设施蔬菜生产系统重金属累积特征及风险评价

《设施蔬菜生产系统重金属累积特征及风险评价》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、密级：中国科学院大学UniversityofChineseAcademyofSciences硕士学位论文设施蔬菜生产系统重金属累积特征及风险评价二零一三年六月一苓一二，平／、月lUlllIllUl[1IllIIIIIY2431904ByChenYongADissertationSubmittedtoUniversityofChineseAcademyofSciencesInpartialfulfillmentoftherequirementForthedegreeofMasterofScienceInstituteofSoilScien

2、ce，ChineseAcademyofSciencesJune2013本研究受环保公益性行业科研专项：“设施农业土壤环境质量变化规律、环境风险与关键控制技术”(201109018)资助．ACKNOWLEDGEMENTS：ThisstudywassuppoaedbythefundfromtheSpecialResearchFoundationofthePublicNaturalResourceManagementDepartmentfromtheMinistryofEnvironmentalProtectionofChina(201109

3、018)．摘要设施蔬菜系统土壤的重金属污染、作物的重金属累积受到越来越广泛的关注。实现对各类环境介质(土壤、作物、水体、沉积物)的重金属累积特征及影响因素的系统研究，对设施蔬菜系统土壤、作物、水环境的重金属风险的全面而准确的评价，土壤重金属来源的解析，具有重要的理论和实际意义。本研究选取了南京地区四个典型的设施蔬菜生产基地(种植1．4年的短期无公害蔬菜基地、4-6年的中期无公害蔬菜基地、8．12年的中长期有机蔬菜基地、10．15年的长期无公害蔬菜基地)，采用不同的参照标准、考虑土壤背景水平及土地利用方式转变等对土壤重金属累积进行比较分析

4、。通过空间分析探讨各基地内部重金属累积随种植年限的变化规律。运用比较分析和逐步多元回归分析讨论不同种类作物重金属累积特征及吸收效应。结合多种方法综合解析重金属源并区分不同人为源的贡献率。运用内梅罗污染指数法、地积累指数法、作物重金属人体摄入风险法等对土壤、作物、水环境重金属累积风险进行评价。结果表明：(1)与稻麦轮作地、露天蔬菜地相比，各基地的设施蔬菜地土壤性质发生明显变化，且部分重金属产生显著累积。在短期无公害蔬菜基地以稻麦轮作地为参照发现设施土壤pH显著下降，而有机质及重金属Zn显著升高；在中期无公害蔬菜基地以露天蔬菜地为参照，设施

5、土壤显著累积有机质及重金属cu、Hg、Pb和zn；在中长期有机蔬菜基地通过比较三种土地利用方式发现，与稻麦轮作地相比，蔬菜地显著地提高土壤pH，积累土壤Cd和Zn，而设施蔬菜地的有机质含量显著高于稻麦轮作地和露天疏菜地；在长期无公害蔬菜基地以露天蔬菜地为参照发现设施土壤显著积累有机质及重金属Cd、Cu和Zn。空间分析显示各基地重金属含量的空间分布与土壤性质的空间分布存在类似的变化规律，即土壤性质变化显著的区域与重金属高含量区域均出现在交通水源便利的设施蔬菜早期种植区，并随着基地种植年限的延长逐渐向四周扩张，相关分析结果支持了空间分布特征

6、。(2)不同种类作物存在其各自的重金属吸收特征。叶菜类作物吸收更多的重金属，三个无公害蔬菜基地的菊花脑均显著地吸收多种重金属而导致其重金属含量接近或超过相关标准，且苦菊和小青菜的重金属吸收能力也较强。而有机蔬菜基地的芹菜倾向于吸收较多的重金属，但重金属含量均未超标。设施和露天叶菜的比较分析发现，设施条件下叶菜重金属含量有所增加，但无显著性，Pb的吸收却显著降低。通过逐步多元回归对各基地主要作物的重金属吸收影响因素分析，结果显示作物重金属的吸收与土壤重金属、土壤pH和土壤有机质等相关。(3)结合表土与母质差异分析和主成分分析，识别出各基地

7、重金属的主要来源。短期无公害蔬菜基地Cd、Zn为母质来源，Cu、Pb、As、Hg为人为源；中期无公害蔬菜基设施蔬菜生产系统重金属累积特征及风险评价地As为母质来源，Cd、Cu、Hg、Pb、zn为人为源；中长期有机蔬菜基地Hg为母质来源，Cd、Cu、Zn为人为源，As和Pb受两种来源的影响各占一定比例；长期无公害蔬菜基地As为母质来源，Cd、Cu、Hg、Pb、Zn为人为源。进一步对人为源的肥料源、农药源、灌溉水源、大气沉降源进行贡献率分析发现，肥料源在各基地对人为源重金属投入的贡献率均超过90％，短期无公害蔬菜基地农药对Cu贡献率为1％，

8、Zn贡献率为0．6％；中期无公害蔬菜基地农药对Cu贡献率为1．5％，Zn贡献率为0．6％；中长期有机蔬菜基地无农药的重金属贡献率；在长期无公害蔬菜基地农药对Cu贡献率为0％，Zn贡献率为0．1％。(4)对作