Geoscience ›› 2024, Vol. 38 ›› Issue (03): 784-792.DOI: 10.19657/j.geoscience.1000-8527.2023.123
• Observational Simulation and Comprehensive Evaluation of Geochemical Processes of Land and Water Resources • Previous Articles Next Articles
HU Xugang(), TAN Jiyong, QIN Xingtao, MA Wenfu, QIN Xiang, LUO Huan, HUANG Zhiwei, LI Zhicai
Online:
2024-06-10
Published:
2024-07-04
CLC Number:
HU Xugang, TAN Jiyong, QIN Xingtao, MA Wenfu, QIN Xiang, LUO Huan, HUANG Zhiwei, LI Zhicai. Enrichment Characteristics and Influencing Factors of the Heavy Metal Elements in Crops from the Primary Cultivated Areas of Tian’e County, Guangxi[J]. Geoscience, 2024, 38(03): 784-792.
参数 | As | Cd | Cr | Hg | Pb | |||||||||
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
水稻 | 玉米 | 水稻 | 玉米 | 水稻 | 玉米 | 水稻 | 玉米 | 水稻 | 玉米 | |||||
最大值 | 0.160 | 0.017 | 0.1600 | 0.0680 | 0.120 | 0.140 | 0.0240 | 0.00065 | 0.059 | 0.070 | ||||
最小值 | 0.054 | 0.010 | 0.0075 | 0.0055 | 0.082 | 0.078 | 0.0018 | 0.00045 | 0.044 | 0.038 | ||||
平均值 | 0.087 | 0.013 | 0.0450 | 0.0130 | 0.087 | 0.099 | 0.0070 | 0.00052 | 0.049 | 0.047 | ||||
变异系数 | 0.258 | 0.113 | 0.9790 | 1.0800 | 0.097 | 0.158 | 0.7920 | 0.06900 | 0.086 | 0.145 | ||||
污染限量[ | 0.500 | 0.500 | 0.2000 | 0.1000 | 1.000 | 1.000 | 0.0200 | 0.02000 | 0.200 | 0.200 |
Table 1 Summary of statistics of heavy metal concentrations in crop samples
参数 | As | Cd | Cr | Hg | Pb | |||||||||
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
水稻 | 玉米 | 水稻 | 玉米 | 水稻 | 玉米 | 水稻 | 玉米 | 水稻 | 玉米 | |||||
最大值 | 0.160 | 0.017 | 0.1600 | 0.0680 | 0.120 | 0.140 | 0.0240 | 0.00065 | 0.059 | 0.070 | ||||
最小值 | 0.054 | 0.010 | 0.0075 | 0.0055 | 0.082 | 0.078 | 0.0018 | 0.00045 | 0.044 | 0.038 | ||||
平均值 | 0.087 | 0.013 | 0.0450 | 0.0130 | 0.087 | 0.099 | 0.0070 | 0.00052 | 0.049 | 0.047 | ||||
变异系数 | 0.258 | 0.113 | 0.9790 | 1.0800 | 0.097 | 0.158 | 0.7920 | 0.06900 | 0.086 | 0.145 | ||||
污染限量[ | 0.500 | 0.500 | 0.2000 | 0.1000 | 1.000 | 1.000 | 0.0200 | 0.02000 | 0.200 | 0.200 |
参数 | As | Cd | Cr | Hg | Pb | pH | 有机质 |
---|---|---|---|---|---|---|---|
最大值 | 64.80 | 4.98 | 675.40 | 0.96 | 77.37 | 6.89 | 4.44 |
平均值 | 15.79 | 1.00 | 148.71 | 0.21 | 34.19 | 5.98 | 2.78 |
最小值 | 2.81 | 0.08 | 60.10 | 0.04 | 17.12 | 4.67 | 1.13 |
标准偏差 | 12.22 | 1.28 | 140.23 | 0.20 | 13.76 | 0.54 | 0.73 |
