重金屬鎘污染對蔬菜的影響及防治對策

呂玉發(fā) 張鐵牛

當前，重金屬污染已成為全球面臨的一個嚴重的環(huán)境問題，在所有的污染元素中，鎘以移動性大、毒性高成為最受關注的對象之一。據(jù)農業(yè)部農業(yè)環(huán)境監(jiān)測總站的監(jiān)測結果，污灌區(qū)鎘污染面積最大，達3.85萬公頃，占重金屬超標面積的56.9％。污灌區(qū)生產的農產品鎘超標率達10.2％。

鎘在土壤中具有較強的化學活性，作物很容易吸收土壤中的鎘而進入食物鏈，從而在人體中累積，產生毒害。研究表明，成人每天接觸鎘水平為30～50毫克，就會大大增加骨折、癌癥、腎功能紊亂和高血壓的風險，進而影響人體健康。因此現(xiàn)在許多國家對鎘污染的問題十分重視投入，大量資金研究鎘在“土壤一植物一人”食物鏈及人體健康中的行為，嚴格規(guī)定高鎘含量的作物不能進入食物鏈中。

重金屬鎘是蔬菜污染的主要種類之一，它通過抑制蔬菜植物細胞分裂和伸長刺激和抑制一些酶活性，影響其組織蛋白質合成，降低光合作用，傷害細胞膜系統(tǒng)，從而影響蔬菜生長發(fā)育和食用安全性。而且蔬菜重金屬鎘污染具有一定的隱蔽性，一般不會發(fā)生急性中毒，只有經(jīng)食物鏈作用在人體中不斷累積，才會危害人們的身體健康，所以，蔬菜重金屬鎘污染并不像蔬菜農藥污染那樣備受人們關注卻潛伏更大的健康危害性。

1鎘污染對蔬菜的影響

1.1蔬菜中鎘的來源：蔬菜中的重金屬鎘含量的高低，主要取決于環(huán)境中重金屬鎘污染的輕重。一方面蔬菜可通過根系從土壤吸收并富集鎘，但實際上鎘在土壤中的含量非常低，只有0.01～2.00毫克／千克，平均值為0.35毫克，千克，所以土壤中的鎘主要來源于人為活動，電鍍、顏料、塑料、合金、電池業(yè)均用到大量的鎘，占鎘的總消耗量90％。有色金屬的冶煉、礦石的煅燒、煤和石油的燃燒、各種含鎘物質的燃燒(如垃圾、塑料的焚燒)、汽車輪胎和潤滑油中的鎘、鍍鎘工藝、塑料熱穩(wěn)定劑、彩色熒光粉等生產或排放過程均可將含鎘廢物排入土壤造成鎘污染；過量、頻繁的使用農藥；城市垃圾不經(jīng)任何處理即當作肥料直接施用；污泥、污水的農業(yè)利用，磷肥的施用以及采礦也會造成不同程度的土壤鎘污染，導致蔬菜鎘含量超標。

另一方面，蔬菜也可通過葉片上的氣孔從空氣中吸收氣態(tài)或塵態(tài)的重金屬鎘，李其林等(2004)對大田蔬菜土壤監(jiān)測結果表明，萵筍、大蔥和小蔥鎘含量明顯高于非污染區(qū)，但同一地點土壤有效鎘與蔬菜鎘含量均無相關性，從而推斷大田蔬菜鎘污染與土壤關系較小，主要污染途徑源于葉片與空氣直接接觸，通過葉面呼吸作用不斷吸入大氣污染中的鎘。尚需進一步對一些特殊蔬菜品種重金屬鎘污染來源及其吸收途徑深入研究。

