土壤重金属污染对农作物的影响及防治措施

随着工业化和城市化进程的不断加快,土壤重金属污染已成为全球性的环境问题。土壤重金属污染主要源自工业排放、农药施用、废弃物处理等活动。重金属物质在土壤中积累并进入农作物,影响了农作物的健康生长。重金属污染对农作物的影响主要体现在抑制生长发育、影响养分吸收和转运、破坏细胞结构、降低产量和品质等方面。一些重金属元素如铅、镉、汞等,即使量很小也会对农作物产生毒害作用。该文以贵港市为例,探讨了土壤重金属污染对农作物的影响,并提出了具体的防治措施,如加强源头管控、做好修复治理、加强用途管控、进行土壤污染评估等。综合这些防治措施可以有效降低土壤中重金属的含量,保障农作物的健康生长,确保农产品的质量安全。

朔州东部农田土壤–农作物重金属富集及健康风险评价

为研究重金属在农田土壤-作物之间的累积性及人群健康风险,采用富集因子(EF)、地累积指数(I_(geo))和潜在生态危害指数(RI)等指标对山西省朔州市东部三县市(山阴县、应县、怀仁市)131个样点农田土壤-作物系统(玉米、高粱和大豆)中重金属的含量、来源及富集程度进行调查,并采用EPA推荐的风险评估模型对人群健康风险进行了评估.结果表明:1)研究区土壤中8种重金属(Cd、Cr、As、Hg、Pb、Cu、Zn、Ni)含量均未超过《土壤环境质量农用地土壤污染风险管控标准(试行)》(GB 15618—2018)中农用地土壤污染风险筛选值;而Cr、Hg、Pb的平均含量分别是研究区背景值的1.20倍、6.26倍和1.33倍.2)研究区土壤中Hg元素为显著富集,其余重金属无富集.地累积指数分级结果表明,土壤中Hg呈中度污染,其余为无污染.潜在生态危害指数结果表明研究区为中度污染水平.3)主成分分析结果表明,研究区Ni、Cr、Zn、Cu主要来源于“自然来源”,Hg主要来源于“直接工业源”,As、Pb主要来源于“大气沉降-工业源”,而Cd主要来自“农业来源”.4)8种重金属对儿童的非致癌风险高于成人.研究区Pb对儿童和成人均无致癌风险,Cd和As对儿童和成人的致癌风险均处于可接受范围内,而Cr、Ni是主要致癌风险因子.

广西荔浦市土壤—农作物中重金属迁移转化及生态效应

为了解荔浦市土壤和农作物中重金属含量及其分布特征,采集荔浦市土壤及农作物(水稻、荔浦芋、柑橘、马蹄)样品,测定土壤样品pH值、As、Cd、Cr、Hg、Ni、Pb、Cu、Zn全量以及As、Cd、Cr、Hg、Pb的形态含量,农作物样品测定了As、Cd、Cr、Hg、Pb含量,计算出重金属元素的生物富集系数(BCF),探讨了土壤—农作物系统中重金属元素迁移转化和生态效应。结果表明:(1)区内表层土壤以酸性土壤为主,As、Cd、Cr、Hg、Ni、Pb、Cu、Zn平均含量分别为13.57×10-6、0.33×10-6、87.06×10-6、0.153×10-6、27.49×10-6、30.46×10-6、27.94×10-6、82.53×10-6,均高于全国土壤背景值。(2)农作物中水稻样品中的重金属含量较荔浦芋、柑橘、马蹄中高,且水稻根、茎、籽实中重金属含量也不同。(3)重金属元素的生物富集系数在水稻中普遍偏高,水稻根部生物富集系数最大,籽实最小。重金属在土壤—水稻系统的迁移能力显著高于荔浦芋、柑橘和马蹄。(4)Cd是研究区最活跃的土壤重金属元素,其可交换态占全量比例显著高于As、Cr、Hg、Pb,应重点关注Cd的生态风险情况,防止农作物Cd超标对人类产生危害。

