土壤重金属污染作物体内分布特征和富集能力研究_周振民
中国农田土壤重金属空间分布特征及污染评价
中国农田土壤重金属空间分布特征及污染评价一、本文概述《中国农田土壤重金属空间分布特征及污染评价》一文旨在全面解析中国农田土壤中重金属元素的分布特征，评估其污染状况，并探讨可能的环境影响。
重金属，如铅、汞、铬、砷等，因其对环境和生物的毒害作用，一直是环境科学研究的热点。
农田土壤作为农业生产的基础，其重金属含量不仅影响农作物的生长和品质，还直接关系到人类的食物安全和生态环境健康。
本文首先对中国农田土壤重金属的空间分布特征进行了详细分析，包括不同区域、不同土壤类型中重金属的含量及其变化趋势。
在此基础上，结合国内外相关标准和实际情况，对农田土壤重金属污染进行了评价，包括污染程度、污染范围、污染来源等方面的内容。
文章还探讨了重金属污染对农田生态系统、农产品质量以及人类健康可能产生的影响。
通过本文的研究，可以为我国农田土壤重金属污染防治提供科学依据，促进农业可持续发展和生态环境保护。
对于保障我国食品安全和人类健康也具有重要的现实意义。
二、文献综述重金属污染问题一直是全球环境保护领域关注的热点问题，尤其是在农田土壤污染方面，由于其直接关系到食品安全和人类健康，因此受到了广泛的研究和关注。
中国作为世界上人口最多、农业生产最发达的国家之一，农田土壤重金属污染问题尤为突出。
因此，近年来，中国学者针对农田土壤重金属污染问题进行了大量的研究，取得了一系列重要成果。
关于农田土壤重金属的空间分布特征，许多学者利用地理信息系统（GIS）和地统计学方法，对中国不同地区农田土壤重金属含量进行了详细的分析和描述。
这些研究表明，中国农田土壤重金属含量存在明显的地域性差异，其中南方地区由于工业化和城市化程度较高，农田土壤重金属污染较为严重。
农田土壤重金属的空间分布还受到土壤类型、土地利用方式、气候等多种因素的影响。
在农田土壤重金属污染评价方面，国内外学者已经建立了多种评价方法和指标体系。
其中，常用的评价方法包括单因子指数法、内梅罗综合污染指数法、地质累积指数法等。
不同区域土壤中重金属有效态含量及其影响因素的开题报告
不同区域土壤中重金属有效态含量及其影响因素的
开题报告
一、研究背景
随着工业化的进展和人类活动的增加，重金属污染成为了全球环境
保护的焦点。
重金属是指相对密度大于5的金属元素，如汞、铅、镉、
铬等，它们的存在和超标排放对土壤、水体、大气以及生物体造成了极
大的威胁。
土壤是重金属的主要存储介质和传递途径，其污染程度直接
关系到食品安全和生态环境的保护。
因此，探究重金属在不同区域土壤
中的分布特征及其影响因素对环境保护和人类健康具有重要的意义。
二、研究内容
本研究旨在以河南省为例，对不同区域土壤中重金属的有效态含量
进行调查研究，并探讨其影响因素。
具体研究内容如下：
1. 通过对不同类型土壤（耕地、林地、湿地等）样品的采集和分析，得出各区域土壤中重金属的有效态含量数据。
2. 分析土壤理化性质（PH值、有机质含量、离子交换能力等）对重金属有效态含量的影响，并探究不同土地利用方式、地形地貌、气候等
因素对重金属污染的影响。
3. 通过建立重金属含量与土壤理化性质的相关模型，预测不同情景
下重金属含量的变化趋势。
三、研究意义
通过本研究可以深入了解不同区域土壤中重金属含量的分布规律及
其影响因素，为制定科学的重金属污染防治措施提供依据。
同时，将研
究结果用于土壤修复、食品安全等领域，对保障生态环境和人民健康具
有重要的意义。
开封市污灌区土壤重金属污染预测预警研究_周振民
１ 研究区概况
利用 开封市惠济河污灌区是开封市的 典 型 污 水 灌 溉 区 域 ， 惠济河城市工业排放污水灌溉农田 ， 污水灌溉历史最长时间约 随 着 井 灌 和 引 黄 河 水 灌 溉， 污 灌 面 积 逐 渐 减 少， 大部 有４ ０年， 分已属于污水和 清 水 混 灌 。 尽 管 如 此 ， 随 着 灌 溉 年 限 的 增 加， 河流两侧工农 业 生 产 活 动 的 加 剧 ， 特别是大量排放的工业废 水， 造成灌区土壤重 金 属 污 染 物 不 断 累 积 、 土壤结构和功能恶 化 。 因而 ， 研究污灌 区 中 重 金 属 的 累 积 趋 势 ， 对保证灌区土壤 环境质量具有重要的理论价值和生产意义 。 惠济河污 灌 区 位 于 河 南 省 开 封 市 东 部 ， 分散在惠济河两 污水灌溉范围从河岸向两 侧 。 惠济河在开封市境内长 ７ １ｋ ｍ，
里金空间插值方法 ， 结合 Ｇ Ｉ Ｓ 技术获取土壤重金 属 污 染 的 面 源
７］ 。 而本文选择从污染速率 、 污染趋势两方面对开封 分布信息 ［
市污灌区土壤重金属污染进行预测预警 。
０ １ ０
开 封 市 污 灌 区土壤 重 金属污染 预 测 预 警 研究 周 振 民 郑 艺 现惠济河周边工厂的 废 弃 污 水 是 土 壤 重 金 属 浓 度 的 主 要 影 响 因子 ， 因此土壤重金 属 污 染 与 近 ５ ０年的人类生产活动密切相 纺 化 学 工 业、 关 。２ ０ 年代至 ８ ０年 代 初 由 于 纸 制 品 业、 ０ 世纪 ５ 织工业 、 医药工业 、 食品饮料工业等的 不 断 发 展 ， 污染物的肆意 排放 ， 造成惠济河污 染 加 剧 ， 污水未经过完善处理即用作灌溉 随着改革的深入以及技术的提高 ， 灌溉所用 农田 ； ０ ０ ３ 年开始 ， ２ 污水经过处理 ， 再加 上 污 水 与 清 水 混 灌 ， 土壤重金属污染慢慢 减缓 。 因此 ， 把土壤 零 污 染 年 设 为 １ 将２ ９ ８ ３ 年， ０ ０ ３年作为临 界年份 ， 即２ ０ ０ ３ 年以前污灌区土壤重金属以加速累积 ， ２ ０ ０ ３年 现速率计算公 以后等 速 发 展 。 土 壤 中 重 金 属 累 积 加 速 度 、 式为 ：
青岛市表层土壤中重金属的富集、分布特征与环境效应
特征。 第二部分为分析该城区内不同区域重金属的污染程度。同样，应使用统计性描述方 法；为了更加直观的反映重金属浓度值与背景值的偏离程度，我们还定义了污染的富集 系数。在此基础上，我们参考环境科学相关知识，建立地质积累指数模型，对不同区域 分别进行处理，以刻画不同区域重金属的污染程度，并对各区域进行比较分析。 问题（2）的分析 该问题要求说明重金属污染的主要原因，我们从污染的源头区域、源头区域的重金 属污染种类两个角度来回答这一问题。由于共有 8 种重金属元素，首先应建立一个统一 的指标， 综合考虑 8 种重金属元素， 合理确定各类元素的权重系数， 以做到评价的客观、 公正.鉴于各种类重金属元素浓度的数量级不同， 我们首先对浓度进行一致化处理与标准 化处理.借助模糊数学隶属度函数的构造方法， 我们选用偏大型正态分布来定义和计算各 类重金属污染的权重系数，即一种动态加权方法。确定权重之后，我们以这个权重乘以 对应的重金属元素的地质积累指数，来计算各个采样点重金属污染的综合评价值。通过 对采样点的分类汇总和排序， 确定污染的来源区域， 即回答了重金属污染的功能区来源。 进一步，我们进行重金属污染的主成分分析，以明确不同功能区土壤中重金属的污染种 类。 问题（3）的分析 该问题要求给出污染物的传播特征并定位污染源。城市土壤重金属来源于成土母质 和人类活动，同一来源的重金属之间存在着相关性，根据相关性可以判断土壤重金属污 染来源是否相同。在第（1）问中，我们找出了综合污染度最高的一批采样点。根据重 金属污染物的传播特征可以知道，进一步寻找到浓度最高的地理位置点，即可确认为污 染源。然而，我们仅知道离散的 319 个样本点处的数据，为了得到更多的点，我们考虑 使用二维 B 样条函数插值[2]的方法。通过插值计算污染度最高的点，即确认为污染源。
土壤重金属分布特征及生态风险评价
土壤重金属分布特征及生态风险评价土壤中的重金属分布特征及其生态风险评价是土壤环境中的一个重要问题。
重金属是指相对密度大于5的金属元素，如铅、锌、镉等。
由于工业发展、人类活动以及农药使用等原因，重金属在土壤中的含量逐渐累积，对土壤生态系统和人类健康造成潜在的风险。
土壤中的重金属分布特征可以通过采集不同地点的土壤样品，并进行化学分析来研究。
根据分析结果可以发现，重金属在土壤中的分布不均匀，呈现出局部污染和点源污染的特征。
