烟草镉的健康风险评价和消减技术研究

发布时间：2020-02-19 10:56

【摘要】：镉的生物毒性极强,近年来我国Cd污染农田面积不断增加。烟草是镉的高富集植物,长期吸食Cd含量较高的香烟不利于人体健康。因此,制订烟草Cd安全评价基准、寻找烟草Cd消减措施成为烟草生产和环境健康领域研究热点。本文首先结合国内外健康风险评价方法和烟草镉相关文献,提出了烟草镉的相关基准初步建议;其次通过盆栽试验和田间长期试验,外源添加Cd模拟中轻度Cd污染土壤,评价钝化剂、锌肥、蒸腾抑制剂降低烟草Cd吸收效果,筛选出简便有效的消减措施。研究结果旨在为烟草Cd的健康风险评价提供参考依据,为低Cd烟叶生产和中轻度Cd污染土壤修复提供技术指导。1.根据世界卫生组织镉的健康风险评价方法提出了烟草Cd限量值建议计算公式,推导出了烟草Cd的限量值为2 mg/kg(等同肠胃吸收)、5 mg/kg(空气吸收)。结合我国烟叶镉含量分布状况和烟草Cd的富集方程,提出了烟叶、土壤Cd含量分级基准初步建议。2.钝化剂显著降低了中轻度Cd污染土壤有效态Cd浓度,且钝化效率呈先降低后稳定趋势,钝化效果排序为:有机无机复合钝化剂油菜秸秆,赤泥玉米秸秆;其中油菜秸秆赤泥复合钝化剂效果最佳,一次施入Cd污染土壤4年后钝化效率仍维持在近30%。钝化剂处理根部Cd浓度较对照降低了10.6%~19.5%,其中移动性较强的乙醇浸提态、水溶态尤为显著;钝化剂处理木质部汁液Cd浓度较对照降低了20.0%~54.5%。烟草各部位Cd含量排序均为:下部叶中部叶,上部叶茎秆,且烟草各部位Cd含量与土壤有效态Cd浓度存在极显著的正相关关系。茎秆、中部叶、上部叶Cd含量年变化p较小,下部叶年变化较大;且随着钝化时间延长,上部、中部、下部叶Cd浓度差异逐渐缩小。此外,施用钝化剂的可以增加烟草生物量,提高中上等烟叶比例,增加经济效益。配施锌肥处理木质部汁液Cd浓度降低了25%,进而可进一步降低烟草根吸收Cd向地上部转运;锌肥拮抗效率稳中略有下降,但均维持在15%~25%之间。3.盆栽烟草叶面喷施自制黄腐酸锌钾(F-Zn)后,烟草生物量和生理指标与对照差异不显著,但地上部Cd浓度显著降低了20%,同时K含量提高了15.1%,Zn含量增加了7.5倍。尽管脱落酸(ABA)降低烟草Cd吸收效果更显著,但影响了烟草正常生理代谢,降低了干物质积累和矿质养分吸收。地上部Cd含量与蒸腾速率呈极显著的正相关关系,而根部Cd含量与蒸腾速率呈极显著负相关关系。田间蒸腾抑制剂降低烟草Cd吸收结果与盆栽试验结果基本一致,叶面喷施自制黄腐酸锌钾(F-Zn)后,中部、上部叶Cd含量分别降低了11.8%、9.1%,K含量提高了20%左右,Zn含量提高了1~2倍。4.钝化剂、蒸腾抑制剂均显著影响烟草Cd吸收,且在烟草生长后期,蒸腾抑制剂降低效果强于钝化剂。蒸腾抑制剂与钝化剂联合降低烟草Cd吸收效果均好于单一措施。因此,油菜秸秆赤泥复合钝化剂(RMRS)配合锌肥、叶面喷施黄腐酸锌钾(F-Zn)降低土壤-烟草系统Cd生物有效性最佳措施。
【学位授予单位】：中国农业科学院
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：X53;X82

【参考文献】