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重庆市郊稻米Cd风险的原位钝化削减

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邓华健, 肖广全, 陈玉成, 陈庆华, 徐浩然, 匡桢. 重庆市郊稻米Cd风险的原位钝化削减[J]. 环境工程学报, 2018, 12(12): 3415-3425. doi: 10.12030/j.cjee.201807003
引用本文: 邓华健, 肖广全, 陈玉成, 陈庆华, 徐浩然, 匡桢. 重庆市郊稻米Cd风险的原位钝化削减[J]. 环境工程学报, 2018, 12(12): 3415-3425. doi: 10.12030/j.cjee.201807003
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DENG Huajian, XIAO Guangquan, CHEN Yucheng, CHEN Qinghua, XU Haoran, KUANG Zhen. In-situ passivation in Cd polluted paddy fields of Chongqing suburb for rice healthy control[J]. Chinese Journal of Environmental Engineering, 2018, 12(12): 3415-3425. doi: 10.12030/j.cjee.201807003
Citation: DENG Huajian, XIAO Guangquan, CHEN Yucheng, CHEN Qinghua, XU Haoran, KUANG Zhen. In-situ passivation in Cd polluted paddy fields of Chongqing suburb for rice healthy control[J]. Chinese Journal of Environmental Engineering, 2018, 12(12): 3415-3425. doi: 10.12030/j.cjee.201807003
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重庆市郊稻米Cd风险的原位钝化削减

  • 1.

    西南大学资源环境学院，重庆 400715

  • 2.

    西南大学农村清洁工程重庆市工程研究中心，重庆 400715

  • 3.

    万盛经济技术开发区环境保护局，重庆 400800

  • 基金项目:

    国家重点研发计划项目（2017YFD0801004）

    西南大学博士基金项目（SWU115070）

In-situ passivation in Cd polluted paddy fields of Chongqing suburb for rice healthy control

  • 1.

    College of Resources and Environment, Southwest University, Chongqing 400715, China

  • 2.

    Chongqing Engineering Research Center of Rural Cleaning, Southwest University, Chongqing 400715, China

  • 3.

    Environmental Protection Agency in Wansheng Economic-Technological Development Area, Chongqing 400800, china

  • Fund Project:

