农田生态系统镉污染研究
耕地土壤重金属污染现状情况分析及建议
耕地土壤重金属污染现状情况分析及建议摘要：在不断发展的社会环境情况下，随着污染物治理情况，土壤污染现象也越来越严重，重金属在土壤中的迁移转化规律，并且重金属在我国农业地区土壤中的含量也不同，有些植物可以有效的抵抗一些重金属在植物体内激存，所以在特定类型的土壤下选用适合的种子也相当重要，在几种类型土地种植植物的选取进行分析。
以及农业土壤在植物生长过程中提供的养分，土地中重金属的含量也会影响到植物体内重金属含量，在新闻媒体上也有许多报道危害，为了减轻之后植物中积累的重金属会给人体带来的危害，所以对于土壤的修复也相对重要，在此提出了一些简单的土壤修复建议。
关键词：现状；土壤污染；耕地土壤；重金属污染危害；土壤治理建议引言自新中国成立以来，随着社会的快速发展，我国致力于实现粮食自给自足的策略，农用化学品的种类和数量也随之增加。
然而，这个情况就造成我国土壤污染问题日益突出，其污染程度正在不断加剧，污染面积亦在逐年扩大[1]。
随着经济的蓬勃发展，工业持续壮大，工业发展过程中产生了大量的工业废水[2]，而目前对于废水的排放与治理仍存在诸多挑战，现有的环境管理方案尚不完善，治理污水的力度尚且不足，加之废水中含有丰富的重金属，若将这些污水未经妥善处理便随意排放至水域，对我国的土壤土质中重金属含量持续积累。
此外，若使用这些污水进行灌溉，农业农田的污染状况将会更加严峻。
在农业生产活动期间，过于依赖农药、化肥等化学物质，也可能导致一些重金属物质在土壤环境中富集，从而引发严重的土壤重金属污染问题。
因此，有必要对当前农业土壤污染状况进行深入分析与研究，并据此提出相应对策[3]。
1 土壤重金属污染情况分析1.1土壤重金属污染重金属为可能带来危害的化学污染物，主要通过污水灌溉、农药及肥料使用、污泥与垃圾种植以及大气沉降等方式进入农业生态系统，导致土壤质量恶化。
常见重金属包括汞、镉、铅、铜、铬、砷、镍、铁、锰、锌在内，其中以锌最常出现，这些有毒物质加入泥土中后，会与泥土中的无机物和有机物产生化学反应，生成无法在土壤中进一步分解并逐渐累积，从而改变土壤性质。
镉污染土壤中镉的形态分析及植物修复技术研究
地上部有富集能力的， 二者都不具备富集能力的。
表 ３ 盆栽试验中植物对镉的累积特性
植物名称 玉米
部位
果实 茎叶
根
含量
富集系数
０．３０
０．１４
１．１５
０．５２
２．０６
０．９３
果实
０．５０
０．２３
大豆
茎叶
１．７４
０．７９
根
１．６２
０．７３
地上部
２．０３
பைடு நூலகம்
０．９２
燕麦草
地下部
５．８０
２．６３
小萝卜
地上部
５．４０
２．４４
地下部
０．８６
０．３９
紫花苜蓿
地上部
１．６２
０．７３
地下部
１．２６
０．５７
从植物根部和地上部位重金属含量比较来看，本 次试验研究大多数植物都表现为根部镉含量高于地 上部镉含量。这可能是大多数植物对重金属污染的普 遍反应。对于玉米和大豆的可食用部分含镉量仍旧远 远超出食品中镉限量 标 准［９］， 这 说 明 该 地 区 仍 不 能 直 接作为农田使用。
15土壤和植物样品的消化于石英管中称取植物样品约01g加入2ml浓硝酸将石英管置于聚四氟乙烯高压罐中在140恒温烘箱中连续高压消化8h冷却后取出定容待测1901g土壤样品于聚四氟乙烯高压消化罐中加入5mlhno预消解1d之后放入烘箱中于180消解9h取出用1的hno结果与讨论21该地区镉的化学形态分布规律形态分析的结果见表2
富集系数（ｂｉｏａｃｃｕｍｕｌａｔｉｏｎ ｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔ）为植物体内 重金属的含量与相应土壤中重金属含量之比［１０］。它反映 了植物对重金属的富集能力。富集系数越大， 其富集能 力越强。从富集系数来看， 小萝卜和蒲公英地上部富集
