水稻重金屬污染研究進(jìn)展水稻研究重金屬

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1、水稻重金屬污染硏究進(jìn)展牟仁祥,陳銘學(xué)，朱智偉，應(yīng)興華中國(guó)水稻研究所，農(nóng)業(yè)咅隴米及制品質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)測(cè)試中心，浙江杭州310006摘要:從水稻植株和籽實(shí)對(duì)重金屬的吸收富集規(guī)律、重金屬的分析方法、重金屬的賦存形態(tài)、受重金屬污染后水稻的生理生化效應(yīng)等四個(gè)方面，介紹了水稻中重金屬污染的硏究進(jìn)展,并對(duì)今后控制水稻受重金屬污染的方向提了一些建議。關(guān)鍵詞:水稻；重金屬；吸收；分析方法；賦存形態(tài)；生理生化效應(yīng)中圖分類號(hào)：X503.231文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A文章編號(hào)：1672-2175(2004)03-0417-03工業(yè)"三廢"的排放、城市

2、生活產(chǎn)生的污水和垃圾的污染以及含有重金屬的農(nóng)藥、化肥的不合理使用，已使農(nóng)田土壤環(huán)境日益惡化,進(jìn)而影響到我國(guó)的稻米質(zhì)量安全。因此,準(zhǔn)確測(cè)定水稻根、莖、葉及籽實(shí)中重金屬的含量及形態(tài)，硏究它們?cè)谒旧L(zhǎng)過(guò)程中的吸收富集規(guī)律，尋找籽實(shí)中重金屬可減少或消除的方法,為無(wú)公害稻米的生產(chǎn)技術(shù)創(chuàng)新提供科學(xué)依據(jù)和工程化基礎(chǔ),具有重要的理論意義和實(shí)用價(jià)值。1水稻對(duì)重金屬的吸收富集規(guī)律在相同條件下，不同的水稻品種及同一品種的不同器官，由于外部形態(tài)及內(nèi)部結(jié)構(gòu)的不同，吸收重金屬的生理生化機(jī)制各異,故其重金屬元素的累積量差異較大。蔣彬等山的硏究

3、發(fā)現(xiàn)，水稻籽實(shí)吸收重金屬存在基因型的差異，他們將來(lái)自于全國(guó)不同地區(qū)的239份樣品種植在同一地區(qū)，發(fā)現(xiàn)各品種鉛、碑、鎘含量存在極顯著得基因型差異，并篩選出了一系列低鉛或低鎘或低碑的品種。王凱榮等⑵的研究表明雜交晚稻比常規(guī)稻對(duì)Pb、Cd的富集能力強(qiáng)；吳啟堂等⑶也得到類似的結(jié)果，認(rèn)為高產(chǎn)品種重金屬含量高，低產(chǎn)品種重金屬含量彳氐，由此給高產(chǎn)品種的育種提出了很大的挑戰(zhàn)。譚周錢山通過(guò)對(duì)8個(gè)早稻品種和10個(gè)晚稻品種累積重金屬的實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)不同品種對(duì)重金屬吸收有顯著差異，篩選出了對(duì)重金屬較為鈍感的湘早釉19號(hào)和晚稻V46,以及對(duì)重金

4、屬較為敏感的潭早釉1號(hào)和師大1911。研究切表明，重金屬在水稻植株內(nèi)的分布規(guī)律是在新陳代謝旺盛的器官累積量較大，而在營(yíng)養(yǎng)貯藏器官中累積量小,重金屬在水稻不同形態(tài)器官中含量順序是：根部〉根莖部〉主莖＞穗＞籽實(shí)〉葉部。所以，雖說(shuō)秸稈還田可以培肥改土,節(jié)水保塢，提高產(chǎn)量，但是也給土壤重金屬的污染治理帶來(lái)了困難。目前對(duì)水稻中重金屬分布的硏究還不夠深入，引起根、莖、葉及籽實(shí)中重金屬含量的明顯差異的生理生化機(jī)制還有待進(jìn)一步研究。水稻籽實(shí)各形態(tài)結(jié)構(gòu)中重金屬的濃度分布極不均勻，胚中濃度顯著高于胚乳，皮層和穎殼中重金屬濃度也較高，但

