保障蔬菜安全生产中十分重要的是研究推导出适用于蔬菜安全生产的土壤镉阈值。在高自然背景地区,可提取态镉的土壤阈值对于食品安全和环境管理显得尤为重要。本研究采用物种敏感性分布法,耦合土壤老化、生物有效性、以及土壤性质影响,推导土壤全量镉和可提取态镉的阈值。在5个文献数据库中,利用指定的关键字对已发表论文中的数据进行筛选,共筛选出90种符合条件的蔬菜品种。利用土壤-植物系统中镉迁移转化模型对生物积累数据进行归一化处理后,种内变异性降低18.3 ~ 84.4%。利用物种敏感性分布曲线推导出保护95%的物种不超标的土壤镉浓度,即HC5值。进而提出了基于外源添加法推导的土壤镉阈值,该阈值可以用基于土壤有机质和pH的连续性方程表示。全量镉和EDTA可提取态镉的阈值分别为0.23 ~ 0.61 mg kg-1和0.09 ~ 0.25 mg kg-1。利用田间试验数据对推导的阈值模型进行验证。大部分的预测值都小于由田间试验计算出的HC5值,说明本阈值是保守可行的。综上所述,本研究为建立蔬菜种植土壤镉阈值提供了以保障蔬菜产品质量安全的科学依据。
镉(Cd)不仅是环境中毒性最大的重金属之一,而且在土壤中具有较低的环境容量,控制镉进入土壤刻不容缓。土壤中镉的来源众多,其中大气沉降已被证明是中国大规模土壤镉污染的主要来源。因此,确定镉的人为排放、大气沉降和土壤中镉累积之间的定量关系,对于缓解镉的非点源污染具有非常重要的意义。因此,本研究以中国长江中下游平原为例,基于2000-2020年发表文献中的大气排放-沉降-土壤累积数据集,研究了大气排放、大气沉降和土壤Cd累积之间的关系。结果表明,近十年来,土壤Cd仍在累积,平均累积率从9.45下降到8.86 μg kg-1 yr-1,依然远超全国平均水平(4.0 μg kg-1 yr-1)。大气沉降通量对土壤Cd增量的贡献在22-29%之间,大气沉降通量从0.54下降到0.48 mg m-2 yr-1,但仍高于全国平均水平。在一个省级行政区域内,大气沉降和排放高度相关,接近1.0的比例,而多种因素增加了其不确定性。由于控制技术和环境政策的影响,大气重金属排放因子可能处于动态变化状态。作为镉排放的主要来源,2000-2010年至2010-2020年期间,有色金属生产每吨烟尘排放量下降了64.7%。尽管各种环境政策已经出台,但镉的大气排放仍然不容乐观。这项工作为合理控制镉的大气排放和土壤污染提供了科学依据。