湖南省镉污染土壤现状及建议
湖南省镉污染土壤现状及建议湖南省是一个污染较为严重的地区，其中镉污染已经成为一个主要污染源。
镉是一种有害重金属，一旦进入土壤中，会对作物生长、人体健康等带来严重影响。
本文将介绍湖南省镉污染土壤现状以及建议。
1、污染范围湖南省的镉污染主要集中在湘南地区，如株洲、衡阳、邵阳、岳阳等地。
其中，株洲市是湖南省镉污染最为严重的地区。
2、污染原因湖南省镉污染的原因较为复杂，主要是人为因素和自然因素共同作用的结果。
其中，农业生产和工业活动是造成镉污染的主要原因。
从农业方面来说，湖南省种植大量的稻米、蔬菜等作物，这些作物普遍吸附有大量的镉。
加之地下水中镉的含量也较高，导致农田土壤镉含量逐渐升高。
同时，农民长期使用化肥、农药等化学物质，增加了土壤中镉的含量。
从工业方面来说，湖南省的经济发展较快，其中重化工业占比较大，这些行业的排放物质中含有大量的镉元素。
加之部分企业的环保设施欠缺，导致镉通过废水、废气等途径排放到了环境中。
1、加强监管政府应出台更为严格的环保法规，推行生态文明建设，加强对各种污染行为的监督，减少或停止不合理的生产活动。
2、加大治理力度对受镉污染的土地，应采取防治措施，如土壤修复等措施。
通过搬迁、恢复耕地、埋存和土壤修复等途径消除镉污染带来的风险。
3、推广绿色耕作方式在农业生产中推广有机肥、生物有机肥等绿色耕作方式，减少使用化肥、农药等化学物质，缩小镉污染范围。
4、科学管理水资源加强对水资源的管理，减少水体污染，避免引发土壤污染。
同时加强对地下水资源的管控，防止地下水过量抽取导致水质恶化。
5、加强科技创新通过技术创新来提升土壤绿色化发展能力，提高土壤环境管理水平。
加强科技攻关、研究优化生态系统形成途径，重点研究土壤微生物和肥料的搭配，优化下水处理方式等。
总之，镉污染是湖南省环境污染的主要问题之一。
政府和企业应承担起环境保护的责任，从源头入手，采取综合措施，共同努力降低环境污染，保护我们的环境和健康。
镉对植物的毒害及植物解毒机制研究
镉对植物的毒害及植物解毒机制研究镉是一种广泛存在于环境中的重金属元素，由于工业活动和人类活动的影响，镉在土壤和水体中的含量逐渐增加，对生态系统和人类健康造成严重威胁。
植物作为土壤中的主要居民，容易受到镉的毒害。
研究镉对植物的毒害及植物解毒机制对于环境保护和生态修复具有重要意义。
一、镉对植物的毒害镉对植物的毒害是多方面的，包括植物生长发育受到抑制、光合作用受到影响、营养元素吸收和利用受阻等。
镉对植物的根系和幼苗生长有明显的抑制作用，导致植物生长迟缓或死亡。
镉会干扰植物的光合作用，使得叶绿素含量减少，影响光合产物的合成和积累，从而降低植物光合效率。
镉还会影响植物对氮、磷、钾等营养元素的吸收和利用，导致植物生长发育不良。
镉对植物的毒害主要体现在植物生长受到抑制、光合作用受到影响、营养元素吸收和利用受阻等方面。
二、植物解毒机制研究植物在面对镉的毒害时，能够通过一系列的解毒机制来减轻镉对其造成的伤害。
植物解毒机制主要包括镉离子的螯合和沉积、镉离子的转运和排出等过程。
植物通过螯合物质（例如金属螯合蛋白、螯合酸）来结合镉离子，形成不活跃的螯合络合物，从而减轻镉对植物的毒害。
植物通过将镉离子沉积在细胞壁或液泡中，形成不易溶解的小体或结晶体，从而减少镉在细胞内的活性，保护细胞免受镉的伤害。
植物还通过转运和排出镉离子的方式来减轻镉对植物的毒害，例如通过根系表面的铁氧化酶和腺苷三磷酸酶等酶类来转运镉离子，或者通过液泡膜的转运蛋白来排出镉离子等。
一些研究还表明植物在面对镉的毒害时，还会借助于一些激活或抑制相关的基因和蛋白，以及一些次生代谢产物，来帮助植物减轻镉的毒害。
这些植物解毒机制的研究为我们更好地理解植物对镉的抗性提供了重要的参考。
