摘要：重金屬污染因具有毒性、容易經(jīng)食物鏈在動(dòng)植物和人體內(nèi)慢慢累積，對(duì)人體的健康和大自然生態(tài)環(huán)境構(gòu)成了嚴(yán)重的威脅。隨著工業(yè)快速發(fā)展、農(nóng)藥及化肥的廣泛使用，農(nóng)田土壤、灌溉用的水源以及大氣的重金屬污染越來(lái)越嚴(yán)重，研究農(nóng)田土壤等介質(zhì)的重金屬污染狀況及修復(fù)治理技術(shù)對(duì)農(nóng)產(chǎn)品安全具有重要意義。本文綜述了于江門(mén)地區(qū)選定某一個(gè)重金屬污染比較嚴(yán)重的農(nóng)田為測(cè)試點(diǎn)，研究該地區(qū)稻谷、土壤及農(nóng)田灌溉水的污染現(xiàn)狀，對(duì)實(shí)施治理前后的稻米、土壤、灌溉水進(jìn)行重金屬的鉛、鎘污染情況進(jìn)行監(jiān)測(cè)和分析研究。

關(guān)鍵詞：稻谷;農(nóng)田土壤;重金屬;治理

中圖分類號(hào)：X53

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

引言

食品安全問(wèn)題及其相關(guān)的人體健康風(fēng)險(xiǎn)一直是全球關(guān)注的焦點(diǎn)。水稻作為世界第二大糧食作物，也是我國(guó)第一大糧食作物，稻米的品質(zhì)與人們的健康密切相關(guān)。江門(mén)市是著名的“魚(yú)米之鄉(xiāng)”、廣東省的農(nóng)業(yè)大市。201 8年全市落實(shí)各級(jí)糧食高產(chǎn)創(chuàng)建示范點(diǎn)32個(gè)、示范面積0.87萬(wàn)hm2，預(yù)計(jì)全市糧食播種面積24.26萬(wàn)hm2、總產(chǎn)91萬(wàn)t。隨著人們對(duì)食品安全意識(shí)的提高，稻谷的重金屬污染問(wèn)題越來(lái)越受到社會(huì)的關(guān)注和重視，綜合國(guó)內(nèi)外農(nóng)田土壤重金屬污染狀況，農(nóng)田土壤重金屬污染主要來(lái)源于固體廢棄物堆放及處置、工業(yè)廢物大氣沉降、污水農(nóng)灌和農(nóng)用物質(zhì)的不合理施用。摸清稻米的重金屬污染的主要來(lái)源與現(xiàn)狀，在水稻生產(chǎn)過(guò)程實(shí)施對(duì)重金屬污染的有效控制，對(duì)提高江門(mén)市農(nóng)產(chǎn)品的質(zhì)量安全和市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力具有重大的指導(dǎo)意義。

1調(diào)查和分析方法

1.1 儀器與材料

1.1.1儀器

日本日立2-2000原子吸收分光光度計(jì);WX -8000微波消解儀。

1.1.2材料

選取田地土壤受Cd、Ph等重金屬?gòu)?fù)合污染。先進(jìn)行土壤Cd、Ph重金屬含量及土壤pH測(cè)定，摸清本底值，做好記錄。通過(guò)對(duì)示范田選地的土壤Cd、Ph重金屬監(jiān)測(cè)，確定選取的示范田位于江門(mén)五邑地區(qū)某一制衣廠附近的農(nóng)田片區(qū)。選取距離該制衣廠50m的農(nóng)田地塊，并開(kāi)墾起壟成6個(gè)4 X 4m2的正方形水稻種植地塊，每個(gè)種植地塊之間相互間隔1m，并分別編號(hào)為1、2、3、4、5、6號(hào)。下文每個(gè)種植地塊均以編號(hào)表示。

采樣依照NY/T 395、NY/T 396、GB/T 23349、NY/T 5344.2等標(biāo)準(zhǔn)，灌溉水樣本為田間水，土壤樣本為耕地30cm以下土壤，肥料樣本為該監(jiān)測(cè)點(diǎn)耕地使用的復(fù)混肥，地上部作物選用華航35號(hào)水稻作為實(shí)驗(yàn)用作物。

各地塊鈍化劑的使用為，1號(hào)地塊作為平行不添加任何鈍化劑或活化劑，2號(hào)地塊加入檸檬酸lOkg，3號(hào)地塊加入貝殼粉25kg，4號(hào)地塊加入硅藻土25kg，5號(hào)地塊加入膨潤(rùn)土25kg，6號(hào)地塊加入海泡石25kg，各地塊加入相應(yīng)鈍化劑、活化劑后與泥土混攪均勻，放置一周后引水浸泡，隨后把培育好的秧苗分種到各地塊當(dāng)中。

