土壤Cd、Pb、Cr浓度对烟草根、叶片Cd、Pb、Cr浓度的影响

摘要

随着经济社会的快速发展，重金属污染已越来越严重。烟草（Nicotiana tabacumL.）是一种重要的经济作物，在我国国民经济中占有重要地位。随着人们对吸烟与健康的关注，烟草的安全性越来越受到重视，因此，降低烟叶重金属污染已成为提高烟叶品质安全的关键。Cd、Pb、Cr是土壤中常见的污染物，为了了解土壤不同浓度 Cd、Pb、Cr对烟草根和叶中Cd、Pb、Cr浓度的影响，本试验采用盆栽方法，通过电感耦合等离子体（ICP-MS）、土壤重金属Tessier连续提取等方法，研究了土壤中不同浓度Cd、Pb、Cr对烟草根、烟叶中Cd、Pb、Cr浓度的影响及不同形态Cd、Pb、Cr与烟草根和叶片中浓度的相关性。结果如下：
　　1、土壤中不同浓度Cd、Pb、Cr对根和烟叶中Cd、Pb、Cr浓度的影响
　　烟草根及下、中、上各部位烟叶中Cd的浓度均随着土壤Cd污染浓度的增高而增加。Cd在根及叶片中浓度的大小顺序为：下部叶＞中部叶＞上部叶＞根，烟草中吸收的Cd只有少量累积于根部，而大多数转运至叶片，但下、中、上部位烟叶中的Cd浓度差异不显著，说明Cd在烟草中转移能力较强。当土壤中Cd浓度＜0.4 mg/kg时，生产的烟叶中Cd浓度可能较安全；当土壤中Cd浓度超过0.4 mg/kg时，下部烟叶和中部烟叶中的Cd浓度已超过市场销售可用香烟中Cd的最大量（0.87 mg/kg），可能会产生安全隐患。当土壤中Cd浓度超过0.8 mg/kg时，上部烟叶中的Cd浓度可能会产生安全隐患。
　　随着土壤中Pb浓度的增加，烟草根及下、中、上各部位烟叶中的Pb浓度均随着Pb污染浓度的增高而增加，且根＞下部叶＞中部叶＞上部叶，吸收的Pb大部分集中在根部，下、中、上部位烟叶中的Pb浓度差异不显著，说明Pb在烟草中的转移能力并不强。当土壤中Pb浓度＜300 mg/kg时，生产的烟叶Pb含量可能较安全；当土壤中Pb浓度超过300 mg/kg时，下部烟叶中的Pb浓度已超过市场销售合法香烟中Pb的最大量（5.79 mg/kg），可能会产生安全隐患。
　　随着Cr在土壤中浓度的增加，烟草根及下、中、上各部位烟叶中的Cr浓度均随着Cr污染浓度的增高而增加，Cr在根及叶片中的浓度顺序为：根＞下部叶＞中部叶＞上部叶，吸收的Cr大部分集中在根部，下、中、上部位烟叶中的Cr浓度差异不显著。当土壤Cr浓度＜300 mg/kg时，生产的烟叶Cr含量可能较安全。
　　2、土壤中Cd、Pb、Cr浓度与其化学形态
　　随着土壤中Cd浓度的增加，不同化学形态的Cd浓度均随着Cd浓度的增高而增加。但Cd的各化学形态所占的分配系数与浓度并无明显关系。在不同Cd处理浓度下，Cd的各化学形态均是以残渣态为主要赋存形态，其次为可交换态和Fe-Mn氧化物结合态，再次为碳酸盐结合态，有机物结合态Cd所占的分配系数最少。其中极易被植物吸收的可交换态、碳酸盐态Cd浓度在土壤施入0.4~0.8 mg/kg Cd时均极显著高于对照，这就导致了随着Cd浓度的增加，烟叶所受Cd污染越严重。
　　随着土壤中Pb浓度的增加，不同化学形态的Pb浓度均随着Pb浓度的增高而增加。Pb各化学形态所占的分配系数与浓度并无明显关系。在不同Pb处理浓度下，均是以残渣态所占分配系数最大，其次为有机物结合态，第三为Fe-Mn氧化物结合态，第四为碳酸盐结合态，可交换态Pb所占的分配系数最少。且当土壤中施入200 mg/kg Pb时，能够被植物直接吸收的可交换态及碳酸盐结合态Pb浓度与对照相比均极显著增加，这就导致了烟叶中Pb浓度的增加。
　　不同化学形态浓度均随着施入土壤Cr浓度的增加而增加，但Cr各化学形态所占的分配系数与浓度亦无明显关系。在不同Cr处理浓度下，均是以残渣态所占分配系数最大，其次为有机物结合态，第三为Fe-Mn氧化物结合态和碳酸盐结合态，可交换态Cr所占的分配系数最少，小于2％。当土壤中施入Cr浓度为200 mg/kg时，可交换态Cr浓度与对照相比显著增加；当土壤中施入Cr浓度≥300mg/kg时，碳酸盐结合态Cr浓度与对照相比极显著增加，致使烟叶中Cr浓度的增加。
　　3、土壤中Cd、Pb、Cr的不同形态浓度与烟草根、叶中Cd、Pb、Cr浓度的相关性分析
　　土壤中可交换态、碳酸盐结合态和残渣态Cd浓度均与烟草根及下部叶、中部叶、上部叶中Cd浓度呈极显著正相关；Fe-Mn氧化物结合态Cd浓度与烟草根及下部叶、上部叶中Cd浓度极显著正相关，与中部叶中Cd浓度显著正相关；有机物结合态Cd与烟草根及下部叶、中部叶、上部叶中Cd浓度相关性不显著。
　　土壤中可交换态、碳酸盐结合态、铁锰氧化物结合态、有机物结合态和残渣态Pb浓度与烟草根及下、中、上各部位烟叶中Pb浓度均极显著正相关。
　　土壤中可交换态、碳酸盐结合态、有机物结合态和残渣态Cr浓度与烟草根及下、中、上各部位烟叶中Cr浓度均极显著正相关；有机物结合态Cr浓度与烟草根及下、中、上各部位烟叶中Cr浓度均相关性不显著。

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中文摘要

1 文献综述

1.1 重金属污染现状

1.2 Cd的污染来源及危害

1.3 Pb的污染来源及危害

1.4 Cr的污染来源及危害

1.5 我国农田及烟草栽培区的Cd、Pb、Cr污染现状

1.6 Cd、Pb、Cr污染研究进展

2 引言

3 材料与方法

3.1 供试材料

3.2 试验方法

3.3 试验仪器、试剂及溶液

3.4 试验测定方法

3.5 数据处理与统计

4 结果与分析

4.1土壤中不同Cd、Pb、Cr浓度对根和叶中Cd、Pb、Cr浓度的影响

4.2土壤中Cd、Pb、Cr浓度与其化学形态分析

4.3土壤中Cd、Pb、Cr的不同形态浓度与烟草根、叶中Cd、Pb、Cr浓度的相关性分析

5结论与讨论

5.1 土壤Cd浓度对烟草Cd浓度的影响及烟叶质量安全

5.2 土壤Pb浓度对烟草Pb浓度的影响及烟叶质量安全

5.3 土壤Cr浓度对烟草Cr浓度的影响及烟叶质量安全

参考文献

英文摘要