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重金属元素镉,对生物具有一定毒性,且非生物所需。食物链是镉进入人体的主要渠道,过度积累可导致多种疾病,威胁人类的健康,因此修复受镉污染的土壤刻不容缓。小麦是我国北方大部分地区是常见的粮食作物之一,其安全生产关乎民众的健康,然而最近小麦重金属超标事件频发,给我国粮食安全生产敲响了警钟。对此,2016年我国出台了《土壤污染防治行动计划》（简称“土十条”）,旨在修复受重金属污染的土壤,保障农业安全生产。在目前的土壤重金属修复技术中,原位修复操作简单,不耽误粮食生产,是保障粮食安全的较好选择。其中,羟基磷灰石因其安全、钝化效果突出且不易造成二次污染等特点,广泛应用于土壤镉污染的控制与治理。本文（1）比较系统地研究了三种羟基磷灰石在矿物-水相体系中对Cd的吸附机制,根据粒径大小选择普通羟基磷灰石（HAP）,微米级羟基磷灰石（MHAP）和纳米级羟基磷灰石（NHAP）作为本实验的吸附材料,初步弄清了羟基磷灰石的粒径大小对其吸附Cd的影响;阐明了可溶性有机碳（DOC）对单一HAP体系以及HAP-秸秆复合体系中Cd2+吸附的影响机制,并利用盆栽实验揭示了HAP对污染土壤中Cd形态转化、小麦Cd累积特征以及小麦根际微生物的种群结构的影响机制。研究成果为理解羟基磷灰石对土壤Cd的钝化机制,提升羟基磷灰石在中碱性镉污染钝化修复中的应用提供了理论支撑和技术支持。主要研究结果如下:1、随着反应时间、pH、Cd初始浓度和材料粒径的增加,羟基磷灰石对溶液中Cd2+的吸附增强。等温吸附过程可以用Langmuir模型进行很好的拟合,吸附过程符合二级动力学模型。吸附效果依次为HAP>MHAP>NHAP,组成成分分析和XRD图谱结果表明,HAP的Ca/P摩尔比最低,在溶液中不易发生团聚,此外,低结晶率使其具有较大的比表面积,增大了与溶液中Cd2+的接触,从而增强了去除率。2、在HAP吸附体系中加入DOC,吸附效果随着初始Cd2+浓度、DOC用量以及油菜品种的不同而存在差异。HAP-秸秆的复配体系固定Cd的能力受DOC的影响小于单一体系。油菜秸秆与HAP按照不同比例进行混合后对溶液中Cd2+的吸附主要是HAP和秸秆单独吸附的总和。3、通过盆栽实验,研究了HAP用量对碱性镉污染麦田的钝化修复作用。结果表明,施加HAP可以有效降低中麦、周麦-30和郑麦-7698籽粒、茎和根系组织中Cd的含量,当添加量为2.5%和5%时,种植三种小麦均使籽粒中Cd浓度低于国家食品安全规定（GB2762-2017）。土壤的pH值随HAP添加量的增多而升高。BCR分析表明HAP的施加降低了酸溶态Cd含量（11.54%-12.63%）和可氧化态Cd百分含量（3.68%-4.43%）,增加了可还原态Cd的比例百分含量（4.87%-9.09%）,这一变化主要发生在小麦拔节期之前。此外,HAP还增加了土壤中Cr、Cu、Pb和Zn的残渣态比例,降低了酸溶态和可还原态等不稳定组分的比例,从而降低了植物对Cr、Cu、Pb和Zn的吸收。4、高通量测序结果表明,HAP的施加降低了小麦根际土壤中细菌群落的丰富度和多样性。不同添加量的HAP以及不同小麦品种会使土壤优势属的丰度、细菌进化分枝和活性生物标志物发生改变。HAP使土壤细菌群落发生了重组,其中1%和2.5%HAP处理的土壤菌群结构相似,而5%HAP则与其他处理差异较大。对土壤微生物群落结构和环境因子的关联分析发现,土壤pH值和植物有效态重金属是影响土壤微生物变化的重要因素。综合以上结果,推荐施加2.5%HAP用作该地区碱性镉污染土壤的修复。