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广西岩溶地质高背景区土壤镉生态风险评价与防控

广西岩溶区，地质高背景，镉，富集成因，生态风险

喀斯特环境在全球具有重要意义，岩溶区发育的土壤普遍富集重金属元素，具有典型的地质高背景特征，土壤生态风险也逐渐引起了广泛关注。其中，镉（Cd）是影响我国农用地土壤环境质量的首要重金属污染物。然而，岩溶区土壤中Cd元素的富集主要受成土母岩控制还是风化过程的次生富集控制，尚未有定论。岩溶区水稻籽实Cd元素超标与土壤Cd高含量分布不一致，若按照我国现行的农用地土壤污染风险管控标准（GB 15618-2018）和《土壤污染防治行动计划》对岩溶区土壤进行分类分级管理，势必会出现严格管控区水稻籽实Cd含量不超标的现象，造成大面积土地资源浪费。本研究以广西贵港典型喀斯特和碎屑岩同时存在的地区为研究区，通过系统分析表层土壤、深层土壤、岩石等各类样品的Cd分布及迁移规律，研究成土母质和成土过程对土壤Cd元素富集的控制。同时，结合广西岩溶地质高背景区7.88万km²的1090套水稻及配套根系土，来研究岩溶区土壤中Cd的生态风险。结果表明，研究区土壤Cd含量的空间分布主要受地质背景控制，Cd元素在碳酸盐岩区表层土壤的富集是次生富集和母岩继承双重作用的结果。在碳酸盐岩的整个原地风化成土过程中，Cd很大程度上被淋滤，只原地残留了不到2%。岩溶区土壤中普遍存在的铁锰结核对Cd的赋存状态和有效性有重要影响，既促进了土壤Cd的富集，又降低了Cd的生物有效性。岩溶区土壤Cd含量大于风险筛选值的比例较高（55.0%），但水稻籽实Cd元素超标现象不明显，超标率为12.5%。随着土壤pH值的增加，土壤Cd含量逐渐增大，但水稻籽实Cd的含量和超标率均逐渐减小，且当pH>6.5时，水稻籽实Cd超标率仅有4%。这些结果表明，我国现行的农用地土壤污染风险管控标准中Cd元素筛选值并不适用于岩溶区土壤Cd的生态风险评价工作。因此，本研究提出了针对岩溶区土壤Cd的安全利用和风险管控阈值建议值，为我国岩溶区农用地土壤环境质量分级、污染风险管控和土地安全区划提供了依据。