我國蔬菜重金屬污染現(xiàn)狀與對策

李書幻??溫祝桂+陳亞茹??陳亞華

摘要：近年我國蔬菜重金屬污染問題日益嚴峻，現(xiàn)匯總國內(nèi)近20年所發(fā)表的100余篇與蔬菜重金屬污染相關的文獻，對不同地區(qū)蔬菜重金屬污染程度以及不同蔬菜對重金屬的富集差異分別進行比較；并對主要重金屬污染元素和蔬菜重金屬污染成因進行統(tǒng)計分析。結果表明：鉛（Pb）、鎘（Cd）、鉻（Cr）等重金屬是我國蔬菜主要重金屬污染物；工業(yè)發(fā)達地區(qū)的蔬菜重金屬污染程度較嚴重；葉菜類蔬菜比根莖類和果實類蔬菜較易被重金屬污染。同時，闡述了防控蔬菜重金屬污染的相應對策，指出我國須要加大對葉菜類蔬菜重金屬的防控與檢測，以及合理選擇非重金屬污染土壤進行蔬菜生產(chǎn)的重要性，為全面了解我國蔬菜重金屬污染現(xiàn)狀以及防控措施提供了參考依據(jù)。

關鍵詞：重金屬污染；蔬菜；防控措施；現(xiàn)狀；對策

中圖分類號： X171.4文獻標志碼：

文章編號：1002-1302（2016）08-0231-04

重金屬是指密度大于5.0 g/cm3的金屬元素，約有40余種，近年來我國農(nóng)田土壤重金屬污染問題日益嚴重。周輝等研究發(fā)現(xiàn)，蔬菜的重金屬污染是食品污染物中的一個重要環(huán)節(jié)，重金屬在蔬菜中的富集累積，可通過食物鏈危害人類健康和生命安全[1]。據(jù)世界衛(wèi)生組織等報道，重金屬在人體內(nèi)的過量累積可誘發(fā)心血管、腎、神經(jīng)和骨骼等器官病變甚至癌變[2-17]。因此，對我國蔬菜重金屬污染狀況進行全面了解并提出具有建設性的防控措施具有重要的實際意義。

1我國不同地區(qū)蔬菜重金屬污染情況分析

根據(jù) “維普中文科技期刊數(shù)據(jù)庫1989—2015年，核心期刊” 數(shù)據(jù)庫，共檢索到與蔬菜重金屬污染相關文獻100余篇，其中文獻涉及較多的省份為包括江蘇?。?6篇）、山東?。?5篇）、湖南?。?3篇）、廣東省（22篇）、遼寧?。?2篇）、浙江省（20篇）、安徽?。?0篇）；其次為上海市、北京市、貴州省、四川省、江西省、重慶市、河南省、吉林省、河北省等地區(qū)（10～15篇）；而西藏自治區(qū)、寧夏回族自治區(qū)、廣西省、山西省等經(jīng)濟欠發(fā)達地區(qū)研究關注度較低（2～4篇）。

在所檢索文獻中，研究關注度較高的蔬菜依次為：黃瓜（36篇）、茄子（28篇）、白菜（23篇）；其次為蘿卜、西紅柿、辣椒、青菜等（各15～20篇）。研究關注度較高的重金屬為：Pb、Cd、Cr（約90%），其次為As、Hg（70%～80%）以及Cu、Zn（50%～60%）。

2不同種類蔬菜重金屬污染情況

不同種類蔬菜由于外部形態(tài)及內(nèi)部結構不同，吸收重金屬元素的生理生化機制各異，所以其重金屬元素的積累量差異較大。由表1可知不同地區(qū)4種蔬菜（茄子、黃瓜、菠菜、芹菜）的重金屬含量，并對其進行平均值與限量標準值的比較（比值越接近1，越接近污染），結果發(fā)現(xiàn)，蔬菜中最容易出現(xiàn)Pb、Cd污染（比值分別為1.02、0.68）；其次為Hg、Cr、As（比值分別為0.41、0.25、0.13）；Cu最不容易達到污染水平（比值為0.08）。對蔬菜種類進行重金屬污染分析發(fā)現(xiàn)，污染茄子的重金屬從大到小依次為Pb>Cd>Cr>Cu=Hg=As；污染黃瓜的重金屬從大到小依次為Pb>Hg>Cd>As>Cr=Cu；污染菠菜的重金屬從大到小依次為Cd>Pb>Hg=Cr>As=Cu；污染芹菜的重金屬從大到小依次為Pb>Cd>Hg>Cr>Cu=As）。表1顯示，葉菜類菠菜和芹菜中Pb、Cd、Cr平[JP3]均含量均高于果實類蔬菜黃瓜和茄子，說明葉菜類最容易出現(xiàn)這3種元素污染；而葉菜類和果實類蔬菜As、Hg、Cu污染相近。

