李偉新

（廣東省放射性與三稀資源利用重點實驗室<廣東省礦產(chǎn)應(yīng)用研究所>，廣東 韶關(guān) 512026）

1 供試作物與品種、參試修復(fù)材料

供試作物與品種為雜交稻（五豐優(yōu)615）。參試修復(fù)材料有：健地豐（小區(qū)與示范用）、科成（小區(qū)與示范用）、金無蹤（示范用）、粵田鈍化劑（小區(qū)用）、粵田石粉（小區(qū)用）、特沃壯（小區(qū)用）、鋼渣、水渣、煤渣（小區(qū)用）。

2 結(jié)果分析

2.1 水稻試驗前土壤重金屬本底值分析

在進(jìn)行水稻修復(fù)試驗前，項目組分析稻田表層土壤重金屬本底含量，結(jié)果顯示見表1，稻田土壤pH值平均值為5.76（pH＜6.5），根據(jù)《土壤環(huán)境質(zhì)量農(nóng)用地土壤污染風(fēng)險管控標(biāo)準(zhǔn)（試行）》（GB 15618-2018）二級標(biāo)準(zhǔn)，24個土壤樣品中，除了Cr含量未超標(biāo)，其他四項重金屬含量均有不同程度的超標(biāo)。Cd和Hg的超標(biāo)率最高，分別達(dá)到了100%、91.7%，Cd含量最高的超標(biāo)103倍，Hg含量最高的超標(biāo)9.5倍；重金屬Pb、As的超標(biāo)率也分別達(dá)到了87.5%、51.2%，而且Pb含量最高的超標(biāo)10.5倍，As含量最高的超標(biāo)4.4倍。因此，該場地屬于典型的重度重金屬Cd、Pb、As、Hg復(fù)合污染土壤。

表1 試驗前土壤重金屬本底含量（單位：mg/kg）

一般來說，土壤中重金屬有效態(tài)為生物可利用。因此，重金屬有效態(tài)含量的高低可反應(yīng)植物對其吸收的難易。為進(jìn)一步了解稻田表層土壤中重金屬的存在狀態(tài)，項目組對24個土壤樣品進(jìn)行形態(tài)分析，分析土壤中重金屬鎘、鉛有效態(tài)含量，明確土壤中鎘、鉛在土壤中的活性程度。分析試驗前土壤pH值、有效鎘及有效鉛本底含量，土壤中重金屬Cd的有效態(tài)含量為0.436～7.22mg·kg-1，占全量的百分比為22.8%～48.1%，且均超過了土壤質(zhì)量二級標(biāo)準(zhǔn)值0.3mg·kg-1，且以健地豐監(jiān)測點1含量最高，達(dá)到7.22mg·kg-1。土壤中重金屬Pb的有效態(tài)含量為37.3～541mg·kg-1，占全量的百分比為14.1%～51.5%，且健地豐監(jiān)測點1至4均超過了土壤質(zhì)量二級標(biāo)準(zhǔn)值250mg·kg-1，且以健地豐監(jiān)測點2含量最高，達(dá)到541mg·kg-1。因此，該地塊土壤Cd、Pb的活性非常的大，極易被植物吸收，對植物產(chǎn)生毒性。

2.2 水稻試驗后土壤重金屬變化情況分析

（1）修復(fù)材料對土壤重金屬全量的影響。田間修復(fù)示范研究試驗收獲水稻時，于每個修復(fù)小區(qū)中采集土壤樣品分析土壤中重金屬元素的變化。土壤重金屬全量測試分析實驗結(jié)果顯示，土壤中Cd、Cr、Pb、Hg、As含量在試驗前后差別不顯著，施加修復(fù)材料處理與空白對照間無顯著差異。本研究對土壤中重金屬的修復(fù)措施為鈍化修復(fù)，其目的是將土壤中重金屬可移動性高，容易被植物吸收利用的有效態(tài)部分進(jìn)行固定鈍化，從而減輕植株對其吸收積累而達(dá)到修復(fù)目的，因此，施加修復(fù)材料后，理論上土壤中各元素的重量基本保持在原有的水平。土壤重金屬全量測試分析實驗結(jié)果與預(yù)期基本相吻合。

