土壤镉污染的治理方法 目前，镉污染治理方法的研究概括起来，主要有四种治理措施。 1、工程治理方法 工程治理是指用物理或物理化学的原理来治理土壤锅污染。土壤中镉元素的形态是可逆的。随着酸性污水的侵袭，被固定的镉又被活化为交换态。因此对锅污染土壤最彻底的改良方法是铲除其表土。如沈阳张士灌区对土壤锅污染的改良方法，根据镉元素在土壤中的分布状况，铲除表土5-10cm，即可使米镉下降25%-30%，铲土15-30 cm，米镉下降50%，但需要一定量投资，其效果更佳。此外还可以在污染的土壤上加上未污染的新土或将污染的土壤移走换上新土等。以上措施具有效果彻底、稳定等优点，但实施复杂、治理费用高和易引起土壤肥力降低等缺点。 2、生物治理方法 生物治理是指利用生物的某些习性来适应、抑制和改良镉污染。主要有：动物治理：①利用土壤中的某些低等动物蚯蚓、鼠类等吸收土壤中的镉。②生物治理：利用土壤中的某些微生物对镉产生吸收、沉淀、氧化和还原等作用，降低土壤中镉形成难溶磷酸盐；原核生物(细菌、放线茵)比真核生物(真菌)对镉更敏感，格兰氏阳性菌可吸收镉。 3、化学治理方法 化学治理就是向污染土壤投入改良剂、抑制剂，增加土壤有机质、阳离子代换量和粘粒的含量，改变pH、Eh和电导等理化性质，使土
壤锅发生氧化、还原、沉淀、吸附、抑制和拮抗等作用，以降低锅的生物有效性。①施用石灰，此法提高土壤PH，又增加了土壤表面对镉的吸附，使镉的毒性降低，是抑制植株吸收镉的有效措施。②施加有机物(OM)，增大土壤的吸附能力或生成CdS沉淀，从而减轻危害。 ③化学沉淀方便简单，实际应用较多，如在水田条件下施正磷酸盐化合物使之形成沉淀。例如沉淀法就是指土壤溶液中金属阳离子在介质发生改变(PH、OH- 、S042-、等)时，形成金属的沉淀物而降低土壤镉的污染，如向土壤中投放钢渣易被氧化成铁的氧化物，对镉的离子有吸附和共沉淀作用，从而使镉固定。④离子拮抗利用，Mn2+、Ca2+等阳离子对C d2+的拮抗作用，可减少植物对福的吸收。此外，电动修复镉污染土壤也是一个比较良好的方法，Marceau等研究了小规模的镉污染土壤的电动修复，用硫酸控制阴极区的酸度，提高镉溶出率，经过3000多小时的电动修复，镉的起始浓度为882 mg/kg 污染土壤，最终98. 5%的镉清除，效果较好。化学治理措施优点是治理效果和费用都适中，缺点是容易再度活化。 4农业治理方法 农业治理是因地制宜的改变一些耕作管理制度减轻锅的危害，在污染土壤种植不进入食物链的植物。主要途径有:①通过控制土壤水分来调节其氧化还原电位(Eh)，达到降低镉污染的目的；②在不影响土壤供肥的情况下，选择最能降低土壤锅污染的化肥；③曾施有机肥固定土壤中锅的化合物以降低土壤锅的污染；④选择抗污染的植物和不在镉污染的土壤种植进入食物链的植物。例如在含镉
《镉污染土壤修复技术研究进展_易泽夫》 简单描述了镉污染对粮食安全、生活环境和人体健康的危害；详细介绍了国内外包括农业生态修复、物理修复、化学修复和生物修复在内的镉污染土壤修复技术的概念、优势及制约因素；着重阐明了植物修复技术的研究现状和应用前景，为镉污染土壤修复提供参考和基础。 镉污染土壤修复的复杂性和高难度使得目前尚无一种真正稳定高效的修复技术能满足现实生产的需求；物理修复和化学修复能较快实现土壤中镉含量的降低，但其仅改变了土壤中镉的存在形式而没有将其彻底清除，往往还存在成本昂贵、工程量巨大、二次环境污染的问题；动物修复和微生物修复作为一种绿色修复技术相比于其他修复方式具有经济、方便、不改变土壤固有理化性质的特点，但其修复速度慢、见效时间长、对土壤环境要求高的问题限制了其大面积的推广应用。利用植物修复被镉污染的环境，不仅成本低廉，而且有良好的综合生态效益，尤其适合大面积推广。寻求更多的镉污染超积累植物资源，研究镉超积累植物与根际微生物共存体系，利用分子生物学和基因工程克服镉污染超积累植物自身的生物学缺陷，从而彻底实现镉污染土壤修复的高效、稳定、绿色是研究的主要方向。 《棉秆炭对镉污染土壤的修复效果_周建斌》 采用盆栽方法，研究了棉秆炭对镉污染土壤的修复效果及对镉污染土壤上小白菜(Brassica chinensis)镉吸收的影响。结果表明：以微孔为主的棉秆炭能够通过吸附或共沉淀作用降低土壤中镉的生物有效性。在轻度镉污染时，棉秆炭处理土壤对镉的吸附速率较快，随着镉污染程度的增加，吸附速率逐渐减慢，吸附量逐渐增加。棉秆炭能够明显降低镉污染土壤上小白菜可食部和根部的镉积累量，可食部镉质量分数降低49.43%~68.29 %，根部降低64.14%~77.66 %，说明棉秆炭具有修复土壤镉污染，降低蔬菜镉含量的作用，可提高蔬菜品质。
我国土壤中镉污染的研究进展 摘要：在大量研究资料的基础上，对目前受关注程度较高的镉（Cd）污染进行了概述，简要分析了国内土壤Cd污染状况；并对土壤重金属污染的一般治理方法进行了论述，在此基础上对生态修复理论进行了探讨。 关键词：土壤；镉污染；修复方法；生态修复 1 引言 当今世界环境污染问题已成为全世界最受关注的问题之一，而土壤中重金属的污染已是全球面临的重大环境污染之一。土壤重金属因其特有的生物的毒性和已积累性，对生态系统和人类的健康已构成严重的威胁，其中重金属镉更易被农作物吸收和积累，并通过食物链富集，进而对农产品品质安全和人类健康安全构成威胁。农产品质量不仅关系到城乡居民健康、营养与安全，而且关系到为我国农业与食品的国际竞争力。据研究表明我国农田土壤中的重金属含量持续增加，蔬菜地土壤受重金属的污染日益严重胡超[1]。 目前针对土壤重金属污染的治理，以修复被污染土壤为目的的技术体系主要有：①农业生态工程措施，即在被污染的土壤上种植不进入食物链的植物，或者栽植观赏苗木、铺设草皮等；②土壤改良措施，包括排土、客土、淋洗、增加土壤有机物、施加土壤改良剂等；③现代物理化学方法，如污染土壤固化、玻璃化、热处理；④生物修复（净化），即利用特殊植物或微生物体系清除土壤和水体中的污染物或降低污染物的毒性，使受污环境得到恢复。