土壤重金屬Cd遷移規(guī)律概述.doc

土壤重金屬Cd遷移規(guī)律概述引言 近年來，隨著經(jīng)濟(jì)和生產(chǎn)的飛速發(fā)展，現(xiàn)代工農(nóng)業(yè)的迅速成長，人口急劇增長，人們的生活水平不斷提高，環(huán)境污染物的排放與日俱增，環(huán)境污染和生態(tài)破壞給土壤帶來了嚴(yán)重的污染，土壤中重金屬積累不斷的加劇，而且重金屬相對(duì)穩(wěn)定并難降解。其次工礦企業(yè)的發(fā)展導(dǎo)致對(duì)礦產(chǎn)資源的過度開采使得重金屬土壤污染日趨嚴(yán)重，一些地方生產(chǎn)的糧食，蔬菜，水果等食物中的重金屬含量超標(biāo)或接近臨界值。這些農(nóng)產(chǎn)品的重金屬能夠通過食物鏈在人或動(dòng)物體內(nèi)富集，成為人類生命健康的潛在威脅，清除土壤中的重金屬污染，已經(jīng)是社會(huì)一個(gè)十分關(guān)注的問題。2014年4月18日，環(huán)保部、國土部兩部門聯(lián)合發(fā)布土壤污染狀況調(diào)查公報(bào)。公報(bào)顯示，全國土壤總的超標(biāo)率為16.1%，污染類型以無機(jī)型為主，其中排名前三的無機(jī)污染物依次為鎘、汞、砷。其中鎘的毒性較大，1817年，德國的FStromeyer從不純的氧化鋅中分離出褐色粉，使它與木炭共熱，制得鎘。由于發(fā)現(xiàn)的新金屬存在于鋅中，就以含鋅的礦石菱鋅礦的名稱Calamine命名它為Cadmium，元素符號(hào)定為Cd【我國農(nóng)田土壤鎘污染現(xiàn)狀及防治對(duì)策】。鎘(Cd)是生物毒性最強(qiáng)的重金屬元素，在環(huán)境中的化學(xué)活性強(qiáng)，移動(dòng)性大，毒性持久，容易對(duì)人和周圍環(huán)境造成極大的危害，會(huì)對(duì)呼吸道產(chǎn)生刺激，長期暴露會(huì)造成嗅覺喪失癥、牙齦黃斑或漸成黃圈，對(duì)人體具有三致(致病、致癌、致突變)作用【1-2】，能誘發(fā)腎衰變、關(guān)節(jié)炎、癌癥等病。長期食用遭到鎘污染的食品，可能導(dǎo)致“痛痛病”。世界衛(wèi)生組織(2003)和美國環(huán)保局(1994)規(guī)定人體Cd的最大允許攝人量(ADI值)均為1 gkg-1d-1【3】。20世紀(jì)初發(fā)現(xiàn)鎘以來，鎘的產(chǎn)量逐年增加。鎘廣泛應(yīng)用于電鍍工業(yè)、化工業(yè)、電子業(yè)和核工業(yè)等領(lǐng)域。鎘是煉鋅業(yè)的副產(chǎn)品，主要用在電池、染料或塑膠穩(wěn)定劑，它比其它重金屬更容易被農(nóng)作物所吸附。相當(dāng)數(shù)量的鎘通過廢氣、廢水、廢渣排入環(huán)境，造成污染。因此，找到合適的鎘污染土壤防控技術(shù)是目前研究的熱點(diǎn)。1Moreno C J,Moral R，Perrez E A ,et a1Cadmium accumulation and distribution in cucumber plantJPlantNutr，2000，23(2)：2432502Moriarty FEcotoxicology：the study of pollutants in ecosystemsMLondon，Academic Press，1999：29353宋波，陳同斌，鄭袁明，等北京市菜地土壤和蔬菜鎘含量及其健康風(fēng)險(xiǎn)分析J環(huán)境科學(xué)學(xué)報(bào)，2006，26(8)：134313532 土壤中鎘的主要來源2.1成土母質(zhì)土壤母質(zhì)本身含鎘量較少，不同母質(zhì)，母巖形成的土壤其含汞量存在著很大的差異。據(jù)估計(jì)，全球每年約1.01010t的各種巖石風(fēng)化成土，在世界范圍內(nèi)一般土壤中鎘的含量為0.012.00 mg/kg，中值含量為0.35 mg/kg5 , 日本和英國土壤的鎘背景值分別為0.413 mg/kg 和0.62 mg/kg , 我國土壤的鎘背景值平均只有0.097 mg/kg6。