針對(duì)吉林省農(nóng)用地土壤重金屬污染有哪些防治對(duì)策？

吉林省農(nóng)用地土壤重金屬污染防治對(duì)策

1.微生物修復(fù)

微生物抗重金屬機(jī)制包括生物吸附、胞外沉淀、生物轉(zhuǎn)化、生物累積和外排作用。微生物一方面可以降低土壤中重金屬的毒性，并可以吸附積累重金屬；另一方面可以改變根系微環(huán)境，從而提高植物對(duì)重金屬的吸收、揮發(fā)或固定效率。

目前，大部分微生物修復(fù)技術(shù)還局限在科研和實(shí)驗(yàn)室水平，實(shí)例研究還不多，無(wú)法大面積推廣。

2.從源頭進(jìn)行控制

需針對(duì)吉林省農(nóng)用地的實(shí)際特點(diǎn)開展綜合性治理工作，對(duì)大氣、水體、土壤進(jìn)行防治，做好源頭治理工作，降低農(nóng)用地土壤中的重金屬含量。

3.暫停可食用性農(nóng)作物的生產(chǎn)

1）暫?？墒秤眯赞r(nóng)作物的生產(chǎn)，并找到可以替代的種植方式，進(jìn)行暫時(shí)性退耕還田，對(duì)土壤進(jìn)行全面修復(fù)，將農(nóng)用地土壤中的重金屬含量控制在標(biāo)準(zhǔn)范圍內(nèi)。對(duì)于重金屬污染嚴(yán)重的土壤，要禁止所有農(nóng)作物、農(nóng)產(chǎn)品的種植與生產(chǎn)，全面實(shí)行退耕還田。

2）采取秸稈還田、輪作倒茬的方法進(jìn)行固氮處理，以增加土壤中的有機(jī)質(zhì)含量，當(dāng)土壤中的有機(jī)質(zhì)含量增加時(shí)，暫?？墒秤眯赞r(nóng)作物的種植，可種植一些非食用性的植物用于綠化環(huán)境。

3對(duì)化肥和農(nóng)藥進(jìn)行科學(xué)化、合理化、規(guī)范化使用，將牧業(yè)、林業(yè)、種植業(yè)進(jìn)行有機(jī)結(jié)合，使農(nóng)業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化的生態(tài)性、示范性作用更強(qiáng)。

4.對(duì)農(nóng)用地土壤的重金屬污染情況進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)

責(zé)令城鎮(zhèn)人口密集區(qū)的化學(xué)品生產(chǎn)企業(yè)進(jìn)行搬遷改造，對(duì)因化學(xué)工業(yè)生產(chǎn)而導(dǎo)致重金屬含量超標(biāo)的農(nóng)用地進(jìn)行徹底整治和重點(diǎn)督察，提高周邊環(huán)境的生態(tài)環(huán)境質(zhì)量。同時(shí)，實(shí)時(shí)對(duì)農(nóng)用地土壤的重金屬污染情況進(jìn)行科學(xué)監(jiān)測(cè)，為農(nóng)產(chǎn)品的食用安全性奠定基礎(chǔ)?？刹扇?shí)地調(diào)研等方式對(duì)農(nóng)用田重金屬含量進(jìn)行定性、定量分析，并以農(nóng)業(yè)行政部門為信息交流對(duì)象，對(duì)治理體系與制度進(jìn)行合理規(guī)劃。

土壤重金屬元素對(duì)農(nóng)產(chǎn)品安全性影響

一、研究思路與方法

土壤是農(nóng)作物生長(zhǎng)的基礎(chǔ)，土壤重金屬經(jīng)過(guò)作物根系的吸收、植物體內(nèi)的運(yùn)移而部分蓄積于果實(shí)籽粒等食用器官，從而影響農(nóng)產(chǎn)品安全。因此，土壤及大氣、水、農(nóng)藥、化肥等是農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境、農(nóng)產(chǎn)品安全性的重要因素。

土壤有機(jī)質(zhì)、酸堿度、氧化還原條件、質(zhì)地與結(jié)構(gòu)等土壤理化條件決定了土壤重金屬元素存在形態(tài)，這是影響作物對(duì)重金屬元素吸收累積率的重要土壤環(huán)境因素；另一方面，作物重金屬元素含量與作物類型及品種有關(guān)，根系吸收的重金屬元素往往需要經(jīng)過(guò)植株體內(nèi)長(zhǎng)距離運(yùn)移才能到達(dá)果實(shí)籽粒等食用部位；再者，土壤重金屬元素不是作物及農(nóng)產(chǎn)品中重金屬元素的唯一來(lái)源，沉降于作物株葉、果實(shí)籽粒上的塵土及噴灑的農(nóng)藥、化肥所含的重金屬元素，也可以通過(guò)葉面吸收等方式進(jìn)入植株和農(nóng)產(chǎn)品，所有這些因素導(dǎo)致了食用部位與土壤重金屬元素含量關(guān)系的復(fù)雜化。本研究選擇大宗農(nóng)作物小麥為研究對(duì)象，并相同點(diǎn)位采集根系土配套樣品，盡量消除各種因素的影響，研究土壤重金屬元素對(duì)農(nóng)產(chǎn)品的影響模型，為土壤重金屬元素污染生態(tài)效應(yīng)評(píng)價(jià)提供科學(xué)依據(jù)。

