海南南山長壽區(qū)土壤微量元素含量分析

丁文慈 ，趙由之 ，趙彥龍 ，李麗芳，陳亮儒

(1 瓊州學(xué)院理工學(xué)院，海南 三亞 572022;2 三亞碳計(jì)量與應(yīng)用研究實(shí)驗(yàn)室，海南 三亞 572022;3 珠江流域水環(huán)境監(jiān)測中心，廣東 廣州 510611;4 三亞南山小學(xué)，海南 三亞 572000)

在國內(nèi)除南疆、巴馬等地外，湖北鐘祥、江蘇如皋、四川彭山、都江堰、上海長興島、山東長清以及海南島等地都有“長壽之鄉(xiāng)”的美譽(yù)［1-3］.國內(nèi)外對各長壽地區(qū)的研究表明，遺傳因素、自然環(huán)境、社會(huì)文化和生活習(xí)慣是四個(gè)必要條件［1-5］，其中各地環(huán)境因子中特有的微量元素譜對調(diào)節(jié)內(nèi)分泌、預(yù)防控制疾病起到重要作用，成為最重要的長壽要素之一［6-13］.土壤是生物賴以生存的最重要、最基本的要素，是微量元素進(jìn)入有機(jī)體和人體的主要環(huán)境，為了解海南南山長壽區(qū)土壤中微量元素的特征，利用電感耦合等離子體質(zhì)譜儀ICPMS 測定了海南南山長壽區(qū)耕作土與非耕作土壤中Be、V、Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Cu、Zn、As、Se、Mo、Ag、Cd、Ba、Tl、Pb 等17 種微量元素和常量元素Al 的含量，并與廣西巴馬、云南云龍、新疆和田、江蘇如皋等長壽地區(qū)土壤微量元素的分布特征進(jìn)行了對照研究.

1 實(shí)驗(yàn)方法

1.1 研究區(qū)域概況與樣品采集 海南三亞南山村是全國著名的長壽之鄉(xiāng)，全村共有10 個(gè)自然村，4500多人口，黎族.2008年統(tǒng)計(jì)全村100 歲以上的壽星10 人，80 歲以上的長壽老人有90 余人.南山村位于三亞市西偏北約40 公里南山(也稱鰲山)北坡，基巖為燕山期早白堊紀(jì)世花崗巖，土壤發(fā)育淺，屬花崗巖磚紅壤.

土壤采樣點(diǎn)1 位于南山小學(xué)校園內(nèi)，主要種植蔬菜，代表耕作土.土壤深度約40cm，土壤剖面自上而下分為表層(A0)，淋溶層(A)，淀積層(B)，母質(zhì)層(C)和基巖(D).采樣點(diǎn)2 位于采樣點(diǎn)1 以西100m 處，主要植被為灌木——竹林，代表非耕作土.土壤深度約20cm，土壤剖面分為表層(A0)，淋溶層(A)，淀積層(B)和基巖(D)，母質(zhì)層發(fā)育不明顯.取樣時(shí)用木鏟除去剖面表面1cm 土層，自下而上采樣，裝入牛皮紙袋.

1.2 樣品預(yù)處理及質(zhì)量控制 土壤樣品于烘箱中105℃下干燥24h，冷卻后置于硬質(zhì)瓷磚表面，用搟面杖碾壓破碎，實(shí)驗(yàn)過程中避免接觸金屬容器及制品，以免引入外源污染.用四分法取樣-再破碎-再取樣-再破碎，取10g 細(xì)粉末樣品用瑪瑙研缽精研至100 目左右，置于稱量瓶中烘干恒重待用.實(shí)驗(yàn)中為了避免樣品之間相互污染，未采取過篩操作，樣品粒度控制以濕法消解樣品至溶液透明無殘?jiān)鼮橐?

