水稻田中砷污染的生態(tài)效應(yīng)及其控制的初步研究.pdf

1、水稻土中的砷污染影響當(dāng)?shù)厣鷳B(tài)環(huán)境，并可以被水稻植株吸收積累在籽實(shí)中，通過食物鏈進(jìn)入人體，影響食用人群健康。了解和評估砷污染的生態(tài)效應(yīng)是對其生態(tài)風(fēng)險控制和預(yù)測的重要途徑。本研究以土壤砷污染為研究對象，對土壤中砷污染的生態(tài)效應(yīng)進(jìn)行評估分析，同時對土壤中砷污染的修復(fù)進(jìn)行了初步研究。具體內(nèi)容分為以下三個方面：
　　目前我國使用土壤中的總砷濃度作為土壤中砷的污染程度的評估指標(biāo)，不能很好的反映其生物可利用性。研究應(yīng)用便攜式 X射線熒光光譜儀（

2、FPXRF）快速分析水稻根部的砷含量，并以此作為評估水稻土中砷污染的指標(biāo)。結(jié)果表明由于水稻根的富集作用，使得其砷含量要高于水稻土，尤其是在低污染場地（砷污染<30mg kg-1），F(xiàn)PXRF分析水稻根中的砷水平要好于分析土壤中砷水平。此外，F(xiàn)PXRF對根的砷測量結(jié)果與水稻籽實(shí)和水稻葉子中砷的線性相關(guān)關(guān)系高于土壤中總砷與他們之間的相關(guān)關(guān)系。研究表明，帶有鐵膜的濕地植物的根能夠作為一個生物指示物，與FPXRF快速分析手段結(jié)合，對土壤中砷的污

3、染進(jìn)行快速評估。
　　由于砷與重金屬元素在自然界中的伴生性，砷污染地區(qū)往往還存在其他重金屬的污染，水稻土中的重金屬元素同樣能通過在水稻籽實(shí)中的積累，對當(dāng)?shù)鼐用癞a(chǎn)生健康威脅，而在砷污染地區(qū)，砷與重金屬元素的聯(lián)合暴露具有更復(fù)雜的生態(tài)效應(yīng)。因此研究探究了水稻土中砷污染對其他重金屬元素在水稻植株中遷移的影響。結(jié)果表明，水稻土的砷污染能夠促進(jìn)輕稀土元素在水稻籽實(shí)中的積累效應(yīng)，土壤中砷元素高的場地，其輕稀土元素在水稻植株中的積累率更大。然而對

4、重稀土的影響作用較弱，另一方面，水稻土砷污染對鉛的遷移與積累作用沒有發(fā)現(xiàn)明顯的相關(guān)關(guān)系，這可能是由于采樣點(diǎn)范圍較廣，而且金屬元素在土壤-水稻系統(tǒng)中的遷移與積累受水稻品種、土壤理化性質(zhì)因素的影響。研究結(jié)果同樣證明了水稻根表鐵膜對稀土元素有富集作用，但是富集效應(yīng)不及對砷的富集。
　　避免土壤砷污染的生態(tài)健康風(fēng)險的方法是對污染土壤進(jìn)行修復(fù)，土壤污染修復(fù)也是治理環(huán)境污染最有效的控制手段。近年來，污染土壤的生物修復(fù)成為研究的熱點(diǎn)，但是砷污染

5、土壤的生物修復(fù)過程中會將無機(jī)砷轉(zhuǎn)化為有機(jī)砷揮發(fā)至空氣中，從而產(chǎn)生更廣泛的污染效應(yīng)。對砷的揮發(fā)的控制是土壤生物修復(fù)過程中必須要考慮的因素。實(shí)驗(yàn)通過引入生物電化學(xué)系統(tǒng)對土壤中砷的揮發(fā)進(jìn)行調(diào)控，結(jié)果發(fā)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)組的砷的揮發(fā)量相比于對照組減少了0.76mg m-2，土壤孔隙水中的砷含量也相比于對照組減少了62.1μg·kg-1。生物碳的添加將會導(dǎo)致土壤中砷的大量析出，引入生物電化學(xué)系統(tǒng)后，土壤中砷的生物有效性將會大大降低，砷的揮發(fā)也減少了1.81m