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自20世紀初發(fā)現(xiàn)鎘(Cadmium，以下簡稱Cd)以來，Cd被廣泛應(yīng)用于電鍍工業(yè)、化工業(yè)、電子業(yè)和核工業(yè)等領(lǐng)域，需求量也越來越大，相當(dāng)數(shù)量的Cd通過廢氣、廢水、廢渣排人環(huán)境，造成污染。土壤中Cd超標一方面會對植物造成毒害并使經(jīng)濟作物減產(chǎn)，另外也會被植物吸收并富集在籽實內(nèi)進入食物鏈。Cd一旦通過各種方式進入人體，就會在人體內(nèi)蓄積起來，其生物學(xué)半衰期長達lO至30年.有關(guān)土壤環(huán)境中Cd通過食物鏈對人類造成的危害在上世紀就開始有報道，人體攝入過量的Cd易引起前列腺癌、腎癌和痛痛病等疾病。
隨著工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中大量Cd的使用，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程中污灌、施肥等行為的加劇，受污染環(huán)境中的Cd含量也逐年上升，據(jù)統(tǒng)計，每年在世界范圍內(nèi)進入土壤的Cd總量為2.2萬t。目前，我國受Cd、As、Cr、Pb等重金屬污染的耕地面積近2000萬hm2，約占總耕地面積的1/5;其中工業(yè)“三廢"污染耕地面積l000萬hm2，污水灌溉的農(nóng)田面積已達330多萬hm2。在土壤重金屬污染中，Cd污染非常嚴重。20世紀90年代初，我國污灌農(nóng)田為14000000hm2，由于污灌不當(dāng)對6300000hm2農(nóng)田造成不同程度的污染，其中Cd污染耕地130000hm2，涉及11個省市的25個地區(qū)，每年生產(chǎn)cd米(Cd含量≥1.0mg/kg的糙米)50000000kg。如沈陽市張士灌區(qū)因污染可能會生產(chǎn)Cd米的面積約為329hm2，土壤中的作物受Cd污染導(dǎo)致“Cd米"的地區(qū)還有：上海的沙川灌區(qū)、江西大余縣灌區(qū)、廣東的廣州和韶關(guān)地區(qū)、廣西的陽朔和湖南的衡陽等地，近幾年，Cd污染的狀況有日益嚴重之勢，這嚴重影響到糧食產(chǎn)量和糧食安全問題。
1 土壤中的Cd及其來源
1.1 土壤中的Cd及其存在形態(tài)
Cd在地殼中的含量較少，世界上多數(shù)土壤Cd含量為0.01～2.0mg/L，平均值為0.35mg/L。在我國，據(jù)中國環(huán)境監(jiān)測總站(1990年)報告，全國41個土類Cd的背景值差異明顯，Cd含量變化范圍在0.017～0.332mg/kg之間。由于土壤腐殖質(zhì)對Cd有富集作用，有的土壤Cd含量可高達4.5mg/kg。隨水流遷移到土壤中的Cd可被土壤吸附，吸附的Cd一般在0～15cm的土壤表層累積，15cm以下含量顯著減少。
重金屬Cd在土壤中以水溶態(tài)和難溶態(tài)的形式存在.水溶性Cd主要以離子態(tài)或絡(luò)合態(tài)存在，如Cd2 、CdC1 、CdSO4等;難溶性Cd以交換態(tài)(粘土交換及腐殖質(zhì)交換)、化學(xué)沉淀態(tài)及難溶性螯合態(tài)存在于土壤顆粒中，如CdS、CdCO3等。
1.2 Cd的來源
土壤中鎘污染的來源方式主要是自然過程、采礦、冶煉、污灌、施肥、大氣沉降等，自然過程對土壤中Cd的輸入主要通過巖石風(fēng)化和火山活動等地質(zhì)和環(huán)境地球化學(xué)過程.魯如坤等(1992年)根據(jù)歐共體國家1975年的統(tǒng)計數(shù)字推算，土壤外源Cd有6%來自生產(chǎn)Cd的工業(yè)，57%來自使用Cd為原料的工業(yè)，37%來自其他工業(yè)來源。其中，每年來自農(nóng)業(yè)和動物廢物Cd的含量為0.22萬t、城市污水和 廢水等0.438萬t、礦物灰0.72萬t、肥料和殺蟲劑0.02萬t、工廠廢棄物0.12萬t、大氣沉降物0.5萬t等。
