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贵州植烟区土壤重金属污染分析

 
来源:贵州科学 栏目:期刊导读 时间:2021-04-01
 
土壤不仅是人类赖以生存的重要资源,也是生物圈不可或缺的组成部分,更是为陆地上所有植物提供营养、水分、进行光合作用的主要场所。常见的重金属有铅、铜、汞等,其中汞容易挥发,极易形成具有较强毒性的有机化合物。 1 土壤重金属污染的来源和特征 土壤是一个开放的体系,可以和其他环境要素进行物质交换。土壤中的微生物来源多样,土壤中的重金属主要来源于自然、工业污染、农业污染和人类生活污染。土壤中含有大量重金属是由于人类生产活动使得土壤污染日趋普遍。土壤中的重金属元素大多残留在土壤耕作的表层,很少会向下移动,因此可以抑制重金属的迁移能力治理污染。 2 贵州植烟区土壤重金属污染情况 2.1 研究方法 2.1.1 土壤样品的采集 5—9月是烟苗移栽后的生长时期,按照网格法定点采样,分别选取了贵州省最具代表性的烟地进行土样采集。为了使土样达到点多、点匀、真实性的目的,对贵阳、遵义、六盘水这3个植烟区的土壤进行采样,见表1、表2。将所采集的土壤放于塑料袋中,贴好标签将其带回室内风干。 2.1.2 土壤样品制备 将所采集的土壤样品均匀地放在干净的滤纸上,用木棍将其均匀地压碎,并除去土壤中的石块和杂物,来回翻动避免土壤被灰尘污染。接着将土壤放置于阴凉处,采用风干的方式分别选取100~200g样品,并用玻璃棒对其进行碾压。在经过处理后,将其保存到玻璃瓶中备用。 2.1.3 供试土壤样品的测定方法 该实验所采用的测量仪器均在硝酸中浸泡过,之后用清水对其进行反复清洗,且清洗时间超过10min,最后晾干使用。此次测试中使用国家标准的测定方法和分析试剂,见表3。 表1 样品采集地基本情况表 表2 样品采集基地基本情况 表3 土壤理化性质和重金属检测方法 2.2 结果与分析 2.2.1 贵州植烟区土壤pH值情况 通过采取供试土壤样品的测定方法,得出了贵州各个烟区土壤的pH值。从表4中可以得知,贵州植烟区的pH值范围在6.26~6.59之间,土壤较酸,符合种植优质烟的条件[1]。 表4 贵州各植烟区土壤pH值表 2.2.2 贵州植烟区土壤中的重金属含量状况 通过采取供试土壤样品的测定方法,得出了贵州各烟区中重金属的含量,见表5。 由表5可以看出,贵阳烟区的综合污染指数超出了土壤环境标准的要求,遵义、六盘水烟区的土壤处于安全水平,土壤较为安全,适宜种植烤烟。 3 贵州植烟区烟草对重金属的积累差异 3.1 实验材料与方法 选用贵州主要栽培品种云烟85,为了保证烤烟的正常生长,本次实验采用土壤为黏土质,耕层有机含量为18.55g/kg,全氮含量0.722g/kg,全磷含量26.54g/kg。 重金属浓度的选择和确定根据《土壤环境质量标准详解》要求进行,实验采用盆栽,土壤为风干后加以复合肥等一起移栽,且在移栽15d后将筛后的土壤全部装入盆中。每盆放干土15kg,在此基础上分别施入相对应的重金属,搅拌均匀后浇水,使土壤水量保持在85%,在移栽前几天要疏松土壤。 在盆栽的25d后,分别在根、茎、叶3个部位进行取样,取样后用专门的蒸馏水洗净,对其进行反复检测。 3.2 结果与分析 不同重金属对贵州植烟区的烤烟有不同的影响。随着浓度的不断增加,烟叶中的叶绿素会随之下降,见表6。 从表6可以看出,烟草的生存环境发生变化后,体内的重金属活性也会发生相应的变化,不利于生物的正常代谢。当土壤的汞浓度为10mg/kg时,利于烟叶SOD活性;当土壤浓度高于30mg/kg时,土壤活性汞浓度也会降低,在移栽25d后,正常生长的烟株POD活性变幅较小。 表5 贵州各个烟区土壤重金属检测结果 表6 不同重金属对贵州植烟区烤烟的影响 综上实验表明,土壤汞浓度低于30mg/kg时,可以提高烤烟叶的SOD活性,高于30mg/kg时,可以降低烤烟烟叶的SOD活性。由此可见,SOD和POD活性的提高对植物重金属毒害有一定的抗性,但这种抗性具有一定的限度,对酶自身的性质具有一定的抑制作用[2]。 4 烟草品种对重金属的积累量差异 4.1 实验的设计和方法 烟草品种对重金属的积累差异的实验设计方法同上。 4.2 取样及测定 通过对烟株上部茎和地下部进行称重,并对所称重的样品进行测量,在此基础上将所取样的烟株放入烘箱进行杀青,然后再次称重,对前后两次称重样品进行重金属测定,直至计算出取样烟株各部位所含的重金属量。 