环境科学  2025, Vol. 46 Issue (7): 4657-4673   PDF    
镉污染土壤(农田)原位钝化修复材料研究进展
谢元1,2,3, 杨春1,2, 路润峰1,2, 鱼甜甜1,2     
1. 陕西省地质调查院,西安 710005;
2. 陕西省地质调查实验中心,西安 710065;
3. 陕西省矿产地质调查中心,西安 710065
摘要: 我国耕地土壤污染点位超标比例达19.4%,其中镉(Cd)的污染点位超标比例最高,达到了7.0%. Cd一旦被作物吸收进入人体会造成肾脏、骨骼和消化系统损伤,且Cd在人体中的半衰期达到了15~30 a,严重危害着人体健康. Cd污染土壤原位钝化修复材料可有效降低重金属元素Cd的迁移性及生物有效性,降低作物对Cd的积累,具有操作简单、稳定性好、钝化速率快且不影响农业生产的优势. 针对Cd污染土壤原位钝化修复,研究了不同类型的钝化材料的机制及效果,剖析了钝化材料应用的影响因素及适用条件,并提出了Cd污染土壤钝化材料未来发展的5个方向,具体如下:①钝化材料施用后的稳定性及Cd钝化后的稳定性研究;②监测评估钝化材料施用对土壤理化性质、质地和环境质量的影响及土壤修复后作物的生长、产量和品质;③针对具体施用环境研发满足要求的钝化材料和制定相应的钝化材料标准;④研究及推广应用降低土壤中总Cd的技术;⑤加快新型材料在降本增效方面的研发力度,加快新型材料的应用. 通过综合分析为钝化材料发展提供方向,可为Cd污染土壤提供有效的解决途径.
关键词: 镉(Cd)      农田      原位钝化      修复材料      有效态     
Research Progress of In-situ Passivation Remediation Materials for Cadmium-contaminated Soil(Farmland)
XIE Yuan1,2,3 , YANG Chun1,2 , LU Run-feng1,2 , YU Tian-tian1,2     
1. Shaanxi Institute of Geological Survey, Xi'an 710005, China;
2. Shaanxi Experimental Center of Geological Survey, Xi'an 710065, China;
3. Shaanxi Center of Mineral Geological Survey, Xi'an 710065, China
Abstract: The proportion of soil pollution points exceeding the standard in China has reached 19.4%, and the proportion of cadmium exceeding the standard was the highest, reaching 7.0%. Once Cd was absorbed by crops and entered the human body, it could cause damage to the kidneys, bones, digestive system, etc. As the half-life of cadmium is 15 to 30a in humans, it severely jeopardize human health. The in-situ passivation remediation materials for cadmium-contaminated soil can effectively reduce the migration and bioavailability of cadmium and reduce the damage to crops caused by cadmium accumulation. It also has the advantages of simple operation, good stability, and fast passivation rate and does not affect agricultural production. For in-situ passivation remediation of Cd-contaminated soil, the mechanism and effect of different types of passivation materials were studied, the influencing factors and applicable conditions of passivation materials were analyzed, and five directions for the future development of passivation materials were put forward, as follows: ① conduct a stability study of the passivating agent and Cd after passivating; ② monitor and evaluate the effects of soil physicochemical properties, texture, and environmental quality and the growth, yield, and quality of crops after soil restoration by passivating agent application; ③ develop the corresponding passivating agent and formulate the corresponding standard according to the specific application environment; ④ research and apply the technology of reducing the total Cd in soil; and ⑤ accelerate the research of new materials in reducing costs and improving efficiency and accelerate the application of new materials. Through comprehensive analysis of cadmium-contaminated soil, the development direction and effective solution of cadmium-contaminated soil passivation materials were provided.
Key words: cadmium(Cd)      farmland      in situ chemical stabilization      repair material      available     

随着工业的发展,我国农业用地在外源性污染和内源性污染(如图 1)的双重压力下受到了重金属Cd的污染,多种农产品面临着“Cd污染”的严峻形势[1]. 依据2014年环保部和国土资源部联合公布的《全国土壤污染状况调查公报》,我国耕地土壤点位超标比例高达19.4%,其中Cd是最主要的污染物[2],超标比例达到了7.0%,在所有污染物中居第一位. Cd污染的主要危害是其在土壤中积累,造成土壤质量恶化,危害人体健康. 有报道土壤中Cd的质量分数达到1 μg·g-1时,土壤中有益微生物的繁殖与繁衍会受到严重影响,土壤的基础生态环境也会遭到破坏,导致农作物吸收Cd,造成产量及品质下降,而Cd一旦由作物进入人体会危害健康[34],体现为慢性中毒,可损害肾脏、骨骼和消化系统,且Cd在人体内的半衰期达15~30 a,一旦食入面临长期风险. 在日本广为人知的“痛痛病”(骨痛病)就是Cd污染大米引起的[2],我国江西、四川、湖南、湖北、陕西和广西等地农田同样存在Cd污染问题,其中水稻田最为常见,加之过量使用化肥造成土壤酸化,pH值下降,Cd的活性迅速提升,甚至达到pH值下降1,Cd的活性提升100倍的现象,严重提高了人体患病风险,因此对于Cd污染农田的修复迫在眉睫.

图 1 土壤中Cd污染来源 Fig. 1 Sources of the Cd pollution in soil

原位钝化修复对于农田土壤修复具有良好的适应性,通过向Cd污染土壤添加钝化材料调节土壤理化性质和根际微生物等实现Cd的钝化和稳定化,降低Cd的移动性及生物有效性,阻断农作物的迁移累积现象,实现对作物降Cd的效果,原理如图 2. 原位钝化修复可以实现边生产边修复,具有操作简单、稳定性好、钝化速率快且不影响农业生产的优势,可有效应用于中轻度大面积Cd污染土壤的修复治理,是农田土壤Cd治理最为简单实用的一项技术,因此,土壤原位钝化修复材料研究就显得极为重要.

图 2 原位钝化Cd土壤修复技术原理 Fig. 2 Remediation technology principle of in-situ passivation Cd in soil

目前关于Cd污染土壤原位钝化修复材料的综述较少,且报道不够全面,如冯敬云等[5]针对无机、有机及二者复合材料进行了报道,但缺少含锌、改性及新型材料等的报道,且钝化机制及影响因素阐述不全面,田云鹤等[6]报道了土壤调理剂对水稻产量影响,涉及钝化材料种类少,土壤种类仅为水稻土,解晓露[7]针对中碱性土壤钝化材料进行了报道,丁苏苏[8]针对铅和镉复合污染农田土壤进行了报道,但钝化材料仅涉及含磷材料,其他研究虽对重金属污染土壤修复材料进行了报道[910],但缺乏针对Cd污染土壤钝化修复的针对性报道. 本文针对Cd污染土壤钝化材料进行了全面综述,从无机、有机、改性、新型和复合材料多个方面进行了研究,并总结了影响钝化材料使用的因素,对钝化材料的发展方向提出了展望,以期为Cd污染土壤钝化材料的研究及应用提供参考.

1 原位钝化材料组成

Cd污染土壤原位钝化材料按组成种类可分为单一钝化材料及复合钝化材料,其中单一钝化又可分为无机类、有机类、改性材料类及新型材料类,复合钝化材料则由两种及以上的单一钝化材料组成[7].

1.1 无机钝化材料

无机钝化材料种类较多(如表 1),一般具有较好的经济性,是应用较为广泛的一类钝化材料,主要分为含硅、含钙和含磷等钝化材料,其钝化机制如图 3.

表 1 无机类钝化材料及钝化效果 Table 1 Inorganic passivation materials and passivation effects

1.硅肥[11],2.谷壳灰硅肥[12],3.生石灰[1314],4.熟石灰[15],5.羟基磷灰石[1621],6.钙镁磷肥[17],7.钙镁硅、钙硅、钙镁[18],8.沸石[1922],9.蒙脱石[20],10.含锌物质[2324],11.黏土矿物[25~27],12金属氧化物[112829];“√”表示材料存在该项钝化机制,下同 图 3 无机类钝化材料钝化机制 Fig. 3 Passivation mechanism of inorganic passivated materials

1.1.1 含硅类物质

含硅钝化材料应用广泛,优点在于可长期使用,用量范围宽,一般对作物生长及人体健康影响较小,常用的含硅钝化材料有硅肥、硅藻土、硅酸盐和沸石等[9]. 硅作为细胞壁的成分之一,参与碳水化合物的合成与转运,对植物生长具有重要影响. 硅在人体中参与骨的钙化、软骨基质的形成、心血管功能的维护,具有抗衰老效果[30]. 有研究表明水稻土壤中加入硅肥能够有效降低作物对Cd的吸收,减少对作物的毒害[31]. 主要原因如下:①硅酸根离子与Cd反应产生不能被植物吸收的化合物沉淀,阻碍了Cd的转移及作物的吸收[1131];②硅钝化材料可使作物共质体和质外体中单硅酸的浓度增高,使Cd累积于根部质外体中,降低Cd在质外体以及共质体中的运输,降低了作物Cd的含量[32]. ③提高土壤的pH. 硅肥提高土壤pH范围为0.83~2.24(如表 1),可增加Cd的有机态、铁锰氧化态含量,降低Cd的生物有效性及交换态Cd的含量,降低作物吸Cd量[11]. Rehman等[32]发现增加硅肥用量可使土壤pH升高,土壤胶体对Cd离子的吸附能力提高,Cd的生物有效性降低. pH的改变还可使Cd反应为沉淀,沉积在根系表面抑制植物吸收,缓解了对根系的毒害[1233]. ④ Si-Cd络合物的生成. 硅酸根与Cd生成Si-Cd络合物,抑制了作物对Cd的吸收[12],但也有研究认为硅与细胞壁半纤维素生成带负电荷的配合物,与Cd结合较强,降低了作物体内Cd的转运[34~36]. ⑤硅促进了作物根表面形成铁膜. 铁膜可增强作物对Cd的吸附,降低Cd的转运[12],有研究发现SiO2可以强化细胞壁对Cd的阻隔,提高根系活力及超氧化物歧化酶、抗氧化酶的活性,减少对根系细胞质膜的毒害,促进根的生长[28]. ⑥硅通过代谢活动减缓对作物的毒害作用. 有研究发现Cd胁迫下的水稻幼苗施用纳米硅可以促进水稻生长发育,提高铁、镁、锌、叶绿素和谷胱甘肽含量,降低丙二醛的含量,改善抗氧化酶的活性,减轻Cd对水稻的毒害作用[37],此外硅处理还可以提高水稻可溶性蛋白含量,降低可溶性糖含量、叶片质膜透性,增加作物产量. ⑦调控基因的表达. 水稻硅的吸收、转运与硅转运蛋白基因(OsLSi1)及外排转运蛋白基因(OsLSi2)有关[3839],当向Cd胁迫的作物使用硅钝化材料,硅转运基因(OsLSi1、OsLSi2)的mRNA表达显著增加,重金属Cd转运蛋白基因(OsHMA2、OsHMA3)的mRNA表达显著下调,而Cd由作物木质部向韧皮部的转运与OsHMA2显著相关[40~42]. 含硅类钝化材料不仅可以通过土壤施用,还可以通过叶面喷施的方式阻控降Cd,即使用量过高对作物的副作用也相对较小,降Cd效果一般均较好,适用于大多数作物及土壤的应用.

1.1.2 含钙类物质

含钙材料具有经济性好,钝化效率高的优点,但长期使用易造成土壤板结. Ca2+参与植物的多种生理生化反应,是植物细胞的第二信使[43],含钙钝化材料主要有石灰石、生石灰和熟石灰等,其钝化机制分别为:①提高pH(如表 1). Cd2+与OH-反应生成CdOH+,CdOH+与土壤的亲和力好于Cd2+[43],同时提高pH增强了土壤有机质吸附固定Cd2+的能力,可有效降低作物对Cd的吸收. 田琴琴等[43]发现钙镁水滑石通过提高土壤pH降低了土壤有效Cd含量,糙米和植株地上部Cd含量最高降低率分别为60.00%和34.07%. 陈红兵[44]发现钙多肽可将ω(Cd)为2.0 mg·kg-1(5.0 mg·kg-1)的污染水稻土有效态降低58%(56%),与之对应的还原态Cd和可氧化态Cd均提高达45%~80%. ② OH-提高了土壤的负电荷容量,提升了对Cd的吸附[943],并促进了Cd碳酸盐等沉淀的生成,减弱了Cd的迁移能力. 有报道Cd污染水稻分蘖期施用生石灰,提升了土壤负电荷,Cd的有效态含量及根系对Cd的吸收下降,根系向茎秆转移的Cd得到了抑制[9]. ③植物对Ca2+与Cd2+的吸收存在竞争关系. 潘杰等[45]研究钙对Cd污染下延胡索不同部位Cd的吸收规律发现,施用适宜浓度的Ca可缓解Cd的毒害,二者存在竞争吸收关系. ④提升酶活性. 梁晓宁等[46]发现加入外源钙能够增强脂肪酶和蛋白酶活性,将荻种子发芽率、发芽势、发芽指数和活力指数提高至单独Cd胁迫的1.22、1.33、1.32和1.96倍,当钙施用浓度为5mmol·L-1时,缓解Cd胁迫的效果最好. 含钙类材料钝化效果好、钝化后修复效果显著,尤其是对于酸性土壤具有更好的效果,是应用最为广泛的一类钝化材料,但要考虑长期使用对土壤造成的影响.

