鎘污染土壤淋洗劑研究進展

陳孜涵,汪丙國,師崇文，焦團理

(1.中國地質大學(武漢)環境學院，湖北 武漢 430078；2.中國地質大學(武漢)生物地質與環境地質國家重點實驗室，湖北 武漢 430078；3.安徽省地質調查院，安徽 合肥 230001)

自1968年日本報道“痛痛病”以來，土壤鎘污染治理研究一直是農業和環境等領域的研究熱點。鎘(Cd)元素對于人體來說是一種非必需的微量元素，通常存在于巖石圈和土壤中。土壤中鎘的來源包括自然來源和人為來源兩種，其中地質風化是土壤中鎘的主要自然來源，而采礦、冶煉、廢水灌溉、工業排放以及車輛排放是土壤鎘污染的主要人為來源，超過90%的鎘由人為來源釋放到環境中。土壤受到鎘污染的途徑包括干濕沉降、污泥使用、污水灌溉和農化產品使用，其中干濕沉降是土壤受到鎘污染的主要途徑。目前國內外土壤鎘污染狀況十分嚴峻，如美國某鉛鋅冶煉廠附近土壤中鎘濃度達到29 mg/kg，另一鋅冶煉廠附近土壤中鎘濃度高達750 mg/kg；在德國西部和比利時東部的弗萊貝格地區，其表層土中鎘濃度高達71 mg/kg；中國土壤鎘污染的點位超標率為7%，在無機污染物中位列第一，其中長三角、珠三角、東北老工業基地等部分區域土壤鎘污染問題較為突出，西南、中南地區土壤鎘污染的超標范圍較大。我國每年耕地中鎘輸入量均值為15 g/hm，干濕沉降構成農田土壤鎘污染來源的88%。因此，開展鎘污染土壤修復工作，對于保障生態系統的穩定性、維護人體健康具有重要的意義。

為了防止土壤鎘污染對生態環境和人類健康產生的影響，研究者們采用物理法、化學法、生物法、農業治理法等對鎘污染土壤進行了治理，其中化學淋洗技術能夠根本性地改變土壤中鎘的賦存狀態并修復鎘污染土壤，是快速修復鎘污染土壤的有效途徑。目前國內外學者從實驗和機理方面廣泛開展了土壤鎘污染治理的化學淋洗技術研究，涉及各種淋洗劑和淋洗方法的洗脫機理及淋洗效果，但對不同淋洗劑的淋洗效果及其適用性尚缺乏系統性的總結和評價。為此，本文從國內外土壤鎘污染治理的研究現狀出發，以鎘污染土壤淋洗劑為研究對象，評述不同淋洗劑的洗脫機理、淋洗效果及其優缺點，推薦了適用于不同鎘污染土壤的淋洗劑，并針對鎘污染土壤淋洗劑研究存在的問題和研究方向進行了總結和展望。

1 土壤鎘污染治理的研究現狀

有效解決土壤鎘污染有兩種途徑：一是改變鎘在土壤中的賦存形態，使其由活化態變為穩定態，從而減小其生物毒性；二是直接減少土壤中鎘的含量，使其達到本底含量。目前，土壤鎘污染治理采用的主要方法有物理法、化學法、生物法和農業治理法。

1. 1 物理法

物理法去除土壤中鎘的方法有客土法、去表土法、電修復技術法和熱處理技術法。其中，客土法是指在污染的土壤上加入未污染的新土；去表土法是指移去污染的土壤；電修復技術法是指對污染土壤外加直流電場，使得重金屬元素向電極處聚集，再通過收集系統進行統一收集處理；熱處理技術法是指對污染土壤高溫加熱，將污染組分從土壤中脫離。Li等提出了一種電動土壤修復技術，即在電極和被處理的土壤之間設置導電溶液槽，使重金屬從土壤中遷移出并沉淀在導電溶液中，結果表明土壤中重金屬鉛、鎘、鉻的去除效率可達到90%以上，但是該方法易導致土壤表面電位的紊亂。

