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1、收稿日期： 圆园16原11原29 作者简介： 周莉 （1980） ， 女， 湖北麻城人， 副研究员， 从事农业环境学研究。E-mail: * 通信作者： 丁永祯E-mail: 。 基金项目： 国家自然科学基金项目 （41471274， 41371463， 41101306） ； 国家科技支撑计划课题 （2015BAL01B01） Project supported： The National Natural Science Foundation of China （41471274， 41371463， 41101306） ； The National Key Technology Rese
2、arch and Devel原 opment Program of the Ministry of Science and Technology of China （2015BAL01B01）圆园17， 36 （4） : 613-6192017 年 4 月农业环境科学学报 允燥怎则灶葬造 燥枣 粤早则燥鄄耘灶增蚤则燥灶皂藻灶贼 杂糟蚤藻灶糟藻周莉， 郑向群， 丁永祯， 等. 农田镉砷污染防控与作物安全种植技术探讨J. 农业环境科学学报, 2017, 36 （4） : 613-619.ZHOU Li, ZHENG Xiang-qun, DING Yong-zhen, et al. Probes
3、of prevention and control of farmland pollution by cadmium 2.Key Laboratory of Agro-Environmental Pollu原tion Control and Prevention, Ministry of Agriculture, Tianjin 300191, China; 3.College of Land and Environment, Shenyang Agricultural Uni原versity, Shenyang 110866, China; 4.Rural Energy 驭 Environm
4、ent Agency, Ministry of Agriculture, Beijing 100125, China）Abstract: Farmland pollution by cadmium and arsenic, at present, is one of the major environmental problems confronting agricultural pro原duction. In this paper, the situation of farmland pollution by cadmium and arsenic and its risks to heal
5、th are reviewed and the key technolo原gies to obstruct and control cadmium and arsenic from being absorbed by crops are observed, such as agricultural input control, water man原agement, soil passivant regulation, leaf surface conditioning, selection and substitute planting of low absorption crop varie
6、ties, and removal ofstraws. Combining the Soil Pollution Prevention Action Plan, the following ideas are proposed in this paper regarding the production safety oncadmium- and arsenic- polluted farmland: （1） determine an appropriate technology for safe production according to the farmland pollutionin
7、dex and （2）control and prevent pollution in comprehensive ways using integrated agronomic measures. In this paper, the control and pre原vention of farmland pollution by cadmium and arsenic is explained, and regarding crop production safety, a technical mode, VIRL （Variety-Input and Irrigation-Root zo
8、ne and Removal of Straw-Leaf blade） , is presented. This mode highly integrates source control （agriculturalinputs） , process control （crops忆 native characteristics of cadmium and arsenic absorption, various elements in both underground and农业环境科学学报第 36 卷第 4 期aboveground parts affecting cadmium and a