以廣東省珠海市[18]和貴州省[19]為例，分析了幾種蔬菜中重金屬的污染程度和不同種類蔬菜重金屬元素平均含量（表2、表3），結果與上述結論一致：在幾類新鮮蔬菜中，葉菜類蔬菜的重金屬污染程度高于其他種類蔬菜，這與葉菜類蔬菜的重金屬吸附能力成正相關。國內(nèi)關于各區(qū)域不同種類蔬菜對重金屬吸附能力的研究較多：劉景紅等發(fā)現(xiàn)重慶市不同種類蔬菜的Cd污染程度從強到弱依次是葉菜類>茄果類豆類>瓜果類，說明葉菜類容易積累Cd[20]；魏秀國等研究發(fā)現(xiàn)，廣東省廣州市各蔬菜的重金屬吸附能力從強到弱依次為葉菜類>根莖類>茄果類>豆類，而葉菜類中菠菜、芹菜和白菜重金屬吸附能力最強，蘿卜對Pb的吸附能力最弱[21]；岳振華等研究發(fā)現(xiàn)，湖南地區(qū)葉菜類對Cu、Zn、Cd、Pb的吸收能力一般均大于果類和根菜類，在葉菜類中莧菜、白菜的富集能力較強，而結球甘藍較弱[22]。因此，在蔬菜生產(chǎn)和銷售過程中，應該加大力度對葉菜類蔬菜重金屬污染的防控與檢測。

3我國不同地域蔬菜重金屬污染情況

統(tǒng)觀全國范圍內(nèi)各大城市中蔬菜重金屬污染研究工作可發(fā)現(xiàn)，部分城市中已存在不同程度的蔬菜重金屬污染現(xiàn)象。任艷軍等研究發(fā)現(xiàn)，河北省秦皇島市12.2%的蔬菜樣品重金屬含量超過限量標準，Cd和Cr是主要的污染元素[27]。周根娣等研究發(fā)現(xiàn)，上海市蔬菜重金屬污染以Cd和Pb為主，超標率分別為13.3%和12.0%，其次是Cr和Hg，超標率分別為 4.6% 和1.5%[28]。馬往校等研究發(fā)現(xiàn)，陜西省西安市郊區(qū)蔬菜主要污染元素為Pb，超標率48.0%，最高超標6.9倍[29]。沈彤等研究發(fā)現(xiàn)，湖南省長沙市各主要蔬菜基地生產(chǎn)的13個蔬菜種類Pb和Cd污染嚴重，超標率分別為60%和51%[30]。唐書源等研究發(fā)現(xiàn)，重慶市蔬菜重金屬污染程度從強到弱依次為Cd>Pb>Hg[31]。劉樹慶等研究發(fā)現(xiàn)，河北省保定市蔬菜中Cd的檢出超標率為 89.3%[32-33]。楊紅霞研究發(fā)現(xiàn)，山西省大同市蔬菜受 Hg、As、Pb、Cd 污染極其嚴重，在其檢測的蔬菜中，Hg的總檢出率為100%，平均含量為0007 5 mg/kg，白菜超標率最大，其最大超標4.92倍；As的總檢出率為100%，平均含量為 0.338 5 mg/kg；Pb的總檢出率為100%，平均含量為 0.408 mg/kg；該地主要污染來源為污水灌溉[34]。王麗鳳等研究發(fā)現(xiàn)，遼寧省沈陽市蔬菜重金屬污染綜合超標率為36.1%[35]。張永志等研究發(fā)現(xiàn)，浙江省溫州市蔬菜中的主要污染元素是Cd，某些品種超標率高達50%，蔬菜含量超過國家標準最高的1.7倍[17]。陳同斌等研究發(fā)現(xiàn)，北京市蔬菜Pb含量的綜合超標率為9.2%[36]。綜上所述，我國大部分城市中重金屬元素在蔬菜中的積累現(xiàn)象是明顯存在的，一部分蔬菜中重金屬含量甚至已經(jīng)超過了食品衛(wèi)生安全標準。由于各城市進行蔬菜重金屬污染的評價標準不同，所以評價結果可能有一定的偏差。但從統(tǒng)計中也可以看出，工業(yè)發(fā)達地區(qū)的蔬菜重金屬污染程度比其他城市嚴重，如廣東省深圳市市售菠菜和芹菜中Cd、Cr 的污染程度相較于其他城市明顯偏高；湖北省武漢市售黃瓜和菠菜中的Pb、As的污染程度相較于其他城市也明顯偏高（表1）。

