2024, Vol. 45
2. 桂林理工大学岩溶地区水污染控制与用水安全保障协同创新中心, 桂林 541004
2. Collaborative Innovation Center for Water Pollution Control and Water Safety Guarantee in Karst Area, Guilin 541004, China
随着工业生产、人类活动的加剧, 汞（Hg）及其化合物的用途和需求量越来越多, 生产量剧增[1], 广泛用于医药、化学、电器仪器和精密高科技等领域[2, 3]. 自然源和人为源产生的Hg经复杂的迁移转化严重污染环境[4~6], 进而危害人体健康[6~8]；Hg因其剧毒性、生物累积性和作用机制复杂性[9], 已被列为世界上最严重的十大污染源之一. 贵州省Hg矿开采和冶炼活动历史悠久, 含有大量矿床, 是我国典型汞矿活动区, 矿业活动产生含Hg的“三废”, 带来周边农田土壤重金属污染问题.
已有研究表明, 贵州省矿区周边土壤、水体和大气均受不同程度Hg污染且土壤中Hg含量远超出贵州省和全国土壤背景值[10~12]；有研究表明Hg矿区周边的大米[138 μg·kg-1, ω（Hg）, 下同]、蔬菜（182.33 μg·kg-1）和猪肉（216 μg·kg-1）超出食品安全范围（蔬菜10 μg·kg-1、糙米20 μg·kg-1、肉类50 μg·kg-1）[13]；居民人体血液ρ（Hg）最高可达54.26 μg·L-1, 有21.5%血液样本Hg浓度超过人体血液Hg安全限值（5.8 μg·L-1）[14]. 据贵州省宏观经济数据库显示[15], 2020年贵州省水稻播种面积达66.51万hm2, 产量为415.98万t, 占当年粮食作物产量的39.33%, 作为贵州省第一大粮食作物, 其安全生产性和食用安全性需引起高度重视.
有学者研究了贵州省部分矿区周边区域土壤和农作物Hg含量特征分布[16~22], 对贵州省级尺度的水田土壤Hg污染状况及水稻含量特征调查均具有重要意义. 本文以贵州省水田土壤和水稻为研究对象, 分析土壤基本理化性质（pH、土壤阳离子交换量、土壤有机质）和土壤全量和有效态Hg、水稻籽粒Hg含量, 使用地累积污染指数法和单因子污染指数法进行土壤Hg污染评价, 水稻用单因子污染指数法评价. 最后, 基于土壤-水稻重金属的含量进行安全种植区划, 以期为农田土壤污染防治工作、安全种植等提供理论依据.
1 材料与方法 1.1 研究区域概况贵州省地处我国西南部, 地理范围为103°36′~109°35′E, 24°37′~29°13′N, 总面积约为17.2万km2, 地势西高东低, 自中部向北、东和南三面倾斜. 贵州省矿产资源丰富, 土壤类型多, 地质构造上主要由石灰岩和白云岩组成, 广泛发育着世界五大造型地貌之一的喀斯特地貌, 气候上属于亚热带季风性湿润气候, 冬暖夏凉, 年均气温10~18℃, 年均降水量在1 000~1 500 mm, 适宜种植粮食作物.
1.2 样品采集与前处理样品采集时间为2018年7~9月, 采集自然土壤样品470个, 水田土壤样品203个, 土壤-水稻成对样品1 564组（图 1）. 土壤样品的抽样布点主要参照贵州省水田分布状况, 尽量使样点在整个区域均匀分布；在有色金属矿业、工业密集区和农业活动相对频繁的耕地进行加密采样. 自然土壤样品分布于受人类活动影响较小的山地或草地, 去除表层10 cm枯枝落叶和腐殖质层, 取10~30 cm土层, 以避免大气沉降等人类活动的影响；水田土壤采样点远离局地污染源和田埂, 采集去除表面附着物0~20 cm的耕作层土壤, 每块采集单元采用梅花形布点法由5个子样等量混合而成, 留下1~2 kg装入布袋中；水稻样品的采集据成熟情况, 与土样同步采集, 避免采集到空穗和受病虫害影响的样本. 记录周边基本地貌特征和GPS定点位置、海拔和土壤基本颜色、结构和质地. 土壤样品在室内自然风干, 剔除石块和植物根系等杂物后研磨过0.149 mm孔径筛, 将样品装于信封袋待分析. 水稻样品自然晾干, 脱粒, 用不锈钢打磨机粉碎后装袋待测.
