农田重金属污染原位阻控技术应用研究进展

北极星环保网讯:随着工业化与城市化进程的加快，全国土壤环境状况总体不容乐观，部分地区土壤污染较重，耕地土壤环境质量堪忧，工矿业废弃地及其周边农田土壤环境问题突出，对农产品质量安全和民众身心健康产生潜在威胁，在一定程度上影响社会稳定发展。修复土壤重金属污染，恢复土壤生态功能，保障食物安全和农业的可持续发展，成为当前农业环境领域的重大问题。

一、我国土壤和农产品重金属污染现状

我国土壤重金属污染面广，流域性和区域性明显。《全国土壤污染状况调查公报》显示，长江三角洲、珠江三角洲、东北老工业基地等等部分区域土壤污染问题较为突出，西南、中南地区土壤重金属超标范围较大;镉、汞、砷、铅4 种无机污染物含量分布呈现从西北到东南、从东北到西南方向逐渐升高的态势。耕地土壤点位超标率高达19.4%，高于全国土壤总超标率，主要无机污染物为镉、镍、铜、砷、汞等。耕地土壤重金属污染已导致我国多地出现粮食作物特别是大米重金属超标现象较为突出，以Cd的膳食风险最高。2007年，对华东、东北、华中、西南、华南和华北6个地区县级以上市场随机采购的91个大米样品中Cd 含量超标率达10 %左右，70%的大米潜存着Cd 食物暴露风险问题。2010年，湖南省各地市场购买的112个大米样品中，Pb和Cd的超标率达21%。2012年，广东省27 个水稻品种243 份稻米样品中，稻米Cd 超标率为11.11%，Pb 超标率为7.41%， Cr 超标率为3.70%。2013年，福建省1458 份稻米样品中，Cd的超标率为5%左右，但通过食用大米途径对普通人群带来Cd危害的概率约分别为8.67%;2014年，云南省1950份大米样品中，Cd的超标率仅为2.5%，但Cd危害的概率为6.23%。近年来，土壤重金属污染呈现出复合污染趋势，问题越来越严重。因此，及早实施重金属污染土壤的修复治理，可解决因受重金属污染而产生的农产品质量安全问题和土壤环境质量恶化问题。

十二五期间，根据农业部统一部署安排,全国范围内开展并完成了农产品产地土壤重金属污染防治普查工作。结果显示，我省农产品产地土壤重金属污染形势不容乐观。2017年，我省启动土壤污染状况详查工作，以进一步摸清土壤污染底数，查明我省耕地土壤污染分布、污染程度和污染源头，对受污染耕地实施风险评价、等级划分和精确管控，从源头保障农产品质量安全。

二、农田土壤重金属污染原位阻控技术的应用现状

随着“砷毒”、“血铅”、“镉米”等事件的频发,重金属污染成为最受关注的公众事件之一，中央财政对全国重金属污染治理修复给予了大力支持，我国土壤污染修复技术、产品及装备体系发展迅速，从降低植物对重金属吸收的角度，研发形成一系列安全、低成本的原位修复技术及产品，对改善和维护污染区域农产品质量安全和民众健康起着重要的推动作用。

1、营养调控修复技术

植物体内营养元素与重金属间的相互作用较为复杂。30年多来，国内外许多学者对两者之间的相互作用进行了较为广泛的研究，已有研究表明，合理施用钙、镁、锌、硅、铁、硒、氮、磷、钾及稀土元素等可增强植物抗逆性、降低重金属的迁移转化，在一定程度上可缓解农作物受重金属胁迫的影响，降低农作物对重金属的吸收累积，其机制主要包括重金属与阳离子营养元素间的拮抗作用、改善农作物体内酶系统和代谢过程及调节土壤根际微环境等。通过大量的肥料选择施用及验证，研发了消减农作物重金属含量的功能复合肥和钝化土壤重金属活性的修复专用肥料，创新集成了以养分运筹为核心的营养调控修复技术。目前，该技术在珠三角珠江流域、湖南省湘江流域、广西环江流域及长三角太湖流域等轻度污染农田均有研究应用，对于轻度污染农田的持续安全利用具有重要意义。

2、原位钝化修复技术

施用钝化材料、降低土壤重金属活性是实现重金属污染农田安全种植的重要途径之一。钝化材料可分为无机、有机及无机-有机复合材料三大类，它们的性质结构、对目标重金属元素的选择及钝化机理不同。目前，常用的钝化修复剂主要包括硅钙物质、黏土矿物、金属氧化物、含磷材料、有机物料、生物炭及新型材料等，其作用机制主要包括调节土壤理化性状、与重金属发生沉淀、吸附、络合、氧化-还原等反应。施用钝化物料虽然不能彻底清除土壤中的重金属，但成本低、见效快、对土壤破坏小，能在一定时期内不同程度地固定土壤重金属，抑制其危害性，不失为在现阶段控制土壤重金属进入食物链的一种实用修复技术，适合于我国大面积轻中度重金属污染农田。

随着原位钝化修复技术研究的深入，钝化修复剂的研发成为科研院所和企业的研究热点。全国各地职能部门也投入大量资金，先后组织科研和企业力量在湖南、湖北、广东、广西、江苏、河南、安徽、江西、云南等建立了多个修复试验示范工程，对不同钝化修复材料进行田间验证试验和应用示范，取得较好成效。近十年来，关于钝化修复剂的发明专利申请数量呈逐年上升趋势，授权数量也逐年增加，已有多种钝化修复剂产品推向市场，其修复效果得到越来越多人的认可。

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