土壤和水稻鎘污染調(diào)查及土壤鎘安全閾值論證.pdf

1、我國現(xiàn)行《土壤環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》(GB15618-1995)中鎘(Cd)元素標(biāo)準(zhǔn)值公布20多年來一直有很多爭議，因此有必要對其進(jìn)行合理性論證，有助于為保護(hù)土壤環(huán)境質(zhì)量、控制農(nóng)作物中Cd的濃度提供依據(jù)。通過分析土壤中Cd的濃度和水稻中Cd的濃度來研究Cd在土壤-水稻系統(tǒng)中的遷移積累規(guī)律，對未來修復(fù)土壤Cd污染，降低水稻中Cd和其他有關(guān)重金屬的污染程度具有重要的指導(dǎo)意義。
　　本研究選擇了我國主要糧食作物水稻為研究對象。前期對全國范圍內(nèi)C

2、d污染嚴(yán)重的地區(qū)的土壤和水稻進(jìn)行了調(diào)查分析;后期研究通過水稻盆栽實(shí)驗(yàn)，選用全國Cd污染相對較小地區(qū)的8份水稻土，添加一系列濃度的外源Cd，研究土壤和水稻之間Cd污染的相關(guān)性并對土壤Cd閾值進(jìn)行了合理性的論證。以下是本文的主要研究結(jié)論:
　　(1)對調(diào)查的結(jié)果進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，結(jié)果表明，82％的土壤樣品Cd濃度超過了《土壤環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》中鎘的二級標(biāo)準(zhǔn)（0.3 mg/kg，pH＜7.5;0.6 mg/kg，pH＞7.5），59％的點(diǎn)對點(diǎn)水

3、稻樣品Cd濃度超過了國家食品安全標(biāo)準(zhǔn)（0.2 mg/kg）。這是因?yàn)樵谇捌诓蓸狱c(diǎn)的選擇是根據(jù)全國范圍內(nèi)Cd污染相對嚴(yán)重的地區(qū)進(jìn)行選擇的，導(dǎo)致了最終測得的土壤和水稻的整體Cd濃度超標(biāo)率過高。研究還發(fā)現(xiàn)土壤的本底Cd濃度與稻米中的Cd濃度和土壤pH值之間存在一定的相關(guān)性(R2=0.13，p＜0.01)。但是由于水稻的品種、土壤的類型和生長的自然環(huán)境有很大差異，相關(guān)系數(shù)較低，不能很好地解釋稻米Cd含量的差異。另外，土壤中Zn與Pb的相關(guān)性顯著

4、(r=0.85，p＜0.01)，說明這兩種重金屬可能同時(shí)污染土壤。以省份調(diào)查統(tǒng)計(jì)超標(biāo)情況，湖南省(n=55)的土壤超標(biāo)率為89％，稻米超標(biāo)率為71％;廣東省(n=84)土壤超標(biāo)率為74％，稻米超標(biāo)率為67％;廣西省(n=88)土壤超標(biāo)率為89％，稻米超標(biāo)率為53％，之所以這些地區(qū)樣品超標(biāo)率高，與樣品大部分采自Cd污染土壤有關(guān)。這種現(xiàn)狀也與現(xiàn)行的土壤環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)中Cd的標(biāo)準(zhǔn)值制定相對嚴(yán)格有關(guān)，所以需要通過一系列論證來對其修改與完善。

5、>　　(2)水稻盆栽實(shí)驗(yàn)的結(jié)果表明，土壤Cd濃度的升高，相應(yīng)水稻（籽粒和秸稈）的Cd濃度升高，并且秸稈Cd濃度遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于籽粒中Cd濃度，兩者相差4～6倍?？捎肅ubic，Sigmoid和Logarithm方程對稻米和土壤Cd濃度的關(guān)系進(jìn)行擬合，R2全部大于0.9，p值都小于0.01或0.05。通過對擬合方程的計(jì)算推算出，在保證稻米Cd濃度低于或等于國家安全標(biāo)準(zhǔn)0.2 mg/kg的前提下，八種水稻土的Cd安全閾值。從大到小依次是:寧波水稻土

6、（4.37 mg/kg）＞湘鄉(xiāng)水稻土（4.11 mg/kg）＞河池紅壤（2.24 mg/kg）＞都江堰水稻土（1.29 mg/kg）＞宜昌水稻土（1.06 mg/kg）＞合肥水稻土（0.91 mg/kg）＞泉州水稻土（0.72 mg/kg）＞盱眙黃棕壤(0.70 mg/kg)，不同地區(qū)的土壤Cd的安全閾值差異很大。分析土壤性質(zhì)后發(fā)現(xiàn)，土壤pH和土壤粘粒這兩個因素相結(jié)合后與土壤安全閾值有顯著的線性相關(guān)性(R2=0.89，p＜0.05)。這