关注公众号

关注公众号

手机扫码查看

手机查看

喜欢作者

打赏方式

微信支付微信支付
支付宝支付支付宝支付
×

土壤安全临界值确定方法

2021.11.03

1.思路与方法

浙江省土壤安全临界值即浙江省土壤环境质量二级标准,根据浙江省农业地质环境项目实施的农业地质环境与农产品安全调查成果资料,以稻谷重金属元素累积量与根系土壤重金属含量关系为依据,以保证稻谷食用安全为准则,进而确定生产安全稻米的土壤重金属元素安全临界值。受到大米食用安全标准中定值指标的限制,土壤安全临界值指标仍以As、Cd、Cr、Cu、Hg、Ni、Pb、Zn为主。

由于大田条件下水稻等农作物对土壤重金属的吸收累积受众多环境条件的影响,而现有调查方法又很难彻底排除这些因素的影响,因此,本次进行的土地安全临界值研究属于初步的探索性研究,今后还需要大量调查资料和研究工作的补充完善。土壤安全临界值影响因素和技术对策主要从以下几方面考虑。

1)植物或农产品中元素含量不仅受到土壤元素含量的影响,而且还受到大气环境质量、降尘污染、灌溉水质量的影响。实际研究中还受到样品加工处理,如稻谷清洗、稻谷脱壳、脱糠程度、加工机械污染、样品消化处理方法等干扰影响。尽管本次调查中采取了一系列方法技术措施,但仍存在一些问题,主要是稻谷脱壳、脱糠不够完全,因而,参照稻米食用卫生标准(指大米中重金属限量值)确定的土壤安全临界值,显然过于严格。

2)即使样品采集、加工处理的方法技术没有问题,也不一定能建立良好的根系土壤与稻谷元素含量关系模型。这是因为水稻对土壤重金属元素的吸收、富集及其他们在植株内迁移、淀积的影响因素十分复杂,包括水稻品种、种植管理水平、土壤环境条件(有机质、pH、质地等)、元素含量水平、存在形态、拮抗与协同元素含量,等等。因此,往往需要综合考虑各种主要影响因素,细化采样调查和统计单元划分,才有可能建立比较理想的稻谷—根系土壤元素含量关系模型。例如,当根系土元素全量与稻谷元素含量关系不甚密切时,需要考虑根系土中水溶态、离子交换态等活动态元素含量与稻谷元素含量的关系。在当前条件下,可综合考虑影响重金属生物有效量的土壤环境条件,如土壤质地、有机质、pH值、CEC、矿物组成、氧化还原电位等,以求建立较为良好的关系模型。

3)二级标准的制定和完善是一个长期的过程,以野外大田环境中水稻—土壤体系的元素含量关系模型确定标准值,是二级标准制定方法之一。显然,为排除大田自然环境条件下众多复杂因素的干扰和影响,必须采取盆栽试验、大田试验等做补充,在相对可控的环境条件下,建立更为显著的根系土—稻谷元素含量关系模型,从而对临界值进行修正。

4)当采取了上述各项技术措施后,仍无法建立较为理想的根系土—稻谷元素含量关系模型,则可采用概率统计法确定土壤安全临界值,即将土壤重金属分为不同的含量段,根据各含量段对应的稻谷重金属含量超标概率(超出大米标准的概率),确定土壤安全临界值。

2.数据资料依据

浙江省农业地质环境调查项目在全省范围内,按优势产区的分布,以浙北、浙东、浙中3区为重点,针对粮、油、茶、果、蔬五大类共20余种农产品,共布设采样点1400余个,系统采集农产品和对应土壤样,测定重金属(全量、有效量)、农药、蔬菜硝酸盐、亚硝酸盐等各类指标40多项,为农产品安全性评价、农产品质量与农业环境关系研究提供了基础数据。

水稻是浙江省的大宗优势农产品,本次调查采集了156件稻谷样品,同时采集了对应土壤样。土壤安全临界值研究就是以本次调查取得的稻谷与土壤元素含量数据为依据,以稻米食用安全标准中元素含量限值为定值的参照依据来确定浙江省土壤安全临界值。

3.定值计算方法

由于根系土与稻谷元素含量关系受到众多因素的影响,理想状态下稻谷与根系土元素含量也并不一定遵循线性关系,因此,利用最小二乘法建立两者间线性回归方程,再根据稻米食用安全标准计算土壤安全临界值,无论从理论上还是实际操作方面都存在着不确定性。有鉴于此,本项探索研究中采用散点图解法,以直接形象的原始含量关系,人为确定稻米安全的土壤临界值。

4.应用意义

本次研究根据稻谷—根系土元素含量散点图,确定的土壤安全临界值,是指保证稻米食用安全的土壤重金属含量限值。实际上,野外大田环境稻米中元素不仅来自水稻植株从根系土的吸收,而且包括了大气环境的影响(如降落于稻谷表面并渗透进稻米的那部分元素),因此,实际上是水稻产地土壤、大气、灌溉水质量的综合环境效应。也正因为受到多介质环境的综合作用,稻谷—根系土壤元素含量关系的规律性往往并不显著。


推荐
热点排行
一周推荐
关闭