田间环境下土壤—水稻系统重金属的迁移特征

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1.重金属在土壤_水稻系统中的迁移转化规律研究

1.重金属在土壤_水稻系统中的迁移转化规律研究

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重金属在水稻土中的形态分布 (图 $) , 不同种类重金属多以 莫争等 9:;研究表明
壤有机和无机胶体的种类、 含量等的差异, 可引起土 壤中重金属存在形态的变化,从而影响重金属在土 壤中的迁移以及作物对重金属的吸收、 富集。
残渣态赋存于土壤中,其中以 25 元素尤为突出, 残 渣态含量均占总量的 -/< ; 有机态、 铁锰氧化态和碳 酸盐态含量优于交换态和水溶态。这种重金属各形 态分布在整个水稻生长期间不是一成不变的,呈随 时间变化 特 征 , 但变化的幅度较小 (只 有 => 元 素 不 同形态浓度变化相对较大) 。因此, 可以认为水稻 生长期间土壤处于相对稳定状态。当外源重金属 进入土壤环境以后,各形态浓度随时间延续有不 同的变化趋势。 可溶态重金属浓度迅速下降, 交 换态和碳酸盐结合态先微弱上升再迅速下降, 铁 锰氧化态在烤田期上升至最大值然后迅速下降、 成熟期又微弱上升, 有机态重金属不断上升, 残渣 态重金属变化不大。
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氧化还原性 土壤中存在着多种多样的无机和有机的氧化还
原性物质,氧化还原便成了土壤中一种基本的化学 和生物化学过程。以改变离子的价态而影响着土壤 中无机物和有机物的存在形态、 迁移转化, 因而使氧 化还原电位AB成为影响重金属行为的关键因子。据 有人实测, 水田土壤大致为 :""C!"" %D。这时土壤 处于还原状态, 有机质体系起着重要作用。 李俊莉等 的研究认为, 重金属进入土壤环境时, 可溶态存于土 壤溶液中,在还原条件下, E!.使之以难溶硫化物形 式沉积,或使难溶的重金属氢氧化物转化为更难溶 的硫化物。 在强还原环境中, 土壤中的硫化合物便会 在微生物细菌分解作用下, 生成 @!E 和金属硫化物, 如01!F、 2G!F等便转化成难溶性的 01E、 2GE存在于土 壤中, 导致土壤溶液中01!F、 2G!F的浓度降低。

