我國(guó)農(nóng)田土壤重金屬污染和農(nóng)產(chǎn)品重金屬超標(biāo)問(wèn)題突出，引起了全社會(huì)的廣泛關(guān)注，隨著《土壤污染防治行動(dòng)計(jì)劃》等各項(xiàng)政策措施的出臺(tái)，重金屬污染農(nóng)田的修復(fù)治理和安全利用迫在眉睫，全國(guó)各地啟動(dòng)了多個(gè)修復(fù)試點(diǎn)工程。
文章基于我國(guó)農(nóng)田土壤重金屬污染修復(fù)技術(shù)，分析了存在的主要問(wèn)題，探討今后重點(diǎn)研究方向和對(duì)策建議。目前農(nóng)田重金屬污染修復(fù)技術(shù)有工程修復(fù)、物化穩(wěn)定—低吸收作物聯(lián)合阻控、農(nóng)藝(水分等)調(diào)控、植物吸取修復(fù)、化學(xué)淋洗修復(fù)、替代種植與安全利用等。存在的主要問(wèn)題有，鮮有考慮土壤自凈能力，修復(fù)目標(biāo)極少考慮土壤的自然與肥力屬性，修復(fù)前調(diào)查評(píng)估難以細(xì)致、修復(fù)方案可行性不強(qiáng)，修復(fù)實(shí)施過(guò)程監(jiān)理、第三方檢測(cè)需規(guī)范，以及影響修復(fù)成敗的非技術(shù)因素。因此，針對(duì)我國(guó)農(nóng)田土壤重金屬污染修復(fù)，提出應(yīng)當(dāng)加強(qiáng)修復(fù)技術(shù)基礎(chǔ)創(chuàng)新，加快修復(fù)技術(shù)集成與模式創(chuàng)新，加強(qiáng)污染調(diào)查和修復(fù)過(guò)程管理與評(píng)估。
前言
農(nóng)田土壤環(huán)境質(zhì)量關(guān)系到農(nóng)產(chǎn)品安全生產(chǎn)和農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)安全。近幾十年來(lái)伴隨我國(guó)經(jīng)濟(jì)社會(huì)的快速發(fā)展，農(nóng)田土壤污染和質(zhì)量下降問(wèn)題日趨突出，農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全受到嚴(yán)重威脅。2014年環(huán)境保護(hù)部和國(guó)土資源部發(fā)布的《全國(guó)土壤污染狀況調(diào)查公報(bào)》顯示，我國(guó)農(nóng)田土壤污染點(diǎn)位超標(biāo)率為19.4%，以重金屬污染為主，其中鎘、汞、砷、銅、鉛、鉻、鋅和鎳8種無(wú)機(jī)污染物點(diǎn)位超標(biāo)率分別為7.0%、1.6%、2.7%、2.1%、1.5%、1.1%、0.9%和4.8%;從污染分布情況看，南方土壤污染重于北方，長(zhǎng)江三角洲、珠江三角洲、東北老工業(yè)基地等部分區(qū)域土壤污染問(wèn)題較為突出，西南、中南地區(qū)土壤重金屬超標(biāo)范圍較大，而這些地區(qū)正是我國(guó)主要的糧食產(chǎn)區(qū)。近年來(lái)，國(guó)內(nèi)發(fā)生了數(shù)起重金屬污染相關(guān)的事件，包括鎘大米、鎘小麥、血鉛超標(biāo)等，土壤重金屬污染已成為影響社會(huì)穩(wěn)定的重要因素。
早在2011年2月，國(guó)務(wù)院就出臺(tái)了《重金屬污染綜合防治“十二五”規(guī)劃》;2016年5月國(guó)務(wù)院發(fā)布《土壤污染防治行動(dòng)計(jì)劃》(“土十條”)，明確要實(shí)施農(nóng)用地分類管理，保障農(nóng)業(yè)生產(chǎn)環(huán)境安全，開(kāi)展污染治理與修復(fù)，改善區(qū)域土壤環(huán)境質(zhì)量，到2020年，受污染耕地治理與修復(fù)面積達(dá)到67萬(wàn)hm2，受污染耕地安全利用率達(dá)到90%以上，到2030年，受污染耕地安全利用率達(dá)到95%以上，這是現(xiàn)階段和今后一段時(shí)期全國(guó)土壤污染防治工作的行動(dòng)綱領(lǐng)。隨著“土十條”的發(fā)布，土壤污染防治戰(zhàn)役正式揭幕，治理修復(fù)工作的速度和范圍不斷擴(kuò)大，目前已經(jīng)在浙江、江西、湖南、云南、貴州、湖北、廣東、廣西、四川等污染耕地集中區(qū)域開(kāi)展了規(guī)?；男迯?fù)治理試點(diǎn)工程，江蘇、安徽、河南、甘肅、陜西等其他省份也都開(kāi)展了農(nóng)田重金屬污染修復(fù)試點(diǎn)項(xiàng)目。
