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
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。
四、土壤中镉污染治理方法
关于土壤镉污染的治理，世界各国都在研究，总的来说，目前大致有以下六种治理措施：1、农业生态修复法
农业生态法是通过改变耕作制度、调整作物品种以及改变土壤的水肥条件等方法来解决土壤污染的问题。
（1）、控制土壤水分
控制土壤的Eh 及土壤的水分状况，使土壤作物有一个较为稳定的滞水期，可以减少镉进入植物体内的含量，即减少进入果实和茎实中的含量。据研究，在水稻抽穗期到成熟期，减少落干，保持淹水，可明显减少稻籽实中的镉!锌等金属的含量。
（2）、施用有机肥
通过施用有机肥（堆肥、厩肥、植物秸杆等有机肥），增加土壤有机质有利于改良土壤结构，
可增加土壤胶体对重金属的吸附能力，为土壤提供络合、螯合剂，而且有机质也是良好的还原剂，可以促进土壤中镉形成硫化镉。张亚丽等研究表明，有机肥的施用可以明显地降低土壤中有
效性镉的含量，其中猪粪的效果优于秸杆类。与此同时还应控制常用化肥的施用，因为化肥中的Cl-，SO42-，H+可以活化土壤中的镉，提高土壤中的交换态镉的含量
（3）、选用抗污染的作物
由于作物种间和种内对镉吸收的差异，在土壤镉污染地区选种一些抗镉污染性强的植物，以降低镉污染的危害。研究表明，菠菜、小麦、大豆对镉的吸收量较高，不宜种植；而玉米、水稻等较低，可以种植。云南农业大学与法国卡赛里克大学里尔高级农学院合作，经过多年的共同努力，在云南筛选出对镉吸收能力较强的超累积植物种类，如小花南芥、续断菊、岩生紫堇、中华山蓼、红叶芨芨草等，这些植物的根系能直接把污染元素从土壤中吸走，从而修复被污染的土壤。在含镉100mg/kg的土壤上种植蓖麻，五年后，土壤镉平均降低27.6%。柳（Salix）属的某些植物能大量富集镉，瑞典的Tommy Landberg 等对不同土壤中不同无性系的Salix富集镉的情况进行了研究，发现Salix的不同clones对镉的吸收情况不同，而且土壤的物理化学性质（pH、有机质含量、CEC等）对富集也有重要的因素。东南景天是我国镜内新发现的一种镉超积累植物这种植物不仅生物量较大，对镉超积累，而且具有多年生、无性繁殖和适于刈割的特点，是实施植物修复和研究超积累机制的良好材料。另外，在污染区公路两侧尽可能种树、种花、种草，不但可以美化环境，还可净化土壤。
（4）、改变耕作制度
为了尽可能的减少镉污染，尽可量减少受镉污染的产品进入食物链，可以在中、重度污染地区改种非食用植物，改种一些观赏性作物或经济作物。如：花卉、苗木、棉花、桑麻等。王凯荣等研究表明，污染农田种桑树后土壤镉的含量普遍下降，下降幅度在8.1%~83.9%，平均为37.1%，同时通过农田桑蚕生产模式取得了良好的经济、生态、和社会效益。此外，还可以在镉污染区作为良种繁育基地，张士灌区污染严重地块改做水稻、玉米良种基地，收获的稻米不作为直接食用的商品粮，做种子，秋后糙米中含镉量小于0.1mg/kg，每公顷产量达
5000kg以上，效益显著。
2、生物修复方法
生物修复是利用某些特定的动、植物和微生物较快的吸走或降解土壤中的污染物质以达到净化土壤的目的。对于土壤镉污染，也同样可以应用动植物和微生物体系进行生物修复治理。
经研究蚯蚓及某些鼠类可以降解土壤中的一些农药、吸收走土壤或污染物中的重金属。KU-MAR 等发现不同的土壤中某些柳属的无性系客隆对镉离子具有较强的吸收能力。目前的生物修复的研究中以植物修复研究的较为广泛。比如：羊齿类铁角蕨属植物及富镉苋科植物（特别是野生苋）等对土壤镉的吸收能力很强。苏德纯在油菜对土壤镉污染的修复能力的研究得油菜溪口花籽有较强的耐镉特性和吸收镉的能力，是可以用于修复镉污染土壤的超积累物种资源。此外，刘云国研究表明，象月季等花卉作物对重金属镉具有很强的富集作用，在试验观测期间，植物平均每天吸收 1.7576mg/L 且生长发育良好，也可以作为镉污染生物整治的植物，而且不进入食物链不会对人体产生危害。对土壤镉污染进行生物修复具有良好的生态和经济价值,结合现代分子生物学、分子遗传学和基因工程等新兴理论，培育对污染土壤镉具有很强吸收能力的动物、植物和微生物是目前研究土壤镉污染治理的一个重要方向。
