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贵州省农业土壤中镉的背景值研究

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贵州省农业土壤中镉的背景值研究

摘要 在大规模、系统取样布点的基础上，对1820组土壤样品进行了分析统计，重新提出了目前贵州省农业土壤中镉的背景值。结果表明，贵州省土壤中镉的背景值为0．248mg／kg，与以前研究中提出的背景值相比，降低了62．4％。该背景值样本数目较大，覆盖范围较广，具有较为广泛的代表性，分析方法和结果相对可靠。因此，可以作为贵州省农业土壤中重金属镉的参考背景值。

关键词 贵州省；土壤；镉；背景值

土壤重金属背景值的研究具有重要的理论及实践意义，它是指导土壤重金属污染监测、评价以及治理工作的基础。我国于上世纪70年代中期开展了土壤元素背景值的研究，先后对各省60余个元素作了背景值的调查分析，其中，贵州省土壤镉的背景值为0．659mg／kg。但是，土壤元素背景值只能代表土壤在某一发展、演变阶段的一个相对意义上的值，是一个具有一定时空概念的相对含量。近年来的研究发现，镉是贵州省农业土壤的主要污染元素。然而若以0．659mg／kg含量作为贵州省土壤镉元素的背景值来评价土壤的镉污染程度，则各地州市土壤中镉均为亏损，这与客观事实明显不符，如在受到重金属污染的贵阳、六盘水、黔南等地区，土壤中的镉含量仍然为亏损。因此，有必要重新提出可以代表贵州省农业土壤中重金属镉的背景值含量。本研究从取样方法、分析测定方法等方面对贵州省土壤中重金属元素镉的背景值进行了深入系统的研究，可为今后的科研及生产提供参考依据。

1 材料与方法

1．1 样品的采集及处理

根据贵州省无公害农业基地选址的有关规划，结合土壤重金属分布的空间变异性特点，样品采集采用非均匀性布点方法。所采集的表层土壤样品覆盖全省各地州市近46个县(市、区)，共有1820组，其位置如图1所示。各组土壤样品采用梅花型采样，即在10m×1Om正方形4个顶点和中心共5处各采集1kg表土(0～20cm深度内)组成混合样，充分混合后用四分法反复取舍，最后保留1kg土样作为该点混合样品。

采集后的土样按编号分别倒入有编号的清洁塑料盘内，在半干状态下把土块压碎，并除去残根、石砾等杂物，均匀铺开，置于风干室内自然风干。将风干土样放在清洁塑料板上，用木棍辗压，使样品全部过20目分样筛，除去2mm以上杂物。将过筛后的土样经玛瑙研钵研细全部过100目尼龙网筛，充分混合均匀供分析测试用。

为防止人为因素影响，样品采集、混合、装袋、粉碎、研磨等处理过程均采

用木头、塑料、玛瑙等用具。

1．2 样品分析

土壤样品采用美国国家环保局相关标准(USEPA)抽提消煮，分析方法为：准确称取0．1g(精确到0．0001g)的100目土壤样品，加入5．0mL优级纯浓硝酸，加盖后在沸腾的水浴中加热3h，加热期间振荡几次，定容至50．0mL，静置后取上清液进行分析，用石墨炉原子吸收光谱仪(AASVario 6)测定总镉含量。

1．3 镉背景值的研究方法

本研究采用《全国土壤环境背景值研究》课题组规定的方法，以数学期望值(算术平均值、几何平均值、中位数等)来表示背景值集中的趋势，用相应的标准差来表示其离散程度，并建立背景值的表达方式。其数学处理过程如下：

(1)对元素测定的原始数据进行顺序量统计，用频数分布图确定分布类型。

(2)根据分布类型，剔除异常值。对于分布类型属于正态分布的元素，剔除X±3S(X为算术平均值，S为标准偏差)以外的异常值；对于对数正态分布的元素，剔除M／D3-MD3(M为几何平均值，D为几何标准偏差)范围以外的异常值。

(3)根据分布类型，确定背景值表达方式和参数。对于属于正态分布的元素，用X±2S表示95％置信度的背景值范围；对于属于对数正态分布的元素，用M／D2-MD2表示95％置信度的背景值范围。

2 结果与讨论

按Sturges提出的经验公式[K＝1+(1gn／1g2)]来确定分布组数，对数据进行频数分布统计。数据总数为1820组，则分为12组进行分布频数统计，结果如图2所示。

从频数分布图看出，经过对数转换后，镉符合正态分布，因此用几何平均值和几何标准差来表示其含量。剔出M／D3-MD3之外的异常值，得出有效统计数据1 534组，数据剔除率为16％。对有效数据进行统计，得出贵州省镉背景值的范围，如表1所示。

