土壤镉污染调控方案

1、南方水田土壤铅、镉污染的起因、危害及调控措施 摘要：本文文章阐明了南方水田土壤镉和铅污染的来源与现状以及危害，同时对重金属镉和铅污染治理的方法，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。土壤重金属污染已成为一个严重问题，其中农田土壤的铅和镉污染面积广，威胁农作物安全生产，已不容忽视。通过综述化学修复、物理修复、微生物修复、植物修复和农业生态修复等几种农田重金属污染的修复技术，以期为修复重金属污染农田提供理论依据。关键词：水田土壤；铅污染；镉污染；调控措施The cause of Lead、Cadmium pollution in the Southern paddy soil

2、 ，Hazards and Control measuresWang Han Yu Abstract： This article expounds the csource 、status and harm of the admium and lead pollution ,in the southern paddy soil . At the same time, Methods to the cadmium and lead pollution, was expounded by the numbers.Reminding people to improve soil quality awa

3、reness, and the protection of the ecological environment.Soil heavy metal pollution has become a serious problem, and the farmland soil Pb and Cd pollution area are wide, threatening the safety of crop production, which can not be ignored.By summarizing the repair technologies of heavy metal polluti

4、on ，such as chemical remediation, physical rehabilitation, microbial remediation, phytoremediation and agricultural ecological restoration, in order to provide theoretical basis of the repairing heavy metal pollution of the farmland .Key words: Southern paddy soil；lead pollution；cadmium pollution,；C

5、ontrol measures前言：多年来，尽管人们对三废(废气、废水、废渣)的排放已采取严格的控制措施，然而，由于频的人类活动，随着矿山开采、金属冶炼加工、制造、镉处理等工业的发展、生活污水排放、污水灌溉、污泥使用以及含铅汽油的使用，铅和镉已成为土壤污染的主要元素1。 据报道，目前我国受Pb、As、Cr、Pb等重金属污染的耕地面积近2000万公顷 ，约占总耕地面积的1/5，其中受Pb污染的耕地面积近1.33万公顷 ，涉及11个省25个地区，导致每年粮食减产1 000多万t，受污染粮食多达1200多t，合计经济损失至少达200亿元。据农业部稻米及其制品质量监督检验测试中心2002年对全国市场稻

6、米安全性抽检结果2，稻米中超标最严重的是Pb，超标率为28.4 ，其次是Pb，超标率为10.3 ，As和Hg超标率相对较低，超标率为28和3.4；并呈现一定的复合污染3。因此，如何降低水田土壤体系中重金属的污染日益引起国内外的关注。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，过量的铅会阻滞作物生长发育，主要表现为叶绿素下降，阻碍植物的呼吸及光合作用，从而降低产量和质量。铅具有强累积性，通过食物链的富集，人体中的铅能与多种酶结合从而干扰有机体多方面的生理活动，严重损害人的神经、消化、免疫和生殖系统，对人类健康造成

7、威胁。因此对镉铅污染土壤的治理已经引起国内外的广泛重视4。1 起因来源： 重金属存在于全球各生态系统，自然条件下土壤的重金属主要来自其成土母质，往往含量较低。因而，土壤本身具有一定的重金属含量，这种在未受或少受人类活动影响下，尚未或少受污染和破坏的土壤中元素含量，称为背景值。一般情况下，背景含量不会对土壤生态系统造成危害。目前土壤重金属超标主要是由于受到人为因素的原因，主要包括几方面5。1.1大气中重金属沉降大气中的重金属主要来源于工业生产、汽车尾气排放及汽车轮胎磨损产生的大量含重金属的有害气体和粉尘等，受污染区域主要分布在工矿周围和公路、铁路的两侧。大气中的大多数重金属是经自然沉降和雨淋沉降

