土壤-水稻系統(tǒng)重金屬遷移特征與區(qū)域污染風險評階.pdf

1、農田土壤重金屬污染，尤其是食用農產品污染倍受土壤學家和環(huán)境科學家的關注。工礦區(qū)土壤重金屬污染不僅污染組分復雜、污染程度嚴重，而且污染源去除困難、農業(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依據。
　　 以湘中某工礦區(qū)農田為研究對象，應用地統(tǒng)計學方法，野外定點采集紅壤和紫色土母質水稻土耕作層土壤和相應樣點水稻樣品

2、，分析土壤、水稻重金屬Pb、Cd、Zn含量及土壤理化性狀。應用單因子污染指數法、潛在生態(tài)風險評估法和人體接觸重金屬健康風險評價法分別進行了土壤重金屬污染評價、潛在生態(tài)風險評估和糙米健康風險評估;同時使用富集系數、遷移系數和累積系數研究重金屬在土壤-水稻系統(tǒng)中的遷移特征。
　　 主要研究結果如下:
　　 (1)湘中某工礦區(qū)稻田土壤受到了嚴重的重金屬污染，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)風險評價表明:大部分樣點Zn、Pb潛在生態(tài)風險處于輕度;大部分樣點Cd處于極強生態(tài)風險水平。調查區(qū)綜合潛在生態(tài)風險處于較強水平的樣點占44.78％。
　　 (2)湘中某工礦區(qū)稻田生產的糙米受到重金屬Cd、Pb的污染。按照中華人民共和國農業(yè)行業(yè)標準(NY419-2006)和食品中污染物限量標準(GB2762-2005)，研究

4、區(qū)糙米的Cd、Pb超標率分別為90.36％、83.13％，尚未發(fā)現Zn超標。糙米的健康風險評價結果顯示，有86.75％的樣點存在Cd健康風險，有3.61％的樣點存在Pb健康風險，無樣點存在Zn健康風險。
　　 (3)應用地統(tǒng)計學方法，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嚴重污染區(qū)域在研究區(qū)的西北角與東南角，Pb污染嚴重的區(qū)域在東部，三種重金屬含量自西往東逐漸增加。根據土壤調查規(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為根＞莖葉＞稻殼＞糙米。其中根的富集系數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)含量均呈現顯著相關性。水稻各器官重金屬含

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

7、.260％和0.086％。紫色土Pb遷移系數顯著高于紅壤，但Cd沒有達到顯著水平，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的累積系數分別為:033％、6.53％和7.44％。紅壤Pb累積系數顯著高于紫色土，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。重金屬遷移系數和累積系數與富集系數相比，能夠更加清晰反映土壤-