《全國土壤污染狀況調(diào)查公報》顯示,全國土壤總超標率達16.1%,耕地土壤點位超標率19.4%,其中在8種無機污染物中,鎘(Cd)、砷(As)的點位超標率分別達到7.0%、2.7%。Cd、As均為極具生物毒性的環(huán)境污染元素,具有隱蔽性、長期性、不可逆性的特點,其在耕地土壤中的累積不僅影響耕地土壤的生態(tài)功能,還可通過耕地土壤-植物系統(tǒng)危害作物生長以及通過食物鏈途徑最終危害人類健康。而多數(shù)情況下,重金屬污染往往是2種或者多種重金屬元素的復(fù)合污染,它具有普遍性、復(fù)雜性等特點,而Cd和As在性質(zhì)以及土壤中存在形態(tài)的差異,治理Cd污染土壤的方法與材料通常不適于As污染的治理,因此研發(fā)出能同時治理Cd、As污染土壤的技術(shù)或產(chǎn)品成為了亟待解決的問題。

研究發(fā)現(xiàn),施加聚合磷酸鐵能釋放出游離鐵離子,土壤中砷能與游離鐵離子反應(yīng),將土壤中水溶性砷和吸附態(tài)砷向難溶性的鐵結(jié)合態(tài)砷轉(zhuǎn)化,從而固定土壤中砷。膨潤土具有較豐富的孔隙結(jié)構(gòu)和較大的比表面積,有較好的吸附和離子交換能力,且成本低廉,是一種性價比優(yōu)越的重金屬吸附材料,白菜種植地中施加膨潤土后,土壤中Cd、As的含量得到有效降低,同時白菜的生長和生物量、根表面積都得到了較大的提高。生物質(zhì)炭能夠提高砂土、壤土、黏土等不同質(zhì)地土壤pH,并能有效地降低土壤中有效鎘含量。鈣鎂磷肥、硅肥能顯著促進小白菜的生長,顯著抑制Cd、Pb、Zn對小白菜的毒害及向地上部的遷移,對N、K、Cu、Mn的吸收也有顯著抑制作用;鎘污染水田中,施加一定量的鈣鎂磷肥后,可顯著提高土壤pH,使土壤中有效態(tài)鎘含量大幅度下降,從而大大減少水稻體內(nèi)鎘的含量。施用生石灰可使稻谷產(chǎn)量提高20~760kg/hm2,顯著提高土壤pH,并能降低土壤中鎘的植物有效性,減少稻米對鎘的積累。碳酸鈣或氯化鈣中的鈣作為一種中微量元素及營養(yǎng)元素,能顯著提高土壤pH并降低Cd的有效性。

土壤修復(fù)劑的施用對水稻的產(chǎn)量產(chǎn)生了一定的影響。試驗結(jié)果表明,相對于未使用土壤修復(fù)劑稻田,在施用土壤修復(fù)劑后水稻的產(chǎn)量有所增加,增產(chǎn)平均值約0.9kg/小區(qū),增產(chǎn)幅度為6.82%。

施用土壤修復(fù)劑能提高土壤pH0.4單位,土壤CEC增加9.23cmol/kg,有機質(zhì)增加14.32g/kg。施用土壤修復(fù)劑土壤有效態(tài)鎘、有效態(tài)砷含量分別降低41.93%、64.34%,稻米中鎘、無機砷含量分別降低81.25%、77.92%,達到國家食品污染物限量標準。施用土壤修復(fù)劑還能在一定程度上提高稻谷的長勢及產(chǎn)量,稻谷產(chǎn)量增加6.82%。因此該土壤修復(fù)劑在有效降低農(nóng)田土壤中鎘和砷活性的基礎(chǔ)上,可同時顯著降低農(nóng)產(chǎn)品中重金屬鎘和砷的含量,并能一定程度上提高水稻的產(chǎn)量,在農(nóng)田重金屬修復(fù)過程中,可以施用適量的該土壤修復(fù)劑治理污染土壤。