土壤農(nóng)藥污染的危害及修復(fù)技術(shù)

邢獻(xiàn)予

（遼寧生態(tài)工程職業(yè)學(xué)院 遼寧 沈陽(yáng) 110101）

我國(guó)是農(nóng)業(yè)大國(guó)，也是農(nóng)藥生產(chǎn)使用大國(guó)。農(nóng)藥的使用可以減少病蟲(chóng)害的發(fā)生，大幅提高作物產(chǎn)量及品質(zhì)。但是，農(nóng)藥在使用過(guò)程中，僅有10%～20%的農(nóng)藥吸附在作物上，其余的農(nóng)藥漂浮在空氣中，最終會(huì)隨著大氣降水進(jìn)入土壤，對(duì)土壤造成嚴(yán)重的污染，已成為當(dāng)下亟待解決的問(wèn)題。因此，探討土壤農(nóng)藥污染的危害及修復(fù)技術(shù)十分必要。

1 土壤農(nóng)藥污染的危害

1.1 對(duì)生態(tài)環(huán)境的影響。在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中過(guò)量使用農(nóng)藥會(huì)破壞生態(tài)環(huán)境。在農(nóng)藥使用過(guò)程中，80%～90%的農(nóng)藥都進(jìn)入了土壤中，這就使土壤受到的農(nóng)藥污染最為嚴(yán)重。土壤中殘留的農(nóng)藥會(huì)改變土壤的物理化學(xué)性質(zhì)，造成土壤酸化，使土壤中的養(yǎng)分含量不均勻。此外，長(zhǎng)期過(guò)度使用農(nóng)藥還會(huì)使土壤中堆積大量重金屬，造成難以修復(fù)的重金屬污染。土壤中的污染物還會(huì)通過(guò)揮發(fā)、擴(kuò)散、遷移等途徑進(jìn)入大氣、水體和生物體中。因此，土壤的農(nóng)藥污染還會(huì)引起大氣污染、水污染等環(huán)境問(wèn)題，并影響土壤中動(dòng)植物的生存。

1.2 對(duì)農(nóng)作物的影響。農(nóng)用土地的主要用途是生產(chǎn)農(nóng)作物，而土壤中的農(nóng)藥殘留會(huì)通過(guò)作物的根系轉(zhuǎn)移到作物體內(nèi)，使作物中農(nóng)產(chǎn)品殘留量增大甚至超標(biāo)，嚴(yán)重影響農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量。

1.3 對(duì)人體健康的影響。土壤中的污染物會(huì)被農(nóng)作物吸收，并通過(guò)食物鏈的作用危害人體健康。此外，土壤中的污染物還會(huì)通過(guò)水、大氣等方式，對(duì)人體健康造成直接或間接的危害。

2 土壤農(nóng)藥污染的修復(fù)技術(shù)

2.1 物理修復(fù)技術(shù)。常見(jiàn)的土壤物理修復(fù)技術(shù)有土壤熱脫附技術(shù)、土壤氣相抽提技術(shù)、電動(dòng)修復(fù)技術(shù)、固化穩(wěn)定化技術(shù)等。

2.1.1 土壤熱脫附技術(shù)。土壤熱脫附技術(shù)是通過(guò)加熱將土壤中的水分和有機(jī)污染物分離出來(lái)。根據(jù)運(yùn)行溫度的不同，可以將該技術(shù)劃分為低溫?zé)崦摳郊夹g(shù)和高溫?zé)崦摳郊夹g(shù)，其中低溫?zé)崦摳郊夹g(shù)的運(yùn)行溫度為90℃～320℃，高溫?zé)崦摳郊夹g(shù)的溫度為320℃～560℃。在應(yīng)用中，根據(jù)污染物種類、待修復(fù)土壤特點(diǎn)以及修復(fù)目標(biāo)的不同，選擇不同的溫度和時(shí)間。

2.1.2 電動(dòng)修復(fù)技術(shù)。電動(dòng)修復(fù)技術(shù)是一種基于物理原理的電化學(xué)修復(fù)方法，是將電極插入受污染土壤中，污染物在電場(chǎng)作用下到達(dá)電極區(qū)，再通過(guò)電沉積、離子交換萃取等方式去除，從而達(dá)到修復(fù)污染土壤的目的。陽(yáng)極電極材料可以選用石墨、金、銀、鉑、鈦合金等惰性材質(zhì)，陰極材料可以使用石墨、普通金屬電極等材質(zhì)。電動(dòng)修復(fù)具有操作簡(jiǎn)單，修復(fù)周期短，去除效率高的特點(diǎn)，對(duì)土壤結(jié)構(gòu)、地表植被、地面景觀的破壞較小。