二、土壤元素形態(tài)與農(nóng)產(chǎn)品重金屬元素含量關(guān)系

小麥籽實(shí)中重金屬元素含量與對(duì)應(yīng)根系土重金屬元素形態(tài)含量相關(guān)關(guān)系見表 629，由表5-1 可以看出，影響小麥籽實(shí)中Cu，Cd，As元素含量的形態(tài)為水溶態(tài)、離子交換態(tài)、碳酸鹽態(tài)，其余形態(tài)對(duì)小麥 Cu，Cd含量的影響也較大（圖5-11）；影響小麥籽實(shí)中 Ni元素含量的主要形態(tài)為離子交換態(tài)；影響小麥籽實(shí)中 Zn元素含量的主要形態(tài)為腐殖酸態(tài)、鐵錳氧化態(tài)，碳酸鹽態(tài)和殘?jiān)鼞B(tài)對(duì) Zn含量的影響也較大；影響小麥籽實(shí)中 Hg元素含量的主要形態(tài)為殘?jiān)鼞B(tài)。而小麥籽實(shí)中 Cr，Pb元素含量與各形態(tài)的相關(guān)性不顯著。由此可知，不同重金屬元素的賦存形態(tài)，對(duì)小麥的生物活性和遷移能力各有差異。

表5-1 小麥籽實(shí)中重金屬元素與對(duì)應(yīng)根系土重金屬元素形態(tài)相關(guān)系數(shù)統(tǒng)計(jì)表

注：^?為置信水平0.05，^**為置信水平0.01，樣本數(shù)86個(gè)。

圖5-11 小麥籽實(shí)Cu，Cd含量與根系土形態(tài)含量相關(guān)關(guān)系圖

三、耕層土壤-農(nóng)作物重金屬元素遷移轉(zhuǎn)化影響因素

土壤重金屬元素對(duì)植物的生態(tài)效應(yīng)是受多種因素控制的，植物從土壤中吸收重金屬元素的量與土壤中重金屬元素的總量有一定的關(guān)系，但土壤重金屬元素的總含量并不是植物吸收的一個(gè)可靠指標(biāo)，重金屬元素在土壤-植物系統(tǒng)中的遷移轉(zhuǎn)化主要受土壤的理化性質(zhì)（pH，E_h，黏粒，有機(jī)質(zhì)等）、土壤中重金屬元素形態(tài)和植物特性等因素影響。

（一）安全農(nóng)作物概念及評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)

農(nóng)作物在食用與加工中，能夠?qū)ι鷳B(tài)環(huán)境、人類健康、生物多樣性產(chǎn)生良性影響和作用，可稱之為安全農(nóng)作物或農(nóng)產(chǎn)品。反之，可稱之為非安全農(nóng)作物或農(nóng)產(chǎn)品。

所謂無(wú)公害食品，指的是無(wú)污染、無(wú)毒害、安全優(yōu)質(zhì)的食品，在國(guó)外稱無(wú)污染食品或有機(jī)食品、生態(tài)食品、自然食品，我國(guó)又稱綠色食品。無(wú)公害食品（綠色食品）分為AA級(jí)和A級(jí)兩種，其主要區(qū)別是在生產(chǎn)過(guò)程中，AA級(jí)不使用任何農(nóng)藥、化肥和人工合成激素；A級(jí)則允許限量使用限定農(nóng)藥、化肥和合成激素。

小麥?zhǔn)钦{(diào)查區(qū)“小麥-玉米輪作”種植模式下的重要糧食作物之一。本次研究工作分別在平度、煙臺(tái)、文登等地區(qū)采集了86件小麥籽實(shí)樣品和對(duì)應(yīng)根系土，分析了As，Cd，Hg和Pb等元素含量。

我國(guó)小麥綠色食品、無(wú)公害食品標(biāo)準(zhǔn)、食品衛(wèi)生限量標(biāo)準(zhǔn)見表5-2。在本次研究中，對(duì)小麥安全性評(píng)價(jià)方案確定如下：

表5-2 小麥籽實(shí)中砷、鎘、汞、鉛含量相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)表 w（B）/10^-6

注：數(shù)據(jù)來(lái)源為無(wú)公害食品標(biāo)準(zhǔn)：NY5301—2005；綠色食品標(biāo)準(zhǔn)：NY/T421—2000；衛(wèi)生限量標(biāo)準(zhǔn)：GB2715—2005；GB13105—91；GB2762—94；GB13106—91；GB14961—94；GB15199—94；GB4810—94；GB14935—94；GB15201—94。