本文分析目前我國(guó)農(nóng)田土壤污染修復(fù)中主要采用的技術(shù)及應(yīng)用效果，梳理修復(fù)過(guò)程中存在的主要問(wèn)題，探討相應(yīng)的技術(shù)對(duì)策，以期為我國(guó)農(nóng)田土壤重金屬污染修復(fù)提供參考。
1我國(guó)農(nóng)田土壤污染修復(fù)技術(shù)應(yīng)用
農(nóng)田重金屬污染修復(fù)，從技術(shù)途徑上，一是去除總量，二是降低活性，三是減少食物鏈風(fēng)險(xiǎn)。目前我國(guó)重金屬污染農(nóng)田土壤修復(fù)所采用的技術(shù)主要有：工程修復(fù)、物化穩(wěn)定—低吸收作物聯(lián)合阻控、農(nóng)藝(水分等)調(diào)控、植物吸取修復(fù)、化學(xué)淋洗修復(fù)、替代種植與安全利用等技術(shù)。
1.1工程修復(fù)技術(shù)
工程修復(fù)技術(shù)主要分為客土覆蓋、表層剝離、深耕稀釋等。工程技術(shù)治理污染土壤操作簡(jiǎn)單，見(jiàn)效快，而且效果相對(duì)比較穩(wěn)定。該技術(shù)在日本得到了較好應(yīng)用，截止2005年，日本有7327hm2污染土壤(總污染面積的87.2%)通過(guò)客土、換土等措施得到了修復(fù)?？屯燎跋纫獦?gòu)建黏土不透水層，根據(jù)土壤性狀、覆蓋方式、環(huán)境狀態(tài)等因素不同，覆土厚度一般在20~40cm，修復(fù)后需對(duì)稻米進(jìn)行連續(xù)監(jiān)測(cè)。
然而該技術(shù)工程量大，成本高。據(jù)統(tǒng)計(jì)，日本客土修復(fù)1hm2土地的費(fèi)用，大約2000萬(wàn)到5000萬(wàn)日元(折合人民幣幾百萬(wàn)元)。我國(guó)云南某地一客土修復(fù)點(diǎn)，僅運(yùn)土成本就約15萬(wàn)元/hm2。客土所需的潔凈土通常比較難獲得，而且肥力較低，且不同批次間土壤質(zhì)地相差較大、也很難混合均勻，容易造成客土地塊不同區(qū)域土壤理化性質(zhì)不同、肥力低下。
1.2物化穩(wěn)定—低吸收作物聯(lián)合阻控技術(shù)
物化穩(wěn)定(鈍化)是現(xiàn)階段應(yīng)用最多的修復(fù)方法之一，該方法向污染土壤添加一種或多種鈍化材料，通過(guò)調(diào)節(jié)土壤理化性質(zhì)以及沉淀、吸附、絡(luò)合、氧化—還原等一系列反應(yīng)，改變土壤中重金屬形態(tài)和降低生物有效性，從而減少農(nóng)作物對(duì)重金屬的吸收。常見(jiàn)的鈍化劑包括無(wú)機(jī)鈍化劑、有機(jī)鈍化劑、微生物鈍化劑、復(fù)合鈍化劑等。無(wú)機(jī)改良劑主要包括石灰、含磷材料(磷礦石、羥基磷灰石和水溶性磷肥等)、黏土礦物類(膨潤(rùn)土、沸石、海泡石、硅藻土等)、工業(yè)副產(chǎn)品類(赤泥、飛灰、磷石膏和白云石殘?jiān)?等，這類鈍化劑在重金屬污染土壤鈍化修復(fù)中的研究和應(yīng)用最為廣泛。近年來(lái)還出現(xiàn)了一些新型的改良劑，如生物質(zhì)炭(包括改性生物質(zhì)炭)和納米材料(納米羥基磷灰石和納米零價(jià)鐵)等。
