土壤重金屬污染現狀范文

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第1篇

關鍵詞：土壤；重金屬污染；防治

Abstract: such as rapid development of modern agriculture and industry at the same time, the situation of soil heavy metal pollution has become increasingly serious. This article mainly from the soil heavy metal pollution sources and present situation analysis, points out the harm of soil heavy metal pollution at the same time, puts forward some prevention measures, and provides a certain reference for environmental protection, promote the sustainable development and utilization of the soil.

Key words: soil; Heavy metal pollution; The prevention and control

中圖分類號：文獻標識碼：A文章編號：2095-2104(2013)

引言

土壤是城市生態系統的有機組成部分，是土壤圈中受人類活動影響最為強烈的部分，這類土壤廣泛分布于公園、道路、體育場、城郊、垃圾填埋場、廢棄工廠、礦山周圍，有著不同于自然土壤的理化性質。重金屬是有害元素，可通過吞食、吸入和皮膚吸收等主要途徑進入人體，損害造血系統、消化系統，嚴重時則損害神經系統，直接對人特別是兒童的健康造成危害，還可通過污染食物、大氣和水環境間接影響城市環境質量，危害人類健康。城市人口與土壤直接或間接接觸的幾率很高，相比于自然土壤或農用土壤而言，這類土壤的重金屬污染更容易對人體健康造成危害。城市化所導致的環境惡化已成為影響居民健康的一個重要因素。因此，關注城市土壤的重金屬污染來源及危害，有針對性采取污染治理措施，具有重要的科學價值和現實意義。

一、土壤中重金屬污染的現狀

在自然界的循環過程中，環境中的污染物很大一部分都會進入或者經過土壤。因為土壤中的重金屬元素可能會通過食物鏈在生物體中聚集，從而造成人體內長期積蓄對人體造成危害。土壤中重金屬的來源是多種途徑的，除了大氣干濕沉降的來源之外，農業生產、污水農用灌溉、等也可能會造成重金屬對大氣、土壤和水體的環境污染。

1.大氣干濕沉降污染

伴隨著社會的快速發展，工業生產、大量的石油以及汽車等排放的尾氣等，它們燃燒之后的尾氣進入大氣后，使得空氣中含有大量的重金屬元素，它們主要是經自然沉降和雨淋沉降進人土壤，并且分布在工礦的周圍和公路、鐵路的兩側，這些重金屬元素既可以直接沉降到土壤中或者被土壤吸附，也可以被植物吸收后，通過植物傳輸土壤而引起土壤重金屬污染。

2.農業生產污染

在農作物的成長過程中，為了促進生物的快速結果，往往會采用現代農業生產的方法，大量使用化肥、農藥。而在使用含有鉛、汞、福、砷等的農藥的時候，由于重金屬元素的長期積累，造成土壤中重金屬元素的含量不斷上升，導致土壤中重金屬的污染。并且在有些地區，污水作為農田的常用水，因為工業污染的成分比較復雜，里面不同程度地含有重金屬等有害物質，常常會引起一定的危害。

3.污水農用灌溉污染

由于城市工業化的快速發展，大量的工業污水成為農田灌溉的常用水。但是因為污水灌溉一般是屬于面源污染，一旦污染，收到污染的面積就會很大。含有許多重金屬離子的城市污水，進入河道，而進入土壤，從而引起水體污染，惡性循環，給人們帶來無法估計的傷害，對農業及其人們的日常生活帶來影響。

二、土壤重金屬污染的危害

1.對城市生態景觀植物危害

城市土壤受重金屬污染后會形成土壤結塊，同時重金屬在土壤—植物系統中遷移會直接影響植物的生理生化和生長發育，從而引發土壤生物和植被退化等一系列較為嚴重的城市環境問題，直接危及城市居民的健康和安全。例如，鎘是危害植物生長的有毒元素，如果土壤中鎘含量過高， 植物葉片的葉綠素結構會遭到破壞，同時根系對水分和養分的吸收會減少， 根系生長受到抑制，從而阻礙植物生長，甚至引起植物死亡。

2.對人體的危害

受污染的土壤暴露在城市環境中，形成粉塵直接或間接進入動物和人體中，對人類產生危害。此外，郊區蔬菜基地土壤受到污染，重金屬容易被植物利用而進入食物鏈，最終通過食物鏈影響人類的健康。如Pb 能傷害人體的神經系統， 特別對幼兒的智力發育有極其不良的影響；鎘的毒性很大，在人體內蓄積會引起泌尿系統功能變化，還會影響骨骼發育。