4蔬菜重金屬污染成因分析

土壤是蔬菜通過根部吸收重金屬的主要介質(zhì)，其重金屬含量直接影響蔬菜對該元素的吸收和累積，所以土壤重金屬污染是蔬菜重金屬污染的重要原因。

4.1工業(yè)化污水和生活用水灌溉

在中國部分地區(qū)，會有大量未經(jīng)處理或處理未達標的工業(yè)污水、城市生活用水直接排放到菜地中，導致菜地土壤重金屬超標。如西安污灌土中的重金屬含量明顯高于正常土，其重金屬累積強度系數(shù)在1.11～10.59之間[37]。蘇振旺等發(fā)現(xiàn)，河北邢臺污灌區(qū)中心區(qū)域的菜地土壤Cd平均含量已超過國家標準數(shù)倍[38]。

4.2化學農(nóng)藥以及有機肥料的濫用

磷肥中含有多種微量元素，其中一些為有害元素，Cd是情況較為嚴重的一種。何振立的研究結果表明，在人類活動對土壤Cd的貢獻中，磷肥占54%～58%[39]。磷肥在生產(chǎn)過程中磷礦石內(nèi)金屬雜質(zhì)難以揮發(fā)，任何生產(chǎn)工藝都不可能完全消除重金屬，這樣長期施用磷肥會使有毒重金屬進入土壤，進而在植物體內(nèi)富集。張樹清等發(fā)現(xiàn)，有機肥中也常含有一定量的重金屬[40]；劉榮樂等對中國8?。ㄊ校┥唐酚袡C肥的調(diào)查結果顯示，有機肥中各種重金屬均出現(xiàn)了不同程度的超標[41]。

4.3采礦、冶煉、造紙和城市垃圾的施用

采礦、冶煉、造紙等活動產(chǎn)生的廢棄未經(jīng)處理或不達標排放，均將最終進入土壤和水體，并造成土壤或水體重金屬含量超標[42]。許煉烽等在天津市以施用城市垃圾肥料為主的菜田，檢出土壤中的Cu、Pb、Cd、As含量高于背景值的0.3～1.0倍，Hg含量甚至高出30多倍[43]。劉芳等研究大型煉鋅廠周邊土壤及蔬菜的汞污染情況時發(fā)現(xiàn)，煉鋅廠周邊土壤樣品Hg的超標率為78%，其中污染最嚴重區(qū)域土壤中的汞含量是背景點土壤的29倍，已達到重度污染；所有蔬菜樣品的Hg含量超過無公害蔬菜重金屬限量指標，最大超標64.5倍，說明煉鋅廠Hg排放對其周邊土壤和蔬菜的Hg污染均有顯著影響[44]。

4.4畜禽糞便

隨著現(xiàn)代畜牧業(yè)的發(fā)展，飼料添加劑應用越來越廣泛，而其中往往含有一定量如Cu、Zn等重金屬。這些重金屬隨著畜禽糞便排出而污染環(huán)境，這些肥料中的重金屬也會積累在土壤中，成為一種污染源。柳開樓等研究發(fā)現(xiàn)，紅壤性水稻土施用豬糞30年后，Cu、Zn、Cr、As含量顯著增加[45]。李影等進行盆栽試驗時發(fā)現(xiàn)，牛糞、雞糞與化肥配施使黑土中Cu、Zn、Pb、Cd不同程度地朝有效態(tài)比例增加[46]。

