农田土壤重金属污染修复下的土地整理工程设计研究_邓鹏.pdf

2023年第1期新 疆 有 色 金 属农田土壤重金属污染修复下的土地整理工程设计研究邓鹏（丰县土地整理中心，江苏丰县 221700）摘要：在我国社会发展进程中，对农田的重视度正在不断提升，农田土壤重金属污染在近年来受到了社会各界的广泛关注。因为农田土壤的土壤类别较为特殊，修复工作的实施和开展相对困难，所以说，农田土壤重金属污染修复是农业发展所面临的巨大挑战。本文主要分析农田土壤重金属污染修复下的土地整理工程设计与技术，希望可以为相关人士提供参考和借鉴。关键词：农田土壤；土壤污染；重金属污染；修复技术；土地整理在工业化与城市化快速发展的背景下，土壤重金属污染问题不断加剧，针对于土壤重金属来源来讲，主要为污水灌溉与大气沉降以及农资施用等，一旦还有重金属结构的物质进入到土壤中，那么就会对土壤造成污染。另外，在农业生产活动中，如果使用不合理的农资用品，也会增加土壤中的重金属含量，重金属不容易降解且具有隐蔽性特点，不仅会影响到农作物生长，还会对人体健康带来极大的危害。1 我国农田土壤重金属来源1.1 污水灌溉针对于我国水资源短缺现象的改善来讲，污水灌溉方式虽然能够缓解这一现象，但需要注意的是，借助污水灌溉的农田特别容易出现重金属含量超标问题，会增加农田土壤中镉、汞、铜等重金属含量，随后在不断向下递减的基础上就会增加污染源的积累1。1.2 大气沉降大气沉降下的农田土壤重金属污染主要来源即为自然因素与人为因素，其中人为因素较为明显，人口密度与土地利用率的提升以及重工业发展都是关键要点，相关数据显示，北方地区农田土壤中的镉、汞、铜等元素沉降输入占比总量相对较大。1.3 农资施用农药与化肥以及地膜等农资用品虽然对农业发展有着一定的帮助，可以促进农作物生长，但长时间不科学施用则会对环境造成极大的污染，因为部分农药中内含镉、汞、铅等重金属，其中磷肥是含有重金属最高的肥料类型，而地膜生产阶段会有镉与铅等热稳定剂，其是土壤重金属污染问题增加的关键要素之一2。2 我国农田土壤重金属污染修复存在的常见问题2.1 对重金属复合污染修复技术的研究薄弱当前，农田土壤污染基本上都是重金属复合污染，但需要注意的是，技术探索依然停留在修复单一的重金属污染，研究成果与实际情况两者之间的融合度相差较大，进而导致各类修复技术的效果普遍较差3。2.2 尚未发挥出土壤自我修复能力农田土壤具有较强的自我修复能力，能够借助吸附与迁移等方式来降减少重金属的可迁移性与生物可利用性。在近年农田土壤修复中，修复技术没有全面考量土壤的自我修复能力，进而出现了过度修复这一现象。2.3 修复方案的合理性较差在构建农田土壤修复方案之前，需要对农田土壤的实际污染情况进行细致分析，这样才可以确保制定的修复方案和修复技术更加科学有效。但因为受到各种因素的限制和影响，例如成本因素，诸多农田土壤修复项目在实施之前的调查都不够细致，进而造成调查结果与农田土壤污染实际情况具有较大的差距，这样就会使最终修复方案不科学4。另外，因为土地整理与土壤修复相比较出现的时间较早，如果修复方案设计人员不熟悉土壤修复，那么就容易使其照搬其他修复模式，这样就会直接影响到农田后续利用。DOI:10.16206/ki.65-1136/tg.2023.01.0451082023年第1期新 疆 有 色 金 属3 农田土壤重金属污染修复下的土地整理工程设计与修复技术3.1 工程系统设计针对于农田土壤重金属污染修复下的土地整理工程设计来讲，因为土地整理与重金属污染修复两者之间是相互融合而成的，需要在土地整理的同时融入污染修复理念，不仅要重视农田土壤重金属污染评价，还需要依照不同污染程度与修复技术的适用性来确定相应的污染修复技术。