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土壤环境是人类赖以生存的自然环境和农业生产的重要载体,随着人类活动的加剧和城市规模的扩大,土壤污染越来越严重,我国受镉、砷、铬、铅等金属污染的耕地面积达到2000万公顷,约占总耕地面积的1/5,尤其是镉(Cd)污染形势最为严峻,2014年4月全国土壤污染状况的调查公报指出Cd的点位超标率达7.0%,居各无机污染物之首位。Cd是生物毒性最强的重金属元素之一,其在土壤中的化学活性强,毒性持久,易经由食物链富集到人体内,危害人体健康,Cd污染农田土壤若不能得到及时、有效的治理,将对环境和生物造成持久、深远的影响。因此,及时采取合理措施对其进行修复与治理极其必要。本文针对广西黄壤、江西红壤、江苏棕壤三种性质重金属污染土壤,选取CaSi03、Ca(H2P04)2、CaCO3、Na2S四种常用钝化材料,研究不同钝化材料对三种重金属污染农田土壤Cd的钝化效果,并通过小麦盆栽实验,研究不同钝化剂对Cd污染农田土壤的Cd生物有效性影响,筛选出经济高效、环境友好的高效钝化剂,主要结论如下:(1)广西黄壤、江西红壤、江苏棕壤分别添加CaSiO3、Ca(H2P04)2、CaCO3和Na2S四种钝化剂后,土壤pH值均发生不同程度的变化,均在添加Ca(H2P04)2时pH值减小,在添加其余三种化学稳定剂后pH值不同程度增大。江苏棕壤添加20‰的Na2S时pH值达到最高,约为10.53,呈强碱性:江西红壤添加20‰Ca(H2P04)2时pH值达到最低值,约为5.66,呈弱酸性。三种土壤分别添加四种钝化剂后,有机质含量变化相似,添加CaSi03、CaC03、Na2S时土壤有机质含量减少,添加Ca(H2PO4)2时土壤有机质含量增加。有机质在江西红壤添加20‰Ca(H2P04)2时达到最大,约为19.23 g/kg,在江苏棕壤添加20‰Na2S时达到最低值约为8.29 g/kg.。(2)广西黄壤、江西红壤、江苏棕壤分别添加CaSiO3、Ca(H2P04)2、CaCO3和Na2S四种钝化剂后,土壤Cd有效态含量在总体上均呈下降态势。对三种土壤而言,添加200‰Na2S对土壤的钝化均表现为最好,广西黄壤、江西红壤和江苏棕壤的Cd有效态含量分别降低了 16.96%、效果12.16%和 12.71%;200‰Ca(H2PO4)2 次之,分别降低了 16.12%、11.11%和12.32%;CaSi03和CaCO3对三种土壤的钝化效果相似,均不及Na2S和Ca(H2PO4)2。三种土壤钝化后Cd的形态变化情况存在差异,广西黄壤和江西红壤的可交换态、可还原态以及可氧化态含量均减少,残渣态含量上升,而江苏棕壤则为可交换态、可还原态含量减少,可氧化态和残渣态含量增加。黄壤和红壤在四种钝化剂添加量为20‰时,可交换态、可还原态和可氧化态含量达到最低,残渣态含量最高。棕壤在四种钝化剂添加量为20‰时可交换态、可氧化态含量最低,可还原态和残渣态含量最高。对于三种土壤而言,Na2S对Cd各形态的含量均影响最大,20‰Na2S添加条件下,黄壤、红壤、棕壤可交换态Cd含量分别降低29.54%、21.61%、33.02%,可还原态含量分别降低30%、22%、60%,黄壤和红壤可氧化态含量分别减少6.4%、26%。江苏棕壤可氧化态含量增加67%。四种钝化剂在三种土壤的钝化效果均为Na2S最佳,Ca(H2P04)2效果次之,CaC03和CaSi03最差。(3)钝化剂对江苏粽壤Cd污染农田的Cd生物有效性影响研究表明,钝化剂CaSi03、Ca(H2P04)2、CaCO3对小麦地上部分生物量、地上部分Cd含量、籽粒产量、籽粒Cd含量的影响较为相似。相同添加量条件下,钝化剂Ca(H2P04)2处理后,小麦生物量、籽粒产量表现更好,20‰Ca(H2P04)2添加条件下,达到最高,分别为3.42g/pot、0.97g/pot,同时Cd含量降幅更低,20‰Ca(H2PO4)2添加条件下小麦地上部分Cd含量和籽粒Cd含量达到最低,分别为0.28 mg/kg、0.047 mg/kg,优于CaSiO3和CaCO3两种钝化剂。Ca(H2PO4)2对增加小麦生物量及降低Cd的生物有效性更好,表明磷酸盐对三种农田Cd污染土壤的Cd钝化效果更好。20‰的添加条件下,江苏棕壤Cd有效态含量分别降低7.83%(CaSiO3)、12.32%(Ca(H2P04)2)、4.88%(CaC03)和 12.71%(Na2S),其中钝化剂Na2S对江苏棕壤Cd的钝化效果更好,Ca(H2P04)2次之,CaSiO3和CaSiO3钝化效果最差。CaSiO3、Ca(H2PO4)2和CaCO3三种钝化剂中,Ca(H2PO4)2对提高小麦生物量以及降低Cd的生物有效性最好,另外钝化剂Na2S不利于小麦的生长,考虑到小麦生物量、Cd的生物有效性,Ca(H2P04)2为最适合江苏棕壤的钝化剂,最佳添加量为20‰。