土壤中镉污染及治理技术
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镉是银白色金属，略带淡蓝光泽，镉只有
两种价态，即0价和+2价，在土壤中的镉只涉 及二价镉及其化合物。
镉是生物毒性最强的重金属元素，在环境
中的化学活性强，移动性大，毒性持久，容 易通过食物链的富集作用危及人类健康，对 人体具有三致( 致病、致癌、致突变) 作用， 能诱发肾衰变、关节炎、癌症等病。 镉易通 过农作物途径进入人体造成毒害
我国镉污染的土壤面积已达20 万km2，占总 耕地面积的1 /6，广州郊区老污灌区土壤中镉 的含量高达228 mg /kg。
中国科学院地理科学与资源研究所环境修复 研究中心主任陈同斌估计，Baidu Nhomakorabea中国18亿亩耕地 推算，被镉、砷等污染的土地近1.8亿亩，仅镉 污染的土地也许就达到8000万亩左右。
镉污染治理技术
染物定向移动到位于土壤表面的阳极，去除污染物。
• 适用性：
– 受重金属污染的粘土区，可回收多种重金属。 – 地下水和土壤中吸附性较强的有机污染物（如苯酚、乙酸
等）。
• 优点：
– 原位——不破坏土壤结构和地下水环境 – 修复周期较生物修复短 – 成本较低，每立方米污染土壤需要10美元左右
3、冲洗络合法
• 冲洗络合法的原理是用清水冲洗重金属污染的 土壤,使重金属迁移至较深的根外层,减少作物 根区重金属的离子浓度。
• 为防止二次污染,再利用含有一定配位体的化 合物冲淋土壤,使之与重金属形成具有稳定络 合常数的络合物
• 或用带有阴离子的溶液,如碳酸盐、磷酸盐冲 洗土壤,使重金属形成化合物沉淀
• CaC03在酸性红壤和K2HP04对碱性的碳酸盐褐 土重金属Cd污染的治理效果较为显著
• 根际过滤作 用
1、改土法
• 一种方法是在被污染的土壤上覆盖一层非 污染土壤，即客土法
• 另一种方法是将污染土壤部分或全部换掉， 即换土法
该方法需花费大量的人力与 财力,并且在换土过程中,存在 着占用土地、渗漏、污染环 境等不良因素的影响
2、电化法
• 原理：用加载了低强度直流电的电极，使土壤中的污
3、增施有机肥
• 向Cd污染土壤中加人有机肥, 可促进土壤中 的重金属离子与其形成重金属有机络合物, 提高土壤对重金属的缓冲性,从而减少植物 对其的吸收
4、离子拮抗
• 当土壤中某种重金属含量较高,对土壤的污 染较为严重时,可利用另一种对作物危害较 轻,且浓度低时对作物生长有利的微量元素 拮抗它
• 土壤中适宜的Cd:Zn比,可以抑制植物对Cd的 吸收
镉(Cd) 是危及人类健康的有毒物质之 一,在美国毒物管理委员会(ATSDR) 黑名 单上名列第六位. 污水灌溉、采矿、冶 炼等活动导致镉进入环境,不但影响水体 和土壤质量,对生态系统造成风险危害, 还直接影响农产品安全质量,并通过食物 链传输威胁人体健康
镉非人体所必需的 微量元素 镉具有较强的致癌、 致畸和致突变作用， 对人体的毒害可以 分为急性和慢性毒 害两种
2007年，南京农业大学农业资源与生态环境 研究所教授潘根兴和他的研究团队，在全国六 个地区（华东、东北、华中、西南、华南和华 北）县级以上市场随机采购大米样品91个，结 果同样表明：10％左右的市售大米镉超标。
2008年4月，潘又带领他的研究小组从江西、 湖南、广东等省农贸市场随机取样63份，实验 结果证实60％以上大米镉含量超过国家限值
去污染 • 将污染物清除
治
理
思 路
• 改变重金属在土壤中
稳定化 的存在形态，使其固 定，将污染物的活性
降低
治理措施
一、工程治理 措施
• 改土法 • 电化法 • 冲洗络合法
二、农艺调控 措施
• 提高土壤 pH • 调节土壤氧
化还原电位 • 增施有机肥 • 离子拮抗
三、植物修复
• 植物萃取作 用
• 植物挥发作 用
土壤中镉的背景值含量范围为0.01~ 2mg /kg, 中值为0.35m g /kg, 我国土壤 的背景值平均为0.097m g /kg, 略低于 日本和英国。
我国各区域的背景总体分布为: 西 部地区﹥中部地区﹥东部地区; 北方 地区﹥南方地区。