三、相关影响因素除了植物自身的解毒机制外，环境因素、土壤性质和植物种类等也会对植物镉毒害和解毒机制产生影响。
环境因素对植物的镉毒害和解毒机制有着重要的影响。
包括温度、湿度、光照、气体浓度等因素在内，都会影响植物对镉的吸收和利用，从而影响植物的镉抗性。
农田土壤重金属污染的特点和治理对策研究
ECOLOGY区域治理农田土壤重金属污染的特点和治理对策研究叶赛克1，万星玥2，解浩31.江苏智环科技有限公司；2.扬州美境环保科技有限责任公司；3.扬州市仪征生态环境局摘要：农田土壤重金属污染是影响我国农田生态环境的重要因素。
随着工业文明的快速发展，大量含有重金属物质的废气、废渣、废水被排放到农田环境中，使农田土壤受到铬、镉、铅等重金属的污染，如果含量超标将严重影响到农田作物的正常生产，危害人类的身体健康。
而明确污染来源及特点，提出相应的治理手段，能够切实有效地控制重金属污染对我国农田的影响，提高我国农业经济的发展效率。
关键词：农田土壤；重金属污染；治理对策中图分类号：[TE991.3] 文献标识码：A 文章编号：2096-4595（2020）22-0139-0001引言：农田土壤重金属污染主要指镉、铬、汞、铅等生物毒素显著的重金属物质及锌、镍、铜等污染物对土壤的污染，拥有较为显著的可逆性、长期性、隐蔽性等特征，能够严重危害农田作物的健康生长，制约农业经济的健康发展。
因此加强治理并控制农田重金属污染，对我国农业经济发展有重要的现实意义和价值。
然而要控制并治理农田污染，就必须明确农田重金属污染的基本来源。
一、农田重金属污染的基本来源首先是空气沉降，空气中所蕴含的重金属元素通常来源于建筑材料、冶金、能源生产过程中的粉尘和废气，通常以气溶胶的方式进入大气层，并在自然降水与沉降的过程中，渗透到农田土壤里。
在市场经济快速发展的过程中，汽车尾气成为土壤重金属污染的主要来源，通常以汽油燃烧中的Cu、Cr、Cd、Zn、Pb污染为主。
其次是固体废弃物。
在理论研究上，固体废弃物成分复杂、种类繁多，且不同废弃物的污染程度和危害方式也明显不同，其中工业废弃物和矿业废弃物的污染危害最大，通常在处理和堆放的过程中，通过水洗、雨淋、日晒的作用，使重金属物质以漏斗状或辐射状的形式向周围水体、土壤中移动、扩散。
最后是农药和化肥污染。
镉(Cd)作为一种高度有毒且生物累积性强的重金属污染物
镉（Cd）作为一种高度有毒且生物累积性强的重金属污染物，对植物生态系统构成了严重威胁。
在土壤-植物连续体中，镉因其显著的毒性和流动性，引起了土壤科学家和植物营养学家的广泛关注。
为了深入探究镉对植物生长发育及生理机能的影响，本研究以年轻嫩叶蔬菜品种Eruca sativa（芝麻菜）为对象，通过设计盆栽试验，模拟了不同浓度Cd（0、1.5、6和30 μmol/L）对幼苗的施用情境，对其形态、生理及生化适应性进行了详尽的研究。
研究结果显示，在高镉胁迫下，E. sativa幼苗叶片中镉积累显著增加，这种积累可能会对植物细胞结构和生理功能造成严重干扰。
进一步的分析表明，镉胁迫使光合作用受到了显著抑制，表现为光合速率明显下降，同时，叶绿素a、b以及其他色素含量也出现了不同程度的降低。
这暗示镉可能通过损害光合器官结构、抑制光合色素合成以及破坏光合电子传递链，从而削弱了植物的光合能力。
此外，镉胁迫对植物抗氧化防御系统产生了重大影响。
抗氧化酶活性检测结果显示，抗坏血酸过氧化物酶（APX）、愈创木酚过氧化物酶（GPX）、过氧化氢酶（CAT）和超氧化物歧化酶（SOD）等抗氧化酶活性在镉处理后均呈现出显著降低的趋势。
这些酶在正常情况下起着清除活性氧、维持细胞内氧化还原平衡的关键作用，其活性的降低表明镉胁迫使植物抗氧化防御系统遭受了严重破坏。