3、化学治理方法
化学治理就是向污染土壤中投入改良剂、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和电导等理化性质，使土壤中镉发生氧化、还原、沉淀、吸附、抑制和拮抗等作用，以降低镉的生物有效性。
对于土壤镉污染，目前用的比较广泛的方法是向土壤添加改良剂、表面活性剂、金属拮抗剂等，如磷酸盐、石灰、硅酸盐被认为是处理土壤镉污染的常用试剂。沈阳张士污灌区进行的大面积石灰改良实验表明，每公顷施石灰1500-1875kg，镉含量下降50% 。杨景辉研究表明，施用磷酸盐类物质可使重金属形成难溶性的磷酸盐。BARBAM GWOREK 用膨润土合成沸石等硅铝酸盐作为添加剂钝化土壤中重金属，显著的降低了受镉污染土壤中的镉的作用浓度。土壤镉浓度49.5mg/kg 时，加入量为土重的1%~2%中，莴苣叶中镉的浓度降低量达60%~80%。通过离子之间的拮抗作用来降低植物对镉污染土壤中镉的吸收，根据法国农科院波尔多试验站的研究结果表明在污染土壤上施加铁丰富的物资，铁渣、废铁矿等，能明显降低植物中镉、锌的含量。
4、物理方法
现在常用的物理方法有电化法、提取法、玻璃化法；电化法是美国路易斯安那州立大学研究的一种净化土壤环境污染的方法。该法是在饱和的粘土中插入石磨电极，通过低强度直流电（1～5mA）后，使金属阳离子流向阴极，然后采取措施回收。该技术已经被应用于清除土壤中镉的污染。提取法分为冲洗法、洗土法和浸滤法等。这几种方法的原理相同，
都是利用试剂和土壤中的镉作用，形成溶解性的镉离子——试剂络合物，最后从提取液中回收镉，并循环利用提取液。玻璃化技术是利用电极加热将污染的土壤溶化，冷却后形成
比较稳定的玻璃物质。玻璃化技术比较复杂，实地应用中会以达到统一的溶化以及地下水的渗透等问题。此外，熔化过程需要消耗大量的电能，这使得玻璃化技术成本很高，限制了它的使用。
5、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镉污染。对于镉污染土壤常用排土客地法、清洗法、电泳法等。
（1）、排土客地法
排土客地法也称客土法，就是向污染土壤加入大量的干净土壤，覆盖在表层或混匀，使污染物浓度下降到临界危害浓度以下或减少污染物与根系的接触从而达到减轻危害的目的
。这种方法被认为是改良土壤的根本措施，吴燕玉等在张士灌区调查土壤中镉的含量，
发现77%~86.6%土壤镉累积在30cm 以上的土层，尤其在0~5cm，5~10cm 内含量很高，去表层土15~30cm 可使米镉下降50%左右。但是这种方法耗费大量的资金、人力、物力，排出的污染土壤又很容易引起污染，而且土壤肥力会有所下降，所以对换出的土壤应妥善处理同时还应对土壤多施肥以补充土壤肥力。
（2）、清洗法
清洗法就是用清水或含有能增加金属水溶性的某些化学物质的水把污染物冲至根部外层，再用含有一定配位体化合物或阴离子与金属形成比较稳定的络合物或生成沉淀以防止污染地下水。
日本用稀盐酸或EDTA(450kg/hm )撒在稻田或旱地(土壤含镉量分别为10.4，27.98mg/kg)
淹水或小雨淋洗，清洗1~2 次,水量以能到达根层以外而未达到地下水为宜。试验表明清洗次可使耕层镉降低50%，2 次使米镉减少80%，但蒋先军等研究得，EDTA加入土壤仅1 周,水溶态的镉增加数百倍,交换态的镉增加了数十倍，可能由于EDTA提高了土壤镉的移动性，增加了对植物的毒害，而且还会由于水溶态和交换态镉剧增带来了地下水污染的风险，因此，使用EDTA或其它络合剂时要慎重。
（3）、电泳法
电泳法是目前新兴的重金属处理方法，即在土壤中插入两个石墨电极,在稳定的电流作
用下，金属离子在电压的驱动下向两极移动积聚，然后再进行处理。
6 、微波辐照技术
