合肥市郊土壤—水稻系统中主要重金属元素的环境效应

摘要

随着城市化建设的加快，工业生产产生的“三废”和人类日常生活垃圾已经造成了周围土壤环境的污染，对周围村庄的居民造成了影响。而合肥市郊农民以农作物种植为主，农作物直接参与食物链循环，重金属若进入食物链人体则危害更大。 本文是在土壤学、生态学、环境地球化学等学科基础上，通过细致的野外工作和室内分析，研究了合肥市郊(大兴和义城两地)农田根际土壤中重金属含量，系统分析了土壤重金属污染状况，对两地区主要粮食作物一水稻中主要重金属的含量、分布及与其土壤中重金属含量的关系以及稻米中重金属含量进行了细致分析。 对两地土壤中各重金属含量研究表明：两地根际土壤重金属元素都有不同程度的累积，Cd的富集最大，其它依次为Hg>Zn>Pb>Cu>As>Cr>Ni，但只有大兴Cd和义城．Hg超过了国家二级标准。各元素污染的区域性也较明显，Cd的累积主要出现在大兴地区，Hg的累积主要出现在义城地区。 通过对两地水稻植株中重金属的研究，重金属在水稻不同器官的累积规律分别为： Cu在水稻体内的分布规律是根>叶>茎>籽粒； 大兴Cd在水稻体内的分布规律是根>茎>籽粒>叶，义城Cd在水稻体内的分布规律是根>茎>叶>籽粒； Cr在水稻体内的分布规律是根>叶>茎>籽粒； Ni在水稻体内的分布规律是根>叶≈茎≈籽粒； Pb分布规律大致为根>茎≈叶>籽粒；大兴地区Zn从根到籽粒的变化规律大致为根>茎>籽粒>叶，义城地区从根到籽粒的变化规律大致为根>籽粒>茎>叶； 大兴地区Hg从根到籽粒的变化规律大致为根>茎>叶>籽粒，而义城地区从根到籽粒的变化规律大致为根>籽粒>茎>叶； As在水稻各器官中分布规律大致为根>茎>叶>籽粒。 通过水稻各器官之间重金属的相关分析及其与对应根际土重金属相关性分析发现，多数重金属的相关性不是很明显，显示了水稻中评价元素含量除了受土壤中对应元素含量的影响外，还受土壤的pH值等理化性质、元素的有效性以及在水稻不同部位的积累分配关系等多种因素的控制。

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致谢

第一章 绪论

1.1我国土壤和稻米重金属污染现状

1.2土壤重金属的研究

1.2.1土壤中重金属元素背景值研究

1.2.2农业生态系统健康研究

1.2.3重金属复合污染机制研究

1.2.4土壤重金属的污染评价方法

1.2.5土壤重金属污染的控制与修复研究

1.3水稻重金属的研究

1.3.1水稻对重金属的吸收富集规律

1.3.2籽实中重金属的赋存形态

1.3.3重金属污染的生理生化效应

1.4土壤—水稻(稻米)系统重金属的研究

1.4.1土壤—水稻体系中重金属污染的来源

1.4.2土壤—水稻体系中重金属污染的特点

1.4.3土壤—水稻体系中重金属污染的危害

1.4.4减少土壤—水稻体系中重金属污染的途径与措施

1.5选题的目的意义和研究内容

1.5.1研究目的和意义

1.5.2研究主要内容、技术路线和完成工作量

1.5.3课题来源

1.5.4论文研究成果

第二章 研究区概况

2.1地理位置

2.2地质概况

2.2.1地层

2.2.2构造

2.3地貌特征

2.4气候

2.5植被特征

2.6水文

2.7成土母质与土壤类型

第三章 水稻根际土壤重金属含量分析

3.1研究方法

3.1.1样品布点与采集

3.1.2样品分析

3.2数据分析

3.2.1根际土壤重金属元素含量分析

3.3重金属元素含量界定

3.3.1元素界定标准

3.3.2界定结果

3.4应用地累积指数法评价土壤重金属污染状况

3.4.1方法介绍

3.4.2地累积指数的计算

3.5小结

第四章 合肥水稻根际土重金属污染潜在生态风险评价

4.1生态风险性分级

4.2生态风险指数与计算

第五章 重金属在水稻不同部位的富集特征

5.1实验材料与方法

5.1.1样品的预处理

5.1.2 Cu、Zn、Pb、Cd及Ni的测定

5.1.3 Cr的测定

5.1.4 Hg的测定

5.1.5 As的测定

5.2测定结果与分析

5.2.1植株中重金属元素的累积特征

5.2.2水稻各器官与对应根际土重金属相关性分析

5.2.3水稻各器官重金属相关分析

5.3小结

第六章 水稻稻米重金属污染状况评价

6.1水稻稻米的采集与预处理

6.2样品分析

6.3评价方法

6.3.1单因子污染指数法

6.3.2综合污染指数

6.3.3评价标准和质量分级标准

6.4粳米中重金属含量结果与讨论

6.4.1粳米中重金属含量分析和评价

6.4.2粳米重金属的相关分析及主成分分析

6.4.3重金属之间的关系及在样点间的空间分布

6.5小结

第七章 主要结论与讨论

7.1主要结论

7.2问题与思考

参考文献