1）小麥籽實(shí)中As，Hg和Pb含量低于綠色食品衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)的樣品稱為綠色食品；大于綠色食品標(biāo)準(zhǔn)，但低于無(wú)公害食品衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)的樣品稱為安全食品；籽實(shí)含量大于城鎮(zhèn)居民無(wú)公害食品衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)的樣品稱為超標(biāo)食品。

2）小麥籽實(shí)中Cd的各種標(biāo)準(zhǔn)限一致，故采用兩級(jí)劃分：籽實(shí)中Cd含量低于標(biāo)準(zhǔn)的樣品稱為安全綠色食品；高于標(biāo)準(zhǔn)的樣品稱為超標(biāo)食品。籽實(shí)中Zn，Cu，Cr三元素含量低于衛(wèi)生限量標(biāo)準(zhǔn)的樣品稱為安全綠色食品；高于標(biāo)準(zhǔn)的樣品稱為超標(biāo)食品。

3）小麥籽實(shí)中Se的衛(wèi)生限量標(biāo)準(zhǔn)為0.3×10^-6，譚見安等（1989）在研究地方病與環(huán)境關(guān)系時(shí)指出糧食中Se含量介于0.025×10^-6～0.07×10^-6之間時(shí)，其硒含量位于邊緣限上，因此本研究將0.04×10^-6作為貧硒食品的下限，0.04×10^-6～0.07×10^-6之間的樣品稱為足硒食品，籽實(shí)含量介于0.07×10^-6～0.3×10^-6之間的樣品稱為富硒食品，而籽實(shí)含量＜0.04×10^-6的樣品稱為貧硒食品，含量＞0.3×10^-6的樣品稱為超限食品。

4）綜合評(píng)價(jià)則全面考查每件籽實(shí)樣品中 As，Cd，Hg，Pb，Zn，Cu，Cr，Se元素含量，元素含量全部低于綠色食品衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)的樣品稱為綠色食品；8種元素中只要有一項(xiàng)超過(guò)無(wú)公害食品衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)的樣品稱為超標(biāo)食品，元素含量介于兩者之間的稱安全食品。

（二）小麥體內(nèi)元素含量

1.小麥安全性評(píng)價(jià)

研究區(qū)小麥籽實(shí)中As，Cd，Hg，Pb，Se的分級(jí)情況見表5-3、表5-4。

表5-3 小麥籽實(shí)As，Cd，Hg，Pb分級(jí)統(tǒng)計(jì)表 單位：%

注：括號(hào)內(nèi)為樣品數(shù)，—表示未出現(xiàn)該等級(jí)樣品。

表5-4 小麥籽實(shí)Se分級(jí)統(tǒng)計(jì)表

注：括號(hào)內(nèi)為樣品數(shù)，—表示未出現(xiàn)該等級(jí)樣品。

統(tǒng)計(jì)結(jié)果表明：86件小麥籽實(shí)中Cd，Zn，Cr均有不同程度的超標(biāo)現(xiàn)象，其中Cd和Cr的超標(biāo)樣品均為10件，占統(tǒng)計(jì)樣品數(shù)的11.63%；而Zn僅有3件樣品超標(biāo)，占統(tǒng)計(jì)樣品數(shù)的3.49%。而As，Hg，Pb和Cu均未超標(biāo)；但對(duì)Hg和Pb來(lái)講，小麥籽實(shí)中分別有5.81%和3.49%的樣品屬無(wú)公害食品。總體來(lái)看，影響小麥籽實(shí)安全的主要是Cd和Cr。

小麥籽實(shí)Cd含量范圍為0.018×10^-6～0.778×10^-6，各地區(qū)均有一定比例的小麥籽實(shí)樣品Cd含量超過(guò)無(wú)公害食品標(biāo)準(zhǔn)。小麥籽實(shí)Cr含量超標(biāo)呈現(xiàn)明顯的地域差異（圖5-12）。

圖5-12 不同地區(qū)小麥籽實(shí)中Cd，Cr含量圖

1—綠色食品；2—超標(biāo)食品

小麥籽實(shí)中Se含量均低于食品限量標(biāo)準(zhǔn)，屬于富硒產(chǎn)品的樣品占到22.09%，主要分布在萊州和煙臺(tái)；研究區(qū)小麥籽實(shí)中部分貧硒，其中50%的小麥籽實(shí)樣品中Se含量都＜0.04×10^-6（圖5-13）；27.91%的小麥籽實(shí)樣品中Se含量介于0.04×10^-6～0.07×10^-6之間，屬足硒小麥。

