土壤重金属污染
以《中国农学通报》《农学学报》刊登研究由于人类活动导致微量金属元素在土壤中含量超过背景值，过量沉积而引起的污染与农业生产相关的文章。包括重金属在土壤中的形态、污染特点、环境化学行为、对农作物的危害以及检测、治理等方面集结成本专题，供读者阅读、下载和订阅（按Email Alert订阅。目前我们已经开通免费Alert服务，用户可按自己的需求免费获取最新目录）。
针对镉(Cd)污染农田稻米安全生产难题，为筛选高效市售叶面阻控剂并明确其应用效果，以2种市售含硅(Si)叶面阻控剂（贝尔壳、硅利丰）为材料，在益阳市典型Cd污染农田设置3 L/hm2、6 L/hm2 2种不同施用量处理，以不施用叶面阻控剂处理作为空白对照(CK)，共5个处理小组，于水稻破口期和齐穗期喷施，研究其对水稻产量、稻米Cd含量及Cd富集系数的影响，并进行了健康风险评价。结果表明，在水稻破口期和齐穗期喷施两种含Si叶面阻控剂(3、6 L/hm2)使水稻产量提高了4.6%~7.7%，稻米中Cd含量降低了24.5%~42.5%，稻米Cd富集系数降低了24.1%~42.3%。两种叶面阻控剂均在施用量为6 L/hm2时效果更佳，且相同施用量下贝尔壳叶面阻控剂的降Cd效果优于硅利丰。两种叶面阻控剂的施用分别使成人和儿童的THQ值降低了24.2%~42.1%和24.3%~42.4%，减轻了当地人群稻米食用健康风险。综上所述，通过在水稻破口期和齐穗期施用市售含Si叶面阻控剂能提高Cd污染农田水稻产量、降低稻米Cd的吸收与富集，减轻人体健康风险，其中使用贝尔壳叶面阻控剂且施用量为6 L/hm2时效果更佳。未来需结合土壤调理剂（如石灰）改良土壤pH，进一步降低稻米Cd含量至国标水平，为Cd污染农田安全利用提供更完善的技术方案。
本研究聚焦于川东南地区不同品种水稻中镉的转运积累特征，旨在为该区域轻度Cd污染稻田的稻米安全生产提供理论依据。研究选取四川省隆昌市8个当地主栽水稻品种作为试验材料，运用田间小区试验方法开展研究。先测定水稻的农艺性状和各部位Cd含量，进而分析各品种水稻Cd富集和转运特征，最终筛选出适种的Cd低累积水稻品种。研究结果表明，8个水稻品种的农艺性状存在显著差异，且均处于相应品种理论产量范围之内；除‘内香优3号’、‘内香优5号’和‘泰优2903’外，水稻不同部位的Cd富集能力排序为籽粒>叶片>秸秆>根系。在Cd富集能力方面，8个品种中仅‘泰优2903’籽粒中Cd含量低于标准限值(0.20 mg/kg)，符合国家食品污染物限量标准(GB 2762—2022)。同时，该品种的富集系数BCF籽粒和转运系数TF籽粒/叶片低于其他水稻品种。在转运系数方面，除‘内香优5号’和‘内香优8号’外，转运系数表现为TF叶片/秸秆>TF籽粒/叶片>TF秸秆/根。相关性分析表明水稻籽粒与秸秆中的Cd含量呈极显著正相关(P<0.01)，籽粒Cd含量分别与TF秸秆/根、TF籽粒/叶片呈显著正相关(P<0.05)。基于以上研究结果，推荐在轻度Cd污染区域推广种植‘泰优2903’，同时可通过合理搭配肥料等措施提高其产量。