  • 摘要: 为筛选适合应用于重庆市郊区稻田土壤及农作物Cd污染的修复技术，采用田间小区原位钝化实验和重金属来源加密监测相结合的方法，比较了石灰、腐殖酸、硅酸钾3种常见修复剂对Cd污染稻田的土壤基本理化性质、水稻各部位Cd富集量、稻米产量和稻米品质的影响。结果表明，该区域土壤Cd污染的主要原因为该区域土壤Cd本底值含量高且土壤酸化严重。在土壤全Cd为0.66 mg·kg-1，有效Cd为0.39 mg·kg-1的污染程度下，施用3种修复剂均可显著降低土壤有效Cd和稻米中Cd含量。其中，施用腐殖酸可显著提高土壤有机质含量，收获期种植2种水稻的土壤中有效Cd含量比CK处理分别减少了32.1%和34.8%，稻米中Cd含量比CK处理分别较少了53.3%和48.2%，同时低于国家食品污染物限量标准 0.2 mg·kg -1，其作用机理主要通过提高土壤有机质含量，降低水稻根系对土壤中Cd的富集量及向茎叶部Cd的运输量。同时，相比于其他修复剂，施加腐殖酸可降低稻米直链淀粉含量，提升稻米品质，但会降低稻米产量。施用石灰可显著提高土壤pH和稻米产量，但水稻收割后稻米中Cd含量高于腐殖酸处理，低于硅酸钾处理。
    Abstract: To select the remediation technologies suitable for Cd polluted paddy fields and crops in Chongqing suburb, the field plot experiments and dense monitoring for heavy metal sources were conducted. The effects of three kinds of common remediation agents of lime, humic acid and potassium silicate on the basic physical and chemical properties of soil, cadmium enrichment in various parts of rice, rice yield and rice quality were compared. The results showed that the main reasons for Cd pollution in this field were high soil background value of cadmium and serious soil acidification. For the polluted soil with total Cd concentration of 0.66 mg·kg-1, and available Cd concentration of 0.39 mg·kg-1, the addition of above three remediation agents could effectively reduce the available Cd in soil and total Cd in rice. In detail, humic acid addition could significantly improve the soil organic matter content, In comparison with CK treatment, the available Cd contents in soil with two kinds of harvest rice were reduced 32.1% and 34.8%, respectively, and total Cd contents in these harvest rice were reduced 53.3% and 48.2%, respectively, which are lower than the national standard limit of 0.2 mg·kg-1 for food contaminant. The corresponding mechanism could be suggested that humic acid addition promotes the content of organic matter in soil, reduce the Cd accumulation in rice root system from soil and Cd transport to stems and leaves. Meanwhile, humic acid addition also reduced the amylose content in rice and improved the rice quality, but cut the rice yield. Besides, lime addition can significantly raise the pH value of soil and rice yield, but the Cd content in harvest rice was higher than humic acid treatment, lower than potassium silicate treatment.
  • 加载中
  • [1] 李平,王兴祥,郎漫,等. 改良剂对 Cu、Cd 污染土壤重金属形态转化的影响[J]. 中国环境科学,2012,32(7):1241-1249
    [2] 周静，杨洋，孟桂元，等．不同镉污染土壤下水稻镉富集与转运效率[J]．生态学杂志,2018,37(1):89–94
    [3] 陈楠,张昊,杨慧敏,等. 土壤pH对土壤镉形态及稻米镉积累的影响[J].湖南农业大学学报(自然科学版),2018,44(2):176-182
    [4] 刘丹青．根际化学性状对水稻铁、镉吸附和吸收的影响研究[D]．南京：南京农业大学，2013
    [5] 李俊莉，宋华明．土壤理化性质对重金属行为的影响分析[J]．环境科学动态，2003，28(1)：24–26
    [6] 李坤权，刘建国，陆小龙，等．水稻不同品种对镉吸收及分配的差异[J]．农业环境科学学报，2003，23(5)：529–532
    [7] LI F，OKAZAKI M，ZHOU Q．Evaluation of Cd uptake by plants estimated from total soil Cd，pH，and organic matter [J]．Bulletin of Environmental Contamination and Toxicology,2003,71:714– 721 10.1007/s00128-003-0191-1
    [8] 纪雄辉，梁永超，鲁艳红，等．污染稻田水分管理对水稻吸收积累镉的影响及其作用机理[J]．生态学报，2007，27(9)：3930–3939
    [9] 张良运. 稻田土壤重金属污染和稻米Cd安全分析及控制技术探讨[D].南京：南京农业大学,2009
    [10] ZHANG H, LUO Y, SONG J, et al.Predicting As, Cd and Pb uptake by rice and vegetables using field data from China [J].Journal of Environmental Science,2011,23(1):70-78 10.1016/S1001-0742(10)60375-0
    [11] 付煜恒,张惠灵,王宇, 等.磷酸盐对铅镉复合污染土壤的钝化修复研究[J].环境工程,2017,35(9):176-180
    [12] 许剑臣,李晔,肖华锋,等. 改良剂对重金属复合污染土壤的修复效果[J].环境工程学报,2017,11(12):6511-6517 10.12030/j.cjee.201702165
    [13] 罗远恒,顾雪元,吴永贵,等. 钝化剂对农田土壤镉污染的原位钝化修复效应研究[J].农业环境科学学报,2014,33(5):890-897
    [14] 辜娇峰,周航,贾润语,等. 三元土壤调理剂对田间水稻镉砷累积转运的影响[J]. 环境科学,2018,43(4):1-11 10.13227/j.hjkx.201708206
    [15] 单世平,郭照辉,付祖姣,等. 降低水稻镉吸收原位钝化修复技术及其作用机理[J]. 生态科学,2015,34(4):175-179
    [16] 代允超, 吕家珑, 曹莹菲, 等.石灰和有机质对不同性质镉污染土壤中镉有效性的影响[J]. 农业环境科学学报,2014,33(3):514-519
    [17] 蔡东, 肖文芳, 李国怀.施用石灰改良酸性土壤的研究进展[J]. 中国农学通报,2010,26(9):206-213
    [18] 宁皎莹, 周根娣, 周春儿, 等. 农田土壤重金属污染钝化修复技术研究进展[J]. 杭州师范大学学报(自然科学版),2016,15(2):156-162
    [19] 马明广,周敏,蒋煜峰,等.不溶性腐殖酸对重金属离子的吸附研究[J].安全与环境学报,2006,11(3):68-71
    [20] 王成贤.腐殖酸对土壤中重金属活性和植物有效性的影响[J].广州化工,2015,43(8):38-40
    [21] 孙约兵,王朋超,徐应明.海泡石对镉-铅复合污染钝化修复效应及其土壤环境质量影响研究[J].环境科学,2014,35(12):4720-4726
    [22] 贾倩,胡敏,张洋洋,等.硅钙肥对水稻吸收铅、镉的影响研究[J].环境科学与技术,2017,40(6):24-30
