水稻籽实及其根系土壤中镉含量的相关性研究——以几个金土地工程土地整理区为例

通过对水稻籽实（大米）及其根系土壤中镉含量的相关性研究表明：酸性水稻土壤区域,根系土中的镉与水稻籽实中的镉相关系数为0．971,说明大米中镉积累与土壤环境中镉含量密切相关。碱性水稻土壤区域,水稻根系土中的镉与水稻籽实中的镉相关系数为0．265,大米中镉含量较低,碱性土壤中镉不易活化而原地淀积,则根系土壤中镉对大米中镉的富集贡献小。水稻根系土壤中有机质（Org）与镉相关系数为0．59,也较为显著。土壤中有机质对重金属元素镉具正吸附作用,有机质含量越高,重金属元素镉呈难吝硫化物而原地淀积。     

某金矿区农田土壤镉污染及其环境效应

镉是环境中危险的毒重元素,金属矿区往往存在较严重的镉污染.为了查明小秦岭金矿区金矿开发活动对农田土壤镉的累积影响,以及农作物和人体健康的效应程度,较为系统地采集了农田土壤、小麦玉米、主要蔬菜和人发样品,采用国家标准和邻区对照值的方法,结果表明金矿区选矿尾矿渣是矿区水土环境镉污染的主要来源.土壤镉含量超过了国家土壤环境质量二级标准倍数的范围为0～44.6,样本超标率6.77％,土壤镉含量超标的面积21.8 km2,占金矿区土壤面积的7.8％;高于对照区土壤镉含量的土壤面积约138 km2,占研究区总面积的49.46％.金矿区30.7％的小麦籽粒样本中镉含量超过国家倍数1.2～3.2,小麦中镉的富集程度明显高于对照区.叶菜中,镉超标率77.7％.萝卜叶、西红柿、萝卜中镉含量均高出对照区.农作物中镉含量与土壤中镉含量呈现较好的正相关关系.大气、土壤及地下水交叉污染的较严重的某村住,不同年龄及性别人群人群发镉均值是对照区的1.91～6.09倍,2009年发镉含量是2005年的4.35倍,人群健康受到了严重威胁.     

德阳镉污染农田区生态安全性及居民健康风险评价

对四川德阳地区土壤镉等重金属污染区大米、小麦安全性进行了评价,并建立了水稻籽实镉含量与根系土镉、有机质含量、pH值的回归方程,据此预测德阳地区水稻镉超标面积。根据当地居民主食(大米、小麦)镉等重金属元素的摄入量,对镉污染区人体健康风险进行了评价。研究表明,德阳地区大米、小麦重金属污染均以镉为主。预测水稻镉超标面积达1 547.95 km2,占研究区面积的73.47%。人发镉等重金属元素存在明显异常。人发镉含量高值区与土壤镉异常和居民主食镉摄入量高值区分布有一致性。什邡市、绵竹市、安县、旌阳区、广汉市居民主食(大米、小麦)镉摄入量均超标2~10倍。重金属污染造成人体健康风险最高的是绵竹、什邡地区,其次是旌阳区。     

镉同位素示踪技术在土壤和沉积物镉污染来源解析中的应用进展

<正>镉是生物毒性最强的重金属元素之一,其迁移性很强,富集在土壤和沉积物中的镉,极易被植物吸收、积累,并通过食物链危害人类健康。治理和控制镉污染的关键是识别其污染源。镉同位素的研究始于20世纪70年代,但受仪器和技术的限制,直到90年代MC-ICP-MS的出现和逐步完善,地球陆生样品中较小的镉同位素分馏才     