（2）修復(fù)材料對土壤pH值、有效態(tài)鎘、有效態(tài)鉛的影響。為探討不同修復(fù)材料對土壤中重金屬鎘、鉛活性態(tài)含量的影響，在分析土壤中重金屬全量的同時分析土壤中pH值、有效鎘、有效鉛含量。土壤pH值常常影響植物生長和施肥效果，是土壤肥力的一項指標(biāo)。土壤pH值測試分析結(jié)果顯示，示范研究場地中施加修復(fù)材料對土壤pH值影響不顯著。示范場地土壤pH為5.0～6.9，呈弱酸性，屬于鹽基不飽和的土壤，對酸的緩沖能力不足，土壤pH值含量證實土壤中施加修復(fù)材料并未急劇改變土壤酸堿性。

對比試驗前后土壤有效鎘測試分析結(jié)果顯示，土壤施加改性修復(fù)材料處理對重金屬元素Cd在土壤中賦存形態(tài)影響明顯。其中，監(jiān)測點1（科成）、監(jiān)測點2（水渣）、監(jiān)測點3（健地豐）、監(jiān)測點6（煤渣）、監(jiān)測點7（特沃壯）的土壤有效鎘含量與試驗前相比，降低率分別達(dá)到了30.3%、30.2%、24.5%、61.1%、33.1%。但是，在添加粵田鈍化劑、鋼渣、粵田石粉等處理中土壤有效鎘含量與空白相比并沒有顯著差異，這可能與試驗田不同監(jiān)測點間土壤Cd含量差異性比較大有關(guān)。

對比試驗前后土壤有效鉛測試分析結(jié)果顯示，土壤施加改性修復(fù)材料處理對重金屬元素Cd在土壤中賦存形態(tài)影響明顯。其中，監(jiān)測點2（水渣）、監(jiān)測點3（健地豐）、監(jiān)測點6（煤渣）的土壤有效鉛含量與試驗前相比，降低率分別達(dá)到了15.5%、12.5%、32.3%。但是，在添加粵田鈍化劑、鋼渣、粵田石粉等處理中土壤有效鉛含量與空白相比并沒有很好的相關(guān)性差異，這可能與試驗田不同監(jiān)測點間土壤鉛含量差異性比較大有關(guān)。

2.3 水稻試驗糙米重金屬變化情況分析

（1）修復(fù)材料對糙米Cd含量的影響。田間試驗顯示鈍化劑修復(fù)材料對鎘污染土壤的修復(fù)效果相當(dāng)顯著。試驗結(jié)果顯示，與不加材料的空白對照相比，添加科成鈍化劑材料后，種植的水稻糙米中Cd含量降低了38.5%；添加健地豐鈍化劑材料后，種植的水稻糙米中Cd含量降低了58.0%；添加煤渣鈍化劑材料后，種植的水稻糙米中Cd含量降低了52.4%；添加特沃壯鈍化劑材料后，種植的水稻糙米中Cd含量降低了42.1%。因此，健地豐調(diào)理劑材料的修復(fù)效果是最好的，其次是煤渣、特沃壯、科成調(diào)理劑。但是，產(chǎn)出的糙米均高于了《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn)食品中污染物限量》（GB 2762-2017）值0.2mg/kg，這可能試由于土壤污染屬于重度復(fù)合污染（表1），可考慮增加修復(fù)材料的施加量。

另外，試驗結(jié)果顯示，不加材料的空白對照部分種植的水稻糙米中重金屬Cd含量為0.20mg/kg，與空白對照相比，添加修復(fù)材料后糙米Cd含量均有不同程度的降低。添加粵田鈍化劑、鋼渣、粵田石粉、科成調(diào)理劑、健地豐調(diào)理劑后糙米Cd含量的降低率分別達(dá)到了29.4%、36.9%、3.76%、62.9%、78.0%，施加健地豐調(diào)理劑后水稻糙米中重金屬Cd含量顯著降低。而且，產(chǎn)出的糙米均低于了《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn)食品中污染物限量》值0.2mg/kg。進(jìn)一步說明了健地豐調(diào)理劑材料的修復(fù)效果最好。

