不同农艺措施对黑麦草、地肤、遏蓝菜修复Cd污染土壤的影响

孔志军

摘要：本文主要分析了不同农艺措施对黑麦草、地肤、遏蓝菜修复Cd污染土壤的影响，发现将一定比例的牛粪和秸秆加入到土壤中可以提高黑麦草、地肤、遏蓝菜吸收土壤Cd的能力。如下表述。

关键词：农艺措施;黑麦草;地肤;遏蓝菜;土壤;Cd污染

农业生产采取的作业模式对土壤环境会带来或多或少的污染。如今土壤污染已经发展成全球性的问题。其中Cd作为一种重金属，会对土壤带来严重毒性。并且植物根系吸收的Cd也可以进入果实和种子，这些果实和种子被人们食用将影响人体健康。以下是本文分析的不同农艺措施对黑麥草、地肤、遏蓝菜修复Cd污染土壤的影响。

1  Cd污染的危害分析

镉作为一种金属，它的沸点和熔点分别是765℃、320.9℃，8.642为镉的相对密度。具有延展性和韧性是金属镉的物理性质。潮湿的环境中金属镉容易被氧化，氧化后的金属镉原有的银白色光泽会失去，对金属镉加热时表面会出现一层氧化物，此种氧化物颜色为棕色。镉在高温条件下与卤素会发生激烈反应，反应后生成物为卤化镉。镉直接化合硫生成硫化镉。金属镉的化学性质是不溶于碱，但是溶于酸。氧化镉的溶解度和氢氧化镉的溶解度都不大，以上两种物质均溶于酸。镉形成的配离子主要有Cd（NH3）、Cd（CN）、CdCl等。金属镉毒性较高，如果空气和食物被镉污染，一旦进入人体直接会影响身体健康。“痛痛病”是金属镉中毒后的常见症状。Cd污染导致的中毒有急慢性之分，中毒后有毒物质最先侵袭患者呼吸道，接着会侵袭患者肝脏、肾脏，出现不同程度的肝肾等临床反应。人体中的金属镉并不是必必需的，外界中的金属镉进入人体的路径主要是空气、水源、食物。进入人体的镉逐渐积累下来，可以严重影响人类身体健康。消化道内吸收的金属镉，其吸收率与镉化合物摄入量、镉化合物种类等有关。此外，当人体摄入的钙、铁摄入量较低时，金属镉吸收率会增加。当人体摄入锌时，金属镉吸收率会降低。血液中的金属镉与红细胞结合。肝脏和肾脏是体内贮存镉的两大器官，两者所含的镉约占体内镉总量的60%。据估计，40～60岁的正常人，体内含镉总量约30mg，其中10mg存于肾，4mg存于肝，其余分布于肺、胰、甲状腺、睾丸、毛发等处。沉积在人体器官组织中的镉，因污染程度和所在地区的不同，其含量也不一样。并且金属镉中毒的严重程度与年龄密切相关，年龄越高中毒反应越严重。中毒早期表现咽痛﹑咳嗽﹑胸闷﹑气短﹑头晕﹑恶心﹑全身酸痛、无力、发热等症状，严重者可出现中毒性肺水肿或化学性肺炎，有明显的呼吸困难、胸痛、咯大量泡沫血色痰，可因急性呼吸衰竭而死亡。用镀镉的器皿调制或存放酸性食物或饮料，饮食中可以含镉，误食后也可引起急性镉中毒。潜伏期短，通常经10～20min后，即可发生恶心、呕吐、腹痛、腹泻等症状。严重者伴有眩晕、大汗、虚脱、上肢感觉迟钝、甚至出现抽搐﹑休克。一般需经3-5天才可恢复。长时间吸入金属镉可以出现慢性中毒反应，有毒物质慢慢积累会损害人体肾脏，患者会出现蛋白尿。但是慢性金属镉中毒的患者肾小球滤过功能尽管正常，但是但肾小管的回收功能却慢慢变得不正常。长期在镉环境下工作的人员，也会出现贫血、肺气肿等不适，但以上症状是否直接与金属镉有关，依然得不到证实。此外，国外报道氧化镉也会增加男性前列腺癌致病率。