重金属在土壤-水稻系统中的迁移转化规律研究

重金属在土壤-水稻系统中的迁移转化规律研究

重金属在土壤-水稻系统中的迁移转化规律研究
随着工业化和城市化的加速发展,土壤污染问题越来越引起人们的关注。

其中,重金属污染是最为严重的一种土壤污染类型之一,越来越成为一个全球性的环境问题。

重金属在土壤-水稻系统中的迁移转化规律研究,对于评估土壤质量、保障人类健康以及优化农业生产具有重要意义。

重金属在土壤中的形态可分为不同的情况,主要包括可交换态、碳酸盐结合态、有机物结合态、铁锰氧化沉淀态等几种形态。

其中,可交换态的重金属是最活泼的一种形态,容易随着水分运动而向植物根部迁移,造成土壤-水稻系统中的污染。

因此,重金属在土壤中存在的形态对于土壤-水稻系统中重金属的迁移转化有着重要的影响。

随着土壤酸化、氧化还原条件的变化,重金属的形态容易发生转化。

在土壤中,重金属的迁移受到土壤孔隙结构、水文地质条件、降水情况以及滴灌等因素的影响。

此外,水稻的生长阶段、生产方式、水田土壤的管理和施肥等因素也对重金属的迁移转化有着重要的影响。

在水稻种植过程中,相关的农业生产措施能够显著减少土壤中重金属的积累和迁移,从而降低水稻的重金属污染风险。

对于重金属在土壤-水稻系统中的迁移转化规律研究,需要使用一些现代化的分析技术和实验手段,例如全谱分析、原子吸收光谱、电感耦合等离子体质谱法(ICP-MS)等。

这些方法可以准确快速地分析土壤和水稻中的重金属含量和形态,并对重金属的运移途径和转化机制进行探究,为制定重金属控制和治理策略提供科学依据。

总之,重金属在土壤-水稻系统中的迁移转化规律研究是一个非常重要的领域。

准确掌握重金属的迁移转化规律,为保护水稻生长环境提供科学基础,对于维护土壤生态环境和人类健康至关重要。

江汉平原水稻中重金属元素累积效应及迁移运转特征

江汉平原水稻中重金属元素累积效应及迁移运转特征

江汉平原水稻中重金属元素累积效应及迁移运转特征江汉平原是我国重要的水稻产区之一,而水稻中重金属元素的累积效应及迁移运转特征是该地区农业生产的重要问题之一。

本文将从水稻中重金属元素的来源、累积效应及迁移运转特征等方面展开探讨。

一、江汉平原水稻中重金属元素的来源江汉平原地处长江中游地区,历经长期的工业化进程和城市化发展,大量的工业废水和生活污水不同程度地影响了该地区的土壤质量。

工业排放和农业生产过程中的化肥、农药等也导致了土壤中重金属元素的积累。

这些重金属元素在土壤中形成了一定的污染,通过土壤-植物系统进入到水稻植株中。

水稻生长过程中,土壤中的重金属元素会随着水分和养分的吸收被植物吸收进入根部,然后逐渐向上运输,最终积累在水稻植株的地上部分(如茎、叶、籽谷等)或地下部分(根系)中。

这种累积效应会导致水稻植株中重金属元素的含量不断增加,长期大量摄入含有重金属的水稻产品会对人体健康造成潜在的风险。

三、水稻中重金属元素的迁移运转特征水稻植株中重金属元素的迁移运转特征主要表现在不同部位之间、不同生长阶段之间以及不同条件下的变化。

一般来说,水稻植株的地上部分比地下部分更容易积累重金属元素,而叶片和茎部相对籽谷和根系含量更高。

重金属元素在水稻生长的不同阶段也会表现出不同的迁移运转特征,如在播种期、生长期、开花期、成熟期等,重金属元素的含量和分布也会有所不同。

为减少江汉平原水稻中重金属元素的累积效应和迁移运转特征,应采取有效措施,如科学施肥、合理用水、选择抗性品种、改良种植技术、选择合适的土壤修复材料等。

合理科学施肥,减少化肥和农药的使用量,降低土壤中重金属元素的积累量。

合理用水,避免过分灌溉造成土壤中重金属元素向上运输。

选择抗性品种,在品种选育中优先选择对重金属元素敏感度低的水稻品种,减轻重金属元素对水稻的影响。

改良种植技术,采用精准施肥、覆盖稻茬、间作种植等措施,有效减少土壤和植株中重金属元素的累积效应和迁移运转特征。

重金属在农业生态系统中的迁移、积累特征

重金属在农业生态系统中的迁移、积累特征

重金属在农业生态系统中的迁移、积累特征许瑞广,贾建丽中国矿业大学(北京)资源学院, (100083)E-mail:lucky_xrg@摘要:重金属不是作物生长的必需元素,而是一种对作物有积累性危害的污染物质。

重金属一旦污染农业生态系统,很难降解、去除。

重金属对土壤污染后,可导致农产品产生残毒,并可通过食物链进入生物体内,从而进一步危害人体健康。

本文就农业生态系统中重金属的迁移与积累特性进行综述,并以汞为例做具体阐述,旨在提醒人们关注重金属的危害,采取积极措施提早预防1。

关键词:重金属;农业生态系统;迁移;积累1.前言重金属是农业生态系统中一类具有潜在危害的化学污染物。

它与其他许多种类的化合物有所不同,主要是由于重金属不能为土壤微生物所分解,相反地生物体可以富集重金属,并且可以把某些重金属转变成毒性更大的甲基化合物。

这些污染物的通过食物链以有害浓度在人体内蓄积,严重危害人体健康。

日本曾经在50年代前后出现“水俣病”和“骨痛病”,并且查明这些病分别是由汞和镉污染所引起的“公害病”以后,重金属的环境污染问题倍受关注。

存在于土壤和植物中的这些重金属元素含量具有明显差异,表1提供了一般无机元素在土壤和植物中的浓度[1]。

表1 几种无机元素在土壤和植物中的浓度范围植物土壤(mg/kg)植物(mg/kg)砷 0.1~40 0.1~5硼2~100 30~75镉 0.1~7 0.2~0.8铜2~100 4~15氟 30~300 2~20铅2~200 0.1~100猛 100~4000 15~100镍 10~1000 1锌 10~300 15~200 关于什么是重金属,目前尚没有严格的统一的定义。

