抑制土壤重金属元素的活性以削减其在作物中的含量

发布网友 发布时间：2022-04-24 20:55

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热心网友 时间：2023-08-17 08:04

土壤的重金属污染是湖南省的一个很突出的问题，据已完成的全省勘查地球化学资料，被污染的土地有2.8万km²，为全省总面积的1/13，其中郴州市就有2250km²，其Pb,Hg,Cd均值超标148,14和19倍；据农业环境监测资料有66万km²的耕地被重金属等污染，为耕地总量的16.8%。这类污染在矿山水系沿岸和城镇郊区的耕地以Pb,Cd为最严重。例如郴州市著名的大型有色金属矿山黄沙坪和宝山，采、选矿20余年后，沿水系（耒水支流西河）在50余公里河段两岸的稻田铅、镉严重超标，其中镉平均超标128倍，致使两岸稻田已产出镉米；又如近年来较大规模采、选的湘西花垣锌矿，采矿、选矿废水携带Pb,Cd等重金属微粒排入花垣河，据2000年环保监测，排放镉10.36t、铅75.36t，已经对花垣河沿岸土壤造成污染，2002年7月11日国家环保总局宣布全国有55家环保违法企业，湖南有8家，其中4家是花垣县锌矿选矿厂；至于一些百年老矿现虽闭矿停产，但历史上造成的污染到现在以至将来相当长时间内都会产生影响，最为严重的是镉的污染，这一点在醴陵潘家冲铅锌矿表现尤为突出。该矿水系沿岸耕地长期累积的镉，已产出镉农作物，如稻米含镉达2.24mg/kg，是对照0.6mg/kg的3.7倍，使其人群骨痛病患者是对照的10倍。

城镇郊区耕地的重金属污染主要是工厂“三废”超标排放和施用生活垃圾肥，这一点在长沙、湘潭、株洲、衡阳、邵阳等城市郊区都不同程度地存在。按湖南农大和长沙市蔬菜研究所有关资料，菜园土铅、镉都超过土壤背景值，种植的蔬菜也都超过湖南省无公害蔬菜地方标准（表10-1,10-2），如果严格执行这个标准城市郊区所种蔬菜大都不能上市。因此对被重金属污染的土壤进行治理，恢复生态，生产出合格的农产品是很重要的，特别是在加入WTO以后更不能忽视。目前对其治理有多种方法，如“低富集轮作”、农业工程改土、降低重金属活化、作物种植调整等。其中降低重金属活化是改变土壤的某些理化性质，因为重金属元素被农作物吸收的部分是活化部分或可溶部分，这一部分与土壤的理化性质有关：一是土壤的pH值，作物中的重金属含量随土壤pH值升高而减少，表10-3列出了上海郊区小白菜的重金属含量随土壤pH值升高而减少的量很显著，中南林学院王海燕的博士论文中列出了芹菜中镉含量与土壤pH值的关系（图10-1），由图可知，无论是土壤中的低含量内源镉，还是在土壤中添加成高含量镉，芹菜中的镉都成倍地降低，特别是土壤高含量镉降低尤为显著，当pH值调整到6以后，芹菜含镉都可达到现行无公害蔬菜镉含量标准（<0.05mg/kg）。二是土壤粘粒含量，粘粒能增加土壤有效吸附点的数量或称“吸附势能”，从而增加了土壤对重金属的吸附使其不易活化而减少被农作物的吸收。三是土壤的有效态钙和镁对农作物吸收重金属元素Cd有拮抗作用。

表10-1 菜园土及部分蔬菜Pb平均含量　（mg/kg）

表10-2 菜园土及部分蔬菜Cd平均含量　（mg/kg）

表10-3 以碱性物质调节土壤pH值的小白菜Cd含量变化^[1]

图10-1 土壤pH值对芹菜吸收Cd的影响

新型农用岩矿资源中的粘土矿产都不同程度地具有上述三点能够降低重金属元素的活性以减轻和消除对农作物的危害的性质，例如膨润土粘土矿和海泡石粘土矿。1992年在湖南农学院的帮助下进行了旨在降低稻米中重金属含量的试验研究，一次施用的试验结果表明稻米中的Cu可降低9.7%～141.0%,Cd可降低20%～28%,Zn可降低15%。1996年湖南农大张强等^[2]和2003年本项研究委托湖南农科院土肥所，进行了海泡石粘土对镉污染土壤的改良进行了研究（照片10-1,10-2,10-3），表明可显著降低土壤中镉的有效性和植株中的镉含量（详见附23,24,25）。

照片10-1 1992年湖南农学院土壤教研室降低稻米重金属元纱含量试验

照片10-2、10-3 2003年湖南农科院土肥所降低空心菜镉含量试验