于 皓 賓澤全

（防城港市環(huán)境監(jiān)測(cè)站，廣西 防城港 538001）

廣西礦區(qū)土壤重金屬分析及對(duì)農(nóng)作物的污染與控制

于 皓 賓澤全

（防城港市環(huán)境監(jiān)測(cè)站，廣西 防城港 538001）

文章分析了廣西幾個(gè)受重金屬污染的礦區(qū)土壤現(xiàn)狀，通過(guò)比較土樣分析結(jié)果與廣西和全國(guó)土壤背景值，得出廣西礦區(qū)土壤污染極其嚴(yán)重，農(nóng)作物污染的重要原因。并對(duì)廣西傳統(tǒng)礦區(qū)復(fù)墾土地方法的缺點(diǎn)和不足進(jìn)行了說(shuō)明，提出了礦區(qū)復(fù)墾土地種植農(nóng)作物的控制管理方法和措施，為防治礦區(qū)復(fù)墾土地重金屬污染農(nóng)作物提供了理論依據(jù)。

礦區(qū)；重金屬污染；分析評(píng)價(jià)；農(nóng)作物；控制措施

（一）前言

礦產(chǎn)經(jīng)濟(jì)在國(guó)民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展中占有相當(dāng)重要的地位，同樣在廣西的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展中不可取代。隨著礦產(chǎn)業(yè)大規(guī)?；M(jìn)程的加快，礦產(chǎn)資源的開(kāi)采利用在推動(dòng)經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展的同時(shí)，礦區(qū)的開(kāi)采伴隨著大量粉塵、廢水和廢渣的產(chǎn)生，這些廢棄物含有大量鉛、鎘、銅、鋅等重金屬污染物，通過(guò)揚(yáng)塵、雨水沖刷、風(fēng)化作用（如物理、化學(xué)和生物作用）等途徑擴(kuò)散遷移到周圍環(huán)境中，對(duì)水資源、農(nóng)田土壤造成了嚴(yán)重破壞，尤為嚴(yán)重的是重金屬在土壤系統(tǒng)中的污染過(guò)程具有隱蔽性、長(zhǎng)期性和不可逆性的特點(diǎn)，在土壤中不能被淋洗，不能被微生物分解。

土壤中重金屬污染和防治歷來(lái)是污染生態(tài)學(xué)研究的重點(diǎn)和難點(diǎn)。常用的化學(xué)、物理方法成本高，容易造成二次污染，治理效果不理想。近年來(lái)引起廣泛關(guān)注的植物修復(fù)技術(shù)成為研究的熱點(diǎn)。農(nóng)作物基本都是礦區(qū)當(dāng)?shù)鼐用竦淖钪饕?jīng)濟(jì)來(lái)源，但礦區(qū)重金屬污染物不僅改變了土壤性質(zhì)，或通過(guò)農(nóng)作物根系從土壤吸收、富集重金屬，有時(shí)也通過(guò)葉片上的氣孔從空氣中吸收氣態(tài)或塵態(tài)的重金屬元素，影響了作物生長(zhǎng)，而且可通過(guò)食物鏈進(jìn)入人體，給人體健康造成危害。本研究對(duì)廣西區(qū)內(nèi)幾個(gè)重金屬污染土壤礦區(qū)進(jìn)行調(diào)查，分析廣西區(qū)內(nèi)礦區(qū)重金屬污染土壤及農(nóng)作物狀況，為了解當(dāng)?shù)厣鷳B(tài)環(huán)境質(zhì)量狀況及開(kāi)展環(huán)境污染治理提供理論和試驗(yàn)依據(jù)。

（二）礦區(qū)土壤樣品分析及評(píng)價(jià)

1.礦區(qū)土壤中重金屬的含量分析

由表 1可知，幾個(gè)礦區(qū)土壤 Cr的含量在 25.25～218.82mg/kg，Pb的含量在383.49～3085.89 mg/kg，Cd的含量 12.25～119.14 mg/kg，Zn的含量在 677.56～5 842.26 mg/kg。與國(guó)家土壤環(huán)境質(zhì)量二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)相比，除 Cr元素外，其他 3種元素含量均高于國(guó)家土壤環(huán)境質(zhì)量二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)。與廣西土壤背景值和全國(guó)土壤背景值相比，除Cr元素的兩個(gè)采樣點(diǎn)外，其他樣點(diǎn)及其他元素均高于廣西土壤背景值和全國(guó)土壤背景值。

表1 土壤中重金屬含量（mg/kg）測(cè)定結(jié)果

Ⅴ 677.56 12.25 383.49 48.98Ⅵ 1028.51 119.14 760.87 25.25Ⅶ 5310.75 14.35 1114.53 123.47Ⅷ 3516.52 28.95 3085.89 104.28廣西土壤背景值 51.85 0.07 19.50 65.30全國(guó)土壤背景值 67.70 0.07 23.60 53.90質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn) 250.00 0.60 300.00 300.00

