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1、第31卷第4期华北水利水电学院学报Vol31No42010年8月JournalofNorthChinaInstituteofWaterConservancyandHydroelectricPowerAug2010文章编号:1002-5634(2010)04-0001-05土壤重金属污染作物体内分布特征和富集能力研究周振民(华北水利水电学院,河南郑州450011)摘要:随着污水灌溉面积的持续扩大,研究污水灌溉带来的土壤重金属污染问题,特别是重金属污染物对土壤-作物系统的影响显得尤为重要.通过玉米作物污水灌溉实验、采样分析和生态调查,研究了由于污水灌溉造成的土壤重金属
2、污染(Pb,Cd,Cr,Cu)在玉米体内分布特征和富集能力.研究结果证明,重金属Pb,Cr和Cu主要富集在玉米根部,少量向玉米作物地上部分迁移.玉米籽粒中4种重金属(Pb,Cd,Cr,Cu)的含量均在粮食及其制品中重金属元素限量之内,说明玉米籽粒基本没有受到污染,粮食生产处于安全状态.关键词:土壤重金属污染;作物影响;分布特征;富集能力中图分类号:X53文献标识码:A重金属是农业生态系统中一类具有潜在危害的原土质,质地为壤土或沙壤土,有机质少,pH值为化学污染物.重金属Pb,Cd,Cr,Cu是污水的主要组8.45~8.60,孔隙度为43.40%~50.26%,密度为3分之一,它们
3、对作物、土壤和地下水都有潜在的威1.32~1.50g/cm.主要作物有水稻、玉米、棉花、花胁.土壤重金属污染在世界范围内广泛存在且日趋严生、大豆等,自然条件在河南省平原地区有一定的代重,全世界平均每年排放汞约1.5万t、铜约340万t、表性.[1]铅约500万t、锰约1500万t、镍约100万t.中国2采样与分析方法受汞、铬、镉、铅、镍等重金属污染的耕地面积超过112[2]210m,约占总耕地面积的1/5,每年受重金属2.1污水灌溉水源采样与水质分析[3]污染的粮食约1200万t,重金属污染土壤对农作每次灌溉前,沿引水处的河流横断面(即左岸,物生长的影响研究已迫在眉睫.中,右岸)取水样
4、,利用火焰原子吸收分光光度计分国内外研究成果大多是在土壤重金属污染条别测水样中Pb,Cd,Cr和Cu的含量.[4]件下,农作物受到的定性影响,而在土壤重金属2.2土壤含水率与土壤理化性质分析污染下,作物的生理机理影响以及定量指标研究成用对角线布点法采集土壤样品,采样点有5个,[5]果较少,尤其是对作物的生长生理过程和作物产取土深度为0~20cm,20~40cm和40~60cm.每[6]量指标以及遗传性毒理指标等方面的研究很少.月1日、11日和21日以及玉米收获时间为取样时[7][3]间.土壤含水率采用!田间法∀进行测定;土壤容1试验场地基本情况[7][8]重采用!环刀法∀;pH值采用玻
5、璃电极法;土壤污灌试验区选定在位于开封市东15km的兴隆中总氮、全磷以及速效钾分别采用过硫酸钾氧化紫乡太平岗村二组.试验区紧邻惠济河,惠济河是淮河外分光光度法、钼锑抗分光光度法和醋酸铵提取法的一条重要支流,是开封市污染严重的一条河流.该进行测定;有机质采用油浴外加热-重铬酸钾区多年平均地下水埋深3.40m.该地区地势平坦,容量法.地面比降为1/2500~1/3000.土壤为黄河冲积平将土样放置实验室风干后碾磨,过200目筛,称收稿日期:2010-05-05基金项目:水利部公益性科研资助项目(200801015).作者简介:周振民(1953),男,河南封丘人,省级特聘教授,博士,主要从事农
6、业水土环境方面的研究.2华北水利水电学院学报2010年8月取部分样品用HNO3+HCL+HF法消解后,用火焰图1是玉米根、茎、叶中重金属Pb随生育期的原子吸收分光光度计分别测定土样中Pb,Cd,Cr和变化规律.由图1可知,玉米根中Pb含量幼苗期最Cu的含量.大,拔节灌浆期平稳上升,以后逐渐下降.玉米根部2.3玉米样品的化学分析的干物质积累从拔节期到灌浆期上升幅度较大,随玉米的采样点有3个,每个点1株,分别在玉米后逐渐下降.在幼苗期,土壤中Pb含量较大,因此根的播种、幼苗、拔节、灌浆、乳熟和成熟期采样.系对Pb的吸收量也大.拔节灌浆期,虽然根部的干采
7、集整株玉米,将取得的玉米鲜样洗净,放置在物重一直变大,但是根中Pb含量仍然处于上升的干燥通风处风干.待风干后,将样品去除灰尘、杂物,趋势,这是由于土壤中Pb含量在增加,而且活性Pb用剪刀剪碎,再用植物粉碎机(FZ102型)粉碎,过的含量较高.乳熟成熟期,根部干物重渐小,理论上200目筛,然后放入保鲜袋中保存,以备化验.称取根部Pb的浓度相对变大,根中Pb的含量将上升.而部分样品用HNO3硝解,用火焰原子吸收分光光度事实上