本研究聚焦于碳酸盐岩地区土壤形成过程中重金属的积累特点，以杭州市为例，依据母岩岩性将碳酸盐岩划分为3类，即纯碳酸盐岩（灰岩、白云质灰岩）、碳质碳酸盐岩（碳质灰岩、灰岩与碳质泥页岩互层岩）和含其他杂质碳酸盐岩（泥质灰岩、硅质灰岩和灰岩与泥质页岩互层岩）。通过采集土壤与对应的母岩样品，测定砷、镉、汞等元素的含量。结果表明，土壤中砷、镉、汞含量受母岩岩性显著影响，由高至低依次为纯碳酸盐岩发育土壤>碳质灰岩发育土壤>泥质灰岩发育土壤。其中，纯碳酸盐岩发育土壤中砷、镉、汞含量显著高于母岩，平均富集系数分别为7.72、10.05、6.17，且富集系数与母岩中氧化钙、氧化镁总含量和土壤pH呈正相关。碳质碳酸盐岩发育土壤中砷、镉、汞含量接近或略低于其母岩（平均富集系数分别为1.01、0.91、0.92），受母岩中氧化钙和氧化镁总含量影响较小。含其他杂质碳酸盐岩发育土壤中砷、镉、汞含量略高于对应的母岩，富集程度较低（平均富集系数分别为1.20、1.64、1.29），与母岩中氧化钙和氧化镁总含量呈不显著正相关。此外，不同母岩发育土壤中的镉化学形态组成存在一定差异。研究表明，纯碳酸盐岩成土过程伴随明显的重金属富集；碳质碳酸盐岩发育土壤中重金属含量具有继承性，成土过程中存在重金属的轻微淋失；含其他杂质碳酸盐岩发育土壤重金属兼具继承性与低程度富集性特征。
镉污染对全球农田安全构成严峻挑战，保障耕地质量是农业可持续发展的关键。本研究系统梳理了土壤中镉的来源及赋存形式，总结了植物与微生物联合体系的协同作用机制，包括根系互作、代谢物调控及镉形态转化等核心途径。同时，概述了植物—微生物联合修复体系中植物和微生物的主要类型、特征及典型功能组合案例（如超富集植物-促生菌、耐性植物-菌根真菌等），阐释了其修复镉污染土壤的作用机理及其影响因素。研究表明，由于植物与微生物之间的协同作用，相较于单一修复体系，联合修复体系对土壤中重金属镉的修复效率具有明显优势，且能有效降低二次污染风险。然而，该体系仍存在野外环境中微生物定殖稳定性不足、修复周期较长等局限。最后，针对未来研究方向，建议引入生态友好型功能材料（如生物炭、纳米材料等），以期为镉污染土壤修复提供高效、环境友好的技术方案。
为阐释褪黑素(MT)对重金属镉(Cd)的减缓作用，以向日葵为试材，采用浸种处理、叶面喷施及常规石蜡切片的方法，探究外源MT对Cd胁迫下向日葵种子萌发、幼苗生长及叶片组织结构的影响。结果表明：采用200 µmol/L MT浸种，可显著提高Cd胁迫下向日葵种子发芽率和发芽势；Cd胁迫下，叶面喷施400 µmol/L MT的向日葵幼苗，其株高、根长、叶长、叶宽等生长指标及SOD、POD、CAT、可溶性蛋白含量等生理指标均显著提高，MDA含量显著降低；分析叶片组织显微结构，外源施用200 µmol/L MT，向日葵的叶片厚度、上下表皮细胞厚度、栅栏组织厚度、叶片组织紧密度(STR)和栅海比均显著提高，海绵组织厚度和叶片组织疏松度(SR)显著降低。上述结果说明，适宜浓度的外源MT可有效改善Cd胁迫下向日葵种子萌发和幼苗生长状况，提高向日葵的镉耐性。
本研究旨在探究小麦地上部所吸收的镉是否能够运输至根系，以及这种运输对植株吸收铜、锰和锌所产生的影响，同时考察叶片剪口是否能够促进叶片对镉的吸收。将小麦幼苗地上部浸没于不同浓度（0、50、100 mg/L）的镉溶液中24 h，针对50 mg/L浓度的处理，同时设置剪去叶尖1/3的实验组。在镉处理后的第1、3、7、14天分别进行采样，对小麦地上部和根系的长度、生物量以及镉、铜、锰和锌的含量与积累量展开分析。研究结果显示，施镉处理后，小麦地上部镉含量范围为216~614 mg/kg，根系镉含量范围为3.24~13.2 mg/kg。