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哈尼梯田湿地核心区水稻土重金属分布与潜在的生态风险

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第28卷第4期2008年4月生态学报

ACTAECOLOGICASINICAVo.l28,No.4Apr.,2008http://www.ecologica.cn基金项目:国家重点基础研究发展计划资助项目(2003CB415104)

收稿日期:2007󰀁01󰀁16;修订日期:2007󰀁12󰀁12

作者简介:任华丽(1981~),女,山东人,硕士,主要从事湿地生态与环境研究.E󰀁mai:lrenhuali610@163.com

*通讯作者Correspondingauthor.E󰀁mai:lcuibs@163.com

Foundationitem:TheprojectwasfinanciallysupportedbyNationalKeyBasicResearchDevelopmentProgramofChina(No.2003CB415104)

Receiveddate:2007󰀁01󰀁16;Accepteddate:2007󰀁12󰀁12

Biography:RENHua󰀁L,iMaster,mainlyengagedinwetlandsecologyandenvironment.E󰀁mai:lrenhuali610@163.com哈尼梯田湿地核心区水稻土重金属

分布与潜在的生态风险

任华丽,崔保山*,白军红,董世魁,胡󰀁波,赵󰀁慧

(北京师范大学环境学院,环境模拟与污染控制国家重点联合实验室,北京󰀁100875)

摘要:选取了牛角寨河片区、麻栗寨河片区、阿勐控河片区和大瓦遮河片区4个核心区为样区,分析了样区水稻土表层的重金属

As、Cd、Cr、Cu、Pb、Zn的分布特征,与云南土壤背景值进行了比较,结果显示4个样区Cd的含量都略高于背景值,Cr是背景值

的两倍;牛角寨河片区的Cu含量由于铜矿的存在而远远高出背景值和其他3个样区的Cu含量,4个样区的As、Pb和Zn的平

均含量低于背景值,样区之间差异性也不是很大。由相关性分析可知,湿地土壤偏酸性对Cd的活性有很大影响,高含量的有机

质和全氮对Pb和Zn的土壤吸附和积累起到了一定的作用,Pb和Zn在各样区内相似的分布趋势可能与相似的成土母质、耕作

模式和人类干扰强度等有关。采用Hakanson潜在生态危害指数法对样区的重金属潜在生态风险进行评价,结果显示(1)从潜

在生态危害指数来看,4个片区Cd的危害系数均达到或接近中度危害程度,牛角寨河片区受到Cu的中度危害,其他样区均是

轻微的生态危害,甚至Zn还处于缺乏状态;(2)从潜在生态危害指数看,牛角寨河片区的潜在生态危害指数表现为中等生态危

害,高于其他3个样区,贡献因子是Cd和Cu,Cr、As、Pb次之,Zn最小;其他样区危害程度顺序为阿勐控河片区>大瓦遮河片区

>麻栗寨河片区,都处在轻微的生态危害状态,产生生态危害的主要重金属是Cd,Cu、Cr、As、Pb次之,Zn影响最小。

关键词:哈尼梯田湿地;重金属;相关分析;潜在生态危害评价

文章编号:1000󰀁0933(2008)04󰀁1625󰀁10󰀁中图分类号:S158.2󰀁文献标识码:A

DistributionofheavymetalinpaddysoilofHaniTerracecorezoneand

assessmentonitspotentialecologicalrisk

RENHua󰀁L,iCUIBao󰀁Shan*,BAIJun󰀁Hong,DONGShi󰀁Ku,iHUBo,ZHAOHui

SchoolofEnvironment,BeijingNormalUniversity,StateKeyJointLaboratoryofEnvironmentalSimulationandPollutionControl,Beijing100875,China

ActaEcologicaSinica,2008,28(4):1625~1634.

Abstract:ThispaperstudiedthedistributionoftheheavymetalsincludingAs,Cd,Cr,Cu,Pb,andZninthepaddysoils

ofHaniTerracecorezone,whichiscomprisedoffoursections,NiujiaozhaiRiverpatch,MalizhaiRiverpatch,Amengkong

Riverpatch,DawazheRiverpatch.Meansofheavymetalsinthesoilscollectedfromfourzoneswerecomparedwiththe

backgroundvalues(BV)ofsoilheavymetalsinYunnanProvince.TheresultsshowthattheaveragecontentofCdin

sampledsoilswasalittlehigherthantheBV,theaveragecontentofCrwasmorethan2tmiesofBV,andtheaverage

contentsofAs,PbandZnwerelowerthanBV.Thedifferenceofheavymetalwasnotobviousbetweendifferentsample

sites(patch).DuetoCumineinNiujiaozhaizone,thecontentofCutherewasmuchhigherthanandthoseinotherzones

andtheBV.CorrelationanalysesindicatethatacidsoilofwetlandaffectedtheactivityofCdgreatly.Highorganicmatterhttp://www.ecologica.cnandtotalnitrogenplayanmiportantroleinmiprovingaccumulationofPbandZninsoi.lTherewasasmiilardistributionof

