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3 耕地土壤镉污染阻控对策
目前,对耕地土壤镉污染控制对策主要有5 个方面: 一是采用降低土壤镉的有效性适宜改良剂; 二是农作物田间管理; 三是种植抗镉污染的农作物或实施种植结构调整; 四是上述技术的集成运用; 五是划定农产品禁止生产区。
3. 1 科学使用改良剂
使用土壤改良剂是通过改良剂调整土壤pH 以及改良剂本身与重金属的吸附、络合以及沉淀作用,从而达到对土壤中镉进行固定或钝化,减少镉的生物有效性。
因其操作简单、经济实用的特点而得到广泛应用。目前常用的改良剂有碱性石灰类、粘土矿物、含磷矿物、工业废渣等、硅酸盐和促进还原作用的有机物质等,不同改良剂对土壤镉的作用机理不尽相同。
石灰性改良剂( 主要包括生石灰、碱煤渣、高炉渣等) 对土壤镉改良效果与土壤中pH 值含量呈显著正相关性。但石灰降镉效果不稳定,不能作为主要治理措施,而只能作为辅助手段。
日本于上世纪70 年代在20个都县的28 个区域开展石灰施用等降镉的大田示范试验,施用石灰15 ~ 200kg /1000m2不等,其效果是糙米镉降低达到60% 以上只有2 处,40% ~ 60% 的6 处,20% ~ 40%的8 处,0% ~ 20%的8 处,反而增加的有4处。
同时,相关研究表明,不同土壤镉污染酸性稻田上,施石灰1500 ~ 1875kg /hm2 ,使土壤pH 由6. 0 增至6. 4,可使米中镉的含量从1. 5mg /kg 以上降至0. 6mg /kg 以下。
如果要将米镉含量降低至食品卫生标准允许的范围以内,必须加大石灰的施用量。当施石灰量达到9000kg ,土壤pH 达到8. 1 时,稻米镉含量可降至0. 016mg /kg,但这时水稻产量也会随之降低31. 2%,而且,过量施用石灰会使土壤结构受到破坏。
硅肥、硒肥、赤泥等可通过提高土壤pH,有效降低土壤中镉等重金属的移动性和生物有效性,且赤泥本身所含重金属量较低,且添加用量很少,产生二次污染的风险很低。
综上所述,在选择改良剂要充分考虑土壤类型、理化性质以及改良剂对土壤结构、农作产物品质和产粮的影响来确定,同时需要避免对环境造成二次污染。
3. 2 农作物田间管理
水分管理措施能够调节土壤环境的氧化还原电位,从而实现减轻镉污染的目的。硫和铁是影响水稻吸收镉的两个重要的元素,水稻根膜主要由铁胶膜形成,它可以通过吸附和共沉淀作用影响镉在土壤中的生物有效性。
当土壤处于淹水状态时,土壤中的被还原为
,而
可与Cd 结合形成CdS 沉淀物,阻止了镉向生物体内的转移。当水被排干之后,土壤处于氧化状当土壤处于淹水状态时,土壤处于氧化状态,S 又被重新氧化为
,土壤镉的有效性被增加,加剧了植物对镉的吸收。
在镉污染土壤栽培水稻,应尽量采用全生育期淹水的水分管理措施,污染程度较轻的稻田亦可考虑在灌浆期进行晒田。
但由于局部耕地镉污染地区农业灌溉基础设施薄弱,不能满足正常用水需求,且我国农业生产方式是以家庭联产承包为主,对于统一的农业灌溉水管理难度较大。
不同农作物对土壤中重金属镉的吸收存在很大差异,通过选择作物类型和轮作方式,同样可以实现控制土壤中重金属向农作物迁移转换,如在轻中度镉污染耕地,避免种植叶菜、块根类蔬菜而改种瓜果类蔬菜或果树等,能有效降低农产品中的重金属含量。
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