浙江省典型水稻产区土壤水稻系统重金属 迁移特征及定量模型

重金属在土壤?水稻系统中迁移转化规律越来越受到人们的关注。本研究采集浙江省3个不同区位(浙北南浔、浙中嵊州、浙南温岭)的水稻主产区土壤、水稻样品,基于水稻品种(杂交水稻和晚粳稻)进行重金属迁移转化的影响因子分析,明确主要驱动因子,建立定量评测模型并进行验证,以此掌握浙江省典型水稻产区重金属的迁移转化规律。研究结果表明,3个研究区土壤的理化性状存在差异,其中嵊州产区土壤的p H(均值为5.52)、有机质(均值为39.4 g?kg?1)、重金属形态含量等均低于其他两个研究区;3个产区土壤和水稻中重金属含量也存在显著性差异,温岭产区土壤重金属(Cd、Cu、Zn)含量显著高于其他两个产区(P0.05),而嵊州产区的水稻重金属含量则显著高于南浔产区(P0.05);Cd和Zn富集系数高于Cu和Ni,嵊州产区的重金属富集系数(0.018~0.521)显著高于其他两个产区(南浔为0.004~0.143,温岭为0.007~0.269)。土壤重金属形态和土壤理化性质均显著影响不同品种的富集系数,其中土壤理化性质的作用相对较大。对数线性迁移模型能够预测实际产地环境中土壤?水稻系统重金属的有效性(富集系数),晚粳稻的预测结果优于杂交水稻,重金属Ni的预测效果(杂交水稻和晚粳稻的回归系数r分别达0.61、0.70,P0.01)好于其他重金属,而杂交水稻重金属Cd的预测效果(r值为0.21,P0.05)偏低,需增加环境变量,并做进一步研究以提高预测精度。     

连云港市水稻主产区土壤和灌溉水重金属含量分析及在稻米中的累积效应

对连云港市水稻主产区的土壤、灌溉水和稻米中重金属含量进行了测定。研究结果表明:(1)该地区水稻灌溉水所含重金属污染较轻,没有对稻米品质造成影响,完全符合无公害稻米生产要求。(2)土壤中砷、铅、镉的平均含量超过国家和江苏省背景值,砷、镉、铬、铅和汞的单项污染指数P<1,污染分担率排序为砷(42.56%)>镉(37.00%)>铬(7.78%)>铅(7.22%)>汞(5.54%),土壤主要以砷、镉污染为主;综合污染指数P综=0.59<0.7,属1级,为安全清洁水平,符合无公害农产品生产基地重金属环境质量要求。(3)稻米中4种重金属污染排序为铅>汞>镉>砷,以铅和汞污染为主;除铅外,稻米中重金属富集效应不明显,徐稻3号累积铅的能力较强,稻米中镉的含量与土壤中pH值存在着负相关关系。     

不同广藿香产区土壤中重金属污染特征及风险评价

[目的] 探明广东和广西两省区不同产区的广藿香种植土壤中重金属污染特征及其风险,为广藿香的安全品质评价及其种植土壤的重金属污染防控提供科学依据。[方法] 协同采集两广代表性产区的广藿香植株及其根区土壤样品,测定铜、汞、砷、铅、镉、铬、镍和锌共8种重金属的全量和有效态含量。运用单因子污染指数法和Nemerow污染指数法,对比评价两广广藿香种植土壤中重金属的污染特征及风险等级。结合广藿香植株的重金属富集系数和广藿香植株中重金属含量与土壤中重金属含量间的相关性,阐明土壤中重金属污染对广藿香安全品质的影响。[结果] ①两广产区广藿香种植土壤的重金属污染均已达警戒线,且广西产区的广藿香种植土壤中重金属污染程度比广东产区的更高。广藿香种植土壤中镉的污染覆盖产地最广,平均单因子污染指数最大（0.95）,需引起重视。②两广地区的广藿香植株中重金属含量均低于《中国药典》的限量值,总体情况安全。③广藿香对砷、汞、铜和铅的吸收能力弱,但易累积镉,且不受产地差异影响。广藿香茎比广藿香叶更容易富集镉。[结论] 控制镉有效态含量是广藿香产区土壤中重金属污染防控的重点。     

