土壤-水稻系统中重金属等元素的相互作用——以黑龙江庆安地区为例

在土壤-作物系统中,农作物吸收Cd、As等元素的影响因素非常复杂,其中,元素间的相互作用是影响生物富集系数的主要因素之一.为了研究土壤-水稻系统中重金属等元素之间的相互作用,在黑龙江省典型水稻生产基地庆安地区采集了89组水稻籽实及根系土样品,测试了样品中重金属元素含量,运用相关分析,探讨了水稻籽实及根系土中重金属等元素之间的相互关系.结果表明：水稻籽实重金属元素富集系数之间多呈正相关关系;籽实Cd元素富集系数与土壤Se,籽实Cu元素富集系数与土壤TOC均呈负相关关系;籽实重金属元素之间多呈正相关关系;籽实Zn与土壤As呈正相关关系,籽实Cu与土壤Cd呈负相关关系.研究区土壤-水稻系统中,水稻籽实对重金属元素吸收的影响因素非常复杂,元素间协同或拮抗作用多样,其作用机理有待深入研究.     

黔南荔波县水稻—根系土系统中硒含量影响因素分析

硒是人体必需的微量元素之一,其对重金属元素毒性具有拮抗作用,通过食物链转化方式获得硒是人体最主要和最安全可行的途径.以荔波县大面积分布的天然优质富硒耕地为研究对象,采集分析了 30组水稻籽实和配套根系土样品,据此评价稻米食用安全性,研究水稻—根系土系统硒含量关系,探究土壤理化条件对水稻硒吸收运移的影响,以期为研究区富硒...     

土地整理环境影响评价——以丹江口市土地整理区为例

结合湖北丹江口青塘河流域土地整理项目规划的实例，将环境影响评价的方法用于项目的环境影响评价并对结果进行分析，在此基础上，提出了切实可行的工程设计方案和相应的预防措施，从而有效地将对环境的不利影响减少到最低程度，具有现实指导意义。     

水稻、小麦与土壤中重金属Cd含量的关系模拟研究

土壤污染防治工作已成为提升耕地质量、保护国土生态安全的重要任务之一.为了科学预测我国大宗农作物(如水稻、小麦)与土壤重金属含量的关系,减少安全利用类农用地的大量农产品与土壤的协同监测,实现重金属污染农用地的安全利用,本研究以重金属Cd为例,选取对水稻、小麦Cd含量影响较大的土壤Cd含量、土壤pH值、土壤阳离子交换量(C...     

土壤-水稻系统中重金属元素与其他元素之间的相互作用

通过相关关系的统计分析,探讨了四川省61件水稻籽实及其根系土中重金属元素与其他元素间的相互关系。研究结果表明:①水稻籽实对重金属元素、微量元素、大量元素的富集系数差异很大,元素富集系数之间具有显著的相关性;②水稻籽实中重金属元素的含量与土壤中部分元素的含量之间存在着显著的相关关系;③水稻籽实重金属元素的含量与籽实中其他元素含量之间的相关关系显著。结合元素之间的相互作用对元素地球化学行为的影响,评价了作物籽实中重金属元素的危害程度,为土壤修复提供了新思路。     

土壤对镉离子的竞争吸附研究——以北京城近郊为例

对分别采自北京城近郊丰台区北天堂村、大兴区庑殿村、通州区永乐店镇、海淀区四季青乡和朝阳区来广营乡5个典型地区的土壤进行了Cd^2＋-Na^＋、Cd^2＋-Ca^2＋、Cd^2＋-Zn^2＋双阳离子竞争性静态吸附试验。结果表明，在不改变土壤的物理化学性质条件下，多种离子共同竞争吸附时，其吸附过程与单个外源金属阳离子的吸附结果不同；不同类型土壤对镉的吸附受钠、钙、锌离子的影响不是单方面的抑制作用或促进作用，影响机制随着外源镉离子浓度和外源钠、钙、锌离子浓度的大小而各异，而且其影响程度也有所不同。     