1.1.3 含磷类物质

含磷钝化材料的优点是具有较好的钝化效果,同时还能为作物提供磷,但过量施用存在环境富营养化风险. 含磷钝化材料的钝化机制如下:①将Cd沉淀在根系中,降低Cd向作物上部传输(如图 1). 有研究表明在作物根部细胞壁与液泡作用下Cd与磷生成的磷酸盐使有效态Cd离子沉淀在植物根系中,降低了作物地上部分Cd的含量[4748],且作物根系Cd含量随钝化材料施用量的增加而升高,而作物地上部分Cd含量相应降低[49]. ②改变土壤pH、阳离子交换量使Cd向有机结合态、残渣态转化[16]. 吴春发等[21]发现施用羟基磷灰石、磷酸二氢钙和磷酸氢二钠均改变了土壤pH值、阳离子交换量,使可交换态Cd向有机结合态Cd、残渣态Cd转化,降低了Cd的活性. ③吸附Cd2+(如图 3). 欧阳婷婷等[50]对黄磷渣钝化材料研究发现土壤Cd的有效态含量下降幅度大于70%,且下降幅度随施用比例增加而增加,这是因为含磷钝化材料不仅可以形成难溶的正磷酸盐,且含磷酸盐的矿物还可以通过吸附、同晶替代固定Cd. 含磷钝化材料优点突出,具有钝化效率高、钝化效果显著的优势,是目前应用及研究较多的一类钝化材料,易与其他钝化材料结合,对土壤环境条件的改变的适应性强.

1.1.4 含锌类物质

含锌钝化材料应用相对较少,其可为作物提供微量元素Zn,同时降低作物对Cd的吸收,主要原理是利用作物对Zn及Cd存在竞争吸收效应. Yang等[23]发现水稻土壤近中性条件下(pH > 5.9),土壤Zn对籽粒Cd含量有特定的影响,当土壤Cd∶Zn比降至0.008 3及以下时,土壤Zn可以抑制土壤-小麦系统中植物对Cd的吸收和转运,且随Zn浓度的提高而加强,同时,小麦植株能产生更多与Zn2+相关的转运载体促进Zn向地上部的转运. 外源施Zn还能抑制小麦根系中与Cd2+吸收相关蛋白的表达,降低小麦根系对Cd的吸收量[2351]. 姚晨[24]通过水培试验发现Zn(1~10 μmol·L-1)处理使郑麦1354和郑麦1860小麦地下部Cd含量分别降低了20.3%~34.3%和18.9%~43.0%,此外还使郑麦1354地上部的Cd含量降低了10.1%~13.1%,这主要是作物对Zn与Cd存在吸收竞争. 目前这方面研究及应用较少,主要与其修复机制较为单一有关,且含锌类材料不能过量施用,修复效果不如含钙类材料.

1.1.5 黏土类矿物

黏土矿物包括膨润土、沸石、海泡石、皂土、蛭石、蒙脱石和高岭土等[52],是一种资源丰富的非金属矿产,具有比表面积较大、可交换阳离子量高和结构层带电荷的特点,其钝化原理主要通过吸附、共沉淀、配位和离子交换等降低Cd的浓度及活性[25~27]. 李瑞斌等[53]发现海泡石粉和特贝钙可使水稻籽粒Cd降低至限量值以下,最高降幅为43.56%,主要原理是利用其具有大比表面积、高的阳离子交换量及pH调节功能. 李栋[22]利用沸石大比表面积、离子交换吸附等特性作为土壤修复剂,发现ω(Cd)小于5 mg·kg-1土壤中施用2.5%的沸石,土壤Cd有效态含量下降了30.4%~48%,知母和益母草中的Cd下降率分别为20.4%~35.4%和22.4%~47.9%. 方至萍等[54]发现海泡石提升了土壤pH及表面负电荷,可以使水稻根、茎、叶和精米中Cd含量降低,Cd的富集系数和转运系数下降,当海泡石的添加量为9.00 g·kg-1时,水稻根、茎、叶和精米对Cd的富集系数下降率分别为23.08%、63.22%、44.00%和82.35%,精米对茎和茎对根吸收Cd的转运系数分别下降52.00%和52.19%,表现出良好的钝化效果. 黏土类材料具有储量丰富,价格低廉,性能优良的优点,且其复配使用效果甚至好于对其进行改性[55],具有良好的应用前景.

1.1.6 金属氧化类物质

金属氧化物钝化材料主要是工业金属废渣,优点是将废弃物资源化利用,缺点是大量和长期使用能对环境产生影响,因此,需合理利用其富含的金属氧化物达到修复Cd污染的目的,主要机制是提升土壤pH,Cd吸附和沉淀[29]. 赤泥是一种由铝土矿提炼氧化铝产生的废物,具有比表面积大、孔隙度高和吸附性好等优点[56],适当的赤泥施用量对土壤中Cd的移动性、有效性具有显著的降低作用,可能的机制是:①升高土壤pH. 赤泥pH范围为11~13,施入土壤后可以降低Cd的活性和迁移性;张超等[57]向中轻度Cd污染农田土壤施加不同比例的赤泥,发现土壤pH均显著升高,土壤有效态Cd含量显著下降,经过28 d的钝化后,土壤有效态Cd含量下降可达57.53%,种植小白菜后,地上部分最大下降达41.99%;地下部分最大下降达20.77%. ②重金属吸附. 赤泥因具有较高的比表面积及孔隙度,能够对水或土壤中Cd进行吸附,降低有效性[1128];李慧[58]发现土壤经赤泥基材料钝化56 d后,土壤中有效态Cd含量显著降低,钝化率为19.65%~54.89%,这是因为赤泥基钝化材料吸附过程中—OH、Si—O和Fe—O等基团参与了吸附反应,对酸性中度污染土壤种植水稻,糙米Cd的含量随着钝化材料添加量的增大而降低,降幅范围为46.44%~84.98%. ③形成根际及根表铁膜. 赤泥通过增加水稻根表及根际铁膜使向植物迁移的Cd发生沉积,降低了Cd由根部向上的转运,有研究发现铁膜对Cd的富集与形成铁膜的环境及铁膜的数量相关[1128]. 金属氧化类材料修复效果较好,但应注意对土壤环境的改变,在实现资源的合理利用的前提下,需严格控制使用量及使用周期.

1.2 有机钝化材料

有机钝化材料包括有机肥类、生物质碳类等(如表 2),其钝化机制如图 4.

表 2 有机肥类钝化材料及钝化效果 Table 2 Passivation materials and passivation effects of organic fertilizers

1.堆肥[59],2.鸡粪[6069],3.腐植酸[6168],4.生物炭[156264],5.聚合二硫代氨基甲酸钠[63],6.三巯基均三嗪三钠[63],7.秸秆炭[65],8.有机肥[666770] 图 4 有机类钝化材料钝化机制 Fig. 4 Passivation mechanism of organic passivation materials

1.2.1 有机肥类

有机肥类在土壤Cd污染钝化中应用广泛,可改善土壤肥力,但部分有机物料会引起土壤pH下降,影响钝化效果,其钝化机制如下:①有机物料腐解生成的阴离子与铝铁氢氧化物中的OH-发生配位交换,释放出的OH-使pH升高(如表 2),Cd以有机结合态及碳酸盐结合态的状态趋于稳定[571];② pH和Eh的改变使土壤中Cd的状态及土壤颗粒的表面性质发生变化,改变了土壤中Cd的离子浓度、迁移性及土壤对Cd的吸附能力[5];曹迟等[70]发现生物有机肥通过改变土壤pH及Eh,有效降低了土壤中Cd的有效性,使Cd向残渣态转化,其中可还原态降幅最大为40.13%,抑制了Cd的迁移转运. ③有机物料中的腐殖质含有络合官能团及螯合基团,可与Cd离子生成螯合物或络合物,若其溶解度大,则迁移性增强,反之则减弱[5971~73]. 有研究发现腐殖质中含有的富里酸、胡敏酸与Cd的比例影响Cd络合物的溶解性,当富里酸与Cd的比例大于2时形成易溶于水的络合物,小于2时形成难溶水的络合物,而胡敏酸与Cd则生成难溶络合物[5]. 马翔邦等[74]发现1%胡敏酸和1%富里酸作用下的生物炭,通过络合、净化和吸附等使土壤中残渣态Cd占比升高了145.89%和117.96%. 有机肥类材料钝化机制复杂,效果差异较大,甚至有机物的相对分子质量大小也决定了钝化的效果及稳定性[73],有报道相对分子质量大于1 000抑制土壤对Cd的吸附,小于1 000时促进土壤对Cd的吸附,该类材料种类较多,尤其是复配使用易困扰农技工作者选择和使用,基于土壤性质、作物类型,选择合适的土壤钝化材料值得深入研究.

1.2.2 生物质炭类

生物质炭具有比表面积及孔隙度较大的特性,表面带有负电荷,是一种较好的吸附材料,可以实现对Cd污染土壤的良好修复,且其含有钾、氮、磷、镁、钙和微量元素及易挥发物质,对提高土壤肥力及作物产量有较好效果[7576]. 生物质炭对土壤Cd的钝化原理如下:①升高土壤pH(如表 2). 生物质炭中碱性物质可以中和土壤中酸,当pH升高后Cd生成碳酸盐和氢氧化物沉淀[7778];席改红[79]发现木本泥炭的添加可使土壤pH增加,对土壤施加3%、5%和10%的木本泥炭,经过120 d的培养,发现可交换态Cd含量降低为参照的47%、33%和15%,可还原态Cd(可氧化态Cd,残渣态Cd)分别增长了75.82%、83.52%和98.90%(36.73%、39.27%和45.45%,8.33%、11.90%和22.62%),Cd活性指数由1.41降至0.38、0.25和0.11,变化幅度与施用量正相关. ②吸附Cd离子. 生物质炭较大的比表面积和孔隙度可实现对Cd离子的有效吸附,降低其移动性[80]. 陈璇[81]对生物炭、稻草秸秆和花生藤秸秆这3种碳基物料还田研究发现,生物炭对Cd2+的去除率最好,去除率达到了97.9%,3种碳基物料的还田对花生的生长有促进作用,能提高花生的生物量并降低花生各部位Cd含量. ③提升土壤对Cd的吸附. 生物质炭中的有机质可解离生成小分子,与土壤表面结合后可提升对Cd的吸附[8283],有研究发现稻壳生物炭使残渣态Cd占比升高了124.04%和159.58%[74]. 生物质炭类材料对不同类型的土壤均具有较好的修复效果,是值得推广的一类材料,但制备原料及工艺的不同,钝化效果差异较大[8485],目前材料改性、材料结构控制和降Cd机制是研究的热点.

1.3 改性材料

改性材料是较有发展前景的一类钝化材料,其种类及钝化效果如表 3,钝化机制如图 5. 主要原理是对已有的钝化材料经过化学或物理改性后使其性能进一步提升,达到对土壤中Cd更好的钝化效果,降低对作物的危害[8687]. 王月梅等[88]发现施用0.5%的锰改性猪粪炭使水稻籽粒的总Cd含量降低了79.3%,根际土壤有效态Cd降低了39.9%,且施用量的增加,水稻根际土壤有效态Cd、籽粒及茎叶中的Cd明显下降. 盛蒂[89]采用水热碳化法对玉米芯通过硫酸原位改性,发现改性显著提高玉米芯生物炭对Cd2+的吸附固定能力,较未改性材料吸附容量提高达62.9%,施用该钝化材料土壤所产水稻籽粒中Cd的降幅可达39.40%. 陶玲等[90]发现改性材料对土壤有较好的钝化效果,施用4%热改性坡缕石可使ω(有效态Cd)由1.34 mg·kg-1降至0.58 mg·kg-1,Cd由酸溶态向氧化态、残渣态转化明显. 姜凌等[91]以壳聚糖作为改性剂,对猕猴桃枝为原料的生物炭进行改性,改性后在生物炭表面引入了羟基、羰基和氨基等基团,Cd2+的吸附量较改性前增加107.12%,5次吸附-解吸循环后吸附容量仍为初始吸附量的80%,具有较好的应用前景. 改性类材料是目前研究的热门材料,通过改性后可以有效提升钝化材料的吸附和钝化性能,具有较好的研究及应用前景,是未来发展的重要方向之一.

