酸雨胁迫下农业污染土壤中重金属Cd、Pb生物有效性

摘要

酸雨胁迫下土壤中重金属的迁移、转化过程，除了与土壤中的重金属总量有关外，更大程度上取决于其在土壤中的存在形态。因此，开展对农业土壤重金属的污染评价分析，研究土壤重金属（Cd、Pb）的生物有效性，对评价农业土壤种植环境的质量安全及蔬菜食用安全性具有重要的现实意义。
　　对82份菜园土壤重金属含量进行了测定，并采用单项污染指数、内梅罗综合污染指数法、地质积累指数法和潜在生态风险评价法对土壤的重金属污染现状进行评价分析。结果表明：所采集的土壤样品存在一定程度的重金属污染，主要表现为Cd、Pb和Hg的污染，且Zn、Cu、Ni、Cr和As具有伴随污染的特点。潜在生态风险评价结果表明，TA134、JM040和JM024土壤样品的重金属潜在生态风险指数（RI）分别为984、866和674，均大于强生态危害标准（RI≥600），尤其受Cd和Pb的污染特别严重。
　　选择受Cd、Pb不同污染程度的四份土壤即A、B、C和D，利用修正的BCR连续提取法，评价土壤中Cd、Pb的生物有效性。BCR连续提取的前二个形态的总量占土壤总Cd的72.76％-90.37%；占土壤总Pb的3.55%-45.72%。模拟不同pH值的酸雨浸泡后土壤中重金属Cd、Pb均有不同程度的释放，酸雨pH值越小，释放量越大。结果表明通过调控土壤pH值可降低土壤中Cd、Pb的生物有效性，对控制土壤Cd和Pb污染有一定意义。
　　利用盆栽实验研究植物对土壤Cd、Pb的吸收机制，同时利用改进的BCR连续提取法研究种植前后土壤Cd、Pb形态，测定蔬菜中的含量，并利用DMT技术测定自由离子浓度。结果表明，土壤酸可溶态Cd、Pb的变化最明显，说明这部分的Cd、Pb最易被植物吸收利用，生物活性最强；残渣态Cd、Pb变化较小，说明该形态的Cd、Pb比较稳定，不易吸收或向其它形态转化。利用道南膜技术测定所得的Cd2+的自由态浓度与模型计算的结果吻合很好,而Pb2+的自由态浓度要稍高于模型的计算结果。芥菜Pb的生物富集系数远小于Cd的富集系数，研究结果为进一步控制土壤污染，提高蔬菜食用安全性提供了理论依据。

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第1章 引言

1.1 土壤中Pb和Cd的污染和危害

1.2 土壤重金属污染评价

1.3酸雨对土壤中Cd、Pb的影响

1.4 土壤中Cd 和Pb的生物有效性研究方法

1.5 选题依据及研究内容

第2章 厦门农业土壤重金属污染调查与评价

2.1 采样点概况

2.2 试验部分

2.3 结果讨论

2.4 本章小结

第3章 酸雨浸泡下重金属释放行为的研究

3.1 试验部分

3.2 结果与分析

3.3 小结

第4章 酸雨胁迫下土壤重金属Cd、Pb生物有效性

4.1 试验部分

4.2 结果与分析

4.3 本章小结

第5章 结论与展望

5.1 实验主要结论

5.2 研究展望

致谢

参考文献

附录