在4个采样时期，施镉处理的根系镉含量均显著高于对照组(P<0.05)。根系镉积累量占植株总积累量的比例介于0.164%~0.487%之间。施镉处理的根系镉积累量在4个采样时间点之间未呈现显著差异。在镉浓度为50 mg/L的两个处理组（完整叶片组和剪口叶片组）之间，镉含量或积累量均无显著差异(P>0.05)。仅在第14天采样时，100 mg/L处理组的地上部镉含量显著高于50 mg/L处理组(P<0.05)。在部分采样时间，施镉处理的地上部和根系锌含量以及根系铜含量显著低于对照组(P<0.05)。综上所述，地上部施用的镉在处理后的第1天即可转运至根部，但施镉结束后，地上部积累的镉无法继续向根部转运；叶片剪口并不能促进小麦地上部对镉的吸收；地上部吸收的镉转运至根系后，会抑制根系对锌和铜的吸收。
土壤重金属污染是全球面临的环境问题之一，其不仅影响土壤和作物质量，还对人类健康构成潜在威胁。传统的植物修复技术面临着修复周期长、适应性差、污染复杂性等挑战，因此，探索强化技术在植物修复重金属污染土壤过程中去除、分解和解毒机理具有重要意义。通过对强化植物修复重金属污染土壤文献的收集，简明描述基因工程技术、植物生长调节剂应用、微生物协同修复、添加螯合剂等技术，重点剖析了这些技术如何提高植物对重金属离子的耐受能力，影响重金属离子在植物体内的转运。本研究提出了在未来农业生产中可以更加专注于了解植物的分子机制和基因调控网络和不同植物对特定营养元素的需求和吸收能力，探索更多的原位生物抗性资源和组合模式，丰富污染范围内的细菌和植株的共生系统，进行螯合剂剂量优化研究，优选可降解的螯合剂或开发环境友好型的替代物，以期为强化植物技术解决土壤重金属污染问题提供理论基础和实践依据。
本研究旨在评估农林生物炭对重金属铬污染土壤的毒性及其对农作物的影响。采用人工污染的手段进行为期40 d的钝化处理获得铬污染土壤，添加不同种类、制备条件和比例的农林生物炭进行香菜盆栽试验，分析0、7、14、21 d的土样和植物样品。结果表明：采用水稻秸秆作为原料、在200℃条件下热解4 h后制备的水稻秸秆生物炭能有效降低铬毒性，且添加量为8%时效果最佳。7 d后，土壤中重金属铬的弱酸可提取态降低了99.8%，Cr(VI)浸出量由最初的175.08 μg/g降至低于方法检出限；农林生物炭显著抑制铬在香菜茎叶、根中的积累，降低其迁移性和毒性。风险评价指数Risk Assessment Code (RAC)分析表明，添加4%和8%水稻秸秆生物炭7 d后，土壤铬污染风险等级降至低风险。研究证实，农林生物炭能有效修复铬污染土壤，通过将土壤中铬转化为残渣态并降低其价态来减少土壤毒性，同时实现农林生物质的资源化利用。
为了研究不同水分管理措施在镉(Cd)中度污染农田中的应用效果，本试验采取了5种水分管理措施（全生育期淹水、湿润灌溉、阶段性湿润灌溉、分蘖—抽穗2次晒田和常规灌溉），进行室内盆栽试验，测定了水稻生长状况，水稻不同生育阶段（分蘖期、孕穗期、灌浆期和成熟期）各部位中Cd含量，计算Cd富集和转运系数及土壤pH和有机质变化情况。结果表明：在湿润灌溉处理下，水稻千粒重增加8.64%，显著降低水稻分蘖期根部、茎部和叶部中的Cd含量。与常规灌溉处理相比湿润灌溉能够显著降低成熟期水稻籽粒中Cd含量，降幅达78.83%(P<0.05)，全生育期淹水处理降低效果次之（降幅39.69%）。此外，全生育期淹水和湿润灌溉处理主要通过抑制Cd由茎部和叶部向籽粒的迁移，进而降低稻谷中的Cd含量。从水稻生产和实际情况出发，建议采用湿润灌溉作为Cd中度污染农田水稻种植的水分管理措施。研究旨在为Cd中度污染农田水稻种植提供理论依据和数据支撑。