连云港东辛农场绿色水稻生产基地环境质量综合评价

通过对连云港东辛农场地区1.02万hm~2水稻生产基地生态环境进行了考察,并对生产区域内的灌溉用水和土壤进行实地调查、采样和监测,灌溉水检测了汞、镉、砷、铅、铬(六价)、氟化物和pH值,土壤样品检测了17个采样点的镉、汞、砷、铅、铬、铜和pH值,得出该地区灌溉水、土壤单项污染指数和综合污染指数均小于1,符合绿色食品水稻的生产基地条件。     

湛江水稻生产环境及其稻米中Cd的安全性评价

为研究湛江稻米生产环境及其稻米中Cd的安全性,抽样测定了湛江4个水稻主产区的大田土壤、灌溉水、植株器官和稻米中重金属镉（Cd）的含量。结果表明：早稻与晚稻均表现为,Cd在根中的积累量显著地高于茎、叶和稻米。同时,Cd在稻米中的积累量显著地低于茎、叶,Cd在茎、叶中的含量水平相当,水稻植株器官对Cd的富集水平基本为根〉叶〉茎〉稻米,根系是吸收和积累Cd的主要植株器官;湛江市4个水稻主产区生产的稻米中Cd的含量范围为0．034-0．047mg·kg^-1,符合国家粮食卫生控制标准值（GB2715-2005）,尚不存在Cd暴露的风险。水稻种植区的土壤中Cd含量为0．155-0．180mg·kg^-1,达到国家土壤环境质量一级标准（GB15618-1995）,仍属于自然背景值范围;灌溉水的重金属cd含量的范围为0．0019-0．0049mg·L^-1,均达到国家农田灌溉水标准（GB5084-2005）的要求。因此,湛江市水稻生产的土壤和灌溉水环境是安全的,生产的稻米Cd的安全性高,不会危害消费人群的身体健康。     

长江三角洲典型地区水稻籽粒中重金属含量及空间分布特征

对张家港地区水稻籽粒中重金属元素Cu、Pb和Cd的含量及其空间变异性进行了研究.结果表明:与<国家食品卫生标准>(GB2762-2005)相比,张家港局部地区的水稻样品存在着Pb超标现象,超标样点主要出现在某些企业周围:Cu、Cd不存在超标情况,但在某些工厂企业周围含量较高,应当引起注意;空间分布上,水稻重金属Cu、Pb含量在雏形土地区明显高于人为土地区,而水稻中Cd的空间分布则相反;工业活动导致的土壤重金属含量异常对水稻中元素含量影响也较突出,不同类型的工厂企业对水稻重金属的影响不同,化工类企业周围的水稻重金属Cu和Cd含量要明显高,水稻重金属Pb在冶金类企业周围的含量要明显高;土壤重金属Cu、Cd全量对水稻Cu、Cd含量和富集有着明显的影响,土壤pH的变化对水稻中Cd元素的富集有明显的影响.这些结果为该市农产品质量安全的评价和针对性农业管理措施的开展提供了重要的基础资料和参考依据.     

污灌稻田生态系统重金属含量分布调查

对鞍山某污灌区稻田土壤、糙米以及灌溉水中重金属Cd、As、Hg、Pb含量进行了采样和分析.结果表明：研究区土壤重金属含量总体上低于现选择土壤环境质量标准所规定的上限.但由于受灌溉水质的影响,灌区中部利用工业废水进行灌溉的区域土壤表层中Cd和Hg含量分别为1.08mg/kg和1.03mg/kg,糙米中Hg含量为0.2mg/kg,均接近或超出相应的国家标准规定的上限,说明灌溉水中的重金属含量水平对土壤和粮食中重金属含量的影响明显,并有可能造成粮食重金属含量超标.因此,工业废水对土壤环境质量和稻米品质的影响较大,应避免直接用于农田灌溉.     