1.2蔬菜中的鎘含量：歐盟委員會法規(guī)(EC)No466／2001的附件：“食品中某些污染物的最高水平”規(guī)定蔬菜的鎘限量是0.05～0.2毫克，千克鮮重；澳大利亞規(guī)定的葉菜類和塊根類蔬菜鎘限量是0.1毫克，千克，中國國家標準GB238—84蔬菜中鎘最高允許限量標準為0.05毫克／千克，(GB15201—94)也規(guī)定蔬菜鎘限量為0.05毫克，千克。從以上的規(guī)定可以看出各國對重金屬鎘在蔬菜中含量限制非常嚴格。羅曉梅等(2003)通過對成都地區(qū)的9種蔬菜152個樣品的可食部分中重金屬元素的分析研究，結果表明鎘是成都地區(qū)蔬菜中的主要污染元素之一，在檢測的蔬菜樣品中，鎘的超標率為29.4％。丁愛芳等(2003)采集南京城郊零散菜地土壤和青菜配對樣品各18個，用原子吸收光譜儀測定了鎘的含量，結果表明，在城郊零散菜地土壤上種植的青菜，其葉中鎘含量的變化范圍為0.73～0.39毫克／千克，鎘含量全部超過國家食品衛(wèi)生標準。按照我國居民平均食物消費結構進行計算，食用這樣一些鎘污染嚴重的蔬菜而引起的健康風險高達42.17％。正因為這樣必須嚴格控制蔬菜中的鎘含量，一旦發(fā)現(xiàn)超標就不能再食用。

1.3蔬菜累積鎘的特點：植物礦質營養(yǎng)具有基因型差異。同樣蔬菜對重金屬鎘的吸收、累積也具有基因型差異，這種差異是引起不同蔬菜品種中鎘含量差異的重要原因。另外，同—蔬菜品種的不同部位對于鎘的累積能力也不一樣，所以鎘含量也具有一定的差異。

不同的蔬菜品種累積鎘的能力不同，按照累積鎘量的高低，蔬菜可分為高富集、中富集和低富集3種。鎘對蔬菜的污染影響以葉菜類最大，果菜類次之，根菜及豆類最小，而瓜類均無超標現(xiàn)象。羅曉梅等(2003)對成都地區(qū)蔬菜可食部分分析結果表明，對鎘的富集能力順序為：菠菜＞芹菜＞大白菜＞韭菜＞黃瓜＞油菜＞花菜＞番茄＞甘藍。其中菠菜和芹菜的鎘超標也最高。李學德等(2004)調查了合肥市市場出售的6類17種蔬菜中重金屬鎘的污染現(xiàn)狀，結果表明，合肥市的6類蔬菜中鎘含量差異較大，依次為蔥蒜類＞葉菜類＞根莖類＞豆類＞茄果類＞瓜類。馬往校等(2000)研究檢測9種蔬菜中鎘的污染狀況，結果表明，葉、根菜＞果菜，鎘在不同的蔬菜品種中的累積規(guī)律是芹菜＞韭菜＞萵筍＞甘藍、小白菜＞花菜＞西葫蘆、黃瓜、青椒，芹菜和萵筍對鎘具有較強的吸收富集能力，這兩種蔬菜鎘的超標也最高。段敏等(1999)用原子吸收光譜法測定了陜西省部分城市17種蔬菜的152個樣品，得出鎘含量為芹菜＞韭菜＞萵筍＞青菜＞甘藍＞菜花＞蒜薹＞西葫蘆＞黃瓜、西紅柿、青椒、豆角。由以上研究結果可以看出，葉菜類蔬菜對鎘具有較強的富集能力，而果菜類和瓜菜類的富集能力相對較差。

同類蔬菜品種的不同部位累積能力也不同。李學德等(2004)調查的合肥市市場出售的蔬菜重金屬鎘含量表明同一蔬菜品種不同部位鎘含量差異也較大，在測定的蔬菜中，菠菜的鎘含量為葉片＞根＞莖稈；青菜中鎘的含量為葉片＞莖稈。黨秀芳等(1998)研究不同蔬菜品種累積鎘的特性，得出芹菜的莖和葉蓄積鎘的能力差異很大，葉比莖的富集系數(shù)高出3.3倍。由此可以看出，葉片相對蔬菜其他部位對鎘的富集能力更強。

2鎘污染蔬菜的防治對策

針對蔬菜中重金屬鎘污染的來源、含量和累積特點，可以采取一些基本的防治對策，如嚴禁使用未經(jīng)處理的含有鎘的工業(yè)“三廢”垃圾作肥；在重金屬鎘污染較嚴重的區(qū)域種植一些不富集或低富集鎘的蔬菜品種，以減少蔬菜鎘污染。但在農業(yè)生產實踐中，更多的是通過一些具體的農藝調控措施來降低重金屬鎘對蔬菜的污染和毒害。采用的防治對策主要包括以下幾個方面。