农作物根系土对农产品安全的影响分析 ——以保定东部地区为例

农作物中重金属含量过高势必影响人类健康与生态安全,通过对农作物与其根系土调查,对污染元素进行生态效应评价具有重要的实际意义.本文以土壤重金属超标地区——保定东部地区的大宗农作物小麦、玉米及其根系土为研究对象,开展了元素含量测试和统计分析.结果表明:小麦、玉米样品中有富硒样品;部分小麦样品存在重金属元素超标现象,玉米样品全部不超标.农作物可食部分对元素的吸收能力为小麦>玉米.通过调查农作物对不同元素的吸收能力,对土壤重金属超标地区的农产品种植具有指导作用,有利于研究区土地资源的安全利用.     

浅谈土地综合整治乡镇一级资源整合——以娄底市涟滨街道办事处土地整理项目为例

乡镇一级政府、国土资源所是联系土地综合整治项目与国土资源部门的纽带和桥梁,在项目实施过程中,如何最大发挥这一级的主观能动性,达到更好的为＂三农＂服务,实现社会主义新农村建设的客观目的,娄底市土地开垦整理中心在国土资源局的领导下大胆尝试,勇于探索,在项目实施监管过程中整合项目区所在地各级政府的力量,与乡镇一级政府协作,委托乡镇政府作为土地综合整治实施机构,摸索出一套具有当地特色的项目实施方案。     

水稻土中重金属元素Cd、Pb的竞争吸附——以长株潭地区水稻土为例

对中国南方的3个水稻土样品进行了Cd、Pb单一离子和混合离子吸附特点的研究。结果表明,3个水稻土样品中Cd、Pb的吸附特点都相似,Langmuir等温方程可很好地描述Cd、Pb的吸附等温线。3个土壤样品中,有较高pH值和较低有机物、CEC浓度、粘土含量、高岭石含量的2个土壤样品对Cd、Pb有较大的吸附量,且其等温吸附拟合的最大吸附量(B)也较大。在两组分混合溶液中,尽管共存离子的存在影响了土壤对单一离子的吸附,同时土壤对Cd的吸附在一定程度上受影响的程度大,但3个土壤样品都表现出对Pb有强的吸附能力。在3个土壤样品中,Langmuir等温方程中Pb的健合能常数(K)都大于Cd的健合能常数(K),混合溶液中的K值高于单一溶液的K值,表明2种金属离子对吸附位点的竞争提高了特定吸附位点的保持力,使金属离子在土壤中特定位点的吸附更加坚固。     

水稻土中重金属元素Cd、Pb的竞争吸附——以长株潭地区水稻土为例

对中国南方的3个水稻土样品进行了Cd、Pb单一离子和混合离子吸附特点的研究。结果表明,3个水稻土样品中Cd、Pb的吸附特点都相似,Langmuir等温方程可很好地描述Cd、Pb的吸附等温线。3个土壤样品中,有较高pH值和较低有机物、CEC浓度、粘土含量、高岭石含量的2个土壤样品对Cd、Pb有较大的吸附量,且其等温吸附拟合的最大吸附量（B）也较大。在两组分混合溶液中,尽管共存离子的存在影响了土壤对单一离子的吸附,同时土壤对Cd的吸附在一定程度上受影响的程度大,但3个土壤样品都表现出对Pb有强的吸附能力。在3个土壤样品中,Langmuir等温方程中Pb的健合能常数（K）都大于Cd的健合能常数（K）,混合溶液中的K值高于单一溶液的K值,表明2种金属离子对吸附位点的竞争提高了特定吸附位点的保持力,使金属离子在土壤中特定位点的吸附更加坚固。     