    [23] 程永毅,李忠意,陈杰华, 等.重庆地区紫色土壤镉有效性水平及分异特性研究[J].西南大学学报(自然科学版),2012,34(1):85-91
    [24] 张振兴,纪雄辉,谢运河,等. 水稻不同生育期施用生石灰对稻米镉含量的影响[J]. 农业环境科学学报,2016,35(10):1867-1872
    [25] 杜彩艳, 祖艳群, 李元. 石灰配施猪粪对 Cd、Pb 和 Zn 污染土壤中重金属形态和植物有效性的影响[J]. 植物科学学报,2008,26(2):170-174
    [26] 胡书燕. 腐殖酸对重金属的吸附作用及金属竞争吸附特征[D].南京：南京林业大学,2008
    [27] 彭华,田发祥,魏维,等. 不同生育期施用硅肥对水稻吸收积累镉硅的影响[J]. 农业环境科学学报,2017,36(6):1027-1033
    [28] 杜霞飞,宗良纲,张琪惠,等.基于空间差异的有机茶园环境适宜性评价的土壤采样方法[J].农业环境科学学报,2017,36(1):150-157
    [29] 鲁如坤. 土壤农业化学分析方法[M]. 北京:中国农业科技出版社,2000
    [30] 孙鸣镝.AB-DTPA浸提土壤多元素的适用性分析及其测定四种土壤污染元素环境质量标准初探[D].哈尔滨：东北林业大学,2014
    [31] 中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局, 中国国家标准化管理委员会.直链淀粉含量测定标准:GB/T 15683-2008[S].北京: 中国环境科学出版社,2009
    [32] 中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局, 中国国家标准化管理委员会.胶稠度测定标准:GB/T 22294-2008[S].北京: 中国环境科学出版社,2009
    [33] LIU J, MA X, WANG M, et al.Genotypic differences among rice cultivars in lead accumulation and translocation and the relation with grain Pb levels [J].Ecotoxicology and Environmental Safety,2013,90:35-40 10.1016/j.ecoenv.2012.12.007
    [34] 欧阳林男,吴晓芙,李芸,等. 锰矿修复区泡桐与栾树生长与重金属积累特性[J]. 中国环境科学,2016,36(3):908-916
    [35] 朱维.Cd在典型稻田系统中迁移累积机理研究[D]. 长沙:中南林业科技大学,2016
    [36] 胡坤,喻华,冯文强,等. 不同水分管理方式下3种中微量元素肥料对水稻生长和吸收镉的影响[J]. 西南农业学报,2010,23(3):772-776
    [37] KALBITZ K, SOLINGER S, PARK J H, et al.Controls on the dynamics of dissolved organic matter in soils: A review[J].Soil Science,2000,165:277-304 10.1097/00010694-200004000-00001
    [38] 朱奇宏,黄道友,刘国胜,等. 改良剂对镉污染酸性水稻土的修复效应与机理研究[J]. 中国农业生态学报,2010,18(4):847-851
    [39] RANGEL-CASTRO J I, KILLHAM K, OSTLE N, et al.Stable isotope probing analysis of the influence of liming on root exudate utilization by soil microorganisms [J].Environmental Microbiology,2005,7(6):828-838 10.1111/j.1462-2920.2005.00756.x
    [40] COVELO E F, VEGA F A, ANDRADE M L.Competitive sorption and desorption of heavy metals by individual soil components［J］.Journal of Hazardous Materials,2007,140(1/2):308-315 10.1111/j.1462-2920.2005.00756.x
    [41] 何雨帆. 腐殖酸对水稻土镉的化学行为及植物效应的影响研究[D]. 南宁：广西大学,2004
    [42] 陈京都. 水稻镉胁迫响应差异机理和调控效应的研究[D]. 扬州：扬州大学,2013
    [43] 朱奇宏,黄道友,刘国胜,等.改良剂对镉污染酸性水稻土的修复效应与机理研究[J].中国生态农业学报,2010,18(4):847-851
    [44] 曾翔,张玉烛,王凯荣,等. 不同品种水稻糙米含镉量差异[J]. 生态与农村环境学报,2006,22(1):67-69
    [45] 周鸿凯,何觉民,陈小丽,等. 大田生产条件下不同品种水稻植株中镉的分布特点[J]. 农业环境科学学报,2010,29(2):229-234
    [46] YAO Y, WAN Y N, ABOUBACAR Y C, et al.Effects of the addition and aging of humic acid-based amendments on the solubility of Cd in soil solution and its accumulation in rice [J].Chemosphere,2018,196:303-310 10.1016/j.chemosphere.2018.01.002
    [47] 梁涛,陈轩敬,赵亚南,等. 四川盆地水稻产量对基础地力与施肥的响应[J]. 中国农业科学,2015,48(23):4759-4768
    [48] 中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局, 中国国家标准化管理委员会.优质稻谷: GB/T 17891-1999[S].北京: 中国环境科学出版社,2000
    [49] 潘晓华,吴罗发. 提高早稻稻米品质及效益的途径[J]. 中国稻米,1997(6):3-5
    [50] 中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局, 中国国家标准化管理委员会.农田灌溉水质标准: GB 5084-2005[S].北京: 中国环境科学出版社,2006
    [51] 国家农业部. 水溶肥料汞、砷、镉、铅、铬的限量要求: NY 1110-2010[S]. 北京: 中国农业出版社, 2011.
    [52] 中华人民共和国生态环境部, 科技标准司.土壤环境质量标准: GB 15618-1995[S].北京: 中国环境科学出版社,1996
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出版历程
  • 刊出日期:  2018-11-29
邓华健, 肖广全, 陈玉成, 陈庆华, 徐浩然, 匡桢. 重庆市郊稻米Cd风险的原位钝化削减[J]. 环境工程学报, 2018, 12(12): 3415-3425. doi: 10.12030/j.cjee.201807003
引用本文: 邓华健, 肖广全, 陈玉成, 陈庆华, 徐浩然, 匡桢. 重庆市郊稻米Cd风险的原位钝化削减[J]. 环境工程学报, 2018, 12(12): 3415-3425. doi: 10.12030/j.cjee.201807003
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DENG Huajian, XIAO Guangquan, CHEN Yucheng, CHEN Qinghua, XU Haoran, KUANG Zhen. In-situ passivation in Cd polluted paddy fields of Chongqing suburb for rice healthy control[J]. Chinese Journal of Environmental Engineering, 2018, 12(12): 3415-3425. doi: 10.12030/j.cjee.201807003
Citation: DENG Huajian, XIAO Guangquan, CHEN Yucheng, CHEN Qinghua, XU Haoran, KUANG Zhen. In-situ passivation in Cd polluted paddy fields of Chongqing suburb for rice healthy control[J]. Chinese Journal of Environmental Engineering, 2018, 12(12): 3415-3425. doi: 10.12030/j.cjee.201807003
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重庆市郊稻米Cd风险的原位钝化削减