与此形成对比的是，植物体内总抗坏血酸（TAS）的浓度在所有Cd施用水平上均有上升，这可能是植物在响应镉胁迫时的一种自然保护机制，试图通过提高抗坏血酸的含量来抵御镉引起的氧化应激。
然而，抗坏血酸（ASA）和脱氢抗坏血酸（DHA）的变化趋势较为复杂，在1.5μmol/L镉处理时不显著增加，而在6和30 μmol/L处理时表现出显著上升，但在最高浓度30 μmol/L镉处理下并未观察到显著下降。
综上所述，面对镉胁迫，E. sativa幼苗被迫将大量能量从生长转移至抗氧化代谢物和渗透调节物质的合成中，以期对抗镉的毒性效应。
镉污染土壤修复技术研究进展
镉污染土壤修复技术研究进展摘要简单描述了镉污染对粮食安全、生活环境和人体健康的危害；详细介绍了国内外包括农业生态修复、物理修复、化学修复和生物修复在内的镉污染土壤修复技术的概念、优势及制约因素；着重阐明了植物修复技术的研究现状和应用前景，为镉污染土壤修复提供参考和基础。
关键词镉污染；土壤修复；生物修复；研究进展镉是环境中毒性最强的重金属元素之一，位于元素周期表中第二副族，也是《重金属污染综合防治“十二五”规划》重点监控与污染物排放量控制的5种重金属之一；具有生物迁移性强、极易被植物吸收和积累的特点，对动植物和人体均可产生毒害作用[1]，严重时甚至会造成骨痛病、高血压、肾功能紊乱、肝损害、肺水肿等疾病[2]；据统计，我国每年生产的镉含量超标农产品和动物造成累积性毒害品达146万t[3]，镉污染的农田面积已超过28万hm2，年产镉超标农产品达150万t[4]，我国市场上常见的市售大米约10%存在镉超标[5]，对环境经济和人类的身体健康造成了极大的隐患。
近年来湖南浏阳、云南曲靖以及广西河池地区先后发生的镉污染事件[6]造成了极大的影响，因此控制镉污染，加大对镉污染土壤修复力度已经势在必行，笔者对目前最新镉污染土壤修复的方法予以全面概述，着重于镉污染土壤的生物修复，旨在为后续的研究提供参考。
1 农业生态修复农业生态修复措施是指因地制宜选择耕作管理制度来减轻重金属危害，主要包括农艺修复措施和生态修复措施。
农艺修复措施一般是通过耕作制度的改变，辅以多种植物组合间作、轮作以及套作或者通过向镉污染土壤中加入能结合游离态的镉形成有机络合物的有机肥，从而达到有效减少土壤中镉的含量、降低植物对镉的吸收的目的，实现土壤中镉的迁移、吸收和降解[7-8]。
我国在生态修复措施方面研究较多，一般通过调节包括土壤水分等在内的生态因子来实现对污染物所处环境介质的调控[9]。
农业生态修复措施既能保持土壤的肥力，又能促进自然生态循环和系统协调的运作，但存在着修复时间长、见效慢等不利因素。
环境中重金属元素镉概况研究
续上：
Cd污染耕地涉及11个省市的25个地区,每年
生产镉米(是指Ｃｄ含量超过ｍｇ/ｋｇ的糙 米,长期食用会引起骨痛病)5.0×107ｋｇ。 如沈阳市张士灌区因污灌使2533公顷农田 遭受Ｃｄ污染(土壤Ｃｄ含量≥1.0ｍｇ/ｋｇ), 其中严重污染面积(可能产生的稻米Ｃｄ含 量≥1.0ｍｇ/ｋｇ的农田)占13%。 另外,作物 受Ｃｄ污染导致“镉米”的地区还有:上海 的沙川灌区、广东的广州和韶关地区、广 西的阳朔、湖南的衡阳等。
作物不同部位镉的分布
我国烟叶中5元素含量及变幅 单位：mg/kg
上 变 中 变 下 变 幅 全国平均 幅 幅 Cd Pb As Hg Se 2.09 4.05 0.267 0.066 0.094 0.33-5.4 0.94-10.56 0.06-1.26 0.02-0.432 0.005-0.86 2.65 5.09 0.448 0.072 0.12 0.37-6.97 0.98-11.95 0.006-0.87 5.66 7.42 0.462 0.053 0.172 2.15-6.47 3.64-12.8 0.25-1.31 0.032-0.08 0.044-0.8 2.56 4.94 0.375 0.067 0.119