从物理学的角度来说是指密度在大于4或5以上的金属,约有45~60 (如金(Au)、银B(Ag)、铜(Cu)、铅(Pb)、锌(Zn)、镍(Ni)、钴(Co)、镉(Cd)、铬(Cr)和汞(Hg)等。

从化学的元素周期表中来看,系指原子序数大于20的过渡族元素都称为重金属;从环境污染方面所说,重金属主要是指Hg、Cd、Pb、Cr 以及类金属砷(As)等生物毒性显著的元素,也包括具有一定毒性的如 Zn、Cu、Co、Ni、Mn、Mo等一般元素。

不同环境下土壤作物系统中重金属元素迁移分配特点

不同环境下土壤作物系统中重金属元素迁移分配特点
价 。 果表明 ,J业环境 中农 Ⅲ土壤表 层重 金属元素 的富集系数和重金属 DT A有效态含 量显著高于非 I 结 P : 业环境 , 明_ 业 说 Ⅲ I 化发展是土壤重金属积 累的丰要 因素 , 同时土壤 的基本理化性质对土壤重金属的富集有一定 的影 响。 同种类农 产品对重金 不 属 的富集能力表现为 叶菜类> 籽实类> 根菜类> 水稻籽粒 ,重金 属元素中 C 、Z 、C d n u较易在农产牖 中积 累。应该 注意j业 发 1 :
在 各 采样农 田采集 水稻 籽粒 和 黄豆 、高粱 、萝 卜、豌 豆 苗 、茼蒿 、韭 菜 、芹菜 、青 菜 、雪里 蕻 和 橘子等 1 6种 农 产 品 ,样 品采 集全 部 使用不 锈 钢 _ T 具 ,布 袋 收集 。植物 样 品先用 自来 水 冲洗 ,再 用去 离 子水 冲 洗干 净 ,于 10℃杀 青 3 n 0 7 0 0mi,6 ~ 0℃ 烘干 。 水稻 籽 粒用 不锈 钢 砻谷机 、 米 机脱 壳去 皮 。 碾 将 所 有样 品用 不锈 钢粉 碎机 粉 碎 ,过 6 目筛 ,置 0 于聚 乙烯 薄膜 袋 中密封 备用 。 12 样 品 分析 _
基 金 项 目 :江 苏省 和 国土 资源部 重 大项 目专题 ( G 0 E 0 6)
用 电位 计 法 ,土壤 有机 质测 定用 H2O4 2 r 外 S . CO7 K
加 热法 ,阳离 子交 换量 ( E 测 定 用 乙酸铵 法 。 C C) 游 离 氧 化 铁 测 定 用 连 二 亚 硫 酸 钠 一 檬 酸 钠 一 碳 柠 重

烯 薄膜 袋 中密 封备 用 。采各 样 点基 本情 况 见表 1 。
表 1 供试 农 田样 点分 布情 况
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江汉平原水稻中重金属元素累积效应及迁移运转特征