重庆市蔬菜区重金属污染现状

本文通过对不同区域菜地大气污染物和灌溉水、土壤、蔬菜重金属平均含量比较发现,污染区大气污染物均大于清洁区;灌溉水和土壤重金属在不同区域差异不大;不同蔬菜品种重金属在不同区域表现不一致,叶菜类基本表现为污染区大于清洁区,说明叶菜类蔬菜重金属污染主要由大气污染引起。苋菜、莴笋重金属含量较高,说明富集重金属能力较强。蔬菜重金属含量同食品卫生限量标准比较表明超标蔬菜品种为苋菜、莴笋、葱子,超标重金属为Pb、Cd、Cr。同一蔬菜品种莴笋重金属Pb、Cd、Hg、As平均含量在污染点的下风向高于上风向,说明Pb、Cd、Hg、As与大气污染有直接关系。蔬菜重金属相关性分析表明Cr、Hg具有明显的协同和拮抗作用。     

安溪县茶园土壤和灌溉水环境质量评价

为掌握全县茶叶生长的土壤和灌溉水环境质量,明确安溪茶产业未来的拓展战略与发展方向,2009年在安溪县茶叶主产区选择具有代表性的茶园设立3个监测点,对监测点土壤和灌溉水的重金属污染物含量进行检测,并采用单因子指数法和综合污染指数法进行综合评价。结果表明：3个监测点茶园的土壤和灌溉水环境均未受到重金属污染,全部达到清洁水平。以此,表明安溪茶叶主产区的土壤和灌溉水环境质量都能满足发展无公害茶叶生产的标准要求。     

银川酿酒葡萄产区不同种植年限土壤重金属分布特征和评价

评估典型酿酒葡萄产区的土壤重金属污染情况对葡萄酒产业绿色可持续发展尤为重要。采集宁夏银川贺兰山和青铜峡产区的代表性酿酒葡萄园土壤样品124份,测定土壤中Pb、Cd、Cr、As、Hg和Cu等重金属的含量,并采用污染指数法分析评估土壤重金属在不同种植年限上的分布特征和污染情况。结果表明,受调查的葡萄园土壤重金属含量均未超过土壤重金属污染标准值。土壤中各重金属的单项污染指数和综合污染指数均小于1.0,表明该地区土壤污染等级为安全。就不同种植年限而言,土壤重金属内罗梅综合污染指数表现为6～10年>0～5年>16～20年>11～15年,种植年限为6～10年的葡萄园土壤重金属存在一定的污染风险,其中以As、Cd和Cu较为突出。进一步分析发现,葡萄园行间土壤重金属含量高于行内,尤其As表现较明显,而就土壤不同深度而言,Cu易在行内20～40cm土层积累。总体而言,银川贺兰山和青铜峡酿酒葡萄产区酿酒葡萄园土壤重金属处于清洁水平;部分种植年限和土层土壤重金属含量处于警戒水平。在酿酒葡萄园管理中应注重As、Cd等重金属输入方面的污染管控。     

福建省6个桃园养分、重金属、抗生素特征分析与评价

为了解福建省主要桃产区桃园的土壤养分状况以及重金属、抗生素污染情况,测定了宁德市古田县、龙岩市连城县、南平市建瓯市、南平市建阳区、福州市晋安区、福州市闽侯县共6个桃园有机肥和土壤的养分含量、土壤样品中的重金属残留量、有机肥及土壤中的抗生素含量。根据相关标准对土壤的安全性进行了初步分析评价。测定结果表明,养分投入在各产区桃园差别不大,但是土壤各养分含量差异明显,对比国家土壤养分分级标准,全氮含量均小于0.05 g/kg,为第6级,显示极度缺乏;有效磷、速效钾含量平均值均达到1级标准,变化范围分别在0.650～631.186和44.606～418.595 mg/kg,变异程度大。8种重金属在样品土壤中的检出率为100%,除建瓯桃园Cr含量超标外,其余重金属及其他桃园重金属含量均低于国家农用地土壤污染风险筛选值,但重金属含量差异较大,其中Cr、Cu、Zn和Pb的含量较高,Hg和Cd的含量较低,建瓯桃园的Cr以及闽侯桃园的Cd单项污染指数均大于1,达到污染水平;建瓯、闽侯的内梅罗综合污染指数在0.7～1.0范围内,污染等级达到警戒线。测定的24种抗生素结果显示,有机肥中检出7种、土壤中检出5种,土壤中检测的抗生素含量高于有机肥中抗生素含量,特别是喹诺酮类中的恩诺沙星和环丙沙星。总之,各桃产区应加强施肥,调整养分投入配比,保证养分吸收平衡;虽然土壤重金属、抗生素总体污染水平较低,但仍需警惕。     