微波辐照技术是通过加热土壤，使其中的镉得以收集破坏或固定，从而达到治理的目的，该项技术目前仅处于实验室研究阶段。ABRAMOVITCH 等对质量浓度为11.40mg/kg 的
镉污染土壤进行了间歇式的微波照射。配制好的土壤样品在经微波辐照前先将一小段铅笔芯插入其中，但勿插至土壤底部，并保证约有0.5cm的铅笔芯露出土壤表面，然后铺置一层松散的玻璃丝，在微波间歇辐照过程中发现土壤变红并偶尔发出火花，照射结束后，测其质量浓度为4.59mg/kg。
五、总结
综上所述，国内外对于土壤镉的污染现状与治理，取得了一定成绩，也存在一些理论上和技术上的问题，如土壤中镉与土壤中矿物之间的吸附与解吸。固定与释放的平衡关系的研究，土壤中镉的形态特征、转化与迁移规律的系统研究，土壤中二次污染的及时处理等。总而言之，土壤中镉的污染问题，应从源头抓起，控制污染源。对于我国这样一个人多地少的农业大国，开展综合治理措施，显得更为必要和迫切。
参考文献
[1] 崔德杰，张玉龙．土壤重金属污染现状与修复技术研究进展［J］．西安：土壤通报，2004，
35（3）：365--370．
[2] 张亚丽,沈其荣,姜洋．有机肥料对镉污染土壤的改良效应［J］．土壤学报，2001，38（2）：
212--218．
[3] 陈怀满，郑春荣．中国土壤重金属污染现状与防治对策［J］．AMBIO：人类环境杂志，
1999，28（2）：130--134．
[4] 张辉．南京地区土壤沉积物中重金属形态研究［J］．环境科学学报，1997，17（3）：
346--351．
[5] 马耀华，刘树应．环境土壤学［M］．西安：陕西科学技术出版社，1998：198--201．-5-
[6] 陈志良,莫大伦,仇荣亮．镉对有机生物体的危害及防治对策［J］．环境保护科学，2001，
27（8）：37—39．
[7] YANGXE. LONG X X, YE H B, el al．Cadmium tolerance and hyperaccumulation in a new
Zn- hyperaccumulating plant species (Sedum alfredii Hance)［J］．Plant and Soil，2004，259：181--189．
[8] 顾继光,周启星,王新．土壤重金属污染的治理途径及其研究进展［J］．应用基础与工学
报，2003，11（2）：143--151．
[9] 许嘉林,杨居荣．陆地生态系统中的重金属［M］．北京：中国环境科学出版社，1995．
[10] 李永涛,吴启堂．土壤污染治理方法研究［J］．农业环境保护，1997，16（3）：118—122．
Hans Journal of Soil Science 土壤科学, 2018, 6(4), 108-114 Published Online October 2018 in Hans. https://www.doczj.com/doc/9d6719588.html,/journal/hjss https://https://www.doczj.com/doc/9d6719588.html,/10.12677/hjss.2018.64014 Research Progress of Biochar in Soil Restoration of Lead and Cadmium Composite Contaminated Soil Ling Chen, Qingwei Zhang, Xiucai Yang, Xiaoli Wang* College of Agriculture, Guizhou University, Guiyang Guizhou Received: Sep. 19th, 2018; accepted: Oct. 8th, 2018; published: Oct. 15th, 2018 Abstract Biochar is a kind of highly aromatic refractory solid material