基于薄膜擴散梯度的玉米Cd、Ni、Zn生物積累預測與估算模型

食用被鎘、鎳和鋅等重金屬污染的玉米會威脅到人類的健康。對于原位測量重金屬的生物利用度，薄膜擴散梯度法(DGT)優于其他傳統方法，因此尋找一種基于DGT方法的玉米重金屬富集預測方法具有重要意義。本研究在天津市玉米主產區進行了田間調查，將DGT與傳統提取方法相結合，對玉米籽粒重金屬濃度進行了預測。結果表明，DGT與土壤溶液耦合可顯著提高預測精度(Cd-R² = 0.908, Ni-R² = 0.903, Zn-R² = 0.904)。這表明DGT和土壤溶液是玉米重金屬濃度的可行預測因子。采用DGT誘導土壤/沉積物通量(DIFS)模型模擬DGT對重金屬的吸收過程，較好地揭示了土壤中重金屬的解吸過程，表征了土壤重金屬的再補給能力。DGT和DIFS參數的耦合預測精度最高(Cd-R² = 0.920, Ni-R² = 0.928, Zn-R² = 0.908)。Zn的預測值略弱于Cd和Ni (Cd- p < 0.01, Ni- p < 0.01, Zn- p < 0.05)。原因是Cd和Ni在土壤中的平均補給方式是部分維持的，而Zn只通過擴散補給。解吸速率k^?1能很好地提高DGT的預測精度，避免了土壤溶液法不考慮解吸的缺點。DGT和DIFS參數的耦合為玉米重金屬富集預測提供了準確可靠的方法。