ICP-MS测定农作物土壤中的重金属

随着工业化和城市化进程的加速,土壤重金属污染问题日益凸显,严重威胁着农业生产安全和人体健康。为了有效控制和治理土壤重金属污染,需要开展深入的研究工作,特别是针对污染物的检测方法。文章将介绍电感耦合等离子体质谱(ICP-MS)测定农作物土壤中的重金属的方法,并探讨其在污染治理中的应用。

三峡库区二叠系孤峰组硅质岩分布区土壤-农作物重金属元素地球化学特征

三峡库区二叠系孤峰组硅质岩分布区土壤、农作物具有重金属富集特征,本文选择三峡库区典型孤峰组分布区为研究对象,研究了土壤-农作物系统中重金属元素含量、赋存形态与迁移富集规律及影响因素。结果表明,研究区土壤重金属富集程度为Cd>Mo>Hg>Cr>Ni>Cu>Zn>As>Pb,含量均高于我国土壤背景值。土壤Cd平均含量12.98 mg/kg,超标率达100%,单因子污染指数和地累积指数均显示为重度污染;平均生态风险因子(Er)为4929,表现为极高生态风险,因而是研究区重点关注的特征环境元素。Cd的赋存形态主要为可交换态、残渣态和可还原态,生物有效态含量与土壤pH值以及耕种程度密切相关。农作物中Cd的含量变化为:莴笋茎>莴笋叶>胡豆>卷心菜>土豆>油菜籽,Cd、Cr等元素超标现象较为严重。重金属元素在土壤-农作物体系的迁移能力变化顺序为:Cd>Zn>Cu>Ni>Cr>Pb。不同植物类型对重金属元素的富集能力差异显著,莴笋茎和莴笋叶对重金属元素富集能力最强,其中Cd的生物富集系数最高。元素赋存形态、土壤pH值以及农作物类型可能是影响重金属元素在土壤-农作物系统中迁移转化的重要因素。

广西天峨主要耕地区农作物中重金属元素富集特征与影响因素

重金属污染制约着农产品安全问题,本文选择广西天峨县为研究切入点,以揭示农作物中重金属元素生态风险情况。系统采集60套水稻和玉米样品以及根系土壤样品,测试Cd、Cr、Hg、As和Pb等5种重金属元素含量,采用地累积指数、生物富集系数及相关性分析等方法进行数据处理。研究结果表明:除了Hg之外,其它重金属元素Cd、Cr、As和Pb含量均未超标,属于食品安全范围;其中Cr含量最高,平均值为0.094 mg/kg,而Cd含量变异系数极大,高达103%;水稻籽实中Cd、Hg和As等重金属含量普遍高于玉米籽实。根系土壤处于酸性环境,有机质养分较丰富,并存在中等程度Cd污染情况;重金属形态绝大多数为残渣态,其中Cd离子活性较高。农作物对Cd和Hg具有较强的富集能力,碎屑岩区土壤中重金属的生物富集系数高于碳酸盐岩区。经相关性分析表明,水稻中Hg含量与根系土壤中Cd含量呈极显著正相关关系,同时土壤酸碱度及有机质是影响农作物中重金属元素含量的重要因素。因此,适当调整土壤酸性程度、合理增施有机肥料,能够有效控制重金属污染风险,这对保障农产品安全具有基础性意义。

