淹水管理常作为稻田镉（Cd）污染修复的重要措施之一。大多数研究表明淹水措施能有效降低稻田Cd活性进而降低稻米Cd含量。但由于稻田土壤自身的复杂性以及影响因素的多样性，对于淹水是否降Cd的研究结论不一。那么淹水稻田土壤性质会发生哪些变化，其对土壤Cd活性又会产生怎样的影响？本文将从以下方面阐述相关机理：

土壤胶体和团聚体、Eh和pe+pH及pH、阴离子和阳离子、铁锰氧化物和含硫化合物、有机质和可溶性有机物、磷酸盐和碳酸盐、根系分泌物和微生物等。

2.1 降低土壤镉活性

（1）Eh和pe+pH：Eh值反映土壤氧化还原程度。稻田淹水时，土壤处于还原状态，Eh值下降（如图1左）。在低Eh值下，土壤Cd更易于由有效态转化为稳定态，有效降低Cd的活性。

pe+pH值可用来表征土壤铁矿物的形态转化，其变化影响土壤Cd的形态。淹水土壤pe+pH下降，下降的程度与土壤的类型有关；酸性土壤（红壤）pe+pH下降，Cd活性降低，主要受土壤铁氧化物控制；碱性土壤（潮黄土）pe+pH下降，Cd活性降低，主要受土壤碳酸铁控制（如图1右）。

图1 土壤淹水后Eh和pe+pH变化

注：此图形根据参考文献《淹水和有机质对土壤镉活性消长行为的影响及其机理的研究》做出，其中红壤代表酸性土，潮黄土代表碱性土。

（2）胶体和团聚体：胶体具有大量的比表面积和丰富的表面电荷，对Cd有强的吸附能力。土壤淹水后，溶液中的土壤胶体沉积到土壤基质上，增强了对Cd的吸附。

有机质是土壤团聚体的胶结物质。淹水后，有机质累积，水稳定性团聚体更加稳定，对Cd的吸附增强，Cd活性降低。

（3）阴离子（SO₄^2-、NO₃^-）和阳离子（Al³⁺、Ca²⁺、Mg²⁺和K⁺等）：SO₄^2-不仅可以通过内、外层络合作用增加表面负电荷，还可以与Cd形成水溶性络合物，促进SO₄^2-对Cd的结合；淹水厌氧环境有利于反硝化过程，土壤NO₃^-含量减少，进而与Cd²⁺的配位减少，Cd活性降低。

淹水条件下非变价阳离子含量基本不变，但饱和度降低，与Cd²⁺对土壤表面吸附点的竞争减少，Cd活性降低。

（4）含硫化物：淹水还原环境促进土壤中挥发性硫化物（AVS，如H2S）或硫酸盐（SO₄^2-）还原，生成的S²-或-HS与土壤中Cd形成难溶的CdS沉淀，可显著降低土壤中Cd的活性。

（5）磷酸盐：土壤淹水后化合态磷酸盐溶解。相比其他磷酸盐，磷酸镉盐的溶解度较低，在不同的pH条件下，磷酸盐与Cd²⁺结合可生成CdH₂PO₄、Cd(HPO₄)₂或Cd₃(PO₄)₂更稳定的化合物，土壤Cd活性降低。