长沙望城区土壤—水稻系统重金属污染、迁移及风险评估

发布时间：2017-07-08 11:24

  本文关键词：长沙望城区土壤—水稻系统重金属污染、迁移及风险评估

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【摘要】：我国大部分居民都以大米为主食,因此,大米安全关系着国人的身体健康,但是随着经济的发展,湘江流域受到矿业生产及工农废物等的污染,导致湘江周边土壤以及水稻受到重金属的污染,不仅制约着水稻的产量,而且会使大米的安全性受到威胁,同时重金属能通过“水——土壤——水稻——人”的途径进入人体,影响人体健康。现有的研究如开发土壤改良剂的研究大部分都没有针对Y两优1号研究；在筛选优良水稻品种时,望城区也很少有进行多个水稻品种以及多种重金属的研究；同时也很少有针对黄花粘水稻糙米的重金属减少处理方式。因此,本文将结合这些方面主要研究水稻对重金属的吸收与分配、重金属的污染评价、重金属低积累品种的筛选以及碱处理提取大米淀粉。(1)杂优水稻对土壤中Pb和Cd的吸收及分配情况研究,采用原子吸收仪对金星村的100个杂优水稻及土壤样品进行重金属含量检测,统计分析结果表明：普通红壤中,Pb在水稻各部位的分配为根94.20%,茎叶3.10%,壳1.90%,糙米0.80%,Cd在水稻各部位的分配为根54.00%,茎叶21.60%,壳13.00%,糙米11.40%；加石灰红壤中,Pb在水稻各部位的分配为根95.50%,茎叶4.00%,壳0.48%,糙米0.02%,Cd在水稻各部位的分配为根75.10%,茎叶17.70%,壳7.10%,糙米0.10%。说明不同土壤样品中水稻各部位对Pb和Cd的富集能力均为根茎叶壳糙米,在土壤中加入石灰能够减少Pb和Cd在糙米中的积累,达到食用标准。(2)圆粒水稻糙米以及土壤中7种重金属的污染状况及健康风险评估。采用ICP-MS对望城区5个乡镇的150个圆粒水稻样品进行重金属含量检测,并做单因子污染指数评价、改进AHP加权评价以及健康风险评价。统计分析结果表明：糙米中Cd的单因子污染指数从大到小排序,嘉兴8号为高塘岭(16.71)星城镇(13.09)新康乡(10.76)乔口镇(8.90)靖港镇(0.75),特丰优5号为高塘岭镇(15.98)星城镇(14.09)新康乡(10.65)乔口镇(8.71)靖港镇(0.83)；无机As的单因子污染指数从大到小排序,嘉兴8号依次为高塘岭(4.10)星城镇(3.98)新康乡(3.15)乔口镇(2.67)靖港镇(1.56),特丰优5号为高塘岭(4.01)星城镇(3.78)新康乡(3.25)乔口镇(2.85)靖港镇(1.61)；Pb、Zn、Cu、Hg以及Cr的单因子污染指数小于1。(3)杂交水稻重金属低积累品种的筛选,采用ICP-MS对新康乡150个杂交水稻进行重金属含量检测以及内梅罗综合污染指数评价,统计分析结果表明：杂交水稻的内梅罗综合污染指数由大到小排序依次为,“谷优929”(3.45)“深优9588”(3.21)“源优285”(3.03)“川香8号”(3.02)“青优109”(3.02)“Q优8号”(2.93)“T优118”(2.92)“II优416”(2.88)“Q优6号”(2.78)“H28优207号”(2.75)“T优618”(2.74)“准两优527”(2.67)“两优527”(2.64)“协优716”(2.62)“中南优8号”(2.60)“深两优5814”(2.59)“Y两优1号”(2.53)“湘优66”(2.52)“两优0293”(2.51)“金山优2155”(2.50)“T优227”(2.45)“湘菲优8118”(2.40)“岳优6135”(2.40)“H28优9113”(2.22)“T优272”(1.99)。说明“T优272”、“H28优9113”、“T优227”、“湘菲优8118”、“金山优2155”、“两优0293”、“湘优66”、“Y两优1号”和“岳优6135”对Pb、Cd和无机As具有低积累性。(4)黄花粘水稻籽粒中Cd含量分布及碱处理的影响。采用不锈钢解剖刀将星城镇150个黄花粘水稻糙米剥离、碱法提取糙米淀粉以及原子吸收仪进行重金属含量检测。统计分析结果表明：重金属Cd平均有31.2%累积在米糠层中,18.9%累积在胚中,49.9%累积在胚乳中；糙米胚乳部分重金属Cd的浓度随糙米总浓度增高的程度大于米糠层和胚；用碱法处理后提取的淀粉产品Cd含量下降了85%左右,处理后低于国家限量标准0.20mg/kg。
【关键词】：水稻 重金属 污染 分配
【学位授予单位】：中南林业科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：X53;X56;X82
【目录】：

