土壤镉污染与稻米镉富集关联性研究

摘要

土壤是人类赖以生存的基础，Cd是一种剧毒的重金属元素，其通过食物链途径可以累积于人体内。稻米是人类主要的粮食作物，人体摄入Cd主要通过稻米。因此通过吸收系数研究土壤镉污染与稻米镉富集的关联性，并以此为依据筛选稻米Cd风险种植区，可以避免镉米对人体产生危害。为满足数据保密性需要和提高使用便捷性，建立了研究用数据库。以市、县、镇不同尺度探讨了区域吸收系数的差异性，并研究了造成差异性的原因，探讨了四种有效态方法对稻米Cd的预测能力，并基于上述研究结果筛选了稻米镉风险种植区。主要研究结论如下:
　　(1)对不同区域吸收系数差异性进行了描述性统计，结果表明:市、县、镇都为中高度变异。不同区域吸收系数差异性的方差分析表明，研究所选用的不同市、不同县吸收系数存在普遍的显著差异，而在同一县的不同镇之间几乎不存在显著性差异，因此选取县为尺度来确定区域吸收系数。
　　(2)吸收系数差异性的最主要影响因素为pH值，整体上呈现随着pH值升高吸收系数下降的趋势。当细化pH间隔到0.1时，吸收系数在4.8～6.0区间几乎没变化，但当pH为6.0～6.3时出现吸收系数下降突变点。当土壤pH为小于6.0时，吸收系数最高，且变化平缓;当土壤pH大于下降突变点时，吸收系数急剧下降;当土壤pH大于7.0时吸收系数降到最低。
　　(3)土壤有机质、土壤质地、土壤类型也会对吸收系数产生影响，但影响性远小于土壤pH值。不同土壤污染程度下吸收系数随污染程度升高而降低。土壤Zn/Cd也会影响吸收系数，吸收系数较大的地区土壤Zn/Cd比较小，且土壤Zn/Cd比大于稻米Zn/Cd比，可能原因是Zn抑制稻米对Cd的吸收和Cd在稻米中的迁移转化。
　　(4)有效态测定DGT方法、CaCl2方法都可以作为预测稻米Cd的有效方法。当土壤Cd有效率很低时，稻米Cd的吸收系数显著低于其它有效率时的吸收系数。当有效率高于某一值后，不同有效率下稻米Cd的吸收系数无显著差异。当pH值降低时，土壤Cd有效率有升高的趋势;土壤pH大于7.0时，土壤Cd有效率降至最低。
　　(5)本研究对湖南、广东、浙江进行了稻米Cd风险种植区筛选。结果表明，湖南地区稻米种植区Cd风险程度高于广东，广东又高于浙江。浙江的稻米种植区Cd风险几乎都为安全级别。

目录

声明

摘要

第一章 引言

1．1 选题依据

1．2 土壤重金属镉污染

1．2．1 土壤镉污染现状

1．2．2 土壤镉污染来源

1．2．3 土壤镉污染的生物危害

1．3 土壤镉的迁移转化及生物有效性

1．3．1 土壤重金属形态

1．3．2 土壤重金属有效性及其影响因素

1．3．3 土壤重金属镉生物有效态研究方法

1．4 稻米Cd传输模型的研究进展

1．5 研究内容及技术路线

1．5．1 研究内容

1．5．2 技术路线

第二章 材料与方法

2．1 实验仪器及材料

2．1．1 实验仪器

2．1．2 试验材料

2．2 实验方法

2．2．1 样品的采集与制备

2．2．2 土样理化性质的测定

2．2．3 土样、稻谷样全量Cd的测定

2．2．4 土样有效态Cd测定

2．3 数据处理

第三章 土壤镉与稻米镉污染关联数据库构建

3．1 数据来源

3．2 数据库设计

3．3 数据异常值处理

第四章 土壤镉与稻米镉关联性分析

4．1 不同区域吸收系数差异性分析

4．1．1 不同市吸收系数差异性分析

4．1．2 不同县吸收系数差异性分析

4．1．3 不同镇吸收系数差异性分析

4．1．4 讨论

4．2 吸收系数差异性原因分析

4．2．1 pH值对吸收系数的影响

4．2．2 有机质对吸收系数的影响

4．2．3 土壤质地对吸收系数的影响

4．2．4 不同土壤类型对吸收系数的影响

4．2．5 不同土壤污染程度对吸收系数的影响

4．2．6 土壤Zn/Cd比对稻米吸收系数的影响

4．3 有效态Cd在吸收系数研究中的运用

4．3．1 土壤Cd有效率

4．3．2 稻米Cd与土壤有效态Cd的关系

4．4 小结

第五章 稻米风险种植区筛选

5．1 稻米Cd风险种植区筛选标准

5．2 稻米风险种植区筛选结果

第六章 结论

6．1 主要结论

6．2 不足

参考文献

致谢

作者简介