重金屬與農(nóng)藥污染的農(nóng)業(yè)土壤脫毒過程分析

李現(xiàn)彪

（安陽市農(nóng)業(yè)科學(xué)院，河南　安陽　455000）

重金屬與農(nóng)藥污染的農(nóng)業(yè)土壤脫毒過程分析

李現(xiàn)彪

（安陽市農(nóng)業(yè)科學(xué)院，河南安陽455000）

近年來，農(nóng)業(yè)土壤環(huán)境的污染和破壞十分顯著，究其原因，主要是受到各地重金屬企業(yè)與農(nóng)藥噴灑所致。因此，對(duì)于土壤的有效脫毒成為了當(dāng)下農(nóng)業(yè)部門勢(shì)在必行的工作。但是，其脫毒過程存在很大的難度性和復(fù)雜性，需要相關(guān)部門采用科學(xué)的脫毒措施，才能保證土壤的質(zhì)量。基于此，對(duì)重金屬與農(nóng)藥污染的農(nóng)業(yè)土壤脫毒過程進(jìn)行詳細(xì)的分析。

重金屬；農(nóng)藥污染；農(nóng)業(yè)土壤；脫毒過程

土壤是萬物之源的根本所在，是人們賴以生存的物質(zhì)基礎(chǔ)，其有著無可替代的作用，同時(shí)也是不可再生的自然資源。隨著近年來社會(huì)的飛速發(fā)展，很多地區(qū)的農(nóng)業(yè)土壤均受到不同程度的污染和破壞，究其原因，都是因?yàn)槿藶槭韬鏊鶎?dǎo)致。其中，最為關(guān)鍵的污染源就是重金屬和農(nóng)藥的污染。因此，相關(guān)部門必須致力于土壤的有效脫毒，利用先進(jìn)的脫毒方法，并對(duì)脫毒全過程進(jìn)行著重的分析，進(jìn)一步了解農(nóng)業(yè)土壤這一寶貴資源的自我凈化功能和污染物脫毒能力，為保證農(nóng)產(chǎn)品安全質(zhì)量提供可靠的研究途徑［1］。

1　吸附脫毒過程

1.1重金屬吸附脫毒過程

重金屬對(duì)土壤有著很嚴(yán)重的危害，要想獲得理想的脫毒效果，就要采取非專性吸附脫毒和專性吸附脫毒2種解決方式。其中，非專性吸附脫毒主要是依靠靜電引力和熱運(yùn)動(dòng)平衡來達(dá)到脫毒效果，也就是通過土壤膠體表面與離子產(chǎn)生的庫倫引力來將所吸附的重金屬隔離開來。這種庫倫引力的最大特征就是被吸附的離子以水化離子的形態(tài)被吸持，其與所吸附的點(diǎn)位之間缺少一定的電子元素，大部分都是被水元素所占據(jù)或隔離。當(dāng)土壤膠體表面的pH值偏高時(shí)，重金屬中的正二價(jià)銅離子就會(huì)發(fā)生水解變化，并隨著氫離子濃度而釋放，從而有效地降低重金屬中銅離子的交換性能。而專性吸附脫毒也可稱作配位體交換脫毒，其主要脫毒來源是依靠土壤羥基化表面中存在的變電荷。在其配位吸附脫毒時(shí)，金屬中的陽離子會(huì)結(jié)合土壤中鐵、鋁、錳、硅等氧化物及水合物或有機(jī)質(zhì)，使之形成重要的土壤組分，有效隔離所吸附的金屬物質(zhì)。同時(shí)，硅酸鹽較重的層狀礦物也可以對(duì)陽離子形成相應(yīng)的脫毒因素，使其銅離子密度降低，從而實(shí)現(xiàn)重金屬脫毒的科學(xué)性和時(shí)效性［2］。

