水稻品种及其器官对土壤重金属元素Pb、Cd、Hg、As积累的差异

在土壤中添加重金属元素Pb、Cd、Hg、As,研究43个不同类型水稻品种(系)成熟后不同器官重金属元素的含量差异。研究结果表明,Pb、Cd、Hg、As主要在水稻植株根中大量富集,其次是茎叶,在稻谷和精米中富集量最低;通过富集系数的比较,发现水稻对Cd富集能力最强,其次是Hg,然后是Pb,最低是As。不同类型的水稻品种对重金属元素的吸收规律为:①Pb在常规籼稻稻米和稻谷中的含量显著高于在粳稻和杂交稻中的含量,而茎叶中Pb含量在不同类型品种间不存在显著差异。②Cd在不同类型品种和不同器官中的含量均存在显著差异,在常规籼稻精米、稻谷中的含量最高,在杂交稻精米和稻谷中的含量居中,在常规粳稻中的含量最低;杂交稻和常规籼稻茎叶中Cd含量高于粳稻;而粳稻根中Cd含量显著高于籼稻和杂交稻。③Hg在不同类型品种精米中的含量之间存在显著差异,以杂交稻精米中汞含量最高,而在稻谷和茎叶中Hg含量不同品种类型之间不存在显著差异。④在不同品种类型之间精米和稻谷中As含量存在显著差异,常规稻和杂交稻含量较高,而茎叶As含量在不同品种类型之间不存在显著差异。     

水分管理对Cd-Pb-Zn污染土壤有效态及水稻根际细菌群落的影响

在镉-铅-锌污染土壤上,为了探究水稻根际细菌群落多样性及结构在不同水分条件下的动态变化,采用高通量测序技术,研究了连续淹水(CF)和干湿交替(IF)两种水分模式下,镉-铅-锌复合污染的农田土壤在水稻分蘖期和成熟期根际区细菌群落组成和多样性,以揭示水稻根际区细菌群落在两种水分调控下的响应机制。研究结果表明,水分管理对土壤中Cd、Pb、Zn、Ni有效性和有效N和P含量影响显著。在水稻分蘖期,CF处理Cd、Pb、Zn、Ni有效性显著高于IF处理;到了成熟期,其Cd、Pb、Zn含量显著低于IF土壤。有效N含量在水稻分蘖期,CF处理土壤显著高于IF处理;而在两个生长时期,IF处理的有效P含量均显著高于CF处理土壤。水分管理对细菌群落α多样性影响主要表现在水稻分蘖期,主要是不同水分条件和土壤理化性质共同作用的影响。细菌群落丰度组成在水稻两个生育时期表现均有差异。在水稻分蘖期,淹水处理下的肠杆菌科(Enterobacteriaceae)和莫拉菌科(Moraxellaceae)的相对丰度高于干湿交替处理,其丰度与土壤Zn、Ni和Pb有效量之间呈显著正相关;干湿交替处理Planococcaceae群落相对丰度高于淹水处理,其丰度与有效P之间呈正相关。到了成熟期,在淹水环境下地杆菌科(Geobacteraceae)和粘球菌(Myxococcaceae)的相对丰度高于干湿交替处理,地杆菌科(Geobacteraceae)的丰度与有效P之间呈负相关。在植稻初期,土壤重金属的有效性是影响细菌群落结构的主要因素,随着植稻时间的延长,土壤养分转而成为决定根际细菌群落变动的关键因素。     

不同添加量重金属对水稻产量及籽粒重金属富集的影响

在吉林中部黑土区采用微区试验探讨了在土壤中添加不同重金属对水稻产量及重金属富集的影响,阐述了重金属在水稻植株中的分布特征、籽粒中的富集能力及与土壤中重金属含量的关系。结果表明,Pb、Hg的添加对水稻籽粒产量的影响差异不显著,随着Cd、As、Cr添加量的增加,籽粒产量呈下降趋势,差异达显著水平。各重金属在水稻籽粒中的迁移能力大小为:AsCdHgPb、Cr,水稻茎叶、籽粒中重金属含量与土壤重金属含量呈极显著正相关关系,且茎叶与籽粒之间的重金属含量也呈极显著正相关关系。根据回归方程计算得出引起水稻籽粒重金属含量超标(GB2762-2005)的土壤重金属临界含量分别为:Pb 43.5 mg/kg,Hg 0.19 mg/kg,Cr 355.8 mg/kg,As 0.82 mg/kg,Cd 1.29 mg/kg。     