这些治理途径都有各自的优点和不足。利用客土、淋洗等各种物理、化学方法进行重金属污染土壤修复耗能大，操作费用高，对环境存在一定的二次污染性。而相应的利用生物修复技术则成本低、回收和处理富集重金属的植物较为容易，且在清理土壤重金属污染物的同时，可清除土壤周围大气和水体中的污染物，有较高的环境美化价值，有利于生态环境改善[2]。自20世纪90年代以来，植物修复技术已成为环境污染治理研究领域的一个前沿课题。植物修复过程依赖于植物的能力从而吸收和代谢毒性较低的污染物。不同的植物对污染物的吸收、积累和降解能力不同。植物的生长率和生物量是决定了该种植物能否被选为植物修复的植物，以及它们对污染物有一定的承受力和生物积累，它们根区的深度，和它们潜在的蒸腾能力。用于植物修复的植物不仅要有积累，降解或挥发污染物，但也应该有在不同的条件下迅速成长的能力。 2 我国土壤中镉污染状况 随着工业迅猛发展,大量的重金属严重污染了农田。我国大多数城市近郊土壤都受到了
第46卷第4期土壤通报Vol . 46 , No . 4 2015 年 8 月Chinese Journal of Soil Science Aug . , 2015 土壤有机质对镉污染土壤修复的影响 宋波1，2，曾炜铨 1 （1. 桂林理工大学环境科学与工程学院，广西桂林 541004；2. 广西环境污染控制理论与技术重点实验室，广西桂林 541004） 摘要：镉是生物非必需具生物毒性元素，有机质作为修复镉污染土壤的重要改良剂之一而备受关注。土壤有机质通过对土壤理化性质、对镉的吸附-解析、络合作用、生物有效性作用影响镉污染土壤修复效果。主要阐述了土壤有机质对镉污染土壤修复的影响作用机制，探讨了有机质的适用条件、影响因子，分析了工程应用过程存在的问题，以期为重金属污染土壤修复技术研究提供新的思路。 关键词：有机质；镉；修复；吸附 中图分类号：X53文献标识码：A文章编号：0564- 3945(2015)01- 1018- 07 宋波，曾炜铨.土壤有机质对镉污染土壤修复的影响[J].土壤通报，2015，46（4）：1018- 1024SONG Bo, ZENG Wei- quan. Effects of Organic Matter on the Remediation of Cadmium- Contaminated Soil- A Review[J]. Chinese Journal of Soil Science, 2015, 46(4): 1018- 1024 在1980年中国农业环境报告中，我国镉污染农田面积达到9333 hm2，超过10000 hm2土壤中镉含量范围为 1 ~ 10 mg kg- 1，远远超过了国家土壤环境二级质量标准限定值0.3 mg kg- 1[1, 2]。镉是一种有毒痕量元素[3]，在联合国环境规划署和美国国家环境保护局（OEPA）优先污染物名单排名中分别列为首位、第六位[4, 5]。镉在土壤中蓄积性强、迁移能力强[6]，能影响深层土壤。土壤镉污染主要来源于矿业冶炼、工业废水及废弃物排放、含镉电镀材料与颜料的生产和使用。土壤镉进入人体的途径主要有三种方式[7]：（1）食物摄入；（2）皮 肤接触；（3）吸入大气中含镉颗粒，而土壤镉主要通过食物摄入威胁人体健康[8]。镉在人体中的半衰期长达20~40 年，可引发“骨痛病”和肾损害等症状，联合国粮农组织和世界卫生组织（FAO/WHO）建议正常成人每天摄镉量为59 ~ 71μg[9]。可见土壤镉污染问题极为严重，一旦土壤出现累积镉趋势，势必影响土壤微生物新陈代谢机制[10]，毒害农作物的生长，潜在威胁人体健康。随着城乡居民对生活健康质量安全性问题的理解 日益增强，对土壤质量安全问题更加重视。因此，如何修复镉污染土壤及其影响因子等问题备受国内外学者们的关注[11~13]。 重金属污染土壤的处置是一项耗资巨大而又艰巨的任务，为提高重金属污染土壤的修复效果，使用范围较为广泛的土壤改良剂主要包括有机类、无机类等材料[14~16]，其中，因有机质与土壤镉存在一定相关关系，对镉的亲电性较强[17, 18]，能够定量地测定土壤镉含量，又对镉污染土壤修复影响效果最佳及经济高效等优点而备受广泛关注与应用。目前能够系统介绍有机质对镉污染土壤的影响机理及其适用条件、影响因子的文献较少，鉴于此，本文通过相关文献整理、工作经验等途径系统地概述了有机质对镉污染土壤的影响机理、影响因子，评述了有机质在实际应用中存在的问题及展望。 1 土壤有机质的来源及组分 土壤有机质泛指土壤中主要来源于生命的物质，包括腐殖质、生物碳、可溶性碳和可氧化碳等。不同有 机质来源类型对镉在土壤中的生物有效性影响存在差异，按其来源可分为外源有机质与内源有机质两类：外源有机质主要指通过施肥、堆肥等方式获取的含有较多有机质的有机物料（如猪、鸡粪等粪便或稻草等植物残体）；内源有机质主要是来自于土壤里微生物新陈代谢产物或动植物残体的腐化分泌物等，主要分泌产物为胡敏酸、胡敏素等。不同来源的有机质对镉的吸附- 解析等作用影响各不相同，本文分别以表1中罗列的有机质来源作为关键词通过中国知网、Science direct 等数据库检索出国内外具有影响镉污染土壤修复作用的有机质及其应用方面的文献，大多数含有机质的材料都能显著地提高农作物的产量，降低镉在土壤中的生物有效性和可迁移性，而污泥、水稻等秸秆等含有机质材料可能是由于其对土壤镉的络合作用，促进了土 收稿日期：2014- 12- 14；修订日期：2015- 2- 11 基金项目：国家自然科学基金（41161056）、广西“八桂学者”建设工程专项经费和广西自然科学基金重大项目（2013GXNSFEA053002）资助