江汉平原水稻中重金属元素累积效应及迁移运转特征

江汉平原水稻中重金属元素累积效应及迁移运转特征江汉平原是中国主要的水稻种植区之一,而重金属元素的污染对水稻的生长发育和食品安全带来了不可忽视的影响。

本文对江汉平原水稻中重金属元素的累积效应及迁移运转特征进行探讨。

一、重金属元素的来源和污染状况重金属元素是指密度大于5 g/cm3的金属元素,具有毒性和生物积累性,包括铅、镉、铬、汞、砷等。

重金属元素的污染主要来自人类活动,如燃煤、矿山开采、电子废弃物等。

江汉平原是中国著名的农业区域,重金属元素的污染主要来自灌溉水、土壤和气溶胶。

研究表明,江汉平原水稻种植区铅、镉、砷等重金属元素的污染较为严重,其中以镉的污染最为突出。

该地区的废水中镉、铅等重金属元素含量高于国家标准,土壤中镉、铅、砷等重金属元素的含量也高于国家二级限值。

重金属元素在水稻中的累积效应是指重金属元素在水稻生长过程中从土壤、水体、气态污染物中吸收,并逐渐积累在水稻不同器官中的过程。

这种累积效应会对水稻的生长发育、品质和人体健康产生危害。

研究表明,江汉平原水稻中的镉、铅、砷等重金属元素可以通过根系进入水稻,也可以经由空气和水蒸气进入植株。

水稻对不同重金属元素的吸收具有差异性,镉和汞可以积累在水稻中的各个部位,包括根、茎和叶,而铅和砷则主要积累在根部和叶片。

水稻中不同器官对重金属元素的累积能力也不同,根、茎、叶和籽实对重金属元素的吸收能力依次降低。

三、重金属元素的迁移运转特征重金属元素在水稻中的迁移运转特征包括根-茎-叶的分配、不同器官的转移和分配、以及膳食摄入对重金属元素摄入的影响等。

为了减少江汉平原水稻中的重金属元素污染,可以采取以下措施:1. 加强废水和废气的处理,严格控制重金属元素的排放量。

2. 深入研究土壤中重金属元素的迁移和转化特征,发展环境友好型的水稻栽培技术。

3. 通过土壤改良和肥料管理等措施,降低土壤中重金属元素的含量。

4. 选育优质、耐污染的水稻品种,减少重金属元素在水稻中的累积。

江汉平原水稻中重金属元素累积效应及迁移运转特征

江汉平原水稻中重金属元素累积效应及迁移运转特征

江汉平原水稻中重金属元素累积效应及迁移运转特征江汉平原是中国主要的农业区之一,以其丰富的水资源和优越的自然条件而闻名。

水稻是江汉平原的主要粮食作物,对于当地的农业经济起着重要的作用。

随着工业化和城市化的发展,江汉平原的土壤中重金属元素的含量逐渐增加,引发了人们对水稻中重金属元素累积效应及迁移运转特征的关注。

一、重金属元素的污染来源江汉平原的工业化和城市化进程加剧了土壤中重金属元素的积累,主要包括镉、铅、铬、汞等重金属元素。

重金属元素主要来源于工业废水、废渣、机动车尾气等,通过大气降尘、水体输运、土壤累积等途径进入水稻生长的土壤中。

重金属元素的长期积累不仅污染了土壤环境,也通过水稻的吸收和富集影响到了人体健康。

三、重金属元素在水稻中的迁移运转特征一旦重金属元素被水稻吸收,它们会随着水稻的生长过程进行迁移运转。

在水稻的生长过程中,重金属元素主要富集在水稻的根系和地下茎部,而在地上部分的富集程度相对较低。

特别是在水稻的收获期,重金属元素更容易富集在水稻的籽粒中。

不同的重金属元素在水稻中的迁移运转特征也存在差异,铅、镉等重金属元素更容易富集在水稻的籽粒中,而铬、汞则更容易富集在水稻的根系和地下茎部。

四、减轻水稻中重金属元素的累积效应针对江汉平原水稻中重金属元素的累积效应及迁移运转特征,一些措施可以采取以减轻重金属元素对水稻的影响。

加强土壤的修复和污染防治工作,通过植物修复、土壤酸化和有机物添加等方法降低土壤中重金属元素的含量。

选择合适的水稻品种进行种植,例如耐镉的水稻品种能够减少重金属元素的富集。

