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1、重金属在土壤-水稻体系中的分布、变化及迁移规律分析关共凑，徐 颂，黄金国佛山科学技术学院资源环境系，广东 佛山 528000摘要：以佛山市南海区小塘镇和高明区杨梅镇的标准农田为研究对象，分析重金属在土壤和水稻植株不同部位的分布及其随时间变化、迁移规律。结果表明：重金属被水稻吸收以后，多数仍滞留在土壤里，只有少量向地上部分迁移。重金属在水稻植株不同部位的质量分数分布由大到小的次序为：根茎籽叶。水稻地上部分中4种重金属元素分布由大到小的次序是：ZnCuPbCd。水稻分蘖期重金属在根、茎和叶的积累量达到最大，随着时间的延续，在根部积累的重金属就越来越少，茎和叶积累的重金属在拔节期降至最小，随后又慢慢
2、上升。4种重金属在水稻植株中的迁移能力由大到小依次为：CdZnCuPb，但也有个别情况是Cu的迁移能力大于Zn。关键词：重金属；土壤-水稻体系；分布；变化；迁移 中图分类号：X55 文献标识码：A 文章编号：1672-2175（2006）02-0315-04在农业生态环境中，土壤是连接有机与无机界的重要枢纽，重金属元素可以通过土壤积累于农作物体内，再通过食物链进入人体，给人体健康带来潜在的危害。水稻是人们生活中不可缺少的主食品，是重金属进入人体重要途径之一。笔者选择佛山市南海区小塘镇和高明区杨梅镇的某标准农田为研究对象，在水稻生长的五个不同时期（秧苗期、分蘖期、拔节期、孕穗期、成熟期）采样测定
3、土壤、水稻植株中重金属元素的质量分数，不仅可以评价粮食的营养价值，而且可以了解重金属在土壤农作物不同器官的分布及其随时间变化、迁移规律，这对农作物生产和农业可持续发展具有积极的指导意义，对保障人体健康也具有广泛的现实意义。1 实验部分1.1 样品采集和处理根据标准农田的分等定级和分析技术要求进行土壤取样，并考虑了代表性、可比性，用GPS定位（使每次采集的样品都取自同一位置），结合实验课教学任务的需要，组织本系资环专业的学生在小塘镇和杨梅镇某农田，于水稻不同生长时期分别采集土壤及其上面生长的水稻植株样品各3个，再把3个随机样品混合成分析样品。土壤采样深度为表层耕作层020 cm，水稻分根、茎、叶
4、、和籽实采集。土样于室内风干，除去残根、杂物，用木棒磨碎后，过2 mm尼龙筛，去掉2 mm以上的砂砾和植物残体。将上述风干细土反复按四分法弃取，最后约留下100 g土样，再进一步用玛瑙研钵磨细，通过100目尼龙筛，贮存于广口瓶中备用1。水稻样品用自来水冲洗，再用蒸馏水洗净，烘干、磨碎，装瓶供重金属分析用。1.2 样品分析1.2.1 土壤样品HNO3-HClO4消解准确称取烘干土样0.500 g两份（准确到0.1 mg），分别置于100 mL高型烧杯中，加少量去离子水润湿，缓慢加入3 mL浓硝酸，盖上表面皿。把烧杯放在通风橱内的电热板上加热，开始低温，慢慢提高温度，保持微沸状态，使其充分分解（注
5、意温度不宜过高，以防止样品溅出）。消解液呈深黄色（大部分有机物被分解），取下烧杯稍冷，沿烧杯壁加入12 mL高氯酸，继续加热分解至冒白烟，土壤变为灰白色2。取下烧杯冷却后，用去离子水冲洗表面皿和烧杯壁。将消解液用中速定量滤纸过滤至25 mL容量瓶中，用去离子水洗涤残渣23次，将清液过滤至容量瓶中，用去离子水稀释至刻度，摇匀待测。同时做一份空白试验。1.2.2 水稻植株样品HNO3消解准确称取1.000 g（准确到0.1 mg）经烘箱恒重过的水稻植株样品（根、茎、叶、和籽）各两份，分别置于100 mL三角烧瓶中，加8 mL浓硝酸，在电热板上加热（加热方式同土样的消解），消解至红棕色气体减少时，补
6、加浓硝酸5 mL，加热至冒浓白烟、溶液透明（或有残渣）为止，用中速定量滤纸过滤至25 mL容量瓶中，用去离子水洗涤残渣23次后，稀释至刻度，摇匀待测。同时做一份空白试验1。1.2.3 样品重金属元素测定选择人类活动源元素Cu、Zn、Pb、Cd 4种重金属元素作为测定对象，待测液中重金属元素质量分数用原子吸收分光光度计（4510型，上海安捷伦公司，2004年）测定。并同步测定土壤有机质、土壤pH值等参数。2 结果与讨论2.1重金属在土壤-水稻体系中的分布规律表1 重金属在土壤-水稻体系中的分布状况（成熟期）Table 1 The distribution state of heavy metal
7、s in soil-ricesystem（ripe period）乡镇样品重金属含量/(mgkg-1)CuZnPbCd南海区小塘镇土壤38.8560.2844.270.330根22.3730.5526.560.198茎10.8819.272.860.132叶5.059.641.030.089籽实5.8313.261.120.100高明区杨梅镇土壤21.5835.2629.550.300根12.9519.4317.150.186茎6.047.051.770.124叶2.165.280.590.084籽实2.816.350.880.099表1为小塘镇和杨梅镇某标准农田在成熟期土壤和水稻不同部位的重
