我国农田土壤重金属污染修复技术、问题及对策诌议

化学淋洗技术可以快速去除土壤重金属，适用于小面积重度污染农田土壤的快速修复。化学淋洗可与植物吸取修复、稳定修复等相结合，通过化学淋洗快速去除大部分活性重金属，当去除效率下降时停止淋洗，进行改良培肥，并改用植物吸取等技术进一步修复，这样既克服了化学淋洗后期效率低的问题，节约了淋洗剂，也缩短了植物修复周期，兼具改良、培肥地力的效果。

1.6替代种植与安全利用技术

对于重金属中轻度污染的农田，通过物化稳定，种植重金属低积累性作物品种，结合各项农艺调控措施，通常可以实现食用农产品的安全生产。对于重金属重度或严重污染的农田，上述措施很难保证农产品安全，应当划定为食用农作物禁止种植区。通过施加土壤改良剂，并种植非食用农作物是这类农田安全经济利用的有效途径之一。利用替代种植的方式，不仅可以对污染的农田进行资源利用，还可以获取一定的经济效益。替代种植技术已经在湖南等地开展了示范应用，非食用农作物包括能源类植物、纤维类植物、甚至苗木花卉等。

研究表明，桑树对土壤重金属有较强的耐性，桑树地上部Cd 浓度0.5~2 mg/kg，地上部生物量大，对土壤重金属具有一定去除效果。在污染土壤上种植桑树—养蚕—丝织品的模式，重金属风险要远低于种植水稻，而且经济效益高。浙江某铜冶炼厂周边重金属复合污染农田，通过适量的石灰和磷矿粉进行改良后，种植的甜高粱、甘蔗和香根草三种能源植物生长正常，甘蔗、甜高粱汁液总糖和还原糖的质量分数未受到影响。苎麻(Boehmeria nivea)是一种纤维类植物，产量高，经济价值高，对As、Cd、Pb 和Zn 都表现出较强的耐性，而且具有一定的富集能力，可用于重金属污染土壤替代种植。杂交狼尾草(Pennisetum americahum × P. purpureum)系美洲狼尾草(P. americahum)与象草(P.purpureum)的种间杂交种，多年生高大C4 草本植物，其高度可达4 m 以上，干草产量可以达到80 t/hm2，对重金属也具有一定的耐性，是重金属污染土壤替代种植的优良品种之一。产业链建设是替代种植成功的关键，需要进行区域性统筹规划，同时还要做好对农民的技术培训。

2 农田污染修复过程中存在的问题

2.1鲜有考虑土壤自净能力

土壤本身具有一定的自净能力，其通过吸附、沉淀、配位、氧化/ 还原等作用可将重金属污染物转变为难溶性形态，使重金属暂缓生物循环，减少了在食物链中的传递。土壤自净能力一方面与土壤自身理化性质如pH 值、土壤黏粒、有机物含量、土壤温湿度、阴阳离子的种类和含量等因素有关;另一方面受土壤系统中微生物的种类和数量制约。一般地，提高土壤pH，增加有机质含量，增加或改善土壤胶体的种类和数量，改善土壤结构，可以增大土壤对镉等重金属的自净容量，或环境容量。实际修复中，应当考虑土壤环境基准、土壤治理标准等，结合土壤的自净能力，合理确定修复目标和技术手段，避免盲目、过度修复。

2.2修复目标极少考虑土壤的自然属性与肥力属性

目前在土壤修复的过程中，大多数研究者侧重于降低污染物总量和生物有效性，较少考虑土壤本身的自然属性和肥力属性。土地自然属性指土地本身固有的内在属性，是由构成土地的诸要素，如母质(母岩)、地形(含海拔、地貌、地势等)、土壤质地、有效土层厚度、盐渍化程度、水文状况和植被等长期相互作用、相互制约而赋予土地的特性。这种特性直接影响土地的适宜性和限制性，是衡量土地质量等级的重要依据。土壤肥力是土壤的基本属性和本质特征，是土壤为植物生长供应和协调养分、水分、空气和热量的能力，是土壤物理、化学和生物学性质的综合反应。

