矿区周边污染稻田土壤重金属的形态变化及水稻重金属吸收特点(附件)
以广东省大宝山矿区水稻土为研究对象，分析矿区周边污染水稻土中Cd、Pb、Cu、Zn的形态变化及水稻重金属吸收特点。该土壤中除了Pb含量以外，Cd、Cu、Zn的含量均超过国家土壤环境质量二级标准。采用改进的BCR连续浸提法和氯化钙提取法分析土壤重金属的形态分布和有效性，结果表明，该土壤中Cd以可交换态和可还原态为主，Pb主要以可还原态和残渣态的形式存在，Zn以可氧化态和残渣态为主，Cu在水稻根际以可还原态为主；根际土壤重金属有效性增强；水稻根际中Cd、Zn的有效态含量增加，活化能力增强，而Pb、Cu有效态含量降低，活化能力减弱。相关性分析结果表明，Cd、Pb、Cu、Zn在土壤中的有效态含量与其在籽粒中的含量不存在显著相关性。
目录
摘要1
关键词1
Abstract1
Key words1
引言1
1 材料与方法2
1.1 材料 2
1.1.1 材料采集与处理2
1.1.2 试验处理3
1.2 方法 3
1.2.1 水稻籽粒的重金属含量测定3
1.2.2 土壤的基本理化性质测定3
1.2.3 土壤的重金属全量测定4
1.2.4 土壤的重金属形态分析4
1.2.5 土壤的重金属有效态测定4
1.3 数据统计与分析方法的选用5
2 结果与分析5
2.1 土壤重金属全量及pH分析5
2.2 土壤重金属形态分析5
2.3 土壤重金属有效态含量分析7
2.4 水稻籽粒含量与根际土有效态含量关系8
3 讨论9
3.1 重金属在土壤中的形态变化9
3.2 水稻籽粒对重金属的吸收特点10
4 结论10
致谢10
参考文献10
矿区周边污染稻田土壤重金属的形态变化
及水稻重金属吸收特点
引言
引言
土壤是支撑人类生存和发展的重要自然资源，随着我国工业、农业现代化的高速发展，工业 “三废”的排放、化肥和农药的过量施用等问题，已经造成农田 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^351916072*
土壤重金属污染在许多地区日益严重[1,2]。据2014年的《全国土壤污染状况调查公报》数据显示：全国土壤总的点位超标率达到16.1％，耕地土壤点位的超标率为19.4％，污染类型主要以无机污染为主，超标点位数占总的82.8%，其中，以Cd、Ni等无机污染最为严重[3]。目前，我国耕地受到重金属污染状况非常严重，被汞、铅、铬、镉、砷等有毒有害重金属污染的耕地面积已达到2000万hm2，约占全国总耕地面积的20%；其中，工业“三废”排放和污水灌溉造成的耕地污染面积总和高达1330万hm2；全国每年有超过0.12亿t的粮食被重金属污染，粮食生产减少0.10多万t，因此造成高达200多亿元的经济损失[4]。水稻是我国主要的粮食作物，由于土壤重金属污染的特点，如长期性、不可逆转性、隐蔽性和不可降解性等[5]，其不仅会导致水稻的产量和品质下降，对现代农业发展有重大影响，还会大量富集于水稻植株内，进而经过食物链的传递对人类健康造成危害，甚至威胁人类生存[6]，是我国粮食安全问题的一大隐患。因而，进行土壤重金属污染的相关研究具有十分重要的意义。
土壤中重金属污染的来源比较复杂，造成矿区周边农田重金属污染的主要原因是矿山开采活动，也是我国重金属污染土壤的主要类型，已成为当今社会关注的热点话题。由于矿区尾矿具有堆放量大、占地面积大、开采时间长等特点，矿区土壤重金属污染与其他类型土壤污染相比具有以下特征[7,8]：一是污染强度大。矿区大量堆积的矿石在长期的风化和淋滤作用下，一些有毒重金属物质会通过渗漏下渗进入土壤，再加上长时间的重金属累积效应，土壤中重金属的浓度与对照相比非常高。二是污染范围广。工业废水的排放、干湿沉降以及地表径流导致的污染物扩散，将会扩大土壤污染范围。三是污染隐蔽且危害大。矿区土壤受到重金属污染比较隐蔽，不易发现，高强度的污染不仅会造成农作物大量减产，还会危害到附近居民的健康。四是治理难度大且费用高。重金属进入土壤后，自身不能降解，治理的费用很高，难度很大且难以做到彻底消除。因此，对矿区农田土壤重金属污染进行深入的研究，查明土壤中重金属污染物质来源及其运移规律，进而可以从源头上对污染加以控制，不仅是目前土壤污染防治的重点，而且对保障农业生产的安全具有十分重要的现实意义。
