四川省水稻土中主要重金属对水稻籽粒的影响

按照重金属高、中、低含量水平,选取四川不同区域的水稻土、水稻籽粒97个样品进行分析,根据分析结果将水稻土、水稻籽粒中重金属的含量水平、集中趋势和宏观特征等相结合,引入吸收系数、复合污染概念,揭示了重金属在水稻籽粒中的聚集特征和迁移规律。     

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。     

句容市水稻土环境质量调查

[目的]为了解句容市水稻土环境质量状况。[方法]采集句容市8个乡镇的水稻土样本进行分析,以期通过对句容市水稻土养分状况和稻田重金属污染状况的研究而探究出句容市水稻土环境质量状况。土壤养分调查选择氮、磷、有机质三类;而重金属则以铅为代表。[结果]句容市水稻土中N、P、有机质含量均处于土壤肥沃的养分水平,句容市水稻土铅含量在安全水平。[结论]句容水稻土中N、P和有机质含量丰富,而重金属铅含量在安全水平之上,因而句容水稻土的环境质量处于一种良性循环的状态。     

海南省文昌市水稻土重金属污染评价

[目的]了解文昌市水稻土的重金属含量及污染状况。[方法]通过调查、采样和实验室分析,采用单因子污染指数法和内罗梅综合指数法进行评价。[结果]文昌市水稻土重金属Hg、Cr含量的平均值均高于全国土壤元素环境背景值。而重金属Cd、Pb、As含量的平均值均低于全国土壤元素环境背景值。文昌市表层土壤部分重金属的含量之间存在一定的相关性,Pb和Cr之间存在显著相关性（P〈0．01）,而Pb与Hg和Cd之间存在显著相关性（P〈0．05）。从单项污染指数来看,文昌市水稻土各类重金属的污染指数平均值均小于1;从综合污染指数来看,文昌市水稻土综合污染指数平均值为0．29,属于安全级别。[结论]文昌市水稻土重金属含量状况处于较安全的水平。     

不同土壤调理剂对土壤及水稻重金属含量的影响

为贵州省重金属污染土壤耕地生产障碍修复提供基础数据支撑,以不施用土壤调理剂为空白对照,研究不同土壤调理剂施用对酸性稻田土的水稻重金属含量的影响。结果表明：在pH≤5.50的酸性土壤环境,施用楚戈土壤调理剂、海泡石粉和特贝钙土壤调理剂后,各处理间水稻籽粒重金属的含量无显著差异,但可一定程度降低水稻籽粒重金属镉和铬含量,镉含量降幅为1.49%～29.15%,铬含量降幅为20.00%;各处理间土壤重金属含量无显著差异,但可降低汞含量,降幅为13.69%～23.40%;3种土壤调理剂对水稻产量均无明显影响,且各处理间无显著差异;施用特贝钙土壤调理剂后,水稻籽粒对重金属镉、汞、砷、铅和铬的富集系数均低于1,且对镉的富集系数最大,为0.931 9。该区域主要为水稻籽粒镉超标,海泡石粉和特贝钙土壤调理剂均可使水稻籽粒镉降低至限量值以下,且以特贝钙土壤调理剂表现最优,降幅为43.56%。     

长春市郊区土壤-水稻体系重金属含量及迁移规律

对长春郊区部分水田土壤及水稻籽粒中重金属含量进行调查,采用单项污染指数法和综合污染指数(内梅罗指数)法对污染现状进行评价.Cd、Hg、As、Cu、Pb、Cr、Zn及Ni8种重金属的单项污染指数表明研究区域内土壤全部符合一般农田的标准,综合污染指数显示区域内土壤的重金属含量均未达到污染水平.水稻籽粒中Cd、Hg、As、Cu、Pb、Cr及Zn7种重金属的单项污染指数和综合污染指数结果均表明研究区域内水稻符合农产品食用标准.除了Hg、Pb和As以外,水稻籽粒中重金属Cu、Zn、Cd、Cr及Ni的含量与土壤中重金属Cu、Zn、Cd、Cr及Ni含量显著相关,表明这些元素较易从土壤向水稻植物体内迁移积累.     

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。     

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。     

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.     

