1、生長在溫室的水稻對碑，鎘，和鉛的污染和 吸收目的 湖南省因其基本金屬開采和冶煉業而聞名。但是，開挖作業，運輸，和湖南省內的選擇性冶煉活動的遺產，導致了大量的礦山廢棄物的產生，這將成為 在環境中重金屬污染的來源。于是，基本耕地污染和轉移神，鎘，和鉛在水稻土 -水稻系統的研究就成為了越來越重要的健康問題。材料和方法溫室條件下，在湖南省水稻土受到開采和冶煉影響的地區的水 稻種子(水稻CV佳華-1)收集用于盆栽試驗。將一個30天的幼苗移植到一個 裝有5公斤預處理的土壤中。在收獲時，米粒和枝條用蒸餾水清洗去除表面的土 壤，并在65烘干96小時直至達到恒定重量。根仔細用蒸餾水洗滌，為下道工 序使用連二亞硫

2、酸鈉，檸檬酸，碳酸氫鈉溶液中提取鐵斑塊做準備。用電感耦合 等離子體質譜儀測定神，鎘，鉛在土壤和水稻植株組織中的總濃度。結果與討論 收集于湖南省12個采礦和冶煉影響的地區的土壤中的神，鎘和鉛的總濃度比湖南背景值高得多，超過由環境保護部設置的土壤的最高濃度限 制。水稻在鉛/鋅采礦和冶煉基地中的產量的總體污染分數呈負相關。其次，神， 鎘和鉛在水稻植株中的分布：根射擊稻殼全谷物。約30.1-88.1%的神， 11.2-43.5%的鎘，和14.0 - 33.9%鉛在牙根表面以鐵的斑塊的形式積累。結論湖南省采礦和冶煉的影響的地區觀察到高濃度神，鎘和鉛在其稻田土壤中，表明這些稻田土壤遭受嚴重復合重金屬污染。

3、特別是，銘是主要污染物， 其次是神和鉛在水稻土中占大多數。神，鎘和鉛在水稻組織中的分布分別為：根 射擊稻殼全谷物。鉛濃度在全谷物中都有，銘和神占全谷物樣品的50%，超 過了中國的食品衛生標準值。關鍵詞 分布多金屬污染總污染指數水稻土水稻植株轉移1介紹在中國中南部的湖南省以其廣泛的基本金屬的提取和近7000名不同的礦產 而聞名，其中包括煤炭，有色金屬，非金屬，黑色金屬，貴金屬礦產，有“有 色金屬之鄉”之稱(HNPG 2008 )。2007年，在湖南有色金屬礦業的收入超過11 億美元(HNPG 2008)。然而,遺產挖掘作業、運輸，選擇性冶煉活動在湖南已導致 產生大量的尾礦、灰塵和廢水、土壤污染普

4、遍的原因(杜德卡和阿德里亞諾1997; 納瓦羅吳昱。2008),尤其是、神、銘(Cd)，和鉛，這是常見的污染物(納瓦羅吳昱。 2006;威廉斯2009)。劉等人(2005)報道，在污染的土壤的銘和鉛從陳 周礦區 域鉛/鋅分別為 192.49-709.29， 2.70-7.57 和 321.11 - 1,088.30 mg/kg。雖 然(2005年)發現，隨著工業的影響土壤中陳舟范圍的濃度從11.0-1217mg/kg。 王和阿恩(2003)表明，株州工業區，鎘，鉛在表土的總含量分別為14.10 - 60.12, 25.6，536.1和0.25 - 14.60毫克每公斤。由于工業的快速增長，超過

5、10萬 公頃耕地在中國已經受到重金屬的污染一樣，神，銘和鉛的這一數字逐年增加 （/english/2006-07/18/content_339294htm）。那些重金屬污染土壤可以轉移，積累了在農作物里，尤其是大米，然后通過 食物鏈對人類和動物產生一個潛在的危險。每年約1200萬噸的農作物都發現含 有重金屬殘留，造成中國的直接經濟損失超過25億美元（李-2006）。水稻（水 稻）是主要的主食，中國在南部省份的農村地區的人口每日攝入量通常超過400 克（2005）。在所有的水稻生產省，湖南是中國重要的水稻高產地區，每年約產 18萬噸稻谷，占全國總量的13%（中國STAT 2006）。在糧食里水稻