8、进人土壤的。我国Pb污染较重的地区,很大原因是由于煤含铅量较高，煤燃烧后将Pb排人大气6，经大气沉降污染土壤。经过自然沉降和雨淋沉降进入土壤的镉的污染，主要以工矿烟囟、废物堆和公路为中心，向四周及两侧扩散；由城市郊区农区，随着城市距离的加大而降低，特别是城市的郊区污染较为严重。此外，还与城市的人口密度、城市土地利用率、机动车密度成正相关；重工业越发达，污染相对就越严重。我国经济发达的珠江三角地区近年来重金属大气沉降污染也呈加重趋势，尤其是铅和镉的污染，主要来源于工业废气、汽车排放等的大气沉降。1.2 污水灌溉 污水灌溉一般指经一定处理的城市生活污水、商业污水和工业污水对农田进行灌溉。由于城市化

9、、工业化的迅速发展，大量的废水涌人河道，有的甚至是未经处理的污水，从而使水中含有大量重金属等污染物，经灌溉后污染土壤7 。我国利用污水灌溉农田面积为13986万公顷 ，其中有30的土壤受不同程度的重金属污染，在分布上，往往是靠近污染源头和城市工业区土壤污染严重，远离污染源头和城市工业区，土壤几乎不污染。近年来污水灌溉已成为农业灌溉用水的重要组成部分，中国自60 年代至今，污灌面积迅速扩大，以北方旱作地区污灌最为普遍，约占全国污灌面积的90%以上。南方地区的污灌面积仅占6%，其余在西北和青藏。污灌导致土壤重金属镉、汞等含量的增加。淮阳污灌区自污灌以来，镉、汞等就逐渐增高，19951997 年已越

10、过警戒线。太原污灌区的重金属镉、铬含量远远超过其当地背景值，且积累逐年增高。稻田和稻米已出现不同程度重金属污染8。1.3 施用污泥、受重金属污染的有机肥废弃物污泥中含有丰富的有机质和N、P、K等营养元素，但同时含有大量的重金属，随着大量污泥进人农田，使农田土壤的重金属含量不断提高。畜禽排泄堆肥历来被认为是改良土壤的良好有机肥。但近年来，我国饲料行业和养殖业中存在人为在饲料中加人有毒化学物质(如As、Cu和Zn)等问题，使养殖场排泄物有毒重金属含量过高，如施人农田将对土壤造成严重的重金属污染。城市固体废弃物和垃圾堆肥中往往重金属含量较高，将其施入农田，也对土壤造成重金属污染 。污泥施肥可导致土壤

11、中镉、汞含量的增加，且污泥施用越多，污染就越严重，镉引起水稻、蔬菜的污染。污泥增加，青菜中的镉也增加。用城市污水、污泥改良土壤，重金属镉、汞等的含量也明显增加9。1.4 农药、化肥和塑料薄膜的使用施用重金属含量较高的肥料、农药施用含有Pb、Pb和As等的农药和不合理施用化肥，都有可能导致土壤重金属污染 。一般磷肥中含有较高的Pb、Hg、As和Zn等重金属，氮肥和钾肥中这些重金属含量较低，但氮肥中Pb的含量较高，如过量施用将致使土壤这些重金属含量偏高。施用含有镉的农药和不合理的施用化肥都可以导致土壤中镉的污染。一般过磷酸盐水含有较多的镉，磷肥次之，氮肥和钾肥含量较低。经过对上海地区菜园土地、粮棉

12、地研究，施肥后镉的含量从0.134mg/kg 升到0.316mg/kg。农用塑料薄膜生产应用的热稳定剂中含有镉，在大量使用塑料大棚和地膜过程中都可以造成土壤中镉的污染10。1.5 金属矿山废水污染金属矿山的开采、冶炼过程中、重金属尾矿、冶炼废渣和矿渣随意堆放，重金属可以被酸溶出，含重金属离子的矿山酸性废水随着矿山排水和降雨，进入水环境或直接进入土壤，直接或间接地污染农田土壤11 。1.6、含重金属废弃物堆积含重金属废弃物种类繁多，不同种类其危害方式和污染程度不一样。污染的范围一般以废弃堆为中心向四周扩散。通过对武汉市垃圾堆放物、杭州某路渣堆存区、城市生活垃圾场及车辆废弃场附近土壤中的重金属污染

