浅析中轻度镉污染土壤的修复治理技术

邹 娟

（广东韶科环保科技有限公司 广东韶关 512000）

引言

镉是一种高毒性重金属元素，是植物和人体生长的非必需元素，当其在植物体内累积到一定程度后，会影响植物的生长发育[1]；当镉被人体吸收进入肝肾，可能会导致镉中毒，损害人体器官[2]。2014年，原环境保护与原国土资源部联合发布的《全国土壤污染状况调查公报》显示，耕地土壤镉（Cd）污染点位超标率高达7.0%，位于所有重金属（Cd、Hg、As、Cu、Pb、Cr、Zn、Ni）污染之首，其中大多仍处于中、轻度或轻微镉污染状态。有研究表明，少量镉可在微生物的调节作用下促进植物生长[3]，植物体内镉积累量增加，土壤中的镉可通过食物链，间接地对人体健康产生不良影响。近年来，镉污染事件时有曝光，2013年，广州市食品药品监管局18个批次大米抽检，发现44.4%大米镉超标。镉污染土壤的修复治理不仅是环境问题，更是直接关系到民众健康的社会问题。因此，我国镉污染土壤修复治理工作已迫在眉睫。

土壤中的镉存在形式主要有交换态、结合态、专性吸附态和残余态[4]，其存在形态与土壤理化性质有关[5]，可随环境变化相互转化。镉在植物体内迁移能力大小也因存在形态不同而有所差异[6]。土壤镉污染的修复技术可通过改变土壤环境，影响土壤中的镉形态，进而影响植物对其的吸附大小，最终达到土壤安全利用或修复治理的效果。土壤镉污染的理论与实践中，是采用活化技术还是钝化技术需因地适宜，合理选择。

1 土壤镉污染的修复技术

1.1 活化技术

活化技术主要是通过土壤淋洗或者植物吸收活化态镉，从而去除土壤中镉的技术方法。该方法可有效降低土壤中镉的含量，镉的去除具有彻底性，但淋洗方法的治理技术成本较高，推广性较差；植物吸收方法的应用相对较为广泛。刘威等[7]在湖南发现了宝山堇菜对镉具有超积累效果，杨勇等[8]以盆栽实验形式研究发现植物遏蓝菜可吸收和积累Cd，杨红霞等[9]研究了胁迫浓度和胁迫时间对超积累植物印度芥菜细胞及亚细胞中镉分布的影响。修复镉污染土壤可优先选择种植Cd超累积植物。

此外，有研究发现[3]，微生物对重金属镉在生态系统食物链的传递过程具有较显著的调节作用，不同微生物对植物吸收土壤中镉的调节作用大小也有差异，枯草芽孢杆菌、光合细菌、乳酸菌可有效降低菠菜植株对土壤中镉的吸收，吸收效果也各不相同。随着菌数的增加，植物对Cd吸收的缓解作用增强。因此，可通过改变土壤微生物种类和数量，增强植物对Cd的吸收去除作用。

1.2 钝化技术

钝化技术与活化技术活化镉相反，主要是利用化学或生物物质对土壤中镉的钝化作用，使土壤中的Cd沉淀或被吸附以降低其生物有效性，进而减少Cd通过食物链进入植物体内向其它环境甚至人体迁移的技术方法。钝化技术的关键是添加的钝化材料，包括钙基调理剂、炭基调理剂、硅基调理剂和有机调理剂等土壤调理剂。

土壤调理剂对于重金属污染农田中重金属固化作用，保障农产品安全的作用已经得到了广泛的认可。农艺调控措施如施肥、水分调节、叶面喷施等是农业生产活动中的常态行为，其中施肥和水份条件的不同影响Cd在土壤中的化学行为，从而影响了植物对Cd的吸收能力。有研究表明，有机调理剂的施用和水分管理等农艺措施都显著影响Cd在水稻根-土界面的活性变化，从而影响水稻籽粒对Cd的吸收[10-11]，主要是由于有机调理剂所含的盐离子与Cd离子发生反应形成不易被吸收的络合物而沉淀下来，从而改变土壤中Cd的形态来降低其在土壤中的生物有效性[12]。施用不同形态和类型的氮肥和钾肥影响作物对Cd的吸收这也已经得到广大研究人员的实验证实[13-14]，施用堆肥、厩肥、蘑菇糟渣、植物秸秆等有机肥由于可以增加土壤有机质以及土壤胶体的含量，增加对镉铅等重金属的吸附能力，或者增加其与重金属的键合作用，也可达到固化Cd的目的[15]。

2 污染土壤修复技术选择

污染土壤修复技术按照原理可分为活化技术和钝化技术，均会涉及到物理、化学和生物过程，单一的物理、化学和生物工程方法难以应对污染日益严重的不利局面，不足以支撑农产品安全生产和产地环境可持续发展的现实需求，难以成为保障农田农产品安全生产的主导技术。因此，将土壤调理剂对重金属的固化作用和供给植物生长所需的营养元素结合起来，研发新型的营养型土壤调理剂，达到既能供给植物营养，又能钝化土壤重金属的活性，保障农产品安全的目的；同时结合水份调节，通过水分调节-养分运筹-生理阻隔等农艺综合技术调控措施实现大范围重金属超标农田农产品的安全生产，将是未来研究的重要课题。

3 当前治理修复的问题

土壤污染具有隐蔽性、滞后性、累积性等特点，从而对其治理工作也相应的具有长期性、难治理性。由于土壤的异质性、作物品种的多样性、以及影响Cd迁移转化因素的复杂性，导致当前土壤镉污染治理修复的普适性不强，极大地限制了技术的大范围推广应用。

不同区域、地块土壤环境差异明显，所需的修复治理技术针对性较强，从各区域的实际问题出发，结合区域Cd超标控制技术的最新研究进展，选取不同技术方法的优化组合，成为Cd超标农田安全利用的最佳技术。

结语

针对不同区域土壤污染环境的差异性，选择合适的修复治理技术尤为关键。在土壤Cd污染治理的理论和实践中，采取钝化技术还是活化技术，即有待解决的科学问题，也有待落地的具体技术，要因地制宜，才能取得良好的修复效果。