镉同位素分馏及其在示踪土壤镉来源和迁移转化过程中的应用进展

土壤镉污染已成为危害人体健康的主要因素之一,要实现精准、快速和有效地防治土壤镉污染,首先必须厘清土壤中镉的来源及其迁移转化行为。近年来,随着镉同位素分析技术的进步及其分馏机制认识的深入,镉同位素在土壤镉示踪中展示出了巨大的应用潜力。本文在前人研究的基础上,归纳了土壤样品镉同位素分析前处理方法以及测试技术的研究进展。对于基质复杂的土壤样品,高温高压密闭消解和微波消解可以满足其镉同位素测试要求。在分离纯化镉回收率足够、干扰元素去除彻底的情况下,应用多接收电感耦合等离子体质谱(MC-ICP-MS)分析镉同位素并采用标准-样品匹配法、外标法或双稀释剂法进行质量歧视校正,均可获得较高精度的土壤镉同位素组成数据。同时,本文概括了土壤多个潜在镉源的镉同位素组成以及典型过程(风化淋滤、吸附、沉淀/共沉淀、络合)镉同位素分馏方向与程度。结合最新研究成果,总结了镉同位素在示踪土壤镉来源及其迁移转化过程中的应用。在未来的工作中,需进一步开发和优化高精度镉同位素分析方法,建立土壤镉同位素指纹图谱,揭示土壤多组分、多界面过程中的镉同位素分馏机制和特征。     

川东北地区水稻镉积累与生态健康风险评价

【研究目的】重金属镉主要通过“土壤-植物”系统进入食物链进而影响人体健康,开展农作物镉积累研究对保障人类健康安全具有重要意义。【研究方法】系统采集了四川省东北部南充市、巴中市、广安市等地的土壤及水稻样品,采用ICP-MS方法检测了土壤和水稻中的镉含量,并运用CART决策树和相关系数法进行了数据分析。【研究结果】结果显示,川东北地区表层土壤镉含量相对较低,为0.071~0.92 mg/kg,平均0.254 mg/kg,几乎所有（99.9%）样品镉含量都低于标准限值;水稻（糙米）镉含量差异性较大,为0.002~0.803 mg/kg,平均0.076 mg/kg,超标率达14.0%;水稻镉超标区成人每日通过稻谷摄入的镉达90.4 μg/d,已超过允许摄入量标准60 μg/d。【结论】土壤镉不超标而农作物镉超标的现象可能与土壤的低pH、低CaO、高SiO₂等特点有关,这一认识对于指导区域内粮食安全生产具有重要指导意义。创新点：土壤和水稻综合调查发现土壤镉不超标但农作物超标的现象,CART和相关系数法分析了其原因。     

包头工业区周边耕地砷和镉环境地球化学特征研究

耕地中重金属含量超标直接影响农作物和灌溉水的质量,而且严重影响人体健康.通过调查内蒙古包头工业区周边灌溉水、化肥、农作物及根系土中砷和镉含量及形态特征,研究其转化和富集规律,结果表明,区内土壤和灌溉水呈偏碱性,灌溉水和化肥中砷、镉含量符合国家标准;玉米、向日葵、甘蓝、葱的根系土和可食部分砷含量均未超标,砷主要以残渣态形式存在;4种农作物根系土中镉有不同程度超标现象,向日葵籽粒镉含量超标50%,其余作物可食部分镉含量均未超标.通过分析发现,向日葵籽粒镉超标的原因是与镉赋存形态主要为碳酸盐态和腐殖酸态及向日葵籽粒对镉的富集高于其他植物有关.     

金矿区农田土壤重金属污染的环境效应分析

通过对比研究小秦岭某金矿区土壤重金属综合污染区和对比区内的小麦、玉米籽粒中重金属的含量,结果表明污染区内小麦籽粒中汞、铅、镉累积程度显著高于土壤对比区对照样,铬、砷、铜、锌与对照区几乎没有差异,汞、铅、镉、锌、铜的超标率分别为86.67%、60%、33.33%、6.67%、20%。在污染区,玉米中铅、镉、铬较对照区明显累积,但仅有汞超标,超标率为15.15%。同一采样地点,金矿区小麦籽粒比玉米更易吸收累积重金属。小麦中重金属含量与立地土壤重金属污染程度存在较好的相关性。与1990年比较,小麦中汞、镉累积效应非常显著。研究区土壤重金属污染已经造成了小麦严重污染。     

