高氟灌溉水對蔬菜不同組織中氟富集量的影響研究

王 婷 天津渤海職業(yè)技術(shù)學(xué)院

高氟灌溉水對蔬菜不同組織中氟富集量的影響研究

王 婷 天津渤海職業(yè)技術(shù)學(xué)院

本文對地處地下水型高氟區(qū)的天津市北辰區(qū)西堤頭鎮(zhèn)進行了調(diào)查，采集該高氟區(qū)和對照區(qū)的灌溉水樣、整株蔬菜及其根周土進行實驗，研究灌溉水和土壤中的氟對蔬菜氟殘留量的影響。結(jié)果表明，在高氟水灌溉區(qū)，土壤中的水溶性氟是蔬菜中氟的重要來源，同一蔬菜的不同組織對土壤中水溶性氟的吸收、富集能力有明顯區(qū)別。但植物吸收、富集土壤氟的具體生物化學(xué)機制仍有待深入研究。

氟；灌溉水；蔬菜；富集

地下水型氟中毒是我國危害最廣地方性流行病之一。單從飲水途徑看，我國開展的大面積降氟改水工作已取得明顯效果。但在防治過程中，對食物氟的攝入及其危害卻有所忽視。目前在飲水型氟中毒病區(qū)進一步探討研究改水后食物氟對健康的影響及其預(yù)防措施是一個新的課題[14,62]。這一問題的核心實際就是農(nóng)作物對水氟及土氟的富集效應(yīng)。

1、樣品采集

（1）在西堤頭鎮(zhèn)菜地大棚采集整株的各種蔬菜，每種蔬菜采5-6株，取其中5株平行測定；

（2）采集西堤頭鎮(zhèn)的菜地灌溉水。

2、樣品預(yù)處理

（1）蔬菜樣品處理：蔬菜用去離子水洗凈，葉類將根、莖、葉、花分開，青蘿卜塊根部分將表皮和內(nèi)心分開，分別晾干、切碎、混勻，各取100g樣品，于80℃鼓風(fēng)干燥，粉碎、過40目篩，放入聚乙烯塑料瓶中避光密閉保存、備用。

（2）各種水樣都用聚乙烯瓶采集、保存。

3、測定方法及原理

（1）水樣測定：

方法選擇：選用氟離子選擇電極法。

測定原理：當(dāng)氟電極與含氟的試液接觸時，電池的電動勢隨溶液中氟離子活度變化而變化（遵守Nemst方程)。當(dāng)溶液的總離子強度為定值且足夠時服從下列關(guān)系式：E= E0-2.303RT／F×lgCF-；E與lgCF-呈直線關(guān)系，2.303RT／F為該直線的斜率，亦為電極的斜率。待測氟離子濃度CF-<10-2mol/L時，活度系數(shù)為l，可以用濃度C-代替其活度

F

（2）蔬菜氟含量測定：

方法選擇：酸直接浸提法-氟離子選擇電極法。

測定原理：利用浸提液解離某些與待測元素結(jié)合的鍵，并使測元素或含待測元素的組分溶解，而從試樣中將含有待測元素的部分浸提出。然后用氟離子選擇電極法測定浸提液中氟含量，原理同上。

4、主要試劑和儀器

（1）氟化物標(biāo)準(zhǔn)貯備液：稱取干燥冷卻后的基準(zhǔn)氟化鈉0.2210g，用去離子水溶解后轉(zhuǎn)移到1000ml容量瓶中，然后用水稀釋到標(biāo)線并混勻，放在塑料瓶里保存。此標(biāo)準(zhǔn)溶液含氟離子的濃度為100μg/mL。

（2）氟化物標(biāo)準(zhǔn)使用液(10μg/mL)：用無分度吸管吸取10mL氟化物標(biāo)準(zhǔn)工作貯備液于100mL容量瓶中，加水到標(biāo)線并混勻。

（3）總離子強度緩沖液(TISAB)：稱取58.8g二水合枸櫞酸鈉和85g硝酸鈉，加到盛有500mL水的燒杯中，攪拌到溶解，用鹽酸調(diào)節(jié)pH至5～6。然后轉(zhuǎn)移到1000mL容量瓶中，用水稀釋到標(biāo)線并混勻。

（4）1mol/L 鹽酸溶液；

（5）酸度計；

（6）氟離子復(fù)合選擇電極；

（7）磁力攪拌器和磁力攪拌子。

5、試驗過程

（1）水樣測定：西堤頭菜地與對照點均采平行水樣五份，每份取30mL水樣于50ml容量瓶中，加入10ml的TISAB溶液，放置片刻，用乙酸鈉調(diào)節(jié)至近中性，用水稀釋至標(biāo)線，搖勻。將其轉(zhuǎn)入100ml聚乙烯燒杯中，加磁力攪拌子，插入氟電極和甘汞電極，在不斷攪拌下讀取平衡電位(指電位值的改變每分鐘小于0.5mV)測其電位值。然后在標(biāo)準(zhǔn)曲線上查出水樣中氟離子的濃度。