三、土壤中重金屬污染的防治

土壤的重金屬污染防治要想取得一定的成效，必須從預防和防治相結合的方式進行實施。也就是說要做到，預防為主，防治結合的方法。從某種意義上來說，治理重金屬的污染一方面可以通過物理化學的方法去除土壤中的重金屬污染物，另一方面可以改變重金屬在土壤中的存在形態。

1.工程治理方法

工程治理的治理方法主要是依據物理和化學的原理來治理土壤中重金屬污染的途徑。一般是運用客土、換土、去表土和深耕翻土等措施來達到這種目的。客土主要是在被污染的土壤中加入沒有被污染的新土；換土是將以污染的土壤移去,換上未污染的新土;翻土是將污染的表土翻至下層;去表土是將污染的表土移去等。沖洗絡合法是用清水沖洗被重金屬污染的土壤，使重金屬遷移至較深的根外層，減少作物根區重金屬的離子濃度。另外，為了避免出現土壤的再次污染，可以利用一定比例的化合物進行土壤沖淋，使其能與重金屬形成比較穩定的化合物，或者是利用帶有陰離子的溶液，常用的是碳酸鹽和磷酸鹽進行，這樣能收到比較好的效果，使重金屬能形成多需要的沉淀。而對于低滲透性的粘土和淤泥土，我們可以用電動修復方法來完成，這樣的重金屬可以用到汞等。

這種工程治理的方法可以說收到的效果比較明確，而且具有較強的穩定性，但是往往實行以來會比較復雜，容易引起土壤肥力的降低。

2.農業治理方法

在治理土壤重金屬污染的方法時，用到的農業治理方法一般是要改變一些耕作的管理來減輕重金屬的含量和危害。這樣就會對進入土壤中的有害物質有所降低。因為在污染土壤時，只要不進入食物鏈對人體的傷害就不會那么大。生活中我們可以利用控制土壤中的水分，來達到降低重金屬污染的目的；在選擇化肥時，選擇最能降低土壤重金屬污染的化肥，增加施加有機肥的利用，使其能夠固定土壤中多種重金屬以及降低土壤中重金屬污染；還可以選擇比較抗污染的植物并且不能在已經被污染的土壤上種植所需要的植物，以防止通過食物鏈的植物進入人體，對人體造成傷害。合理的利用農業生態系統工程措施,也可以保持土壤的肥力,改良和防治土壤重金屬污染,提高土壤質量,并能與自然生態循環和系統協調運作。比如可以在污染區公路的兩邊種樹、種花和種草，這樣不但可以使得環境變得清新，還可以凈化土壤，還可以進行農業的改良，就是在被污染的地區繁殖種子，然后在沒有污染的地方種植，收獲后把它們提取酒精，殘渣壓制纖維板,并提取糠醛,或將殘渣制作沼氣作能源。這種農業治理措施的比較切合實際，也比較容易實現，而且費用比較低，但是做起來的時間要求比較高，效果不會太顯著。

3.物理修復

（1）電動修復

通過電流使土壤中的重金屬離子(如Pb、Cd、Cr、Zn等)和無機離子以電透滲和電遷移的方式向電極運輸，再集中收集處理。該方法適用于低滲透的粘土和淤泥土，可以控制污染物的流動方向。在沙土上的實驗，土壤中Pb2+、Cr3+等重金屬離子的除去率也可達90%以上。電動修復不攪動土層，修復時間短，是一種經濟可行的原位修復技術。

（2）電熱修復

利用高頻電壓產生的電磁波對土壤進行加熱，使污染物從土壤顆粒內解吸出來，加快一些易揮發性重金屬從土壤中分離，從而達到修復的目的。該技術可以修復被Hg和Se等重金屬污染的土壤。

（3）土壤淋洗

利用淋洗液把土壤固相中的重金屬轉移到土壤液相中去，再把富含重金屬的廢水進一步回收處理。該技術要求尋找一種既能提取各種形態的重金屬，又不破壞土壤結構的淋洗液。目前用于淋洗土壤的淋洗液，包括有機或無機酸、堿、鹽和螯合劑。