PbandZninfourzones.Thismaybeattributedtosmiilarparentmaterialsofsoi,lpatternofcultivationandhuman

disturbance.ByusingtheHakanson󰀂methodofpotentialecologicalriskassessment,thepotentialecologicalriskofheavy

metalswereestmiated.TheresultshowthatthepotentialecologicalriskofCdinfourzoneswasuptomoderate,whichof

CuwasmoderateinNiujiaozhaiRiverpatchandlightinotherpatches.Moderatepotentialecologicalriskregionmayoccur

inNiujiaozhaiRiverpatch,stressedbyCuandCdheavilyandAs,CrandPb,Znslightly.Thepotentialecologicalriskin

otherthreepatchwaslightwiththeorderofriskasfollowsAmengkongRiverpatch>DawazheRiverpatch>Malizhai

Riverpatch.Inthesepatches,Cdwasthemajorecologicalstressor,followedbyAs,CrandPb,Zn.

KeyWords:Hani󰀂sTerracewetland;heavymetals;correlationanalysis;potentialecologicalriskassessment

梯田产生于史前时期,具有悠久的历史和独特的文化生态系统和自然生态系统,广泛分布于世界各地,其

中著名的有中国的哈尼梯田、龙脊梯田、菲律宾的巴纳韦水稻田和秘鲁的马丘皮克丘梯田[1]。水稻田是人工

湿地,作为梯田主要的土地利用方式,形成了独特的梯田湿地生态系统。世界上有梯田湿地的国家分别从梯

田湿地的历史文化角度和自然科学的角度进行了一定的研究[2,3]。从自然科学的角度研究主要集中在梯田

湿地的土壤理化性质分析[4]、土壤营养元素的生物地球化学循环[5]、生态景观保护与管理[6,7]。哈尼梯田是

中国人工湿地的经典,是中国山区稻田农耕的典范[8]。由于元阳哈尼梯田湿地规模大,结构比较特殊,并已

被列为中国申报世界遗产预备项目,因此元阳哈尼梯田保护区成为国内最先被学者研究的梯田湿地。对哈尼

梯田湿地的研究始于20世纪80年代中期,主要集中在哈尼梯田的起源和历史,梯田稻作礼仪、梯田生产和管

理方式等方面[3]。近年来,一些学者开始认识到哈尼梯田作为人工湿地的重要价值[8],从自然科学的角度,

对哈尼梯田形成原因、文化生态系统、人文景观等进行了探索[9~12],还有一些学者从湿地科学的角度对哈尼

梯田湿地生态系统的结构、垂直特性、生态服务和保护建设等进行了研究[13,14],而对梯田湿地的重金属污染

研究却很少。水稻是梯田的主要耕作作物,是哈尼族的主食,是重金属进入人体的重要途径之一,因此本文对

哈尼梯田核心区水稻土的重金属分布状况进行了研究,并进行了潜在的生态风险评价,为保护区的健康和发

展提供参考。

对于水稻土重金属污染的研究,研究内容多集中在重金属对土壤微生物的影响[15,16]、重金属在水稻内的

积累及水稻对重金属毒害的生理生态效应等方面[17~21],有些学者利用GIS分析表征了水稻土重金属生态风

险的空间分布特征[22],却很少对重金属进行潜在生态风险评价。本文采用Hakanson潜在生态评价指数法[19]