1. 2 化學法

化學法是指通過添加淋洗劑來改變土壤中鎘的化學形態，從而減少其對生態環境的危害。常用的化學方法有原位鈍化法和淋洗法。原位鈍化法是指向污染土壤中添加鈍化劑如石灰性物質、碳材料、黏土礦物等，以降低污染物的溶解性、擴散性，從而減小其生物毒性；淋洗法是指使用淋洗劑淋洗土壤，以洗去土壤中的重金屬，并對淋洗液進行收集處理。如李明等使用石灰鈍化法原位修復酸性(pH=5.47±0.64)鎘污染菜地，結果表明施加4 500 kg/hmCaCO使得土壤pH值升高了1.48，土壤中有效態鎘含量降低了87.8%；Xiao等評估了多種淋洗試劑對鎘和鉛污染土壤的修復效果，結果表明檸檬酸(CA)、鹽酸(HCl)和EDTA作為淋洗劑時，CA與植物修復技術相結合對土壤肥力和植物生長干擾最小，土壤中鎘和鋅的淋洗率達到了70%～80%。

1. 3 生物法

生物法是指通過植物、動物和微生物的習性來修復鎘污染土壤。植物修復是指利用某些植株超積累重金屬的能力，將土壤中鎘富集于植物的某一部分并定期收割、統一處理，如蘇丹草、狼尾草對鎘離子有很好的耐受能力，可用于鎘污染土壤修復；He等采用盆栽試驗研究了黑麥草植物修復鎘污染土壤的效果，結果表明黑麥草植物的種植在適宜條件下可以作為修復鎘污染土壤的方法。動物修復是指利用動物天然的生活習性去吸收土壤中重金屬鎘，如蚯蚓可以將土壤中重金屬固定在消化道的泡囊中，通過體內蛋白質與重金屬結合，使重金屬毒性下降。微生物修復是指通過微生物吸附土壤中的重金屬鎘，或利用微生物改善土壤環境，促進超積累植物對土壤中鎘的吸收。

1. 4 農業治理法

農業治理法是指通過改變農業制度，以減少土壤中鎘的輸入，從而減輕土壤中鎘的危害。常用的農業治理方法有農藝修復和生態修復兩種。農藝修復是指通過改變農業行為如選擇可以降低土壤鎘污染的有機肥、施加鎘含量符合標準的化肥等方式來降低土壤中鎘的輸入量，是一種強化的植物修復技術；生態修復是指通過調節土壤所處環境如控制土壤含水率、調節土壤氧化還原電位等，以改變土壤中鎘的活性。

由于物理法處理鎘污染土壤需要消耗大量的勞動力且治標不治本，生物法和農業治理法需要較長的修復周期，而化學淋洗法更加符合中國當代治理環境的要求，因此本文以化學法淋洗修復為主要研究目標，總結了鎘污染土壤淋洗劑的研究進展。

2 鎘污染土壤淋洗劑的研究進展

2. 1 土壤淋洗劑的類型及作用機理

土壤淋洗劑主要有無機淋洗劑、螯合劑、非生物表面活性劑和生物表面活性劑4種，見表1。其中，無機淋洗劑包括無機酸淋洗劑和無機鹽淋洗劑兩種，無機酸淋洗劑通過酸解來破壞土壤表面官能團與Cd形成的絡合物，從而將Cd置換出來，達到洗脫效果，常用的無機酸淋洗劑有HCl、HNO、HSO等，而無機鹽淋洗劑通過Cl與土壤中的Cd結合形成可溶性物質,使用Ca等陽離子替換Cd，促進Cd從土壤中解吸，常用的無機鹽淋洗劑有MgCl、NaCl、CaCl、FeCl等；螯合劑通過與Cd發生螯合作用形成水溶性金屬螯合物，使Cd從土壤顆粒表面解吸，常用的螯合劑有乙二胺四乙酸(EDTA)、檸檬酸(CA)、乙二醇雙四乙酸(EGTA)、乙二胺二琥珀三鈉(EDDS)、聚天冬氨酸(PASP)、谷氨酸二乙酸鈉(GLDA)等；非生物表面活性劑通過浸潤土壤組分，利用羧基官能團促進Cd從固相轉移到液相中，使無機鹽的陽離子組分與Cd發生離子交換作用，從而洗脫其污染，常用的表面活性劑有十二烷基硫酸鈉(SDS)、十二烷基苯磺酸鈉(SDBS)、月桂基醚硫酸鈉(SLS)、聚山梨脂(Tween-80)等；生物表面活性劑通過降低表面張力，削弱Cd與土壤顆粒的黏附性，促進Cd與生物表面活性劑絡合，從而將Cd脫離土壤顆粒，常用的生物表面活性劑有鼠李糖脂、茶皂素、皂苷等。