为了有效解决水体和土壤中重金属污染加剧的问题，近年来，基于生物矿化的微生物诱导碳酸盐沉淀(MICP)技术用于修复污染水体和土壤中重金属的污染受到广泛关注。与传统的去除方法相比，MICP技术通过微生物诱导碳酸钙沉淀，经济有效且具有良好的稳定性，在固定重金属的同时改善污染介质的质量，有着良好的应用前景。本研究综述了MICP的最新研究进展及其在环境工程中的应用，涉及矿物沉淀机制、代谢途径、影响因素和在重金属修复中的应用等方面，并对其规模化应用前景进行了展望，提出3点建议：一是对MICP过程的内、外部因素进行优化，确定微生物生长和矿物生成的最佳工艺条件；二是对MICP尿素水解过程中产生的NH4+进一步完善处理方法，减轻对环境造成的负面影响；三是优化工艺和自动化步骤来降低MICP技术修复成本，实现MICP的规模化应用。研究以期为MICP技术在环境修复和生物材料合成等方面提供理论基础。
为有效推进农用地土壤重金属污染分区管治，根据国内外相关研究进展、法律条令等，明确了农用地土壤重金属污染含义，总结了中国农用地土壤重金属污染特征，并结合分区本质，从农用地土壤重金属污染来源、评价及转移机制三个视角系统地剖析了中国农用地土壤重金属污染分区管治存在的问题，提出了“综合多学科视角、统筹多要素特征、融合多主体力量，自下而上地建立不同等级、不同标准、适用性强”的分区管控体系，以期提高中国农用地土壤重金属污染治理水平。
为筛选出适宜河北山前平原区Cd污染农田种植的小麦品种，通过大田微区试验，对河北省48个小麦主栽品种的产量和Cd吸收差异特征进行研究。结果表明，48个小麦品种间产量和Cd吸收积累能力存在不同程度的差异(P<0.05)。‘石麦27’产量最高，为10538.6 kg/hm2，较其他小麦品种高出6.33%~42.41%；其次是‘石麦26’，较其他小麦品种高出6.77%~38.51%。‘石麦26’、‘中信麦48’、‘马兰6号’和‘科农2011’籽粒Cd含量和富集系数均相对较低，分别在0.115~0.133 mg/kg和0.032~0.038之间。‘科农2011’、‘中信麦48’、‘石麦26’的Cd转运系数均较低，在0.273~0.291之间。通过聚类分析确定Cd低累积类型品种2个、较低累积类型品种19个；Cd低转运类型品种3个，Cd较低转运类型品种7个。综合评价小麦产量、小麦籽粒Cd含量、富集系数、转运系数等指标，初步确定‘石麦26’、‘中信麦48’和‘科农2011’可以作为Cd低累积型小麦品种用于河北山前平原区镉污染农田安全生产。研究旨在为轻中度Cd污染耕地的安全利用提供科学依据。
通过查明元谋县域内重金属元素分布特征，了解当地重金属来源和环境评级情况，客观掌握该地区土壤中所存在的环境问题，为农业发展和环境治理提出科学合理的建议，提高该地区土地管理和环境监测水平。采用传统地球化学与土壤学相结合的方法，采样按照1:250000土地质量地球化学调查有关标准执行。化验分析数据使用SPSS、Excel、GeolPAS.V4.5和ArcGIS10.8等软件进行数据建模、成果集成和图件制作。