4.化學修復

化學修復就是向土壤投入改良劑，將重金屬吸附、氧化還原、拮抗或沉淀，降低重金屬的生物有效性。常用改良劑有石灰、沸石、碳酸鈣、磷酸鹽、硅酸鹽和促進還原作用的有機物質，不同改良劑對重金屬的作用機理不同。化學修復簡單易行，但它只改變了重金屬在土壤中的存在形態，金屬元素仍保留在土壤中，容易再度活化危害植物。

結 語

重金屬污染土壤的治理是一個整體性的工程，需要多種治理技術。植物修復加上化學、微生物及農業生態措施，增加重金屬的生物有效性，促進植物的生長和吸收，能更好地提高土壤重金屬修復的效率。因此，生物修復綜合技術前景廣闊。

參考文獻

[1]崔德杰，張玉龍.土壤重金屬污染現狀與修復技術研究進展[N].土壤通報，2004，35（3）

第2篇

【關鍵詞】土壤污染；重金屬；治理方法

土壤，為人類提供生存所需的自然環境，為農業生產提供必要的資源。我們所面臨的許多問題，諸如環境問題、糧食問題、資源問題等等，都和土壤息息相關。自上世紀20年代以來，工業發展，導致金屬產量急劇增加，進而導致重金屬環境污染問題。含有重金屬的污染物通過多種方式進入土壤，導致土壤重金屬污染問題。現在，很多發展中甚至發達國家，都面臨著土壤污染問題。這一問題的日益嚴重，也引起了人們的廣泛關注。因此，本文將圍繞土壤重金屬污染的現狀、治理方法等方面展開。

1.我國土壤重金屬污染的現狀

目前，我國大陸受到重金屬污染的耕地面積約為2000萬公頃，大約占耕地總面積的1/5。其中，受礦區污染的耕地面積約200萬公頃，受石油污染的耕地面積約500萬公頃，受固體廢棄物堆放污染的耕地面積約5萬公頃，受“工業三廢”污染的耕地面積約1000萬公頃，受污水灌溉的耕地面積約330萬公頃。由于土壤污染，我國農業糧食產量每年減少約1300萬噸，更為嚴重的是，因為受到污染，土壤的多種功能，如營養功能、凈化功能、緩沖功能、有機體的支持功能等功能正在逐漸喪失。

2.土壤重金屬污染的后果

第一、土壤污染導致耕地資源短缺。

第二、土壤污染威脅人、畜的身體健康。

第三、土壤污染阻礙農業生產的發展。

第四、土壤污染會導致其他的環境污染問題。

第五、土壤污染危及子孫后代的利益，阻礙農村經濟的健康、持續發展，不利于國家經濟的可持續發展。

3.土壤重金屬污染的治理

3.1物理防治

物理防治主要采取排土、換土、去表土、客土和深耕翻土等措施。不同地區應采取不同的措施：

（1）污染嚴重的地區，適合采取排土、換土、去表土、客土等措施。這些措施可以從根本上去除土壤中的重金屬污染物。具體方法：將重金屬重污染地區的土壤放到高溫、高壓的條件下，使之變成的玻璃態物質，然后將重金屬固定在玻璃態物質中，進而達到去除重金屬污染物的目的。這種方法可以在根本上去除土壤中的重金屬污染物，而且見效迅速，但這種方法工作量大、費用高。因此，這種方法常被用在重金屬重污染地區的搶救性修復工作中。

（2）污染較輕的地區，適合使用深耕翻土這種方法。這一方法可以降低土壤表層的重金屬含量。

3.2化學防治

化學防治的方法很多，如：

3.2.1添加重金屬改良劑

在土壤中添加一些處理重金屬污染時的常用到的改良劑改良劑，諸如磷酸鹽、石灰以及硅酸鹽等。它們可以和土壤中的重金屬污染物發生化學反應，進而生成難溶化合物，從而減少土壤和植被對重金屬污染物的吸收。

3.2.2施加重金屬螯合劑

土壤中的重金屬大都吸附于土壤固體表層，因而土壤溶液中的重金屬含量相對較少，所以，我們可以在土壤中施加重金屬螯合劑。這樣做可以提高土壤中重金屬的有效態，更易于流動、吸收。