石灰在南方酸性土壤重金屬修復(fù)上應(yīng)用最為廣泛，施加石灰可以快速提高土壤pH，促使Cd、Pb、Cu和Zn等重金屬被土壤吸附或形成氫氧化物沉淀，同時(shí)石灰具有較高的水溶性，容易滲入土壤空隙，具有較好的修復(fù)效果。但石灰在實(shí)際應(yīng)用中也存在明顯的弊端，一是粉末狀石灰不便于撒施;二是大量的Ca可能與已吸附在土壤顆粒上Cd發(fā)生競(jìng)爭(zhēng)，降低Cd的鈍化效果;三是石灰維持土壤pH的時(shí)間一般較短，容易再次酸化;四是長(zhǎng)期大量施用導(dǎo)致土壤鈣化、板結(jié)，影響農(nóng)作物正常生長(zhǎng)。
黏土礦物材料在表面活性、吸附性、過(guò)濾作用、離子交換作用等方面的性能，又輔以改性技術(shù)的研究開(kāi)發(fā)，使黏土礦物的用途日益廣泛。田間小區(qū)試驗(yàn)，施加凹凸棒石和海泡石可有效提高土壤pH，降低稀HCl提取態(tài)Cd濃度。海泡石22.5t/hm2處理，使稻米中Cd濃度低于0.2mg/kg。在湖南某地，農(nóng)田土壤pH5.0，全量Cd濃度0.7mg/kg，施加黏土礦物與石灰的復(fù)合鈍化劑19.5t/hm2，連續(xù)3年6茬稻米中Cd濃度均穩(wěn)定在0.2mg/kg以下。與對(duì)照相比，降低幅度在86.0%~98.3%，平均降低88.7%(數(shù)據(jù)未發(fā)表)。天然黏土礦物材料，除黏土礦物本身外，還有伴隨的其它礦物，如方解石等，這些成分在進(jìn)入土壤后也會(huì)對(duì)重金屬具有鈍化作用。
生物質(zhì)炭是由生物質(zhì)在完全或部分缺氧的情況下經(jīng)熱解炭化產(chǎn)生的一類高度芳香化、富含碳素的多孔固體顆粒物質(zhì)，是溫室氣體減排、土壤重金屬污染修復(fù)方面的研究熱點(diǎn)之一。在實(shí)際應(yīng)用中，由于生物質(zhì)炭的來(lái)源、制備工藝、施用量、土壤性質(zhì)以及重金屬種類等因素的差異，有關(guān)生物質(zhì)炭修復(fù)重金屬的效果研究結(jié)果并不一致，因此國(guó)內(nèi)外學(xué)者對(duì)生物質(zhì)炭的廣泛應(yīng)用仍存在爭(zhēng)議。
目前鈍化修復(fù)還面臨一些重要問(wèn)題需要解決。一是缺乏鈍化劑質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn)，現(xiàn)有的鈍化材料來(lái)源多樣，品質(zhì)層次不齊，許多材料本身就是工礦業(yè)的廢棄物，大量施用這類外源物質(zhì)，帶入的二次污染和對(duì)土壤性質(zhì)的長(zhǎng)期影響尚不明確。二是隨著環(huán)境條件的改變鈍化后重金屬存在再次釋放風(fēng)險(xiǎn)。目前有關(guān)長(zhǎng)期效果監(jiān)測(cè)的報(bào)道還不多。田間研究發(fā)現(xiàn)，施用22.3t/hm2磷灰石或4.45t/hm2石灰后，當(dāng)年土壤pH由4.4都顯著升高到5.6左右，CaCl2提取態(tài)Cu和Cd均顯著下降，但4年后土壤再次酸化，pH分別降低至5.0和4.7，Cu和Cd被再次釋放出來(lái)。許多研究表明，我國(guó)土壤酸化比較突出，而且酸化的趨勢(shì)尚未得到有效遏制，因此，鈍化修復(fù)土壤在后續(xù)利用過(guò)程中，應(yīng)該持續(xù)監(jiān)測(cè)，并配合防止土壤酸化的農(nóng)藝措施。
重金屬低吸收作物品種的篩選和應(yīng)用是控制農(nóng)產(chǎn)品重金屬安全性的有效措施。不同作物種類及同一作物不同品種間對(duì)重金屬的吸收存在差異。國(guó)內(nèi)外在重金屬低積累水稻、小麥、玉米、蔬菜等品種的篩選方面做了大量研究，但由于受土壤、氣候、田間管理等因素的影響，多數(shù)低積累品種的年際間表現(xiàn)還有待進(jìn)一步驗(yàn)證，而且在產(chǎn)量、品質(zhì)、抗性等方面也沒(méi)有高產(chǎn)主栽品種強(qiáng)，在實(shí)際推廣中還存在不少困難。
“物化穩(wěn)定+低吸收作物品種”這一聯(lián)合技術(shù)能有效阻隔重金屬進(jìn)入食物鏈，是一種較合理有效的治理中輕度重金屬污染土壤的方法，在實(shí)際修復(fù)中應(yīng)用最為廣泛。