表 3 改性材料及钝化效果 Table 3 Modified materials and passivation effects

1.富里酸改性FeMnNi⁃LDH[92],2.改性生物炭[62],3.改性蛭石⁃蒙脱土[54],4.N-亚甲基壳聚糖次磷酸酯-沸石[93],5.巯基改性生物炭[94],6.巯基功能化二氧化硅[95] 图 5 改性材料钝化机制 Fig. 5 Passivation mechanism of modified materials

1.4 新型材料

新型材料是近年发展起来的一类钝化材料,如纳米材料、功能膜材料和介孔材料等(如表 4),这类材料具有独特的组成及表面结构,能够在较低的施用量下获得较好的修复效果[5296],部分可实现对土壤Cd的移除(如表 4),其对Cd污染土壤的钝化机制如图 6,主要为:①络合吸附:新型材料具有较大的比表面积及丰富的基团,可与Cd反应形成单齿及双齿配体,使得土壤中Cd的酸可提取态降低和残渣态上升[929798]. 张瑶瑶等[99]以工业废弃物微硅粉为基体材料,通过硅烷偶联反应制备了一种氨基功能化微硅粉,对Cd最大吸附量为43.83 mg·g-1,当钝化材料施用量为3%时,未种植小白菜土壤和种植小白菜土壤有效态Cd下降幅度分别为47.10%和78.17%,小白菜地下和地上部分Cd质量比降低率分别为63.56%和81.63%. ②改变氧化还原电位:氧化还原电位改变导致Cd的形态转变[100]. 周宏光[101]制备的层状结构土壤Cd钝化材料(FeMnMg-LDH)对紫色潮土和灰棕紫泥中有效态Cd的抑制率分别可达35.0%和36.2%,这是因为该钝化材料不仅提高了Fe和Mn矿物含量,还改变了氧化还原电位,使得其他形态Cd向FeMnOx-Cd的转化. 迟荪琳等[102]也发现纳米沸石可改变土壤氧化还原电位增加铁锰氧化态Cd,减少土壤可交换态Cd,降Cd的效果好于普通沸石,且高量普通沸石抑制大白菜的生长,纳米沸石可提高大白菜生物量. ③移除净化:基于磁性螯合捕集移除Cd的净化处理技术[103]. 刘倩等[104]研发了基于MSC-IDA(磁性固体螯合剂)的Cd污染移除净化技术,该技术对Cd污染的移除净化具有明显效果,样本中Cd含量最高去除率为5.22%. 卢杰等[105]采用共沉淀法合成制备了磁性纳米羟基磷灰石,对重污染稻田土壤中添加1.0%的施用量时,Cd的最佳去除率和材料回收率分别为16.45%和85.33%,实现了Cd的吸附-移除,且明显降低了土壤Cd的可交换态,使Cd向较稳定的形态转化,对土壤理化性质影响较小,方丹丹等[96]制备的超顺磁性纳米Fe3O4-磷酸盐功能化材料对土壤总Cd去除率达到了38.9%,具备良好的除Cd效果. 新型材料目前研究及应用较少,但其具有较好的钝化性能,且部分材料可以实现Cd的较好移除,降低土壤中的总Cd,是未来发展较有前景的一类,与目前应用较多的植物吸收移除Cd方法相比,其移除效率高,不影响作物的耕种,土地利用效率高.

表 4 新型材料及钝化效果 Table 4 New materials and passivation effects

1.纳米羟基磷灰石[106],2.MgAl-LDHs-C磁性颗粒[107],3.氨基功能化微硅粉[99],4.磁性纳米羟基磷灰石[105],5.FeMnMg-LDH[101] 图 6 新型钝化材料钝化机制 Fig. 6 Passivation mechanism of new passivation materials

1.5 复合钝化修复类材料

土壤修复采用单一钝化材料能取得较好的钝化效果,但是由于环境的复杂性,导致钝化效果不能长久保持,且长期使用单一钝化材料对植物的生长及土壤性质也有影响,因此复合钝化材料修复受到了越来越多的关注,其类型及效果如表 5,其钝化机制如图 7.

表 5 复合材料及钝化效果 Table 5 Composite materials and passivation effects

1.紫云英+石灰[108],2.钙镁磷肥+凹凸棒粉+玉米秸秆生物炭[109],3.海泡石+生物炭+赤泥[110],4.海泡石+生物炭+磷矿粉[110],5.矿物基蚯蚓粪[111],6.生物炭+氮肥[112],7.石灰石+铁粉+硅肥+钙镁磷肥[113],8.钙镁磷肥+硫磺[114],9.生石灰+鸡粪[69],10.生石灰+钝化剂+鸡粪[69],11.光叶苕子+生物炭[72],12牛粪+秸秆[115] 图 7 复合类钝化材料钝化机制 Fig. 7 Passivation mechanism of composite passivation materials

1.5.1 无机+无机类

无机+无机类的钝化材料是应用较多的一类钝化材料,这类材料主要由黏土矿物与磷酸盐类、硅钙类与磷酸盐类等组成(如表 5),可利用不同无机钝化材料优势实现对Cd钝化效果的提升、钝化时间的延长,达到多组分协同降Cd的目的. 孙向辉等[116]研究了海泡石、膨润土、凹凸棒土与磷肥复配对土壤Cd的钝化效果,发现复配后土壤有效Cd相较于施用单一钝化材料,有效态Cd下降率分别为19.09%、88.52%和23.70%,采用小麦植株试验后发现地上部和根部Cd量相较空白下降区间分别为40.66%~63.35%和18.49%~38.83%,复配后效果较好是因为土壤施入黏土矿物与磷酸盐钝化材料,可发挥2种钝化材料协同钝化的优势. 磷酸盐可通过诱导Cd吸附、生成沉淀或表面吸附Cd,降低土壤中Cd的生物有效性,海泡石在磷肥作用下,通过表面吸附作用降Cd,凹凸棒土和膨润土通过离子交换、共沉淀,促使土壤中Cd由高活性的可交换态转变为低活性的残渣态,降低Cd的生物有效性,减少植物对Cd的吸收累积. 史力争等[117]发现赤泥碱性较强,短期对土壤中Cd具有较好的钝化效果的特点,但时间延长后土壤pH会下降,固定的镉会逐渐释放出来,采用0.50%赤泥与硫酸亚铁复配后,土壤在整个利用过程中均具有较好的效果,有效态Cd含量降低15.04%,这是因为赤泥富含铁铝氧化物(较多表面活性位点),硫酸亚铁水解生成的氢氧化物及其络合物(纤铁矿、针铁矿)均存在对Cd的吸附. 曾鹏[113]研究了多元复合调理剂(石灰石、铁粉、硅肥和钙镁磷肥)对土壤Cd的钝化效果,该调理剂复合了各成分的优点,其中石灰石提高了pH,在0.4%的添加量下,土壤pH值提高0.57,pH值提高增强了土壤中带负电荷的胶体、OH与Fe、Mn等形成羟基化合物,提升对Cd离子的吸附,并使Cd2+生成Cd(OH)2、CdCO3,降低土壤中Cd的生物有效性,Ca2+、Mg2+和Fe3+则通过提高阳离子交换量,硅通过硅醇基(Si—OH)及形成的硅酸盐络合物,改变了土壤中Cd的存在形态,钙镁磷肥中的Ca2+则与Cd2+发生共沉淀,促进了残渣态Cd的转化,土壤有效态Cd含量降低达21.76%,具有较好的效果.

1.5.2 无机+有机类

无机+有机类复合材料将无机及有机类材料的优点结合起来,实现改良土壤酸碱性、提升土壤肥力的优点,不仅实现了Cd的钝化,还提高了产量[108],应用最广泛的是有机物料+磷酸盐类[109110]、硅钙类+生物质炭[104]、改性材料+有机肥[118119]等. 王荐等[120]利用凹凸棒石(ATP)较强的表面活性及吸附性,增强了稻秸钝化性能,可使土壤可交换态、碳酸盐结合态、铁锰氧化物结合态Cd的含量均降低,发现ATP占稻秸质量为25%的复合材料在3%的添加量下对土壤Cd的钝化率可达59.88%,ATP占稻秸质量为50%的ATP–稻秸复合材料钝化率最高可达62.50%,较单独施用ATP残渣态上升了16.77%;高金涛等[108]发现紫云英单独还田处理,水稻分蘖期土壤有效Cd的含量及水稻根部Cd的富集系数升高,而稻米中Cd的含量没有发生明显变化,但是紫云英+石灰处理降低分蘖期水稻根部Cd的累积量达55.4%,且减少了稻米中Cd的累积量,充分利用了紫云英的螯合性能及石灰提升pH的性能;陶润萍等[121]发现锌源(纳米氧化锌、硫酸锌)与有机物料(蚕砂、豆饼、菜籽饼)配施较单独施用降低了土壤有效态Cd含量,增加了土壤有效态锌含量,其中纳米氧化锌+菜籽饼处理可使糙米Cd含量降低至0.04 mg·kg-1,该复配钝化材料发挥了锌与Cd的竞争吸收及碱性有机物降低土壤H+的特性,使Cd2+与OH-生成沉淀,作物对Cd的吸收下降. 杜彩艳等[122]发现4种钝化材料(生物炭、土壤调理剂、腐植酸钾和石灰粉)及其组合复配均可提高土壤pH及有机质含量,降低有效态Cd的含量,但复合钝化材料对Cd降低幅度高于26.32%,明显好于单施钝化材料(< 23.31%),其中生物炭+土壤调理剂+腐植酸钾降低大白菜可食用部位Cd的幅度达74.67%,这是因为土壤调理剂提高了土壤的pH值,增加了土壤的负电荷,促进了Cd的吸附和络合,甚至生成沉淀,腐植酸钾电离出了羟基和羧基,有效络合(螯合)了Cd,降低了作物对Cd的吸收累积,生物质炭含有丰富的无机矿物(碳酸盐、硅酸盐和磷酸盐等)及官能团,吸附和络合Cd离子,甚至生成沉淀,有效降低作物对Cd的吸收利用.

1.5.3 有机+有机类

有机+有机类钝化修复材料具有大量功能基团,施用该类钝化材料后与土壤中Cd发生吸附、络合和离子交换等反应[123],降低了Cd的活性(如表 5[108]. 阮彦楠等[72]发现单施光叶苕子土壤有效Cd和娃娃菜地下Cd含量显著降低,分别降低达23.20%和15.83%,而光叶苕子配施生物炭分别为43.93%、25.37%,这是利用了光叶苕子腐解后产物的络合和螯合功能及生物炭的吸附功能,协同发挥了二者的降Cd性能. 丛源欣[115]发现牛粪与秸秆配施显著降低了玉米各部位对Cd的吸收和转运,在最佳条件下,玉米叶部Cd含量较空白下降了3.31倍,较单独施用钝化材料下降了2.5倍以上,这是因为秸秆及牛粪含有大量的有机质、硅和硫等物质,增强了细胞壁对Cd的截留,降低了Cd进入细胞的原生质体及Cd的转运,缓解了Cd对细胞的毒性. Tang等[124]对比了单施生物炭、堆肥及二者复合配施的效果,发现单施Cd的有效态降幅分别为65.8%和69.6%,二者复合施用降幅可达87.1%,复合施用明显增强钝化效果,这是结合了生物炭的吸附及堆肥有机质的络合和螯合功能,提升了Cd的钝化效果.

2 钝化材料使用的影响因素 2.1 环境风险

钝化材料虽能修复Cd污染土壤,减少土壤中有效态Cd含量及作物对Cd的吸收,但也存在一定的环境风险,如过量使用磷酸盐类钝化材料会造成磷淋失,导致水体出现富营养化,过量使用工业产生的金属氧化物类钝化材料,其含有的一些工业产物会造成土壤二次污染,严重时会破坏土壤的结构、理化性质及环境质量,长期使用会对农田造成不利的影响. 对于以上风险因素应尽可能源头上解决,在确保不会造成环境风险时才可使用,否则应尽可能避免使用.

2.2 土壤类型

土壤类型对于钝化材料的选择至关重要,如一些钝化材料应用到南方酸性Cd污染稻田土壤修复效果显著,但应用到北方碱性土壤修复效果并不明显,一方面可能与南北方土壤的pH有关,另一方面也可能与南方多雨,土壤长期处于淹水状态有关. 代允超等[125]发现江西红壤和云南赤红壤采用石灰钝化Cd效果较好,而内蒙古栗钙土和吉林黑土钝化效果不显著;对江西红壤和内蒙古栗钙土施用鸡粪和泥炭Cd钝化效果较好,而云南赤红壤和吉林黑土的钝化效果不显著,此外还发现pH较低土壤施用提高pH的钝化材料效果较好,有机质低的土壤施用提高有机质形成Cd络合物或螯合物的钝化材料效果较好. 对于采用有机物质修复Cd污染土壤时,同一钝化材料修复不同类型土壤会出现pH相反现象,如紫云英施用在青黑土和黄棕土时土壤pH下降,施用在红壤和砖红壤土壤则使pH上升,这可能是腐解产物不同造成的[9]. 所以对Cd的钝化修复要注重土壤类型的影响以及在异地推广应用时技术的适用性.