3.2.3施用重金屬拮抗劑

在土壤中，重金屬元素之間有拮抗作用。我們可以利用一些對人體沒危害甚至是有益的金屬元素的拮抗作用，減少土壤中重金屬的有效態。所以，在輕度污染的土壤中、施加少量的有拮抗性的金屬元素，將能起到很好的防治作用。

3.3生物防治

生物防治，可以采取以下措施：

3.3.1植物吸收

可以通過植物的吸收作用來減少土壤中的重金屬污染物含量。這類植物很多，如羊蕨屬植物、筧科植物等，這些植物對土壤中的重金屬的吸收率可達到100%。

3.3.2微生物降解

使用清洗劑將土壤表層附著的重金屬解吸到土壤溶液中，然后隨著清洗液一起流入預定的水體中，并和微生物發生作用，從而實現消除土壤中重金屬的目的。

3.3.3生物防治很多優點，如效果好、沒有二次污染、費用低、易管理、易操作等，因此受到人們的普遍重視

3.4農業生態防治

農業生態防治，可以采取以下措施：

3.4.1控制土壤的氧化―還原條件

在浸水的土壤中，重金屬常常以難溶態的硫化物的形式存在。所以，控制土壤中的水分和氧化―還原電位，在作物壯籽期間，保證土壤處于一個相對穩定的水淹期，就可以減少植物吸入的重金屬含量，進而減少果實和籽中的重金屬含量。

3.4.2改變作物品種

改變作物品種，也可以在一定程度上降低土壤中的重金屬含量。如：在受污染較嚴重的地區，種植花卉和經濟林目等；而在受污染較輕的地區，種植耐重金屬性較強強的作物，如改旱地為水田，或者旱地、水田進行輪作，以調整PH、EH，從而降低土壤中重金屬的有效性。

目前，以上列舉的治理土壤重金屬污染問題的技術還不能被廣泛地應用，其原因有成本過高、實地應用的經驗不足、處理效果不穩定等。隨著科學技術的發展，開發、研究工作的深入與完善，這些治理方法一定可以日趨完善，并被廣泛運用。

【參考文獻】

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第3篇

關鍵詞：土壤污染 重金屬 危害 修復方法

土壤是人類賴以生存的主要自然資源之一，也是人類生態環境的重要組成部分[1-2]。隨著近年來經濟發展，工農業生產不斷擴大，所產生的廢水和廢渣也不斷增多，不但破壞地表植被，而且其中有毒有害重金屬還隨廢水的排放及廢渣堆的風化和淋濾進入周邊土壤環境[3-6]。目前我國受鎘、砷、鉻、鉛等重金屬污染耕地面積近2，000萬公頃，約占總耕地面積的1/5，其中工業“三廢”污染耕地1，000萬公頃，污水灌溉的農田面積已達330多萬公頃。

1. 土壤重金屬污染的定義

在自然界，重金屬以各種形態存在，常見的金屬元素有銅、鉛、鋅、鐵、鈷、鎳、錳、鎘、汞、鉬、金、銀等；其中既有對生命活動所需要的微量元素，如錳、銅、鋅等；但大多數重金屬元素在環境中對環境都會有一定的污染作用，主要包括汞、鎘、鉛、鉻以及類金屬砷等對生物體具有顯著毒害作用的元素[7]。重金屬的密度一般在4.0以上，約60種元素。但是由于不同的重金屬在土壤中的毒性差別很大，所以在環境科學中人們通常關注鋅、銅、鈷、鎳、錫、釩、汞、鎘、鉛、鉻、鈷等。砷、硒是非金屬，但是它的毒性及某些性質與重金屬相似，所以將砷、硒列入重金屬污染物范圍內。由于土壤中鐵和錳含量較高，因而一般不太注意它們的污染問題，但在強還原條件下，鐵和錳所引起的毒害亦應引起足夠的重視。

土壤重金屬污染是指由于人類在生產活動中將重金屬帶入到土壤中，致使土壤中重金屬累積到一定程度，含量明顯高于背景，并可造成土壤質量的退化、生態與環境的惡化現象[8]。土壤本身含有一定量的重金屬元素，如植物生長所必需的Mn、Cu、Zn等。因此，只有當疊加進入土壤的重金屬元素累積的濃度超過了作物需要和忍受程度，作物才表現出受毒害癥狀，或作物生長并未受害但產品中某種金屬的含量超過標準，造成對人畜的危害時，才能認為土壤已被重金屬污染[9]。如土壤環境質量標準值（GB15618-1995）[10]。