水分调控下4种水生植物对重金属的吸附与富集作用

[目的]研究水生植物对土壤重金属的吸附与富集能力。[方法]选用美人蕉、黄花鸢尾、旱伞草、再力花4种湿地植物进行盆栽试验,比较其对土壤中4种重金属Cu、Zn、Pb、Cd的富集特性,分析4种水生植物体内重金属的富集与迁移特征,研究4种水生植物地上部分和地下部分重金属的动态分布,评价其对土壤中重金属的综合去除能力。[结果]干湿交替处理不仅降低了植物的迁移系数也改变了重金属的富集能力;干湿交替处理促进了美人蕉、黄花鸢尾、再力花对Cu、Zn、Pb、Cd的富集,抑制了旱伞草对4种重金属的富集;水淹处理4种水生植物对重金属的迁移系数明显高于干湿交替处理。[结论]对于Cu、Zn、Pb、Cd污染的土壤利用美人蕉、黄花鸢尾和再力花进行修复时适合水淹种植,利用旱伞草进行修复时水淹和干湿交替均可。     

田间环境下土壤-水稻系统重金属的迁移特征

为阐明土壤重金属(Cd、Pb、Cr、As、Hg)对水稻的迁移转化,采集福建闽西地区的水稻主产区土壤、水稻植株样品,对土壤-水稻系统中重金属含量特征、水稻对土壤重金属的富集性、重金属在土壤-水稻系统中的迁移转化特性及其与土壤理化性质的关系进行了分析。结果表明:水稻籽粒中5种重金属均在不同程度上超过国家食品安全标准,污染排序为PbCdAsCrHg,土壤中5种重金属的污染排序为HgCdPbCrAs;水稻籽粒对土壤中5种重金属的富集能力基本为CdAsCrHgPb,5种元素在水稻植株各器官的迁移特征一般呈现根部茎叶籽粒的现象,其中Cd元素最容易向水稻植株迁移,Pb元素最不易迁移。土壤理化性质均不同程度影响水稻的迁移系数,其中土壤pH的作用相对明显,低pH可促进重金属在土壤-水稻中的迁移吸收。     

重金属(镉/铬/铅)胁迫对柳杉幼苗生长的影响及其富集特征

为寻求土壤重金属污染的生态修复新树种,采用砂土培养法,研究重金属镉(Cd)、铬(Cr)和铅(Pb)胁迫对柳杉幼苗生长的影响及其富集特征。结果表明:随着重金属胁迫浓度的升高,幼苗苗高及地径生长受抑程度、叶片电导率和丙二醛(MDA)含量也随之变大,尤其是对地径的抑制作用较为明显,300mg/L Pb胁迫下柳杉幼苗生长的增长率较CK低27.28%;柳杉叶片的总叶绿素含量则随重金属胁迫浓度的升高而降低,150mg/L Cr胁迫下柳杉叶片的叶绿素含量最低,为8.66mg/L,较CK差异显著;柳杉根系对重金属Cd、Cr和Pb的吸收作用明显,其富集系数最高,分别达17.71、10.45和6.87,其中Cd和Pb在柳杉植株中的吸收富集量依次为根茎叶,Cr依次为根叶茎;Cr不同胁迫浓度的转运系数均高于Cd和Pb,100mg/L Cr的幼苗转运系数达1.23,能有效吸收转运土壤中的重金属。柳杉对重金属污染具有一定的抗性,可将其作为低浓度重金属污染土壤的生态修复树种。     

中华结缕草和皱叶酸模对重金属的吸收以及地理分布差异研究

试验通过研究生长在矿区的中华结缕草和皱叶酸模两种植物,分析生长环境对植物的影响状况,以及植物对重金属的富集、迁移转运和滞留能力。结果表明:1中华结缕草和皱叶酸模的株高受到海拔和重金属共同影响,并且植物体内重金属随空间地理变化呈现较大差异,生长在矿区的中华结缕草和皱叶酸模体内重金属含量要比非矿区的高。2中华结缕草体内Pb、Cu、Cd含量为:根系茎叶,体内Zn含量则是茎叶根系,并且对Pb、Cu富集吸收能力较强,富集能力接近超累积植物;皱叶酸模体内重金属Pb、Zn、Cd分布为:根系茎叶,而Cu则为茎叶根系,皱叶酸模对Zn、Cu表现出较强的富集能力并且对Cu的富集能力接近超累积植。3Pb、Cu、Cd 3种重金属在中华结缕草体内的迁移系数均小于1,向上运输能力弱,大部分滞留在根系内。中华结缕草对Zn的迁移系数大于1,向上运输能力强,Zn主要滞留在茎叶内;Pb、Zn、Cd 3种重金属在皱叶酸模体内的迁移系数均小于1,向上运输能力不足,Pb、Zn、Cd主要滞留在皱叶酸模根系内,对Cu的迁移系数大于1,向上运输能力强且Cu主要滞留在茎叶内。中华结缕草和皱叶酸模可用修复和治理Pb、Zn、Cu污染较轻的矿区土壤。     