土壤中鎘的來源主要?dú)w于自然和人為活動(dòng)兩種來源，來源于巖石和土壤本底值的鎘會(huì)在土壤中發(fā)生一些變化，使其含量出現(xiàn)相對(duì)較大的差異【我國土壤鎘污染及其修復(fù)研究】?！?】許嘉林,楊居榮.陸地生態(tài)系統(tǒng)中的重金屬M(fèi).北京:中國環(huán)境科學(xué)出版社, 1995.6 孟凡喬,史雅娟,吳文良.我國無污染農(nóng)產(chǎn)品重金屬元素土壤環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的制定與研究進(jìn)展J .農(nóng)業(yè)環(huán)境保護(hù),2000 , 19(6):356-359.2.2 大氣中鎘的干濕沉降土壤中的鎘有一部分是大氣環(huán)境沉降下來的，多是周邊環(huán)境離工廠較近。大氣中鎘的來源主要是工業(yè)生產(chǎn)，如有色金屬的冶煉、煅燒，礦石的燒結(jié)，含鎘廢棄物的處理，包括廢鋼鐵的熔煉，從汽車散熱器回收銅，塑料制品的焚化等。工廠工作是，使其中的含鎘廢氣進(jìn)入空氣中，進(jìn)入大氣的鎘的化學(xué)形態(tài)有硫酸鎘、硒硫化鎘、硫化鎘和氧化鎘等，主要存在于固體顆粒物中，也有少量的氯化鎘能以細(xì)微的氣溶膠狀態(tài)在大氣中長期懸浮。形成的固體顆粒在適宜的環(huán)境條件下，就會(huì)沉降在周圍的土地中，有時(shí)會(huì)飄散到較遠(yuǎn)距離沉降【10，11】。1OLindstrom MUrban land use influences on heavy metal fluxes and surface sediment concentrations of smalllakesJWater，Air and Soil Pollution，2001，126：36338311Nicholson FA，Smith SR，Alloway B J，eta1An inventory of heavy metals inputs to agricultural soils in England and WalesJThe Science of the Total Environment，2003，311(123)：2052192.3 水體污染源從近年來發(fā)表的有關(guān)調(diào)查研究報(bào)告看，我國農(nóng)田鎘污染很多是由于引用工業(yè)污水灌溉造成的，在工礦和城郊區(qū)，污灌農(nóng)田無一例外都存在土壤鎘污染問題?！疚覈寥梨k污染及其修復(fù)研究】。據(jù)估計(jì)，過去50年中全球排放到環(huán)境中的Cd達(dá)到2.20104 t我國農(nóng)田土壤鎘污染多數(shù)是由于引用工業(yè)污水灌溉造成的據(jù)1993年中國環(huán)境狀況公報(bào)，全國工業(yè)廢水的排放量為219.5億t，污水灌溉農(nóng)田的面積3.3萬km，平均污灌農(nóng)田年接納工業(yè)污水6645 t/hm 。根據(jù)有關(guān)部門的調(diào)查統(tǒng)計(jì)，目前我國工業(yè)企業(yè)年排放的未經(jīng)處理的污水達(dá)300400億t，用這些工業(yè)污水灌溉農(nóng)田的面積占污灌總面積的45，造成嚴(yán)重的重金屬污染【14】。何電源等在1987-1990年間對(duì)湖南省的農(nóng)田污染狀況進(jìn)行了調(diào)查，結(jié)果發(fā)現(xiàn)：農(nóng)田鎘污染主要來源于工礦企業(yè)排放的廢氣和廢水，在各類鎘污染農(nóng)田中，510的面積減產(chǎn)嚴(yán)重。值得注意的是，我國鎘污染多數(shù)是由于灌溉用水不當(dāng)造成的，如引用工業(yè)污水。