应用籽粒苋修复镉污染农田土壤的潜力

针对农田土壤镉污染问题,采用超富集植物籽粒苋并配施不同组合的外源活化剂进行盆栽实验和田间实验,并测定籽粒苋及根系土壤中镉含量并计算富集系数。结果表明,在盆栽实验的不同处理组中,施加磷酸二氢钾(0.74 mmol·kg~(-1))、EDTA(2 mmol·kg~(-1))和柠檬酸(4 mmol·kg~(-1))最有助于提高籽粒苋对Cd的提取修复效率。田间实验中添加活化剂(EDTA和柠檬酸)后籽粒苋的根、茎和叶组织对Cd的富集能力分别是不添加活化剂处理组的2.10、1.84和2.76倍;与对照组相比,籽粒苋的根、茎和叶部分的Cd含量都显著提高(P0.05),这说明外源活化剂促进了籽粒苋对土壤中Cd的吸收,提高了修复效率。每年种植两茬籽粒苋并添加活化剂,Cd的去除率可达4%～10%。种植超富集植物并配施活化剂既可以提高修复效率,又可以节约修复成本。     

广西高镉异常区水田土壤Cd含量特征及生态风险评价

本研究调查了广西高镉异常区水田土壤中重金属Cd的含量水平,评估其对环境的潜在生态风险.通过初步筛查和详细调查两部分,分批次采集高镉异常区土壤样品共912件,测定土壤Cd含量,并运用单因子污染指数法和潜在风险指数法对水田土壤Cd污染程度及潜在风险进行评价.结果表明:①初查中自然土壤、水田土壤和旱地土壤Cd几何均值分别为0. 915、0. 591和0. 593 mg·kg~(-1).②详查中土壤p H为4. 6～8. 7,介于酸性和弱碱性间.若以《土壤环境质量标准》(GB15618-2018)为标准,平果县、天等县、大新县、隆安县和柳城县水田土壤样点Cd超标严重,融水县水田土壤样点无污染;以土壤基线值为评价标准,田东县、柳城县和融水土壤样点中Cd均为无污染状态;田阳县、平果县、天等县、大新县、隆安县和融安县水田土壤Cd处于轻度-中度污染的比例分别为:4. 2%、3. 7%、14. 9%、2. 6%、7. 1%和1. 4%.③9个县市水田土壤中Cd呈现不同级别潜在生态风险.天等县、大新县和隆安县部分水田土壤样点Cd处于高等生态风险,比例为4. 3%、2. 6%、2. 4%;田阳县、平果县、融安县和柳城县水田土壤Cd表现为中-中高等潜在风险;田东县和融水县处于低潜在生态风险.总体上,研究区水田土壤中Cd整体偏高,长此以往可能会对水稻安全种植产生影响,最终对当地居民产生健康威胁,应引起重视.建议开展对研究区土壤镉生物有效性和水稻镉累积状况研究,以便科学合理地评估其生态风险和健康风险.     

广西西江流域土壤镉含量特征及风险评估

为了解广西西江流域土壤Cd含量分布特征及风险,结合土地利用方式进行大规模抽样调查,采集有色金属矿区土壤、农田土壤（水田土壤和旱地土壤）和自然土壤共2512个样品,测试其Cd含量.结果表明,西江流域土壤Cd的背景值为0.514 mg·kg^-1,显著高于前人研究结果（0.148 mg·kg^-1）和广西土壤背景值（0.267 mg·kg^-1）;旱地、水田、矿区土壤Cd含量分别为0.559、0.787、5.71 mg·kg^-1,水田土壤和矿区土壤Cd含量显著高于自然土壤;以西江流域土壤Cd含量背景值和基线值为限定值,超标率分别为51.2%、66.7%、77.8%和35.2%、39.6%、71.4%,矿区土壤和农田土壤都有明显的Cd积累趋势;从土壤Cd空间分布及污染特征来看,西江流域总体土壤Cd含量为0.726 mg·kg^-1,高Cd含量斑块主要集中在西江流域上游河池地区的南丹县、大化县、都安县、环江县和宜州市,以及柳江县、武宣县和象州县等地区,这些地方出现了重度甚至极重度污染、中等-强污染累积程度和高等-极高等潜在生态风险.总体上,广西西江流域上游地区的农业土壤、矿区土壤Cd污染问题突出,属于高Cd风险区域,土壤生态状况不容乐观,这主要与上游矿业密集区的矿业活动和地质高背景Cd有关,长期居住在矿区及周边地区的居民,以及食用这一区域生产的农产品,可能对部分当地居民的健康产生危害.建议进一步通过土壤-植物-人体体系展开镉风险评估,同时采取相应措施以控制风险.     

