典型设施栽培土壤重金属含量变化及其风险评价

采用野外调查采样和室内分析相结合的方法,对典型设施栽培地山东寿光的部分土壤重金属含量进行测定,并根据温室蔬菜产地环境质量评价标准,选取单项污染指数法和尼梅罗综合指数法对土壤的重金属污染状况进行了环境质量评价。结果表明,重金属Cu、C r、Pb在设施栽培土壤耕层(0—20 cm)的含量达最大值,显著高于露地土壤;而设施栽培土壤中Zn和Cd的含量分别在20—40 cm和40—60 cm的土层达到最大值,其中Zn含量在0—20 cm和60—80 cm的土层显著高于露地土壤,Cd含量在0—20 cm,40—60 cm,60—80 cm和80—100 cm的土层显著高于露地土壤。从不同使用年限设施栽培土壤中重金属含量变化看出,重金属在设施栽培24~年的土壤中含量最高。对研究区设施栽培土壤重金属含量进行风险评估及分级发现,山东寿光设施土壤耕层主要受到重金属Cd的污染。     

我国主要菜区耕层土壤盐分总量及离子组成

【目的】评价全国主要菜区温室、 大棚和露地菜田土壤盐分及离子组成状况,为土壤次生盐渍化防治、 蔬菜合理施肥和土壤可持续利用提供一定的理论依据。【方法】在我国北方3个区域(东北、 华北、 西北地区)和南方4个区域(华中、 西南、 华东、 华南地区)主要蔬菜种植区不同栽培方式典型菜田耕层土壤展开调查,共采集501个土壤样品,分析了盐分总量及其离子组成。【结果】 1)全国主要菜区设施(温室和大棚)菜田土壤盐分总量及其各离子含量(NO-3、 SO2-4、 Cl-、 Na+、 K+、 Ca2+、 Mg2+)均显著高于露地菜田土壤,盐分总量平均高69.3%,离子组成增加幅度在36.2%~170.0%之间。2)设施菜田土壤次生盐渍化的土样数比例显著高于露地菜田土壤,但设施菜田土壤盐化程度总体上较轻,居于轻度盐化水平的比例占38.2%,处于中度盐化以上水平的比例仅占4.7%。 3)设施菜田土壤盐分总量及主要盐分离子(NO-3、 SO2-4和Ca2+)含量积累总体上随种植年限的延长呈先增后降并趋于平缓的变化趋势,在连续种植5~6年时达到高峰期,之后因采取的各种管理措施而有所降低,但仍显著高于露地菜田土壤。 4)设施菜田土壤盐分离子组成以NO-3和SO2-4为主,其次是Ca2+,分别占盐分总量的27.9%、 26.9%和15.3%。露地菜田土壤主要盐分离子组成总体上是SO2- 4 NO- 3 Ca2+、 HCO-3,分别平均占盐分总量的29.0%、 21.1%、 16.1%和14.1%,但西北地区露地菜田土壤盐分离子组成以HCO-3为主,其次是SO2-4、 NO-3和Ca2+。【结论】设施菜田土壤次生盐渍化的土样数比例虽然显著高于露地菜田土壤,但土壤盐化程度总体上较轻,盐分离子主要是NO-3、 SO2- 4和Ca2+,NO-3、 SO2-4含量大于Ca2+含量; 露地菜田主要盐分离子是SO2-4、 NO- 3、 Ca2+和HCO-3,含量为SO2- 4 NO- 3 Ca2+、 HCO-3。     

