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湖南省长株潭稻米Cd污染的典型区域实验

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浏览:- 发布日期:2020-06-04 11:44:07【

湖南省长株潭地区不仅是我国稻米的主产区,同时也是稻米Cd污染的典型区域,且以往研究表明,采用土壤Cd总量来预判稻米Cd污染情况会产生30%~ 80%的误判率,因此采用pH、土壤Cd含量无法科学评估本区域产地环境质量状况,也无法正确划定农产品产地环境质量类型。作者团队曾采用新模型加多参数的方法以提高稻米Cd含量的预测性能,但模型检测参数多,推广应用困难。本研究试图探索一种适用于本区域土壤Cd有效态的检测方法,以便以更少的参数构建土-作Cd传输模型,在减少土壤环境检测工作量的同时,更加科学地评估本区域的土壤环境质量,为保障稻米质量安全提供一定的技术支撑。

土壤及稻米Cd污染评价

区域土壤pH介于4.86~6.54之间,平均值为5.42,变异系数为6%(变异系数=标准差/平均值),为中性偏酸且变异性弱。此pH适宜稻米对Cd 的吸收富集。土壤有机质平均含量为4.30%,中值与平均值基本一致,且平均值为弱变异。pH、SOM小的变异性说明区域土壤背景较为均一。土壤Cd (T_Cd)平均含量为0.40 mg·kg-1,依据《土壤环境质量农用地土壤污染风险管控标准(试行)》(GB 15618 —2018),有55%的土壤样品中Cd含量超过筛选值,存在一定的污染风险,稻米Cd(R_Cd)平均含量为 0.28 mg·kg-1,有44.4%的样品超过《食品安全国家标准食品中污染物限量》(GB 2762—2017),20.4% 超过国际食品法典委员会(CAC)规定的限值(0.4 mg· kg-1)。土壤Cd及稻米Cd正的偏度值表明,区域内存在一定的土壤Cd及稻米Cd高值点,而尖峰分布说明土壤Cd及稻米Cd含量在某一分布区间较为集中。

土壤Cd不同提取方式与稻米Cd含量的关联性

土壤Cd提取方式的差别分析

采用7种方式提取土壤重金属Cd,结果如表3所示,提取的效率高低为总量>HAc>EDTA>复合有机酸 >CaCl2>土壤溶液>DGT。7 种土壤Cd 提取方式聚类分析(聚类距离为相关系数法), EDTA螯合剂提取的Cd含量与土壤Cd总量相关性最强,而HAc与复合有机酸有更加突出的相似性,两者的聚类距离最短,其次是无机盐,最后是土壤溶液与 DGT法提取的Cd活性态含量,但它们的聚类距离最长,表明两者之间还有较大的差别。

土壤Cd总量与稻米Cd含量的相关性分析

研究区土壤Cd含量与稻米Cd含量散点图如图2所示。总体而言,随着土壤Cd含量增加,稻米Cd含量呈增加态势,但当土壤Cd含量低于0.5 mg·kg-1时,稻米Cd含量基本在0.05~0.80 mg·kg-1范围内随机分布,变异系数达58.3%。线性方程拟合决定系数R2为 0.293,说明此方程可以解释稻米Cd 变异性的29%。可见,土壤Cd总量在本区域内并不能很好地预测稻米Cd污染风险。不同研究者在我国不同区域采用土壤Cd总量来评估稻米Cd含量的基本统计表,总体而言,采用土壤Cd总量预测稻米Cd含量模型代表性都不高。在长株潭地区的研究结果与本研究结果基本一致。