浙江省商品有机肥中重金属含量变化趋势及风险管控对策

  【目的】  有机肥是农业生产的重要肥源，了解有机肥质量安全现状，可为有机肥合理施用和管控提供参考。  【方法】  于2017年采集浙江省96家有机肥生产企业共99个商品有机肥样品，研究分析其Hg、As、Cd、Pb、Cr、Cu、Zn和Ni 8种重金属含量、分布特征、污染成因及施用风险。并与2013年文献进行比较，分析重金属含量的变化。  【结果】  1) 商品有机肥中Hg、As、Cd、Pb、Cr、Cu、Zn、Ni的平均含量分别为0.17、5.5、0.63、17.3、33.2、213.8、660.5、17.7 mg/kg，变异系数为54.9%～151.3%，含量差异较大。相比2013年，Cd、Pb、Cr、Hg和As含量在2017年均有所降低，降幅为23.0%～72.7%，其中Hg和As含量大体呈逐年下降趋势，2017年较2009年平均含量分别下降74.2%和51.8%，Cr和Pb平均含量较2010年分别下降74.9%和54.4%，Cd平均含量在近4年降幅明显，2017年较2013年下降72.7%。但商品有机肥中As仍有8.1%超标，Cu、Zn含量偏高，Ni含量有增加趋势。Cu、Zn、Ni是浙江省商品有机肥主要风险因子。2) 主成分和相关性分析表明，Cu-Zn、Cr-Ni-Hg、Cd-Pb重金属污染来源具有同源性。Cu、Zn、As以饲料添加来源为主，Cr、Hg、Ni主要来源于饲料原料本身，Cd、Pb则以饲料原料本身、生产粘结剂或生产环境来源为主。3) 商品有机肥成分配方复杂，猪粪原料占比较大，其次为鸡粪和牛粪。根据NY 525—2012有机肥重金属限量标准，以猪粪为主要原料的有机肥As超标率9.6%，以鸡粪、羊粪为主要原料的有机肥未出现重金属超标，根据德国腐熟堆肥重金属限量标准，以猪粪和鸡粪为主要原料的有机肥Cu、Zn超标样品较多，Ni只在以猪粪和鸡粪为主要原料的有机肥中出现超标。4) 长期施用含重金属商品有机肥，存在土壤重金属积累风险。按有机肥年施肥量30 t/hm2推算，Cu、Zn和Cd风险相对较大，安全使用年限分别为14、18、34 年。  【结论】  浙江省商品有机肥总体质量安全程度较高，有机肥中Cr、Pb、Hg、As、Cd含量近年来得到较好的控制，但Cu、Zn、Ni含量偏高，部分As含量超标，长期施用条件下存在土壤重金属累积风险，因此需加强对有机肥中重金属的管控，制定商品有机肥中Cu、Zn、Ni限量标准，以保障土壤长期可持续利用。     

不同提取剂对土壤有效态Hg提取的效果浅析

采集浙江省水稻和蔬菜主产区的土壤及其对应植物样本各16个,分析目前常用的土壤重金属有效态提取剂HCl、二乙基三胺五乙酸(DTPA)、NH₄OAC、CaCl₂和硫代乙醇酸(TGA)对土壤有效态Hg提取的效果。结果表明,从提取能力来看,蔬菜土和水稻土都表现为TGA>NH₄OAC≈CaCl₂≥HCl>DTPA;从相关性分析来看,HCl、NH₄OAC和CaCl₂提取的有效态Hg含量与水稻籽粒Hg含量呈显著正相关,能够较好地反映土壤和水稻的Hg污染情况。     

常用钝化剂对叶菜类蔬菜重金属镉、汞、铅和铬积累的影响研究

为探明受重金属污染的蔬菜地适用的钝化措施,本研究采用田间小区试验的方式,设置对照(CK)、石灰0.3 kg/m2(LM)、石灰和生物炭1:2混施0.9 kg/m2(LC)、腐殖酸肥料0.225 kg/m2(FZ)4种处理措施,以浙江省主栽的青菜和空心菜为研究对象,比较了不同钝化剂在受重金属污染的蔬菜地的实施效果.结果表...     