河南省大气重金属沉降高风险区蔬菜重金属含量及健康风险评估

  【目的】  我们研究了大气重金属沉降高风险区菜地重金属的污染状况及污染来源,评价了研究区种植的蔬菜对不同人群(男性、女性、成人和青少年)产生的健康风险,并筛选了低累积重金属的蔬菜类型。  【方法】  在河南省大气重金属沉降风险高的蔬菜产区进行调查。分别采集设施栽培和露地条件下种植的叶类(青油菜、青菜、香菜)、葱蒜类(大蒜)、茄科类(茄子、辣椒、番茄)、瓜果类(苦瓜、黄瓜)、豆类(长角豆、四季豆)和块根类(萝卜)蔬菜样品,分析了蔬菜可食用部位Cd、Pb含量及富集能力,讨论了其主要的污染来源,并利用Monte Carlo模拟,对不同种类蔬菜可食用部位进行概率非致癌健康风险评价。  【结果】  设施栽培和露地条件下,蔬菜可食用部位Cd的富集系数均高于Pb。不同类别的蔬菜对重金属的吸收能力存在明显差异,瓜果类蔬菜为Cd、Pb低累积蔬菜,设施栽培条件下瓜果类蔬菜可食用部位积累的Cd、Pb含量最低,Cd、Pb含量分别为0.020、0.036 (黄瓜)和0.008、0.055 (苦瓜) mg/kg,低于食品重金属污染限值。对比设施栽培和露地条件下种植的蔬菜可食用部位的污染程度发现,露地条件下蔬菜Cd、Pb的污染程度更高,大部分叶类蔬菜和葱蒜类蔬菜为重度污染,其中青油菜Cd内梅罗综合污染指数(P_N)达到10.26,P_N (Pb)达到了10.00。概率风险评价结果表明,不同人群摄入Cd、Pb污染蔬菜产生的复合非致癌健康风险差别不大,其中摄入瓜果类和块根类蔬菜对人体没有明显的负面影响,尤其是瓜果类蔬菜,设施栽培下,成年男性摄入苦瓜产生的总目标危险系数的P₇₅ (第75百分位点)仅为0.120。  【结论】  不同类型蔬菜的Cd、Pb富集能力差异显著,叶类蔬菜对Cd、Pb富集能力最强,瓜果类较弱,尤其是苦瓜。污染区设施栽培的瓜果和豆类蔬菜可安全食用。大气沉降是蔬菜Pb污染的重要来源之一,建议在大气重金属沉降高风险区进行设施栽培,选择低积累Cd、Pb的瓜果类蔬菜,降低重金属对人体健康产生的风险。     

北京东南郊农田土壤重金属含量与环境质量评价

采集北京市大兴区长子营镇58份土壤耕层样品,分析其中Cu、Zn、Cr、Pb、Ni、As、Cd和Hg 8种重金属含量,其平均含量分别为23.1、59.6、61.8、19.5、23.8、4.7、0.16和0.07 mg·kg-1,8种重金属元素含量平均值均未超出土壤环境质量一级标准,但Cu、Zn、Cr和Cd的平均含量由于受人类活动的影响已经高出北京地区环境背景值。皮尔逊相关系数分析结果表明,Cu、Cr、Zn、Ni与Cd 5种重金属,Zn与Hg,Cr与Pb具有相同来源的可能性较大。在国家土壤环境一级标准下各元素的单因子污染指数均小于1,顺序为CdCrCuZnNiPbHgAs,综合污染指数为0.70。分析不同土地利用类型的土壤重金属单因子指数与内梅罗指数,设施菜田、露地菜田、粮田和果园的内梅罗指数分别为0.88、0.91、0.61和0.59。长子营镇重金属的空间分布特征为中、北部含量高于南部,尤其以中部地区含量最高。总体来说,研究区域内土壤环境质量总体安全,部分地区土壤重金属含量接近临界处于警戒水平。     

设施土壤重金属污染物累积的影响因素分析

通过实地调查、采样分析,研究了云南主要设施栽培区土壤重金属污染的累积状况及其影响因素.结果表明,云南省设施土壤重金属综合污染指数均>1.00,设施土壤已经开始受到污染,并且随着栽培年限的延长有累积程度加重的趋势,其中以Cd的污染程度较严重;重金属Pb、Cu、Zn、Ni、As均在花-菜轮作方式下累积量最大,而Cd在花-花轮作方式下累积量最大:不同棚型对重金属元素含量没有显著影响;多元线性回归分析表明, 土壤理化性状对重金属元素的综合影响大小顺序为:Hg>Cr>Zn>Ni>As>Cu>Cd>Pb,且从不同的影响因素来看,有机质、DH和速效P的影响较大.     

天水市武山县蔬菜大棚土壤重金属含量分析与评价

为了解武山县蔬菜大棚土壤重金属污染情况,从天水市武山县8个镇的蔬菜大棚中采集48份土壤样品,结合国家土壤重金属评价标准,应用单因子污染指数法、内梅罗综合污染指数法和潜在生态风险指数法对其重金属(Ni、Cu、Zn、Cd、Pb、As、Hg)含量进行分析评价.结果表明,天水市武山县蔬菜大棚土壤状况总体处于安全范围,与甘肃省背...     