1.2農(nóng)藥吸附脫毒過程

農(nóng)藥對(duì)于土壤環(huán)境的污染，直接影響到農(nóng)藥解毒的質(zhì)量。為了更好地完成農(nóng)藥在土壤中的吸附脫毒過程，首先就要考慮土壤理化特性、農(nóng)藥的分子化學(xué)結(jié)構(gòu)和氣候等多種因素對(duì)脫毒過程所產(chǎn)生的影響。吸附脫毒的技術(shù)原理較為復(fù)雜，其包括氫鍵、電荷轉(zhuǎn)移、共價(jià)鍵、范德華力、配體交換、疏水吸附和分配等多種作用力，并且這些特質(zhì)常常在同一時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生，只是往往被其他機(jī)制所占據(jù)，表現(xiàn)的不是很明顯。農(nóng)業(yè)土壤中的有機(jī)質(zhì)一旦與農(nóng)藥相結(jié)合，就會(huì)在一定程度上降低農(nóng)藥的生物活性和生態(tài)毒性。因?yàn)橥寥烙袡C(jī)質(zhì)中的各種組織結(jié)構(gòu)可以形成憎水微環(huán)境，為疏水性農(nóng)藥提供很大的吸附空間，而疏水分配會(huì)在不影響土壤酸堿度的同時(shí)完成整個(gè)脫毒過程。天然有機(jī)質(zhì)包括玻璃態(tài)和橡膠態(tài)2種有機(jī)區(qū)域，其中吸附在橡膠態(tài)區(qū)域內(nèi)的污染源被稱作線性吸附，其實(shí)是按照Fick擴(kuò)散定律來吸附的。而玻璃態(tài)區(qū)域中的吸著點(diǎn)卻是種類繁多，其主要污染源是稀溶液中有機(jī)污染物，這種吸附物的吸附原理完全是無規(guī)則的吸附動(dòng)態(tài)，被稱作非線性吸附，這是因?yàn)椴ＡB(tài)中的高分子化合物可以利用雙重吸附脫毒方式來抵抗污染物的污染，而孔洞填充則是影響非線性等溫線和偏離Fick定理的主要關(guān)鍵因素。另外，土壤有機(jī)質(zhì)還可利用自身的多重功能與農(nóng)藥形成氫鍵反應(yīng)，以此來達(dá)到吸附脫毒的效應(yīng)。因?yàn)闅滏I可以有效促進(jìn)非離子型極性有機(jī)物與黏土礦物質(zhì)的吸附作用，從而實(shí)現(xiàn)農(nóng)藥脫毒的徹底性和準(zhǔn)確性［3］。

2　降解和轉(zhuǎn)化脫毒

2.1非生物降解脫毒

非生物脫毒過程中最重要的脫毒方式就是水解脫毒，其包括2種反應(yīng)過程，一種是由土壤中的酸堿催化所產(chǎn)生的反應(yīng)，另一種是由土壤組分的吸附催化所產(chǎn)生的反應(yīng)。通過水解脫毒，可以使農(nóng)藥中的各分子結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，降低其毒性功能，從而為非生物降解脫毒帶來很大的益處。其次是利用光解脫毒方式來實(shí)現(xiàn)非生物降解脫毒的效果。其主要是采用太陽光線的強(qiáng)度來分解農(nóng)藥中的各分子結(jié)構(gòu)，從而徹底清除土體表面所殘留的農(nóng)藥物質(zhì)。

2.2生物降解脫毒

生物降解脫毒主要包括微生物降解脫毒、環(huán)境降解脫毒及土壤酶學(xué)脫毒3種方式。其中，微生物脫毒是最為有效的方式之一，因?yàn)槠渚哂休^強(qiáng)的遺傳變異功能和繁殖速度，能夠適應(yīng)任何外界條件，并能促進(jìn)各種能量的利用，如酶促方式、共代謝降解方式等能量。而環(huán)境降解脫毒，主要是根據(jù)實(shí)際土壤環(huán)境，將土壤中的各種組分有機(jī)結(jié)合，形成具有生物、物理、化學(xué)等綜合功能的生態(tài)系統(tǒng)，可以有效防止污染物的侵襲，為農(nóng)作物產(chǎn)品提供有利的防護(hù)屏障。此外，土壤酶學(xué)脫毒主要是利用土壤酶這種具有高度催化作用的蛋白質(zhì)，來降解農(nóng)藥的分子結(jié)構(gòu)。因?yàn)槊傅幕钚允指?，可以直接影響土壤的生化?qiáng)度和方向，充分凈化土壤中的各種農(nóng)藥殘留的成分，為保證土壤脫毒質(zhì)量創(chuàng)造良好的凈化條件［4］。

3　結(jié)語

重金屬與農(nóng)藥污染，是目前我國(guó)農(nóng)業(yè)部門最為關(guān)鍵的研究課題。為了保證農(nóng)業(yè)土壤的質(zhì)量，促進(jìn)農(nóng)作物的有效成活，必須進(jìn)行農(nóng)業(yè)土壤的脫毒，采取行之有效的脫毒方式，利用各種自然資源，如水解、光解、土壤環(huán)境等，徹底地將農(nóng)藥和重金屬污染源消除在萌芽之中，從而打造綠色、健康的農(nóng)業(yè)土壤環(huán)境，為農(nóng)業(yè)的長(zhǎng)期發(fā)展打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

［1］于穎，周啟星.重金屬與農(nóng)藥污染的農(nóng)業(yè)土壤脫毒過程研究進(jìn)展［J］.生態(tài)科學(xué)，2015（1）：28-30.

［2］于穎.銅-農(nóng)藥污染的土壤生態(tài)化學(xué)脫毒行為研究［D］.沈陽：中國(guó)科學(xué)院沈陽應(yīng)用生態(tài)研究所，2004.

［3］張臘梅.肥料農(nóng)藥和重金屬對(duì)紫色水稻土微生物特性的影響［D］.重慶：西南大學(xué)，2007.

［4］李元吉.我國(guó)土壤重金屬污染法律規(guī)制研究［D］.咸陽：西北農(nóng)林科技大學(xué)，2015.

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1674-7909（2016）20-88-2