2.3 钝化材料种类

钝化材料种类对钝化效果影响较大,不同种类的钝化材料对土壤Cd及作物不同部位Cd的钝化机制及能力不同[9],甚至不同方式制备的同种材料也截然不同[126]. 对于不同钝化材料,孙向辉等[116]研究了同属于黏土矿物的海泡石、凹凸棒土和膨润土3种钝化材料,发现钝化效果为海泡石 > 凹凸棒土 > 膨润土,不同的降镉水平与其结构上差异有关,其中海泡石硅氧四面体的外缘存在大量的Si—OH,带有大量的负电荷,对Cd产生静电引力吸附,同时Cd与海泡石晶格中的Mg可发生同晶置换;凹凸棒土的层间结构存在可进行离子交换的阳离子,表面上暴露的氧原子电子形成了空穴和吸附点位,使Cd更易于吸附;膨润土具有较大的离子交换容量,对Cd的吸附有层间吸附、孔道吸附和离子交换吸附. 对于同种钝化材料,如生物质炭钝化材料制备的温度、原料不同会使钝化材料具有不同的比表面积、孔隙结构、pH缓冲能力和CEC,导致对Cd的钝化效果不相同[127],有研究表明采用木质素含量高的硬木为原料比以藻类、秸秆和禽畜粪便等为原材料制备的生物质炭具有更高的碱性,更强的钝化能力[128]. 对于钝化材料复配,不恰当的材料种类复配甚至造成对Cd的吸收增加,有报道磷酸盐可对酸度造成一定的影响,一般施用钙+磷肥和铵+磷肥降低土壤pH,施用其他磷肥升高土壤pH[9],而土壤pH降低会造成Cd的溶解性及移动性提高,增加土壤生物有效性和毒性[129],高金涛等[108]发现紫云英配施石灰可以减少稻米Cd的累积量,但紫云英配施生物炭却提高了茎叶-籽粒的Cd转运系数及根部Cd的富集系数,导致水稻籽粒中Cd含量显著高于对照,也有研究发现对水稻土壤施用硫基和氯基肥均会使土壤酸化,在水稻成熟期,氯基肥对残渣态Cd具有活化作用,硫基肥会将酸可提取态的Cd钝化为残渣态,硫基和氯基肥混施较单施更易促进水稻植株富集Cd,当氯基和硫基肥1∶1处理时,糙米Cd富集量较单施氯基肥和硫基肥分别提高了16.4%和113.3%[130],因此,在选用钝化材料种类时要注意不同钝化材料对土壤pH的影响以及复合施用对Cd钝化效果的影响.

2.4 钝化材料用量

钝化材料用量需根据钝化效果及经济成本等综合考虑,一般采取重缺重施,轻缺轻施的措施. 田琴琴等[43]研究了不同用量钙镁水滑石对稻米Cd积累影响,发现土壤有效Cd、糙米Cd含量和植株地上部Cd积累量随钙镁水滑石的施用量增加而增加,综合考虑Cd含量、水稻产量及钙镁水滑石成本等因素,建议钙镁水滑石用量为1 500 kg·hm-2. 对于大多数钝化材料,施用量必须控制在合理范围内才能有较好的效果,过量施用或不足均可能改变土壤性质或造成效果严重下降,有研究报道增加砂质土中的钙量会导致Cd的移动性增强,土壤对Cd的吸附降低[131],长期施用生石灰(石灰)修复会加重土壤石灰化,导致活性酸及潜性酸消耗,土壤的pH值会出现先上升后下降现象,造成土壤中Cd离子浓度上升[132133]. 贾睿琪等[134]以Ca3(PO42作为磷源研究了低磷胁迫下小麦根系对Cd的吸收能力的变化,发现小麦地上部和地下部磷含量降幅分别为35.4%和23.1%,小麦植株Cd含量及Cd的总活化量分别升高190.8%和82.8%,研究还发现低磷胁迫土壤pH下降0.3,小麦根系中的苹果酸根及草酸根分别提升了37.7%和1 588.1%,表明低磷胁迫下小麦可通过产生质子及羧酸根,促进磷及Cd的活化,增加了小麦对Cd的吸收,所以钝化材料用量要综合考虑钝化效果及经济成本来确定,既不能过量也不能不足.

2.5 钝化方式的选择

钝化方式的选择可根据土壤类型、土壤污染程度、植物种类以及钝化材料添加的方式、添加的时间等方面进行,以上因素对于钝化技术的应用至关重要,也是钝化效果的重要影响因素. 叶佳润等[135]发现木醋液可有效提高小麦各部位的生物量,提升根部向秸秆的转运系数,可实现小麦秸秆对Cd的积累,但籽粒Cd含量变化不显著,可采取秸秆离田的办法将农田中的Cd逐步移除,尤其是对土壤中Cd浓度较高的土地. 叶面喷施也是较好的一类钝化方式,目前叶面喷施多采用无机类材料,主要有P、Si、Mn、Zn、Fe、Se和S等,机制基本相似,均为增强细胞壁对Cd的固定,在作物特定部分与Cd发生共沉淀,激活作物的抗氧化防御机制,抑制Cd在植物组织之间的转运、转移,缓解对作物Cd的毒性[6873],罗盼军等[136]发现叶面喷硒肥及土壤添加生物炭均有较好的降Cd效果,且添加生物炭对于生菜根部降Cd的效果较好,叶面喷施硒肥对于地上部降低Cd效果较好,二者联合施用好于施用单一钝化材料,当生物炭添加量为30 g·kg-1,叶面喷硒浓度为1 mg·L-1时,生菜地上部ω(Cd)可由0.314 mg·kg-1降至0.049 mg·kg-1. 宋子腾等[137]发现对存在柠檬酸的土壤经过磷的钝化,采取周期性的干湿交替方式,可使土壤中弱酸提取态和可还原态的Cd向可氧化态和残渣态转变,且提高干湿交替次数Cd的有效性降低. 曾东梅[138]发现电石渣、过磷酸钙与菌渣(4∶1∶6.3)复配的钝化材料对Cd具有较好的钝化效果,最优的钝化方式是:投加量为11.3%,采用分步添加的方式,时间间隔为7 d,经过120 d的稳定后,Cd稳定效率为99.03%. 李畅等[139]发现淹水灌溉协同钝化材料(石灰和土壤调理剂)可有效钝化土壤中Cd,降低作物中Cd含量,土壤有效态Cd含量、水稻根和茎和叶片Cd含量分别降低达63.0%、80.3%和42.4%,张青等[49]发现在水稻扬花期施加磷矿粉,土壤交换态Cd的降低效果(16.8%~33.4%)要比插秧前(18.0%~27.8%)和分蘖期(11.8%~27.9%)好,上述均说明通过选择合适的钝化方式可以有效降低土壤Cd污染,加之钝化材料的合理选择,可以较好的发挥钝化材料的钝化效果.

2.6 钝化材料溶解性

钝化材料溶解性对于Cd的钝化存在较大影响,尤其对钝化效率较低的钝化材料影响更大,梁韵等[140]以紫色土坡耕地、冬水田和水旱轮作田土壤为研究对象,发现猪粪源溶解态有机质比胶体态有机质更能抑制土壤Cd的吸附,Thawornchaisit等[141]对3种含磷材料钝化Cd效果进行了研究,发现钝化顺序为:重过磷酸盐 > 磷酸二氢盐 > 磷灰石,这是因为溶解性大的钝化材料具有较高的修复效率[142],因此对于钝化效率要求较高或土壤中Cd含量较高时可以采用这一类型的钝化材料,达到快速降Cd的目的.

2.7 Cd污染标准要求

目前对于土壤Cd污染判定一般依据国标GB 15618-2018,该标准针对不同pH土壤,从风险值与管控值两方面进行了规定,小于风险值可进行正常耕种,但对于土壤Cd高于风险值低于管控值则要求加强土壤环境监测和农产品协同监测,采取农艺调控、替代种植等安全利用措施,对于高于风险管制值时,食用农产品不达标的风险高,标准要求难以通过安全利用措施降低食品安全风险时应禁止种植农产品,采取退耕还林等措施,因此土壤修复等农艺措施效果的好坏决定了Cd浓度高于风险值土壤的利用与否,目前最直接的判断方法均通过种植作物,根据食用部分的Cd含量来判断,这方面的标准有国标GB 2762-2022、行标NY 861-2004,部分地区针对当地土壤情况提出了一些安全利用的技术措施及规范,并形成了地标DB36T 1819.3-2023及团体标准TGDFL 008-2023、TGXNS 003-2022和THNTI 049-2022,虽给出了一定的参考标准,但是对不同钝化材料与土壤、种植作物之间缺乏足够的关联,甚至需要对超标土壤先耕种,待收获后才能判断是否符合标准要求,而不能根据采取的钝化材料、钝化措施及土壤、种植作物提前进行判定,这对土壤利用带来较大的不便,未来需要建立不同钝化材料与土壤及种植作物种类的研究,并对不同钝化材料修复Cd污染土壤建立标准,明确修复效果,为Cd污染土壤种植提供便利.

3 钝化材料选择原则

钝化材料的应用应遵从经济、方便、高效、不影响耕作的原则,优先选择价格较低,钝化效果达标的钝化材料,可以从以下7个方面进行考虑.

(1)对于酸性及中性土壤,优先考虑提升土壤pH的钝化材料.

(2)对于碱性土壤,钝化可选择螯合、络合、竞争和抑制机制的钝化材料.

(3)根据土壤营养成分及微量元素的缺乏情况,选择具有相应营养成分的钝化材料,如有机肥、含磷、锌、铁和锰等钝化材料.

(4)对于土壤严重超标,采用钝化材料处理成本较高或钝化效果不能达标的土壤,可以考虑新型材料或吸收重金属的作物进行总Cd的去除,当要求不影响耕作时,推荐使用新型材料去除总Cd.

(5)土壤修复应尽可能采用复合钝化材料,甚至多元复合材料,利用不同钝化材料的优点协同修复土壤,同时需要考虑长期施用同一钝化材料可能带来的不良影响.

(6)钝化材料施用时应结合农艺措施,通过调整作物生长不同阶段的钝化材料添加措施提升钝化效果,如干湿交替,淹水灌溉、叶面喷洒和不同生长阶段施加不同的钝化材料等.

(7)根据作物不同部位用途,采取相应措施,如叶面降Cd可采取叶面喷洒钝化措施,根部或茎秆食用,可采用增加促进叶面转运的钝化材料.

4 钝化材料的发展与展望

目前土壤Cd钝化修复材料种类较多,价格差异较大,多数钝化材料价格位于1 000~3 000元·t-1,实际用量大多位于5 000~15 000 kg·hm-2,使用成本仍然较高,从使用效果来看,经钝化材料修复的农田土壤有效态Cd的降低范围为10%~30%,作物中Cd的下降幅度可达30%~70%,未来可以通过农艺调控等措施进一步提升钝化效率,使其达到更好的效果. 对于钝化修复的稳定性一般可由几个月到3 a以上,随着修复时间的延长,钝化稳定性明显增强. 近些年,一些企业对Cd的钝化材料进行了研究与应用取得了较好的效果,如佛山金葵子植物营养有限公司研发的钝化材料“金无踪”,在水稻土壤修复、花生土壤修复和小白菜土壤修复均取得了较好的效果,不仅降低了土壤Cd的生物有效性及作物的Cd含量,且具有一定的提高产量效果[9];周雪萍等[143]对市场上应用较广泛的6种钝化材料进行了研究,发现6种土壤调理剂均能显著降低土壤中有效态Cd含量,降幅达25%~58.33%,其中粤田钝化材料对于土壤有效态Cd降低效果最好,对6种土壤调理剂处理的土壤种植早造稻米,天象钝化材料对稻米有效态Cd降低效果最好,降幅达67.5%,针对珠三角污染农田,推荐以天象作为钝化材料,早造及晚造施加量均为2 250 kg·hm-2可有效降低稻田土壤中有效Cd含量及稻米中Cd含量,对稻米产量不造成影响. 虽然Cd的钝化材料取得了一定的成果,但是还存在着一些不足,主要如下.

(1)农田土壤修复钝化材料大量、长期使用会对土壤环境及土壤质量造成的不利影响,甚至造成土壤二次污染,因此钝化材料的使用要在经济、实用性的基础上,尽可能降低对生态的影响,需加强对钝化材料施用后的稳定性能及Cd经钝化/稳定化后的稳定性研究,监测评估钝化材料施用对土壤理化性质、质地和环境质量的影响及土壤修复后作物的生长、产量和品质等.

(2)Cd污染土壤修复缺少钝化材料的选用标准,这是由于不同地域的土壤类型、降雨情况、土壤酸碱性、有机质含量和耕作制度等差异很大,影响因素较多给钝化材料选择带来较大困扰,加之国标GB 15618-2018从总Cd的角度判断土壤风险,缺少对土壤及作物具有较大影响的有效态Cd考虑,导致超标土壤生长的作物及产品不一定超标,因此未来需针对钝化材料具体施用环境研发相应的钝化材料及制定相应钝化材料选用标准.

(3)多数钝化材料钝化机制是降低土壤中Cd的有效性及种植作物中的Cd含量,对于土壤中Cd的总量并未改变,呈现出来的只是暂时减少了有效形态的Cd,因此加大发展及推广应用降低土壤中总Cd的技术是更为长久的办法.

(4)新型材料是新发展起来的一类钝化材料,优点较为突出,具有较好的修复效果,但是存在种类少、价格较高、应用较少的缺点,因此这也是Cd钝化材料未来需要努力的方向.

