2019-03-27

       水稻作为我国最主要的粮食作物,土壤中的重金属通过水稻富集进而被人体摄入已经成为其产生人体健康风险的重要途径之一,因此准确评价水稻农田中重金属的有效性是控制水稻食品安全的重要前提。然由于水稻田长期的淹水环境和耕种特点,导致污染物的有效性分布特征存在明显的空间异质性,然而现有的采样手段及分析方法容易改变淹水土壤的理化性质,很难避免因污染物形态易变造成的偏差,从而影响研究结果的准确性。

       本研究基于土壤重金属有效性分析的原位分析方法-梯度扩散薄膜技术(DGT),设计了一种基于DGT阵列的探针,其插入到水稻农田后可以实现不同深度(5cm、15cm、25cm)土壤中大部分阴离子及阳离子元素有效性的同步监测,并将该探针与LA-ICPMS联用可以保证方法的灵敏度和稳定性。我们将该DGT探针在江苏南京某水稻田进行原位布置、收集及分析后发现,不同元素的有效态浓度呈现不同的空间异质性特征。As的有效态浓度随土壤深度呈线显著性变化,而Pb的有效态浓度在不同采样区域差异显著。水稻根系活动对于As的有效态浓度存在显著影响,而Pb有效态浓度在不同采样区域的离散分布特征增加了准确评估实际农田土壤中Pb污染程度的误差和难度。该探针不仅可以用于揭示实际水稻田中金属中有效态浓度的空间异质性,也可基于聚类采样的策略评估水稻田的平均污染程度。


DGT-微孔三层.png


       这一研究成果近日在线发表于环境科学领域重要期刊《Environmental Science & Technology》(https://pubs.acs.org.ccindex.cn/doi/10.1021/acs.est.8b01947)。该研究工作的第一作者为南京大学方文助理研究员,通讯作者为英国贝尔法斯特女王大学Paul Williams博士和南京大学罗军副教授。