2. 土壤中重金屬的來源、種類

土壤重金屬污染主要是由工業產生的“三廢”以及污水灌溉、農藥和化肥的不合理施用等農業措施引起的。隨著工農業生產的發展，重金屬對土壤和農作物的污染問題越來越突出，部分地區土壤重金屬污染現象十分嚴重。總體來講，土壤重金屬污染源較廣泛，即有自然來源，又有包括人類活動帶入土壤的部分，目前主要來源為人為因素。主要包括大氣塵降、污水灌溉、工業廢棄物得不當堆放、采礦及冶煉活動、農藥和化肥的過多施用等[11-12]。

2.1 污水灌溉

污水灌溉通常指的是使用經過一定處理的城市污水灌溉農田、森林和草地。中國水資源較為緊缺，部分灌區常把污水作為灌溉水源來利用。污水的種類按其來源可分為城市生活污水、石油化工污水、工業礦山污水和城市混合污水等。城市生活污水中重金屬含量雖然不多，但由于我國工業發展迅速，許多工礦企業污水未經分流處理而排入下水道與生活污水混合排放，從而造成污灌區土壤Hg、As、Cr、Pb、Cd、Zn等重金屬含量逐年累積[15-16]。在分布上，往往是靠近污染源頭和城市工業區土壤污染嚴重，遠離污染源頭和城市工業區，土壤幾乎不受污水中的重金屬污染。

污灌在北方比較嚴重，因為我國北方比較干旱，水資源短缺嚴重，并且許多大城市都是重工業大城市，所以農業用水更加緊張，污水灌溉在這些地區較為普遍。據統計，我國北方旱作地區污灌面積約占全國90%以上。南方地區相對較小，僅占6%，其余則在西北地區。污灌不僅導致土壤中重金屬元素含量的增加，而且還會在人體內富集。研究顯示我國沈陽、溫州和遂昌等地由于污水灌溉引發了人體鎘中毒；鞍山宋三污灌區土壤中Hg、Cd的累積顯著，污染嚴重；用處理過的污水灌溉是解決干旱地區作物需水問題的一條可行途徑。但由此導致的土壤污染特別是重金屬污染必須引起重視。

2.2 農藥和化肥污染

農藥和化肥是重要的農用物資，對農業生產發展起到重要的推動作用，但如果不合理施用，則可導致土壤中重金屬污染。部分農藥在其組成中含有Hg、As、Cu、Zn等重金屬元素，過量或不合理使用將會造成土壤重金屬污染。肥料中含有大量的重金屬元素，其中氮、鉀肥料含量相對較低，而磷肥中則含有較多的有害重金屬，另外復合肥的重金屬含量也相對較高。施用含有重金屬元素的農藥和化肥，都可能導致土壤中重金屬的污染。

2.3 礦山開采和冶煉加工

我國重金屬礦產相對豐富，在金屬礦山的開采、冶煉過程中，會產生大量廢渣及廢水，而這些廢渣和廢水隨著礦山排水和降雨進入土壤環境中，便可直接地造成土壤重金屬污染，這在我國南方地區表現得尤為突出。

3. 重金屬污染的特點及危害

3.1 重金屬元素污染土壤的主要特點

在土壤環境中重金屬污染特點可以分為兩部分：一是土壤環境中重金屬自身的特點，二是重金屬元素在不同介質中所表現的特點。具體特點如下：（1）形態變換較為復雜，重金屬多為過渡元素，有著較多的價態變化，且隨環境Eh，pH配位體的不同呈現不同的價態、化合態和結合態。重金屬形態不同則其毒性也不同；（2）有機態比無機態的毒性大；（3）毒性與價態和化合物的種類有關；（4）環境中的遷移轉化形式多樣化；（5）生物毒性效應的濃度較低；（6）在生物體內積累和富集；（7）在土壤環境中不易被察覺；（8）在環境中不會降解和消除；（9）在人體內呈慢性毒性過程。（10）土壤環境分布呈區域性；

