芋和茭白重金屬累積特性及主產(chǎn)區(qū)殘留量檢測與風(fēng)險評估.pdf

1、通過盆栽試驗，分別設(shè)計6個鉛(Pb)和鎘(Cd)濃度梯度預(yù)處理土壤，研究了不同濃度重金屬脅迫下芋不同器官中Pb或Cd的富集規(guī)律及對生長發(fā)育的影響;同時，通過對5個芋產(chǎn)區(qū)和4個茭白產(chǎn)區(qū)進(jìn)行取樣調(diào)查，檢測了各產(chǎn)區(qū)土樣和植物樣(芋各器官包括母芋、子芋、葉柄和葉片;茭白各器官包括茭白和葉片)中Pb、Cd和砷(As)的含量，并應(yīng)用內(nèi)梅羅綜合污染指數(shù)法(NCPI)、潛在生態(tài)風(fēng)險指數(shù)法(PERI)和地球累積指數(shù)法(GAI)三種指數(shù)法和富集因子對土壤重

2、金屬生態(tài)危害及在芋和茭白中的遷移與富集進(jìn)行了分析和評價。每日可能攝入量(EDI)和目標(biāo)風(fēng)險系數(shù)(THQ)來評估重金屬在可食用器官中累積的健康風(fēng)險。主要結(jié)果如下:
　　 1.外施Pb、Cd，Pb和Cd能很好地在土壤中富集，土壤中Pb或Cd的含量與對照有顯著差異，且有明顯的劑量效應(yīng)。在Pb污染土壤中(≥250 mg/kg)，芋各器官中Pb的富集均顯著高于對照，在低外施濃度Pb(500 mg/kg)脅迫下，Pb的含量大小為葉片＞可食用

3、球莖＞葉柄，而當(dāng)外施濃度大于500 mg/kg時，可食用球莖＞葉片＞葉柄;低濃度Cd（0.5 mg/kg）脅迫下，芋各器官中Cd的富集與對照沒有明顯差異;繼續(xù)增加Cd濃度到1.5 mg/kg時，Cd的富集有明顯增加，且葉柄＞可食用球莖＞葉片。
　　 2.Pb或Cd脅迫下，芋的功能葉片數(shù)和子芋分蘗數(shù)的變化不大，但株高和葉長、葉寬有一定的變化，其中，Pb脅迫表現(xiàn)為抑制作用，Cd則相反;
　　 3.Pb或Cd脅迫對芋生理生化有

4、一定的影響。在發(fā)棵期，Pb脅迫使葉綠素和可溶性糖含量先升高后下降，MDA和可溶性蛋白含量增加;Cd脅迫使葉綠素、MDA、可溶性糖和可溶性蛋白含量均增加，且Pb或Cd脅迫都導(dǎo)致SOD活性下降，CAT和POD活性增強(qiáng)。在膨大期，Pb脅迫下的葉綠素含量變化并不明顯，但MDA含量增加，可溶性糖和可溶性蛋白含量先增加后下降;Cd脅迫使葉綠素含量下降，MDA和可溶性蛋白含量增加，可溶性糖先下降后上升。
　　 4.Pb或Cd脅迫可導(dǎo)致芋產(chǎn)量有

5、一個明顯的下降，其中不同濃度Pb脅迫分別導(dǎo)致芋產(chǎn)量比對照下降34.2％、46.6％、45.1％、52.2％和53.5％，不同濃度Cd脅迫則分別為56.5％、38.3％、21.9％、38.9％和31.8％。
　　 5.在芋、茭白產(chǎn)區(qū)土壤中，除GX-LJV、ZJ-WJW和ZJ-HZ樣本中Cd的殘留量超過《土壤環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》(GB15618-1995)，超標(biāo)率分別為50％、20.8％和15.0％，其它產(chǎn)區(qū)土壤Pb、Cd和As都未超標(biāo)。

6、應(yīng)用NCPI、PERI和GAI評價可以得到一致結(jié)果為:相比Pb和As，各產(chǎn)區(qū)土壤Cd的殘留量更高，對農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境的危害性更大。具體表現(xiàn)為:GX-LP和ZJ-YH樣本Cd最大值處于較高生態(tài)風(fēng)險，而綜合評價為中度生態(tài)風(fēng)險，相應(yīng)地也有最高的SPI和Igeo; HB-HC、JX-YS、ZJ-JH和ZJ-TX樣本最大和平均Cd都呈現(xiàn)中度生態(tài)風(fēng)險;同時較高的地球累積指數(shù)(Igeo＞0)表明GX-LP、FJ-FD、JX-YS、ZJ-YH也可能受到Pb

7、污染的威脅。
　　 6.富集因子(Bioaccumulation factor)結(jié)果表明，在芋產(chǎn)區(qū)，Pb和As從土壤向芋遷移的能力較小，Cd較大，富集因子大小表現(xiàn)為Cd＞As＞Pb，這和盆栽試驗中Pb更多積累在地下球莖，而Cd在葉柄中富集最多的結(jié)果是一致的;但在茭白產(chǎn)區(qū)，茭白各器官對Pb、Cd和As的吸收和富集主要表現(xiàn)為:As＞Cd＞Pb，且Pb、Cd主要富集在葉片中，而As則主要富集在肉質(zhì)茭中。
　　 7.芋產(chǎn)區(qū)Cd污

8、染更嚴(yán)重，其中與GX-LP產(chǎn)區(qū)個別土壤樣本受污染相對應(yīng)地，個別植物樣本也受到Cd的污染，以及在無Cd污染土壤下JX-YS所有植物樣本Cd受到污染;在茭白產(chǎn)區(qū)，同一產(chǎn)區(qū)的樣本表現(xiàn)出了不同步性，如AH-YX樣本中的AH-YBV2、AH-DXV和AH-SJV葉片中Cd含量超過了相關(guān)限量標(biāo)準(zhǔn)，但其它樣本甚至低于檢出限，這進(jìn)一步說明農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上重金屬污染的來源更加復(fù)雜，人為因素可能是重金屬污染的一個重要來源。
　　 8.參照中國國家《食品污

9、染物限量》(GB2762-2005)，在外施Pb或Cd污染的土壤中，芋食用部位可高富集Pb而Cd相對較低，母芋和子芋中最高富集濃度分別是食品衛(wèi)生限量標(biāo)準(zhǔn)的53.2和21.7倍，Cd僅為2.48和1.85倍。健康風(fēng)險系數(shù)分析可知，盡管在芋、茭白各產(chǎn)區(qū)僅少數(shù)食用器官（母芋、子芋和茭白）樣本受到Pb或Cd污染，其中，僅JX-YS產(chǎn)區(qū)芋產(chǎn)品器官Cd超標(biāo)嚴(yán)重，對應(yīng)地兒童THQ大于1.0而成人接近1.0，表明可能存在Cd的健康風(fēng)險;各產(chǎn)區(qū)As殘留量