目前，對(duì)耕地土壤鎘污染控制對(duì)策主要有5個(gè)方面:一是采用降低土壤鎘的有效性適宜改良劑;二是農(nóng)作物田間管理;三是種植抗鎘污染的農(nóng)作物或?qū)嵤┓N植結(jié)構(gòu)調(diào)整;四是上述技術(shù)的集成運(yùn)用;五是劃定農(nóng)產(chǎn)品禁止生產(chǎn)區(qū)。

水稻是全球第二大主要糧食作物，僅次于小麥，在我國(guó)特別是南方地區(qū)，稻米是人們最重要的糧食來(lái)源。

但近年來(lái)，我國(guó)糧食鎘等重金屬超標(biāo)的問(wèn)題日益突出，長(zhǎng)期攝入鎘會(huì)影響人體鈣和磷的代謝，引發(fā)腎和肝等器官的病變，誘發(fā)骨質(zhì)疏松、骨質(zhì)軟化、腎結(jié)石等疾病。由于鎘在環(huán)境中不能降解，一旦進(jìn)入環(huán)境就難以被消除，最終通過(guò)生物鏈轉(zhuǎn)移到人體。

鎘的生物半衰期長(zhǎng)達(dá)10-30年，故在機(jī)體中長(zhǎng)期積蓄而對(duì)人體造成危害。美國(guó)毒物管理委員會(huì)(ATSDR)將Cd列為第六位危害人體健康的有毒物質(zhì)。聯(lián)合國(guó)環(huán)境規(guī)劃局(DNFP)和國(guó)際勞動(dòng)衛(wèi)生重金屬委員會(huì)也把Cd列入重點(diǎn)研究的環(huán)境污染物，世界衛(wèi)生組織則將其作為優(yōu)先研究的食品污染物。

近年來(lái)，鎘的主要應(yīng)用領(lǐng)域發(fā)生了改變，由電鍍用鎘轉(zhuǎn)為電池和電子工業(yè)，增加了回收難度，加劇環(huán)境中鎘污染現(xiàn)象。因此，為確保農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全，降低土壤重金屬向植物和人體轉(zhuǎn)運(yùn)和富集能力，必須加強(qiáng)耕地土壤鎘污染管控。

1耕地土壤鎘污染現(xiàn)狀

土壤污染狀況調(diào)查公報(bào)顯示，全國(guó)土壤環(huán)境狀況總體狀況不容樂(lè)觀，部分地區(qū)土壤污染較重，耕地土壤環(huán)境質(zhì)量堪憂，工礦業(yè)廢棄地土壤環(huán)境問(wèn)題突出。工礦業(yè)、農(nóng)業(yè)等人為活動(dòng)以及土壤環(huán)境背景值高是造成土壤污染或超標(biāo)的主要原因。

全國(guó)土壤總的超標(biāo)率為為16.1%，其中輕微、輕度、中度和重度污染的點(diǎn)位比例分別為11.2%、2.3%、1.5%和1.1%;鎘、汞、砷、銅、鉛、鉻、鋅、鎳8種無(wú)機(jī)污染物點(diǎn)位超標(biāo)率分別為7.0%、1.6%、2.7%、2.1%、1.5%、1.1%、0.9%、4.8%。

其中耕地點(diǎn)位超標(biāo)率為19.4%，主要污染物為鎘、鎳、銅、砷、汞、鉛、滴滴涕和多環(huán)芳烴。

從無(wú)機(jī)污染物點(diǎn)位超標(biāo)來(lái)看，鎘的超標(biāo)問(wèn)題最為突出。相關(guān)研究表明，對(duì)于動(dòng)植物與人類來(lái)說(shuō)，鎘不是必須元素，與鉛、銅、鋅、砷相比，鎘的環(huán)境容量要小很多，且鎘很容易被植物吸收，小麥和水稻等主要農(nóng)作物對(duì)鎘的富集能力很強(qiáng)，鎘很容易通過(guò)食物鏈進(jìn)入人體，為此，必須采取有力措施對(duì)土壤鎘污染進(jìn)行嚴(yán)格控制。

2土壤中鎘的形態(tài)及生物有效性

土壤鎘污染嚴(yán)重程度不僅和土壤中鎘的總量有關(guān)，土壤中鎘的賦存形態(tài)即生物有效性是決定植物吸收與土壤中重金屬含量的關(guān)鍵參數(shù)。土壤中重金屬形態(tài)分為:

水溶交換態(tài)、鐵-錳氧化結(jié)合態(tài)、碳酸鹽結(jié)合態(tài)、有機(jī)物結(jié)合態(tài)和殘留態(tài)。水溶交換態(tài)的鎘生物活性高，容易被植物吸收，對(duì)毒害最大;則殘留態(tài)不易遷移、活性低、毒害小。

重金屬鎘在土壤中經(jīng)過(guò)溶解、凝聚、化學(xué)反應(yīng)、吸附、絡(luò)合等各種反應(yīng)后，形成了不同形態(tài)的鎘，從而影響了土壤中向植物的遷移轉(zhuǎn)化。