4.3 结果与分析 通过表7可知,烟草根及地上部的汞积累量有显著的品种差异。土壤添加10mg/kg时,根、地上部汞积累量最低的是云烟85;土壤添加汞100mg/kg时,根积累最低。换言之,云烟85比K326汞较不敏感。 由表8可知,烟草根部及地上部的铅积累量有着显著的差异,在同一处理下,地上部铅的吸收量均大于根的积累量,由此可以说明烟株对铅的吸收能力较强。 5 贵州植烟区土壤重金属污染的防治措施 5.1 贵州土壤重金属污染的防治措施 采取“预防为主、防治结合、综合治理”的方针,是避免土壤重金属污染的前提条件。预防的目的是控制和消除土壤的污染源,在预防的同时,应采取综合治理的措施对贵阳土壤进行治理。当前治理土壤污染的方法有物理治理法、化学治理法和生物治理法等[3]。 5.2 贵州植烟区重金属污染的防治措施 贵州是植烟区的重要区域之一,应降低贵州植烟区土壤的重金属污染,减少种植物对重金属的吸收,采取以下措施。①调整农艺措施和种植布局。农艺措施对烤烟吸收重金属有直接影响,因为烤烟在吸收土壤中重金属时,除了土壤中的重金属含量外,还需要受土壤中水分和施肥数量的影响。可以通过调剂土壤中的pH值来改变土壤重金属的活性,降低其生物有效性,减少植物对重金属的吸收。②积极推行无公害烟叶生产技术。严格按照规章对每个生产环节进行管理,可以有效防止工业及生活污染进入烟区。将农业污染源切断是保证植烟区烟叶安全生产的主要途径之一。 6 结束语 要想提高贵州植烟区烟叶的质量,保障优质烟叶的快速发展,应采取有效的防治措施。可以通过对烤烟的根茎进行处理,防止二次污染,为提高烟叶在国际的竞争力奠定基础。 表7 云烟85、K326在不同处理下汞吸收量及烟草根与地上部汞积累量 表8 云烟85、K326在不同处理下铅吸收量及烟草根部与地上部铅积累量 [1]易啸,郑若欣,舒帮云,等.土壤化肥重金属污染问题分析与研究[J].化工设计通讯,2020,46(7):243-244. [2]赵首萍,叶雪珠,张棋,等.重金属污染土壤几种生物修复方式比较[J].中国农学通报,2020,36(20):83-91. [3]胡田田.农产品耕地土壤重金属污染问题研究[J].科技风,2020(6):158-159. 土壤不仅是人类赖以生存的重要资源,也是生物圈不可或缺的组成部分,更是为陆地上所有植物提供营养、水分、进行光合作用的主要场所。常见的重金属有铅、铜、汞等,其中汞容易挥发,极易形成具有较强毒性的有机化合物。1 土壤重金属污染的来源和特征土壤是一个开放的体系,可以和其他环境要素进行物质交换。土壤中的微生物来源多样,土壤中的重金属主要来源于自然、工业污染、农业污染和人类生活污染。土壤中含有大量重金属是由于人类生产活动使得土壤污染日趋普遍。土壤中的重金属元素大多残留在土壤耕作的表层,很少会向下移动,因此可以抑制重金属的迁移能力治理污染。2 贵州植烟区土壤重金属污染情况2.1 研究方法2.1.1 土壤样品的采集5—9月是烟苗移栽后的生长时期,按照网格法定点采样,分别选取了贵州省最具代表性的烟地进行土样采集。为了使土样达到点多、点匀、真实性的目的,对贵阳、遵义、六盘水这3个植烟区的土壤进行采样,见表1、表2。将所采集的土壤放于塑料袋中,贴好标签将其带回室内风干。2.1.2 土壤样品制备将所采集的土壤样品均匀地放在干净的滤纸上,用木棍将其均匀地压碎,并除去土壤中的石块和杂物,来回翻动避免土壤被灰尘污染。接着将土壤放置于阴凉处,采用风干的方式分别选取100~200g样品,并用玻璃棒对其进行碾压。在经过处理后,将其保存到玻璃瓶中备用。2.1.3 供试土壤样品的测定方法该实验所采用的测量仪器均在硝酸中浸泡过,之后用清水对其进行反复清洗,且清洗时间超过10min,最后晾干使用。此次测试中使用国家标准的测定方法和分析试剂,见表3。表1 样品采集地基本情况表表2 样品采集基地基本情况表3 土壤理化性质和重金属检测方法2.2 结果与分析2.2.1 贵州植烟区土壤pH值情况通过采取供试土壤样品的测定方法,得出了贵州各个烟区土壤的pH值。从表4中可以得知,贵州植烟区的pH值范围在6.26~6.59之间,土壤较酸,符合种植优质烟的条件[1]。表4 贵州各植烟区土壤pH值表2.2.2 贵州植烟区土壤中的重金属含量状况通过采取供试土壤样品的测定方法,得出了贵州各烟区中重金属的含量,见表5。