镉（Cd）是一种危险的环境污染物，具有很强的毒性，在动植物体内有很强的积累作用。它可通过食物链进入人体，并能影响多种酶系。在人类动物中，低水平的镉以含硫基团的形式存在。低浓度的镉还可能与细胞内某些基因发生相互作用，进而导致肿瘤和器官功能异常等疾病。此外，长期接触高浓度镉可能导致神经系统功能障碍、肾脏损伤、癌症、白内障和其他疾病。因此，镉污染一直备受关注。随着对环境问题研究的深入，土壤环境质量越来越受关注。它已经成为土壤环境监测工作中的一个重要的常规分析项目。随着对重金属环境风险认识的加深，土壤样品中重金属元素的快速分析方法越来越受到重视[1-2]。
1.土壤镉污染的化学行为
1.1 Cd 污染种类
Cd的形式多种多样。土壤重金属在植株内主要是通过离子交换过程。目前，主要通过最受推崇的英国地球化学专家Tessier等人采用的连续浸提法对土壤Cd进行了深入研究，其主要分为可置换态、铁锰氧化物混合态分析、有机混合态研究和残留态形态等,在碳酸盐混合态研究及其他五类中,又以采用置换态、铁锰氧化物结合态研究、有机混合态和残留态形态的破坏范围为最高[3]。
1.2 土壤镉污染来源
重金属污染已成为全球关注的热点，我国也面临着严峻的土壤污染形势。在全国范围内，土壤镉含量超标现象非常普遍。土壤镉的来源有工业企业废气排放及农业生产活动等方面。其中以工业废水为最多。土壤中Cd的主要污染源是采矿、有色金属冶炼、电镀、油漆和颜料等行业。这些企业所产生的废水和废气对环境有严重的污染。另外，重金属离子和有机物或者无机物复合生成难降解络合物，可以进一步为植物所吸收利用，因而影响作物产量。
2. 土壤Cd污染的影响因素及Cd形态转化和运移
2.1 金属阳离子在土壤Cd吸附中的作用
许多研究者在重金属阳离子间的竞争吸附方面，做了大量科学研究工作。在土壤柱上进行试验结果表明，吸收现象的本质是溶液中多种金属离子与Na+之间的竞争过程所致、Ca2+等普通元素离子强度升高，随土壤重金属吸收量的降低而变化，重金属离子之间的吸收关系亦变得日益复杂。所以，对于研究土壤中对多金属元素之间的吸收变化规律也有着重要意义。Echeverra等利用正交实验进行的研究，观察了在单一类型土壤中重金属离子吸收其他金属离子的效应，研究结果表明，Ca2+具有显著减少土壤中的Cd2+等吸收[4]。
2.2 有机物在土壤Cd吸附中的作用
有机质在对土壤的吸附Cd过程中有许多影响，在上述影响中，外源有机质的影响是最主要的。因为土壤中的有机物质能够直接或间接地进入体内或被人体所吸收，这一点已经受到了人类的广泛承认。Calace等以垃圾过滤弃液为原料，实验结果表明，重金属在环境中的吸收程度并不只受其相对于分子量大小的限制，而主要取决于污染物质的浓度，进而有利于土壤中的有机物对Cd进行。
2.3 Cd污染在土壤中转化和运移
从自然情况来看，久而久之，虽然所有环境中的有效状态Cd均将逐渐转变为固定状态，但Cd危害却仍然可以蔓延。有实验结果表明，当将植物秸秆再利用和其他生物材料施用土地后，在植物有机质的溶解过程较慢中，可以产生酸性物质，使土壤的pH值降低，而且某些小分子化合物也可以作为配位物，与Cd及其他金属形成了可溶性比较高的结合物，对土壤Cd及其他重金属单质的溶出产生了促进作用，从而显着增强了农作物吸附此类土壤中重金属物质的功能。
3. 土壤中镉的检测技术
