遷移性降低。水田灌溉過程中，水層覆蓋造成還原性環境，SO2－4經過還原變成S2－，重金屬變成硫化物沉淀且溶解性不高。所以，對土壤氧化還原的情況以灌溉等方式來調節，更有助于把土壤———植物系中的重金屬進行遷移，降低其危害。

4合理使用農肥

農業生產中經常會使用化肥與農藥，這也是土壤重金屬污染的重要原因。因此，必須科學指導農民使用化肥與農藥，通過調查土壤肥力，利用測土配方施肥，并合理使用農藥，確保在提高土壤肥力的同時又強化作物的防病害能力，使土壤中重金屬的環境行為得到有效調控。比如氮肥因形態不同，對土壤吸附解吸重金屬的影響則不一樣，植物吸收NH+4和NO－3時，根系會分泌不一樣的離子，吸收NH+4－N時造成H+分泌，使根際周圍酸化;而吸收NO－3－N時植物則會分泌OH－，使得根際環境堿化。很多重金屬污染土壤可以通過施放硝態氮肥降低重金屬遷移與生物毒性。有機肥的施放不但讓土壤有機質提高，還吸附或者絡合固定土壤里的重金屬，使重金屬毒性與生物有效性變低。也可以在土壤中施用有機肥從而提高土壤中重金屬的活性，增加重金屬的環境風險。

5結語

總的來說，對于農田土壤的重金屬污染問題，我們必須科學選擇修復技術。本文所選取的農業生態修復技術中的科學實施秸稈還田、合理調整種植制度、控制土壤水分、合理使用農肥等措施具有典型的代表性，其投資小，修復簡便，值得推廣。在日常農事中利用農業生態修復技術改變土壤重金屬問題，必須實事求是地結合當地的農田土壤情況來選擇，也只有這樣才能更好地降低重金屬對農田土壤的危害，實現農業的健康發展。

作者：張燕 山單位：東省泰安市岱岳區環境保護局