6、可以積累高 濃度神（威廉姆斯等人。2005），其水平高于常見的其他谷物（威廉姆斯等人。 2007）。銘轉移到水稻胚乳的組成部分是直接食用是有問題的，射/拋光白米的銘 大于普通作物近五倍直40倍，比鉛更高的傳熱系數（Williams等，2009年）。 雖然植物吸收鉛通常較低，在鉛污染的地區鉛濃度在水稻植株中已被證明升高了 很多（陳等人。2008；劉等人。2003；魯尼等人。1999；威廉姆斯等人。2009）。因此，神，鎘，鉛在水稻土水稻-系統地污染和轉移的基本研究，成為了日 益重要的健康問題。對于土壤環境質量評估,每個金屬污染指數的定義是一定比 例的金屬濃度的金屬土樣具體強制性的最大允許的水平。

7、同時，這是土壤中重金 屬污染與污染源的混合物，而不是一種金屬污染物。在本研究中，整體污染評分 （OPS）起源于污染指數（。春等1998;李2003），這是單一污染指數的總和，稻 田土壤污染的程度影響了湖南省內的區域的神，鎘，鉛，評估多金屬開采和冶煉。 此外，評估稻田土壤是否適合種植水稻，籽粒產量，神，鉛，鎘的吸收，轉移和 分布，就一個單一的水稻品種在溫室條件下進行了研究。2材料和方法2.1水稻土和花盆的準備根據我們以往的調查（威廉姆斯等人。2009；朱等人。2008），在湖南省地 區收集了受采礦和冶煉影響的水稻土（0-20厘米）（圖1）。控制沒有開采和冶 煉作業的區域稻田土壤的收集。收集后，土

8、壤樣品被保存在聚乙烯袋，運送到實 驗室和風干。通過2毫米篩將土壤和固體肥料混合，（0.36 g kg-1 soilof CaH2PO4 2H2O, 0.43 g kg-1 soil of CO（NH2） 2,和 0.41 g kg-1 soil of KCl）在盆 栽試驗開始，以確保充足的營養對水稻幼苗生長。水面覆蓋花盆大約3-4厘米， 這樣保持7天，然后將幼苗移植，盆栽試驗（包括控制）的設計是四次重復。圖1土壤樣品湖南省不同的礦山和冶煉廠的地區Chsangdc ShiYuriiK YIY)ChangshaIqjiiK Shpi .isELnc修J)1 ieiigyaiiy Slii1City

9、h 3 Zhu Chsangdc ShiYuriiK YIY)ChangshaIqjiiK Shpi .isELnc修J)1 ieiigyaiiy Slii1Cityh 3 Zhu yurm(SZY) /Vlinin typePb-ZnDull K J 911.1小咔m.TT：做璐I SintlhiigVi 7hHn.gMuF73IISbOver pollution score100200 i krr來自浙江省的水稻種子，佳華-1 （雜交粳稻），表面用30%H2O2消毒（W/ W） 15分鐘,，再用去離子水徹底清洗。種子在恒溫孵化器2天便發芽了。然后 他們被轉移到一個裝有濕潤珍珠巖的塑料壺里（

10、大小為1.5升），并控制每天14 h的光照期（260-350 Em-2的S- 1）,溫度（28 Cday和20。彗星晚上） 和相對濕度（60-70%）的條件下在生長室成長30天，在種子萌發期，一周提供兩次50毫升改性營養液（休伊特 1966；劉等人。2004年）。30天之后，選定生長狀況一樣的幼苗并移植到5公斤含聚氯乙烯的預處理 肥水稻土盆摘中（一廠每罐）。水稻生長的影響持續了 4個月（從5到2007年九 月）。植物用無重金屬和肥料的蒸餾水（18。米，微孔）澆水，每周1 - 2次， 壺是隨機或每周輪流選取的。2.3個樣品的采集與保存收獲時，米粒從植物中分離出來，切成在土壤4厘米以上的枝條切下來