在主体框架内根据土地整理的内容与特点来将土地整理和污染修复的兼容性进行分析，这样就可以形成以修复技术为核心的主体方案。在方案实施之后，应全面评价两者之间的效益，然后随之形成基于农田土壤重金属污染修复的土地整理系统，这样不仅可以强化农田土地的利用率，还可以提升农田土壤修复的有效性5。3.2 修复技术3.2.1 化学与物理化学修复技术（1）化学固化（稳定化）法在农田土壤重金属污染修复中，适当在土壤中添加固化剂与稳定剂不仅可以改善土壤的理化性质，还能够进一步降低土壤中重金属的生物有效性。其优势即为不会改变土壤结构、修复时间相对较短、操作方便，同时对大面积农田土壤的修复效果较为明显，但需要注意的是，稳定剂与固化剂的使用计量与单位成本应科学，这种方式是一种常见的修复技术，应用率已经达到了百分之七十左右。（2）土壤性能改良法农田土壤性能改良法可以改变重金属物质的化学形态，并且还可以降低重金属物质的水溶性、扩散性以及其在食物链中的不良物质传递等6。主要方式即为借助改良剂（石灰、离子桔抗剂、化学沉淀剂等）来实现，但需要注意的是，这种方式会破坏农田土壤中微生物系统，并且不正确使用还容易带来二次污染，可运用这种方式来处理小面积的重金属污染土壤区域。（3）电动修复法电动修复法是一种原位修复技术，可以直接选择已经被污染的农田来操作使用，操作方式即为插电极在土壤中，然后随之加入电流，这样就可以形成电场，借助电场效应就可以很好的驱动农田土壤中的污染物，让污染物迁移到电极区域内，最后将其进行清除处理。这种方式的优势即为成本低且效率高，并且处理也十分便捷，因此得到了广泛运用7。3.2.2 生物修复技术动植物与微生物的代谢对农田土壤中重金属具有固化、分离以及富集的作用，并且还可以改变重金属在农田土壤中的生物形态，这对于减少重金属对农田土壤的危害有着极大的帮助。下面主要分析动物修复技术与植物修复技术以及微修复技术：其一针对于动物修复技术来讲，即为在土壤中放置一些蚯蚓，其对于重金属具富集的作用；其二即为借助植物的忍耐与超量积累等能力来聚集重金属；其三即为借助农田土壤中的各类微生物来吸附重金属。不论运用那种方式，目的都是降低农田土壤中的重金属含量。动物修复可以强化农田土壤的通气性与透水性，可以使被污染的土壤快速恢复自身生态功能；植物修复技术有利于降低农田土壤中重金属物质的流动性；微生物修复技术则主要是借助微生物的氧化还原作用与淋滤作用来降低重金属对农田土壤的污染度8。3.3 污染农田土地整理的综合效益评价污染农田土地整理综合效益评价主要是由污染修复效益评价与土地整理效益评价组成的，在过程中可以运用层次分析法并从社会、经济以及生态三个层面来对十项指标（耕地面积、作物单产、人均年纯收入、土地利用率、道路通达性、居民支持率、Cu超标面积、Zn超标面积、Pb超标面积、污染修复率）进行分析，在实施完成之后可以全面提升农田土壤各项指标，既提升了农作物单产和人均年收入，还保障农田环境达到了预期效果。4 未来展望当前，我国对农田土壤重金属污染修复技术的研究依然处在不断探索和实践阶段，缺乏相对成熟且成功的技术集成、工程化实践及推广。想要做好农田土壤重金属污染治理工作，不仅要控制土壤污染因素，还需要进一步加大环保监督与环保问责，最为重要的是应加强对农田土壤修复技术的探究与探索。（1）在农田土壤重金属修复工作中，与以往传统的修复技术相比较，生物修复技术的优势和价值相对明显。因此，需要增加在超富集植物、土壤动物和高效富集微生物品种的开发和挖掘等方面的研究与探索，然后在这一基础上借助分子生物学与基因工1092023年第1期新 疆 有 色 金 属程以及生物技术来强化生物修复的可操作性。