基于梯度薄膜扩散（DGT）技术评估玉米农田土壤中铅的生物有效性及动力学过程

作     者：魏志莹 杨秀雯 戴亮亮 赵亚辉 易佳佩 秦超杰 刘威杰 熊俊武 张家泉 陈伟 

作者机构：中国地质大学(武汉)环境学院 中国地质大学(武汉)地下水质与健康教育部重点实验室 中国地质调查局长沙自然资源综合调查中心 中国地质大学(武汉)地质调查研究院 湖北理工学院矿区环境污染控制与修复湖北省重点实验室 中国地质大学(武汉)生物地质与环境地质国家重点实验室 

出 版 物：《农业环境科学学报》 (Journal of Agro-Environment Science)

年 卷 期：2024年

核心收录：

学科分类：12[管理学] 1204[管理学-公共管理] 082803[工学-农业生物环境与能源工程] 08[工学] 0828[工学-农业工程] 120405[管理学-土地资源管理] 

基　　金：中国地质调查局地质调查项目(DD20211576) 国家重点研发计划项目(2019YFC1805502) 矿区环境污染控制与修复湖北省重点实验室开放基金(2022XZ103,2014101) 中国地质大学(武汉)中央高校基本科研业务费特色学科团队专项项目(G1323523063) 

主　　题：梯度薄膜扩散(DGT) DIFS模型 生物有效性 玉米 铅(Pb) 

摘      要：为验证梯度薄膜扩散(DGT)技术在准确评估自然环境下玉米农田土壤中铅(Pb)的生物有效性方面的可行性，并基于该技术探究土壤中Pb的动力学过程。本研究使用DGT技术、土壤溶液法和单独提取法测定了湖南省凤凰县内种植玉米农田土壤的Pb的可提取态含量，并与玉米不同部位Pb含量进行线性拟合分析；利用DGT技术结合DGT诱导土壤/沉积物通量(DIFS)模型模拟了土壤内部Pb的动力学过程。结果表明：35%的土壤点位中Pb的含量超过湖南省Pb背景值，但不存在玉米粒中Pb超标的情况(GB 2762—2022)。Pb在玉米不同部位迁移富集能力较低，且主要富集在根部，难以向地上部位迁移。不同方法测定土壤中Pb的生物有效态含量分别为DGT技术(1.32±2.49) μg·L-1、土壤溶液(2.23±3.75) μg·L-1、二乙基三胺五乙酸(DTPA)单独提取法(5.79±2.51) mg·kg-1、醋酸(HAc)单独提取法(0.81±0.49) mg·kg-1和氯化钙(CaCl2)单独提取法(0.05±0.13) mg·kg-1。DGT技术对玉米不同部位Pb含量的预测效果优于其他方法，且对叶中Pb含量的预测效果最佳。研究区大部分土壤固相Pb补给液相能力较低，但固相上Pb的释放量较为稳定，可能会对当地造成潜在的生态风险。整体而言，DGT技术是评估玉米农田土壤中Pb生物有效性的最佳方法，其测定的Pb含量对玉米叶部Pb含量预测效果最佳，但对粒中Pb含量预测效果较差。此外，DGT技术可以结合DIFS模型深入分析土壤内部Pb的动力学的过程，为土壤污染的精准防控提供科学依据。