1.3農(nóng)藝調(diào)控技術(shù)
農(nóng)藝調(diào)控技術(shù)主要指采取農(nóng)藝方法，如科學(xué)管理水分、施用功能性肥料、調(diào)節(jié)土壤理化性質(zhì)等措施來(lái)控制農(nóng)田重金屬污染，直接或間接達(dá)到修復(fù)農(nóng)田重金屬污染的目的。
淹水管理可降低土壤氧化還原電位(Eh)，增加土壤中還原態(tài)鐵(Fe)、錳(Mn)等陽(yáng)離子和硫離子(S2-)等陰離子的含量，淹水后逐漸提高的pH增加了Cd2+在土壤上的吸附，還原態(tài)陰離子與Cd2+的共沉淀作用，可以抑制水稻對(duì)鎘的吸收。田間條件下，與旱作相比，淹水處理使稻米鎘由1.15mg/kg降低到了0.1mg/kg以下。水分管理在實(shí)際應(yīng)用中會(huì)受到季節(jié)降水和灌溉水源的影響，這在雙季稻區(qū)表現(xiàn)得比較明顯。我國(guó)南方降水主要集中在6—9月，相比而言，早稻季降水比較多，而晚稻尤其是進(jìn)入9、10月后，降水減少，這可能也是晚稻Cd積累量比早稻高的一個(gè)重要原因。淹水處理在降低土壤Cd活性的同時(shí)會(huì)增加土壤砷(As)活性，而旱作、干濕交替或壟溝栽培方式均可降低水稻土中As的活性，從而降低水稻對(duì)As的吸收和在籽粒中的積累。新近試驗(yàn)研究表明，在水稻抽穗后3周內(nèi)，通過(guò)水分調(diào)控使Eh控制在-73mV、pH在6.2時(shí)，可同時(shí)降低水稻Cd和As的吸收。
施加磷(P)肥、鋅(Zn)肥、硅(Si)肥，通過(guò)P-Cd、Zn-Cd、Si-Cd拮抗作用，可以減少作物對(duì)Cd的吸收、運(yùn)輸和積累。研究發(fā)現(xiàn)，外源施加Si能夠減輕或緩解重金屬對(duì)植物的毒害，降低植物體內(nèi)重金屬的濃度。葉面噴施硅肥可有效抑制Cd從葉面向籽粒的轉(zhuǎn)運(yùn)。施用銨態(tài)氮?jiǎng)t可以降低根際土壤pH值，促進(jìn)土壤Cd的溶解。有機(jī)肥的施入可以促進(jìn)土壤中有機(jī)質(zhì)與重金屬的有機(jī)絡(luò)合，提高土壤對(duì)重金屬的吸附和固持能力，進(jìn)而影響重金屬的移動(dòng)性和生物有效性。
相對(duì)于其它化學(xué)和工程強(qiáng)化措施，農(nóng)藝調(diào)控操作簡(jiǎn)單，成本較低，對(duì)土壤環(huán)境擾動(dòng)小，也是目前較成熟的一種修復(fù)方式，但其修復(fù)效果有限，僅適應(yīng)于重金屬輕微和輕度污染農(nóng)田的修復(fù)。
1.4植物吸取修復(fù)技術(shù)
植物修復(fù)尤其是以超積累植物為主體的植物吸取修復(fù)技術(shù)，因原位徹底、綠色無(wú)污染、不破壞土壤結(jié)構(gòu)等優(yōu)點(diǎn)，得到了迅速發(fā)展。該技術(shù)在大面積重金屬污染農(nóng)田修復(fù)上具有廣泛的應(yīng)用潛力。近年來(lái)，國(guó)內(nèi)在重金屬超積累和耐性的生理和分子生物學(xué)機(jī)制、根土界面過(guò)程、修復(fù)技術(shù)的應(yīng)用和修復(fù)效率調(diào)控等方面做了大量研究，我國(guó)在植物修復(fù)方面一定程度上引領(lǐng)了世界的發(fā)展，具有代表性的包括As超積累植物蜈蚣草(Pterisvittata)、Cd超積累植物東南景天(Sedumalfredii)和伴礦景天(Sedumplumbizincicola)等。