11、，根 從水稻土中抽出來。每盆水稻樣品（包括稻谷，枝條和根）標簽，儲存在聚乙烯 塑料袋中，4小時內運到實驗室采樣加工。米粒和芽用蒸餾水洗滌去除表面的土 壤，并在65條件下烘干96小時，直到達到恒定重量為止。將水稻谷粒分為皮 和全谷物，分析加工并儲存在聚乙烯袋里。除去根表面的土壤并保護被破壞的鐵 菌斑，根用蒸餾水仔細清洗，提取菌斑塊為下一道工序做準備。2.4氯苯萃取鐵菌斑使用連二亞硫酸鈉-檸檬酸-碳酸氫鈉（生技中心）根據泰勒和克勞德 （1983）和奧特等人的方法提取鮮根表面的鐵菌斑（1991）。整個根幼苗在室溫 （20 - 25 C），和內含有鈉0.03米（Na3C6H5O72 H2O）和0.12

12、5米碳酸氫鈉 （NaHCO3）, 0.6 g連二亞硫酸鈉（Na2S2O4）的40毫升溶液里培養60分鐘。沖洗 三次后根與去離子水一起添加到氯苯提取物中。得到的提取液含100毫升去離子 水。用氯苯萃取后，根在65烘干72小時，稱重。總金屬濃度在氯苯中的計算 方法（Tmetals），以百分比表示，計算如下：。頃）=x 。頃）=x I ()0%CffMiu玄 (-DCBestractnictaEs + root-metab+ shoot-nictats +grainmetalsCDCB 提取金屬，Croot 金屬，Cshoot 作物，Cgrain 金屬（mg kg 1 十重），神，鎘和鉛分別在根，枝

13、條，和全谷物（包括果殼和Pb和全麥）的氯苯 提取物中的濃度。2.5化學分析一百克的稻田土壤樣本，經過一個被0.149毫米篩使其質地均勻，儲存在 500毫升的聚丙烯瓶中做主要性能分析。PH值的測定采用雙蒸餾水（土液比1 : 2.5）復合電極和陽離子交換容量（CEC）是通過使用無緩沖0.1中號氯化鋇確定 的（亨德肖特，杜奎特1986）。神，鎘和鉛的總濃度在土壤研究和認證的參考材 料（CRM，土壤，為在中國國家標準物質研究中心GBW07405） HNO3/HCl/HClO4 的消化（1998年美國環保局方法3051A，）。得到初始土壤的理化性質，給出了金 屬濃度和表1。干的水稻材料（0.20-0.3

14、0克）分別稱重，用干凈的消解管，浸在5毫升的 濃硝酸一夜。第二天，將消化管放在一個加熱塊上，并在80 C加熱1小時， 然后在120-130 C加熱20小時，直到提取液蒸發（Liu等2004年b）。一個 試劑為空白及CRM（布什葉子,GBW 07603中國從國家科研中心標準的材料）包括驗 證方法的準確度，精度的消化過程和隨后的分析。冷卻后，消化管被轉移到25 毫升燒瓶，用去離子水稀釋,分散在聚乙烯瓶中。用電感耦合等離子體質譜儀分別測定大米土壤和植物組織中神、鎘、鉛的總 濃度（7500 a,安捷倫技術、美國），整個污染得分2.6神、鎘、鉛在土壤和大米中。在我們的研究中,OPS的神、鎘、和鉛被用來評

15、價多金屬污染的程度和計算 水稻土使用下面的公式：OPS = 玨（3）其中Pi神，鎘和鉛的污染指數;Ci（mg kg-1）是神，鎘和鉛樣品的 測量濃度；Si（mg kg-1）土壤環境質量標準的基礎上神，鎘，鉛的評價標準 “（GB15618 - 1995，II級）（環境保護部1995年）。P3的結果意味著樣品是 沒有問題的，3 P 6意味著輕微多污染，6 P 30 意味著該樣本是非常嚴重的污染。同樣的方法也被用來衡量在水稻中的多元素污染的嚴重性。只有對全谷類進 行分析的結論（CSFA2005）威廉姆斯等人湖南水稻對精米轉化為自己的全谷物等 值的基礎上確定轉換因素（2009），朱等人（2008）。一