20世紀(jì)90年代初，我國污灌農(nóng)田已擴(kuò)大到14106hm2，由于引污灌溉，致使6.3105hm2農(nóng)田遭受不同程度的污染，而鎘污染耕地達(dá)13104hm2，土壤鎘含量為2.523.0mg/kg，其中沈陽張士灌區(qū)有1 067 hm2的土壤平均含鎘37 mg/kg，最高達(dá)9.38 mg/kg，在重污染區(qū)表層土壤鎘含量高出底層土壤幾十甚至一千多倍【15】14彭星輝，謝曉陽稻田鎘(Cd)污染的土壤修復(fù)技術(shù)研究進(jìn)展J湖南農(nóng)業(yè)科學(xué)，2007(2)：676915王凱榮，張格麗農(nóng)田土壤鎘污染及其治理研究進(jìn)展J作物研究，2006(4)：3593742.4 農(nóng)業(yè)污染源現(xiàn)代的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中，農(nóng)藥和化肥的使用必不可少，這不僅容易造成土地板結(jié)，土質(zhì)下降等問題，也使得土壤的組成成分發(fā)生了變化。有研究表明，施用磷肥會(huì)使土壤中的鎘含量大大增加 5。含鎘的肥料主要是磷肥和一些含鎘生活垃圾, 生活垃圾中鎘污染物可以通過人為控制加以解決, 而磷肥的生產(chǎn)以磷礦石為原料, 磷礦石除含有營養(yǎng)元素磷、鉀、鈣、錳、鋅和硼等以外,同時(shí)也含有砷、鎘、鉻和氟等元素, 其中又以鎘含量最高。這里需要指出的是, 在濕法磷肥加工過程中, 磷礦石中大約70%80%的鎘最終會(huì)被轉(zhuǎn)移至磷肥中。從技術(shù)上雖然可以將其中的鎘除去, 但從生產(chǎn)成本上考慮，包括發(fā)達(dá)國家在內(nèi)，目前還沒有任何生產(chǎn)廠商采用這些工藝。我國磷肥生產(chǎn)所需磷礦石以四川、云南和貴州三大磷礦為主, 這三大磷礦鎘元素的含量, 平均分別為0.74.0 mg/kg。我國磷礦石中鎘元素的含量在世界上屬于較低水平, 但由于我國磷礦石普遍含磷量不高, 品位較低, 因此每年要從國外大量進(jìn)口磷肥。據(jù)西方國家估計(jì)，人類活動(dòng)對(duì)土壤的貢獻(xiàn)中磷肥占54%58%, 全球磷肥平均含鎘量7 mg/kg，給全球土壤帶來66 000 kg的鎘7 ，可見長期施用含鎘磷肥會(huì)給土壤帶來極為嚴(yán)重的污染問題?！?】任順榮，邵玉翠，高寶巖，王德芳.長期定位施肥對(duì)土壤重金屬含量的影響J.水土保學(xué)報(bào).2005,19:96-99【7】高志嶺,劉建玲,廖文華.磷肥使用與鎘污染的研究現(xiàn)狀及防治對(duì)策J.河北農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào),2001,24(3):90-99.隨著我國工業(yè)的發(fā)展，由于化肥、農(nóng)藥和污泥的大量施用，工業(yè)廢水的排放和重金屬的大氣沉降的日益增加，農(nóng)田重金屬的含量明顯增加，土壤鎘污染狀況越來越嚴(yán)重我國鎘污染的土壤面積已達(dá)20萬km，占總耕地面積的1/6【13】在大田作物中，農(nóng)產(chǎn)品的主要污染物為重金屬類，其中以鎘最為突出。土壤鎘污染造成我國水稻、蔬菜等農(nóng)產(chǎn)品的質(zhì)量下降，嚴(yán)重威脅人體健康，影響農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展【3】。2000年農(nóng)業(yè)部環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)對(duì)l4個(gè)省會(huì)城市2 110個(gè)樣品的檢測(cè)表明，蔬菜中重金屬鎘等污染超標(biāo)率高達(dá)23.5；南京郊區(qū)18個(gè)檢測(cè)點(diǎn)青菜葉樣分析表明，鎘含量全部超過食品衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)，最多超過17倍。土壤作物受鎘污染的地區(qū)還有：上海、廣東、廣西、湖南等地部分地區(qū)【18-19】。