大气沉降对土壤和作物中重金属富集的影响及其研究进展

环境修复网讯:近年来，强烈人为活动，如工业生产、快速城镇化、高强度农业利用、矿山开采与冶炼等，已经导致我国部分区域重金属污染日趋严重。农田土壤重金属污染严重影响了我国居民的“菜篮子”和“米袋子”安全，准确识别农田土壤重金属污染来源及其贡献是开展重金属污染防控的前提。由于近地表降尘含量和降尘中所包含的重金属含量均表现出逐年增加的趋势，大气沉降已经被认为是区域土壤重金属的重要来源。虽然越来越多的研究开始认识到大气沉降是土壤和农作物重金属积累的重要原因，但对我国大气沉降中重金属的来源、时空分布以及大气沉降对农田土壤和作物中重金属富集的影响研究仍相对滞后。

本文通过系统总结我国农田生态系统重金属的来源与污染现状，分析大气沉降中重金属的来源及时空分布特征，探讨大气沉降对土壤和作物中重金属富集的影响及其贡献，进而提出下一步研究建议与展望。

重金属进入农田土壤主要有自然来源和人为活动两个途径。在自然因素中，主要受成土母质和成土过程的影响；在人为活动因素中，主要包括工业排放、大气沉降、肥料和农药施用、灌溉等。目前我国部分地区，如西南、华中、长江三角洲及珠江三角洲等区域土壤重金属污染形式严峻，究其原因主要有以下两点：一是快速的工业化和城镇化过程增加了重金属的排放；二是快速增长的人口加大了对粮食的需求，高强度的农业生产活动加重了土壤重金属的积累。

人为活动产生的重金属进入大气后，受多种自然和人为因素及环境保护政策等综合因素的影响，导致大气沉降中的重金属具有明显的时空分异特征：从时间分异来看，大气重金属含量呈现出冬季高于其他季节，供暖期高于非供暖期的特点；从空间分异来看，工业发达地区较高，燃煤为主的城市高于其他城市，城区高于郊区及远郊地区。

我国不同地区夏季和冬季大气中重金属含量

近年来，不同国家通过重金属调查清单的方法来定量分析农田土壤重金属的主要来源及输入通量。结果显示，欧美国家肥料和农药的施用以及灌溉是导致农田土壤重金属累积的主要原因；而我国，通过大气沉降进入农田土壤中的重金属已经成为部分区域农田土壤重金属的最主要输入方式。

我国不同区域大气沉降中重金属的输入通量

大气沉降不仅会导致土壤重金属含量上升，也会对农作物造成直接和间接的影响。大气中的重金属不仅可以经作物间接从土壤吸收进入体内，也会直接通过气孔进入作物细胞，在细胞壁、液泡中积累。当含量过高时就会损伤叶绿体功能从而影响作物正常的光合作用，从而引起作物重金属超标风险，影响作物产量和品质，不利于农业安全生产。

未来的研究应将传统分析方法与空间和地统计技术、多元同位素示踪技术、数学模型模拟等多种技术手段相结合，在区域尺度和田间自然条件下开展土壤-作物-大气系统重金属循环过程的研究，为区域农田重金属污染防控和环境管理提供科学依据和决策支撑。

原标题:大气沉降对土壤和作物中重金属富集的影响及其研究进展