如英國(guó)的Shipham礦區(qū)、日本神岡鉛鋅礦下游發(fā)生痛痛病的神通川污染區(qū)、廣東大寶山鐵銅礦下游的上壩村污染區(qū)，土壤中鎘的含量分別為998mg/kg、6.65mg/kg和1mg/kg。

但Shipham礦區(qū)碳酸鈣和氫氧化物含量較高，而神通川碳酸鈣和氫氧化物含量較高，上壩村不含碳酸鈣和氫氧化物高。且神通川土壤有機(jī)質(zhì)含量在10%左右，上壩村土壤有機(jī)質(zhì)含量在1%左右。

正是由于以上差異，導(dǎo)致三個(gè)地區(qū)土壤中鎘的有效性分別是0.04%、4%和85%，同時(shí)也導(dǎo)致Shipham礦區(qū)土壤中鎘的含量雖高，但到2000年為止，尚未得出土壤中鎘對(duì)當(dāng)?shù)鼐用窠】翟斐捎绊?，而神通川?ldquo;痛痛病”的公害地、上壩村被媒體稱為“癌癥村”。

以上分析可以看出，影響農(nóng)作物吸收土壤中鎘可以通過(guò)改變土壤中鎘的賦存形態(tài)，盡量減少水溶交換態(tài)的鎘，增加殘留態(tài)的鎘，從而控制土壤中鎘向農(nóng)產(chǎn)品中遷移轉(zhuǎn)化。

3耕地土壤鎘污染阻控對(duì)策

目前，對(duì)耕地土壤鎘污染控制對(duì)策主要有5個(gè)方面:一是采用降低土壤鎘的有效性適宜改良劑;二是農(nóng)作物田間管理;三是種植抗鎘污染的農(nóng)作物或?qū)嵤┓N植結(jié)構(gòu)調(diào)整;四是上述技術(shù)的集成運(yùn)用;五是劃定農(nóng)產(chǎn)品禁止生產(chǎn)區(qū)。

3.1科學(xué)使用改良劑

使用土壤改良劑是通過(guò)改良劑調(diào)整土壤pH以及改良劑本身與重金屬的吸附、絡(luò)合以及沉淀作用，從而達(dá)到對(duì)土壤中鎘進(jìn)行固定或鈍化，減少鎘的生物有效性。

因其操作簡(jiǎn)單、經(jīng)濟(jì)實(shí)用的特點(diǎn)而得到廣泛應(yīng)用。目前常用的改良劑有堿性石灰類、粘土礦物、含磷礦物、工業(yè)廢渣等、硅酸鹽和促進(jìn)還原作用的有機(jī)物質(zhì)等，不同改良劑對(duì)土壤鎘的作用機(jī)理不盡相同。

石灰性改良劑(主要包括生石灰、堿煤渣、高爐渣等)對(duì)土壤鎘改良效果與土壤中pH值含量呈顯著正相關(guān)性。但石灰降鎘效果不穩(wěn)定，不能作為主要治理措施，而只能作為輔助手段。

日本于上世紀(jì)70年代在20個(gè)都縣的28個(gè)區(qū)域開(kāi)展石灰施用等降鎘的大田示范試驗(yàn)，施用石灰15～200kg/1000m2不等，其效果是糙米鎘降低達(dá)到60%以上只有2處，40%～60%的6處，20%～40%的8處，0%～20%的8處，反而增加的有4處。

同時(shí)，相關(guān)研究表明，不同土壤鎘污染酸性稻田上，施石灰1500～1875kg/hm2，使土壤pH由6.0增至6.4，可使米中鎘的含量從1.5mg/kg以上降至0.6mg/kg以下。

如果要將米鎘含量降低至食品衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)允許的范圍以內(nèi)，必須加大石灰的施用量。當(dāng)施石灰量達(dá)到9000kg，土壤pH達(dá)到8.1時(shí)，稻米鎘含量可降至0.016mg/kg，但這時(shí)水稻產(chǎn)量也會(huì)隨之降低31.2%，而且，過(guò)量施用石灰會(huì)使土壤結(jié)構(gòu)受到破壞。

硅肥、硒肥、赤泥等可通過(guò)提高土壤pH，有效降低土壤中鎘等重金屬的移動(dòng)性和生物有效性，且赤泥本身所含重金屬量較低，且添加用量很少，產(chǎn)生二次污染的風(fēng)險(xiǎn)很低。

綜上所述，在選擇改良劑要充分考慮土壤類型、理化性質(zhì)以及改良劑對(duì)土壤結(jié)構(gòu)、農(nóng)作產(chǎn)物品質(zhì)和產(chǎn)糧的影響來(lái)確定，同時(shí)需要避免對(duì)環(huán)境造成二次污染。

3.2農(nóng)作物田間管理

水分管理措施能夠調(diào)節(jié)土壤環(huán)境的氧化還原電位，從而實(shí)現(xiàn)減輕鎘污染的目的。硫和鐵是影響水稻吸收鎘的兩個(gè)重要的元素，水稻根膜主要由鐵膠膜形成，它可以通過(guò)吸附和共沉淀作用影響鎘在土壤中的生物有效性。