• 摘要4-6
• ABSTRACT6-10
• 1 引言10-17
• 1.1 重金属定义及危害10-11
• 1.2 重金属污染现状11-14
• 1.2.1 重金属来源11-13
• 1.2.2 重金属检测方法13-14
• 1.3 国内外对水稻重金属的研究现状14-15
• 1.4 研究意义及主要内容15-17
• 2 杂优水稻对土壤中Pb和Cd的吸收及分配17-33
• 2.1 材料和方法17-19
• 2.1.1 实验仪器17
• 2.1.2 样品采集17-18
• 2.1.3 样品前处理18
• 2.1.4 试验方法18-19
• 2.2 结果与讨论19-32
• 2.2.1 杂优水稻不同部位对Pb和Cd吸收富集的差异19-29
• 2.2.2 Pb和Cd在杂优水稻各部位的分配比例变化29-30
• 2.2.3 杂优水稻糙米富集Pb和Cd与土壤的关系30-32
• 2.3 小结32-33
• 3 圆粒糙米重金属污染及健康风险评估33-42
• 3.1 材料和方法33-36
• 3.1.1 研究区域33-34
• 3.1.2 样品采集34
• 3.1.3 样品前处理34
• 3.1.4 试验方法34
• 3.1.5 计算公式34-36
• 3.2 结果与讨论36-40
• 3.2.1 土壤重金属污染评价36-38
• 3.2.2 圆粒糙米重金属污染评价38-39
• 3.2.3 糙米摄入的健康风险评价39-40
• 3.3 小结40-42
• 4 杂交水稻重金属低积累品种的筛选42-53
• 4.1 材料和方法42-44
• 4.1.1 研究区域42-43
• 4.1.2 样品采集43
• 4.1.3 样品前处理43
• 4.1.4 试验方法43
• 4.1.5 计算公式43-44
• 4.1.6 数据分析44
• 4.2 结果与讨论44-51
• 4.2.1 不同水稻品种糙米中3种重金属含量的频次分布44-45
• 4.2.2 杂优水稻糙米对3种重金属低积累品种的筛选45-50
• 4.2.3 25个水稻糙米重金属含量综合评价50-51
• 4.3 小结51-53
• 5 黄花粘水稻籽粒中Cd含量分布及碱处理的影响53-59
• 5.1 材料和方法53-54
• 5.1.1 样品采集53
• 5.1.2 样品前处理53-54
• 5.1.3 试验方法54
• 5.2 结果与讨论54-58
• 5.2.1 黄花粘糙米各结构重金属Cd的含量差异54-56
• 5.2.2 黄花粘糙米各结构重金属Cd分配56-57
• 5.2.3 碱处理提取工艺对大米Cd含量的影响57-58
• 5.3 小结58-59
• 6 结论与展望59-62
• 6.1 结论59-60
• 6.2 创新点及展望60-62
• 参考文献62-70
• 附录 攻读学位期间的主要学术成果70-72
• 致谢72

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