土壤中鎘的來源
當農業土壤中Cd的含量超過了1.0 mg/kg時，我們就認為其受到了汙染。土壤鎘汙染來源很多，可分為自然源和人為源。自然源主要指成土的母質，如硫鎘礦、方硫鎘礦等。人為來源主要包括采礦、冶煉、化肥施用、汙水灌溉、大氣沈降、城市垃圾等。采礦冶煉是鎘排放的主要工業源，並以“三廢”的形式影響周圍環境，工業廢氣中的鎘伴隨著粉塵擴散，以降雨和自然沈降的形式進入土壤，工業廢水中的鎘通過汙水灌溉農田或城市居民用水處理不達標等形式進入土壤，長期使用磷肥和高量有機肥會增加土壤鎘的含量，含鎘肥料主要是磷肥和壹些含鎘生活垃圾。此外，機動車尾氣排放能引起公路兩側土壤的重金屬汙染。
土壤鎘的遷移富集機理
1、鎘的存在狀態。Cd在土壤中有水溶態和難溶態兩種存在狀態。不同形態的汙染物有不同的環境行為和生物效應。水溶性鎘主要以離子態或絡合態存在,易為作物所吸收;難溶性鎘可以是交換態(粘土交換及腐殖質交換)、化學沈澱態及難溶性螯合態存在於土壤顆粒中,不易被植物所吸收。土壤中水溶性鎘和非水溶鎘在壹定的條件下可相互轉化，其主要影響因素為土壤的酸堿度、氧化-還原條件和碳酸鹽的含量。
2、鎘的遷移轉化。由於土壤的強吸附作用，鎘很少發生向下的再遷移而累積於土壤表層。在降水的影響下，土壤表層的鎘的可溶態部分隨水流動就可能發生水平遷移，進入界面土壤和附近的河流或湖泊而造成次生汙染。
3、土壤鎘活性的影響因素。影響鎘在土壤中轉化的因素很多,例如pH值、土壤氧化還原條件等。pH值增大,鎘溶解度降低。土壤的氧化還原條件與鎘的活性關系密切,旱地通風良好,鎘多呈可溶性,易被吸收，作物與土壤鎘含量呈正相關;水田還原條件下, S2 -與Cd2+結合生成難溶CdS抑制Cd2+的遷移和作物對Cd2+的吸收，抑制土壤中鎘的活性。此外,土壤粘土成分、有機質含量和PO43 -含量都能影響鎘的遷移能力。其中pH值是影響Cd2+溶解度的主要因素,是引起植物吸收Cd2+的主要原因。如果不考慮其他反應,可寫成下列平衡反應式:
上式表明,Cd2+的理論濃度隨著土壤pH值的上升而下降。
土壤鎘汙染的修復
土壤鎘汙染治理的原則為“預防為主，防治結合”具體手段有如下幾種：
1、物理修復。物理修復方法包括改土法、土壤淋洗法、熱力學修復法、電動力學修復法等，目前應用最廣泛的是改土法，改土法包括客土、換土、去表土和深耕翻土等。土壤淋洗法是利用淋洗液將土壤固相中的鎘轉移至液相中，再把富含鎘的廢水進壹步回收處理，目前土壤淋洗液包括有機或無機酸、堿、鹽和螯合劑等。熱力學修復法是利用高壓變頻電壓產生電磁波，產生熱能對土壤加熱，使汙染物從土壤顆粒內解析出來。而電動力學修復法則是指在汙染土壤中插入電極對，並通以低強度的直流電，使土壤的鎘離子在電場作用下定向移動，在電極附近富集，從而達到清除鎘的目的。
2、化學修復。即在土壤中施用化學修復劑，與鎘汙染物發生壹定的化學反應，以降低土壤鎘汙染物的水溶性、擴散性和生物有效性的修復技術。化學修復法發展較早，也相對成熟有效，主要包括：化學淋洗技術、化學氧化修復技術、土壤性能改良技術等等。目前，廣泛應用的方法是施用改良劑，如磷酸鹽、矽酸鹽、沸石、膨潤土，通過改變土壤pH、沈澱、吸附、離子交換和絡合等化學反應等，顯著降低鎘在土壤中的生物有效性。有研究發現，施用磷酸二氫銨對礦區鎘汙染土壤進行修復，鎘的有效濃度下降達94.6%。
3、植物修復。植物修復費用低、耗費人力少、處理效率高、不會產生二次汙染並且可以易回收利用金屬。植物修復是指利用植物及其根際圈微生物體系的吸收、揮發和轉化、降解作用，清除土壤中汙染物質，主要包括兩個方面：壹是利用壹些超積累植物對汙染物進行吸收、固定、轉化和積累。溫室栽培試驗結果表明，印度芥菜根和葉中的最高鎘含量可達300 mg/kg、160 mg/kg。 此外，對鎘耐性和富集能力較強的植物還有小犬蕨、向日葵等。二是為微生物修復提供有利於修復進行的條件，促進生物降解和無害化。 嚴理等研究發現，鎘汙染土壤種植苧麻後， 土壤微生物活菌量明顯增加，土壤細菌活菌量增加幅度最大的為1.33倍， 土壤真菌增加幅度最大的達2.42倍；鎘汙染土壤種植苧麻可提高土壤有機質含量，明顯減少土壤中鎘含量，起到修復土壤鎘汙染的作用。
4、生物修復。生物修復包括微生物修復和動物修復。微生物修復機理包括細胞代謝、吸收、沈澱和氧化還原反應等。劉紅娟等發現，其所研究的蠟狀芽孢桿菌RC可以在鎘濃度為200 mg/L的固體培養基平板上生長良好，表明菌株具有強抗鎘的能力。動物修復是指利用土壤中某些低等動物的代謝活動來降低汙染土壤中重金屬比例的方法。例如，Ramseier等研究發現蚯蚓具有強烈的鎘富集能力，當土壤鎘濃度為3mg/kg時，蚯蚓的鎘富集量可以達到120mg/kg。但由於低等動物生長受環境等因素的嚴重制約，該項技術在實際應用中受到了壹定限制。