13、的研究，这些区域的重金属镉、铅的含量高于当地土壤背景值12。2 危害：2.1 对植物的危害重金属对水稻作物生长发育的毒害虽然有些重金属是植物生长必需元素，但所有重金属在较高浓度时对植物都会产生毒害作用。重金属毒害影响水稻种子萌发，引起水稻幼苗DNA损伤 和体内水解酶的活性变化，造成氧化胁迫、叶绿素和糖及蛋白质合成受阻、养分失调 及其他一系列生理代谢紊乱，阻碍植物根系生长，影响植株生长，最终导致生长量和产量的下降。一些重金属(如Pb)还可能通过影响细胞质膜的透性从而影响一些营养元素的吸收和积累，导致植株和子粒中营养元素和成分的改变。土壤中镉的存在形态很多, 大致可分为水溶性镉和非水溶性镉2大类。

14、其络合态和离子态的水溶性镉能为作物所吸收, 对生物危害大; 而非水溶性镉不易迁移和难以被植物吸收, 但随着条件的改变, 二者可互相转化。环境中的镉不是植物生长的必需元素, 而是一种潜在性的有毒重金属元素。土壤中的镉离子由植物根部吸收, 少量运至上部。据研究, 镉在植物中各部位的分布情况基本上为根叶茎花、果、籽粒。镉在植物组织中含量达到1mg/kg时, 就对某些植物产生毒害, 使植物表现出叶色减褪、植物矮化、物候期延迟的症状, 导致植物生物产量下降, 甚至死亡。具体表现为: 对根部的损伤, 抑制植物水分的吸收, 阻碍光合作用和蒸腾作用等13。2.2 对人类及动物的危害重金属主要通过食物、水、空气

15、等进入动物体内，动物作为消费者，环境中的镉主要通过植物进入动物体内，因此，镉在动物体内的含量与动物所食植物种类、部位和年龄相关。镉能与含羟基、氨基、巯基高分子有机物结合，使许多酶系统受到抑制，从而影响肝、肾等器官中酶系统的正常功能。另外镉还损伤肾小管，导致糖尿、蛋白尿、氨基酸尿，并使尿钙和尿酸的排出量增加，引起肾功能不全，进而影响维生素的活性与吸收。因此长期食用含镉植物会影响钙和磷的代谢，引起肾、肺、肝等内脏器官的病理变化，诱发骨质疏松软骨化和肾结石等疾病，最终引起“骨痛病”土壤中的有毒重金属可能被植物吸收通过食物链进人体，从而不仅降低稻米的市场竞争力，更为可怕的是将威胁人类健康。例如，Pb是

16、作用于全身各个系统和器官的毒物，研究表明Pb可与体内一系列蛋白质、酶和氨基酸内的官能团结合，干扰机体的生化和生理活动，如损害骨髓造m系统，引起贫血；损害神经系统，引起末梢神经炎，出现运动和感觉异常；Pb中毒会引起肾病、高血压、生殖功能障碍；影响幼儿生长发育、智力发育。Pb中毒会引起肾功能障碍、肺损害、骨损伤、痛痛病(骨软化症)、癌症、心血管病。Tsukahara等15 研究表明，稻米是日本成年人体内最主要的Pb来源之一，体内约30 一40Pb来源于稻米摄入。据研究，稻米是亚洲人体内主要的Pb摄人源之一，尽管国家和地区间有差异，但总体上经稻米Pb摄人量占总Pb摄人量的比例，菲律宾马尼拉地区约为2

17、0 ，中国大陆大部分地区、中国台湾、孟加拉国和泰国等约为30 一40 ，马来西亚的Kuala Lumpur较高，达53 。因此，降低稻米重金属含量对于保障人体健康具有极其重要的意义16。3 调控措施3.1化学修复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。通过加入适量的Na0H、CaO、Na2S、Na CO2 、NO后，土壤中铅的可交换态均有不同程度的降低。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，

18、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。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%。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。土壤