圖5-13 不同地區(qū)小麥籽實(shí)中Se含量圖

1—足硒小麥；2—貧硒小麥；3—富硒小麥

綜合評(píng)價(jià)結(jié)果表明，小麥籽實(shí)無(wú)公害食品6件，占統(tǒng)計(jì)樣本數(shù)的6.98%，主要分布在平度；小麥籽實(shí)超標(biāo)食品21件，占統(tǒng)計(jì)樣本數(shù)的24.42%，在各地區(qū)均有分布。小麥籽實(shí)綠色食品59件，占統(tǒng)計(jì)樣本數(shù)的68.60%，在各地區(qū)均有分布（圖5-14）。

圖5-14 不同地區(qū)小麥籽實(shí)綜合質(zhì)量柱狀圖（比值越大質(zhì)量越差）

1—綠色食品；2—安全食品；3—超標(biāo)食品

2.Cd，Hg，Pb等在小麥根、莖（葉）、籽中分布分配

小麥植株生長(zhǎng)過(guò)程中吸收的As，Cd，Hg，Pb，在根、莖、葉、籽等不同的器官中含量分配特征各不相同。本研究分別在平度、萊州、煙臺(tái)、文登配套采集了小麥莖（葉）、籽樣品28套，煙臺(tái)、文登地區(qū)配套采集根、莖（葉）、籽實(shí)樣品2套，用以研究As，Cd，Hg，Pb等元素在小麥植株不同部位的分布特征。

Cr，As，Cd，Hg，Pb在各地區(qū)小麥不同部位的分布特征為莖葉含量＞籽實(shí)含量（圖515），不同地區(qū)小麥中Zn元素平均含量均表現(xiàn)為：籽實(shí)＞莖葉；Cu，Se元素含量略有差異，少部分樣品是籽實(shí)＞莖葉，大部分樣品莖葉＞籽實(shí)。

圖5-15 As，Cd，Hg，Pb等在小麥莖（葉）、籽中含量分布圖

白色為莖葉含量、花紋色為籽實(shí)含量

從理論上講，植物從土壤溶液中吸收重金屬元素，其大部分累積在根部和莖部靠近地面一端，而依靠蒸騰作用向上輸送的量一般很少。但研究發(fā)現(xiàn)，小麥中Hg，Zn，Cd，Cu等多數(shù)元素含量出現(xiàn)莖葉＞根的分布特征，甚至莖葉中Hg，Cu元素含量大于根系土（圖5-16）。重金屬元素主要分布在葉和莖中的事實(shí)，說(shuō)明了小麥中相當(dāng)一部分重金屬元素可能來(lái)自大氣干濕沉降，另外采用秸稈還田的耕作方式，對(duì)于Hg，Cu等重金屬元素而言，易使耕層土壤受二次污染。

（三）小麥鉛、鎘、汞、砷等富集系數(shù)及其影響因素

富集系數(shù)是指某種物質(zhì)或元素在生物體的濃度與生物生長(zhǎng)環(huán)境（水、土壤、空氣）中該物質(zhì)或元素的濃度之比。作物籽實(shí)吸收As，Cd等有害元素的影響因素眾多，過(guò)程非常復(fù)雜，因此，本小節(jié)僅從統(tǒng)計(jì)角度，重點(diǎn)研究了小麥籽實(shí)對(duì)Cd，As，Pb，Hg，Cr等有害元素的吸收（富集系數(shù)）規(guī)律，建立籽實(shí)Cd等含量與土壤Cd，pH，OrgC或其他指標(biāo)的定量關(guān)系，以期進(jìn)行區(qū)域尺度的生態(tài)安全性評(píng)價(jià)和研究。

圖5-16 As，Cd，Hg，Pb等在小麥根、莖（葉）、籽中含量分布圖

1—籽；2—莖；3—根；4—土

1.小麥籽實(shí)中元素的富集系數(shù)

由圖5-17可見，各元素間的富集系數(shù)差異較大，其中Cr，Pb，As，F(xiàn)富集系數(shù)＜1%，F(xiàn)的富集系數(shù)最?。?.05%）；I，Ni富集系數(shù)分別為2.79%和2.05%；其他元素富集系數(shù)＞10%，其中Zn元素的富集系數(shù)最大（51%），其次為Cd（34.31%）。通過(guò)對(duì)比，小麥籽實(shí)對(duì)各元素富集能力大小順序?yàn)閆n＞Cd＞Se＞Cu＞Hg＞I＞Ni＞Cr＞Pb＞As＞F。

圖5-17 小麥籽實(shí)As，Cd，Hg，Pb等元素富集系數(shù)分布圖

2.土壤理化性質(zhì)對(duì)Pb、Cd、Hg、As等富集系數(shù)的影響

Cd在麥籽中的富集系數(shù)較大，在萊州地區(qū)總體較高，且變異性最大，Cd在麥籽中的富集系數(shù)變動(dòng)于9.91%～112%之間，文登和平度地區(qū)麥籽Cd的富集系數(shù)比較穩(wěn)定，變化范圍一般在25%～50%之間。萊州地區(qū)小麥對(duì)Cd的吸收與土壤Cd含量和pH有很大的相關(guān)性。