當(dāng)土壤處于淹水狀態(tài)時(shí)，土壤中的被還原為，而可與Cd結(jié)合形成CdS沉淀物，阻止了鎘向生物體內(nèi)的轉(zhuǎn)移。當(dāng)水被排干之后，土壤處于氧化狀當(dāng)土壤處于淹水狀態(tài)時(shí)，土壤處于氧化狀態(tài)，S又被重新氧化為，土壤鎘的有效性被增加，加劇了植物對(duì)鎘的吸收。

在鎘污染土壤栽培水稻，應(yīng)盡量采用全生育期淹水的水分管理措施，污染程度較輕的稻田亦可考慮在灌漿期進(jìn)行曬田。

但由于局部耕地鎘污染地區(qū)農(nóng)業(yè)灌溉基礎(chǔ)設(shè)施薄弱，不能滿足正常用水需求，且我國(guó)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)方式是以家庭聯(lián)產(chǎn)承包為主，對(duì)于統(tǒng)一的農(nóng)業(yè)灌溉水管理難度較大。

不同農(nóng)作物對(duì)土壤中重金屬鎘的吸收存在很大差異，通過(guò)選擇作物類型和輪作方式，同樣可以實(shí)現(xiàn)控制土壤中重金屬向農(nóng)作物遷移轉(zhuǎn)換，如在輕中度鎘污染耕地，避免種植葉菜、塊根類蔬菜而改種瓜果類蔬菜或果樹(shù)等，能有效降低農(nóng)產(chǎn)品中的重金屬含量。

3.3實(shí)施農(nóng)作物種植品種替換或種植結(jié)構(gòu)調(diào)整

相關(guān)研究發(fā)現(xiàn)，不同水稻品種或不同農(nóng)作物對(duì)土壤鎘的富集能力有顯著差異。我國(guó)水稻品種資源豐富，南方主要以秈型為主，北方主要以粳型為主。

秈稻中，常規(guī)稻、三系雜交稻、二系雜交稻以及超級(jí)稻均有較大的種植面積，而粳型水稻主要以常規(guī)稻為主。不同學(xué)者主要采用小區(qū)試驗(yàn)和盆栽試驗(yàn)的方式，對(duì)不同水稻品種富集鎘的情況進(jìn)行研究，并發(fā)現(xiàn)不同品種稻米對(duì)鎘的富集存在著顯著差異。

為了的減少鎘污染，盡可能減少受鎘污染的產(chǎn)品進(jìn)入食物鏈，可以在中、重度污染地區(qū)改種非食用植物，改種一些觀賞性作物或經(jīng)濟(jì)作物，如種植花卉、苗木、棉花、桑麻等。

王凱榮等研究表明，污染農(nóng)田種桑樹(shù)后土壤鎘的含量普遍下降，下降幅度8.1%～83.9%，平均為37.1%，同時(shí)通過(guò)農(nóng)田桑蠶生產(chǎn)模式取得了良好的經(jīng)濟(jì)、生態(tài)、和社會(huì)效益。

3.4阻控技術(shù)的集成運(yùn)用

在土壤鎘污染較重的區(qū)域，上述阻控技術(shù)往往達(dá)不到相應(yīng)的土壤改良或重金屬固化或鈍化效果，但為了阻斷土壤中鎘向農(nóng)產(chǎn)品遷移轉(zhuǎn)化，一般選擇以上幾種阻控技術(shù)綜合運(yùn)用，如將土壤改良劑如硅肥、硒肥等與石灰一起使用;將水稻田改種玉米時(shí)，同時(shí)添加土壤改良劑，增施有機(jī)肥等，抑制土壤中重金屬向農(nóng)作物遷移轉(zhuǎn)化。

3.5劃定農(nóng)產(chǎn)品禁止生產(chǎn)區(qū)

1970年日本政府制定了《農(nóng)地土壤污染防治法》，規(guī)定鎘及其化合物為有害物質(zhì)，還規(guī)定食用糙米中鎘含量的衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)是0.4mg/kg，凡大米含鎘量>1mg/kg的農(nóng)田，一律劃為“封閉區(qū)”，不得再種植水稻。

我國(guó)農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全法規(guī)定，“縣級(jí)以上地方人民政府農(nóng)業(yè)行政主管部門(mén)按照保障農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全的要求，根據(jù)農(nóng)產(chǎn)品品種特性和生產(chǎn)區(qū)域大氣、土壤、水體中有毒有害物質(zhì)狀況等因素，認(rèn)為不適宜特定農(nóng)產(chǎn)品生產(chǎn)的，提出禁止生產(chǎn)的區(qū)域，報(bào)本級(jí)人民政府批準(zhǔn)后公布”。

因此，各地應(yīng)根據(jù)稻米中鎘超標(biāo)情況，結(jié)合土壤污染程度等因素，劃定一定區(qū)域的水稻禁止種植區(qū)，以阻控土壤中向農(nóng)產(chǎn)品遷移轉(zhuǎn)化。