贵州地产山银花重金属分布、富集特性研究

以铜(Cu)、铬(Cr)、砷(As)、铅(Pb)、镉(Cd)、汞(Hg)6种重金属为指标,采用电感耦合等离子体质谱法对山银花重金属含量进行检测,并对不同富集部位重金属含量进行相关性分析。结果表明,山银花各部位重金属含量分布规律各不相同,茎、叶、花中重金属含量顺序分别为CrCuPbCdAsHg、CrPbCuCdAsHg、CuCrCdPbAsHg;重金属在山银花植株不同部位的平均含量顺序为:Pb:叶茎花,Cr:茎叶花,As:叶花茎,Cu:花茎叶,Cd和Hg均为:花叶茎;茎与叶中的Cd、茎中的Pb与叶中的As、茎中的Cu与花中的Hg、叶中的Hg与花中的Pb、叶中的Cd与花中的Hg均达到显著水平,茎与叶中的Pb、茎中的Cu与叶中的Hg、茎中Cr与花中的Hg、叶中的Hg与花中的As均达到极显著水平;山银花的茎、叶、花对土壤中重金属元素的富集能力各不相同,对Cd的富集能力最强,是一种对Cd具超富集能力的植物。     

广东省主栽水稻品种稻米重金属含量差异研究

以广东省主要种植的27个水稻品种为研究对象,通过对243份稻米样品中Cd、Pb、Cr、As、Hg等5种重金属含量的测定,分析不同品种和类型的水稻对5种重金属吸收能力的差异。研究结果表明,对广东省稻米影响最大的重金属是Cd,超标率为11.11%,Pb超标率是7.41%,Cr超标率是3.70%,As和Hg的检出量都低于国家标准。重金属对广东省稻米质量安全的影响严重程度依次为:CdPbCrHgAs,3种类型品种重金属综合污染严重程度顺序是籼型常规稻两系杂交稻三系杂交稻。     

蚯蚓对饵料中Pb·Cr·Cd的吸收富集

[目的]探究蚯蚓对饵料中重金属的吸收富集情况。[方法]通过在蚯蚓饵料中添加外源重金属盐调节Pb、Cr、Cd浓度,研究饵料重金属含量的变化,分析饵料的Pb、Cr、Cd浓度对蚯蚓体内重金属的影响。[结果]重金属饵料经蚯蚓处理后,蚯蚓处理产物的TN、TP含量显著上升(P<0.05),TK、OM含量显著降低(P<0.05),pH变化不显著(P>0.05);不同处理饵料中Pb、Cr、Cd浓度与处理前相比出现不同程度的下降;蚯蚓对Pb、Cr、Cd的富集系数分别为0.18、0.55、17.97。[结论]蚯蚓对农业固体废弃物中的Pb、Cr、Cd具有不同程度的吸收富集作用。     

中山市主要灌溉水源底泥重金属污染及潜在生态风险评估

[目的]评估灌溉水源底泥重金属污染水平及其潜在的生态风险。[方法]在广东省中山市主要灌溉水源洪奇沥和横琴海沿线采集6个底泥样品,测定Pb、Cd、Cr、As、Hg 5种重金属的含量水平,分析其分布特征,并采用综合指数法、地累积指数法和潜在生态危害指数法对底泥中重金属污染状况和潜在生态风险进行了评价。[结果]中山市主要灌溉水源底泥存在重金属复合污染情况,样品中Pb、Cd、Cr、As、Hg含量均高于参比值,洪奇沥底泥中,5种重金属富集程度从大到小依次为Hg、Cd、Cr、Pb、As,横琴海底泥中,5种重金属富集程度从大到小依次为Cd、Cr、Hg、As、Pb,5种重金属潜在生态危害从大到小依次为Hg、Cd、Cr、As、Pb,处于轻微生态风险等级。[结论]中山市洪奇沥和横琴海2条主要灌溉水源底泥存在多种重金属复合污染,污染水平处于中度至重度污染,工业园区废水排放是重金属污染的主要原因之一。     