不同辣椒品种镉吸收积累能力及关键期研究

  【目的】   比较不同辣椒品种植株Cd的吸收和积累动态差异,明确Cd积累关键期,为生产上规避辣椒Cd积累提供技术支持。   【方法】   以8个辣椒品种为材料进行了田间小区试验,供试土壤全镉含量为0.194 mg/kg。在辣椒苗期 (移栽当天)、壮苗期 (移栽后32 天)、结果期 (移栽后65 天)、成熟期 (移栽后111天) 采样,分析辣椒植株根、茎、叶及果实生物量、Cd含量,计算不同组织间的Cd运转系数。   【结果】   供试8个品种分为菜椒和朝天椒两类。4次采集的样品,叶部Cd含量均为菜椒 > 朝天椒,果实Cd含量在结果期菜椒高于朝天椒,成熟期朝天椒显著高于菜椒。朝天椒果实以品种艳椒425的Cd含量最低,菜椒以品种苏椒5号Cd含量最低。壮苗期为辣椒植株Cd的快速积累期,朝天椒根、茎和叶Cd含量移栽后0到32天分别增加了14.9、51.2和51.9倍,菜椒分别增加了8.9、25.6和39.9倍。结果期Cd积累变缓,移栽后65天朝天椒根、茎和叶Cd含量比移栽后32 天分别增加了0.35、0.55和–0.13倍,菜椒分别增加了0.20、0.01和–0.29倍;成熟期 (移栽后111 天) 朝天椒根、茎和叶Cd含量比结果初期 (移栽后65天) 分别增加了–0.29、0.44和–0.40倍,菜椒分别增加了–0.34、–0.14和–0.32倍。不同辣椒品种Cd在植株内的转运能力有差异,4次采样根–茎Cd转运效率菜椒 > 朝天椒,而茎–叶、叶–果和茎–果Cd转运效率则是朝天椒 > 菜椒。辣椒果实Cd积累量与壮苗期茎的Cd含量呈极显著正相关 (P < 0.01),与茎–果、叶–果Cd转运效率显著相关 (P < 0.05)。   【结论】   壮苗期前 (移栽后0～32天) 为辣椒植株Cd的快速积累期,该时期辣椒根茎叶中的Cd含量可以增加数十倍,进入结果期Cd含量的增加速率大大降低。壮苗期辣椒茎的Cd含量与果实Cd积累量呈极显著相关。菜椒根中的Cd向茎的转运能力较强,而朝天椒茎叶中的Cd向果实中转运能力较强,因而,朝天椒果实Cd积累能力高于菜椒。     

辣椒不同品种间Cd富集的差异

为筛选获得辣椒低镉(Cd)积累品种,研究分析水培条件下浙江39个辣椒主栽品种苗期Cd积累差异。结果表明,在20和40 mg·L^-1 Cd胁迫下,供试品种的根长、株高、根及地上部生物量的最大值均有所降低,且Cd胁迫后品种间变异系数变小;但植株Cd浓度及其变异系数都在Cd胁迫处理后显著增加。筛选出苗期高Cd积累品种杭椒12号、洛椒超级15号和采风1号,低Cd积累品种朝天黄小辣椒和渝椒13号辣椒,供试条件下高积累品种和低积累品种间植株Cd浓度呈显著差异。相关分析表明,地上部Cd浓度与根生物量极显著相关,但只在20 mg·L^-1 Cd胁迫下与转运系数显著相关,高浓度Cd可能破坏了由转运能力控制的Cd在植株部位间的分配平衡,植株地上部Cd可能大部分来源于根系向地上部由于浓度梯度而产生的被动扩散过程,即地上部Cd在低浓度Cd胁迫下受转运系数支配,在高浓度Cd胁迫下主要取决于根系的吸收能力。     

