稻米重金属污染及其治理研究进展_倪小英

重金属是指原子密度大于５ｇ／ｃｍ３ 的一类 金 属 元素，自然界中大约有 ４０ 种，主要包括 Ｃｄ、Ｃｒ、Ｈｇ、 Ｐｂ、Ｃｕ、Ｚｎ、Ａｇ、Ｓｎ等。 但 从 毒 性 角 度 考 虑，一 般 把 Ａｓ、Ｓｅ和 Ａｌ等也包括在内 。 ［１－２］ 重金属污染 是 由 于 以上金属过量累积引 起 的 污 染［３］。２０ 世 纪 以 来，随 着 人 口 数 量 的 大 幅 度 增 加 ，采 矿 、冶 炼 、铅 蓄 电 池 、皮 革及其制品、化学原 料 及 其 制 品 五 大 行 业 的 工 业 化 进程不断加快，农用 化 学 品 的 大 量 使 用 及 城 市 污 水 的肆意排 放，使 得 农 田 土 壤 重 金 属 污 染 日 趋 严 重。 水稻是我国乃至世 界 的 主 要 粮 食 作 物，我 国 有 三 分 之二以上的人民以 大 米 作 为 主 食，并 且 消 费 人 群 仍 在扩大 。 ［４］ 可是稻田重金属污染使水稻生长发 育 受 阻 ，导 致 减 产 或 绝 收 ，更 为 严 重 的 是 有 毒 重 金 属 通 过 土壤—稻米—人类的 食 物 链，构 成 对 人 类 生 命 和 健 康的 直 接 威 胁。 自 １９６８ 年 在 日 本 出 现 过 因 食 用 含 镉米产 生 的 骨 痛 病 以 来 （世 界 “八 大 公 害 事 件 ”之 一），稻米重金属污 染 就 引 起 了 全 世 界 的 强 烈 关 注。
汤丽玲 指 ［８］ 出，土壤总 Ｃｄ含量和 ｐＨ 值是影响 农作物籽实 Ｃ 土壤理化性质指标的 情 况 下，水 稻 籽 实 的 Ｃｄ 含 量、 土壤总 Ｃｄ含量和土 壤 ｐＨ 值 之 间 具 有 一 定 的 相 关 关系，并得出它们之间的关系 方 程：ｌｏｇ（水 稻 Ｃｄ）＝ ０．３６９－０．０６８ｐＨ＋０．１５３ｌｏｇ（土壤 Ｃｄ）。
段飞舟等 对 ［１０］ 鞍山某污 灌 区 稻 田 土 壤、糙 米 以 及灌溉水中重金属 Ｃｄ、Ａｓ、Ｈｇ、Ｐｂ含量进行了采样 和分析。结果发现工业废水对土壤环境质量和稻米 品 质 的 影 响 较 大 ，应 避 免 直 接 用 于 农 田 灌 溉 。
刘宗平 分 ［１１］ 析 了 白 银 矿 区 周 围 农 田 土 壤 灌 溉 用 水 、牧 草 、农 作 物 、粮 食 和 动 物 全 血 、毛 皮 及 组 织 中 １２种矿物元素的含 量。 结 果 发 现 牧 草 中 Ｐｂ、Ｃｄ 的 平均 含 量 是 对 照 区 的 ９ 和 ６８０ 倍，粮 食 中 为 １０ 和 ３５倍；污 染 还 通 过 食 物 链 系 统 导 致 马 和 羊 发 生 Ｐｂ－Ｃｄ联 合 中 毒，呈 现 典 型 的 低 色 素 小 红 细 胞 性 贫 血和肝 脏、肾 脏 及 肺 脏 等 实 质 器 官 结 构 和 功 能 的
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倪小英等：稻米重金属污染及其治理研究进展／２０１４年第８期
污染标准和污染控制策略提供参考。
１ 稻 米 重 金 属 的 污 染 因 素 １．１ 生 长 土 壤 因 素
李东坡等 通 ［６］ 过分析土壤污染的原因、特 点、我 国土壤污染现状以 及 与 农 产 品 质 量 关 系，提 出 了 协 调人与自然关系，积 极 研 究 土 壤 环 境 污 染 的 控 制 方 法与修复技术；加强 无 污 染 生 产 资 料 的 开 发 技 术 研 究 ，减 轻 土 壤 环 境 污 染 ；走 节 约 资 源 ，提 高 效 率 ，减 少 污染的绿色农业发 展 之 路，确 保 粮 食 生 产 和 农 产 品 食用安全。
