武漢市蔬菜基地重金屬污染現(xiàn)狀調(diào)查

張媛媛 ，朱林耀 ，王孝琴 ，祝花 ，黃遠(yuǎn) ，譚啟玲 ，孔秋生 ，別之龍

（1.華中農(nóng)業(yè)大學(xué)園藝林學(xué)學(xué)院/園藝植物生物學(xué)教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，武漢，430070；2.長(zhǎng)江蔬菜雜志社；3.武漢市蔬菜技術(shù)服務(wù)總站）

隨著城市化進(jìn)程的加快，工業(yè)、農(nóng)業(yè)的發(fā)展，排放的工業(yè)三廢及大量施用的農(nóng)藥、化肥等越來(lái)越多，使菜地土壤重金屬含量超標(biāo)嚴(yán)重，不僅對(duì)土壤生物種類的多樣性及生態(tài)環(huán)境的安全性產(chǎn)生威脅，具有一定的生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)[1，2]，而且直接或間接為害人體健康[3，4]。據(jù)統(tǒng)計(jì)，2007年我國(guó)受污染的耕地已達(dá)1 000萬(wàn)hm2[5]，其中土壤重金屬污染尤為突出[6]。環(huán)境污染的嚴(yán)重性使人們?cè)絹?lái)越意識(shí)到土壤尤其是菜地土壤重金屬污染評(píng)價(jià)的重要性，如北京、天津、上海和廣州等大城市于20世紀(jì)80年代就已系統(tǒng)地對(duì)郊區(qū)蔬菜的污染狀況開展了調(diào)查和研究[7]。近幾年來(lái)，湖南環(huán)洞庭湖區(qū)[8]、廣西桂林[9]、湖北武漢[10]等地也陸續(xù)開展了蔬菜基地重金屬污染現(xiàn)狀評(píng)價(jià)工作。調(diào)查結(jié)果顯示，環(huán)洞庭湖區(qū)典型蔬菜基地土壤Cd污染嚴(yán)重，超標(biāo)率達(dá)到45%以上，Ni也有不同程度的超標(biāo)[8]，雖然大多數(shù)城市蔬菜基地土壤重金屬含量低于國(guó)家土壤環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)（二級(jí)）[11]，但土壤中Pb、Cd、Zn等重金屬含量均較高，且重金屬具有隱蔽性、長(zhǎng)期性、累積性和不可逆性等特點(diǎn)[12]，因此必須予以重視。

武漢周邊地區(qū)蔬菜基地，是武漢市的蔬菜生產(chǎn)和供應(yīng)的主要來(lái)源，與城郊居民的日常生活息息相關(guān)。為實(shí)現(xiàn)蔬菜從田間到餐桌的質(zhì)量安全控制，提高蔬菜質(zhì)量，全面調(diào)查了武漢市洪山區(qū)、蔡甸區(qū)、東西湖區(qū)以及新洲區(qū)的24個(gè)蔬菜基地土壤的pH值、EC值以及Cu、Zn、Pb、Cd 4種重金屬含量，對(duì)武漢近郊菜地土壤重金屬污染現(xiàn)狀進(jìn)行了評(píng)價(jià)，提出相應(yīng)的防治措施，以期為環(huán)境保護(hù)及無(wú)公害蔬菜生產(chǎn)的可持續(xù)發(fā)展提供科學(xué)依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 樣品采集與處理

以武漢市江夏區(qū)、洪山區(qū)、蔡甸區(qū)、東西湖區(qū)、新洲區(qū)的24個(gè)蔬菜生產(chǎn)基地為監(jiān)測(cè)樣點(diǎn)，按照《土壤環(huán)境監(jiān)測(cè)技術(shù)規(guī)范》（HJ/T 166-2004）[13]布設(shè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)并采集0～20 cm耕層土壤，每個(gè)蔬菜生產(chǎn)基地采集不同位置、不同點(diǎn)數(shù)的土樣混合均勻，每個(gè)點(diǎn)獲得復(fù)合樣1份，共采集土壤樣品24份。

將所取土樣置于室內(nèi)通風(fēng)陰涼處風(fēng)干，去除雜物，經(jīng)100目篩后混勻，保存于采樣袋中，待測(cè)。

1.2 測(cè)定項(xiàng)目及方法

土壤浸提后用電導(dǎo)儀測(cè)定pH值和EC值；有機(jī)質(zhì)含量參照鮑士旦[14]方法，用重鉻酸鉀容量法-外加熱法測(cè)定；樣品重金屬測(cè)定包括銅（Cu）、鋅（Zn）、鎘（Cd）和鉛（Pb），參照《土壤環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》（GB 15618-1995）[11]，將土壤經(jīng)過(guò)鹽酸-硝酸-高氯酸消解后，原子吸收分光光度法測(cè)定。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同菜地土壤理化性質(zhì)和重金屬含量比較

