稻米重金属污染及其治理研究进展_倪小英
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稻米重金属污染的调查研究及其对策思考谭周镃湖南农业科学,1999(5):26-28为了提高稻米的卫生品质,确保人们身体健康,我们对稻米中某些重金属的污染状况进行了调查及其试验研究,现将部分结果报道如下。
1 材料与方法1.1 调查采集全省不同地域的水稻田耕作层土壤和稻米,检测分析稻米中重金属含量。
1.2 重金属钝、敏性品种筛选。
(1)供试品种:早稻有雪早9287、师大435、湘早籼19号、92A97、湘辐93-4、91-2、浙733、潭早籼1号,晚稻有V 56、培矮64S/特青(培/特)、V 644、V 46、Ⅱ优63、V 198、师大1911、湘晚籼6号、湘晚籼10号、珍黑米。
(2)试验设计:设供给重金属与不供给重金属(对照)的田间试验,小区面积为10m2,小区田埂用塑料膜包埂,供试重金属品种为分析纯Pb(NO3)2(简称供Pb),分子量331.21,分析纯K2CrO7,分子量294.18,施用量为20×10-5/kg,对水施入土壤中。
1.3 检测分析。
土壤中重金属系由中南工业大学测试中心用电感耦合等离体发射光谱仪,Baird ps-6型检测分析;稻米中重金属由湖南师大测试分析中心用日本8000型塞曼偏振原子吸收分光光度计检测。
2 结果与分析2.1 部分稻田土壤重金属检测分析。
稻田土壤是水稻生长的环境,稻田中的有机物与无机物的存储与水稻产量及品质关系密切。
采集到全省部分不同地域稻田耕作层土壤中重金属含量如表1。
表1 不同地域稻田土壤重金属含量(μg/g)采集地点样品(个)Pb Cd Cr As 个总量x平均值个总量x平均值个总量x平均值个总量x平均值涟源市10 6 2.07 0.414 9 459.79 51.09 9 603.14 67.03 湘乡市9 3 148.57 49.12 6 6.67 1.112 9 759.57 84.4 9 2021.69 224.63 永州市7 2 67.41 33.74 6 2.13 0.355 6 418.71 69.79 6 655.41 109.24 株洲市 4 3 9.19 3.06长沙市 4 2 110.77 55.39 2 0.88 0.44 1 62.12 62.12桂阳县 1 1 391.15 391.15 1 0.22 0.22邵东县 1 1 0.10 0.10 1 65.68 65.68 1 54.43 54.43 衡阳西渡1 1 15.9 15.9其它四县* 4 00 0 0*其它四县为凤凰县、芷江县、永定区、安乡县。
DOI:10.16498/ki.hnnykx.2018.003.029重金属一般是指密度在4.5 g/cm3以上的金属,包括金(Au)、银(Ag)、铜(Cu)、铅(Pb)、砷(As)、汞(Hg)、镉(Cd)和铬(Cr)等。
重金属在人体中积累达到一定量后,会造成人体慢性中毒,尤其是砷、汞、铅、镉4种重金属元素毒性较强,在体内积累超过一定限量后会造成如“水俣病”“痛痛病”等疾病,严重影响身心健康[1-2]。
近年来,随着工业化的飞速发展和城市化进程的不断加快,再加上化石燃料的大量使用,我国环境问题日益凸显,土壤重金属污染问题也越来越受到社会各界的关注。
受重金属污染问题的影响,我国稻米质量安全受到严重威胁,造成粮食巨大损失[3]。
据估算,我国每年约有1 200万t粮食直接或间接受到重金属污染,造成经济损失高达200亿元[4]。
针对重金属污染问题,相关领域专家开展了大量研究和技术攻关,付出了大量心血和努力,虽取得了一定的成效,但面对复杂的土壤环境,稻米重金属污染问题在未来一段时间内,仍然将是专家们重点研究的课题[5]。
因此,笔者综述分析了我国耕地、稻米镉污染现状、镉的吸收机制及其在水稻中的分布差异,以及稻米镉消减技术,以期为今后开展稻米重金属镉消减技术研究提供参考。
1 耕地和稻米镉污染现状我国土壤环境污染状况不容乐观,重金属污染已逐渐成为当下环境污染最突出的问题之一。
土壤环境中重金属镉污染主要是通过大气沉降、污水灌溉、废土废渣农用以及化肥农药施用等途径输入造成的。
土壤中富集的镉离子通过农作物根系被吸收,造成农作物镉污染问题。
水稻是一种对镉敏感的作物,稻田土壤镉含量超标极容易引起水稻籽粒镉含量超标,继而引发大米镉污染问题。
近年来,从有关研究报道来看,全国各地普遍存在不同程度的镉污染问题。
吴洋等[6]在广西都安县全境范围内采集126个耕地土壤样品,对其重金属含量进行测定分析和生态风险评价,结果表明,都安县耕地重金属污染严重,74.6%耕地土壤点位超标,总体上表现出“中度”生态风险,其中镉的风险贡献度高达88%。
水稻中重金属污染及防治研究进展唐守寅福建农林大学资源与环境学院摘要:从重金属在水稻中的累积及迁移、重金属污染对水稻的影响、土壤改良剂抑制水稻对重金属的吸收三个方面介绍了水稻中重金属污染及防治研究进展,并对今后水稻重金属污染的研究方向提出了一些建议。