  • 1. 西南大学资源环境学院，重庆 400715
  • 2. 西南大学农村清洁工程重庆市工程研究中心，重庆 400715
  • 3. 万盛经济技术开发区环境保护局，重庆 400800
基金项目:

国家重点研发计划项目（2017YFD0801004）

西南大学博士基金项目（SWU115070）

摘要: 为筛选适合应用于重庆市郊区稻田土壤及农作物Cd污染的修复技术，采用田间小区原位钝化实验和重金属来源加密监测相结合的方法，比较了石灰、腐殖酸、硅酸钾3种常见修复剂对Cd污染稻田的土壤基本理化性质、水稻各部位Cd富集量、稻米产量和稻米品质的影响。结果表明，该区域土壤Cd污染的主要原因为该区域土壤Cd本底值含量高且土壤酸化严重。在土壤全Cd为0.66 mg·kg-1，有效Cd为0.39 mg·kg-1的污染程度下，施用3种修复剂均可显著降低土壤有效Cd和稻米中Cd含量。其中，施用腐殖酸可显著提高土壤有机质含量，收获期种植2种水稻的土壤中有效Cd含量比CK处理分别减少了32.1%和34.8%，稻米中Cd含量比CK处理分别较少了53.3%和48.2%，同时低于国家食品污染物限量标准 0.2 mg·kg -1，其作用机理主要通过提高土壤有机质含量，降低水稻根系对土壤中Cd的富集量及向茎叶部Cd的运输量。同时，相比于其他修复剂，施加腐殖酸可降低稻米直链淀粉含量，提升稻米品质，但会降低稻米产量。施用石灰可显著提高土壤pH和稻米产量，但水稻收割后稻米中Cd含量高于腐殖酸处理，低于硅酸钾处理。

English Abstract

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