16、個或以下價值觀構成了一 個低風險超過特定的元素，而上述三個MCLs值表明要么單數或多的污染物的高 風險的污染。2.7質量控制和統計分析所有使用過的玻璃和塑料制品使用硝酸（10%）浸泡過夜，再用去離子水徹 底沖洗。CRM的回收率是令人滿意的范圍如下：神（95-102%），銘（90-101%）， 鉛（95-105%），土壤中的神（93-96%），鎘（87 - 96%），鉛（97-103%）。 使用統計軟件包MINITAB14 （MINITAB 2003年）對數據進行統計分析。稻米中神， 鎘，鉛的濃度，土壤中的神，鉛，鎘，CEC，pH值，有機碳之間的相關性也用 MINITAB14分別計算。計算單因素

17、方差分析與顯著性水平和P 0.05的統計學意 義。3結果3.1水稻土中的神，鎘，鉛3.2重金屬毒性對糧食產量的影響受采礦影響的土壤和控制土壤中生長的植物之間的谷物產量的差異被稱為 金屬毒性。不同土壤之間水稻的毒性程度顯著不同，產量從4.7克十重（DW） plot-1生長在HY - 1 土壤到25.4 GDWCN的土壤。水稻的產量，籽粒的生長在 鉛/鋅采礦和冶煉地區土壤的影響（P 0.05）的方程：稻谷產量二-0.15 * OPS + 23.1，R2 = 0.72 （未顯示），其對錳礦（XT）也同樣適合。然而，從黃金（YIY）， 雄黃（SM）和銻（LSJ）受采礦影響地區的土壤不適合相同的趨勢，導

18、致神，鎘， 鉛土壤污染指數不佳，說明在這些地區的毒性。OPS在（p=0.460.05）之間水 稻產量和受開采和冶煉影響的土壤沒有顯著的相關性，用下面的公式解釋：稻谷 產量=-0.14 8OPS + 21.2, R2=0.56 （圖 2）.0IIIiiii0204060 BO 1W 120Cum mutative Soil contamination Score圖2雙標圖的累積神，鎘和鉛在礦山和冶煉廠的整體污染分數和對土壤稻谷產量的影響。- 3.3所有糧食中的神，銘，鉛表2總結了神，銘和鉛在研究土壤樣本在整個糧食種植平均數濃度。顯著 差異（P0.05），由于神，鎘，鉛并在13個水稻土生長的全谷物

19、鉛進行了觀察， 從 0.17 至 0.53mg/kg 十物質從 0.22 到 0.81mg/kg 十物質，從 0.01 至 1.91mg/kg T物質，平均分別為0.37, 0.30，0.39mg/kg干物質。鎘的最高水平，發現在 ZZ的水稻土種植的平均值為1.91mg/kg，恒陽1的全谷物為0.92mg/kg。全谷物鑒于為CN，DX，SM和DJT全谷物樣品中神，鎘，鉛的含量要低 得多，分別為0.05, 0.02, 0.04和0.01mg/kg干物質。CN，DX，SM整個糧食樣品生長在稻田土壤中，其有一個最低的OPS的價值， 即全谷物中沒有明顯的多金屬污染。全谷物生長在稻田土壤樣品中，如YZ，

20、SZY， 鉛/鋅和HY - 1，ZZ的冶煉，XT錳礦區的OPS值超過三個，即高風險復雜的污 染。特別是全谷物最高的OPS，發現在ZZ的冶煉影響的十個得分最高的鎘丕中 （未顯示）神，鎘和鉛的土壤之中的OPS，表明對人類健康的風險最高。然而OPS 在所有的全谷物中鉛/鋅的YY，HY - 2, DJT冶煉，YIY金礦，和LSJ銻礦是受 采礦影響的兩倍，表明是輕度污染。3.4多元線性回歸模型分析作為內容的全谷物可以很好的解釋（P 0.05）土壤有機碳含量，而土壤鎘 和CEC預測糧食鎘濃度均有顯著性因素（P0.05）。主要土壤理化性質差，很難 估計在糧食中的鉛含量。以下多元回歸方程：As in rice grain = 12.2 - 0.00569 x soil