由于土壤重金属污染对土壤生态系统和人类健康的有害影响,土壤重金属污染引起的环境问题正日益成为一个全球性威胁。在这些重金属中,镉（Cd）是最危险的重金属之一,因为它具有高毒性和生物利用率。关于Cd污染土壤修复的研究已经有很多报道,其中纳米零价铁（n ZVI）技术的应用也日渐成熟,其作用机理主要是原位固定土壤中的重金属,并且效果显著。另一方面,植物修复由于其经济、环保的优势也广受人们的欢迎。因此,关于这两种修复方法的协同应用也逐渐成为研究人员研究的对象。从以往的研究中我们发现,当n ZVI协同植物修复土壤重金属Cd时,植物吸收作用比单一植物修复时效果更好,这说明可能是土壤中可生物利用形态的Cd增多或者植物自身吸收能力增强导致的,而该结果又似乎与单一使用n ZVI固定土壤中重金属的情况相矛盾。针对这一现象我们展开了本次实验研究,并希望对该现象做出合理的解释。本研究探究了外源根系分泌物和微生物在改性n ZVI修复Cd污染土壤中的作用,本实验中采用柠檬酸（CA）模拟根系分泌物,然后将其加入水和土壤中以模拟土壤孔隙水和根际土壤环境。在水溶液中的实验表明,低浓度的CA有利于改性n ZVI对Cd2+的去除,而高浓度的CA则会抑制改性n ZVI对Cd2+的去除。其中CA不仅可以通过与重金属离子直接络合的方式促进Cd2+的去除,还可以通过间接作用促进具有优良重金属吸附性能的铁氧化物的生成从而实现Cd2+去除效率的提升。另外,从CA中解离的H+对Cd2+的去除有很大的影响。当H+浓度升高时,H+与Cd2+之间会产生强烈的竞争关系,从而降低了Cd2+与CA及n ZVI表面形成的络合物的稳定性。另一方面,较高浓度的H+还可以分解改性n ZVI氧化后产生的铁氧化物,从而降低材料表面对Cd2+的吸附性能。模拟根际土壤中的情况与水中相似,低浓度的CA促进改性n ZVI对Cd2+的固定,高浓度的CA则促进Cd2+的解吸和CA-Cd复合物的生成,从而促进植物对Cd的吸收。对于该实验中的土壤环境,n ZVI的氧化、土壤微生物的代谢以及重金属Cd形态的转化均为土壤理化性质有机质（OM）、p H及阳离子交换量（CEC）的重要影响因素。具体地,随着n ZVI的氧化及微生物的代谢,土壤中OM含量逐渐降低而p H值逐渐升高,同时,OM中含有大量活性官能团（如-COOH,-OH）可以电离出H+从而使土壤p H变低。另外,随着n ZVI的氧化,铁氧化物增多,p H升高,从而有利于了Cd向稳定态转变,其反应在指标CEC上时为CEC值随之增加。最后,采用高通量测序技术对经含CA和n ZVI的镉污染土壤培养后的微生物群落进行了群落组成分析和Beta多样性分析。研究发现,高浓度的CA不利于微生物的生长,而CMC则有减轻n ZVI生物毒性的作用。