关键词:水稻;重金属;迁移转化;吸收0 前言在化学领域中,重金属是指比重大于4或5的金属。
大多数金属都是重金属。
环境污染领域所说的重金属主要是指Hg、Cd、Pb、Cr和类金属A8等生物毒性明显的重金属元素,此外,还包括Cu、Co、Ni、Sn等具有一定毒性的重金属元素[1]。
研究发现,我国部分城镇的农田菜地已出现土壤重金属污染超标的现象,超标元素主要为Cd、Hg、As、Pb、Cu、Ni,香港、广州、成都等不少城市已出现了不同程度的重金属污染[2]。
我国每年因土壤重金属污染造成的经济损失达到近200亿元[3]。
土壤重金属微量元素由于隐蔽性强、毒性大、难降解且能沿食物链富集,成为人们优先考虑去除的污染物。
水稻是最主要的粮食作物之一。
土壤-水稻系统是重金属向人类食物链迁移积累、直接和间接危害人体健康的关键环节。
近20年来,由于人类的工农业生产和生活活动使得农田环境日益恶化,稻米中重金属积累增加直接威胁着人体健康[4]。
因此开展针对水稻的重金属污染及防治研究,对重金属在水稻中的富集、迁移转化、其对水稻的影响及如火如何防治的机理进行分析具有重要意义。
1 重金属在水稻中的累积及迁移1.1不同水稻品种对重金属的富集规律在相同条件下,不同的水稻品种由于其内部构造不同,对重金属富集存在显著差异。
Al-Saleh 和Shinwari (2001) []检测了27个水稻品种籽粒中的重金属含量, 结果表明, 不同品种Cd、Pb和Hg 含量差异很大。
蒋彬等通过研究发现,水稻籽实吸收重金属存在基因型差异,他们将来自于全国不同地区的239份样品种植在同一地区,发现各品种Pb、As含量存在极显著基因型差异,并筛选出了一系列低铅、低镉、低砷的品种。
50种稻米重金属富集现况的研究的开题报告本研究将探究稻米中重金属富集的现状与影响因素,旨在为粮食质量安全提供科学依据。
一、选题背景近年来,随着工业化进程的不断加快和人类活动的不断增加,重金属污染问题日益严重,已成为全球面临的现代化环境问题之一。
重金属对人体健康的危害已引起广泛关注,严重威胁着人类的生命健康和粮食安全。
而稻米作为人类主要的食物来源之一,在重金属污染方面的研究尤为重要。
二、研究目的本研究旨在调查稻米中重金属富集的现状及影响因素,并深入分析其对人体健康的危害,为稻米质量安全提供科学依据。
三、研究内容(一)稻米中重金属的污染现状及其分布特点。
(二)稻米中重金属含量的检测方法及其适用性研究。
(三)分析稻米中重金属污染与地理环境因素、耕作方式、水稻品种等因素的相关性。
(四)分析稻米中重金属污染对人体健康的危害以及防治措施。
四、研究意义(一)为农产品质量安全提供科学依据。
(二)为针对稻米中重金属污染制定出有效的防治措施提供科学依据。
(三)为进一步推动我国环境污染治理提供科学依据。
五、研究方法本研究将采用文献调查、样品测试、数据分析等方法进行研究。
(一)文献调查本研究将对国内外相关文献进行全面归纳和分析,了解稻米中重金属污染的研究进展及影响因素。
(二)样品测试通过采集来自不同地区、不同品种的稻米样品,在对其重金属含量进行检测和分析的基础上,揭示不同地区、不同品种稻米中重金属含量、形态分布和来源等情况,为后续研究提供数据支持。
(三)数据分析本研究将采用SPSS等统计软件对收集的数据进行分析和处理,从而全面了解不同环境因素、不同耕作方式等对稻米中重金属含量的影响。
六、预期成果(一)稻米中重金属污染现状及其分布特点的全面了解。
(二)针对稻米中重金属含量检测和分析方法进行比较,为稻米重金属质量检测提供科学依据。
(三)通过对不同地区、不同品种稻米中重金属含量的比较分析,深入探讨各类因素对稻米中重金属含量的影响,为稻米重金属防治提供科学依据。
稻田重金属超标治理解决方案汇总研究稻田重金属超标,需要首先了解超标现象的成因,稻田重金属超标的成因比较复杂,总的来讲有以下几个方面:1、长期灌溉。
由于灌溉水源中含有较多重金属,长期灌溉后就会导致重金属在土壤的表层积累,被水稻吸收后就会造成水稻重金属超标。
2、受到周围矿产开发、工业垃圾或生活垃圾的污染,造成重金属超标。
3、施用含重金属的肥料可能导致水稻存在重金属含量超标。
4、长期使用化肥,使土壤酸化,尤其是通过硝化菌的作用和复杂的化学反应过程,使土壤中原本不溶于水的稳定态重金属离子,成为硝酸盐、亚硝酸盐之后,Hg、Cd、Cu等金属离子成为游离态,继而被植物吸收,造成重金属超标。
以上四个方面的原因中,1、4两个成因是影响最大、最广的因素。
针对稻田重金属超标,目前主要的治理方案有以下几种,既有优点也有缺点:1、化学方法。
即采取向稻田里面添加重金属捕捉剂,使重金属离子重新成为不溶于水的沉淀,即钝化,从而使植物根系无法通过水溶液吸收重金属。
