土壤-水稻系統(tǒng)重金屬遷移特征與區(qū)域污染風(fēng)險評階.pdf

1、農(nóng)田土壤重金屬污染，尤其是食用農(nóng)產(chǎn)品污染倍受土壤學(xué)家和環(huán)境科學(xué)家的關(guān)注。工礦區(qū)土壤重金屬污染不僅污染組分復(fù)雜、污染程度嚴(yán)重，而且污染源去除困難、農(nóng)業(yè)利用難以避免，因此研究工礦區(qū)污染土壤重金屬控制與安全利用尤為必要。多點對應(yīng)研究工礦區(qū)土壤-水稻系統(tǒng)重金屬遷移特征，可以為污染土壤重金屬控制與安全利用模式提供科學(xué)依據(jù)。
　　 以湘中某工礦區(qū)農(nóng)田為研究對象，應(yīng)用地統(tǒng)計學(xué)方法，野外定點采集紅壤和紫色土母質(zhì)水稻土耕作層土壤和相應(yīng)樣點水稻樣品

2、，分析土壤、水稻重金屬Pb、Cd、Zn含量及土壤理化性狀。應(yīng)用單因子污染指數(shù)法、潛在生態(tài)風(fēng)險評估法和人體接觸重金屬健康風(fēng)險評價法分別進(jìn)行了土壤重金屬污染評價、潛在生態(tài)風(fēng)險評估和糙米健康風(fēng)險評估;同時使用富集系數(shù)、遷移系數(shù)和累積系數(shù)研究重金屬在土壤-水稻系統(tǒng)中的遷移特征。
　　 主要研究結(jié)果如下:
　　 (1)湘中某工礦區(qū)稻田土壤受到了嚴(yán)重的重金屬污染，污染程度為Cd＞Pb＞Zn。單因子污染評價表明:研究區(qū)域100％的樣點

3、Cd處于重度污染;96.02％的樣點Zn處于重度污染，99.50％的樣點Pb處于重度污染。土壤重金屬潛在生態(tài)風(fēng)險評價表明:大部分樣點Zn、Pb潛在生態(tài)風(fēng)險處于輕度;大部分樣點Cd處于極強(qiáng)生態(tài)風(fēng)險水平。調(diào)查區(qū)綜合潛在生態(tài)風(fēng)險處于較強(qiáng)水平的樣點占44.78％。
　　 (2)湘中某工礦區(qū)稻田生產(chǎn)的糙米受到重金屬Cd、Pb的污染。按照中華人民共和國農(nóng)業(yè)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)(NY419-2006)和食品中污染物限量標(biāo)準(zhǔn)(GB2762-2005)，研究

4、區(qū)糙米的Cd、Pb超標(biāo)率分別為90.36％、83.13％，尚未發(fā)現(xiàn)Zn超標(biāo)。糙米的健康風(fēng)險評價結(jié)果顯示，有86.75％的樣點存在Cd健康風(fēng)險，有3.61％的樣點存在Pb健康風(fēng)險，無樣點存在Zn健康風(fēng)險。
　　 (3)應(yīng)用地統(tǒng)計學(xué)方法，研究了土壤重金屬空間分布特征。重金屬元素的克里克插值圖顯示:Zn與Cd嚴(yán)重污染區(qū)域在研究區(qū)的西北角與東南角，Pb污染嚴(yán)重的區(qū)域在東部，三種重金屬含量自西往東逐漸增加。根據(jù)土壤調(diào)查規(guī)范采集土壤剖面樣品

5、，研究了土壤重金屬垂直分布特征，結(jié)果表明重金屬含量隨著土層深度的增加而降低，Cd、Zn含量至50cm趨于穩(wěn)定，而Pb含量至40cm趨于穩(wěn)定。
　　 (4)水稻各器官重金屬含量，糙米為Zn＞Cd＞Pb，而根、莖葉、稻殼為Zn＞Pb＞Cd。水稻各器官重金屬富集系數(shù)為根＞莖葉＞稻殼＞糙米。其中根的富集系數(shù)Cd＞Pb＞Zn，而莖葉、稻殼、糙米為Cd＞Zn＞Pb。水稻植株Cd、Pb與土壤全量、有效態(tài)含量均呈現(xiàn)顯著相關(guān)性。水稻各器官重金屬含

6、量與土壤理化性質(zhì)有一定的相關(guān)性。
　　 (5)作者將作物中元素累積量占土壤中相應(yīng)元素總量的百分?jǐn)?shù)定義為作物重金屬遷移系數(shù)（簡稱遷移系數(shù)）;將作物可食部位的元素累積量占植物體內(nèi)相應(yīng)元素總量的百分?jǐn)?shù)定義為可食部位重金屬累積系數(shù)（簡稱累積系數(shù)）。研究表明，不同母質(zhì)土壤重金屬的遷移系數(shù)和累積系數(shù)存在差異。水稻Pb、Cd、Zn遷移系數(shù)分別為:0.088％、0.537％和0.141％，剔除水稻根系后，地上部分遷移系數(shù)分別為:0.020％、0

7、.260％和0.086％。紫色土Pb遷移系數(shù)顯著高于紅壤，但Cd沒有達(dá)到顯著水平，兩種土壤Zn差異不顯著。剔除水稻根系后，紫色土Pb遷移系數(shù)高于紅壤（極顯著），而Cd、Zn紅壤高于紫色土（不顯著）。糙米Pb、Cd、Zn的累積系數(shù)分別為:033％、6.53％和7.44％。紅壤Pb累積系數(shù)顯著高于紫色土，但Cd、Zn的規(guī)律不一，紅壤Cd不顯著高于紫色土，紫色土Zn不顯著高于紅壤。重金屬遷移系數(shù)和累積系數(shù)與富集系數(shù)相比，能夠更加清晰反映土壤-