文档介绍：农田土壤中镉的来源与治理方法
马涛 焉莉 李彦姣 高强 【摘要】 土壤是人类赖以生存的物质基础,是不可缺少的自然资源。随着工业的发展及农业生产的现代化,人们忽视了土壤的承载能力,盲目地施用化肥和农药,造成土壤重金属污染尤其是镉污磷肥中。有机肥料大多数是动物粪便和秸秆的混合物。近来年我国迅速发展的禽畜养殖业,其禽畜粪便成为有机肥主要来源,但我国禽畜饲料在生产中存在超量加入重金属元素现象。当饲料在使用矿物质饲料原料时就可能造成镉的污染,特别是在使用加工不完全的锌矿物质原料时就会人为造成饲料中镉的污染,因此矿物质饲料原料使用不当是造成饲料中镉污染的主要原因。尤其是一些小作坊,为了降低成本,采用廉价原料或者恶意用皮革粉参入鱼粉并采用低劣的加工方法生产饲料,使其重金属含量升高,由此动物粪便和相应有机肥重金属含量也会升高。所以重金属的污染主要来自有机肥料。而且重金属在有机肥中会有所积累,因为有机肥中有机物主要由纤维素、半纤维素、胡敏酸、胡敏素、富里酸及简单有机物组成。其中活性较高的组分为胡敏酸、富里酸和低分子有机物,对重金属有强烈的吸持作用,在生产或制作过程中存在外源重金属污染物就会导致重金属在有机肥中的积累。
镉进入土壤后,被植物吸收的过程是十分复杂的。它必须经过活化作用变成离子形式进入土壤溶液中才能被植物吸收。根据重金属元素在土壤中的活性大小可分为:可交换态、铁锰水合氧化物结合态、有机结合态、碳酸盐结合态和残留态。残留态的重金属含量可以代表重金属元素在土壤中的背景值,除此之外,其他形态都可以直接或者间接的被植物吸收。而吸收的部位则是植物的根际,所以根际环境直接影响着重金属固定,活化和吸收,例如根际的pH 值、Eh 值、根分泌物和根际微生物。大量试验表明根系分泌物可以酸化,螯合还原重金属,从而使重金属成为植物可吸收的状态。植物体选择性的吸收土壤中的营养物质,也被迫的吸收过量的重金属。通常pH值的降低,将促使碳酸盐态镉溶解,释放转化为可交换态镉,无疑要加重污染。所以植物被重金属毒害一般发生在酸性条件。
施用的肥料对重金属也有很大影响。大量实验证明:氮肥能改变土壤中重金属镉的活性,加强对镉的吸收。而对于磷肥而言,有促进重金属镉吸收的,也有抑制其吸收的。如磷酸盐能促进土壤镉的吸收,钙镁磷肥却能抑制植物吸收镉。
客土法 此法就是向受到污染的土壤中加入大量的未污染土壤,覆盖其表面或者均匀地混合,尽量避免重金属元素与根系的接触或者使污染物含量下降到临界危害含量以下,从而达到减轻危害的目的。此法适用于污染面积不大的被污染土壤。但对于某些污染面积很大的土壤并不适用,因为成本太高,操作复杂。
翻耕法 这种方法的原理是稀释耕层中污染物浓度,把污染物质浓度高的上层翻至下层,浓度低的就由下层翻至上层。当然这种方法也有一定的局限性,如耕层下面的污染物浓度也非常高或者是土层浅薄,则这个方法无效。
化学治理措施 化学治理主要的方法就是向土壤中投入抑制剂、改良剂,增加土壤有机质和粘粒的含量,阳离子代换量改变土壤中的Eh、pH值和电导等物理化性质,使土壤中的镉发生氧化还原等作用,从而降低镉的生物有效性。土壤中的pH值对镉活性影响很大,随着pH值升高,可增加土壤表面负