小麥籽實(shí)對(duì)Cd元素的吸收量與土壤中Cd總量關(guān)系顯著，小麥籽實(shí)Cd的富集系數(shù)主要受土壤pH影響，由圖5-18可以看出，土壤pH在中性或堿性范圍內(nèi)，隨pH減小，富集系數(shù)呈緩慢增加趨勢(shì)，當(dāng)土壤pH＜5.5呈酸性時(shí)，其富集系數(shù)迅速增加至35%，這說(shuō)明，土壤在中堿性范圍內(nèi)的酸化可提高Cd吸收率。此外，小麥籽Cd顯著地受土壤Cu，Zn含量控制（正相關(guān)）。

圖5-18 小麥籽實(shí)中Cd與土壤中Cd及Cd富集系數(shù)與pH關(guān)系圖

As在小麥中的富集系數(shù)為0.04%～1.14%，平均值為0.35%，多數(shù)樣品As富集系數(shù)＜1.0%。As富集系數(shù)在不同地區(qū)的麥籽中表現(xiàn)略有差異，文登地區(qū)總體高于其他地區(qū)。

小麥籽實(shí)對(duì)As的吸收量與土壤中As總量關(guān)系不顯著，而主要受土壤中黏粒含量和pH值的控制（圖5-19），隨著黏粒含量的減小，土壤酸化，籽實(shí)As富集系數(shù)呈上升趨勢(shì)，這說(shuō)明，土壤中黏粒和pH對(duì)As的地球化學(xué)行為具有重要的控制作用。

圖5-19 小麥籽實(shí)As富集系數(shù)與黏粒、pH關(guān)系圖

Pb在麥籽中的富集系數(shù)較小，除平度地區(qū)整體偏高（平均為0.56%），其他地區(qū)麥籽中Pb的富集系數(shù)一般＜0.5%，文登地區(qū)Pb的富集系數(shù)普遍低于其他地區(qū)，平均富集系數(shù)僅0.21%。麥籽P b含量與富集系數(shù)間相關(guān)系數(shù)可達(dá)0.85%，全區(qū)86件樣品中僅有3件屬無(wú)公害的小麥樣品分布在平度地區(qū)，其他均為綠色食品，全區(qū)無(wú)Pb超標(biāo)食品，都說(shuō)明富集系數(shù)偏低導(dǎo)致籽實(shí)中Pb元素含量低。

小麥籽實(shí)對(duì)Pb的吸收主要與土壤有機(jī)質(zhì)、CEC有關(guān)，由圖5-20可以看出，隨著土壤有機(jī)質(zhì)、CEC的增加，富集系數(shù)也將增大。

圖5-20 小麥籽實(shí)Pb富集系數(shù)與土壤有機(jī)質(zhì)、CEC關(guān)系圖

小麥籽實(shí)中Cr的富集系數(shù)最大為7.05%，最小為0.08%，平均值為0.80%，平度地區(qū)除了有1個(gè)特異值外，小麥籽Cr的富集系數(shù)普遍低于其他地區(qū)。

小麥籽實(shí)對(duì)Cr元素的吸收量與土壤中Cr總量關(guān)系不顯著，而主要受土壤pH和有機(jī)質(zhì)含量控制（圖5-21），隨著pH減小，所吸收的Cr元素含量和籽實(shí)Cr富集系數(shù)呈上升趨勢(shì)，有機(jī)質(zhì)對(duì)其影響與pH相類似，有機(jī)質(zhì)含量增加，籽實(shí)Cr元素含量和富集系數(shù)均減?。▓D5-22），其原因可能在于更多的Cr轉(zhuǎn)化為不宜被小麥吸收的有機(jī)結(jié)合態(tài)而固定下來(lái)；此外籽實(shí)Cr富集系數(shù)與土壤CEC、黏粒呈顯著負(fù)相關(guān)。小麥籽Cr含量還顯著地受土壤Se含量控制（負(fù)相關(guān)）。

小麥籽中Hg的富集系數(shù)變異較大，富集系數(shù)最小為0.53%，最大為56.25%，在各地區(qū)的變異也較大，其中在萊州最大。全區(qū)除去幾個(gè)特異值外，Hg富集系數(shù)基本在20%以下。

圖5-21 小麥籽實(shí)Cr元素含量、Cr富集系數(shù)與土壤pH關(guān)系圖

圖5-22 小麥籽實(shí)Cr元素含量、Cr富集系數(shù)與土壤OrgC關(guān)系圖

小麥籽實(shí)Hg的富集系數(shù)與土壤有機(jī)質(zhì)、pH、黏粒、CEC等相關(guān)性均較差。汞含量高的土壤中，小麥籽實(shí)中汞含量相應(yīng)較高（圖5-23），但不同Hg含量的土壤中生長(zhǎng)的小麥籽實(shí)Hg含量變化范圍較大，表明Hg在小麥籽中的富集還受土壤Hg含量以外的其他因素影響，如小麥籽Hg含量還顯著地受土壤As（正相關(guān)）和CEC控制（圖5-24）。