5 结论

本文综述了近年来镉污染土壤(农田)原位钝化修复材料的主要研究工作,从钝化材料种类、钝化机制、钝化效果、钝化材料复配等方面进行了探讨,从环境影响、土壤类型、钝化材料种类、用量、钝化方式、标准等总结了钝化材料应用的影响因素,提出了钝化材料的选择原则,并对钝化材料的发展进行了展望,希望通过综合考虑以上因素开发性能优异的钝化材料,为Cd污染土壤原位钝化修复提供有效的解决方法,实现因时因地精准施用钝化材料,创建安全健康的耕作土壤.

参考文献
[1] 张森, 曹莹, 高存富, 等. 典型废弃锑冶炼厂土壤重金属污染特征、风险评价及来源解析[J]. 环境科学, 2024, 45(10): 6171-6184.
Zhang S, Cao Y, Gao C F, et al. Pollution characteristics, risk assessment, and source analysis of heavy metals in soil from a typical abandoned antimony smelting factory[J]. Environmental Science, 2024, 45(10): 6171-6184.
[2] 孙淇, 吴骥子, 吴秋产, 等. 钙肥配施生物质炭-铁锰复合材料对酸化水稻土中镉砷的钝化[J]. 环境科学, 2024, 45(11): 6677-6688.
Sun Q, Wu J Z, Wu Q C, et al. Passivation of cadmium and arsenic in acidified paddy soil by calcium fertiliser with biochar-ferromanganese composites[J]. Environmental Science, 2024, 45(11): 6677-6688.
[3] Wang P, Chen H P, Kopittke P M, et al. Cadmium contamination in agricultural soils of China and the impact on food safety[J]. Environmental Pollution, 2019, 249: 1038-1048. DOI:10.1016/j.envpol.2019.03.063
[4] 陈璐, 辜洋建, 王玉环, 等. 王水消解-电感耦合等离子体质谱法测定土壤和沉积物样品中的砷、镉、铅、铊、钨[J]. 化学分析计量, 2023, 32(7): 78-82.
Chen L, Gu Y J, Wang Y H, et al. Determination of arsenic, cadmium, plumbum, thallium and tungsten in soil and sediment samples by aqua regia digestion-inductively coupled plasma mass spectrometry[J]. Chemical Analysis and Meterage, 2023, 32(7): 78-82. DOI:10.3969/j.issn.1008-6145.2023.07.017
[5] 冯敬云, 聂新星, 刘波, 等. 镉污染农田原位钝化修复效果及其机理研究进展[J]. 农业资源与环境学报, 2021, 38(5): 764-777.
Feng J Y, Nie X X, Liu B, et al. Efficiency of in-situ passivation remediation in cadmium-contaminated farmland soil and its mechanism: a review[J]. Journal of Agricultural Resources and Environment, 2021, 38(5): 764-777.
[6] 田云鹤, 易镇邪. 镉污染稻田土壤调理剂研究进展与展望[J]. 湖南农业科学, 2021(12): 93-97.
Tian Y H, Yi Z X. Research progress and prospect on soil conditioners for cadmium-polluted paddy fields[J]. Hunan Agricultural Sciences, 2021(12): 93-97.
[7] 解晓露, 袁毳, 朱晓龙, 等. 中碱性镉污染农田原位钝化修复材料研究进展[J]. 土壤通报, 2018, 49(5): 1254-1260.
Xie X L, Yuan C, Zhu X L, et al. In-situ passivation remediation materials in cadmium contaminated alkaline agricultural soil: a review[J]. Chinese Journal of Soil Science, 2018, 49(5): 1254-1260.
[8] 丁苏苏, 李凯华, 黄珏瑛, 等. 含磷材料修复铅、镉污染农田土壤效果及影响因素研究进展[J]. 环境污染与防治, 2020, 42(7): 929-936.
Ding S S, Li K H, Huang J Y, et al. Research progress on the effect and influencing factors of remediation of Pb/Cd contaminated farmland soil by phosphorus-containing materials[J]. Environmental Pollution & Control, 2020, 42(7): 929-936.
[9] 吴霄霄, 曹榕彬, 米长虹, 等. 重金属污染农田原位钝化修复材料研究进展[J]. 农业资源与环境学报, 2019, 36(3): 253-263.
Wu X X, Cao R B, Mi C H, et al. Research progress of in-situ passivated remedial materials for heavy metal contaminated soil[J]. Journal of Agricultural Resources and Environment, 2019, 36(3): 253-263.
[10] 王丽, 蔡景行, 邵代兴, 等. 改性生物炭对重金属污染修复研究进展及其机制分析[J]. 中国土壤与肥料, 2023(6): 232-238.
Wang L, Cai J H, Shao D X, et al. Research progress and mechanism analysis of modified biochar for heavy metal pollution remediation[J]. Soil and Fertilizer Sciences in China, 2023(6): 232-238.
[11] 彭华, 邓凯, 石宇, 等. 连续施硅对双季稻镉硅累积效应的影响[J]. 环境科学, 2022, 43(8): 4271-4281.
Peng H, Deng K, Shi Y, et al. Impacts of uptake and accumulation of Cd on double rice-paddy soil by silicon fertilizer continuous application[J]. Environmental Science, 2022, 43(8): 4271-4281.
[12] 易轩韬, 欧阳坤, 辜娇峰, 等. 谷壳灰硅肥改善土壤质量降低水稻镉砷累积的效应[J]. 环境科学, 2024, 45(3): 1793-1802.
Yi X T, Ouyang K, Gu J F, et al. Effect of silica fertilizer(Husk Ash) to improve soil quality and reduce Cd and as accumulation in rice[J]. Environmental Science, 2024, 45(3): 1793-1802.
[13] 吕俊飞, 巩龙达, 蔡梅, 等. 矿物对轻度重金属污染水稻田土壤镉的钝化效果[J]. 生态与农村环境学报, 2022, 38(3): 391-398.
Lü J F, Gong L D, Cai M, et al. Study on the passivation effect of minerals on Cd in farmland soil with light heavy metal pollution[J]. Journal of Ecology and Rural Environment, 2022, 38(3): 391-398.
[14] 柴冠群, 范成五, 王丽, 等. 不同钝化材料对酸性土壤中玉米产量及镉吸收的影响[J]. 南方农业, 2023, 17(11): 107-110.
Chai G Q, Fan C W, Wang L, et al. Effects of different passivation materials on maize yield and cadmium absorptione in acidic soil[J]. South China Agriculture, 2023, 17(11): 107-110.
[15] 张迪, 吴晓霞, 丁爱芳, 等. 生物炭和熟石灰对土壤镉铅生物有效性和微生物活性的影响[J]. 环境化学, 2019, 38(11): 2526-2534.
Zhang D, Wu X X, Ding A F, et al. Effects of hydrated lime and biochar on the bioavailability of Cd and Pb and microbial activity in a contaminated soil[J]. Environmental Chemistry, 2019, 38(11): 2526-2534.
[16] Yang L Q, Liu B L, Lu Y Y, et al. Bioavailability of cadmium to celery (Apium graveolens L.) grown in acidic and Cd-contaminated greenhouse soil as affected by the application of hydroxyapatite with different particle sizes[J]. Chemosphere, 2020, 240. DOI:10.1016/j.chemosphere.2019.124916
[17] 李晔, 朱利军, 刘成, 等. 改良剂对土壤重金属有效性及黄豆吸收重金属的影响[J]. 安全与环境学报, 2019, 19(5): 1737-1744.
Li Y, Zhu L J, Liu C, et al. Effect of amendments on heavy metal availability in soil and uptake of heavy metals by soybeans[J]. Journal of Safety and Environment, 2019, 19(5): 1737-1744.
[18] 李少华, 潘荣祝, 陆贵佳, 等. 不同矿物调理剂对Cd污染水田土壤性质及水稻Cd含量的影响[J]. 西南农业学报, 2024, 37(3): 597-603.
Li S H, Pan R Z, Lu G J, et al. Effect of different mineral conditioners on soil properties of Cd-contaminated paddy field and rice Cd content[J]. Southwest China Journal of Agricultural Sciences, 2024, 37(3): 597-603.
[19] 郭炜辰, 杜立宇, 梁成华, 等. 天然与改性沸石对土壤Cd污染赋存形态的影响研究[J]. 土壤通报, 2019, 50(3): 719-724.
Guo W C, Du L Y, Liang C H, et al. Effects of natural and ammonium chloride/calcium chloride-modified zeolites on cadmium speciation in contaminated soil[J]. Chinese Journal of Soil Science, 2019, 50(3): 719-724.
[20] 鲁倩, 车健, 边朋沙, 等. 不同修复剂对Cd污染土壤修复效果研究[J]. 山东化工, 2023, 52(13): 244-247.
Lu Q, Che J, Bian P S, et al. Study on the effect of different repair agent on remediation of Cd contaminated soil[J]. Shandong Chemical Industry, 2023, 52(13): 244-247.
[21] 吴春发, 关浩然, 张锦路, 等. 含磷钝化剂对镉污染农田土壤酶活性的影响[J]. 江苏农业学报, 2022, 38(2): 361-368.
Wu C F, Guan H R, Zhang J L, et al. Effects of phosphorus-containing passivators on enzyme activity in cadmi-um-contaminated agricultural soils[J]. Jiangsu Journal of Agricultural Sciences, 2022, 38(2): 361-368.
[22] 李栋. 沸石对知母和益母草累积Cd及其生长的影响[D]. 保定: 河北农业大学, 2020.
Li D. Effects of zeolite on accumulated cadmium and growth of Anemarrhena asphodeloides and Leonurus japonicus[D]. Baoding: Hebei Agricultural University, 2020.
[23] Yang Y, Li Y L, Chen W P, et al. Dynamic interactions between soil cadmium and zinc affect cadmium phytoavailability to rice and wheat: regional investigation and risk modeling[J]. Environmental Pollution, 2020, 267. DOI:10.1016/j.envpol.2020.115613
[24] 姚晨. Zn/Mn对小麦Cd吸收的影响研究[D]. 郑州: 河南农业大学, 2023.
Yao C. Effect of Zn/Mn on Cd absorption in wheat[D]. Zhengzhou: Henan Agricultural University, 2023.
[25] Otunola B O, Ololade O O. A review on the application of clay minerals as heavy metal adsorbents for remediation purposes[J]. Environmental Technology & Innovation, 2020, 18. DOI:10.1016/j.eti.2020.100692
[26] 冯先翠, 陈亚刚, 焦洪鹏, 等. 巯基化蒙脱石用于镉污染农田安全生产的效果及其持久性[J]. 环境科学, 2023, 44(3): 1706-1713.
Feng X C, Chen Y G, Jiao H P, et al. Effect and persistent effect of thiolated montmorillonite on safe production in cadmium-contaminated cropland[J]. Environmental Science, 2023, 44(3): 1706-1713.
[27] 任超, 李竞天, 朱利文, 等. 不同钝化剂对碱性镉污染土壤钝化效果研究[J]. 环境科学与技术, 2021, 44(3): 71-78.
Ren C, Li J T, Zhu L W, et al. Study on the passivation effect of different passivators on alkaline cadmium contaminated soil[J]. Environmental Science & Technology, 2021, 44(3): 71-78.
[28] Wei T, Liu X, Dong M F, et al. Rhizosphere iron and manganese-oxidizing bacteria stimulate root iron plaque formation and regulate Cd uptake of rice plants (Oryza sativa L.)[J]. Journal of Environmental Management, 2021, 278. DOI:10.1016/j.jenvman.2020.111533
[29] Oprčkal P, Mladenovič A, Zupančič N, et al. Remediation of contaminated soil by red mud and paper ash[J]. Journal of Cleaner Production, 2020, 256. DOI:10.1016/j.jclepro.2020.120440
[30] 张万洋, 李小坤. 水稻硅营养及硅肥高效施用技术研究进展[J]. 中国土壤与肥料, 2020(4): 231-239.
Zhang W Y, Li X K. Research progress on silicon nutrition and efficient application of silicon fertilizer in rice[J]. Soil and Fertilizer Sciences in China, 2020(4): 231-239.
[31] Huang H L, Li M, Rizwan M, et al. Synergistic effect of silicon and selenium on the alleviation of cadmium toxicity in rice plants[J]. Journal of Hazardous Materials, 2021, 401. DOI:10.1016/j.jhazmat.2020.123393
[32] Rehman M Z U, Rizwan M, Rauf A, et al. Split application of silicon in cadmium (Cd) spiked alkaline soil plays a vital role in decreasing Cd accumulation in rice (Oryza sativa L.) grains[J]. Chemosphere, 2019, 226: 454-462. DOI:10.1016/j.chemosphere.2019.03.182
[33] Gu Y, Wang P, Zhang S, et al. Chemical speciation and distribution of cadmium in rice grain and implications for bioavailability to humans[J]. Environmental Science & Technology, 2020, 54(19): 12072-12080.
[34] Wang P, Yang B, Wan H B, et al. The differences of cell wall in roots between two contrasting soybean cultivars exposed to cadmium at young seedlings[J]. Environmental Science and Pollution Research, 2018, 25(29): 29705-29714. DOI:10.1007/s11356-018-2956-4