科学合理的施肥和农药使用也能够减少重金属元素的迁移运转,降低其对水稻的影响。

江汉平原水稻中重金属元素的累积效应及迁移运转特征对于当地的农业生产和环境保护具有重要的意义。

加强对重金属元素污染的监测和防治,选择合适的水稻种植品种,采取合理的土壤修复和施肥措施,可以减轻重金属元素对水稻的影响,保障农产品质量和农业生产的持续发展。

张家港市土壤-水稻系统重金属积累与转移特征分析

张家港市土壤-水稻系统重金属积累与转移特征分析

金 属 残 留 , 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 、 价 。研 究 表 明 , 有 采 样 点 的土 壤 重 金属 的 并 评 所
综 合污染指数值均小 于 07 和平村采样点水稻籽粒 C 轻度超标 , c 、n的单 因子指数值也 最高 , ., r 且 uz 除此 以外 的样 点水稻籽
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田间环境下土壤—水稻系统重金属的迁移特征作者:刘兰英黄薇吕新陈丽华伍云卿涂杰峰上官亮林丽来源:《福建农业学报》2018年第01期摘要:为阐明土壤重金属(Cd、Pb、Cr、As、Hg)对水稻的迁移转化,采集福建闽西地区的水稻主产区土壤、水稻植株样品,对土壤一水稻系统中重金属含量特征、水稻对土壤重金属的富集性、重金属在土壤一水稻系统中的迁移转化特性及其与土壤理化性质的关系进行了分析。

结果表明:水稻籽粒中5种重金属均在不同程度上超过国家食品安全标准,污染排序为Pb>Cd As>Cr>Hg,土壤中5种重金属的污染排序为Hg>Cd>Pb>Cr>As;水稻籽粒对土壤中5种重金属的富集能力基本为Cd>As>Cr>Hg>Pb,5种元素在水稻植株各器官的迁移特征一般呈现根部>茎叶>籽粒的现象,其中Cd元素最容易向水稻植株迁移,Pb元素最不易迁移。

土壤理化性质均不同程度影响水稻的迁移系数,其中土壤pH的作用相对明显,低pH可促进重金属在土壤一水稻中的迁移吸收。

关键词:重金属;土壤一水稻系统;富集系数;迁移特征;理化性质随着工农业与经济的发展,各种废弃物排出的废渣废水通过向周围环境扩散并长期滞留在土壤中,导致农田土壤受到了不同程度的污染,其中重金属已成为农田土壤主要污染物之一。

水稻是极易吸附重金属的粮食作物,随着2013年湖南“镉大米”事件的发生,水稻重金属污染的安全性问题一直受到人们的高度关注。

进入土壤中的重金属被水稻根系吸收后在水稻体内运转,最终积累于水稻籽粒部分,使稻米的食用安全难以得到保障。

因此,对土壤一水稻系统中重金属的迁移特征进行研究具有重要的现实意义。

目前关于土壤一水稻系统重金属污染的研究已有很多。

任红艳对宝山矿区农田土壤一水稻系统重金属污染进行监测表明,水稻重金属含量与土壤重金属呈显著相关性。

韩立娜等对水稻Cd积累量与其流速之间的关系进行研究表明,水稻基因型差异对土壤重金属的迁移转换存在显著性影响。

陈慧茹等通过盆栽试验研究表明,水稻植株富集重金属能力随土壤重金属含量增加呈上升趋势,重金属在水稻植株不同器官富集能力顺序为根系>茎秆>叶>籽粒。

然而,大田土壤实际情况下受多因素影响,土壤理化性质和重金属污染状况均存在着明显的空间异质性,有必要进行大田环境下土壤重金属对水稻植株迁移规律的研究。

本研究以福建闽西地区的水稻主产区土壤、水稻植株样品为研究对象,采集足够的水稻植株(根系、茎叶、籽粒)及其相应土壤样品,测定土壤一水稻系统重金属(Cd、Pb、Cr、As、Hg)含量,采用富集系数和迁移系数分析水稻对土壤重金属的富集性及重金属在土壤一水稻系统中的迁移转化特性,并探讨了土壤理化性质对土壤一水稻系统重金属迁移转化的影响,预期通过优化土壤理化性质以实现对重金属迁移转化的调控。

