水稻田土壤重金属污染风险评估及精准修复方面取得新进展

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关键词：

来源：

华中农业大学

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//agri.nais.net.cn/topic/downloadFile/90a0111b-f3ec-4d84-8671-42a481ed1296

来源地址：

http://news.hzau.edu.cn/2023/0220/65640.shtml

资源所属：

杂交水稻专题

类型：

前沿资讯

语种：

中文

原文发布日期：

2023-02-20

摘要：

近日，华中农业大学资源与环境学院土壤化学与环境团队在在水稻田土壤重金属污染风险评估及精准修复方面取得新进展，相关成果分别发表于环境类期刊Journal of Hazardous Materials和Ecotoxicology and Environmental Safety上。水稻作为中国主要粮食作物，吸收了土壤中Cd等重金属，使其面临较严重的粮食安全问题。水稻往往易吸收土壤中生物有效态Cd，而土壤pH值和多种金属离子共存对Cd形态分布有显著影响。鉴于水稻土高异质性和复杂性，尚缺乏Cd与其它金属的交互作用对水稻毒性的影响、应用于区域尺度水稻土Cd生物有效性及其关联的水稻食品安全等预测研究。基于此，华中农业大学土壤化学与环境团队耦合多表面模型（MSM）和地理信息系统（GIS）技术实现县域尺度水稻-土壤系统中生物有效性Cd预测，进一步构建了一套基于水稻食品安全的pH调控图（图1），从而实现县域尺度石灰材料修复土壤Cd污染的精准施用技术。基于三种分析场景，本研究量化了pH对Cd生物有效性的影响贡献，显示有87.51% Cd生物有效变异解释率，并结合pH提升建议值和石灰材料施用量计算器，绘制了Cd污染修复石灰材料精确施用量地图，对研究区域水稻土Cd污染风险评估提出了有效措施。该研究结果可为重金属污染土壤修复提供精准修复策略，也可作为评估水稻土重金属环境风险的重要工具。此外，土壤化学与环境团队结合浓度相加(CA)模型、独立作用(IA)模型和多元回归树分析（MRT），建立了镉、铅复合污染对水稻毒害的定量分析体系（图2）。研究结果表明Pb-Cd间的交互作用均能减弱Pb和Cd的毒性，其中Cd对Pb毒性的抑制作用显著；Pb-Cd复合浓度相近时，Pb和Cd相互作用对水稻根系伸长具有显著的拮抗作用；在低Pb浓度(Cd > 0.0195, Pb < 0.015 mg/L)，对水稻根系有协同作用；高浓度Pb (Cd < 0.225, Pb ≥ 1.25 mg/ L)，Pb对水稻根系的毒性主要为Pb。该研究首次提出了评价不同剂量水平下重金属相互作用行为的系统方法，可为制定农田重金属复合污染控制标准提供方法参考。