農(nóng)藝措施聯(lián)合鈍化技術(shù)對水稻土鎘污染修復(fù)效應(yīng)初探

李朝暉

（湖南省沅江市南大膳鎮(zhèn)農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣服務(wù)站，沅江413116）

農(nóng)藝措施聯(lián)合鈍化技術(shù)對水稻土鎘污染修復(fù)效應(yīng)初探

李朝暉

（湖南省沅江市南大膳鎮(zhèn)農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣服務(wù)站，沅江413116）

隨著我國工業(yè)化和城鎮(zhèn)化的快速發(fā)展，使得稻田土壤中金屬鎘含量超標(biāo)。這不僅會打破土壤中的生態(tài)平衡，還可經(jīng)生物鏈對人體產(chǎn)生很大的危害。聯(lián)合鈍化修復(fù)技術(shù)由于其先進(jìn)的技術(shù)和操作簡單等優(yōu)點而廣受關(guān)注。不同的農(nóng)藝措施會對水稻吸收金屬鎘含量產(chǎn)生不同的影響。文章通過農(nóng)藝措施聯(lián)合鈍化技術(shù)研究對水稻土鎘污染修復(fù)效應(yīng)進(jìn)行了初步探究。

水稻 鎘 鈍化技術(shù) 修復(fù)

土壤污染是指在土壤中的污染物量超標(biāo)對土壤的理化性質(zhì)及土壤質(zhì)量均產(chǎn)生了很大的危害，土壤肥力下降導(dǎo)致農(nóng)作物的品質(zhì)或生產(chǎn)質(zhì)量下降，污染物流經(jīng)食物鏈作用于人或動物，對生態(tài)環(huán)境產(chǎn)生惡劣的影響。土壤中重金屬污染是目前我國工業(yè)化進(jìn)程中必然會出現(xiàn)的狀況，據(jù)統(tǒng)計，我國重金屬鉛、鎘污染是各地區(qū)土壤污染的首要污染物。因此，對金屬鎘污染的土壤修復(fù)技術(shù)研究至關(guān)重要。

1 土壤鎘污染危害

重金屬鎘是土壤“五毒”元素之一，其在自然界廣泛分布。目前世界各國都對食品中鎘含量做了限定標(biāo)準(zhǔn)。重金屬鎘對土壤中微生物（放線菌、真菌和其它土壤細(xì)菌等）和酶（脫氫酶、磷酸酶和脲酶等）活性都會產(chǎn)生負(fù)面影響，導(dǎo)致土壤肥力下降，最終導(dǎo)致農(nóng)作物減產(chǎn)。有研究表明，土壤中重金屬鎘含量達(dá)到一定水平會對農(nóng)作物（玉米、小麥、水稻等）直接產(chǎn)生毒害效應(yīng)。重金屬鎘是人體的非必須微量元素，研究表明，鎘可導(dǎo)致人體組織發(fā)生致畸、致癌和致突變作用，人體中重金屬鎘超標(biāo)會對人體產(chǎn)生很大的傷害。

2 水分管理聯(lián)合鈍化技術(shù)對水稻土鎘污染修復(fù)效應(yīng)

該文結(jié)合國內(nèi)外研究基礎(chǔ)，主要通過文獻(xiàn)查看探究了以天然粘土礦物海泡石復(fù)配含磷物質(zhì)磷礦粉、炭材料生物炭復(fù)配有機物料、粘土礦物膨潤土單施作為鎘污染水稻土鈍化劑的修復(fù)效應(yīng)，并分析了化學(xué)鈍化修復(fù)對水稻中鎘含量的影響，為聯(lián)合鈍化技術(shù)應(yīng)用于稻田鎘污染鈍化修復(fù)治理提供科學(xué)依據(jù)。

2.1 海泡石復(fù)配磷礦粉對水稻土鎘的鈍化效應(yīng)

粘土礦物海泡石屬于硅酸鹽粘土礦物，其呈纖維狀多孔，使得其表面積巨大，具有很高的離子交換能力可以大量地吸附重金屬陽離子鎘。其降低土壤中金屬鎘離子過程，首先長期淹水管理，目的是為了降低土壤中氧化還原電位進(jìn)而增加Fe2+等還原態(tài)陽離子。當(dāng)然，淹水管理還可以促進(jìn)土壤pH值升高，這就增加了Cd2+與還原態(tài)陽離子對水稻根表離子點位的競爭吸附，這也可以降低土壤鎘的含量。之后就是鈍化處理，經(jīng)過實驗調(diào)研，水稻內(nèi)的金屬鎘含量明顯降低，土壤鎘的較低生物有效性是鈍化處理組稻米鎘含量下降的主要原因。