19、改良剂修复重金属污染土壤，治理效果和费用适中，对污染较轻的土壤特别适用但需加强管理防止重金属的再度活化17。3.1.1淋滤法淋滤法是采用淋洗液对铅污染土壤进行淋洗，使吸附在土壤颗粒上的铅由固相转移至液相中形成溶解性的离子或络合物，再将淋滤液进行收集，回收提取铅后废液可循环利用。该技术的重点在于淋洗液的选取，需要满足既能有效淋洗重金属，又不破坏土壤结构等要求。此外，还需考虑淋洗液的收集效果及影响因素，防止产生二次污染。3.1.2固化稳定化法固化稳定法技术包括固化和稳定化两个方面。采用化学方法降低铅在土壤中的溶解性、迁移性和毒性，同时采用物理方法将污染土壤转变为不可流动固体或形成紧密固体，通常固化

20、可以看作是一种特定的稳定化过程。固化稳定化技术的根源可追溯至20世纪50年代，最早用于放射性固体废物的处理。进入20世纪70年代后，该技术在一些工业发达国家首先得到研究和应用。最近十年得到迅速发展，被广泛应用于处理电镀污泥、重金属污染土壤的治理。此方法适用于轻度污染土壤的治理，治理费用和效果相对较好，但不能彻底去除土壤中的铅，处理效果只是暂时的。当周围环境条件变化时，铅的形态可能会重新变为可交换态19。3.1.3电化学法电化学法是在铅污染土壤中插入电极对，通以直流电，铅的带电粒子在电迁移、电渗和电泳等的作用下发生氧化还原反应，并迁移、富集于阴阳极，从而去除污染土壤中的铅。此技术在欧洲不仅应用于

21、铅污染土壤 ，同时也应用于铜、锌、铬、镍和镉等重金属污染土壤的修复。此技术操作简单，安装方便，且技术经济性可行，可将含铅l00mgkg的污染土壤去除到5l0mgkg水平，污染土壤的治理成本约为100$m3 。然而，电极对易腐蚀，存在二次污染风险。此外，土壤的复杂条件也是该技术的限制因素。3.1.4氧化还原法氧化还原法就是在重金属污染土壤中添加氧化还原剂，通过化学反应改变重金属离子的价态，从而降低土壤中重金属的活性和毒性。对于铅污染土壤，常用的还原剂有硫酸亚铁、亚硫酸盐、硫代硫酸钠、亚硫酸氢钠、二氧化硫等。研究表明，施用过磷酸钙 、钙镁磷肥 、水合氧化锰 等也可促进铅的沉淀，减少土壤中的可交换态

22、铅。此方法需注意的是还原剂的选择，如果选择失当，易造成土壤的二次污染20。3.1.5拮抗法对于铅污染土壤，可利用一些对人体没有危害的重金属或微量元素通过拮抗作用来减少铅在土壤中的可交换态，抑制植物对铅的吸收。有研究表明，适量的硒对水稻幼苗生长发育有促进作用，且具有拮抗重金属铅伤害的作用21。3.1.6螯合发在铅污染土壤中施加螯合剂，可提高铅的活性和生物有效性，使其易于流动和吸收，通常与植物修复方法联用。一方面螯合剂对土壤中的铅离子进行活化，另一方面影响植物对铅的吸收和转移。目前通常使用的螯合剂有两类：一类是人工合成螫合剂，如EDTA，DTPA，EGTA，PbTA等；另一类是天然螯合剂，如草酸、

23、酒石酸、柠檬酸等 。人工螯合剂活化能力较强，天然螯合剂易分解，不会形成二次污染，但活化能力较弱。因此，使用人工螯合剂时需考虑重金属活化后扩散所带来的环境风险22。3.2 物理修复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（15mA）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

24、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23。3.2.1客土深耕法由于铅污染土壤具有表聚性特征，客土法主要是一种通过移除铅污染土壤的表层土、加入新鲜土以降低土壤中铅的浓度或将表层土深翻至土壤深层以减少污染土壤与植物的接触，从而降低铅污染土壤对植物的毒性的方法。此方法在国外已被多次应用，对于铅污染土壤的治理是一种行之有效的方法。主要缺点是耗费大量的人力、物力和财力，修复成本高，换下来的表层土存在二次污染的环境风险，深耕后的污染