因此，如何降低土壤環(huán)境中鎘含量，減少其對(duì)農(nóng)作物產(chǎn)品的污染，保障生態(tài)系統(tǒng)尤其是人類健康已成為土壤植物營養(yǎng)與環(huán)境生態(tài)交叉領(lǐng)域的國際研究前沿?zé)狳c(diǎn)和難點(diǎn)3宋波，陳同斌，鄭袁明，等北京市菜地土壤和蔬菜鎘含量及其健康風(fēng)險(xiǎn)分析J環(huán)境科學(xué)學(xué)報(bào)，2006，26(8)：1343135313李玉浸集約化農(nóng)業(yè)的環(huán)境問題與對(duì)策M(jìn)北京：中國農(nóng)業(yè)出版社，2001：5782【18利鋒鎘污染土壤的植物修復(fù)J廣東微量元素科學(xué)，2004，11(8)：222619曾詠梅,毛昆明,李永梅.土壤中鎘污染的危害及其防治對(duì)策J云南農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào),2005,20(3):3603653 重金屬元素鎘對(duì)生態(tài)的危害 鎘是一個(gè)相當(dāng)稀少且分布十分分散的元素，它在隕石中的平均含量是2.4mg/kg，地殼中平均含量是0.2mg/kg，土壤和水體中都有微量鎘。據(jù)有關(guān)資料湖南省土壤鎘的背景值是0.060.12mg/kg，但有鎘的成礦作用發(fā)生及被工業(yè)污染的地方，土壤中的鎘會(huì)高出背景值100余倍到數(shù)千倍5。土壤和水體中鎘的可溶部分，一般稱可溶態(tài)或可交換態(tài)，它能被植物吸收，且可通過食物鏈進(jìn)入人體。當(dāng)其超過一定限量時(shí)，會(huì)對(duì)生態(tài)環(huán)境和人體造成危害。3.1對(duì)植物（農(nóng)作物）的影響 對(duì)植物的影響包括兩個(gè)方面：其一影響其生長發(fā)育和產(chǎn)量，如使水稻在生理生化過程中的光合強(qiáng)度降低，葉綠素含量下降導(dǎo)致失綠，返青分蘗推遲，根系短少2，3。據(jù)研究，當(dāng)土壤鎘可溶態(tài)含量為0.43mg/kg時(shí)，水稻減產(chǎn)10%；當(dāng)含量為8.1mg/kg時(shí)，水稻減產(chǎn)達(dá)25%。其二影響品質(zhì)，表現(xiàn)在作物中的鎘含量與土壤可溶態(tài)鎘含量成極顯著正相關(guān)，如稻米鎘和土壤可溶態(tài)鎘的相關(guān)系數(shù)達(dá)0.997，這不僅使稻米的有害成分增加成為“鎘米”，而且還影響稻米的氨基酸及淀粉中的支鏈淀粉和直鏈淀粉比例改變，使其品質(zhì)變差。2 劉以禮.都勻城市發(fā)展的環(huán)境制約與對(duì)策J.貴州師范大學(xué)學(xué)報(bào)（自科版）,2001,19(4):35-38.3 陳安澤，盧云亭.旅游地學(xué)概論M.北京：北京大學(xué)出版社,1991.73-76. 對(duì)植物而言，不同植物對(duì)鎘的吸收積累效應(yīng)是不同的，通常用富集系數(shù)來說明某種植物對(duì)鎘的吸收、累積能力6。木本植物對(duì)土壤中的鎘的生物積累效應(yīng)較高，但不同的樹種之間差異明顯9，蕨類是富集鎘最強(qiáng)的植物之一2。小麥、大豆等一些大田作物也易吸收土壤中的鎘，此外胡麻、江麻、棉花、蘆葦?shù)确鞘秤米魑镆簿哂休^強(qiáng)積累作用10 - 12。從宏觀角度說，鎘從土壤中被植物吸收后大部分富集在根部，遷移到上部很少13。鎘是植物生長的非必需元素，當(dāng)鎘進(jìn)入植物體內(nèi)并積累達(dá)到一定程度時(shí)，植物就會(huì)表現(xiàn)出毒害癥狀，通常會(huì)出現(xiàn)生長遲緩、植株矮小、退綠、產(chǎn)量下降、質(zhì)量下降等。其原因是鎘的毒性高，它在化學(xué)性質(zhì)上接近于鋅。鎘在多種生化過程中可能扮演鋅的角色，破壞與呼吸及其它生理過程有關(guān)的碳酸酶、各種脫氫酶和磷酸酶，以及參與蛋白質(zhì)和核酸代謝的蛋白酶、肽酶和其它有關(guān)酶的功能，鎘作為鋅的化學(xué)相似物在葡萄糖磷酸化及碳水化合物生成和消耗所必需的酶系統(tǒng)中可能取代鋅。鎘在植物體內(nèi)取代鋅導(dǎo)致鋅的缺乏，從而造成植物生長受抑制以至死亡。2曾詠梅,毛昆明,李永梅.