稻田土壤重金屬污染和稻米Cd安全分析及控制技術(shù)探討.pdf

1、土壤是陸地生態(tài)系統(tǒng)的重要支撐基礎(chǔ)，又是地球表層環(huán)境的重要組成部分.在維持農(nóng)作物生產(chǎn)的同時，農(nóng)業(yè)土壤環(huán)境污染及其食物安全風險問題是當今農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的重大挑戰(zhàn)之一。南方稻田重金屬污染較為普遍，特別是太湖地區(qū)、珠江三角洲地區(qū)和江西湖南紅壤丘陵地區(qū)的土壤重金屬污染分布及其食物安全風險評價已有多方面的研究報道。本課題組關(guān)于太湖地區(qū)重金屬（特別是Cd和Zn）的土壤污染特征及農(nóng)產(chǎn)品重金屬積累以及食物安全風險已經(jīng)進行了一系列的分析研究，但對重金屬污染

2、積累的團聚體組成變化及帶來的重金屬土壤團聚體分配的變化，不同稻區(qū)稻米重金屬積累差異與稻田土壤性質(zhì)的關(guān)聯(lián)性等還未有系統(tǒng)研究探討。污染稻田稻米重金屬積累的抑制和控制技術(shù)也還未有可靠技術(shù)。
　　 因此，本文基于已有認識，首先研究了重金屬污染下稻田土壤團聚體組成變化，分析污染下土壤團聚體形成及重金屬的土壤顆粒粒徑分配變化，探討重金屬污染對土壤生物物理過程的影響；其次，采集南方不同稻區(qū)稻米樣品，分析Cd、Zn含量，探討與稻區(qū)土壤類型及其土

3、壤性質(zhì)特征的關(guān)系，最后從影響稻區(qū)稻米重金屬水平的土壤因素-土壤酸度著手，探討通過施用改良劑調(diào)節(jié)土壤Cd活性而降低稻米Cd積累的技術(shù)。獲得結(jié)果如下：
　　 1.本文采集已報道嚴重污染的水稻土和未明顯污染的同種水田土壤表土樣品，分析不同粒徑土壤團聚體顆粒組的質(zhì)量組成和Pb、Cd、Hg、As等重金屬元素的含量，討論重金屬污染下土壤團聚體組成和重金屬團聚體分配的變化。在重金屬污染下，土壤砂粒級團聚體減少，而較細粒徑團聚體相對增多；盡管重

4、金屬含量隨粒徑變化的趨勢與先前研究認識一致，即在〈0.002mm和2-0.2mm粒徑的顆粒組中富集，但污染下重金屬元素更多地賦存于粉砂組和黏粒組團聚體.因此，重金屬污染可能減弱了較大土壤團聚體形成作用，導致細粒徑團聚體的相對增多，從而明顯提高重金屬元素在易移動的粉砂和黏粒組團聚體的分配，這可能進一步加劇污染農(nóng)田重金屬的水遷移和大氣顆粒物遷移的風險.
　　 2.在江西、湖南、安徽和廣東等南方典型水稻產(chǎn)區(qū)的農(nóng)產(chǎn)品市場和農(nóng)戶隨機采取大

5、米樣品共70份，分別測定樣品中Cd、Zn和Se的含量，并分析不同產(chǎn)地大米的含量差異及其與產(chǎn)區(qū)主要土壤特征的關(guān)系，結(jié)果表明，70％以上的供試樣品Cd含量超出國家食品衛(wèi)生標準值(0.2mg·kg－1)，且Cd/Zn（質(zhì)量比）超出美國學者建議的0.015臨界值。不同產(chǎn)地大米樣本間所分析元素的含量及Cd/Zn均呈污染產(chǎn)地〉酸性水稻土產(chǎn)地〉中性水稻土產(chǎn)地，且以Cd和Se含量的差異幅度較大，Zn較小。說明土壤酸度及Cd有效性是影響供試大米Cd含量的

6、主要因素。因而，土壤－水稻系統(tǒng)中Cd遷移與籽粒積累取決于人為污染和土壤的化學性質(zhì)的共同作用。分析表明所有供試產(chǎn)地的大米樣本對于農(nóng)民就地消費來說均存在不同程度的潛在Cd暴露風險，以污染土壤產(chǎn)地區(qū)和酸性紅壤性水稻土產(chǎn)地為嚴重。
　　 3.根據(jù)前述結(jié)果，針對土壤酸度對稻米Cd積累的重要影響，并考慮到Cd-Zn拮抗關(guān)系和沉淀鈍化作用，采用田間定位試驗，探討了不同用量的鈣鎂磷肥及葉面噴施鋅肥(ZnSO4·7H2O)等處理對降低污染稻田水稻

7、籽粒Cd含量的影響。試驗表明，不同肥料調(diào)節(jié)劑處理沒有顯著提高水稻產(chǎn)量，但籽粒Cd含量有不同程度降低.分析表明，磷肥處理提高了土壤的pH值，且隨用量而增高，而土壤中有效態(tài)Cd含量相應顯著降低。推測主要是由于土壤pH升高而降低了土壤Cd活性.不過，葉面噴施鋅肥并未明顯提高土壤pH值，但顯著降低土壤有效態(tài)Cd含量，看來淹水下形成難溶性CdS而鈍化了土壤Cd.施用磷肥調(diào)節(jié)劑可以通過調(diào)控土壤酸度而達到鈍化稻田土壤Cd從而抑制水稻籽粒中Cd積累的效