成都平原土壤中Cd的空间分布与成因探讨

通过样品采集和室内分析,研究了成都平原区土壤中Cd高含量区的区域分布特征和形成原因。在绵远河、石亭江流域冲积物中存在Cd含量高值区。Cd高含量区域分布Ⅰ、Ⅱ级阶地-Ⅲ级-Ⅳ级或Ⅴ级阶地冲击物中Cd含量逐渐降低。发育与龙门山的河流(绵远河、石亭江)沉积物Cd含量显著高于其他水系沉积物。Cd高含量分布区与不同级次的阶地相吻合的特征表明其控制因素显著,属于地质作用的产物。这一结论与多数研究者认为的人为因素引起的具有根本区别。     

Experimental simulation and dynamic model analysis of Cadmium(Cd) release in soil affected by rainfall leaching in a coal-mining area

In order to explore the influence of rainfall on the release of heavy metal Cadmium(Cd)in soil in a coal-mining area,soil column leaching experiments were carried out by simulating 3 types of rainfall(acid rain,normal rainfall,and actual rainfall)with 5 different pH values(4,5,6,6.7,7),and 65 groups of data about leachate pH value and Cd concentration were obtained respectively.The results indicate the general change rule of Cd concentration in leachate:(1)the easiness of Cd release is negatively correlated to the pH value of leaching solution and positively correlated the leaching amount;(2)leaching solution with lower pH values shows more obvious release stages.Leached by solution with different pH values,the release of Cd in soil ranks as follows:Acid rain group>normal rainfall group>actual rainfall group.In the first stage,the acidity of rainfall has a significant impact on the release of Cd in soil,but in the second stage,the release of Cd is alleviated due to the soil buffering.Among the four dynamic equations to simulate the release of Cd in soil,the modified Elovich equation can describe the process most accurately,with the highest coefficient of determination R2 of 0.9975.These results can serve as a reference for further study on the migration,transformation and enrichment of Cd in soil.     

北京城近郊区土壤中Cd的释放、形态转化与演变趋势

在对北京城近郊区主要类型土壤(潮土和褐土)中Cd形态分析的基础上,研究pH与土壤中Cd的释放量及其形态转化的关系。结果表明:潮土和褐土中Cd的释放量曲线都呈下凹的弧形,在pH=6～7之间释放量最低。pH对土壤中Cd释放的影响,其本质是土壤中Cd的化学形态发生了变化,各形态间的转化以水溶态为中介体。所有的形态转化中,pH对交换态和碳酸盐结合态影响最大,且这两者之间的转化对生物有效量起决定性作用。进而根据北京城近郊区土壤中生物有效Cd的分布状况,结合北京市近12年监测的大气pH值,对北京城近郊区土壤Cd污染进行预警。     

多重分形方法识别铜陵矿区土壤中Cd的地球化学异常

土壤元素异常下限值的确定对环境地球化学评价具有重要意义。传统异常下限值计算方法仅适用于元素含量数据呈正态分布的情况,而事实上土壤元素含量的空间分布极其复杂,很可能具有多重分形分布特征。本文利用校正累积频率分形方法确定铜陵矿区土壤中Cd的异常下限值为1．687mg／kg。并据此圈定了异常范围。与传统方法所确定的异常下限值及相应异常区域对比,分形方法圈定的异常区域范围更广,更为合理、有效。     

福建龙海市土壤与稻米铅地球化学特征分析

中国南方红壤区铅的分布特征、运移规律及生物效应尚不明确。本文以福建龙海市土壤和稻米为研究对象,系统分析了土壤铅的分布特征、形态组成、生物富集能力及影响机理,总结了铅在母岩-土壤-稻米迁移过程的富集分配规律。结果表明,龙海市中部区域表层土壤的铅含量高,其余区域较低,92.5%样点值在10~90 mg/kg,对应p H为4.0~7.5,强酸性和碱性土壤铅含量略低;稻米铅(0.018~0.398 mg/kg)超标率仅4.1%,对土壤铅的富集能力较弱(富集系数0.23%±0.16%),所以研究区土壤铅超标时稻米不一定超标。影响土壤铅的主要因素是成土母岩和土壤类型,不同成土母岩区的土壤铅含量规律为:第四纪海积物第四纪残坡积物花岗岩和酸性火山岩佛昙组基性玄武岩,不同土壤类型的铅含量规律为:潮土滨海盐土水稻土红壤赤红壤滨海风沙土。土壤铅有效态(离子交换态、水溶态)仅占铅全量的4.95%,强有机态和残渣态等其余形态合计占94.99%,说明土壤铅主要以稳定态存在,难于被植物吸收,进一步为合理解释"土壤铅超标而稻米不超标"这一现象提供了调查依据。研究还表明,稻米铅与表层土壤铅之间无明显相关性,保持土壤p H值在弱酸性至弱碱性范围可降低土壤铅活性。     

