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本文选择有百年开采历史的铜陵市周边地区为典型区,采用野外调查、样品采集与室内分析相结合的方法研究了矿区及其周围地区土壤、油菜与水稻作物中锌含量分布特征及其影响因素。
1、矿区残坡积母质上发育的旱作土壤的锌含量普遍较高,这一方面是由于成矿过程中锌元素在成土母质中富集,另一方面是由于采矿和冶炼活动进一步加剧了锌等重金属元素的扩散。矿区下游水稻土的土壤母质中锌含量也较高,其来源主要为受污染的灌溉水。地处矿区下游但距离稍远的潮土和非矿区水稻土的锌含量较低。
2、研究区土壤有效态锌含量最高为矿区水稻土,其次为残坡积母质上发育的旱作土壤,潮土和非矿区水稻土有效态锌含量均相对较低。土壤有效态锌含量与土壤全量锌含量有着显著的正相关关系,土壤性质对土壤有效态锌含量的影响随不同土壤类型而不同。对矿区水稻土、潮土和残坡积母质上发育的旱作土壤进行的形态分析结果显示土壤有效态锌含量与土壤碳酸盐态锌百分率相关性最密切。
3、矿区残坡积母质上发育的旱作土壤和矿区水稻土中的油菜作物锌含量均较高,潮土中油菜作物锌含量较低;油菜籽对于锌元素的富集相对于油菜秸秆较稳定,且菜籽锌含量达到约60mg kg-1时,其锌含量不再随土壤中锌含量的增加而增加,油菜籽的锌富集系数分布率随土壤锌含量增加而降低。油菜秸秆锌含量主要受到土壤有效态锌含量的影响。
4、水稻精米中锌含量变异性较小,矿区与非矿区无显著差别。而矿区水稻秸秆锌含量显著高于非矿区秸秆锌含量,且矿区水稻秸秆锌含量的空间变异性较大;水稻精米和秸秆锌富集系数相比较低。精米锌含量受到其生长的土壤环境的影响较小;水稻秸秆锌含量主要受到土壤有效态锌含量的影响,随土壤有效态锌含量的增加而增加。
5、虽然矿区土壤的全量和有效态锌含量均较高。但由于油菜籽锌含量达到一定程度(~60mg kg-1)后,其锌含量趋于稳定,而不再随土壤锌含量的增加而增加,水稻精米的锌含量受土壤锌含量和土壤性质影响也较小。因此,研究区锌元素在土壤中的富集不会对油菜和水稻的食品安全构成威胁。而非矿区土壤锌缺乏的问题应当引起足够的重视。