砷超積累植物蜈蚣草在廣西環(huán)江和湖南石門(mén)等地污染土壤修復(fù)中得到了應(yīng)用。大環(huán)江河流域土壤重金屬污染治理工程項(xiàng)目，采用植物吸取、超積累植物—經(jīng)濟(jì)作物間作、植物阻隔和物化強(qiáng)化技術(shù)等對(duì)85hm2污染農(nóng)田土壤進(jìn)行修復(fù)。砷中輕度污染土壤上，蜈蚣草與桑樹(shù)間作，蜈蚣草根系周圍土壤As被吸收而低于其它區(qū)域，不僅降低桑樹(shù)As吸收，同時(shí)增加了蜈蚣草As吸收，是一種既可獲得經(jīng)濟(jì)收入又能修復(fù)土壤污染的模式。在河南濟(jì)源種植蜈蚣草2年，土壤As由16.3mg/kg降到了14.6mg/kg，考慮大氣沉降輸入，實(shí)際As的去除率為16.6%。
在湖南湘潭對(duì)Cd污染酸性紅壤修復(fù)結(jié)果表明，種植伴礦景天每季可以從土壤帶走鎘169~353g/hm2，經(jīng)過(guò)兩季修復(fù)耕作層(0~15cm)土壤中Cd濃度由0.64mg/kg降到了0.22mg/kg。達(dá)標(biāo)后土壤種植低積累水稻品種，可以實(shí)現(xiàn)安全生產(chǎn)(數(shù)據(jù)未發(fā)表)。對(duì)于中輕度Cd污染酸性土壤，通過(guò)種植伴礦景天2~5年即可使土壤Cd總量降低0.3mg/kg以下。修復(fù)期間，伴礦景天可以同低積累水稻輪作，實(shí)現(xiàn)污染土壤的邊生產(chǎn)邊修復(fù)。
國(guó)內(nèi)對(duì)修復(fù)植物的后處理已經(jīng)做了不少研究，包括收獲、晾曬、減量、干燥及熱處置等。目前收獲的超積累植物最終處置主要采用的是焚燒和熱解技術(shù)，處理過(guò)程如何控制重金屬和多環(huán)芳烴排放是該技術(shù)的關(guān)鍵。目前國(guó)內(nèi)已經(jīng)自主研發(fā)了蜈蚣草、伴礦景天等植物的安全焚燒裝備，并投入了實(shí)際應(yīng)用。
從實(shí)際應(yīng)用效果看，中輕度鎘、砷、汞污染農(nóng)田土壤，通過(guò)植物修復(fù)的方式可以在相對(duì)較短時(shí)間內(nèi)實(shí)現(xiàn)修復(fù)，但鉛、鉻等標(biāo)準(zhǔn)限值較高的元素，限于植物吸收能力弱和土壤總量高等因素，通過(guò)植物實(shí)現(xiàn)去除的可行性低。
1.5化學(xué)淋洗修復(fù)技術(shù)
化學(xué)淋洗是利用淋洗液(化學(xué)試劑的絡(luò)合、解吸和溶解作用)將重金屬?gòu)耐寥拦滔噢D(zhuǎn)移到液相中，進(jìn)一步分離液相去除重金屬的方法。化學(xué)淋洗技術(shù)可以分為原位淋洗技術(shù)和異位淋洗技術(shù)。在淋洗劑選擇方面，乙二胺四乙酸(EDTA)、氯化鐵(FeCl3)、有機(jī)酸等應(yīng)用較多。田間試驗(yàn)研究表明，對(duì)于重度污染土壤，通過(guò)EDTA原地異位滲透式淋洗，土壤中Cd、Cu、Pb和Zn去除率分別達(dá)到80%、69%、73%和62%，淋洗后土壤陽(yáng)離子交換量(CEC)、總磷、總鉀等明顯降低，通過(guò)補(bǔ)充鈣鎂磷肥、有機(jī)肥等，可使小青菜正常生長(zhǎng)且重金屬低于安全限值。FeCl3和檸檬酸等對(duì)土壤重金屬的去除效率低于EDTA和無(wú)機(jī)酸，但對(duì)土壤的破壞作用小，被認(rèn)為是較“溫和”的淋洗劑。
化學(xué)淋洗技術(shù)可以快速去除土壤重金屬，適用于小面積重度污染農(nóng)田土壤的快速修復(fù)?；瘜W(xué)淋洗可與植物吸取修復(fù)、穩(wěn)定修復(fù)等相結(jié)合，通過(guò)化學(xué)淋洗快速去除大部分活性重金屬，當(dāng)去除效率下降時(shí)停止淋洗，進(jìn)行改良培肥，并改用植物吸取等技術(shù)進(jìn)一步修復(fù)，這樣既克服了化學(xué)淋洗后期效率低的問(wèn)題，節(jié)約了淋洗劑，也縮短了植物修復(fù)周期，兼具改良、培肥地力的效果。
1.6替代種植與安全利用技術(shù)