变异系数 | 0.77 | 1.28 | 0.94 | 0.95 | 0.40 | 0.09 | 0.45 |
广西土壤背景值[ | 24.80 | 0.18 | 86.30 | 0.18 | 23.60 | - | - |
地累积指数 | -1.58 | 0.83 | -0.20 | -0.85 | -1.27 | - | - |
Table 2 Summary of statistics of heavy metal concentrations in the rhizosphere soil samples
参数 | As | Cd | Cr | Hg | Pb | pH | 有机质 |
---|---|---|---|---|---|---|---|
最大值 | 64.80 | 4.98 | 675.40 | 0.96 | 77.37 | 6.89 | 4.44 |
平均值 | 15.79 | 1.00 | 148.71 | 0.21 | 34.19 | 5.98 | 2.78 |
最小值 | 2.81 | 0.08 | 60.10 | 0.04 | 17.12 | 4.67 | 1.13 |
标准偏差 | 12.22 | 1.28 | 140.23 | 0.20 | 13.76 | 0.54 | 0.73 |
变异系数 | 0.77 | 1.28 | 0.94 | 0.95 | 0.40 | 0.09 | 0.45 |
广西土壤背景值[ | 24.80 | 0.18 | 86.30 | 0.18 | 23.60 | - | - |
地累积指数 | -1.58 | 0.83 | -0.20 | -0.85 | -1.27 | - | - |
重金属形态 | Cr | Cd | Pb | As | Hg | |||||||||
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
含量 | 占比(%) | 含量 | 占比(%) | 含量 | 占比(%) | 含量 | 占比(%) | 含量 | 占比(%) | |||||
水溶态 | 0.024 | 0.02 | 0.002 | 0.13 | 0.023 | 0.07 | 0.047 | 0.29 | 0.0008 | 0.40 | ||||
离子交换态 | 0.228 | 0.16 | 0.325 | 19.53 | 0.039 | 0.12 | 0.033 | 0.20 | 0.0008 | 0.39 | ||||
碳酸盐结合态 | 0.782 | 0.54 | 0.226 | 13.58 | 1.569 | 4.71 | 0.067 | 0.42 | 0.0011 | 0.55 | ||||
腐殖酸结合态 | 0.619 | 0.43 | 0.097 | 5.86 | 0.761 | 2.28 | 1.577 | 9.71 | 0.0143 | 7.23 | ||||
铁锰氧化态 | 1.179 | 0.81 | 0.508 | 30.59 | 12.487 | 37.49 | 0.654 | 4.03 | 0.0024 | 1.22 | ||||
强有机结合态 | 2.981 | 2.05 | 0.061 | 3.69 | 0.319 | 0.96 | 0.042 | 0.26 | 0.0426 | 21.62 | ||||
残渣态 | 139.490 | 96.00 | 0.443 | 26.63 | 18.108 | 54.37 | 13.831 | 85.10 | 0.1352 | 68.58 |
Table 3 Characteristics of the heavy metals in rhizosphere soil samples
重金属形态 | Cr | Cd | Pb | As | Hg | |||||||||
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
含量 | 占比(%) | 含量 | 占比(%) | 含量 | 占比(%) | 含量 | 占比(%) | 含量 | 占比(%) | |||||
水溶态 | 0.024 | 0.02 | 0.002 | 0.13 | 0.023 | 0.07 | 0.047 | 0.29 | 0.0008 | 0.40 | ||||
离子交换态 | 0.228 | 0.16 | 0.325 | 19.53 | 0.039 | 0.12 | 0.033 | 0.20 | 0.0008 | 0.39 | ||||
碳酸盐结合态 | 0.782 | 0.54 | 0.226 | 13.58 | 1.569 | 4.71 | 0.067 | 0.42 | 0.0011 | 0.55 | ||||
腐殖酸结合态 | 0.619 | 0.43 | 0.097 | 5.86 | 0.761 | 2.28 | 1.577 | 9.71 | 0.0143 | 7.23 | ||||
铁锰氧化态 | 1.179 | 0.81 | 0.508 | 30.59 | 12.487 | 37.49 | 0.654 | 4.03 | 0.0024 | 1.22 | ||||
强有机结合态 | 2.981 | 2.05 | 0.061 | 3.69 | 0.319 | 0.96 | 0.042 | 0.26 | 0.0426 | 21.62 | ||||
