海南島農(nóng)用地重金屬污染現(xiàn)狀調(diào)查與評價研究.pdf

1、土壤是人類賴以生存的自然環(huán)境和農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的重要資源,世界面臨的糧食、資源和環(huán)境問題與土壤密切相關(guān),目前重金屬污染成為危害土壤的主要因素。本文以土壤-植物為系統(tǒng),采用生態(tài)學(xué)、地理科學(xué)、植物生態(tài)等多學(xué)科協(xié)同及野外調(diào)查-實(shí)驗(yàn)測試-栽培試驗(yàn)-綜合研究等方法。開展了海南島農(nóng)用地重金屬污染現(xiàn)狀評價,重點(diǎn)對三亞市的重金屬污染現(xiàn)狀進(jìn)行調(diào)查與評價,并對熱帶地區(qū)水稻的Cd脅迫耐性生理進(jìn)行了初步研究,以期為海南島農(nóng)用地利用和優(yōu)化開發(fā)以及污染防治提供科學(xué)依據(jù)。主

2、要結(jié)論如下:
　　 1海南省農(nóng)用地重金屬污染現(xiàn)狀及其評價
　　 本文利用地統(tǒng)計(jì)學(xué)方法及地理信息系統(tǒng)(GIS),分析海南島農(nóng)用地中的Hg,Cd,Cr,Pb和As等5種重金屬的污染狀況及空間變異性分析。結(jié)果表明Hg,Cd,Cr,Pb和As等5種重金屬的平均含量均為超過國家環(huán)境質(zhì)量二級標(biāo)準(zhǔn)(GB15618-1995);但研究區(qū)土壤中Hg、Cd、Cr三種重金屬元素含量的最大值均超過了國家土壤環(huán)境質(zhì)量的二級標(biāo)準(zhǔn),并分別達(dá)到了1.6

3、3 mg·kg-1、0.64 mg·kg-1、586.70mg·kg-1;Hg、Cd、Cr和Pb4種重金屬含量的變異函數(shù)理論模型符合指數(shù)模型,元素As含量的變異函數(shù)理論模型符合高斯模型;相關(guān)性表明Hg和Pb空間相關(guān)程度弱,顯示出其含量受成土因素的影響較大;Cd、Cr和As空間相關(guān)程度中等,顯示出其含量受外源污染的影響較大;通過Kriging插值方法得出了海南島上該五種土壤重金屬的插值梯度分布圖,顯示出在海南島上外源性重金屬污染在工業(yè)區(qū)為

4、最嚴(yán)重。土壤有機(jī)質(zhì)含量、pH值和土壤中重金屬含量相關(guān)關(guān)系結(jié)果表明:海南省農(nóng)用地土壤有機(jī)質(zhì)含量總體上處于中下水平,全省有機(jī)質(zhì)平均含量為22.99％,各地區(qū)之間含量差異較大,土壤pH平均值為5.20;土壤重金屬含量與土壤理化性質(zhì)間的關(guān)系復(fù)雜:有機(jī)質(zhì)含量與Hg、Cd、Cr含量呈極顯著正相關(guān),與Pb、As含量呈顯著相關(guān),而pH與Hg、Cr呈負(fù)相關(guān),與Cd、Pb、As呈顯著正相關(guān)。
　　 2三亞市果蔬地及果蔬重金屬污染現(xiàn)狀及其評價

5、　　 通過野外調(diào)查采樣,采用標(biāo)準(zhǔn)對比法和地質(zhì)累積指數(shù)法,評價了三亞市果蔬地表層土壤重金屬的污染狀況。結(jié)果表明:土壤中Hg、Cd、Cr、Pb和As5種重金屬的積累不顯著,其平均值均未超過國家環(huán)境質(zhì)量二級標(biāo)準(zhǔn)(GB15618-1995);但Hg、Pb和Cd的平均值高于海南島農(nóng)用地的自然背景值,表明存在區(qū)域輕度污染;Cr、Hg、Pb和As4種重金屬元素的變異系數(shù)均＞1,表明土壤中Cr、Hg、Pb和As的分布極不均勻。同時利用地理信息系統(tǒng)(G

6、IS)Krging插值方法得到了5種重金屬的空間分布圖,顯示出不同重金屬元素的空間分異特征,為三亞市果蔬地的可持續(xù)開發(fā)利用提供指導(dǎo)。
　　 瓜菜重金屬含量檢測,采用國家蔬菜衛(wèi)生質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)計(jì)算單項(xiàng)因子污染指數(shù)和綜合污染指數(shù),通過內(nèi)梅羅污染指數(shù)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行評價,同時對污染源進(jìn)行分析。結(jié)果表明,三亞果蔬整體上為清潔無污染水平,四種重金屬(Zn、Cu、Pb、Cd)在果蔬中的綜合污染指數(shù)為0.60,根據(jù)內(nèi)梅洛污染指數(shù)評價屬安全無污染水平,不同種

7、類的瓜菜對重金屬的富集含量差異較大,各類果蔬的綜合污染指數(shù)從大到小為:葉菜類＞豆類＞瓜類＞根莖類＞茄類＞水果類,葉菜類較其他瓜菜容易富集葉菜類達(dá)到輕度污染,綜合污染指數(shù)達(dá)1.19,豆類和瓜類的為尚清潔接近污染水平,綜合污染指數(shù)分為0.85和0.79,其它果蔬為清潔水平。
　　 3不同水稻品種對鎘脅迫的響應(yīng)差異
　　 以熱帶地區(qū)主栽品種博優(yōu)225和矮糯為材料,采用盆栽試驗(yàn)的方法研究了水稻土中重金屬鎘(Cd)的濃度對水稻生長

8、及鎘富集的影響以及鎘在水稻植株的分布情況及不同水稻品種對土壤外源重金屬Cd脅迫的耐性機(jī)理。研究結(jié)果表明:在各個濃度鎘脅迫下,根、莖葉、稻殼、糙米相比,2個品種水稻都是根累積的鎘含量要高于莖葉和稻殼、糙米,即根＞莖葉＞稻殼＞糙米;在水稻的莖葉細(xì)胞中,鎘主要分布在細(xì)胞壁,細(xì)胞可溶性成分,細(xì)胞器鎘的分布量較少,即F1(細(xì)胞壁)＞F3(可溶性部分)＞F2(細(xì)胞器及膜部分);隨Cd濃度增加,莖葉中的Cd積累量極顯著增加,各細(xì)胞組分中的Cd含量均顯

9、著增加;博優(yōu)225與矮糯水稻在低濃度處理下所積累的Cd以氯化鈉提取態(tài)、鹽酸提取態(tài),醋酸提取態(tài)為主,三者占總量的80％以上。隨著Cd處理濃度的增加,矮糯與博優(yōu)225氯化鈉提取態(tài)相對含量降低,其絕對含量接近飽和,而醋酸提取態(tài)Cd的相對含量增加。博優(yōu)225水稻與矮糯水稻相比,80％酒精提取態(tài)與殘?jiān)鼞B(tài)Cd占總量的比例皆無明顯變化。隨著鎘脅迫濃度的增加細(xì)胞膜受損的傷害程度越大,矮糯質(zhì)膜透性略高于博優(yōu)225;隨著Cd濃度的升高水稻葉片丙二醛(MDA