长江三角洲地区土壤重金属生物有效性的研究——以江苏昆山市为例

土壤重金属的生物有效性是指土壤重金属在生物体内吸收、积累或毒性程度。以昆山市为典型区,对长江三角洲地区土壤重金属的生物有效性进行研究。结果表明,有效态Cd含量较高,生物有效性达63.8%。不同功能区重金属的生物有效性差异较大,Cd、Cu、Ni、Pb、Co以冶金电镀区最高,Cr以化工区最高,Zn以菜地区最高。不同土壤类型中Cd、Cr、Cu、Pb、Zn的生物有效性均表现为乌栅土>青泥土>黄泥土。不同母质发育的土壤上重金属生物有效性则表现为江海沉积物最高,湖相沉积物最低,且成土母质对土壤重金属的生物有效性的影响程度要大于土壤类型。随着剖面层次的下降,重金属有效态含量和生物有效性逐渐减小。植物中的重金属含量与土壤中相应的重金属的生物有效态含量显著正相关。Zn和Cd的富集系数最高,潜在风险最大。综合分析各重金属元素在土壤中的总量、生物有效性及植物中的含量,发现重金属Cd的污染最大,它将严重威胁农产品安全和地下水质量。     

低镉累积水稻品种的筛选方法研究——品种与类型

选择6种水稻（Ooza sativa L．）（2种常规稻,2种两系杂交稻,2种三系杂交稻,其中均有1种为超级稻）以及上坝镉污染水稻土为材料,采用全生育期淹水和水稻抽穗后排水处理进行盆栽试验,研究了低Cd水稻品种按品种和类型筛选的可行性。结果表明,水稻品种间存在显著差异。水稻对Cd的吸收及籽粒积累依水分管理和品种而变化,水分管理影响远远高于基因型影响。在两种水分管理中,水稻品种间精米Cd含量的排名顺序基本一致,从而表明在低污染水平土壤上,水稻对Cd的累积品种间存在一定的稳定性。而水稻类型间Cd含量没有显著差异,因此按照水稻类型来筛选是不可行的,应针对品种来筛选并对筛选出来的稳定的品种进行重点研究。抽穗后排水处理的水稻对Cd的吸收与籽粒积累十分强烈,就地消费人群的籽粒Cd暴露风险水平达到数倍于临界摄入剂量水平。因此,在Cd污染土壤中栽培必须考虑水分管理对水稻吸收Cd的影响与籽粒Cd的暴露风险。     

南方稀土采矿地土壤和蔬菜重金属含量及其健康风险评价

通过野外采样调查和室内ICP-MS测定,研究福建省长汀县稀土采矿区蔬菜地土壤和主要蔬菜中重金属的含量以及评价蔬菜摄入对人体可能产生的健康风险。结果表明,蔬菜地土壤中Cd、Cu和As均超过土壤环境质量二级标准,平均超标10.71,1.12,0.29倍。土壤重金属的潜在生态风险指数RI值为373.66,处于强度潜在生态风险水平。蔬菜主要受到重金属As和Cd污染,与食品卫生标准值相比,分别超标10.926,1.016倍。蔬菜和井水摄入对人体可能产生健康风险的重金属有As、Cd和Pb,其影响程度依次为As>Cd>Pb,应引起有关部门的重视。重金属对儿童造成的健康风险明显高于成年人。稀土采矿地部分蔬菜对土壤中重金属具有较大的吸收和累积能力,当地菜农应合理选择具有低积累的蔬菜品种,以减轻重金属对人体健康的危害。     

