土壤重金属污染农业生态论文

近年来，随着城市化和工业化的发展，工业废水、废气和废渣的排放量增加，固体废弃物处理不善，农业自身污染的加剧，致使全球农田土壤中重金属含量迅速增加，部分农田土壤重金属污染状况严重。作为一个农业大国，我国部分耕地和很多城市近郊农田都受到了不同程度的重金属污染。农田土壤的重金属污染是随着化学农药与化肥的使用进入环境，污染土壤。当前，我国大约超过六分之一的耕地被重金属污染，其中Cd、As、Pb、Hg、Zn等重金属污染的耕地达2000×104t，这也造成每年因重金属而被污染的粮食超过1200×104t，粮食减产约1000×104t，既不利于我国粮食的安全，也会严重威胁人体健康，造成大量经济损失，农田土壤重金属污染的治理迫在眉睫。本文关于农田土壤重金属污染中农业生态修复技术的应用探讨具有了深刻的现实意义和政策指导作用。

1科学实施秸秆还田

秸秆还田就是利用土壤微生物分解秸秆，生成腐殖质类物质，丰富土壤有机含量，改善土壤紧实板结性状，并对土壤的水肥气热等生态条件进行改善，提高其微生物的生物量，增加土壤酶的活性，让农作物根系有更好的土壤环境［1］。还田的秸秆能够明显影响重金属的环境行为，转变生物的有效性。腐熟分解秸秆可以产生氨基酸、胡敏酸等有机酸，甚至还富含糖类与硫杂环化合物，可与金属氧化物、矿物金属离子形成络合反应，进而产生化学及生物稳定性不同的金属有机络合物。当土壤重金属形态被改变后，其生物有效性也降低了，重金属对土壤及农作物的毒害也会减少。秸秆还田对两种镉污染土壤pH值就很好的提升作用。酸性土中pH值上升可以让土壤里的镉更稳定，降低它的生物有效性。另外，在秸秆还田中再施有机(无机)肥能够让土壤里的动植物与微生活活性更高，并使其分泌胞外酶，提高土壤酶的活性，使有机物质化更明显，最终土壤有机碳含量随土壤养分含量的增加而增加，实现作物增产。不过，新鲜秸秆腐熟时会带来很多有机酸，能毒害作物根系，所以还需要加入适量的石灰，即根据Ca(OH)2+H2SO4=CaSO4+2H2O或者Ca(OH)2+2HCI=CaCI2+2H2O这两种熟石灰改良酸性土壤的化学方式中和有机酸。要注意的是这些秸秆应该来至于没有重金属污染的地区，目的是避免秸秆中的重金属加剧土壤污染。

2合理调整种植制度

通过调整作物种类改变种植制度可以有效降低重金属的危害。在那些污染严重不宜中粮的地方，可以种植苗木花卉;反之，则种植重金属污染承受力较强的作物，最大限度减少重金属通过农作物吸收对人体造成的危害。植物生理学因种类不同而不同，故而吸收重金属的效应也不一样。按照作物的重金属吸收效应的不同特征以及土壤重金属污染程度来选择作物进行种植，不仅能够让农产品不会受土壤重金属的大面积污染，还能有效利用被污染的农田［2］。比如，有的复垦场地红豆不会像小麦水稻那样受重金属污染，所以针对这种情况改变耕作制度，把红豆作为先锋植物;又比如在含镉100kg/kg的土壤中改种苎麻，三年后土壤镉含量平均降低26.4%。和一般作物相比，种植对重金属富集较弱的作物，能使被污染的农田蔬菜镉含量降低幅度最高达80%，蔬菜的产量也会进一步提高。

3控制土壤水分

土壤氧化还原对重金属活性有很大影响，有的金属会根据氧化还原情况显示出不一样的毒性与迁移性。例如As5+毒性高于As3+，Cr6+毒性高于Cr3+。氧化土壤里的As3+经由氧化成为As5+，降低了其生物有效性与迁移性。Cr3+经由氧化变成Cr6+，生物有效性及迁移性提高，对生物和人的健康风险也不断提高。土壤氧化还原状态的控制主要受土壤水分影响，控制土壤水分能够降低重金属危害。还原中的土壤的很多重金属都有硫化物沉淀，使重金属的生物有效性与迁移性降低。水田灌溉过程中，水层覆盖造成还原性环境，SO2－4经过还原变成S2－，重金属变成硫化物沉淀且溶解性不高。所以，对土壤氧化还原的情况以灌溉等方式来调节，更有助于把土壤———植物系中的重金属进行迁移，降低其危害。

4合理使用农肥

农业生产中经常会使用化肥与农药，这也是土壤重金属污染的重要原因。因此，必须科学指导农民使用化肥与农药，通过调查土壤肥力，利用测土配方施肥，并合理使用农药，确保在提高土壤肥力的同时又强化作物的防病害能力，使土壤中重金属的环境行为得到有效调控。比如氮肥因形态不同，对土壤吸附解吸重金属的影响则不一样，植物吸收NH+4和NO－3时，根系会分泌不一样的离子，吸收NH+4－N时造成H+分泌，使根际周围酸化;而吸收NO－3－N时植物则会分泌OH－，使得根际环境碱化。很多重金属污染土壤可以通过施放硝态氮肥降低重金属迁移与生物毒性。有机肥的施放不但让土壤有机质提高，还吸附或者络合固定土壤里的重金属，使重金属毒性与生物有效性变低。也可以在土壤中施用有机肥从而提高土壤中重金属的活性，增加重金属的环境风险。

5结语

总的来说，对于农田土壤的重金属污染问题，我们必须科学选择修复技术。本文所选取的农业生态修复技术中的科学实施秸秆还田、合理调整种植制度、控制土壤水分、合理使用农肥等措施具有典型的代表性，其投资小，修复简便，值得推广。在日常农事中利用农业生态修复技术改变土壤重金属问题，必须实事求是地结合当地的农田土壤情况来选择，也只有这样才能更好地降低重金属对农田土壤的危害，实现农业的健康发展。

作者：张燕 山单位：东省泰安市岱岳区环境保护局