最新一年:10篇腐植酸治理镉污染土壤文献研究成果显著
近年来,党中央、国务院高度重视土壤污染源头防控工作,构建起“顶层设计-政策协同-行动落地”的全链条防控体系。2024年作为土壤污染防治战略转型关键节点,从中央政策纲领到多部委联合行动,均明确指向同一核心路径:推动土壤污染防治从传统末端治理向源头防控的根本性转变。
——2024年1月11日,《中共中央 国务院印发关于全面推进美丽中国建设的意见》,明确要求“开展土壤污染源头防控行动,严防新增污染,逐步解决长期积累的土壤和地下水严重污染问题。强化优先保护类耕地保护,扎实推进受污染耕地安全利用和风险管控,分阶段推进农用地土壤重金属污染溯源和整治全覆盖。”
——2024年3月5日,国务院总理李强在《政府工作报告》中介绍2024年政府工作任务时,明确要求“统筹水资源、水环境、水生态治理,加强土壤污染源头防控。”
——2024年11月7日,生态环境部、国家发展和改革委员会、工业和信息化部、财政部、自然资源部、住房和城乡建设部、农业农村部等七部委联合发布的《土壤污染源头防控行动计划》(环土壤〔2024〕80号),明确要求“从源头上减少土壤污染和受污染土壤的环境影响,全面管控土壤污染风险,促进土壤健康和永续利用。”
镉作为毒性最强的重金属污染物之一,在土壤中具有高迁移性和生物累积性。腐植酸凭借其独特的理化性质,在镉污染土壤治理中效果显著,成为绿色治理技术体系的核心组成部分。现分享最新一年(2024-2025)腐植酸治理镉污染土壤10篇文献研究成果,以期为腐植酸、腐植酸肥料更好地服务土壤污染治理、粮食安全和生态安全提供参考。
1. 贾彪研究了钝化剂对土壤镉有效性及小麦镉积累的影响机制。结果表明,不同钝化剂对土壤Cd含量及有效性影响显著(p<0.05),腐植酸(HA)、巯基修饰坡缕石(Pa)和钝镉剂(DG)能够显著降低土壤Cd含量并降低其有效性。HA和Pa处理降低土壤全Cd含量效果最优,2022年和2023年降幅分别为19.2%~41.4%和23.0%~29.6%;钝化剂处理显著降低土壤有效态Cd含量,其中DG效果最佳,两年降幅均高于50.0%;2022年,BC和DG处理的交换态Cd较CK分别降低62.2%和30.6%;非活跃态Cd中有机结合态Cd变化显著,2023年除Mn外,其余各处理较CK均降低了交换态Cd含量,其中HA降幅最大为77.8%;DG处理的残渣态Cd降幅最大为66.9%;Pa处理下的碳酸盐结合态Cd较CK增加72.0%;BC、HA处理下的有机结合态Cd较CK增加34.5%、41.3%。[来源:内蒙古农业大学硕士学位论文,2024]
2. 孙国怀研究了生物炭、腐植酸复配对镉污染土壤及小麦根系代谢物的调节作用。BH2(0.5%生物炭+0.5%腐植酸)处理组可有效缓解土壤中重金属Cd对农作物小麦的胁迫作用,促进小麦生长。BC和HA复配处理能明显降低土壤中有效态Cd(DTPA-Cd)含量,将土壤中酸可溶态Cd逐步转化为稳定的残渣态和还原态,并在HA添加比例较高的情况下效果更佳。BH2显著降低了小麦对于土壤中重金属Cd的富集能力,降低了Cd的迁移能力,有效提高了小麦单位面积产量,每亩可达364.5kg,相较空白处理提高了77.6%。[来源:兰州大学硕士学位论文,2024]
3. 姜德才同步比较了7种常见钝化剂对镉(Cd)和砷(As)的钝化率,结合土壤理化性质测定,探讨了钝化效率与土壤性质之间的关系。结果表明,供试7种常见钝化剂中,氧化钙、有机肥、硅钙镁肥、腐植酸以及羟基磷灰石对于紫色土Cd具有显著钝化效果;三氧化二铁、硅钙镁肥、羟基磷灰石和腐植酸对于As具有钝化效果,仅有硅钙镁肥、羟基磷灰石和腐植酸这3种钝化剂对于Cd和As同时具有钝化效果。决定特定钝化剂钝化效率的关键土壤性质因子存在很大差异:土壤有机质、黏粒含量和全钾与供试钝化剂对土壤Cd的钝化率呈显著正相关;土壤pH、游离氧化铁、游离氧化锰和全磷与之呈显著负相关;土壤CEC,游离氧化锰和土壤全As与供试钝化剂对As的钝化率呈显著正相关;土壤黏粒含量与之呈显著负相关。研究建立了钝化剂Cd和As钝化效率与紫色土土壤性质和污染特征的最优多元线性回归模型,模型定量反映了重金属钝化效率与土壤性质的关系,可据此预测和优选适配不同土壤性质的高效钝化剂,为区域受污染耕地安全利用提供科学依据。[来源:西南大学硕士学位论文,2024]
