城市屋頂種植蔬菜重金屬風(fēng)險探討

胡 偉，李伯鈞，邱樂豐，鄭錫良，龍文莉，陳百如，湯 勇*

(1.浙江省農(nóng)業(yè)科學(xué)院浙江省創(chuàng)意農(nóng)業(yè)工程技術(shù)研究中心，浙江杭州 310021;2.蕭山區(qū)農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣中心，浙江杭州 311203)

隨著屋頂農(nóng)業(yè)在各地逐步推廣，其節(jié)能減排、美化環(huán)境、凈化空氣等作用越來越受到社會的關(guān)注。屋頂菜園作為屋頂農(nóng)業(yè)的主要形式，還具有豐富城市“菜籃子”和滿足城市居民的個性化蔬菜需求的作用［1-5］。然而工業(yè)化和城市化的快速發(fā)展使許多地方的屋頂菜園暴露于城市污染環(huán)境中，危害種植蔬菜的質(zhì)量安全。農(nóng)業(yè)生產(chǎn)系統(tǒng)中重金屬來源復(fù)雜，既可來自于種植土壤、施用肥料和灌溉水源［6-7］，也可來自工業(yè)活動和汽車尾氣排放［8］。當(dāng)前對于城市化導(dǎo)致蔬菜基地蔬菜生產(chǎn)重金屬污染風(fēng)險已有較多研究，但這些研究大多集中于陸地蔬菜基地［9-11］，對于屋頂菜園這樣獨特的城區(qū)小尺度蔬菜種植系統(tǒng)的重金屬污染風(fēng)險研究，國內(nèi)外鮮見報道。

本文以杭州市為例，研究在市區(qū)內(nèi)不同地點屋頂種植蔬菜的重金屬含量，通過與杭州市區(qū)主要蔬菜基地蔬菜中重金屬含量和國家蔬菜重金屬污染限量指標(biāo)進行比較，評估城市屋頂種植蔬菜的重金屬污染風(fēng)險，并分析潛在的重金屬污染來源，對防止屋頂種植蔬菜重金屬污染和保障人體健康具有重要的意義。

1 材料與方法

1.1 采樣地概況

采樣地1在杭州市石橋路143號，金禾家苑居民小區(qū)7幢屋頂菜園。該區(qū)域東側(cè)距離石橋路和秋實高架路150 m，南側(cè)距離德勝路和德勝高架路300 m，兩側(cè)道路均為杭州市交通主干道，日均通行汽車流量為12萬輛左右。該屋頂菜園位于大樓6層屋頂，高度與高架路面齊平，于2012年建成。

采樣地2在杭州市望江路與沙地路交叉口，望江家園東園37幢屋頂菜園。該區(qū)域東側(cè)距離錢江路160 m，西側(cè)距離秋濤路350 m，北側(cè)距離婺江路460 m，南側(cè)距離望江東路150 m，位于4條道路合圍之中。其中，秋濤路是杭州市南北交通主干道，日均通行汽車流量為10萬輛左右。該屋頂菜園位于大樓15層屋頂，于2014年初建成。

采樣地3在杭州市教工路208號，銀馬公寓1幢屋頂菜園。該區(qū)域北、西兩側(cè)分別距離文一路和教工路250 m和50 m，這兩條道路均為杭州市交通主干道，日均通行汽車流量為10萬輛左右。該屋頂菜園位于大樓30層屋頂，于2014年初建成。

以上3個采樣地均采用杭州樂成屋頂綠化工程有限公司配制的營養(yǎng)土作為基質(zhì)進行蔬菜栽培，使用肥料為中鹽安徽“紅四方”復(fù)合肥、腐熟廚房垃圾和油菜籽餅，灌溉水源為自來水或凈化處理后的生活廢水。所有蔬菜于每年4月中旬播種或移栽，6月中旬收獲。

1.2 采樣方法

于2014年6月上旬選取上述3個樣本地屋頂作物中典型的葉菜類蔬菜和茄果類蔬菜等進行采集(表1)，共獲得14個樣品。

表1 采集樣品的蔬菜種類分布

樣品采集部位均為蔬菜的可食部分。葉菜類蔬菜去掉明顯腐爛和萎蔫部分，茄果類蔬菜取除去果梗后的整個果實，釆集量均為8～10個個體，同時注意采集樣品在空間分布上的均勻性。樣品采集的質(zhì)量均不少于1 kg。

