第六章 全文总结和展望
6.1 主要结论
本研究主要调查了济源市炼铅厂附近农田里种植的 25 个品种或品系小麦的重金属含量，确定其中毒性较低的品种，并在济源市筛选出 100 个小麦品种中对镉积累较低的小麦品种，并探讨了炼铅厂烟囱中含铅物质进入土壤中并在土壤中的转化，以及铅冶炼污染土壤重金属的植物修复，得到以下主要结论，（1）在河南省济源市某铅冶炼企业附近通过田间采样调查了 25 个品种或品系的籽粒、茎叶等器官的重金属含量，结果表明，所有小麦籽粒镉含量均超过了国家食品卫生标准，16 个品种小麦中的铅铅含量超标。25 个品种的全麦面粉中镉和铅的含量范围分别为 0.108-0.277（平均 0.192）和 0.0621-0.717（平均 0.280）mg·kg-1,各品种中 As、Cd 和 Pb 的平均污染指数（MPI）的变化范围是 0.562-2.15.其中有 9 种小麦的 MPI<1.0,分别为洛麦 16、济源 728、豫农 416、小晏 22、豫保 1 号、花培 8 号、国麦 0319、淮麦22 和洛麦 23.当地居民消费这些品种对摄入 As、Cd 和 Pb 的风险较低。穗轴的镉浓度类似于籽粒，而颖壳、茎叶均比籽粒更高。颖壳、轴和茎叶中铅浓度是籽粒的 8.25-12.9倍。全麦面粉中的铜和锌的含量分别为 2.10-4.39 和 24.7-42.7 mg·kg-1,对人类健康无害。样品采集区域距最近铅冶炼厂约 6 km.种植在冶炼厂附近的小麦有害元素含量可能比本研究的结果更高。
（2）通过田间试验，在铅冶炼污染土壤上种植了 100 个小麦品种或品系，之后测定籽粒镉含量，以期找到低镉积累小麦品种，结果表明，一个 60 kg 的居民每天摄入 500g 全麦粉时，该居民分别摄入洛麦 23 和 FY 189 两个小麦品种时，对摄入镉的贡献率分别为122%和319%.相对于其他品种，洛麦23、洛旱6号、新麦26、百农3217、08H277-18-7、平安 7 号、洛旱 8 号、淮 05155、西农 979、洛麦 24 和花培 1 号，这 11 个品种或品系对镉的积累量较低。相对来说，能降低居民摄入摄入镉的风险。郑 103、周麦 23、华育198、花培 3 号、百农 160、花培 8 号、新麦 2111、郑 119、周麦 18、郑 102、周麦 11和 FY 189 是对镉积累较高的品种或品系，具有较高的风险。
（3）在未污染土壤中加入不同溶解度的铅化合物培养，同时加入不同低分子量有机酸，探讨铅化合物在土壤中的转化及低分子量有机酸对转化过程的影响，结果表明，不论所加铅化合物的溶解度如何，土壤中的铅有效性都明显增高，加入土壤的铅约有一半呈 DTPA 可提取态。加入不同铅化合物后交换态铅的含量明显升高，含量均在 120mg·kg-1左右，且不同铅化合物处理间无显着差异（p>0.05）。小分子有机酸对水溶性铅化合物的有效性存在抑制作用，且其羧基数越多，这种抑制作用越强。溶解性低的铅化合物对土壤电导率有降低作用。磷化合物的加入并未引起土壤磷有效性的下降。
（4）在铅冶炼污染土壤中种植镉-锌超积累植物伴矿景天的同时，在土壤中施用磷酸盐、氯或蜂窝煤灰渣，探讨这些处理措施对植物修复的影响，结果表明，施用磷酸盐后，土壤中 Pb、Cu 和 Zn 的有效性分别降低 2.23、0.389 和 0.182 mg·kg-1,伴矿景天地上部 Pb 的含量降低 2.48%,Cd 和 Zn 的含量分别增加 13.4%和 10.6%.加入灰渣后，土壤铅有效含量与单独磷酸盐处理相比，降低了 4.31%.单独施入过磷酸钙后，伴矿景天对 Cd、Pb、Cu 和 Zn 的吸收量均增加，而氯离子的施入使伴矿景天对 Cd 和 Zn 的吸收量降低，且降低了伴矿景天对 Cd 和 Zn 的富集效果。加入灰渣后伴矿景天的 Cd 和 Zn的吸收量分别降低 16.1%和 15.3%.伴矿景天对土壤镉的植物修复效率在 4.11%-5.45%之间，对 Zn 的修复效率在 35.8%-43.7%之间，对 Pb 和 Cu 的富集效果不明显。磷酸盐能够抑制伴矿景天对 Pb 的吸收，促进对 Cd、Zn 的吸收。相对于单独的磷酸盐处理，磷酸盐与氯结合处理土壤铅有效性有所降低，土壤镉的有效性升高。氯离子能促进土壤中磷酸盐对铅的稳定，同时促进了土壤中镉的有效性，其对土壤中 Cu、Zn 的有效性的影响并不显着。灰渣能降低重金属污染土壤中铅的有效性，但表现不显着，对于重金属污染土壤中其他重金属的有效性没有降低作用。总体来讲本研究中灰渣没有达到预想的修复效果。
6.2 展望