[35] Niu H, Wang Z L, Song J N, et al. Cadmium subcellular distribution and chemical form in Festuca arundinacea in different intercropping systems during phytoremediation[J]. Chemosphere, 2021, 276. DOI:10.1016/j.chemosphere.2021.130137
[36] 刘彩凤, 史刚荣, 余如刚, 等. 硅缓解植物镉毒害的生理生态机制[J]. 生态学报, 2017, 37(23): 7799-7810.
Liu C F, Shi G R, Yu R G, et al. Eco-physiological mechanisms of silicon-induced alleviation of cadmium toxicity in plants: a review[J]. Acta Ecologica Sinica, 2017, 37(23): 7799-7810.
[37] Yue L, Wang J, Cao X S, et al. Silica nanomaterials promote rice tillering and yield by regulating rhizosphere processes, nitrogen uptake, and hormone pathways[J]. ACS Sustainable Chemistry & Engineering, 2023, 11(46): 16650-16660.
[38] Ma J F, Tamai K, Yamaji N, et al. A silicon transporter in rice[J]. Nature, 2006, 440(7084): 688-691. DOI:10.1038/nature04590
[39] Sui F Q, Zhao D K, Zhu H T, et al. Map-based cloning of a new total loss-of-function allele of OsHMA3 causes high cadmium accumulation in rice grain[J]. Journal of Experimental Botany, 2019, 70(10): 2857-2871. DOI:10.1093/jxb/erz093
[40] Zhou J Q, Jiang Y R, Ming X Q, et al. Introgressing the allelic variation of a major locus in reducing the grain cadmium accumulation in Indica rice hybrids[J]. Molecular Breeding, 2019, 39(6). DOI:10.1007/s11032-019-0992-5
[41] Lu C N, Zhang L X, Tang Z, et al. Producing cadmium-free Indica rice by overexpressing OsHMA3[J]. Environment International, 2019, 126: 619-626. DOI:10.1016/j.envint.2019.03.004
[42] Liu C L, Gao Z Y, Shang L G, et al. Natural variation in the promoter of OsHMA3 contributes to differential grain cadmium accumulation between Indica and Japonica rice[J]. Journal of Integrative Plant Biology, 2020, 62(3): 314-329. DOI:10.1111/jipb.12794
[43] 田琴琴, 张菲婷, 陈娜娜, 等. 钙镁水滑石对双季稻产量及稻米镉积累的影响[J]. 水土保持学报, 2023, 37(3): 353-361.
Tian Q Q, Zhang F T, Chen N N, et al. Effect of calcium magnesium hydrotalcite on yield and cadmium accumulation of double cropping rice[J]. Journal of Soil and Water Conservation, 2023, 37(3): 353-361.
[44] 陈红兵. 钙多肽对水稻(Oryza sativa L.)吸收Cd2+的阻控效应及机理研究[D]. 武汉: 湖北大学, 2020.
Chen H B. Inhibitory effect and mechanism of calcium polypeptide on the absorption of Cd2+ by Oryza sativa L. [J]. Wuhan: Hubei University, 2020.
[45] 潘杰, 郝艳龙, 李云跃, 等. 钙镉组合下镉对延胡索生长的影响及其在延胡索中的动态积累规律[J]. 中药材, 2020, 43(2): 286-289.
[46] 梁晓宁, 梁爽, 梁宇鹏, 等. 外源钙对镉胁迫下荻种子萌发和幼苗生长的影响[J]. 生态学杂志, 2024, 43(7): 2018-2025.
Liang X N, Liang S, Liang Y P, et al. Effects of exogenous Ca on seed germination and seedling growth of miscanthus sacchariflorus under Cd stress[J]. Chinese Journal of Ecology, 2024, 43(7): 2018-2025.
[47] Zhao Y L, Zhang C B, Wang C R, et al. Increasing phosphate inhibits cadmium uptake in plants and promotes synthesis of amino acids in grains of rice[J]. Environmental Pollution, 2019, 257. DOI:10.1016/j.envpol.2019.113496
[48] Tan Y, Zhou X, Peng Y T, et al. Effects of phosphorus-containing material application on soil cadmium bioavailability: a meta-analysis[J]. Environmental Science and Pollution Research, 2022, 29(28): 42372-42383. DOI:10.1007/s11356-022-19909-1
[49] 张青, 王煌平, 孔庆波, 等. 不同生育期施加超细磷矿粉对水稻吸收和转运Pb、Cd的影响[J]. 农业环境科学学报, 2020, 39(1): 45-54.
Zhang Q, Wang H P, Kong Q B, et al. Effects of superfine phosphate rock powders on Pb and Cd uptake and transportation in rice at different growth stages[J]. Journal of Agro-Environment Science, 2020, 39(1): 45-54.
[50] 欧阳婷婷, 蔡超, 林姗娜, 等. 炭基和磷基复配材料钝化修复土壤镉污染[J]. 环境工程学报, 2021, 15(7): 2379-2388.
Ouyang T T, Cai C, Lin S N, et al. Immobilization of Cd in contaminated soils by biochar-phosphate based composites[J]. Chinese Journal of Environmental Engineering, 2021, 15(7): 2379-2388.
[51] Farooq M, Ullah A, Usman M, et al. Application of zinc and biochar help to mitigate cadmium stress in bread wheat raised from seeds with high intrinsic zinc[J]. Chemosphere, 2020, 260. DOI:10.1016/j.chemosphere.2020.127652
[52] Liu Y L, Huang Y D, Zhang C, et al. Nano-FeS incorporated into stable lignin hydrogel: a novel strategy for cadmium removal from soil[J]. Environmental Pollution, 2020, 264. DOI:10.1016/j.envpol.2020.114739
[53] 李瑞斌, 严洪. 不同土壤调理剂对土壤及水稻重金属含量的影响[J]. 农技服务, 2023, 40(3): 7-10.
[54] 方至萍, 廖敏, 张楠, 等. 施用海泡石对铅、镉在土壤-水稻系统中迁移与再分配的影响[J]. 环境科学, 2017, 38(7): 3028-3035.
Fang Z P, Liao M, Zhang N, et al. Effect of sepiolite application on the migration and redistribution of Pb and Cd in soil rice system in soil with Pb and Cd combined contamination[J]. Environmental Science, 2017, 38(7): 3028-3035.
[55] 杨思楠, 赵萍, 陈永春, 等. 改性蛭石-蒙脱土对煤矸石充填复垦区镉污染土壤的修复[J]. 环境化学, 2020, 39(10): 2777-2783.
Yang S N, Zhao P, Chen Y C, et al. Effect of modified vermiculite-montmorillonite on cadmium-contaminated soil in coal gangue filling and reclamation area[J]. Environmental Chemistry, 2020, 39(10): 2777-2783.
[56] Wang L W, Rinklebe J, Tack F M G, et al. A review of green remediation strategies for heavy metal contaminated soil[J]. Soil Use and Management, 2021, 37(4): 936-963. DOI:10.1111/sum.12717
[57] 张超, 喻先伟, 马媛, 等. 赤泥和生物炭对农田镉污染土壤钝化效果研究[J]. 陕西科技大学学报, 2023, 41(1): 38-44.
Zhang C, Yu X W, Ma Y, et al. Study on the passivation effect of red mud and biochar on farmland Cd-contaminated soil[J]. Journal of Shaanxi University of Science & Technology, 2023, 41(1): 38-44. DOI:10.3969/j.issn.1000-5811.2023.01.006
[58] 李慧. 赤泥基钝化剂对镉污染稻田修复成效研究及安全性评价[D]. 长沙: 湖南农业大学, 2018.
Li H. Remediation effects and safety evaluation of red mud based passivator on Cd-contaminated paddy field[D]. Changsha: Hunan Agricultural University, 2018.
[59] Alam M, Hussain Z, Khan A, et al. The effects of organic amendments on heavy metals bioavailability in mine impacted soil and associated human health risk[J]. Scientia Horticulturae, 2020, 262. DOI:10.1016/j.scienta.2019.109067
[60] 薛毅, 盛浩, 黄勇, 等. 湘东地区双季稻施用有机肥对土壤镉活性及稻米镉含量的影响[J]. 土壤通报, 2020, 51(5): 1203-1210.
Xue Y, Sheng H, Huang Y, et al. Effect of organic fertilizer application on cadmium activity of soil and cadmium content of rice in a double cropping paddy field in eastern Hunan Province[J]. Chinese Journal of Soil Science, 2020, 51(5): 1203-1210.
[61] Xu M M, Zhao Z J, Song Y R, et al. Evaluation of ferrihydrite-humic acid coprecipitate as amendment to remediate a Cd- and Pb-contaminated soil[J]. Geoderma, 2020, 361. DOI:10.1016/j.geoderma.2019.114131
[62] 孙彤, 李可, 付宇童, 等. 改性生物炭对弱碱性Cd污染土壤钝化修复效应和土壤环境质量的影响[J]. 环境科学学报, 2020, 40(7): 2571-2580.
Sun T, Li K, Fu Y T, et al. Effect of modified biochar on immobilization remediation of weakly alkaline Cd-contaminated soil and environmental quality[J]. Acta Scientiae Circumstantiae, 2020, 40(7): 2571-2580.
[63] 符云聪, 朱晓龙, 袁毳, 等. 含硫材料对中碱性农田土壤镉的钝化效果[J]. 生态与农村环境学报, 2019, 35(10): 1353-1360.
Fu Y C, Zhu X L, Yuan C, et al. Study on the effect of sulfur materials on immobilization of cadmium in contaminated alkaline farmland soils[J]. Journal of Ecology and Rural Environment, 2019, 35(10): 1353-1360.
[64] 戴思睿, 李莲芳, 秦普丰, 等. 生物炭/石灰混施对重金属复合污染土壤的稳定化效应[J]. 中国农业气象, 2021, 42(4): 272-286.
Dai S R, Li L F, Qin P F, et al. Immobilization effect of biochar and lime on arsenic, cadmium and lead in soils[J]. Chinese Journal of Agrometeorology, 2021, 42(4): 272-286.
[65] 李晓锋, 吴锋颖, 剧永望, 等. 石灰、羟基磷灰石、秸秆生物炭对烟草吸收镉的影响[J]. 生态毒理学报, 2022, 17(1): 381-394.
Li X F, Wu F Y, Ju Y W, et al. Effects of lime, hydroxyapatite and straw biochar on cadmium accu-mulation in tobacco[J]. Asian Journal of Ecotoxicology, 2022, 17(1): 381-394.
[66] 骆文轩, 宋肖琴, 陈国安, 等. 田间施用石灰和有机肥对水稻吸收镉的影响[J]. 水土保持学报, 2020, 34(3): 232-237.
Luo W X, Song X Q, Chen G A, et al. Effects of applying lime and organic fertilizer on cadmium uptake by rice[J]. Journal of Soil and Water Conservation, 2020, 34(3): 232-237.
[67] 陈仪, 李泉, 刘莉, 等. 有机肥和土壤调理剂对土壤重金属的钝化作用及其对水稻吸收重金属的影响[J]. 中南农业科技, 2023, 44(8): 7-11.
[68] 刘奇, 王晟, 陈文, 等. 不同钝化材料对玉米Cd、Pb积累与转运的影响[J]. 生态与农村环境学报, 2024, 40(3): 437-448.
Liu Q, Wang S, Chen W, et al. Effects of different passivation materials on the accumulation and transport of Cd and Pb in maize[J]. Journal of Ecology and Rural Environment, 2024, 40(3): 437-448.
[69] 韦小了, 牟力, 付天岭, 等. 不同钝化剂组合对水稻各部位吸收积累Cd及产量的影响[J]. 土壤学报, 2019, 56(4): 883-894.
Wei X L, Mou L, Fu T L, et al. Effects of passivator on Cd absorption and accumulation and yield of rice as affected by its combination[J]. Acta Pedologica Sinica, 2019, 56(4): 883-894.
[70] 曹迟, 鲍广灵, 陶荣浩, 等. 不同调理剂对富硒高镉农田水稻降镉增硒效果研究[J]. 农业环境科学学报, 2023, 42(10): 2155-2164.
Cao C, Bao G L, Tao R H, et al. Effects of different conditioners on reducing cadmium and increasing selenium in rice in selenium-rich and high-cadmium farmland rice[J]. Journal of Agro-Environment Science, 2023, 42(10): 2155-2164.
[71] 胡秀芝, 宋毅, 王天雨, 等. 腐殖质活性组分对土壤镉有效性的调控效应与水稻安全临界阈值[J]. 环境科学, 2024, 45(1): 439-449.
Hu X Z, Song Y, Wang T Y, et al. Regulation effects of humus active components on soil cadmium availability and critical threshold for rice safety[J]. Environmental Science, 2024, 45(1): 439-449.
[72] 阮彦楠, 吕本春, 杨伟, 等. 光叶苕子配施不同钝化剂对娃娃菜生长及Cd富集的影响[J]. 农业环境科学学报, 2023, 42(7): 1465-1476.
Ruan Y N, Lü B C, Yang W, et al. Effects of smooth vetch combined with different immobilization amendments on baby cabbage growth and Cd accumulation[J]. Journal of Agro-Environment Science, 2023, 42(7): 1465-1476.