本次調(diào)查一共采集土壤樣本54個(gè);采集大米樣本54個(gè);采集灌溉水樣本24個(gè);采集肥料樣本6個(gè)。

1.1.3樣品制備

按照標(biāo)準(zhǔn)要求，對(duì)采集的樣品進(jìn)行制備

灌溉水：加入硝酸至pH值小于2;

土壤：樣品經(jīng)過(guò)晾干、粗磨縮分后細(xì)磨，最后過(guò)100目尼龍篩。

大米：先晾干采集回來(lái)的稻谷，然后脫殼研磨成均勻樣本。

肥料：用研磨器研磨成均勻樣本。

1.2實(shí)驗(yàn)方法

1.2.1 大米樣品和土壤樣品的處理。

稱取0.50g試樣于聚四氟乙烯內(nèi)罐，加硝酸4mL（土壤樣品還需加入3mL鹽酸和2mL氫氟酸），蓋好內(nèi)蓋，旋緊外罐，放入微波消解儀。程序升溫至大米樣品180℃，土壤樣品220℃，保持lOmin，讓其在儀器內(nèi)自然冷卻，將消化液洗入或過(guò)濾入容量瓶中，用純凈水洗滌罐，洗液合并于容量瓶中定容至刻度，混勻待測(cè)。并做試劑空白試驗(yàn)。

1.2.2標(biāo)準(zhǔn)系列制備

使用儀器自動(dòng)稀釋功能，分別吸取配制好的鎘和鉛標(biāo)準(zhǔn)使用液注入石墨爐，測(cè)定鉛和鎘各自的吸光值得出各自吸光值與濃度的一元線性回歸方程。

1.2.3測(cè)定

根據(jù)儀器性能調(diào)至最佳狀態(tài)，分別吸取樣液和試劑空白液注入石墨爐，測(cè)定樣液中鎘和鉛的吸光值，代入標(biāo)準(zhǔn)系列的一元線性回歸方程中求得樣液中鎘和鉛的含量。

1.2.4結(jié)果計(jì)算

x= （C - C0）×v

mxl000

X——試樣中鎘/鉛含量，單位為mg/kg;

c-—一試樣消化液測(cè)定濃度。單位為ng/mL;

co——試劑空白液測(cè)定濃度，單位為ng/mL;

m——試樣質(zhì)量，單位為克（g）;

v——試樣消化液總體積，單位為毫升（mL）。 （土壤樣品結(jié)果以干基計(jì)）

1.2.5水樣和肥料樣品的處理。

稱取試樣于燒杯中，加硝酸lOmL（肥料樣品還需加入30mL鹽酸），在電熱板上加熱消解，蒸至ImL左右以趕盡硝酸，冷卻后，加水（肥料為鹽酸溶液）溶解殘?jiān)?，通過(guò)濾紙濾入lOOmL容量瓶中，用純凈水洗滌燒杯，洗液合并于容量瓶中并定容至刻度，混勻待測(cè)。并做試劑空白試驗(yàn)。

1.2.6標(biāo)準(zhǔn)系列制備

分別吸取一定體積鎘和鉛的標(biāo)準(zhǔn)溶液配制成標(biāo)準(zhǔn)使用液注入火焰檢測(cè)器，測(cè)定各標(biāo)準(zhǔn)使用液的吸光值并求得各自吸光值與濃度關(guān)系的一元線性回歸方程，繪制校準(zhǔn)曲線。

1.2.7測(cè)定

根據(jù)儀器性能調(diào)至最佳狀態(tài)，吸人試劑空白，將儀器調(diào)零。吸入樣液注入火焰檢測(cè)器，分別記錄鉛和鎘的吸光值，代人一元線性回歸方程中求得樣液中鉛和鎘的含量。

1.2.8結(jié)果計(jì)算

X=C×V/m

X——試樣中鉛/鎘含量，單位為mg/kg或mg/L;

c-—一試樣消化液測(cè)定濃度，單位為ug/mL;

m——試樣質(zhì)量，單位為g或mL;