一般来说，重金属含量高的地区主要集中在工业区、交通路段和农业用药区等。
土壤重金属的分布还与土壤类型、地形地貌、气候等因素密切相关。
重金属在土壤中的存在形式也对其生态风险评价起到重要作用。
重金属主要以可溶态、活性态和吸附态存在。
可溶态和活性态的重金属容易被植物吸收并富集在其体内，进而通过食物链传递到人类。
土壤中重金属的吸附态则对其生物有效性和迁移性起到一定的限制作用。
针对土壤中重金属的生态风险评价，可以通过综合考虑土壤中重金属的含量、存在形态、迁移性以及植物吸收等因素进行分析。
常用的评价指标包括毒性特征值、生态风险指数、健康风险值等。
毒性特征值是描述土壤中重金属毒性效应的指标，生态风险指数则综合考虑了重金属的生物有效性、迁移性和生态影响等因素，可以用于评价土壤重金属对生态系统的潜在风险。
在进行土壤重金属的生态风险评价时，还应考虑不同土壤类型、地区以及不同种类农作物对重金属的适应性和累积能力。
不同重金属对植物的毒性效应也有所差异，因此应结合具体情况进行评价，制定相应的防治策略，保护土壤环境和人类健康。
土壤重金属分布特征及生态风险评价
土壤重金属分布特征及生态风险评价土壤重金属是指土壤中的铅（Pb）、镉（Cd）、铬（Cr）、镍（Ni）、汞（Hg）等元素，它们在土壤中的富集和分布对土壤质量和生态环境产生重要影响。
重金属的存在来源主要有天然源和人为源两个方面。
天然源包括岩石风化、土壤堆积等过程，人为源则包括工业、农业、交通等活动所排放的废水、废气和废固体等。
土壤重金属的富集和分布具有一定的特征。
土壤中重金属元素的分布是不均匀的，存在着空间上的差异。
重金属元素的富集主要集中在工业和城市地区，这是因为这些地区的工业废气和废水中含有大量的重金属元素，通过排放进入土壤中。
土壤重金属的分布还受到地形和土壤类型等因素的影响。
重金属元素在坡地和山区的分布比平原区域更为集中，而黄土和砂质土等土壤类型对重金属元素的吸附能力较差，容易导致重金属的富集。
不同的重金属元素在土壤中的分布也存在差异，这与其在土壤中的迁移和转化过程有关。
土壤重金属对生态环境的影响主要表现在以下几个方面。
重金属的富集可能会对土壤微生物和植物造成毒害作用，影响土壤的肥力和生态功能。
重金属元素可以通过食物链的传递进入人体，在一定浓度下对人体健康产生危害。
重金属元素的富集还可能引发土壤污染，造成土壤的长期不可恢复性破坏，对生态系统产生负面影响。
为了评价土壤重金属的生态风险，需要进行定量和定性的风险评价。
定量评价包括重金属的潜在生态危害性评估和生态风险指数的计算等，其目的是确定重金属对生态系统的危害程度和潜在风险。
定性评价则通过现场调查、实验研究和模型模拟等方法，综合考虑土壤环境因子、生物多样性和人类活动等因素，对土壤重金属的风险进行综合评价。
土壤重金属的分布特征与土壤类型、地形和污染源的分布有关，其对生态环境的影响主要表现为土壤毒性、食物链传递和土壤污染等方面。
在评价土壤重金属的生态风险时，需要进行定量和定性的评估，以确定其对生态系统和人类健康的潜在风险。
干旱区绿洲土壤中重金属的形态分布及生物有效性研究
干旱区绿洲土壤中重金属的形态分布及生物有效性研究——以土壤-油菜(Brassica campestris)系统实验分析为例摘要：通过野外采样调查和实验分析，对干旱区绿洲典型受污染地区油菜中的重金属镉(Cd、Pb、Zn和Ni）的形态分布特征和生物有效性进行了研究。
结果表明：供试绿洲土壤原状土中，Cd、Pb、Zn和Ni均以稳定的残渣态形式存在；而在处理土壤中，重金属被钝化的量有限，Cd的存在形式主要以碳酸盐态为主，Pb、Zn和Ni则主要以铁锰氧化态为主；4种元素的活性大小依次为Cd＞Pb＞Ni＞Zn。
根据相关性分析，油菜根部和叶部Ni含量均与土壤中Ni的各非残渣态含量几乎都有相关性，表明当土壤中Ni以非残渣态存在时,活动性Ni的总浓度高,其潜在的能被生物吸收利用的可能性也最大；油菜根部的Zn含量与土壤中Zn的碳酸盐结合态含量有显著的正相关性；油菜各部位对Ｃｄ和Pb的吸收量与土壤中各形态分配系数之间无显著相关关系。
关键词：绿洲土壤；重金属Cd、Pb、Zn和Ni；形态分析；生物有效性Experiments on Speciation and bioavailability of Selected Heavy Metals in Arid Oasis Soil, Northwest ChinaAbstract:On the basic of the investigation and experiments, collectedthe soil samples from Arid Oasis areas pounded with heavy metals solution and sowed Brassica campestris seeds and investigated the speciation and bioavailability of the vegetables. The results shows that the chemical form contents of Cd、Pb、Zn and Ni existed in residual fraction in untreated soils mainly while in treated oasis soils the activity order of the four selected heavy metals was Cd＞Pb＞Ni＞Zn. According to the results of regression analysis, it was found that every un-residual fraction made high corelationship to the accumulation of metal Ni in the root and leaf of Brassica campestris.Key words: Oasis soils; Cd、Pb、Zn and Ni; Speciation analysis; Bioavailability1前言土壤-植物系统是陆地生态系统中最基本的结构单元,也是生态系统物质能量循环的枢纽[1]。
土壤重金属分布特征及生态风险评价
土壤重金属分布特征及生态风险评价土壤是地球上生命赖以生存的基础，其质量状况直接关系到生态环境的健康和人类的生活。
随着工业化进程的加快和人类活动的增加，土壤受到了越来越多的污染，其中重金属污染是比较严重的问题之一。
重金属在土壤中的分布特征及其对生态环境的影响已经引起了人们的广泛关注。
本文将探讨土壤重金属的分布特征及生态风险评价。
一、土壤重金属的来源及分布特征重金属是一类密度较大的金属元素，具有一定的毒性和生物累积性。
在土壤中，重金属污染主要来源于工业排放、农药和化肥的使用、交通运输等人类活动。
大气降尘和水体渗漏也是重金属污染的重要来源。
土壤中常见的重金属主要包括铅（Pb）、镉（Cd）、铬（Cr）、汞（Hg）、镍（Ni）、锰（Mn）等。
这些重金属对土壤生态系统和生物链都会造成不同程度的影响。
土壤中重金属的分布具有一定的特征。
一般来说，重金属在土壤中的分布受到土壤类型、pH值、有机质含量等因素的影响。
在不同的土壤类型中，重金属的含量会有所不同。
在耕作土壤中，重金属的含量相对较低，而在工业区附近的土壤中，重金属的含量会明显增加。
土壤的pH值也会影响重金属的分布。
一般来说，土壤的pH值越低，重金属的含量越高，因为酸性条件有利于重金属的溶解和释放。
而土壤中的有机质含量对重金属的固定和迁移也起着重要的作用。
有机质含量高的土壤通常能够更好地固定重金属，减少其对生态环境的影响。
二、土壤重金属对生态环境的影响土壤中的重金属对生态环境有多种影响。
重金属对土壤微生物和土壤动物的生长和活动产生影响，导致土壤生态系统的紊乱。
重金属对植物的生长和发育也会产生不利影响，严重影响农作物的品质和产量。
重金属还具有一定的生物积累和生物放大特性，导致食物链中的生物不断受到重金属的累积，最终对人类健康产生威胁。
针对土壤重金属污染对生态环境的影响，国内外学者进行了大量的研究。
