不同污染来源水稻土Cd生物有效性及其影响因素

发布时间：2017-12-09 02:29

  本文关键词：不同污染来源水稻土Cd生物有效性及其影响因素

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【摘要】：镉污染导致的稻米镉超标已受到广泛的关注。本研究以广东省韶关市钢铁厂周边土壤、韶关铅锌冶炼厂周边土壤、韶关火电厂周边土壤、翁源县上坝村大宝山铜铁矿水污染土壤、乐昌市铅锌矿周边土壤和中山市三角镇三角洲沉积土为研究对象,分析土壤中Cd的形态及其影响因素,并通过室内培养试验研究6种土壤在不同水分管理方式下Cd形态的动态变化及影响因素,通过盆栽和根箱试验研究不同水分管理方式下水稻对Cd吸收和分配及影响因素。旨在为广东省污染土壤的水稻安全生产提供科学依据。研究结果如下:(1)6种不同类型的污染水稻土中Cu、Zn、Pb、As、Hg、Cd和Cr含量均超过国家二级标准,其中Cd污染最为严重。6种土壤中Cd均以酸提取态为主,在RAC评价指标中韶关冶炼厂周边、韶关钢铁厂周边和韶关火电厂周边土壤处于超高风险,大宝山铜铁矿、乐昌铅锌矿周边和三角洲沉积土处于高度风险。土壤各形态Cd含量主要受土壤全Cd含量影响,pH、粘粒、活性Mn为影响不同形态Cd分配的主要因素。(2)6种不同污染土壤对Cd吸附动力学中,前30min反应迅速,60 min后土壤对Cd吸附基本达到平衡,二级动力学模型对试验结果拟合最好;等温吸附试验中,当平衡液中Cd浓度较低时,土壤对Cd的吸附量随浓度的增加而快速增加;当平衡液中Cd浓度继续增加时,吸附量增加速度逐渐趋于缓慢,曲线斜率逐渐减小,Langmuir和Freundlich方程对Cd等温吸附数据拟合结果均较好。6种土壤对Cd吸附量和吸附速率顺序均为:乐昌铅锌矿三角洲沉积土韶关钢铁厂韶关火电厂韶关冶炼厂大宝山铜铁矿。pH和有机质为影响土壤吸附Cd的主要因素。(3)与湿润培养相比,淹水培养6种土壤pH均提高,有效Cd含量降低,酸提取态Cd降低,而可还原态和可氧化态Cd提高。主成分分析表明,土壤酸提取态Cd含量与有效Cd呈显著正相关关系,与可还原态和可氧化态Cd的含量及土壤pH呈显著负相关关系。(4)盆栽试验结果表明,与常规水分管理措施相比,晒田后淹水和全生育期淹水处理不同污染土壤中有效Cd分别降低40%-55%和70%-80%。晒田后淹水处理水稻根、茎、叶和糙米Cd含量分别降低48%-65%、28%-59%、18%-43%和52%-69%;全生育期淹水处理水稻根、茎、叶和糙米Cd含量分别降低71%-81%、59%-96%、55%-99%和74%-90%,水分管理对不同土壤上水稻Cd吸收量降低幅度差异不显著。(5)根际实验中,常规水分管理方式下除三角洲沉积土外,其它土壤根际土有效Cd均显著高于非根际土;淹水水分管理方式下根际土和非根际土有效Cd含量差异不显著。与常规水分管理措施相比,淹水水分管理可使不同污染土壤根际土和非根际土壤有效Cd分别降低60%-95%和40%-50%。不同污染来源土壤有效Cd降低幅度差异不显著。(6)全生育期淹水处理水稻根表铁膜Fe含量显著高于常规水分处理,而根表铁膜Cd含量以及水稻地上部及地下部Cd含量则是常规水分处理显著高于全生育期淹水处理。本研究结果表明,不同污染来源土壤中,水稻根表铁膜Fe含量越高,根表铁膜Cd含量以及水稻体内的Cd吸收量则越低。
【学位授予单位】：华南农业大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：X53;S153

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