如砷、铬、镉、汞等均可通过有机质的络合作用,明显降低其毒害。④化学物质改良。在被砷中度或轻度污染的稻田,加入硫酸铁或烘干的硫酸亚铁15~25千克/公顷,结合施肥,对水稻有增产效果。对汞毒田施用磷肥有良好的增产作用,硼毒田施用硝酸盐有一定作用。⑤客土换土。各种矿毒一般都集中在表土,并以砂土及砾质土为害最重。因其缺乏粘粒与有机质,对矿毒的缓冲、吸收及络合作用均极弱。
为使作物正常生长或避免矿毒进入食物链,对含矿毒的水稻土,采取的排毒措施。土壤矿毒来源于:①某些矿山工厂环保设施尚未建立或不完善,排出大量废渣、废水及废气,直接污染附近农田,或通过流水、空气漂移并污染较远的地方。②有些土壤母质含较多有毒矿物,经风化、成土过程仍留于土中。常见的是含砷、镉、铬、汞等的有毒矿物,另一些矿物元素,如硼、锰、钼、锌等,虽为植物营养所必需,但当其超过一定浓度时也可使作物受害。矿毒危害有两种:一是引起作物在生长过程中产生病症或受到抑制,表现为作物叶面或根部发生异常病状,甚至全株死亡;二是作物产品中积累有毒元素,进入食物链,危害人畜健康。
各种矿毒产生的毒害与其在土壤中的含量及存在形态有关。一般来说,只有可溶态才能被作物吸收并造成危害。可溶性矿毒在土壤中的含量,常受pH值、氧化还原电位、有机质、阳离子交换量、质地及养分等多种因素影响。主要矿毒在土壤中存在形态及其危害表征如下:
世界土壤平均含砷量为9.36mg/kg,中国水稻土含量范围是4.5~26.6mg/kg,平均为7.5mg/kg,砷毒土壤含砷量的差别很大,由几百至2000mg/kg不等,最高的达3500mg/kg。土壤砷的主要来源有:①冶炼或焙烧含砷矿石以及在用砷化物作原料的生产过程中排出含砷烟尘、废气和废渣;②矿山开采含砷矿石所排放的废水和尾矿;③施用含砷农药和含砷肥料。前二者发生在含砷多的有色金属矿和砷矿地区,砷在土壤中的形态主要是两种,在氧化状态下以As5+形态存在,在还原状态下多以As3+形态存在,As3+比As5+具有更大的毒性,故淹水稻田中砷的危害较旱地严重。砷毒危害水稻时,稻叶卷曲,死组织呈桃红色或淡绿色,桃红色进一步变为淡黄色,严重时会造成水稻死亡。当稻田土壤全砷量达25.4~81毫克/千克时,水稻产量随砷量增加而锐减。例如含砷量为25.4毫克/千克,产量为1.88吨/公顷;而达到81毫克/千克时,产量降至0.41吨·公顷。又据试验,水稻土加入砷12毫克/千克,水稻减产13%,加砷量为40毫克/千克,减产50%,加砷量为160毫克/千克,水稻不能生长。土壤加入砷比原土壤砷危害严重,因后者被粘土矿物吸附,毒害较轻。砷毒不仅影响水稻生长和产量,还会在籽粒中积累,进入食物链。食品卫生标准规定含砷量低于0.7毫克/千克。按此标准,糙米不超过0.7毫克/千克的土壤含砷量为:草甸棕壤121.7毫克/千克,红壤性水稻土80.2毫克/千克。
食物链中镉因引发骨痛病被特别重视。在土壤自然背景值中镉一般不超过1毫克/千克,但因母质不同而异。据南京各类母质发育的黄棕壤测定,含镉范围为0.08~0.75毫克/千克,平均为0.26毫克/千克。由于镉是铅、锌矿的共生元素,在铅锌矿的开发与冶炼中通过转移及粉尘降落使农田土壤含镉量大增,少数地方还施含镉磷肥,成为土壤镉的另一来源,可使其含量高达178毫克/千克。土壤中的镉可被粘土矿物、腐殖质和金属氧化物所吸附或螯合而分别形成交换态、碳酸盐结合态、铁锰氧化物结合态及有机结合态等。土壤镉被作物吸收量并不决定于全镉量的多少,而要看其结合形态,其中交换态的数量与糙米中含镉量关系最大。镉的形态转化和迁移,同土壤pH值、氧化还原电位、CO2分压等条件有关。土壤pH值越低,镉的溶出率越高,pH4时溶出率可大于50%,pH7.5时溶出极少。当氧化还原电位降低时,硫还原为硫化物(S2-),与镉生成难溶性沉淀,土壤溶液中镉的浓度下降,可减少作物对镉的吸收。水稻土受镉污染后,糙米中镉含量可达0.4毫克/千克以上,严重的达0.98毫克/千克。