表1顯示，除蔡甸區(qū)及其他區(qū)少量菜地土壤偏酸性外，其他菜地土壤大都呈中性或偏堿性。蔡甸區(qū)的有機(jī)質(zhì)含量平均較高，新洲區(qū)的最低，其中蔡甸區(qū)張灣村蕹菜菜地土壤有機(jī)質(zhì)含量最高，為30.22 g/kg，是新洲區(qū)雙柳先正達(dá)基地的4.6倍。參照湖北省土壤背景值（土壤的環(huán)境要素在未受人類明顯污染時(shí)，其化學(xué)元素的正常含量稱為土壤背景值，或土壤環(huán)境背景值）以及國(guó)家土壤背景值二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)[15]，全部樣點(diǎn)土壤的 Cu、Zn、Cd、Pb 平均含量均在國(guó)家土壤背景值標(biāo)準(zhǔn)以內(nèi)，且低于湖北省土壤背景值（Pb除外）。其中，新洲區(qū)的所有菜地土壤Pb含量低于湖北省土壤背景值，且遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于國(guó)家土壤背景值。

2.2 不同區(qū)蔬菜生產(chǎn)基地重金屬含量差異

表2顯示，新洲區(qū)菜地土壤的Cu含量平均值最高，江夏區(qū)最低；洪山區(qū)菜地土壤的Zn含量最高，江夏區(qū)的最低；蔡甸區(qū)土壤中的Cd平均含量最高，為洪山區(qū)和新洲區(qū)的2倍；江夏區(qū)菜地土壤的Pb平均含量最高，新洲區(qū)的最低。但相同區(qū)不同取樣地點(diǎn)的重金屬含量差異較大，如新洲區(qū)雙柳鎮(zhèn)東家村的Cu含量是雙柳劉鎮(zhèn)村的17倍；東西湖區(qū)柏泉農(nóng)場(chǎng)的Zn含量是走馬嶺四季豆菜地的34.9倍。

表1 武漢市不同蔬菜生產(chǎn)基地土壤理化性質(zhì)和重金屬含量

3 結(jié)論與建議

3.1 結(jié)論

通過(guò)田間采樣和室內(nèi)分析，試驗(yàn)結(jié)果顯示，所調(diào)查的24個(gè)武漢市蔬菜基地土壤大部分呈中性或偏堿性，有機(jī)質(zhì)含量差異較大，重金屬含量均低于國(guó)家土壤背景值二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，說(shuō)明這些蔬菜基地不存在重金屬污染問(wèn)題。但是洪山區(qū)菜地土壤Pb平均含量較高，可能是因?yàn)樵摰貐^(qū)處于武漢市中心繁華階段，車流量大，空氣質(zhì)量較差，另外江夏區(qū)部分菜地土壤Pb含量也較高，這2個(gè)區(qū)進(jìn)行蔬菜生產(chǎn)時(shí)應(yīng)予注意。此外，洪山區(qū)洪山菜薹原產(chǎn)地，蔡甸區(qū)張灣村蕹菜基地、白菜基地和金雞苦瓜基地，東西湖區(qū)柏泉農(nóng)場(chǎng)生菜基地土壤酸化比較嚴(yán)重，必須予以高度重視。

3.2 建議

根據(jù)所得試驗(yàn)結(jié)果以及無(wú)公害蔬菜生產(chǎn)的要求，應(yīng)采取以下措施保障蔬菜產(chǎn)品質(zhì)量安全，降低和控制土壤和蔬菜的重金屬含量。

①源頭控制重金屬污染源 土壤中重金屬主要來(lái)源于灌溉水、大氣沉降物[16]、工業(yè)“三廢”排放、汽車尾氣[17]等，應(yīng)加強(qiáng)環(huán)境保護(hù)，減少有毒、有害物質(zhì)的任意排放。

②合理規(guī)劃蔬菜生產(chǎn)基地 在規(guī)劃蔬菜生產(chǎn)基地之前，應(yīng)對(duì)基地周邊的環(huán)境進(jìn)行調(diào)查，如附近有無(wú)污染性的工廠，對(duì)水源、土壤的重金屬含量進(jìn)行監(jiān)測(cè)，應(yīng)選擇3 km以內(nèi)水源、土壤和空氣重金屬含量在國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定范圍內(nèi)、土壤有機(jī)質(zhì)含量高的地塊[18]。

表2 武漢市不同區(qū)土壤重金屬含量差異

③科學(xué)配方施肥 農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中，除水源中可能含有重金屬外，施用的肥料中也含有一定量重金屬元素[19]。因此，在實(shí)際生產(chǎn)中，應(yīng)采取測(cè)土配方施肥，合理、適時(shí)、適量施用化肥，盡量施用充分腐熟有機(jī)肥，減少肥料中的重金屬源。

④調(diào)節(jié)土壤pH值 Singh等[20]認(rèn)為土壤中的重金屬活性與土壤pH值有關(guān)，pH值越高，重金屬被解吸的越少，活性越弱，越不易被植物吸收，反之越易向植物體內(nèi)遷移。因此，應(yīng)結(jié)合蔬菜對(duì)土壤pH值的要求采取合適的措施調(diào)節(jié)土壤pH值，如對(duì)于酸性土壤，可增施熟石灰、草木灰等[21]；對(duì)于堿性土壤，可使用燃煤煙氣脫硫副產(chǎn)物[22]、沸石[23]等。

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