山东省露地蔬菜产地土壤重金属含量的环境质量分析与评价

对山东省露地蔬菜产地的土壤进行了重金属Cd、Hg、As、Pb、Cr、Cu、Zn和Ni含量的抽样调查分析,并采用单项质量指数与综合质量指数相结合的方法对重金属的环境质量状况进行了评价。结果表明,莱阳露地蔬菜产地、金乡大蒜、章丘大葱产地土壤各重金属的平均含量均低于＂食用农产品产地环境质量评价标准＂（HJ332—2006）规定的限值,三地土壤重金属的单项质量指数均≤0.7,综合质量指数分别为0.56、0.50和0.43,土壤环境质量均为1级,属于清洁水平,适宜发展无公害蔬菜。同时发现,部分地区有重金属含量超标现象,莱阳Cu的样本超标率为13.64%,金乡Cd、Cu和Hg的样本超标率分别为5.41%、5.41%和2.70%,章丘Ni的超标率为4.76%。重金属含量之间多呈正相关关系,其中Cd与Zn,Cu与Zn,Pb与Cr之间的相关性达到极显著水平（P〈0.01）,As与Ni,Ni与Zn,Zn与Pb,Pb与Cu,Cu与Cr之间的相关性达到显著水平（P〈0.05）。大部分监测点的重金属含量均高于山东农业土壤自然背景值,表明在监测点土壤中产生了重金属累积。对山东省其他露地蔬菜产区土壤的随机调查,没有发现重金属含量超标。     

南宁市郊部分菜区土壤和蔬菜重金属污染评价

对南宁市郊 1 2个主要菜区土壤和蔬菜中重金属 ( Cu、Zn、Cd、Pb)含量调查和分析测定 ,采用重金属污染单因子评价方法对土壤重金属污染状况进行评价 ,以国家规定的蔬菜卫生标准评价蔬菜重金属污染状况 ,结果表明 :南宁市郊部分蔬菜区土壤不同程度地受到了 Cu、 Zn、 Cd、 Pb的污染 ,依次是 :Cd>Pb>Zn>Cu;蔬菜中 Cd、 Pb积累较 Cu、 Zn高 ,供试点中大部分蔬菜 Cd、 Pb含量超出了国家规定的蔬菜卫生标准     

温室蔬菜栽培对土壤DTPA浸提态铁锰铜锌含量的影响

对沈阳市大民屯镇蔬菜生产基地温室番茄栽培条件下0~30 cm土层土壤DTPA浸提态微量元素含量的调查表明,温室土壤DTPA浸提态Mn、Cu、Zn含量高于相邻的露地菜田,0~20 cm土层DTPA-Fe含量低于露地土壤。与露地菜田相比,高量施肥条件下温室土壤DTPA-Zn富集是微量元素变化的一个主要特征,11年和5年温室土壤0~20 cm土层DTPA-Zn平均含量分别是露地菜田的4.0和4.8倍。温室栽培条件下高量施用有机肥、土壤pH降低及土壤Eh变化是引起土壤DTPA浸提态微量元素变化的主要因素。     

合肥地区大棚土壤7种重金属相关环境质量评价

以Mn、Cu、Zn、Pb、Cd、Cr、Ni七种重金属元素为评价因子,主要依据温室蔬菜产地环境质量评价标准和国家土壤环境质量二级标准为评价标准,以单因子指数法和内梅罗综合指数法为评价方法,研究了合肥地区27个采样点大棚土壤重金属含量状况。结果表明:本地区大棚土壤综合指数<1,属于尚清洁等级。但Cd单项指数>1,有潜在的污染性。     

淮南煤矿复垦区土壤重金属含量分布及潜在生态风险评价

以淮南矿区煤矸石充填复垦地为研究对象,对该复垦区不同土地利用方式(小麦地、桃林、蔬菜大棚、油菜地)下土壤Cd,Zn,As,Ni,Cu,Pb,Cr,Mn共8种重金属含量进行了分析和评价。结果表明,相对土壤背景值,该复垦区土壤中Zn,Cr,Mn,As污染较为严重相对未复垦区,复垦区土壤中的Zn,Cd,As分别是未复垦区的4.38,2.57和2.20倍,具有明显的累积现象。不同土地利用方式土壤重金属含量差异较大,小麦地和桃林地的Zn,Cd,As含量远大于油菜地和蔬菜大棚,Cr含量则表现为桃林地、蔬菜地远大于小麦地和油菜地,Ni,Cu,Mn,Pb在4种土地利用类型下的差异不显著。土地利用方式、施肥以及受采矿活动的影响程度不同是导致土壤重金属含量差异的主要原因。淮南煤矿复垦土壤中各重金属的生态风险顺序为:Cd>Zn>As>Ni>Cu>Pb>Cr>Mn。Cd的潜在生态风险值最大(89.71),属于强生态风险,其余元素均为轻微风险。不同土地利用方式的风险顺序为:小麦地>桃林地>蔬菜大棚>油菜地。     