水稻重金属镉污染研究综述 镉（Cadmium，Cd）是一种毒性极强的重金属元素，也是人体和植物非必需元素。Cd 由于其在环境中具有很强的迁移转化特性及对人体的高度危害性而被列为《国家重金属污染综合防治“十二五”规划》重点关注的5大重金属污染元素之一（孙聪，2014）。镉通过食物链进入人体后，会对人体肾、肺、肝、睾丸、脑、骨骼及血液系统等产生损伤，造成急性或慢性中毒，甚至癌变。镉过量会抑制植物的生长。水稻是中国第一大粮食作物，全国约有65%人口以稻米为主食，稻米的安全品质与人类健康密切相关，目前水稻生产正受到镉污染土壤的严重威胁（孟桂元，2015）。与其它重金属元素相比，镉（Cd）对水稻显示出更大的毒性，镉的活性较强，容易被水稻吸收和富集，可以在不影响水稻正常生长的情况下积累较高含量的镉，重金属Cd通过灌溉在土壤中累积，且主要累积在0－20cm表层土壤（姜国辉，2012），经过根、茎、叶的吸收，最终迁移到稻米中，直接影响人类的健康。据不完全统计，我国受镉污染的农田面积已超过20万hm2，每年生产镉含量超标的农产品达14.6亿kg（杨双，2015），由于重金属污染导致的粮食每年减产1000多万t，受污染粮食多达1200多万t，经济损失达200多亿元。如在湖南安化县境内的某铀矿区，每年因污灌带入农田的镉达2-3kg/hm2，使近40km2的农田受到不同程度污染。严重危害了广大人民群众的身体健康（贺慧，2014）。目前土壤镉污染问题已成为国内外学者研究的热点之一（李启权，2014）。国内、外关于土壤Cd污染对水稻的生态风险进行了大量的研究，主要集中在不同水稻对Cd的富集机理、Cd在土壤-水稻系统迁移转化的根际过程及分子机理与遗传规律、Cd诱导胁迫的生理生化特征及Cd污染土壤的生态修复等。 1、不同水稻对Cd的富集机理 大量研究表明，由于遗传特性的不同，水稻对镉的吸收存在着很大差异，这种差异不仅表现在水稻的不同类型之间，也表现在不同品种之间。李坤权等研究表明，水稻糙米中的镉浓度与水稻类型有关，即籼型＞新株型＞粳型（李坤权，2003）。李正文等采用田间试验的方法，研究了江苏省目前栽种的57个水稻品种，揭示了杂交稻Cd吸收极显著高于常规稻（李正文，2003）。徐燕玲等认为，在低污染水平土壤上，水稻对Cd的累积品种间存在一定的稳定性，而水稻类型间Cd含量没有显著差异，因此按照水稻类型来筛选是不可行的，应针对品种来筛选并对筛选出来的稳定的品种进行重点研究（徐燕玲，2009）。孙聪研究发现，不同水稻品种对土壤中Cd毒性胁迫有显著性差异，虽然Cd属于非必需元素，但不同水稻品种对低剂量Cd表现出不同的刺激效应。经过Burr-III模型的计算得到基于保护95%水稻品种的土壤中Cd50%抑制浓度值（HC550%）为4.93mg·kg-1（孙聪，2014）。 孟桂元以湘中地区主要栽培的26个水稻品种为材料，研究了镉胁迫(0.5mmol/L)对不同水稻品种种子萌发及根芽生长的影响。结果表明，镉胁迫对水稻种子的发芽率、发芽指数影响不显著，对种子活力指数及根芽生长具有显著影响;镉胁迫对根的抑制作用明显大于对芽的抑制。不同品种对镉胁迫的耐性存在较大差异（孟桂元，2015）。刘侯俊研究东北地区水稻生长、籽粒产量和Cd在水稻植株不同部位的分配规律。结果表明，土壤中添加Cd后，多数水稻籽粒产量和植株总生物量下降，只有少数品种籽粒产量和生物量有所上升。Cd在水稻植株中的含量遵循根系>茎叶>颖壳>籽粒的规律（刘侯俊，2011）。张锡洲比较水稻亲本材料的镉耐性差异,筛选镉低积累水稻种质资源,为水稻镉安全品种(Cd-safecultivars,CSCs)
土壤镉污染现状及其治理措施 发表时间：2019-02-27T11:10:35.630Z 来源：《防护工程》2018年第33期作者：贾琳琳 [导读] 目前，土壤污染问题日趋严重，其中土壤重金属污染由于较难察觉。 河北水文工程地质勘察院河北省石家庄市 050000 摘要：镉是一种有毒有害重金属,易在食物链中积累后进入人体,严重危害人类健康。20世纪初因食用镉污染大米,日本大面积爆发“痛痛病”,有关镉污染及防治研究引起全世界关注。本文综合国内外有关文献,对近年来有关研究工作进行了综述,以期推动镉污染防治的进一步发展。 关键词:土壤镉污染；现状；治理措施 引言：目前，土壤污染问题日趋严重，其中土壤重金属污染由于较难察觉，在物质循环和能量循环中难以分解，容易蓄积在土壤中，导致作物减产，并通过植物的根系吸收进入植物体内，再经过食物链的传递和富集而危害人体健康。土壤重金属污染以铅(P)和镉(Cd)为主，镉是生物生长发育过程的非必需元素，是自然界中对动植物和人体危害性最大的重金属种类之一。因此，分析我国土壤镉污染现状、区域和来源，以及治理土壤镉污染的各种修复技术，对了解我国镉污染现状及解决土壤镉污染引发的粮食安全问题具有重要意义。 1土壤中镉污染的现状 土壤作为开放的缓冲动力学体系，在与周围的环境进行物质和能量的交换过程中，不可避免地会有外源镉进入这个体系。镉对土壤的主要污染途径是工业废渣、废气中镉的扩散、沉降、累积，含镉废水灌溉农田，以及含镉农药、磷肥的大量施用。外来镉多富集在土壤的表层。在沈阳张士灌区土壤中，经污灌进入土壤中的镉的56．33%累积于土壤的表层，去表土15～30cm，可使稻米中的镉下降50%。我国有关农田镉污染的调查工作是20世纪70年代中、后期开始的，但至今未见镉污染总体状况的资料报道。何电源等在1987～1990年间对湖南省的农田污染状况进行了调查，结果发现，农田镉污染主要来源与工矿企业排放的废气和废水，在各类镉污染农田中5%～10%的面积减产严重。值得注意的是，我国镉污染多数是由于引用工业污水灌溉造成的。目前，我国污灌农田已扩大到1．4×107hm2，由于污灌不当对6．3×107hm2农田造成不同程度的污染，其中镉污染耕地1．