环江福龙村水稻田系统中Pb、Cd、As的来源分析

摘要

目前农田土壤严重紧缺，加之重金属污染加剧了土壤的恶化，已成为人类急需解决的难点问题。农田土壤中如果重金属的含量超标，将会导致农产品的重金属含量超标，食用后将对人体产生重大危害。
　　本研究以西江流域环江县福龙村农田为研究对象，进行为期一年的实地研究。对该稻田土壤和水稻中重金属积累情况进行了分析，并以铅同位素法对该稻田土壤重金属超标年限情况进行了预测，同时分析评价了该稻田产出的稻米摄入的健康风险。试验研究结果表明：
　　（1）通过对土壤现状含量、输入和输出量及允许最高含量的计算分析，对 As、Pb和Cd的超标年限进行预测，其中，Cd的超标年限为0.69年。可知该区域农田土壤重金属污染的重点控制元素为Cd。因此，需制定该区域重金属污染物定量控制方案并采取相应的农田修复措施以遏制和扭转当前的污染形势。
　　（2）研究发现，该区域稻田土壤中镉含量达到了轻度污染水平，而铅和砷含量未对土壤产生污染。通过将化肥、大气干湿沉降、灌溉水、耕层土壤及背景土壤的铅同位素比率代入铅源混合多元模型中求解可知，该区域大气干湿沉降对农田耕层土壤中铅含量的影响程度达到37.5％，农田背景土壤对耕层土壤铅的含量影响程度达到43.8%，灌溉水和化肥对土壤铅的贡献率分别达到12.4%和6.35%。
　　（3）水稻根部对重金属富集效应顺序为：Cd＞As＞Pb，分别为6.32倍、5.59倍和0.80倍；水稻的生长对3种可能导致重金属富集的元素的吸收和迁移能力顺序为Cd＞As＞Pb，影响程度分别为0.0288倍，0.024倍和0.000625倍。空气的干湿沉降影响水稻样品铅含量的程度达67%，对耕层土壤影响率为26%，灌溉水影响率为5%，化肥影响率为2%。
　　（4）分析可知该农田产水稻中籽实中Pb含量符合国家食品安全和卫生标准要求；籽实中Cd的风险较低，基本不产生健康或安全风险；而As的含量则为轻度污染，应引起人们的重视。
　　（5）大气干湿沉降是引起研究区域稻田土壤As、Cd和Pb等重金属污染的主要原因。并且，As、Cd和Pb通过大气干湿沉降输入的年通量与综合水稻田每年净输入量的占比在97%以上，表现为占据绝对主导地位。
　　（6）对本研究稻田产出的稻米重金属摄入量的健康风险进行评估，稻米籽实中As、Cd和Pb三种重金属元素的含量不会影响当地居民的健康食用。
　　农田土壤重金属污染问题已经成为威胁人类生存发展的重要问题。本文通过对研究区域稻田土壤和水稻等重金属积累情况及该区域稻田重金属超标年限进行预测，分析评价了该区域稻田重金属污染的风险。文章可作为指导矿区农田土壤做好环境保护和土壤重金属污染防治工作的重要依据。

目录

声明

第一章 绪论

1.1 选题来源 研究背景及研究意义

1.2 农田土壤-农作物系统重金属污染机理研究

1.3 土壤重金属污染防治对策和建议

1.4 研究内容和技术方法

第二章 试验研究与数据分析方法

2.1 研究区域概况

2.2 试验样品采集方法及时间

2.3 样品分析处理方法

2.4 数据处理方法

第三章 实验结果及分析

3.1 试验结果

3.2 土壤、水稻-水稻田系统重金属污染源解析

3.3 超标年限预测

第四章 土壤-水稻系统风险评价

4.1 土壤重金属污染现状评价方法

4.2 本研究土壤砷、镉和铅的含量特征及风险评价

4.3 水稻各个部位中砷、铅和镉含量特征

4.4 水稻籽实风险评价

4.5 土壤中As、Cd、Pb含量及其相关性分析

4.6 农田土壤系统中As、Cd、Pb年输入输出通量分析

4.7 耕层土壤重金属污染评价

4.8 农产品（稻米）摄入的健康风险评价

第五章 结论与展望

5.1 结论

5.2 展望

参考文献

个人简历

致谢