25、土不能彻底清除等。因此，该方法并非十分理想的铅污染土壤修复方法24。3.2.2隔离法隔离法是采用工程措施，将铅污染土壤与其周围环境进行隔离，减少由于铅的迁移、扩散或渗透等对周围环境产生的污染。该方法适用于大多数重金属污染土壤的治理，具体措施为：以钢筋、水泥等材料，在污染场地四周修建隔离墙体。为减少地表径流或地表水渗滤的影响，还可以在污染场地表面铺设防渗膜，采用水平灌浆的方式在污染土层下方浇注水泥等固化剂。由于成本和操作上的限制，该方法仅适用于污染严重且污染面积较小的场地25。3.2.3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

26、向两极移动积聚，然后再进行处理26。3.2.4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/kg27。3.3 微生物修复利用微生物(细菌、藻类和酵母)来减轻或消除重金属污染，国内外已有许多相关报

27、道。重金属污染起到了筛选土壤微生物的作用，存某种重金属长期污染的土壤上，存在大量能适应重金属污染环境并能氧化或还原重金属的微生物类群。利用遗传、基因T程等高科技生物技术，培育对重金属具有降毒能力的微生物，并运用于污染治理是目前环境科学研究中最活跃的领域之一。铅污染土壤的微生物修复是利用微生物对铅的吸附、沉淀、氧化和还原等作用，降低土壤中铅的毒性。铅污染土壤中存在大量适应于此污染环境的优势微生物群落，根据自身的新陈代谢作用不断改变土壤环境28。微生物不能降解和破坏重金属铅，只能通过改变它们的化学或物理特性从而影响其在环境中的迁移和转化。因此微生物处理重金属铅 染方面的发展有限，通常与植物修复技术

28、联用29 。首先通过植物与微生物抗性细菌的筛选，得到具有耐重金属铅的植物物种与微生物抗性细菌菌种，然后将该耐性植物的种子在微生物抗性细菌菌液中浸泡、包衣，最后将该种子种植于铅污染土壤中。此方法修复效果好，费用低、易于管理与操作，不产生二次污染，具有广泛的应用前景30。3.4 植物修复植物修复技术被公认为是土壤重金属污染最好的修复技术, 是目前国际上该领域的研究热点，是20世纪90年代发展起来的绿色环境进化技术, 具有治理效果永久性、治理过程原位性、治理成本低廉性、环境美学兼容性、后期2处理简易性等特点。植物修复技术是以植物忍耐和超量富集某种或某些化学元素的理论为基础, 利用植物清除土壤中的污染

29、重金属的一类环境整治技术31。植物修复主要是利用超富集植物，将土壤中的铅大量转移至植株体内特别是地上部分，从而修复铅污染土壤。根据其作用过程和机理，可分为植物稳定、植物提取和植物挥发三种方法 。植物修复技术的难点在于超富集植物的筛选。20世纪70年代以后，有关重金属超富集植物的研究逐渐受到重视 。重金属的超富集植物应同时具备以下3个基本特征：(1) 植物地上部分富集重金属的量要达到一定的临界标准，在较低污染水平下也有较高的吸收速率；(2) 地上部分重金属含量高于地下部分的重金属含量，即植物应有较强的转运能力；(3) 生长快、生物量大、抗虫病能力强、植物生长未出现明显的毒害症状。一般认为，只有植

30、物地上部分的铅积累量达到1000mgkg才能称之为铅的超富集植物。自然界中大多数植物对铅的吸收能力很低，普通植物一般含铅量为10mgkg干重33。 3.4.1种质资源超富集植物种质资源较多, 目前世界上共发现了500多种超积累植物 , 包括蔬菜、草本、蕨类植物、景天科植物和树木等。这些富集植物具有很强的吸收和蓄积土壤镉的能力, 但它们的生长和发育却不会受到镉的抑制。研究发现, 印度芥菜对重金属镉、铅的抗耐性较强, 土壤中镉的吸收量达到了100mg/kg以上, 具有富集潜力。三叶鬼针草幼苗对镉有很强的耐性和累积能力。有人认为, 紫茉莉对镉的耐性较强, 富集浓度最高可达92182mg/kg,在中、

