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）。
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。
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。
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。
本研究旨在探讨不同用量烟秆生物炭对酸性土壤中Cd活性的影响，以期为污染农田的安全种植和大量烟秆废弃物的资源化利用提供理论支持。通过向典型的Cd污染酸性土壤添加系列量烟秆生物炭（0、5、15、30 g/kg，分别记为B0、B5、B15、B30），并连续盆栽种植茼蒿和苦麦菜。结果发现：施用烟秆生物炭显著地改善了土壤基础理化性状，土壤pH、有机碳(TOC)、阳离子交换量(CEC)、有效磷(AP)及速效钾(AK)等指标含量均显著提高(P<0.05)，促进土壤酸溶态镉(Cdacid)转化为还原态镉(Cdred)，Cdacid占比从64.03%~71.91%降低至52.94%~56.51%，土壤Cd的生物有效性显著降低，致使两种蔬菜（茼蒿和苦麦菜）的地上部和地下部Cd含量大幅度降低，地上部和地下部Cd含量的降幅分别为53.47%~91.71%和56.32%~87.95%，2种蔬菜（茼蒿和苦麦菜）的BCF值也显著降低了54.47%~89.54%。所有处理茼蒿的TF值比较接近，但苦麦菜TF提高了2.94%~86.76%，而且生物炭的用量越大，变化的幅度越大，茼蒿植株更为敏感。当用量为30 g/kg时(B30)，茼蒿和苦麦菜地上部可食用部分的Cd含量分别降低至 0.11 mg/kg和0.20 mg/kg，均达到了国家食用标准。可得出结论，添加适量烟杆生物炭(5~15 g/kg)不仅改善供试土壤pH、TOC、CEC等诸多性状，促进土壤酸溶态Cd转化为还原态Cd，降低其生物有效性，从而降低两种蔬菜吸收富集Cd；而且还能够促进茼蒿和苦麦菜生长，提高其产量；比起苦麦菜，茼蒿更为敏感，对添加烟杆生物炭的响应更为强烈。
为准确了解庆阳市果园表层土壤中重金属污染水平、健康风险和主要来源，在庆阳市果园采集了16个0~40 cm表层土壤样品，测定铬(Cr)、镉(Cd)、铜(Cu)、锌(Zn)、铅(Pb)、砷(As)、汞(Hg)的含量，以单因子污染指数为基础，使用内梅罗综合污染指数、地积累污染指数、潜在生态危害风险指数法和健康风险评价模型对重金属污染程度和健康风险进行评价，并采用主成分分析法解析重金属污染来源。结果表明，庆阳市果园土壤Cd污染严重，处于中度污染水平；Hg的地积累指数大于5，属于极强污染，其他重金属地积累指数均小于0，属于无污染；7种元素的潜在生态危害风险指数(RI)范围为1694.28~5158.06，属于极强污染。青年人（18~40岁）、中年人（41~60岁）非致癌总风险分别为0.12、0.09，因此土壤重金属对当地果农没有非致癌风险。青年人、中年人的总致癌风险分别是9.21×10-5、7.45×10-4，已超过可接受水平(1×10-6)，土壤重金属对当地果农有致癌风险。源解析表明，土壤重金属主要来源可能为交通和塑料地膜混合源、农药源、化肥源和大气沉降源。
通过选取湖南省衡阳市肖家镇金星村和牛岭村两处不同质地的Cd污染稻田土壤，开展为期3 a的大田试验，旨在探究土壤调理剂对改善土壤pH、降低土壤有效态Cd含量以及减少水稻糙米中Cd积累的效果。结果显示，连续3 a基施土壤调理剂（2250 kg/hm2和3000 kg/hm2），显著提升了2村Cd污染稻田土壤的pH，并有效降低了土壤中有效态Cd浓度，降幅分别为14.1%~50.0%和16.9%~49.4%。此外，连续3 a基施土壤调理剂还显著促进了水稻产量增加，同时降低了糙米中Cd含量，其降幅分别为40.4%~62.9%和40.0%~64.1%。特别地，在施加3000 kg/hm2土壤调理剂的情况下，2地所产稻谷中的Cd含量均低于国家安全食用标准(GB2762—2022) 规定的限值，仅为0.15~0.18 mg/kg。经济效益分析表明，此处理方式可使农户净收入分别增加1603~2912元/hm2和2282~3408元/hm2。综上所述，通过向轻度Cd污染稻田施加适量土壤调理剂是一种可行且有效的修复技术，有助于保障农产品质量安全并提高农民经济收益。
本研究简述了镉、铬、砷、钒、铜5种重金属元素污染对枸杞和其他作物生长及品质影响。归纳了枸杞植株应对镉、铬、砷等5种重金属胁迫的机制，以及在亚细胞层面枸杞解毒重金属胁迫的研究进展。提出了现阶段枸杞响应重金属胁迫相关研究存在的问题和未来研究方向，如土壤重金属含量与枸杞根、茎、枝条、叶片、果实中重金属含量间的迁移转化、枸杞植株的重金属胁迫响应机制、分子机理等，以期为枸杞清洁化栽培的应用和改进提供参考。
为了研究套种模式下镉超积累植物东南景天对农田重金属的提取效率，以华南农业大学提供的东南景天种苗和广州市农科院提供的‘广彩甜糯3号’为供试品，采用东南景天与甜玉米套种技术，在广东省惠州市公庄镇开展了中度镉污染农田修复试验。结果表明：套种模式下甜玉米产量不仅增加，籽粒Cd含量显著下降，与单一种植模式相比，玉米籽粒Cd下降了8.3%。另外，套种模式下，东南景天的生物量增加了16.5%，根部和地上部的Cd积累量分别增加了8.8%和3.6%，富集系数分别提高了15.7和6.6个单位。甜玉米与东南景天套种后，表层土壤Cd含量显著下降。研究发现，东南景天与甜玉米套种的植物修复模式，可以促进玉米植株的生长，且能有效降低玉米籽粒中Cd的含量，同时能实现污染耕地的边治理边生产，提高修复植物东南景天对Cd的提取效率，对于中度重金属污染农田防治来说是一种切实可行的绿色修复技术，具有一定的推广价值。
冬小麦是中国主要的粮食作物之一，本研究旨在探讨豫北典型农田土壤和小麦籽粒中重金属的富集特征及其潜在风险，为小麦种植及籽粒安全质量提供科学依据。采集了豫北典型农田的土壤和小麦籽粒样本，测定了其中的铁、锰、锌、铜、铬、镍等元素的含量，并对重金属的污染及其生态风险进行评价。结果表明，土壤中重金属元素铁、锰、锌、铜、铬、镍平均含量分别为11397.33、287.83、23.33、7.41、31.41、8.56 mg/kg；元素之间多数呈显著正相关关系；铜、锌、铬、镍单项污染评价和综合污染评价均为清洁无污染。小麦籽粒中重金属元素铁、锰、锌、铜、铬、镍平均含量分别为30.42、61.75、23.17、1.52、0.28、0.16 mg/kg；少数元素之间呈显著正相关关系。铁、锌、铜含量低于小麦可耐受最高含量，锰含量高于小麦可耐受最高含量；铬元素综合污染评价为轻度污染，镍元素污染评价为清洁无污染。土壤—小麦系统中重金属之间存在协同或拮抗作用，小麦籽粒对土壤重金属的富集系数表现为锌>锰>铜>镍>铬>铁。可得出结论豫北农田土壤重金属污染风险程度较低。
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