施用河道污泥对水稻和土壤重金属含量及 水稻氮素利用的影响

2013—2014年以苏州市相城区望亭镇某河道污泥为研究对象,以农田施用污泥20 kg?m~(-2)和不施用污泥为主处理,以施氮肥120 kg(N)?hm~(-2)(LN)和240 kg(N)?hm~(-2)(NN)为副处理,连续两季种植粳稻品种‘武运粳24’,研究河道污泥农田施用对水稻和土壤重金属含量及水稻氮素利用的影响。结果表明:1)河道污泥农田施用,显著提高了稻田土壤有机质含量、速效氮含量和重金属Cu、Zn、Pb含量,水稻产量平均增加7.05%,水稻籽粒中重金属Cu、Zn、Pb含量分别增加53.66%、18.71%和802.29%,水稻吸氮量显著增加,氮素利用效率显著降低。2)河道污泥施用后,较高施氮量(NN)增加了稻田土壤有机质含量和速效氮含量,对稻田土壤重金属含量和水稻籽粒中重金属含量影响不大,水稻产量、水稻吸氮量显著增加,但氮素利用效率显著降低。3)污泥处理条件下,与第1季相比较,第2季稻田土壤重金属Cu、Zn、Pb含量平均下降5.0%左右、籽粒中重金属Cu、Zn、Pb含量下降7.27%~12.65%,但均显著大于不施河道污泥的对照处理。4)污泥×氮肥、污泥×年度、氮肥×年度和污泥×氮肥×年度的互作效应对稻田土壤养分含量、重金属含量,水稻产量、籽粒重金属含量和水稻氮素吸收利用的影响均未达显著水平。     

不同种类有机物对污染农田土壤重金属活性的影响

为了解施用不同种类有机物对污染农田土壤重金属行为的影响,布设了田间小区试验,观察研究施用6种不同类型有机物对土壤水溶性重金属和农作物对重金属吸收等的影响。试验设7个处理,分别为对照(不施有机肥)、施新鲜水稻秸秆、新鲜鸡粪、鸡粪堆肥、新鲜猪粪、猪粪堆肥和商品有机肥,动态检测土壤中水溶性重金属含量、田面水中重金属浓度及收获水稻籽粒中重金属含量的变化。结果表明,与不施有机物的对照处理比较,施用各类有机物在试验前期均可明显提高土壤中水溶性重金属和田面水中重金属的含量,总体上以施用新鲜猪粪的最高,其次为新鲜鸡粪,施用商品有机肥的最低。土壤中水溶性重金属含量随试验时间增长逐渐下降。施用各类有机物对水稻籽粒中重金属的积累影响不明显。土壤中水溶性重金属及田面水中重金属含量均与相应的水溶性碳(DOC)浓度呈显著相关性,表明因有机物施用增加土壤中DOC浓度可能是土壤中水溶性重金属含量增加的主要原因;而不同有机物对土壤重金属活性影响的差异可能与有机物本身的分解程度及可释放DOC大小有关。但施用有机物引起的农田土壤水溶性重金属含量的增加是暂时的,对水稻生长后期籽粒中重金属积累的影响不明显。     

基于田间调查数据分析漳河灌区水稻灌溉水生产力分布异质性及其影响因素

在漳河灌区农田尺度的基础上,基于农户调研结果和文献调研的大田数据,分析当地水稻灌溉水生产力及其影响因素的空间异质性,利用相关性分析和偏最小二乘回归分析进行灌溉水生产力关键影响因子的筛选。结果表明：（1）漳河灌区总、四干渠控制村组水稻产量最小,灌溉水生产力则表现为三干渠控制村组最大而总干渠控制村组最小;（2）灌溉水生产力与单位面积灌水量、生育期日平均太阳辐射和土壤粉砂粒含量呈现极显著负相关,与日平均气温和土壤黏粒含量呈现极显著正相关;（3）灌溉水生产力受单位面积灌水量、施氮量、生育期内日平均气温、日平均太阳辐射和土壤黏粒含量的影响较大。因此,管理措施和气象因素是改善漳河灌区水稻灌溉水生产力的关键因素。研究结果可以为改善当地水稻管理水平、提高灌溉水生产力提供数据支持。     