苏州市不同区域水稻籽粒重金属积累特征与健康风险评价

以苏州市7个县市的水稻籽粒为研究对象,在2006年采集的449份水稻籽粒样品的基础上,分析了稻米中Cu、Pb、Cd、Cr和Zn的积累特征,并评价了样品的健康风险。结果显示,苏州市水稻籽粒重金属积累平均含量均不超标,但水稻籽粒Pb存在29.49%的样点超标率,Cu、Cd和Cr的超标样点一般在4个以下。单因子污染指数评价结果显示,水稻籽粒重金属元素污染指数高低顺序为Pb>Cr>Cu、Zn>Cd,其中昆山和吴江水稻籽粒受到Pb的轻度污染。综合污染指数评价表明,水稻籽粒重金属污染处于警戒线级别,且水稻籽粒的污染是由于Pb的积累量较高引起的,其中太仓和张家港两市水稻籽粒属于安全等级,昆山、吴中、相城和常熟处于警戒线等级,吴江风险较高。暴露风险评价结果显示,研究区存在水稻籽粒Cr暴露风险,而水稻籽粒Pb仅在个别县市暴露风险高,整体风险并不高。     

长江三角洲地区土壤和水稻重金属污染特征研究（摘要）

[目的]研究长江三角洲地区土壤和水稻重金属污染特征。[方法]测定长江三角洲地区150多个采样点的重金属含量,进行土壤环境质量评价,并研究重金属元素在不同区域和植物不同部位的含量分布以及转换和分配特征。[结果]长江三角洲地区受Cd、Pb、Cr、Cu、Zn的污染,其中Cd污染最严重,Pb、Cu和Zn次之,Cr最轻,几乎不受Hg和As的污染,内梅罗污染指数为0.880,属于警戒级;水稻果实中Cd、Cr、Cu、Hg和Zn超过其背景值。按区域划分,土壤污染程度依次为：环太湖地区〉浙江南部地区〉沿江地区,城市直辖区〉县级城镇及农村;按迁移转化规律划分,根际土壤〉水稻根茎〉水稻果实;转换系数Cd〉Cu〉Zn〉As〉Hg〉Pb〉Cr,分配系数Zn〉Cr〉Cd〉Cu〉Hg〉Pb〉As。[结论]长江三角洲地区污染元素的数值范围较大,个别样本污染严重,应加大重金属污染防治与预防。     

河北省典型污灌区土壤和植物重金属累积特征研究

利用田间调查、对比采样和室内分析相结合的方法,研究了河北省典型污灌区土壤和农作物的重金属污染状况。结果表明：与清灌区相比,污灌区土壤的Cu、Zn、Pb、Cd和Cr均有不同程度的积累,且存在个别样点土壤重金属Cd超标的情况。污灌区土壤Cd和zn含量沿汶河流域自上向下呈明显的下降趋势。4个污灌县土壤主要以Cd累积比较明显。玉米秸秆中的Cu、Zn、Pb、Cd和Cr含量均高于籽粒;小麦秸秆中的Pb、Cd和Cr含量均高于籽粒,Cu含量与籽粒基本相当,Zn含量则明显低于籽粒。污灌区重金属从土壤向小麦籽粒的迁移能力高于玉米。玉米和小麦籽粒对重金属的吸收能力均为Zn〉Cd〉Cu〉Pb〉Cr。     

某流域农田土壤-水稻系统重金属空间变异特征及生态健康风险评价

为探讨某流域农田土壤-水稻重金属污染状况、空间变异特征及生态健康风险,2017年9—11月期间陆续在该流域采集水稻籽粒样品以及对应水稻田土壤样品各938个,测定其Cd、Hg、As、Pb和Cr 5种重金属含量,并基于ArcGIS和SPSS对土壤和水稻籽粒中不同的重金属生态健康风险进行评价。结果表明:从研究区土壤和水稻籽粒的重金属空间变异与分布规律来看,Cd、Hg、As和Pb为中等空间自相关性,Cr空间相关性则较弱;水稻籽粒中5种重金属的空间相关性均较弱。流域耕层土壤5种重金属中除Cr外,其余含量均较高,并且在南部中心区域呈现一个明显的大斑块污染区,向四周平缓扩散;水稻籽粒中Cd和As风险较高,主要在流域沿岸地区。从研究区土壤-水稻重金属污染风险分布情况来看,不同区域的重金属风险存在明显差异。耕层土壤重金属风险指数跨度较大,处于轻微风险;水稻籽粒风险指数跨度较小,不同区域的水稻籽粒重金属风险差异不明显,有11个点位属于中等风险级别,其余属于轻微风险级别。     