31、低浓度镉污染土壤中可取得较好的修复效果。研究发现, 在镉重度污染的土壤中增加石灰用量, 可促进剑麻的生长34。3.4.2促进富集植物吸收研究表明, 植物对镉的吸收量与土壤含镉量和土壤酸性呈显著正相关。因此, 根据不同植株特点加入螯合剂DTPA、EGTA、柠檬酸等, 可提高镉的活化能力, 增强植株的吸收。Blaylock等对施加螯合剂研究表明,施加这些螯合剂后, 地上部分铅和镉的浓度显著提高。研究发现, 向镉污染土壤中加入EDTA 等螯合剂, 植物吸收的镉量明显增加, 尤其适合印度芥菜。但是并不是所有的螯合剂都适合所有的富集植物。有的螯合剂对富集植物吸收镉效果不明显, 甚至抑制镉的吸收。因此,

32、应根据植株、环境情况, 筛选高效的螯合提取剂。综上可以看出，虽然植物修复技术具有一定的局限性，但与其他物理化学修复技术相比，其必将成为一种应用广泛、环境良好和经济有效的高效绿色修复技术35。 3.4.3植物修复技术的优点(1)修复成本较低，修复费用为20010000 $公顷，比物理化学修复技术的费用低几个数量级 ，此外植物冶金回收的重金属可以创造一定的经济效益；(2)以太阳能为驱动能，是一种绿色修复技术，且植物修复属于原位修复，对环境扰动较小，避免了土壤结构的破坏；(3)提高土壤有机质含量，增加土壤肥力，有利于植物生长。同时，植物修复技术也存在一定的局限性，如超富集植物种类较少、对重金属复合污

33、染的修复具有单一选择性、植物地上部分枯萎重新进入土壤等36。3.5 农业生态修复法农业生态修复，即采取包括改变耕作制度，调整作物品种，选择能降低土壤铅污染的化肥，或增施能同定铅的有机肥等农艺措施，同定土壤铅，降低铅进入食物链的风险。3.5.1 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37。3.5.2 施用有机肥通过施用有机肥（堆肥、厩肥、植物秸杆等有机肥），施肥可以影响土壤对铅的吸附解吸，改变土壤铅的形态

34、，进而改变铅在土壤中的活性，影响植物吸收累积。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。试验表明有机肥对土壤铅的影响小。氮、磷、钾肥是植物生长必需的营养元素，在施肥过程巾选择能降低铅活性的种类，可降低作物铅污染的风险。同时有机肥的施用也应注意外来重金属污染问题。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-，H2可以活化土壤中的镉，提高土壤中的交换态镉的含量38。3.5.3 改变耕作制度季节

35、和水旱管理的不同对铅吸收也有影响研究发现铅高污染区同一品种早季籽粒铅含量一般高于晚季；旱作管理明显提高水稻籽粒铅含量。但是，利用间套种等耕作制度改变重金属的机制还不够完善。作用机理还不明析，尚需进一步研究39。3.5.4 低积累种类/品种低积累种类/品种的应用即利用植物种间或基因间重金属吸收存在差异这一特征，筛选重金属低积累种类品种，应用于中轻度污染农田的种植，生产安全的食品。现阶段研究主要集中在不同种类或基因型植物间重金属吸收的差异研究上，希望筛选出低积累种类品种。这方面研究较多的是水稻、玉米 、小麦等农作物。徐明飞等研究了9个浙江省主栽蔬菜品种的铅累积特性，表明瓜类对铅不敏感，且吸收量少，

36、青菜对铅积累高，根茎类蔬菜中的萝卜、莴笋均有超标现象。因此在铅含量高的地区种植瓜类安全系数较高40。代全林研究了25个玉米品种的铅积累品种间差异，筛选得到植株高量积累而籽实含量不超标的品种，利用这些玉米品种除获得安全籽实外，地上植株高积累铅也能去除土壤重金属同时满足修复和生产的需要。有人在铅污染土壤中也筛选出类似玉米品种，说明像玉米这类既可安全收获果实又能利用地上部分大量去除重金属的作物对农田重金属修复具有重要意义。现阶段大部分农田污染属复合污染，不同重金属间存在交互作用，这给重金属低积累作物的筛选提出了更高要求。研究表明农田铅、锌和镉复合重金属污染土壤条件下，豇豆体内的铅与镉含量显著正相关，