土壤中鎘污染的危害及其防治對(duì)策J.云南農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào),2005,20(3):360-365.6許嘉林，楊居榮. 陸地生態(tài)系統(tǒng)中的重金屬M(fèi). 北京：中國環(huán)境科學(xué)出版社，1995 .9黃會(huì)一,蔣德明,張春興,等.木本植物對(duì)土壤中的鎘的吸收、積累和耐性J.中國環(huán)境科學(xué),1989(5):323-330.10曹洪法.陸地生態(tài)系統(tǒng)中重金屬的污染J. 環(huán)境科學(xué)，1981，2（2）：216 - 220 .11王凱榮,陳朝明,龔惠群,等.鎘污染農(nóng)田農(nóng)業(yè)生態(tài)整治與安全高效利用模式J.中國環(huán)境科學(xué),1998,18(2): 97-101.12江行玉，王長海，趙可夫. 蘆葦抗鎘污染的機(jī)理研究J. 生態(tài)學(xué)報(bào)，2003，23（5）：856 - 862 .13KELLY J M，PARKER G R. Heavy metal accumulation and growth of five forest species as influenced by soil cadmium levelJ. Environ Qual，1979（8）：361 - 364 .3.2 對(duì)人體的危害 眾所周知，鋅是人體必不可少的微量元素，在人體內(nèi)具有十分重要的生理功能和營養(yǎng)作用。它主要是通過含鋅酶的形式發(fā)揮作用5，并參與了RNA（核糖核酸）聚合酶、DNA（脫氧核糖核酸）聚合酶、胰羧肽酶等100多種酶的合成和激活。由于鎘和鋅的晶體化學(xué)性質(zhì)相似，可使鎘類質(zhì)同相置換鋅，如果人體內(nèi)攝取過量鎘，在人體組織中也就會(huì)發(fā)生這類置換。如此就干擾了需要鋅的酶系統(tǒng)及依靠鋅的生化反應(yīng)，改變體內(nèi)的Zn/Cd比值，導(dǎo)致各種疾病的發(fā)生。例如高血壓是一種常見的慢性病，高血壓病人腎臟的Zn/Cd比值顯著低于正常人，H施羅德醫(yī)生通過流行病學(xué)調(diào)查發(fā)現(xiàn)美國人高血壓病多于非洲人，美國人的Zn/Cd比值為1.5，僅是非洲人的1/4。鎘對(duì)磷有很強(qiáng)的親和力，如果人體內(nèi)攝取過多的鎘，它就有和磷強(qiáng)烈結(jié)合的傾向，從而將骨質(zhì)磷酸鈣中的鈣排斥出來進(jìn)入尿液，使其尿鈣含量增大。人體內(nèi)鈣的過量排泄會(huì)使骨質(zhì)疏松軟化、變形、骨折和疼痛，發(fā)生所謂“痛痛病”。鎘的致癌作用也值得重視，有研究揭示，受慢性鎘中毒的人癌癥發(fā)病率增高，上海市某醫(yī)院曾為肺癌患者測(cè)定血清鎘，表明其鎘是正常人的7倍；吸香煙的人肺癌發(fā)病率高，據(jù)研究香煙中含有12mg/kg的鎘，其中1/10的鎘隨煙霧滯留在肺內(nèi)，如果按一天一包香煙計(jì)算，則肺內(nèi)滯留的鎘就有0.0020.004毫克，日積月累的鎘自然是一個(gè)致癌因素。土壤中的可溶鎘通過食物鏈進(jìn)入人體危害健康，最典型的例子是發(fā)生在上世紀(jì)60年代的被稱為世界歷史上“八大公害事件”之一的日本神通川鎘慢性中毒流行的“痛痛病”，該病以骨痛為主要特點(diǎn)，嚴(yán)重時(shí)發(fā)生骨折直至死亡。有一個(gè)患者的尸解，全身有120處骨折。我國的“痛痛病”也有所聞，在湖南某礦區(qū)，據(jù)某勞動(dòng)職業(yè)病防治所一份調(diào)查結(jié)果，土壤和稻谷鎘含量嚴(yán)重超標(biāo)，土壤含鎘平均值為4.61mg/kg，稻谷含鎘平均值為1.29mg/kg，從而使污染區(qū)農(nóng)民高血壓患病率高過39%，如某村民組17戶村民，12戶有高血壓，30-40歲的婦女乳腺癌患病率達(dá)10%以上；骨痛病普遍發(fā)生，骨質(zhì)松散癥也普遍，因而有些人稍有碰撞即造成粉碎性骨折。