表1 土壤淋洗劑的類型及作用機理[32-36]

土壤淋洗劑洗脫Cd的作用機理可以劃分為離子交換作用、螯合作用和絡合作用。其中，螯合作用是中心離子和配位體的兩個及以上原子鍵結合形成的具有環狀結構配合物的過程；絡合作用是電子對給予體與電子接受體相互作用形成絡合物的過程。土壤淋洗劑簡單的三種作用機理在不同的界面條件下形成不同的淋洗效果，表面活性劑促進了絡合作用，而無機淋洗劑則促進了離子交換作用。

2.1.1 無機淋洗劑

無機淋洗劑主要通過離子交換作用、絡合作用洗脫重金屬。如岳松濤等使用MgCl淋洗鎘污染土壤，室溫下1 mol/L的MgCl溶液對鎘濃度99.15 mg/kg的鎘污染土壤的洗脫率達到了81.0%；陳欣園等研究了FeCl的淋洗效果，發現對鎘濃度為64.55 mg/kg的鎘污染土壤的洗脫率達到了91.4%;Makino等比較了各種鐵、錳、鋅鹽對鎘污染水稻土壤的淋洗效果，結果發現同等條件下FeCl的淋洗效果最好，對鎘濃度為1.21 mg/kg的污染土壤的洗脫率達到了66%;陳春樂等研究了聯合使用HCl與NaCl、CaCl、FeCl溶液對鎘污染土壤的淋洗效果，結果發現使用0.4 mol/L的FeCl與0.1 mol/L的HCl復合去除土壤中鎘，其對鎘濃度為16.44 mg/kg的鎘污染土壤的洗脫率達到了78.9%。

綜上可以看出，無機淋洗劑的淋洗效果具有極強的特異性，同種淋洗劑對相近污染程度的不同土壤的修復效果具有較大的差別，而不同淋洗劑之間的修復效果差異更加顯著?？傮w上來說，各類土壤淋洗劑對鎘污染土壤中鎘的去除率在優化后都能達到80%，其中FeCl的淋洗效果最佳。但是無機淋洗劑對土壤pH值的要求較高，通常土壤pH<7時，其淋洗效果最好，但過高的酸度會使土壤養分大量流失，修復后的土壤難以再利用，所以無機淋洗劑不適合高品質耕地土壤的修復。此外，在選用無機淋洗劑時，要綜合考查淋洗液對環境的影響。

2.1.2 螯合劑

螯合劑通過其與重金屬發生螯合反應形成水溶性的金屬螯合物，從而去除土壤中的重金屬。如可欣等使用EDTA修復鎘污染土壤，結果發現0.1 mol/L的EDTA溶液對鎘濃度為91.8 mg/kg的鎘污染土壤的洗脫率達到了89.1%；房彬等研究了新型環保螯合劑谷氨酸-N,N-二乙酸(GLDA)對重金屬污染土壤的淋洗效果，結果發現當GLDA濃度為19.23 mmol/L時，對鎘濃度為0.87 mg/kg的鎘污染土壤的洗脫率達到了94.7%;Rui等選擇EDTA作為洗脫液用于修復鎘污染土壤，兩次添加0.1 mol / L EDTA和去離子水，凍融淋洗3遍后，土壤中鎘的去除率達到了88.1%;Wang等采用亞氨基二琥珀酸(ISA)、谷氨酸-N，N-二乙酸(GLDA)、葡萄糖一碳酸(GCA)和聚天冬氨酸(PASP)4種可生物降解的螯合劑去除受污染土壤中的重金屬鎘，結果發現PASP和GCA不能有效地從鎘污染土壤中提取重金屬鎘(去除率僅為7%～38%)，但通過GLDA淋洗，可從農田土壤中去除85.0%的重金屬鎘；Feng等選用亞甲基膦酸(EDTMP)和聚丙烯酸(PAA)淋洗去除土壤中的重金屬鎘，結果發現采用EDTMP對土壤中鎘進行修復時鎘的去除率為92.7%，采用PAA對土壤中鎘進行修復時鎘的去除率為84.6%；荀志祥等采用EGTA和EDDS對土壤重金屬進行修復，結果發現當EDDS和EGTA投加量分別為土壤重金屬總摩爾數的0.81倍和3.92倍時，對鎘濃度為13.46 mg/kg的鎘污染土壤的洗脫率均達到了87.5%。

