引言

人类活动加剧背景下，矿产资源开发、工业废水排放及农业化肥农药之不合理施用，致使镉污染问题日趋显著，已成全球生态环境领域所重点关注之议题。环境中镉难以自然降解，可在土壤与水体中长期累积，经由植物吸收及食物链传递等途径进入人体，对肾脏、骨骼、心血管等器官造成不可逆之损伤，甚或诱发癌症。我国耕地土壤中镉污染点位超标率偏高，部分流域水体及农产品镉污染问题尤为突出，严重制约农业可持续发展，威胁生态安全与居民身体健康。

近年来，围绕镉污染吸收蓄积规律、防控措施、修复技术及风险评估，国内外学者开展了大量研究，多元化的技术体系与研究成果业已形成。分子检测技术快速发展，为生态环境中生物种群鉴定与病害检测提供重要支撑。为明晰镉污染防控与修复领域之研究脉络及发展趋势，本文对2021至2026年间发表的34篇相关文献进行系统分析，总结镉污染土壤修复、水体防控、农产品风险评估及相关检测技术之研究现状，剖析现有研究之特点与不足，提出未来研究方向，以期为镉污染防控与修复之理论研究及工程实践提供参考。

1 文献基本特征分析

所分析之34篇文献，其发表年份分布于2021至2026年间，横跨生态环境、农业、水利、分子生物学等多学科范畴，刊载于《环境与职业医学》《土壤》《中国环境科学》《植物保护》《水资源保护》等核心及专业期刊之上，代表性与权威性均较为突出。

就发表年份而言，2025年所刊文献数量居首，计15篇，占总数之44.12%；2026年则有3篇，占比8.82%；2021至2024年四年间合计16篇，占比47.06%。由此可见，镉污染相关议题近年已渐成生态环境领域之研究热点，热度持续攀升，学者对其防控与修复之关注亦随之增强。

依研究领域划分，文献可归为四类：其一为镉污染土壤修复研究，共计20篇，占比58.82%，构成当前研究之主干，内容涵盖钝化修复、植物修复、微生物协同修复及生物炭应用等技术方向；其二为水体镉污染防控研究，共3篇，占比8.82%，聚焦于近矿区河流、开放性水库等典型水体中镉迁移模拟、生态修复及风险评价；其三为农产品镉污染与健康风险研究，亦为3篇，占比8.82%，均以稻米为核心对象，涉及污染水平调查、健康风险评估及降镉技术之开发；其四为PCR检测技术研究，共8篇，占比23.53%，主要应用于植物病毒及食品微生物检测等领域。另有若干文献围绕农田土壤镉污染开展文献计量分析，或探讨流域水生态治理、水资源调控等议题，为镉污染防控提供技术参考。

2 镉污染防控与修复研究进展

2.1 土壤镉污染修复研究

镉污染的主要载体为土壤，当前研究核心集中于土壤中镉污染的修复。围绕钝化修复、植物修复、微生物协同修复及生物炭应用等技术方向，已有20篇相关文献展开探讨。酸性稻田、富硒土壤与农田土壤等典型类型被作为研究对象广泛涉及。呈现出“单一技术优化+复合技术协同”之趋势的是修复技术研发，针对性、实用性与可持续性被尤为强调。由此可见，修复策略正逐步向多维适配与长期效能倾斜。

2.1.1 钝化修复技术

钝化修复技术，因其操作简便、成本低廉、见效较快且适用于大面积农田等优势，被广泛视作镉污染土壤修复的主流手段。该技术通过向污染土壤中施加钝化剂，借助吸附、沉淀、络合及离子交换等作用机制，使土壤中有效态镉含量得以降低，植物对镉的吸收与累积随之减少，土壤镉污染由此实现原位修复。当前研究重心多聚焦于钝化剂的筛选、复配及其在不同土壤类型中的适配性开发。

酸性稻田土壤作为典型镉污染土壤类型，周鑫等针对其中轻度污染情形开展了钝化与减量修复技术研究，成功研发出适配于酸性稻田的钝化修复方案，有效削减了土壤中有效态镉含量，为该类土壤的镉污染治理提供了可行技术路径。赵轶等则研制出一种复配型钝化剂，并在镉污染稻田中验证其修复效果，结果显示，相较于单一钝化剂，复配钝化剂凭借各组分间的协同效应，显著提升了镉钝化效率，不仅大幅降低土壤有效态镉含量，亦有效抑制稻米中镉的累积，使其含量降至国家食品安全标准限值之内。

