长三角典型地区土壤植物体系重金属地球化学特征

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1、长三角典型地区土壤．植物体系重金属地球化学特征GeochemistryCharacteristicofHeavyMentalinSoil--CropSysteminTypicalAreaofYangtzeRiverDelta硕士研究生：陈岭啸MSCandidate：ChenLingXiao指导教师：季峻峰教授Supervisor：Prof．JIJunFeng专业：地球化学Speciality：Geochemistry研究方向：环境地球化学Subject：Environmentalgeochemistry南京大学地球科学系表生地球化学研究所InstituteofSurf

2、icialGeochemistryDept．ofEarthSciences，NanjingUniversity二O一一年五月南京May2011，Nanjing长三角典型地区土壤一植物体系重金属地球化学特征毕业论文题目：益三角甚型丝壁土壤：蕉堑堡亟重金属丝韭丝堂挂垄丝壅垡堂专业Q墨级硕士生姓名：堕坠嗑指导教师(姓名、职称)：至!避童邀摘要长三角地区随着近年来工业的快速发展，环境污染问题越来越严重。稻米小麦是长三角地区居民的主要粮食，农田重金属污染问题显得尤为突出，农田重金属污染的调查和研究成为必要。传统地球化学方法研究农田重金属污染花费的成本太高，寻找快速简单的方法对农

3、田污染进行实时检测是农田污染研究的必然趋势。土壤光谱包含了重要地球化学信息，可以用来对土壤成分进行预测，可以为遥感技术在农田污染中的应用奠定基础。本文以长三角的农田土壤．水稻、土壤．小麦体系为研究对象，采集了南京、镇江、常州、苏州、无锡、泰州、扬州、南通、上海八市的农田地区共66组水稻样品(包括水稻土壤和水稻植物样)，88组小麦样品(包括小麦土壤和小麦植物样)，对土壤和植物样中的重金属元素、常量元素以及土壤pH、TOC进行了测试，并采集了土壤的光谱数据。经过数据分析，得到如下结论：1、研究区土壤与植物已经受到了重金属的干扰。水稻土壤和小麦土壤均受到比较严重的Cd干扰，

4、根据GBl5618．1995的二级标准，水稻土壤有9．09％的样品Cd超标，Cd质量分数较高的样品出现在苏州、镇江、常州地区；根据GBl5618．1995的二级标准，小麦土壤有10．23％的样品Cd超标，Cd质量分数较高的样品分布在沿江一带和苏州一带；水稻籽实受到了As、Cd的威胁，根据GB2762．2005超标率分别为25．76％、4．55％，常州、苏州、泰州、扬州高邮一带均有高质量分数的As样品分布，Cd质量分数较高的样品则分布于苏州、无锡一带；小麦籽实受到了Cd、Cu、Zn的威胁，根据GB2762．2005、GBl5199．94、GBl3106．91超标率分别为

5、7．95％、7．95％、17．05％，Cd、Cu、Zn质量分数较高的样品主要分布与苏州、无锡一带以及沿江一带。长三角典型地区土壤一植物体系重金属地球化学特征2、植物对As、Hg、Pb、Cd、Cr、Cu、zn七种重金属元素的富集能力比较，水稻最容易富集Cd，最不容易富集Cr。小麦最容易富集Cu、Cd、zn三种元素，最不易富集Cr元素。影响植物中重金属积累的因素主要有生物可利用系数和土壤的理化指标。生物可利用性系数越高，植物越容易富集重金属。土壤理化指标对植物富集重金属的影响表现为：控制As、Cr在植物体中积累的土壤理化指标有土壤A1203、Fe203，土壤中A1203、

6、Fe203越高，As、Cr越不容易在植物中积累；土壤TOC对植物体中Hg的富集有抑制作用；控制Pb在水稻中积累的土壤理化指标有土壤Fe203，TOC，这两者越高，水稻体内越不容易富集Pb，而抑制Pb在小麦中富集的因素为土壤pH，CaO；控制Cd、Cu在植物体内积累的土壤理化指标有pH、CaO、MgO、P，这些土壤性质的质量分数越高，植物体越不容易积累Cd、Cu；土壤A1203、Fe203、TOC对植物体积累Zn有抑制作用。在治理植物体内的重金属污染时，可以考虑从这些因素方面着手。3、土壤pH与可见光波段光谱反射率正相关系数显著。利用该波段的光谱反射率与光谱一阶导数对水

7、稻、小麦共154个土壤pH进行预测，均取得较好的效果，实测值与预测值相关系数R2分别为0．7245，0．7148。利用建立的两个模型预测苏锡沪293个土壤的pH值，能取得较好的预测效果，而利用光谱反射率得到的预测效果比利用光谱一阶导数取得的预测效果更为理想。土壤TOC与550nm．2300rim波段的光谱反射率呈现显著的负相关，利用该波段的光谱反射率对土壤TOC进行预测能取得良好的效果，实测值与预测值的相关系数R2=0．8498。重金属Cr、Cu与土壤光谱反射率在1400．2300nm波段的负相关性显著，利用该波段光谱反射率对土壤中Cr、Cu进行预测