不同蔬菜對污染土壤重金屬的積累規(guī)律

周建昌，周麗燕，盧春霞，唐玲玲

(紹興市農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)測試中心，浙江 紹興 312000)

蔬菜是人類生活中不可或缺的重要農(nóng)產(chǎn)品，可提供人體所必需的多種維生素和礦物質(zhì)等營養(yǎng)物質(zhì)。近幾年來隨著我國農(nóng)田土壤重金屬污染問題日益嚴(yán)重，蔬菜中的重金屬污染越來越成為食品污染中的重要環(huán)節(jié)。重金屬在蔬菜中的富集積累，可通過食物鏈危害人類健康和生命安全[1]。由于重金屬污染具有隱蔽性、滯后性和長期性等特點(diǎn)，導(dǎo)致難以及時發(fā)現(xiàn)并控制。有研究報道，不同種類蔬菜對重金屬吸收積累存在明顯差異[2-3]，即使土壤存在重金屬污染，只要種植適宜的種類，也可生產(chǎn)出安全的蔬菜。因此，我們對本地重金屬污染蔬菜種植基地進(jìn)行了調(diào)查分析，并對不同蔬菜種類受重金屬污染程度進(jìn)行了評價，篩選出重金屬低積累型蔬菜，提高受污染土地安全利用率，以期為蔬菜安全生產(chǎn)和消費(fèi)提供技術(shù)支持。

1 材料與方法

1.1 供試材料

試驗(yàn)地點(diǎn)為紹興市直3個蔬菜種植基地，分別以蔬菜基地A、基地B、基地C表示。2013—2016年對種植基地土壤進(jìn)行了重金屬含量檢測，試驗(yàn)基地土壤樣本分別從各基地不同方位采取，共取樣25批次。將采取的土壤曬干、粉碎、過篩和去除雜質(zhì)后，根據(jù)不同檢測指標(biāo)分別制成10目(孔徑2.0 mm)和100目(孔徑0.149 mm)備用。

試驗(yàn)蔬菜為本地主要種植的大宗消費(fèi)種類，共25種101批次。其中豆類有四季豆、豇豆、毛豆等3種；根(鱗)莖類有蘿卜、茨菇、藕、茭白、蔥等5種；瓜類有葫蘆、南瓜、蒲子、青瓜等4種；茄果類有辣椒、番茄、茄子等3種；薯芋類有芋艿、土豆等2種；葉菜類有芹菜、青菜、空心菜、大白菜、葉用萵筍、木耳菜、生菜、菠菜等8種。各種蔬菜均在最佳上市時期采集可食部分樣品，去除雜質(zhì)，用食品加工機(jī)打成勻漿，儲于潔凈的塑料盒中，并標(biāo)明標(biāo)記，于-18 ℃ 冰箱中保存?zhèn)溆谩?/p>

1.2 樣品測定

土壤。pH值和重金屬含量測定參照國家和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)NY/T 1121.2—2006、GB/T 22105.1—2008、GB/T 22105.2—2008、GB/T 17141—1997、HJ 491—2009。

蔬菜。重金屬含量測定和判定標(biāo)準(zhǔn)：GB 5009.17—2014，Hg蔬菜限量值0.01 mg·kg-1；GB 5009.11—2014，As蔬菜限量值0.5 mg·kg-1；GB 5009.12—2010，Pb限量值葉菜類、豆類蔬菜、薯類0.2 mg·kg-1，其他蔬菜0.1 mg·kg-1；GB 5009.15—2014，Cd限量值葉菜類0.2 mg·kg-1，豆類、塊根和塊莖類、莖類0.1 mg·kg-1，其他蔬菜0.05 mg·kg-1；GB 5009.123—2014，Cr蔬菜限量值0.5 mg·kg-1。

1.3 評價標(biāo)準(zhǔn)

蔬菜樣品重金屬含量標(biāo)準(zhǔn)參照 GB 2762—2012判定，土壤樣品重金屬含量標(biāo)準(zhǔn)參照GB 15618—1995判定。

2 結(jié)果與分析

2.1 土壤重金屬含量

土壤重金屬檢測結(jié)果(表1)表明，Hg含量超標(biāo)。

2.2 蔬菜重金屬含量

蔬菜樣本各重金屬平均含量分別為Hg 0.001 74 mg·kg-1，As 0.015 mg·kg-1，Pb 0.041 mg·kg-1，Cd 0.038 5 mg·kg-1，Cr 0.063 mg·kg-1。各類蔬菜的含量范圍見表2。

表1 3個蔬菜基地土壤的重金屬含量情況

注：參考GB 15618—1995 土壤環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)土壤重金屬限量指標(biāo)，pH值<6.5，Hg≤0.30 mg·kg-1，As≤30 mg·kg-1，Pb≤250 mg·kg-1，Cd≤0.30 mg·kg-1，Cr≤250 mg·kg-1。

表2 3個蔬菜基地不同蔬菜重金屬含量表現(xiàn)