另有兩村民組由此導(dǎo)致村民死亡，而且兒童骨質(zhì)疏松率也高達(dá)25%。在某鉛鋅礦區(qū)，據(jù)環(huán)保部門的監(jiān)測(cè)分析資料，該礦水系沿岸耕地所產(chǎn)稻米含鎘達(dá)2.24mg/kg，已是“鎘米”，是對(duì)照點(diǎn)（0.06mg/kg）的3.7倍，使其人群中骨痛患者增多的鎘含量，是對(duì)照點(diǎn)10倍以上土壤鎘污染調(diào)查研究。5盧振飛.太陽活動(dòng)峰年與人體健康保健J.氣象知識(shí),1999,(5):29.鎘污染的危害與鎘在土壤中的形態(tài)和含量有關(guān)，并不是所有的鎘都對(duì)人和植物體有危害。對(duì)植物來說自然界有不少種類的植物可在高含量的鎘環(huán)境中生長，表明在長期的進(jìn)化中植物亦相應(yīng)產(chǎn)生了多種抵抗重金屬鎘毒害的防御機(jī)制， 尤其當(dāng)鎘的含量較低時(shí)可增加植物的產(chǎn)量， 文獻(xiàn)報(bào)道說明低含量的鎘對(duì)某些植物的生長發(fā)育可能有一定的“促進(jìn)”作用15。15GREGER M，LINDBERG S . Effects of Cd2 + and EDTA on young sugar beets（ Beta vulgaris）1 . Cd2 + uptake and sugar accumuIationJ. Physiol Plant，1986，66：69 - 74 .4 重金屬元素鎘處理方法4.1 工程修復(fù)法工程修復(fù)法是指用物理、物理化學(xué)原理治理土壤的一種方法，對(duì)于鎘污染土壤常用排土客地法、清洗法、電泳法等。411排土客地法排土客地法也稱客土法，就是向污染土壤加人大量的干凈土壤，覆蓋在表層或混勻，使污染物濃度下降到臨界危害濃度以下或減少污染物與根系的接觸從而達(dá)到減輕危害的目的42。這種方法被認(rèn)為是改良土壤的根本措施，吳燕玉3等在張士灌區(qū)調(diào)查土壤中鎘的含量，發(fā)現(xiàn)7786.6土壤鎘累積在30 cm以上的土層，尤其在05cm，510 cm內(nèi)含量很高，去表層土1530 cm可使米鎘下降50左右。但是這種方法耗費(fèi)大量的資金、人力、物力，排出的污染土壤又很容易引起污染，而且土壤肥力會(huì)有所下降，所以對(duì)換出的土壤應(yīng)妥善處理，同時(shí)還應(yīng)對(duì)土壤多施肥以補(bǔ)充土壤肥力42，43。該法適用于污染面積不大的土壤，對(duì)于污染面積大的土壤來說，成本太高，操作復(fù)雜。3吳燕玉，周啟星，田均良制定我國環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)(汞鎘鉛和砷)的探討J應(yīng)用生態(tài)學(xué)報(bào)，1991，2(4)：33434942李永濤，吳啟堂土壤污染治理方法研究J農(nóng)業(yè)環(huán)境保護(hù)，1997，16(3)：11812243王秀珍，戰(zhàn)瑋土壤鎘污染防治對(duì)策的研究J城市環(huán)境與城市生態(tài)，1998，11(3)：4244412清洗法清洗法就是用清水或含有能增加金屬水溶性的某些化學(xué)物質(zhì)的水把污染物沖至根部外層，再用含有一定配位體化合物或陰離子與金屬形成比較穩(wěn)定的絡(luò)合物或生成沉淀以防止污染地下水。日本用稀鹽酸或EDTA(450 kg/hm2)撒在稻田或旱地(土壤含鎘量分別為10.4，27.98 mg/kg)淹水或小雨淋洗，清洗12次，水量以能到達(dá)根層以外而未達(dá)到地下水為宜。試驗(yàn)表明清洗1次可使耕層鎘降低50，2次使米鎘減少80，但蔣先軍等44研究得，EDTA加入土壤僅1周，水溶態(tài)的鎘增加數(shù)百倍，交換態(tài)的鎘增加了數(shù)十倍，可能由于EDTA提高了土壤鎘的移動(dòng)性，增加了對(duì)植物的毒害，而且還會(huì)由于水溶態(tài)和交換態(tài)鎘劇增帶來了地下水污染的風(fēng)險(xiǎn)，因此，使用EDTA或其它絡(luò)合劑時(shí)要慎重。