螯合劑中，EDTA、檸檬酸的應用較為廣泛，其對土壤中重金屬鎘的去除率集中在85%左右，GLDA對土壤中鎘的去除效果最好，其去除率可達94.7%，但GLDA在土壤修復領域的應用研究沒有EDTA成熟，實際試驗中推薦使用研究較為成熟的EDTA和檸檬酸。使用螯合劑淋洗鎘污染土壤對環境的破壞作用較小，其通常能夠在偏酸性環境下(pH<7)與鎘形成穩定的絡合物，但由于常見的土壤組分如Ca、Mg、Al會與Cd競爭螯合劑的結合位點，因此需要使用過量的螯合劑以確保充分去除污染物。如果螯合劑經多次回收利用，則會大大降低其生物降解性，造成二次污染。由于螯合劑難以回收，因此開發更有效的回收方法可大大提高土壤淋洗技術的經濟價值。此外，經螯合劑處理后的土壤存在重金屬活化問題，即在洗脫鎘的過程中活化了部分鎘，可能會導致土壤中重金屬有效性增加，因此在選用螯合劑時需加以考慮。

2.1.3 非生物表面活性劑

表面活性劑的作用是通過改變土壤表面性質，增強有機配體在水中的溶解性，或者是發生離子交換作用，促進金屬陽離子或配合物從固相轉移到液相中。陽離子表面活性劑比非離子表面活性劑和陰離子表面活性劑能更有效地提取重金屬。Giannis等評估了表面活性劑SDS修復的鎘污染土壤，SDS可提取鎘污染土壤中90%以上的鎘，但由于SDS在土壤中的遷移性較差，所以作為淋洗劑修復鎘污染土壤還需綜合考慮；丁寧等使用表面活性劑SLS淋洗高嶺土中的鎘，結果發現100 mmol/L的SLS對鎘濃度為285 mg/kg的鎘污染土壤的洗脫率達到了98.7%；曲蛟等研究了十二烷基苯磺酸鈉(SDBS)和聚山梨脂(Tween-80)兩種常見表面活性劑對土壤中鎘的淋洗效果，結果發現質量分數為7%的Tween-80的淋洗效果最好，對土壤中鎘的去除率達到了83.07%。

非生物表面活性劑中，SDS的應用相對較為廣泛，且淋洗效果較好，對土壤中重金屬鎘的去除率大于90%，但自身存在不適合淋洗方案的問題。有研究表明，非生物表面活性劑的淋洗效果與淋洗液濃度、土壤有機質含量呈正相關，與其他因素的相關性較差。但由于非生物表面活性劑的生物毒性和難降解性，土壤中殘留的非生物表面活性劑會對生態系統造成一定的破壞，所以非生物表面活性劑也不適用于耕地的修復。