圖5-23 小麥籽實(shí)Hg元素含量與土壤Hg關(guān)系圖

圖5-24 小麥籽實(shí)中Hg含量與土壤CEC關(guān)系圖

3.關(guān)系方程的確立

研究可以看出，小麥籽實(shí)中Cd，Hg，Cu，Zn，As等重金屬元素的含量均與土壤相應(yīng)元素含量具有正比關(guān)系。這說(shuō)明土壤中元素的含量是影響作物吸收量的因素。但是，植物吸收元素的過(guò)程非常復(fù)雜，進(jìn)入植物內(nèi)的元素有多種來(lái)源，作物籽實(shí)吸收As，Hg等元素絕不簡(jiǎn)單地受土壤元素含量高低的控制。

從圖5-25可以看出，小麥籽實(shí)中Cu，Pb，Zn，As等富集系數(shù)與土壤中對(duì)應(yīng)元素含量間具有冪函數(shù)關(guān)系，即土壤Cu，Pb，Zn，As含量越高，籽實(shí)對(duì)Cu，Pb，Zn，As的富集系數(shù)越小，所以，即使土壤中Cu，Pb，Zn，As含量較低，但進(jìn)入籽實(shí)中Cu，Pb，Zn，As的含量（百分含量）并不一定低；在以上4種元素中Cu富集系數(shù)與土壤Cu含量關(guān)系最明顯，即在土壤Cu含量較高（＞30×10^-6）時(shí)，小麥籽實(shí)Cu的富集系數(shù)基本恒定在15%左右，當(dāng)土壤Cu含量降低到10×10^-6時(shí)，小麥Cu富集系數(shù)增加，可達(dá)40%。上述元素在小麥籽實(shí)的富集系數(shù)與土壤元素含量的關(guān)系，間接說(shuō)明了小麥籽實(shí)吸收Cu，Pb，Zn和As等元素與土壤元素含量關(guān)系的復(fù)雜性。

圖5-25 小麥籽實(shí)Cu，Pb等富集系數(shù)與土壤全量散點(diǎn)圖

以同樣的方法求取Zn，Cu，Ni，Se元素關(guān)系方程，篩選得到的小麥籽實(shí)As，Cd等9種元素富集系數(shù)或籽實(shí)重金屬元素含量最顯著回歸方程見表5-5。依據(jù)關(guān)系式，利用多目標(biāo)區(qū)域地球化學(xué)調(diào)查數(shù)據(jù)，計(jì)算出小麥籽實(shí)中As，Cd，Hg和Pb等元素含量，進(jìn)而從區(qū)域尺度上進(jìn)行小麥生態(tài)安全性評(píng)價(jià)和預(yù)警，見本章第三節(jié)。

表5-5 小麥籽實(shí)不同元素含量回歸方程表

四、土壤與農(nóng)作物元素間的交互作用

重金屬元素是土壤污染退化的一類重要物質(zhì)，它們進(jìn)入土壤后，一方面對(duì)生態(tài)環(huán)境產(chǎn)生直接危害，另一方面通過(guò)影響土壤養(yǎng)分的生物有效性而產(chǎn)生間接危害。同時(shí)，土壤中的養(yǎng)分元素也要影響重金屬元素的生態(tài)環(huán)境效應(yīng)，重金屬元素與養(yǎng)分元素的這種相互影響被稱為交互作用。土壤-植物系統(tǒng)中重金屬元素與養(yǎng)分元素交互作用是很復(fù)雜的，這里也只能做一個(gè)淺顯的研究。

1.小麥籽實(shí)中元素富集系數(shù)間的相互作用

根據(jù)小麥籽實(shí)中元素間富集系數(shù)相關(guān)關(guān)系的統(tǒng)計(jì)分析，小麥籽實(shí)中Hg的富集系數(shù)與I的富集系數(shù)呈顯著負(fù)相關(guān)關(guān)系：Hg富集系數(shù)=-2.156×I富集系數(shù)＋0.1841，R=-0.301，p＜0.01（圖5-26），而與其他元素之間的關(guān)系均未達(dá)到顯著性水平。

小麥籽實(shí)中Cd的富集系數(shù)與Cr，Cu，Zn，Ni和F的富集系數(shù)分別呈極顯著正相關(guān)關(guān)系（p=0.01），相關(guān)系數(shù)為R=0.301，0.419，0.365，0.521和0.331（圖5-27，圖5-28）；而與其他元素之間的關(guān)系均未達(dá)到顯著性水平。

