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当外源镉遇到酸化的土壤 中国的农田有数千年的耕作历史，近千年来，先民们不断施用塘泥、动物性肥料、绿肥进行轮作，虽然每年为了培肥外加的物质不少，但在工业污染之前，这些物质含有害重金属较少，土壤越来越肥沃，土壤却越来越*。在“六五”期间调查4095个土壤点，中*壤的镉很低，仅仅0.097毫克/千克。但随着矿山的大量开采、化石能源的广泛应用、金属冶炼工业的较速发展，而环保措施并没有同步控制有害重金属向环境的排放，导致数十年间重金属大量进入土壤中。与之相应，在这个时期，大量化肥的施用让土壤酸化，本来重金属进入土壤会不断被土壤中的黏土矿物和铁锰氧化物等不断固定而“老化”，但在酸性条件下，这个老化过程变慢或不存在了，重金属的活性一直很高，这为水稻吸收镉，以及镉大米的形成进一步创造了条件。此外，大量化肥的施用，使得土壤因缺乏高分子**质而降低了吸收重金属的能力，另一方面也导致了土壤的板结，根系难以向下生长，根系几乎生长在土壤表层。研究表明当表层土中镉浓度为5毫克/千克时，水稻籽粒中的镉含量则为0.264毫克/千克，**过地区粮食卫生标准(0.2毫克/千克)；表层土壤未污染时，即使当深层土壤镉浓度为10毫克/千克时，水稻籽粒中镉含量也仅为0.032毫克/千克，**地区粮食卫生标准。同时，由于酸雨频发，土壤积累了大量的硫，这导致土壤中的重金属有效性提高。虽然在还原条件（土壤缺氧，同时也缺乏其他带氧化性的物质）下，有利于通过硫化物的形式让重金属“失效”，但一旦土壤干旱，通常稻田只要4天，镉就可以从硫化镉溶出来，让镉在土壤的含量达到淹水前的水平，在酸化环境下有效性很高，从而导致镉的**吸收。    水稻生长环境对重金属“敏感” 水稻生长于淹水环境中，土壤中的氧化还原电位可低到在-100毫伏，在这样环境下可以让镉、铅等重金属转化为溶解性很低的金属硫化物而不被水稻吸收。很多科研工作者在进行淹水种植水稻时，都发现被污染的农田在长期淹水的情况下大米的镉、铅不容易**标。Bingham等在1976年研究了在淹水和落干的条件下，镉对水稻经济产量的影响。在淹水的还原状态下,土壤中镉含量为320毫克/千克，对水稻产量并没有产生影响；而在落干的氧化条件下，土壤中镉的浓度17毫克/千克，却会造成水稻减产，可见长期淹水的效果。淹水管理也因此成为日本控制大米镉积累的重要措施，在2007年实施了近60万亩耕地的淹水管理，总结其效果为在不淹水情况下大米镉含量可达0.58毫克/千克，而有效的水分管理下大米镉含量可达0.08毫克/千克。为了促进长期淹水下的养分转化和控制分蘖，在农作上，水稻有个中干排水的过程，此外后期由于天气因素常常缺水，土壤从还原状态转化为氧化态，还原环境下形成的硫化镉等*溶解，本来土壤中的锌和铁等可以通过根系的吸收竞争抑制镉的吸收。有研究表明，在硫化物溶解过程中，硫化锌等的溶出慢了半拍，导致土壤溶液中的镉锌比和镉铁比提高，镉被根系的吸收因变得“畅通无阻”而*被吸收，而这个时期根系吸收的镉*直接进入籽粒，从而导致稻米的镉含量的**提高。淹水环境对镉、铅的控制有着很好的作用，但如果有汞、砷的污染存在时，还原环境则强化了水稻的砷和汞的吸收，这是因为在淹水条件下，砷以亚砷酸存在，汞在还原条件下*被还原成甲基汞，这两类物质变得较毒，且较*被吸收，因此在污染的条件下，稻米就*积累这两个元素（甲基汞和砷）。    
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