2.1.4 生物表面活性劑

生物表面活性劑是指微生物來源而非化工制得的表面活性劑，一般為某種微生物的代謝產物經提純而得。如鼠李糖脂是由假單胞菌或伯克氏菌產生的具有生物代謝性質的糖脂；皂角苷是存在于植物界以多環化合物為配基的配糖體的總稱；茶皂素是由茶樹種子中提取出來的一類糖苷化合物，是性能良好的天然表面活性劑。與傳統的表面活性劑相比，生物表面活性劑具有無毒、可生物降解、生態安全和高表面活性等優點。鼠李糖脂作為生物表面活性劑是利用金屬螯合能力洗脫土壤中的鎘，如師崇文等研究了鼠李糖脂對鎘污染土壤的修復效果，結果發現20 g/L的鼠李糖脂溶液對鎘濃度為0.46 mg/kg的鎘污染土壤中可交換態鎘的去除率為90%；孟蝶等研究了鼠李糖脂對土壤中重金屬Pb、Cd的配合能力及影響因素，當鼠李糖脂濃度為30 g/L、反復淋洗時，其對鎘濃度為554.3 mg/kg的鎘污染土壤中鎘的去除率接近100%；Juwarkar等以銅綠假單胞菌BS2菌株生產的鼠李糖脂表面活性劑為研究對象，對其去除土壤中鎘的能力進行了研究，結果表明鼠李糖脂淋洗液對鎘污染土壤中鎘的去除率達到了92%，雙鼠李糖脂可選擇性地促進土壤中重金屬的活化。茶皂素通過與土壤中的液相重金屬離子絡合，使重金屬離子脫離土壤，從而達到被去除的目的，如李光德等研究了茶皂素對污染土壤中重金屬的去除作用，發現質量分數 7%的茶皂素溶液對鎘濃度為10.9 mg/kg的鎘污染土壤中鎘的去除率達到了42.38%。皂角苷可與重金屬元素通過皂角苷分子的羧基基團與鎘離子反應生成新的配位化合物，從而達到去除鎘污染土壤中的鎘，如Song等評估了皂角苷去除土壤中鎘的能力，結果發現皂苷膠束外羧基與土壤中鎘絡合，有效地去除了鎘污染土壤中的鎘，當皂角苷濃度為3 750 mg/L時，皂角苷對鎘污染土壤中鎘的去除率為87.7%。

生物表面活性劑中，鼠李糖脂的應用較為廣泛，反復淋洗后對土壤中重金屬鎘的去除率普遍大于90%。生物表面活性劑能夠在pH值為5～8范圍內有效去除土壤中重金屬鎘，其環境相容性既促進了污染物的生物降解，也促進了表面活性劑的自降解。生物表面活性劑除了對土壤中重金屬的溶解和解吸有積極影響外，還刺激了微生物分解污染物，這將有利于土壤中重金屬的原位生物修復。生物表面活性劑適用于各種受污染土壤和場地的修復。

2. 2 土壤淋洗劑淋洗效果的影響因素分析

綜合諸多文獻的論述，研究者發現土壤淋洗劑淋洗效果的影響因素主要分為土壤因素、淋洗液因素、淋洗方式因素三類。其中，土壤因素包括土壤pH值、土壤顆粒粒徑、土壤有機質含量和土壤中重金屬鎘的形態；淋洗液因素包括淋洗液濃度、組分和pH值；淋洗方式主要有土柱淋洗、振蕩淋洗和超聲強化淋洗，其影響因素為淋洗的強度和時間。

對于土壤因素來說，對淋洗劑淋洗效果影響最大的因素就是土壤中重金屬鎘的形態，同時還與土壤本身的有機質組分、土壤pH值、土壤顆粒粒徑有關，這些因素都會影響淋洗劑的淋洗效果，雖然通過配比優化能夠消除部分影響，但無法消除由土壤中鎘形態帶來的影響。

淋洗液因素是影響淋洗劑淋洗效果的另一個重要因素，研究者需要對土壤的性質進行分析，在盡可能的情況下選用合適配比的淋洗液(如前文所述的FeCl淋洗劑對鎘含量不同的污染土壤的修復效果具有差異，淋洗液的最佳配比也具有差異)，但由于缺乏對于不同土壤的規律性研究，因此此類研究屬于一種試錯性的研究，而且淋洗液的配比受到經濟效應的影響，如果不計成本地修復，其修復效果都可以達到較高的程度。如采用鼠李糖脂反復淋洗重金屬污染土壤，其對土壤中重金屬的洗脫率可以接近100%。