桂西南地球化学异常区农田重金属空间分布特征及污染评价

为了解桂西南地球化学异常区土壤Cd、Cu、Ni、Pb和Zn的空间分布特征及污染状况,共采集自然土壤和农田土壤256个并分析重金属含量.结果表明:①自然土壤Cd、Cu、Ni、Pb和Zn背景值分别为0. 890、32. 58、51. 50、55. 57和168. 1mg·kg~(-1).农田土壤(n=193) pH值在4. 8～7. 9之间,Cd、Cu、Ni、Pb和Zn几何均值分别为0. 637、30. 76、27. 04、39. 59和123. 9 mg·kg~(-1);②Kriging插值结果显示农田Cd、Ni、Pb和Zn空间分布特征较为相似,高含量区主要集中在崇左—龙州一带;田林县、凌云县、百色市和田阳县农田Cu含量最高;③以《土壤环境质量农用地土壤污染风险管控标准》(GB 15618-2018)和土壤基线值为标准,农田Cd、Cu、Ni、Pb和Zn的超标率分别为57. 5%、6. 2%、0. 5%、3. 6%、10. 9%和4. 1%、14. 0%、0. 5%、2. 1%和2. 1%.综合污染指数表明,天等县、隆安县、大新县、龙州县和崇左市表现出较严重的复合污染特征.研究区地层发育时代齐全,构造性质复杂,矿床种类繁多,母质(岩)自身具有较高含量重金属,进而在风化成土过程土壤继承母质(岩)中的重金属,是桂西南地球化学异常区土壤具有较高背景值(特别是Cd元素)的最主要自然因素.     

贵州省旱地土壤和玉米As含量特征及其种植安全性评估

为了解贵州省旱地土壤和玉米籽粒As含量分布特征,并评估其玉米种植的安全性,采集自然土壤样品468个,旱地表层土壤样品1260个,相应玉米籽粒样品980个,测定其As含量和土壤基本理化性质,运用单因子污染指数法对样品污染程度进行评价.结果表明:①旱地土壤ω(As)范围为0.35~758.53 mg·kg^-1,几何平均值为23.28 mg·kg^-1,经独立样本T检验,贵州省旱地土壤的ω(As)显著高于自然土壤的21.29 mg·kg^-1(P<0.05),表明旱地土壤存在As累积效应;与《农用地土壤污染风险管控标准》(GB 15618-2018)筛选值相比,土壤样品超标率为33.81%.②玉米籽粒ω(As)范围为0.001~0.868 mg·kg^-1,几何平均值为0.064 mg·kg^-1,0.61%的玉米籽粒样品超过《食品中污染物限量》(GB 2762-2017)的限值,超标点位分布于毕节市、黔西南州和铜仁市.③将玉米籽粒作为饲料和粮食使用时,贵州省旱地土壤均可以安全种植玉米.研究表明贵州省旱地土壤As污染较严重,整体上可实现玉米安全种植,但涉As有色金属矿区周边种植玉米需要加以关注.     

省级尺度土壤As迁移转化与水稻安全种植区划：以贵州省为例

为探究贵州省水田土壤和稻米As含量分布特征,及稻米食用健康风险并评估水稻安全种植性,采集水田土壤样品209个,水田土壤-水稻样品1 567组,测定其As含量和土壤基本理化性质,运用单因子污染指数法对样品污染程度进行评价.结果表明： ①贵州省水田土壤主要呈中性,其保肥能力和有机质含量均为中等以上水平,土壤较为肥沃.水田土壤ω（As）范围为0.042~91.75 mg·kg^-1,几何均值为10.03 mg·kg^-1,经独立样本T检验,水田土壤As累积效应低于自然土壤As（P<0.05）.与《农用地土壤污染风险管控标准》（GB 15618-2018）筛选值（0.2 mg·kg^-1）相比,土壤样品超标率15.37%.②稻米ω（As）范围为0.001~0.937 mg·kg^-1,几何平均值为0.108 mg·kg^-1,10.21%的稻米样品超过《食品中污染物限量（试行）》（GB 2762-2022）的限值,超标点位主要分布于黔南州的中北部和遵义南部县区等工矿业活动区周围.③经大米摄入的As对成人和儿童存在非致癌风险和致癌风险,且对儿童的影响大于成人.贵州省水田稻米安全种植区划未见严格管控区域,水稻可实现安全种植.     