土壤中镉的来源是多途径的。
首先是成土母质本身含有镉, 此外 人类工农业生产活动也会造成镉对土 壤的污染
工程治理措施总结
对于污染重、面积小的土壤具有治理效明 显、迅速的优点
但对于污染面积较大的土壤则需要消耗大 量的人力与财力,而且容易导致土壤结构的 破坏和土壤肥力的下降
1、提高土壤pH
• 原理：Cd的活性通常受土壤酸碱性的影响 很大，随着pH升高,可增加土壤表面负电荷 对Cd2+吸附,另则是生成CdC03沉淀,使其活
【镉的急性毒害】
镉的急性吸入毒害主要表现为肺损害会出现呼吸 道刺激症状，如咽喉干痛、干咳、胸闷、呼吸困 难等，还可表现出头晕、乏力、发热等类似流感 症状，严重者还会出现支气管肺炎、肺水肿，最 终导致死亡． 死亡病例剖检发现支气管和肺部 受损害严重
镉毒害阻碍植物根系生长，抑制水分和 养分的吸收，引起一系列生理代谢紊乱， 如叶绿素、糖和蛋白质合成受阻，光合强 度下降和一些酶的活性改变，最终导致产 量减少
性逐渐二降低、农艺调控措施
• 一般每公顷土壤施用750吨石灰,使土壤中金 属有效态含量降低15%左右,从而使酸性土 壤可被植物利用的Cd的活性降低
2、调节土壤氧化还原电位
• 通过调节土壤水分可以控制重金属在土壤— —植物系统中的迁移,旱田改水田降低土壤 的氧化还原电位,能够降低重金属Cd的活性, 减小对植物的危害
农艺调控措施总结
采取适宜的农艺调控措施,是合理利用和改 良严重铜污染土壤的良好途径,它有效地减 少Cd通过食物链进入人体和家畜的机会,并 可获得较好的经济、社会和环境效益
三、植物修复
• 植物修复是指用植物吸收土壤中的重金属, 最终达到清除土壤中重金属的一类技术总 称,也称绿色修复或生物修复
世界卫生组织( 2003) 和美国环保局 ( 1994) 规定人体Cd 的最大允许摄入 量( ADI 值) 均为1μg·kg -¹·d-¹。中国已 将重金属污染防治列入“十二五”规 划，镉(Cd)作为常见的对人体有较大 危害的重金属，具有较强的活性和易
于被植物吸收等特点，被列入重点防 控的第一类规划对象。
两种价态，即0价和+2价，在土壤中的镉只涉 及二价镉及其化合物。
镉是生物毒性最强的重金属元素，在环境
中的化学活性强，移动性大，毒性持久，容 易通过食物链的富集作用危及人类健康，对 人体具有三致( 致病、致癌、致突变) 作用， 能诱发肾衰变、关节炎、癌症等病。 镉易通 过农作物途径进入人体造成毒害
我国镉污染的土壤面积已达20 万km2，占总 耕地面积的1 /6，广州郊区老污灌区土壤中镉 的含量高达228 mg /kg。
中国科学院地理科学与资源研究所环境修复 研究中心主任陈同斌估计，Baidu Nhomakorabea中国18亿亩耕地 推算，被镉、砷等污染的土地近1.8亿亩，仅镉 污染的土地也许就达到8000万亩左右。
镉污染治理技术
染物定向移动到位于土壤表面的阳极，去除污染物。
• 适用性：
– 受重金属污染的粘土区，可回收多种重金属。 – 地下水和土壤中吸附性较强的有机污染物（如苯酚、乙酸
等）。
• 优点：
– 原位——不破坏土壤结构和地下水环境 – 修复周期较生物修复短 – 成本较低，每立方米污染土壤需要10美元左右
3、冲洗络合法
• 冲洗络合法的原理是用清水冲洗重金属污染的 土壤,使重金属迁移至较深的根外层,减少作物 根区重金属的离子浓度。
• 为防止二次污染,再利用含有一定配位体的化 合物冲淋土壤,使之与重金属形成具有稳定络 合常数的络合物
• 或用带有阴离子的溶液,如碳酸盐、磷酸盐冲 洗土壤,使重金属形成化合物沉淀
• CaC03在酸性红壤和K2HP04对碱性的碳酸盐褐 土重金属Cd污染的治理效果较为显著
• 根际过滤作 用
1、改土法
• 一种方法是在被污染的土壤上覆盖一层非 污染土壤，即客土法
• 另一种方法是将污染土壤部分或全部换掉， 即换土法
该方法需花费大量的人力与 财力,并且在换土过程中,存在 着占用土地、渗漏、污染环 境等不良因素的影响
2、电化法
• 原理：用加载了低强度直流电的电极，使土壤中的污