which is formed by carbonization of organic materials under anaerobic conditions. It has good structure, large specific surface area and adsorption capacity. Numerous studies had shown that biochar, as a new passivating agent, can reduce the acid extractable lead (Cd) and cadmium (Pb) in soil by a series of reactions such as complexation, precipitation, adsorption and ion exchange with heavy metals. This paper summa-rized the researches of biochar in soil remediation of Cd and Pb pollution in recent years, and ex-plored the difference between the effect of biochar remediation of Cd and Pb combined pollution and single contaminated soil from the aspects of curing heavy metals, repairing effect and influen-cing factors in order to provide the basis for the research on heavy metal combined pollution re-mediation of biochar. The long-term effect of biochar on heavy metal combined pollution should be strengthened in the future. Keywords Biochar, Cd, Pb, Soil Recovery 生物炭在铅、镉污染土壤修复中的研究进展 陈领，张青伟，杨秀才，王小利* 贵州大学农学院，贵州贵阳 收稿日期：2018年9月19日；录用日期：2018年10月8日；发布日期：2018年10月15日 *通讯作者。
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
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
《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。
分区治理耕地镉污染 土壤，就在我们的脚下，日日支撑着我们的衣食住行。但在社会高度发达的今天，土壤离大多数人似乎已经很远很远。但近些年来，粮食的重金属超标问题频繁出现于报端，土壤问题也渐渐走入人们的视野，土壤学也因此变成了一门“显学”。 去年春天，面对律师的质询，环保部因声称土壤污染数据是“国家秘密”而饱受非议。 4月17日，环境保护部和国土资源部联合发布的《全国土壤污染状况调查公报》在经过一年多的漫长等待后终于横空而出。随后，中外媒体争相报道，环保业界也力图嗅出产业良机。 此次公布虽然短短数页，但饱含高度浓缩的信息和数据。此次公布宣告土壤污染不再是“国家秘密”，政府开始正视粮食安全问题，重视土壤污染问题，同时将开启土壤污染治理。 纵观这些报道，一些误解和不明之处还比较多。笔者特做简单解析，以期这一公报得到更多人的理解。 第一，样点超标率不等同于面积超标率。 公报出台后，很多媒体都以中国大陆有1/5的耕地遭受污染为题进行了醒目报道，但连卫报都难免误读，其标题