3×104hm2，涉及11个省市25个地区，每年生产镉米(是指镉含量超过1mg/kg 的糙米，长期食用会引起骨痛病，因而禁止食用)5．0×107kg。如沈阳市张士灌区因污灌使2533hm2农田遭受镉污染(土壤镉含量≥1． 0mg/kg)，其中严重污染面积(可能产生的稻米镉含量≥1.0mg/kg的农田)占13%;江西大余县污灌引起的镉污染面积为5500hm2，其中严重污染面积占12%。另外，土壤中的作物受镉污染导致“镉米”的地区还有:上海的沙川灌区、广东的广州和韶关地区、广西的阳朔、湖南的衡阳等。在日本，受镉污染的农田有472125hm2，占重金属污染总面积的82%。 2土壤镉污染的治理方法 2.1物理方法 镉污染土壤的物理修复方法主要有排土、客土、深耕翻土等传统物理方法以及电修复技术、洗土法等。客土法就是将污染土壤铲除，换入未污染的土壤，去表土法就是将污染的表土移去等。传统的物理修复方法治理镉污染效果非常明显，如吴燕玉等在张士灌区调查时发现去除表层土可使稻米中镉含量降低50%。然而，这种方法需要耗费大量资金、人力物力，且移除的污染土壤又容易引起二次污染，因此难以在大面积治理上推广。电修复技术，是指在土壤外加一个直流电场，土壤重金属在电解、扩散、电渗、电泳等作用下流向土壤中的某个电极处，并通过工程收集系统收集起来进行处理的治理方法。胡宏韬等研究发现，当试验电压为0.5W/cm时，阳极附近土壤中镉的去除效率达到75.1%；淋滤法和洗土法是运用特定试剂与土壤重金属离子作用，然后从提取液中回收重金属，并循环利用提取液。据报道，美国曾应用淋滤法和洗土法成功地治理了包括镉在内的8种重金属，治理了2.0×104t污染的土壤，且重金属得到了回收和利用，而且整个治理过程中没有产生二次污染。 2.2化学方法 化学法治理土壤污染是指土壤中重金属镉可以通过化学反应来减少或降低。可以用化学溶液把镉从土壤中淋洗掉，降低土壤中镉含量。也可加入特定的络合剂，通过离子交换、吸附、沉淀等改变镉在土壤中的存在形态，生成沉淀物，大大减少作物对它的吸收。环保性有机肥具有大量的比表面积和官能团，在改善土壤酸碱性、增加土壤肥力的同时，还可促进土壤中重金属离子形成络合物，从而增加土壤对重金属的吸附能力，提高土壤对重金属的缓冲性，进而减少植物对其吸收的风险，阻止它进入食物链。镉的活性还受土壤酸碱性的影响，在酸性土壤中施用碱性改良剂，如石灰、碱性煤渣、钙镁磷肥、草炭、粉煤灰等，土壤pH值明显升高，一方面增加土壤表面负电荷对Cd吸附，另一方面可将Cd2+水解生成CdOH+，而CdOH+在土壤吸附点上的亲和力明显高于Cd2+，同时生成CdCO3沉淀，使其活性逐渐降低，进而有效降低作物对土壤镉的吸收。 2.3生物方法 生物治理是指利用生物的某些习性来适应、抑制和改良镉污染。主要有:①动物治理:利用土壤中的某些低等动物蚯蚓、鼠类等吸收土壤中的镉。②微生物治理:利用土壤中的某些微生物对镉产生吸收、沉淀、氧化和还原等作用,降低土壤中镉形成难溶磷酸盐;原核生物(细菌、放线茵)比真核生物(真菌)对镉更敏感,格兰氏阳性菌可吸收镉。③植物治理:利用某些植物能忍耐和超量积累某种重金属的特性来清除土壤中的镉;超积累植物目前已发现400多种,可吸收积累大量的镉,超积累植物积累镉的含量一般在0.1%以上;印度芥菜(Brassicajuncea)吸收镉为200mg/kg时出现黄化现象,并对镉富集为52倍;英国的高山莹属类等,可吸收高浓度的镉等。生物治理措施的优点是实施较简便、投资较少和对环境破坏小,缺点是治理效果不显著。 结束语 土壤镉污染问题是全球关注的环境热点问题之一，在亚洲镉污染尤其严重。经过大量专家的实验研究，已经找到许多方法调节土壤性能，减少作物对镉的吸附作用，如采取物理法、化学法和生物法等治理土壤镉污染问题。这些措施虽然已经比较成熟，但依然存在很多不确定因素，如大范围推广的时间成本、经济成本问题。土壤重金属污染防治不仅需要科学技术，更重要的是需要全人类、全社会的共同关注，一旦发现土壤被污染，各部门要密切配合，提出切实可行的治理方案。在研究土壤污染防控措施时，应根据镉污染物性质（浓度、种
镉污染土壤植物修复研究进展 熊愈辉(湖州师范学院生命科学学院,浙江湖州313000) 摘要综述近年来土壤镉污染及植物修复的相关研究成果,分析土壤镉的背景值、污染物的来源和我国农业土壤镉污染现况,阐述镉污染土壤植物修复的机理、种质资源及调控措施。 关键词镉;土壤污染;重金属;植物修复 中图分类号X173文献标识码 A 文章编号0517-6611(2007)22-06876-03 R e se a rch A dv an c e in So il Ph y to rem e d ia tion Po llu ted b y Ca dm ium X I ONG Yu-h u i(S ch oo l o f L ife S cien ce,H u zh ou T e ach e rs C o llege,H u zh ou,Z h e jian g313000) A b s tra c t R e se arch advan ce in cadm i umpo llu ted so il an d ph y to rem ed ia tion w as sum m a r ized in recen t yea rs.T h e cadm iumback g rou nd va l u e s an d con-tam in a tive sou rce as w e ll as cu r ren t s itu a tion o f cadm iumpo llu tion o f fa rm i n g so il in C h in a w e re an a lyzed.F u r th e rm o re,th e m ech an ism,p lan t resou rce s an d regu la tive m ea su re s fo r ph y to rem ed ia tion o f cadm i umpo llu ted so il w e re e l u c i da ted. K e y w o rd s C adm ium;S o il po llu tion;H eav y m e ta l;P h y torem ed ia tion 土壤是人类赖以生存的环境要素之一。