2.1.3 固化穩(wěn)定化技術(shù)。固化穩(wěn)定化技術(shù)是將污染土壤與黏結(jié)劑或固化劑混合，使污染物物理封存或發(fā)生化學(xué)反應(yīng)形成固體沉淀物，改變其在土壤中的存在形態(tài)，進(jìn)而降低污染物的危害。固化穩(wěn)定化技術(shù)可以原位修復(fù)，也可以進(jìn)行異位修復(fù)。常用的固化穩(wěn)定劑有石灰、生石灰、磷酸鹽、磷礦石、粉煤、爐渣灰等。固化穩(wěn)定化技術(shù)操作簡(jiǎn)單，費(fèi)用相對(duì)較低，但并不會(huì)減少土壤中的污染物，只是降低了污染物對(duì)環(huán)境的有效性，若環(huán)境條件改變，被固定的污染物可能會(huì)重新釋放出來(lái)，對(duì)環(huán)境造成危害。

2.2 化學(xué)修復(fù)技術(shù)?；瘜W(xué)修復(fù)技術(shù)主要包括化學(xué)氧化技術(shù)、土壤淋洗技術(shù)、溶劑萃取技術(shù)等。

2.2.1 化學(xué)氧化技術(shù)。化學(xué)氧化技術(shù)是通過(guò)向土壤中添加氧化劑，使土壤中污染物分解成無(wú)毒或低毒物質(zhì)的方法。常用的氧化劑有臭氧、芬頓試劑、高錳酸鹽、過(guò)硫酸鹽等?；瘜W(xué)氧化技術(shù)在滲透性較好的土壤中修復(fù)效果更好，能夠?qū)崿F(xiàn)污染物的快速分解、降解，同時(shí)比較方便操作和監(jiān)測(cè)，但在應(yīng)用時(shí)要注意防止二次污染的產(chǎn)生。

2.2.2 土壤淋洗技術(shù)。土壤淋洗技術(shù)是一種向土壤中施加化學(xué)或生物化學(xué)溶劑，經(jīng)過(guò)溶解、螯合等過(guò)程促進(jìn)污染物的遷移，最后將包含污染物的淋溶液提取、處理的技術(shù)。土壤淋洗技術(shù)可根據(jù)是否改變待處理土壤的位置分為原位淋洗技術(shù)和異位淋洗技術(shù)。土壤原位淋洗技術(shù)不需要對(duì)污染土壤進(jìn)行挖掘、移動(dòng)、運(yùn)送等處理，直接在污染土壤中注入淋洗劑，再使用抽提等方式將含有污染物的淋洗劑抽出，并按期處置污染物即可。而土壤異位淋洗技術(shù)則需要將污染土壤挖出，進(jìn)行預(yù)處理，再用淋洗液清洗并處理廢液，最后將土壤回填。因此，土壤異位淋洗技術(shù)的效果更好、更易進(jìn)行廢液處理，但是修復(fù)費(fèi)用較高。整體來(lái)看，無(wú)論是原位處理還是異位處理，土壤淋洗技術(shù)都存在一些弊端，如淋洗劑去除污染物效率較低，回收利用效率也較低，同時(shí)處理的成本較高，容易造成二次污染。

2.2.3 溶劑萃取技術(shù)。溶劑萃取技術(shù)是一種利用溶劑將土壤中的有機(jī)污染物萃取并去除的技術(shù)。溶劑萃取技術(shù)是一種異位修復(fù)技術(shù)，首先需要將待處理土壤挖掘出來(lái)并去除石塊、植物根系等雜質(zhì)，再將土壤放入密封性好的萃取容器中，待污染物萃取出來(lái)后，對(duì)污染物進(jìn)行回收利用或無(wú)害化處理。溶劑萃取技術(shù)是一項(xiàng)可持續(xù)的修復(fù)技術(shù)，使用的溶劑可以重復(fù)利用，萃取過(guò)程中也不會(huì)破壞污染物的結(jié)構(gòu)，污染物也可以得到最大化的利用。但使用的溶劑若殘留土壤中，可能會(huì)對(duì)人類和環(huán)境產(chǎn)生危害，帶來(lái)二次污染。

