徐州北郊矿区小麦重金属污染特征研究

摘要

煤矿生产和利用过程中产生的重金属使附近农田土壤受到污染，通过生物富集导致农作物污染。然而土壤中的重金属含量并不是农作物重金属污染的唯一原因，很多研究结果表明，植物叶片从大气中吸收的重金属也是导致的农作物污染原因之一。因此，查明徐州北郊矿区小麦中重金属污染来源，对矿区重金属污染的治理以及粮食安全管理有着重要意义。本论文通过测定研究区域内成熟期小麦根、茎叶、颖壳、籽实中的重金属含量，评价小麦籽实食用安全性以及人体摄入健康风险；结合相关性分析结果、小麦幼苗对不同环境因子响应实验结果以及污染源调查结果，探讨小麦重金属污染的来源。
　　本研究主要内容包括：⑴与我国农业行业标准以及我国粮食卫生标准相比，研究区域内24个采样点位的小麦籽实中Pb、Cd、As、Cr四种重金属分别超标1.65倍、0.10倍、0.60倍、1.51倍，而Cu、Zn两种重金属均未超过标准，重金属空间分布特征表明重金属含量超标与煤矿工业分布关系密切。⑵研究区域内小麦籽实中重金属单因子污染指数特征为：Pb>Cr>As>Cd> Cu>Zn。重金属经口摄入途径对人体造成的健康风险顺序为As＞Pb＞Cu＞Cd＞Zn＞Cr。Zn、Cu在成熟期小麦不同器官中的含量大小依次为：根部＞籽实＞茎叶＞颖壳；Cd、Pb、As在成熟期小麦不同器官中的含量大小依次为根部＞颖壳＞茎叶＞籽实；而Cr在成熟期小麦不同器官中的含量大小依次为颖壳＞茎叶＞根部＞籽实。研究区域内的小麦根部重金属含量所占比例较低，这与农作物受土壤源污染的一般研究结果不相符，可能受研究区域大气污染的影响。⑶籽实中的Pb、Cd、Cr、As两两之间有显著的相关性；籽食中的Cr与根、颖壳中的Cr有极显著的相关性；而籽食中的Pb、Cd、As与土壤以及其它器官重金属含量之间没有显著相关性。籽食中的Cu与土壤、根、茎叶、颖壳中Cu含量有显著的相关性；籽食中的Zn与根、茎叶、颖壳中的Zn含量有极显著的相关关系。⑷分别在矿区和矿大校园进行了小麦幼苗种植实验，结果表明，经过Na2-EDTA的处理后种植在矿区的小麦幼苗与种植在矿大校园的样品相比，六种重金属含量都有比较明显的减少；与种植于矿大校园的小麦幼苗样品相比，种植于矿区的小麦幼苗根尖细胞细胞核多泡化严重，核内无序，叶片细胞叶绿体膨胀，结构凌乱，进一步说明小麦污染与区域的大气环境具有较大相关性。

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变量注释表

1绪论

1.1研究背景（Research Background）

1.2研究目的与意义（Research Purpose and Meaning）

1.3国内外研究现状（Research Advance at Home and Abroad）

1.4研究内容和技术路线（Research Contents and Technical Route）

2.研究内容和研究方法（Research Contents and Methods）

2.1 研究区域概况（General Situation of Study area)

2.2研究方法（Research Method）

2.3农作物重金属评价方法 (Evaluation Methods of heavy metals of Crops)

3 小麦籽实重金属污染特征与健康风险(The Wheat Seeds of Heavy Metal Pollution Characteristics and Health Risks)

3.1土壤重金属含量分析（The soil heavy metal content analysis）

3.2小麦籽实中重金属含量（Heavy metal content in wheat seeds）

3.3小麦籽实重金属含量空间分布特征（Spatial distribution characteristics of heavy metals in wheat seeds）

3.4小麦食用安全性评价（Food Safety Evaluation of Wheat）

3.5小麦籽实重金属人体健康风险评价（The Wheat Seeds Human Health Risk Assessment of Heavy Metals）

3.6 本章小结(Summary)

4 重金属在成熟期小麦不同器官中的分布及相关性分析（Distribution of Heavy Metals in the Mature Period of Wheat at Different Organ and Correlation Analysis）

4.1重金属在成熟期小麦不同器官的分布(Distribution of Heavy Metals in the Mature Period of Wheat at Different Organs)

4.2成熟期小麦中重金属富集特征（Enrichment Characteristics of Heavy Metals in the Mature Period of Wheat）

4.3 小麦重金属相关性分析（Correlation analysis of heavy metals of wheat）

4.4本章小结( Summary)

5 矿区重金属对小麦幼苗毒性效应的实验研究（Studies of The Heavy Metal Toxic Effect on Wheat Seedling Experiments）

5.1实验材料与方法（Materials and Methods）

5.2重金属在小麦幼苗叶片细胞的富集（Enrichment of Heavy Metals in Leaves Cells of Wheat Seedling）

5.3 重金属对小麦幼苗亚显微结构的影响(The Effect of Heavy Metal on Ultrastructure of Wheat Seedling)

5.4本章小结(Summary)

6 结论与展望(Conclusion and Prospect)

6.1 结论(Conclusion)

6.2 不足和展望(Shortage and Prospect)

参考文献

作者简历

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