来源：固废观察

镉污染形态

中国耕地污染面积大，污染重，修复市场处于初期。其中以2013年镉大米事件最为著名。

镉在化学元素周期表中排第48号，与锌汞在一个序列，他们有同样的外层电子结构，有相似的化学性质。另外镉与钙有相近的离子半径，所以已经吸附在土壤颗粒上的镉离子，可能被钙离子置换出来。镉离子属于软李维斯酸，所以可以跟氢氧根，碳酸氢根生成沉淀，而和其他阴离子生产可溶物。

镉在土壤溶液中主要以镉自由离子和小分子络合物或螯合物形态被植物吸收。螯合物有无机和有机螯合物，如与氯离子的形成的无机络合物，与有机酸的形成的有机螯合物等。

镉污染来源

农田中镉的来源主要有以下五个方面：

第一，是通过磷肥输入。磷矿中伴生镉含量通常为0.02-0.5mg/kg。确定是不是由磷肥输入镉，很简单，测磷肥中镉的含量就可以；

第二，是大气沉降镉。比如农田的附近有锌矿冶炼，排放到大气中的镉会沉降到农田里；

第三，如果用废水污泥制作的有机肥在农田中施用，有输入镉的可能；

第四，用鸡猪等粪便堆的有机肥，如果鸡猪饲料中重金属含量高，也会输入到农田去；

第五，由一些重金属含量超标的土壤添加剂造成的镉输入。

土壤pH值的影响

镉进入农田后，会被农作物吸收，哪些因素影响其吸收呢？首先是土壤的pH值，它被认为是影响镉吸收的最重要因素之一，因为pH值决定了土壤溶液中可被植物吸收的镉的浓度。

土壤酸性大，也就是pH小，土壤中游离镉离子浓度高。在高pH值情况下，镉容易生产沉淀，降低生物可利用率，也就是能被植物吸收的百分比小，所以有些地方降低米镉含量的方法是撒石灰，提高pH值。

但事实证明降镉效果不理想，其中一个原因可能是由于钙镉离子半径大小相近，石灰中大量钙离子激活/替代了已经吸附在土壤颗粒上的镉离子，使其游离出来被植物吸收。

另个原因可能是土壤有机质含量不高，不能保持石灰效力。

除了石灰，重金属含量低的草木灰也是可以用的改善湖南广东等地酸性土壤的材料。当然还有其他材料。

肥料的影响

土壤pH值为什么会变小，植物为什么会吸收大量镉，甚至在镉含量不超标的农田中种出的水稻镉含量超标？可能会有酸雨和大气沉降的因素，但这里我主要想讲讲肥料对土壤化学性质的影响。化肥能改变土壤pH值,改变土壤中溶液离子溶解度，激活已经被吸附的镉离子，使镉的小分子螯合物增多，增强镉离子向植物根部运输和被吸收。长期施用化学肥料，已经大幅度的改变了农田土壤的化学性质。

下面具体说下每种主要肥料的影响：

首先是磷肥，磷矿一般伴有镉，有研究者认为磷酸一铵降低土壤pH值，增加镉的生物可利用率；磷酸氢二铵却可以与镉离子生成沉淀物，降低镉的生物可利用率。这个表格显示，增加磷肥用量，在不同土壤里生长的不同农作物的镉含量升高了。证明了，磷肥确实可能增加农作物镉的吸收量。所以在实际农业生产中，应尽量选用含镉低，酸性小的磷肥。

氮肥可增加镉在植物中的浓度，虽然氮肥中没有明显的镉含量；可能的原因是氮肥增加了镉离子在土壤溶液中的溶解度、离子交换能力或土壤酸度；不同的氮肥对农作物镉吸收影响不同。铵离子（NH4+）可降低土壤pH值，比硝酸根离子NO3-更容易促进植物对镉的吸收;但硝酸钙Ca(NO3)2中Ca2+可能替换镉在土壤吸附位置，把镉置换出来，导致更高的植物镉吸收。

