不同环境下土壤作物系统中重金属元素迁移分配特点..doc

不同环境下土壤作物系统中重金属元素迁移分配特点 荆旭慧，李恋卿*，潘根兴 南京农业大学农业资源与生态环境研究所, 南京 210095 摘要：不同环境中重金属的积累特点及其向食物的迁移可能导致对人类健康的不同影响。文对苏南某市典型乡镇工业环境中的农田表层土壤重金属污染积累进行了分析，并参照国家土壤环境质量二级标准进行重金属污染的单因子和综合因子评价。结果表明，工业环境中农田土壤表层重金属元素的富集系数和重金属DTPA有效态含量显著高于非工业环境，说明工业化发展是土壤重金属积累的主要因素，同时土壤的基本理化性质对土壤重金属的富集有一定的影响。不同种类农产品对重金属的富集能力表现为叶菜类籽实类根菜类水稻籽粒，重金属元素中Cd、Zn、Cu较易在农产品中积累。应该注意工业发展对农田土壤的重金属污染以及对人类食物安全的可能影响。 重金属；农田土壤；农产品；富集系数；表土 中图分类号：X1 文献标识码：A 文章编号：1672-2175（2007）0-0812-06当前，土壤重金属污染处于不断的扩展中。据估计，我国耕地重金属污染面积达到了2×107 hm2 [1]。人类对环境中重金属元素的暴露主要来自土壤作物食物的迁移[2,3]，不同环境中重金属的积累特点及其向食物的迁移可能导致对人类健康的不同影响。太湖地区工业发展较早，工业环境影响下土壤重金属积累十分明显[4,5]，并且表现在表层土壤重金属的积累和有效态含量的升高[6-8]。最近，我们对工业污染严重的苏南某地的调查研究发现，土壤中有毒重金属元素Cd、Pb等的强烈积累可能会产生十分严重的人类食物暴露风险[9]。本文对临近上海市的苏南某市典型地区的农田进行土壤和在其上生长农作物的重金属调查，分析不同环境下农业土壤重金属污染及其在土壤-作物系统迁移转化的特点，从而认识工业发展中产生的污染物的输入对土壤作物系统重金属污染以及人类食物暴露可能产生的影响，为区域环境保护和治理提供科学依据。 在苏南某市，分别选择明显工业污染环境（周边存在污染企业）与无明显工业污染环境（无污染点源）的3个地点的农田，进行GPS精确定位，用荷兰Eijkelkamp公司生产的不锈钢土钻，分别采取耕层（012 cm）和亚耕层（1325 cm）样品，样品为三点采样的混合样，置于聚乙烯薄膜袋中带回实验室。样品自然风干，拣去动植物残体和石砾后混匀，分别过20、60、100目尼龙筛，贮存于聚乙烯薄膜袋中密封备用。采各样点基本情况见表1。 表1 供试农田样点分布情况 Table 1 Field conditions of the sampled farms样点编号 土种 GPS位置 利用类型 污染源情况 1 沟泥土 N31°31.049′ E121°00.418′ 稻田 无明显污染源 2 乌泥土 N31°29.915′ E121°00.468′ 稻田 无明显污染源 3 黄泥土 N31°27.011′ E121°02.256′ 稻田 附近有化工厂 4 黄泥土 N31°26.871′ E121°02.255′ 稻田 附近有化工厂 5 夹沙黄泥土 N31°23.843′ E121°06.284′ 稻田 附近有贵金属加工厂 6 沙土 N31°23.334′ E121°06.693′ 橘园 旱地 无明显污染源 在各采样农田采集水稻籽粒和黄豆、高粱、萝卜、豌豆苗、茼蒿、韭菜、芹菜、青菜、雪里蕻和橘子等16种农产品，样品采集全部使用不锈钢工具，布袋收集。植物样品先用自来水冲洗，再用去离子水冲洗干净，于100 ℃杀青30 min，6070 ℃烘干。水稻籽粒用不锈钢砻谷机、碾米机脱壳去皮。将所有样品用不锈钢粉碎机粉碎，过60目筛，置于聚乙烯薄膜袋中密封备用。 参照鲁如坤（2000）[10]的方法：土壤pH测定用电位计法，土壤有机质测定用H2SO4-K2CrO7外加热法，阳离子交换量（CEC）测定用乙酸铵法，游离氧化铁测定用连二亚硫酸钠柠檬酸钠重碳酸钠提取法（DCB法），0.002 mm粘粒含量测定用比重计法。采集的表层土壤基本性质见表2。 （1）Cu、Zn、Pb、Cd、Cr、Ni全量：参照鲁如坤（2000）介绍的方法[10]，称取过100目土壤样品0.5000 g，250 ℃以下HF-HClO4-HNO3消化，原子吸收分光光度计测定（北京普析TAS-986）。插入国家标准物质GSS-2和GSS-4作内标控制分析质量。 （2）As、Hg全量：参照熊伟介绍的方法[11]，称取过100目土壤样品0.2500 g，加11王水浸提液后，置于沸水浴中消化1，原子荧光光谱仪测定（北京瑞利AF-610）。插入国家标准物质GSS-2和GSS-3控制分析质量。 （3）Cu、Zn、Pb、Cd、Cr、Ni有效态含量：根据鲁如坤[1