摘 要：随着国家对粮食质量安全的重视 ，国内研究者针对稻米重金属的污染及其 治 理 问 题 开 展 了 深 入 系 统 的 研 究。在分析国内外相关研究成果的基础上 ，阐述 了 生 长 土 壤、灌 溉 水、周 围 环 境 空 气 三 种 主 要 因 素 对 稻 米 污 染 的 影响，总结出四种稻米重金属污染治理方法 ，指出 稻 米 重 金 属 污 染 的 影 响 因 素 的 研 究 、稻 米 重 金 属 污 染 的 治 理 的 研究、重金属污染对稻米品质影响的研究将是今后的研究重点 ，为制订并完善稻米 重 金 属 污 染 标 准 和 污 染 控 制 策 略提供参考。 关 键 词 ：稻 米 ；重 金 属 污 染 ；影 响 因 素 ；治 理 中 图 分 类 号 ：Ｘ５０３．２３１；Ｓ５１１ 文 献 标 志 码 ：Ａ 文 章 编 号 ：１００３－６２０２（２０１４）０８－０００７－０４ Ｒｅｓｅａｒｃｈ ｐｒｏｇｒｅｓｓ ｏｆ ｈｅａｖｙ ｍｅｔａｌ ｐｏｌｌｕｔｉｏｎ ｏｆ ｒｉｃｅ ａｎｄ ｉｔｓ ｃｏｎｔｒｏｌ Ｎｉ Ｘｉａｏｙｉｎｇ１，Ｑｉｎ Ｓｈｉｍｉｎ２，Ｍｅｉ Ｇｕａｎｇ１，Ｘｕ Ｙａｎｘｉａ１，Ｈｏｎｇ Ｌｉｎｇ２，Ｄｅｎｇ Ｚｈｉｊｉａｎ１ （１．Ｈｕｎａｎ Ｐｒｏｖｉｎｃｅ Ｑｕａｌｉｔｙ Ｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇ Ｃｅｎｔｅｒ ｏｆ Ｇｒａｉｎ Ｏｉｌ Ｐｒｏｄｕｃｔｓ，Ｃｈａｎｇｓｈａ ４１０２１０，Ｃｈｉｎａ；２．Ｈｕｎａｎ Ｐｒｏｖｉｎｃｅ Ｃｅｒｅａｌ ａｎｄ Ｏｉｌ Ｓｃｉｅｎｔｉｆｉｃ Ｒｅｓｅａｒｃｈ ａｎｄ Ｄｅｓｉｇｎ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ，Ｃｈａｎｇｓｈａ ４１０２１０，Ｃｈｉｎａ） ＡＢＳＴＲＡＣＴ：Ａｌｏｎｇ ｗｉｔｈ ｔｈｅ ｉｍｐｏｒｔａｎｃｅ ｏｆ ｇｒａｉｎ ｑｕａｌｉｔｙ ａｎｄ ｓａｆｅｔｙ，ｈｅａｖｙ ｍｅｔａｌ ｐｏｌｌｕｔｉｏｎ ｏｆ ｒｉｃｅ ａｎｄ ｉｔｓ ｃｏｎｔｒｏｌ ｍｅｔｈｏｄｓ ｗｅｒｅ ｓｔｕｄｉｅｄ．Ｂａｓｅｄ ｏｎ ｔｈｅ ａｎａｌｙｓｉｓ ｏｆ ｒｅｌｅｖａｎｔ ｒｅｓｅａｒｃｈ ａｔ ｈｏｍｅ ａｎｄ ａｂｒｏａｄ，ｗｅ ｅｘｐｏｕｎｄｅｄ ｔｈｅ ｉｎｆｌｕｅｎｃｅ ｏｆ ｔｈｒｅｅ ｍａｉｎ ｆａｃｔｏｒｓ ｏｆ ｓｏｉｌ，ｉｒｒｉｇａｔｉｏｎ ｗａｔｅｒ ａｎｄ ａｍｂｉｅｎｔ ａｉｒ ｏｎ ｒｉｃｅ ｐｏｌｌｕｔｉｏｎ，ａｎｄ ｓｕｍｍａｒｉｚｅｄ ｆｏｕｒ ｋｉｎｄｓ ｏｆ ｈｅａｖｙ ｍｅｔａｌ ｐｏｌｌｕｔｉｏｎ ｃｏｎｔｒｏｌ ｍｅｔｈｏｄｓ， ａｎｄ ｐｏｉｎｔｅｄ ｏｕｔ ｔｈａｔ ｆａｃｔｏｒｓ，ｃｏｎｔｒｏｌ ｍｅｔｈｏｄｓ，ｔｈｅ ｅｆｆｅｃｔ ｏｎ ｒｉｃｅ ｑｕａｌｉｔｙ ｗｅｒｅ ｔｈｅ ｅｍｐｈａｓｉｓ ｏｆ ｆｕｔｕｒｅ ｒｅｓｅａｒｃｈ，ａｎｄ ｐｒｏｖｉｄｅｄ ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ ｆｏｒ ｆｏｒｍｕｌａｔｉｎｇ ａｎｄ ｉｍｐｒｏｖｉｎｇ ｔｈｅ ｓｔａｎｄａｒｄ ｏｆ ｈｅａｖｙ ｍｅｔａｌ ｐｏｌｌｕｔｉｏｎ ａｎｄ ｐｏｌｌｕｔｉｏｎ ｃｏｎｔｒｏｌ ｓｔｒａｔｅｇｙ ｏｆ ｒｉｃｅ． ＫＥＹＷＯＲＤＳ：ｒｉｃｅ；ｈｅａｖｙ ｍｅｔａｌ ｐｏｌｌｕｔｉｏｎ；ｉｎｆｌｕｅｎｃｉｎｇ ｆａｃｔｏｒｓ；ｔｒｅａｔｍｅｎｔ