對(duì)于重金屬中輕度污染的農(nóng)田，通過(guò)物化穩(wěn)定，種植重金屬低積累性作物品種，結(jié)合各項(xiàng)農(nóng)藝調(diào)控措施，通?？梢詫?shí)現(xiàn)食用農(nóng)產(chǎn)品的安全生產(chǎn)。對(duì)于重金屬重度或嚴(yán)重污染的農(nóng)田，上述措施很難保證農(nóng)產(chǎn)品安全，應(yīng)當(dāng)劃定為食用農(nóng)作物禁止種植區(qū)。通過(guò)施加土壤改良劑，并種植非食用農(nóng)作物是這類農(nóng)田安全經(jīng)濟(jì)利用的有效途徑之一。利用替代種植的方式，不僅可以對(duì)污染的農(nóng)田進(jìn)行資源利用，還可以獲取一定的經(jīng)濟(jì)效益。替代種植技術(shù)已經(jīng)在湖南等地開(kāi)展了示范應(yīng)用，非食用農(nóng)作物包括能源類植物、纖維類植物、甚至苗木花卉等。
研究表明，桑樹(shù)對(duì)土壤重金屬有較強(qiáng)的耐性，桑樹(shù)地上部Cd濃度0.5~2mg/kg，地上部生物量大，對(duì)土壤重金屬具有一定去除效果。在污染土壤上種植桑樹(shù)—養(yǎng)蠶—絲織品的模式，重金屬風(fēng)險(xiǎn)要遠(yuǎn)低于種植水稻，而且經(jīng)濟(jì)效益高。浙江某銅冶煉廠周邊重金屬?gòu)?fù)合污染農(nóng)田，通過(guò)適量的石灰和磷礦粉進(jìn)行改良后，種植的甜高粱、甘蔗和香根草三種能源植物生長(zhǎng)正常，甘蔗、甜高粱汁液總糖和還原糖的質(zhì)量分?jǐn)?shù)未受到影響。苧麻(Boehmerianivea)是一種纖維類植物，產(chǎn)量高，經(jīng)濟(jì)價(jià)值高，對(duì)As、Cd、Pb和Zn都表現(xiàn)出較強(qiáng)的耐性，而且具有一定的富集能力，可用于重金屬污染土壤替代種植。雜交狼尾草(Pennisetumamericahum×P.purpureum)系美洲狼尾草(P.americahum)與象草(P.purpureum)的種間雜交種，多年生高大C4草本植物，其高度可達(dá)4m以上，干草產(chǎn)量可以達(dá)到80t/hm2，對(duì)重金屬也具有一定的耐性，是重金屬污染土壤替代種植的優(yōu)良品種之一。產(chǎn)業(yè)鏈建設(shè)是替代種植成功的關(guān)鍵，需要進(jìn)行區(qū)域性統(tǒng)籌規(guī)劃，同時(shí)還要做好對(duì)農(nóng)民的技術(shù)培訓(xùn)。
2農(nóng)田污染修復(fù)過(guò)程中存在的問(wèn)題
2.1鮮有考慮土壤自凈能力
土壤本身具有一定的自凈能力，其通過(guò)吸附、沉淀、配位、氧化/還原等作用可將重金屬污染物轉(zhuǎn)變?yōu)殡y溶性形態(tài)，使重金屬暫緩生物循環(huán)，減少了在食物鏈中的傳遞。土壤自凈能力一方面與土壤自身理化性質(zhì)如pH值、土壤黏粒、有機(jī)物含量、土壤溫濕度、陰陽(yáng)離子的種類和含量等因素有關(guān);另一方面受土壤系統(tǒng)中微生物的種類和數(shù)量制約。一般地，提高土壤pH，增加有機(jī)質(zhì)含量，增加或改善土壤膠體的種類和數(shù)量，改善土壤結(jié)構(gòu)，可以增大土壤對(duì)鎘等重金屬的自凈容量，或環(huán)境容量。實(shí)際修復(fù)中，應(yīng)當(dāng)考慮土壤環(huán)境基準(zhǔn)、土壤治理標(biāo)準(zhǔn)等，結(jié)合土壤的自凈能力，合理確定修復(fù)目標(biāo)和技術(shù)手段，避免盲目、過(guò)度修復(fù)。
2.2修復(fù)目標(biāo)極少考慮土壤的自然屬性與肥力屬性
目前在土壤修復(fù)的過(guò)程中，大多數(shù)研究者側(cè)重于降低污染物總量和生物有效性，較少考慮土壤本身的自然屬性和肥力屬性。土地自然屬性指土地本身固有的內(nèi)在屬性，是由構(gòu)成土地的諸要素，如母質(zhì)(母巖)、地形(含海拔、地貌、地勢(shì)等)、土壤質(zhì)地、有效土層厚度、鹽漬化程度、水文狀況和植被等長(zhǎng)期相互作用、相互制約而賦予土地的特性。這種特性直接影響土地的適宜性和限制性，是衡量土地質(zhì)量等級(jí)的重要依據(jù)。土壤肥力是土壤的基本屬性和本質(zhì)特征，是土壤為植物生長(zhǎng)供應(yīng)和協(xié)調(diào)養(yǎng)分、水分、空氣和熱量的能力，是土壤物理、化學(xué)和生物學(xué)性質(zhì)的綜合反應(yīng)。