不同水稻品种对Cd、Zn的积累特性

采用田间小区试验,研究20个水稻品种对Cd和Zn吸收、转运、积累的差异,及其稻米中的Cd/Zn,以期筛选出适合研究区域种植的Cd低积累品种,为受Cd污染耕地的安全利用和稻米安全生产提供技术支撑。结果表明,不同品种水稻对Cd的吸收和积累存在显著差异,水稻籽粒中的Cd含量范围在0.07~0.39 mg·kg^-1,有12个品种籽粒中的Cd含量低于国家限量标准值(0.2 mg·kg^-1)。常规稻品种秀水519籽粒中的Cd含量最低,其次为秀水03、嘉58,籽粒中的Cd含量均≤ 0.1 mg·kg^-1;杂交稻品种浙优18、甬优9和甬优12籽粒中的Cd含量相对最高,均超过0.3 mg·kg^-1。总体来看,常规稻品种籽粒中Cd含量相对较低,而杂交稻籽粒中Cd的含量较高。不同品种水稻籽粒中Zn含量变幅较Cd低,含量在16.9~26.6 mg·kg^-1。不同品种水稻籽粒Cd/Zn在0.002 8~0.020 1,仅有浙优18、甬优9、甬优12的籽粒Cd/Zn超过推荐值(0.015)。相关性分析表明,水稻籽粒中Cd/Zn与籽粒中Cd含量呈显著正相关。不同品种水稻的TF_G/R(水稻根向籽粒的Cd转运系数)和TF_G/S(水稻茎叶向籽粒的Cd转运系数)均随着籽粒中Cd含量的增加而增加。水稻籽粒中的Cd含量与TF_G/S和TF_G/R均呈正相关。     

连续光源原子吸收测定土壤中多元素

摸索全自动消解仪消解、微波消解、电热板消解3种土壤样品前处理方法,建立连续光源火焰原子吸收法同时测定土壤中铅、铜、锌和镍4种重金属元素检测方法。试验表明,相比电热板消解和微波消解,全自动消解前处理较优,检测值回收率高,变异系数小,样品高、中、低3种含量结果偏离小;建立的全自动消解-原子吸收检测法同时测定4种重金属元素,检出限低,检出限为0.002 0~0.084 0 mg·kg^-1,准确度高,检测的2种国家标准物质结果均落在标准值误差范围内,精密度好,相对标准偏差在0.6%~3.8%。结果表明,建立的全自动消解仪-连续光源原子吸收法可快速、灵敏、准确检测土壤中铅、铜、锌、镍4种重金属。     

基于土壤质量和稻米安全的稻田重金属钝化效果评估

随着污染耕地重金属钝化技术的推广应用，重金属污染稻田的治理修复效果急需全面的综合评价技术。在浙江省诸暨市(ZJ)和绍兴市越城区(YC)典型污染地块，对比浙江省常用的钝化剂施用模式：石灰4500 kg/hm²(LM)、海泡石12000 kg/hm²(SEP)、石灰+生物炭1:1混施9000 kg/hm²(F1)、石灰+生物炭+钙镁磷肥1:1:0.5混施9000 kg/hm²(F2)、石灰+生物炭+海泡石1:1:1混施9000 kg/hm²(F3) 5个处理的实施效果。重点关注钝化剂对污染指标的治理效果及土壤质量两方面的变化。结果表明：以水稻产量、糙米重金属含量、土壤DTPA提取态重金属含量来评价治理效果；以土壤理化指标(土壤有机质、CEC、速效氮和粘粒含量)和生物学指标(微生物量碳、蔗糖酶活性)评价土壤质量，构建综合评价体系。经评价：F1 (YC)和LM (ZJ)土壤DTPA-Cd降低幅度<15%,F1 (ZJ)和LM (ZJ)土壤有机质、速效氮降低幅度>10%,F1...