农艺措施联合钝化技术对水稻土镉污染修复效应初探

李朝晖

（湖南省沅江市南大膳镇农业技术推广服务站，沅江413116）

农艺措施联合钝化技术对水稻土镉污染修复效应初探

李朝晖

（湖南省沅江市南大膳镇农业技术推广服务站，沅江413116）

随着我国工业化和城镇化的快速发展，使得稻田土壤中金属镉含量超标。这不仅会打破土壤中的生态平衡，还可经生物链对人体产生很大的危害。联合钝化修复技术由于其先进的技术和操作简单等优点而广受关注。不同的农艺措施会对水稻吸收金属镉含量产生不同的影响。文章通过农艺措施联合钝化技术研究对水稻土镉污染修复效应进行了初步探究。

水稻 镉 钝化技术 修复

土壤污染是指在土壤中的污染物量超标对土壤的理化性质及土壤质量均产生了很大的危害，土壤肥力下降导致农作物的品质或生产质量下降，污染物流经食物链作用于人或动物，对生态环境产生恶劣的影响。土壤中重金属污染是目前我国工业化进程中必然会出现的状况，据统计，我国重金属铅、镉污染是各地区土壤污染的首要污染物。因此，对金属镉污染的土壤修复技术研究至关重要。

1 土壤镉污染危害

重金属镉是土壤“五毒”元素之一，其在自然界广泛分布。目前世界各国都对食品中镉含量做了限定标准。重金属镉对土壤中微生物（放线菌、真菌和其它土壤细菌等）和酶（脱氢酶、磷酸酶和脲酶等）活性都会产生负面影响，导致土壤肥力下降，最终导致农作物减产。有研究表明，土壤中重金属镉含量达到一定水平会对农作物（玉米、小麦、水稻等）直接产生毒害效应。重金属镉是人体的非必须微量元素，研究表明，镉可导致人体组织发生致畸、致癌和致突变作用，人体中重金属镉超标会对人体产生很大的伤害。

2 水分管理联合钝化技术对水稻土镉污染修复效应

该文结合国内外研究基础，主要通过文献查看探究了以天然粘土矿物海泡石复配含磷物质磷矿粉、炭材料生物炭复配有机物料、粘土矿物膨润土单施作为镉污染水稻土钝化剂的修复效应，并分析了化学钝化修复对水稻中镉含量的影响，为联合钝化技术应用于稻田镉污染钝化修复治理提供科学依据。

2.1 海泡石复配磷矿粉对水稻土镉的钝化效应

粘土矿物海泡石属于硅酸盐粘土矿物，其呈纤维状多孔，使得其表面积巨大，具有很高的离子交换能力可以大量地吸附重金属阳离子镉。其降低土壤中金属镉离子过程，首先长期淹水管理，目的是为了降低土壤中氧化还原电位进而增加Fe2+等还原态阳离子。当然，淹水管理还可以促进土壤pH值升高，这就增加了Cd2+与还原态阳离子对水稻根表离子点位的竞争吸附，这也可以降低土壤镉的含量。之后就是钝化处理，经过实验调研，水稻内的金属镉含量明显降低，土壤镉的较低生物有效性是钝化处理组稻米镉含量下降的主要原因。

2.2 海泡石复配磷矿粉钝化修复对土壤环境质量的影响

土壤酶决定着土壤的生物学活性。土壤酶可以使有机物实现矿化，还参与了腐殖质的分解，其是反应土壤中生物化学动向强度的指标之一。土壤酶在土壤中的能量转化和营养物质循环中起着至关重要的作用，其是保证土壤肥力的重要因素之一。经利用海泡石修复镉污染潮土的实验研究可知，该钝化技术可使脲酶活性显著升高。主要是由于钝化剂使土壤镉的活性大大降低，可以抑制镉对土壤酶的干扰。经总结分析和实验验证可知，海泡石复配磷矿粉钝化修复可以改善土壤环境质量。并且土壤中有效磷和碱解氮是反映土壤肥力的重要指标。经过实验验证，此钝化修复技术后的土壤中碱解氮和有效磷的含量没有显著差异。

2.3 生物炭复配有机肥对水稻土镉的钝化效应

生物炭是在缺氧的情况下，生物残体通过高温慢热解产生的富含碳素的固态物质。其结构疏松多孔，因此，其比表面积非常大，并且其表面带有较高的电荷密度和大量负电荷，在理论上可以大量吸附交换态阳离子。

2.4 膨润土对水稻土镉的钝化效应

膨润土的主要矿物成分是蒙脱石，在我国具有悠久的开发历史，其资源量也比较丰富，最初也仅作为一种洗涤产品。但随着市场经济的发展，对膨润土的开发力度不断加大，研究人员不仅发现膨润土具有膨胀性、吸附性等特点，其土壤内还存有丰富的微量元素，包括钠、镁、铁、铝、硅等物质，可以有效补充植物中的所需物质，在与土壤结合后，可以有效改善土壤的质量，并可通过物理吸附和化学吸附等作用吸收土壤内的有毒有害物质。同时，在镉等重金属污染的土地中，利用膨润土可使土壤中的碳酸盐与金属氢氧化物发生碱性反应，可有效改善水稻土镉的钝化效应。

3 结论

我国农田土壤重金属污染的源头主要是农药化肥和污水灌溉等，其导致我国土壤污染问题日益严重。水稻是我国的主要粮食产物之一，水稻土壤重金属污染中金属镉的污染问题尤为严重，这也严重影响着我国粮食安全。镉污染土壤钝化修复技术在水稻土壤中的应用具有很多优点，如效果好、操作简单以及投资较低等。经过文章的分析总结可知，通过长期淹水处理进而降低土壤中Fe2+等还原态阳离子，这就可促进土壤还原态阳离子与Cd2+对根表离子点位的竞争吸附，可以显著降低稻米中金属镉的含量。水联合钝化修复处理可以使水稻中的金属镉含量降至最低。在重金属镉修复治理中，钝化修复技术的联合可以合理地使用于农艺管理，通过筛选合适的方法和钝化剂促进土壤恢复正常化，降低钝化材料对土壤的不利影响，最终实现生态与经济的共同进步。

[1] 杨文浩.镉污染/镉—锌—铅复合污染土壤植物提取修复的根际微生态效应研究.浙江大学，2014

[2] 李倩.镉锌污染土壤化学固定—土壤生物质改良耦合修复效应及生态安全评价.中南大学，2012