土壤修復(fù)的目的是為了重建土壤的生產(chǎn)力，而重建生產(chǎn)力的過(guò)程中要注重提高作物產(chǎn)量和品質(zhì)。因此，在恢復(fù)土壤基本功能時(shí)要關(guān)注土壤理化與生物學(xué)性質(zhì)、肥力等。其中，物理因素包括水分、質(zhì)地、團(tuán)聚體，化學(xué)因素包括pH、拮抗物質(zhì)、養(yǎng)分(肥力)，生物學(xué)因素包括土壤動(dòng)物、微生物等。
2.3修復(fù)前調(diào)查評(píng)估難以細(xì)致、修復(fù)方案可行性不強(qiáng)
受時(shí)間、經(jīng)費(fèi)、資料獲取等方面的限制，許多修復(fù)項(xiàng)目前期污染調(diào)查不夠詳細(xì)，布點(diǎn)數(shù)量少，不能很好反映污染的空間變異性，與實(shí)際污染狀況時(shí)常有較大出入，監(jiān)測(cè)指標(biāo)通常只有土壤重金屬和pH，缺少土壤其他理化和生物性狀，影響修復(fù)目標(biāo)的制定和修復(fù)技術(shù)的篩選。
許多農(nóng)田修復(fù)項(xiàng)目仍然依據(jù)“場(chǎng)地土壤”的修復(fù)模式思考，追求立竿見(jiàn)影的修復(fù)效果，修復(fù)周期只有一兩年，為完成項(xiàng)目指標(biāo)只能選用化學(xué)鈍化等快速修復(fù)技術(shù)，而植物吸取等綠色修復(fù)技術(shù)則無(wú)法采用。
缺乏科學(xué)的修復(fù)基準(zhǔn)和標(biāo)準(zhǔn)，一方面修復(fù)目標(biāo)通常僅針對(duì)土壤和農(nóng)產(chǎn)品重金屬，缺乏對(duì)“農(nóng)業(yè)土壤”屬性指標(biāo)的限定與要求;另一方面，對(duì)于重金屬去除的修復(fù)技術(shù)，通常是將土壤環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)作為修復(fù)目標(biāo)，即要求土壤重金屬總量降到現(xiàn)行土壤環(huán)境質(zhì)量以下，缺乏對(duì)有效性降低的評(píng)估與考量。
2.4修復(fù)實(shí)施過(guò)程監(jiān)理、第三方檢測(cè)需規(guī)范與其他非技術(shù)因素
缺少對(duì)農(nóng)田土壤修復(fù)工程監(jiān)理的資質(zhì)管理，現(xiàn)有監(jiān)理單位很多是農(nóng)林工程、甚至是市政或建筑工程轉(zhuǎn)過(guò)來(lái)，對(duì)農(nóng)田土壤修復(fù)監(jiān)理經(jīng)驗(yàn)不足，無(wú)相關(guān)技術(shù)規(guī)程遵循或參考。
修復(fù)效果評(píng)價(jià)，是對(duì)修復(fù)工程是否達(dá)到預(yù)期目標(biāo)、農(nóng)產(chǎn)品是否安全生產(chǎn)等進(jìn)行全面、客觀評(píng)價(jià)，通常是委托第三方進(jìn)行。而實(shí)際中，缺乏農(nóng)田土壤修復(fù)效果評(píng)價(jià)的技術(shù)規(guī)范，對(duì)土壤和農(nóng)產(chǎn)品的布點(diǎn)方法、取樣密度、取樣頻次、檢測(cè)指標(biāo)、檢測(cè)技術(shù)方法等缺少依據(jù)，隨意性大。
其他非技術(shù)因素。農(nóng)田污染修復(fù)通常涉及區(qū)域廣、相關(guān)的農(nóng)戶或經(jīng)營(yíng)者眾多，各地市場(chǎng)環(huán)境、社會(huì)習(xí)俗和文化等社會(huì)因素差異大，對(duì)污染修復(fù)的敏感度和認(rèn)識(shí)層次不一，實(shí)施過(guò)程需要考慮各方利益，前期宣傳和協(xié)調(diào)不到位則會(huì)影響工程進(jìn)度或增加修復(fù)成本。