冀东表层土壤中镉的环境地球化学基线

以土壤环境地球化学研究为主线,以冀东地区13 472 km2为研究区域,将土壤重金属污染元素镉的空间分布规律与环境地球化学机理研究相结合,建立区域土壤环境地球化学基线,选用合适的判别指标判识自然作用过程与人类活动过程对土壤环境的影响。通过对3 287个样品的镉含量的统计分析,结果表明,冀东地区表层土壤中镉的基线值为0.073 mg/kg,镉元素含量大于0.230 mg/kg的样品可能遭受人为污染的影响。地质累积指数分析结果显示,冀东地区49.0%的表层土壤未受镉污染,47.6%的表层土壤在无污染与中度污染之间,2.1%受中度污染,1.2%的表层土壤介于中度污染到强污染之间,只有1%受强污染。污染程度指数分析则显示,冀东地区94.5%的表层土壤未受到镉污染,98.8%的表层土壤污染程度小于2,总污染程度小于0,即总体未受到污染。     

安徽水稻土中镉元素生态安全评价标准探讨

土壤中镉元素稳定的残渣态所占比例在重金属中为最低,其赋存形态以离子态为主,易被植物吸收的活性态较高,生态危害较大。稻米镉元素与土壤镉元素具有显著的正相关性。根据区域土壤镉元素与稻米镉元素含量及稻米镉超标率关系,将水稻种植土壤分为生态安全土壤、具生态安全风险土壤及生态安全高风险土壤,提出了土壤镉元素生态安全定量分级标准。     

氨基膨润土对铜镍镉污染土壤的钝化修复研究

采集土壤,加入铜、镍和镉制成重金属污染土壤。以四乙烯五胺改性膨润土和膨润土原土作为修复剂,通过模拟酸雨和混合提取剂提取有效态重金属,评价膨润土和氨基膨润土对土壤中铜、镍、镉的钝化效果。结果表明:p H=3. 5的模拟酸雨对各污染土壤中重金属离子的提取率均在0. 1%以下。混合提取剂对污染土壤中有效态金属的提取能力比模拟酸雨强很多。添加膨润土原土和氨基膨润土均能钝化土壤中的铜、镍和镉,氨基膨润土上嫁接的氨基对金属有络合作用,因而比膨润土原土对铜、镍和镉具有更强的钝化能力。综合评价表明氨基膨润土是一种对铜、镍和镉污染土壤具有应用前景的钝化修复材料。     

河道疏浚底泥堆土镉污染修复技术分析

城市生活垃圾中重金属Cd污染修复是我国亟待解决的环境问题之一。为了确定最佳Cd污染修复技术,探究了多种镉修复技术在河道治理中的适用性。以华东地区城市河道疏浚底泥堆土修复工程为例,对重金属镉污染土壤的修复工艺进行了对比和分析。拟选定土壤稳定化修复技术、土壤淋洗技术和植物修复技术三种修复工艺对受污染土壤进行治理。实验结果表明,稳定化修复技术可以使土壤中镉的浸出率从33.3%降低到14.3%,能有效降低其在环境中的生物毒性,但镉的总量并不会降低;采用柠檬酸和草酸的土壤淋洗技术,能够使镉的去除率达到90.1%和92.4%;相比而言,植物修复技术具有更为突出的高效性、易操作和二次污染少的特点,但修复周期较长。从技术、经济、环境安全等多方面出发,分别对三种修复工艺进行了分析讨论,综合考虑了研究场地的现状和未来规划,最终确定土壤淋洗技术为治理河道底泥堆土镉污染的最佳选择。      

