广东省环境科学研究院 广东广州 510000
摘要：从环鄱阳湖地区采集83个蔬菜地土壤样品和108个蔬菜样品，测试其中Cd、Cr、Cu、P b、Zn等5种重金属元素的含量。对农田土壤中重金属空间分布、土壤和蔬菜中重金属富集特征以及其潜在风险进行分析结果表明，蔬菜地土壤中Cd、Cu和Zn含量均大于江西省相应土壤重金属含量背景值，Cd（2.1~0.05mg/kg）、Pb（83.33~0.42）、Z n（279.0~39.67）含量分别超标1.6和0.22，0.44倍。与我国《土壤环境质量标准》（GB15618 - 1995）中II级标准（pH6.5～7.5）比较，土壤Cd、Cu、Pb和Zn含量的超标率分别为69.12%、4.42%、3.0%、4.42%，表现为以Cd为主的多种重金属混合污染.蔬菜Cd、Zn含量的样本超标率分别为5.62%和69.66%；
关键词：环鄱阳湖区；菜地土壤；蔬菜；重金属；污染
1.引言
重金属在地壳中普遍存在，并以不同的化学形态分布于表层土壤中，不仅对植物生长造成影响，还通过食物链影响人类健康。【1】
鄱阳湖周边有南昌、九江、景德镇三大城市，其周边经济区种植业的发展在 “湖区” 乃至江西全省农业及社会经济可持续发展中占有重要地位和作用.【2】近年来，鄱阳湖区农村劳动力转移步伐加快，城镇化率逐渐提高。随着工业化和城市化进程的不断加快，城镇人口大量增加，生活污水无组织排放，污染得不到有效处理，对环境污染日益严重。【3】目前对蔬菜及土壤重金属研究较多，但对环鄱阳湖区各地蔬菜中重金属分布特征的研究则仍是一个空白领域。本研究对环鄱阳湖区蔬菜及其土壤开展大范围调查，探讨其土壤和蔬菜重金属污染现状，为环鄱阳湖区域土壤环境质量评估提供科学依据。
2.材料与方法
2.1 研究区域的基本概括与样点分布
鄱阳湖区指的是沿鄱阳湖的南昌县、新建县（包括上新建与下新建）、进贤县、余干县、鄱阳县、都昌县、湖口县、九江市区、星子县、德安县、永修县等11个市县，地理坐标东经115.49’～117.46’，北纬28.24’～29.46’，土地面积19880km2，占江西省面积的11.85%。本区属于亚热带温暖湿润气候，年平均气温16.8～17.8℃，多年平均降水量1426.4m2. 鄱阳湖区是江西境内农业开发最早的地区，耕地面积占45.5％，是国家中部重要的粮食主产区.【4】鄱阳湖周边各地区的区分，土壤氧化-还原条件基本相似，主要出露第四纪全新世褐黄色含砾亚黏土夹岩块岩屑，及浅灰、深灰色粉砂质黏土。鄱阳湖区表层土壤呈中性和弱碱性，其他地区呈偏酸性和酸性。【5】
根据环鄱阳湖区各区县的面积、人口及经济状况选取采样县区，分别选取：南昌县、永修县、德安县、星子县、九江市辖区、湖口县、都昌县、鄱阳县、余干县、进贤县（见图1）。本次采样时间为2009年3月份，分别采集各地基地和农家的白菜、萝卜、大蒜。土壤采样按梅花形布点采样法采集土壤样品，在布设采样点周围采集5个点的表层土壤（0—20cm）土样均匀混合为一个样品后以四分法缩份至1Kg左右。共采取蔬菜样108个，土壤样83个。
2.2 样品分析
土壤样品置于通风处自然风干，剔除样品中的植物根系、有机残渣及可见侵入体，用木棍碾碎并用玛瑙研钵研磨，过60目筛，备用。蔬菜样品用自来水洗净后再用去离子水清洗，于105oC下杀青，65 oC 烘干至恒重，粉碎待用。【6】
蔬菜样经HNO3-HF-HClO4（4：5：2）消解，土壤经HNO3-HClO3（8：2）消解【7】。采用ICP-AES测出Cd、Cr、Pb、Cu、Zn五种元素含量。分析过程蔬菜中重金属含量以鲜重计。
3.结果与分析
3.1 蔬菜土壤中重金属含量的统计性描述
环鄱阳湖区菜地土壤中Zn、Cr、Cu、Pb、Cd含量分别为：279.0~39.67，79.0~0.03，249.0~9.33，83.33~0.42，2.1~0.05mg/kg，变化幅度比较大.与环鄱阳湖地区土壤背景值相比，Zn（99.11），Cu（25.38）Cd（0.26mg/kg）（几何均值）均大于其相应土壤重金属含量背景值，分别超标为0.44倍，0.22倍，1.6倍。这表明环鄱阳湖地区菜地土壤Cd污染较严重。Cu、Zn含量存在一定的积累现象。
图1 环鄱阳湖区域图
与《土壤环境质量标准》Ⅱ级标准相比，【8】环鄱阳湖区蔬菜地土壤中Zn、Cu、Pb、Cd超标率分别为4.42%，4.42%，3%，69.12%，可见调查区域表现为以Cd为主的多种重金属共同污染。
3.2菜地土壤中重金属来源分析与空间分布特征