钾肥可增加镉在农作物中的吸收，主要的原因是由于钾肥中的阴离子的作用；氯化钾KCl对镉的吸收促进作用强于K2SO4和KNO3；氯离子Cl-可能比SO42-或NO3-离子更能促进镉离子的流动性；有学者认为这种负一价氯化镉CdCl-络合物可直接被植物吸收，可能是首要的植物吸收镉的机理；湖南农田氟含量较高，由于氟和氯在化学元素周期表中在同一列，有相似的外层电子结构和化学性质，并且原子半径更小，我认为氟加强了植物的镉吸收。

锌与镉有化学相似性，在植物吸收金属离子过程中，可看作是镉的主要竞争离子；加锌肥可增加或降低植物镉吸收；有学者报道在锌镉摩尔比大于100：1的时候，锌表现出植物对镉吸收的较强的抑制作用，也有人报道在吸收足量锌后，体内镉的毒性大幅度降低；湖南地区农田锌含量较高，怀疑有效锌浓度低，但不宜再施加锌肥，原因很简单，施锌肥容易造成超标，变成污染。

有机物和灌溉水的影响

有机物。包括动物粪便；废水污泥；家禽垃圾；猪圈泥浆。它们可改变土壤性质，包括阳离子交换能力(CEC)，pH值及金属溶解率等；土壤中有机质含量高，镉的植物吸收率降低，原因是可溶性有机物都可以跟金属生成难溶解螯合物，不宜被植物吸收，如果有机物中重金属含量高，则成为农田污染源的一部分。

灌溉水。水中的氯离子Cl-，前面说过了，这里不再说了；硫酸盐CaSO4和K2SO4可增加镉的生物可利用率; 但目前没有确  切的系统证据证实硫酸根增加镉的生物可利用率，它一方面可形成硫酸镉CdSO40离子对，可象镉离子Cd2+一样被吸收，另一方面，硫酸根SO42-与氯离子Cl-不同，可吸附在土壤颗粒上增大土壤表面负电荷，使Cd2+可以吸附到土壤颗粒上；碳酸氢盐(HCO3-)，灌溉水中的碳酸氢根对镉吸收的研究并不多，由于是碱性，认为可降低镉的生物可利用率。

翻耕及轮作、休耕的作用

前两个月有报道，某地以翻耕为主要方法降镉。其主要原因是土壤层深5厘米以内的表层土镉浓度最高。翻耕可以把镉浓度高的表层土翻到深层，稀释镉浓度。但问题是能翻多深，太深的土翻上来有机质含量不够，不一定适合种植，需要培养。另外镉还在，土壤是酸性的话，镉还是游离的，不能有效降低植物中镉含量。

植物轮作，休耕，有专家说，轮作休耕等不适合中国国情，每亩地都要高产，才能保障这么多人的口粮，没错。但我个人认为，也可以从节约粮食，避免浪费，改变国人吃饭习惯，改主粮品种等方面考虑，可能使部分地区轮作和休耕有可能。低镉品种筛选，这是一个漫长的研发过程。如果涉及转基因品种开发的话，建议经过长期的动物毒性试验，并且需要公开结果，接受公众监督。

镉污染的主要成因

综上所述，镉大米，农田重金属污染的原因可能为：

一方面通过化肥、空气、水、污泥等介质输入了污染物；

另一方面只用化肥，长期对土壤的过度剥削，而无足够其他照料，导致土壤营养缺乏，营养失衡，缓冲能力大幅度下降。土壤越贫瘠，重金属越容易被农作物吸收。

镉污染的控制措施

一是减少农作物镉吸收及土壤酸化的解决办法是降低污染源（在空气、水中等）污染物浓度；

二是减少化学肥料施用量,测土准量施肥；使用安全低污染的肥料；高镉秸秆不能还田；增加土壤有机质含量、有益微生物、各种营养及缓冲能力；

三是施用针对镉等重金属钝化/稳定化的专业土壤调理剂，才能解决农田重金属污染及酸化等问题。

•   上一条
• 【返回】
• 下一条