世界面临的粮食、资源和环境等问题都与土壤密切有关。自20世纪20年代起,随着电解工业的发展,镉(C d)产量明显增加,由C d产生的环境污染问题也随之出现。特别是20世纪60年代末在日本富山县神通川流域发现了“骨痛病”,人们开始认识到土壤中的C d容易通过食物链的富集作用进入人体,进而威胁人类生命健康。从此,有关土壤C d污染的成因、危害与治理等问题引起了全世界的高度关注,并开始进行相关研究。笔者就近年来有关土壤C d污染及植物修复的主要研究成果进行概要总结和评述。 1土壤Cd污染 1.1 土壤Cd的背景值土壤中元素的背景值是指土壤在未受到人为因素影响或影响较小的情况下,土壤中某元素的含量。C d是一种稀有分散金属,土壤C d的背景值取决于成土的母质,它在地壳中各类岩石的平均含量约为0.1～0.2 m g/k g。其中,火成岩含C d范围为0.001～1.8m g/k g,变质岩为0.04～0.1m g/k g,沉积岩为0.3～11.0m g/kg。全世界土壤C d含量范围为0.01～ 2.00m g/kg,中值为0.35m g/k g[1]。我国土壤类型众多,全国41个土类C d背景值差异明显,C d含量变化范围在0.017～0.332m g/k g。其中石灰土C d背景值最高,达到0.332m g/kg;绿洲土、水稻土和高山漠土C d背景值次之;再次是灰褐土和黑垆土等,其背景值均大于0.100 m g/k g。C d背景值较低的土类主要是栗钙土、灰色森林土、砖红壤、赤红壤和红壤,均在0.060m g/k g以下,其他各土壤类型C d的背景值接近于全国土壤C d背景的平均值,为0.070～0.080m g/k g[2]。此外,我国各区域间土壤C d的背景值呈现了一定的区域分异的规律性:西部地区>中部地区>东部地区;北方地区>南方地区[3]。从行政区域来看,土壤中C d 背景值以贵州省最高,为0.332m g/kg[4];而浙江、江苏、内蒙古、福建和广东等省区土壤C d背景值较低,均在0.060m g/k g 以下。虽然各地区C d背景值有较大差异,但一般情况下土壤中自然存在的C d不至于对人类造成危害,造成危害的土壤C d大都是人为因素引入的。 基金项目国家自然科学基金项目(20277035)。 作者简介熊愈辉(1965-),男,安徽芜湖人,博士,副教授,从事植物营养与环境生态学的研究。 收稿日期2007-04-121.2土壤C d污染的来源作为土壤污染物的外源C d主要来源于采矿、冶炼、电镀、化工、废物焚化处理等行业排放的废水、废气、废渣,以及含C d化肥、农药和杀虫剂等。其中,6%来自C d生产工业,57%来自以C d为原料的工业,37%来自其他行业。人类活动每年向土壤中排放C d2.132万t,其中,来自农业和动物废物0.22万t、木材生产废物0.11万t、城市垃圾0.42万t、城市污水和有机废物0.018万t、金属制造产生的废水0.004万t、矿物灰0.72万t、肥料和杀虫剂0.02万t、工厂废弃物0.12万t、大气沉降物0.5万t[5]。 1.3农业土壤Cd污染现况随着工农业生产的发展,我国土壤C d污染呈加重的态势,尤其是农业土壤C d污染状况令人担忧。据统计,我国农田C d污染面积1980年为9333 hm2,1989年为13333hm2,在各类C d污染农田中有5%～10%的面积严重减产[6]。2001年农业部对全国24个省市320个重点污染区548万hm2农田进行调查监测,结果表明,全国污染区大田类产品中污染物超标面积占污染区农田总面积的20%。其中,重金属是土壤与农产品中的主要污染物,占污染物超标农产品总面积和总产量的80%,而C d污染农产品超标面积达27.86万hm2[7]。有些地区的C d超标现象相当严重,如沈阳市张士灌区因污水灌溉使2533hm2农田遭受C d污染(土壤C d含量≥1.0m g/kg),其中严重污染面积(所产稻米的C d含量≥1.0m g/k g)占13%。此外,陕西、河北、湖南、浙江、江西、广东等部分地区农田土壤C d污染情况均比较严重,有此地区土壤C d含量超过200m g/k g,所产稻米、小麦的C d含量在1.0m g/kg以上[8-14]。我国农田C d污染主要来源于工矿企业排放的废水、废气及污水灌溉。除沈阳张士灌区外,江西大余因污灌而造成的C d污染面积高达5500hm2,其中严重污染面积占12%。由于污灌导致土壤中的作物受C d污染的地区还有:上海的川沙灌区、广东的广州和韶关地区、广西的阳朔、湖南的衡阳等。除污灌外,导致我国农业土壤C d污染的途径还有施用污泥等固体垃圾、磷肥等农用化学品以及大气沉降物等。从这些研究报告来看,我国农田土壤C d污染不仅面积大,而且污染程度较重,部分污染区的农产品C d含量超过国家食品卫生标准几倍以上。说明土壤C d污染已经危及到我国食品安全,治理任务已刻不容缓。 安徽农业科学,Jou rn a l o f A n h u i A g ri.S ci.2007,35(22):6876-6878责任编辑庆瑢责任校对俞洁