37、表明其他重金属的存在可能会促进镉的积累。因此，在高浓度单一重金属污染胁迫下筛选的防污染品种(pollutionsafecuhivars，PSC)才可能适用于复合污染农田的安全生产。低积累种类品种具有遗传特异性，唐绍清对BIL群体(回交自交群体)糙米重金属元素铜、镉、铅和锌含量进行数量性状座位定位分析(QTL)，共定位到10个QTLs共定位到4个控制铅含量的QTLs，分布于第4、5和12三条染色体上。因此通过挖掘作物遗传潜力，培育对污染物具有低积累和低转移的作物新品种，对于在中低污染土壤上维持农业生产发展具有实际意义。4 污染土壤修复技术发展趋势 目前，关于铅镉污染土壤的物理化学修复技术相对比较

38、成熟，但又各自存在一定的局限性。微生物修复技术和植物修复技术具有广阔的应用前景，如何将物理化学修复技术和生物修复技术进行优化组合，成为未来铅污染土壤修复技术的研究重点和发展趋势41。4.1螯合诱导植物吸收修复技术。 植物富集效果不太理想时，向土壤中施加螯合剂(EDTA、柠檬酸等)能够活化土壤中的铅，增加铅的溶解度，促进铅自根系向地上部分转运，诱导强化植物的超富集作用43。4.2电化学-植物吸收技术 在直流电作用下，电极附近土壤溶液发生电化学反应，改变土壤中的Eh、pH值等理化性质44，加快土壤中铅的解吸速率，提高土壤液相中的铅含量，从而强化植物对铅的富集效果。4.3微生物-植物修复技术 与植物

39、共生真菌，发达的菌丝提高植物根系吸收营养的范围，促进植物对营养物质和铅的吸收，同时许多真菌对铅具有较高耐性，可降低铅对植物的毒性，有利于植物的生长。将污染场地的土著菌接种在超富集植物的根部，可以促进植物的富集效果46。4.4多种超富集植物组合修复技术 铅污染土壤中往往伴随有其他如锌、镉等多种重金属同时存在的复合污染情况。此时，需要采用多种超富集植物组合修复技术，重金属对非专属超富集植物不产生毒害作用是采用该组合技术的前提。4.5基因工程植物修复技术 利用基因重组和现代分子生物学技术将具有金属富集特性的基因导入到生长较好、生物量大且易收获的植物中，并利用该植物特定的受体细胞与载体一起被复制和表达

40、，使受体细胞获得新的遗传特性，最后将转基因植物应用于大田试验，以检验基因工程植物修复效果47。此技术的难点在于基因的筛选，近年来研究结果表明基因技术的研究将是未来植物修复技术的一个重要发展方向。5 结论 综上所述重金属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。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，如土壤中重金属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，土壤中重金属的形态特征、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48。对于我国这样一个人多地少的农

41、业大国，开展综合治理措施，显得更为必要和迫切其防治不单需要科学技术, 更重要的是需要全社会全人类共同关注, 需要各个部门密切合作, 共同解决。为了子孙后代, 为了可持续发展, 为了全人类的发展, 每个人都应该有责任和义务保护好人类的生活环境。我国人均土地利用资源远低于世界平均水平，要实现我国农业的可持续发展，土壤镉的污染治理已迫在眉睫，刻不容缓。参考文献：1汪晔君铅污染对人体健康的危害及防治措施J沈阳大学学报。2004, l6(6)：1031062张丽霞，宋书巧，梁利芳，等改良剂对土壤中重金属铅的化学形态的影响J广一西农业科学，2008，39(6)：7927953Hooda P S，Allow

42、ay B JThe effect of liming on heavy metal concentration in wheat，carrots and spinach grown on previously sludgeapplied soils JThe Journal of Agricultural Science，1996,127：2892944陈灿灿，谢英荷，洪坚平，等土壤中耐铅微生物的筛选J中国生态农业学报,2007,15(2)：85875Huang D L，Zeng G M，Peng Z W，et a1Form distribution and transformation of