4.5大氣污染

工礦活動、交通運輸?shù)扰湃氪髿庵械闹亟饘僖环矫婵赏ㄟ^沉降進入土壤，在相應的區(qū)域內(nèi)形成累積，造成土壤重金屬污染[47]。[JP3]李其林等研究發(fā)現(xiàn)，公路運營會造成路側土壤及作物的重金屬污染[48]。汽車排放廢氣中的Pb沉降造成公路兩側的土壤及種植地的蔬菜受到Pb污染[49]。吳長年等研究發(fā)現(xiàn)，寧連高速公路兩側200 m范圍內(nèi)的土壤和小麥受到不同程度的重金屬污染，其中土壤中Pb、Cu、Ni的最大累積系數(shù)分別為1.94、1.82、1.69[50]。土壤受到重金屬污染的同時，蔬菜作物也會通過葉片從空氣中吸收重金屬元素造成自身重金屬污染[51-52]。

5防控措施

5.1選擇性種植

由于不同種類的蔬菜對重金屬富集能力具有差異性，所以在重金屬污染的土壤中可以選擇種植對污染元素富集能力低的蔬菜。李雪芳等研究發(fā)現(xiàn)，在Cu含量超標的土壤上建議種植芹菜、四季豆，在Pb含量超標的土壤上建議種植菠菜和芹菜，在Cd含量超標的耕地上建議種植胡蘿卜、芹菜、茄子、豇豆、萵苣和絲瓜[53]；韓峰等研究發(fā)現(xiàn)，在Hg含量超標的土壤上建議種植豇豆、棒豆和辣椒。通過充分利用蔬菜對重金屬吸收能力的差異和合理安排作物布局，使蔬菜最大限度地適應現(xiàn)存污染環(huán)境，這也是以后充分利用有限耕地的解決途徑之一。選擇種植對重金屬富集能力較弱的蔬菜，不但能保證蔬菜食用的安全性，還可使土壤向蔬菜轉(zhuǎn)移重金屬的能力大大降低。

5.2合理規(guī)劃與控制

可以從污染源方面考慮采取相應措施避免重金屬污染的發(fā)生。如做好城市蔬菜生產(chǎn)基地的選址，遠離高速路或工業(yè)區(qū)[54]；制訂出一系列的相關環(huán)境法規(guī)，嚴格控制工業(yè)上“三廢”的排放；控制菜園地的污水灌溉和污泥施用，對污泥、污水的重金屬濃度以及土壤的重金屬殘留狀況進行定期的監(jiān)測；對存在嚴重重金屬污染的菜田，要改為他用，不能繼續(xù)種植；謹慎使用固體廢棄物，在采用工業(yè)廢渣做改土劑時，要檢測其中重金屬的含量工業(yè)廢棄物與生活垃圾分開處理、堆放，施用的垃圾肥要經(jīng)無害化處理；合理施用化肥，盡多施用無害的有機肥料，提高土壤的有機質(zhì)含量，增強土壤對重金屬的吸附能力，在酸性土壤上，可通過施石灰等措施提高土壤pH值降低重金屬離子活性[55-56]。

5.3生物修復

對重金屬污染土壤采取合理物理、化學及生物措施進行修復。這3種修復方法中，物理方法投資大，適合于小面積污染的治理；化學方法操作簡單，但容易導致土壤肥力的下降和土壤理化性質(zhì)的改變；生物修復是利用特定的動、植物或微生物吸收或鈍化土壤重金屬，以達到凈化土壤或鈍化土壤重金屬（減少生物有效性）的目的[57]。目前，如何應用各種修復方法解決土壤重金屬污染問題，使其具有實踐性和可操作性，已經(jīng)成為我國環(huán)境保護工作者和科研工作者今后工作的重要內(nèi)容。只有用于蔬菜生產(chǎn)的農(nóng)田土壤沒有重金屬污染，才能從根本上保證蔬菜的生產(chǎn)安全。

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