他们发现，土壤中重金属的积累会导致土壤微生物群落的变化，降低土壤养分的有效性，阻碍土壤中的化学循环和生物循环过程。
土壤_植物系统中重金属污染及作物富集研究进展_李海华
2000年 3月河南农业大学学报Mar. 2000第34卷 第1期Journal of Henan Agricultural University V ol.34N o.1文章编号:1000-2340(2000)01-0030-05土壤—植物系统中重金属污染及作物富集研究进展李海华1,刘建武1,李树人1,申灿杰2,贾冀梅3,张玉法2,丁彤旗4(11河南农业大学,河南郑州450002;21河南省林业勘察设计院,河南郑州450003;31驻马店农校,河南驻马店463000;41南阳市林业局,河南南阳473000)摘要:对土壤—植物系统的重金属污染和作物富集的研究现状进行了综述,重点阐述了土壤中重金属污染的形态、分布状况及不同作物、蔬菜对土壤中重金属的富集特点和规律,为无公害作物的栽培提供了依据.关键词:土壤—植物系统;重金属;污染;富集;复合污染中图分类号:X173 文献标识码:AThe present progness of research on heavy metal pollutionand plant enrichment in soil2plant systemLI Hai2hua1,LI U Jian2wu1,LI Shu2ren1,SHE N Can2jie2,J I A Ji2mei3,ZH ANG Y u2fa2,et al(11Henan Agricultural University,Zhengzhou450002,China;2.Hanan Institute of F orestry Survey and Design, Zhengzhou450003,China;31Zhumadian Agricultural School,Zhumadian463000,China;41F orestry Bureau of Nanyang,Nanyang473000,China)Abstract:A summary is presented of the current progress of study on heavy metals pollution and plant enrichment in s oil2plant system with an em phasis on the form and distribution of heavy metal pollution in s oil,as well as the charac2 teristics and the law of varied crops and vegetables abs orbing the heavy metal.The basis is offered for cultivation of non2harm ful crops.K ey w ords:s oil—plant system;heavy metals;pollution;enrichment;com pound pollution 土壤—植物系统是陆地生态系统最基本的结构单元,也是生态系统物质能量循环的枢纽.它既是地球表面最活跃的环境要素,又是珍贵的可更新资源.土壤圈物质循环研究是当今土壤学和环境科学的重要课题,土壤—植物系统中重金属污染物迁移转化则是这一领域的重要内容.国际生物圈计划(I BP)、人与生物圈(MAB)以及目前正在组织的国际地圈———生物圈计划(IG BP)都把土壤—植物系统列为主要研究对象.由于该系统具有转化贮存太阳能量为生物化学能的功能,在该系统中发生重金属污染,不但影响植物产量与品质,而且也影响大气和水环境质量,并通过食物链危害人类的生命和健康.更为严重的是这种污染具有隐蔽性、长期性和不可逆性的特点,因此对土壤—植物系统重金属污染进行深入的研究尤为重要[1].1 土壤—植物系统重金属污染研究现状土壤重金属污染是由于污泥的施用及污水灌溉所含有害物质超标所造成的.污水中工业废水占60%～80%,且成分复杂,都不同程度地含有生物难以降解的重金属等[2].资料表明,大部分污灌区都没有根据水质、土壤类型、水文地质条件、气候条件、作物种类等因素进行统一的规划和具体的设计,也没有根据污灌的规定进行科学管理和合理灌溉[3].在这种情况下导致土壤污染是不可避免的.随着污水灌溉面积的不来稿日期:1999-11-20基金项目:河南省科技攻关项目(981190704)1作者简介:李海华(1974-),女,河南社旗人,河南农业大学在读硕士生.第1期李海华等:土壤—植物系统中重金属污染及作物富集研究进展31 断扩大[3],污灌区土壤—植物系统重金属污染问题更成为人们关注的焦点.1982年据农牧渔业部统计,我国利用污水灌溉农田的面积为139186万hm 2,其中有30%的土壤遭受不同程度的重金属污染.全国污灌区中除镉,汞外,重金属污染比较明显的还有铅,砷,铬和铜等[4].我国污灌造成土壤镉污染的地区有沈阳张士灌区、兰州白银地区、桂林阳朔兴萍乡等地.111 土壤中重金属污染形态植物从土壤中吸收重金属的量和土壤中重金属的总含量有一定关系,但土壤重金属的总含量并不是植物吸收程度的一个可靠指标[5].研究表明,石灰性污灌土壤0～20cm 土层中,Pb ,Cd 主要以碳酸盐结合态和硫化物残渣态存在,其次是有机结合态,交换态,吸附态较少.总的看来Pb 的吸附态>交换态,而Cb 则相反[6].影响Pb ,Cd 形态分布的主要因素有土壤pH 值、有机质含量、腐殖酸组成和碳酸钙含量等.郑泽群等人在西安城郊野狐庄污灌区土壤分析中,发现长期污灌的土壤中铬的平均含量为8210mg.kg -1,最高检出值为9618mg.kg -1(而CK耕层土壤铬的平均含量图1 重金属在土壤中的剖面分布为6414mg.kg -1).经t 检验,污灌区与非污灌区的土壤铬含量差异显著,说明土层已遭受污灌污染[7].20～40cm 土层铬的含量虽有累积,但差异不显著,而下层土壤则无明显累积[8].这是因为土壤有机质对Cr 的还原作用很明显,随灌溉水进入土壤的Cr 可被有机质迅速还原[9],而粘土矿物对Cr 有强烈的吸附和固定作用[10],在土壤中不易移动,也较难被植物吸收,这是铬只在表层和耕作层累积的主要原因[10](图1).而对于汞来说,它的有效形态主要与土壤中的硫、氯化物及有机肥料含量有关[11].在砷污染的土壤中,主要以水溶性砷和钙砷为主,铝砷和铁砷最低[12].W ools on E A 等指出,大多数土壤以铁砷为主,若活性铁含量低而钙、铝高时,则以钙砷或铝砷为主[13～14].112 土壤中重金属污染物的分布土壤中的重金属污染物由于无机及有机胶体对阳离子的吸附、代换、络合及生物作用的结果,大部分被固定在耕作层中,一般很少迁移至40cm 以下,但砷在土壤中的动态行为与铜、铅、镉等有所不同,在含有大量铁、铝组分的酸性(pH 5.3～618)红壤中,砷酸根可与之生成难溶盐类而富集于30～40cm 耕作层中[12].还有研究表明,金属污染物主要累积在土壤耕作层,而且其可给态含量较高,分别占全量的6011%,30%,38%和212%[14].灌溉污水中的汞呈溶解态和络合态,进入土壤后95%被土壤矿质胶体和有机质迅速吸附或固定.它一般累积在土壤表层,在剖面上分布自上而下递减[15].113 土壤中重金属污染的危害资料表明,土壤中的重金属只有很少一部分随作物地上部分的收获而被移去,经历20a 的耕种与收获,也只能减少大约015%～2%的蓄积量[16].因此,这些重金属一旦进入土壤,就可能存留几千年.有实验证明,重金属可完全抑制土壤中的共生固氮过程,使三叶草的产量减少40%.这是因为高浓度的金属引起共生质粒的丢失,导致植物丧失根瘤结节的能力[16].重金属的污染还可使土壤中微生物的总量成倍地降低,阻碍植物的生长和固氮作用.另外,砷、镉、铅等重金属对土壤中酶活性产生影响,使一些淀粉酶和β2葡糖苷酶的合成受到抑制[17].重金属在土壤—植物系统中的迁移直接影响到植物的生理生化和生长发育,从而影响作物的产量和质量.