对保护区进行了潜在的生态风险评价。对土壤重金属污染的评价多采用单因子污染指数评价,或多因子综合

污染指数评价(内梅罗指数法),这些方法考虑了重金属的污染现状,没有考虑各环境因子、土壤生物对重金

属的响应特征,更不可能说明区域内重金属可能存在的生态危害效应。本文采用的Hakanson潜在生态评价

指数法是Hakanson根据重金属性质及环境行为特点,从沉积学角度提出来的对土壤或沉积物中重金属污染

进行评价的方法。该方法不仅考虑土壤重金属含量,而且将重金属的生态效应、环境效应与毒理学联系在一

起,采用具有可比的、等价属性指数分级法进行评价,是应用比较广泛、比较先进的方法。由于元素与区域的

差异,本文在采用该方法时,根据重金属的毒性系数和元素种类,结合当地背景值对分级标准进行了重新划

定,以使其更好的反映生态危害程度。

1󰀁材料与方法

1.1󰀁研究区概况

哈尼梯田湿地广泛分布于云南省红河州各个县。其中,哈尼梯田世界文化遗产保护区位于云南省南部、

哀牢山脉南段,红河南岸的元阳县。县内有约12667hm2梯田湿地资源,分布于海拔144~2000m、坡度为15

~75 之间的沟壑山岭间。其中2800hm2的梯田被划为梯田文化遗产保护区,占元阳县总面积的12󰀂8%,它

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镀锌厂周围农田土壤_水稻中重金属污染及其风险解析

镀锌厂周围农田土壤_水稻中重金属污染及其风险解析

土 壤 (Soils, 2011, 43 (1: 143~147

镀锌厂周围农田土壤-水稻中重金属污染及其风险①

钟道旭1,2， 韩存亮2， 蒋金平2， 林德喜1， 吴龙华2*， 黄玉娟2， 骆永明2*， 蒋玉根3

（1 福建农林大学资源与环境学院，福州 350002； 2 中国科学院土壤环境与污染修复重点实验室（南京土壤研究所），南京 210008；

3 浙江省富阳市农业局土肥站，浙江富阳 311400）

Heavy Metal Contamination in Soil-rice Grain and Its Risk Assessment Around a

Galvanizing Plant

ZHONG Dao-xu1, 2, HAN Chun-liang 2, JIANG Jin-ping 2, LIN De-xi 1, WU

Long-hua 2, HUANG Yu -juan 2, LUO Yong-ming2, JIANG Yu-gen 3

(1 College of Resource and Environment, Fujian Agriculture and Forestry

University, Fuzhou 350002, China ;

2 Key Laboratory of Soil Environment and Pollution Remediation, Institute of Soil

Science, Chinese Academy of Sciences, Nanjing 210008, China;

3 Soil and Fertiliser Division, Fuyang Agriculture Bureau of Zhejiang Province,

Fuyang, Zhejiang 311400, China

摘 要： 田间调查采集土壤和水稻样品，研究了杭州郊区一镀锌厂废水对周围农田的污染情况，结果发现，研究区土壤

基于空间分析的土壤—水稻系统重金属危害评估的开题报告

基于空间分析的土壤—水稻系统重金属危害评估的开题报告

基于空间分析的土壤—水稻系统重金属危害评估的开题报告

一、选题背景

随着工业化和城市化的快速发展，土壤中重金属的污染引起了越来越多的关注。重金属污染对农产品的质量和安全产生了严重影响。水稻作为世界上重要的粮食作物之一，具有广泛的适应性和经济价值，因此水稻中重金属的含量安全问题引起了人们的关注。评估土壤—水稻系统中重金属的危害程度，对保障农产品的质量和安全具有重要意义。

二、研究内容

本研究将以空间分析为手段，通过野外调查和室内实验，对不同重金属污染程度的土壤—水稻系统进行危害评估。具体研究内容包括以下几个方面：

1.调查研究不同地理位置、不同重金属污染程度的土壤和水稻样品。

2.建立土壤—水稻系统重金属含量及相关因素空间分布模型，分析土壤上重金属的来源和空间分布规律。

3.对水稻中重金属含量进行实验测定，评估水稻中重金属对粮食安全的影响。

4.综合分析土壤—水稻系统中重金属的危害程度，提出相应的治理建议，为土壤和水稻的合理利用提供科学依据。

三、研究意义

本研究可以为重金属污染的土壤和水稻安全问题提供一种新的解决方法，具有以下几个方面的意义：

1.对土壤—水稻系统中重金属危害程度进行综合评估，为土壤和水稻的合理利用提供科学依据。 2.采用空间分析技术，可以揭示土壤重金属的来源、分布规律和迁移规律，为治理土壤重金属污染提供科学依据。

3.对评估水稻中重金属对粮食安全的影响进行研究，有利于提高农产品的质量与安全水平。

四、研究方法

1.野外实地调查和采样：对不同地理位置和不同重金属污染程度的土壤和水稻样品进行采集。

2.实验测定：对采集到的土壤和水稻样品进行实验分析，包括重金属含量分析、粮食安全质量测定等。

3.空间分析：采用GIS技术，建立土壤—水稻系统重金属含量及相关因素空间分布模型，分析土壤重金属的来源和空间分布规律。

4.统计分析：利用SPSS等统计软件，对实验数据进行统计分析。

五、预期成果

水稻重金属污染的生态风险评价

水稻重金属污染的生态风险评价

水稻重金属污染的生态风险评价

水稻是世界上最重要的粮食作物之一，也是中国的主要粮食作物之一。但是，水稻作为一种灵敏的生物，容易受到污染物质的影响，特别是重金属。重金属可以通过农民的施肥、排放的工业废水、大气降落等多种方式进入水稻中，对水稻的生长发育和颗粒品质产生负面影响，并且还有可能对人类健康和环境产生严重的影响。因此，对水稻重金属污染的生态风险进行评价，具有重要的现实意义。