富硒土壤作为一种特殊类型，王宗亚等围绕镉污染富硒土壤中水稻的“降镉”与“保硒”双重目标，探究了优化施肥与调理剂施用的效果。通过合理调整施肥方案并辅以调理剂，成功实现镉含量降低的同时维持硒的有效性，解决了修复过程中硒流失这一技术瓶颈。此外，李丽华等以赤泥-高炉矿渣为固化材料，对镉污染土的强度特性及微观作用机理展开研究，发现该类固化材料可显著增强污染土的抗压强度，镉的固定主要通过物理包裹与化学吸附等机制完成，固化效果稳定，为工业固废在镉污染土壤修复中的资源化利用提供了理论支撑。

2.1.2 植物修复技术

植物修复技术，作为一种环境友好且具可持续性的原位修复手段，系借助超富集植物及富集植物对镉所具有的吸收、富集与转运能力，将土壤中之镉转移至植物体内，继而通过收获其地上部以达成土壤镉去除之目的。该技术因成本较低、对土壤扰动较小，并可改善土壤生态环境等优势，遂成为当前镉污染土壤修复的重要方向之一。现有研究多集中于超富集植物之筛选、套种模式之优化以及修复效果强化措施之探索。

伴矿景天乃典型之镉超富集植物。韦丽媛等曾就伴矿景天套种密度与微生物菌剂联用对镉污染土壤修复效果开展研究，结果显示，在合理套种密度与微生物菌剂协同作用下，伴矿景天对镉之吸收量显著上升，土壤镉修复效率提升逾30%，为该植物在镉污染土壤修复中之规模化应用提供了可行之技术参数。张泽等则探讨柠檬酸钠对艾蒿修复镉污染稻田土壤之影响，发现柠檬酸钠可活化土壤中镉，促进艾蒿对镉之吸收与累积，致使其地上部分镉含量明显升高，土壤镉去除率亦随之大幅提高。刘振羽等考察丛枝菌根真菌与纳米二氧化钛在镉胁迫下对萱草光合生理及镉吸收之影响，结果表明，二者协同可缓解镉对萱草之毒害效应，提升其光合生理指标，同时增强萱草对镉之富集能力。

另有孙小玥等针对中药材莪术在镉污染条件下之吸收蓄积规律展开研究，明确了莪术各器官对镉之吸收与蓄积特征，为中药材种植基地镉污染防控及道地药材质量安全保障提供了理论支撑，亦拓展了植物修复技术在特色经济作物种植区镉污染防控中之应用研究范畴。

2.1.3 微生物协同修复技术

近年来，微生物协同修复技术渐成研究热点，其原理在于借助功能微生物所具有的生理代谢活动，对土壤微环境加以改变，使镉在土壤中被活化或固定，并与植物、钝化剂等形成协同效应，从而提升镉污染土壤的修复效率。该技术可较好发挥微生物繁殖速度快、环境适应性强以及代谢功能多样等优势，被视为增强镉污染土壤修复效果的重要途径。当前研究重心集中于功能微生物的筛选与鉴定，以及协同修复机制的解析。

伯克霍尔德氏菌与荧光假单胞菌协同强化藿香蓟修复镉污染土壤之能效，为陈德倩等所探讨。结果可见，两种功能微生物共同作用下，藿香蓟对镉的吸收能力显著增强，土壤中镉的去除率亦大幅提高。其作用机制主要体现为：功能微生物通过分泌有机酸类物质，将土壤中的镉予以活化，同时对土壤微环境起到改善作用，进而促进藿香蓟生长。另有韦丽媛等的研究实例表明，施用微生物菌剂可有效提升伴矿景天套种模式对镉污染土壤的修复成效，由此可见，微生物在植物修复过程中具备显著的强化功能。

2.1.4 生物炭应用技术

生物炭，系由农业废弃物、林业废弃物等生物质于无氧或低氧环境下经高温热解所得之含碳材料，其比表面积大、孔隙结构丰富，且表面官能团较多，对土壤中镉具良好吸附能力，同时可改善土壤理化性质，提升肥力，因而在镉污染土壤修复中被视作重要材料。当前研究多集中于生物炭之改性处理及不同添加比例对修复成效与植物生长之影响。

栓皮栎与白蜡在镉污染土壤中之生长生理响应，受不同生物炭添加比例调控，此为郑志伟等所探讨。通过设置梯度添加比例，研究明确了较适比例：在此比例下，土壤镉有效性得以有效降低，林木对镉之吸收减少，土壤理化性质亦获改善，进而促进栓皮栎与白蜡之生长。

碱改性生物炭与矿肥复合材料之研发及其在镉污染农田修复中之应用，由刘普等完成。实例显示，相较于未改性生物炭，碱改生物炭对镉之吸附能力明显增强；与矿肥协同施用后，不仅土壤有效态镉含量显著下降，作物生长亦获促进，土壤肥力同步提升。由此可见，该复合材料在镉污染修复与地力维持方面具双重效益。

