遵义县农业土壤和蔬菜中镉含量关系的分析与研究

论文摘要

遵义县是贵州省的农业大县。本文对遵义县农业土壤和蔬菜中Cd含量的检测,分析遵义县农业土壤和蔬菜中的Cd污染现状,并分析二者之间的相关关系,提出相应的Cd污染治理和防护技术。同时,进行了不同镉污染的水培辣椒试验,并分析Cd污染对辣椒植株生长的影响以及试液与植株中Cd含量之间的相关关系。可望为遵义县的无公害农业基地建设、农业生产布局规划,产业结构调整提供一定的科学依据。本次采用GPS定点采样,涉及遵义县的15个乡镇,一共889土样。土样采集的同时采集蔬菜样品。样品分析采用石墨炉原子吸收分光光度法,此方法分析土壤和蔬菜的Cd含量的不确定度分别为0.032、0.001mg/kg。数理统计采用Excel,Spss软件进行分析。分析结果如下:遵义县农业土壤中Cd含量0.357mg/kg,超标率为67.3%,变异系数为79.35%,说明遵义县农业上壤Cd含量是严重超标的,各个乡镇土壤样本Cd含量差异较大,反应了Cd在遵义县Cd含量非均匀分布的特征。Cd单项污染指数为3.43,超过了3.0,污染等级为重污染。从局部来看,三岔镇、龙坑镇、鸭溪镇、枫香镇和石板镇的Cd污染指数介于1.0～2.0之间,污染等级为轻污染;三合镇、苟江镇、乌江镇、乐山镇、泮水镇、马蹄镇和新民镇的Cd污染指数介于2.0～3.0之间,污染等级为中污染:南白镇、茅栗镇和尚稽镇的Cd污染指数超过了3.0,污染等级为重污染。虽然遵义县大部分农业土壤中Cd含量超标,但是所检测的蔬菜中Cd含量均未超出国家标准值（0.05mg/kg）,蔬菜对Cd的富集变化变化为0.009～0.109,富集能力有明显差异。根据蔬菜对Cd富集系数的高低可将蔬菜分为两大类,第一类为红辣椒、西红柿、白菜、菠菜,Cd富集系数较高;第二类为黄瓜、茄子、豇豆、四季豆,Cd富集系数较低,其可食用部分对Cd富集能力相对较弱。可见,叶菜类与根茎类蔬菜中的Cd含量明显高于瓜果豆类。可食用部分远离土壤的蔬菜对Cd的富集能力则相对较低,这与Cd的迁移途径较长有关。虽然红辣椒、西红柿距离土壤也较远,但是对Cd的富集能力比豇豆和四季豆高许多倍,这反映了不同蔬菜对Cd吸收特性的不同。红辣椒、西红柿、白菜与土壤中的Cd含量关系均为二次多项式,成显著正相关关系;菠菜与土壤中的Cd含量关系为线性方程,成显极显著正相关关系,表明蔬菜中的Cd含量高时土壤中的Cd含量也高。而且从相关系数可以说明土壤中的Cd不是全部被植物吸收,而不同蔬菜对土壤中Cd的吸收能力也不同。通过健康风险分析,遵义县居民从蔬菜中摄入镉的量为13.2μg/d,低于世界卫生组织（WHO）和美国环保局（USEPA）所规定成年人Cd的最大允许摄入量（ADI值）60μg/d（成人,以60kg计）,尽管蔬菜Cd含量远低于《食品中镉限量卫生标准》（GB15201-94）,但对部分人群而言,镉的健康风险仍值得关注。水培辣椒试验中,随着Cd浓度的增加,辣椒的生物量、株高呈下降的趋势,植株中的Cd含量总体上逐渐增加。而第2处理的株高略有上升。说明低浓度的Cd处理对株高有明显的“刺激作用”。整棵植株中,Cd含量根＞茎＞叶,其中,根部Cd含量远远大于茎、叶（根分别是茎、叶的26～122倍、63～268倍）。说明在水培Cd污染的条件下,辣椒主要是从根部吸收并向茎、叶输送Cd,输送量极其低。水培辣椒试验中,辣椒植株根、茎、叶和试液中Cd含量关系均成多项式模型,并且均与试液中Cd含量成极显著正相关关系。辣椒植株中Cd含量高表明相对应的水培试液中Cd含量也高。与第四章遵义县蔬菜与土壤中Cd含量关系曲线比较,水培条件下模拟出辣椒植株与试液中Cd含量关系的相关性要好,并且成极显著正相关关系。这可能是在大田块中施肥、农药等因素造成的。据此,提出一些相应的Cd污染治理和防护技术。首先,可以采取化学措施、植物修复、科学施肥的方法降低土壤Cd含量。其次,进行因地制宜,根据不同作物对Cd的不同吸收特性,有区别、有选择地种植作物,趋利弊害。如在Cd污染严重地区种植黄瓜、豇豆、四季豆等Cd富集能力弱的瓜果、豆类蔬菜;在Cd含量未超标的土地种植辣椒、西红柿等Cd富集能力强的蔬菜。

论文目录

• 中文摘要
• 英文摘要
• 第一章 绪论
• 1.1 重金属镉的概述
• 1.2 遵义县农业土壤概况
• 1.3 土壤镉污染的研究现状
• 1.4 土壤与蔬菜中镉含量关系的研究现状
• 第二章 引言
• 2.1 课题来源
• 2.2 立项依据
• 第三章 研究技术路线
• 3.1 土壤样品的采集、处理和分析
• 3.1.1 样品采集和处理
• 3.1.2 样品分析
• 3.1.3 分析方法不确定度
• 3.2 蔬菜样品的采集和处理
• 3.2.1 样品采集和处理
• 3.2.2 样品分析
• 3.2.3 分析方法不确定度
• 3.3 水培实验
• 3.3.1 种子浸种催芽和播种
• 3.3.2 移栽管理和营养液的配制
• 3.3.3 试验设计
• 第四章 遵义县农业土壤与蔬菜中镉含量关系及其健康风险分析
• 4.1 遵义县农业土壤中镉的污染现状
• 4.1.1 镉含量的数理统计分析
• 4.1.2 镉污染现状评价
• 4.2 蔬菜中镉污染现状
• 4.3 土壤与蔬菜中镉含量的相关性分析
• 4.3.1 不同蔬菜对镉的富集规律
• 4.3.2 土壤与蔬菜中镉含量的关系
• 4.4 遵义县居民蔬菜镉摄入量的健康风险分析
• 第五章 水培条件下镉对辣椒生长的影响
• 5.1 镉污染对辣椒生长量的影响分析
• 5.2 镉含量对辣椒植株中镉含量的影响及相关性分析
• 5.2.1 辣椒植株中Cd含量分析
• 5.2.2 重复性试验的差异性
• 5.2.3 水培试液和辣椒植株中Cd含量相关性分析
• 第六章 遵义县农业土壤镉污染的治理及防护
• 6.1 土壤镉污染的治理
• 6.2 土壤镉污染的防护
• 6.2.1 合理科学施肥
• 6.2.2 合理规划农业生产布局,调整产业结构
• 第七章 结论
• 致谢
• 参考文献