基于体外模拟法评价蔬菜中Cd的健康风险与污染土壤修复效果

为探明北方地区常见蔬菜中Cd的健康风险,以北京地区Cd污染的大棚菜地土壤为对象,利用盆栽实验测定了韭菜和小油菜对Cd的吸收、转运特征及2种修复剂(沸石+蚯蚓粪,凹凸棒+蚯蚓粪)对Cd污染土壤的修复效果,基于体外模拟法和人体健康风险评价方法对污染土壤修复前、后的2种蔬菜中Cd的有效性及人体健康风险进行评价。结果表明,污染土壤上的2种蔬菜中Cd含量均超过《食品安全国家标准食品中污染物限量》,但2种蔬菜对Cd的吸收具有显著差异,小油菜中Cd的含量为韭菜的2.04倍;体外模拟法测定结果表明,韭菜和小油菜中Cd在模拟人体胃液中的有效浓度分别为0.027、0.039 mg·kg~(-1),韭菜中的Cd对人体具有更高的生物有效性;基于人体健康风险评价方法对2种蔬菜中Cd进行健康风险评价,结果表明,污染土壤上种植的2种蔬菜中Cd对人体具有较高的致癌风险,其中,对0～6岁儿童的致癌风险大于成人(18岁)的风险;添加修复剂可使韭菜和小油菜中Cd含量最大分别降低65.2%和72.3%;2种修复剂处理的韭菜与小油菜中Cd的生物有效性和致癌风险值显著下降,其中凹凸棒+蚯蚓粪处理土壤的2种蔬菜中Cd的致癌风险值接近安全水平。     

赣州市绿地土壤重金属污染特征及评价

为评价赣州市绿地土壤重金属污染特征及其生态风险,采取表层0~20 cm土壤共20个样品,测定土壤中重金属Pb、Zn、Cu、Cd和Cr含量并分析其来源,采用改进BCR连续提取法进行形态分析,结合地积累指数法、潜在生态危害指数法和人体健康风险评价法进行污染评价。结果表明重金属Pb和Zn相关性显著,并受人为影响较大,研究区5种重金属形态都以残渣态为主,对环境的潜在危害较小,地积累指数法结果表明主要受到重金属Cd中度污染,潜在生态风险指数法结果表明5种重金属的潜在生态风险指数都位于(50,80)之间,属于轻微生态风险,人体健康风险评价法表明土壤中重金属含量对人体无致癌风险。     

水稻土镉污染与水稻镉含量相关性研究

采用盆栽试验的方法,考察了水稻土中重金属镉（Cd）的浓度对水稻生长及Cd富集的影响以及Cd在水稻植株的分布情况,并进一步研究了糙米（可食部位）对Cd的富集量与土壤中Cd总量的关系。结果表明,在各个浓度Cd胁迫下,根、茎叶、稻壳、糙米相比,2个品种水稻都是根累积的Cd含量要高于茎叶和稻壳、糙米,即根〉茎叶〉稻壳〉糙米;在水稻的茎叶细胞中,Cd主要分布在细胞壁,细胞可溶性成分,细胞器Cd的分布量较少,即细胞壁〉可溶性部分〉细胞器及膜部分;随Cd浓度增加,茎叶中的Cd积累量极显著增加,各细胞组分中的Cd含量均显著增加;根据国标GB 2762—2005对大米中Cd的限量标准（≤0.2 mg.kg^-1）,水稻土土壤总Cd临界值分别为2.0 mg.kg^-（1博优225）、3.1 mg.kg^-（1矮糯）。因此,在污染土壤上宜选种食用部位重金属积累低的水稻品种,以减少人类吸收重金属的风险。     

科技部“十三五”农业面源和重金属污染农田综合防治与修复技术研发重点专项 “农田系统重金属迁移转化和安全阈值研究”项目正式启动

农田系统重金属迁移转化和安全阈值是土壤环境中重金属研究领域的基础性和复杂性的核心问题。与国外相比,以往我国在农田土壤重金属研究方面的投入和成果多集中在土壤重金属污染调查和修复技术方面,而有关土壤重金属的形态转化、风险评价和阈值方面的研究较少。近年来,土壤重金属的形态转化、风险评价和阈值研究在土壤污染防治和修复中的作用和重要性越来越突出。比如,多年研究成果证明现有的土壤重金属铅的环境质量标准过宽,说明单纯采用生态环境效应来制定我国农用地土壤环境质量标准不能有效地保障农产品质量安全。正是由于我国过去关于土壤重金属安全阈值研究基础数据和方法不足,我国土壤环境质量标准没有充分考虑农产品产地土壤性质差异大、种植作物类型和品种多的特点,使得我国土壤重金属环境质量标准的科学性和可操作性亟待完善和提升,从而有效地保障我国农产品安全生产和农田生态安全。     