典型汞矿区周边耕地土壤重金属来源解析与农作物健康风险评价

为系统评价矿区周边土壤—农作物—人体系统中重金属的污染风险,为矿区生态风险的分类治理和农作物安全生产提供科学依据,以重庆市典型汞矿区周边耕地土壤和农作物(水稻、玉米和红薯)为研究对象,采用单因子污染指数(P_(i))、内梅罗综合指数(P_(综))和正定矩阵因子(PMF)模型,评估土壤重金属污染程度、生态风险,进行来源解析,并利用美国环保署(USEPA)推荐的人体健康风险评估模型评价居民食用当地主要农作物的健康风险。结果显示,研究区土壤中As、Cd、Cr、Cu、Hg、Ni、Pb和Zn平均值均高于全国和重庆市表层土壤背景值,表明重金属在耕层土壤中较为富集。单因子污染指数显示,矿区周边耕地土壤中Hg、Cd的超标率分别达96.29%和92.59%,水稻、玉米和红薯中分别有16.67%、18.75%和14.28%的样品Cd含量超过国家食品安全标准(GB 2762—2022)。内梅罗综合指数显示P_(综)为1.17~46.05,研究区整体属于轻度—重度污染,重度污染主要位于汞矿区及土法汞冶炼厂周边,以及溶溪河下游。PMF模型分析结果表明,研究区土壤重金属的来源分3种,即自然源、矿业活动源和工矿及农业活动复合源,其综合贡献率分别为47.21%、16.00%和36.79%,Cd、Cr和Ni主要受自然源影响,Hg主要受矿业活动影响,As和Pb主要受工矿及农业的混合源影响,Cu和Zn受自然源、工矿及农业复合源的共同影响。人体健康风险模型显示:无论是成人还是儿童,食用水稻、玉米和红薯均存在复合健康风险,其中食用水稻的风险指数最高,主要的风险因子是As和Cd,并且儿童高于成人。

东阳市农田土壤和农作物重金属污染评价及相关性分析

以东阳市农田区域为研究对象,重点对农业两区集中连片的基本农田保护区及土壤地球化学调查重金属异常区进行农产品安全性调查。采用点对点协同采样的方法对东阳市农田土壤和农作物进行采集,测定了As、Cd、Cr、Cu、Hg、Ni、Pb和Zn元素8种重金属含量。使用地累积指数和潜在生态风险指数对土壤重金属污染进行评价。结果表明:研究区存在Cd和Pb污染,相较于农用地风险筛选值,超标率分别为11.67%和5.0%;农作物存在Cd、As污染,相较于食品污染物限量,70件稻谷重金属As、Cd含量超标,超标率为25.71%、10.0%;14件芋头中重金属Cd超标,超标率为42.86%。土壤污染评价表明,土壤重金属Cd等存在强生态风险,其余重金属存在轻微生态风险可接受范围。相关性分析,土壤中As、Cr对稻谷的吸收具有拮抗作用,而土壤Cu、Ni对稻谷吸收Cd具有促进作用;土壤As、Ni对芋头Cu、Cr、Pb、Zn吸收具有拮抗作用,土壤As、Ni对芋头Cd吸收具有促进作用。

基于RF和MLR的土壤重金属影响因素分析及生物有效性预测

为探究影响土壤中重金属累积和生物有效性的因素,以桂北地区某铅锌矿流域为研究对象,综合运用单因子指数法、风险评价编码法(RAC)、多元线性回归模型(MLR)和随机森林模型(RF)进行土壤重金属(Pb、Zn、Cu和Cr)累积影响因素分析及生物有效性预测。结果表明:研究区Cr含量无超标且空间分布相对均匀(变异系数为0.51);Cu、Pb和Zn的含量均值(分别为52.58、280.31 mg·kg^(-1)和654.71 mg·kg^(-1))均大于广西西江流域土壤重金属背景值,在思的河山前和地下河入口处全量和生物有效性均较大,对土壤生态环境具有一定风险;对于重金属全量分布和生物有效态的影响因素,阳离子交换量(CEC)、黏粒(Clay)、土壤有机质(SOM)和铁铝氧化物对Cr影响较大,SOM、Clay、pH和铁铝氧化物对Cu影响较大,pH、电导率(EC)和Clay对Pb影响较大,CEC、pH、土壤质地和铁铝氧化物对Zn影响较大;生物有效性预测结果显示RF和MLR均可较好地预测土壤重金属的全量与次生相,其中RF预测的R2区间为0.44~0.93,MLR预测的R2区间为0.30~0.72,RF预测结果表现更为准确。