44蔣先軍，駱永明，趙其國鎘污染土壤的植物修復(fù)及EDTA調(diào)控研究 .EDTA鎘的形態(tài)及其生物毒性的影響J土壤，2001，(4)：20220441.3電泳法電泳法是目前新興的重金屬處理方法，即在土壤中插入兩個(gè)石墨電極，在穩(wěn)定的電流作用下，金屬離子在電壓的驅(qū)動(dòng)下向兩極移動(dòng)積聚，然后再進(jìn)行處理45。45陳志良，莫大倫，仇榮亮鎘對(duì)有機(jī)生物體的危害及防治對(duì)策J環(huán)境保護(hù)科學(xué)，2001，27(8)：37394.1.4電修復(fù)技術(shù)在土壤外加一直流電場(chǎng)，在電解、電遷移、擴(kuò)散、電滲、電泳的作用下，重金屬在電場(chǎng)中做相對(duì)運(yùn)動(dòng)流向土壤中的一個(gè)電極處，并通過工程化的收集系統(tǒng)收集起來進(jìn)行處理。42 生物修復(fù)法生物修復(fù)是利用某些特定的動(dòng)、植物和微生物較快的吸走或降解土壤中的污染物質(zhì)以達(dá)到凈化土壤的目的。對(duì)于土壤鎘污染，也同樣可以應(yīng)用動(dòng)植物和微生物體系進(jìn)行生物修復(fù)治理。經(jīng)研究蚯蚓及某些鼠類可以降解土壤中的一些農(nóng)藥、吸收走土壤或污染物中的重金屬42。蘇德純48在油菜對(duì)土壤鎘污染的修復(fù)能力的研究得油菜溪口花籽有較強(qiáng)的耐鎘特性和吸收鎘的能力，是可以用于修復(fù)鎘污染土壤的超積累物種資源。此外，蔣先軍等【37】研究發(fā)現(xiàn)，印度芥菜Brassicajuncea對(duì)鎘的吸收和積累效果均非常顯著，結(jié)合印度芥菜的生物量較大，并可同時(shí)積累Pb、Cr、Ni、Zn、Cu和Se等特點(diǎn)，提出印度芥菜是cd污染土壤修復(fù)中具有較大發(fā)展?jié)摿Φ闹参镏?。隨后劉威等【38】又報(bào)道了寶山堇菜是一種鎘超富集植物，通過野外調(diào)查和溫室試驗(yàn)研究發(fā)現(xiàn)，自然條件下，寶山堇菜Viola baoshanensis地上部Cd平均含量可達(dá)為1 168mg/kg，變化范圍為4652 310mg/kg；地下部Cd平均含量可達(dá)981mg/kg，變化范圍為233-l 846mg/kg，地上與地下部Cd含量比平均值為1.32，Cd生物富集系數(shù)平均為2.38，變化范圍為0.75.2；寶山堇菜地上部Cd含量隨生長介質(zhì)中Cd濃度的增加而呈線性增加，當(dāng)Cd濃度為50mg/L時(shí)，地上部Cd平均含量達(dá)到4 825mg/kg，在Cd濃度為30mg/L時(shí)，生物量達(dá)到最大值，顯示寶山堇菜不僅可以超量吸收Cd，而且可以從地下向地上部有效輸送。其還提出，寶山堇菜的發(fā)現(xiàn)不僅在Cd污染土壤修復(fù)方面非常重要，而且在為Cd超富集植物的生理、生化、遺傳和進(jìn)化等方面的研究中也提供了新的重要材料。對(duì)土壤鎘污染進(jìn)行生物修復(fù)具有良好的生態(tài)和經(jīng)濟(jì)價(jià)值，結(jié)合現(xiàn)代分子生物學(xué)、分子遺傳學(xué)和基因工程等新興理論，培育對(duì)污染土壤鎘具有很強(qiáng)吸收能力的動(dòng)物、植物和微生物是目前研究土壤鎘污染治理的一個(gè)重要方向。42李永濤，吳啟堂土壤污染治理方法研究J農(nóng)業(yè)環(huán)境保護(hù)，1997，16(3)：11812248蘇德純，黃煥忠油菜作為超累積植物修復(fù)鎘污染土壤的潛力J中國環(huán)境科學(xué)，2002，22(1)：4851【37】蔣先軍，駱永明，趙其國重金屬污染土壤的植物修復(fù)研究印度芥菜對(duì)鋅鎘的吸收和積累J，土壤學(xué)報(bào)，2002，39(5)：66467038劉威，束文圣，藍(lán)崇鈺寶山堇菜(Viola baoshanensis)-一種新的鎘超富集植物J科學(xué)通報(bào)，2003，48(19)：2046204939熊愈輝，楊肖娥，葉正錢，等東南景天對(duì)鎘、鉛的生長反應(yīng)與積累特性比較J西北農(nóng)林科技大學(xué)學(xué)報(bào)：自然科學(xué)版，2004，32(6)：10110643化學(xué)法化學(xué)法即在土壤中施用改良劑、抑制劑等化學(xué)藥劑以降低土壤污染物的水溶性、擴(kuò)散性和生物有效性，以降低他們進(jìn)入植物體內(nèi)和微生物體內(nèi)的能力，減輕其對(duì)生物的危害。