淋洗方式對于淋洗劑淋洗效果的影響主要是對淋洗時間的優化。土柱淋洗時，是通過滲流的淋洗液與土壤接觸而進行的淋洗，淋洗時土壤與淋洗液的界面濃度保持不變或者變化很小，流動的淋洗液不斷帶走解吸出來的鎘，但是這種方式會由于土壤顆粒間的蟲孔和根孔等造成捷徑式下滲，導致淋洗液與土壤的接觸不充分，往往需要經過長時間的淋洗作用才能達到較好的淋洗效果；振蕩淋洗在一定程度上強化了土壤與淋洗液的接觸程度，但是由于淋洗液與土壤顆粒界面上的濃度差隨著淋洗時間的增加而減小，往往會導致淋洗液的淋洗效率隨著淋洗時間的增加而衰減，并且淋洗到一定程度就無法再提升其淋洗效果；超聲強化淋洗大大強化了淋洗液與土壤的接觸程度，并且超聲能夠瓦解土壤顆粒的構成，導致土壤顆粒發生裂解，能夠很有效地提升淋洗效率，但是同振蕩淋洗一樣，超聲強化淋洗只是加強了土壤與淋洗液的接觸程度，沒有改良鎘在土壤表面的擴散作用，所以淋洗效率會隨著時間的增加逐漸衰減。

2. 3 不同類型淋洗劑的淋洗效果及其優缺點

不同類型淋洗劑對鎘污染土壤的淋洗效果及其優缺點,見表2。無機淋洗劑主要有MgCl、NaCl、CaCl、FeCl、無機酸等，其對鎘污染土壤的修復效果較好，對土壤中鎘的去除率普遍在80%左右，其中FeCl的淋洗效果最好，但無機淋洗劑對土壤酸堿度的影響較大，會破壞土壤原有的理化性質，影響土壤顆粒結構，且需要對淋洗過程中產生的廢液進行中和處理，增加了后續成本，同時中和過程還會產生二次污染。無機淋洗劑由于易生產、需求量大，所以價格低廉。螯合劑主要有EDTA、檸檬酸、EDDS、GLDA、EGTA、EDDS等，其應用廣泛，淋洗效率高，其中EDTA在鎘污染土壤中被廣泛應用，土壤中鎘的去除率普遍在85%以上，但螯合劑的生物降解性差，易造成二次污染。這里給出螯合劑的實驗室參考價格，以方便研究者進行實驗設計。檸檬酸(>99.8%)的參考價為90元/kg，EDTA(98%)的參考價為108元/kg，EGTA(99%)的參考價為3 920元/kg，GLDA(40%)的參考價為15 200元/kg(該參考價格均為阿拉丁平臺上的采購價格)。非生物表面活性劑主要有SDS、月桂基醚硫酸鈉等，其被用于淋洗鎘污染土壤的研究較少，其中月桂基醚硫酸鈉對鎘污染土壤的淋洗效果最好，土壤中鎘的去除率達到了98.7%。土壤中殘留的非生物表面活性劑的生物降解性差、生物毒性強，在土壤中過量存在會對生態系統產生不利的影響，如SDBS、SDS、SLES可以與生物活性大分子(如肽、酶和DNA等)結合，從而改變微生物的生物學功能；CTAB可影響細菌的細胞質膜；Tween-80可通過與各種蛋白質和磷脂膜結合而發揮抗菌活性。因此，一般不選用非生物表面活性劑作為土壤鎘污染的淋洗劑。生物表面活性劑有鼠李糖脂、茶皂素、皂角苷等，其通過降低表面張力，削弱鎘與土壤的黏附性，促進鎘與生物表面活性劑絡合，從而洗脫土壤中的鎘。生物表面活性劑無毒，可生物降解，表面活性高，淋洗效果很好，其中鼠李糖脂對鎘污染土壤的淋洗效率最高可達到99%以上。盡管生物表面活性劑是土壤淋洗劑中有吸引力的選擇，但高純度生物表面活性劑的價格相對較高，研究成本也較大，如鼠李糖脂的參考價為25 600元/kg，皂素的參考價為2 650元/kg(該參考價格均為阿拉丁平臺上的采購價格)。