不同污染源对水稻土及水稻籽粒的重金属污染研究

为了解不同来源的重金属对土壤的污染程度及其在水稻中的累积特点,利用3种典型的提取剂对四个不同污染源地区水稻土中As、Cd、Cu、Zn的有效态进行提取,分析不同来源重金属的生物有效性差异及其主要影响因素,进而以土壤参数和重金属有效态含量为自变量,建立各地区水稻籽实中重金属含量的最优预测方程。结果表明,工业废水和污水灌溉源地区土壤中As和Cd的有效态含量较高,矿山废渣源地区土壤中Cu、Zn有效态含量较高。水稻籽实中重金属可以用重金属有效态及土壤参数进行预测,籽实Cd含量可以用Ca Cl2溶液提取态含量进行有效预测,而籽实As和Cu的含量可以用EDTA提取态含量进行有效预测,但籽实Zn的预测性较差。四个污染源地区中,污水灌溉源和矿山废渣源地区重金属的生物累积预测性较好。     

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。     

杭嘉湖平原水稻主产区土壤重金属状况调查及风险评价

  目的  进一步了解杭嘉湖平原水稻Oryza sativa主产区嘉兴市稻田土壤重金属污染及水稻生产安全现状。  方法  于2018年选择嘉兴市典型水稻主产区域开展调查分析。在水稻收获期进行土壤和水稻协同采样,测定土壤和大米样品中镉、铅、铬和砷等4种重金属元素质量分数,采用单因子污染指数法和内梅罗综合污染指数法、潜在生态风险指数法及生态风险预警指数法等对水稻土重金属污染水平及污染风险进行评价。  结果  研究区域土壤镉、铅、铬和砷质量分数变幅分别为0.01~1.92、17.60~34.80、47.00~123.00、3.97~9.89 mg·kg?1,平均质量分数分别为0.36、25.78、72.73和7.55 mg·kg?1;土壤重金属镉质量分数超过水稻生产的土壤安全阈值(GB/T 36869?2018《水稻生产的土壤镉、铅、铬、汞、砷安全阈值》)的样本比例占31.82%;4种重金属的潜在生态风险由强至弱依次为镉、砷、铅、铬,区域整体上表现为轻微潜在生态风险;部分土壤镉质量分数超标,但水稻籽粒镉质量分数均没有超标。  结论  研究区稻米各项指标均符合GB 2762?2017《食品中污染物限量》,土壤总体上处于安全水平。在今后的水稻生产管理中仍需加强动态监测,关注土壤镉形态转化和有效性的变化,充分保障水稻粮食生产安全。图1表8参29     

张家港市土壤-水稻系统重金属积累与转移特征分析

为了解张家港市土壤-水稻系统的重金属积累与转移情况,对城区外各处农田随机抽样,分析土壤-水稻系统的有关重金属残留,并对重金属的累积现状及生物富集情况对照相关国家标准进行分析、评价。研究表明,所有采样点的土壤重金属的综合污染指数值均小于0.7,和平村采样点水稻籽粒Cr轻度超标,且Cu、Zn的单因子指数值也最高,除此以外的样点水稻籽粒综合评价结果理想。水稻不同器官对同一重金属元素的富集能力不同,本研究中表现为根>叶>籽粒;水稻同一器官对不同重金属元素的富集能力也存在差异。     

冶炼企业影响的土壤-水稻系统中重金属分布特性及污染评价

以苏南某冶炼厂原址场地附近土壤、水稻为对象,研究了土壤及水稻籽粒中重金属(Cu、Pb、Cd)污染状况及其迁移、累积特征.结果表明.研究区土壤重金属综合污染指数均大于3,污染等级超过5级,属重度污染且各重金属间污染程度呈现Cd>Cu>Pb的特征,水稻籽粒中重金属Pb、Cd超标严重.在迁移、累积方面.表层土壤重金属呈现出由东南向西北方向扩散的趋势,且向下迁移及在水稻籽粒中累积的趋势明显,各重金属在水稻籽粒中富集能力的大小顺序为Cu>Cd>Pb.     

中国土壤模式-作物系统重金属生物富集模型建立

针对土壤模式建立土壤和作物重金属含量关系模型,旨在消除土壤属性对作物重金属吸收量的影响。当作物类型或品种确定后,作物重金属吸收量只与土壤重金属含量有关。提出了农田作物重金属生物富集的"土壤重金属含量-作物特性-土壤属性"关系理论,定义了土壤模式、土壤模式-作物系统重金属生物富集模型、土壤模式-作物系统重金属生物富集模型图谱等概念,确定了土壤模式的划分方法和使用方法,在此基础上以最近30年来中文期刊发表的土壤镉含量与水稻和小麦镉含量关系作为案例验证了以上方法。结果表明:水稻和小麦同一部位镉吸收量随土壤镉含量增加而增加,水稻和小麦吸收镉能力顺序为根>茎>叶>籽粒,水稻和小麦籽粒镉吸收量在同一范围内。     

