四川盆地稻田土壤—水稻重金属富集与相关性评价

doi:10.11924/j.issn.1000-6850.casb2024-0509

中国农学通报 ›› 2025, Vol. 41 ›› Issue (5): 103-109.doi: 10.11924/j.issn.1000-6850.casb2024-0509

• 资源·环境·生态·土壤·气象 • 上一篇下一篇

四川盆地稻田土壤—水稻重金属富集与相关性评价

黄苗¹(), 杨国涛², 刁燕¹, 张雷¹, 严瑜¹, 李玉¹, 许巍¹, 杨亮¹()

¹ 四川科正检测技术有限公司，成都 610000
² 西南科技大学水稻研究所，四川绵阳 621010

收稿日期:2024-07-30 修回日期:2024-12-23 出版日期:2025-02-15 发布日期:2025-02-11
通讯作者:
杨亮，男，1991年出生，贵州铜仁人，中级工程师，本科，主要从事土壤生态环境方面的研究。通信地址：611700 四川省成都市郫都区红光工业港港通北三路523号四川科正检测技术有限公司，E-mail：1032420074@qq.com。
作者简介:
黄苗，女，1997年出生，四川成都人，助理农艺师，硕士，主要从事土壤及作物生态方面的研究。通信地址：611700 四川省成都市郫都区红光工业港港通北三路523号四川科正检测技术有限公司，E-mail：MiaoMiaozi1499@163.com。
基金资助:
“水肥高效利用水稻新品种创制与应用研究”(2021YFYZ0016/21zs2167)

Evaluation of Heavy Metal Enrichment and Correlation in Paddy Soil and Rice in Sichuan Basin

HUANG Miao¹(), YANG Guotao², DIAO Yan¹, ZHANG Lei¹, YAN Yu¹, LI Yu¹, XU Wei¹, YANG Liang¹()

¹ Sichuan Kezheng Inspection Technology Company, Chengdu 610000
² Rice Research Institute, Southwest University of Science and Technology, Mianyang, Sichuan 621010

Received:2024-07-30 Revised:2024-12-23 Published:2025-02-15 Online:2025-02-11

摘要/Abstract

摘要：

本研究聚焦四川某地区稻田环境污染情况，以稻田土壤及稻米为主要研究对象。通过采集该区域216份土壤样品和稻米样本，运用单因子污染物指标法与内梅罗综合污染物指标法，对土壤中的砷、铅、镉、铬、汞、铜、锌、镍8种重金属元素及水稻中的砷、铅、镉、铬、汞5种重金属含量进行检测与评估，并开展对研究区土壤与稻米中各种重金属元素间的关联定量分析。结果表明：（1）研究区土壤镉和汞平均含量分别为0.47、0.98 mg/kg，均超标，超标率分别为27.78%和34.26%。内梅罗综合污染指数为1.11 mg/kg，达轻度污染程度。（2）土壤中8种元素间存在显著相关性，且重金属积累的途径可能相同。土壤汞的变异系数为163.20%，属高度变异，表明当地的污染源对土壤中的重金属有较强的影响，而土壤中的汞含量超标主要是人为的。（3）水稻中镉、铬和铅存在超标现象，超标率分别为19.44%、3.70%和19.44%。研究表明，水稻中的重金属富集程度与土壤重金属含量存在一定相关性，且与重金属的化学形态有关。本研究成果对食品安全和重金属污染修复治理具有一定的指导意义。

关键词: 四川盆地, 土壤, 水稻, 重金属, 内梅罗综合污染指数, 相关性

Abstract:

To study the environmental pollution of paddy fields in a region of Sichuan, this paper focused on paddy soil and rice as the main research objects. A total of 216 soil and rice samples were collected from the area, and the heavy metal pollutants in soil and rice in the study area were evaluated by testing the content of eight heavy metal elements, namely arsenic, lead, cadmium, chromium, mercury, copper, zinc and nickel in soil, and the content of five heavy metals, namely arsenic, lead, cadmium, chromium, and mercury in rice, using the single-factor pollutant index method and the Nemero composite pollutant index method, as well as performing the quantitative analysis of the association between various heavy metal elements in soil and rice. The results showed that: (1) the average content of cadmium and mercury in the soil of this study area was 0.47 and 0.98 mg/kg, respectively, which exceeded the standard, and their exceedance rates were 27.78% and 34.26%, respectively. The combined pollution index of Nemero in this study area was 1.11 mg/kg and the pollution level was mild. (2) There were significant correlations between the eight elements in the soil and the pathways of heavy metal accumulation might be the same. The coefficient of variation of soil Hg was 163.20%, which was highly variable, indicating that local pollution sources had a strong influence on heavy metals in soil, and the exceeding of Hg content in soil was mainly anthropogenic. (3) Cadmium, chromium and lead in rice had exceeded the standards, with exceedance rates of 19.44%, 3.70% and 19.44%, respectively. The study shows that the degree of heavy metal enrichment in rice has some correlation with soil heavy metal content and is related to the chemical form of heavy metals. It has certain guiding significance for food safety and heavy metal pollution remediation and treatment.

Key words: Sichuan Basin, soil, rice, heavy metals, Nemero composite pollution index, correlation

黄苗, 杨国涛, 刁燕, 张雷, 严瑜, 李玉, 许巍, 杨亮. 四川盆地稻田土壤—水稻重金属富集与相关性评价[J]. 中国农学通报, 2025, 41(5): 103-109.