白银市日光温室土壤养分累积特征及重金属污染现状评价

以甘肃省白银市的日光温室土壤为研究对象,调查分析了土壤剖面养分累积状况和土壤电导率、pH值的变化;对土壤重金属Cd、As、Pb、Cr、Cu、Zn和Ni含量进行了测定,采用单项质量指数与综合质量指数相结合的方法对土壤重金属的环境质量状况进行了评价。结果表明,日光温室土壤有机质、硝态氮、速效磷和速效钾含量显著高于农田土壤,其中速效磷在0-40 cm土层和速效钾在0-60 cm土层累积尤为明显。温室栽培条件下土壤电导率高于农田土壤,雒家滩温室土壤表层EC值为0.94 mS·cm-1,超过蔬菜的生育障碍临界点（EC〉0.50 mS·cm-1）。大部分温室土壤Cd含量超过国家土壤环境质量三级标准,其中雒家滩温室土壤Pb、Zn、Cd、As含量超过温室蔬菜地土壤环境质量评价标准（HJ 333—2006）限量值。根据各重金属的单项与综合质量指数,靖远日光温室土壤环境质量为2级,属于尚清洁水平,而雒家滩和重坪日光温室土壤环境质量为3级,属于超标水平,不适宜发展无公害蔬菜。     

基于模糊集理论的土壤重金属污染空间预测

基于54个土壤表层样品重金属全量浓度实验室测定数据,应用模糊c-均值算法对南京城市边缘带化工园附近20km^2样区内土壤重金属浓度进行了连续分类,对样点土壤的隶属度进行空间普通克里格插值,实现样区土壤重金属浓度和污染状况的空间预测.结果表明,样区土壤中重金属Cu、Zn、Cr、As和Cd的浓度均低于国家土壤环境质量标准,未发生污染;受工业、交通排放的影响,样区左侧和南部Cu、Zn、Cr、As较高,个别区域有Zn、Cr富集现象.Hg为样区主要的土壤重金属污染元素,土壤Hg污染主要发生在蔬菜基地及滁河流经区,较为严重的Hg污染土壤集中分布在样区中部的蔬菜基地.与利用样点测定数据直接插值的空间预测方法相比,基于模糊集理论的土壤污染空间预测方法可获得较好的预测效果.     

华北地区有机种植和常规种植模式下土壤重金属含量及污染评价

为探讨有机种植与常规种植两种不同种植方式对土壤重金属含量和污染特性的影响,本文在华北5个地区选取典型的有机蔬菜和有机小麦种植基地及附近相似条件的常规种植地块,比较了土壤中Cu、Zn、Pb、Cr、Cd、As共6种重金属含量的差异,并采用不同评价方法对不同种植方式下土壤中重金属的污染程度进行了评价。结果表明:与常规种植相比,有机种植减轻了土壤酸化和盐渍化,提高了土壤有机质含量和阳离子交换量,在一定程度上有利于降低土壤中重金属的生物有效性。与土壤背景值相比,所有调查地区的土壤重金属均有不同程度的增加和积累。与常规种植相比,有机种植模式能有效降低土壤中Cd、Cr含量,有机小麦种植地块因长期施用大量有机肥导致土壤中Cu、Zn、As大量富集;而常规温室菜田同时施用大量的有机肥、化肥及农药,土壤中Cu、Zn、As富集的风险比有机种植模式高;露天蔬菜有机种植地块土壤中Cu、Zn、As含量与常规地块差异不明显。综合污染指数评价结果显示,调查地区土壤均属于轻污染程度,主要贡献因子为Cd、Cu、Zn,有机种植降低了土壤中重金属的综合污染水平;地累积指数法评价结果表明,调查地区处于无污染到中等污染水平,最明显的污染元素是Cd,有机种植降低了土壤中重金属污染的程度和风险;潜在生态危害指数评价结果表明,所调查地块存在轻微潜在生态风险,其中产生较大生态危害的是Cd,表现出轻微生态危害程度。本研究表明,有机种植减轻了土壤中重金属综合污染水平和污染风险,并减轻了土壤重金属的潜在生态危害。     