由表5可以看出,贵阳烟区的综合污染指数超出了土壤环境标准的要求,遵义、六盘水烟区的土壤处于安全水平,土壤较为安全,适宜种植烤烟。3 贵州植烟区烟草对重金属的积累差异3.1 实验材料与方法选用贵州主要栽培品种云烟85,为了保证烤烟的正常生长,本次实验采用土壤为黏土质,耕层有机含量为18.55g/kg,全氮含量0.722g/kg,全磷含量26.54g/kg。重金属浓度的选择和确定根据《土壤环境质量标准详解》要求进行,实验采用盆栽,土壤为风干后加以复合肥等一起移栽,且在移栽15d后将筛后的土壤全部装入盆中。每盆放干土15kg,在此基础上分别施入相对应的重金属,搅拌均匀后浇水,使土壤水量保持在85%,在移栽前几天要疏松土壤。在盆栽的25d后,分别在根、茎、叶3个部位进行取样,取样后用专门的蒸馏水洗净,对其进行反复检测。3.2 结果与分析不同重金属对贵州植烟区的烤烟有不同的影响。随着浓度的不断增加,烟叶中的叶绿素会随之下降,见表6。从表6可以看出,烟草的生存环境发生变化后,体内的重金属活性也会发生相应的变化,不利于生物的正常代谢。当土壤的汞浓度为10mg/kg时,利于烟叶SOD活性;当土壤浓度高于30mg/kg时,土壤活性汞浓度也会降低,在移栽25d后,正常生长的烟株POD活性变幅较小。表5 贵州各个烟区土壤重金属检测结果表6 不同重金属对贵州植烟区烤烟的影响综上实验表明,土壤汞浓度低于30mg/kg时,可以提高烤烟叶的SOD活性,高于30mg/kg时,可以降低烤烟烟叶的SOD活性。由此可见,SOD和POD活性的提高对植物重金属毒害有一定的抗性,但这种抗性具有一定的限度,对酶自身的性质具有一定的抑制作用[2]。4 烟草品种对重金属的积累量差异4.1 实验的设计和方法烟草品种对重金属的积累差异的实验设计方法同上。4.2 取样及测定通过对烟株上部茎和地下部进行称重,并对所称重的样品进行测量,在此基础上将所取样的烟株放入烘箱进行杀青,然后再次称重,对前后两次称重样品进行重金属测定,直至计算出取样烟株各部位所含的重金属量。4.3 结果与分析通过表7可知,烟草根及地上部的汞积累量有显著的品种差异。土壤添加10mg/kg时,根、地上部汞积累量最低的是云烟85;土壤添加汞100mg/kg时,根积累最低。换言之,云烟85比K326汞较不敏感。由表8可知,烟草根部及地上部的铅积累量有着显著的差异,在同一处理下,地上部铅的吸收量均大于根的积累量,由此可以说明烟株对铅的吸收能力较强。5 贵州植烟区土壤重金属污染的防治措施5.1 贵州土壤重金属污染的防治措施采取“预防为主、防治结合、综合治理”的方针,是避免土壤重金属污染的前提条件。预防的目的是控制和消除土壤的污染源,在预防的同时,应采取综合治理的措施对贵阳土壤进行治理。当前治理土壤污染的方法有物理治理法、化学治理法和生物治理法等[3]。5.2 贵州植烟区重金属污染的防治措施贵州是植烟区的重要区域之一,应降低贵州植烟区土壤的重金属污染,减少种植物对重金属的吸收,采取以下措施。①调整农艺措施和种植布局。农艺措施对烤烟吸收重金属有直接影响,因为烤烟在吸收土壤中重金属时,除了土壤中的重金属含量外,还需要受土壤中水分和施肥数量的影响。可以通过调剂土壤中的pH值来改变土壤重金属的活性,降低其生物有效性,减少植物对重金属的吸收。②积极推行无公害烟叶生产技术。严格按照规章对每个生产环节进行管理,可以有效防止工业及生活污染进入烟区。将农业污染源切断是保证植烟区烟叶安全生产的主要途径之一。6 结束语要想提高贵州植烟区烟叶的质量,保障优质烟叶的快速发展,应采取有效的防治措施。可以通过对烤烟的根茎进行处理,防止二次污染,为提高烟叶在国际的竞争力奠定基础。表7 云烟85、K326在不同处理下汞吸收量及烟草根与地上部汞积累量表8 云烟85、K326在不同处理下铅吸收量及烟草根部与地上部铅积累量参考文献:[1]易啸,郑若欣,舒帮云,等.土壤化肥重金属污染问题分析与研究[J].化工设计通讯,2020,46(7):243-244.[2]赵首萍,叶雪珠,张棋,等.重金属污染土壤几种生物修复方式比较[J].中国农学通报,2020,36(20):83-91.[3]胡田田.农产品耕地土壤重金属污染问题研究[J].科技风,2020(6):158-159.

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