準(zhǔn)確稱取0.2500g 土樣于聚四氟乙烯坩堝中，用幾滴水潤濕后，加入10ml HCl，于電熱板上低溫加熱，蒸發(fā)至約剩5ml 時(shí)加入15ml HNO3，繼續(xù)加熱蒸至近粘稠狀，再加入10ml HF，并繼續(xù)加熱蒸發(fā)至近干，最后加入5ml HClO4，并加熱至白煙冒盡.樣品呈白色或淡黃色不流動(dòng)粘稠狀，用1ml 鹽酸和去離子水沖洗內(nèi)壁及坩堝蓋使樣品充分溶解，冷卻后定容至100ml.用0.22μm TEFLON 濾膜過濾至15ml AXYGEN 塑料離心管中待測.

1.3 樣品測定 樣品測定工作由珠江流域水環(huán)境監(jiān)測中心完成.消解后的樣品用Agilent 公司的7500a型電感耦合等離子體質(zhì)譜儀(ICP-MS)測定，儀器的工作條件為:射頻發(fā)射功率1200w，射頻電壓1.7v，采樣深7.2mm，載氣(Ar)流量1.1L/mim，泵速0.1rps，霧室溫度2℃.所有實(shí)驗(yàn)用水均由Millipore Q-Element 純水機(jī)制備，電阻率＞18.2MΩ·cm.

2 結(jié)果與討論

2.1 海南南山長壽區(qū)土壤微量元素特征 用ICP-MS 檢測到的海南南山長壽區(qū)土壤元素有常量元素Al 以及Be、V、Cr 等17 種微量元素(見表1)。含量最高的元素是Al 和Fe，大于8000μg/g;其次是Mn、Ba，含量在100μg/g 以上;大于10μg/g 元素依次是Zn、V、As、Pb、Cr;大于1μg/g 的有Cu、Co、Ni、Mo、Be;而Tl、Cd、Se、Ag 的含量均小于1μg/g.其中V、Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Cu、Zn、Se、Mo 等是人體必需的微量元素?？傮w來看，耕作土、非耕作土、基巖中各種微量元素含量大致持平，土壤各發(fā)育層中各種元素含量基本保持一致，可見南山土壤的成土歷史上受風(fēng)沙流水搬運(yùn)引起的外源物質(zhì)的輸入和輸出影響較小，其主要來源是基巖的風(fēng)化.

表1 海南南山長壽區(qū)土壤微量元素含量(μg/g)

2.2 海南南山長壽區(qū)與其他長壽區(qū)土壤微量元素特征的對照研究 對比其他長壽區(qū)［13-18］，從圖1 可以看出，除新疆和田土壤鐵含量較低以外，高鐵、高錳是各長壽區(qū)的主要特征，但南山土壤鐵含量低于江蘇如皋、云南云龍，錳含量低于廣西巴馬、新疆和田、江蘇如皋和云南云龍.另外廣西巴馬、新疆和田、江蘇如皋土壤中Co、Ni、Cu、Zn、Se 五種元素分布十分相似，海南南山土壤中Zn、Se 含量與上述三地相近，Co、Ni、Cu 含量則低于三地.這些元素對細(xì)胞代謝和酶活性有重要意義，是研究長壽與健康現(xiàn)象關(guān)注較多的元素，適量的上述元素可能與南山長壽現(xiàn)象有一定關(guān)系.

圖1 海南南山和其他長壽地區(qū)土壤微量元素含量比較

在重金屬污染方面，由圖2 可以看出，除Hg 由于檢測方法限制沒有數(shù)據(jù)外，南山土壤中Cr、Ni、Cu、Zn、As、Cd、Pb 等元素含量均低于土壤環(huán)境質(zhì)量一級標(biāo)準(zhǔn)，說明沒有來自于環(huán)境本底和工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的重金屬污染.

圖2 海南南山土壤微量元素含量與土壤環(huán)境質(zhì)量一級標(biāo)準(zhǔn)比較

3 結(jié)論

海南南山長壽區(qū)土壤富含或含有V、Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Cu、Zn、Se、Mo 等人體必需的微量元素.其中高鐵高錳的的特征與廣西巴馬、新疆和田、江蘇如皋和云南云龍等長壽區(qū)相類似.無重金屬元素污染，Cr、Ni、Cu、Zn、As、Cd、Pb 等元素含量均低于土壤環(huán)境質(zhì)量一級標(biāo)準(zhǔn).

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