8、金属质量分数状况。从表1可以看出：不管小塘镇还是杨梅镇的农田，重金属在土壤中被水稻吸收以后，主要集中在根部，只有少量向地上部分（茎、叶、籽实）迁移，剩余大部分仍滞留在土壤里。重金属在水稻植株不同器官的质量分数分布由大到小的次序为：根茎籽实叶，此测定结果与莫争3报道的结果基本上一致，即重金属在植物体内的分布规律是在新陈代谢旺盛的器官（如根部）蓄积量较大，而营养储存器官（如茎部、叶片、果实、籽粒）蓄积量则较少。水稻在其它生长时期重金属的质量分数分布也有类似的规律，在此不再一一列出。但也有报道一些植物地上部分质量分数大于根部，如黄瓜与西红柿中Cd质量分数由大到小的次序为：叶茎根果，青菜中Pb质量分数
9、都是叶高于根4。影响重金属在植物体内分布以及植物对土壤重金属吸收的难易，除与作物种类有关外，还与耕作土壤中重金属的质量分数、土壤有机质、土壤pH值、机械组成、土壤胶体、氧化还原电位（Eh）等因素有关3, 5。从表1还可以看出：小塘镇和杨梅镇农田水稻茎、叶、籽实中4种重金属元素分布由大到小的次序是ZnCuPbCd，原因是Cu、Zn为植物正常生长发育所必需元素而被吸收较多，Pb、Cd为植物生长发育不需要元素而不易被吸收。另外，小塘镇农田土壤重金属质量分数明显高于杨梅镇的，可能是小塘镇工业区较密集，排放的“三废”对土壤造成了污染，Cu、Zn、Pb、Cd质量分数分别是杨梅镇的1.8、1.7、1.5和1
10、.1倍，这必然导致其水稻植株内重金属质量分数高于杨梅镇的，其中籽实内Pb质量分数为1.12 mgkg-1，已超出我国粮食中Pb为1.00 mgkg-1的卫生标准（GB2715-81），应引起有关部门的高度重视。2.2重金属在土壤-水稻体系中随时间的动态变化规律监测结果表明，重金属在土壤中的质量分数随时间变化不太明显，而在水稻植株中变化较为明显。下面用小塘镇农田水稻根、茎、叶积累的重金属质量分数在不同生长期变化情况加以说明，见下页图1。从图1可以看出：水稻根部重金属质量分数在秧苗期很低，而在分蘖期根部积累的重金属迅速上升，并达到最大值，在随后的拔节期孕穗期成熟期，根部积累的重金属慢慢减少。原因可
11、能是水稻根部在分蘖期生长旺盛，对重金属的吸收量大，随后，由于根部积累较多的重金属，使根部的代谢加强，导致重金属从根部不断向地上部分迁移，同时根部化学性状的改变以及原生质泌溢等作用5抑制了根部的吸收机能，使根部从土壤中吸收的重金属逐渐减少，因此，随着时间的延续，在根部积累的重金属就越来越少。对于水稻茎部，积累的重金属在秧苗期也很低，也是在分蘖期达到最大值，到了拔节期迅速下降，随后的孕穗期成熟期积累的重金属又慢慢上升。这种变化规律可以认为是水稻茎部在分蘖期生长旺盛，吸收机能加强，使茎部迅速吸收从土壤和根部传输上来的重金属，拔节期，水稻茎部对重金属的耐性和代谢机制加强，使吸收和积累的重金属明显减少，
12、随后，茎部对重金属的代谢机制开始减弱，从土壤和根部传输上来的重金属在茎部又逐渐积累。水稻叶片对4种重金属积累随时间的变化与茎部的变化基本相似，只是由于重金属在水稻植株向叶片部分的迁移作用较小，叶片的耐性、代谢机制和吸收机能比茎部弱，因此，变化规律相对茎部来说没这么明显。2.3重金属在土壤-水稻体系中的迁移规律为了解4种重金属在土壤-水稻体系中的迁移特性，收集了小塘镇和杨梅镇农田两个监测点的水稻五个生长时期的监测数据，计算重金属在水稻植株地上部分（籽实、叶、茎）的吸收富集系数。所谓吸收富集系数是指重金属元素在水稻植株地上各个部分的质量分数与土壤中对应元素的质量分数之比3。它可以用来表征重金属元素
13、在土壤水稻体系中迁移的难易程度，系数越大，迁移能力越强。吸收富集系数计算结果见表2。表2 水稻植株地上部分不同部位对4种重金属的吸收富集系数Table 2 The enrichment coefficients of four heavy metalsin up-ground parts of rice plants部位重金属吸收富集系数CuZnPbCd籽实0.130.150.180.220.0250.030.300.33叶0.020.250.050.300.010.050.100.35茎0.120.450.100.500.010.110.150.55从表2的水稻植株对4种重金属吸收富集系数值