研究表明,当镉超过一定浓度后,对叶绿素有破坏作用,并促进抗坏血酸分解,使游离脯氨酸积累,抑制硝酸还原酶活性[18].另外,镉能减少根系对水分和养分的吸收[19,20],也可抑制根系对氮的固定[21～22].在美国的佛罗里达州,土壤的含铜量超过50mg.kg -1时,柑桔幼苗生长受到影响,土壤含铜量达200mg.kg -1时,小麦枯死[23].若土壤铜含量再高,则出现叶片褪绿呈枯黄色现象,根系短而疏,生长不良[23].土壤中重金属能影响作物的产量,张祖锡等人的试验表明:污灌小麦3次试验的生物量比对照的分别下降2313%,28153%和9178%.同时,作物的品质也下降,成都东邻污灌区内,Cd 在稻米中积累,从播种前为010982mg.kg -1,收获时达11647mg.kg -1,年富积量11549mg.kg -1,有的形成镉米,不能食用[24]. 32河 南 农 业 大 学 学 报第34卷2 作物及蔬菜对土壤中重金属的富集特点211 作物对土壤中重金属的富集特点生长在重金属污染土壤中的植物,其体内必然会发生重金属累集[23].维诺格拉多夫指出,植物累积化学元素的情况至少可以分为两种类型:(1)由于某区环境中元素含量高,该区全部有机体中该化学元素的含量均高;(2)某种有机体(经常是某一个属)能特别聚集某种化学元素.即在同一土壤中有的植物能选择吸收聚集这些元素,有的植物能选择吸收那些元素[25～28].所有生长在含铜土壤中的植物,含铜量都显著增高.广东地区鹧鸪草地上部分干物质铜的含量平均为13210mg ・kg -1,比该地区其它植物种的铜含量高出10～20倍[24].同是生长在酸性土壤条件下的植物,石松科植物和野牡丹科植物都富积大量的铝,有的含量高达1%以上(占干物质),而酸性土壤中的其它植物含量只有0105%左右.植物从土壤中吸收的这些元素,首先在根中积累,然后有一部分被运输到植物体的其它部位,因而植物体的不同部位,对金属元素积累的状况就不一样,通常是植物的地下部分大大地高于地上部分[23].水稻根与地上部茎、叶中的铜,汞,砷等相差约15～20倍,茎叶与糙米比较相差几倍到几十倍,植物茎的灰分中镉含量大约比叶的灰分中的含量高2倍[24].阜康站资料显示,根部污染物占总吸收量比例因作物而异,水稻为55%～61%,小麦为50%～53%,大豆为28%～29%[29].植物对金属元素的吸收积累,除与环境中金属元素的水平有关以外,还和这种元素对植物的有效性,土壤的pH 值及光温等生态因素有关[29].重金属在作物体各器官的分布国内外进行了大量的研究.镉和锌在小麦、玉米、水稻各器官的残留累积量中以根最高,茎叶居中,子粒中的含量远远低于根系中的含量[30～34].根对Cd 和Zn 的吸收量分别占总吸收量的70%～80%,58%～68%,子实分别占1%～10%,9%～25%.水稻和小麦等各器官对铅和砷富集的特点与镉相似:根>茎叶>子粒.资料表明,根对Pb ,As 的吸收量分别占总吸收量的98%和88%～98%,子实占0101%～013%和0102%～013%[35～37].但水田作物比旱地作物(花生)吸收累积的砷高得多.小麦各器官对Hg 吸收也呈现根>茎叶>籽粒的规律,其质量比率为30∶3∶1[38].Cu 元素的富集情况与Zn 相似,它的迁移能力居中[33],作物体内重金属含量的分布规律[31]见表1.在同等浓度下,作物种类不同,其所吸收重金属的量也有差异.小麦,大豆易吸收土壤中的重金属,并向地上部迁移,其子实中重金属含量明显比其它作物体内的含量多.而玉米茎叶吸收重金属的能力较强,玉米是高秆作物,重金属向作物籽实的迁移能力较弱.水稻吸收重金属大部分累积在根部.作物吸收重金属所表现出的差异主要是由于不同作物其生理特性及遗传差异所致[39].212 蔬菜对土壤中重金属的富集特点 重金属在蔬菜各器官中的富集量与蔬菜种类及其各器官的形态有关,镉在西红柿、茄子等的根和茎叶中的累积量与作物不尽相同,不同器官差异较小,但仍表现为果表1 投加1×10-6镉化物后12种作物不同部位平均含镉量的排列次序作 物各部位含镉量的排列次序水稻根>茎叶>稻壳>糙米小麦根>茎叶>颖壳>子粒玉米根>茎叶>苞叶>子粒甘薯根>茎叶>块根马铃薯根>茎叶>块茎花生根>茎叶>果壳>果仁心里美萝卜叶>块根水萝卜叶>块根大红袍萝卜叶>块根大白菜根>绿叶>心叶番茄根>茎叶>果实茄子茎叶>根>果实实部分累积量较低.白菜等叶菜类,叶中的含量低于根中含量.菠菜的茎叶与根中的Cd 含量之比为1∶171[40],萝卜等根菜类,其块根含镉低于叶子,用100mg.kg -1Cd 溶液处理小白菜时,根中含量为58170mg.kg -1,叶中含量为52133mg.kg -1,而用此溶液处理萝卜时,根中含量为24103m g.kg -1,叶中含量为29184mg.kg -1[41～43].还有研究表明,黄瓜中的镉含量污灌区与清洁区基本相同,对镉的蓄积能力较弱,而白菜对镉的蓄积能力较强.总的表现为:黄瓜与西红柿为叶>茎>根>果,白菜为根>地上部,萝卜为地上部>根[44].王丽凤等人的研究表明,污灌区重金属污染物在蔬菜中的含量依次为叶菜类>根茎类>瓜果类[45](表1).213 土壤中重金属复合污染对作物品质的影响土壤污染多是由几种元素共存与作用造成的,元素之间交互作用形成复合污染.20世纪80年代以来,国外一些学者进行了土壤重金属复合污染效应及其指标的研究[46～49].在我国,从20世纪90年代开始,一些研究者就Cd ,Pb ,Cu ,Ni ,Zn ,As 等元素对水稻、大豆、小麦的影响进行了盆栽苗期试验,认为元素间联合作用对作物生长和产量有一定影响[50～54].如果用吸收系数代表子实中某一元素的浓度与土壤中元第1期李海华等:土壤—植物系统中重金属污染及作物富集研究进展33 素浓度之比,则Cd在单元素污染时,吸收系数为01017～01024,复合污染吸收系数为01361～01621,提高了21～25倍,Pb的吸收系数提高了4163～2311倍;As的复合污染在盆栽条件下,吸收系数可比单一元素污染时提高10倍,Zn的吸收系数在复合污染时也有显著增长[55～57].3 问题与建议污染水灌溉所造成的土壤—植物系统的重金属污染,会由于植物富积而造成二次污染,即污染物沿着食物链危害人和生物的生长发育.因此,进行污灌时,要有全局和长远的观点,加强污水灌溉管理,严格依据有关条例,做到环境效果,经济效果,节能效果的统一.由于不同植物对污染物的富积特点不同,可在污染区选择种植食用部分富积污染物量少的作物,减少对人和生物的危害,避免二次污染.同时,可以有选择地食用蔬菜,最大限度地保证人类的健康.另外,根据作物根部对污染物富积能力较强,子实较弱的特点,可以选择那些根部富积最强,而子实富积最弱的作物种植在污染区,在收获作物的同时,从土壤中去除根部,减轻土壤污染.土壤—植物系统的重金属污染和植物富集问题不容忽视,研究并利用不同植物及植物的不同器官对重金属污染的富集特点,有助于指导人们进行无公害作物的栽培和生产,这也是环境科学研究的方向之一.参考文献:[1] 张乃明1土壤—植物系统重金属污染研究现状与展望[J]1环境科学进展,1998,7(4):30-331[2] 区自清1根据我国污灌现状建设污水处理系统[J]1农业环境保护,1989,8(1):42-441[3] 顾方乔,蔡思义1论污水灌溉的发展途径[J]1农业环境保护,1984,1(1):1-31[4] 李森照,罗金发主编1中国污水灌溉与环境质量控制[M]1北京:气象出版社,19951[5] 陈英旭,朱祖祥,何增耀1土壤中铬的有效性与污染生态效应[J]1生态学杂志,1995,15(1):79-841[6] 李宗利,薛澄泽1污灌土壤中Pb,Cd形态的研究[J]1农业环境保护,1994,13(4):152-1571[7] 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土壤重金属分布特征及生态风险评价
土壤重金属分布特征及生态风险评价1. 引言1.1 背景介绍土壤重金属是指在自然界中由于人类活动而导致土壤中富集的一类金属元素，包括镉、铬、铅、汞等。
这些重金属在土壤中的积累不仅对农作物生长和土壤生态系统造成威胁，还会通过食物链传递给人类，对人体健康产生危害。
随着工业化和城市化的快速发展，土壤重金属污染已成为当前环境科学领域一个备受关注的问题。