焦岗湖流域农田土壤重金属污染及潜在生态风险评价

以焦岗湖流域农田土壤为研究对象,分析流域内农田土壤中重金属As、Cd、Cr、Cu、Pb和Zn的含量及污染特征,并采用地累积指数法和潜在生态危害指数法评价了该区域农田土壤中重金属污染状况和潜在的生态风险。结果表明:研究区农田土壤中重金属As、Cd、Cr平均含量高于背景值,并表现出不同程度的积累,而Cu、Pb、Zn平均含量低于背景值;地累积指数评价结果表明该区域农田土壤重金属污染总体表现为无污染到中污染状态,主要污染物为Cd、As和Cr;潜在生态危害指数法评价结果表明研究区土壤潜在生态风险为中等,重金属的潜在生态危害依次为Cd >As >Cu> Pb >Cr >Zn;焦岗湖流域农田土壤重金属含量在空间分布上总体表现为流域西南部及东部区域较高、中部及北部区域较低。     

天津污灌区小麦和水稻重金属的含量及健康风险评价

以天津污灌区农作物和土壤为研究对象,采集污灌区内24 个小麦和 29 个水稻样品及其对应的土壤样品,清灌区内10 个小麦样品和 14 个水稻样品及相关的土壤样品,分别采用ICP-AES 和原子荧光分析样品中Cd、Cu、Pb、Zn、Cr、As 和Hg含量,在此基础上分析评价污灌区土壤重金属污染情况以及污灌区小麦和水稻中重金属可能产生的健康风险。研究结果表明,长期污灌导致重金属在土壤中的聚集,土壤中Cd、Zn和Hg的含量分别为0.46、129.05、0.52 mg·kg^-1,超过天津土壤质量二级标准。污灌区小麦和水稻中Pb的平均含量分别为0.14、0.62 mg·kg^-1,高于国家食品安全限量标准,对人类健康产生风险,其他重金属元素在小麦和水稻中的平均含量未超过国家食品安全限量标准;水稻样品中Hg、As的平均含量稍高于国家食品安全限量标准。计算结果显示Cd和 Zn的转移因子值远高于其他元素,反映其具有更高的活动性,更容易从土壤转移到小麦和水稻子实中。目标风险指数(THQ)估算结果显示单一重金属的THQ值均低于1,表明当地居民对污灌区生长的水稻或小麦的消费基本不产生健康风险;小麦和水稻中As THQ值的和超过1,暗示在食用污灌区生长的水稻和小麦时As可对当地居民的健康产生风险。     

温州市温瑞塘河表层沉积物重金属污染及生态风险评价

对温瑞塘河不同水体干扰和沉积过程干扰类型的表层沉积物重金属进行研究,分析了沉积物As、Hg、Pb、Cd、Cr的含量、分布特征及pH特点。运用单因子污染指数评价,明确温瑞塘河表层沉积物重金属积累顺序为Cd〉Cr〉Pb〉Hg〉As。分别通过沉积物质量基准的风险评价和生态风险指数法评价了表层沉积物生态风险,提出温瑞塘河表层沉积物的As、Hg、Pb、Cd、Cr生态风险强度,明确Cd是沉积物中主导的污染因子。     

上海市某有机农场土壤·灌溉水环境中重金属含量分析与评价

[目的]为有机蔬菜生产中重金属污染的控制提供依据。[方法]通过对上海市锦菜园有机农场耕作层土壤和灌溉水进行布点取样,分析土壤和灌溉水中的重金属含量,并进行评价。[结果]有机农场耕作层土壤中的As、Cd、Cr、Cu、Pb含量的变幅分别为13.78~24.22、0.12~0.27、28.57~41.80、23.90~35.406、.87~8.97 mg/kg,单项污染指数均小于1,综合污染指数小于0.7,处于清洁水平。灌溉水中As、Cd、Cr、Pb含量的变幅分别为9.50~20.80、0.39~0.75、8.00~49.60、0.09~1.34μg/L,Cu含量小于0.10μg/L,单项污染指数均小于1,综合污染指数小于0.5,处于清洁水平。[结论]该农场土壤、灌溉水中的重金属含量均在限定标准内,符合有机农业的生产标准要求。