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摘要：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。本文就此展开了论述，以供参阅。
关键词：土壤;镉污染;现状;治理措施
引言
土壤污染是世界性问题，其中重金属污染、有机物污染已成为最主要的两大污染类型，对人类的生存与发展构成严重威胁。世界各国逐渐重点关注土壤污染的现象，相继出台了一些政策法规和治理措施。但是，由于自然、人为等多种因素的存在，土壤污染远远超出了人类的控制范围，而且，随着社会发展呈现出愈加严重的趋势。由于污染区土壤多为开放空间，对其治理难度较大，但可通过一些科学的途径加以控制和修复。
1镉污染现状
工业“三废”的肆意排放，农业投入品尤其是农药、化肥的大量施用，使得重金属通过各种途径进入土壤。2011年，我国镉污染的土壤面积达130万hm2，占总耕地面积的1/6，按照工业发展的速度，镉污染将呈扩大化趋势，受污染土壤面积也在不断增加，当前土壤镉污染涉及11个省市的25个地区。农田土壤镉污染主要是由于引用工业污水灌溉造成的。目前，我国工业企业年排放的未经处理的污水高达300～400亿t，工业污水灌溉农用田地面积占污灌总面积的45%，造成了严重的土壤镉污染。重金属镉在土壤中很难消除，当其在土壤中累积到一定程度时，就会对土壤-植物系统产生危害，造成土壤质量下降、农作物产量和内在品质降低等问题，以及土壤中一些常见的昆虫数量发生变化，并随着食物链最终进入动植物体和人体，进而危及人类健康。
2土壤镉污染的治理措施
2.1物理修复法
物理修复法包括客土法、隔离法、淋洗法、电动修复法和吸附法等。客土法就是将污染土壤铲除，换入污染的土壤，铲除的污染土壤可以采取填埋、焚烧或制砖等措施处置。淋洗法是利用淋洗剂将土壤重金属离子转移至淋洗液中，然后对淋洗液进行处置，常用的淋洗剂有EDTA、柠檬酸、乙酸等。电动修复法是将电极插入污染的土壤中并通入合適大小的直流电，发生土壤孔隙水和带电离子的迁移，土壤中的污染物质在外加电场作用下发生定向移动并在电极附近累积，定期将电极抽出处理，从而清洁土壤。吸附法是利用矿物具有较大的内外表面和较强的吸附能力，将土壤中的重金属元素进行固定，例如膨润土和沸石。该方法可以彻底清除土壤重金属的污染，对于污染严重、面积小的土壤治理效果明显，但是工程量大、人力物力消耗高，而且破坏了土壤的结构和生境，存在二次污染的环境风险。
2.2化学方法
化学方法包括使用化学改良剂和生物化学等方法。使用改良剂能够调节土壤pH值或改变氧化还原电位，使土壤中重金属离子沉淀，降低土壤重金属有效态含量，达到改善土壤污染目的。例如，弗里德尔盐是一种合成的六角分层无机吸附剂，能够从水中吸附Cd2+净化水中重金属镉。施用有机肥如猪粪等，可以明显降低镉的水溶态和交换态含量，增加了有机结合态镉含量，从而增加土壤对镉的固定能力，阻止重金属镉向植物中迁移，减少了镉污染。采用有机酸处理可明显改变植物（如蒲公英）各部位镉含量，草酸、乳酸、柠檬酸、醋酸、EDTA等均可明显促进植株对镉的吸收，因此可作土壤修复的增效剂。
2.3生物方法
生物方法是指通过某些特定微生物、动物或植物的代谢活动，吸附降解土壤污染物质、降低土壤重金属生物活性的治理方法，具有土壤扰动小、原位性、不产生二次污染等优点，一般分为微生物修复、动物修复、植物修复3种。（1）微生物修复。微生物修复是指利用土壤微生物固定、迁移或转化土壤中的重金属，从而降低重金属毒性，主要包括生物富集和生物转化2种作用方式。生物富集作用指微生物的积累和吸附作用;生物转化作用指微生物对重金属的氧化和还原作用、重金属的溶解和有机络合配位等。例如，吴海江b53利用分离获得的菌株对镉的去除率高达60%，吸附量达54mg/kg;张欣等口副在模拟镉轻度污染试验中通过施入微生物菌剂使菠菜植株镉含量平均下降14.5%。（2）动物修复。动物修复是指利用土壤中某些低等动物的代谢活动来降低污染土壤中重金属比例的方法。例如，Ramseier等研究发现蚯蚓具有强烈的镉富集能力，当土壤镉浓度为3mg/kg时，蚯蚓的镉富集量可以达到120mg/kg。但由于低等动物生长受环境等因素的严重制约，该项技术在实际应用中受到了一定限制。（3）植物修复。植物修复是指利用超富集植物吸附清除土壤镉污染的原位治理方法，具有实施较简便、投资较少、破坏小、无二次污染等优点，是一种环境友好型修复技术。目前，全世界已发现500多种富集重金属的植物，其中部分植物对土壤镉具有强烈的富集作用，表现出对镉的选择性吸收，如芜菁、菠菜、烟草、向日葵等。近几年来，我国在利用植物修复镉污染土壤方面取得了不少成果，例如，蒋先军等研究发现印度芥菜、刘威等发现宝山堇菜等属于镉超积累植物，这些发现都可以应用于镉污染土壤的治理与恢复工作。