廣西區(qū)內(nèi)幾個(gè)礦區(qū)農(nóng)作物體內(nèi)重金屬含量與植物中金屬元素正常含量相比，農(nóng)作物中有毒元素Zn、Cd、Pb和Cr的含量均已大大超過(guò)其正常生長(zhǎng)范圍。因此，此農(nóng)作物已遭受土壤中Zn、Cd、Pb、Cr等重金屬元素的污染毒害。若這些有害有毒重金屬元素被農(nóng)作物吸收富集，經(jīng)食物鏈進(jìn)入人體，對(duì)人體健康也會(huì)產(chǎn)生較大的危害。

2.礦區(qū)土壤重金屬污染評(píng)價(jià)

由表 2可知，從單項(xiàng)污染指數(shù)看，以廣西土壤背景值為標(biāo)準(zhǔn)，除Cr元素有部分采樣點(diǎn)未污染，部分采樣點(diǎn)輕度污染外，其他元素均嚴(yán)重污染。以國(guó)家環(huán)境質(zhì)量二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)值為標(biāo)準(zhǔn)，除Cr元素未受污染，Pb在Ⅰ、Ⅳ、Ⅴ和Ⅵ采樣點(diǎn)輕度污染，Zn在Ⅴ采樣點(diǎn)輕度污染外，其他采樣點(diǎn)，其他元素均重度污染。從綜合污染指數(shù)看，該地區(qū)受到 Pb、Cd、Cr和 Zn等 4種重金屬?gòu)?fù)合污染，以廣西土壤背景值為標(biāo)準(zhǔn)綜合污染指數(shù)平均為190.54，以國(guó)家環(huán)境質(zhì)量二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)綜合污染指數(shù)平均為70.56。說(shuō)明礦區(qū)土壤污染極其嚴(yán)重。

表2 土壤重金屬污染單項(xiàng)和綜合污染指數(shù)

（三）礦區(qū)土壤修復(fù)方法

1.工程物理化學(xué)法

工程物理化學(xué)法是利用物理機(jī)械、物理化學(xué)等方法治理重金屬污染土壤的方法。在重金屬污染的初期，由于污染較集中，這種方法較為普遍，主要方法有電動(dòng)修復(fù)法、土壤沖刷法、原位土壤淋洗法、化學(xué)固化法等，見(jiàn)表3。

表3 工程物理化學(xué)法修復(fù)礦區(qū)土壤的比較

2.植物修復(fù)法

重金屬不同于一些有機(jī)物易自然降解，而是在土壤中長(zhǎng)期存留并富集?，F(xiàn)有的物理或化學(xué)修復(fù)方法有著價(jià)格昂貴、破壞被污染土壤場(chǎng)地結(jié)構(gòu)及土壤理化性質(zhì)的缺點(diǎn)。因此有人利用植物的超量吸收積累特性從污染土壤中“提取”重金屬，從而達(dá)到治理被重金屬污染土壤的目的，繼而形成植物修復(fù)技術(shù)。

也可以通過(guò)誘導(dǎo)植物超量積累，即植物本身不具有超量積累重金屬污染物的能力，但通過(guò)利用一些方法改變植物生長(zhǎng)環(huán)境，從而具有超量積累能力的植物富集重金屬污染物的方式?；蛘呃弥参锕潭?，植物的通過(guò)自身的新陳代謝活動(dòng)可改變土壤環(huán)境，加速和促進(jìn)重金屬轉(zhuǎn)化為低毒形態(tài)，降低生物毒害有效性。如植物枯落分解物、根系分泌物對(duì)重金屬的固定作用、腐殖質(zhì)對(duì)金屬離子的螯合作用等。

（四）礦區(qū)對(duì)農(nóng)作物種植的控制措施

復(fù)墾礦區(qū)土地的再利用是有效緩解國(guó)內(nèi)農(nóng)田用地緊張的方法之一。礦區(qū)復(fù)墾的土地不僅為當(dāng)?shù)氐霓r(nóng)戶提供了更多的種土地，同時(shí)也通過(guò)礦區(qū)土地的再利用恢復(fù)土壤的實(shí)用性和保護(hù)了當(dāng)?shù)氐V區(qū)生態(tài)環(huán)境可持續(xù)發(fā)展。有針對(duì)性恢復(fù)治理和改良，科學(xué)指導(dǎo)復(fù)墾種植，宜林、宜果或宜農(nóng)作物，提高生態(tài)系統(tǒng)的環(huán)境協(xié)調(diào)性、生態(tài)生產(chǎn)力和生態(tài)穩(wěn)定性。

1.出臺(tái)新的礦區(qū)環(huán)境治理政策

完善礦區(qū)土地復(fù)墾鼓勵(lì)政策，對(duì)土地復(fù)墾要因地制宜。在現(xiàn)行法規(guī)的基礎(chǔ)上，制定關(guān)于廢棄礦山土地復(fù)墾與環(huán)境治理的相應(yīng)法規(guī)，設(shè)立專項(xiàng)經(jīng)費(fèi)，對(duì)現(xiàn)正在開(kāi)采或即將要投入開(kāi)采的礦山要嚴(yán)格實(shí)施新防范和治理政策，從根本上解決礦山土地與環(huán)境治理的政策問(wèn)題。完善礦山治理稅收優(yōu)惠政策，利用稅收款項(xiàng)從資金和技術(shù)上幫助當(dāng)?shù)剞r(nóng)戶科學(xué)種植農(nóng)作物。支持鼓勵(lì)地方增加土地復(fù)墾數(shù)量，擴(kuò)大建設(shè)用地，充分運(yùn)用土地資本的運(yùn)作和政策支持，發(fā)展接續(xù)或替代產(chǎn)業(yè)。