[73] 唐舒庭, 卢一铭, 肖盛柏, 等. 稻田土壤砷、镉复合污染阻控技术研究进展[J]. 环境科学, 2023, 44(10): 5704-5717.
Tang S T, Lu Y M, Xiao S B, et al. Research advances in barrier technology of paddy soil co-contaminated with As and Cd[J]. Environmental Science, 2023, 44(10): 5704-5717.
[74] 马翔邦, 赵转军, 韩亮威, 等. 腐植酸作用下生物炭对Cd污染土壤的修复效果[J]. 农业环境科学学报, 2023, 42(1): 55-64.
Ma X B, Zhao Z J, Han L W, et al. Remediation effects of biochar on cadmium-contaminated soils with humic acid[J]. Journal of Agro-Environment Science, 2023, 42(1): 55-64.
[75] Gong H B, Zhao L, Rui X, et al. A review of pristine and modified biochar immobilizing typical heavy metals in soil: applications and challenges[J]. Journal of Hazardous Materials, 2022, 432. DOI:10.1016/j.jhazmat.2022.128668
[76] Gholizadeh M, Hu X. Removal of heavy metals from soil with biochar composite: a critical review of the mechanism[J]. Journal of Environmental Chemical Engineering, 2021, 9(5). DOI:10.1016/j.jece.2021.105830
[77] Chen D, Wang X B, Wang X L, et al. The mechanism of cadmium sorption by sulphur-modified wheat straw biochar and its application cadmium-contaminated soil[J]. Science of the Total Environment, 2020, 714. DOI:10.1016/j.scitotenv.2020.136550
[78] Guo X J, Wu Y, Li N X, et al. Effects on the complexation of heavy metals onto biochar-derived WEOM extracted from low-temperature pyrolysis[J]. Ecotoxicology and Environmental Safety, 2021, 221. DOI:10.1016/j.ecoenv.2021.112456
[79] 席改红. 木本泥炭对植烟土壤镉赋存形态及生物有效性的影响[D]. 长沙: 湖南农业大学, 2019.
Xi G H. Effect of woody peat on the cadmium speciation and bioavailability in tobacco soil[D]. Changsha: Hunan Agricultural University, 2019.
[80] Sun L L, Zhang G Q, Li X Y, et al. Effects of biochar on the transformation of cadmium fractions in alkaline soil[J]. Heliyon, 2023, 9(1). DOI:10.1016/j.heliyon.2023.e12949
[81] 陈璇. 不同碳基物料还田对镉污染土壤及花生的影响[D]. 广州: 华南农业大学, 2017.
Chen X. The effects of different carbon-based materials returning on soil and peanuts in Cd contaminated soil[D]. Guangzhou: South China Agricultural University, 2017.
[82] Mandal S, Pu S Y, Adhikari S, et al. Progress and future prospects in biochar composites: application and reflection in the soil environment[J]. Critical Reviews in Environmental Science and Technology, 2021, 51(3): 219-271. DOI:10.1080/10643389.2020.1713030
[83] Imran, Amanullah, Al Tawaha A R M. Management of nano-black carbon, phosphorous and bio fertilizer improve soil organic carbon and ensilage biomass of soybean and maize[J]. Communications in Soil Science and Plant Analysis, 2021, 52(22): 2837-2851. DOI:10.1080/00103624.2021.1966439
[84] 刘东明, 魏圆慧, 罗卿福, 等. 不同类型纳米生物炭特征及对土壤镉污染修复效果的影响[J]. 江西农业大学学报, 2024, 46(4): 1076-1085.
Liu D M, Wei Y H, Luo Q F, et al. Characteristics of different types of nano-biochar and their effects on remediation of cadmium pollution in soil[J]. Acta Agriculturae Universitatis Jiangxiensis, 2024, 46(4): 1076-1085.
[85] 毛欣宇, 翟森茂, 姜小三, 等. 不同改性生物炭对农田土壤理化性质及铅、镉钝化的影响机制研究[J]. 环境工程, 2023, 41(2): 113-121, 139.
Mao X Y, Zhai S M, Jiang X S, et al. Effect of modified biochar on physico-chemical properties of farmland soil and immobilization of Pb and Cd and the mechanisms[J]. Environmental Engineering, 2023, 41(2): 113-121, 139.
[86] Wang L L, Shi Y, Yao D K, et al. Cd complexation with mercapto-functionalized attapulgite (MATP): adsorption and DFT study[J]. Chemical Engineering Journal, 2019, 366: 569-576. DOI:10.1016/j.cej.2019.02.114
[87] Sun D Z, Li F Y, Jin J W, et al. Qualitative and quantitative investigation on adsorption mechanisms of Cd(Ⅱ) on modified biochar derived from co-pyrolysis of straw and sodium phytate[J]. Science of the Total Environment, 2022, 829. DOI:10.1016/j.scitotenv.2022.154599
[88] 王月梅, 王作鹏, 李承骏, 等. 锰改性猪粪炭对水稻吸收累积土壤中汞镉的影响[J]. 土壤, 2022, 54(6): 1225-1232.
Wang Y M, Wang Z P, Li C J, et al. Effect of Mn modified pig manure biochar on uptake and accumulation of Hg and Cd in rice[J]. Soils, 2022, 54(6): 1225-1232.
[89] 盛蒂. 玉米芯生物炭对土壤-水稻系统中铅和镉迁移转化影响及作用机制[D]. 合肥: 安徽农业大学, 2022.
Sheng D. The effect of corncob biochar on the transformation of lead and cadmium in the soil-rice system and its mechanism[D]. Hefei: Anhui Agricultural University, 2022.
[90] 陶玲, 张晓郡, 刘瑞珍, 等. 热改性坡缕石对土壤镉污染的钝化效果及对土壤镉生态毒性的影响[J]. 环境工程学报, 2021, 15(6): 2008-2017.
Tao L, Zhang X J, Liu R Z, et al. Influence of heat-modified palygorskite on stabilization remediation and ecotoxicity on Cd contaminated soil[J]. Chinese Journal of Environmental Engineering, 2021, 15(6): 2008-2017.
[91] 姜凌, 安靖玥, 岳小琼, 等. 壳聚糖改性生物炭的制备及其对水溶液中Cd2+的吸附机制[J]. 环境科学, 2024, 45(2): 873-884.
Jiang L, An J Y, Yue X Q, et al. Preparation of chitosan-modified biochar and its adsorption mechanism for Cd2+ in aqueous solution[J]. Environmental Science, 2024, 45(2): 873-884.
[92] 何雅馨, 魏世强, 蒋珍茂. 富里酸改性FeMnNi-LDH对砷镉污染土壤的钝化修复[J]. 中国环境科学, 2024, 44(4): 2184-2197.
He Y X, Wei S Q, Jiang Z M. Immobilizing remediation of arsenic and cadmium in contaminated soil using an FeMnNi-LDH composite modified by fulvic acid[J]. China Environmental Science, 2024, 44(4): 2184-2197.
[93] 罗宁临, 李忠武, 黄梅, 等. 壳聚糖(改性)-沸石对农田土壤重金属镉钝化技术研究[J]. 湖南大学学报(自然科学版), 2020, 47(4): 132-140.
Luo N L, Li Z W, Huang M, et al. Immobilizing cadmium in paddy soil by using modified chitosan-zeolite[J]. Journal of Hunan University (Natural Sciences), 2020, 47(4): 132-140.
[94] 焦志强, 葛世纪, 郑文秀, 等. 巯基改性生物炭对Cd污染土壤的钝化修复及土壤微生物响应[J]. 环境科学, 2024, 45(9): 5570-5577.
Jiao Z Q, Ge S J, Zheng W X, et al. Stabilization of Cd-contaminated soil with thiol-modified biochar and response of soil microorganisms[J]. Environmental Science, 2024, 45(9): 5570-5577.
[95] 曹朋乐, 牛刘敏, 廉铭铭, 等. 巯基功能化大孔二氧化硅的制备及其对土壤中二乙三胺五乙酸(DTPA)提取态Cd、Pb的钝化性能[J]. 环境化学, 2021, 40(11): 3571-3579.
Cao P L, Niu L M, Lian M M, et al. Preparation of thiol groups modified macroporous structured nano-silica and its immobilization of Cd and Pb in contaminated soils[J]. Environmental Chemistry, 2021, 40(11): 3571-3579.
[96] 方丹丹, 张立志, 王强. 超顺磁性纳米材料对镉污染稻田土壤微生物和酶的影响[J]. 环境科学, 2021, 42(3): 1523-1534.
Fang D D, Zhang L Z, Wang Q. Effects of superparamagnetic nanomaterials on soil microorganisms and enzymes in cadmium-contaminated paddy fields[J]. Environmental Science, 2021, 42(3): 1523-1534.
[97] Zhang Y N, Zhang Y J, Akakuru O U, et al. Research progress and mechanism of nanomaterials-mediated in-situ remediation of cadmium-contaminated soil: a critical review[J]. Journal of Environmental Sciences, 2021, 104: 351-364. DOI:10.1016/j.jes.2020.12.021
[98] Ma J Z, Xia M Z, Zhu S D, et al. A new alendronate doped HAP nanomaterial for Pb2+, Cu2+ and Cd2+ effect absorption[J]. Journal of Hazardous Materials, 2020, 400. DOI:10.1016/j.jhazmat.2020.123143
[99] 张瑶瑶, 姜凌, 李梦帆, 等. 氨基功能化微硅粉的制备及其对镉污染土壤的钝化效果研究[J]. 安全与环境学报, 2023, 23(4): 1270-1279.
Zhang Y Y, Jiang L, Li M F, et al. Preparation of amino functionalized microsilica powder and its passivation effect on cadmium contaminated soil[J]. Journal of Safety and Environment, 2023, 23(4): 1270-1279.
[100] Adrees M, Khan Z S, Ali S, et al. Simultaneous mitigation of cadmium and drought stress in wheat by soil application of iron nanoparticles[J]. Chemosphere, 2020, 238. DOI:10.1016/j.chemosphere.2019.124681
[101] 周宏光. FeMnMg-LDH的制备及其对环境铅镉污染的钝化效应研究[D]. 重庆: 西南大学, 2017.
Zhou H G. Preparation of FeMnMg layered double hydroxide and its remediation effects on environmental lead and cadmium pollution[D]. Chongqing: Southwest University, 2017.
[102] 迟荪琳, 徐卫红, 熊仕娟, 等. 不同镉水平下纳米沸石对土壤pH、CEC及Cd形态的影响[J]. 环境科学, 2017, 38(4): 1654-1666.
Chi S L, Xu W H, Xiong S J, et al. Effect of nano zeolites on pH, CEC in soil and Cd fractions in plant and soil at different cadmium levels[J]. Environmental Science, 2017, 38(4): 1654-1666.
[103] Nie X X, Zhang Z Y, Xia X G, et al. Magnetic removal/immobilization of cadmium and zinc in contaminated soils using a magnetic microparticle solid chelator and its effect on rice cultivation[J]. Journal of Soils and Sediments, 2020, 20(4): 2043-2052. DOI:10.1007/s11368-019-02554-6
[104] 刘倩, 李爱霞, 张艳青. 基于MSC-IDA的土壤重金属镉污染移除净化技术研究[J]. 农学学报, 2023, 13(3): 65-70.
Liu Q, Li A X, Zhang Y Q. Study on removal and purification technology of soil cadmium based on MSC-IDA[J]. Journal of Agriculture, 2023, 13(3): 65-70.
[105] 卢杰, 李玉娇, 杨志敏, 等. 磁性纳米羟基磷灰石对污染土壤中镉的吸附-移除效果[J]. 生态与农村环境学报, 2023, 39(6): 803-809.
Lu J, Li Y J, Yang Z M, et al. Adsorption and removal of Cd from contaminated soil by magnetic nano-hydroxyapatite[J]. Journal of Ecology and Rural Environment, 2023, 39(6): 803-809.
[106] 王丽, 蔡景行, 罗沐欣键, 等. 镉胁迫下钝化剂对菠菜生理特征及镉累积的影响[J]. 农业环境科学学报, 2023, 42(5): 1004-1010.
Wang L, Cai J H, Luo M X J, et al. Effects of passivating agents on physiological characteristics and cadmium accumulation in Spinacia oleracea L. under cadmium stress[J]. Journal of Agro-Environment Science, 2023, 42(5): 1004-1010.
[107] 王启豪, 刘国明, 涂晨, 等. MgAl-LDHs磁性颗粒对镉污染农田土壤的减量修复研究[J]. 土壤, 2023, 55(6): 1297-1305.
Wang Q H, Liu G M, Tu C, et al. Reduced remediation of cadmium contaminated farmland soil by Mg-Al-layered double hydroxide magnetic particles[J]. Soils, 2023, 55(6): 1297-1305.
[108] 高金涛, 王晓玥, 周兴, 等. 调理剂配合紫云英还田降低水稻土镉的生物有效性[J]. 植物营养与肥料学报, 2022, 28(10): 1828-1839.
Gao J T, Wang X Y, Zhou X, et al. Soil conditioners with Chinese milk vetch reduce Cd bioavailability in paddy soil[J]. Journal of Plant Nutrition and Fertilizers, 2022, 28(10): 1828-1839.