这种方法快速有效,但是,随着土壤的酸化,土壤中的重金属依然会重新释放出来,而且添加捕捉剂也同时向土壤中添加了其他不必要的化学物质。
2、理化方法。
先用化学方法,在稻田里面加入具有相反电荷的扑集剂使其生成络合物或沉淀物,然后再用物理方法曝气,使络合物或沉淀附着在气泡上,最后形成浮渣后即可去除重金属。
这种方法清除也较快,而且通过浮渣富集之后直接将重金属清除于水体。
但是,一方面这种方案只能清除溶于水的重金属,另一方面,也存在添加其他化学物质的风险。
3、电化学法。
这种方法不向水体添加化学物质,利用电极与重金属离子发生化学反应从而消除其毒性的方法,使稻田中的重金属离子发生氧化和还原反应,从而使重金属富集,然后就可以进行处理,对水稻的损伤比较小。
但是,这种方案不仅耗能、有安全隐患,而且,电化学方法的实质就是电解水,所产生的化学反应同样会产生新的化合物,对土壤依然会有不良影响。
4、生物方法。
水稻全产业链降镉技术及效果评价研究作者:许艳霞王达能倪小英余扬邓志坚梅广洪玲来源:《粮食科技与经济》2019年第03期[摘要]通过水稻品种选育、田间施肥、产后加工等技术对水稻全产业链的产前、产中、产后等环节进行控制,以寻求当前湖南水稻镉污染问题的解决方法。
同时,对水稻品种选育、田间施肥、产后加工等技术的降镉效果进行了评价,以期为水稻降镉研究提供技术指导。
研究结果表明,使用低镉水稻品种、田间施肥措施及产后加工技术能分别使稻谷镉含量降低36.4%、42.1%和8.7%。
在水稻全产业链中,选择合适的品种、合理施肥可大大减少镉超标稻谷的产生,同时产后降镉技术能有效降低水稻镉污染。
[关键词】水稻产业;降镉技術;效果评价耕地重金属污染是当前制约我国农业可持续发展和绿色发展的主要因素。
据报道,我国受重金属污染的耕地达2000万h㎡,约占我国耕地总面积的1/5,其中以镉污染最为突出,约13万h㎡的耕地存在镉污染[1-2]。
我国是农业大国,稻谷是我国主要粮食作物之一,全国约60%的居民以大米为主食。
农田镉污染不仅影响稻谷生长发育和产量,更为严重的是,稻谷的镉吸收能力强,吸收的镉通过食物链传递,对人们身体健康造成严重的威胁[3]。
农田土壤重金属污染治理受到各级政府的高度重视,是当前研究的热点。
然而,土壤重金属污染治理需要一个长期的过程,在当前土壤污染尚未被有效治理的情况下,从稻谷的生长特性出发,研究在污染土壤下种植安全稻谷,并采取有效措施,安全利用已产生的镉污染稻谷,多手段、多措施综合实现稻谷镉污染的治理,对缓解当前稻谷重金属污染,保障我国粮食安全具有重要意义。
根据水稻的全产业链过程,产前水稻品种筛选、产中农艺调控或土壤调节剂、产后稻米降镉3个方面均能有效降低稻谷镉含量,是稻谷镉污染治理的重点研究方向。
本文从水稻全产业链出发,产前选育低镉水稻品种,产中采取炭基肥农艺调控措施,产后对镉超标稻谷进行发酵处理,并对各种方法的降镉效果进行了评价,为合理选择稻谷镉污染治理方法、有效减少稻谷镉污染状况提供了有力支撑。
主要重金属在污染稻谷籽粒中的分布规律研究倪小英;许艳霞;梅广;杨静;洪玲;曾奎杰;胡飞俊;邓志坚;胡元斌【摘要】Take the paddy of Hunan Province as the research object,the content and change distribution of four kinds heavy metal on grain rice husk,bran powder,brown rice,milled rice were analyzed.At the sametime,the rice processing technology for main heavy metals removal efficiency was studied.The results showed that the content of four kinds of heavy metals inorganic As,Cd,Pb and Hg in rice grain in bran powder were higher than that in other parts.Processing technology of rice could be also reduced the content of four kinds of heavy metals in rice,especially for inorganic As,which reduced up to 39%.The content of the four kinds of heavy metals in rice were proportional to that in brown rice,which the content ratio of inorganic As,Cd,Pb and Hg in milled rice and brown rice were 0.61,0.93,0.83,0.93,respectively.In order to produce polished rice which met the state food security standard,the maximum concentration of inorganic As,Cd,Pb and Hg in brown rice were O.328,0.215,0.241,0.021 5mg/kg,respectively.