14、可以认为重金属在水稻籽实、叶片和茎部的迁移能力由大到小依次为CdZnCuPb，但也有个别情况是Cu的迁移能力大于Zn（其原因和机理需进一步研究）。Cd最易迁移，原因是土壤偏酸性时，Cd溶解度增大，迁移能力加强6。小塘镇与杨梅镇农田土壤都是偏酸性，pH值为6.126.55，给Cd的迁移创造了条件。另外，土壤处于氧化状态下，其氧化还原电位（Eh）升高，Cd易变成可溶性，有利于迁移。也有文献报道，Zn-Cd表现为协同作用，Zn促进了Cd的吸收和向水稻植株地上部分的转移7，Pb也可以促进根中滞留的Cd的活性，进一步向地上部分迁移8。Pb迁移最弱，原因是进入土壤中的Pb在土壤中易与有机物结合成难以溶解的
15、物质，使Pb积累在表土层，多数集中在根部而难于向上迁移6，另外，土壤有机质含有大量腐殖质，它能强烈地吸附土壤中的Pb2+，使Pb沉积下来9。Cu与Zn迁移能力居中，且通常Zn的迁移能力大于Cu，这可能是因为Cu与植物细胞壁的结合能力大于Zn5，Cu被局限于细胞壁上而不能进入细胞质影响细胞内的代谢活动，使植物对Cu表现出耐性。图1 小塘镇农田Cu、Zn、Pb、Cd在水稻植株中随时间的动态变化Fig. 1 Change of Cu、Zn、Pb、Cd in rice plant of the farmlands in Xiaotang town at any time3 结论重金属在土壤中被水稻吸收
16、以后，主要集中在根部，只有少量向地上部分迁移，剩余大部分仍滞留在土壤里。重金属在水稻植株不同器官的质量分数分布由大到小的次序为：根部主茎籽实叶片。水稻茎、叶、籽实中4种重金属元素分布由大到小的次序是：ZnCuPbCd。4种重金属在水稻植株不同部位的积累随时间的变化是：根部重金属积累量在水稻秧苗期很低，分蘖期最大，随着时间的延续，在根部积累的重金属越来越少；茎部重金属积累量也是在水稻秧苗期很低，分蘖期最大，在拔节期降至最小，随后积累又慢慢上升；叶片对4种重金属积累随时间的变化与茎部的变化基本相似。不同重金属在作物体内的迁移能力有所不同，在本研究中，4种重金属在水稻籽实、叶片和茎部的迁移能力由大到
17、小依次为：CdZnCuPb，但也有个别情况是Cu的迁移能力大于Zn。重金属在土壤水稻体系中的分布、随时间变化及迁移是一个十分复杂的过程，其影响因素及影响过程复杂多样，本文阐述的仅仅是一些基本的规律和作用机理，仍有许多问题有待于深入研究。参考文献：1 董德明, 朱利中. 环境化学实验M. 北京: 高等教育出版社, 2002: 80-83.DONG Deming, ZHU Lizhong. Environmental chemistry experimentM.Beijing:Higher Education Press, 2002:80-83.2 聂麦茜. 环境监测与分析实践教程M. 北京: 化
18、学工业出版社, 2003: 131-133.NIE Maixi. Environmental monitoring and analysis practice course of studyM. Beijing: Chemistry Industry Press, 2003: 131-133. 3 莫争, 王春霞, 陈琴, 等. 重金属Cu、Pb、Zn、Cr、Cd在水稻植株中的富集和分布J. 环境化学, 2002, 21(2): 110-116.MO Zheng, WANG Chunxia, CHEN Qin, et al. Distribution and enrichment of hea
19、vy metals of Cu,Pb,Zn,Cr and Cd in rice plantJ. Environmental Chemistry, 2002, 21(2): 110-116.4 丁爱芳. 南京市城郊零散菜地土壤及青菜中重金属含量特征J. 南京晓庄学院学报, 2003, 19(4): 28-31.DING Aifang. Concentrations of heavy metals in soils and Chinese cabbages(Brassica chinensis) from some urban vegetable fields around NanjingJ. J
20、ournal of Nanjing Xiaozhuang College, 2003, 19(4): 28-31.5 戴树桂. 环境化学M. 北京: 高等教育出版社, 2001: 217-219.DAI Shugui. Environmental chemistryM. Beijing: Higher Education Press, 2001: 217-219.6 李兵. 土壤中重金属的污染与危害J. 金属世界, 2005, 5: 43.LI Bing. Pollution and harm of heavy metals in soilsJ. Metal World, 2005, 5: 4