残渣态 | 139.490 | 96.00 | 0.443 | 26.63 | 18.108 | 54.37 | 13.831 | 85.10 | 0.1352 | 68.58 |
地层名称 | As | Cd | Cr | Hg | Pb | |||||||||
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
水稻 | 玉米 | 水稻 | 玉米 | 水稻 | 玉米 | 水稻 | 玉米 | 水稻 | 玉米 | |||||
兰木组 | 0.0093 | 0.0017 | 0.1634 | 0.0352 | 0.0010 | 0.0013 | 0.0586 | 0.0066 | 0.0019 | 0.0020 | ||||
百逢组 | 0.0049 | 0.0016 | 0.2839 | 0.0318 | 0.0011 | 0.0012 | 0.0549 | 0.0063 | 0.0021 | 0.0016 | ||||
板纳组 | 0.0142 | 0.0010 | 0.1013 | 0.0504 | 0.0012 | 0.0011 | 0.0873 | 0.0037 | 0.0019 | 0.0014 | ||||
石炮组 | 0.0192 | - | 0.1222 | - | 0.0013 | - | 0.1429 | - | 0.0019 | - | ||||
四大寨组 | - | 0.0017 | - | 0.0229 | - | 0.0014 | - | 0.0078 | - | 0.0024 | ||||
合山组 | 0.0028 | 0.0007 | 0.0884 | 0.0044 | 0.0002 | 0.0005 | 0.0121 | 0.0016 | 0.0015 | 0.0010 | ||||
生物礁 | 0.0081 | 0.0011 | 0.1010 | 0.0573 | 0.0012 | 0.0012 | 0.0535 | 0.0036 | 0.0019 | 0.0014 | ||||
茅口组 | 0.0045 | 0.0004 | 0.0180 | 0.0044 | 0.0005 | 0.0003 | 0.0625 | 0.0010 | 0.0013 | 0.0009 | ||||
栖霞组 | - | 0.0004 | - | 0.0046 | - | 0.0003 | - | 0.0010 | - | 0.0007 |
Table 4 Bioconcentration factor of the heavy metals in crops in different strata
地层名称 | As | Cd | Cr | Hg | Pb | |||||||||
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
水稻 | 玉米 | 水稻 | 玉米 | 水稻 | 玉米 | 水稻 | 玉米 | 水稻 | 玉米 | |||||
兰木组 | 0.0093 | 0.0017 | 0.1634 | 0.0352 | 0.0010 | 0.0013 | 0.0586 | 0.0066 | 0.0019 | 0.0020 | ||||
百逢组 | 0.0049 | 0.0016 | 0.2839 | 0.0318 | 0.0011 | 0.0012 | 0.0549 | 0.0063 | 0.0021 | 0.0016 | ||||
板纳组 | 0.0142 | 0.0010 | 0.1013 | 0.0504 | 0.0012 | 0.0011 | 0.0873 | 0.0037 | 0.0019 | 0.0014 | ||||
石炮组 | 0.0192 | - | 0.1222 | - | 0.0013 | - | 0.1429 | - | 0.0019 | - | ||||
四大寨组 | - | 0.0017 | - | 0.0229 | - | 0.0014 | - | 0.0078 | - | 0.0024 | ||||
合山组 | 0.0028 | 0.0007 | 0.0884 | 0.0044 | 0.0002 | 0.0005 | 0.0121 | 0.0016 | 0.0015 | 0.0010 | ||||
生物礁 | 0.0081 | 0.0011 | 0.1010 | 0.0573 | 0.0012 | 0.0012 | 0.0535 | 0.0036 | 0.0019 | 0.0014 | ||||
茅口组 | 0.0045 | 0.0004 | 0.0180 | 0.0044 | 0.0005 | 0.0003 | 0.0625 | 0.0010 | 0.0013 | 0.0009 | ||||
栖霞组 | - | 0.0004 | - | 0.0046 | - | 0.0003 | - | 0.0010 | - | 0.0007 |
重金属元素 | As | Cd | Cr | Hg | Pb | |||||||||
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
水稻 | 玉米 | 水稻 | 玉米 | 水稻 | 玉米 | 水稻 | 玉米 | 水稻 | 玉米 | |||||
根系土As | 0.277 | 0.065 | 0.075 | -0.003 | -0.154 | 0.024 | 0.179 | 0.116 | 0.122 | -0.103 | ||||