小麥籽實(shí)中Cr的富集系數(shù)與Cu，Cd，Ni和F的富集系數(shù)分別呈極顯著正相關(guān)關(guān)系（p=0.01），相關(guān)系數(shù)分別為R=0.318，0.301，0.595和0.585（圖5-29，圖5-30）；而與其他元素之間的關(guān)系均未達(dá)到顯著性水平。

圖5-26 小麥籽實(shí)中Hg與I的富集系數(shù)關(guān)系圖

圖5-27 小麥籽實(shí)中Cd與Cu的富集系數(shù)關(guān)系圖

圖5-28 小麥籽實(shí)中Cd與Ni的富集系數(shù)關(guān)系圖

圖5-29 小麥籽實(shí)中Cr與Ni的富集系數(shù)關(guān)系圖

圖5-30 小麥籽實(shí)中Cr與F的富集系數(shù)關(guān)系圖

圖5-31 小麥籽實(shí)中Cu與Zn的富集系數(shù)關(guān)系圖

圖5-32 小麥籽實(shí)中Cu與Ni的富集系數(shù)關(guān)系圖

圖5-33 小麥籽實(shí)中F與Ni的富集系數(shù)關(guān)系圖

小麥籽實(shí)中Cu的富集系數(shù)與Zn、Ni的富集系數(shù)分別呈極顯著正相關(guān)關(guān)系（p=0.01），相關(guān)系數(shù)分別為R=0.467，0.490（圖5-31，圖5-32）。小麥籽實(shí)中Ni的富集系數(shù)與F的富集系數(shù)呈極顯著正相關(guān)關(guān)系（圖5-33）；小麥籽實(shí)中Se的富集系數(shù)與F的富集系數(shù)呈極顯著正相關(guān)關(guān)系，Se_{富集系數(shù)}=148.37×F_{富集系數(shù)}＋0.1879（R=0.294，p＜0.01）；而與其他元素之間的關(guān)系均未達(dá)到顯著性水平。As和P b與其他元素之間的關(guān)系均未達(dá)到顯著性水平。

2.土壤元素含量對(duì)小麥籽實(shí)中元素含量的影響

籽實(shí)重金屬元素與土壤元素的交互作用研究表明，元素間存在協(xié)同或拮抗的相關(guān)關(guān)系，但這種相關(guān)性并不是一成不變的。從小麥籽實(shí)中的重金屬元素含量與土壤中部分元素之間的相關(guān)分析結(jié)果可見（表5-6），小麥籽實(shí)中Cd的積累量隨土壤Cu，Zn，As，F(xiàn)含量的增加而增加，土壤中的Zn，Cu可促進(jìn)小麥吸收Cd，從而加劇Cd對(duì)小麥毒害，同樣土壤中的Cd可促進(jìn)小麥吸收Cu，Zn，其復(fù)合效應(yīng)表現(xiàn)為協(xié)同作用。小麥籽實(shí)中Hg的積累量隨土壤As含量的增加而增加，小麥籽實(shí)中I的積累量隨土壤OrgC含量的增加而增加，復(fù)合效應(yīng)也均表現(xiàn)為協(xié)同。

表5-6 小麥籽實(shí)中元素含量與土壤中部分元素間的相關(guān)系數(shù)表

注：表中*為0.05顯著性水平，**為0.01顯著性水平，—為未達(dá)到顯著性水平，未列出。

小麥籽實(shí)中Cr，Ni的積累量都隨土壤Se，OrgC含量的增加而減小；小麥籽實(shí)中Pb的積累量隨土壤I含量的增加而減小。這說(shuō)明土壤Se-麥籽Cr、土壤Se-麥籽Ni、OrgC-麥籽Cr、OrgC-麥籽Ni和土壤I-麥籽Pb之間復(fù)合效應(yīng)表現(xiàn)為拮抗，即土壤中的Se，I，OrgC有益或營(yíng)養(yǎng)元素可抑制小麥籽實(shí)對(duì)Cr，Ni，Pb等重金屬元素的吸收。

3.小麥籽實(shí)中元素含量間的相互作用

植物是一個(gè)復(fù)雜的有機(jī)整體，其中某一成分的改變（增加或減少）會(huì)影響其他成分功能的發(fā)揮，最終影響植物生長(zhǎng)發(fā)育和產(chǎn)量。金屬元素之間的聯(lián)合作用，可以大大改變某元素的生物活性和毒性，要比單個(gè)元素的作用更為嚴(yán)重。