21、3.7 赵中秋, 朱永官, 蔡运龙. 镉在土壤-植物系统中的迁移转化及其影响因素J. 生态环境, 2005,14(2): 282-286.ZHAO Zhongqiu, ZHU Yongguan, CAI Yunlong. Transport and transformation of cadmium in soil-plant systems and the influence factorsJ. Ecology and Environment, 2005, 14(2): 282-286.8 吴燕玉, 余国营, 王新, 等. Cd、Pb、Cu、Zn、As复合污染对水稻的影响J. 农业环境保护,
22、 1998, 17(2): 49-54.WU Yanyu, YU Guoying, WANG Xin, et al. Effect on compound pollution of Cd, Pb, Cu, Zn and AS on lowland riceJ. Agro-Environmental Protection, 1998, 17(2): 49-54.9 奚旦立, 孙裕生, 刘秀英. 环境监测M. 修订版. 北京: 高等教育出版社, 2001: 211.XI Danli, SUN Yusheng, LIU Xiuying. Environmental monitoring M. Rev
23、 ed. Beijing: Higher Education Press, 2001: 211.The Regularity of distribution, change and migrationof heavy metals in soil-rice plant systemGUAN Gongcou, XU Song, HUANG JinguoResources Environment Department, Foshan University, Foshan 528000, ChinaAbstract：Taking the standard farmlands in Xiaotang
24、town of Nanhai area and Yangmei town of Gaoming area in Guangdong as research object, the authors analyzed the regularity of distribution, change and migration of heavy metals in soil and rice plant. The results indicated that after the heavy metals (Zn, Cu, Pb and Cd) were absorbed by the rice plan
25、t, the most was still detained in the underground part, only a little moved to an upper part of rice. The concentration order of heavy metals in the different part of rice was: root stem grain leafThe distribution sequence of four heavy metals in an upper part of rice plant was: Zn Cu Pb Cd. The con
26、centration of heavy metals in root, stem and leaf reached the highest levels at the time of rice tillering. As time went on, the concentration of heavy metals decreased in root, and it reached the lowest levels in stem and leaf at the jointing growth period, and then increased slowly. The transporta
27、tion sequence of four heavy metals in rice was：Cd Zn Cu Pb, but also there was individual Cu Zn phenomenonKey words: heavy metals; soil- rice system; distribution; change; migration我的大学爱情观1、什么是大学爱情：大学是一个相对宽松，时间自由，自己支配的环境，也正因为这样，培植爱情之花最肥沃的土地。大学生恋爱一直是大学校园的热门话题，恋爱和学业也就自然成为了大学生在校期间面对的两个主要问题。恋爱关系处理得好、正确，