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图 1 研究区域概况示意 Fig. 1 Overview of the study area |
土壤pH值的测定依据pH电位测定法（NY/T 1121.2-2006）；土壤有机质（SOM）采用浓硫酸-重铬酸钾外加热法测定（NY/T 1121.2-2006）；土壤阳离子交换量（CEC）采用三氯化六氨合钴浸提-分光光度法（HJ 889-2017）测定；土壤和水稻Hg含量的测定采用硝酸-盐酸（1∶1）进行水浴消解, 土壤有效态Hg采用0.1 mol·L-1的盐酸浸提, 用原子荧光形态分析仪（AFS-9700）测定. 分析过程中加入石灰岩土壤标准物质（GSS-4）、土壤形态成分标准物质（GSF-4）和大米标准物质（GBW 100357）进行质量控制, 样品分析重复率为10%, 相对误差在±5%以内. 标准物质中Hg的回收率为88%~106%, 实验中所有试剂为优级纯, 实验用水为超纯水, 所有玻璃器皿均在10%的硝酸中浸泡24 h以上.
1.4 数据处理数据采用SPSS 27.0分析, 用软件Origin 2021和ArcGIS 10.7作图.
1.5 评价方法（1）水田土壤采用地累积指数评价法, 公式如下：
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(1) |
式中, Igeo表示地累积指数, Ci表示土壤中元素的实测值, Si表示土壤中元素的背景值, 该值为本研究土壤背景值0.164 mg·kg-1, 常数1.5为重金属含量自然波动的校正系数. 地累积指数分级标准依次分为：< 0、0~1、1~2、2~3、3~4、4~5和 > 5.
（2）水稻Hg和土壤Hg高密集区分析、安全种植区划污染评价, 采用单因子污染指数法进行评价, 公式如下：
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(2) |
式中, Pi表示土壤或水稻Hg的单因子污染指数；Ci为土壤或水稻Hg的实测含量, mg·kg-1；Si表示Hg的评价标准值, mg·kg-1, 土壤采用《土壤环境质量农用地土壤污染风险管控标准》（试行）（GB 15618-2018）中规定的土壤污染风险筛选值；水稻采用《食品安全国家标准食品中污染物限量》（GB 2762-2017）中规定的食物污染物限量值0.02 mg·kg-1, 单因子污染指数划分为3级：Pi ≤ 1、1 < Pi ≤ 2和Pi > 2.
（3）区划方法
Hg安全区划分析赋值规则为：水稻Hg的单因子污染指数Pi ≤ 1、1 < Pi ≤ 2和Pi > 2分别赋值为0、1和2；土壤中Hg超稻田土壤风险筛选值和风险管制值分别赋值为1和2, 土壤Hg未超稻田土壤风险筛选值赋值为0. 通过叠加各点赋值, 其中定义赋值0~1、2和3~4依次为安全种植区划的优先保护类、安全利用类和严格管控类.
优先保护类主要包含：土壤Hg含量低于筛选值且作物不超标、土壤Hg含量超过筛选值但低于管制值且作物不超标、土壤Hg低于筛选值且作物超标（1 < Pi ≤ 2）；安全利用类主要包括：土壤Hg含量低于筛选值且作物超标（Pi > 2）、土壤Hg含量超过风险筛选值但不超管制值且作物超标（1 < Pi ≤ 2）、土壤Hg含量超过风险管制值且作物不超标；严格管控类主要包括：土壤Hg含量超过风险筛选值但不超管制值且作物超标（Pi > 2）、土壤Hg含量超过风险管制值且作物超标[14].
