农田重金属污染治理技术实施情况探究

农田重金属污染治理技术实施情况探究

张文涛

佛山市铁人环保科技有限公司   528000

摘要:农田重金属污染作为环境保护的焦点领域之一，越来越受到广泛关注。随着农业生产和工业化进程的不断推进，农田土壤中的重金属含量逐渐增加，给农作物和环境带来潜在的危害。因此，开展农田重金属污染治理技术的实施和研究显得尤为重要。本文将探讨农田重金属污染治理技术的应用情况，旨在为相关领域的研究和管理提供参考，以期降低重金属污染对农田生态环境和人类健康的影响。

关键词：农田；重金属污染；治理技术；实施情况

引  言

随着工业化和农业生产的不断发展，农田重金属污染问题日益突出。重金属污染不仅对农田土壤质量造成威胁，还可能通过农产品链进入人体，对人体健康产生潜在风险。因此，治理农田重金属污染已成为环保领域的重要任务之一。而为了解决农田重金属污染问题，就需要积极探索不同的治理技术，以此来有效减少和控制农田重金属污染的发生，促进农业可持续发展和食品安全。

1 酸碱调节

酸碱调节是一种常用的农田重金属污染治理技术，其原理是利用不同酸碱性物质的化学反应，改变土壤中的离子平衡和物质形态。改变土壤的pH值，一方面影响重金属元素的溶解度和电荷状态，另一方面也会改变土壤中各种离子和化学物质的竞争关系。通过调节土壤的酸碱度，重金属元素可以与土壤颗粒结合，形成难溶的或稳定的沉淀物，从而减少其生物有效性和迁移能力。

1.1 石灰中和

对于酸性土壤，通常使用石灰来中和酸性，提高土壤的pH值。石灰可以释放氢离子，中和土壤中的酸性物质，从而升高土壤的pH值。常见的石灰包括石灰石、石灰石粉和熟石灰。添加石灰后，土壤中的重金属元素会与石灰中的氢氧根离子结合形成难溶的沉淀物，减少其可溶性和生物有效性。

1.2 酸性添加剂

对于碱性土壤，可以使用酸性添加剂来降低土壤的pH值。酸性添加剂包括硫酸、盐酸和硝酸等，在适量使用的情况下，可以中和土壤中的碱性物质，降低土壤的pH值。通过降低土壤的pH值，可以使重金属元素更容易与土壤颗粒结合，减少其可溶性和迁移性。

1.3 醋酸处理

醋酸也常用于酸碱调节的方法之一。醋酸是一种酸性物质，可以降低土壤的pH值。将适量的醋酸加入受污染土壤中，降低土壤的碱性，从而减少重金属元素的可溶性和迁移性。

2 隔离和覆盖

隔离和覆盖也是一种常用的农田重金属治理技术，其原理是通过物理隔离和阻挡，减少受污染土壤与周围环境的接触及物质交换。这样可以降低重金属的迁移和生物有效性，减少重金属对土壤环境和植被的影响。此外，覆盖层还可以提供保护层，减少土壤蒸发和侵蚀，改善土壤结构和水分保持能力，有利于植被生长和土壤的自然修复。

2.1 土壤隔离

这种方法主要适用于高度污染的土壤，通过隔离受污染土壤与周围环境的直接接触，减少重金属的迁移和扩散。常见的土壤隔离方法包括建设墙壁、堤坝或挖掘土壤壕沟等，将污染源与周围土壤隔离开来。这样可以防止污染物的进一步扩散，并减少对地下水和表层土壤的污染。

2.2 覆盖层

覆盖层是一种在受污染土壤表面添加一层覆盖物的方法，以隔离重金属并保护土壤和植被。覆盖层可以是人工材料，如塑料膜、混凝土、人工湿地等，也可以是天然材料，如厚层土壤、有机质或植被等。通过添加覆盖层，可以防止重金属元素的接触和吸附，减少其迁移和生物有效性。

2.3 土壤表层剥离

这种方法通常适用于污染较浅的土壤层，通过将受污染的表层土壤去除，暴露新的无污染土壤，进而实现修复。剥离后的表层土壤可以进行后续处理或处理安全处置，而新暴露的无污染土壤可以重新种植农作物，促进土壤恢复和生态修复。