北岳恒山地道黄芪产地生态环境评价

针对山西省北岳恒山地道黄芪产地生态环境现状，采用现场布点采样和实验室分析相结合的方法，利用国家现有标准和评价体系对产地大气质量、灌溉水质量和土壤质量进行测定和评价。结果表明：北岳恒山地道黄芪主产地大气质量、灌溉水质量和土壤环境质量均符合国家有关标准，无任何污染，土壤肥力中等，有机质含量高。土壤属砂质粘壤土，形成了地道黄芪生长的独特生态环境。     

农业废弃物中重金属含量特征及农用风险评估

为了解江西省主要农业废弃物中重金属污染状况和评估其再利用产物农用的安全性,在江西省内采集了水稻秸秆、蔬菜废弃物、猪粪和牛粪等样品,对样品中铬、镍、铜、锌、砷、镉、汞和铅重金属含量进行了测定与风险评估。结果表明,动物性废弃物中重金属含量和超标率明显高于植物性废弃物,其中猪粪属于重度污染,牛粪为轻度污染,植物性废弃物尚处于安全水平。若以江西省农业废弃物为原料制成有机肥,并长期施用于设施菜地,猪粪有机肥施用8.4、15.3和23.9 a后土壤中Cu、Cd和Zn将陆续超标,牛粪有机肥施用23.3 a后土壤中Cu将超标,水稻秸秆、蔬菜废弃物有机肥施用约29a后土壤中Cd将超标,故农业废弃物有机肥须严格控制原料中重金属含量,其农用的长期安全性有待加强监测。     

秸秆还田配施石灰对水田土壤铜、锌、铅、镉活性的影响

秸秆还田是我国培肥地力和增加农田土壤碳固定的重要措施,但进入农田的秸秆存在着活化土壤重金属的风险。为了解不同来源的秸秆对污染水平不同农田土壤重金属活性的影响,采取相应措施防止因秸秆还田对农田土壤重金属的激活,开展了盆栽和田间小区试验研究秸秆还田配施石灰对水田土壤铜、锌、镉、铅活性的影响。盆栽和田间试验在轻度和重度污染2种土壤上同时进行。盆栽试验中施用秸秆包括重污染水稻秸秆、轻污染水稻秸秆和轻污染油菜秸秆3种,石灰用量设对照(0 kg·hm-2)和石灰处理(750 kg·hm-2)2个处理;田间小区试验设对照(不施秸秆和石灰)、秸秆还田及秸秆还田+石灰3个处理。动态观察了试验过程中土壤有效态重金属、重金属形态及水稻籽粒中重金属积累情况。结果表明,试验初期(前20 d)秸秆还田显著增加了水田土壤中水溶性有机碳与水溶性重金属的含量;与对照处理比较,水溶性重金属含量以重度污染土壤增幅较为明显。试验后期(60 d后)秸秆还田对土壤重金属的活性的影响逐渐变得不明显。油菜秸秆还田土壤中水溶性重金属含量低于水稻秸秆还田,重污染水稻秸秆还田土壤中水溶性重金属含量高于低污染水稻秸秆还田。盆栽试验和田间试验的结果都表明,重污染水稻秸秆还田可轻微增加水稻籽粒中镉的积累,但轻度污染水稻秸秆还田与油菜秸秆还田对水稻籽粒镉积累的影响较小;3种秸秆还田对水稻籽粒铅、铜、锌积累的影响不明显。配施石灰可显著降低土壤中水溶性重金属的含量,降低水稻籽粒中重金属的积累。研究认为,在污染农田管理上应控制重污染水稻秸秆还田,在秸秆还田的同时适量配施石灰。     