2.2 海泡石復(fù)配磷礦粉鈍化修復(fù)對土壤環(huán)境質(zhì)量的影響

土壤酶決定著土壤的生物學(xué)活性。土壤酶可以使有機物實現(xiàn)礦化，還參與了腐殖質(zhì)的分解，其是反應(yīng)土壤中生物化學(xué)動向強度的指標(biāo)之一。土壤酶在土壤中的能量轉(zhuǎn)化和營養(yǎng)物質(zhì)循環(huán)中起著至關(guān)重要的作用，其是保證土壤肥力的重要因素之一。經(jīng)利用海泡石修復(fù)鎘污染潮土的實驗研究可知，該鈍化技術(shù)可使脲酶活性顯著升高。主要是由于鈍化劑使土壤鎘的活性大大降低，可以抑制鎘對土壤酶的干擾。經(jīng)總結(jié)分析和實驗驗證可知，海泡石復(fù)配磷礦粉鈍化修復(fù)可以改善土壤環(huán)境質(zhì)量。并且土壤中有效磷和堿解氮是反映土壤肥力的重要指標(biāo)。經(jīng)過實驗驗證，此鈍化修復(fù)技術(shù)后的土壤中堿解氮和有效磷的含量沒有顯著差異。

2.3 生物炭復(fù)配有機肥對水稻土鎘的鈍化效應(yīng)

生物炭是在缺氧的情況下，生物殘體通過高溫慢熱解產(chǎn)生的富含碳素的固態(tài)物質(zhì)。其結(jié)構(gòu)疏松多孔，因此，其比表面積非常大，并且其表面帶有較高的電荷密度和大量負(fù)電荷，在理論上可以大量吸附交換態(tài)陽離子。

2.4 膨潤土對水稻土鎘的鈍化效應(yīng)

膨潤土的主要礦物成分是蒙脫石，在我國具有悠久的開發(fā)歷史，其資源量也比較豐富，最初也僅作為一種洗滌產(chǎn)品。但隨著市場經(jīng)濟的發(fā)展，對膨潤土的開發(fā)力度不斷加大，研究人員不僅發(fā)現(xiàn)膨潤土具有膨脹性、吸附性等特點，其土壤內(nèi)還存有豐富的微量元素，包括鈉、鎂、鐵、鋁、硅等物質(zhì)，可以有效補充植物中的所需物質(zhì)，在與土壤結(jié)合后，可以有效改善土壤的質(zhì)量，并可通過物理吸附和化學(xué)吸附等作用吸收土壤內(nèi)的有毒有害物質(zhì)。同時，在鎘等重金屬污染的土地中，利用膨潤土可使土壤中的碳酸鹽與金屬氫氧化物發(fā)生堿性反應(yīng)，可有效改善水稻土鎘的鈍化效應(yīng)。

3 結(jié)論

我國農(nóng)田土壤重金屬污染的源頭主要是農(nóng)藥化肥和污水灌溉等，其導(dǎo)致我國土壤污染問題日益嚴(yán)重。水稻是我國的主要糧食產(chǎn)物之一，水稻土壤重金屬污染中金屬鎘的污染問題尤為嚴(yán)重，這也嚴(yán)重影響著我國糧食安全。鎘污染土壤鈍化修復(fù)技術(shù)在水稻土壤中的應(yīng)用具有很多優(yōu)點，如效果好、操作簡單以及投資較低等。經(jīng)過文章的分析總結(jié)可知，通過長期淹水處理進(jìn)而降低土壤中Fe2+等還原態(tài)陽離子，這就可促進(jìn)土壤還原態(tài)陽離子與Cd2+對根表離子點位的競爭吸附，可以顯著降低稻米中金屬鎘的含量。水聯(lián)合鈍化修復(fù)處理可以使水稻中的金屬鎘含量降至最低。在重金屬鎘修復(fù)治理中，鈍化修復(fù)技術(shù)的聯(lián)合可以合理地使用于農(nóng)藝管理，通過篩選合適的方法和鈍化劑促進(jìn)土壤恢復(fù)正常化，降低鈍化材料對土壤的不利影響，最終實現(xiàn)生態(tài)與經(jīng)濟的共同進(jìn)步。

[1] 楊文浩.鎘污染/鎘—鋅—鉛復(fù)合污染土壤植物提取修復(fù)的根際微生態(tài)效應(yīng)研究.浙江大學(xué)，2014

[2] 李倩.鎘鋅污染土壤化學(xué)固定—土壤生物質(zhì)改良耦合修復(fù)效應(yīng)及生態(tài)安全評價.中南大學(xué)，2012