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湖南省長株潭稻米Cd污染的典型區域實驗

發布日期:2021-02-05

湖南省長株潭地區不僅是我國稻米的主產區,同時也是稻米Cd污染的典型區域,且以往研究表明,采用土壤Cd總量來預判稻米Cd污染情況會產生30%~ 80%的誤判率,因此采用pH、土壤Cd含量無法科學評估本區域產地環境質量狀況,也無法正確劃定農產品產地環境質量類型。作者團隊曾采用新模型加多參數的方法以提高稻米Cd含量的預測性能,但模型檢測參數多,推廣應用困難。本研究試圖探索一種適用于本區域土壤Cd有效態的檢測方法,以便以更少的參數構建土-作Cd傳輸模型,在減少土壤環境檢測工作量的同時,更加科學地評估本區域的土壤環境質量,為保障稻米質量安全提供一定的技術支撐。

土壤及稻米Cd污染評價

區域土壤pH介于4.86~6.54之間,平均值為5.42,變異系數為6%(變異系數=標準差/平均值),為中性偏酸且變異性弱。此pH適宜稻米對Cd 的吸收富集。土壤有機質平均含量為4.30%,中值與平均值基本一致,且平均值為弱變異。pH、SOM小的變異性說明區域土壤背景較為均一。土壤Cd (T_Cd)平均含量為0.40 mg·kg-1,依據《土壤環境質量農用地土壤污染風險管控標準(試行)》(GB 15618 —2018),有55%的土壤樣品中Cd含量超過篩選值,存在一定的污染風險,稻米Cd(R_Cd)平均含量為 0.28 mg·kg-1,有44.4%的樣品超過《食品安全國家標準食品中污染物限量》(GB 2762—2017),20.4% 超過國際食品法典委員會(CAC)規定的限值(0.4 mg· kg-1)。土壤Cd及稻米Cd正的偏度值表明,區域內存在一定的土壤Cd及稻米Cd高值點,而尖峰分布說明土壤Cd及稻米Cd含量在某一分布區間較為集中。

土壤Cd不同提取方式與稻米Cd含量的關聯性

土壤Cd提取方式的差別分析

采用7種方式提取土壤重金屬Cd,結果如表3所示,提取的效率高低為總量>HAc>EDTA>復合有機酸 >CaCl2>土壤溶液>DGT。7 種土壤Cd 提取方式聚類分析(聚類距離為相關系數法), EDTA螯合劑提取的Cd含量與土壤Cd總量相關性最強,而HAc與復合有機酸有更加突出的相似性,兩者的聚類距離最短,其次是無機鹽,最后是土壤溶液與 DGT法提取的Cd活性態含量,但它們的聚類距離最長,表明兩者之間還有較大的差別。

土壤Cd總量與稻米Cd含量的相關性分析

研究區土壤Cd含量與稻米Cd含量散點圖如圖2所示??傮w而言,隨著土壤Cd含量增加,稻米Cd含量呈增加態勢,但當土壤Cd含量低于0.5 mg·kg-1時,稻米Cd含量基本在0.05~0.80 mg·kg-1范圍內隨機分布,變異系數達58.3%。線性方程擬合決定系數R2為 0.293,說明此方程可以解釋稻米Cd 變異性的29%??梢?,土壤Cd總量在本區域內并不能很好地預測稻米Cd污染風險。不同研究者在我國不同區域采用土壤Cd總量來評估稻米Cd含量的基本統計表,總體而言,采用土壤Cd總量預測稻米Cd含量模型代表性都不高。在長株潭地區的研究結果與本研究結果基本一致。


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