2 结果与分析 2.1 背景土壤Hg含量特征分析背景土壤样品Hg含量经对数转换后符合正态分布, 用几何平均值和几何标准差来表示其大小与数据集中趋势（表 1）. 经单样本T检验, 贵州省自然土壤Hg含量显著高于“七五”期间A层和C层土壤背景[23]（P < 0.01）, 可能与土壤类型、成土母质和地质结构复杂等因素有关[24], 95%以上高分位值主要集中在遵义的务川县、铜仁市的松桃县、碧江区和黔西南布依族苗族自治州（黔西南州, 下同）的贞丰县, 变异系数范围为72.56%~200.7%, 属于高变异水平, 说明区域分异程度显著, 由于研究区域地理分布广、成土母质复杂[25, 26]以及人为污染[27]等均可能导致贵州省背景土壤Hg含量整体上变异系数高. 本次研究的背景土壤区是受人类活动影响小的林地、山地、远离矿区等地, 样点分布均匀广泛, 具有代表性, 其ω（Hg）几何平均值0.16 mg·kg-1可作为贵州省表层土壤Hg含量背景值.
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表 1 背景土壤Hg含量统计1） Table 1 Statistics of Hg in natural soil |
2.2 土壤基本理化性质分析
土壤pH值符合正态分布, SOM、CEC符合对数正态分布, 以几何平均值表征其大小（图 2）. 水田土壤pH值范围在3.37~8.46, 平均值为6.68, 变异系数为12.50%, 属于弱变异水平, 与同区域田茂苑[28]研究的范围（3.32~8.40）相近, 整体以中度偏酸性为主, 其中黔东南苗族侗族自治州（黔东南州, 下同）和黔南布依族苗族自治州（黔南州, 下同）呈现较强酸性, 黔西南州呈较强碱性, 贵阳市呈中性偏碱, 研究区水田土壤pH值可能受土壤脱硅富铝、风化淋溶、土壤施肥等影响导致其酸化[29]. ω（SOM）范围为3.51~203.84 g·kg1, 平均值为43.60 g·kg-1, 其变异系数为42.29%, 属于中等变异强度, 有64.26%的土壤ω（SOM）大于40.0 g·kg-1, 有25.58%的土壤ω（SOM）介于30~40 g·kg-1, 根据全国第二次土壤普查耕作层有机质含量分级, 贵州省土壤有机质含量总体属中等偏上水平, 说明土壤肥沃[30]. CEC范围为8.69~39.27 cmol·kg-1, 平均值为23.58 cmol·kg-1, 其中强保肥土壤（CEC > 20 cmol·kg-1）的土壤占86.40%, 变异系数为14.22%, 属于弱变异水平.
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图 2 土壤基本理化性质 Fig. 2 Basic properties of the soil |
对研究区土壤原始数据进行Grubbs检验, 剔除异常值. 经检验, 研究区域土壤Hg含量（表 2）符合对数正态分布, 用几何平均值表征其含量. 贵州省水田土壤样品ω（Hg）范围为0.005~93.06 mg·kg-1, 平均值为0.864 mg·kg-1, 土壤有效态ω（Hg）范围为0.000 1~0.039 3 mg·kg-1, 平均值为0.003 1 mg·kg-1, 经独立样本T检验, 水田土壤Hg含量显著高于自然土壤（P < 0.05）, 表明水田土壤存在Hg累积效应. 变异系数范围60.1%~224.1%, 达到强变异水平. 贵州省各地区土壤Hg含量差距较大, 土壤Hg含量可能与播种方式、播种时间、耕地类型和种植户施肥情况等有关, 最主要是受到矿区资源开发、工业发展的影响, 经过复杂迁移转化, 使研究区土壤积累Hg, 其中, 遵义市的北部和南部, 铜仁市的东南部和东北部, 黔东南州与黔南州的交界处以及黔西南州的东部含有典型汞矿.
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表 2 水田土壤Hg含量统计 Table 2 Statistics of Hg in paddy soil |
贵州省水田土壤样品中有63.25%超过风险筛选值, 14.71%土壤样品超过风险管制值；各地区受到不同程度Hg污染, 可能存在农产品质量安全、生态、人体健康风险, 需警惕土壤环境质量和农产品安全.