2.1調節(jié)土壤的pH值：許多研究表明，土壤中重金屬的活性與土壤pH值呈負相關，當土壤pH值在6.5以上時，土壤中的重金屬活性會大大降低，因此提高土壤pH值，已經(jīng)成為降低土壤鎘含量，繼而降低蔬菜中重金屬鎘含量的重要措施。黃國鋒等(1999)認為控制白菜吸收鎘的有效措施是提高土壤pH值，因而添加堿性土壤改良劑可降低重金屬從土壤向白菜的遷移。祖艷群等(2003)通過大田調查的方法。研究了影響蔬菜中鎘含量的因素，結果表明，提高土壤pH

值有助于降低蔬菜中鎘的含量。因此對于土壤重金屬鎘污染嚴重的地區(qū)，提高pH值可能是一個降低蔬菜鎘含量的可行手段。

2.2施加土壤改良劑：施用土壤改良劑也可降低土壤重金屬鎘的活性。邱孝煊等(2000)在倉山、新店兩鎮(zhèn)用石灰、廄肥、硫化鈉來降低蕹菜菜園土壤重金屬離子活性，試驗結果表明土壤中鎘有效含量降低4.3％～14.5％，蔬菜中鎘含量下降了7.7％～23.1％，取得較明顯的降低蔬菜鎘污染的效果。劉傳平等(2004)采用溶液培養(yǎng)的方法，研究施加外源還原型谷胱甘肽(GSH)對鎘毒害的緩解作用，表明50Ixmol／L鎘處理下施加20毫克／升GSH可以緩解鎘對植物的毒害作用，促進根系伸長生長，降低地上部鎘含量。臧惠林等(1987)研究表明，向菜田土壤施用石灰、高爐爐渣等均可明顯降低白菜莖葉內的鎘含量。但另外有些報道向鎘污染土壤中投加一些改良物質，會增加蔬菜中的鎘含量。如陳志軍(1997)在赤紅土中施用溶解性有機質(稻稈發(fā)酵液中的有機質)后，生長在該土壤上的蔬菜體內鎘含量較不施稻稈DOM的顯著增加，加重了對蔬菜的危害程度。

2.3輪作和間作農藝措施的應用：根據(jù)污染程度和季節(jié)的不同，合理安排茬口，與習慣種植相比蔬菜中鎘含量有較大幅度降低，比如汪雅各等(1990)在以鎘為主不同程度污染的菜田進行蔬菜重金屬低富集輪作試驗，結果表明，低富集輪作與習慣種植相比，可使污染田塊的蔬菜鎘含量降低50％～80％，而且可明顯提高蔬菜的產量和產值。另在鎘污染區(qū)用非食用高積累鎘植物如印度芥菜、柳屬的蒿柳(Salix Viminals)和低富積鎘的蔬菜輪作，利用非食用的作物吸收土壤中重金屬鎘來降低食用蔬菜中的重金屬含量，也能有效減少重金屬通過食物鏈向人體的遷移。同時利用高積累鎘的植物和低積累鎘的蔬菜間作。由于高積累鎘的物種可以強烈吸收土壤中有效鎘的含量，也可以降低和它間作的低積累鎘蔬菜中鎘的含量。

3小結

綜上所述，不同蔬菜品種中鎘的含量差異很大，說明不同的蔬菜對重金屬鎘富集特性不一樣。蔬菜可食部分鎘含量的差異，既與蔬菜本身的特性有關，即植物對鎘的吸收具有選擇和富集的特性，也與植物所處的環(huán)境有關(被動吸收)。如果蔬菜可以強烈地富集有害元素鎘，種植蔬菜的地塊，應選擇少含重金屬鎘的土壤，也應盡量減少污水的灌溉；如果蔬菜是低富集鎘甚至拒鎘的品種，可以考慮在輕微鎘污染的土壤上種植，但是也應配合農藝調控措施的實施；對于鎘污染比較嚴重的土壤，則需通過工程技術和生物修復技術降低鎘達到安全標準以后，才能種植蔬菜作物。