镉在包气带中的迁移与积累特征

本文论述了镉在包气带中迁移积累问题，提出了镉在包气带中的迁移和积累模式并用实验结果与之加以验证，指出了镉在各类土壤中的存在形式及在不同地球化学环境镉的危害性是有所不同的。     

凹凸棒石-双交联水凝胶微球钝化修复镉污染土壤研究

为研究凹凸棒石-双交联水凝胶微球(SA/PVA/ATP)对镉污染土壤钝化修复的效果,将SA/PVA/ATP添加到镉浓度为3.72 mg/kg的土壤中进行淹水培育,采用模拟酸雨、二乙烯三胺五乙酸(DTPA)和三乙醇胺(TEA)混合提取剂(DTPA提取剂)提取土壤有效态镉;采用欧共体标准局顺序提取方法(BCR)提取土壤中不同形态镉;讨论了SA/PVA/ATP添加量、土壤有效态镉和各形态镉的相关性;计算了钝化容量、修复效率和重金属风险评价指数,探究了SA/PVA/ATP对土壤镉的钝化机理。结果显示,随着SA/PVA/ATP的增加,DTPA提取剂和酸雨提取的有效态镉含量分别从1.72 mg/kg和0.024 mg/kg下降到0.66 mg/kg和0.004 4 mg/kg;土壤中的弱酸可提取态镉和可还原态镉含量分别从1.40 mg/kg和0.81 mg/kg下降到1.01 mg/kg和0.41 mg/kg,而可氧化态镉和残渣态镉含量分别从0.86 mg/kg和0.63 mg/kg增加到0.95 mg/kg和1.27 mg/kg。材料添加量与土壤中有效态镉、弱酸提取态镉和可还原态镉含量呈极显著负...     

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。     

甘肃白银东大沟地区土壤镉地球化学特征及生态风险评价

甘肃白银是中国重要的有色金属基地，历史上不科学不合理的矿产资源开发和农业生产活动，造成白银市及其周边部分地区重金属严重超标。重金属生物有效性控制因素和生态风险预测，一直是元素生物地球化学行为研究非常关注的问题。本文调查研究了白银东大沟灌区及其周边根系土与玉米籽实污染情况，分析东大沟灌区农业集中区土壤2007年与2018年关键指标变化情况，并综合评价玉米种植区生态风险。研究区土壤中局部地段Cd含量超标，平均值17.48 mg/kg,最高值达到51.1 mg/kg,不同形态Cd含量相对大小依次为碳酸盐态>离子交换态>铁锰氧化态>腐殖酸态>强有机态>残渣态?水溶态，高pH值碱性土壤和低镉积累的耐镉型玉米品种等因素限制了土壤中Cd的生物有效性，玉米籽实超标率仅为8.8%。东大沟灌区玉米地集中种植区内存在一定的Cd污染，但已得到有效控制，制约Cd生物有效性的pH值、Corg和CaO含量一半以上点位呈现升高趋势，可确保现在和未来一段时间内仍将继续保持低风险。为更好地做好东大沟灌区内Cd含量超标区管控，建议继续选择低镉积累的耐镉型玉米品种种植，同时成熟期收获籽粒作为动物...     

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,受其在水稻土中的形态分布、土壤理化性质、有机物料和微量或大量元素的交互作用影响,以及其在水稻根际环境中的形态转化条件制约.重金属在水稻植株中的分布、迁移和总量传输,是一个动态过程.不同重金属处理水平、不同生长期水稻的不同器官的重金属含量不一,从土壤和根部传输上来的重金属会逐渐积累.     