HUANG Miao, YANG Guotao, DIAO Yan, ZHANG Lei, YAN Yu, LI Yu, XU Wei, YANG Liang. Evaluation of Heavy Metal Enrichment and Correlation in Paddy Soil and Rice in Sichuan Basin[J]. Chinese Agricultural Science Bulletin, 2025, 41(5): 103-109.

图/表 7

参考文献 30

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指标范围		污染等级	污染程度	污染水平
P_i≤0.7	P_N<0.7	Ⅰ	安全	清洁
0.7<P_i≤1.0	0.7<P_N≤1.0	Ⅱ	警戒限	尚清洁
1.0<P_i≤2.0	1.0<P_N≤2.0	Ⅲ	轻度污染	作物开始受到污染
2.0<P_i≤3.0	2.0<P_N≤3.0	Ⅳ	中度污染	作物受到中度污染
P_i>3.0	P_N>3.0	Ⅴ	重度污染	作物受到重度污染

指标范围		污染等级	污染程度	污染水平
P_i≤0.7	P_N<0.7	Ⅰ	安全	清洁
0.7<P_i≤1.0	0.7<P_N≤1.0	Ⅱ	警戒限	尚清洁
1.0<P_i≤2.0	1.0<P_N≤2.0	Ⅲ	轻度污染	作物开始受到污染
2.0<P_i≤3.0	2.0<P_N≤3.0	Ⅳ	中度污染	作物受到中度污染
P_i>3.0	P_N>3.0	Ⅴ	重度污染	作物受到重度污染

统计指标	pH		砷/(mg/kg)	镉/(mg/kg)	铬/(mg/kg)	汞/(mg/kg)	铅/(mg/kg)	铜/(mg/kg)	锌/(mg/kg)	镍/(mg/kg)
均值	7.34		10.02	0.47	64.84	0.98	15.56	41.42	122.94	39.49
极小值	6.84		4.37	0.03	34.00	0.03	7.54	18.00	69.00	19.00
极大值	7.77		15.94	1.07	289.00	9.05	34.00	70.00	187.00	58.00
标准差	0.22		2.40	0.23	26.99	1.59	4.78	13.48	26.99	9.20
变异系数/%	3.00		23.94	48.10	41.60	163.20	30.70	32.60	21.90	23.30
超标个数	—		0.00	30.00	0.00	37.00	0.00	0.00	0.00	0.00
超标率/%	—		0.00	27.78	0.00	34.26	0.00	0.00	0.00	0.00
四川省土壤背景值	—		10.40	0.08	79.00	0.06	30.90	31.10	86.50	32.60
GB15618—2018风险筛选值(6.5<pH≤7.5)	—		25.00	0.60	300.00	0.60	140.00	200.00	250.00	100.00
GB15618—2018风险筛选值(pH>7.5)	—	20.00		0.80	350.00	1.00	240.00	200.00	300.00		190.00

统计指标	pH		砷/(mg/kg)	镉/(mg/kg)	铬/(mg/kg)	汞/(mg/kg)	铅/(mg/kg)	铜/(mg/kg)	锌/(mg/kg)	镍/(mg/kg)
均值	7.34		10.02	0.47	64.84	0.98	15.56	41.42	122.94	39.49
极小值	6.84		4.37	0.03	34.00	0.03	7.54	18.00	69.00	19.00
极大值	7.77		15.94	1.07	289.00	9.05	34.00	70.00	187.00	58.00
标准差	0.22		2.40	0.23	26.99	1.59	4.78	13.48	26.99	9.20
变异系数/%	3.00		23.94	48.10	41.60	163.20	30.70	32.60	21.90	23.30
超标个数	—		0.00	30.00	0.00	37.00	0.00	0.00	0.00	0.00
超标率/%	—		0.00	27.78	0.00	34.26	0.00	0.00	0.00	0.00
四川省土壤背景值	—		10.40	0.08	79.00	0.06	30.90	31.10	86.50	32.60
GB15618—2018风险筛选值(6.5<pH≤7.5)	—		25.00	0.60	300.00	0.60	140.00	200.00	250.00	100.00
GB15618—2018风险筛选值(pH>7.5)	—	20.00		0.80	350.00	1.00	240.00	200.00	300.00		190.00

统计指标	砷	镉	铬	汞	铅
均值/(mg/kg)	0.07	0.14	0.32	0.00	0.13
极小值/(mg/kg)	0.02	0.01	0.00	0.00	0.00
极大值/(mg/kg)	0.16	0.75	1.85	0.01	1.55
标准差	0.03	0.13	0.30	0.00	0.20
变异系数/%	41.40	94.40	94.30	105.60	147.50
超标个数	0	21	4	0	21
超标率/%	0	19.44	3.70	0	19.44
标准限值	0.5	0.2	1	0.02	0.2
差值	-0.43	-0.06	-0.68	-0.02	-0.07

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统计指标	单因子污染指数P_i								综合指数P_N
统计指标	砷	镉	铬	汞	铅	铜	锌	镍	综合指数P_N
极大值	0.80	1.78	0.96	15.08	0.24	0.70	0.71	0.31	1.11
极小值	0.18	0.05	0.11	0.05	0.04	0.18	0.24	0.08
均值	0.43	0.74	0.21	1.49	0.10	0.41	0.47	0.17
标准差	0.12	0.38	0.09	2.60	0.04	0.14	0.11	0.05
变异系数/%	27.60	51.10	43.40	174.30	38.30	32.60	23.50	28.00
污染等级	I	II	I	III	I	I	I	I
污染程度	安全	警戒线	安全	轻度污染	安全	安全	安全	安全	轻度污染

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