浅山区典型小流域土壤重金属影响因素及来源分析

本次研究调查了平泉市瀑河流域不同岩性岩石及所形成的土壤中8种重金属元素及相关氧化物的含量,分析了浅山区典型小流域土壤重金属元素影响因素及来源,以期为京津冀水源涵养生态修复提供理论支撑。通过选取表层、深层土壤和成土母岩中的重金属元素为研究对象,以土壤重金属含量为基础,以空间分布为依据,并结合区域地质背景,采用多项统计方法深入分析其影响因素及来源。结果显示,研究区表层与深层的土壤重金属元素含量较为相近,且其空间分布具有耦合性,在垂向分布上,重金属元素在表层土壤和成土母岩中的相关系数为负值,而在深层土壤和成土母岩中的相关系数为正值。该结果表明,在表层土壤中,Cr、Ni、Cu、Zn和Pb等主要来源于成土母岩,而Cd、Hg和As等则受控于矿业开采的影响;在深层土壤中,8种重金属元素的主要来源是成土母岩,而Cd和As则受成土母岩和人为因素的共同影响。

重庆岩溶地质高背景区土壤-农作物系统重金属累积特征及影响因素

为了揭示重庆岩溶地质高背景区土壤-农作物系统中重金属的迁移累积特征,选择在重庆市南部典型岩溶区,系统地采集大宗农作物(水稻、玉米和红薯)及其耕层土壤84组,分析测定农作物及耕层土壤中重金属砷(As)、镉(Cd)、铬(Cr)、铜(Cu)、汞(Hg)、镍(Ni)、锌(Zn)含量及理化性质,采用地统计、生物富集因子及皮尔逊相关系数分析等方法,开展重金属元素在重庆岩溶地质高背景地区土壤−农作物系统中累积特征及影响因素。结果表明,研究区水稻田、玉米地和红薯地耕层土壤重金属平均含量均高于重庆市和全国表层土壤背景值,呈现不同程度的积累,其中Cd元素富集现象较为突出。依据GB 15618-2018和GB 2762-2017,耕层土壤种Cd超标率达41.59%,水稻、玉米和红薯中Cd超标率分别为5.89%、6.25%和5.56%,显示出岩溶地质高背景区虽然土壤中重金属含量总量高,但生物有效性较低。相关分析显示,土壤-农作物系统Cd等重金属含量主要受土壤pH、土壤质地和土壤中铁锰氧化物影响。

生物炭修复重金属污染土壤对农作物生长影响机制研究进展

随着农业生产的不断发展,土壤重金属污染问题日益严重,影响着农作物的生长和发展。生物炭修复重金属污染是一种新兴的生态修复技术,近年来引起了广泛关注。生物炭可以有效改善土壤结构,增加土壤肥力,有助于农作物产量质量的提升。本文主要就生物炭修复重金属污染土壤后对于土壤肥力和农作物的影响进行研究综述,探究具体影响,以期为后续相关学术研究提供理论依据。

喀斯特地貌下历史遗留铅锌冶炼废渣对周边土壤重金属含量的影响

以贵州某历史遗留铅锌冶炼废渣为研究对象,采集了铅锌冶炼废渣以及周边土壤,检测分析每种样品镉、汞、砷、铅、铬、铜、镍、锌的含量,采用单因子污染指数法和内梅罗综合污染指数法对铅锌冶炼废渣下游河流周边土壤环境质量进行了评价,研究铅锌冶炼废渣对周边土壤重金属含量的影响。结果发现:历史遗留铅锌冶炼废渣重金属镉、砷、铅含量较高,超过《土壤环境质量农用地土壤污染风险管控标准(试行)》(GB 15618-2018)农用地土壤污染风险管制值,重金属铜、镍、锌超过农用地土壤污染风险筛选值。冶炼废渣周边土壤重金属镉、铜、镍含量较高,全部超农用地土壤污染风险筛选值,离废渣距离越远,土壤重金属含量先升后降,冶炼废渣河流左岸重金属污染程度大于右岸。从土壤重金属单因子污染指数来看,土壤重金属镉含量存在严重污染,其次为重金属铜>镍>铬>锌。从综合污染指数来看,土壤重污染区域占比58%,中污染区域占比42%。综上说明历史遗留的铅锌冶炼废渣对周围土壤环境存在安全隐患。