柳州地源性镉异常区稻米重金属积累效应与健康风险

为探讨地源性镉异常区土壤重金属在稻米中迁移转化特征,并评估水稻安全种植性,以广西柳州市典型地区水田为研究对象,共采集土壤与稻米成对样品91组,测试Cd等重金属、土壤pH和有机质含量.结果表明：①与背景值相比,水田土壤Cd、Cu、Ni和Zn分别超背景值92.31%、34.07%、36.26%和90.11%;与相关标准中的筛选值相比,Cd和Zn含量的点位超标率为30.53%和25.26%,超标点位主要分布于浮石镇;②稻米Cd和Ni含量的点位超标率分别为35.16%和3.30%,其中大良镇稻米Cd富集系数最高且稻米Cd超标率最高;③相关性分析显示,土壤pH是稻米重金属的主要影响因子,且稻米Cd和Ni具有相似来源;④稻米健康风险评价结果显示,大良镇稻米Cd的THQ值大于1.0,说明该地区稻米Cd存在潜在健康风险.所有乡镇TTHQ值均大于1.0,且显示出儿童高于成年女性,成年女性高于成年男性,表明合理的膳食结构对于预防不同年龄和性别的重金属摄入至关重要.因此,柳州地源性镉异常区水稻种植存在一定的风险,需要针对性采用不同的安全利用措施加以管控.     

贵州省旱地土壤Hg污染状况与玉米安全生产评估

贵州省是我国Hg产量和储量最大的省份,玉米是其第二大粮食作物,有必要摸清贵州省土壤Hg含量状况,并评估其玉米生产安全性.在玉米主产区采集了990组土壤-玉米样品和270个土壤单一样品,测定土壤pH、阳离子交换量(CEC)和有机质(SOM)含量,以及土壤和玉米中Hg含量.结果表明,贵州省旱地土壤pH在3.93～9.82之间,ω(SOM)几何均值为27.5 g·kg^-1,CEC几何均值为11.7 cmol·kg^-1;土壤ω(Hg)范围为0.005～686 mg·kg^-1,几何均值为0.632mg·kg^-1,样点超标率为7.22%;其中,铜仁市土壤Hg污染最突出,超标率达21.3%;就县级而言,黔东南苗族侗族自治州丹寨县、铜仁市万山区和碧江区土壤Hg点位超标率较高;基于《食品安全国家标准食品中污染物限量》(GB 2762-2017),玉米籽粒Hg含量超标率为1.11%,超标点位主要分布于铜仁市万山区和安顺市西秀区等工矿业活动区周围.由结果可知,贵州省存在土壤Hg污染严重的情况,整体上玉米可实现安全种植,但...     

桂西南土壤镉地质异常区水稻种植安全性评估

为评估镉地质异常区水稻种植的安全性,在广西西南地区采集自然土壤41件,稻田土壤479件,相应水稻样品432组,测定其Cd、Cu、Ni和Zn含量以及土壤基本理化性质.运用单因子污染指数法（P_i）对样品污染程度进行评价,运用相关性分析探究影响稻米中重金属含量的主要因子.结果表明：①稻田土壤pH为6.8;有机质含量为39.00 g·kg^-1;基于《土壤环境质量标准农用地土壤污染风险管控标准》（GB 15618-2018）的风险筛选值,土壤中Cd、Cu、Ni和Zn超标率分别为60.75%、2.09%、0.83%和1.88%;②稻米Cd和Ni超标率分别为9.03%和4.39%,考虑秸秆作为饲料和有机肥原料,其Cd相应超标率分别为6.94%和1.16%.③相关性分析表明,土壤pH、有机质、重金属总量和有效态含量均是影响稻米中重金属含量的主要因子.研究区稻米Cd、Ni均存在一定超标现象,可通过种植低积累水稻品种等措施降低稻米中重金属含量.     

广西西江流域土壤重金属背景值再研究

为深入探究广西西江流域土壤重金属背景值状况,在大规模系统采样的基础上,从2864件土壤样品中筛选出处于自然状态下的土壤样品.通过计算不同均值并分析比较后重新提出广西西江流域土壤重金属背景值.研究结果表明,西江流域各土壤重金属背景值为(mg·kg~(-1)):As17.04、Sb 5.08、Cd 0.56、Pb 50.72、Cu 20.79、Ni 26.47、Zn 67.34、Cr 82.66.与以前研究结果相比,本研究新提出的As、Cu、Ni、Zn、Cr背景值略有差异,差异在5%以内,而Cd、Pb背景值则分别为《土壤背景值研究方法及广西土壤背景值》研究结果的4.2、2.5倍,Sb则是全国土壤背景值的4.8倍.偏高的主要原因是西江流域上游地区的南丹县、金城江、环江县、都安县、大化县、宜州市处于地球化学异常区,该区域Cd、Pb、Sb含量十分异常,使得土壤中重金属含量整体偏高.重新提出的背景值可为该流域土壤环境研究提供参考,同时为制定土壤环境质量标准提供重要依据.