2.4农业生态修复法
农业生态修复是指根据当地条件因地制宜选择农业管理系统，减少重金属危害，包括农艺修复措施和生态恢复措施。主要措施如下：（1）控制土壤水分来调节土壤氧化还原电位，改变镉的形态使其变为无机盐沉淀和低有效性状态，从而降低镉污染;（2）提高土壤pH，因为镉的活性随着pH的增加逐渐降低。崔斌等在沈阳张士灌区施用石灰1500～1875kg/hm2后发现水稻中镉含量下降50%;（3）选择镉含量低的化学肥料;（4）改变施肥习惯，采用有机肥。这是因为土壤中有机质含量增加后，土壤中的重金属会由碳酸盐结合态转化为有机结合态，从而实现镉在土壤中的迁移，吸收和降解;（5）因地制宜采用轮作、间作等方式种植对镉吸附弱的品种。王新的研究表明不同作物对重金属镉具有不同的吸附性，其中水稻根系吸收镉的含量占整个作物吸收量的58%～99%;（6）不在镉污染区域种植进入食物链的植物。农业生态恢复措施虽然修复时间长且效果缓慢，但是在实际生产中更易于操作，且成本低，目前广泛推广的就是这种方法。由于该方法具有保持土壤肥力，促进自然生态循环和系统协调运行的有力优势，这是其他方法所无法比拟的。
结束语
总而言之，镉污染及其防治是一个世界性难题。目前，国内外对土壤镉污染治理的研究已有了一定的成效，但也存在一些理论和实际上的问题，如土壤中镉的二次污染处理，大面积复合重金属污染区域的系统治理，低吸收镉品种的选育等，有待于进一步的研究。今后可利用微生物与动植物的协同作用，联合物理和化学方法，结合农业措施，强化生物降解能力，降解土壤镉，必定事半功倍。同时，希望通过发现超富集植物品种或者从遗传育种上去除镉吸附基因等方式，发挥植物修复技术应用的潜力。
参考文献
[1]陈佳，包蓉.我国土壤镉污染现状及防治技术研究[J].安徽农学通报.2020（24）：135-136，181
[2]彭炜东.农田土壤镉污染现状与修复技术[J].云南化工.2019（03）：88-89，92
关键词：土壤;镉污染;现状;治理措施
引言
土壤污染是世界性问题，其中重金属污染、有机物污染已成为最主要的两大污染类型，对人类的生存与发展构成严重威胁。世界各国逐渐重点关注土壤污染的现象，相继出台了一些政策法规和治理措施。但是，由于自然、人为等多种因素的存在，土壤污染远远超出了人类的控制范围，而且，随着社会发展呈现出愈加严重的趋势。由于污染区土壤多为开放空间，对其治理难度较大，但可通过一些科学的途径加以控制和修复。
1镉污染现状
工业“三废”的肆意排放，农业投入品尤其是农药、化肥的大量施用，使得重金属通过各种途径进入土壤。2011年，我国镉污染的土壤面积达130万hm2，占总耕地面积的1/6，按照工业发展的速度，镉污染将呈扩大化趋势，受污染土壤面积也在不断增加，当前土壤镉污染涉及11个省市的25个地区。农田土壤镉污染主要是由于引用工业污水灌溉造成的。目前，我国工业企业年排放的未经处理的污水高达300～400亿t，工业污水灌溉农用田地面积占污灌总面积的45%，造成了严重的土壤镉污染。重金属镉在土壤中很难消除，当其在土壤中累积到一定程度时，就会对土壤-植物系统产生危害，造成土壤质量下降、农作物产量和内在品质降低等问题，以及土壤中一些常见的昆虫数量发生变化，并随着食物链最终进入动植物体和人体，进而危及人类健康。
2土壤镉污染的治理措施
2.1物理修复法
物理修复法包括客土法、隔离法、淋洗法、电动修复法和吸附法等。客土法就是将污染土壤铲除，换入污染的土壤，铲除的污染土壤可以采取填埋、焚烧或制砖等措施处置。淋洗法是利用淋洗剂将土壤重金属离子转移至淋洗液中，然后对淋洗液进行处置，常用的淋洗剂有EDTA、柠檬酸、乙酸等。电动修复法是将电极插入污染的土壤中并通入合適大小的直流电，发生土壤孔隙水和带电离子的迁移，土壤中的污染物质在外加电场作用下发生定向移动并在电极附近累积，定期将电极抽出处理，从而清洁土壤。吸附法是利用矿物具有较大的内外表面和较强的吸附能力，将土壤中的重金属元素进行固定，例如膨润土和沸石。该方法可以彻底清除土壤重金属的污染，对于污染严重、面积小的土壤治理效果明显，但是工程量大、人力物力消耗高，而且破坏了土壤的结构和生境，存在二次污染的环境风险。