5、是從單位籽實(shí)中的重金屬總量分布看,胚乳中重金屬含量占絕對(duì)優(yōu)勢(shì)。不同重金屬在水稻籽實(shí)各形態(tài)結(jié)構(gòu)的濃度順序也不一樣/Cd是皮層＞胚＞胚乳〉穎殼；Cu和Pb是胚〉皮層〉胚乳〉穎殼向。由于重金屬在稻谷中分布不均勻,通過(guò)脫殼、磨精、拋光等加工過(guò)程除掉含重金屬較多的胚、皮層和穎殼等部位，得到的食用大米中重金屬含量相對(duì)稻谷低,查燕等⑺的研究也證實(shí)籽實(shí)中重金屬的濃度隨加工程度的升級(jí)而降｛氐，從稻谷到精米,Pb、Cu、Cd的去除率分別是56.93%、41.00%、24.10%。硏究表明,水稻籽實(shí)中重金屬主要來(lái)源于土壤幺引、灌溉水叫大

6、氣叭收割、翻曬和加工設(shè)備何等，其中起主要作用的是土壤和灌溉水。在一定范圍內(nèi)，水稻籽實(shí)中重金屬的含量與土壤中重金屬的含量呈正相關(guān)f「，當(dāng)土壤中重金屬濃度很高時(shí)，會(huì)影響水稻根系的正常生理功能，引起細(xì)胞受到損害，導(dǎo)致重金屬向地上部的轉(zhuǎn)移受阻。當(dāng)然，不同的土壤類型，其有機(jī)質(zhì)、孔隙度、pH直酶活性等理化性質(zhì)不同，直接影響重金屬在土壤中的遷移與固定，從而影響水稻對(duì)重金屬的吸收與富集。筆者認(rèn)為，在影響水稻吸收富集微量污染元素的眾多因素中，土壤中有效態(tài)重金屬含量和土壤的氧化還原狀況是主要因素。陳懷滿等1⑵對(duì)人工污染土壤、尾礦砂、污

7、泥等三種類型的土壤的重金屬遷移規(guī)律以及水稻在這三種土壤上的重金屬富集進(jìn)行了調(diào)查分析，發(fā)現(xiàn)富集JII?序是人工污染土壤〉尾礦砂＞污泥〉尾礦砂+污泥，說(shuō)明不同來(lái)源的重金屬進(jìn)入土壤后對(duì)植物生長(zhǎng)的影響不同，以人工污染土壤對(duì)水稻的影響最大。通過(guò)向土壤中添加調(diào)控物質(zhì)來(lái)改變重金屬的化學(xué)活性,可以抑制水稻對(duì)重金屬的吸收。李玉紅等”試驗(yàn)了EDTA、檸檬酸、草酸作為調(diào)控物質(zhì)對(duì)水稻吸收Pb的影響，認(rèn)為檸檬酸和草酸抑制了土壤中Pb的活化，使有效態(tài)Pb含量下降，檸檬酸使水稻籽實(shí)中的Pb含量下降53%?66%,而草酸使水稻籽實(shí)中的Pb含量下降

8、64%?72%。2籽實(shí)中重金屬的分析方法稻米中微量污染元素的檢測(cè)主要依靠先進(jìn)的儀器檢測(cè)分析方法,如原子吸收光譜法(AAS)、原子熒光光譜法(AFS中子活化分析(NAA)、離子色譜法(IC1微分脈沖極譜法(DPP,原子發(fā)射光譜法(ICP-AES'同位素稀釋質(zhì)譜法(ID-MS)以及電感耦合等離子體質(zhì)譜法(ICP-MS),這些儀器分析方法都得到了廣泛的應(yīng)用和發(fā)展