农田土壤镉污染现状与修复技术

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2019 年 3 月 第 46 卷第 3 期
云南化工 Yunnan Chemical Technology
Mar.2019 Vol.46，No.3
图 1 电动修复原理
3.3 化学淋洗 化学淋洗法是能够永久去除土壤中重金属元
素的处理方法，具有处理效果明显、见效快的特 点，通常用于重度污染的土壤修复。其原理是利 用化学洗脱剂和共溶剂分离土壤中重金属元素， 通过化学过程 （包括解吸和溶解） 使重金属从土 壤中转移到液相中，然后再对洗脱液进行二次处 理。化学洗脱法是一种原位技术，其关键挑战是 寻找合适的萃取试剂，萃取剂必需不破坏土壤结 构，萃取效果好，廉价易得。目前常用的重金属 淋洗剂有硝酸铵、磷酸二氢铵、草酸铵、EDDS、 EDTA、 柠 檬 酸 、 吐 温 -40、 吐 温 -80 以 及 皂 素 等。 3.4 固化/稳定化修复
Key words: Cd contamination; farmland; restoration technology
1 农田土壤镉污染现状
重金属污染是我国当今面临的一个十分严峻 的耕地土壤环境污染问题。调查显示，我国农田 土壤的镉、锌和铅等重金属浓度远远超过土壤背 景值。镉元素严重影响土壤的可持续利用和粮食 的种植安全。研究显示，我国镉污染农田土壤面 积已达 2000 万 hm2，约占总耕地面积的 1/6，
摘 要：镉 （Cd） 作为一种毒性很强的重金属元素，可以通过食物链进入生物体内，对健康产生影
响。综述了我国农田的镉污染现状，土壤中镉的来源、产生途径和赋存形态，总结了目前农田镉污染治
理技术的发展，阐述了工程修复、电修复、化学洗脱、固化/稳定化修复等技术。
关键词：镉污染；农田；修复技术
中图分类号：X 173 文献标志码：A
土壤中镉有多种化学形式存在，在化学相互 作用、迁移率、生物利用率和潜在毒性方面表现 出不同的性质。可以采用单萃取法和顺序萃取法 测定镉元素的各种有效态Байду номын сангаас目前广泛接受的分类 为交换态、碳酸盐结合态、铁锰氧化物结合态、 有机结合态和残渣态等[1]。
3 镉污染农田土壤修复技术
镉污染农田修复实践中，通常采用工程措
文章编号：1004-275X （2019） 03-088-03
Present Situation and Remediation Technology of Cadmium Pollution in Farmland Soil
Peng Weidong （School of Architecture and Environment, Sichuan University, Chengdu 610065, China）
全国共 11 个省 25 个地区的农田受到不同程 度的 Cd 污染[1]。
2 土壤环境中镉的来源、产生过程及赋存形态
农田土壤中的镉来源很多，主要是采矿和冶 炼工业排放的污水、废气和固体废弃物以及大气 沉积。排放的污水通过灌溉污染农田，同时，磷 肥和有机肥大量施用也是造成造成农田土壤中镉 富集的的重要原因。
固定/稳定化修复技术指将土壤中的有效态重 金属固定，或者将其转化性质不活泼、不易迁移 的形态，抑制其在土壤中的迁移和扩散，达到控 制污染的目的。固定/稳定化修复是一种原位修复 技术，具有简单易行、见效快、成本费用低等优 点，该技术已在国内重金属污染土壤场地修复中 得到了广泛应用 [3]。固化/稳定化修复可原位和异 位 进 行 ， 实 践 表 明 ， 该 技 术 每 天 可 处 理 500 ~ 2000m3 污染土，修复成本为 600~1000 元/m3 污染 土，修复成本主要与修复目标、土壤的污染程 度、污染种类等因素密切相关。 3.5 植物修复
电动修复是一种用于分离土壤中重金属的物 理技术，这种修复方法最初用于污染土壤和地下 水中提取金属和有机化学物质。电动修复原理示 意图见图 1 所示。当施加较低的直流电压或较低 的点位梯度，土壤中的重金属会通过电迁移、电 渗析和电泳迁移到电极室。在电场中，二价镉离 子迁移至阴极，负离子迁移至阳极，重金属通过 在电极上吸附、沉淀或通过离子交换树脂而得以 去除。电动修复适用于处理低渗透性粘土和泥质 土，能够有效的控制金属离子流向。电动修复 中，控制和优化土壤 pH 是提高电动修复效率的 关键。
施、电动修复、淋洗修复、固化/稳定化修复、植 物修复、田间管理及联合修复等技术，这些技术 在我国的研究与应用情况如下。 3.1 工程措施
工程修复措施主要以客土、换土和深耕为 主，是一种简便的物理修复措施。客土或换土利 用未污染的干净土壤覆盖或替换污染土壤，从而 有效隔离镉元素的迁移；客土和换土是高浓度镉 污染常用的修复技术，而深耕翻土用于轻度污染 土壤 [2]。总体来看，工程措施具有简便 易操作、 见效快的优势，但存在土壤开挖成本高，易造成 二次污染等缺陷。所以，小面积的重度污染农田 修复常采用这种修复技术。 3.2 电动修复
2019 年 3 月 第 46 卷第 3 期
云南化工 Yunnan Chemical Technology
doi：10.3969/j.issn.1004-275X.2019.03.032
Mar.2019 Vol.46，No.3
农田土壤镉污染现状与修复技术
彭炜东
（四川大学 建筑与环境学院，四川 成都 610065）
Abstract: Cadmium ( Cd) is a heavy metal wi th strong toxicity, and it's easy to enter the body through the food chain, causing a bad impact on human health. Onbasis of the former research, the status of cadmium pollution in China, cadmium sources, production processes and occurrence patterns are partic原 ularized in this review.