3、增施有机肥
• 向Cd污染土壤中加人有机肥, 可促进土壤中 的重金属离子与其形成重金属有机络合物, 提高土壤对重金属的缓冲性,从而减少植物 对其的吸收
4、离子拮抗
• 当土壤中某种重金属含量较高,对土壤的污 染较为严重时,可利用另一种对作物危害较 轻,且浓度低时对作物生长有利的微量元素 拮抗它
• 土壤中适宜的Cd:Zn比,可以抑制植物对Cd的 吸收
镉(Cd) 是危及人类健康的有毒物质之 一,在美国毒物管理委员会(ATSDR) 黑名 单上名列第六位. 污水灌溉、采矿、冶 炼等活动导致镉进入环境,不但影响水体 和土壤质量,对生态系统造成风险危害, 还直接影响农产品安全质量,并通过食物 链传输威胁人体健康
镉非人体所必需的 微量元素 镉具有较强的致癌、 致畸和致突变作用， 对人体的毒害可以 分为急性和慢性毒 害两种
2007年，南京农业大学农业资源与生态环境 研究所教授潘根兴和他的研究团队，在全国六 个地区（华东、东北、华中、西南、华南和华 北）县级以上市场随机采购大米样品91个，结 果同样表明：10％左右的市售大米镉超标。
2008年4月，潘又带领他的研究小组从江西、 湖南、广东等省农贸市场随机取样63份，实验 结果证实60％以上大米镉含量超过国家限值
去污染 • 将污染物清除
治
理
思 路
• 改变重金属在土壤中
稳定化 的存在形态，使其固 定，将污染物的活性
降低
治理措施
一、工程治理 措施
• 改土法 • 电化法 • 冲洗络合法
二、农艺调控 措施
• 提高土壤 pH • 调节土壤氧
化还原电位 • 增施有机肥 • 离子拮抗
三、植物修复
• 植物萃取作 用
• 植物挥发作 用
土壤中镉的背景值含量范围为0.01~ 2mg /kg, 中值为0.35m g /kg, 我国土壤 的背景值平均为0.097m g /kg, 略低于 日本和英国。
我国各区域的背景总体分布为: 西 部地区﹥中部地区﹥东部地区; 北方 地区﹥南方地区。
土壤中镉的来源是多途径的。
首先是成土母质本身含有镉, 此外 人类工农业生产活动也会造成镉对土 壤的污染
工程治理措施总结
对于污染重、面积小的土壤具有治理效明 显、迅速的优点
但对于污染面积较大的土壤则需要消耗大 量的人力与财力,而且容易导致土壤结构的 破坏和土壤肥力的下降
1、提高土壤pH
• 原理：Cd的活性通常受土壤酸碱性的影响 很大，随着pH升高,可增加土壤表面负电荷 对Cd2+吸附,另则是生成CdC03沉淀,使其活
【镉的急性毒害】
镉的急性吸入毒害主要表现为肺损害会出现呼吸 道刺激症状，如咽喉干痛、干咳、胸闷、呼吸困 难等，还可表现出头晕、乏力、发热等类似流感 症状，严重者还会出现支气管肺炎、肺水肿，最 终导致死亡． 死亡病例剖检发现支气管和肺部 受损害严重
镉毒害阻碍植物根系生长，抑制水分和 养分的吸收，引起一系列生理代谢紊乱， 如叶绿素、糖和蛋白质合成受阻，光合强 度下降和一些酶的活性改变，最终导致产 量减少
性逐渐二降低、农艺调控措施
• 一般每公顷土壤施用750吨石灰,使土壤中金 属有效态含量降低15%左右,从而使酸性土 壤可被植物利用的Cd的活性降低
2、调节土壤氧化还原电位
• 通过调节土壤水分可以控制重金属在土壤— —植物系统中的迁移,旱田改水田降低土壤 的氧化还原电位,能够降低重金属Cd的活性, 减小对植物的危害
农艺调控措施总结
采取适宜的农艺调控措施,是合理利用和改 良严重铜污染土壤的良好途径,它有效地减 少Cd通过食物链进入人体和家畜的机会,并 可获得较好的经济、社会和环境效益
三、植物修复
• 植物修复是指用植物吸收土壤中的重金属, 最终达到清除土壤中重金属的一类技术总 称,也称绿色修复或生物修复
世界卫生组织( 2003) 和美国环保局 ( 1994) 规定人体Cd 的最大允许摄入 量( ADI 值) 均为1μg·kg -¹·d-¹。中国已 将重金属污染防治列入“十二五”规 划，镉(Cd)作为常见的对人体有较大 危害的重金属，具有较强的活性和易
于被植物吸收等特点，被列入重点防 控的第一类规划对象。