土壤重金属污染的环境影响评价及管理分析

重金属污染产生于多个方面,例如矿山开采、工业化工生产等方面。虽然,这些领域为建筑、生活提供了各种便利与原料,是经济发展与科学进步的体现,但由此引发的生态环境问题已然成为社会各界广泛关注的焦点。尤其是土壤中的重金属对环境的破坏更为突出。在这一背景下,本文探讨了土壤重金属污染的来源与危害,研究土壤重金属污染的环境影响评价及管理,为保护生态环境、土壤污染的预测、治理和土地利用管理提供合理化的环境决策依据。

土壤重金属有效性影响因素及其在作物和土壤系统迁移运转规律研究进展

土壤是植物生长发育的场所,而土壤中重金属通过植物根系被植物吸收富集到体内,影响着植物的生长。为了明确土壤重金属的影响因素以及土壤重金属在植物各部位的传递规律,通过查询大量国内外相关文献,详述了土壤中重金属的来源、作用机理、影响植物吸收重金属的主要因素等方面的研究进展。研究表明:植物对重金属的吸收除了受到土壤酸碱度、有机质等土壤理化环境的影响外,也会因污染程度、污染元素种类、耕作方式、作物基因型的不同而产生差异。此外,土壤中重金属间的加和、协同和拮抗效应也会使植物对重金属的吸收、富集产生一定程度的影响。

海南岛东部主要农作物和土壤中重金属的相关性及富集特征研究

采用野外采样和室内分析的方法,对海南岛东部主要农作物和土壤中重金属元素含量进行了分析,结果表明研究区土壤中As(变异系数1.58)的含量很不稳定;Zn和Pb的含量比较均匀,土壤中重金属间均为正相关可能具有同源性。水稻和胡椒中重金属的变异系数均小于0.50,重金属含量比较均匀。槟榔鲜果中As的(变异系数1.20)含量很不均匀,Zn和Pb的分布比较均匀。水稻、胡椒和槟榔鲜果中重金属间有正相关关系,也有负相关关系,但胡椒和槟榔鲜果中正相关显著多于负相关,重金属间存在明显协同吸收。农产品中重金属主要来源于土壤吸收,但槟榔鲜果部分重金属元素含量高于其土壤元素。水稻和胡椒对Zn、Cr、As、Pb、Cu和Cd 6种重金属元素的富集能力较弱,但槟榔鲜果对6种重金属元素的富集能力较强。

贵阳市高雁垃圾填埋场周边土壤和农作物重金属污染特征及健康风险评价

本试验以贵阳市高雁城市生活垃圾卫生填埋场附近农田为研究区域,在此区域内采集5种农作物(大豆、玉米、青菜、莴笋、葱)及其根系周围的土壤样品,测定分析其Cd、Pb、Cr、Ni、Cu含量,并运用污染指数法、目标危险系数法(THQ)评估重金属污染程度及暴露人群健康风险。结果显示:(1)研究区土壤中Cd、Pb、Cr、Ni、Cu平均含量分别为4.14、58.91、289.29、44.21 mg/kg和94.20 mg/kg,相较于贵州省土壤元素背景值,Cd、Cr、Cu、Ni、Pb的超标率分别为527.27%、202.92%、194.38%、13.07%和67.36%,且土壤中的这5种重金属可能有相同的来源;(2)5种重金属向农作物可食用部分迁移能力依次为Cd>Ni>Cu>Cr>Pb;青菜对Cu、Cd、Pb的富集能力均大于其他几种作物,Ni、Cd分别向葱、莴笋迁移的能力较强,应尽量避免在重金属污染的土壤上种植蔬菜;(3)单因子污染指数分析表明,5种农作物可食用部分均受到Cr、Ni、Pb的污染,除玉米果穗外其他4种农作物可食用部分均受到Cd污染,葱茎受到Cu污染;综合污染指数评价表明,5种农作物可食用部分受重金属污染程度依次为葱>莴笋>大豆>玉米>青菜,且均为重污染;(4)THQ值显示研究区暴露人群受Cr、Cd危害的可能性更大;玉米、葱、大豆、青菜、莴笋的多种重金属复合风险(T_(THQ))值分别为21.85、65.77、20.10、19.37、17.83,均大于10.00,表明这5种农作物具有慢性毒性风险效应,长期食用这类农作物产品存在很大的健康风险,且对儿童健康造成的危害显著高于成人。综上表明,垃圾填埋场周边土壤及农作物重金属污染对周边生态环境和居民健康生活已构成严重威胁。