近年来，随着人们对土壤生态环境的重视，对土壤重金属分布特征及生态风险评价的研究也日益增多。
通过深入研究土壤重金属的来源、分布特征、对生态环境的影响以及生态风险评价方法，可以更好地评估土壤重金属污染的程度和影响范围，为环境保护和土壤修复提供科学依据。
本文旨在探讨土壤重金属的分布特征及生态风险评价，为加强土壤环境保护和修复工作提供参考和借鉴，促进可持续发展和生态文明建设。
1.2 研究目的研究目的是为了深入了解土壤中重金属元素的分布情况，评估其对生态系统的影响和风险程度。
具体来说，通过对土壤重金属的来源、分布特征和生态影响进行系统研究，可以为制定相关政策和措施提供科学依据，保护生态环境和人类健康。
通过生态风险评价方法和案例分析，可以深入分析不同地区土壤中重金属污染的状况，预测可能造成的生态灾害，为应对和防范重金属污染提供科学支持。
总体上，研究目的旨在全面了解土壤中重金属元素的分布特征，评估其对生态环境和人类健康的风险，为土壤环境保护和可持续发展提供科学依据和决策支持。
1.3 研究意义土壤重金属是目前环境领域的研究热点之一，其广泛存在于土壤中，并对生态环境和人类健康造成潜在风险。
对土壤重金属分布特征及生态风险进行评价具有重要意义。
本研究旨在探究土壤重金属的来源、分布特征以及对生态环境的影响，结合生态风险评价方法对其进行科学评估。
通过深入研究土壤重金属的生态风险，可以为有效保护生态环境、维护人类健康提供重要依据。
本研究将重点关注土壤重金属的生态风险评价案例分析，为相关领域的研究提供实证支持和参考。
土壤重金属污染特征与状况调查分析
土壤重金属污染特征与状况调查分析目录一、内容概述 (3)1. 研究背景与意义 (3)2. 国内外研究现状概述 (4)二、土壤重金属污染特征分析 (5)1. 重金属元素种类分布 (7)1.1 主要重金属元素含量水平 (9)1.2 重金属元素间相关性分析 (9)2. 重金属污染程度评价 (11)2.1 土壤污染指数计算与划分 (12)2.2 污染等级划分标准 (13)3. 重金属污染空间分布规律 (13)3.1 空间分布图示方法 (15)3.2 空间分布影响因素分析 (16)三、土壤重金属污染状况调查 (16)1. 调查区域选择与布点方案 (17)2. 样品采集与处理方法 (18)3. 数据获取与质量控制 (19)3.1 数据来源渠道与筛选 (20)3.2 数据质量评估方法 (21)四、土壤重金属污染成因分析 (22)1. 自然因素影响 (22)1.1 地理环境特征 (24)1.2 气候条件变化 (24)2. 人为因素影响 (26)2.1 工业污染源排放 (27)2.2 农业活动投入 (28)2.3 生活污水排放 (29)五、土壤重金属污染治理与修复建议 (30)1. 治理与修复目标与原则 (31)2. 治理与修复技术选择 (32)2.1 物理修复技术 (33)2.2 化学修复技术 (35)2.3 生物修复技术 (37)3. 治理与修复效果评估方法 (38)六、结论与展望 (39)1. 研究成果总结 (40)2. 存在问题与不足 (41)3. 后续研究方向与展望 (42)一、内容概述土壤重金属污染是指由于人类活动导致土壤中重金属元素含量超过其自然背景值，进而对生态环境和人体健康产生不利影响的现象。
随着工业化和城市化的快速发展，土壤重金属污染问题日益凸显，已成为全球性的环境难题。
本次调查分析旨在全面掌握某地区土壤重金属污染的特征与状况，为政府制定科学合理的防治措施提供决策依据。
研究内容包括但不限于：土壤样品的采集与测试，重金属元素的含量与分布规律，污染源的调查与分析，以及污染程度与生态风险评价等。
土壤重金属分布特征及生态风险评价
土壤重金属分布特征及生态风险评价土壤重金属是指在土壤中含量较高且对生物具有一定毒性的金属元素。
由于人类活动和自然因素的影响，土壤中重金属含量的增加已经成为一个全球性的环境问题。
土壤中常见的重金属元素包括铅(Pb)、镉(Cd)、汞(Hg)、铬(Cr)、铜(Cu)、锌(Zn)和镍(Ni)等。
土壤重金属分布特征主要受土壤类型、地质背景、气候条件以及人类活动等因素的影响。
一般来说，煤矿地区、工业区和农业区的土壤重金属含量相对较高。
工业区附近的土壤常常受到工业废水和废气的污染，含有较高的重金属元素。
农业地区的土壤也容易受到农药和化肥的影响，导致土壤重金属含量升高。
不同的土壤类型对重金属的吸附和释放有着不同的特点。
一般来说，粘土质土壤对重金属的吸附能力较强，容易使其固定在土壤中，而沙质土壤则较为透水，重金属较容易溶解并迁移至地下水系统。
土壤重金属对生态环境和人体健康产生潜在的威胁。
高浓度的重金属会影响土壤中的微生物活性，阻碍土壤中营养物质的循环。
土壤重金属还可能通过土壤-植物-动物食物链的途径进入人体，导致慢性中毒等健康问题。
评价土壤重金属的生态风险是必要的，可以有效指导土壤环境的保护和修复。
常用的生态风险评价方法包括潜在生态风险评价和实际风险评价。
潜在生态风险评价是通过采集土壤样品和分析土壤中重金属的含量，评估潜在的风险程度。
实际风险评价则是在潜在风险评价的基础上考虑土壤中重金属的潜在迁移和转化，结合场地的实际环境条件来评估实际的风险程度。
为了减少土壤重金属的分布和生态风险，需要采取相应的防治措施。
一方面，应当加强对工业废水和废气的处理，减少重金属的排放。
农业生产中应避免过量使用农药和化肥，以减少农业区土壤重金属的积累。
需要加强土壤修复技术的研究和应用，恢复受污染土壤的生态功能。
土壤重金属的分布特征和生态风险评价对于土壤环境的保护和人类健康具有重要意义。
只有加强监测和管理，采取相应的措施，才能有效减少土壤重金属对环境和人类健康的威胁。
土壤重金属分布特征及生态风险评价
土壤重金属分布特征及生态风险评价土壤中的重金属分布特征及其对环境和生态系统的风险评价一直是环境科学研究的重要内容之一。
重金属在自然界中普遍存在，但过量的重金属含量会对生态环境造成严重影响。
1. 重金属的分布特征：重金属的分布主要受到土壤来源、土壤性质、人类活动等因素的影响。
一般来说，重金属在土壤中的分布具有以下特征：- 垂直分布：重金属通常以深度渐减的趋势存在于土壤中，表层土壤中的重金属含量较高，随着深度增加逐渐降低。
- 水平分布：重金属的分布通常呈现高度异质性，后果受到土地利用和人类活动的影响很大。
- 空间变异：重金属在不同的土壤质地、土壤类型和地理区域之间存在显著的空间变异。
2. 重金属的生态风险评价：重金属的生态风险评价是评估重金属对生态系统和人体健康的潜在影响。
常用的评价方法包括生物有效性评估、污染程度评价和生态风险指数评价等。
- 生物有效性评估：通过测定土壤中重金属的可溶态、交换态和胶结态等形态，评估重金属的生物有效性。
生物有效性高的重金属更容易吸收到植物体内，对生态系统产生潜在影响。
- 污染程度评价：通过测定土壤中重金属的浓度与环境质量标准相比较，判断土壤的污染程度。
超过环境质量标准的土壤被认为是污染土壤，可能对生态系统和人体健康造成潜在威胁。
- 生态风险指数评价：综合考虑重金属的毒性效应和环境因子的影响，建立生态风险评价模型，评估重金属对生态系统的风险程度。
3. 影响土壤重金属分布和生态风险的因素：- 土壤来源：土壤中重金属含量与土壤来源密切相关，沉积土壤通常含有更高的重金属含量。
- 土壤性质：土壤质地、有机质含量、pH值等因素都会影响重金属在土壤中的分布和迁移行为。
- 人类活动：冶炼、工矿企业排放、农药和化肥使用等人类活动都会导致土壤中重金属超标。
- 植物吸收：植物对重金属有不同的吸收和累积能力，不同植物对重金属的吸收程度也不同，其中有些植物可以通过吸收重金属净化土壤。
了解土壤中重金属的分布特征以及对生态系统和人体健康的风险评价是保护环境、维护人类健康的重要内容。
花生农作物对污染土壤中重金属镉的富集研究