为“One fifth of China's farmland polluted”（五分之一的中国耕地遭到污染），副标题对此做了进一步解释。事实上，公报在最后的注释中明确标注了“点位超标率是指土壤超标点位的数量占调查点位总数量的比例”。由于此次调查的网格精度为8km x 8km，其调查的精度难以换算为面积来表达。 日本和中国台湾的调查经验有助于我们理解本次土壤污染的调查。日本的土壤调查分为“概查”和“详查”。“概况调查”针对全国农田，水田按照1000公顷一个点，旱地按2000公顷一个点的比例进行以掌握农用地土壤有无污染。“详细调查”以2.5公顷(长宽约各160米)取一个点。中国台湾将土壤污染调查分为四个阶段，第一阶段以1600公顷为1单位网格,第二阶段以25公顷为1单位网格，第三阶段针对中样区（25公顷）调查结果之重金属含量偏高地区或认定有污染地区，再以1公顷为一采样单位进行更细密调查,第四阶段对第三阶段调查结果达第5级以上之地区继续定期监测及调查，并追查污染源。 本次公报公布的样点精度（8km ×8km，即64平方公里一个点）远远大于日本和中国台湾最初的调查精度，土壤污染的污染源多样，污染在时间空间上具有高度不均性的特征。因此样点超标率远远不能等同于面积超标率，理解公报必须深刻理解这一点。 第二，南方土壤污染并不重于北方。
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
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
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
第３６卷第３期２ ０ １ ３年５月 河北农业大学学报 ＪＯＵＲＮＡＬ ＯＦ ＡＧＲＩＣＵＬＴＵＲＡＬ ＵＮＩＶＥＲＳＩＴＹ ＯＦ ＨＥＢＥＩ Ｖｏｌ．３６Ｎｏ．３ Ｊｕｎ．２ ０ １ ３ 文章编号：１０００－１５７３（２０１３）０３－００２０－０５ 环境材料对铅、镉污染土壤玉米生长 和重金属累积的影响 章智明， 黄占斌， 单瑞娟， 樊亚东 （中国矿业大学（北京）化学与环境工程学院北京１０００８３） 摘要：为了探索环境材料对重金属污染土壤的植物生长和土壤修复效果，通过盆栽模拟试验研究了单一高分子 吸水材料（ＰＡＭ）、煤基营养物质（ＣＢＮ）、吸附性矿物材料（ＭＡＭ）、矿物化学材料（ＭＣＭ）及各材料不同组合对 重金属铅（Ｐｂ）、镉（Ｃｄ）污染土壤中玉米生长和玉米中重金属累积的影响。结果表明：单一ＣＢＮ、ＭＡＭ、ＭＣＭ 及这３种环境材料的组合促进重金属Ｐｂ、Ｃｄ污染土壤中玉米株高、叶面积的增加和生物量的积累。ＭＡＭ和 ＭＣＭ抑制重金属Ｐｂ、Ｃｄ向玉米秸秆和籽粒中转移，ＣＢＮ抑制重金属Ｐｂ向玉米秸秆和籽粒中转移。 关 键 词：重金属；农田土壤；环境材料；玉米；盆栽 中图分类号：Ｓ１９文献标志码：Ａ Ｔｈｅ ｅｆｆｅｃｔ ｏｆ ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌ ｍａｔｅｒｉａｌｓ ｏｎ ｍａｉｚｅ ｇｒｏｗｔｈ ｉｎ ｈｅａｖｙｍｅｔａｌ ｃｏｎｔａｍｉｎａｔｅｄ ｓｏｉｌ ａｎｄ Ｐｂ，Ｃｄ ａｃｃｕｍｕｌａｔｉｏｎ ｉｎ ｍａｉｚｅ ｐｌａｎｔｓＺＨＡＮＧ Ｚｈｉ－ｍｉｎｇ，ＨＵＡＮＧ Ｚｈａｎ－ｂｉｎ，ＳＨＡＮ Ｒｕｉ－ｊｕａｎ，ＦＡＮ Ｙａ－ｄｏｎｇ （Ｓｃｈｏｏｌ ｏｆ Ｃｈｅｍｉｃａｌ ａｎｄ Ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｃｈｉｎａ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ ｏｆ Ｍｉｎｉｎｇ ａｎｄ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ－Ｂｅｉｊｉｎｇ，Ｂｅｉｊｉｎｇ １０００８３，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｉｎ ｏｒｄｅｒ ｔｏ ｅｘｐｌｏｒｅ ｔｈｅ ｅｆｆｅｃｔｓ ｏｆ ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌ ｍａｔｅｒｉａｌｓ ｏｎ ｐｌａｎｔ ｇｒｏｗｔｈ ａｎｄ ｒｅｍｅｄｉ－ ａｔｉｏｎ ｏｆ ｈｅａｖｙ ｍｅｔａｌ Ｐｂ ａｎｄ Ｃｄ ｃｏｎｔａｍｉｎａｔｅｄ ｓｏｉｌ，ｔｈｅ ｍａｉｚｅ ｇｒｏｗｔｈ ａｎｄ ｈｅａｖｙ ｍｅｔａｌ ａｃｃｕｍｕｌａ－ｔｉｏｎ ｉｎ ｍａｉｚｅ ｕｎｄｅｒ ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌ ｍａｔｅｒｉａｌｓ ｐｏｌｙｍｅｒ ａｂｓｏｒｂｅｎｔ ｍａｔｅｒｉａｌ（ＰＡＭ），ｃｏａｌ－ｂａｓｅｄｎｕｔｒｉｅｎｔ（ＣＢＮ），ｍｉｎｅｒａｌ ａｄｓｏｒｐｔｉｏｎ ｍａｔｅｒｉａｌｓ（ＭＡＭ），ｍｉｎｅｒａｌ ｃｈｅｍｉｃａｌ ｍａｔｅｒｉａｌｓ（ＭＣＭ）ａｎｄ ｔｈｅｉｒ ｃｏｍｂｉｎａｔｉｏｎｓ ｗｅｒｅ ｄｅｔｅｃｔｅｄ ｂｙ ｐｏｔ ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔ．Ｔｈｅ ｒｅｓｕｌｔｓ ｓｈｏｗｅｄ ｔｈａｔ ＣＢＮ，ＭＡＭ，ＭＣＭ ａｎｄ ｔｈｅｉｒ ｃｏｍｂｉｎａｔｉｏｎ ｐｒｏｍｏｔｅｄ ｍａｉｚｅ ｈｅｉｇｈｔ，ｌｅａｆ ａｒｅａ ａｎｄ ｂｉｏｍａｓｓ．ＭＡＭ ａｎｄ ＭＣＭ ｒｅｓｔｒａｉｎｅｄ ｔｈｅ ｔｒａｎｓｆｅｒ ｏｆ ｂｏｔｈ Ｐｂ ａｎｄ Ｃｄ ｔｏ ｍａｉｚｅ ｓｔｒａｗ ａｎｄ ｇｒａｉｎ，ａｎｄ ＣＢＮ ｏｎｌｙ ｒｅ－ ｓｔｒａｉｎｅｄ ｔｈｅ Ｐｂ ａｄｓｏｒｐｔｉｏｎ ｏｆ ｍａｉｚｅ ｐｌａｎｔ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ｈｅａｖｙ ｍｅｔａｌ；ａｇｒｉｃｕｌｔｕｒａｌ ｓｏｉｌ；ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌ ｍａｔｅｒｉａｌ；ｍａｉｚｅ；ｐｏｔ ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔ 在我国，由于工矿“三废”排放和农药的过量使用，工矿区周围农业土壤中重金属过量积累，造成严重土壤污染［１－２］。我国重金属污染的农田土壤中，重金属铅（Ｐｂ）、镉（Ｃｄ）为最普遍的复合污染型。重金属Ｃｄ污染耕地１．３万ｈｍ２，涉及１１省市的２５个地区；粮食中含Ｐｂ量大于１ｍｇ／ｋｇ的产地也有１１个［３］。不断增加的重金属污染已经导致了大面积土地不能耕作。 收稿日期：２０１３－０３－２６ 基金项目：国家十二五“支撑计划”课题（ＮＯ．２０１１ＡＡ１００５０３） 作者简介：章智明（１９８９－），男，河北省衡水人，在读硕士生，主要从事环境工程、土壤修复和环境材料方面的研究．通讯作者：黄占斌（１９６１－），男，陕西省武功人，教授，从事植物生理生态、环境材料等方面的研究． Ｅ－ｍａｉｌ：ｚｂｈｕａｎｇ２００３＠１６３．ｃｏｍ．
南京市矿山分布: 1)江宁区汤山、麒麟、上坊、淳化、云台山（硫 铁矿）; 2)下关区幕府山（白云石（镁矿））; 3)雨花台区梅山铁矿采空区; 4)栖霞区龙王山－桂山一带; 5)浦口区珍珠泉风景区; 6)六合区马鞍、瓜埠、冶山、八百桥; 7)溧水县爱景山; 8)南京市聚宝山硫铁矿床； 9)牛首山铁矿; 10)吉山铁矿; 11)凤凰山铁矿; 12)溧水锶矿 13)六合区冶山铁矿 14)江苏高淳溧阳地区矿产 15)江苏江宁－溧水地区矿产（铅、锌矿） 16)宁镇地区有色金属矿床（铁、铜） 17)江苏盱眙地区矿产 18)苏州吴宅矿区（铅、锌矿）
南京市有色金属冶炼厂 南京广源有色金属冶炼厂（地址：江苏省南京市江宁区胜太路胜利新村13号）（冶金矿产） 南京市溧水湖东有色金属冶炼厂（江苏省南京市溧水县和凤乌飞塘）（废铝铜冶炼铝锌等铸造加工） 江宁县陶吴有色金属冶炼厂（江苏省南京市陶吴镇钟村） 南京振泰源金属制品厂（江苏省南京市浦口区宁六路18号）
