钝化剂对镉铅污染土壤修复效果研究

黄美珍 张宇豪 林童

摘要要：【目的】农田土壤重金属污染问题是农产品安全的隐患，以镉铅污染土壤为试验地，探究镉铅污染土壤上农产品安全利用的有效钝化措施，为镉铅污染土壤安全利用提供切实有效的方法。【方法】通过对镉铅污染土壤撒施碱性钝化剂石灰石粉，施用量为0.3 kg/m2，检测石灰石粉施用前后土壤pH值、重金属有效态，测定施用后采收的上海青茎叶的重金属含量，分析石灰石粉钝化措施效果。【结果】实施石灰石粉处理后，镉铅污染土壤的pH值升高0.2，有效镉含量降低0.04 mg/kg、有效铅含量降低1.38 mg/kg，产出的农产品可食用部位重金属含量均低于国家标准的污染限量值。【结论】0.3 kg/m2石灰石粉钝化处理能够实现镉铅污染土壤的有效镉、有效铅钝化，处理后的土壤能够实现农产品安全生产。

关键词：钝化剂；镉铅污染；耕地安全利用

中图分类号：S661.2                       文献标识码：A                      文章編号：2095-5774（2023）06-0432-05

Study on Remediation Effect of Passivation Agent on Cd-Pb Polluted Soil

Huang Meizhen1，Zhang Yuhao2，Lin Tong2

（1 Licheng District Agriculture，Rural，Water Conservancy and Fishery Comprehensive Service center，Quanzhou ，Fujian 362000，China;

2 China Certification & Inspection Group Fujian Co.，LTD，Fuzhou，Fujian 350015，China）

Abstract： 【Objective】Heavy metal pollution in farmland is a hidden danger to the safety of agricultural products. Using Cd-Pb polluted soil as the experimental site，this study explores effective passivation measures for the safe utilization of agricultural products in Cd-Pb polluted soil，providing practical and effective methods for the safe utilization of Cd-Pb polluted soil.【Method】By spreading 0.3 kg/m2 limestone powder as alkaline passivation agent in Cd-Pb polluted soil，the soil pH value and available heavy metal status before and after the application of limestone powder were detected，and the heavy metal content in the stems and leaves of Brassica rapa leaves after application was measured to evaluate the effectiveness of limestone powder passivation measures. 【Result】 After the application of limestone powder，the pH value of Cd-Pb polluted soil increased by 0.2，the available Cd content decreased by 0.04 mg/kg，and the available Pb content decreased by 1.38 mg/kg. The heavy metal content in the edible parts of the produced agricultural products was lower than the pollution limit value of GB 2726-2022 standard. 【Conclusion】Limestone powder passivation  treatment can achieve available Cd and Pb passivation in Cd-Pb polluted soil，and the passivated soil can achieve safe production of agricultural products.

Key words：Passivato；Cd-Pb pollution；Safe use of cultivated land

土壤是人类赖以生存的重要基础，但随着工业化进程，土壤受到了不同程度的污染，尤其是土壤重金属的积累严重危害到人类的健康，土壤重金属治理是农业安全生产研究的重点与热点［1-5］。2005年我国开展了首次全国土壤污染状况调查，结果显示土壤总的超标率为16.1%，其中镉点位超标率达到7.0%，铅点位超标率1.5%［6］。土壤重金属通常与其它物质以结合态存在，在一定条件下转变为游离态，这部分游离态重金属称为有效态重金属，土壤有效态重金属含量升高，直接造成食用农产品富集重金属增多，所以土壤重金属治理迫在眉睫［7-9］。

福建省位于中国东南沿海，土壤类型以红壤为主，多呈酸性，存在多种土壤重金属污染，其中镉、铅污染较为突出，目前国内已有多种污染治理先例［10-13］，应对镉、铅最常见的方法是施用碱性钝化剂，通过络合等方式降低重金属在土壤环境和作物间的迁移，然而酸性土壤的镉铅复合污染治理还较少报道［14，15］。本研究以福建省泉州市安全利用类镉铅复合污染土壤为供试土壤，探究碱性钝化剂处理在镉铅污染的安全利用类土壤治理成效，寻求农产品安全生产行之有效的办法。

1  材料与方法

1.1试验地概况

试验地点位于福建省泉州市鲤城区，属亚热带海洋性季风气候，年平均气温19.5～21.0℃，夏季月平均气温达26～29℃，冬季9～13℃。试验区面积667 m2，平整旱地，种植作物为上海青蔬菜，试验土壤肥力均匀，pH值6.0，全铅含量86.22 mg/kg，全镉含量0.58 mg/kg，土壤污染类别为安全利用类镉铅复合污染。

1.2 试验方法

供试石灰石粉的pH值8.64、氧化钙含量55.4%、砷含量0.03 mg/kg、汞含量0.01 mg/kg、鉛含量7.70 mg/kg、铬含量3.20 mg/kg、镉含量

0.32 mg/kg。根据《轻中度污染耕地安全利用与治理修复推荐技术名录（2019年版）》技术方法，选用碱性钝化剂石灰石粉对受污染土壤进行原位钝化的土壤改良，施用量为0.3 kg/m2。

