稻田土壤重金屬污染和稻米Cd安全分析及控制技術(shù)探討.pdf

1、土壤是陸地生態(tài)系統(tǒng)的重要支撐基礎(chǔ)，又是地球表層環(huán)境的重要組成部分.在維持農(nóng)作物生產(chǎn)的同時(shí)，農(nóng)業(yè)土壤環(huán)境污染及其食物安全風(fēng)險(xiǎn)問(wèn)題是當(dāng)今農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的重大挑戰(zhàn)之一。南方稻田重金屬污染較為普遍，特別是太湖地區(qū)、珠江三角洲地區(qū)和江西湖南紅壤丘陵地區(qū)的土壤重金屬污染分布及其食物安全風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)已有多方面的研究報(bào)道。本課題組關(guān)于太湖地區(qū)重金屬（特別是Cd和Zn）的土壤污染特征及農(nóng)產(chǎn)品重金屬積累以及食物安全風(fēng)險(xiǎn)已經(jīng)進(jìn)行了一系列的分析研究，但對(duì)重金屬污染

2、積累的團(tuán)聚體組成變化及帶來(lái)的重金屬土壤團(tuán)聚體分配的變化，不同稻區(qū)稻米重金屬積累差異與稻田土壤性質(zhì)的關(guān)聯(lián)性等還未有系統(tǒng)研究探討。污染稻田稻米重金屬積累的抑制和控制技術(shù)也還未有可靠技術(shù)。
　　 因此，本文基于已有認(rèn)識(shí)，首先研究了重金屬污染下稻田土壤團(tuán)聚體組成變化，分析污染下土壤團(tuán)聚體形成及重金屬的土壤顆粒粒徑分配變化，探討重金屬污染對(duì)土壤生物物理過(guò)程的影響；其次，采集南方不同稻區(qū)稻米樣品，分析Cd、Zn含量，探討與稻區(qū)土壤類型及其土

3、壤性質(zhì)特征的關(guān)系，最后從影響稻區(qū)稻米重金屬水平的土壤因素-土壤酸度著手，探討通過(guò)施用改良劑調(diào)節(jié)土壤Cd活性而降低稻米Cd積累的技術(shù)。獲得結(jié)果如下：
　　 1.本文采集已報(bào)道嚴(yán)重污染的水稻土和未明顯污染的同種水田土壤表土樣品，分析不同粒徑土壤團(tuán)聚體顆粒組的質(zhì)量組成和Pb、Cd、Hg、As等重金屬元素的含量，討論重金屬污染下土壤團(tuán)聚體組成和重金屬團(tuán)聚體分配的變化。在重金屬污染下，土壤砂粒級(jí)團(tuán)聚體減少，而較細(xì)粒徑團(tuán)聚體相對(duì)增多；盡管重

4、金屬含量隨粒徑變化的趨勢(shì)與先前研究認(rèn)識(shí)一致，即在〈0.002mm和2-0.2mm粒徑的顆粒組中富集，但污染下重金屬元素更多地賦存于粉砂組和黏粒組團(tuán)聚體.因此，重金屬污染可能減弱了較大土壤團(tuán)聚體形成作用，導(dǎo)致細(xì)粒徑團(tuán)聚體的相對(duì)增多，從而明顯提高重金屬元素在易移動(dòng)的粉砂和黏粒組團(tuán)聚體的分配，這可能進(jìn)一步加劇污染農(nóng)田重金屬的水遷移和大氣顆粒物遷移的風(fēng)險(xiǎn).
　　 2.在江西、湖南、安徽和廣東等南方典型水稻產(chǎn)區(qū)的農(nóng)產(chǎn)品市場(chǎng)和農(nóng)戶隨機(jī)采取大

5、米樣品共70份，分別測(cè)定樣品中Cd、Zn和Se的含量，并分析不同產(chǎn)地大米的含量差異及其與產(chǎn)區(qū)主要土壤特征的關(guān)系，結(jié)果表明，70％以上的供試樣品Cd含量超出國(guó)家食品衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)值(0.2mg·kg－1)，且Cd/Zn（質(zhì)量比）超出美國(guó)學(xué)者建議的0.015臨界值。不同產(chǎn)地大米樣本間所分析元素的含量及Cd/Zn均呈污染產(chǎn)地〉酸性水稻土產(chǎn)地〉中性水稻土產(chǎn)地，且以Cd和Se含量的差異幅度較大，Zn較小。說(shuō)明土壤酸度及Cd有效性是影響供試大米Cd含量的

6、主要因素。因而，土壤－水稻系統(tǒng)中Cd遷移與籽粒積累取決于人為污染和土壤的化學(xué)性質(zhì)的共同作用。分析表明所有供試產(chǎn)地的大米樣本對(duì)于農(nóng)民就地消費(fèi)來(lái)說(shuō)均存在不同程度的潛在Cd暴露風(fēng)險(xiǎn)，以污染土壤產(chǎn)地區(qū)和酸性紅壤性水稻土產(chǎn)地為嚴(yán)重。
　　 3.根據(jù)前述結(jié)果，針對(duì)土壤酸度對(duì)稻米Cd積累的重要影響，并考慮到Cd-Zn拮抗關(guān)系和沉淀鈍化作用，采用田間定位試驗(yàn)，探討了不同用量的鈣鎂磷肥及葉面噴施鋅肥(ZnSO4·7H2O)等處理對(duì)降低污染稻田水稻

7、籽粒Cd含量的影響。試驗(yàn)表明，不同肥料調(diào)節(jié)劑處理沒(méi)有顯著提高水稻產(chǎn)量，但籽粒Cd含量有不同程度降低.分析表明，磷肥處理提高了土壤的pH值，且隨用量而增高，而土壤中有效態(tài)Cd含量相應(yīng)顯著降低。推測(cè)主要是由于土壤pH升高而降低了土壤Cd活性.不過(guò)，葉面噴施鋅肥并未明顯提高土壤pH值，但顯著降低土壤有效態(tài)Cd含量，看來(lái)淹水下形成難溶性CdS而鈍化了土壤Cd.施用磷肥調(diào)節(jié)劑可以通過(guò)調(diào)控土壤酸度而達(dá)到鈍化稻田土壤Cd從而抑制水稻籽粒中Cd積累的效