土壤中的重金属能否被植物吸收利用以及吸收的难易程度，主要取决于其生物有效性。随着对重金属的深入研究，有人发现，土壤重金属的生物有效性主要取决于土壤中重金属全量及其在土壤中的分布与化学形态[9]。虽然土壤重金属的全量在一定程度上影响了土壤中具有有效性的重金属含量，但是，重金属的生物有效性与其在环境中的分布和形态相关性更大，因为重金属在来源—土壤—作物中的迁移和转化过程、生物有害性在很大程度上取决于它们在土壤中的分布和形态[10]。根际是重金属从土壤向植物体内运移的主要通道，根际中的重金属性质会对其生物有效性产生直接影响。因此，研究土壤重金属的运移规律应从根际入手，结合土壤重金属全量及其有效态、化学形态分析，可以为研究土壤重金属在土壤—植物间的运移规律提供参考。
本研究拟选取长期受Cd、Pb、Cu、Zn等有毒有害重金属污染的广东大宝山矿区周边水稻田土壤进行研究，通过测定水稻根际土与非根际土Cd、Pb、Cu、Zn全量、有效态含量，并结合改进的BCR连续浸提法分析其化学形态，测定水稻籽粒中Cd、Pb、Cu、Zn积累的含量，旨在研究重金属在根际土壤与非根际土壤中形态与活性的差异、水稻籽粒与土壤重金属的相关性，为研究土壤污染防治提供可靠的理论依据。
1 材料与方法
1.1 材料
1.1.1 材料采集与处理
试验所用的土壤及水稻样品的采样地点位于广东省韶关市翁源县新江镇，北纬24°25′—24°36′，东经113°44′—113°52′。该地区属于亚热带湿润型季风气候，当地主要的农作物为水稻，种植两季，主要的污染源为大宝山矿区开采造成的重金属污染。在当地共采集20个点的土壤和水稻样品，其中，土壤样品分为根际土和非根际土进行采样，每个点分别采取4个点的土壤样品组成混合土样。
采取0~20 cm的表层土壤，带回实验室，置于室内通风风干后，剔除植物根系等杂物，用木棍研细，使之通过60目的尼龙筛，留下部分土样贮存备用；剩下的土样再进一步用研钵磨细，全部通过100目的尼龙筛，贮存以备用。
将采集的水稻籽粒样品脱粒后，去除杂物，挑去不完整的籽粒，洗涤并烘干，取适量用研钵磨细，使之过100目筛后备用。
目录
摘要1
关键词1
Abstract1
Key words1
引言1
1 材料与方法2
1.1 材料 2
1.1.1 材料采集与处理2
1.1.2 试验处理3
1.2 方法 3
1.2.1 水稻籽粒的重金属含量测定3
1.2.2 土壤的基本理化性质测定3
1.2.3 土壤的重金属全量测定4
1.2.4 土壤的重金属形态分析4
1.2.5 土壤的重金属有效态测定4
1.3 数据统计与分析方法的选用5
2 结果与分析5
2.1 土壤重金属全量及pH分析5
2.2 土壤重金属形态分析5
2.3 土壤重金属有效态含量分析7
2.4 水稻籽粒含量与根际土有效态含量关系8
3 讨论9
3.1 重金属在土壤中的形态变化9
3.2 水稻籽粒对重金属的吸收特点10
4 结论10
致谢10
参考文献10
矿区周边污染稻田土壤重金属的形态变化
及水稻重金属吸收特点
引言
引言
土壤是支撑人类生存和发展的重要自然资源，随着我国工业、农业现代化的高速发展，工业 “三废”的排放、化肥和农药的过量施用等问题，已经造成农田 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^351916072*