1材料与方法1.1研究区与采样概况研究区位于福建的闽西,该地区年均气温20℃左右,年均降水量1500 mm左右,矿产资源丰富。

按照研究区水稻的分布情况,于水稻收获季节,分别选定25个村庄(记为S1~S25)进行布点采样(图1)。

每个村庄选取水稻播种面积3.33h㎡以上的稻田4~5块,依据梅花形取样方法,将每块稻田分割成5小块,然后在分割后的小田块中取5个点,每点取代表性水稻2株左右,共50株混合为1份稻谷样品,最后共采集稻谷样品103份,同时记录采样点的地理地质状况,稻谷样品经脱壳,脱糠,磨碎,贮存于塑封袋中备用。

在采集稻谷样品的基础上,采集水稻植株样品,冲洗干净,分离根系、茎叶,并放人烘箱中105℃杀青30 min,在80℃烘干至恒重,然后将样品磨碎,过70目尼龙筛,装自封袋保存备用。

在采集水稻样品的同时采集对应土壤样品,按梅花点取样法采集稻田耕层(0~20 cm)土壤样品,混匀后用四分法取1 kg土壤作为代表该点的样品,样品经实验室自然风干、磨碎,分别过20目与100目尼龙筛保存备用。

1.2样品测定分析1.2.1土壤理化性质分析土壤pH值通过pH计测定;有机质用重铬酸钾容量法测定;全氮通过浓硫酸与还原性催化剂消解,用自动定氮仪测出消解液氮含量;全磷通过硫酸与高氯酸消解,用钼锑抗比色法测出消解液磷含量;全钾通过氢氧化钠溶解法,用火焰原子吸收光谱仪测出其含量。

每个指标都进行全程同步试剂空白控制,每个样均设平行双样。

1.2.2土壤重金属含量测定土壤样品采用HN03-HF-HCL04三酸消解法消解。

据土壤样品消解液的Cd、Pb、Cr、As、Hg含量和仪器的最低检测限,用火焰原子吸收光谱仪测定Cd、Pb、Cr含量,用氢化物发生一原子荧光光谱法测定As、Hg含量,元素提取进行全程同步试剂空白控制,分析过程中每个样品均设平行双样,采用国家标准物质(GBW07427)作为质控样进行分析质量控制,且回收率为85%~105%。

1.2.3水稻植株各器官重金属含量测定水稻植株各器官采用HN03-H2O2消解法消解。

据植株消解液的Cd、Pb、Cr、As、Hg含量和仪器的最低检测限,用石墨炉原子吸收光谱仪测定Cd、Pb、Cr含量,用氢化物发生一原子荧光光谱法测定As、Hg含量,元素提取进行全程同步试剂空白控制,分析过程中每个样品均设平行双样,采用国家标准物质(GBW10044)作为质控样进行分析质量控制,且回收率为90%~111%。

1.2.4土壤一水稻系统重金属的富集与迁移采用富集系数(BAF)来表示水稻籽粒對土壤中Cd、Pb、Cr、As、Hg的富集能力,富集系数越大,其对土壤中重金属的富集能力就越强。

具体计算方法:采用迁移系数(Tf)来表示土壤一水稻系统中Cd、Pb、Cr、As、Hg的迁移特征,它可以较好地反映土壤一水稻系统中这些重金属元素迁移的难易程度。

具体计算方法:式中:Tf为重金属迁移系数;C0为水稻不同器官(根系、茎叶、籽粒)某个重金属元素的含量(mg·kg-1);C2为相应土壤、根系、茎叶等中重金属元素的含量(mg·kg-1)。

1.3数据的分析与统计利用Excel 2007、Origin 9.0和SPSS 18.0软件进行数据的分析与统计,通过ArcGIS 10.2软件制作采样分布示意图。

2结果与分析2.1土壤理化性质分析对研究区103个采样点土壤样品的pH值、有机质(SOM)、全氮(N)、全磷(P)和全钾(K)含量进行了测定,通过描述性统计分析这些理化性质的分布情况,结果见图2。

从图2可以看出,研究区土壤中pH值、全磷和全钾含量数据均符合正态分布规律,有机质和全氮含量数据经对数转换后符合正态分布规律。

土壤pH含量4.5~7.0,绝大多数为4.8~5.7,呈弱酸性;土壤有机质含量1.84%~7.83%,绝大多数2.74%~6.02%;土壤全氮含量0.10%~0.49%,绝大多数0.14%~0.30%;土壤全磷含量0.02%~0.25%,绝大多数0.06%~0.14%;土壤全钾含量1.39%~6.22%,绝大多数2.0%~4.5%。