结果表明：元谋县表层土壤含有重金属元素砷(As)、镉(Cd)、铬(Cr)、铜(Cu)、汞(Hg)、镍(Ni)、铅(Pb)和锌(Zn)，其中Cd呈表层富集特征，Cd和Hg分异性高于其他元素。Cu总体分布均衡，局部有富集和亏损现象。Cr与Ni呈高度相关，与Pb呈弱负相关性。重金属来源主要有三类：以富Zn和富As为主、以富Cr、Ni和Cu为主和以富Hg为主。表层土壤环境综合等级评价中，无风险区面积为1873 km2，约占92.77%；风险可控区面积为146 km2，约占7.23%，在姜驿乡、黄瓜园镇和平田乡较为集中，其余地区呈零星分布，未见风险较高区域。元谋县重金属元素中，As、Cr、Ni、Pb、Zn分布主要受成土母质控制，Cu和Cd受成土母质、持续风化和人类活动等多因素控制，Hg主要受人类活动控制。环境评级没有风险较高区域，风险可控区主要受Cu和Cd影响，其中Cd风险可控区与农业发展集中区高度吻合，后期需要合理控制相关农药施用并做好监测。Hg在全区均为无风险，但在表层土壤中已出现轻微富集趋向，需做好后期预警以防污染。
本研究旨在确定土壤中重金属的安全阈值，以保障中国农产品质量安全。通过分析甘肃省金昌、张掖和白银市玉米和小麦不同器官对5种重金属Cr、Cd、Pb、As和Hg的富集转运特点，并探讨作物籽粒重金属与土壤有效态重金属含量间的关系，从而确定土壤与作物系统中有效态重金属的安全阈值。本研究参考物种敏感性分布法(SSD)的方法和原理，基于Logistic函数分布模型的累积概率分布曲线推导土壤与玉米和小麦种植系统中土壤有效态重金属安全阈值。研究结果表明，小麦植株中Cr、Cd、Pb、As和Hg的富集规律一致：根>茎>籽粒，同样玉米植株中Cr、Pb、As和Hg的富集规律为根>茎>籽粒，而Cd的富集规律为茎>根>籽粒。利用Logistic函数分布模型拟合基于有效态重金属含量的累积概率分布曲线，推导出小麦土壤中Cr、Cd、Pb、As和Hg的有效态安全阈值分别为0.019、0.771、35.294、2.777、0.133 mg/kg；玉米土壤中Cr、Cd、Pb、As和Hg的有效态安全阈值分别为0.296、7.90、52.363、12.462、0.119 mg/kg。本研究结果表明基于累积概率分布曲线法推定重金属有效态含量安全阈值较为科学，为小麦和玉米的安全种植和风险管控提供了科学依据和支撑。
本研究旨在探讨河南南部某县水稻籽粒重金属污染状况及其对当地居民健康的潜在风险。2021年9月，在该区域采集68件水稻籽粒样品，并使用电感耦合等离子体质谱法和固体进样-直接测汞法测定铬、砷、镉、铅、汞含量。通过单因子和综合污染指数法评估了重金属污染程度，并利用目标危害系数法评估了重金属对人体健康的潜在风险。研究发现，该研究区稻米中重金属平均含量均未超过中国食品卫生标准，部分样品出现As和Cd超标情况。稻米的综合污染指数为0.49，处于安全级别。该地区的成人和儿童对As的平均日摄入量(ADD)比暴露参考剂量(RfD)高，健康风险系数(HQ)分别为3.11和4.80，说明水稻籽粒中砷含量存在一定的风险。多种重金属总危害指数(HI)大于1，表明当地居民过度食用该区域的稻米会危害自身健康。综上所述，研究区内的水稻籽粒样品已受到砷的污染，存在一定的健康风险，当地政府需加强对水稻种植过程中的动态监测，关注砷的形态和有效态变化，保障粮食安全。
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