相关 研 究 表 明，稻 米 重 金 属 污 染 的 程 度 主 要 取 决于两个方面：一 是 环 境 因 素，主 要 包 括 土 壤、灌 溉 水 和 环 境 空 气 的 质 量 ；二 是 水 稻 的 生 产 过 程 ，主 要 包 括产前品种 选 择、产 中 栽 培 植 保 以 及 产 后 收 割、翻 晒、储存和加工 等 因 素。 稻 米 重 金 属 污 染 的 治 理 目 标主要表现在两个 方 面：一 是 抑 制 重 金 属 对 水 稻 的 毒 害 和 提 高 其 产 量 ，减 少 水 稻 对 重 金 属 元 素 的 吸 收 ； 二是找出稻米不同 部 位 对 重 金 属 积 累 的 规 律，消 减 其进入食物链的机会。本文就上述各领域的国内外 最新研究进展进行 综 述，为 制 订 并 完 善 稻 米 重 金 属
甄宏 以 ［１３］ 沈大高速公路 为 研 究 对 象，采 集 高 速 公路旁种 植 的 粮 食 和 水 果 样 品，进 行 了 重 金 属 Ｐｂ 和 Ｃｄ 的 测 定。 通 过 分 析，发 现 沈 大 高 速 公 路 旁 粮 食和水果已受到不同程度的 Ｐｂ、Ｃｄ污染，其认为土 壤吸收和大气尘降是农作物中重金属的主要来源。
刘昭兵等 通 ［９］ 过 田 间 小 区 试 验，研 究 了 不 同 赤 泥施用量对酸性 Ｃｄ污染稻 田 （潮 泥 田）水 稻 生 长 及 吸收 累 积 Ｃｄ 的 影 响。 结 果 表 明，施 用 赤 泥 能 显 著 提高土壤ｐＨ 值，降低土壤有效态 Ｃｄ含量和减少水 稻 Ｃｄ累 积。 这 与 汤 丽 玲 的 ［８］ 研 究 成 果 基 本 一 致， 说明水稻的 Ｃｄ积累与 ｐＨ 值增加成负相关。 １．２ 灌 溉 水 因 素
李永华等 基 ［７］ 于 野 外 现 场 系 统 采 样，结 合 室 内 全 量 、形 态 含 量 检 测 技 术 ，分 析 了 湘 西 铅 锌 矿 区 几 类 粮食中 Ｐｂ 等 元 素 的 质 量 状 况 以 及 水 稻 植 株 中 Ｐｂ 的吸收和分配。结果发现湘西铅锌矿区粮食中存在 高 Ｐｂ污染风险，与对照相比，矿区稻米、玉米、黄 豆 等粮食中 Ｐｂ的平均含量分别增加２．４倍、１．２ 倍和 ３．３倍。粮食 Ｐｂ含量因品种不同、采集部位不同而 异；粮食 品 种 间 Ｐｂ 含 量 由 高 到 低 依 次 为：黄 豆、稻 米、玉米，植株部位间 Ｐｂ 含量由高到低依次 为：根、 茎叶、籽粒；认为稻根对 Ｐｂ表现出极强的束缚力和 耐受性。
２０１４，Ｎｏ．８ ｄｏｉ：１０．７６３３／ｊ．ｉｓｓｎ．１００３－６２０２．２０１４．０８．００３
粮食安全与品质控制 ７
稻米重金属污染及其治理研究进展
倪 小 英１，覃 世 民２，梅 广１，许 艳 霞１，洪 玲２，邓 志 坚１
（１．湖南省粮油产品质量监测中心，湖南 长沙 ４１０２０１；２．湖南省粮油科学研究设计院，湖南 长沙 ４１０２０１）
在我国，近２０年来，有 关 稻 米 中 有 毒 重 金 属 超 标 的 问题也日益突出 。 ［５］ 因此《重金属污染综合防治“十 二 五 ”规 划 》成 为 我 国 第 一 个 “十 二 五 ”国 家 规 划 。 在 全球性环境和粮食 安 全 日 益 受 到 关 注 的 今 天，稻 米 重金属污染对农业持续发展的冲击已经成为关系我 国国计民生的重大 问 题，国 内 外 也 不 断 涌 现 出 相 关 的研究报道。