湖南株洲地区Cd、Pb污染土壤的修复实验

以海泡石、膨润土和生石灰为修复材料,对湖南株洲地区重金属元素Cd、Pb污染农田土壤进行了室内修复实验。盆栽小白菜的正交实验结果表明,对于Cd含量为1.23 mg/kg、Pb含量为136.7 mg/kg的土壤,当每10 kg土壤添加膨润土60 g、海泡石20 g、石灰6 g时,种植的小白菜中Cd含量为0.154 mg/kg,Pb含量为0.141mg/kg。与未修复土壤的实验结果对比,小白菜中Cd含量降低61%,Pb含量降低46%。     

富硒、高镉地质背景下水稻种植实验研究

富硒(Se)的土地常常富镉(Cd)，如何从该类土地中过滤掉Cd而安全地利用Se是农业生产的关键。本文以水稻种植为切入点，选取了7种水稻品种，以硅肥调节和农家常规种植方式作为对照进行了实验田与对照田实验。实验结果发现：(1)硅肥具有通过调节土壤理化性质、促进Se和Cd有效态的释放以及通过与Cd²⁺反应降低Cd有效态的双重效果，使水稻更有利于富集Se而不富集Cd；(2)“深两优5814”和“C两优华占”水稻品种，在富集Se和抑制Cd方面的效果上较好。     

长江三角洲典型地区土壤-水稻系统中Cd的分布及其迁移制约因素

为了弄清楚长江三角洲土壤-水稻系统中Cd污染和迁移制约因素,采集了典型地区的水稻土壤、秸秆、籽实等样品共66组,测试了这些样品中重金属元素和常量元素的含量、土壤pH值和总有机碳含量等参数指标,并对这些参数进行相关性分析,评估水稻土壤与籽实中的Cd污染,探讨Cd空间分布,讨论土壤中pH值和有机质以及其他金属元素对Cd在水稻中积累的制约作用。结果表明：长江三角洲典型地区水稻土壤和籽实都存在Cd含量超标现象,土壤样品中Cd质量分数为（81.39～1 441.00）×10-9,平均值277.40×10-9,而水稻籽实样品中Cd质量分数为（10.44～692.40）×10-9,平均值55.63×10-9;根据土壤环境质量标准（GB 15618—1995）的二级标准,水稻土壤超标率为9.09%,超标样品主要分布在苏州、镇江和常州;根据食品中污染物的限量标准（GB 2762—2005）,水稻籽实Cd含量超标率为4.55%,超标样品集中在苏州和无锡;影响水稻积累Cd的因素有土壤中总有机碳、CaO、MgO、P的含量和pH值;水稻中S和Se含量与Cd含量关系密切,Cd与Zn表现为协同作用,土壤中S、Se和Zn的含量对水稻积累Cd无明显影响;提高土壤中pH值以及增加土壤总有机碳含量,能适当降低水稻中Cd的积累,适当增加土壤中Ca、Mg和P的含量能在一定程度上降低水稻对Cd的吸收。     