由表2可以看出，本研究中贵州省农业土壤镉背景值为0．248mg／kg，与以前提出的镉背景值含量0．659mg／kg相比降低了62．4％，与国内其他几个省的镉背景值含量相比，其镉背景值含量普遍高于河南、山西、西藏土壤，是全国土壤镉背景值的3．4倍。与日本土壤和世界土壤中镉背景值含量较为接近，差异分别为34．7％和29．1％。

导致不同研究中土壤重金属背景值含量差异的原因有多方面的，如采取的土壤样品的数量多少及其覆盖范围，测量分析方法以及分析仪器的不同，有效样点的选取方式等。本研究中原始土壤样品有1820组，剔除异常值后的有效样品为1534组，分布于贵州省各个地区近46个县(市、区)，样品覆盖范围较广，在较大程度上避免了由于个别样点污染而导致背景值偏离的问题，具有较为广泛的代表性；分析方法及仪器如前所述，从重金属分析过程的质量控制结果来看，本研究中的分析方法和结果都是可靠的。此外，从标准差的比较也可以看出，本研究中的标准差大大低于以前的研究结果，这说明本研究中所取样点的重金属含量变幅范围较小，不同样点的元素含量比较均匀。另一方面，本研究所得结果明显低于以前的研究结果(0．659mg／kg)，这也从另一个角度说明，以前调查的土壤重金属镉背景值可能偏高。

3 结论

本研究对1820组土壤样品的检测结果，按背景值统计表示方法，得出贵州省农业土壤镉背景值为0．248mg／kg。此背景值样本数目较大，覆盖范围较广，具有较为广泛的代表性，分析方法和结果相对可靠。因此，可以作为贵州省农业土壤中重金属镉的参考背景值。

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贵州万山汞矿周边土壤重金属污染特征及风险评价

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胡国成;黎华寿;张丽娟;齐剑英;杨剑;于云江;郑海;陈凤;陈棉彪;王程程

【摘 要】Mineral resources are abundant in Guizhou Province, China. With

the development of anthropogenic activity for mine exploiting and

smelting, the problem of heavy metal pollution was becoming more and

more obvious. In order to investigate the adverse effects on environment

quality, thirty soil samples were collected randomly from Wanshan

mercury mine area after its shut down. Heavy metals (Cr, Ni, Cu, Cd, Pb, As

and Hg) in all soil samples were determined by inductively coupled plasma

mass spectrometry and atomic fluorescence spectrophotometer after

pretreatment of wet digestion method. Pollution characteristics of heavy

metals in soils were observed on the basis of background values of single

factor pollution index method and comprehensive pollution index method.

镉对土壤微生物的影响及微生物修复镉污染研究进展

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湖南农业科学（2018年3月　

114--农业经济•专题综述HUNAN AGRICULTURAL SCIENCES）

　DOI:10.16498/ki.hnnykx.2018.003.0302018，（3）：114-117，122

随着矿山资源的开发利用、工农业的大力发展，

工业污水的排放及农业肥料的施用使含镉污染物通过

各种途径进入环境，造成土壤中镉污染严重。2014年7月发布的《全国污染状况调查公报》显示，全国土

壤总的超标率达到16.1%，耕地土壤重金属点位超标

率为19.4%，其中镉元素点位污染超标率7.0%，位居

无机污染物之首[1]。镉具有毒性，在土壤中不易被化

学或生物降解，因此镉污染具有不可逆转性；镉具有

生物累积性，易通过食物链在动植物和人体积累，直

接威胁人体健康[2-4]。近年来，土壤镉污染已成为日益

严重的环境问题，其污染现状和影响以及各种修复技

术等一直是国内外研究的热点和难点。笔者综合了目

前国内外镉污染对土壤中微生物的影响，以及微生物

（真菌、细菌和藻类）对土壤中镉的修复技术，以期 为土壤镉污染治理与污染修复提供参考和理论支撑。

1　我国土壤中镉污染的现状

全球土壤中镉含量为0.01~0.7 mg/kg，而我国土

壤镉背景值为0.097 mg/kg，主要农田土壤中镉含量

为0.01~1.34 mg/kg，平均为0.12 mg/kg[5-6]。目前全

球镉污染面积达200万hm2[7]，我国镉污染耕地面积

约为2万hm2[8]，共有11个省25个地区的耕地被镉

污染[9]。曾希柏等[10]对我国土壤进行重金属调查发

现，镉含量超过土壤环境质量标准一级的样品比例为42.0%~85.9%，超过二级的为11.9%~21.1%，超过三级

的为0.7%~7.5%。樊霆[11]统计分析发现农田土壤中镉

含量是我国土壤背景值的1.2~26.5倍。最严重的徐州

镉含量是三级标准最大允许值的2.6倍，已不适合农

林生产和植物正常生长。成都、沈阳、西安等市污灌

土壤中镉及镉的赋存形态研究进展

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广东微量元素科学　ＧＵＡＮＧＤＯＮＧ　ｗＥＩＩＪＩＡＮＧ　ＹＵＡＮＳＵ　ＫＥＸＵＥ　第１４卷第７期　