专业：应用化学年级：2009级选题类别：镉污染 学号2009071916 姓名：张涛成绩: 【题目】：土壤中镉污染现状与防治 【摘要】：本文文章阐明了镉污染的来源与现状，同时对镉污染治理的方法，做了系统的综述。并提醒人们要提高土壤质量意识，保护生态环境。 【关键词】：土壤，镉污染，防治方法 目前,我国受镉、砷、铅等重金属污染的耕地面积 2.0×107hm2,约占总耕地面积的1/5；其中工业“三废”污染耕地1.0×107hm2；污水灌溉的农田面积 3.3×106hm2。我国每年因重金属污染而减产粮食超过 1.0×107t，另外被重金属污染的粮食每年也多达 1.2×107t，由此造成的经济损失合计至少为200亿元。在所有重金属污染，以镉污染最为严重。尤其是近年来伴随着采矿、冶金以及镉处理等工业的发展，我国农业土壤受镉污染也日趋严重。镉是毒性最强的重金属元素之一，危害极其严重，土壤中过量的镉会抑制植物的正常生长，在可食部分的残留还会通过食物链影响到人体的健康，因此对镉污染土壤的治理已经引起国内外的广泛重视。 一、土壤中镉的来源 人体积累的镉的最主要的来源是通过食物即农产品的摄取。而食物中的镉主要来源于土壤。土壤环境中的镉的来源包括自然和人为来源。 (1)自然的镉主要来源于岩石和矿物中的本底值。镉与铅锌矿、煤矿、磷矿有最密切的正相关关系，能在铅锌矿、含煤岩系、含磷地层周围形成镉元素高值区。 (2)人为来源的镉丰要来源于工业“三废”和含镉肥料大量施用。工业废气是造成空气镉污染的主要来源，在偏远地区的空气中镉的含量一般低于1．Opg／mL，但在工业区周围的大气中镉的含量较高。较高含量的镉通过降雨或沉降进入土壤，在土壤中积累。工业废水灌溉：镉在电镀、颜料、镍镉电池工业、电视显像管制造中的应用非常广泛，随着采矿、冶炼和电镀工业的不断发展，大量的含镉废水排入河流中，用于灌溉必污染土壤。大量的工业固体废弃物的堆积、农田施用污染的污泥、长期施用一些含镉的农用化肥也必然会造成镉在土壤中的大量沉积，造成土壤中镉的总帚增加。 二、镉污染的危害 由于镉不能被土壤中微生物降解，半衰期超过20年，其污染为不可逆的积累过程；镉又是生物迁移性很强的重金属，极易被植物吸收并累积，超过一定限度不仅严重影响作物的产量、品质，而且可食部分极易通过食物链在人体内积累并危害人体健康。镉是植物生长的非必需元素，当镉进入植物体内并积累达到一定程度时，植物就会表现出毒害症状，通常会出现生长迟缓、植株矮小、退绿、产量下降、质量下降等。对人类而言，镉对人体健康的危害主要是污染土壤中的镉可以通过食物链进入人体造成严重的危害。镉被人体吸收后主要分布在肝与肾中，与低分子蛋白质结合成金属蛋白。镉中毒主要表现为肾脏功能的损害和肺部的损伤，导致肾皮质坏死、肾小管损害、肺气肿、肺水肿，还可以引起心脏扩张和高血压，长期摄入镉将会导致骨质疏松、脆化、腰病、脊柱畸形。 三、土壤中镉的赋存形态及迁移转化 1、Cd有两种常见价态，0价和+2价，镉在土壤中只能以二价简单离子或简单配位离子的形式存在于土壤溶液中，如Cd2+、CdOH+、Cd(OH)、CdCl+、CdOHCl、CdS04、CdHC03+等，以难溶态Cd(OH) 2、CdC0 3、Cd3(PO4)2、CdS等存在于土壤中。Cd与有机配体形成配合物的能力很弱，故土壤中有机结合态的镉较少。 2、土壤中镉的分布集中于土壤表层，一般在0～15 cm，15 cm以下含量明显减少。各剖面不
doi：10.3969/j.issn.1004-275X.2019.03.032 农田土壤镉污染现状与修复技术 彭炜东 （四川大学建筑与环境学院，四川成都610065） 摘要：镉（Cd）作为一种毒性很强的重金属元素，可以通过食物链进入生物体内，对健康产生影响。综述了我国农田的镉污染现状，土壤中镉的来源、产生途径和赋存形态，总结了目前农田镉污染治理技术的发展，阐述了工程修复、电修复、化学洗脱、固化/稳定化修复等技术。 关键词：镉污染；农田；修复技术 中图分类号：X173文献标志码：A文章编号：1004-275X（2019）03-088-03 Present Situation and Remediation Technology of Cadmium Pollution in Farmland Soil Peng Weidong （School of Architecture and Environment,Sichuan University,Chengdu610065,China）Abstract:Cadmium(Cd)is a heavy metal wi th strong toxicity,and it's easy to enter the body through the food chain,causing a bad impact on human health.Onbasis of the former research,the status of cadmium pollution in China,cadmium sources,production processes and occurrence patterns are partic原ularized in this review. Key words:Cd contamination;farmland;restoration technology 1农田土壤镉污染现状 重金属污染是我国当今面临的一个十分严峻的耕地土壤环境污染问题。调查显示，我国农田土壤的镉、锌和铅等重金属浓度远远超过土壤背景值。镉元素严重影响土壤的可持续利用和粮食的种植安全。研究显示，我国镉污染农田土壤面积已达2000万hm2，约占总耕地面积的1/6，全国共11个省25个地区的农田受到不同程度的Cd污染[1]。 2土壤环境中镉的来源、产生过程及赋存形态农田土壤中的镉来源很多，主要是采矿和冶炼工业排放的污水、废气和固体废弃物以及大气沉积。排放的污水通过灌溉污染农田，同时，磷肥和有机肥大量施用也是造成造成农田土壤中镉富集的的重要原因。 土壤中镉有多种化学形式存在，在化学相互作用、迁移率、生物利用率和潜在毒性方面表现出不同的性质。