土壤重金属污染在许多地区日益严重[1,2]。据2014年的《全国土壤污染状况调查公报》数据显示：全国土壤总的点位超标率达到16.1％，耕地土壤点位的超标率为19.4％，污染类型主要以无机污染为主，超标点位数占总的82.8%，其中，以Cd、Ni等无机污染最为严重[3]。目前，我国耕地受到重金属污染状况非常严重，被汞、铅、铬、镉、砷等有毒有害重金属污染的耕地面积已达到2000万hm2，约占全国总耕地面积的20%；其中，工业“三废”排放和污水灌溉造成的耕地污染面积总和高达1330万hm2；全国每年有超过0.12亿t的粮食被重金属污染，粮食生产减少0.10多万t，因此造成高达200多亿元的经济损失[4]。水稻是我国主要的粮食作物，由于土壤重金属污染的特点，如长期性、不可逆转性、隐蔽性和不可降解性等[5]，其不仅会导致水稻的产量和品质下降，对现代农业发展有重大影响，还会大量富集于水稻植株内，进而经过食物链的传递对人类健康造成危害，甚至威胁人类生存[6]，是我国粮食安全问题的一大隐患。因而，进行土壤重金属污染的相关研究具有十分重要的意义。
土壤中重金属污染的来源比较复杂，造成矿区周边农田重金属污染的主要原因是矿山开采活动，也是我国重金属污染土壤的主要类型，已成为当今社会关注的热点话题。由于矿区尾矿具有堆放量大、占地面积大、开采时间长等特点，矿区土壤重金属污染与其他类型土壤污染相比具有以下特征[7,8]：一是污染强度大。矿区大量堆积的矿石在长期的风化和淋滤作用下，一些有毒重金属物质会通过渗漏下渗进入土壤，再加上长时间的重金属累积效应，土壤中重金属的浓度与对照相比非常高。二是污染范围广。工业废水的排放、干湿沉降以及地表径流导致的污染物扩散，将会扩大土壤污染范围。三是污染隐蔽且危害大。矿区土壤受到重金属污染比较隐蔽，不易发现，高强度的污染不仅会造成农作物大量减产，还会危害到附近居民的健康。四是治理难度大且费用高。重金属进入土壤后，自身不能降解，治理的费用很高，难度很大且难以做到彻底消除。因此，对矿区农田土壤重金属污染进行深入的研究，查明土壤中重金属污染物质来源及其运移规律，进而可以从源头上对污染加以控制，不仅是目前土壤污染防治的重点，而且对保障农业生产的安全具有十分重要的现实意义。
土壤中的重金属能否被植物吸收利用以及吸收的难易程度，主要取决于其生物有效性。随着对重金属的深入研究，有人发现，土壤重金属的生物有效性主要取决于土壤中重金属全量及其在土壤中的分布与化学形态[9]。虽然土壤重金属的全量在一定程度上影响了土壤中具有有效性的重金属含量，但是，重金属的生物有效性与其在环境中的分布和形态相关性更大，因为重金属在来源—土壤—作物中的迁移和转化过程、生物有害性在很大程度上取决于它们在土壤中的分布和形态[10]。根际是重金属从土壤向植物体内运移的主要通道，根际中的重金属性质会对其生物有效性产生直接影响。因此，研究土壤重金属的运移规律应从根际入手，结合土壤重金属全量及其有效态、化学形态分析，可以为研究土壤重金属在土壤—植物间的运移规律提供参考。
本研究拟选取长期受Cd、Pb、Cu、Zn等有毒有害重金属污染的广东大宝山矿区周边水稻田土壤进行研究，通过测定水稻根际土与非根际土Cd、Pb、Cu、Zn全量、有效态含量，并结合改进的BCR连续浸提法分析其化学形态，测定水稻籽粒中Cd、Pb、Cu、Zn积累的含量，旨在研究重金属在根际土壤与非根际土壤中形态与活性的差异、水稻籽粒与土壤重金属的相关性，为研究土壤污染防治提供可靠的理论依据。
1 材料与方法
1.1 材料
1.1.1 材料采集与处理
试验所用的土壤及水稻样品的采样地点位于广东省韶关市翁源县新江镇，北纬24°25′—24°36′，东经113°44′—113°52′。该地区属于亚热带湿润型季风气候，当地主要的农作物为水稻，种植两季，主要的污染源为大宝山矿区开采造成的重金属污染。在当地共采集20个点的土壤和水稻样品，其中，土壤样品分为根际土和非根际土进行采样，每个点分别采取4个点的土壤样品组成混合土样。
采取0~20 cm的表层土壤，带回实验室，置于室内通风风干后，剔除植物根系等杂物，用木棍研细，使之通过60目的尼龙筛，留下部分土样贮存备用；剩下的土样再进一步用研钵磨细，全部通过100目的尼龙筛，贮存以备用。
将采集的水稻籽粒样品脱粒后，去除杂物，挑去不完整的籽粒，洗涤并烘干，取适量用研钵磨细，使之过100目筛后备用。
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