[109] 仲子文, 井永苹, 李彦, 等. 钝化剂对镉污染土壤修复及小油菜吸收镉的影响[J]. 山东农业科学, 2023, 55(11): 157-162.
Zhong Z W, Jing Y P, Li Y, et al. Effects of passivator on remediation of cadmium contaminated soil and cadmium uptake by rape[J]. Shandong Agricultural Sciences, 2023, 55(11): 157-162.
[110] 冯继红, 何季, 吴传美, 等. 复合钝化剂对原位镉污染土壤的钝化效果及其对白菜镉富集的影响[J]. 热带作物学报, 2024, 45(5): 1084-1093.
Feng J H, He J, Wu C M, et al. Effect of composite passivators on in-situ cadmium-contaminated soil and cadmium enrichment in cabbage[J]. Chinese Journal of Tropical Crops, 2024, 45(5): 1084-1093.
[111] 刘会展, 杨学林, 潘攀, 等. 矿物基蚯蚓粪表面特征及其对土壤Cd钝化能力的研究[J]. 农业工程学报, 2023, 39(23): 220-229.
Liu H Z, Yang X L, Pan P, et al. Surface characteristics of vermicompost produced with different mineral addition and its effect on Cd immobilization in soil[J]. Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering, 2023, 39(23): 220-229.
[112] 张丽, 李如霞, 何玉垒, 等. 生物炭与氮肥复施对镉污染水稻土修复效应及机制[J]. 环境科学, 2023, 44(8): 4479-4488.
Zhang L, Li R X, He Y L, et al. Remediation effect and mechanism of biochar in combination with nitrogen fertilizer on Cd-contaminated paddy soil[J]. Environmental Science, 2023, 44(8): 4479-4488.
[113] 曾鹏, 蒋毅, 辜娇峰, 等. 多元复合调理剂对镉砷污染农田土壤微生物群落结构的影响[J]. 中国环境科学, 2021, 41(8): 3740-3748.
Zeng P, Jiang Y, Gu J F, et al. Effects of the multi-composite amendment on soil microbial community structure in Cd and As-contaminated paddy soil[J]. China Environmental Science, 2021, 41(8): 3740-3748.
[114] 贺浪. 硫肥与磷肥施用对水稻土Cd有效性和水稻Cd吸收的影响[D]. 合肥: 安徽农业大学, 2023.
He L. Effects of sulfur fertilizer and phosphorus fertilizer application on availability of Cd in paddy soil and Cd uptake by paddy[D]. Hefei: Anhui Agricultural University, 2023.
[115] 丛源欣. 牛粪与秸秆配施对玉米镉吸收及抗氧化酶活性的影响[D]. 沈阳: 沈阳农业大学, 2019.
Cong Y X. Effects of combined application of cow manure and straw on cadmium uptake and antioxidant enzymatic activities in maize[D]. Shenyang: Shenyang Agricultural University, 2019.
[116] 孙向辉, 蔡寒玉, 赵京, 等. 黏土矿物与磷肥复配对潮土中镉钝化效果及麦苗Cd吸收的影响[J]. 灌溉排水学报, 2020, 39(9): 20-25.
Sun X H, Cai H Y, Zhao J, et al. The Effects of coupling clay and phosphorus fertilization on passivation and uptake of cadmium by wheat seedling in fluvo-aquic soil[J]. Journal of Irrigation and Drainage, 2020, 39(9): 20-25.
[117] 史力争, 陈惠康, 吴川, 等. 赤泥及其复合钝化剂对土壤铅、镉和砷的稳定效应[J]. 中国科学院大学学报, 2018, 35(5): 617-626.
Shi L Z, Chen H K, Wu C, et al. Effects of red mud and the combinations on lead, cadmium, and arsenic availability in contaminated soil[J]. Journal of University of Chinese Academy of Sciences, 2018, 35(5): 617-626.
[118] Hu X F, Huang X R, Zhao H H, et al. Possibility of using modified fly ash and organic fertilizers for remediation of heavy-metal-contaminated soils[J]. Journal of Cleaner Production, 2021, 284. DOI:10.1016/j.jclepro.2020.124713
[119] Qian W, Liang J Y, Zhang W X, et al. A porous biochar supported nanoscale zero-valent iron material highly efficient for the simultaneous remediation of cadmium and lead contaminated soil[J]. Journal of Environmental Sciences, 2022, 113: 231-241.
[120] 王荐, 吴运金, 王梦杰, 等. 凹凸棒石–稻秸复合材料的制备及其对污染土壤中镉钝化效果的研究[J]. 土壤, 2022, 54(4): 802-809.
Wang J, Wu Y J, Wang M J, et al. Preparation of attapulgite-rice straw composite and its effect on passivation of Cd in contaminated soil[J]. Soils, 2022, 54(4): 802-809.
[121] 陶润萍, 张嘉伟, 曹珊, 等. 锌与有机物料配施对水稻吸收转运镉的影响[J]. 中国稻米, 2022, 28(6): 83-88.
Tao R P, Zhang J W, Cao S, et al. Effects of combined application of zinc and organic components on cadmium absorption and transport in rice[J]. China Rice, 2022, 28(6): 83-88.
[122] 杜彩艳, 孙秀梅, 鲁海燕, 等. 不同钝化剂对大白菜产量和吸收Cu、As、Cd、Pb的影响[J]. 西南农业学报, 2023, 36(2): 257-263.
Du C Y, Sun X M, Lu H Y, et al. Effects of different amendments on yield and Cu, As, Cd, Pb uptake by Chinese cabbage[J]. Southwest China Journal of Agricultural Sciences, 2023, 36(2): 257-263.
[123] Ji X W, Wan J, Wang X D, et al. Mixed bacteria-loaded biochar for the immobilization of arsenic, lead, and cadmium in a polluted soil system: effects and mechanisms[J]. Science of the Total Environment, 2022, 811. DOI:10.1016/j.scitotenv.2021.152112
[124] Tang J Y, Zhang L H, Zhang J C, et al. Physicochemical features, metal availability and enzyme activity in heavy metal-polluted soil remediated by biochar and compost[J]. Science of the Total Environment, 2020, 701. DOI:10.1016/j.scitotenv.2019.134751
[125] 代允超, 吕家珑, 曹莹菲, 等. 石灰和有机质对不同性质镉污染土壤中镉有效性的影响[J]. 农业环境科学学报, 2014, 33(3): 514-519.
Dai Y C, Lü J L, Cao Y F, et al. Effects of lime and organic amendments on Cd availability in Cd-contaminated soils with different properties[J]. Journal of Agro-Environment Science, 2014, 33(3): 514-519.
[126] Palansooriya K N, Shaheen S M, Chen S S, et al. Soil amendments for immobilization of potentially toxic elements in contaminated soils: a critical review[J]. Environment International, 2020, 134. DOI:10.1016/j.envint.2019.105046
[127] Guo M X, Song W P, Tian J. Biochar-facilitated soil remediation: mechanisms and efficacy variations[J]. Frontiers in Environmental Science, 2020, 8. DOI:10.3389/fenvs.2020.521512
[128] 陈晨, 李方敏, 杨利, 等. 不同类型生物炭对稻田镉污染修复的机制与应用[J]. 环境化学, 2022, 41(12): 4165-4179.
Chen C, Li F M, Yang L, et al. Mechanism and application of different types of biochar to remediation of Cd contaminated paddy soils: a review[J]. Environmental Chemistry, 2022, 41(12): 4165-4179.
[129] Zhao H H, Huang X R, Liu F H, et al. A two-year field study of using a new material for remediation of cadmium contaminated paddy soil[J]. Environmental Pollution, 2020, 263. DOI:10.1016/j.envpol.2020.114614
[130] 欧阳晴雯, 龙坚, 郝汉驰, 等. 氯基和硫基肥对土壤镉水稻生物有效性的影响[J]. 环境科学, 2023, 44(10): 5737-5745.
Ouyang Q W, Long J, Hao H C, et al. Effects of chlorine-based and sulfur-based fertilizers on rice bioavailability of Cd in soils[J]. Environmental Science, 2023, 44(10): 5737-5745.
[131] 邹星莹. 历史污染土壤镉解吸过程影响因素研究[D]. 武汉: 武汉大学, 2019.
Zou X Y. Influential factors controlling desorption processes of Cd in historically polluted soils[D]. Wuhan: Wuhan University, 2019.
[132] 程通. 不同钝化剂对农田镉污染持续修复效果及镉钝化材料木本泥炭生物炭改性研究[D]. 扬州: 扬州大学, 2023.
Cheng T. Effects of different passivating agents on sustainable remediation of cadmium pollution in farmland and modification of cadmium passivating material woody peat biochar[D]. Yangzhou: Yangzhou University, 2023.
[133] 董爱琴, 陈院华, 杨涛, 等. 紫云英和石灰配施对水稻镉吸收的影响[J]. 浙江农业学报, 2024, 36(3): 600-612.
Dong A Q, Chen Y H, Yang T, et al. Effect of application of lime with Chinese milk vetch on the cadmium uptake in rice[J]. Acta Agriculturae Zhejiangensis, 2024, 36(3): 600-612.
[134] 贾睿琪, 郭子昂, 姚晨, 等. 低磷胁迫对小麦镉吸收的影响[J]. 中国农业科技导报, 2022, 24(8): 154-160.
Jia R Q, Guo Z A, Yao C, et al. Effect of Low phosphorus stress on cadmium uptake in wheat[J]. Journal of Agricultural Science and Technology, 2022, 24(8): 154-160.
[135] 叶佳润, 吴苗苗, 周新元, 等. 木醋液对不同品种小麦富集转运Cd以及根际土壤Cd形态转化的影响[J]. 水土保持学报, 2023, 37(3): 362-368.
Ye J R, Wu M M, Zhou X Y, et al. Effects of wood vinegar on accumulation and transport of Cd in different wheat cultivars and transformation of Cd forms in rhizosphere soil[J]. Journal of Soil and Water Conservation, 2023, 37(3): 362-368.
[136] 罗盼军, 马倩倩, 武均, 等. 生物炭与叶面硒肥联合施用对生菜吸收镉及土壤镉形态的影响[J]. 土壤通报, 2022, 53(4): 956-964.
Luo P J, Ma Q Q, Wu J, et al. Effects of combined application of biochar and foliar selenium spray on Cd uptake by lettuce and Cd forms in soil[J]. Chinese Journal of Soil Science, 2022, 53(4): 956-964.
[137] 宋子腾, 左继超, 胡红青. 柠檬酸与磷共存对土壤吸附镉的影响[J]. 环境科学, 2021, 42(3): 1152-1157.
Song Z T, Zuo J C, Hu H Q. Effect of citric acid and phosphorus coexistence on cadmium adsorption by soil[J]. Environmental Science, 2021, 42(3): 1152-1157.
[138] 曾东梅. 有机-无机复合稳定剂对土壤重金属稳定化处理的研究[D]. 南宁: 广西大学, 2015.
Zeng D M. Research on the stabilization treatment of heavy metal contaminated soil by organic-inorganic integration amendments[D]. Nanning: Guangxi University, 2015.
[139] 李畅, 曾鹏, 杨文, 等. 淹水灌溉协同钝化剂对水稻Cd吸收和积累的影响[J]. 农业环境科学学报, 2024, 43(3): 535-542.
Li C, Zeng P, Yang W, et al. Effects of flooding irrigation combined with passivators on Cd uptake and accumulation in rice[J]. Journal of Agro-Environment Science, 2024, 43(3): 535-542.
[140] 梁韵, 侯孟彬, 张维, 等. 胶体态及溶解态有机质对土壤镉吸附的影响[J]. 农业环境科学学报, 2023, 42(6): 1285-1293.
Liang Y, Hou M B, Zhang W, et al. Effects of colloidal and dissolved organic matters on Cd adsorption in soil[J]. Journal of Agro-Environment Science, 2023, 42(6): 1285-1293.
[141] Thawornchaisit U, Polprasert C. Evaluation of phosphate fertilizers for the stabilization of cadmium in highly contaminated soils[J]. Journal of Hazardous Materials, 2009, 165(1-3): 1109-1113.
[142] 于冰冰, 颜湘华, 王兴润, 等. 不同材料对铅锌冶炼渣中Zn、Cd和As的稳定化效应[J]. 环境工程, 2020, 38(8): 222-228, 254.
Yu B B, Yan X H, Wang X R, et al. Effect of different immobilizing materials on Zn, Cd and As in lead-zinc smelting slags[J]. Environmental Engineering, 2020, 38(8): 222-228, 254.
[143] 周雪萍, 简桂宏, 程细江, 等. 珠三角典型重金属污染农田土壤调理剂筛选田间试验研究[J]. 农业环境科学学报, 2024, 43(9): 1969-1978.
Zhou X P, Jian G H, Cheng X J, et al. Field screening experiments of soil conditioners for typical heavy metal-polluted farmland in Pearl River Delta[J]. Journal of Agro-Environment Science, 2024, 43(9): 1969-1978.