%以湖南省稻谷为研究对象,检测分析稻谷籽粒的稻壳、糠粉、糙米、精米等加工产品中无机As、Cd、Pb、Hg 4种重金属的变化分布规律,并研究了当前稻谷加工工艺对主要重金属的脱除效果.结果表明:无机As、Cd、Pd、Hg 4种重金属均表现出糠粉中的含量显著高于其他部位的含量.碾米加工工艺可同时消减稻谷中4种重金属的含量,其中无机As消减效果最好,消减幅度可达39%.无机As、Cd、Pb、Hg在精米与糙米中的含量均成正比,其比值分别为0.61、0.93、0.83、0.93.通过该比值关系,可通过碾米工艺获得重金属含量达标的稻谷无机As、Cd、Pb、Hg的限量值分别为0.328、0.215、0.241、0.021 5 mg/kg.【期刊名称】《中国粮油学报》【年(卷),期】2017(032)001【总页数】5页(P7-11)【关键词】Pb;Cd;Hg;无机As;稻谷;分布;线性方程【作者】倪小英;许艳霞;梅广;杨静;洪玲;曾奎杰;胡飞俊;邓志坚;胡元斌【作者单位】湖南省粮油科学研究设计院,长沙410201;湖南省粮油产品质量监测中心,长沙410201;稻谷及副产物深加工国家工程实验室,长沙410201;湖南省粮油科学研究设计院,长沙410201;湖南省粮油产品质量监测中心,长沙410201;湖南省粮油科学研究设计院,长沙410201;湖南省粮油产品质量监测中心,长沙410201;湖南省粮油科学研究设计院,长沙410201;湖南省粮油产品质量监测中心,长沙410201;湖南省粮油科学研究设计院,长沙410201;湖南省粮油产品质量监测中心,长沙410201;湖南省粮油科学研究设计院,长沙410201;湖南省粮油产品质量监测中心,长沙410201;湖南省粮油科学研究设计院,长沙410201;湖南省粮油产品质量监测中心,长沙410201;湖南省粮油科学研究设计院,长沙410201;湖南省粮油产品质量监测中心,长沙410201;湖南省粮油科学研究设计院,长沙410201;湖南省粮油产品质量监测中心,长沙410201;稻谷及副产物深加工国家工程实验室,长沙410201【正文语种】中文重金属是指原子密度大于5 g/cm3的一类金属元素,大约有40种,主要包括Cd、Cr、Hg、Pb、Cu、Zn、Ag、Sn、As等。
关于粮食检测中重金属检测技术研究进展及方向摘要:土壤是重金属入侵粮食的主要途径,全国受重金属污染的耕地大约有1.5亿亩,其中镉污染的耕地涉及11个省25个地区,占比约16%。
从土壤重金属污染来源分析得知,其来源较为广泛,主要包含工业污染源、农业污染源及生活污染源等诸多方面。
为了确保粮食安全,除做好耕地污染治理外,还应做好“检测关”的把控,以保障粮食和群众的生命财产安全。
关键词:关于粮食检测;重金属检测技术;进展;方向1粮食检测中重金属检测技术的研究现状1.1直接进样技术重金属检测技术类型众多,其中直接进样技术应用十分广泛。
直接进样技术为新型分析技术,在具体应用过程中,要求按照标准操作流程,对采集的粮食样品进行相应处理,由于采得的粮食往往数量过多,且颗粒较大,因此必须借助仪器工具辅助操作,对粮食进行粉碎、缩分,进而完成对粮食重金属的检测。
相较于传统的重金属分析技术,该新型技术实现了理念和实践的创新,可以满足快速、高效的检测需求。
当前,在粮食检测方面,可选择直接进样技术,除了液体直接进样技术外,还可以选择气体、固体直接进样技术。
以固体直接进样技术为例,该技术是直接将称重量的样品导入到仪器中开展检测分析。
经过数十年的发展,该项技术已经逐渐成熟。
德国耶拿公司在1998年首先采用了固体样品自动分析仪,及全自动微机控制原子吸收光谱仪(AASVario6),这是当时唯一可以固体直接进样的塞曼效应原子吸收光谱仪,在土壤重金属污染检测时,可以支持砷和铬的检测分析。
随着原子光谱仪器的不断发展和应用,如ETV(电热蒸发技术)、LA(激光烧蚀技术)以及DSI(样品直接插入技术)等配套技术研究也不断增加。
近年来,ETV(电热蒸发技术)成为研究重点、热点。
因此,随着各类固体直接进样仪器产品的不断迭代和发布,同时相关技术研究取得了积极成果的背景下,固体直接进样技术现已被业内广泛应用。
在重金属检测中采用ETV(电热蒸发技术),能够直接分析固体样品,不需要进行复杂的样品处理,可以达到快速、绿色和高效的检测要求。