江苏省冶金研究所（江苏省南京市大光路28号） 南京奥冶合金厂（江苏省南京市江宁区陶吴镇） 南京市电镀厂 南京宁联表面处理有限公司（表面处理电镀）（南京市栖霞区靖安镇联盟村罗二路） 南京电镀加工厂（南京市浦口区西葛村） 南京雨花电镀厂（江苏南京市秦淮区饮虹园25号） 南京市碱性电池厂 南京舟海蓄电池有限公司（江苏省南京市高力汽配科技城2幢146号） 南京电池厂（江苏省南京市弓箭坊社区居民委员） 南京新奇能节能科技有限公司（秦淮区中华门小百花巷48号） 南京风帆蓄电池厂（江苏.南京.江苏南京市南京市黑龙江路32号） 南京本盛电池有限公司（南京江宁滨江经济开发区翔凤路18号区） 苏州南方钜大电池有限公司（中国江苏苏州金陵东路娄上街16号） 无锡市诺雷电池有限公司（无锡市前洲镇堰玉中路10号(前洲镇政府对面））扬州钜大电池科技有限公司（江苏省扬州市新集镇工业集中区8号） 燕子矶的“小南化”，含有58种挥发性有机物、89种半挥发性有机物、13种重金属，污染最严重的地方达到了10米深。（南京市燕子矶地区占地约14平方千米，是南京市传统老工业集中地，曾经密 集分布了66家化工企业，其中最大的为“小南化”，占地700亩。2005年，“小南化”与南化公司合并后迁至南京市江北，新建了10多套具有国际国内先进水平的新装置。2011年4月，燕子矶地区51家小化工企业全部关停。去年底，15家大化工企业全面停产、退城入园。） 金陵石化及周边地区、大厂地区、梅山钢铁及周边地区和长江二桥至 三桥沿岸地区(含八卦洲)四大片区也是南京重要的工业区域。这四大
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。
我国土壤污染状况调查公报发布—镉污染重灾区 全国土壤总超标率16.1%镉超标呈升高态势
环境保护部和国土资源部17日公布《全国土壤污染状况调查公报》，从公报披露的 一系列数字来看，我国部分地区土壤污染较重，耕地土壤环境质量堪忧，工矿业废弃地土壤环境问题突出。 土壤镉超标率7.0% 点位超标率，是指土壤超标点位的数量占调查点位总数量的比例。 全国土壤总超标率为16.1%，其中重度污染点位比例为1.1%。土壤污染以无机型为主。南方土壤污染重于北方，长三角、珠三角、东北老工业基地等部分区域土壤污染问题较为突出，西南、中南地区土壤重金属超标范围较大。镉、汞、砷、铅4种无机污染物含量分布呈现从西北到东南、从东北到西南方向逐渐升高的态势。 耕地土壤点位超标率为19.4%，其中轻微、轻度、中度和重度污染点位比例分别为13.7%、2.8%、1.8%和1.1%，主要污染物为镉、镍、铜、砷、汞、铅、滴滴涕和多环芳烃。 镉、汞、砷、铜、铅、铬、锌、镍8种无机污染物点位超标率分别为7.0%、1.6%、2.7%、2.1%、1.5%、1.1%、0.9%、4.8%，其中镉重度污染点位比例为0.5%。 坚决向土壤污染宣战 面对严峻的土壤环境形势，国家正在或将要采取一系列措施加强土壤环境保护和污染治理，坚决向土壤污染宣战。编制土壤污染防治行动计划。根据国务院部署，环境保护部正在会同有关部门抓紧编制土壤污染防治行动计划。实施土壤修复工程。国家将在典型地区组织开展土壤污染治理试点示范，逐步建立土壤污染治理修复技术体系，有计划、分步骤地推进土壤污染治理修复。 镉是一种毒性很强的重金属，人吸入镉便一并将镉透过消化道进入人体，主要积聚於肝及肾，造成损害。另外，镉化合物微粒亦可以透过空气(香烟)，由呼吸道进入人体。镉对人体中枢神经的破坏力很大，当镉毒进入人体后极难排泄，是强致癌物质。 含镉蓄电池在充电过程中会挥发出含镉气体，极易被人吸收，长时间吸入会增大得肝癌和损害肾功能的几率；废旧电池在运输处理过程中会污染水和土壤，造成农作物的镉含量超标。（湖南镉大米事件）2012年五部委统计全国一年镉金属用于制造电动车电池的有7800吨。
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