過量的重金屬會引起動植物生理功能紊亂、營養失調、發生病變，重金屬不易被土壤微生物降解，可在土壤中累積，也可通過食物鏈在人體內積累，危害人體健康。土壤一旦遭受重金屬污染，就很難徹底消除，污染物還會向地下水和地表水中遷移，從而擴大其污染。因此重金屬對土壤的污染是一類后果非常嚴重的環境問題。

3.2人類因土壤重金屬污染而遭受的危害[25]

（1）土壤污染使本來就緊張的耕地資源更加短缺；（2）土壤污染給農業發展帶來很大的不利影響；（3）土壤污染中的污染物具有遷移性和滯留性，有可能繼續造成新的土地污染；（4）土壤污染嚴重危及后代人的利益，不利于可持續發展；（5）土壤污染造成嚴重的經濟損失；（6）土壤污染給人民的身體健康帶來極大的威脅；（7）土壤污染也是造成其他污染的重要原因。

4. 對重金屬污染的防治及修復

4.1 對土壤污染的預防

目前，仍未找到可廣泛應用且行之有效的重金屬污染治理方法，但控制污染源，是防止土壤污染的根本措施之一，同時利用土壤的自凈作用對污染物凈化具有一定的預防作用。控制土壤重金屬污染源，即控制進入土壤中的重金屬污染物的數量和速度，通過土體自身的凈化作用，降低污染。

（1）控制和消除工業“三廢”

盡量利用循環無毒工藝，減少和消除重金屬污染物的排放，對工業“三廢”進行回收改善，使其化害為利，并嚴格控制工業生產中污染物排放量和濃度，使之符合排放標準。

（2）土壤污灌區的監測和管理

在污灌區對灌溉污水的重金屬元素進行控制，監測水中重金屬污染物質的成分、含量及其變化，避免引起土壤污染。

（3）合理施用化肥和農藥

對于農藥和化肥的施用，應以環保無毒為準則，禁止或限制使用高殘留農藥，大力發展高效、低毒、低殘留農藥，發展生物防治措施。為保證農業的增產，合理施用化學肥料和農藥是必需的，但需控制好施用量，否則會造成土壤或地下水的污染。

（4）土壤容量和土壤凈化能力的提高

在農業生產過程中，施用有機肥，改良松散型沙土，改善土壤膠體的種類和數量，增加土壤對有害重金屬的吸附能力和吸附量，從而減少重金屬在土壤中的生物有效性。利用微生物品降解土壤中的重金屬，提高土壤凈化能力。

4.2 土壤中重金屬污染的修復方法

（1）工程措施

工程治理措施是指在土壤環境中，用物理或物理化學的原理來減少重金屬污染物的措施。主要包括客土，換土，翻土，淋洗液熱處理以及電解等方法。以上方法措施的治理效果相對徹底，但實工過程復雜、所需治理費用較高且比較容易引起土壤肥力效果降低。

（2）生物措施

生物治理是指利用能夠在土壤中生存的生物的某些習性來抑制和改良土壤重金屬污染。Nanda Kumar P B A等發現某些特殊植物對土壤中的重金屬元素具有富集作用。寇冬梅等研究認為食用菌對重金屬具有吸附作用。所用方法有動物治理，微生物治理，植物治理等。生物措施的優點是實施較為簡便易行、投資較少且對環境破壞小，而缺點是在短期內不易得到治理效果。

（3）化學措施

化學治理方法是利用化學物質和天然礦物對重金屬污染進行的原位修復技術，目前，在許多區域得到應用。化學治理措施主要包括利用土壤改良劑、抑制劑，增加土壤有機質、陽離子代換量和粘粒的含量，改變pH、Eh和電導等理化性質，使土壤重金屬發生氧化、還原、沉淀、吸附、抑制和拮抗等作用，以降低重金屬的生物有效性。化學治理措施優點是治理效果相對較明顯，而缺點是容易再度活化。

（4）農業措施

農業治理措施是通過改變耕作方式和管理制度來達到降低土壤重金屬危害的方法。M.Puschenreiter等探討了利用農業耕作措施治理土壤重金屬的方法，得出在不同污染地區種植不同的農作物可有效降低重金屬的污染。治理方法主要包括控制土壤水分，選擇合適的農藥、化肥，增施有機肥，選擇農作物品種等。農業治理措施的優點在于操作簡單、費用不高，而缺點是需要較長治理周期卻治理效果不顯著。

參考文獻

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