3農(nóng)田污染修復(fù)技術(shù)對(duì)策
近年來(lái)我國(guó)農(nóng)田土壤重金屬污染修復(fù)取得了長(zhǎng)足的進(jìn)步，但還面臨著諸多挑戰(zhàn)，后續(xù)應(yīng)當(dāng)加強(qiáng)修復(fù)技術(shù)基礎(chǔ)創(chuàng)新，加快修復(fù)技術(shù)集成與模式創(chuàng)新，加強(qiáng)污染調(diào)查和修復(fù)過(guò)程管理與評(píng)估。
3.1加強(qiáng)修復(fù)技術(shù)基礎(chǔ)創(chuàng)新
加強(qiáng)修復(fù)技術(shù)基礎(chǔ)研發(fā)，提高修復(fù)技術(shù)的效率和適應(yīng)性。進(jìn)一步挖掘修復(fù)植物種植資源，通過(guò)基因工程等技術(shù)培育重金屬高積累植物和低積累作物。進(jìn)一步研發(fā)促進(jìn)植物吸取修復(fù)效率的農(nóng)藝、化學(xué)、微生物調(diào)控措施，探討不同地區(qū)、氣候特點(diǎn)、土壤類型、養(yǎng)分狀況、污染程度等環(huán)境條件下修復(fù)效率及強(qiáng)化措施。加快選擇性強(qiáng)、施用量低、持效性長(zhǎng)的新型鈍化材料的研發(fā)，建立鈍化劑質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn)，嚴(yán)防修復(fù)過(guò)程產(chǎn)生二次污染。加強(qiáng)鈍化修復(fù)長(zhǎng)效性監(jiān)測(cè)以及對(duì)土壤性質(zhì)長(zhǎng)期影響的研究，尤其是土壤生物學(xué)指標(biāo)的影響。
3.2加快修復(fù)技術(shù)集成與模式創(chuàng)新
開(kāi)展修復(fù)技術(shù)的全鏈條研究和技術(shù)集成。從規(guī)?；瘧?yīng)用的需求出發(fā)，建立修復(fù)植物育苗、栽培、田間管理、農(nóng)藝調(diào)控、收獲物快速安全處置與資源化等環(huán)節(jié)的技術(shù)體系，形成植物修復(fù)成套設(shè)備，提高機(jī)械化程度，降低修復(fù)成本。加強(qiáng)技術(shù)聯(lián)用，發(fā)揮各項(xiàng)技術(shù)優(yōu)勢(shì)。進(jìn)一步創(chuàng)新修復(fù)模式，完善超積累植物與低積累作物間套作或輪作的“邊生產(chǎn)邊修復(fù)”模式，從區(qū)域性或流域性角度，優(yōu)化替代種植作物品種，培育并構(gòu)建上下游產(chǎn)業(yè)鏈。加快修復(fù)技術(shù)的示范應(yīng)用，在實(shí)踐中進(jìn)一步檢驗(yàn)和優(yōu)化。加強(qiáng)土壤重金屬污染修復(fù)與休耕輪作、土壤改良、“減肥、減藥”、地力提升等工程的有機(jī)融合。
3.3加強(qiáng)污染調(diào)查和修復(fù)過(guò)程管理與評(píng)估
加快土壤污染快速調(diào)查、監(jiān)測(cè)與評(píng)估技術(shù)和設(shè)備研發(fā)，加強(qiáng)農(nóng)田土壤環(huán)境管理信息系統(tǒng)建設(shè)。重視修復(fù)前的基礎(chǔ)調(diào)查與評(píng)估，合理制定修復(fù)方案和修復(fù)目標(biāo)，篩選因地制宜、成本經(jīng)濟(jì)、簡(jiǎn)單易行的技術(shù)措施。從土壤重金屬去除、有效性降低、土壤物理化學(xué)生物學(xué)性質(zhì)指標(biāo)、肥力指標(biāo)、農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)量、重金屬吸收、品質(zhì)等角度綜合評(píng)估修復(fù)效果，形成農(nóng)田重金屬污染修復(fù)效果評(píng)價(jià)技術(shù)體系。
