对镉元素的研究进展论文

改性就是对现有活性炭表面进行物理或化学的处理，改变其比表面积、孔度以及表明官能团，使其具有选择吸附能力。常见的有氧化改性和还原改性，分别用酸和氨水处理。另外也可以加入其他离子，处理镉的话氧化改性的效果不错。

?2014年4月17日，环保部、国土资源部公布全国土壤污染状况调查公报，显示我国7%的土壤镉超标，同时被确认为中国土壤的首要污染物。

镉是生物毒性最强的重金属元素，在环境中的化学活性强，移动性大，毒性持久，容易通过食物链的富集作用危及人类健康。

镉是一种稀有分散金属，我国41个土类Cd背景值差异较大，土壤类型不同，镉含量也不相同，其含量变化范围在～／kg。

本文介绍了我国土壤镉污染现状、土壤镉污染对人类的影响，以及解决土壤镉污染植物修复技术。

我国土壤镉污染现状

我国镉污染的土壤面积已达20万km，占总耕地面积的1／6。

我国的土壤镉污染涉及11个省市的25个地区，每年生产镉米51亿吨。比如:广东大宝山矿区，21个水稻品种镉超标率达100%；沈阳市张士灌区农田严重污染面积(可能产生稻米Cd含量≥／kg的农田)达13％；四川德阳地区大米、小麦镉摄入量超标2至10倍；湖南株洲市清水塘地区农田土壤Cd平均超标倍，最高倍；Hg平均超过背景值倍，最高达倍。据报道，目前我国污灌区有11处生产的大米中Cd含量严重超标。例如，江西省某县多达44％的耕地遭到污染，并形成670hm的“镉米”区；成都东郊污灌区生产的大米中镉含量高达／kg，超过WHO／FAO标准约7倍。土壤作物受镉污染的地区还有：上海、广东、广西、湖南等地部分地区。

图1 中国大米污染不完全分布图

因此，如何降低土壤环境中镉含量，减少其对农作物产品的污染，保障生态系统尤其是人类健康已成为土壤植物营养与环境生态交叉领域的国际研究前沿热点和难点。

镉对人体的危害

镉不是人体的必需元素。人体内的镉是出生后从外界环境中吸取的，主要通过食物、水和空气而进入体内蓄积下来。

镉污染土壤，可导致痛痛病。如20世纪50年代，日本神通川流域铅锌冶炼厂排放含镉废水，从图2中可以看到，工厂流出的废水直接进入富山市附近水域，而当地农民正是使用铅锌冶炼厂的含镉废水灌溉稻田。使稻谷镉含量严重超标，当地居民长期食用镉米，导致了痛痛病。

痛痛病的病症表现为腰、手、脚等关节疼痛。病症持续几年后，患者全身各部位会发生神经痛、骨痛现象，行动困难，甚至呼吸都会带来难以忍受的痛苦。到了患病后期，患者骨骼软化、萎缩，四肢弯曲，脊柱变形，骨质松脆，就连咳嗽都能引起骨折。

图2 日本富山市痛痛病发病地区

镉在肾中一旦累积到一定量，也会损害泌尿系统。主要表现为近端肾小管功能障碍为主的肾损害。

土壤镉污染的植物修复技术

人们最初无意识地用植物处理排泄物，20世纪初，人们用植物处理废弃物与污水。

直到1977年，Brooks等首次提出了超积累植物的概念，1983年，美国科学家Chaney等首次提出运用超积累植物去除土壤中重金属污染物的设想．目前，国内外已发现的各类超积累植物有700多种，大部分都在国外。不过，一些植物修复离我们并不遥远，如向日葵、柳树、印度芥菜都可实现重金属吸附。

植物修复技术本质属于生物修复方式，与微生物修复并列。利用土壤吸附、根际吸附、植物转运吸收，实现对重金属污染物的吸收积累。

植物修复技术有一些显著的优点：由于植物修复技术是一种原位修复技术，对土壤扰动小，可永久解决土壤污染问题，并可大面积修复受污染土壤。我国植物修复技术目前仍处在实验阶段，对于污染环境治理的具体应用而言，目前发现的可用于植物修复的超积累植物一般都存在地上部作物量小、生长缓慢和季节性较强的限制，耗时较长，修复效率不高等问题。

印度芥菜是目前筛选出的一种生长快、生物量大的Cd忍耐——富集型植物。在土壤中加入难溶态Cd5~40rag／ks条件下，印度芥菜对土壤的净化率为0．83％~1．25％。

图3比一般芥菜能吸收3倍多镉的印度芥菜

我国学者围绕土壤镉污染的植物修复技术也展开了一系列的研究，如王松良等研究了芸苔属蔬菜对Cd的富集特性并发现这类植物对修复土壤Cd污染有一定的潜力；刘威发现宝山堇菜可以富集Cd，在自然条件下，其地上部Cd平均含量为1168mg／kg；魏树和通过盆栽模拟实验发现龙葵满足Cd超积累植物的衡量标准；王激清通过水培与土培实验筛选出了芥菜型油菜川油II一10为理想的高积累Cd油菜；熊愈辉通过大量实验研究发现矿山型东南景天是一种Cd超积累植物；彭克俭等研究的结果表明龙须眼子菜能有效转移水中的Cd、Pb，可以作为吸附剂用于含Cd、含Pb废水的处理；等等。

在未来，镉污染土壤修复植物的选育、植物根系圈内环境、生物工程技术与基因工程技术的应用，将成为镉污染土壤的植物修复技术的重要课题。

参考文献

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