1.3 样品采集、检测和评估

1.3.1布点采样方法

采用网格法布点（系统布点），在试验区设置10个监测点位，钝化剂施用前在网格内采用双对角线五点法采集表层（0～20 cm）土壤样品。采样时先用不锈钢铲挖掘，再用竹刀切去与不锈钢铲直接接触的部分，采集的样品混合形成混合样品装入自封袋中，每份样品总量500 g。2023年6月对试验地土壤施用钝化剂，待石灰石粉与土壤充分混合后种植上海青，8月末上海青完全成熟时，用五点取样法在预设点位上采集表层土壤混合样500 g，同点位采集作物可食用部分，即上海青的地上部茎叶部分。

1.3.2检测方法

根据《NY/T 1121.2-2006土壤检测》测定土壤pH值，据《HJ 804-2016土壤8种有效态元素的测定》测定土壤的有效镉、有效铅含量；据《GB5009.268-2016食品安全国家标准 食品中多元素的测定》测定上海青茎叶的有效镉、有效铅含量。

1.3.3评价分析方法

参考《DB35/T 1836-2019耕地地力提升与保持技术规范》评价监测区域土壤的酸碱度。耕层土壤酸碱度分级指标依据表1。

监测区域的土壤重金属污染评价，参照《GB15618-2018土壤环境质量农用地土壤污染风险管控标准（试行）》的土壤风险筛选值（表2），及《DB35/T 859-2016 农产品产地土壤重金属污染程度的分级》的污染分级指标（表3），鉴定监测区域土壤重金属污染情况。

农产品效果评估，以《GB 2762-2022 食品安全国家标准   食品中污染物限量》为农产品中重金属含量的限量标准。根据上海青茎叶部分的镉、铅含量测定值，计算生物富集系数，以评价环境中某种物质在生物体内富集程度。富集系数（BCF）=植物重金属含量/土壤重金属含量。

2  结果与分析

2.1 钝化剂对土壤pH值和重金属含量的影响

土壤施用钝化剂石灰石粉前后，监测区土壤pH值检测结果如图1。石灰石粉施用前，pH值为5.53～6.56，平均6.0，点位A6为中性，其余9个点位均为弱酸性。石灰石粉施用后，pH值为5.57～6.78，平均6.2，点位A5、A6、A7、A9为中性，其余6个点位为弱酸性。土壤pH值平均升高0.2，改良后土壤pH值更适合多数旱作蔬菜生长。

如图2所示，实施前土壤有效镉含量范围为0.03～0.28 mg/kg，平均0.19 mg/kg，有3个点位有效镉含量低于重金属污染安全值，A4～A10等7个点位超过安全值，没有检出超过污染限制值的土壤点位；实施后土壤有效镉含量0.01～0.32 mg/kg，平均0.15 mg/kg，较实施前降低0.04 mg/kg，有6个点位低于安全值，超过安全值的有4个（A7～A10），无超过限制值的；多数点位有效镉含量表现为降低，但点位A9、A10有效镉含量升高。

土壤有效铅含量在施用钝化剂前为1.32～9.53 mg/kg，平均5.85 mg/kg；实施后0.98～7.98 mg/kg，平均4.48 mg/kg，较实施前平均降低1.38 mg/kg，所有点位有效铅含量均低于安全值（见图3）。

2.2 钝化剂对农产品重金属含量的影响

农产品效果评估样品检测结果如图4所示，所有采集的农产品（上海青茎叶部分）镉含量0.002 ～0.023 mg/kg，铅含量均未检出（以检出限一半计）。所有采集的样品中重金属镉铅含量均低于《GB 2762-2022 食品安全国家标准   食品中污染物限量》，样品超标率为0%。

2.3 钝化剂对生物富集系数的影响

生物富集系数可以体现作物的土壤重金属吸附程度，由表4可知，试验区上海青镉的生物富集系数在0.002 8～0.093 5，铅的生物富集系数仅0.000 1或0.000 2，所有点位镉铅积累程度都较低。

3  结论与讨论

石灰石粉钝化措施在蔬菜种植田块对镉、铅污染的治理均有较好的成效，能够有效降低安全利用类镉铅复合污染土壤的有效镉、有效铅含量。在施用石灰石粉0.3 kg/m2后，酸度明显降低，尤其是弱酸性土壤改良成效显著，pH值平均升高了0.2，也有效降低了重金属镉、铅的有效态。

经石灰石粉钝化处理后，监测区多数点位有效镉含量表现为降低，高于污染安全值的土壤点位由7个降为4个；钝化处理后有效铅含量明显低于处理前。仅点位A9、A10的有效镉含量表现为升高，可能是人工施用石灰石粉撒施不均或翻地不匀导致。

石灰石粉钝化处理后，土壤有效镉、有效铅降低，种植的农产品能从土壤吸附的镉、铅较少，效果评估农产品未出现镉、铅超标现象，石灰石粉钝化措施能够实现该地区农产品安全生产。

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（责任编辑：冯新）