28、健康，可以成为学习和事业的催化剂，使人学习努力、成绩上升；恋爱关系处理的不当，不健康，可能分散精力、浪费时间、情绪波动、成绩下降。因此，大学生的恋爱观必须树立在健康之上，并且树立正确的恋爱观是十分有必要的。因此我从下面几方面谈谈自己的对大学爱情观。2、什么是健康的爱情：1) 尊重对方，不显示对爱情的占有欲，不把爱情放第一位，不痴情过分；2) 理解对方，互相关心，互相支持，互相鼓励，并以对方的幸福为自己的满足; 3) 是彼此独立的前提下结合；3、什么是不健康的爱情：1)盲目的约会，忽视了学业;2)过于痴情，一味地要求对方表露爱的情怀，这种爱情常有病态的夸张;3)缺乏体贴怜爱之心，只表现自己强烈的
29、占有欲;4)偏重于外表的追求;4、大学生处理两人的在爱情观需要三思：1. 不影响学习：大学恋爱可以说是一种必要的经历，学习是大学的基本和主要任务，这两者之间有错综复杂的关系，有的学生因为爱情，过分的忽视了学习，把感情放在第一位；学习的时候就认真的去学，不要去想爱情中的事，谈恋爱的时候用心去谈，也可以交流下学习，互相鼓励，共同进步。2. 有足够的精力：大学生活，说忙也会很忙，但说轻松也是相对会轻松的！大学生恋爱必须合理安排自身的精力，忙于学习的同时不能因为感情的事情分心，不能在学习期间，放弃学习而去谈感情，把握合理的精力，分配好学习和感情。3、 有合理的时间；大学时间可以分为学习和生活时间，合理
30、把握好学习时间和生活时间的“度”很重要；学习的时候，不能分配学习时间去安排两人的在一起的事情，应该以学习为第一；生活时间，两人可以相互谈谈恋爱，用心去谈，也可以交流下学习，互相鼓励，共同进步。5、大学生对爱情需要认识与理解，主要涉及到以下几个方面：（一） 明确学生的主要任务“放弃时间的人，时间也会放弃他。”大学时代是吸纳知识、增长才干的时期。作为当代大学生，要认识到现在的任务是学习学习做人、学习知识、学习为人民服务的本领。在校大学生要集中精力，投入到学习和社会实践中，而不是因把过多的精力、时间用于谈情说爱浪费宝贵的青春年华。因此，明确自己的目标，规划自己的学习道路，合理分配好学习和恋爱的地位。
31、（二） 树林正确的恋爱观提倡志同道合、有默契、相互喜欢的爱情：在恋人的选择上最重要的条件应该是志同道合，思想品德、事业理想和生活情趣等大体一致。摆正爱情与学习、事业的关系：大学生应该把学习、事业放在首位，摆正爱情与学习、事业的关系，不能把宝贵的大学时间，锻炼自身的时间都用于谈情说有爱而放松了学习。 相互理解、相互信任，是一份责任和奉献。爱情是奉献而不时索取，是拥有而不是占有。身边的人与事时刻为我们敲响警钟，不再让悲剧重演。生命只有一次，不会重来，大学生一定要树立正确的爱情观。（三） 发展健康的恋爱行为 在当今大学校园，情侣成双入对已司空见惯。抑制大学生恋爱是不实际的，大学生一定要发展健康的恋爱
32、行为。与恋人多谈谈学习与工作，把恋爱行为限制在社会规范内，不致越轨，要使爱情沿着健康的道路发展。正如马克思所说：“在我看来，真正的爱情是表现在恋人对他的偶像采取含蓄、谦恭甚至羞涩的态度，而绝不是表现在随意流露热情和过早的亲昵。”（四） 爱情不是一件跟风的事儿。很多大学生的爱情实际上是跟风的结果，是看到别人有了爱情，看到别人幸福的样子（注意，只是看上去很美），产生了羊群心理，也就花了大把的时间和精力去寻找爱情（五） 距离才是保持爱情之花常开不败的法宝。爱情到底需要花多少时间，这是一个很大的问题。有的大学生爱情失败，不是因为男女双方在一起的时间太少，而是因为他们在一起的时间太多。相反，很多大学生恋
33、爱成功，不是因为男女双方在一起的时间太少，而是因为他们准确地把握了在一起的时间的多少程度。（六） 爱情不是自我封闭的二人世界。很多人过分的活在两人世界，对身边的同学，身边好友渐渐的失去联系，失去了对话，生活中只有彼此两人；班级活动也不参加，社外活动也不参加，每天除了对方还是对方，这样不利于大学生健康发展，不仅影响学习，影响了自身交际和合作能力。总结：男女之间面对恋爱，首先要摆正好自己的心态，树立自尊、自爱、自强、自重应有的品格，千万不要盲目地追求爱，也不宜过急追求爱，要分清自己的条件是否成熟。要树立正确的恋爱观，明确大学的目的，以学习为第一；规划好大学计划，在不影响学习的条件下，要对恋爱认真，专一，相互鼓励，相互学习，共同进步；认真对待恋爱观，做健康的恋爱；总之，我们大学生要树立正确的恋爱观念，让大学的爱情成为青春记忆里最美的风景，而不是终身的遗憾！