V——試樣消化液總體積，單位為mL。

2結(jié)果與分析

2.1 稻谷對(duì)重金屬的吸收和影響因素

2.1.1 稻谷中鉛鎘含量的比較

將各個(gè)地塊的稻谷樣品鉛、鎘含量進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，分別比較水稻重金屬含量的高低。在受到重金屬污染的土壤上生長(zhǎng)的植物，必然會(huì)吸收重金屬并累積。能夠影響水稻富集重金屬的因素有很多種，其中包括水稻的種類、土壤質(zhì)地和有機(jī)質(zhì)、土壤pH值、土壤Eh值、土壤中污染物類型和化學(xué)添加劑等。重金屬含量差異，究其原因，除了水稻品種的不同外，還會(huì)受氣候因素和種植期長(zhǎng)短的影響。

2.1.2稻谷對(duì)重金屬的富集規(guī)律

在同樣條件下，水稻的品種不一樣，吸收重金屬的機(jī)制都會(huì)存在不同，因此重金屬的累積量會(huì)存在差異。同一品種的不同器官也是如此，因?yàn)樾螒B(tài)及結(jié)構(gòu)的不同。重金屬在水稻植株內(nèi)的分布規(guī)律是在新陳代謝旺盛的器官累積量較大，而在營(yíng)養(yǎng)貯藏器官中累積量小，重金屬在水稻不同形態(tài)器官中含量順序是：葉部<籽實(shí)<穗<主莖<根莖部<根部。所以，雖說(shuō)秸稈可以還田做肥料，但同時(shí)也是把積存的重金屬重新污染到土壤里，給治理帶來(lái)一定的困難。

劉曉庚等[1]研究表明食用大米中重金屬含量相對(duì)稻谷較低，稻谷中重金屬的含量隨加工程度的升級(jí)而降低，越精細(xì)的大米重金屬的含量就越低。從谷粒到精米，鉛、鎘的去除率分別是約57%、24%和41%。

其他研究[2]表明，重金屬元素被水稻糙米吸收的程度：As

2.1.3結(jié)果對(duì)比

根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)匯總后，得出表1數(shù)據(jù)，由此可見(jiàn)各種鈍化劑、活化劑對(duì)重金屬治理都有一定程度的效果，當(dāng)中對(duì)鉛和鎘具有最好治理效果的是5號(hào)地塊使用的膨潤(rùn)土。而6號(hào)地塊所加入的海泡石并沒(méi)有什么效果，相反還被肥料里所含有的重金屬物質(zhì)加重了泥土中的重金屬含量。

2.1.4 影響稻谷吸收重金屬的因素

說(shuō)到稻谷糙米中重金屬的來(lái)源，主要來(lái)自于土壤、灌溉水、大氣這三大因素，在收割、翻曬和加工所使用到的設(shè)備中也會(huì)存在重金屬污染，其中起到最主要作用的是灌溉水和土壤。與稻谷中重金屬的含量呈正相關(guān)的是土壤中重金屬的含量[3]，一旦土壤中重金屬濃度高的時(shí)候，就會(huì)影響水稻根系的正常功能。當(dāng)然，每一種類型的土壤，它的有機(jī)質(zhì)、pH值、孔隙度、酶活性等理化性質(zhì)都存在不同，是會(huì)直接地影響到重金屬在土壤中的遷移與固定，使水稻對(duì)重金屬的吸收與富集產(chǎn)生影響。筆者認(rèn)為，在影響水稻吸收富集微量污染元素的眾多因素中，土壤中有效態(tài)重金屬含量和土壤的氧化還原狀況是主要因素。

2.2土壤重金屬的來(lái)源

2.2.1 隨固體廢棄物進(jìn)入土壤的重金屬

固體廢棄物的種類繁多，如工業(yè)固體廢棄物、廢棄電池、廢棄機(jī)車、農(nóng)藥瓶、塑料袋等，它們成分復(fù)雜，不同種類所帶來(lái)的危害方式和污染程度都會(huì)不同，其工業(yè)固體廢棄物污染最為嚴(yán)重。這類廢棄物在堆放或處理過(guò)程中，日曬雨淋使重金屬極易移動(dòng)，以漏斗狀、輻射狀向周圍土壤、水體擴(kuò)散。其中有一些固體廢棄物被直接或通過(guò)加工作為肥料施入土壤，造成土壤重金屬污染。

2.2.2 隨農(nóng)用物資進(jìn)入土壤的重金屬

農(nóng)藥、化肥、農(nóng)用塑料地膜和滴灌塑料管道，這些都是很常用的農(nóng)用物資，在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和發(fā)展當(dāng)中起著重大的推動(dòng)作用，但長(zhǎng)期不合理使用，會(huì)導(dǎo)致土壤受到重金屬污染的。因?yàn)榻^大多數(shù)的塑料制品都是石油化工的制成品，生產(chǎn)過(guò)程中加入了含有鎘、鉛等熱穩(wěn)定劑，或多或少也會(huì)含有其他重金屬的成分，這些都增加了土壤重金屬污染。

