镉作为环境中毒性最强的5毒（汞、铅、镉、砷、铬）元素之一，是一种积累性的剧毒元素，土壤镉污染不仅会对作物产生危害，还可通过“镉米”、“镉菜”等食物链途径进入人体，危害人体健康；同时由于镉在土壤中不易迁移，其对土壤污染是一个不可逆转的过程，土壤一旦受到镉污染就很难恢复，因此对镉污染土壤修复研究目前仍是环境领域内的热点问题。
沸石作为一种多孔的铝硅酸盐矿物，具有颗粒小、吸附性强、内外比表面积大、表面负电荷丰富等特点，对重金属离子具有较强的吸附能力和离子交换能力，因此被广泛应用于环境重金属污染修复。近年来，国内外研究学者通过试验证明，沸石对土壤镉污染中有着非常好的修复效果，并具有较强的稳定性，因此可以更大限度地减少土壤的镉污染风险。
镉是环境中毒性最强的重金属元素之一，位于元素周期表中第二副族，也是《重金属污染综合防治“十二五”规划》重点监控与污染物排放量控制的5种重金属之一；具有生物迁移性强、极易被植物吸收和积累等特点，对动植物和人体均可产生巨大的毒害作用，严重时甚至会造成骨痛病、高血压、肾功能紊乱、肝损害、肺水肿等疾病。
镉在土壤中具有移动性差、毒性强的特点，因而，重金属污染土壤之后，就有可能导致重金属等有害物质在农作物体内富集。镉不是植物生长所必需的营养元素，当镉进入植物体内并积累到一定程度时，就会通过影响植物的生长发育、抑制植物的呼吸作用和光合作用、减弱植物体中的酶活性、降低植物可溶性蛋白和可溶性糖的含量等途径来影响植物的产量、品质和安全，从而间接地危害人类的健康。
镉同样不是人体所必需的元素，主要通过影响人体的心血管系统而使人体免疫力下降。镉属于肺癌的致癌物之一，同时其还是典型的环境激素类物质，对人类生殖系统造成损伤，对胚胎发育也有一定的毒性。
据统计，我国每年生产的镉含量超标农产品和畜牧养殖产品造成累积性毒害品达146万t，镉污染的农田面积已超过28万公顷，我国市场上常见的市售大米约10%存在镉超标，对环境经济和人类的身体健康造成了极大的隐患。近年来，湖南浏阳、云南曲靖以及广西河池地区先后发生的镉污染事件造成了极大的影响，因此控制镉污染，加大对镉污染土壤修复力度已经势在必行。
在过去，镉污染土壤修复的复杂性和高难度使得研究人员难以找寻到一种真正稳定、高效的修复技术来有效降低、消除土壤中的镉含量，并且在传统处理技术中，存在着成本昂贵、工程量巨大、二次环境污染等问题。沸石对重金属离子具有较强的吸附能力和离子交换能力，贵州省农科院土壤肥料研究所黄兴成通过研究证明，沸石对土壤pH的影响适中，即便作为土壤镉污染修复材料，也不会对土壤产生二次污染，因此比其他常规修复材料更适用于镉污染修复中，且具有修复效率高、见效时间长、经济方便等综合经济、生态效益。国内外环境研究领域通过大量试验证实了沸石对土壤镉优秀的修复作用，小编通过对相关文献资料查阅，并结合前人试验研究，对沸石修复土壤镉的机理总结如下：（1）沸石本身独特的架状结构对重金属具有吸附固定和离子交换作用。Castaldi和Madrid等研究人员提出，沸石可通过硅氧四面体和铝氧八面体结构，对溶液中的重金属产生较强的离子交换与吸附效果，进而降低重金属的影响。并且，由于沸石空间结构呈网架状，构架中有相互连接的孔穴和孔道，孔穴通过开口的孔道彼此相连，具有较强的吸附性。另一方面，在沸石的四面体结构中，因铝离子取代硅离子所造成的负电荷由 Na+、Ca2+、K+ 和 Mg2+ 等平衡，而这些阳离子和铝硅酸盐的结合性极弱，具有很大的流动性，极易与周围阳离子发生离子交换，这使得沸石具有较强的离子交换能力。综上因素，可以让沸石对镉等重金属离子具有非常强的吸附固定能力。（2）沸石对土壤pH值和阳离子交换量的提高。沸石施入土壤中可与土壤颗粒形成土壤团聚体和有机无机复合体，使土壤阳离子交换量增大，对重金属离子的吸附能力更强。另一方面， 沸石作为碱金属和碱土金属的架状铝硅酸盐矿物，含有大量的 Na+、K+、Ca2+、Mg2+ 等离子， 施入土壤中这些阳离子易与土壤溶液中H+和Al3+离子发生交换反应，使土壤水解性酸和代换性酸含量降低，从而提高了土壤 pH 值，pH的提高一方面使土壤中黏土矿物、水合氧化物和有机质表面的负电荷也增加，增强对镉的吸附能力；另一方面，土壤pH值升高时H+浓度减小，也降低了 H+和镉在吸附点位上的竞争。因此，施用沸石可使土壤pH值和土壤阳离子交换量提高，从而导致土壤镉有效性降低，且沸石施用量越高，对土壤pH值和阳离子交换量的提高效果越明显，土壤镉有效含量也越低。目前，经国内外研究证实，在土壤中施用沸石对土壤重金属镉有良好的修复效果。Mahabadia等人研究表明， 天然沸石对土壤镉有稳定的吸附作用，其通过试验证实，当沸石添加量为15%时，对土壤镉的吸附效果最佳，土壤渗滤液中镉的浓度低于0.1 mg/L。王秀丽等人通过研究结果表明，沸石施入土壤中还可降低土壤可交换态镉含量，促进可交换态镉向活性更低的碳酸盐结合态、铁锰氧化物结合态、有机态和残渣态镉转化。熊仕娟等人将沸石应用于土壤镉污染修复，结果表明，无论是室内培养、土培还是大田试验，沸石对土壤镉的修复效果均优于其他修复材料。并且通过大白菜土培试验发现，沸石处理使土壤可交换态镉含量降低了3.9%~41.2%，使大白菜各部位镉含量降低10.5%~65.7%。北京市密云县农业技术推广站开展了沸石对土壤镉及番茄生物量的影响试验，结果证明，沸石添加量与抑制土壤镉的效果影响较大， 亦对种植番茄中的镉含量有较大影响。并且试验证实，沸石的加入使高于常态量的镉造成的土壤酸化有所缓解，使番茄叶片叶绿素含量因镉含量异常而减弱的光合作用有所恢复，缓解了镉对番茄生长发育的不利影响，进而保证番茄果实产量增加。
目前，我国土壤重金属污染问题严重，每年因重金属污染的粮食高达1200万t，造成的直接经济损失超过200亿元。镉污染是最严重的重金属污染物之一，对其防治修复仍然是一个世界性难题。而沸石作为镉污染的一大“克星”，具有在修复镉污染过程中避免二次污染、高效实现大面积污染区域修复、提高作物产量等优势，因此在当前土壤修复领域中具有非常广阔的发展前景与技术潜力。[1] 李精超, 胡小凤, 李文一, 等. 设施蔬菜基地土壤重金属污染分析及防治研究[J]. 中国农学通报, 2010, 26(18): 393-396.
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