（2）农田土壤重金属污染具有多样化与复杂性以及区域化等特征，在特定农田土壤环境中，需要依照其真实情况并考量修复成本，然后再随之运用不同的修复技术，既要发挥出各类修复技术的协同效应和增效作用，还应确保修复效率最大化。（3）结合农田土壤重金属修复技术的经验来综合治理与控制农田土壤污染，积极推广成功的修复经验和修复技术，这样才可以促进农田产业实现可持续发展。（4）应构建适宜我国农田土壤重金属污染的修复规范和修复标准，健全农田土壤管理法律条例，特别是农田环境保护法与问责制度体系。5 结束语在我国农业发展进程中，农田土壤特别容易受到重金属污染，那么就会影响农作物生产，并且还会导致生态环境不断恶化，长此以往，人类生存环境也会遭受到威胁。所以，需要运用行之有效的方式来对农田土壤重金属污染进行修复，创新和完善修复技术，并且对土地整理工程进行科学设计，这样才可以确保农业健康稳定发展。参考文献：1黄迪，黄志红，孔辉，易浩，龙翔，杨燕群，肖惠宁.重金属污染农田土壤的稳定化修复技术及其修复实践研究J.中国农学通报，2021，37（08）:72-78.2罗启贵，重金属污染农田土壤安全生产与污染综合防控、修复技术研究与示范项目.四川君和环保股份有限公司，2020-10-21.3冯甦，农田重金属污染土壤生物富集与钝化阻控联合修复技术的应用与示范.四川大学，2020-06-04.4邓美华，朱有为，段丽丽，沈菁，冯英.农田土壤重金属污染“边生产边修复”综合防治技术模式解析J.浙江大学学报（农业与生命科学版），2020，46（02）:135-150.5袁巧丽，吕桂军，安凤秋，侯礼婷.开封市农田土壤重金属镉污染防控措施及修复技术浅析J.黄河水利职业技术学院学报，2020，32（02）:50-54.6周玉璇，龙涛，祝欣，王磊，孔令雅，李一平，石佳奇.重金属与多环芳烃复合污染土壤的分布特征及修复技术研究进展J.生态与农村环境学报，2019，35（08）:964-975.7岳耀权，杨宁，陈宁，杨延杰，王克安，温丹，孙凯宁.设施重金属污染土壤微生物修复技术研究进展J.山东农业科学，2019，51（07）:167-172.8吴平霄，功能化粘土复合材料修复珠三角重金属污染农田土壤技术开发.华南理工大学，2019-03-19.收稿：2022-11-11新疆有色集团获批成立战略金属产业创新研究院2022年12月5日，自治区工信厅发布 关于拟认定成立的新疆维吾尔自治区产业创新研究院的公示（第一批），新疆有色集团榜上有名，获批组建“战略金属产业创新研究院”。2022年10月，集团公司启动相关申报工作，期间努力克服疫情不利影响，通过申报书的编制及四次修改完善，同时吸取先进企业创新中心建设方案，最终定稿申报书并参与了线上汇报答辩。战略金属产业创新研究院是在自治区政府领导下，由新疆有色集团牵头，依托新疆有色金属研究所、新疆新鑫矿业股份有限公司、西部黄金股份有限公司等企业，会同新疆大学、中南大学、东北大学、矿冶科技集团有限公司、有研科技集团有限公司等高校、科研院所及企业集团共同组建，致力于打造“体系化、任务型、开放式”的创新联合体。“战略金属产业创新研究院”的成立，将促进各类创新要素向企业集聚，以产业创新为引领、以技术转化为重点、以人才培养为支撑、以校企合作为基础、以产研融合为桥梁，构建产业技术创新和研发成果转化体系，形成“产业创新、科研应用、人才培养”融合新模式，推动产业链、创新链、人才链的协同发展，全面提升自治区有色金属产业竞争力。（来源：新疆有色微平台 乔晶）110