43、 Pb in composting of Pb polluted lingocellulosic waste with white-rot fungiCBioinformatics and Biomedical Engineering， ICBBE 2008， the 2nd InternationalConferenee,2008,56王开峰，彭娜。王凯荣，等长期施用有机肥对稻田土壤重金属含量及其有效件的影响J水土保持学报，2008，22(1)：105-1087朱海江水稻对重金属铅的吸收积累特征及其农艺调控研究D杭州：浙江大学,20048朱永官， 陈保冬，林爱军，等珠江三角洲地区土壤重金属污

44、染控制与修复研究的若干思考J 环境科学学报，2005，25(12)：1576一15799Zhu Y， Yu H Wang J Let a1Heavv meta1 accumulation of 24 Asparagus bean cuItivars grown in soil contaminated with Pb alone and with multiple metals(Pb， Pb，and Zn)JJournalof Agricultural and Food Chemistfv 200755(3)：1045105210朱海江，程方民，朱智伟土壤一水稻体系中的铅及其污染效应研究J中国

45、粮油学报，2004，10(5)：4711刘展华，唐振柱，黄江平，等2008年广西铅锌矿区周边农村环境铅污染现状调查J环境与健康杂志，2009，26：70871012徐龙君，袁智土壤重金属污染及修复技术J环境科学与管理，2006，31(8)：676913王碧玲，谢正苗，孙叶芳，等磷肥对铅锌矿污染土壤中铅毒的修复作用J环境科学学报，2005，25(9)：1189一l19414Mench M J，Didier V L，Loftier M，et a1A Mimicled in situ remediation study of metalcontaminated soild with emphasis

46、 on caemium and leadJJ Environ Qual，1994，23(1)：586315PYEONG-K00 Lee Heavy metal contamination of settling particle in a retention.pond along the A-71 motorway in Sologne FranceJ Sci.Total Environ， 1997， 201（1）： 1-1516李玉红，宗良纲，黄耀螯合剂在污染土壤植物修复中的作用J土壤与环境，2002，11(3)：30317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， 20

47、01，38（2）： 212-21818周以富，董亚英几种重金属土壤污染物及其防治的研究进展J环境科学动态，2003，(1)：151619Xiong Z TLead uptake and effects on seed germination and plant growth in a Pb hyperaccumulator Brassica Pekinensis Rupr JBull Environ Contamtoxicol，1998，60(2)：28529120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应用基础与工程学报， 2003，11（2）： 143-15121LIDI

48、A. GIUFFR DE LPEZ CAME Heavy metals input with phosphate fertilizers used in ArgentinaJ Sci Total Environ， 1997， 204（3）： 245-25022方满，刘清海 武汉市垃圾堆放物重金属污染调查及控制途径J 中国环境科学， 1998， 8（4）：54-5923MARTIN A C Contamination by heavy metals in soils in the neighbourhood of a scrapyard of discarded vehicJ Sci.Total

49、 Environ， 1998， 212（2/3）： 145-15224YANGXE. LONG X X, YE H B, el al Cadmium tolerance and hyperaccumulation in a new Znhyperaccumulating plant species (Sedum alfredii Hance)J Plant and Soil， 2004， 259： 181-18925蒋先军,骆永明,赵其国镉污染土壤的植物修复及EDTA 调控研究 .EDTA 镉的形态及其生物毒性的影响J土壤， 2001，（4）： 20220426ABRAMOVITCH R A,

50、 LIN Changqing, HICKSE, et al Insitu remediation of soils contaminated with toxic metal ions using microwave energyJ Chemosphere， 2003，53（9）27吴双桃.紫茉莉修复镉污染土壤的研究 J . 污染防治技术, 2006, 19 (4) : 17 - 18.28李福燕, 李士平, 李许明, 等.剑麻与石灰对镉污染土壤修复研究 J . 广东农业科学, 2007, (9) : 46 - 48.29Qian Y, Yang LJ.Effects of cadmium pollution in soil on physiological and biochemical index of A llium sativum L. J . Agricultural Science & Technology, 2009, 10 ( 3) :7 - 10.30林琦, 郑春荣, 陈怀满.根际环境中镉的形