對(duì)于土壤鎘污染，目前用的比較廣泛的方法是向土壤添加改良劑、表面活性劑、金屬拮抗劑等，如磷酸鹽、石灰、硅酸鹽被認(rèn)為是處理土壤鎘污染的常用試劑。楊景輝50研究表明，施用磷酸鹽類物質(zhì)可使重金屬形成難溶性的磷酸鹽。BARBAM GWOREK51用膨潤土合成沸石等硅鋁酸鹽作為添加劑鈍化土壤中重金屬，顯著的降低了受鎘污染土壤中的鎘的作用濃度。土壤鎘濃度49.5 mg/kg時(shí)，加入量為土重的1%2%中，萵苣葉中鎘的濃度降低量達(dá)60%80%。通過離子之間的拮抗作用來降低植物對(duì)鎘污染土壤中鎘的吸收，根據(jù)法國農(nóng)科院波爾多試驗(yàn)站的研究結(jié)果表明在污染土壤上施加鐵豐富的物資，鐵渣、廢鐵礦等，能明顯降低植物中鎘、鋅的含量。該法適用于污染不太嚴(yán)重的土壤。50楊景輝土壤污染與防治M北京：科學(xué)出版社，199551GWOREKB，肖輝林利用合成沸石鈍化污染土壤的鎘J熱帶亞熱帶土壤科學(xué)，1992，1(1)：586044農(nóng)業(yè)生態(tài)修復(fù)法農(nóng)業(yè)生態(tài)法是通過改變耕作制度、調(diào)整作物品種以及改變土壤的水肥條件等方法來解決土壤污染的問題。441控制土壤水分控制土壤的Eh及土壤的水分狀況，使土壤作物有一個(gè)較為穩(wěn)定的滯水期，可以減少鎘進(jìn)入植物體內(nèi)的含量，即減少進(jìn)入果實(shí)和莖實(shí)中的含量。據(jù)研究，在水稻抽穗期到成熟期，減少落干，保持淹水，可明顯減少稻籽實(shí)中的鎘、鋅等金屬的含量。442施用有機(jī)肥通過施用有機(jī)肥(堆肥、廄肥、植物秸桿等有機(jī)肥)，增加土壤有機(jī)質(zhì)有利于改良土壤結(jié)構(gòu)，可增加土壤膠體對(duì)重金屬的吸附能力，為土壤提供絡(luò)合、螯合劑，而且有機(jī)質(zhì)也是良好的還原劑，可以促進(jìn)土壤中鎘形成硫化鎘。張亞麗等5研究表明，有機(jī)肥的施用可以明顯地降低土壤中有效性鎘的含量，其中豬糞的效果優(yōu)于秸桿類。與此同時(shí)還應(yīng)控制常用化肥的施用，因?yàn)榛手械腃1-,SO42-，H+可以活化土壤中的鎘，提高土壤中的交換態(tài)鎘的含量45。5張亞麗，沈其榮，姜洋有機(jī)肥料對(duì)鎘污染土壤的改良效應(yīng)J土壤學(xué)報(bào)，200l，38(2)：212218。45陳志良，莫大倫，仇榮亮鎘對(duì)有機(jī)生物體的危害及防治對(duì)策J環(huán)境保護(hù)科學(xué)，2001，27(8)：3739443選種抗污染的農(nóng)作物由于作物種間和種內(nèi)對(duì)鎘吸收的差異，在土壤鎘污染地區(qū)選種一些抗鎘污染性強(qiáng)的作物，以降低鎘污染的危害。研究表明，菠菜、小麥、大豆對(duì)鎘的吸收量較高，不宜種植；而玉米、水稻等較低，可以種植。在中輕度重金屬污染的土壤上，不宜種植葉菜、塊根類蔬菜而改種瓜果類蔬菜或果樹，能有效地降低農(nóng)產(chǎn)品中鎘的濃度42：以及選育一些早育和抗鎘污染作物品種，以減少污染物在作物中的積累期和積累量。同時(shí)還可以篩選出在可食用部分累積污染物少的品種，以用于進(jìn)一步選育抗鎘污染的品種。42李永濤，吳啟堂土壤污染治理方法研究J農(nóng)業(yè)環(huán)境保護(hù)，1997，16(3)：118122444改變耕作制度為了盡可能的減少鎘污染，盡可量減少受鎘污染的產(chǎn)品進(jìn)入食物鏈，可以在中、重度污染地區(qū)改種非食用植物，改種一些觀賞性