2.4 土壤污染评价与空间分布据式（1）计算土壤地累积污染指数Igeo, 研究区1 747个土壤样点Hg的Igeo范围为-5.62~12.01. 通过ArcGIS克里格进行插值, 分析水田土壤Hg地累积污染指数空间分布和Hg含量等级分布（图 3）. 空间结构半变异函数中, 块金值（C0）表示一种非采样点间距造成的变异属随机变异, 反映了人为污染等随机因素引起的空间变异, 基台值（C1 + C0）表示在不同采样间距中存在的半方差极大值, 反映了自然因素（如成土母质、地形等）和社会经济因素（如施肥、种植制度等）共同引起的空间变异, 其由随机性变异和结构性变异构成. 块金值（C0）与基台值（C1+C0）之比是反映区域化变量空间变异程度的重要指标, 又称为块金效应, 该比值用以反映空间变异影响因素中结构性（自然因素）和随机性因素（人为因素）谁占主导作用[31]. 当C0∕（C1+C0） < 25%时, 表明变量的空间变异以结构性变异为主, 变量具有强烈的空间相关性, 受人为因素影响较小；当25% ≤ C0 /（C1 + C0）≤ 75%时, 表明变量具有中等程度的空间相关性；当C0 ∕（C1 + C0） > 75%时, 表示变量以随机性变异为主, 变量的空间相关性很弱, 受人为因素影响较大[32]. 通过综合比较, 选用球面函数模型, C0为1.12, （C1 + C0）为3.41, 则C0 ∕（C1 + C0）为32.84%, 说明空间相关性中等, 同时受自然因素与人为因素影响. 其中, 黔东南州的丹寨县、从江县, 黔西南州的贞丰县, 遵义市的务川县、红花岗区和铜仁市的碧江区土壤Hg污染较为突出, 由此可推测Hg污染与矿业活动有直接联系, 以贵阳市为中心, 贵州省的北部和东南部比西部和西南部Hg污染更严重, 其余地区均有零星分布.
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图 3 水田土壤Hg地累积污染指数和含量分布 Fig. 3 Accumulative pollution index and content distribution of Hg in paddy soil |
水稻重金属Hg统计分析结果见表 3, 数据经对数转换后均符合正态分布, 以几何均值表征水稻Hg含量大小. 各地区均值均低于《食品安全国家标准食品中污染物限量》（GB 2762-2017）中限量标准值（0.02 mg·kg-1）, 超标率为25.87%, 与《饲料卫生标准》（GB 13078-2017）中Hg限量标准（0.1 mg·kg-1）相比, 超标率为1.45%, 安顺市、毕节市、黔东南州、黔南州、黔西南州、铜仁市和遵义市超标点数分别为3个、2个、4个、5个、3个、4个和5个, 超标点数大多集中在工矿业活动密集区.
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表 3 水稻Hg含量统计 Table 3 Statistics of Hg content in rice |
将水稻Hg含量进行等级划分[图 4（a）], 水稻ω（Hg）≤ 0.02 mg·kg-1占比74.13%, 0.02 mg·kg-1 < ω（Hg）≤ 0.10 mg·kg-1在各地区均有零星分布, ω（Hg） > 0.10 mg·kg-1主要集中在遵义市的绥阳县、黔南州的都匀市, 黔东南州的丹寨县, 铜仁市的松桃县. 据式（1）计算水稻单因子污染指数[图 4（b）], Pi范围为0.03~25.95, 其中Pi ≤ 1占74.13%, 1 < Pi ≤ 2占比16.84%, Pi > 2占比9.03%, 但是遵义市的绥阳县和凤冈县, 黔南州的都匀市、福泉县和惠水县, 黔西南州的贞丰县, 安顺市的西秀区和镇宁县, 毕节市的金沙县和赫章县, 贵阳市的开阳县和花溪区, 黔东南州的黎平县、丹寨县和从江县, 铜仁市的松桃县和碧江区存在部分点位Pi远大于3, 需高度重视. 土壤和水稻Hg含量均超标集中在遵义市的丹寨县、怀仁市和红花岗区, 铜仁市的碧江区, 贵阳市的开阳县和黔西南州的都匀市和锦屏县；土壤和水稻Hg含量均不超标主要分布在安顺市的西秀区, 毕节市的赫章县和黔西县, 贵阳市的清镇市, 黔东南州的黎平县和施秉县, 黔南州的都匀市和罗甸县, 铜仁市的玉屏县和松桃县；在矿业活动密集区, 如铜仁市的万山Hg矿、黔东南的丹寨汞矿、遵义市锰矿和黔西南兴义煤矿, 水稻Hg含量较高, 可推测矿业活动对水稻Hg的积累影响大；土壤Hg含量与水稻超标的情况并未表现出明显一致性, 可能与农户播种方式、耕地方式、大气沉降和地质背景等原因有关.