土壤铬含量为5~3000毫克/千克,平均约100毫克/千克。该含量大小与母质密切相关。一般是基性岩发育的土壤高于酸性岩发育的。土壤铬有两种形态,即三价铬和六价铬。三价铬被吸附量较大,而六价铬被吸附量较小,但因土壤种类及粘土矿物类型而异。按粘土矿物而言,六价铬的吸附率大小顺序为:蒙皂石>水云母>高岭石。三价铬的吸附率大小顺序为:高岭石>水云母>蒙皂石。土壤有机质可使六价铬还原,其还原量因有机质量而不同,有机质量愈高,还原率也愈大,水田中铬还原率更大。六价铬对作物的危害比三价铬严重,其危害表症为僵苗、叶片变窄、叶色变紫绿色或深紫色,有时叶成筒状包裹在叶鞘上,根部发育不良。铬对作物生长的临界浓度,在土壤中为50毫克/千克,在灌溉水中为10毫克/千克。
汞进入食物链能使人发生水俣病而被重视。其污染土壤的途径有:①电器设备、仪表及化工制造业废水中含汞,②汞化合物用作杀虫、杀菌剂进入农田,③汞矿附近的残渣、废水,④用含汞地下水灌溉。土壤中一般含汞量为0.01~0.3毫克/千克,平均为0.03毫克/千克,表土含汞量高于底土。土壤汞可能存在的形态较多,无机态的如HgS、HgO、HgCO3、HgHpO3、HgCl2、Hg(NO3)2和金属汞等;有机态的如甲基汞,腐殖质与汞形成的铬合物和有机汞农药(如醋酸苯汞)等。以上各种汞化合物除了HgCl2、Hg(NO3)2和甲基汞以外,大多是难溶性的。易溶性的汞化合物易被土壤固定,但固定量因汞的浓度和土壤类型不同,如酸性红壤,每克土加汞量(用HgCl2)1~20微克,其固定率为82.1%~99.9%,用量愈少,固定率愈高。固定态汞在还原条件下会释放出来,随着氧化还原电位的下降,可给态汞明显增多,因此种水稻最容易受汞污染。受污染土壤含汞量达40~500毫克/千克时,将阻碍作物生长,按照食品卫生标准,糙米的含汞量不能超过0.02毫克/千克。
中国土壤硼含量从痕量到500毫克/千克,变幅很大,平均为64毫克/千克。它与母质关系密切,海相沉积物所发育的土壤含硼量最高,基性岩特别是由火山喷出的超基性岩发育的土壤含硼量也很高。此外用含硼地下水灌溉及硼矿污染也是土壤硼积累的重要来源。土壤硼主要以存在,对植物产生良好影响者常为水溶态硼,以含量低于2毫克/千克为宜,过多时对植物有害,作物中含硼量随着土壤中水溶性硼的增加而提高。各种作物的适宜含硼量相差很大,一种作物适宜含硼量的变幅也很大,在作物中危害的起始浓度也因作物而异。有些作物有较强的耐硼毒能力。硼毒现象初期是叶尖或边缘出现缺绿的黄色,然后向侧脉及中轴扩展,叶缘转呈焦灼状,最终扩及全叶。受害程度因作物不同,差别较大。
矿毒来源于土壤母质和外源污染,但达到致毒浓度的主要是外源污染。对矿毒田应采取防治并举、防重于治的策略,严格截断污染源,防止矿毒进入农田。对已被污染者,应按不同矿毒在土壤中的动态分别采取措施。①调节土壤酸碱度。矿毒对不同酸碱度的反应不一,如砷、汞、铬、锰、铜等毒害均可通过施用石灰,中和土壤酸,降低其溶解度。但对钼的毒害,则应施用酸性肥料,增强土壤酸性,从而降低钼的有效性,减轻对作物危害。②调节土壤氧化还原电位。砷、锰、铬、汞等在还原条件下毒害增强,在氧化条件下则减轻,这类矿毒田宜改种旱作。若种水稻,只能保持土壤湿润,避免长期淹水。但镉毒田因在氧化还原电位降低时,土壤硫还原成硫化物,与镉生成硫化镉沉淀。故在水稻吸镉盛期(乳熟期),保持田面水,能降低糙米中镉的含量。③增施有机肥。各种矿毒都易于在缺乏有机质的土壤上发生,砂质及砾质土壤尤甚。土壤有机质增加后,各种矿毒如砷、铬、镉、汞等均可通过有机质的络合作用,明显降低其毒害。④化学物质改良。在被砷中度或轻度污染的稻田,加入硫酸铁或烘干的硫酸亚铁15~25千克/公顷,结合施肥,对水稻有增产效果。对汞毒田施用磷肥有良好的增产作用,硼毒田施用硝酸盐有一定作用。⑤客土换土。各种矿毒一般都集中在表土,并以砂土及砾质土为害最重。因其缺乏粘粒与有机质,对矿毒的缓冲、吸收及络合作用均极弱。故对矿毒严重的稻田,选用肥土、粘质土更换其一部分或全部表土,或填土于矿毒土之上,可立即收到良好效果。对砷毒田选用含活性铁、铝较高的肥沃红土,效果甚佳。
所有评论仅代表网友意见