可以采用单萃取法和顺序萃取法测定镉元素的各种有效态。目前广泛接受的分类为交换态、碳酸盐结合态、铁锰氧化物结合态、有机结合态和残渣态等[1]。 3镉污染农田土壤修复技术 镉污染农田修复实践中，通常采用工程措施、电动修复、淋洗修复、固化/稳定化修复、植物修复、田间管理及联合修复等技术，这些技术在我国的研究与应用情况如下。 3.1工程措施 工程修复措施主要以客土、换土和深耕为主，是一种简便的物理修复措施。客土或换土利用未污染的干净土壤覆盖或替换污染土壤，从而有效隔离镉元素的迁移；客土和换土是高浓度镉污染常用的修复技术，而深耕翻土用于轻度污染土壤[2]。总体来看，工程措施具有简便易操作、见效快的优势，但存在土壤开挖成本高，易造成二次污染等缺陷。所以，小面积的重度污染农田修复常采用这种修复技术。 3.2电动修复 电动修复是一种用于分离土壤中重金属的物理技术，这种修复方法最初用于污染土壤和地下水中提取金属和有机化学物质。电动修复原理示意图见图1所示。当施加较低的直流电压或较低的点位梯度，土壤中的重金属会通过电迁移、电渗析和电泳迁移到电极室。在电场中，二价镉离子迁移至阴极，负离子迁移至阳极，重金属通过在电极上吸附、沉淀或通过离子交换树脂而得以去除。电动修复适用于处理低渗透性粘土和泥质土，能够有效的控制金属离子流向。电动修复中，控制和优化土壤pH是提高电动修复效率的关键。 88--
镉污染处理和分析 随着现代工农业生产的发展，“三废”的排放、污水灌溉及农药、除草剂和化肥的使用越来越多，土壤-植物-环境系统中的Cd污染问题日趋严峻。镉类化合物具有较大的脂溶性、生物富集性和毒性，并能在动物、植物和水生生物体内蓄积。据报道，90％镉的应用于电镀、颜料、合金及电池行业。但是，由于行业设备和技术问题、法律制度的不完善、责任者意识欠缺，污染事故时有发生。例如震惊世界的二十世纪八大公害事件之一的日本富山县神通川流域“痛痛病事件”，和我国05年发生在北江的镉污染事件。 1960年以前骨痛病患者就开始出现，直到1961年才有人查明，日本神通川两岸骨痛病患者与三井金属矿业公司神冈炼锌厂的废水有关。该公司把炼锌过程中未经处理净化的含镉废水连年累月地排放到神通川中，两岸居民引水灌溉农田，使土地含镉量高达（7－8）ug/g，居民食用的稻米含铜量达（l－2）ug／g。饮用含镉的水，久而久之体内积累大量的镉毒而生骨痛病。进入体内的镉首先破坏了骨骼内的钙质，进而肾脏发病，内分泌失调，骨骼软化，身体萎缩，骨骼出项严重畸形，经过10多年后进入晚期而死亡。1963年至1979年3月共有患者130人，其中死亡81人。 日本痛痛病事件，给了全世界敲响了警钟。一些关于镉污染事件的处理方案也在这件事以后形成，并得到发展和完善。2005年我国北江镉污染事件采取了及时的应急预案，成功地将事故的危害降到最低程度。 2005年12月北江韶关河段河水镉含量超标，达到0.05 mg/L，即为标准限制的10倍。利用北江上游锦江、南水、孟洲坝、蒙里、白石窑、长湖、飞来峡等主要水库实施应急调度，调用清水6亿m3稀释污水，实现了飞来峡水库出库水质基本达标的总目标，成功地避免了事故的扩大影响。污染了一方水，需要用九方清水去稀释，代价是巨大的[1]。 北江镉污染事件的应急措施分为四个阶段。第一阶段利用北江上游水库截污调度阶段。采取这一措施的目的是拦截污染水团，在孟洲坝水库滞留较长时间，以减缓超标污水团到达英德城区河段的时间。第二阶段利用北江上游水库放水稀释污水阶段。利用孟洲坝、蒙里、白石窑等水库稀释第一阶段污水团，使得断面河水镉浓度明显下降，只超标 1～2 倍。第三阶段利用药物吸附沉积除镉阶段，从电站进水口投入除镉吸附药物氧化铁和氧化铝3000t，通过过机水流让药物与水体混合，加速镉的吸附沉积，预计可以减少河水镉浓度10 %～15 %。第四阶段进一步稀释，镉浓度低于0.005mg/L，达标[2]。
1．镉污染来源 (1)自然的镉主要来源于岩石和矿物中的本底值。镉与铅锌矿、煤矿、磷矿有最密切的正相关关系，能在铅锌矿、含煤岩系、含磷地层周围形成镉元素高值区。 (2)人为来源的镉丰要来源于工业“三废”和含镉肥料大量施用。工业废气是造成空气镉污染的主要来源，在偏远地区的空气中镉的含量一般低于1．Opg／mL，但在工业 区周围的大气中镉的含量较高。较高含量的镉通过降雨或沉降进入土壤，在土壤中积累。工业废水灌溉：镉在电镀、颜料、镍镉电池工业、电视显像管制造中的应用非常 广泛，随着采矿、冶炼和电镀工业的不断发展，大量的含镉废水排入河流中，用于灌 溉必污染土壤。大量的工业固体废弃物的堆积、农田施用污染的污泥、长期施用一些 含镉的农用化肥也必然会造成镉在土壤中的大量沉积，造成土壤中镉的总帚增加。 2.镉污染的危害 由于镉不能被土壤中微生物降解，半衰期超过20年，其污染为不可逆的积累过程；镉又是生物迁移性很强的重金属，极易被植物吸收并累积，超过一定限度不仅严重影响 作物的产量、品质，而且可食部分极易通过食物链在人体内积累并危害人体健康。镉 是植物生长的非必需元素，当镉进入植物体内并积累达到一定程度时，植物就会表现 出毒害症状，通常会出现生长迟缓、植株矮小、退绿、产量下降、质量下降等。对人 类而言，镉对人体健康的危害主要是污染土壤中的镉可以通过食物链进入人体造成严 重的危害。镉被人体吸收后主要分布在肝与肾中，与低分子蛋白质结合成金属蛋白。 镉中毒主要表现为肾脏功能的损害和肺部的损伤，导致肾皮质坏死、肾小管损害、肺 气肿、肺水肿，还可以引起心脏扩张和高血压，长期摄入镉将会导致骨质疏松、脆化、腰病、脊柱畸形。 3 土壤中镉的赋存形态及迁移转化 3.1Cd有两种常见价态，0价和+2价，镉在土壤中只能以二价简单离子或简单配位离子的形式存在于土壤溶液中，如Cd2+、CdOH+、Cd(OH)、CdCl+、CdOHCl、CdS04、CdHC03+等，以难溶态Cd(OH)2、CdC03、Cd3(PO4)2、CdS等存在于土壤中。Cd与有机配体形成配合物的能力很弱，故土壤中有机结合态的镉较少。 3.2土壤中镉的分布集中于土壤表层，一般在0～15 cm，15 cm以下含量明显减少。各剖面不同深度上，元素含量随土壤质地不同而有明显不同，一般重金属元素随土壤 粘性增大其含量升高。Cd元素在水稻土中迁移能力最强。Cd迁出率随土壤质地变而增大，随pH值和土壤有机质含量增大而降低。水溶性有机质(DOM)对土壤中Cd的吸附 行为具有明显的抑制作用，这种抑制作用与土壤类型和DOM种类有关。
