成都平原土壤重金屬形態(tài)特征及其生物有效性研究.pdf

1、在分析成都平原土壤中重金屬總量和各形態(tài)含量及分布的基礎(chǔ)上，比較了不同作物對重金屬累積程度的差異，并通過相關(guān)性和灰色關(guān)聯(lián)度分析，探討了重金屬形態(tài)與不同植物的累積量的關(guān)系。同時，借助于重金屬形態(tài)與土壤主要理化性質(zhì)的關(guān)系，進一步分析了影響重金屬有效性的主要土壤性質(zhì)，在此基礎(chǔ)上初步擬訂了土壤重金屬形態(tài)參考標準。 成都平原不同重金屬形態(tài)(可交換態(tài)、碳酸鹽結(jié)合態(tài)、鐵錳氧化物結(jié)合態(tài)、有機結(jié)合態(tài)、殘渣態(tài))含量的描述性統(tǒng)計分析表明，除土壤Cd以鐵

2、錳氧化物結(jié)合態(tài)為主外，其余四種元素Pb、Cr、Cu、Zn則以殘渣態(tài)為主。五種重金屬元素的形態(tài)含量大小排序為，Cd為鐵錳氧化物結(jié)合態(tài)＞殘渣態(tài)＞碳酸鹽結(jié)合態(tài)＞有機結(jié)合態(tài)＞可交換態(tài)，Pb、Cr、Cu、Zn均為殘渣態(tài)＞有機結(jié)合態(tài)＞鐵錳氧化物結(jié)合態(tài)＞碳酸鹽結(jié)合態(tài)＞可交換態(tài)。同時，土壤重金屬元素的活性態(tài)(可交換態(tài)+碳酸鹽結(jié)合態(tài)+鐵錳氧化物結(jié)合態(tài)+有機結(jié)合態(tài))含量所占總量的比例相差較大，其中所占比例最大的是Cd，最小的是Cr。從土壤中各重金屬形態(tài)含量

3、的變異系數(shù)來看，除碳酸鹽結(jié)合態(tài)Cd和鐵錳氧化物結(jié)合態(tài)Cu屬于強變異外，其余所有形態(tài)重金屬含量的變異系數(shù)均介于25％～75％之間，屬于中等變異?；钚詰B(tài)重金屬的空間插值分析表明，在成都平原北部的都江堰、德陽、彭州、廣漢地區(qū)活性態(tài)重金屬含量較高；南部的雙流、邛崍地區(qū)除活性態(tài)Pb的活性較高外，其余的重金屬活性相對較低；東南部地區(qū)的Cd、Zn、Cu活性也較高。 小麥籽粒中Pb、Cd、Cr、Cu、Zn的含量平均值依次為0.75、0.09、0

4、.74、6.72、32.36mg/kg；水稻籽粒中Pb、Cd、Cr、Cu、Zn的含量平均值依次為0.65、0.11、0.18、4.71、19.71mg/kg；油菜籽粒中Pb、Cd、Cr、Cu、Zn的含量平均值依次為0.59、0.11、0.62、5.61、36.29mg/kg。應(yīng)用農(nóng)業(yè)部頒布的食品重金屬限量標準評價的結(jié)果表明：小麥中的Pb、Cd、Cr、Cu均存在一定程度的超標，而水稻只有Pb和Cd存在較輕微的超標。從累積率來看，水稻、小麥

5、、油菜籽對不同重金屬的累積順序均為Cd＞Zn＞Cu＞Pb＞Cr。Cr、Cu被不同作物的累積順序為小麥＞油菜＞水稻；Pb為小麥＞水稻＞油菜；Zn為油菜＞小麥＞水稻；Cd為油菜＞水稻＞小麥。重金屬在油菜體內(nèi)各器官的分布在各元素間存在較大差異，Pb、Cd在油菜各部位的累積規(guī)律為：殼部＞莖部＞根部＞籽粒；Cr、Cu在油菜各部位的累積規(guī)律為：根部＞殼部＞籽粒＞莖部；Zn在油菜各部位的累積規(guī)律為：籽粒＞根部＞殼部＞莖部。 作物籽粒重金屬含量

6、與土壤中重金屬形態(tài)的關(guān)系分析表明，水稻中的Pb含量與土壤有機結(jié)合態(tài)Pb呈極顯著正相關(guān)性，Cd含量與可交換態(tài)、碳酸鹽結(jié)合態(tài)、鐵錳氧化物結(jié)合態(tài)Cd均呈極顯著正相關(guān)，Cr含量與土壤碳酸鹽結(jié)合態(tài)Cr呈顯著正相關(guān)，Cu含量與土壤中可交換態(tài)Cu和碳酸鹽結(jié)合態(tài)Cu呈顯著正相關(guān)，Zn含量與土壤有機結(jié)合態(tài)Zn呈顯著正相關(guān)。小麥中的Pb含量與土壤有機結(jié)合態(tài)Pb呈極顯著正相關(guān)，Cd含量與土壤中可交換態(tài)Cd、碳酸鹽結(jié)合態(tài)Cd、鐵錳氧化物結(jié)合態(tài)Cd均呈極顯著正相

7、關(guān)，Zn含量與土壤可交換態(tài)Zn、有機結(jié)合態(tài)Zn呈顯著正相關(guān)，而Cr、Cu含量僅與土壤可交換態(tài)Cr、Cu含量呈顯著正相關(guān)。油菜籽中的Pb含量與土壤可交換態(tài)、碳酸鹽結(jié)合態(tài)Pb呈顯著正相關(guān)，Cr含量與土壤中可交換態(tài)Cr含量呈極顯著正相關(guān)，Cu含量與土壤可交換態(tài)、碳酸鹽結(jié)合態(tài)、鐵錳氧化物結(jié)合態(tài)、有機結(jié)合態(tài)Cu均呈極顯著正相關(guān)，Zn含量與土壤可交換態(tài)Zn含量呈極顯著正相關(guān)，油菜籽中的Cd含量與各形態(tài)Cd相關(guān)性都不顯著，但在P≤0.1時通過倒數(shù)曲線

8、模型模擬兩者的關(guān)系發(fā)現(xiàn)，油菜籽中的Cd含量與土壤可交換態(tài)Cd呈正相關(guān)。 土壤重金屬生物有效性的影響因素分析表明，影響土壤中Pb對水稻、小麥有效性的主要因素是有機質(zhì)、粘粒、砂粒、CEC，而pH和有機質(zhì)則是影響土壤中Pb對油菜有效性的主要因素；影響土壤中Cd對水稻、小麥、油菜有效性的主要因素是中細粉粒、容重、pH。影響土壤中Cr對水稻有效性的主要因素是粘粒，但土壤性質(zhì)對土壤中Cr的小麥、油菜的有效性影響不明顯。影響土壤中Cu對小麥、

9、油菜有效性的主要因素是有機質(zhì)，同時粘粒、砂粒也影響Cu對油菜的有效性。影響土壤中Zn對水稻有效性的因素是粘粒、容重和有機質(zhì)，影響土壤中Zn對小麥有效性的因素是粘粒、容重、有機質(zhì)和pH，影響土壤中Zn對油菜有效性的因素是pH。 應(yīng)用生態(tài)環(huán)境效應(yīng)法，建立了土壤—植物—人的系統(tǒng)，運用三種不同的方法推算土壤中各形態(tài)重金屬(Pb、Cd、Cr、Cu、Zn)的最高允許濃度，若以活性態(tài)表示，其限量標準分別為18.60、0.33、7.14、10.