山东济宁金乡大蒜产地重金属在土壤—农作物中迁移转化特征研究

基于金乡县南部地区土地质量地球化学调查与评价项目,系统采集表层土壤和大蒜样品,对As、Cd、Cr、Cu、Hg、Ni、Pb、Zn共8种重金属元素全量及形态数据进行深入分析,研究发现,土壤重金属形态除Cd、Hg外以残渣态占绝对优势;重金属生物可利用系数与SOM、pH、CEC均呈负相关;大蒜植株不同部位对元素的富集特征具有明显差异性,As、Cd、Cr、Pb、Ni、Cu、Zn表现为须根>叶身>假茎>蒜头;蒜头Cd与土壤Cd全量呈显著性正相关,其余元素与对应土壤中全量相关关系不明显。

南宁市郊周边农田土壤-农作物系统重金属元素迁移特征及其影响因素

通过采集南宁市郊农田中玉米、蔬菜、水稻可食部分及其根系土150组,研究重金属元素在不同土壤-农作物系统中迁移特征及其影响因素,结果表明:根系土中Hg、Cd、Cr、Cu、Ni、Pb、Zn平均含量分别为0.116、0.202、56.76、22.12、14.49、25.18和56.28 mg·kg^(-1)。农作物对应平均含量分别为0.001 1、0.037、0.054、1.153、0.205、0.011和9.37mg·kg^(-1)。根系土富集因子表明Cd受到不同程度人为活动影响,Cr和Ni主要受地质背景控制;不同作物系统元素富集因子表明Pb在土壤-农作物系统中迁移能力最低,Zn迁移能力最强。Cd、Cr、Cu、Ni、Pb和Zn在土壤-水稻系统重迁移能力显著高于蔬菜和玉米。根系土中pH、CaO、有机质、Fe_2O_3、K_2O、MgO与重金生物富集系数呈显著性负相关,但在土壤-叶类蔬菜系统中根系土中K_2O、MgO与Hg生物富集系数呈显著正相关。

农田土壤和作物籽粒常见重金属含量影响因素分析

为了研究农田重金属含量的变化规律及其影响因素,监测了河南省常见的3种农作物轮作模式下农田灌溉水、土壤、农药、肥料、作物籽粒常见重金属Cd、Pb、Hg的含量,并计算了作物籽粒重金属的富集系数。结果表明:不同月份灌溉水Cd含量由大到小的顺序为1月、7月、4月和10月,Pb含量由大到小的顺序为7月、10月、4月、1月,Hg含量由大到小的顺序为10月、1月、7月、4月。鸡粪、农药、化肥中Cd、Pb含量较高,农药和鸡粪中Hg含量较高;小麦+花生轮作系统土壤Cd、Pb、Hg含量最高,小麦+谷子轮作系统作物籽粒重金属富集系数最高。建议在农田施用无重金属污染的精制有机肥,用高效低毒的生物农药代替化学农药,逐步降低土壤和作物籽粒的重金属含量。