土壤修复的目的是为了重建土壤的生产力，而重建生产力的过程中要注重提高作物产量和品质。因此，在恢复土壤基本功能时要关注土壤理化与生物学性质、肥力等。其中，物理因素包括水分、质地、团聚体，化学因素包括pH、拮抗物质、养分(肥力)，生物学因素包括土壤动物、微生物等。

2.3修复前调查评估难以细致、修复方案可行性不强

受时间、经费、资料获取等方面的限制，许多修复项目前期污染调查不够详细，布点数量少，不能很好反映污染的空间变异性，与实际污染状况时常有较大出入，监测指标通常只有土壤重金属和pH，缺少土壤其他理化和生物性状，影响修复目标的制定和修复技术的筛选。

许多农田修复项目仍然依据“场地土壤”的修复模式思考，追求立竿见影的修复效果，修复周期只有一两年，为完成项目指标只能选用化学钝化等快速修复技术，而植物吸取等绿色修复技术则无法采用。

缺乏科学的修复基准和标准，一方面修复目标通常仅针对土壤和农产品重金属，缺乏对“农业土壤”属性指标的限定与要求;另一方面，对于重金属去除的修复技术，通常是将土壤环境质量标准作为修复目标，即要求土壤重金属总量降到现行土壤环境质量以下，缺乏对有效性降低的评估与考量。

2.4修复实施过程监理、第三方检测需规范与其他非技术因素

缺少对农田土壤修复工程监理的资质管理，现有监理单位很多是农林工程、甚至是市政或建筑工程转过来，对农田土壤修复监理经验不足，无相关技术规程遵循或参考。

修复效果评价，是对修复工程是否达到预期目标、农产品是否安全生产等进行全面、客观评价，通常是委托第三方进行。而实际中，缺乏农田土壤修复效果评价的技术规范，对土壤和农产品的布点方法、取样密度、取样频次、检测指标、检测技术方法等缺少依据，随意性大。

其他非技术因素。农田污染修复通常涉及区域广、相关的农户或经营者众多，各地市场环境、社会习俗和文化等社会因素差异大，对污染修复的敏感度和认识层次不一，实施过程需要考虑各方利益，前期宣传和协调不到位则会影响工程进度或增加修复成本。

3 农田污染修复技术对策

近年来我国农田土壤重金属污染修复取得了长足的进步，但还面临着诸多挑战，后续应当加强修复技术基础创新，加快修复技术集成与模式创新，加强污染调查和修复过程管理与评估。

3.1加强修复技术基础创新

加强修复技术基础研发，提高修复技术的效率和适应性。进一步挖掘修复植物种植资源，通过基因工程等技术培育重金属高积累植物和低积累作物。进一步研发促进植物吸取修复效率的农艺、化学、微生物调控措施，探讨不同地区、气候特点、土壤类型、养分状况、污染程度等环境条件下修复效率及强化措施。加快选择性强、施用量低、持效性长的新型钝化材料的研发，建立钝化剂质量控制标准，严防修复过程产生二次污染。加强钝化修复长效性监测以及对土壤性质长期影响的研究，尤其是土壤生物学指标的影响。

3.2加快修复技术集成与模式创新

开展修复技术的全链条研究和技术集成。从规模化应用的需求出发，建立修复植物育苗、栽培、田间管理、农艺调控、收获物快速安全处置与资源化等环节的技术体系，形成植物修复成套设备，提高机械化程度，降低修复成本。加强技术联用，发挥各项技术优势。进一步创新修复模式，完善超积累植物与低积累作物间套作或轮作的“边生产边修复”模式，从区域性或流域性角度，优化替代种植作物品种，培育并构建上下游产业链。加快修复技术的示范应用，在实践中进一步检验和优化。加强土壤重金属污染修复与休耕轮作、土壤改良、“减肥、减药”、地力提升等工程的有机融合。

3.3加强污染调查和修复过程管理与评估

加快土壤污染快速调查、监测与评估技术和设备研发，加强农田土壤环境管理信息系统建设。重视修复前的基础调查与评估，合理制定修复方案和修复目标，筛选因地制宜、成本经济、简单易行的技术措施。从土壤重金属去除、有效性降低、土壤物理化学生物学性质指标、肥力指标、农产品产量、重金属吸收、品质等角度综合评估修复效果，形成农田重金属污染修复效果评价技术体系。