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图 4 水稻Hg含量和单因子污染指数分布 Fig. 4 Hg content and single factor pollution exponential distribution in rice |
为更精确揭示贵州省Hg含量高密集区, 对703个土壤Hg的Pi > 2土壤和390个水稻ω（Hg）≥ 0.02 mg·kg-1进行分析（图 5）. 土壤和水稻Hg含量经对数转换后服从正态分布, 用几何均值表征其大小, 水田土壤样品ω（Hg）范围为0.005~93.06 mg·kg-1, 平均值为0.864 mg·kg-1. 但是异常高值的存在却不容忽视. 其中, ω（Hg） > 100 mg·kg-1主要集中在图 5的A号框和B号框, 最高可达1 012 mg·kg-1, 该地区地处矿区周边, 属于低山岩溶地貌且成土母岩多以碳酸岩发育, 遵义的德江-湄潭-开阳低山丘地区成土母岩多以碳酸岩为主, 也存在区域Hg元素地球化学异常. 有研究指出[33], 贵州省土壤类型较多, 从亚热带的红壤到暖温带的棕壤都有分布, 其中, 黄壤分布面积最多, 占比46.4%, 同时境内还广泛发育石灰土和紫色土等岩性土, 占比17.50%, 另有占比9.74%的水稻土在全省也零星分布；与农业生产紧密关联的耕地土壤资源以山坡可耕地为主, 占47.36%；综合条件优越的坝地（山沟打坝, 拦住从山上冲刷的泥土而淤成的农田）土壤面积较小, 仅占耕地总面积的11.96%. 由图 5可知, 土壤和水稻的Hg高度集中, 在黄壤、石灰土、水稻土和红壤均有分布, 其中在水稻土区域最为明显, 黄壤次之；陈清霞等[25]将贵州省高程划为4个等级, 147~900 m占比35.98%, 900~1 400 m占比14.79%, 1 400~1 900 m占比14.79%, 1 900~2 890 m占比6.47%, 贵州省呈现由西北向东南逐渐递减的规律, 结合图 5, 得出土壤Hg和水稻Hg高密集区主要分布在147~900 m区域；贵州省矿业活动密集, 如铜仁市的万山汞矿、黔东南的丹寨汞矿、遵义市锰矿和黔西南兴义煤矿等, 高含量的土壤Hg和水稻Hg高度集中在矿区周围, 且与汞矿距离越小分布越密集, 可见, 土壤Hg和水稻Hg累积与矿业活动直接相关；也有部分点位受矿业活动影响较小, 但土壤Hg和水稻Hg含量高, 如图 5的C号框土壤ω（Hg）高达199.00 mg·kg-1, 图 5的D号框水稻ω（Hg）高达0.519 mg·kg-1, 可能与成土母质有关, 具体原因有待研究.
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图 5 高密集Hg含量分析 Fig. 5 Concentration of Hg in density area |
基于土壤-水稻重金属的安全种植区划主要衡量指标为土壤超水田重金属风险筛选值和管控制、食品中污染物限量, 基于《农用地土壤环境质量类别划分技术指南》分别对土壤Hg含量[图 6（a）]和水稻Hg含量[图 6（b）]给出了优先保护类、安全利用类和严格管控类这3类参考. 就本研究而言, 由图 6（a）可知, 在方框A、B和C区域, 采样点较少, 划分为严格管控类具有一定局限性, 水稻Hg[图 6（b）]质量分类主要是优先保护类, 安全利用类零星分布在遵义市和黔西南州等地；通过对土壤环境质量初步评价, 而后通过农产品安全性评价辅助判定, 可以更精确地对大面积水田土壤进行区划管控, 从而得出更可靠的种植区划. 进行土壤-水稻重金属安全的种植区划时, 通过判别各采样点土壤和水稻重金属含量超土壤风险筛选及管制值和食品中污染物限量风险为基础, 先部分后整体, 通过分析Hg控制下的水稻安全种植评估赋值和综合污染风险[图 6（c）]. 通过ArcGIS中克里格插值, 选用球面函数模型, C0为0.44, （C1+C0）为2.73, 则C0∕（C1+C0）为16.11%, 说明空间相关性强, 变异以结构性变异为主, 受人为因素影响较小. 由图 6可知, 贵州省绝大部分区域为优先保护类, 面积占比为74.45%, 安全利用类占比为24.62%, 严格管控类面积占比最小, 仅为0.93%, 零星分布在黔南州和黔东南州交界的丹寨县, 黔西南州的贞丰县和铜仁市的万山等地区.
