[发明专利]一种用于监测耕地镉输入输出平衡的方法

说明书

本发明提供一种用于监测耕地镉输入输出平衡的方法，基于自然界的镉由8种同位素组成，且每种镉同位素在自然界中的丰度都是恒定不变的原则，采用含有8种镉同位素的任何一种高纯度的镉同位素物质对待检测土壤进行标记，在标记后的待监测土壤上种植植物，以获取四个样本，测定出来标记镉同位素和用于标记物质中所不含镉同位素的量，可量化盆钵土壤镉的输入量和输入量，用于长期监测土壤镉外来镉污染的程度和镉输入与输出平衡和消长规律；利用标记土壤上种植作物的标记镉同位素的丰度变化还可比较准确地反映外源输入的镉对作物农产品镉污染的实际贡献大小，以监控待监测土壤中镉污染输入输出平衡关系以及外来镉污染对作物农产品镉污染的实际贡献率。

技术领域

本发明涉及土壤环境监测技术领域，更具体地，涉及一种用于监测耕地镉输入输出平衡的方法。

背景技术

土壤重金属污染已成为影响农产品质量安全的严重环境问题，其中镉污染问题首当其冲，全国受污染面积达到1.33万hm2以上。以镉为代表的重金属污染治理已受到农业部、科技部乃至中共中央的高于重视，研究制定切实可行的镉污染治理方案刻不容缓。土壤镉污染治理的关键是控制和减少源头污染。目前镉污染的治理基础研究面临的最大困境是：虽然已基本了解土壤镉污染的各种来源，如土壤母质、污水灌溉、干湿沉降、化学品输入等，但难以区分每种镉污染对耕地镉污染的贡献大小，因此也无法制定出针对性很强的技术措施。因此探明土壤镉污染的来源、量化不同来源耕地镉污染的贡献大小是制定镉污染治理方案的基础前提和关键。

目前，针对外来镉污染来源的调查研究主要是通过以下步骤和方法进行：土壤调查，确定某区域土壤受污染的程度→初步确定可能的主要污染源→围绕污染源进行布点取样→以土壤全镉含量及其变化作为污染指标→大致判断某地镉污染的成因，或判断某研究调查区域某种外来污染源的贡献大小。如王芸等在期刊“中国环境监测”2007年10月第23卷第5期第71-74页发表的论文所述，在监测污水灌溉对农田镉污染的影响研究时，就是采用的布点调查监测土壤全镉的方法。又如谢运河等在评价磷肥对稻田和其上种植的水稻镉污染进行评价时，也是采用监测试验小区水稻和土壤全镉含量的变化来说明磷肥对耕地镉污染的影响情况(作物研究，2014年第28卷第8期，第871-875页)。

以上这些监测方法，虽然为全国耕地镉污染的来源及污染状况调查提供了大量的有参考价值的数据，但是存在如下缺陷和不足之处：(1)耕地土壤在有外来镉污染输入时，同时也有镉的输出，通过检测土壤或种植作物的全镉含量只能反映出土壤镉含量增加或减少的数值，不能反映出土壤镉含量的输入与输出的动态变化。(2)、用植物全镉含量作为土壤镉污染严重程度的指标存在一定的不足，如植物的镉含量容易受土壤理化性质等环境因素、植物种类和品种等因素的影响，不能准确反映土壤镉污染实际情况；(3)在监测某种单一污染源，如前述污水灌溉和磷肥等对耕地镉含量变化的影响时，无法排除其他因素对耕地镉输入或输出的影响，无法准确地监测和评价某种污染源对耕地镉污染的贡献大小。

发明内容

本发明提供一种可准确反映土壤镉污染实际情况、及土壤镉含量的输入与输出的动态变化过程的用于监测耕地镉输入输出平衡的方法。

根据本发明的一个方面，提供一种用于监测耕地镉输入输出平衡的方法，其特征在于，其包括以下步骤:

S1.用含镉同位素的物质对待监测耕地土壤进行标记，并获取初始对照土壤样品，所述物质中含有七种不同的镉同位素；

S2.将标记后的土壤分装至培养钵中，并将其置于待监测耕地中，在一个监测周期内，留存第一茬作物的茎叶及监测周期内最后一茬作物，留存培养钵内残存物；

S3.基于自然界中每一种镉同位素的丰度恒定的原则，以获取待监测土壤外源镉的净输入量和土壤中原有镉的输出量；并获取植物检测样品中来自自然镉与来自标记镉同位素的含量及其比值。

在上述方案基础上优选，所述步骤S2包括将S1中得到的标记后的待监测耕地土壤定量分装至培养钵中，加水浸透土壤至少2个月。