2.2 水体镉污染防控研究

水体中镉污染具扩散迅疾、波及面宽、危害显著等特征，镉离子于水环境中迁移迅速，致水生生态系统遭受严重扰动；饮用水与水产品等路径可使镉进入人体，居民健康因而受胁。所析三篇关于水体镉污染防控之文献，研究对象含近矿区河流、开放性水库等典型水体，研究聚焦于镉污染迁移过程之模拟、生态修复策略之拟定及污染风险之评价，体现出“风险预判—策略制定—工程应用”之研究脉络。

邢澳琪等对开放性水库突发镉污染之迁移过程模拟及风险评价开展研究，借水动力模型构建，数值模拟揭示镉于水库内迁移扩散之规律，不同水文条件下镉污染之影响范围与扩散速率得以明确；同时，开放性水库突发镉污染风险评价体系亦被构建，风险等级完成划分，为应急处置突发镉污染事件提供技术支撑。付意成等面向近矿区河流生态系统镉污染问题，开展集成修复策略与应用研究，经现场调查分析近矿区河流镉污染特征及生态系统受损情形，提出涵盖水质净化、生态修复与源头管控之集成修复策略，并实施工程应用；应用后河流水体镉含量明显下降，生态系统结构渐趋恢复。

另见部分水利工程类文献所提河流生态修复需水阈值计算方法、流域水生态环境治理策略等，为水体镉污染防控与生态修复提供关键技术参考。

2.3 农产品镉污染与健康风险研究

农产品乃镉污染经由食物链传递之关键一环，土壤及水体中所含之镉可借植物吸收而进入农产品，致其质量安全受损，并经食物链富集后进入人体，诱发健康隐患。本次所析三篇关于农产品镉污染与健康风险之文献，皆以稻米为研究重心。稻米作为我国居民主粮作物，其镉污染问题备受学界关注，研究涵盖污染水平调查、健康风险评估及降镉技术开发诸方面。

李可馨等于我国典型区域开展稻米镉污染水平与健康风险评估工作，通过对典型稻作区稻米及土壤样品实施实地采样，测定二者镉含量，厘清了该区域稻米镉污染之空间分布格局，发现局部地区稻米镉含量超出限值；另采用USEPA健康风险评估模型，对当地居民因食用稻米所致镉暴露风险予以量化，为精准防控稻米镉污染提供了基础数据支撑。王宗亚等于镉污染但富硒之土壤中实现水稻降镉同时富硒之目标，借优化施肥策略并施用调理剂，使稻米镉含量降至国家食品安全标准限值之下，且硒含量稳定维持于0.1–0.3 mg/kg之富硒区间内。孙小玥等针对中药材莪术之镉吸收与蓄积规律展开研究，明确其不同器官对镉之蓄积特性，为中药材等特色农产品镉污染防控提供实例参考。

3 PCR检测技术研究进展

PCR（聚合酶链式反应）技术，作为分子生物学之核心手段，具备高特异性、高灵敏度、检测迅速及适用于高通量分析等优势，已在生态环境、农业、食品、医药等多个领域获得广泛应用。所分析的8篇与PCR检测技术相关的文献，其研究重心多置于植物病毒检测与食品微生物检测方向，于镉污染修复相关微生物检测中的应用则较为鲜见，涵盖内容主要包括检测方法的构建、优化及其实际运用。

在植物病毒检测方面，多重RT-PCR技术成为热点，因其可同步识别多种病毒，显著提升检测效率。西番莲三种病毒的同时检测，由韩俊娜等借助多重RT-PCR技术实现，该方法无交叉反应、特异性良好，检测限低至10g/L，为西番莲病害早期预警与防控提供了支撑。柑橘三种病毒类病原的快速区分与检测，则由袁琳凯等完成，其建立的多重RT-PCR体系在田间样本中表现出高准确率。另由李浪等所构建的寨卡病毒直扩RT-PCR检测法，省去核酸纯化步骤，检测耗时不足1小时，灵敏度与传统RT-PCR相当，实现了寨卡病毒的快速识别。

食品微生物检测领域，PCR技术已成主流。沙门氏菌、大肠杆菌等食源性致病菌的快速准确检出，经巩莉等研究证实可行，检测时间较传统培养法缩短约80%。黄钜源指出，PCR技术在食品工程中适用范围广泛，包括食品微生物、转基因成分及食源性致病菌检测，整体准确率超95%。

王恒樑于《PCR最新技术原理、方法及应用》一书中，对数字PCR、荧光定量PCR等新型PCR技术之原理、操作流程及应用场景进行了系统梳理，并构建了标准化PCR检测体系。李小川则围绕PCR技术开展教学设计，为该技术的普及与应用输送专业人才。由此可见，当前PCR技术在镉污染修复领域尚未见系统应用，于功能微生物的鉴定、检测及群落结构解析等方面，仍存较大探索空间。