（2）修復(fù)材料對糙米鉛、鉻、汞、砷含量的影響。在經(jīng)過修復(fù)材料處理后，水稻糙米鉛、鉻、汞、砷含量測試分析結(jié)果顯示，鈍化劑修復(fù)材料對該示范地鉛、鉻、汞、砷污染土壤的修復(fù)效果并不顯著。而且，糙米中汞、無機(jī)砷含量均很低，并沒有超過《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn)食品中污染物限量》的限定值。但是，該示范地糙米鉛含量全部超過標(biāo)準(zhǔn)限定值0.2mg/kg，超標(biāo)率達(dá)到了100%，且糙米鉻含量的超標(biāo)率也達(dá)到了41.2%，這可能是由于土壤中鉛的全量及其有效態(tài)含量均較高，且修復(fù)材料對鉛、鉻的修復(fù)效果并不太好。

3 總結(jié)

不同肥料形態(tài)和類型可影響作物對重金屬的吸收。例如，水稻做為喜硅作物，連作使土壤中的有效硅不斷降低，導(dǎo)致水稻減產(chǎn)。而硅肥的施加不僅可以促進(jìn)水稻的正常生長，同時可以提高水稻等植物對As、Cd、Al等重金屬毒害的抗性，主要是由于硅肥中所含的硅酸根離子與Cd、Hg、Pb等重金屬發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，形成新的不易被植物吸收的硅酸化合物而沉淀下來；硅肥中的硅還能提高土壤和植物根際pH，降低重金屬的活性，增加了植物根際氧化能力，從而改變土壤中重金屬的形態(tài)變化來改變其在土壤中的生物有效性。但易于被土壤膠體吸附，有效性顯著降低[1]。葉面硅肥因具有直接噴施于農(nóng)作物葉面，易于被植物吸收的特點，為硅肥的利用提供了可行的途徑。施用不同形態(tài)和類型的氮肥和鉀肥影響作物對重金屬的吸收這也已經(jīng)得到廣大研究人員的實驗證實[2]。

4 結(jié)束語

綜上所述，得出以下幾點結(jié)論：

（1）示范地土壤中Cd和Hg的超標(biāo)率最高，分別達(dá)到了100%、91.7%，Cd含量最高的超標(biāo)103倍，Hg含量最高的超標(biāo)9.5倍；重金屬Pb、As的超標(biāo)率也分別達(dá)到了87.5%、51.2%，而且，Pb含量最高的超標(biāo)10.5倍，As含量最高的超標(biāo)4.4倍。因此，該場地屬于典型的重度重金屬Cd、Pb、As、Hg復(fù)合污染土壤。

（2）土壤施加改性修復(fù)材料處理對重金屬元素Cd在土壤中賦存形態(tài)影響明顯。其中，監(jiān)測點1（科成）、監(jiān)測點2（水渣）、監(jiān)測點3（健地豐）、監(jiān)測點6（煤渣）、監(jiān)測點7（特沃壯）的土壤有效鎘含量與試驗前相比，降低率分別達(dá)到了30.3%、30.2%、24.5%、61.1%、33.1%。

（3）與不加材料的空白對照相比，添加科成調(diào)理劑后，糙米中Cd含量降低了38.5%；添加健地豐調(diào)理劑后，糙米中Cd含量降低了58.0%；添加煤渣后，糙米中Cd含量降低了52.4%；添加特沃壯修復(fù)材料后，糙米中Cd含量降低了42.1%。因此，健地豐調(diào)理劑的修復(fù)效果是最好的，其次是煤渣、特沃壯、科成調(diào)理劑。

（4）添加修復(fù)材料后糙米Cd含量均有不同程度的降低。添加粵田鈍化劑、鋼渣、粵田石粉、科成調(diào)理劑、健地豐調(diào)理劑后糙米Cd含量的降低率分別達(dá)到了29.4%、36.9%、3.76%、62.9%、78.0%，進(jìn)一步說明了健地豐調(diào)理劑材料的修復(fù)效果最好。