一、水稻重金属污染的来源和类型

1.来源

（1）土壤中的重金属

土壤中存在的重金属主要来自于农民在生产过程中使用的肥料和农药。这些化肥和农药中含有大量的重金属，过量使用这些农药和化肥，会使土壤中的重金属含量增加。

（2）废水中的重金属

废水中的重金属主要来自于工业废水排放和城市污水排放。这些重金属污染物通过河流、湖泊等水体进入水稻生长的土壤中，最终对水稻造成危害。

（3）大气中的重金属

大气中的重金属主要是由于城市工业和农药、肥料的使用等原因造成的。这些重金属通过风力、大气降落等途径进入土壤和水体，最终对水稻造成危害。

2.类型

（1）镉

镉是一种对水稻有害的重金属，主要来自于无机肥和绿色肥料中的含镉污染，镉因为长时间停留在土壤和作物体内，滋生多种疾病，影响生物生长发育等。 （2）铬

铬的主要来源是由于工业粉尘和废水污染所致，铬的含量较高时，容易引起水稻的凋萎和早熟，必须尽早进行控制。

（3）铅

铅对水稻生长发育和产量产生的负面影响显著，如果土壤和水含有大量的铅，容易导致土壤失去肥力，影响作物种植，还会对人类健康和环境造成极大损害。

二、水稻重金属污染的危害

1.对人体的危害

水稻中的重金属污染物，特别是镉和铅，如果过度摄入会对身体产生严重的损害，如肝脏损伤、肾脏损害、神经系统损害、皮肤损害等。严重的话，还会造成癌症、死亡等。

2.对环境的危害

长期面临水稻重金属污染的土地会失去肥力，造成田地的荒芜和生态环境的破坏；另外，废水携带重金属进入到河流中，直接危害水生生物和水环境。

云南红河哈尼梯田稻鱼共作环境中有机氯农药残留现状及其生态风险评价

云南红河哈尼梯田稻鱼共作环境中有机氯农药残留现状及其生态风险评价

云南红河哈尼梯田稻鱼共作环境中有机氯农药

残留现状及其生态风险评价

张敬卫1，2，3，4，宋超1，2，3，4*，方龙香2，3，4，邹剑敏1，2，3，4，张石云1，2，3，4，张聪2，3，4，

陈家长1，2，3，4*

（1.南京农业大学无锡渔业学院，江苏无锡214081；2.中国水产科学研究院淡水渔业研究中心，江苏无锡214081；3.农业农村部水产品质量安全环境因子风险评估实验室（无锡），江苏无锡214081；4.农业农村部水产品质量安全控制重点实验室，北京100141）

收稿日期：2018-03-07录用日期：2018-06-11基金项目：中国水产科学研究院基本科研业务费项目（2018HY-ZD0605）；国家水产品质量安全风险评估项目（GJFP201700903）作者简介：张敬卫（1992—），男，安徽亳州人，硕士研究生，研究方向为环境监测与保护。E-mail：760177352@*通信作者：陈家长E-mail：ffrcchen@；宋超E-mail：songc@摘要：为明确梯田稻鱼共作环境中有机氯农药（OCPs）的残留现状及其生态风险，于2017年5月采取红河县哈尼梯田所在区域不同海拔的水样和土样，并通过气相色谱仪检测定量进行OCPs的组成、来源分析和生态风险评价。结果表明，水体中共有12种OCPs被检出，残留总量范围为60.43~4335.35ng·L-1，平均值为650.35ng·L-1；底泥环境中检测到11种OCPs，残留总量范围为6.68~26.36μg·kg-1，平均值为12.29μg·kg-1。哈尼梯田环境中氯化脂环类OCPs高于氯苯类，主要分布于底泥环境中。从各海拔位点得到的检测结果来看，OCPs的残留并没有随海拔高度而变化。来源分析表明，该地区除历史性残留的OCPs外，存在新的OCPs输入。风险评价最终结果发现，水源汇合处、低海拔和中海拔地区水样中异艾氏剂的残留对水体鱼类存在较大风险；底泥中OCPs的残留风险要高于水中，部分采样位点六六六类、滴滴涕类、硫丹Ⅱ、氯丹和异狄氏剂存在较高的生态风险，而七氯在各个位点的残留均有较大的生态风险。总结得出梯田稻鱼共作环境中，底泥中的OCPs残留较水体需要更多的监控，而OCPs残留中的氯化脂环类需要进一步引起重视。关键词：哈尼梯田;稻鱼共作环境;有机氯农药;氯苯类;氯化脂环类;生态风险评价中图分类号：X826文献标志码：A文章编号：2095-6819（2018）05-0412-10doi:10.13254/j.jare.2018.0149