根据本论文各试验的研究结果及结论，作者对后续相关研究进行如下展望，（1） 本研究中，冶炼厂附近农田小麦中重金属含量的调查以及低镉积累小麦品种的筛选，均在济源市进行，面粉是当地的主食，因此，对于当地人们来说，面摄入粉的量，直接关系着摄入重金属的量。人体通过食物摄入的重金属在人体内不会全部通过消化系统排出体外，一部分重金属将在体内累积，对人体造成损害。本研究中所有小麦样品在洗涤、烘干和研磨后所得到的均为全麦粉，即所测得的重金属含量为面粉和麸皮中重金属含量的总和，而通常，研究区并不食用全麦粉，面粉常加工成馒头、面条等被人们食用，而麸皮用于饲养家畜家禽或酿造酱油、醋等，麸皮中的重金属也有可能进入人体。
因此，后续应该调查人们日常所食用的馒头、面条和肉制品中重金属的含量，以确定最终通过食物链进入人体的重金属的量，从而采取相应的措施对于人们的饮食进行干预，以达到减少居民重金属摄入量的目的。
（2） 不同溶解性铅化合物在土壤中的转化研究模拟了铅冶炼厂烟囱中的物质通过大气沉降进入土壤并在土壤中的转化过程。本研究中人为的加入了两种铅冶炼厂烟囱中常含有的铅化合物及硝酸铅，并得出三种化合物进入土壤中后对土壤铅有效性的影响与其本身的溶解性关系不大的结论，在本研究中，只探讨了三种铅化合物加入土壤100天后土壤中Pb有效性的变化，对于后续的研究，可以进一步增加一些不同时间的处理，研究铅化合物在土壤中不同时期的转化，从而进一步理解铅的土壤化学。对于土壤铅的具体形态，还可以通过同步辐射等方法进行测定，进而获得土壤铅形态的直接证据。
（3） 在伴矿景天对于土壤重金属的修复研究中，通过田间试验探讨了磷酸盐、氯离子和蜂窝煤灰渣对于土壤中重金属稳定效果及对伴矿景天富集重金属的影响，磷酸盐作为常用的稳定剂，常用来修复稳定土壤中的Pb,本研究中磷酸盐的稳定效果并不显着，可能是磷肥的施用量不够大，可以在不影响土壤肥力的基础上适当的加大磷肥的施用量，伴矿景天作为Cd和Zn的超富集植物，本研究中对土壤中的Cd和Zn,特别是Zn的吸收量巨大。伴矿景天生长在我国南方，而本研究的试验地位于我国北方，在伴矿景天的生长过程中，会出现烂根的情况，因此后续的研究应着重解决这一问题。
（4） 炼铅厂是济源当地的一个重要产业，其在推动者当地经济的发展方面贡献较大，但其造成生态和环境污染不容忽视。铅冶炼企业生产过程中产生的废水，应当经过处理使废水中的重金属含量达到排放标准；产生的废渣不能随意堆放，应集中处理，二次利用；还应当改进工艺，以减小废气中的重金属含量。另外，着重研发新技术、提高铅的回收率，降低成本，促进经济和环境的和谐发展。农业区应远离工业区，以减少工业活动对农业生产的影响，种植对重金属积累小的小麦品种。在饮食方面，当地居民可以适当的减少当地产面粉的食用，多食用外来面粉等其他食物，以保证每天重金属的摄入量不超过最大容许摄入量。
（5） 做好环境规划，在铅冶炼企业附近一定范围内不能有居民住房。目前，虽然对铅冶炼企业附近的安全距离没有明确的研究结果，但是，目前在济源采用的1000 m的距离肯定是不够的，建议当地政府对该问题进行研究，并且加大铅冶炼企业附近居民的搬迁力度，使冶炼企业附近居民尽快搬离污染区。
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致谢
时光荏苒，三年的硕士研究生学习就要结束了，在此我对在我研究生学习期间给予我关心、帮助和鼓励的所有人们，表示由衷的感谢！
首先，我要感谢我的导师邢维芹副教授、卢一富教授级高工，本课题组的李立平教授在研究进行和论文写作中也提出了宝贵意见。本论文的完成离不开老师们的悉心指导，从最初的开题选题到后来的中期检查，到最后论文的撰写，老师都倾注了极大的心力，老师在科研和学习上，为我指点迷津，帮助我开拓研究思路，精心点拨、热忱鼓励。他们严谨的研究态度，良好的实验作风，求实的科学精神，将深远影响着我。在生活上，老师关心着我的日常作息，并在物质上给予我很大的帮助。老师不仅关心着我的生活学习，在做人做事上更是我的榜样，虽历时三载，却给我以终生受益无穷之道。在此答辩之际，请允许我向老师表示崇高的敬意和衷心的感谢！
感谢我校测试中心杨红艳老师在部分样品测定中的帮助，感谢我院谷克仁老师、王天贵老师、杨新丽老师、朱春山老师、孙纲春老师、张书良老师和刘永德老师就论文的可行性及研究进度给出了宝贵的意见！感谢田会阳、曹恩泽、赵强、刘辉几位师兄师弟在我的研究过程中的热心指导和帮助！感谢曹现堂学弟、刘浩博学弟、郭李娜学妹对于我试验上的帮助，感谢杨伟纳、王强及其他同班同学的陪伴！
感谢国家自然科学基金：钙影响磷稳定土壤铅的机理研究和济源市土壤重金属污染修复试点项目的资金支持，感谢济源市环境科学研究所在试验用地方面的支持，感谢河南省农业科学院小麦研究所的李向东老师和粮食作物研究所的李会勇老师提供的小麦种子，感谢南京土壤研究所吴龙华老师提供的伴矿景天幼苗。最后感谢家人对于我读研的理解和支持！
在论文即将完成之际，我的心情无法平静，从开始进入课题到论文的顺利完成，有多少可敬的师长、同学、朋友给了我无言的帮助，在这里请接受我诚挚的感谢！