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。     

曲靖市周边稻田土壤-籽粒中Pb、Cd、Cu和Zn的风险评价

农田重金属污染导致的粮食安全已危机到人类健康,对农田重金属污染迁移累积到可食部分的风险评价亟待解决。本文研究对象为云南省曲靖市富源县黄泥河镇五乐滇东电厂附近的上评子、城里头、姜家扎外和普祥四个样品区域的土壤-籽粒,实验分别采集了土壤和水稻籽粒样品,测定了土壤和水稻籽粒中Pb、Cd、Cu、Zn的含量,对土壤及水稻籽粒中Pb、Cd、Cu、Zn进行单因子和综合污染指数评价。结果表明：上评子和城里头采样区综合生态风险指数分别为201.26和153.3,达到中等生态危害,而姜家扎外和普祥采样区土壤达到轻微生态危害。在上评子、城里头和普祥的采样点实验结果表明,水稻籽粒中构成重度污染的为Pb和Cd,构成轻度污染的为Zn,Cu未造成污染。而姜家扎外采样点水稻籽粒中构成重度污染的为Pb和Cd,Cu和Zn未达到污染水平。研究区域Cd为主要污染元素,达到重度污染,而Pb、Cu、Zn的Pi值<1,不能构成污染。通过对土壤-水稻籽粒的污染指数进行综合评价得出：该研究区域水稻的重金属污染综合指数都达到了重度污染水平。     

韶关工矿区水稻土和稻米中重金属污染状况及风险评价

为探明韶关市工矿业活动对矿区周边农业生产的影响,选取韶关市凡口铅锌矿(FK)、大宝山多金属矿(DBS)、曲江发电厂(QJ)三个典型工矿区为研究对象,采集周边村庄的54个稻田土壤及对应的54个稻米样品,分析了重金属含量特征,并采用潜在生态风险评价法和人体健康风险评价法对土壤-稻米中重金属进行生态风险及人体健康风险评价。研究表明,三个典型工矿区周边水稻土中重金属严重超标,Cd、Pb、Cu、Zn含量的超标率分别为100%、30%、50%、74%;水稻土均具有很高或高潜在生态风险,风险大小依序为QJFKDBS;其中Cd为最主要的风险元素因子。稻米中Cd、Pb、Cu、Zn含量超标率分别为94%、85%、2%和4%,Cd和Pb是稻米中最主要的健康风险因子。土壤重金属的人体健康风险评价结果表明,工矿区周边水稻土中重金属的非致癌健康指数均小于1,不会对周围居民造成明显的非致癌健康影响,其中Pb是最主要的非致癌风险元素因子;水稻土中的Cd致癌风险度基本在可接受风险水平,但仍不可忽视其对矿区儿童的潜在致癌风险;经口摄入是最主要的土壤重金属非致癌和致癌风险暴露途径。稻米中重金属的健康风险远高于土壤,对周围村民存在明显的非致癌风险,甚至慢性致毒效应;其中Cd和Pb是研究区域稻米中最主要的非致癌风险元素因子;稻米中Cd的致癌风险度在10~(-3)~10~(-2)范围,远远超过了可接受风险水平(10~(-6))。研究结果为当地如何采取有针对性的措施以防治土壤重金属污染、保障矿区居民健康提供了更全面的依据。     

长期施肥对稻田土壤镉锌铜积累及其有效性的影响

为明确长期不同施肥方式对稻田土壤Cd、Zn和Cu积累及其有效性的影响,以设立于1986年的长期定位施肥试验为对象,对比分析不施肥(CK)、单施化肥(NPK)、秸秆还田配施化肥(ST)、低量有机肥配施化肥(LM)、高量有机肥配施化肥(HM)5个处理耕层土壤重金属全量、有效态、形态分布以及水稻各部位重金属含量变化,结合土壤理化性质变化,探讨了长期施肥下重金属累积效应及其有效性变化机理。结果表明,NPK和ST处理对土壤全量及有效态Cd、Zn和Cu均无显著提高效应。而施用低量和高量有机肥30 a后,土壤Cd、Zn和Cu全量显著提高35.00%～80.00%、63.91%～82.55%、118.41%～180.21%,有效态显著提高28.57%～71.43%、407.12%～783.15%、336.59%～573.17%,稻米Cd、Cu则提高100.00%～150.00%、63.30%～85.64%。相关分析结果证实,有机肥中较高的重金属含量是造成稻田土壤Cd、Zn和Cu累积和有效性显著提高的主要原因,同时其改变的土壤理化性质,尤其是P也会影响重金属的有效性,但其作用机理有待深入研究。总体来看,长期施用有机肥具有更好的培肥效应,但会造成土壤Cd、Zn和Cu的富集以及稻米吸收量的增加,虽然目前稻米重金属含量尚未超出国家食品卫生标准限值,其风险仍不可忽视,在采取有机肥培肥土壤的过程中应严格控制其中的Cd、Zn和Cu等重金属含量。