作者简介 易泽夫（1973-），男，湖南长沙人，硕士，高级农艺师，从事 农产品质量安全管理工作。*通讯作者 收稿日期2014-04-11 镉是环境中毒性最强的重金属元素之一，位于元素周期表中第二副族，也是《重金属污染综合防治“十二五”规划》重点监控与污染物排放量控制的5种重金属之一；具有生物迁移性强、极易被植物吸收和积累的特点，对动植物和人体均可产生毒害作用[1]，严重时甚至会造成骨痛病、高血压、肾功能紊乱、肝损害、肺水肿等疾病[2]；据统计，我国每年生产的镉含量超标农产品和动物造成累积性毒害品达146万t [3]，镉污染的农田面积已超过28万hm 2，年产镉超标农产品达150万t [4]，我国市场上常见的市售大米约10%存在镉超标[5] ，对环境经济和人类的身体健康造成了极大的隐患。近年来湖南浏阳、云南曲靖以及广西河池地区先后发生的镉污染事件[6]造成了极大的影响，因此控制镉污染，加大对镉污染土壤修复力度已经势在必行，笔者对目前最新镉污染土壤修复的方法予以全面概述，着重于镉污染土壤的生物修复，旨在为后续的研究提供参考。 1农业生态修复 农业生态修复措施是指因地制宜选择耕作管理制度来 减轻重金属危害，主要包括农艺修复措施和生态修复措施。农艺修复措施一般是通过耕作制度的改变，辅以多种植物组合间作、轮作以及套作或者通过向镉污染土壤中加入能结合游离态的镉形成有机络合物的有机肥，从而达到有效减少土壤中镉的含量、降低植物对镉的吸收的目的，实现土壤中镉的迁移、吸收和降解 [7-8] 。我国在生态修复措施方面研 究较多，一般通过调节包括土壤水分等在内的生态因子来实现对污染物所处环境介质的调控[9]。农业生态修复措施既能保持土壤的肥力，又能促进自然生态循环和系统协调的运作，但存在着修复时间长、见效慢等不利因素。 2物理修复 镉污染土壤修复常用的物理方法有客土法、换土法、翻 土法、电动力修复法等；客土法、换土法、翻土法是常用的物理修复措施，通过对污染地土壤采取加入净土、移除旧土和深埋污土等方式来减少土壤中镉污染。汪雅各等[10]进行客土深度改良试验，使青菜体内镉等浓度平均下降50%~80%；目前英、美、荷、日等国家先后实现了此法的应用，但由于其投资成本大、易发生二次污染和降低土壤肥力而难以广泛推广[11] 。电动力修复主要是通过在污染土壤两侧施加直流电 压，使土壤中的污染物质在电场作用下富集到电极两端，从而去除污染土壤中的重金属，目前该技术己应用于Cu 、Cd 、 Pb 、Zn 、Cr 、Ni 等重金属污染土壤的修复。Karim et al [12]采用电 动和水动相结合的方法对重金属污染土壤修复100h 后，土壤中约97%污染物被成功去除。物理法修复镉污染土壤简单、快速，但并没有真正将镉污染从土壤中去除，具有潜在的危害性，加上此法需要大量的财力、人力和物力，不适宜于大面积的镉污染土壤治理。 3化学修复 化学修复是指通过向污染土壤中投入化学改良剂，对 重金属进行固定转换、溶解抽提和提取分离，从而减少污染土壤中的重金属含量，改变土壤环境条件；化学固定、淋洗和提取是镉污染土壤化学修复较常见的方法。周国华研究发现土壤中活动态镉与稳定态镉可以相互转化[13]。碱性改良剂[14-15]（石灰、钙镁磷肥等）、黏土矿物[16]（沸石、海泡石等）、拮抗物质[17-18]（硫酸锌、稀土镧等）和有机质[19-20]（泥炭、有机堆肥等）是较为常用的镉污染修复化学材料；除此之外，一些金属螯合剂和表面活性清洗剂目前也逐渐应用于镉污染土壤修复[21]。化学修复是在污染土壤基础上进行的，简单易行。但它只是改变了镉在土壤中存在的形态，并没有真正意义上去除镉污染，存在再度活化危害的可能性，不是一种永久性的修复措施。 4生物修复 生物修复是指利用生物的某些习性来适应、抑制和改 良重金属污染。镉污染土壤修复一般有动物修复、植物修复和微生物修复。 4.1动物修复 土壤中的某些低等动物如蚯蚓、鼠类能吸收土壤中的 重金属，从而在一定程度上降低土壤中重金属含量[22]；目前该技术对重金属镉污染修复的研究仍局限在实验室阶段[23]，敬佩等[24]通过在重金属污染土壤中接种蚯蚓发现：蚯蚓对镉具有较强的富集能力，富集量随着蚯蚓培养时间的延长而逐渐增加。但受低等动物生长环境等因素制约，其修复效率一般，并不是一种理想的修复技术。 4.2微生物修复 土壤中的某些微生物对重金属有吸收、沉淀、氧化还原 作用，可以减轻土壤中重金属的毒性；主要是通过改变土壤中重金属离子的活性，微生物细胞吸附富集重金属以及促进超富集植物对重金属的吸收来实现污染土壤的修复；江 镉污染土壤修复技术研究进展 易泽夫1 余杏2 吴景1，2* （1湖南省长沙市农产品质量监测中心，湖南长沙410003；2 湖南农业大学） 摘要简单描述了镉污染对粮食安全、生活环境和人体健康的危害；详细介绍了国内外包括农业生态修复、物理修复、化学修复和生物修复在内的镉污染土壤修复技术的概念、优势及制约因素；着重阐明了植物修复技术的研究现状和应用前景，为镉污染土壤修复提供参考和基础。 关键词镉污染；土壤修复；生物修复；研究进展中图分类号X53文献标识码A 文章编号1007-5739（2014）09-0251-03 资源与环境科学 现代农业科技２０14年第9期251