我国农田土壤重金属污染现状及治理研究进展朱雅琪1,2巫静1,2*余震1,2邓玉1,2刘德洪1,2徐长林1,2吕亚辉1,2杨国义1,2(1广东省科学院生态环境与土壤研究所/广东省农业环境综合治理重点实验室,广东广州510650;2华南土壤污染控制与修复国家地方联合工程研究中心,广东广州510650)摘要农田土壤重金属污染导致农作物重金属含量超标,这些重金属随食物链进入人体,对人体健康造成危害。
了解农田土壤重金属污染现状、重金属污染对农作物的危害以及污染农田的治理方法,对保障饮食安全具有重要意义。
本文综述了我国农田土壤重金属污染现状,阐述了农田土壤重金属污染可能对农作物造成的影响,概括了目前农田土壤重金属污染的主要治理方式,分析了这些治理方式的差异性和优缺点,并对未来农田土壤重金属污染治理的方向进行了展望,以期为我国农田土壤重金属污染治理的进一步研究提供参考。
关键词农田土壤;重金属污染;现状;污染治理;土壤修复中图分类号X53文献标识码A文章编号1007-5739(2024)05-0115-04DOI :10.3969/j.issn.1007-5739.2024.05.029开放科学(资源服务)标识码(OSID ):Current Situation and Control Research Progress on Heavy Metal Pollution in FarmlandSoil in ChinaZHU Yaqi 1,2WU Jing 1,2*YU Zhen 1,2DENG Yu 1,2LIU Dehong 1,2XU Changlin 1,2LYU Yahui 1,2YANG Guoyi 1,2(1Institute of Eco-environmental and Soil Sciences,Guangdong Academy of Sciences/Guangdong Key Laboratory ofIntegrated Agro-environmental Pollution Control and Management,Guangzhou Guangdong 510650;2National-Regional Joint Engineering Research Center for Soil Pollution Control and Remediation in South China,Guangzhou Guangdong 510650)AbstractHeavy metal pollution in farmland soil leads to excessive heavy metal content in crops,which entersthe human body along the food chain and poses a threat to human health.Understanding the current situation of heavy metal pollution in farmland soil,the harm of heavy metal pollution to crops,and the control methods for polluted farmland are of great significance for ensuring food safety.This paper reviewed the current situation of heavy metal pollution in farmland soil in China,elaborated the potential impact of heavy metal pollution on crops,summarized the main control methods for heavy metal pollution in farmland soil,analyzed the differences,advantages and disadvantages of these control methods,and prospected the future direction of heavy metal pollution control in farmland soil,so as toprovide references for further research on the control of heavy metal pollution in farmland soil in China.Keywordsfarmland soil;heavy metal pollution;current situation;pollution control;soil remediation基金项目国家自然科学基金(42077093);中山市社会公益科技研究项目(2018B1014)。