天门市土壤—水稻系统重金属迁移积累特征及其健康风险评估

对天门市稻田土壤和稻米中Cd、Hg、Pb等3种重金属元素进行采样监测,参照湖北省水稻土背景值、国家土壤环境质量Ⅱ级标准和国家食品卫生标准进行评价,分析土壤-水稻系统重金属迁移积累特征,并应用US EAP推荐的健康风险评价模型评估当地居民通过土壤-水稻-食物途径重金属暴露所致的健康风险。结果表明,土壤中重金属Cd、Hg、Pb的平均含量低于国家土壤环境质量Ⅱ级标准,但Cd与Hg呈现出明显的累积现象,分别是湖北水稻土对应背景值的1.64和2.17倍。稻米中重金属的平均富集量符合国家食品卫生标准,其富集能力Cd>Hg>Pb;土壤pH值与稻米Cd的富集系数呈负相关、与Hg和Pb呈正相关。健康风险评估结果显示,化学致癌物Cd和非致癌物Hg、Pb的个人年风险值以及个人年总风险值均低于US EAP推荐的可接受风险水平(10-4a-1),对人体所致的健康风险是可接受的。在Cd、Hg、Pb 3种重金属污染物中,化学致癌物Cd的个人年均风险占个人年均总风险的99.94%,是产生健康风险的主要污染物,应作为风险决策监管的重点对象     

富硅稻壳灰施用对土壤镉活性和不同品种水稻镉积累的影响

施硅（Si）可以有效减少水稻镉（Cd）积累,但稻壳灰（rice hull ash,RHA）作为一种广泛易得的富Si材料能否减控水稻Cd积累尚未清楚。为探究RHA对水稻Cd积累的影响,寻找一种可应用到田间的低成本富Si控Cd材料,该试验按土壤质量比分别添加0.2%、1.0%、4.0%的RHA,种植湘晚籼（低Cd积累品种）和玉针香（高Cd积累品种）两种水稻,探究RHA对两个水稻品种Cd积累的影响。结果显示,施加RHA提高了土壤Cd活性,促使铁锰氧化物结合态Cd向可交换态Cd和碳酸盐结合态Cd转换。RHA对水稻Cd积累的影响因水稻品种而异,施加RHA可抑制湘晚籼体内Cd转运,使秸秆Cd含量降低25%～44%,由白根至秸秆、节点I至节间I、节点I至旗叶的转移系数分别降低42%～48%、2%～55%、30%～70%;RHA对玉针香吸收与转运Cd则无抑制作用。该研究结果揭示了RHA对水稻Cd积累的差异影响,为减控水稻Cd吸收提供了一种低成本的富Si材料。     

用人造沸石钝化污染土壤中的镉

<正> 工业的规模发展若不对废物排放进行有效的控制,则导致土壤中大量重金属(包括Cd)的积累,进而使Cd通过食物链进入人体.过去有关食物链中重金属的大多数研究局限于消极地测定土壤、植物,尤其是人体及其它动物器官中的Cd浓度,对于改变土壤理化性质降低Cd对植物有效性的研究也主要是通过施用石灰及保持高的土壤PH.Czupyrna等(1989)只评述了一些物质在原位污染土壤中固定重金属的能力,但他们既没有把观察到的结果与金属在食物链中迁移相联系,也没有阐明金属对植物的有效性或被植物吸收的程度.     

浙西石灰岩地区土壤和稻米镉含量研究

为理解石灰岩地区农田土壤重金属积累特点及污染风险,以浙西石灰岩地区为例,随机选择了153块重金属污染农田,点对点采集了土壤和水稻样品,分析了土壤和糙米中镉的含量及土壤性状,探讨了石灰岩地区污染农田土壤与稻米镉积累特点及其与土壤性状的关系。结果表明,土壤全镉随粘粒含量的增加而增加,随土壤pH的下降而下降;土壤有效镉占全镉的比例与土壤pH呈负相关,糙米中镉含量与土壤有效镉、水溶性镉呈显著正相关;糙米中镉含量与土壤pH、有机质含量及粘粒含量均呈现显著负相关,土壤pH是影响石灰岩地区农田糙米镉积累最为重要的因素。《土壤环境质量－农用地土壤污染风险管控标准（试行）》（GB 15618—2018）的污染风险筛选值并不适用于石灰岩地区高pH的土壤。当6.5 < pH ≤ 7.5时,土壤重金属镉含量与农产品中重金属镉超标结果并不一致,其风险筛选值（0.60 mg kg?1）偏低,实际的风险筛选值可能在0.80 mg kg?1以上。土壤水溶性镉较土壤全镉和有效镉能更好地评估石灰岩地区农作物重金属镉的污染风险。     