文章编号：１００６—４４６Ｘ（２００７）０７　０００７—０７　

土壤中镉及镉的赋存形态研究进展　

陈　媛　

（成都理工大学材料与化学工程学院，四川　成都６１００５９）　

摘要：综述了土壤中镉及镉的赋存形态研究进展，包括：土壤环境中镉及其污染来源，土壤中　

镉的赋存形态，镉赋存状态同镉生物活性的关系，土壤性状对镉赋存形态的影响，土壤中镉的测　定方法等。　关键词：镉；赋存形态；土壤　

中图分类号：ｘ　５３　文献标识码：Ａ　

镉为土壤环境中的剧毒重金属元素之一，早在１９７４年联合国环境规划署和国际劳动卫生重　

金属委员会就将其定为重点污染撕　，有关土壤环境中镉通过食物链对人类造成的危害在上世　纪就开始有报道＿２　。土壤中的镉一般不易随水淋滤，不能被土壤微生物所分解，但能被土壤胶　

体所吸附。镉在土壤中的积累初期，不易被人们觉察和关注，属于潜在危害，土壤一旦被镉污　

染，就很难彻底消除。由于镉在土壤中以多种形态存在，并且各形态的生物效应不同，故对土壤　

中镉的赋存形态及形态转化的研究具有重要意义。　

１　土壤环境中镉及其污染来源　

１．１土壤中的镉　

土壤中镉的含量范围为０．０１～２　ｒａｇ／ｋｇ，中值为０．３５　ｒａｇ／ｋｇ　一。世界多数土壤镉含量０．０１～　

２．０　ｍｇ／Ｌ，平均值为０．３５　ｍｇ／Ｌ　我国土壤的自然镉含量在０．０１０～１．８００　ｍｇ／Ｌ之问，平均为　

０．１６３　ｒａｇ／Ｌ　，比世界正常土壤的平均镉含量低。某些自然土壤镉含量稍高的主要原因是天然　

地球化学污染。其中植物对镉的富集能力以及植物在土壤中的分解是一种重要因素，由于土壤腐　

殖质对镉有富集作用，有的土壤镉含量可高达４．５　ｍｇ／Ｌ　。随水流迁移到土壤中的镉可被土壤　

吸附，吸附的镉一般在０～１５　ＣＨ１的土壤表层累积，１５　ＣＨ１以下含量显著减少。　

１．２土壤中镉的污染来源　

土壤重金属镉污染现状、危害及治理研究综述

土壤重金属镉污染现状、危害及治理研究综述

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土壤重金属镉污染现状、危害及治理研究综述

作者：黄颖

来源：《中国科技纵横》2016年第13期

【摘 要】对于动物和大多数人群来说，饮食摄入是重金属镉暴露的首要途径[1]。镉含量超标严重危害生命健康，而土壤镉污染又是导致农作物摄入镉的主要途径之一。本文通过对我国目前土壤镉的污染来源、污染现状和对人身体健康危害进行分析，综述了我国目前所常用以土壤重金属背景值、土壤环境质量标准和土壤重金属有效态临界值的土壤重金属环境质量评价方法，对比了物理、化学和生物等土壤修复技术，提出符合生态发展要求且行之有效的建议。

【关键词】土壤 重金属镉 研究 治理

1817年，德国哥廷根大学化学兼药学教授斯特罗迈尔（Fridrich Stromeyer，1776-1835）发现了镉，由于发现的新金属存在于锌中，就以含锌的矿石---菱锌矿的名称Calamine命名它为Cadmium，元素符号为Cd。它是一种质地柔软，具有蓝白色金属光泽的亲硫重金属，化学性质类似于锌，并常常以极少量形式被包含在锌矿物中，很少单独成矿。自然界一般无单纯的Cd矿石，多为其化合物。金属Cd无毒性，但Cd的化合物毒性极大[2，3]。镉位于周期表中第五周期ⅡB族，原子序数为48，相对原子质量是112.41，镉原子的最外层电子结构式为5s24d10，其熔点320.9，沸点765，地壳丰度为0.2×10-6，中国土壤丰度为0.09×10-6。镉的毒性较大，被污染的空气和食物会严重影响人的身体健康，甚至威胁生命。镉是众所周知的重金属“五毒”元素之一，具有分解周期长，移动性大，毒性高，难降解，易富集等特点，在生产活动中已被作物吸收富集，不仅严重危害作物的产量和品质，而且能通过植物链不断富集传至人体，危害人的肝脏肾脏。镉能使人体有益金属元素效能降低，内分泌失调，肝脏受损，骨质疏松和软化，具有致癌，致畸，致突变的作用[3]。