水稻镉污染与防治课件

镉的来源、性质及四川污染现状镉的来源、性质及四川污染现状 来源镉(Cd)是地壳中的一种天然元素，平均含量0.152mg/kg。镉在自然界中都以化合物的形式存在，主要矿物为硫镉矿(CdS)，与锌、铅(锌)、铜(铅锌)矿等共生，浮选时大部分进入精矿，在焙烧过程中富集在烟尘中，特别是土法炼锌污染最为严重。在湿法炼锌时，镉存在于铜镉渣中。硫铁矿、磷矿也富含镉。所有的土壤和岩石，包括煤和矿质肥料，都含一定量的镉。镉通过开矿、工业和燃煤、石油、天然气及焚烧家庭垃圾进入空气。镉微粒沉降到地面或水中之前可在空气中传播很长距离。由废物处理和有害废物场所的泄漏的镉进入水体及土壤。镉的来源、性质及四川污染现状 来源1性质Cd是一种易挥发性的金属，在燃烧过程中(金属熔点321 0C,沸点767 0C,氧化物900 0C升华)75%随烟尘挥发到空气中；在环境中的化学价(Cd2+)很稳定，不分解，难被还原；但可改变形态；参与一系列土壤、水化学/生化反应,包括吸附解吸，沉淀溶解，络合(螯合)，形成有机、无机和有机-无机Cd化合物。在土壤中，Cd与土壤颗粒紧密结合，少量溶于水中。植物从土壤、水中吸收有效态Cd；大气沉降至植物表面的Cd形态各异。性质2四川的镉污染现状四川的镉污染现状 分布与成因四川省受镉污染耕地的准确面积目前尚不清楚，主要分布在龙门山脉-成都平原、长江上游支流沿岸、泸州和攀西地区。与富镉泥沙沉积、含镉矿藏开发/工业污染紧密相关，其次为含镉农资的使用。根据省地质调查院的数据，成都经济区大约有42%59%的稻米、80%的小麦和油菜样品Cd超标。农耕地的镉污染，对我们的食品安全、人畜健康和农产品出口，带来严峻的挑战。四川的镉污染现状 分布与成因3毒性及危害镉通过气、水和食物对人、畜造成毒害。主要累积在肾、肝、肺等器官，可导致高血压、骨痛病、肾功能紊乱、肝损害、肺水肿、贫血等疾病以及神经和大脑损伤,甚至诱发癌症。日本的骨痛病-镉米所致。水稻，小麦，蔬菜(根、叶菜类)易于吸收累积Cd.毒性及危害4镉对水稻的危害及在体内的分布镉对水稻的危害及在体内的分布l 危害轻度污染对水稻无危害/影响，反而对生长有一定促进作用中度以上污染影响敏感品种生长：水稻黄化和萎焉,抗性品种受影响很小影响酶系统：辣根过氧化物酶(POD)、超氧化物、歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)、抗坏血酸过氧化物酶（APX）和脱氢抗坏血酸还原酶（DHAR）的活性与水稻Cd抗性无关Cd胁迫对水稻光合参数的影响：直接影响水稻光合蛋白和光合作用，即影响净光合速率和光系统荧光参数，而不是限制气孔开闭和减小蒸腾率；抗性品种受影响较小。Cd胁迫对水稻呼吸参数的影响:总体上，Cd胁迫下抗氰呼吸上升，但敏感品种上升幅度最大。