硅酸盐调控抑制水稻对富硒水稻土中Cd吸收

研究目的:通过水稻盆栽试验,探讨了海泡石(SP)、硅钙复合矿物(CS)和水溶性叶面硅肥(YS)3种硅酸盐不同复配处理对富Se水稻土中Cd的迁移和转运和Se的生物有效性的调控效果,以及对糙米中矿质元素吸收的影响。结果表明,海泡石(SP)、海泡石-硅钙复合矿物(SPC)和海泡石-硅钙复合矿物-水溶硅肥(SCY)处理水稻根际土pH值增加0.15～0.31个单位,使土壤Cd由可交换态向碳酸盐结合态和有机结合态转变,而土壤Se由残渣态向生物可利用态转变。与对照(CK)相比,SP、SPC和SCY处理水稻根际土CaCl2-Cd含量降低了19.5%～34.0%,而土壤有效态Se的含量增加了17.8%～36.8%。且SPC和SCY处理糙米中的Cd含量显著降低,比食品安全国家标准(0.2mg/kg)降低了25.0%～90.0%。各处理在降低糙米中Cd的同时,对糙米中Se含量和各矿质元素(Cu、Fe、Zn、Mg和Mn)无显著影响。该研究可为进一步利用SP有效修复富Se水稻土中Cd污染和提高土壤Se的生物有效性提供了有益途径。     

Effect of Flooding Lead Arsenate–Contaminated Orchard Soil on Growth and Arsenic and Lead Accumulation in Rice

Lead arsenate has been used as pesticide. Flooding soils contaminated by lead arsenate could increase plant arsenic and lead and become a human health risk. The objective was to determine the effects of flooding of lead‐arsenate soils on rice grain yield and arsenic and lead accumulation. Bagstown and Chashmont soils with high levels of arsenic and lead were planted with rice in the greenhouse under flooded and nonflooded conditions. Flooding reduced grain yield and increased grain arsenic concentration on both soils. Grain lead decreased with flooding for the Bagstown soil but increased for the Chashmont. Arsenic and lead concentrations in the straw were more than in grain. Grain arsenic and lead levels observed would not be expected to become a human health risk. However, bioavailability studies are needed. The high arsenic and lead in the straw may indirectly become a human health risk because rice straw is used for livestock feed and bedding.     

Effect of humic acid amendment on cadmium bioavailability and accumulation by pak choi (Brassica rapa ssp. chinensis L.) to alleviate dietary toxicity risk

Cadmium (Cd) contamination in soil and its movement into food chain through vegetable dietary poses a risk to human health. A pot experiment was conducted to investigate the effect of humic acid (HA) and two cultivars of Brassica rapa ssp. chinensis L. (pak choi) with differing Cd accumulation abilities on Cd accumulation in different Cd contaminated Ferralsol, Histosol and Luvisol soils. The results showed that HA significantly increased soil pH and cation exchange capacity in Ferralsol (acidic) and Histosol (neutral) soils. HA was more effective in Ferralsol and Histosol soil in reducing bioavailable Cd and its accumulation in both cultivars. Low and high Cd accumulating cultivars combined with HA effectively reduced shoot Cd concentration by 7–34% and 19–35% in Histosol soil, whereas 22–34% and 11–26% in Ferralsol soil, respectively. However, no such reduction was observed for Cd accumulation and bioavailability in Cd-contaminated Luvisol (alkaline) soil. Application of HA enhanced shoot dry biomass in both cultivars grown in Histosol and Ferralsol soils. Therefore, the HA amendment combination with low Cd accumulating cultivars of pak choi could be an effective method for phytostabilization and reduce health risks associated with consuming this vegetable grown in Cd-contaminated acidic and neutral pH soils.     