花生农作物对污染土壤中重金属镉的富集研究罗子锋;周峰平;高岐【摘要】Flaming atomic absorption spectrometry are used to measure the content of cadmium in soil before and after planting peanuts we also measure the cadmium content of the roots, stems, leaves, shells, seeds of the peanuts in different cadmium content soil;at last we arrive at the result of cadmium metal enrichment in different peanut parts. The ability to absorb heavy metals in different parts of the peanut has the following grades:root>leaf>stem>seed>shell. And it was positively correlated with the content of cadmium in soil. Therefore, the peanut crops have good biological repairing effects on the soil polluted by heavy metal cadmium.%采用火焰原子吸收光谱法分别测定未种植花生前和种植花生后土壤中镉的含量，以及测定在不同镉含量土壤中花生的根、茎、叶、壳、籽实的镉含量，从而得出花生不同部位对镉金属的富集情况，结果显示：花生不同部位吸收重金属镉的能力具有以下规律：根>叶>茎>壳>籽实；并与土壤中镉含量呈现明显的正相关。
关于土壤中重金属污染的研究
关于土壤中重金属污染的研究1. 引言1.1 研究背景土壤是生态系统中重要的组成部分，承载着植物生长和养分循环的功能。
随着工业化和城市化的发展，土壤中重金属污染已经成为一个严重的环境问题。
重金属是指相对密度大于5g/cm³的金属元素，如铅、镉、汞等。
这些重金属可以通过工业废水、废弃物、农药和化肥等途径进入土壤中，造成土壤环境质量下降。
在中国，土壤中重金属污染问题日益引起人们的关注。
长期以来，工业污染、农业活动和城市化进程导致土壤中重金属含量不断累积，给人类健康和生态环境带来潜在风险。
加强土壤中重金属污染的监测、治理和研究显得尤为重要。
为了更好地了解土壤中重金属污染的现状及影响，本研究旨在深入探讨土壤中重金属的来源、影响、监测方法、治理措施以及其对生态环境的影响。
通过系统性研究，可以为重金属污染的治理提供科学依据，为保护土壤环境和生态系统健康发展提供支持。
1.2 研究目的研究目的是通过深入探讨土壤中重金属污染的来源、影响、监测方法以及治理措施，进一步认识重金属污染对生态环境造成的危害，从而为未来的污染治理提供科学依据和可行建议。
通过对土壤中重金属污染进行系统研究和分析，旨在为保护土壤生态环境、维护人类健康和促进可持续发展提供有力支持。
在当前环境污染日益严重的背景下，本研究旨在深入探讨重金属污染的来源和影响机制，寻求有效的监测和治理措施，以期为改善土壤质量和生态环境提供科学依据和可行方案。
通过这项研究，将进一步增进对土壤重金属污染的了解，提高社会对环境保护的认识，促进相关政策和措施的落实，为建设美丽中国和可持续发展贡献力量。
1.3 研究意义土壤是地球表面的一个重要自然资源，对于维持生态系统的稳定和发展具有至关重要的作用。
随着工业化和城市化的加速发展，土壤中重金属污染问题日益严重，给人类生存和健康带来了严重威胁。
研究土壤中重金属污染的意义在于，可以帮助我们更深入地了解重金属污染的影响机制，为有效治理提供科学依据和技术支持。
土壤重金属分布特征及生态风险评价
土壤重金属分布特征及生态风险评价1. 引言1.1 研究背景土壤是地球表面的重要自然资源之一，是生物生长和生态系统稳定运行的基础。
随着工业化进程不断加快和人类活动的日益增多，土壤污染问题日益突出，其中重金属污染是一大隐患。
重金属污染主要来源于工业废水、废弃物的排放以及农用化肥、农药等的使用，对土壤生态系统和人类健康造成严重威胁。
土壤中的重金属主要包括镉、铬、铅、汞等，这些重金属在土壤中的富集会影响植物的生长和繁殖，进而影响生态系统的稳定性。
一旦进入食物链，还会对人类健康产生潜在危害。
深入研究土壤重金属的分布特征，并评价其对生态系统的影响和生态风险，对于保护生态环境、维护人类健康至关重要。
本研究旨在探讨土壤重金属分布特征及生态风险评价，为制定有效的土壤重金属污染防治策略提供科学依据。
1.2 研究目的研究目的是为了探究土壤中重金属元素的分布特征及其对生态系统的影响，通过评价土壤中重金属的生态风险水平，为保护生态环境和人类健康提供科学依据。
具体目的包括：1. 揭示土壤中不同重金属元素的来源、污染程度和空间分布特征，为制定土壤重金属污染防治措施提供基础数据。
2. 探讨土壤重金属元素对生态系统的影响机制，从生态学的角度分析重金属污染对生物多样性、生态平衡和生态功能的破坏程度。
3. 探讨不同的生态风险评价方法，比较其优缺点，为科学评估土壤重金属污染程度提供方法参考。
4. 评价土壤中重金属的生态风险水平，为制定土壤重金属污染治理政策和管理措施提供科学依据，保护生态环境和人类健康。
1.3 研究意义本研究的意义在于深入探讨土壤中重金属元素的分布特征及其对生态系统的影响，为相关部门制定土壤污染防治政策提供科学依据。
通过对土壤中重金属元素的分布进行研究，可以更好地了解土壤污染的状况，为土壤环境保护工作提供参考。
重金属对生态系统的影响是绕不过的问题，本研究将探讨重金属在土壤-植物系统中的迁移和转化规律，为生态系统的健康提供保障。
我国重金属污染土壤的治理与修复研究进展
资源与环境化 工 设 计 通 讯Resources and EnvironmentChemical Engineering Design Communications·216·第46卷第2期2020年2月1 土壤重金属污染现状、简介及危害1.1 土壤重金属污染简介土壤重金属污染是指重金属或其化合物通过各种途径进入土壤造成的污染，分为自然和人为两种污染类型。
重金属污染涉及工业、农业、人类生产生活等许多方面，其中，重金属是对土壤环境影响比较大的重要污染物类型。
从矿山开采到成为工业品的各个阶段，污水灌溉、农药化肥的使用都增加了土壤中重金属的负荷。
1.2 土壤重金属污染现状随着工业、农业以及城市污染的加剧，重金属污染日益严重。
目前，土壤的重金属污染普遍存在于世界各个国家中。
2014年发布的全国土壤污染调查公报中显示，全国土壤总超标率为16.1%，而重金属污染占有较大比重。
环境监测总站的资料显示，我国重金属污染中，最严重的是Cr 、Hg 、Pb 和As 四种重金属污染，其中，镉和砷污染的比重最大，约占被污染耕地的40%[1]。
1.3 土壤重金属污染的危害1.3.1 对土壤肥力的影响重金属在土壤中大量积累会导致土壤性质发生变化，从而影响了土壤营养元素的供应和物理特性。
1.3.2 对植物的危害重金属可以影响植物对营养成分的吸收和利用，引起养分缺乏；也可以在植物体内富集，扰乱代谢，使细胞生长发育停止。
重金属对植物的毒害作用大小与植物种类、环境条件等因素有关。
1.3.3 对微生物和酶的危害重金属可以影响微生物的群落结构、种群增长特征以及生理生化和遗传特征。
重金属也会影响酶的活性，对土壤中不同酶进行研究发现：与N 、P 、S 等循环有关的酶受重金属胁迫作用显著，与碳循环有关的酶受胁迫影响较小。
1.3.4 对人体健康的危害土壤重金属污染导致的结果是影响人和其他生物的健康，土壤重金属污染是逐年积累的，具有隐蔽性，当发现污染时，往往危害已经达到很严重的程度。
土壤重金属污染作物体内分布特征和富集能力研究_周振民
第 31卷第 4期
周振民 : 土壤重金属污染作物体内分布特征和富集能力研究
3
表 2 Cd在玉米各部位的平均含量 mg/kg
器官 含量
根 0.945 55
茎 0.149 89
叶 1.115 13
籽粒 0.010 05
由表 2可知 , Cd在玉 米体内含量的 分布情况 为 :叶 >根 >茎 >籽粒 , 叶中 Cd含量的平均值是茎 中的 7.44倍 , 是根的 1.18 倍 , 是籽粒的 110倍 .可 见 , Cd主要集中在玉米的叶中 , 玉米叶子容易吸收 土壤中的 Cd.