世界各地发现的重金属超积累植物
几种异常积累植物外观
几种异常积累植物外观
利用苎麻改良镉污染农田
利用苎麻改良镉污染农田
利用植物根系削减水体中镉
植物在水体中对镉的积累效果明显优于在土壤中 的积累效果。David E 注意到利用普通作物的根 过滤作用 ，将向日葵浸入实验水体中仅24h，水 体中镉浓度可由1000ug/L 降低到 200ug/L，显示 出利用植物根部可快速削减水体中毒害性重金镉
沉积岩1.167mg/kg;皂土1.4;泥灰岩2.6 变质岩0.46mg/kg;
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农田生态系统镉污染研究
农田生态系统镉污染研究
随着工业化和城市化的进程，农田生态系统镉污染逐渐成
为一个引起人们关注的问题。镉是一种常见的有毒重金属，对
人类健康和生态环境造成严重危害。本文将探讨农田生态系统
中镉污染的成因、影响以及相应的治理与预防措施。
一、成因分析
1. 自然成因：镉是地壳中存在的元素之一，其在土壤中具有
一定的含量。然而，自然条件下土壤中的镉很难被作物吸收，
因为土壤中的大部分镉以无机形态存在，通常以稳定的结合态
存在。
2. 人为成因：人类活动是导致农田生态系统镉污染的主要原
因。工业废气、废水和固体废弃物中含有大量的镉，长期排放
和堆积会使镉通过沉降、滞留和渗透等途径进入农田。
二、影响分析
农田生态系统镉污染的影响主要表现在以下几个方面：
1. 农产品安全问题：农田土壤中的镉可以通过作物的根系吸
收，进而进入农产品中。摄入含镉的农产品会对人体健康造成
潜在威胁，引发一系列健康问题，如骨质疏松、肾脏疾病等。
2. 土壤质量下降：镉是一种持久性污染物，会长期富集在土
壤中。镉的积累会破坏土壤结构，抑制土壤酶活性，导致土壤
肥力下降，影响植物的生长发育。
3. 生态系统破坏：镉污染不仅对土壤和植物产生负面影响，
也对农田生态系统的生物多样性和稳定性产生破坏。土壤中的
镉会转移到农田周围的水体和地下水中，影响水生生物的生存
和繁衍。
三、治理与预防措施
1. 健全监管体系：加强对工业废气、废水和固体废弃物排放
的监管，制定相关标准和法规，严格执行，确保工业活动对环
境的污染物排放不超过规定的要求。
2. 选用低镉农产品品种：培育适应镉污染环境的农产品新品
种，通过遗传改良或基因工程手段减少作物对镉的吸收和富集。
3. 科学施肥：合理施用有机肥和控制化肥的使用量，提高土
壤质地和肥力，降低镉在土壤中的有效性。
4. 养殖环境管理：加强畜禽养殖场生活污水的收集和处理，
避免废水中含有过高的镉浓度。
5. 耕作管理措施：合理耕作、翻耕和水土保持措施可以减少
农田镉污染的风险，如适时旋耕、轮作、减少耕地面积等措施。
综上所述，农田生态系统镉污染是一个需要引起重视的问
题。通过加强监管、科学种植、合理施肥以及耕作管理等措施，
能够有效降低农田镉污染，确保农产品安全，维护农田生态系
统的可持续发展。同时，进一步加强科学研究，提高镉污染的
监测和治理能力，对于减少农田生态系统镉污染具有重要意义
综上所述，农田生态系统中的镉污染对环境和人类健康产
生了严重的影响。为了解决这一问题，我们需要加强监管体系，
制定相关标准和法规，严格控制工业活动对环境的污染物排放；
同时，通过培育适应镉污染环境的农产品新品种、科学施肥、
养殖环境管理和耕作管理等措施，减少镉在农田中的积累和传
播。这些措施能够有效降低农田镉污染，确保农产品的安全，
维护农田生态系统的可持续发展。此外，进一步加强科学研究，
提高镉污染的监测和治理能力，对于减少农田生态系统镉污染
具有重要意义。只有通过全面的治理与预防措施，才能实现农
田生态系统的健康发展和人类社会的可持续发展