温室大棚土壤重金属形态分布及其生物有效性

摘要

重金属在土壤中累积达到一定的量将导致土壤重金属污染，蔬菜中重金属含量达到一定程度会严重影响蔬菜的产量和质量，而且进一步通过食物链影响人体健康。本文主要研究杨陵区部分温室大棚土壤和番茄中重金属的含量及其生物有效性，为杨陵区蔬菜食用安全性评估提供参考依据。 以杨陵区温室大棚采集的0～20cm耕层土壤和番茄叶片、果实为研究对象，通过室内分析，在测定土壤Cd、Cu、Zn的形态分布特征的基础上，系统研究了Cd、Cu、Zn在番茄叶片、果实中的分布、以及Cd、Cu、Zn对根际土壤微生物数量的影响，初步揭示杨陵区温室大棚土壤Cd、Cu、Zn的生物有效性，主要结果如下： (1)杨陵区大棚蔬菜土壤Cd、Cu、Zn平均累积系数为2.50、0.498和1.08，Cd有明显的累积，Zn累积量很少，土壤中Cu含量低于背景含量。Cd、Cu、Zn之间不存在明显的交互作用。 (2)以HJ/T333-2006为标准进行综合污染指数评价，Cd综合污染指数介于0.7～1之间，属Ⅱ级警戒等级，土壤尚清洁。Cu、Zn综合污染指数小于0.7，属I级安全等级，土壤清洁。研究区域土壤未受到Cd、Cu、Zn的污染，但Cd有潜在的污染倾向，必须避免外来重金属Cd进入土壤，导致土壤污染加剧，进而影响到食品安全，引起更大的危害。 (3)对土壤中重金属的形态分析表明，Cd主要以铁锰氧化物结合态形式存在，其次是有机结合态；Cu主要是以残渣态和有机结合态两种形式存在，其总和占总量的88.9％；铁锰氧化物结合态和残渣态的Zn是土壤中Zn的主要存在形式，两种形态之和占重量的75.6％。交换态、碳酸盐结合态、铁锰氧化物结合态、有机结合态Cd总和占88.2％，Cu、Zn这四种形态分别占52.4和46.1％，存在潜在的环境污染风险，可能对农产品质量和农业生态环境产生不良影响。 (4)大棚栽培番茄果实中重金属元素Cd、Cu、Zn的含量均低于国家食品污染物限量标准，未有超标样本，样品合格率为100％，符合国家食品标准。 (5)番茄叶片对Cd的富集能力受土壤中有效Cd含量的影响，并随土壤有效Cd含量的增加而增加，而番茄果实Cd的含量与土壤各形态Cd含量的相关性不明显；大棚番茄叶片、果实Cu含量与土壤Cu含量相关性不明显；番茄叶片、果实Zn含量与土壤Zn含量有一定的关系，但不同地点相关性不完全相同。可见，不同土壤重金属的生物有效性不完全相同。 (6)土壤微生物菌落构成中细菌占90％以上，其次是放线菌，真菌的数量最少。土壤Cd总量与土壤微生物数量的相关系数为负值，Zn总量与土壤微生物数量的相关系数为正值，只有土壤微生物数量与土壤Cu含量无关。土壤重金属还是能够影响土壤微生物的群落结构。

目录

文摘

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第一章绪论

1.1引言

1.2本研究的目的和意义

1.3土壤中重金属的来源

1.3.1污水灌溉

1.3.2固体废弃物

1.3.3废气的排放

1.3.4农药化肥的使用

1.4土壤重金属污染的基础研究

1.4.1土壤中重金属的赋存形态

1.4.2土壤中重金属的主要迁移转化方式

1.4.3土壤重金属元素背景值研究

1.5土壤重金属污染生物学研究概况

1.5.1重金属污染的生物效应研究

1.5.2土壤重金属形态分布与生物利用相关性研究概况

1.5.3微生物在土壤重金属污染监测、预警作用

1.6研究中尚存在的问题

第二章研究内容与方法

2.1研究区概况

2.2研究内容

2.2.1土壤重金属分布特征研究

2.2.2土壤重金属污染等级研究

2.2.3土壤重金属生物有效性研究

2.2.4根际土壤微生物数量与重金属污染相关性研究

2.3研究方法

2.3.1样品的采集

2.3.2样品的处理

2.3.3样品的测定

2.3.4数据统计与分析处理

第三章结果与分析

3.1大棚土壤中Cd、Cu、Zn的总量分析

3.1.1土壤中Cd、Cu、Zn的总量

3.1.2土壤中Cd、Cu、Zn总量之间的相关性分析

3.1.3土壤Cd、Cu、Zn污染评价

3.2大棚土壤中Cd、Cu、Zn的形态分布及其有效含量分析

3.2.1土壤中Cd、Cu、Zn的形态分布

3.2.2土壤中有效Cd、Cu、Zn的含量

3.2.3重金属总量、有效重金属含量与不同形态重金属含量之间的相关分析

3.3大棚番茄叶片、果实Cd、Cu、Zn的含量

3.3.1番茄叶片、果实Cd含量比较

3.3.2番茄叶片、果实中Cu含量比较

3.3.3番茄叶片、果实中Zn含量比较

3.3.4番茄叶片、果实中重会属的富积系数

3.3.5番茄叶片、果实中重金属的含量与土壤重金属含量的相关性

3.4大棚土壤微生物群落结构与土壤重金属的关系

3.4.1土壤微生物数量

3.4.2土壤微生物群落结构与土壤重金属含量的关系

第四章讨论

4.1大棚土壤重金属的含量

4.2大棚番茄叶片、果实中重金属的含量

4.3大棚土壤重金属对土壤微生物群落结构的影响

第五章结论与展望

5.1主要结论

5.2研究特色与创新

5.3不足之处

5.4研究展望

参考文献

致谢

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