由表可知，除Cd外均达到《土壤环境质量标准》中Ⅱ级要求。Cd在九江、星子、永修、余干、德安含量分别为0.44、0.38、0.55、0.35、0.50 mg/kg，均已超标。除都昌外，Cd元素含量在环鄱阳湖区都具有积累，在九江、星子、永修、余干、德安超过土壤背景值分别已达3.45、2.81、4.48、2.53、4.0倍，在湖口、进贤、都昌、南昌超过1.74、1.35、0.54、0.82倍。各地区Cu、Pb元素积累现象不明显，与背景值相持平，Cr元素在各地区都存在亏损现象。Zn元素在进贤县据有明显积累现象，超过背景值1.03倍，南昌和永修为0.74、0.84。其余地区与背景值相差不大。对照表一可知，Zn、Cu、Pb对应元素背景值相当，在土壤中均达到《土壤环境质量标准》中Ⅱ级要求，但都已超过江西省土壤背景值。
蔬菜地中各重金属含量之间的相关性可以推测重金属的来源是否相同。若重金属含量间有显著相关性，说明可能来源相同。【10】统计分析显示（表4），Cu与Pb、Cr、Cd、Zn间，Cr与Cd、Zn、Cu之间存在显著的相关性，表明表层土壤中这几种重金属具自然伴生关系。而Cd与Zn、Pb之间存在负的相关性，与Cr、Cu之间相关性也不显著，表明表层土壤中Cd主要受认为作用的影响，使外源Cd重金属元素较易进入，从而大大削弱Cd与其他元素之间的相关性。Cd一般可做为施用化肥、农药等农业活动的标识【11~12】，所以Cd元素的积累可能与环鄱阳湖区农业生产有关。我国农药化肥的利用率普遍较低，约有70%流失到土壤、水和空气中，长期农业生产活动，使Cd在土壤中明显积累【13】。此外，密集的工业活动也是Cd的重要来源之一，刘庆等研究浙江省慈溪市农田土壤重金属污染时．亦发现Cd污染为工业“三废”排放所导致【14】。可认为Cd主要来源于工农业活动。
据分析，环鄱阳湖区土壤中Cu、Cr等重金属元素主要来源于成土母质，空间分布主要受成土母质和地形的控制。Boruvka等人研究认为Cu、Zn、Cr等元素主要为地质来源，【15】且蔡立梅等人研究也表明这几种元素可能为同一来源，与成有关成土母质。【16】在城市土壤中Pb常被作为机动车污染源的标识元素。【17~18】Pb和Cd主要与人类活动有关，空间分布上主要受人类活动的控制。如Pb高值区主要分布为南昌、余干，Pb的富集主要是交通、工业污染所致，南昌、余干地区工业规模大，随着企业的不断发展，从而也使其成为Pb高值区。
3.3 蔬菜重金属含量特征
由表可看出，蔬菜Zn、Cr、Cu、Pb、Cd含量分别为7.4~121.8，0.002~0.52，0.01~2.5，0.006~5.25，0.003~6.53。与《食物中污染物限量》（GB2762-2005）等相关标准比较【19~21】，蔬菜中Zn、Cr、Pb、Cd超标率分别为69.66%、1.12%、8.99%、5.62%可见环鄱阳湖区蔬菜中重金属的污染问题比较突出。从不同区域蔬菜中重金属含量（算术均值）来看（表6），蔬菜中cd、Pb含量在星子、永修、南昌、余干地区很高，显著高于其他地区。在调查区域内，只有九江、德安两个地区Cd未超标。但各区域间蔬菜中Cu含量的都没有超标（表3）。
重金属富集系数是指植物中重金属含量与相应土壤的重金属含量之比，它可以用来大致反映蔬菜对土壤重金属的富集能力。【6】调查区蔬菜中重金属富集系数的顺序呈现为：Cd>Zn >Pb>Cu>Cr（表5）。这与调查东莞市农田蔬菜中重金属富集系数的结果趋势（Cd>Zn>Cu>As>Ni >Hg>Cr>Pb）基本一致。【16】据湘江中下游农田蔬菜中重金属的调查研究发现，其富集系数顺序为：Cd> Zn≈Cu≈Pb>Cr。【8】另据各种对农田蔬菜中重金属含量的调查研究发现，Cd富集系数为最大的。【22~23】可见元素Cd在蔬菜中易于富集。
4.结论
（1）环鄱阳湖区菜地土壤Cu、Zn、Pb、Cd含量存在一定积累现象．Cd污染比较显著和普遍。表现为以 Cd为主的多种重金属共同污染。其中Cd主要与人类与活动有关。
（2）与《食品中污染物限量》（GB2762.2005）等相关标准比较，研究区蔬菜中Zn、Cd、Pb、Cr含量超标率分别69.66%、5.62%、8.99%、1.12%。环鄱阳湖区蔬菜重金属污染表现为以Zn为主的多种重金属污染。
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论文作者:刘丽丽
论文发表刊物:《基层建设》2016年11期
论文发表时间:2016/8/6
标签：土壤论文; 重金属论文; 鄱阳论文; 蔬菜论文; 湖区论文; 含量论文; 鄱阳湖论文; 《基层建设》2016年11期论文;