2 修復(fù)技術(shù)
目前，對于重金屬污染土壤的治理主要包括工程措施、化學(xué)治理措施、農(nóng)業(yè)生態(tài)修復(fù)措施和生物修復(fù)技術(shù)等方面，對于Cd污染土壤的治理也是使用這些方法，在實際應(yīng)用中，一般會根據(jù)土壤中Cd污染濃度、存在形態(tài)以及土壤特性等情況選擇合適的方法進行修復(fù)，以達到較高的修復(fù)效率。
2.1 工程措施
工程措施包括客土法、換土法、深耕翻土法、固化、穩(wěn)定化方法、電動力修復(fù)法等，工程措施具有穩(wěn)定、見效快的優(yōu)點，但存在工程量大、投資費用高、二次污染隱患等缺點，不適宜大面積污染土壤的治理，因此，其不是一種理想修復(fù)土壤Cd污染的方法。
2.2 化學(xué)治理措施
化學(xué)治理措施包括淋溶法、施用改良劑等方法，這些方法能夠在短期內(nèi)降低土壤中重金屬的毒性和生物有效性，但此方法因人為向土壤中施加化學(xué)藥劑，易造成二次污染，且該方法是一種原位修復(fù)方法，重金屬Cd仍存留在土壤中，容易再度活化危害植物，其潛在威脅并未消除。此外，就修復(fù)后土壤的先進有效性和生態(tài)系統(tǒng)的先進穩(wěn)定性來說，還缺乏深入細致的研究。
2.3 農(nóng)業(yè)生態(tài)修復(fù)措施
近年來，一系列農(nóng)業(yè)生態(tài)修復(fù)措施被逐漸應(yīng)用于受重金屬污染土壤的修復(fù)，農(nóng)業(yè)生態(tài)修復(fù)措施是通過調(diào)節(jié)諸如土壤水分、土壤pH值、土壤陽離子代換量(CEC)、CaCo3和土壤氧化還原狀況及氣溫、濕度等因素，改變土壤中Cd的活性，降低其生物有效性，以減弱重金屬對植物的毒害作用。農(nóng)業(yè)生態(tài)修復(fù)方面我國研究的較多，取得了一定的成就，該方法實施過程中，要系統(tǒng)考慮土壤物理、化學(xué)特性的相互影響和作用，目前仍缺少對此方面的系統(tǒng)研究，另外，該方法也是一種原位修復(fù)技術(shù)，cd形態(tài)發(fā)生了改變，但仍存在土壤中，容易再度活化，對生物產(chǎn)生危害。
2.4 生物修復(fù)措施
2.4.1 微生物修復(fù)
土壤微生物包括與植物根部相關(guān)的自由微生物、共生根際細菌、菌根真菌，它們是根際生態(tài)區(qū)的完整組成部分。微生物在修復(fù)被重金屬污染的土壤方面具有*的作用，其抗重金屬機制包括生物吸附、胞外沉淀、生物轉(zhuǎn)化、生物累積和外排作用。通過這些作用，微生物一方面降低土壤中重金屬的毒性，并吸附積累重金屬;另一方面改變根系微環(huán)境，從而提高植物對重金屬的吸收、揮發(fā)或固定效率。
目前，大部分微生物修復(fù)技術(shù)還局限在科研和實驗室水平，實例研究還不多，無法大面積推廣，對于微生物修復(fù)技術(shù)還需做更深人探索。
2.4.2 動物修復(fù)
利用土壤中的某些低等動物如蚯蚓能吸收重金屬的特性，在一定程度上降低了污染土壤中重金屬比例，達到了動物修復(fù)重金屬污染土壤的目的。目前利用低等生物進行重金屬cd污染修復(fù)的研究仍局限在實驗室階段，且因受低等動物生長環(huán)境等因素制約，其修復(fù)效率一般，并不是一種理想的修復(fù)技術(shù)。
(來源：價值中國)
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