土壤中重金属镉污染及农产品安全研究.doc

土壤中重金属镉污染及农产品安全研究 摘要：镉是有毒重金属，且是已知的危害最为严重的农田污染类型。土壤镉污染不仅影响作物生长发育，降低产量和品质，而且通过植物积累，残留在植物的可食部分，最终通过食物链进入人体，对人类健康产生巨大威胁。因此土壤中镉污染对农产品的安全问题不容忽视，本文以油菜为材料，通过盆栽模拟实验研究镉在油菜体内的积累、分配规律。 关键词：重金属镉 油菜 分配规律 食品安全 随着工农业的发展，环境污染日益严重，重金属污染尤其是镉( cd2+)的污染不容忽视。在20世纪60年代，日本曾发生的第二公害病-痛痛病，便是由于食用被cd污染了的土壤上生产的“镉米”所致。由于cd2+为非营养元素，对植物有明显的毒害作用，在土壤中的活性较强，容易被作物吸收而污染食物链，危及人类健康，已成为农田土壤重金属污染的主要污染物之一1。据统计，我国仅cd污染的农田就超过上万公顷2，而且还有上升的趋势。我国卫生防病工作者2005年2009年，对南方某省食品镉污染情况进行了调查，检测了14类、2074份食品中镉的含量,检出率64.4%，超标率为7.3%；镉超标食品涉及粮食、水果、食用菌、水产品、动物内脏等，说明在一些地区镉污染状况比较普遍。随着社会经济的发展，粮食安全问题越来越受重视，因此，明确土壤中镉污染对农产品安全的影响具有重要意义，本文以油菜为材料，研究cd2+在油菜体内的积累、分配规律，旨在探讨镉的生物有效性，可以为发展绿色食品、实现农产品安全生产提供理论依据。1.材料与方法1.1 试验材料 供试土壤为采自安徽省铜陵市顺安镇的红壤（SHRS）、水稻土（SHPS）和朝山村的红壤（CHRS），为0-20cm表层土，新鲜土样采集回实验室后风干、过2mm筛，备用，各土壤理化性状见表1。表1 供试土壤理化性状土壤质地pH有机质g/kgTNg/kg碱解Nmg/kg速效P速效K mg/KgCd mg/KgSHRS壤质粘土5.3615.040.5299.845.381310.8212SHPS壤质粘土6.5328.411.24139.773.46980.5671CHRS壤质粘土5.8341.541.62162.597.721953.564供试作物为油菜，品种为核优56，购于合肥市丰乐种子公司。1.2试验设计 试验采用盆栽土培，选用16cm*25cm的塑料盆，每盆装土3.0kg，在土中加入0 mg/kg(未添加，Cd0)、镉1.0 mg/kg(低剂量，Cdl)、5.0 mg/kg(高剂量，Cd5)，自然污染土壤（CHRS）设一处理，土壤稳定两个月后，在上述处理污染土壤上加入底肥，底肥为(NH4)2SO4、KH2PO4、K2S04，加入量分别为N：0.15g/kg，K20：0.15g/kg，P205：0.10g/kg，配成溶液施入。按根袋(尼龙丝网做成，300目，15*20cm2)内装0.75kg，根袋外装2.25kg的比例装盆。每个处理设3个重复。于2011年10月11日开始种植油菜，油菜种植在根袋内，出苗后保留2棵，生长过程用自来水浇灌。1.3 实验处理表1 镉浓度处理试验处理处理内容土壤类型镉浓度K0不加镉CHRSCd0H0不加镉SHRSCd0H1低剂量镉SHRSCd1H5高剂量镉SHRSCd5S0不加镉SHPSCd0S1低剂量镉SHPSCd1S5高剂量镉SHPSCd51.4 分析项目和分析方法 2012年5月10日采集成熟期植物样（包括地上和地下部）。植物取样后，清水冲洗数遍后，再用蒸馏水反复清洗。植物鲜样在烘箱105杀青30分钟和70烘干至衡重后，磨碎待用。植物镉采用HNO3-HF-HCLO4消煮-原子吸收法 3测定。 对土壤样本，主要分析其pH、有机质、全氮、碱解氮、速效磷、速效钾等指标。具体分析方法参照土壤农化分析4。pH值：电位法；有机质：重铬酸钾-浓硫酸氧化法；全氮：开氏定氮法；碱解氮：碱解扩散法；速效磷：钼锑抗比色法；速效钾：火焰光度计法。1.5 数据统计分析采用SAS9.0软件进行数据分析，LSD法进行多重比较。2 结果与讨论2.1不同镉浓度对油菜经济性状和产量影响 表1不同处理下油菜经济性状和产量样号株高度/ cm茎粗/ cm始枝高度/ cm有效分枝数 单株有效角果数每角粒数/粒K061.555.653.00.1933.085.9840.4162.517.544.971.65H062.27 4.22.60.1829.255.504.5076.756.257.30.37H169.633.16 3.10.0435.8750.884.50949.58.031.23KO62.924.84 3.25027.023.343.51.4876.3312.746.071.11S056.553.352.30.2924.312.204.20.2051.5282.750.04S139.511.022.00.45110.002.50.4123.2516.253.831.23S533.8810.72 2.70.3717.2757.982039.675.512.30 采收后对植株进行了各经济性状和产量的测量，经过分析得出：用不同镉浓度处理的土壤，生长的油菜植株其经济性状和产量有所差异，但经过方差分析在各种土壤及同一种土壤的不同镉浓度水平之间差异不显著。所以说在本次试验中不同镉浓度处理对油菜的各经济性状和产量没有显著影响，也有可能是设置的镉浓度还没有达到显著影响油菜植株性状的浓度，这方面还有待进一步研究。2.2油菜作物根、茎、叶的Cd浓度 表2 不同处理下根、茎、叶的Cd浓度根部（mg/kg）茎（mg/kg）籽粒（mg/kg）KO16.90.10.1HO3.164.10.6H16.893.4H5212.32.8S01.32.3NDS111.41.4NDS539.2333 注：ND表示浓度无法检测 2.2.1下面对铜陵市顺安镇的红壤（SHRS）进行不同镉浓度处理的植株根、茎、叶的Cd的浓度分析。 图1 SHRS不同镉处理下根、茎、叶中Cd浓度 从图1中可以看出油菜中根部镉的含量比较高，主要积累在根部。这与王新等（1995；1997）研究发现，镉含量在作物中的含量各器官分布为根茎籽粒结论一致。本次试验发现镉主要固定在植物根系，其次为茎，如在Cd5的处理下根部积聚镉含量是籽粒中的10倍。 3结论本文以镉为间就对象，擦用油菜盆栽试验，研究不同浓度的镉对油菜的经济性状和产量的影响，以及油菜的各器官中镉的积累情况，经过乙烯类的试验、研究分析得出以下结论。（1） 不同镉浓度的土壤对油菜的生长没有明显的影响。（2）油菜生长过程中镉主要聚集吸附在根部，籽粒含量较少。参考文献1 YU H, WANG J, FANG W, et al. Cadmium accumulation in different rice cultivars and screening for p