外源六价铬在土壤中的有效性及其小麦毒性效应

作者：彭叶棉; 杨阳; 侯素霞; 程鹏飞; 宋旭昕; 杨泽胜; 刘同旭^*

来源：生态环境学报, 2020, 29(02): 369-377.

DOI：10.16258/j.cnki.1674-5906.2020.02.019

• 土壤铬
• Cr(Ⅵ)
• Cr(Ⅲ)
• 有效态
• 植物毒害

土壤中的铬(Cr)进入植物体内,易对动植物以及人体健康造成危害,而中国农田土壤中关于铬污染防治的研究较少。土壤环境中的铬主要以Cr(Ⅲ)、Cr(Ⅵ)两种化学价态存在,而Cr(Ⅵ)毒性远大于Cr(Ⅲ)。该研究在外源添加Cr(Ⅵ)溶液的6种土壤上种植小麦(Triticum aestivum L.),探究其对土壤中重金属铬的富集作用及植物有效性。研究结果表明苗期的小麦富集的铬质量浓度达到约200 mg·kg-1时开始抑制小麦根的生长。几种土壤中小麦富集系数均随着外源铬含量的升高而下降,导致该结果的原因为低铬处理下(5 mg·kg-1)对小麦根长抑制较小,此时铬的富集系数较高;随着土壤中铬含量的增加,各土壤中小麦根系的生长均受影响,富集能力则逐渐降低。此外,研究结果表明土壤提取态铬(乙酸铵提取剂)与小麦相对根伸长具有较好的相关性(R2=0.741,P<0.01)。相比土壤全量铬,有效态铬更适宜作为有效性模型的预测因子。通过回归分析,建立了基于提取态总铬含量、Cr(Ⅲ)与Cr(Ⅵ)的分配值预测相对生长量的有效性预测模型(R2>0.75,P<0.001)。受土壤理化性质的综合影响,供试土壤中的重庆土壤有效态铬含量低、Cr(Ⅵ)占比低,故在6种农田土壤中铬毒害最轻。土壤理化性质等参数对有效态Cr(Ⅲ)与Cr(Ⅵ)含量的影响固然不可忽视,但是直接测定提取态总铬和Cr(Ⅵ)含量以建立生物有效性模型的方法更简便。

• 单位
  中国科学院大学; 广东省生态环境技术研究所; 邢台职业技术学院; 中国科学院广州地球化学研究所