表2 不同類型淋洗劑對鎘污染土壤的淋洗效果及其優缺點

3 研究展望

盡管國內外學者對土壤鎘污染治理的各種化學淋洗劑展開了研究，研究對象涉及淋洗劑的種類、使用劑量以及復合淋洗劑等的洗脫機理和淋洗效果等，但目前的研究尚存在一些不足之處：①現有的鎘污染土壤淋洗劑研究基本上都是基于單因素試驗來確定最佳淋洗條件，沒有考慮淋洗劑各影響因素(如淋洗液濃度、淋洗時間、pH值等)之間的相互作用，也沒有綜合考慮土壤理化指標(如pH值、土壤有機質含量、土壤黏粒含量、土壤中鎘含量等)的綜合影響；②對土壤淋洗劑的選擇大都只考慮淋洗劑的淋洗效果，對淋洗后的土壤變化及生態風險評價明顯不足；③大多數土壤淋洗技術還在實驗室階段，尚缺乏實踐檢驗；④土壤淋洗技術多為單一淋洗技術，缺乏復合淋洗技術的試驗及其機理研究；⑤考慮生物表面活性劑和螯合劑是未來土壤鎘污染治理淋洗技術的主要研究方向，如何開發低成本、高效率的生物表面活性劑和螯合劑是一個亟待解決的問題；⑥我國廣布低滲透黏性土，如何解決淋洗劑在黏性土的滲透性問題已成為低滲透黏性土分布地區土壤淋洗技術推動的重點和難點。

針對當前鎘污染土壤淋洗技術存在的關鍵問題，今后可從以下幾個方面開展研究：①單一淋洗技術向復合淋洗技術的轉化，特別是不同類型淋洗劑的復合淋洗技術，并關注復合淋洗劑的搭配以及用量等工藝參數的確定；②不同類型淋洗劑的影響因素研究，加強其對土壤理化性質和土壤中重金屬形態變化的機理研究，針對淋洗劑對土壤性質的影響研究，可以考慮開發高性能的土壤緩沖劑，盡可能減少淋洗劑對土壤理化性質的改變，并研發土壤全要素信息探測技術以反饋土壤修復進程，以進一步完善淋洗修復技術，并開展淋洗后土壤的生態風險評價工作；③土壤淋洗技術要逐漸從室內實驗、盆栽實驗轉化為田間試驗，推動土壤淋洗技術的示范和推廣；④由于土壤環境錯綜復雜，土壤中各種重金屬之間以及鎘與其他污染物(如有機污染物)之間往往存在協同、拮抗、屏蔽和獨立作用，土壤中鎘的淋洗效果會受到土壤環境多種因素的影響，因此需要加強鎘與其他污染物復合污染條件下的土壤淋洗技術研究；⑤生物表面活性劑可生物降解，淋洗效率高，但其由微生物制得，因此應加強環境微生物學研究，通過發展環境微生物技術來開發低成本的生物表面活性劑，或在污染場地接種微生物，利用微生物分泌的生物表面活性劑來修復土壤；⑥目前修復土壤鎘污染的淋洗劑大多是利用其螯合作用來脫附土壤中的鎘，能夠與鎘螯合的物質還有很多，隨著材料學和納米技術的發展，還有更多的螯合劑等待著被開發，這也是未來的研究方向之一；⑦構建反應性土壤水流和溶質運移的動力學模型，并應用于淋洗修復下淋洗劑的流場模擬中，以得到淋洗劑在不同時空下的供給情況，并通過建立淋洗劑流場動力學模型來優化淋洗劑的添加，同時還可以模擬淋洗劑作用下土壤脫附鎘隨地下水的遷移狀況，從而收集含鎘廢水，這是未來的一個研究方向；⑧可以考慮開發適合低滲透黏性土分布地區土壤的淋洗劑，或者使用表面活性劑來增加土壤滲透性再淋洗，以提高淋洗效果，因此適合低滲透土壤的淋洗劑和土壤表面活性劑的研發亦是未來的研究方向；⑨土壤淋洗技術涉及土壤學、材料學、微生物學、環境科學和水文地質學等學科，迫切需要開展多學科的交叉融合研究，以取得創新性的成果。