4. 岳皓钰研究了腐植酸-羟基磷灰石在Cd污染农田中的修复作用及小麦生物学响应机制。大田试验表明,HA-HAP复配比例为1:1时,钝化剂对农田土壤理化性质有明显的改善作用,可显著降低土壤中Cd的迁移能力和生物可利用性。至小麦成熟时,土壤中不稳定的弱酸提取态比CK处理组降低了27%。Cd的二乙烯三胺五乙酸(DTPA)浸出浓度显著下降,小麦成熟时HA-HAP复配比例为1:1的处理组与CK处理组相比下降了23.93%。同时,小麦根系、杆部、籽粒中的Cd含量均明显减少,这说明该比例复配钝化剂可充分缓解小麦Cd胁迫压力。[来源:兰州大学硕士学位论文,2024]
5. 黄鹏等人采用吸附络合-液相还原法制备了一种nZVI@HA材料,同时开展水稻盆栽实验,比较研究了nZVI@HA、纳米零价铁(nZVI)、腐植酸(HA)及nZVI与HA联合处理对Cd污染修复过程中水稻产量、籽粒中Cd含量及籽粒代谢物质组成的影响。结果表明:3组含Fe0处理均可提升水稻产量、降低水稻籽粒Cd的赋存水平。尤其是在nZVI@HA作用下,水稻产量显著提升至空白组的188%、籽粒Cd含量降至0.155mg/kg,低于我国大米Cd限量标准(0.2mg/kg,GB2762—2022)。代谢组学分析显示,各含Fe0处理均可显著促进水稻籽粒倍他林生物合成及精氨酸和脯氨酸代谢(P<0.05且VIP>1);同时Cd污染修复过程中,水稻籽粒还可通过丙氨酸、天冬氨酸和谷氨酸代谢,核苷酸代谢,甘氨酸、丝氨酸和苏氨酸代谢,及甘油磷脂代谢特异性响应nZVI@HA处理。研究表明,nZVI@HA可特异性作用于水稻籽粒代谢过程,提升水稻抗性及产量。[来源:《农业环境科学学报》,2024,43(4):732~740]
6. 何明江等人基于农田土壤重金属污染外部来源途径的识别结果,以四川南部宜宾市筠连县部分乡镇为研究区域,监测该区域内大气沉降、肥料使用、灌溉水及底泥中重金属含量从而计算不同途径的农田土壤重金属输入通量,并选择具有代表性的JL镇利用大田试验开展钝化剂、重金属镉低积累蔬菜和水稻品种筛选。结果表明:2019—2020年研究区域农田土壤中汞、砷、铅和锌的主要输入途径为大气沉降,所占比例分别为99.99%、75.88%、90.57%和84.82%;镉、铬和镍的主要输入途径为肥料,所占比例均为100.00%;铜的主要输入途径为灌溉水,所占比例为93.66%。JL镇镉污染农田土壤中施用铁锰肥钝化剂(硫酸亚铁750kg/hm2+硫酸锰75kg/hm2)对降低水稻籽粒中镉的效果最佳,归因于土壤微量元素的补充对肥力的改善作用,而钝化剂复配(3000kg/hm2)处理下水稻籽粒中镉含量最高。镉低积累蔬菜和水稻品种筛选结果表明九斤萝卜和川康优6276是该地区最适宜种植的蔬菜和水稻品种,收获后可食用部分重金属镉含量均符合食品安全国家标准。结论在研究区域除应选用符合国家标准的肥料并注意防控大气沉降污染外,同时建议推广使用铁锰肥、腐植酸和磷肥钝化材料,并种植九斤萝卜蔬菜和川康优6276水稻品种以保障农产品质量安全。[来源:《西南农业学报》,2024,37(6):1340~1348]
7. 张传奇等人探索了矿源黄腐酸钾作为水稻叶面阻控剂在水稻降镉方面的应用潜力。结果表明,大田环境中,矿源黄腐酸钾可降低镉胁迫下水稻籽粒44%~52%的镉生物富集系数(BCF);盆栽试验中,处理组镉的土壤-根部生物转移系数(BTF)比空白组低14.3%,而两者的根部-茎叶和茎叶-籽粒的镉生物转移系数均无显著差异,这表明矿源黄腐酸钾被叶面吸收后,在降镉方面的作用主要体现为抑制水稻根部对镉的吸收能力,而对镉由根际至茎叶及籽粒的转移过程无显著影响。[来源:《种子科技》,2024,42(11):9~11]