复合污染土壤中水稻根际元素特性及效应研究

【目的】以广东大宝山重金属复合污染农田为生长介质,通过研究水稻不同部位生长量、 金属含量、 对金属的富集系数,及其与根际、 非根际土金属含量、 形态变化的相关关系,探讨根际效应可能对水稻体内金属积累转运以及生物量的影响。【方法】选取了广东大宝山稻田重金属复合污染(As、 Pb、 Fe、 Cu、 Zn)土壤及当地常见的20个水稻品种进行根际袋试验,即将根际袋内的土视为根际土,根际袋外的土视为非根际土,将供试水稻品种种植于根际袋土壤中60天后收获,测定水稻各部位的生长量、 不同金属的含量,根际土和非根际土中各金属有效态的含量。【结果】Fe、 Cu、 Pb、 Zn、 As在根部的富集系数均大于其在茎叶的富集系数,各金属在茎叶和根部的富集能力排序分别为Zn Cu As ≈ Pb ≈ Fe和Fe Zn As Cu Pb。根际土和非根际土中各种金属有效态含量均为Fe Cu Pb Zn As。研究还发现,有效态Fe、 Cu和Zn浓度对整株干重的影响显著,作用强弱顺序为Cu Zn Fe,对水稻生长影响作用显著的三种有效态金属Fe、 Cu和Zn均为植物生长所必需的元素。供试土壤中有效态Cu浓度对水稻的生长所起的作用最强。根际土有效态Fe浓度对根系Fe的积累作用效果显著,有效态As浓度显著抑制了根系Fe的积累,且有效态As浓度的作用强于有效态Fe。【结论】根际土中有效态Fe对株高、 根干重、 茎叶干重和整株干重均起着抑制作用,有效态Cu对水稻生长起到了促进作用。根际土有效态As和非根际土有效态Zn对根部Fe的积累起到了抑制作用,根际土有效态Fe和非根际土有效态Cu则起到了促进作用。非根际土有效态Fe和有效态Zn对水稻根长的增加均起到了促进作用。     

山东海阳地区番茄大棚土壤重金属元素分布特征

对山东省海阳地区150个不同种植年限的番茄大棚土壤重金属元素的分布特征进行了调查研究.结果表明,该地区番茄大棚土壤Fe、Zn、Cu、Mn含量平均值为18 874、80.1、27.7、467.5 mg/kg,变异系数26.7％ ～ 39.2％,具有一定的空间变异性.该地区番茄大棚土壤Cu和Zn元素含量在种植年限为1～ 10年间逐年增加,而在种植年限11 ～ 17年间呈降低的趋势,番茄大棚土壤Cu和Zn元素含量随种植年限变化的规律与大棚土壤施肥量以及土壤pH的变化有关;随着蔬菜温室使用年限的增加,土壤Mn含量有逐年降低的趋势,Fe元素含量变化趋势不明显.     

温度对不同年限日光温室土壤氮素矿化特性的影响

【目的】日光温室作为具有我国特色的一种高强度的栽培方式,过量施肥问题突出。随着温室栽培在我国北方地区规模的不断扩大,由此带来的土壤退化和地下水污染问题值得关注。不少研究表明,随着日光温室栽培年限的增加,土壤有机质含量不断增加;且温室栽培中的土壤温度与露地存在很大差异,其土壤氮素矿化特性如何,尚缺乏研究。【方法】本研究以位于黄土高原南部陕西省杨凌示范区不同栽培年限的日光温室土壤为研究对象,采用室内好气培养法(84 d)测定不同培养温度(20℃和30℃)对不同年限温室(0 3年)土壤0—20 cm及20—40cm土层氮素矿化量,采用一级动力学方程拟合土壤氮素矿化曲线,根据土壤氮矿化势(N0)评价不同栽培年限温室土壤氮素矿化特性。【结果】1)随着日光温室栽培年限的增加,土壤有机质、全氮含量和氮素累积矿化量随之显著增加。2)30℃的土壤氮素累积矿化量高于20℃的矿化累积量;栽培年限长的日光温室矿化作用对温度的敏感程度高于年限短的温室。3)若温度和栽培年限同时增加,土壤氮素累积矿化量随之增加,说明温度和栽培年限对土壤氮素净矿化量有一定的交互作用,但差异不显著(P0.05)。4)日光温室栽培年限越长,土壤氮矿化势(N0)越大;与种植前相比,第2a、3a温室土壤氮矿化势增加了5.59和11.48倍。5)回归分析表明,0—20 cm土层土壤有机质含量每增加1 g/kg,20℃和30℃条件下土壤氮矿化势(No)分别增加2.70及3.18 mg/kg;土壤全氮含量每增加1g/kg,No分别增加37.28及43.12 mg/kg。【结论】日光温室土壤氮素矿化量随其栽培年限的增加显著增加;培养温度由20℃增加到30℃,土壤氮素矿化量也明显增加,日光温室栽培年限和温度对土壤氮矿化有一定的正交互效应。因此,在日光温室氮素管理中应考虑栽培年限和温度对土壤氮素矿化的影响,以采取针对性的氮素管理措施。