影响土壤中镉的植物有效性的因素及镉污染土壤的植物修复

阐述了镉的来源及其对人类的危害,并对影响土壤中镉的植物有效性的土壤因素中的pH、氧化还原电位(Eh)、有机物质、营养物质浓度对镉的植物有效性的作用作了详细的阐述。此外对其它如EDTA、淤泥等对土壤中镉的植物有效性的影响和镉污染土壤的植物修复等方面也进行了综述,并对镉污染土壤的修复治理与趋势进行了展望。     

生物质炭对土壤-水稻系统中Cd迁移累积的影响

探究生物质炭添加对Cd污染土壤中Cd形态、植株对Cd的吸收分配及土壤肥力的影响,为污染稻田粮食安全提供科学依据。在湖南省长沙市Cd污染稻田进行田间定位试验,设置5个生物质炭添加量处理(0,10,20,30,40t/hm^2),分析生物质炭对Cd在土壤中形态转化和水稻器官中分配的影响。结果表明:生物质炭通过将土壤中酸溶态Cd钝化为可还原态Cd以减少在水稻器官中的累积,钝化量随着生物质炭增加而增加,土壤酸溶态Cd较CK降低3.83%～19.08%;且茎对根和糙米对茎的转运系数随生物质炭的添加分别降低4.23%～9.30%和1.39%～8.33%;土壤酸溶态Cd含量直接影响糙米中Cd含量,且受土壤pH和土壤有机碳的调控。Cd污染稻田添加生物质炭可以提高土壤肥力,降低土壤Cd生物有效性,20t/hm^2生物质炭添加量可以作为研究区周边Cd污染稻田修复的参考标准。     

巯基膨润土钝化修复镉污染水稻土的研究

通过田间种植水稻试验,探究了巯基膨润土（Bent-SH）对镉污染土壤的修复效果及钝化机理。结果表明:添加Bent-SH对土壤理化性质的影响很小,土壤有效态镉含量随Bent-SH添加量的增加逐渐降低,与对照相比,其最大下降率为48.57%。添加Bent-SH降低了土壤镉的迁移能力,降低了大米、秸秆对土壤镉的吸收,其最大下降率分别为72.73%、70.97%。土壤离子交换态镉（EX-Cd）含量最大下降率为54.17%,而铁锰氧化物结合态镉（FMO-Cd）和强有机质结合态镉（SO-Cd）含量最大增长率分别为117.40%和75.00%。Bent-SH添加量与土壤有效态镉、大米镉、秸秆镉含量呈极显著负相关,与土壤FMO-Cd、SO-Cd含量呈显著正相关,与土壤EX-Cd含量呈显著负相关。结果表明Bent-SH可以使土壤中的镉由EX向FMO和SO转化,有效降低镉的活性和生物可利用性,从而实现了镉污染土壤的钝化修复。     

工业和农业污染稻田土壤重金属的赋存形态及水稻吸收运移比较

[目的]稻田土壤重金属污染是当前农产品安全生产关注的重要问题.本文比较分析工业和农业污染源稻田土壤重金属的赋存形态及水稻吸收运移,以期为稻田土壤重金属污染控制提供参考.[方法]在长江中下游地区调查选取工业源和农业源重金属污染稻田各27块,在水稻成熟期使用抖根法采集根际土壤及水稻根系和籽粒样品,采用Tessier七步提取...     

镉砷复合污染水稻土原位钝化修复技术研究进展

随着工农业的发展,稻田土壤正面临严重的重金属污染问题,水稻作为南亚和东南亚的主要粮食作物,稻米安全问题显得尤为突出。镉和砷两者在生物地球化学循环上有明显差异,因此镉和砷复合污染水稻土的修复一直是一个棘手的问题。综述了镉砷复合污染水稻土原位钝化技术的研究现状,将钝化技术梳理为氧化还原型、微生物转化累积型、材料型和耦合钝化技术四类。氧化还原型钝化技术重点指出稻田水分调控驱动的氧化还原电位Eh和pH变化、不同元素的生物地球化学循环、有机质等对镉和砷的迁移转化机制;微生物转化累积型钝化技术重点阐明功能微生物对砷和镉的吸收、转化、区室化、菌表吸附等作用机制;材料型钝化技术重点分析现有钝化材料的分类及其与镉和砷的固定化机制;耦合型钝化技术重点总结上述三种技术综合体系下,镉和砷的协同钝化应用。同时对未来镉砷复合污染水稻土的原位钝化修复提出展望,进一步探讨了镉砷在稻田土壤生物地球化学循环过程涉及的新型机制研究方向、修复钝化技术的创新延展趋势;期望在稳产、增产的基础上,寻求一种深度融合现代农业生产模式、保障稻田安全利用的土壤钝化改良技术体系或模式。