至于農(nóng)藥，大多為有機(jī)化合物，少數(shù)為有機(jī)一無(wú)機(jī)化合物或純礦物質(zhì)，個(gè)別農(nóng)藥在成分中含有汞、砷、銅、鋅等重金屬。

肥料中重金屬含量一般是氮肥<鉀肥<復(fù)合肥<磷肥。鎘是土壤環(huán)境中影響最大的污染元素之一，隨磷肥的使用越來(lái)越廣泛，伴隨著其所進(jìn)入土壤的鎘也一直受到人們的關(guān)注。許多研究表明，隨著磷肥和復(fù)合肥的施用量越來(lái)越大，土壤中的有效鎘的含量也在不斷增加，作物吸收鎘元素的量也相應(yīng)增加。

2.3農(nóng)田重金屬污染特點(diǎn)

在灌溉水、土壤和肥料三個(gè)因素中，影響稻谷糙米重金屬含量的主要因素是土壤。

根據(jù)測(cè)定數(shù)據(jù)，見(jiàn)表2，農(nóng)業(yè)環(huán)境和農(nóng)業(yè)投入品中的重金屬含量以土壤最高，肥料次之，灌溉水基本未檢測(cè)重金屬。國(guó)內(nèi)外不少研究和文獻(xiàn)都表示，這三者中作為重金屬絕對(duì)含量最高的土壤，是影響稻谷糙米重金屬的主要因素，與這次的調(diào)查研究結(jié)果相吻合。

3總結(jié)

隨著人們對(duì)舌尖上的安全重視提高，農(nóng)田受重金屬污染這方面也越來(lái)越受到關(guān)注，隨著認(rèn)識(shí)的深人人們對(duì)健康要求也越來(lái)越高，對(duì)環(huán)境保護(hù)也是越來(lái)越重視，因此，對(duì)農(nóng)田的重金屬污染修復(fù)治理也提出了更高的要求?，F(xiàn)階段的研究主要都是以較小規(guī)模的試驗(yàn)上或?qū)嶒?yàn)室里，下一步應(yīng)該以多方聯(lián)合增強(qiáng)系統(tǒng)化的進(jìn)行大面積的農(nóng)田試驗(yàn)研究。而且單一方向的治理修復(fù)技術(shù)是很難修復(fù)質(zhì)量受到復(fù)合污染的農(nóng)田的，因此如何將多種修復(fù)技術(shù)進(jìn)行合理的結(jié)合，使修復(fù)技術(shù)能夠復(fù)合使用，才能真正在土壤污重金屬染修復(fù)方面取得突破，形成一個(gè)新的發(fā)展趨勢(shì)，但復(fù)合修復(fù)技術(shù)也還存在著一些問(wèn)題，如土壤的多樣性、重金屬污染的多樣性和地域性等，各種修復(fù)技術(shù)實(shí)施后，對(duì)土壤土著物種的影響以及修復(fù)對(duì)生物多樣性帶來(lái)影響。對(duì)每一種修復(fù)技術(shù)有可能帶來(lái)的生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)以及風(fēng)險(xiǎn)控制措施是今后重金屬修復(fù)技術(shù)中必須深入研究的問(wèn)題。

參考文獻(xiàn)：

[1]劉曉庚等.谷物中重金屬離子遷移及其污染消控研究進(jìn)展[J].糧食科技與經(jīng)濟(jì)，201 3.

[2]王利紅等.重金屬污染與水稻食用安全探討[J].資源與環(huán)境科學(xué)，2010

[3]牟仁祥等.水稻重金屬污染研究進(jìn)展[J].生態(tài)環(huán)境，2004.

[4]姜橋.統(tǒng)計(jì)方法在稻谷重金屬污染情況分析中的應(yīng)用研究[D].北京工業(yè)大學(xué)，201 7.

[5]龔海明等.農(nóng)田土壤重金屬污染監(jiān)測(cè)技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)[J].中國(guó)農(nóng)學(xué)通報(bào)，201 3.

作者簡(jiǎn)介：黃子亮（1989-），男，廣東江門(mén)人，大學(xué)本科，助理農(nóng)藝師，研究方向：農(nóng)業(yè)環(huán)境。