不同磷肥浓度下土壤-水稻系统重金属的时空累积特征

针对磷肥是水稻田重金属污染的主要来源,采用田间试验与室内分析相结合的研究方法,在吉林省九台市饮马河老稻田区,开展5种磷肥浓度处理对土壤-水稻系统重金属Cd和Pb的时空累积、分布特征研究。结果显示,磷肥中Cd和Pb含量高于土壤背景值,但没有超出国家土壤环境质量（二级）限定范围。磷肥施入土壤后,部分滞留在土壤里,少量向地上部分迁移,水稻根部累积重金属含量较高。随水稻生育期的变化,成熟期重金属在根、叶和籽实累积量最大,茎的重金属累积量在孕穗期达到最大。重金属Cd在水稻各器官的迁移能力为根〉籽粒〉叶〉茎,Pb的迁移能力为根〉叶〉籽粒〉茎,Cd在水稻地上部分的迁移能力要明显强于Pb。磷肥施用量和重金属含量的关系可用线性回归方程来模拟,相关性检验显示重金属累积量与磷肥施用浓度均达到显著相关（P〈0.01）（除根中Cd含量与磷肥浓度达到0.05显著水平）,说明水稻栽培生产中过量使用磷肥,能产生重金属对土壤和稻米的污染,进而导致重金属对人畜健康的潜在威胁。     

金乡县大蒜产区土壤重金属特征及潜在生态风险评价

应用地积累指数、潜在生态风险指数、健康风险指数法和因子分析法对金乡县典型大蒜产区土壤重金属（As、Cd、Cr、Cu、Hg、Ni、Pb和Zn）特征、污染源头及其潜在生态风险进行了评价分析。结果表明:该县大蒜产区土壤重金属As、Cd、Cr、Cu、Hg、Ni、Pb和Zn的平均含量分别为16.27、0.18、63.05、32.79、0.15、32.05、20.71和80.47 mg kg?1,未超过《食用农产品产地环境质量评价标准》（HJ 332—2006）规定的上限值,即多数点位土壤重金属含量处于清洁水平。土壤重金属潜在生态风险低,且没有显著的人体健康风险。土壤中的Cd、Cr、Cu、Pb和Zn可能主要来自施肥、施药和灌溉等农业生产活动,As和Hg可能来自当地煤炭生产等工业活动产生的大气沉降。总体而言,从重金属含量角度评价,该地区土壤质量处于清洁水平,建议今后继续加强大蒜产地投入品的监管和当地煤炭生产及相关工业活动的脱尘处理,以保障大蒜产区土壤具有绿色可持续的生产能力。     

水稻子实对不同形态重金属的累积差异及其影响因素分析

在分析成都平原核心区土壤重金属(Cd、Cr、Pb、Cu、Zn)全量、各形态含量及相应点位种植的水稻子实重金属含量的基础上,通过统计分析、空间插值及线性回归方程的模拟,研究了土壤Cd、Cr、Pb、Cu、Zn全量的空间分布状况、各形态重金属含量统计特征,以及水稻子实对重金属各形态的累积差异及其影响因素。结果表明,成都平原水稻土重金属污染较轻,除Cd外,均低于国家土壤环境质量二级标准。土壤中重金属的可交换态含量均较低,Cd主要以铁锰氧化态存在,Cr、Cu、Zn、Pb主要以残渣态存在。水稻子实对5种重金属的累积效应顺序为:Cd>Zn>Cu>Pb>Cr。与水稻重金属累积关系密切的重金属活性形态(可交换态、碳酸盐结合态、铁锰氧化物结合态和有机物结合态)主要有:Cd的碳酸盐结合态、Cr的可交换态、Pb的有机物结合态和Cu的碳酸盐结合态含量;Zn各活性形态对水稻子实含量的影响不明显。土壤理化性质对不同活性形态重金属元素的影响效应各不相同。活性态Cd主要受有机质、pH和容重的影响;活性态Cr与pH、有机质、CEC和容重密切相关;活性态Pb与有机质、容重、中细粉粒、砂粒等均有密切的关系;Cu的活性主要受粘粒、有机质含量的影响;Zn的有效性主要受pH、有机质、砂粒、容重的影响。总的看来,对土壤Cd、Cr、Pb、Cu、Zn各活性形态含量影响效应较强的是有机质、pH、容重,而与土壤吸附性能密切相关的颗粒组成、CEC的影响不甚明显。