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在农田镉含量处于污染临界值附近或已受镉污染的土壤上,应避免施用高量的酸性肥料如尿素、氯化铵、普钙,以及其他酸性物料。在常用磷、钾肥中,磷酸二铵和硫酸钾在镉污染土壤上施用更为适合。同时,在农作物生长时期,在作物茎叶表面喷施硒肥、锌肥或硅肥等微量元素,可以抑制或拮抗农作物对重金属镉、砷等的吸收累积。
在轻度重金属污染的农田种植低累积作物品种可以明显降低作物地上部重金属累积量,但低累积作物品种对重金属含量稍高的土壤不适应,需要与诸如化学钝化修复技术进行联合;此外,低积累作物品种(如水稻)来源得不到保障。
镉在不同作物中的累积大小为:葱蒜类>叶菜类>根茎类>豆类>茄果类>瓜类,所以对菜地重金属镉污染,可以通过调整农作物品种起到一定的修复效果。
3. 原位钝化修复技术
指通过调节土壤理化性质以及吸附、沉淀、离子交换、腐殖化、氧化-还原等一系列反应,将土壤中的有毒重金属固定起来,或者将重金属转化成化学性质不活泼的形态,降低其生物有效性,从而阻止重金属从土壤通过植物根部向农作物地上部的迁移累积,以达到治理污染土壤的一种修复技术。
钝化修复技术具有修复速率快、稳定性好、费用低、操作简单等特点,同时不影响农业生产,可以实现边修复边生产,尤其适用于修复大面积中轻度重金属污染农田土壤。大量研究表明:土壤经钝化修复后,重金属镉、铅等有效态一般可降低30%-60%,农作物(稻米、蔬菜地上部)中镉、铅等含量可降低30%-70%;一般土壤中镉、铅等钝化修复稳定性可以达到3年以上。但该项修复技术可能会影响土壤环境质量,修复长期稳定性需要进行长期监控评估。
在目前实际开展的农田重金属污染修复中,主要以化学钝化修复为主,辅助农艺调控措施等,以达到重金属污染农田的安全生产,控制稻米等农产品重金属超标问题。
4. 植物修复技术
目前,常用的土壤重金属污染修复植物为超富集植物,超富集植物是指能超量吸收重金属并将其运移到地上部的植物,一般超富集植物地上部(茎和叶)重金属含量是普通植物在同一生长条件下的100倍,其临界含量分别为镉100mg/kg, 锌10000mg/kg,铅、铜、镍均为1000mg/kg;同时,植物地上部的重金属含量高于根部该种重金属含量,对高浓度的金属有较强的忍耐性,植物对土壤中重金属的富集系数大于1。
目前,国内筛选出的重金属超富集植物主要有:砷超富集植物-蜈蚣草;镉超富集植物-龙葵和天蓝遏蓝菜;锌、镉超富集植物-东南景天;铜积累植物-海州香薷等。
植物修复技术具有修复成本低、适应性广,耐受性强、不破坏土壤理化性质等优点;但超积累植物通常矮小,生物量低,生长缓慢,修复效率低,不易于机械化作业,植物无害化处理难度大。此外,受不同地区气候等自然条件不同影响,超积累植物在不同地区生长也受到影响。
一般超富集植物修复中度污染镉、砷污染农田至少需要十年以上,甚至长达几十年至上百年;对重金属轻度污染土壤,一般不易采用植物修复。植物修复比较适应于高重金属污染土壤,但随着修复年限的增加,修复效率也会逐渐下降,影响修复治理效果,增加治理费用。
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