9、rsenic absorption） , and terminal control of farmland. Then, a key （joint）technical regulation,strict or loose, is carried out based on the farmland pollution level, thus securing safe production on cadmium- and arsenic- polluted farm原land.Keywords: farmland; cadmium; arsenic; pollution prevention a
10、nd control; crops忆 production safety; VIP+n technical mode; VIRL technicalmode农田土壤重金属污染日益严重，特别是镉 （Cd）和砷 （As） ， 全国点位超标率分别为 7.0%和 2.7%1， 同时被国际癌症研究机构定为玉类致癌物2。 鉴于二者农田污染的普遍性及对人体危害的突出性， 本文围绕镉、 砷， 就其农田污染现状、 污染防控以及污染农田作物安全种植技术展开综述和探讨，以期为我国农田镉、 砷污染防治提供资料支持和参考。1农田镉、 砷污染现状1.1 我国农田镉、 砷污染及其风险我国农田镉、 砷污染问题突出。沈阳张士灌
11、区土壤镉超标严重， 高达 4.12 mg kg-1 3,北京农田砷超标率达 1.8%4。 白银郊区农田土壤镉、 砷污染严重， 平均含量分别高达 127.3 mg kg-1和 423.5 mg kg-15。云南沘江流域农田土壤镉、砷超标率分别为 100%和 16.67%6。湖北大冶农田土壤镉平均值高达 1.41 mg kg-17。湖南采矿区、 冶炼区周边水稻土镉、 砷污染严重且潜在风险高8。 珠三角 350 个农田土壤代表样品，镉超标率为 18.28%9。 各地区镉、 砷污染呈大面积、 整体性污染态势， 给农产品安全造成严重的威胁。农田镉、 砷通过作物吸收与转移， 直接危害到农产品质量和人体健康
12、。 北京蔬菜砷对部分人群构成一定的健康风险10。湖南稻米镉、 砷是影响人体健康的主要因子11-12， 湘江流域某县稻米镉超标 60%， 其中 11%超过国标 5 倍13。 广东省蔬菜镉、 砷超标率分别为 21.2%和 17.8%， 其中韶关地区分别为 58.9%和 40%14。针对华东、 东北、 华中、 西南、 华南和华北县级以上市场 170 份大米随机样品分析， 发现大米镉超标率为 10%15， 污染农产品已成为国人镉、 砷暴露的主要途径之一。 1.2 农田镉、 砷污染主要来源农田镉、砷来源主要包括采矿冶炼等工业活动、污水灌溉、 大气沉降、 农业投入品等。 Li 等16综述了我国 22 省
13、72 矿区的土壤重金属污染状况，发现砷、 镉平均值比我国域级土壤环境质量标准分别高 6.5、 36.5 倍。 采矿冶炼活动释放的砷、 镉通过风力、 水力扩散造成区域大面积农田污染，典型的如湘江流域17、刁江流域18、 沘江流域6。污水灌溉也造成严重污染，全国 55 个污灌区 1378 个土壤点位中， 26.4%超标， 主要为镉、 砷和多环芳烃1。大气镉、 砷主要源于化石燃料燃烧、 金属冶炼以及交通废气排放等， 大气镉、 砷污染范围广泛19。我国镉大气沉降农田年均输入量为 4 g hm-2 20， 远超欧洲平均输入量 （0.35 g hm-2）21。 我国耕地总砷的 43%85%来源于大气沉降2
14、0。 肥料与农药也是砷的重要来源， 长期使用含砷农药、 杀虫剂、除草剂的农田， 残留砷达到 2 g kg-122， 有机肥、 磷肥、污泥和畜禽粪便亦是造成耕地镉、砷污染的重要因素23-24。2农田镉、 砷污染防控我国农田镉、 砷污染主要属于大面积的轻中度污染， 限于人多地少的国情， 必须走耕地安全利用途径，主要遵循源头预防、 过程阻控和末端治理的全过程综合防控理念。 2.1 水源与农业投入品源头预防保障水源清洁是农田安全种植的重要环节。 被动污灌带来的镉、 砷污染越来越严重， 洞庭湖水系所属湘江、 耒水、 资水、 汨罗江等支流， 水和悬浮物中砷和镉含量高25， 给流域农田带来大面积的污染14，
15、26。 应加强工业、 农业、 水利等部门协作， 建立农田污水准入制度， 加强灌溉水源管理， 建立污水处理设施， 或通过前置池 （塘） 等措施实现镉、 砷的沉淀， 或根据农作物对镉、 砷吸收能力特点， 合理地安排作物类型， 将污染降到最低。含重金属农业投入品的使用是造成农田镉、 砷累积的主要原因之一。 磷肥、 有机-无机复混肥料等不同肥料均可导致土壤重金属累积24，27。闫湘等28检测了4027 份水溶肥，发现砷、镉超标率分别为 3.50%和1.27%， 微量元素水溶肥超标最为严重， 而大量元素水溶肥料中的砷超标率最高 （11.0%） 。有机肥料成分和来源复杂， 普遍存在镉、 砷等重金属含量较高
16、的问题24，29， 应该加强肥料监管， 从源头上预防。2.2 水分管理减少作物镉、 砷吸收水分管理影响土壤中镉、 砷活性， 对作物吸收影614第 32 卷第 1 期2017 年 4 月响显著。 土壤淹水可通过降低氧化还原电位加强镉与 S2-的共沉淀、 促进有机质、 CaCO3等物质对镉的吸持，增加还原态铁、 锰等阳离子， 这些阳离子与镉形成竞争吸附，增加的 Mn2+还可通过 OsNRAMP5转移子抑制水稻根系镉吸收30。长期淹水下土壤交换态、 碳酸盐结合态镉显著低于常规处理31。 水稻在淹水条件下根表形成的氧化铁膜， 在达到一定厚度时也能阻碍水稻根系镉吸收。 水作空心菜地上部和根系镉含量较旱作处理分别降低 52.2%和 49.3%32。水分对砷的影响与镉几乎完全相反。 土壤砷主要以无机态的 As （芋） 和 As （吁） 存在， 二者间的转化主要