镉（Cd）的测定方法有原子吸收光谱法和比色法等。在各种测定方法中，以原子吸收光谱法最为简单而准确。其中原子吸收光谱法对土壤重金属的检测最为普遍，但是，该方法存在着分析时间过长，装置沉重等缺陷。在这些测定方法中，原子吸收分光光度分析法具有操作简便、快速等特点。原子吸收分光光度法具有优越性，例如灵敏度高，选择性强，方便，快速等，使之成为土壤重金属检测的主要手段。目前国内采用原子吸收分光光度法主要是火焰原子吸收光谱法。从内容上看，可选用有火焰和无火焰两种方式来确定。比色法因试样用量较小,且分析时限短,因此在世界各地应用于环境监测中。比色法中由于存在着不少的影响因素,且方法也较为复杂,因此目前已很少采用。其中原子吸收分光光度法的主要测定方法包括以下[5]：
方法原理：在将试样导入原子化器之后，生成的原子对电磁辐射具有特征吸收，吸收强度正比于待测元素的强度。本文利用火焰原子吸收分光光度计对样品进行检测时，采用标准加入法测量吸收光谱曲线，根据吸光度计算出被测样品中重金属元素的含量。对比检测了试样对标准溶液中镉的吸收率，可得到试样镉浓度。利用此原理可对土壤样品进行测定。本方法具有简单快捷、灵敏度、准确度和精密度高等特点。对不同类型的土壤进行消化，并用火焰原子吸收法分析土壤样品中的镉含量。结果表明，不同类型土壤中镉的形态存在显著差异；在相同重金属浓度下，土壤中镉含量随pH值的升高而升高，随pH值降低而变化较大。
主要试剂：氢氟酸（HF），硝酸（HNO3），盐酸（HCl），高氯酸（HClO4）、碘化钾饱和溶液，抗坏血酸、甲基异丁基酮（MIBK）和Cd标准贮备液：准确称取1.0000g金属Cd（99.99%），添加少量稀HNO3进行溶解，在水浴上蒸干后，加5 mL 1 mol/L。
土壤消化：土壤消化法:通过HF-HC1O4-HNO3消解方法:称取0.5g通过0.149mm(100℃以下)筛网的土壤样品,在105~110℃下干燥至0.0001g,放入三十mL聚四氟乙烯坩埚中,加入几滴去离子水润湿,加入10mLHF,加入5mL 1:1 HC1O4-HNO3混合物,盖上盖子,在低温(100℃以下)并不断消化,直至HClO4排出大量烟气后，再加5mL HF和5mL 1:1 HC1O4-HNO3混合液,消化至HClO4时冒出的浓白烟,然后盖上盖子,使所有黑色的有机碳化物都完全溶解。
样品的测定：在土壤消解溶液中镉含量高，待测溶液可以直接喷在空气-乙炔火焰上测量；若土壤样品中重金属镉含量较大时，则需对其进行前处理后再进行测定。在待测溶液Cd含量比较低时，可用石墨炉的无焰法来测定。对不同类型的土壤，应根据其特性采用合适的测定方法。取消化液适量（5~10 mL），利用MIBK根据标准曲线进行提取，最后测定数据。
4.结束语
总之，镉污染在我国土壤中的状况仍不乐观且污染来源广泛。现阶段广泛推广使用的土壤镉检测技术还存在很多不足，还需要不断改进，不断创新解决方法。加强对重金属污染土壤修复方法及机制的研究势在必行，为解决我国土壤镉污染问题提供了新的思路和方向。土壤污染直接影响国家粮食安全，真正涉及每一个公民的权益，是有关研究人员关注的焦点。
参考文献
[1]王维薇,林清.国内外土壤镉污染及其修复技术的现状与展望[J].绿色科技.2017(04)
[2]钟雪梅,夏德尚,宋波,陈同斌.广西土壤镉含量状况与风险评估研究进展[J].自然资源学报.2017(07)
[3]李婧,周艳文,陈森,高小杰.我国土壤镉污染现状、危害及其治理方法综述[J].安徽农学通报.2015(24)
[4]王丽慧. 湖南省不同耕作土壤中镉铜的化学行为及其生物效应研究[D]. 湖南农业大学, 2010.
[5]刘铮. 施用熟化污泥的改良土壤中铜,镉的化学行为研究[D]. 兰州大学, 2015.