根系土Cd | 0.010 | 0.043 | 0.166 | -0.006 | -0.166 | 0.080 | 0.561** | 0.087 | -0.288 | -0.079 | ||||
根系土Cr | -0.193 | -0.011 | 0.037 | -0.043 | -0.074 | -0.049 | 0.011 | 0.036 | -0.122 | -0.160 | ||||
根系土Hg | -0.243 | 0.029 | 0.176 | -0.032 | -0.142 | -0.074 | 0.141 | 0.055 | -0.217 | -0.245 | ||||
根系土Pb | -0.055 | -0.005 | -0.071 | -0.033 | -0.068 | 0.060 | 0.224 | 0.023 | -0.236 | -0.130 |
Table 5 Correlations between heavy metals in the crops and rhizosphere soils
重金属元素 | As | Cd | Cr | Hg | Pb | |||||||||
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
水稻 | 玉米 | 水稻 | 玉米 | 水稻 | 玉米 | 水稻 | 玉米 | 水稻 | 玉米 | |||||
根系土As | 0.277 | 0.065 | 0.075 | -0.003 | -0.154 | 0.024 | 0.179 | 0.116 | 0.122 | -0.103 | ||||
根系土Cd | 0.010 | 0.043 | 0.166 | -0.006 | -0.166 | 0.080 | 0.561** | 0.087 | -0.288 | -0.079 | ||||
根系土Cr | -0.193 | -0.011 | 0.037 | -0.043 | -0.074 | -0.049 | 0.011 | 0.036 | -0.122 | -0.160 | ||||
根系土Hg | -0.243 | 0.029 | 0.176 | -0.032 | -0.142 | -0.074 | 0.141 | 0.055 | -0.217 | -0.245 | ||||
根系土Pb | -0.055 | -0.005 | -0.071 | -0.033 | -0.068 | 0.060 | 0.224 | 0.023 | -0.236 | -0.130 |
指标 | 水稻 | 玉米 | |||||||||
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
As | Hg | Cd | Pb | Cr | As | Hg | Cd | Pb | Cr | ||
根系土pH | -0.269 | -0.390 | -0.235 | -0.342 | -0.501* | 0.085 | 0.076 | -0.297 | -0.104 | 0.078 |
Table 6 Correlations between BCF of heavy metals in crops and the pH of rhizosphere soils
指标 | 水稻 | 玉米 | |||||||||
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
As | Hg | Cd | Pb | Cr | As | Hg | Cd | Pb | Cr | ||
根系土pH | -0.269 | -0.390 | -0.235 | -0.342 | -0.501* | 0.085 | 0.076 | -0.297 | -0.104 | 0.078 |
指标 | 水稻 | 玉米 | |||||||||
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
As | Hg | Cd | Pb | Cr | As | Hg | Cd | Pb | Cr | ||
根系土有机质 | -0.095 | -0.533** | 0.057 | -0.461* | -0.629** | -0.096 | -0.356* | -0.121 | -0.138 | -0.278 |
Table 7 Correlations between BCF of heavy metals in crops and organic matters in rhizosphere soils
指标 | 水稻 | 玉米 | |||||||||
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
As | Hg | Cd | Pb | Cr | As | Hg | Cd | Pb | Cr | ||
根系土有机质 | -0.095 | -0.533** | 0.057 | -0.461* | -0.629** | -0.096 | -0.356* | -0.121 | -0.138 | -0.278 |
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