《全國土壤污染狀況調查公報》顯示,全國土壤總超標率達16.1%,耕地土壤點位超標率19.4%,其中在8種無機污染物中,鎘(Cd)、砷(As)的點位超標率分別達到7.0%、2.7%。Cd、As均為極具生物毒性的環境污染元素,具有隱蔽性、長期性、不可逆性的特點,其在耕地土壤中的累積不僅影響耕地土壤的生態功能,還可通過耕地土壤-植物系統危害作物生長以及通過食物鏈途徑最終危害人類健康。而多數情況下,重金屬污染往往是2種或者多種重金屬元素的復合污染,它具有普遍性、復雜性等特點,而Cd和As在性質以及土壤中存在形態的差異,治理Cd污染土壤的方法與材料通常不適于As污染的治理,因此研發出能同時治理Cd、As污染土壤的技術或產品成為了亟待解決的問題。

研究發現,施加聚合磷酸鐵能釋放出游離鐵離子,土壤中砷能與游離鐵離子反應,將土壤中水溶性砷和吸附態砷向難溶性的鐵結合態砷轉化,從而固定土壤中砷。膨潤土具有較豐富的孔隙結構和較大的比表面積,有較好的吸附和離子交換能力,且成本低廉,是一種性價比優越的重金屬吸附材料,白菜種植地中施加膨潤土后,土壤中Cd、As的含量得到有效降低,同時白菜的生長和生物量、根表面積都得到了較大的提高。生物質炭能夠提高砂土、壤土、黏土等不同質地土壤pH,并能有效地降低土壤中有效鎘含量。鈣鎂磷肥、硅肥能顯著促進小白菜的生長,顯著抑制Cd、Pb、Zn對小白菜的毒害及向地上部的遷移,對N、K、Cu、Mn的吸收也有顯著抑制作用;鎘污染水田中,施加一定量的鈣鎂磷肥后,可顯著提高土壤pH,使土壤中有效態鎘含量大幅度下降,從而大大減少水稻體內鎘的含量。施用生石灰可使稻谷產量提高20~760kg/hm2,顯著提高土壤pH,并能降低土壤中鎘的植物有效性,減少稻米對鎘的積累。碳酸鈣或氯化鈣中的鈣作為一種中微量元素及營養元素,能顯著提高土壤pH并降低Cd的有效性。

土壤修復劑的施用對水稻的產量產生了一定的影響。試驗結果表明,相對于未使用土壤修復劑稻田,在施用土壤修復劑后水稻的產量有所增加,增產平均值約0.9kg/小區,增產幅度為6.82%。

施用土壤修復劑能提高土壤pH0.4單位,土壤CEC增加9.23cmol/kg,有機質增加14.32g/kg。施用土壤修復劑土壤有效態鎘、有效態砷含量分別降低41.93%、64.34%,稻米中鎘、無機砷含量分別降低81.25%、77.92%,達到國家食品污染物限量標準。施用土壤修復劑還能在一定程度上提高稻谷的長勢及產量,稻谷產量增加6.82%。因此該土壤修復劑在有效降低農田土壤中鎘和砷活性的基礎上,可同時顯著降低農產品中重金屬鎘和砷的含量,并能一定程度上提高水稻的產量,在農田重金屬修復過程中,可以施用適量的該土壤修復劑治理污染土壤。