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耕地土壤镉污染管控的5个对策

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研究小组介绍说,净化被镉污染的土壤常用方法是用其他地方的净土改善污染区的土质,这一方法有很大局限性,难以大范围推广。

1耕地土壤镉污染现状

澳门葡亰娱乐场手机版,日本农村工学研究所发表的一份研究报告说,一种十字花科植物可以有效净化被镉污染的土壤。这一发现使得低成本、大范围净化被镉污染的土壤成为可能。

1970年日本政府制定了《农地土壤污染防治法》,规定镉及其化合物为有害物质,还规定食用糙米中镉含量的卫生标准是0.4mg/kg,凡大米含镉量1mg/kg的农田,一律划为封闭区,不得再种植水稻。

据日本《每日新闻》13日报道,这种十字花科植物名为叶芽筷子芥,在日本分布很广。研究小组在一片厚15厘米、每平方千米含有4.7毫克镉的室外土壤上种植了大量的叶芽筷子芥,1年后这片土壤中镉的含量减少到2.6毫克/平方千米。5年后,土壤中镉含量减少到原来的五分之一,而且收割后的叶芽筷子芥经高温处理后,其中所含的镉还可以被回收。

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。

镉对土壤的污染主要有两种形式,一种是工业废气中的镉随空气扩散并沉淀到周围土壤中,另外一种是含镉的工业废水流入农田导致土壤污染。镉进入人体后可以损坏人体骨骼。

但近年来,我国粮食镉等重金属超标的问题日益突出,长期摄入镉会影响人体钙和磷的代谢,引发肾和肝等器官的病变,诱发骨质疏松、骨质软化、肾结石等疾病。由于镉在环境中不能降解,一旦进入环境就难以被消除,最终通过生物链转移到人体。

相关研究发现,不同水稻品种或不同农作物对土壤镉的富集能力有显著差异。我国水稻品种资源丰富,南方主要以籼型为主,北方主要以粳型为主。

3.5划定农产品禁止生产区

3.1科学使用改良剂

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。

2土壤中镉的形态及生物有效性

3.3实施农作物种植品种替换或种植结构调整

水溶交换态、铁-锰氧化结合态、碳酸盐结合态、有机物结合态和残留态。水溶交换态的镉生物活性高,容易被植物吸收,对毒害最大;则残留态不易迁移、活性低、毒害小。

但Shipham矿区碳酸钙和氢氧化物含量较高,而神通川碳酸钙和氢氧化物含量较高,上坝村不含碳酸钙和氢氧化物高。且神通川土壤有机质含量在10%左右,上坝村土壤有机质含量在1%左右。

如英国的Shipham矿区、日本神冈铅锌矿下游发生痛痛病的神通川污染区、广东大宝山铁铜矿下游的上坝村污染区,土壤中镉的含量分别为998mg/kg、6.65mg/kg和1mg/kg。

镉的生物半衰期长达10-30年,故在机体中长期积蓄而对人体造成危害。美国毒物管理委员会(ATSDR)将Cd列为第六位危害人体健康的有毒物质。联合国环境规划局(DNFP)和国际劳动卫生重金属委员会也把Cd列入重点研究的环境污染物,世界卫生组织则将其作为优先研究的食品污染物。

从无机污染物点位超标来看,镉的超标问题最为突出。相关研究表明,对于动植物与人类来说,镉不是必须元素,与铅、铜、锌、砷相比,镉的环境容量要小很多,且镉很容易被植物吸收,小麦和水稻等主要农作物对镉的富集能力很强,镉很容易通过食物链进入人体,为此,必须采取有力措施对土壤镉污染进行严格控制。

籼稻中,常规稻、三系杂交稻、二系杂交稻以及超级稻均有较大的种植面积,而粳型水稻主要以常规稻为主。不同学者主要采用小区试验和盆栽试验的方式,对不同水稻品种富集镉的情况进行研究,并发现不同品种稻米对镉的富集存在着显著差异。

重金属镉在土壤中经过溶解、凝聚、化学反应、吸附、络合等各种反应后,形成了不同形态的镉,从而影响了土壤中向植物的迁移转化。

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。

以上分析可以看出,影响农作物吸收土壤中镉可以通过改变土壤中镉的赋存形态,尽量减少水溶交换态的镉,增加残留态的镉,从而控制土壤中镉向农产品中迁移转化。

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。

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。

我国农产品质量安全法规定,县级以上地方人民政府农业行政主管部门按照保障农产品质量安全的要求,根据农产品品种特性和生产区域大气、土壤、水体中有毒有害物质状况等因素,认为不适宜特定农产品生产的,提出禁止生产的区域,报本级人民政府批准后公布。

因此,各地应根据稻米中镉超标情况,结合土壤污染程度等因素,划定一定区域的水稻禁止种植区,以阻控土壤中向农产品迁移转化。

土壤镉污染严重程度不仅和土壤中镉的总量有关,土壤中镉的赋存形态即生物有效性是决定植物吸收与土壤中重金属含量的关键参数。土壤中重金属形态分为:

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