人体吸入大量的氧化镉烟雾，会出现急性中毒反应，针对氧化镉烟雾导致的急性中毒需要积极预防患者出现肺水肿。需要将患者及从中毒环境中撤离出来，让患者仰卧休息、保持安静、吸入氧气，确认患者呼吸道畅通后可雾化吸入10%硅酮，该药物可以将肺部泡沫消除，早期定量使用肾上腺皮质激素起到降低毛细血管通透性的作用。补液量要严格限制。及早使用抗生素避免诱发严重感染，急性食入性镉中毒则要大量补液，对症治疗缓解患者不适症状。

2  材料与方法

2.1  材料

本次研究所需的供试土壤、牛粪、淤泥秸秆均来自某试验农场，灰漠土是试验土壤的主要类型。风干预处理土壤，将风干后的土壤打碎，过尼龙筛，尼龙筛的孔径为2mm。随后使用提前配制好的氯化铬溶液喷洒在土壤上风干备用。Cd含量为500mg6·kg-1.牛粪和秸秆也要进行风干、粉碎、过尼龙筛处理。

2.2  试验方法

牛粪添加试验：土壤和牛粪的比例分别为5：2、5：3、CK。秸秆添加试验：土壤和秸秆比例与土壤与牛粪的比例设置一致。温室条件下进行盆栽模拟实验，将黑麦草、地肤、遏蓝菜种子分别均匀撒播在花盆中。温度、湿度分别如下设置，35～41℃、42%～48%，40d后结束试验。

2.3  采集样品并分析

结束试验后将全部花盆中的黑麦草、地肤、遏蓝菜按照地上、地下部位的不同分开采集，并进行清洗、烘干和粉碎处理。预处理之后取样0.2g，将样品放在消煮管中，将3mLHNO3加入到消煮管中，之后将消煮管放进红外消煮炉中，温度设置在220℃，时间设置在4～5h，直到样品澄清。消煮完毕后对其冷却处理到室温，之后放进容量瓶中，容量瓶规格为50ml。采集土壤样品时按照非根际和根际采集方式。预处理土壤将干样0.2g放进消煮管中，消煮管规格为100ml。并将王水、HClO4一次加入，加入剂量分别为1ml。随后进行加热处理直到完全消化，然后将其冷却到室温，Cd含量测定中采用石墨炉原子吸收法。

3  结果

3.1  牛粪施用比例的不同对黑麦草、地肤、遏蓝菜土壤体系中Cd迁移的影响

有机肥在农业生产中较为常见，有机肥可以提高土壤肥力。本次研究中设定了不同比例的牛粪与土壤，分析牛粪施用比例的不同对黑麦草、地肤、遏蓝菜土壤体系中Cd迁移的影响。结果发现牛粪与土壤比例为5：2时，土壤中CD迁移从小到大依次是根际土、非根际土、地下部分、地上部分。在牛粪与土壤比例为5：3时土壤中Cd迁移从小到大依次是地下部分、根际土、非根际土、地上部分。本次研究可以证实将一定比例的牛粪加入到土壤中可以促使Cd从非根际向根际土壤迁移，且牛粪与土壤比例的不同土壤中Cd迁移方向也不一样。当两者比例为5：2时土壤中Cd含量呈现出增加趋势，当两者比例为5：3时土壤中Cd含量没有变化。Cd的毒性很大，可以对植物产生较大伤害。土壤中Cd含量为3～10mg·kg-1时就可以对植物产生较大伤害。因此土壤与牛粪的比例为5：2时可以促使植物中的Cd向土壤中转移。经过反复几次转移后对Cd污染可以起到很好的修复效果。