隨著國民經濟的發(fā)展及人民生活水平的提高,中國蔬菜基地化、設施化生產已越來越普遍,與此同時也出現(xiàn)了不可忽視的環(huán)境問題,蔬菜基地土壤重金屬污染問題便是其中之一。鎘在土壤中有較強的活性,是土壤中最常見的重金屬污染元素之一。鎘被認為不是人體所必需的元素,鎘污染可引起人和動物的一些疾病,能抑制生長,影響氨基酸脫羧酶、組氨酸酶、淀粉酶、過氧化物酶等酶系統(tǒng)的活力,干擾銅、鈷、鋅等微量元素的代謝,從而給人體健康帶來嚴重威脅。

人體中鎘的累積主要來自于食品鏈,而食品質量與土壤質量關系十分密切,調查表明,污水灌溉是蔬菜基地重要的重金屬污染來源。北京污灌區(qū)主要分布于東南郊工業(yè)區(qū)下游,處在由多條河流沖洪積作用而形成的沖積扇平原上,土壤類型為潮土,土壤肥沃,土層深厚,適合農作物的生長。該區(qū)常年降水量不能滿足農作物生長需求,為保證正常的農業(yè)生產,幾十年來一直引用承接北京市生活污水和生產廢水的通惠河、涼水河水或高碑店污水處理廠的排水進行灌溉,緩解了該區(qū)農業(yè)用水的供需矛盾,但是由于部分生活及工業(yè)污水中含有一定量的重金屬或有機污染物,灌溉不當將造成有毒污染物在土壤和作物中的積累。研究表明,北京南部地區(qū)鎘具有顯著污染特征,在平原地區(qū)所取樣品鎘污染指數(shù)均大于2.1,構成重度污染,其中半數(shù)以上的樣本污染指數(shù)超過3.0,該地區(qū)為污染極為嚴重地區(qū)。為保證北京市糧食安全,降低環(huán)境和農產品污染風險,開展土壤或作物重金屬污染的有效控制技術研究十分必要。粘土礦物因具有較大的內、外表面積和較強的吸附能力,能夠有效固定土壤中的重金屬元素,防止其被吸收進入植物體。

Zeolite是一種重要的粘土礦物,許多學者利用它開展了控制重金屬污染的研究工作,在對農田的鎘污染土壤的控制研究上多數(shù)主要集中在糧食作物及葉菜類種植土壤上。但是一般來說,傳統(tǒng)普通沸石結構性質存在孔道易堵塞等缺陷,影響了沸石的離子交換能力和表面吸附能力,使沸石在土壤鎘污染修復中表現(xiàn)出一定的局限性。經改性后的納米沸石,其孔道和孔隙結構有所改善,具有空曠的骨架結構、均勻的空穴結構、較大的內外比表面積和獨特的吸附功能,理論上對重金屬具有更大的吸附能力和吸附容量,在土壤重金屬鎘污染修復方面將更具優(yōu)勢。

通過試驗可知,沸石不同施用量處理顯著提高了大田大白菜產量(鮮重),分別較對照增加了21.3%-35.2%和16.1%-31.8%,對照與3個沸石添加量處理土壤全鎘間差異皆不顯著(P<0.05),僅有一定的影響趨勢。4和10g·kg-1處理使土壤全鎘質量分數(shù)增加且后者增加量較多,二者分別使土壤全鎘增加2.6%和25.4%,18g·kg-1添加量處理則有降低土壤全鎘質量分數(shù)的趨勢,降幅約13.5%。對照與3個添加量處理土壤有效鎘質量分數(shù)間差異也均不顯著(P<0.05),但沸石添加卻呈現(xiàn)出增加土壤有效鎘質量分數(shù)的趨勢,18g·kg-1處理土壤有效鎘增幅最小,10g·kg-1處理土壤有效鎘增幅最大,較對照增加了39.3%。