2.2化学方法
化学方法包括使用化学改良剂和生物化学等方法。使用改良剂能够调节土壤pH值或改变氧化还原电位，使土壤中重金属离子沉淀，降低土壤重金属有效态含量，达到改善土壤污染目的。例如，弗里德尔盐是一种合成的六角分层无机吸附剂，能够从水中吸附Cd2+净化水中重金属镉。施用有机肥如猪粪等，可以明显降低镉的水溶态和交换态含量，增加了有机结合态镉含量，从而增加土壤对镉的固定能力，阻止重金属镉向植物中迁移，减少了镉污染。采用有机酸处理可明显改变植物（如蒲公英）各部位镉含量，草酸、乳酸、柠檬酸、醋酸、EDTA等均可明显促进植株对镉的吸收，因此可作土壤修复的增效剂。
2.3生物方法
生物方法是指通过某些特定微生物、动物或植物的代谢活动，吸附降解土壤污染物质、降低土壤重金属生物活性的治理方法，具有土壤扰动小、原位性、不产生二次污染等优点，一般分为微生物修复、动物修复、植物修复3种。（1）微生物修复。微生物修复是指利用土壤微生物固定、迁移或转化土壤中的重金属，从而降低重金属毒性，主要包括生物富集和生物转化2种作用方式。生物富集作用指微生物的积累和吸附作用;生物转化作用指微生物对重金属的氧化和还原作用、重金属的溶解和有机络合配位等。例如，吴海江b53利用分离获得的菌株对镉的去除率高达60%，吸附量达54mg/kg;张欣等口副在模拟镉轻度污染试验中通过施入微生物菌剂使菠菜植株镉含量平均下降14.5%。（2）动物修复。动物修复是指利用土壤中某些低等动物的代谢活动来降低污染土壤中重金属比例的方法。例如，Ramseier等研究发现蚯蚓具有强烈的镉富集能力，当土壤镉浓度为3mg/kg时，蚯蚓的镉富集量可以达到120mg/kg。但由于低等动物生长受环境等因素的严重制约，该项技术在实际应用中受到了一定限制。（3）植物修复。植物修复是指利用超富集植物吸附清除土壤镉污染的原位治理方法，具有实施较简便、投资较少、破坏小、无二次污染等优点，是一种环境友好型修复技术。目前，全世界已发现500多种富集重金属的植物，其中部分植物对土壤镉具有强烈的富集作用，表现出对镉的选择性吸收，如芜菁、菠菜、烟草、向日葵等。近几年来，我国在利用植物修复镉污染土壤方面取得了不少成果，例如，蒋先军等研究发现印度芥菜、刘威等发现宝山堇菜等属于镉超积累植物，这些发现都可以应用于镉污染土壤的治理与恢复工作。
2.4农业生态修复法
农业生态修复是指根据当地条件因地制宜选择农业管理系统，减少重金属危害，包括农艺修复措施和生态恢复措施。主要措施如下：（1）控制土壤水分来调节土壤氧化还原电位，改变镉的形态使其变为无机盐沉淀和低有效性状态，从而降低镉污染;（2）提高土壤pH，因为镉的活性随着pH的增加逐渐降低。崔斌等在沈阳张士灌区施用石灰1500～1875kg/hm2后发现水稻中镉含量下降50%;（3）选择镉含量低的化学肥料;（4）改变施肥习惯，采用有机肥。这是因为土壤中有机质含量增加后，土壤中的重金属会由碳酸盐结合态转化为有机结合态，从而实现镉在土壤中的迁移，吸收和降解;（5）因地制宜采用轮作、间作等方式种植对镉吸附弱的品种。王新的研究表明不同作物对重金属镉具有不同的吸附性，其中水稻根系吸收镉的含量占整个作物吸收量的58%～99%;（6）不在镉污染区域种植进入食物链的植物。农业生态恢复措施虽然修复时间长且效果缓慢，但是在实际生产中更易于操作，且成本低，目前广泛推广的就是这种方法。由于该方法具有保持土壤肥力，促进自然生态循环和系统协调运行的有力优势，这是其他方法所无法比拟的。
结束语
总而言之，镉污染及其防治是一个世界性难题。目前，国内外对土壤镉污染治理的研究已有了一定的成效，但也存在一些理论和实际上的问题，如土壤中镉的二次污染处理，大面积复合重金属污染区域的系统治理，低吸收镉品种的选育等，有待于进一步的研究。今后可利用微生物与动植物的协同作用，联合物理和化学方法，结合农业措施，强化生物降解能力，降解土壤镉，必定事半功倍。同时，希望通过发现超富集植物品种或者从遗传育种上去除镉吸附基因等方式，发挥植物修复技术应用的潜力。
参考文献
[1]陈佳，包蓉.我国土壤镉污染现状及防治技术研究[J].安徽农学通报.2020（24）：135-136，181
[2]彭炜东.农田土壤镉污染现状与修复技术[J].云南化工.2019（03）：88-89，92