3 电动化学修复

农田重金属污染治理环节，还可以选择电动化学修复技术。该技术利用电流的作用和化学反应来改变土壤中重金属离子的迁移和形态转化。在电动化学修复过程中，将两个或多个电极通入土壤中，并通过外加电压源施加电流。这样，电子和离子会在电极和土壤之间相互移动，从而产生溶解、还原、氧化和沉淀等化学反应。

3.1 电化学氧化

在这一步中，通过施加正向电压，形成阳极并在阳极表面产生氧化剂。这些氧化剂（如氧气、溴离子、羟基自由基等）可以使重金属离子氧化成更可溶性的形式。重金属污染物一般以阳离子的形式存在于土壤中，因此，氧化反应的目的是将重金属离子转变为更容易迁移和去除的形式。氧化的过程中，重金属离子会被转化为氧化态，如氧化锌、氧化铁等。这样，重金属离子就转化为可溶性的氧化物形式，使其更易于被移除。

3.2 电化学还原

在这一步中，通过施加负向电压，形成阴极并在阴极表面产生还原剂。还原剂的作用是将重金属氧化物还原为不溶或低溶的形式。通过电化学反应，重金属离子从氧化态被还原为较不活性的形式，如金属元素、金属氧化物等。这样，通过还原反应可减轻重金属对土壤和植物的毒性，并降低其在环境中的迁移能力。

3.3 电化学稳定

在这一步中，通过调节土壤的物理化学性质来稳定重金属污染物，防止其再次释放。其中的关键点是调节电解质浓度、土壤含水量和pH值等。这些因素的调节对重金属的稳定化起到重要作用。例如，适当的电解质浓度可提供必要的反应离子，促进重金属的稳定化。土壤含水量和pH值的调节可以影响重金属的迁移和储存形式。在稳定过程中，重金属离子可以与土壤中的其他成分发生化学反应，形成稳定的沉淀物、水合物或矿物。这些固定形式可以降低重金属的可溶性，从而减少其对环境和生物的危害。

4 菌根菌共生修复

菌根菌共生修复是农田重金属污染治理的一种有效技术，利用植物与菌根菌之间的共生关系来提高重金属污染土壤的修复效果。菌根菌通过与植物根系形成菌根结构，延伸和增加植物根系的表面积，从而增强了植物对土壤中重金属的吸收能力。同时菌根菌能够产生一些有机物质，如螯合酸和胞外多糖，这些有机物质能够与重金属形成络合物，减少重金属的活性和毒性，从而降低重金属对植物的伤害。菌根菌还可以能够促进植物的生长和营养吸收，并增强其对逆境（如重金属胁迫）的耐受性。

4.1 问题诊断和选址

首先，在农田重金属污染治理之前，需要进行问题诊断和选址工作。通过采集土壤和植物样品，进行重金属污染源分析和污染程度评估，确定污染程度和类型，以及植物对重金属的敏感性。

4.2 菌根菌筛选和培养

根据问题诊断结果，选择适合的菌根菌种。这些菌根菌种应具有耐重金属能力、促进植物生长的能力等特点。通过实验室培养和筛选，获得高质量的菌根菌种。

4.3 菌根菌接种和植物选择

在选定的治理区域内，选择适合的植物作为菌根菌的宿主植物。这些植物应对重金属具有一定的耐受性，并能与菌根菌形成稳定的共生关系。在种植植物的同时，将培养好的菌根菌种接种到植物的根系中，建立菌根菌共生关系。

4.4 菌根菌接种和种植操作

在适合的季节和气候条件下，进行菌根菌接种和植物种植操作。在植物移栽时，将菌根菌种均匀地分布在植物的根系区域，使其与植物的根系充分接触，形成菌根共生关系。

5 总结

总而言之，社会发展离不开农业的支持。而当前，农田面临着严重的重金属污染问题，影响着农产品的食用安全。对此，就需要合理选择及应用农田重金属污染治理技术，以此来有效解决重金属污染问题，保障农业的健康、可持续发展。

参考文献 

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