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图 6 土壤-水稻Hg安全种植区划 Fig. 6 Safe planting zoning of soil-rice |
贵州省是我国重要资源大省, 自然条件复杂, 矿产资源丰富, 其中汞矿储量和产量均居全国第一, 被誉为“中国汞都”. 稻米作为贵州省第一大粮食作物, 已有研究证实水稻能富集毒性最强的甲基Hg以及矿区居民暴露甲基Hg[34]的主要途径是通过食用大米[20, 35]. 环境Hg来源复杂[36, 37], 有自然源和人为源, 自然源是经复杂的火山和地热活动、水体释放、表层土壤和沉积物的释放等, 最终主要进入大气环境, 每年全球自然释放到大气环境中的Hg量约为1 800~5 800 t[38~41], 人类活动排放到环境中的途径主要有化石燃料的燃烧、垃圾的焚烧、金属冶炼、采矿炼油和氯碱制造等.
由图 3和图 5可知, 土壤和水稻Hg含量与矿业活动有直接关系, 但土壤Hg含量超标, 其对应的水稻Hg含量未必超标, 而土壤Hg含量未超标, 水稻Hg含量可能存在超标现象, 孙睿婕[42]对贵州矿区的调查也发现此类现象. 本研究万山矿区周边土壤ω（Hg）为2.47 mg·kg-1, 均显著低于高令健等[43]（4.26 mg·kg-1）和杜静静[44]（8.80 mg·kg-1）的研究结果, 水稻ω（Hg）为0.012 mg·kg-1, 超标率为20%, 对万山矿区周边调查有90%的水稻样品超过标准限值（0.02 mg·kg-1）；丹寨矿区周边农田土壤ω（Hg）为88.62 mg·kg-1, 高于朱丹妮等[45]调查结果（22.36 mg·kg-1）, 丹寨水稻超标率为22.39%, 高于朱丹妮等[46]调查结果（水稻超标率14.28%）；经相关性分析, 水稻Hg含量与土壤Hg含量以及基本理化性质相关性均不显著, 可见土壤Hg含量或土壤基本理化性质并不是显著影响水稻Hg含量的因子, 说明影响水稻Hg含量原因复杂, 可能与地势、成土母质、风化岩石和农户种植方式等因素有关, 尤其对土壤Hg含量极高但水稻Hg含量不超标（如黔东南州的丹寨县、遵义市的凤冈县等）和土壤Hg含量不超标但水稻Hg含量超标（如铜仁市的松桃县、黔西南州的贞丰县等）情况应作更深入研究. 本研究对有色金属矿业、工业密集区和农业活动相对频繁的耕地进行加密采样调查分析, 所得各地级市与贵州省土壤和水稻Hg含量均值会总体偏高；土壤Hg和水稻Hg高值高度集中在矿区周围, 且与汞矿距离越小分布越密集, 如丹寨汞矿、万山汞矿和务川汞矿等周边土壤和水稻Hg含量高, 由此得出土壤Hg和水稻Hg含量与矿业活动直接相关, 也有部分点位受矿业活动影响较小, 但土壤Hg和水稻Hg含量高, 说明矿业活动并不是影响Hg含量的唯一因素, 具体原因有待研究. 据研究, 不同区域下不同生长环境以及同一区域不同水稻品种对重金属的积累能力存在极其显著的差异[47~50]. 因此水稻对Hg的富集能力受土壤性质和自身吸收特性等众多因素的影响, 这也解释了“土超米不超”和“土不超米超”的现象.