皖南某典型富硒区土壤-水稻重金属生态风险评估

为了解皖南某典型富硒区土壤-水稻重金属生态风险状况,在该地区采集水稻籽粒样品以及对应的根系土壤样品各43件,采用单因子污染指数和综合污染指数法、危害商法及潜在生态危害指数法等,对土壤-水稻系统中重金属污染生态风险进行了评价。结果表明：水稻样品均达到富硒标准;水稻籽粒及土壤中Cd元素生态风险较高,部分稻米Cd超标。成人和儿童通过食用稻米摄入重金属的复合健康风险指数(THQ)平均值分别为0.897和1.076,说明儿童面临的健康风险高于成人,Cd是主要影响元素。研究区总体上为轻微生态风险,但部分Cd元素达到了中等和强生态风险。     

坡缕石负载聚磷酸盐钝化剂制备及其降低红苋菜镉效能研究

本研究通过一锅法制备了坡缕石负载聚磷酸盐钝化材料,并探究了材料对圆叶红苋镉毒害效应的缓解效果。钝化剂表征结果表明,磷以无定形聚磷酸盐的形式均匀负载于坡缕石上。盆栽实验表明,施加该钝化材料几乎不影响圆叶红苋的生长,并可有效降低圆叶红苋对镉的吸收。当钝化材料中聚磷酸盐负载量为600mg/kg（以P₂O₅质量浓度计算）时,圆叶红苋叶子镉含量相比于空白处理下降了49.56%,且该钝化材料中的坡缕石和聚磷酸盐在抑制植物镉吸收方面存在协同作用。钝化剂的施加提高了土壤中有效磷含量和土壤pH值,促使土壤中的镉以低溶态的磷酸镉、氢氧化镉等形式存在,进而降低了土壤有效镉含量,抑制了圆叶红苋可食部分（叶子）对镉的吸收;同时,施加该钝化剂提高了土壤中有效态Zn/Cd和Mn/Cd的值,增强了土壤中锌、锰和镉在植物吸收通道的竞争,这也是圆叶红苋叶子镉累积受到抑制的可能原因。综上,本研究合成了一种坡缕石负载聚磷酸盐钝化材料,并对钝化机理进行了简要分析,合成的材料有望在实际镉污染农田土壤治理中提供实际效用。     

铅锌矿尾砂重金属污染物对不同土地利用类型土壤性质影响的典范对应分析

广西阳朔思的村铅锌矿尾矿砂坝坍塌造成了大面积农田污染,已往报道多集中在金属矿山开采过程中产生的废液及大量固体废弃物堆砌而造成的环境污染,较少关注因尾矿砂坝坍塌所造成的这种土壤重金属特殊污染模式。本文运用典范对应分析(CCA)研究铅锌矿尾砂坝坍塌对不同土地利用类型(玉米地、柑橘园、水稻田)造成的重金属(铅、锌、铜、镉)污染以及对土壤理化性质(有机碳、碱解氮、速效磷、速效钾、阳离子交换量、碳氮比、pH值)的影响。CCA分析结果表明,研究区污染以铅、锌、镉为主,铜次之,其中锌和镉的空间分布格局受土地利用类型的影响更明显,并且镉对水稻田产生的环境风险最高。此外,在土壤中尾矿砂分布不均的前提下,土地利用类型是造成土壤重金属污染空间分布不同的重要驱动力,受土壤质地和矿砂性质的影响,重金属污染引起的酸化效应在供试土壤中不明显,使得CCA图中pH值所代表的点远离重金属箭头连线;阳离子交换量距重金属连线较近,受重金属影响明显并随重金属污染的加剧而减小;碱解氮、速效磷、速效钾等速效养分受重金属污染的影响并不显著,但与施肥配比和农业管理密切相关;有机碳与重金属箭头连线分布象限相同且包裹于其中,与重金属质量分数呈正相关关系,相较于玉米地和柑橘园,水稻田中有机碳积累量更大,达到18.14 g/kg,可能因稻田中微生物的碳源代谢利用能力明显降低,土壤中有机碳的矿化分解受阻,导致水稻土中有机碳的积累。此外,尾矿砂作为土壤重金属的持续性释放源,尽管对土壤的基本理化性质尤其是速效养分的影响并不明显,但能够通过影响土壤微生物群落间接影响土壤碳循环。