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污水灌溉导致农田土壤重金属污染严重,而浑蒲灌区是辽宁省大型污灌区之一。本文以浑蒲灌区彰驿镇水田为研究对象,布设、采集土壤及水稻植株样品,测定土壤及水稻植株中Cd浓度,获得该地区水田土壤及糙米的Cd污染现状,并基于土壤性质、Cd赋存形态与植株中Cd含量的相关关系,分析影响水稻植株Cd吸收的因素;根据通量估算模型,依据监测数据及统计数据计算灌溉水、沉降、农业投入品输入要素和外排水、植物吸收等输出要素Cd年通量,得出水田土壤重金属Cd的年净通量及累积盈余量。本研究为浑蒲灌区水田土壤的治理和安全利用以及控制提供了数据基础和理论依据。取得的主要结论如下: (1)浑蒲灌区水田土壤Cd污染严重,研究区土壤样品Cd平均含量为1.02mg/kg,超标率为97.0%,其中重度污染占55.0%;耕层土壤中Cd元素形态分布特征为残渣态>弱酸提取态>可还原态>可氧化态。 (2)浑蒲灌区水稻糙米样品中Cd平均含量为0.36mg/kg,超标率为54.5%,多以轻度污染为主;Cd元素在水稻体内的分布规律为:根>茎>叶>糙米,Cd主要富集在植株根部,向上迁移能力较弱。 (3)水稻对Cd的富集能力、Cd在水稻植株中的迁移能力及土壤中Cd的形态分布是影响水稻吸收土壤中Cd的重要因素,其中土壤中弱酸提取态和可还原态对水稻植株Cd的吸收贡献率最大,且二者与土壤pH和CEC之间的相关性达到显著性水平。 (4)灌区农田系统中Cd元素的主要输入途径为大气干湿沉降、灌溉用水以及农业投入品。每年通过大气干湿沉降输入农田土壤系统中的Cd元素含量为11545.70mg/hm2,通过灌溉用水带入系统内的Cd元素含量为13375.25~17465.50mg/hm2,而通过农业投入品输入灌区农田系统中的Cd元素含量为147.61mg/hm2。土壤中的Cd元素的输出途径主要是农作物的收获和地表径流流失。每年由水稻植株收获所带出的Cd元素量为11638.18~39858.16mg/hm2,通过地表径流带出的2070.54~2311.65mg/hm2。 (5)通过极值分析可以看出,该灌区内Cd元素年净变化量为-17101.00~15450.09mg/hm2;通过均值分析可以看出,该灌区内Cd元素年净累积量为8013.99mg/hm2,且有累积的趋势。 通过以上研究表明,灌区内土壤和糙米呈现不同程度的污染,并呈现加重的趋势,因此应采取合理控制及安全利用措施降低作物污染风险。