在稻田这种特殊的湿地生态系统中, 来自大气沉降的“新”Hg易于被转化为高神经毒性的甲基汞, 进而在水稻体内富集, 故对大气中Hg含量监测与控制尤为重要；此外, 朱丹妮等[45]对丹寨汞矿的水田-水稻和旱地-玉米Hg含量分析, 得出旱地Hg含量高于水田, 而玉米Hg含量普遍低于水稻, 表明水田-水稻系统中农作物除了从土壤吸收Hg之外, 还可能从水田水体吸收Hg, 需因地制宜, 在水田土壤Hg的地区, 建议种植玉米. 有机质能通过影响土壤Hg甲基化和水稻富集Hg过程而影响糙米对Hg的积累, 杜舒阳等[51]研究指出, 猪粪能提高土壤Hg的生物有效性, 进而提高水稻Hg含量, 而油菜秸秆和水稻秸秆抑制水稻吸收Hg, 故在Hg污染农田中应当慎重施加猪粪；此外, 可通过施加钝化材料提高土壤pH值从而抑制农作物吸收Hg[52]；宁粳8、武运粳31和武运粳23为汞低累积水稻品种且硒肥和生物炭作为土壤调理剂均可减少水稻籽粒对Hg的吸收[53], 以保证农产品安全利用.
基于土壤-水稻Hg含量特征, 比较土壤重金属超土壤风险筛选值、风险管制值和稻米重金属含量超食品中污染物限量标准, 对贵州省进行安全种植区划（图 6）, 定义的优先保护区种植环境最佳, 应防止外源重金属输入, 重视划定区域内土壤环境质量定期检测, 进行生态健康友好型种植体系建设和升级. 安全利用区本着因地制宜, 选取适合本区域的种植作物进行栽培, 可采用农艺调控减少土壤重金属污染风险, 使其活性变弱, 有研究指出, 土壤受Hg污染安全利用区可以通过种植低积累Hg的两系杂交籼稻品种[54]. 严格管控类可以利用植物修复, 赵甲亭等[55]研究指出栽种悬钩子和野蒿等耐受富集Hg植物可用于待修复污染土壤. 现阶段严格管控区万山汞矿和黔东南丹寨汞矿均已关闭, 但Hg污染稻田土壤主要受矿业活动遗留影响, 一方面应进行现有污染稻田土壤的确定和摸查归档, 另一方面应进行土壤植物修复和矿渣处理. 对于黔西南地区的严格管控区, 受制于当地仍在进行矿业活动, 污染源仍未消失, 可进行产业环保设备升级和植物修复.
本研究样品采集范围广, 样品数量多, 覆盖不同地区和不同品种的水稻品种, 但由于自然环境与采样条件限值, 如六盘水市采集样品数相对较少, 对结果分析、数据规划等方面可能存在一定影响；本次研究对离工矿业活动密集区较远的样点分析较少, 对整体数据分析存在一定影响, 需对离工矿业较远区域作更深入调查研究；本次研究未能建立水稻品种与土壤类型关系, 为更深入了解Hg含量特征, 需对水稻品种、土壤类型、成土母质和施肥情况等作更深入调查.
4 结论（1）贵州省水田土壤主要呈弱酸性和中性, 有机质主要是一类和二类, 保肥能力多数是中等及以上, 适合耕作；水田土壤ω（Hg）几何平均值为0.864 mg·kg-1, 与筛选值和管制值相比, 土壤样品超标率分别为63.25%和14.71%；水稻ω（Hg）几何平均值为0.010 mg·kg-1, 与安全限值相比, 其超标率为25.87%.
（2）水田土壤Hg污染区分布在遵义市、黔东南州, 黔西南州的贞丰县, 铜仁市的碧江区, 贵阳市的开阳县等地区；水稻超标点主要分布在遵义市的丹寨县、怀仁市和红花岗区, 铜仁市的碧江区, 贵阳市的开阳县和黔西南州的都匀市和锦屏县.
（3）安全种植区划将贵州省划为优先保护区（占比74.45%）、安全利用区（占比24.62%）和严格管控区（占比0.93%）, 不建议直接食用严格管控区水稻, 可将其作为饲料投入生产.
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