2.3 生物修復(fù)技術(shù)。生物修復(fù)技術(shù)是指一切利用生物為主體的環(huán)境污染治理技術(shù)，包括植物修復(fù)、動(dòng)物修復(fù)、微生物修復(fù)，其中植物修復(fù)與微生物修復(fù)最為常見(jiàn)。

2.3.1 植物修復(fù)技術(shù)。植物修復(fù)技術(shù)是利用植物的忍耐性和超富集性，轉(zhuǎn)移、容納或轉(zhuǎn)化污染物，使其對(duì)環(huán)境無(wú)害的土壤修復(fù)技術(shù)。污染土壤植物修復(fù)技術(shù)的修復(fù)機(jī)制，主要可以分為植物揮發(fā)、植物穩(wěn)定和植物提取。植物修復(fù)技術(shù)對(duì)環(huán)境的擾動(dòng)小、修復(fù)成本低、不會(huì)造成二次污染，但是也存在一定的缺點(diǎn)，如植物受生長(zhǎng)條件限制、修復(fù)周期長(zhǎng)、后期處理復(fù)雜等。近些年植物修復(fù)技術(shù)發(fā)展迅速，學(xué)者們篩選了大量有修復(fù)能力的植物品種。

2.3.2 微生物修復(fù)技術(shù)。微生物修復(fù)技術(shù)是指通過(guò)微生物的作用清除受污染土壤中的污染物，或使其無(wú)害化的過(guò)程。微生物修復(fù)技術(shù)是一種環(huán)境友好、技能要求較低的綠色修復(fù)技術(shù)，與傳統(tǒng)修復(fù)技術(shù)相比具有成本低、方法簡(jiǎn)單等特點(diǎn)。微生物修復(fù)技術(shù)雖然操作比較簡(jiǎn)單，但是也要注意微生物種類的選擇，盡量選擇不產(chǎn)生二次污染的高效菌種。此外，還需要考慮溫度、濕度等環(huán)境條件是否適合微生物的生長(zhǎng)。

2.4 聯(lián)合修復(fù)技術(shù)。物理化學(xué)修復(fù)技術(shù)雖然具有修復(fù)周期短、見(jiàn)效快的優(yōu)點(diǎn)，但是容易造成二次污染，且修復(fù)成本相對(duì)較高。而生物修復(fù)雖然成本低、操作簡(jiǎn)單、不易產(chǎn)生二次污染，但是見(jiàn)效慢。因此，對(duì)于受農(nóng)藥污染的土壤，單一的修復(fù)技術(shù)很難達(dá)到預(yù)期效果，采用聯(lián)合修復(fù)可發(fā)揮各項(xiàng)技術(shù)的優(yōu)勢(shì)，提高修復(fù)效果。

2.4.1 植物—微生物聯(lián)合修復(fù)技術(shù)。植物的分泌物和酶對(duì)微生物的生命活動(dòng)有利，同時(shí)微生物可以通過(guò)降解有機(jī)物等過(guò)程為植物的生長(zhǎng)提供營(yíng)養(yǎng)。因此，植物—微生物聯(lián)合修復(fù)技術(shù)相比單一的植物修復(fù)或微生物修復(fù)效率更高，對(duì)土壤環(huán)境的擾動(dòng)較小，適合大規(guī)模修復(fù)。

2.4.2 電動(dòng)修復(fù)—植物/微生物聯(lián)合修復(fù)技術(shù)。電動(dòng)修復(fù)技術(shù)可以與植物修復(fù)技術(shù)或微生物修復(fù)技術(shù)聯(lián)合使用。在采用電動(dòng)修復(fù)技術(shù)將污染物富集和提取后。利用植物或微生物對(duì)土壤中殘留的污染物進(jìn)行處理，可以有效降低污染物的濃度及毒性。這種聯(lián)合修復(fù)的方式與單一的修復(fù)技術(shù)相比，既可以有效提高修復(fù)效率，又可以最大程度減少土壤中污染物的殘留。

2.4.3 化學(xué)氧化—固化穩(wěn)定化聯(lián)合修復(fù)技術(shù)?；瘜W(xué)氧化技術(shù)與固化穩(wěn)定化技術(shù)聯(lián)合也可以提高修復(fù)效果。先采用化學(xué)氧化技術(shù)使污染物發(fā)生氧化還原反應(yīng)，降低污染物的毒性，再使用固化劑等物質(zhì)降低污染物的遷移性，避免逆反應(yīng)的發(fā)生，以此保障修復(fù)效果。