呼吸参数可以作为抗性强弱的检验标准l分布根系 秸秆 叶片 谷壳糙米(随运距增长而降低)镉对水稻的危害及在体内的分布 危害5水稻镉污染防控技术措施水稻镉污染防控技术措施 镉污染土壤分级与作物布局抗镉污染水稻品种的应用 肥料和施用技术土壤酸碱度调节 稻田水分管理技术 镉污染区农作物秸秆的利用 关于污染土壤的修复技术水稻镉污染防控技术措施 镉污染土壤分级与作物布局6镉污染土壤分级与作物布局镉污染土壤分级与作物布局土壤污染程度分级PCd=CCd/SCd(PCd-Cd单指标污染指数,CCd-实测值,SCd-污染临界值)-轻度：PCd=12-中度：PCd=23-重度：PCd=3作物布局(提升土壤pH为微碱性的前提下)-严重污染：种植木本果树、花卉、非食用工业原材料-中度污染：种植木本果树、花卉、各种抗镉污染作物品种(包括水稻)-轻度污染：各种非富集性作物品种镉污染土壤分级与作物布局土壤污染程度分级7菠菜、油菜 大蒜牛皮菜 防风属 土豆*胡萝卜茄子、豌豆 甜菜生菜、莴笋 萝卜包菜、青花菜 洋葱小白菜、芹菜辣椒 土豆*西红柿、花菜蘑菇、三叶草南瓜菜豆、豇豆 土豆*黄瓜、南瓜、冬瓜高高中中油菜（芥菜）小麦 草莓水稻*豌豆花生大豆*玉米、高粱 西瓜 各种木本果树高高低低中中低低蔬菜粮、油作物不同作物吸镉能力比较不同作物吸镉能力比较果树 高中高低中低蔬菜粮、油作物不同作物吸镉能力比较果树 8抗镉污染水稻品种的应用抗镉污染水稻品种的应用目前已筛选出的抗性水稻品种有：刚优725、优838和川香优3号等还筛选出了一批水稻抗性育种材料，可在今后育种中使用。抗镉污染水稻品种的应用目前已筛选出的抗性水稻品种有：刚优729肥料和施用技术肥料和施用技术适合镉污染土壤上水稻生产的肥料品种有机肥 重金属含量国家限量的各种有机肥、饼肥、绿肥,污染区作物秸秆氮肥 氯化铵磷肥 过磷酸钙，磷石膏酸性物料 酸性肥料、食品加工产生的酸性废料污泥肥料和施用技术不适合镉污染土壤上水稻生产的肥料品种11土壤酸碱度调节土壤酸碱度调节把Cd污染土壤的pH调整到中性偏碱石灰性物料 石灰、石灰石、草木灰、硅酸钠土壤酸碱度调节把Cd污染土壤的pH调整到中性偏碱12稻田水分管理技术稻田水分管理技术水稻生长期间始终保持淹水状态，不使用常规水稻丰产栽培的水分管理技术 湿润灌溉和晒田淹水降Cd的机理-土壤pH升高至7左右，比淹水前降低有效Cd约60%80%-Eh下降，土壤中的S和施入的含硫物料被还原成S2-，与Cd生产CdS沉淀。l 防止污水灌溉稻田水分管理技术水稻生长期间始终保持淹水状态，不使用常规水稻13镉污染区农作物秸秆的利用镉污染区农作物秸秆的利用Cd污染地区的农作物秸秆不宜还田(相当于还入0.250.5g Cd/年)种植食用菌(按双孢蘑菇5000kg稻草/亩计，相当于还入Cd 1.252.5 g/亩;以蘑菇Cd限量0.2mg/kg计，可使蘑菇Cd超标数倍至数十倍。)作饲料可用于作燃料 林业、花卉和绿化草地（包括草木灰）造纸原料生产煤气镉污染区农作物秸秆的利用Cd污染地区的农作物秸秆不宜14关于污染土壤的修复技术关于污染土壤的修复技术物理修复 客土:仅限于微域污染化学修复 土壤清洗:仅限于地势平坦、有水源的微域污染生物修复 微生物：不适用 超富集植物：仅限于微域污染，富集植物的利用或处理是一个难题。如龙葵,在Cd污染超临界值100倍的土壤上,比一般植物吸收高100倍的镉,但在轻度中度Cd污染土壤上,对Cd的吸收仅比一般植物高2-3倍,1mg/kg。关于污染土壤的修复技术物理修复 客土:仅限于微域污染15