8. 苏瑶等人针对镉(Cd)污染农田开展叶面阻控剂应用研究,探究了2种不同组分叶面阻控剂[含锌(0.4g/L)、腐植酸(30g/L)和/或水溶硅(0.1g/L)、钾盐(15.0%)等不同组分]对小麦生产的影响。研究采用大田试验设计,设置6个喷施处理组:分别于小麦拔节初期(T1)、抽穗初期(T2)、灌浆初期(T3)单期喷施,以及拔节 + 抽穗期(T4)、抽穗 + 灌浆期(T5)、拔节 + 抽穗 + 灌浆期(T6)联合喷施,以未喷施组(CK)为对照。结果表明:(1)增产效应:喷施含锌、腐植酸和水溶硅的阻控剂(3L/hm2)后,小麦增产幅度达6.1%~47.2%,增产排序为 T6>T1>T4>T2>T5>T3,其中 T6 处理产量显著高于 CK、T2、T3 和 T5 组;喷施含水溶硅与钾盐的阻控剂(3L/hm2)增产5.4%~19.9%,但各处理间无显著差异。(2)降镉效果:T4、T5、T6 处理通过促进小麦对土壤锌的吸收,降低籽粒 Cd 富集系数与地上部转运系数,使籽粒Cd含量降至 0.08~0.12mg/kg,降镉率达83.3%~89.5%;其中T4、T6 处理籽粒Cd含量为0.1mg/kg,符合国家小麦安全生产标准。(3)土壤影响:2种阻控剂对土壤 pH、全 Cd 及有效态 Cd 含量影响较小。 综上,在小麦拔节初期、抽穗初期和灌浆初期联合喷施含锌、腐植酸和水溶硅的叶面阻控剂能有效实现小麦安全生产和增产增收。[来源:《农业环境科学学报》,2025]
9. 潘少兵等人以南方不同pH红壤为研究土壤,以不同添加量(0、0.2%、0.4%、0.6%、0.8%)的腐植酸钾为钝化剂,进行旱稻盆栽试验,探究腐植酸钾对不同酸度红壤Cd污染的稳定作用与机制。结果表明:添加腐植酸钾后,未酸化和酸化土壤及土壤溶液的pH、土壤有机质质量分数和土壤溶液溶解性有机碳质量浓度均不同程度地升高,且升高幅度与其添加量成正比;与对照相比,酸化与未酸化土壤添加0.8%腐植酸钾后,土壤交换态Cd质量摩尔浓度分别降低了30%和20%,碳酸盐结合态Cd质量摩尔浓度分别降低了21%和增加了3%,铁锰氧化物结合态Cd质量摩尔浓度分别增加了14%和39%,有机结合态Cd质量摩尔浓度分别增加了26%和320%,土壤溶液Cd2+浓度分别降低了89%和95%,Cd–OM占比分别增加了33个百分点和48个百分点,稻米Cd质量分数分别降低了39%和35%。由此可见,添加腐植酸钾提高了土壤和土壤溶液的pH和有机质含量,导致土壤交换态Cd和碳酸盐结合态Cd向更稳定的铁锰氧化物结合态和有机结合态转化,并促进了土壤溶液有机结合态Cd的形成及土壤溶液Cd向有机结合态Cd等稳定态Cd转化,从而降低了土壤溶液中毒性Cd的浓度,最终降低了稻米中Cd质量分数。另外,腐植酸钾因具有较强的酸中和能力,其在低pH的土壤中效果更好。 [来源:《湖南农业大学学报(自然科学版)》,2025,51(2):60~67]
10. 焦仕雨等人利用腐植酸、粉煤灰、磷酸二氢钙3种钝化剂复配对铅(Pb)、镉(Cd)污染土壤进行钝化修复,并探究不同钝化剂施加方式的钝化效果。结果表明,优化施加方式能有效提高Pb、Cd污染土壤的钝化修复效果,轻度(Pb1000mg/kg,Cd2mg/kg)和中度(Pb2000mg/kg,Cd4mg/kg)污染土壤先添加磷酸二氢钙和腐植酸养护3周,再添加粉煤灰养护1周钝化修复效果最好,重度(Pb3000mg/kg,Cd6mg/kg)污染土壤先添加磷酸二氢钙和腐植酸养护1周,再添加粉煤灰养护3周钝化修复效果最佳。最佳施加方式还可以减少土壤酸化程度,并提高土壤有效磷含量。3种钝化剂复配施加的作用机理主要是通过离子交换与沉淀作用让重金属离子形成稳定的沉淀物,并生成致密光滑的涂层包裹住土壤颗粒,从而降低重金属离子的活性,达到钝化重金属的目的。 [来源:《环境污染与防治》,2025,47(3):54~58,66]
(中腐协秘书处 供稿)