不同種類蔬菜由于外部形態(tài)及內(nèi)部結(jié)構(gòu)不同，吸收重金屬元素的生理生化機(jī)制各異，所以其重金屬元素的積累量差異較大[1]。其中Hg含量從高到低依次為茄果類>根(鱗)莖類>薯芋類>葉菜類>瓜類>豆類；As含量從高到低依次為根(鱗)莖類>葉菜類>薯芋類>茄果類>瓜類>豆類；Pb含量從高到低依次為葉菜類>薯芋類>根(鱗)莖類>茄果類>瓜類>豆類；Cd含量從高到低依次為薯芋類>葉菜類>茄果類>根(鱗)莖類>豆類>根莖類>瓜類；Cr含量從高到低依次為葉菜類>薯芋類>茄果類>根(鱗)莖類>瓜類。可見薯芋類、根莖類、葉菜類蔬菜對于Cd、Pb、Cr、As吸附性較強(qiáng)，而茄果類對于Hg吸附性較強(qiáng)。豆類蔬菜中重金屬As全部未檢出，說明豆類蔬菜對于As吸附能力較差。

2.3 土壤與蔬菜重金屬含量的相關(guān)性

通過分析，土壤重金屬污染指標(biāo)主要為Hg，超標(biāo)含量在限量值的1.5～12.8 倍，但試驗(yàn)蔬菜Hg含量均未超過國家標(biāo)準(zhǔn)限量值，這說明土壤重金屬Hg含量超標(biāo)與蔬菜可食部分Hg含量的相關(guān)性不明顯。

2.4 蔬菜重金屬指標(biāo)合格率

表3 3個蔬菜基地不同蔬菜類別重金屬含量指標(biāo)合格率

從試驗(yàn)結(jié)果(表3)來看，蔬菜可食部分重金屬含量總體合格率為93.1%，其中豆類、茄果類和瓜類合格率為100%，表明這3類蔬菜對試驗(yàn)基地土壤污染重金屬是低積累的，可安全種植。葉菜類、根(鱗)莖類和薯芋類合格率分別為92.6%，85.7%和82.4%，其中薯芋類最低。

共有4類蔬菜7批次樣本超標(biāo)。其中芋艿超標(biāo)率最高，有3個批次，占不合格樣品數(shù)的42.9%，主要超標(biāo)項(xiàng)目有Cd、Pb，Cd含量超標(biāo)數(shù)值在0.16～0.37 mg·kg-1，為標(biāo)準(zhǔn)限量值的1.6～3.7倍；Pb含量超標(biāo)為0.22 mg·kg-1，為限量值的1.1倍。另外，蔥Pb含量超標(biāo)2批次，芹菜Cd含量超標(biāo)1批次，空心菜Cr含量超標(biāo)1批次。

3 小結(jié)與討論

江解增等[4]研究表明, 即使是在土壤Hg含量超標(biāo)且 pH 較低的情況下, 所調(diào)查的 31 個蔬菜樣品的Hg含量均未超標(biāo)。這與本研究結(jié)果基本一致。本試驗(yàn)土壤Hg污染超標(biāo)和蔬菜中Hg含量相關(guān)性不大，均未出現(xiàn)Hg超標(biāo)問題。可見，土壤中雖然存在較高的Hg含量，但因?yàn)樽魑飳g的吸收影響因素較多，而且與作物本身的特性相關(guān)，并非簡單的正相關(guān)關(guān)系。

本次監(jiān)測蔬菜超標(biāo)率不高，僅有芋艿、芹菜、空心菜和蔥等7個樣本出現(xiàn)Cd、Pb和Cr等超標(biāo)的情況。蔬菜對重金屬的吸收影響因子復(fù)雜，可能與土壤 pH值、有機(jī)質(zhì)和微生物、土壤類型、蔬菜種類等因素相關(guān)。如幾乎所有的研究報告都將土壤 pH 值列為影響植物對重金屬吸收的最主要的土壤因素[5]，有機(jī)質(zhì)與重金屬發(fā)生螯合會阻礙植物對重金屬吸收，使重金屬的活性降低[6]，等等。但是，為控制作物的食用安全，建議在本地這些污染區(qū)域重點(diǎn)種植茄果類、瓜類和豆類等蔬菜，減少或不種植薯芋類、根莖類、葉菜類蔬菜；并建立定點(diǎn)監(jiān)測制度，實(shí)時監(jiān)控農(nóng)產(chǎn)品污染現(xiàn)狀，以便出現(xiàn)污染加重時，及時采取措施規(guī)避。

[1] 李書幻，溫祝桂，陳亞茹，等.我國蔬菜重金屬污染現(xiàn)狀與對策[J]. 江蘇農(nóng)業(yè)科學(xué),2016, 44(8):231-235.

[2] 張征.環(huán)境評價學(xué)[M].北京：高等教育出版社，2004：181-185.

[3] 鄒日，沈鏑，柏新富，等.重金屬對蔬菜的生理影響及其富集規(guī)律研究進(jìn)展[J].中國蔬菜，2011(4)：1-7.

[4] 江解增, 許學(xué)宏, 余云飛, 等.蔬菜對重金屬生物富集程度的初步研究[J].中國蔬菜, 2006 (7):8-11.

[5] ANDERSON M A, RUBIN A J. Adsorption of inorganics at solid-liquid interfaces [M]. Ann Arbor Mich: Ann Arbor Science Publishers Inc,1981: 1-357.

[6] ARIAS M, BARRAL M T, MEJUTO J C. Enhancement of copper and cadmium adsorption on kaolin by the presence of humic acids[J].Chemosphere, 2002(48): 1081-1088.