從小麥籽實(shí)中的重金屬元素及I，F(xiàn)，Se元素含量相關(guān)分析結(jié)果可見（表5-7），元素在小麥體內(nèi)的關(guān)系多表現(xiàn)為不相關(guān)，少數(shù)元素間為協(xié)同，如Zn-Cu，Zn-Cd共存時(shí)，籽實(shí)中Zn含量增大，Cu和Cd的吸收和積累也隨之增大；當(dāng)F-Cr或F-Ni共存時(shí)，籽實(shí)中F含量增大，Cr和Ni的吸收和積累也將增大；同樣Cu-Cd共存時(shí)，Cd的吸收將增加；As-Se共存時(shí)，As的吸收量增加。而當(dāng)Hg-Ni共存時(shí)，麥籽中Hg的累積量隨Ni的增加而減小，ICu共存時(shí)，麥籽中Cu的累積量隨I的增加而減小，這說(shuō)明Hg-Ni和I-Cu之間有拮抗作用。上述研究表明元素間存在的協(xié)同和拮抗作用，但具體機(jī)制尚不清楚。

表5-7 小麥籽實(shí)中元素含量間相關(guān)關(guān)系表

注：*為0.05顯著性水平，**為0.01顯著性水平，—為未達(dá)到顯著性水平，未列出。

重金屬土壤污染的治理措施有哪些？

1、施用改良劑 施用改良劑是指向土壤中施用化學(xué)物質(zhì)，以降低金屬活性，減少重金屬向植物體內(nèi)的遷移，這種技術(shù)措施一般稱之為重金屬鈍化，將其施在輕度污染的土壤中是有效的。常用的改良劑有石灰、碳酸鈣、磷酸鹽、硅酸鈣爐渣和促進(jìn)還原作用的有機(jī)物質(zhì)，如有機(jī)肥等。 （1）調(diào)節(jié)土壤的PH值和施用堿性物質(zhì)?？梢韵蛩嵝酝寥乐惺┯檬倚晕镔|(zhì)如硅酸鈣、碳酸鈣、熟石灰等含鈣的堿性材料。一般施用量以提高土壤PH值在7左右為目的，因?yàn)橥寥赖腜H值提高到7以上，對(duì)重金屬的抑制效果可達(dá)70%--80%。 （2）增施土壤有機(jī)質(zhì)。任何一種有機(jī)肥料包括動(dòng)物糞便、人糞便、泥炭和堆肥等，不僅可以提高土壤肥力帶給植物所需營(yíng)養(yǎng)元素，同時(shí)

土壤中重金屬污染的特點(diǎn)和治理辦法

土壤重金屬污染的主要特點(diǎn)：污染范圍廣、持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)、污染隱蔽性、無(wú)法被生物降解，并可能通過(guò)食物鏈不斷地在生物體內(nèi)富集，甚至可轉(zhuǎn)化為毒害性更大的甲基化合物，對(duì)食物鏈中某些生物產(chǎn)生毒害，或最終在人體內(nèi)蓄積而危害健康。 治理方法及特點(diǎn)：包括工程治理、生物治理、化學(xué)治理及農(nóng)業(yè)治理方法。工程治理效果徹底、穩(wěn)定，但實(shí)施復(fù)雜、治理費(fèi)用高、易引起土壤肥力下降；生物治理實(shí)施簡(jiǎn)便、投資少，對(duì)環(huán)境破壞小，但是治理效果不理想；化學(xué)方法治理效果和費(fèi)用都適中，但容易再度活化；農(nóng)業(yè)治理方法易操作、費(fèi)用低，但是周期長(zhǎng)、效果不顯著。 綜上，根據(jù)不同的污染項(xiàng)目特點(diǎn)及對(duì)治理效果、周期及經(jīng)費(fèi)要求，應(yīng)選擇最適宜的治理方法.化學(xué)穩(wěn)定化治理

如何應(yīng)對(duì)農(nóng)田重金屬污染

主要:鎘、砷、鉻、鉛等重金屬污染.農(nóng)田造面積污染.其環(huán)境問(wèn)題土受污染,含重金屬濃度較高污染表土容易風(fēng)力水力作用別進(jìn)入氣水體,導(dǎo)致氣污染、表水污染、水污染態(tài)系統(tǒng)退化等其態(tài)問(wèn)題 （1）基本原則 預(yù)防主防治結(jié)合土壤污染治理難度、本高、周期土壤污染防治工作必須堅(jiān)持預(yù)防主；要認(rèn)真總結(jié)內(nèi)外土壤污染防治經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)綜合運(yùn)用律、經(jīng)濟(jì)、技術(shù)必要行政措施實(shí)行防治結(jié)合 統(tǒng)籌規(guī)劃重點(diǎn)突破土壤污染防治工作項(xiàng)復(fù)雜系統(tǒng)工程涉及律規(guī)、監(jiān)管能力、科技支撐、資金投入宣傳教育等各面要統(tǒng)籌規(guī)劃全面部署步實(shí)施重點(diǎn)展農(nóng)用土壤污染場(chǎng)土壤環(huán)境保護(hù)監(jiān)督管理 制宜類指導(dǎo)結(jié)合各實(shí)際按照土壤環(huán)境現(xiàn)狀經(jīng)濟(jì)社發(fā)展水平采取同土壤污染防治策措施農(nóng)村區(qū)要基本農(nóng)田