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本论文在国家重点基础研究发展规划(973)项目的资助下,通过田间采样和室内分析,对长江三角洲典型县级市-常熟市部分企业周围农田土壤中的七种重金属元素(Cr、Cu、Zn、Pb、As、Hg和Cd)的污染状况进行了调查研究与风险评价。在此基础上,用该地区的典型土壤一乌栅土上连续进行了盆栽试验,旨在研究不同氮和镉水平对作物吸收镉的特性影响,不同氮、镉水平和不同作物对土壤中镉有效性的影响,用不同指标确定乌栅土中镉的临界含量。
在常熟市共采集土壤样品428个,其中耕层(0—20 cm)土壤样品241个,亚耕层(20—40 cm)土壤样品187个。测定了样品中七种重金属(Cr、Cu、Zn、Pb、As、Hg和Cd)的含量,结果表明,耕层土壤中的重金属含量比亚耕层含量高,这说明耕层土壤中重金属存在富集趋势;从空间分布上来看是西南部较东北部重金属含量高,这可能跟此地区不同区域的企业空间分布,种植作物种类和土地利用方式等的差异有关系。采用当地环境背景值作为评价标准时,综合污染指数为0.83;采用国标二级标准值作为标准时,综合污染指数为0.93,采用两种评价标准的评价结果均处于预警水平。进行重金属污染评价时,采用双重标准即采用当地土壤背景值和国家二级标准作为评价标准较为准确。
在乌栅土上进行的连续盆栽试验结果表明,高镉处理对油菜苗期和青菜生长有抑制作用,对水稻生长的影响不大。青菜最易吸收镉,其次是油菜,最后是水稻;三种作物体内的镉浓度都符合根>茎叶>>籽粒。氮肥用量增加,使作物干重显著增加,也使三种作物各部位的镉浓度显著增加,这主要跟氮肥用量增加后,土壤pH值降低,使土壤中镉的活性增加有关。乌栅土中镉的临界含量研究发现,利用作物可食部位的镉含量作为指标是较为严格的。针对种植不同作物的土壤,应该有不同的镉临界含量。氮肥用量增加,会使镉的临界含量降低。因此在镉污染的土壤上,要避免过量施用氮肥。