稻田土壤和稻米镉含量关系的研究进展

稻田土壤镉造成的稻米镉污染已成为危害人类健康的制约因子,摸清稻田土壤和稻米镉的含量关系,可以为稻米安全生产和维护人类健康作出重要贡献。通过从稻田土壤和稻米镉污染现状,稻田土壤和稻米镉的含量关系,土壤pH值、有机质对稻米镉含量的影响等方面总结稻田土壤和稻米镉含量关系的研究进展,并进行展望。我国稻田土壤和稻米镉污染现象形势严峻,主要体现在稻田土壤镉污染逐年增加、稻米超标率高等方面;稻田土壤和稻米镉含量关系复杂,因外界环境的不同,存在正相关性和非正相关性;土壤pH值、有机质对稻米镉含量具有显著性影响,增加或降低土壤pH值和有机质均可改变稻米对镉的吸收与累积。下一步可通过大量的调查研究,有针对性、全面地对稻田土壤和稻米镉含量的关系开展协同调查,建立不同环境条件下稻田土壤和稻米镉含量的耦合关系,以期为稻米安全生产和镉污染土壤修复治理提供科学依据。

岩溶山区磷石膏堆场重金属迁移对耕地质量的影响及污染风险管控

[目的]探讨磷石膏堆场周边耕地土壤重金属含量的变化、成因及污染风险,为磷化工产业可持续发展及水土环境重金属污染的治理提供科学依据。[方法]通过对贵州省中部磷石膏堆场进行实地调查与采样开展分析和研究。[结果]磷石膏堆场排水、侵蚀冲沟水及洼地积水中Cd,Hg,As的含量都超过农田灌溉水质一类标准(水作)水质限值,特别是Cd。在磷石膏堆场周边50~300 m范围内,玉米地、蔬菜地、水稻土中Cd的含量分别超过农用地土壤污染风险筛选值的4.87~9.43倍、8.83~19.13倍和3.83~13.42倍,堆场周边旱作土主要是Cd,As,Zn的污染风险,而水稻土则主要是Cd,As,Hg,Zn的污染风险;大部分蔬菜地土壤和水稻土中Cd的含量超过农用地土壤污染风险管控值。[结论]天然降雨对露天磷石膏堆场产生的侵蚀及淋溶作用是重金属迁移的主要原因,在地表水流方向上耕地重金属污染风险随着堆场距离的增加而逐步减小。兴修排灌设施及调整种植结构是减少磷石膏堆场周边耕地重金属污染的有效途径。

不同水平Cd胁迫下低累积Cd水稻品种筛选

通过盆栽试验,研究了10个水稻品种在不同水平Cd胁迫下稻米对Cd的吸收累积情况。结果表明,水稻对Cd具有很强的吸收累积能力,但不同品种对Cd的吸收存在显著差异,相同条件下不同水稻品种稻米的Cd最高与最低含量差异值高达7.36 mg/kg;通过测定叶绿素相对含量(SPAD值)发现,随着添加的外源Cd浓度增加,水稻SPAD值呈现出先增加后减少的趋势,说明低浓度Cd可促使水稻生长,高浓度Cd则会抑制其生长;经聚类分析筛选出1个低累积Cd水稻品种——F优498,其稻米Cd含量仅为0.15 mg/kg(不添加外源Cd条件下),低于国家食品卫生安全标准规定的限定值(0.20 mg/kg)。相关性研究发现,水稻普遍对土壤Cd有良好的吸收作用,稻米会随着土壤Cd含量的增加大量累积Cd,因此,筛选得到的Cd低累积水稻品种也只适合栽种于无污染或Cd轻度污染区域。

贵州省煤矿区污染农田重金属累积与迁移对生态环境的影响

通过对贵州省中西部3个煤矿区煤矸石堆场周边污染农田进行调查与采样分析,探讨污染农田土壤重金属累积与迁移对生态环境的影响。结果表明,煤矿区污染农田土壤中Cd、Hg含量分别高于农用地土壤污染风险筛选值(水田)的2.20~9.33倍、0.34~2.48倍,86.7%的污染农田中Cd含量水平高于农用地土壤污染风险管控值,煤矿区造成农田污染的重金属元素首要是Cd,其次是Hg,再次是Cu、Cr。调查对应的污染农田排水中Cd含量都超过地表水环境质量Ⅲ类水质标准值或农田灌溉水质标准一类限值(水作),而Hg含量均超过地表水环境质量Ⅲ类水质标准值,污染农田排水对周边水体质量的影响主要是Cd、Hg。此外,调查区稻米中Cd、Hg、As含量分别是食品安全国家标准中污染物限量值的0.74~1.77倍、0.45~1.35倍、0.50~1.16倍,超标率分别为73.3%、33.3%和20.0%,煤矿区污染农田中生产的稻米出现明显的Cd污染及一定程度的Hg、As污染。

贵州喀斯特山区水稻土与稻米重金属含量的关联性探究

为了探究贵州喀斯特山区水稻土和稻米重金属含量的相关关系,以贵州喀斯特山区某县水稻土和稻米为研究对象,监测326对水稻土和稻米,检测土壤和稻米样品中镉、汞、砷、铅、铬的含量,并进行相关性分析。研究结果表明:该县水稻土pH以偏酸性为主,水稻土主要为酸性土壤。水稻土中镉、汞、砷、铅、铬的平均含量分别为0.57、0.53、19.04、49.68、76.83 mg/kg,镉是主要的污染元素,其次是砷和汞元素,铅、铬污染风险极低。稻米中镉、汞、砷、铅、铬的平均含量分别为0.072、0.004、0.108、0.037、0.150 mg/kg,存在镉元素超标的现象,其他4种元素基本不超标。总体看来,326对样品中,土壤和稻米中镉、汞、砷全量之间存在正相关关系,铅、铬全量之间存在负相关关系。不同pH环境下,土壤和稻米中镉、汞、砷、铬含量之间均为正相关关系;土壤和稻米中铅含量在pH≤5.5时,呈正相关关系,在pH>5.5后,土壤和稻米中铅之间呈现为负相关关系,土壤和稻米重金属含量相关性均未达到显著水平。本研究结果可为贵州喀斯特山区稻米安全生产提供科学依据。

重金属污染的菊芋茎秆沼气化性能及蓄积重金属的归趋

利用菊芋(Helianthus tuberosus)进行重金属污染土壤修复会产生大量秸秆废弃物,通过厌氧消化将其转化为沼气,是其资源化利用途径之一。为了评估该处置技术的环境风险,实验以重金属污染土壤种植的菊芋茎秆为对象开展厌氧消化研究,对其产气性能、重金属形态变化、可迁移能力及生物有效性进行评估。结果表明,菊芋秸秆中茎主要重金属(Cu,Zn,Pb,Cr,Cd)含量为5.69×10^(-6),19.19×10^(-6),0.23×10^(-6),0.33×10^(-6),0.50×10^(-6),叶中的含量分别为9.11×10^(-6),23.83×10^(-6),0.57×10^(-6),0.43×10^(-6),0.48×10^(-6)相对与根与块茎较较高;菊芋秸秆厌氧发酵总产气量为206.58 ml·g^(-1) TS,显示产气潜力良好;厌氧消化后,Cu,Pb和Cr的重金属可迁徙因子值低,相对比较稳定,迁移能力较弱。Cr和Cd的生物可利用度减小,其中Cr大幅度减小了41.54%,Cd减小了12.30%,说明厌氧消化能有效降低Cr和Cd的生物可利用度,减小对环境的危害。但Pb的生物有效性大幅度上升,应在沼渣管控环节关注。