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。

广西典型岩溶地区硒在土壤-农作物系统中累积特征及其影响因素

为查明硒在岩溶区土壤-农作物系统中累积特征及其影响因素,系统采集了广西典型岩溶区大新县农作物及其配套根系土232组,分析测定了土壤和农作物中Se、Al_(2)O_(3)、Fe_(2)O_(3)、Corg等含量。结果表明,研究区根系土点位富硒率为92%,成土过程中岩溶区土壤硒主要受自然理化性质的影响,成土母岩对其影响逐渐减弱。农作物Se含量变化范围为0.003~0.24 mg/kg,平均值为0.034 mg/kg,变异系数为102.83%,100%的玉米、55%的早稻、49%的晚稻达到富硒标准,不同农作物硒含量差异明显,主要受地质背景、作物种类等因素影响,玉米和水稻中硒含量显著高于香蕉、龙眼和柑橘,土壤-玉米系统中硒的迁移能力显著强于其他农作物系统。相关分析表明,根系土Se与Al_(2)O_(3)、Fe_(2)O_(3)、Corg呈显著正相关,与K2O、MgO、CaO、pH值显著负相关。农作物籽实中Se含量与根系土Mo、Cr、As、Ge、Fe_(2)O_(3)、Al_(2)O_(3)呈负相关,表明根系土中铁铝等黏土矿物不利于农作物吸收硒;与根系土pH值、SiO_(2)呈正相关,表明砂质土壤和中碱性土壤利于农作物吸收硒。

雄安新区农田土壤-农作物系统重金属潜在生态风险评估及其源解析

为评估雄安新区农田土壤-农作物系统重金属潜在生态风险,分析测试新区小麦籽实和根系土壤中重金属含量及其赋存形态,利用综合污染指数(IPIN)、潜在生态风险指数(RI)、生物富集系数(BFC)和风险评价指数(RAC),采用主成分分析和相关分析等统计方法开展重金属潜在生态风险评估及来源解析.结果表明,新区根系土壤中Cd、Cu、Pb和Zn含量均值显著高于河北省表层土壤背景值.IPI_(N)介于0.2~5.18之间,94.83%的根系土样为安全无污染等级;土壤中Cd单指标潜在生态危害最大,其次为Hg元素,Cr、Ni和Zn潜在生态危害较小;总潜在生态风险以轻微和中等等级为主,占比分别为64.66%和30.17%.根系土壤中Cd生物活性形态组分(离子交换态和水溶态)占比达33.43%,生物有效性相对较高,其他各重金属元素赋存形态均以残渣态为主(残渣态占比>60%).RAC指数由大到小为Cd>Ni>Hg>As>Cu>Cr>Zn>Pb,重金属Cd的RAC均值为22.75%,以中等风险为主,其他各元素RAC均为低风险或无风险.根系土壤重金属主要潜在来源是在地质背景的基础上叠加了人为活动.农作物籽实中重金属迁移、富集能力依次为Zn>Cu>Cd>Hg>As>Ni>Pb>Cr,其中As、Cd、Pb和Zn的生物有效组分对小麦籽实吸收重金属起促进作用,农作物籽实中重金属含量与土壤p H值呈负相关,土壤理化指标(OM和CEC等)双向影响土壤中重金属生物有效态组分比例.

废弃铅锌矿区复耕后土壤-作物重金属污染特征及修复措施

[目的]了解废弃铅锌矿区复耕农田耕作层土壤-作物污染特征及变化情况,探究最合理的植物修复系统。[方法]利用基于GIS的Tominson负荷指数法对不同耕地重金属污染分布格局及来源进行分析;采用富集系数法(BCF),复合质量影响指数法(ⅡCQ)探究土壤-作物污染特征。[结果]研究区耕作层土壤中Cd,Zn,Pb,Hg含量分别是贵州省背景值的100,45,18,18倍,Cu,As,Cr与背景值基本相同;蒟蒻种植地为重度污染。茎块类作物食用部分富集重金属能力最强,稻米次之,瓜类作物最弱,当地瓜类作物可做为抗富集重金属的先行植物。[结论] Cd为主要控制因子,蒟蒻种植地为主要控制区域;根据研究区重金属空间分布特征,重度污染区域建议采用超富集植物修复及活化剂共同作用;中度污染区域种植抗富集蔬菜及阻绝污染源的方式;轻度污染区域稻米种植区采用钝化措施,从而达到修复耕作层土壤重金属目的。

土壤-蔬菜中重金属生物可利用性及迁移系数

农田土壤重金属污染不利于农产品质量以及人群健康,土壤重金属的生物可利用性揭示了重金属在土壤-农作物间的迁移信息,该文以广东省顺德市农田土壤为研究对象,通过分析土壤-蔬菜系统的重金属含量与化学形态,并利用相关性分析和聚类分析对土壤-蔬菜系统的重金属生物可利用性及迁移系数进行研究。结果表明:研究区As、Cu、Hg、Mn、Ni、Pb的平均含量均大于广东省背景值的2倍,尤其是Hg,86.2%超过国家农田土壤环境质量二级标准,而蔬菜重金属含量大多数低于卫生部颁布的最新食品卫生标准。土壤重金属可利用态含量表现为:Mn>Cu>Pb>Hg>Ni>As,表明Mn、Cu、Pb和Hg具有更强的活性,同时,土壤属性(pH值和OM值)对重金属的生物可利用性和环境毒性具有影响意义。相比于土壤重金属全量,土壤中重金属的生物可利用态与蔬菜中重金属含量之间具有更显著的相关性,表明土壤重金属可利用态较全量更适合表征重金属对环境的毒性效应。基于重金属可利用态的土壤-蔬菜迁移系数(TF_(avail))表现为:Hg>As>Ni≥Mn≥Cu≥Pb,表明可利用态Hg、As和Ni更容易被蔬菜吸收,并且随着土壤重金属可利用态含量的升高,重金属的迁移富集程度呈幂函数式降低,这可能是缘于植物生理学自我保护机制,使蔬菜对重金属的吸收富集量保持在可控制范围内。