Cr在玉米体内的平均含量见表 3.由表可知 , Cr 在玉米体内的分布特征为 :根 >茎 >叶 >籽粒 .
表 3 Cr在玉米各部位的平均含量 mg/kg
原土质 , 质地为壤土或沙壤土 , 有机质少 , pH值为 8.45 ～ 8.60, 孔隙度为 43.40% ～ 50.26%, 密度为 1.32 ～ 1.50 g/cm3.主要作物有水稻 、玉米 、棉花 、花 生 、大豆等 , 自然条件在河南省平原地区有一定的代 表性 .
2 采样与分析方法
2.1 污水灌溉水源采样与水质分析 每次灌溉前 , 沿引水处的河流横断面 (即左岸 ,
含量 .
2.4 玉米生态调查
选择有代表性的 9 株玉米 , 于每个月 1 号 、 11
号和 21号对它们进行株高和叶面积调查 .
株高和叶面积均用直尺来测量 .对于每株玉米 ,
用直尺量出所有叶片的最长和最宽长度 , 每株夏玉
米的叶面积 [ 9]
n
∑ LAI=0.73 (aibi),
(1)
i=1
农作物对重金属的富集
重要农作物对重金属的富集作用浅析摘要食品安全永远是国之大计，根据国内外文献报道，对多种重要的农作物富集土壤重金属的特点和富集能力进行了总结，并分析了土壤环境对作物富集重金属的影响，结果表明:农作物富集土壤重金属与作物种类、品种、部位有关，同一作物对不同重金属富集能力存在差异，利用各种作物富集重金属的特点可指导合理开展生态农业种植区划、调整农业产业结构，为筛选低富集重金属作物品种以及区域土壤环境保护提供科学依据。
同时也对食品的安全作出了一定的贡献。
关键词农作物重金属富集土壤污染农作物包括粮食作物、经济作物（作物、蔬菜作物、嗜好作物）、饲料作物，药用作物等。
农作物中重金属含量是表征其质量的重要指标。
国内外对有关蔬菜和粮食等农作物中重金属含量及其健康风险等问题进行了大量的研究。
长期食用受重金属污染的农产品会严重影响人体健康。
农作物对重金属元素的富集并不仅仅是无选择地叠加作用，研究表明：作物的不同种类及同一品种的不同部位对重金属元素的富集大不相同。
1.农作物对土壤重金属的富集特点1.1不同农作物对重金属富集能力存在差异不同的作物种类对重金属的富集存在差异。
根据作物富集重金属能力的强弱，可将作物分为低积累型、中等积累型和高积累型。
以作物对镉的积累量来区分，豆科（大豆、豌豆）属于低积累型作物，禾本科（水稻、大麦、小麦、玉米、高粱等）属于中等积累型，十字花科（油菜、萝卜、芜箐等）、茄科（番茄、茄子）、菊科（莴苣）等属于高积累型作物。
一般来说，蔬菜富集重金属的能力较禾谷类强。
一些蔬菜不但可以嗜吸收某种重金属，而且还具备有特殊富集能力的器官，用来储存污染物，如砷在胡萝卜根中的富集，汞在菜豆荚中的富集, 铅、镉在卜根中的富集，锡在萝卜叶片中富集等。
根据蔬菜的食用部位分为叶菜类、根茎类、花果类等，以叶菜类富集重金属能力最大，其次是根茎类，鲜豆类及茄果类富集能力较低。
在常见蔬菜中, 芹菜的砷富集能力最高; 蕹菜、茼蒿、芥菜等蔬菜的砷富集系数次之，菜苔、生菜、菠菜、蒜、葱、黄秋葵、豇豆、苋菜、茄子的砷富集能力稍低，富集能力最低的为甜菜根、豌豆、花椰菜、韭菜、甜菜、南瓜、红薯、冬瓜、番茄、四季豆、大白菜、胡萝卜、洋葱、萝卜、辣椒、甘蓝、芋头、土豆等。
土壤中重金属形态分析研究进展
土壤中重金属形态分析研究进展罗小三，周东美，陈怀满土壤与农业可持续发展国家重点实验室，中国科学院南京土壤研究所（210008）E-mail:dmzhou@ & trhjhx@摘要：本文简要介绍了元素形态分析的概念、方法及其应用，概括和评述了当前土壤重金属的形态分析方法，详细讨论了各种形态分离手段和痕量重金属的测定技术，提出了土壤重金属形态分析领域亟待解决的问题和发展方向。
关键词： 土壤 重金属 形态分析 环境1. 引言从上世纪70年代开始，环境科学家就认识到，重金属的生物毒性在很大程度上取决于其存在形态，元素总量已经不能很好地说明环境中痕量金属的化学活性、再迁移性、生物可给性以及最终对生态系统或生物有机体的影响［1,2］。
事实上，重金属与环境中的各种液态、固态物质经物理化学作用后以各种不同形态存在于环境中，其赋存形态决定着重金属的环境行为和生物效应［3］。
正因如此，通过元素形态分析方法定量确认环境中重金属的各种形态已成为环境分析化学研究领域的新热点，其环境介质包括土壤、沉积物、水体、植物和食品等［4-6］。
随着工作的不断深入，特别是分析测试技术的迅猛发展，元素的形态分析方法日趋完善，并且在化合物生物地球化学循环、元素毒性及生态毒性确定、食品质量控制、临床分析等领域显示出独特的作用[7]。
土壤环境处于大气圈、水圈、岩石圈及生物圈的交接地带，它是地表环境系统中各种物理、化学以及生物过程、界面反应、物质与能量交换、迁移转化过程最为复杂和最为频繁的地带。
而重金属土壤污染对食品安全和人类健康存在严重威胁。
因此，研究土壤中重金属的形态尤为重要。
但土壤是一个多组分多相的复杂体系，类型多样，其组成、pH和Eh等差异明显，加上重金属来源不同、在土壤中的形态复杂，使得土壤中重金属形态分析更为困难[8]。
本文对元素形态分析的概念、方法、常用技术、应用进行了概括，对当前土壤中重金属的形态分析方法进行了详细介绍和评述，并提出了存在的问题和将来的预期发展方向。
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表 1 Pb 在玉米各部位的平均含量 m g/kg
器7. 793 00 12. 315 00 5. 392 20
籽粒 0. 299 57
在各个生育期, Pb在玉米体内的含量分布情况 均为: 根 > 茎 > 叶 > 籽粒, 根中 Pb含量的平均值是 茎中的 2. 26倍, 叶的 5. 15 倍, 籽粒的 92. 70倍. 可 见, Pb主要集中在玉米的根部.
选择有代表性的 9 株玉米, 于每个月 1 号、11
号和 21号对它们进行株高和叶面积调查.
株高和叶面积均用直尺来测量. 对于每株玉米,
用直尺量出所有叶片的最长和最宽长度, 每株夏玉 米的叶面积 [ 9]
n
E LA I = 0. 73 ( ai bi ),
( 1)
i= 1
式中: ai 为每个叶片的最长长度, cm; bi 为每个叶片
Cd在玉米体内的含量见表 2.
第 31卷第 4期
周振民: 土壤重金属污染作物体内分布特征和富集能力研究
3
表 2 Cd在玉米各部位的平均含量 m g /kg
器官 含量
根 0. 945 55
茎 0. 149 89
叶 1. 115 13
籽粒 0. 010 05
由表 2可知, Cd在玉米体内含量的分布情况 为: 叶 > 根 > 茎 > 籽粒, 叶中 Cd含量的平均值是茎 中的 7. 44倍, 是根的 1. 18 倍, 是籽粒的 110倍. 可 见, Cd主要集中在玉米的叶中, 玉米叶子容易吸收 土壤中的 Cd.
图 2中 Cd在玉米根和叶中的含量随生育期的 变化规律大体一致, 以叶为例进行分析. 在玉米的整 个生育期, 叶中 Cd的含量先上升后下降, 乳熟期含 量最高. 玉米灌浆乳熟期土壤中 Cd含量较大, 叶中 干物重也达到最大. 理论上, 此时叶中 Cd的含量较 低, 事实却恰好相反. 这与土壤中重金属的复合污染 以及叶对重金属吸收的选择性有关. 随着叶片干物 质积累的下降, 同一时期内叶片干物质积累的量低 于玉米吸收重金属的量, 土壤中 Cd的含量降低, 致 使叶片中 Cd的含量下降.
C r在玉米体内的平均含量见表 3. 由表可知, Cr 在玉米体内的分布特征为: 根 > 茎 > 叶 > 籽粒.