2.2土壤一水稻系统中重金属含量特征对研究区103个采样点土壤和水稻植株样品的Cd、Pb、Cr、As、Hg含量进行了测定,各重金属元素的含量范围如表1所示。

采用国家《土壤环境质量标准》(GB 15618-1995)中的II级标准对研究区土壤进行评价,各重金属元素的限量值分别为(研究区土壤呈酸性,所以采取pH-1,Pb≤250 mg·kg-1,Cr≤250 mg·kg-1,As≤30mg·kg-1,Hg≤0.3 mg·kg-1。

评价结果显示,研究区土壤中Cd、Pb、Cr、As、Hg超标率分别为20%,14%,3%,2%和62%,可见研究区土壤Hg超标现象极为严重,其次是Cd和Pb。

采用国家《食品中污染物限量标准》(GB2762-2012)对研究区水稻籽粒进行评价,各重金属元素的限量值分别为:Cd≤0.2 mg·kg-1,Pb≤0.2 mg·kg-1,Cr≤1.0 mg·kg-1,As≤0.2mg·kg-1,Hg≤0.02 mg·kg-1。

评价结果显示,研究区水稻籽粒中Cd、Pb、Cr、As、Hg超标率分别为30%,64%,1l%,21%和8%,可见研究区水稻籽粒均受到了不同程度的重金属污染,其中Pb超标现象最为严重。

2.3土壤一水稻系统中重金属的富集特征采用富集系数(BAF)来反映水稻籽粒对土壤中Cd、Pb、Cr、As、Hg元素的富集能力,对研究区布置的25个采样点均做了富集能力分析,结果如图3所示。

从图3可以看出,研究区水稻籽粒对土壤中Cd、Pb、Cr、As、Hg元素的富集能力基本为Cd>As>Cr>Hg>Pb,与王琳等的研究结果有所差异。

在这些重金属中,Cd元素的富集系数在所有采样点中均明显最高,其次是As,而Cr、Hg、Pb的富集系数普遍偏低,说明在相同的土壤重金属含量下,水稻籽粒对Cd元素的吸收能力最强,这可能是由于Cd元素进入土壤中主要以物理化学吸附为主,在土壤中形成络离子较易移动。

在本研究的25个采样点中,有5个采样点中Cd元素的平均富集系数BFA>1,分别为S17、S20、S21、S22和s23,说明这5个采样点存在Cd超富集现象。

Pb、Cr、As和Hg元素的平均富集系数BFA均小于1,说明研究区水稻籽粒只是吸收了土壤中的Pb、Cr、As和Hg,而这些重金属没有存在富集现象。

2.4土壤一水稻系统中重金属的迁移特征采用迁移系数(Tf)进一步对Cd、Pb、Cr、As、Hg元素在土壤一水稻植株系统中的迁移转化规律进行了分析,结果如表2所示。

从表2可以看出,对于Tf(soil-root),其大小基本为Cd>Hg>As>Cr>Pb;对于Tf(root-shoot),其大小基本为Cd>Cr>As>Hg>Pb;对于Tf(shoot-grain),其大小依次为Cd>As>Cr>Hg>Pb,此结果与水稻籽粒对土壤中这些元素的富集能力大小顺序一致。

从上述结果可以看出,Cd元素的迁移系数在Tf(soil-root)、Tf(root-shoot)和Tf(shoot-grain)中均为最大,Pb元素的迁移系数在Tf(soil-root)、Tf(root-shoot)和Tf(shoot-grain)中均為最小,说明在土壤一水稻系统中Cd元素是最容易向地上部迁移的,Pb元素是最不易迁移的,而其他元素在水稻植株不同器官迁移的顺序存在一定差异,这与张潮海、王琳等的研究结果较为一致。

总体而言,Cd、Pb、Cr、Hg元素在水稻植株各器官的迁移特征一般呈现根部>茎叶>籽粒的现象,而As元素在水稻植株各器官的迁移特征呈现根部>茎叶>籽粒或根部>籽粒>茎叶的现象。

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