合肥地區(qū)農(nóng)田土壤重金屬形態(tài)特征及其生物有效性研究.pdf

1、該研究在分析合肥地區(qū)土壤中重金屬總量和各形態(tài)含量及分布的基礎(chǔ)上，比較了不同作物對(duì)重金屬累積程度的差異，并通過(guò)相關(guān)性，探討了重金屬形態(tài)與不同作物的累積量的關(guān)系；借助于重金屬形態(tài)與土壤主要理化性質(zhì)的關(guān)系，進(jìn)一步分析了影響重金屬有效性的主要土壤理化性質(zhì)，在此基礎(chǔ)上初步擬定了土壤重金屬形態(tài)的臨界值；通過(guò)等溫吸附試驗(yàn)，了解了土壤對(duì)鉛、鎘的等溫吸附特性。主要研究結(jié)論如下： 1．合肥地區(qū)不同重金屬形態(tài)(水溶態(tài)、離子交換態(tài)、碳酸鹽結(jié)合態(tài)、腐殖

2、酸結(jié)合態(tài)、強(qiáng)有機(jī)結(jié)合態(tài)、鐵錳氧化物結(jié)合態(tài)、殘?jiān)鼞B(tài))含量的描述性統(tǒng)計(jì)分析表明，除土壤Cd以離子交換態(tài)為主外，其余三種元素As、Hg、Pb則以殘?jiān)鼞B(tài)為主。四種重金屬元素的形態(tài)含量大小排序?yàn)椋篈s為殘?jiān)鼞B(tài)>腐殖酸結(jié)合態(tài)>強(qiáng)有機(jī)結(jié)合態(tài)>水溶態(tài)>碳酸鹽結(jié)合態(tài)>離子交換態(tài)>鐵錳氧化結(jié)合態(tài)；Hg為殘?jiān)鼞B(tài)>鐵錳氧化結(jié)合態(tài)>腐殖酸結(jié)合態(tài)>水溶態(tài)>離子交換態(tài)>強(qiáng)有機(jī)結(jié)合態(tài)>碳酸鹽結(jié)合態(tài)；Cd為離子交換態(tài)>殘?jiān)鼞B(tài)>強(qiáng)有機(jī)結(jié)合態(tài)>腐殖酸結(jié)合態(tài)>鐵錳氧化結(jié)合態(tài)>

3、碳酸鹽結(jié)合態(tài)>水溶態(tài)；Pb為殘?jiān)鼞B(tài)>強(qiáng)有機(jī)結(jié)合態(tài)>腐殖酸結(jié)合態(tài)>離子交換態(tài)>碳酸鹽結(jié)合態(tài)>鐵錳氧化結(jié)合態(tài)>水溶態(tài)。同時(shí)，土壤重金屬元素的活性態(tài)(水溶態(tài)+離子交換態(tài)+碳酸鹽結(jié)合態(tài)+腐殖酸結(jié)合態(tài)+強(qiáng)有機(jī)結(jié)合態(tài)+鐵錳氧化物結(jié)合態(tài))含量占總量的比例相差較大。其中所占比例最大的是Cd，最小的是As。從土壤中各重金屬形態(tài)含量的變異系數(shù)來(lái)看，除殘?jiān)鼞B(tài)Hg、離子結(jié)合態(tài)Cd屬于強(qiáng)變異外，其余所有形態(tài)重金屬含量的變異系數(shù)均介于10％-70％之間，屬于中等變

4、異。 2．水稻籽粒中As、Cd、Pb、Hg含量平均值分別為0.167、0.031、0.158mg/kg、10.335μg/kg；小麥籽粒中As、Cd、Pb、Hg含量平均值分別為0.064、0.053、0.307mg/kg、0.559μg/kg;油菜籽粒中As、Cd、Pb、Hg含量平均值分別為0.012、0.045、0.288mg/kg、50146μg/kg;花生籽粒中As、Cd、Pb、Hg含量平均值分別為0.057、0.146

5、、0.388mg/kg、1.668μg/kg。應(yīng)用農(nóng)業(yè)部頒布的食品重金屬限量標(biāo)準(zhǔn)評(píng)價(jià)的結(jié)果表明：水稻中As、Hg、Pb存在一定程度的超標(biāo)；小麥中As、Cd、Pb存在一定程度的超標(biāo)：油菜中Cd、Pb存在一定程度的超標(biāo)；花生中只有Pb存在一定程度的超標(biāo)。而從累積率來(lái)看，水稻對(duì)不同重金屬的累積順序?yàn)镃d>Hg>As>Pb；小麥為Cd>Pb>Hg>As；油菜和花生均為Cd>Hg>Pb>As。As被不同作物的累積順序?yàn)樗?小麥>花生>油菜；Hg

6、為水稻>油菜>花生>小麥；Cd為花生>油菜>小麥>水稻；Pb為花生>小麥>油菜>水稻。 3．作物籽粒重金屬含量與土壤中重金屬形態(tài)的關(guān)系分析表明，水稻中Hg含量與離子交換態(tài)Hg間在P≤0.1時(shí)呈顯著負(fù)相關(guān)，Cd含量與鐵錳氧化物結(jié)合態(tài)Cd間在P≤0.1時(shí)呈顯著正相關(guān)，Pb含量與強(qiáng)有機(jī)結(jié)合態(tài)Pb呈顯著正相關(guān)性，而且Pb含量與鐵錳氧化物結(jié)合態(tài)Pb間在P≤0.1時(shí)呈顯著正相關(guān)。小麥中As含量與水溶態(tài)As呈極顯著正相關(guān)，Cd含量與土壤全量

7、Cd、水溶態(tài)Cd、離子交換態(tài)Cd、碳酸鹽結(jié)合態(tài)Cd、腐殖酸結(jié)合態(tài)Cd呈極顯著正相關(guān)，另外，Cd含量與強(qiáng)有機(jī)結(jié)合態(tài)Cd間在P≤0.1時(shí)呈顯著正相關(guān)。Pb含量與腐殖酸結(jié)合態(tài)Pb、鐵錳氧化物結(jié)合態(tài)Pb間在P≤0.1時(shí)呈顯著負(fù)相關(guān)。油菜籽中As含量與土壤全量As、水溶態(tài)As、腐殖酸結(jié)合態(tài)As呈顯著正相關(guān)，Cd含量與腐殖酸結(jié)合態(tài)Cd呈顯著負(fù)相關(guān)，Pb含量與腐殖酸結(jié)合態(tài)Pb之間關(guān)系在P≤0.1時(shí)呈顯著正相關(guān)。花生仁中As含量與碳酸鹽結(jié)合態(tài)As呈極顯

8、著性正相關(guān)，Cd含量與強(qiáng)有機(jī)結(jié)合態(tài)Cd間在P≤0.1時(shí)呈顯著正相關(guān)，Pb含量與全量Pb、腐殖酸結(jié)合態(tài)Pb呈顯著負(fù)相關(guān)，另外，Pb含量與強(qiáng)有機(jī)結(jié)合態(tài)Pb間在P≤0.1時(shí)呈顯著負(fù)相關(guān)。 4．土壤重金屬生物有效性的影響因素分析表明，有機(jī)質(zhì)是影響土壤中As對(duì)小麥有效性的因素，而影響土壤中As對(duì)油菜有效性的因素是CEC；CEC是影響土壤中Hg對(duì)水稻有效性的因素；影響土壤中Cd對(duì)小麥有效性的主要因素是pH和CEC，影響土壤中Cd對(duì)油菜有