表 3 C r在玉米各部位的平均含量 m g /kg
器官 含量
根
茎
15. 817 60 3. 163 50
叶 2. 372 64
籽粒 0. 668 99
图 3是玉米根茎叶 Cr含量随生育时期的变化
图 1 玉米根茎叶中 Pb含量的时期变化
Pb在玉米茎中的分布特征为: 从幼苗期到抽雄 期含量降低, 随后含量逐渐升高. 玉米茎杆干物质积 累在拔节期到灌浆期不断上升, 而灌浆成熟期则略 有下降. 幼苗抽雄期, 茎部干物重一直增加, 一部分 重金属离子固定在根部, 致使茎中 Pb的含量处于下 降的趋势. 抽雄灌浆期, 茎部的干物重仍在增加, 由 于土壤中 Pb的含量增大, 此时茎中的 Pb含量呈上 升趋势. 灌浆成熟期, 茎部干物重略有下降, 土壤中 Pb含量增大, 致使茎中的 Pb含量增大.
灌溉造成的土壤重 金属污染 ( Pb, Cd, C r, Cu) 在玉米 体内分布特 征和富集能 力. 研 究结果证 明, 重 金属 Pb, Cr
和 Cu主要富集在玉米根部, 少量向玉米作物地上部分迁移. 玉 米籽粒中 4种重金 属 ( P b, Cd, C r, Cu)的含 量均
在粮食及其制品中重金属元素限量之内, 说明玉米籽粒基本没有受到污染, 粮食生产 处于安全状态.
图 3 玉米根中 Cr含量的时期变化
3. 4 Cu在玉米体内中的含量及分布情况 Cu在玉米体内的含量见表 4. 由表可知, Cu在
玉米各部位分布的规律为根 > 叶 > 茎 > 籽粒.
图 2 玉米根茎叶中 Cd含量的时期变化
Cd在玉米茎中的分布 情况为: 从幼苗期到抽 雄期逐渐上升, 灌浆期下降, 随后一直上升. 幼苗抽 雄期, 土壤中 Cd 的含量下降, 根中干物质重上升, 而茎中 Cd的含量一直处于上升的状态. 这可能与 土壤重金属的复合污染有关. 抽雄灌浆期, 茎中干物 重一直升高, 虽然土壤中 Cd含量一直增加, 但是茎 中干物质积累量远远超过玉米吸收重金属的量, 因 而茎中 Cd的含量下降. 灌浆成熟期, 玉米茎杆干物 重略有下降, 土壤中 Cd的含量在降低, 干物重起主 导作用, 茎中 Cd的含量稍有升高. 3. 3 C r在玉米体内的含量及分布情况
中, 右岸 ) 取水样, 利用火焰原子吸收分光光度计分 别测水样中 Pb, Cd, Cr和 Cu的含量. 2. 2 土壤含水率与土壤理化性质分析
用对角线布点法采集土壤样品, 采样点有 5个, 取土深度为 0~ 20 cm, 20~ 40 cm 和 40~ 60 cm. 每 月 1日、11日和 21日以及玉米收 获时间为取样时 间. 土壤含水率采用 / 田间法 0进行测定 [ 7] ; 土壤容 重采用 / 环刀法 0[ 7] ; pH 值采用玻璃电极法 [ 8 ] ; 土壤 中总氮、全磷以及速效钾分别采用过硫酸钾氧化紫 外分光光度法、钼锑抗分光光度法和醋酸铵提取法 进行测定; 有机质采用油浴外加热 - 重铬酸钾 容量法.
玉米叶中的 Pb含量抽雄期最低, 其他生育期变 化不大. 玉米叶片干物质积累呈现先升后降的趋势, 高峰出现在灌浆乳熟期. 幼苗拔节期土壤中 Pb的含 量稍有下降, 叶中干物质量增加, 理论上叶中 Pb含 量会变小, 但是事实却相反. 这是由于土壤中存在多 种污染物, 它们之间的相互作用可能促进了叶对 Pb 的吸收. 拔节抽雄期, 叶中干物质重一直增加, 土壤 中 Pb的含量升高. 由于叶片中干物质积累的量远远 超过玉米吸收重金属的量, 因而叶片中 Pb 含量降 低. 抽雄乳熟期, 叶片中干物重一直增加, 土壤中 Pb 的含量也增加, 土壤中 Pb的含量占主导, 叶中 Pb含 量略有升高. 乳熟成熟期和抽雄乳熟期恰好相反. 3. 2 Cd在玉米体内的含量及分布情况
取部分样品用 HNO3 + HCL + H F 法消解后, 用火焰 原子吸收分光光度计分别测定土样中 Pb, Cd, C r和
C u 的含 量.
2. 3 玉米样品的化学分析
玉米的采样点有 3个, 每个点 1株, 分别在玉米
的播种、幼苗、拔节、灌浆、乳熟和成熟期采样.
采集整株玉米, 将取得的玉米鲜样洗净, 放置在
将土样放置实验室风干后碾磨, 过 200目筛, 称
收稿日期: 2010- 05- 05 基金项目: 水利部公益性科研资助项目 ( 200801015). 作者简介: 周振民 ( 1953) ), 男, 河南封丘人, 省级特聘教授, 博士, 主要从事农业水土环境方面的研究.
2
华北水利水电学院学 报
2010年 8月
表 4 Cu 在玉米各部位的平均含量 mg /kg
器官
根
茎
叶
籽粒
含量
13. 972 0 5. 833 4 6. 899 3
1. 724 8
图 4中玉米根部的 Cu含量抽雄期最高, 拔节期 最低. Cu在玉米茎中的含量先下降而后上升. 拔节 期含量最低, 成熟期含量最高. 乳熟成熟期, 玉米茎 中干物重降低, 土壤中 Cu的含量升高, 因此该时期 茎中 Cu的含量继续升高. Cu在玉米叶中的含量从 幼苗期到抽雄期一直下降, 从抽雄期到乳熟期一直 上升, 乳熟成熟期下降.
关键词: 土壤重金属污染; 作物影响; 分布 特征; 富集能力
中图分类号: X 53
文献标识码: A
重金属是农业生态系统中一类具有潜在危害的
化学污染物. 重金属 Pb, Cd, C r, Cu是污水的主要组 分之一, 它们对作物、土壤和地下水 都有潜在的威 胁. 土壤重金属污染在世界范围内广泛存在且日趋严 重, 全世界平均每年排放汞约 1. 5万 t、铜约 340万 t、 铅约 500万 t、锰约 1 500万 t、镍约 100万 t[ 1] . 中国 受汞、铬、镉、铅、镍等重金属污染的耕地面积超过 2 @ 1011 m2, 约占总耕地面积的 1 /5[ 2] , 每年受重金属 污染的粮食约 1 200万 t[ 3] , 重金属污染土壤对农作 物生长的影响研究已迫在眉睫.
V o l1 31 N o1 4 A ug1 2010
土壤重金属污染作物体内分布特征和富集能力研究
周振民
(华北水利水电学院, 河南 郑州 450011)
摘 要: 随着污水灌溉面积的持 续扩大, 研究污水 灌溉带 来的土 壤重金 属污染 问题, 特别是 重金属 污染物 对
土壤 - 作物系统的影响显得尤为重要. 通过 玉米作 物污水 灌溉实 验、采 样分析 和生态 调查, 研究了 由于污 水
干燥通风处风干. 待风干后, 将样品去除灰尘、杂物,
用剪刀剪碎, 再用植 物粉碎机 ( FZ102 型 ) 粉碎, 过
200目筛, 然后放入保鲜袋中保存, 以备化验. 称取
部分样品用 HNO3 硝解, 用火焰原子吸收分光光度
计分别测定根、茎、叶和籽实中 Pb, Cd, C r和 Cu的
含量.
2. 4 玉米生态调查
原土质, 质地为壤土或沙壤土, 有机质少, pH 值为 8. 45~ 8. 60, 孔隙度为 43. 40% ~ 50. 26% , 密度为 1. 32~ 1. 50 g / cm3. 主要作物有水稻、玉米、棉花、花 生、大豆等, 自然条件在河南省平原地区有一定的代 表性.
2 采样与分析方法
2. 1 污水灌溉水源采样与水质分析 每次灌溉前, 沿引水处的河流横断面 (即左岸,
第 31卷第 4期 2010年 8月
华北水利水电学院学报 Journa l o f N orth Ch ina Institute ofW ate r Conse rvancy and H ydro electr ic Pow er