2.運(yùn)用科學(xué)技術(shù)監(jiān)測(cè)農(nóng)作物種植

開(kāi)展土壤環(huán)境監(jiān)測(cè)，了解清楚土壤重金屬污染的基本情況和態(tài)勢(shì)。在農(nóng)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整時(shí)，把土壤重金屬污染情況作為重要依據(jù)加以綜合考慮，科學(xué)規(guī)劃農(nóng)作物生產(chǎn)基地，開(kāi)展土壤安全的預(yù)警研究工作，分析土壤重金屬污染的變化趨勢(shì)。采取科學(xué)生產(chǎn)管理方式，大力提倡使用生物肥料，制定詳細(xì)的農(nóng)作物定期檢測(cè)項(xiàng)目，根據(jù)長(zhǎng)期的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)和土壤改良情況有效調(diào)整農(nóng)作物種植的品種。

3.農(nóng)業(yè)生態(tài)修復(fù)

改變耕作制度，科學(xué)調(diào)整農(nóng)作物品種，種植不進(jìn)入食物鏈的植物，防止重金屬通過(guò)食物鏈中而危害人們的健康安全。在受污染的農(nóng)田中，可以選種棉花、花卉、苗木等非食用作物。選擇能降低土壤重金屬污染的化肥，或增施能夠固定重金屬的有機(jī)肥等措施，來(lái)降低土壤重金屬污染。

4.營(yíng)造多樣、和諧的生態(tài)景觀

在礦區(qū)廢棄地的復(fù)墾治理中，不要為了種植農(nóng)作物而片面追求造田造地，對(duì)于生態(tài)破壞嚴(yán)重和受污染嚴(yán)重的露采老礦區(qū)，一般不適宜農(nóng)作耕種，生態(tài)恢復(fù)、植被重建是其生境再造的核心，同時(shí)也是恢復(fù)和重建業(yè)已退化的生態(tài)系統(tǒng)的基礎(chǔ)。根據(jù)礦區(qū)復(fù)墾土壤及其植物被污染受損狀況，對(duì)于已遭受重金屬元素較嚴(yán)重污染毒害的局部區(qū)域，可發(fā)展種植經(jīng)濟(jì)林或其它固土復(fù)綠植被為主。

（五）結(jié)語(yǔ)

目前，國(guó)內(nèi)很多礦區(qū)都存在土壤重金屬含量超標(biāo)的問(wèn)題，不僅危害當(dāng)?shù)鼐用竦慕】蛋踩绕湓诠I(yè)發(fā)達(dá)和人口密集的城市，被重金屬污染的農(nóng)作物問(wèn)題尤為突出。因此，系統(tǒng)、全面地開(kāi)展土壤重金屬污染的調(diào)查和研究，制定合理、有效的防治措施，降低土壤的重金屬含量已迫在眉睫。必須要采取一系列的措施并出臺(tái)相關(guān)政策來(lái)控制礦區(qū)重金屬污染及復(fù)墾后對(duì)農(nóng)作物的污染問(wèn)題，因地制宜，科學(xué)管理和監(jiān)測(cè)，調(diào)整種植結(jié)構(gòu)，改變土地的用途，避免片面追求礦區(qū)土地復(fù)墾量，這不僅是對(duì)發(fā)展我國(guó)經(jīng)濟(jì)有利，更是保證人民的身體健康。

[1]蔣先軍,駱永明.土壤重金屬污染的植物提取修復(fù)技術(shù)及應(yīng)用前景[J].農(nóng)業(yè)環(huán)境保護(hù),2000,19(3):179-183.

[2]龍新憲,楊肖娥,倪吾鐘.重金屬元素土壤修復(fù)技術(shù)研究的現(xiàn)狀與展望[J].應(yīng)用生態(tài)學(xué)報(bào),2002,13(6):757-762.

[3]馬往校,段敏,李嵐.西安市郊蔬菜中重金屬污染分析與評(píng)價(jià)[J].農(nóng)業(yè)環(huán)境保護(hù),2000,19(2):96-98.

[4]Moles N R, Smyth D, Mather C E, Beattie E H, Kelly M.Dispersion of cerussite-rich tailings and plant uptake of heavy metals at historical lead mines near Newtownards,Northern Ireland[J].Applied Earth Science,2004,113:21-30.

X53

A

1008-1151(2011)04-0108-02

2011-01-01

于皓，男，吉林四平人，防城港市環(huán)境監(jiān)測(cè)站助理工程師，從事環(huán)境工程、環(huán)境評(píng)估及相關(guān)環(huán)保研究。