4研究热点与特征总结

经本次文献梳理，2021至2026年间镉污染防控与修复及其相关检测技术之研究热点，可归为如下五类：其一，镉污染土壤之复合修复技术，涵盖钝化剂复配应用、植物-微生物协同体系、生物炭改性及复合使用等，修复效果之提升依赖于各手段间之协同作用。其二，典型土壤类型下镉污染之靶向修复技术，诸如酸性稻田、富硒土壤等特殊土类，适配性强之修复方法被陆续开发。其三，突发性水体镉污染之风险评价与应急处置技术，聚焦矿区、水库等典型水环境，迁移模拟、风险评估及应急策略之研究逐步展开。其四，主粮作物如稻米中镉污染之降镉技术与健康风险评估，高效降镉手段之研发与精准健康风险之评估同步推进。其五，PCR检测技术于植物病毒及食品微生物检测中之优化与应用，检测效率与精度借由技术改良得以提升。由此可见，上述方向构成当前研究之主要脉络。

其一，跨学科交叉融合之态势显著，镉污染防控与修复研究中，环境科学、农业科学、水利工程、微生物学及分子生物学等多学科理论与方法被整合运用，此种融合已然成为推动该领域研究进展之关键动力。其二，技术研发呈现协同化特征，鉴于单一修复技术存在明显局限，钝化剂复配、植物-微生物协同等复合型技术渐成主流，修复效能借由协同机制得以提升，以应对镉污染场景之复杂性。其三，研究成果具较强应用导向，研究聚焦于稻田、农田、矿区等典型污染区域，以及稻米、中药材等特色农产品，工程应用价值由此凸显。其四，资源循环利用备受重视，工业固废与农业废弃物等被转化为镉污染修复材料，“以废治废”之路径得以践行，契合生态环境保护与资源循环利用之发展理念。

5现有研究不足与未来研究展望

5.1现有研究不足

尽管近年来镉污染防控与修复及相关检测技术研究取得了丰硕成果，但通过文献分析发现，现有研究仍存在一些不足：一是土壤镉污染修复技术存在局限性，长期效应研究不足，钝化修复技术多聚焦于短期效果，植物修复技术存在修复周期长、难以大规模推广等问题；二是水体镉污染防控研究较为薄弱，技术研发滞后，针对镉污染水体的高效净化技术研发不足；三是PCR检测技术应用领域单一，在镉污染修复领域应用空白；四是区域针对性研究不足，修复技术的区域适配性差，未充分考虑不同区域的土壤、气候、作物品种差异；五是镉污染全链条防控研究不足，多聚焦于污染后的修复技术，对源头管控、过程阻断的研究较少。

5.2未来研究展望

针对现有研究存在的不足，结合当前研究热点和发展趋势，未来研究可从以下六个方面展开：一是强化土壤镉污染修复技术长期效应与机制研究，开展钝化修复技术长期定位监测，筛选具有经济价值的超富集植物，开展超富集植物的资源化利用研究；二是加强水体镉污染高效防控与净化技术研发，研发新型高效、低成本的镉吸附材料，筛选能降解或固定水体镉的功能微生物，构建综合防控体系；三是拓展PCR检测技术在镉污染修复领域的应用，利用分子检测技术开展功能微生物的筛选、鉴定及协同修复机制研究；四是开展区域化精准镉污染防控与修复技术研究，结合不同区域的污染特征，研发针对性强、适配性高的修复技术；五是加强镉污染全链条防控研究，构建“源头—过程—末端”一体化的镉污染防控体系；六是推动镉污染防控与修复技术的工程化应用和产业化发展，加强实验室研究与工程实践的结合，推动技术产业化。

6结论

2021-2026年镉污染防控与修复及相关检测技术研究取得了丰硕成果，土壤镉污染修复是研究核心，钝化修复、植物修复及微生物协同修复为主要技术方向，技术研发呈现复合化、协同化、资源化的发展趋势；水体镉污染研究聚焦于近矿区河流、开放性水库的镉污染迁移模拟与生态修复，相关高效净化技术研发仍较薄弱；农产品镉污染研究以稻米为核心，注重降镉技术研发与健康风险评估；PCR技术广泛应用于植物病毒和食品微生物检测，在镉污染修复领域的应用有待拓展。

现有研究具有跨学科交叉融合、技术研发协同化、研究成果应用导向性强、注重资源循环利用等特征，为镉污染防控与修复提供了丰富的技术支撑和理论参考，但仍存在诸多不足。未来应强化跨学科协同创新，聚焦典型污染场景和实际需求，开展针对性研究，构建全链条防控体系，推动技术的工程化应用和产业化发展，为我国生态环境安全、农业可持续发展和居民身体健康提供保障。

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