基于小麦籽粒降Cd率及土壤Cd形态变化评价蚯蚓对Cd污染土壤的修复效果

本研究基于小麦籽粒降Cd率、土壤中Cd生物可利用态(DTPA-Cd)含量和土壤Cd移除率评价蚯蚓(赤子爱胜蚯蚓)对两种Cd污染农田土壤(河南潮土及河北褐土)的修复效果。研究结果表明：两种土壤中,添加0.5%和1.0%(蚯蚓鲜重/土壤干重)蚯蚓均能够明显降低小麦对Cd的富集,改变Cd在小麦植物器官中的分布,显著降低小麦籽粒中Cd含量(P<0.05),籽粒降Cd率达到31.1%~43.5%,促使小麦籽粒生物量增加35.5%~62.7%。添加0.5%和1.0%蚯蚓可显著降低土壤中生物可利用态Cd(DTPA-Cd)含量(P<0.05),DTPA-Cd含量下降29.1%~40.8%,有利于促进土壤中生物可利用态Cd向生物不易利用的形态转化。0.5%和1.0%蚯蚓添加使土壤中Cd移除率达到6.05%~11.88%,明显高于对照组(P<0.05),说明蚯蚓具有很好的Cd污染农田土壤修复潜力。在低Cd污染农田土壤中,蚯蚓可以降低土壤中Cd含量,减少小麦对Cd的富集,同时降低小麦籽粒Cd含量,这一研究结果对于修复低Cd污染农田土壤、保证农产品安全和实现“边生产边修复”具有重要意义。     

珠江三角洲西部典型乡镇稻米与根系土重金属元素含量关系研究

农田土壤环境质量与稻米食用安全性关系非常密切,已有研究表明在采矿、交通、电子工业等影响下,珠三角地区积累了大量环境问题,镉汞砷等污染越来越严重。重金属在土壤-稻米系统中的迁移转化,受其总含量、土壤理化性质、有机质以及微量或大量元素的交互作用影响。为查明广东省佛山市高明区典型乡镇重金属在土壤-稻米系统中的迁移影响因素,为稻米食用安全性预测提供依据,本文在高明区明城镇、更合镇主要农田区,采集了151组稻谷及对应根系土样品,采用电感耦合等离子体发射光谱法（ICP-OES）、原子荧光光谱法（AFS）等技术测定了土壤重金属、养分元素含量、土壤理化指标以及稻米重金属含量,分析了重金属含量特征及其迁移的影响因子,建立并验证了稻米中重金属含量定量预测模型。结果表明：①土壤重金属含量均低于第一次全国土壤污染调查获得的广东省土壤重金属含量均值,并且均低于《土壤环境质量农用地土壤污染风险管控标准》（GB 15618—2018）中的土壤风险管制值,土壤污染风险低;②稻米中除Cd、Pb存在轻微超标外,其余重金属含量均低于食品卫生标准限值;③土壤重金属总量、土壤理化性质（土壤pH,土壤质地,土壤有机质含量,土壤N、P、K等）是重金属在土壤-稻米系统中迁移的关键控制因素。如土壤Cd、Cu总量与其在稻米中含量呈显著正相关;除Pb外,土壤有机质土壤全氮与各稻米中各重金属含量呈显著负相关;除Cd外,土壤全磷与稻米重金属含量呈显著负相关;土壤质地（SiO₂/Al₂O₃）与稻米各重金属含量均呈显著正相关;④根据随机抽取的130组数据,以土壤重金属总量及土壤理化指标为自变量,建立了稻米As、Cd、Cr、Cu、Hg、Ni、Pb含量多元回归方程,均达到显著相关,经剩余21组数据的验证,预测方程的平均误差的中位数与平均数最大为31%,最小为7.8％,总体来说预测效果较好,模型可以用来预测高明区及其相似地区的稻米重金属含量。本研究通过探讨土壤理化性质的影响,引入土壤大量营养元素作为影响因素进行探究,可为研究大量营养元素对土壤重金属迁移至稻米的影响以及科学施肥指导提供参考;同时获得的土壤-稻米系统元素迁移影响因素,可对开展重金属生物有效性研究以及水田土壤污染修复、相似地区生态风险评价提供参考;简单探讨了降低研究区重金属生物有效性的方法以及抑制重金属的迁移、降低重金属生物危害的措施,为探究重金属迁移规律特征与地方病、流行病之间的关系提供了思路。