（2）蔬菜中氟含量測定：每種蔬菜取五株平行樣品，每株樣品按根莖葉或表皮內(nèi)心不同組織分別從制備好的樣品中各取10.00g，用去離子水洗凈的樣品，粉碎后置于50ml容量瓶中，加10mL鹽酸（1mol/L），密閉浸泡提取3h（不時輕輕搖動）。提取后加25ml總離子強度緩沖劑，加水至刻度，混勻，用氟離子選擇電極法測定。

6、試驗結(jié)果

（1）水樣氟含量計算:

式中：r—半對數(shù)坐標(biāo)紙上查出的氟離子濃度(mg/L)；

V—測量體積(mL)；

V1—吸取水樣體積(mL)。

西堤頭菜地灌溉水氟含量平均值（mg/L）=4.22±0.22,屬于典型灌溉水高氟區(qū)。

（2）葉類蔬菜不同組織氟含量測定結(jié)果，見表1。

（3）青蘿卜塊根（食用部分）表皮和內(nèi)心氟含量測定結(jié)果，見表2。

7、結(jié)果分析與討論。

蘭德的相關(guān)論文[1]已經(jīng)證明蔬菜中的氟含量與土壤中水溶性氟含量存在顯著相關(guān)性，而土壤中水溶性氟含量與灌溉水氟含量也存在顯著相關(guān)性[2]，所以在高氟水灌溉環(huán)境下的各種蔬菜的含氟量都會受到灌溉水氟含量的顯著影響。

從表1可以看出，總體上說，土壤中的水溶性氟在蔬菜體內(nèi)的蓄積規(guī)律是根>葉>莖。

這是因為土壤中的水溶性氟，主要由蔬菜根部吸收進入其體內(nèi)，并在根部富集。植物中，水通過導(dǎo)管的流動方向是從水勢高處向水勢低處流動，于是其中一部分氟隨水分運輸至植物各個組織。莖部細胞新陳代謝較慢，故而積累氟較少。但土壤中的氟進入蔬菜體內(nèi)后還是主要集中在根部。

表1 葉類蔬菜根莖葉氟含量測定

表2 青蘿卜塊根表皮和內(nèi)心氟含量測定

從表2可以看出，表皮中氟含量顯著高于內(nèi)芯。由于青蘿卜食用部分生長期間埋于地下，所以受大氣氟污染影響很小，可忽略。筆者分析認為，該測定結(jié)果可反映出青蘿卜表皮可以較容易地直接從土壤中吸收可溶性氟進入，故而含量比內(nèi)芯組織要豐富得多。對于以塊根為主要食用部分的蔬菜是否都有此特點，還有待進一步研究論證。

總之，蔬菜不同組織對土壤水溶性氟吸收、富集能力存在差異, 總體上說，土壤中的水溶性氟在蔬菜體內(nèi)的蓄積規(guī)律是根>葉（花）>莖。另外，Cooke等。[3]通過盆栽試驗研究向日葵中氟的分布時，發(fā)現(xiàn)老葉中富集的氟不是固定不動的，有些可以轉(zhuǎn)移到嫩葉中去。這一結(jié)果反映出氟在植物體內(nèi)各組織中的分布是動態(tài)、相對的，測得的植物體內(nèi)各組織中氟含量可能只是某一時的狀況，植物的年齡是影響其對土壤氟富集能力的重要因素[2]，這也從另一方面給出了氟在植物體內(nèi)分布情況難以統(tǒng)一的原因?？傊?，關(guān)于這個問題還有待于研究人員今后進一步的實驗論證。

[1]蘭德．溫泉型氟中毒地區(qū)環(huán)境本底高氟對農(nóng)作物及人體健康影響.碩士學(xué)位論文．南昌大學(xué)：環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院.2007

[2]吳代赦,吳鐵,董瑞斌．植物對土壤中氟吸收、富集的研究進展．南昌大學(xué)學(xué)報．2008,30(2)：103-111

[3] Cooke J A，Johnson M S，Davison A W．Uptake and Translation of Fluoride in Helianthus Annus Grown in Sand Culture．Fluoride，1978，11(2)：76-88．

Study on the Enrichment of Fluorine of Different parts of the Same vegetables Which irrigated by High fluorine water

Wang Ting（Tianjin Bohai Vocational Technical College）

In this paper, we make an investigation in Xiditou Village,Beichen District of Tianjin, which is in high fluorine environment. We collect irrigative water,total vegetables and soils around their roots in this high fluoine area The results indicated that watersoluble fluorine in soil is one of the important sources of vegetable fluoride.. The ability of absorption and enrichment of water-soluble fluoride of different parts of the same vegetables had a clear distinction. But the biochemical mechanisms of absorption and enrichment of soil fluoride by plants need to be further studied.

Fluorine；Irrigated water；Vegetable；Enrichment

10.3969/j.issn.1001-8972.2011.005.029