1.3 分析方法

蔬菜樣品先在含少量洗潔精的水中清洗，然后用自來水沖洗2～3次，去除附著的灰塵及其他污染物后，再用去離子水沖洗2～3次。清洗后的蔬菜樣品先在100℃下殺青30 min，再在50℃下烘干至恒質(zhì)量，粉碎過0.25 mm塑料篩，然后樣品用高氯酸消化法消化，用石墨爐-原子吸收光譜法測定As，Cr，Cd和Pb含量，用原子熒光光度計法測定 Hg含量［12］。

2 結(jié)果與分析

2.1 屋頂種植蔬菜的重金屬含量

由表2可知，參照國家蔬菜重金屬污染限量指標(biāo) (GB 2762—2012)，采集的14個蔬菜樣本的Hg，As，Pb，Cd和Cr含量均遠低于污染限量指標(biāo)，其中Hg，As，Cd和Cr的平均值都在污染限量指標(biāo)的10%以下，Pb的含量略高，但也僅為污染限量指標(biāo)的28%。說明本研究中屋頂種植蔬菜不存在Hg，As，Pb，Cd和Cr的污染風(fēng)險。

表2 屋頂種植蔬菜樣品重金屬含量檢測結(jié)果

2.2 屋頂與陸地種植蔬菜的重金屬含量比較

通過文獻查詢［13］，獲得杭州市區(qū)主要蔬菜基地蔬菜中重金屬含量監(jiān)測分析結(jié)果，并與本研究中屋頂種植蔬菜的重金屬含量進行對比 (表3)。

表3 不同采樣地蔬菜重金屬含量比較

由表3可知，杭州市區(qū)陸地蔬菜基地種植的蔬菜中Hg，Pb，Cd和Cr含量均大幅高于屋頂種植蔬菜，尤其是陸地蔬菜基地種植的葉菜類蔬菜中的Pb含量已超出0.1 mg·kg-1的蔬菜Pb污染限量指標(biāo)的37%，反映了杭州市區(qū)陸地蔬菜基地Pb污染的普遍性，而屋頂種植蔬菜則更為安全可靠。

相關(guān)研究表明，植物吸收的重金屬元素絕大部分來自栽培基質(zhì)、肥料與水源，僅有極少量直接來自空氣［8］。蔬菜基地大部分靠近城市郊區(qū)，受工業(yè)、交通和污水灌溉等人為因素影響較大［14］，且部分菜農(nóng)安全意識淡薄，為了提高蔬菜產(chǎn)量而大量使用化肥農(nóng)藥［15］，導(dǎo)致蔬菜基地土壤中重金屬含量超標(biāo)，從而使生長在這些污染土壤中的蔬菜存在重金屬污染風(fēng)險。而屋頂蔬菜的種植者和消費者都為小區(qū)居民，具有較高的安全意識，種植基質(zhì)、肥源和水源的可控性和安全性更高。雖然屋頂菜園位于城市中心地區(qū)，受空氣污染影響較大，但是隨著我國對空氣污染治理的重視和汽油質(zhì)量的提高，城市空氣中重金屬元素含量極微，含有重金屬元素的微粒因質(zhì)量偏重而沉積于近地面，對位于高處的屋頂菜園影響不大。

不同種類蔬菜中同種重金屬的含量差異較大，無論是屋頂菜園還是陸地蔬菜基地種植的葉菜類蔬菜中Hg，As，Pb，Cd和Cr檢測值均高于茄果類蔬菜，表明葉菜類蔬菜對重金屬的吸收富集能力要強于茄果類蔬菜。其他類似研究［13，15］結(jié)果說明，不同種類蔬菜的遺傳學(xué)、形態(tài)學(xué)和解剖學(xué)特征或離子運輸機制的生理學(xué)特性的不同導(dǎo)致了對土壤重金屬元素的吸收效應(yīng)存在一定差異。

3 小結(jié)

通過調(diào)查研究及測定結(jié)果表明，杭州市城市屋頂種植蔬菜中Hg，As，Pb，Cd和Cr含量均遠低于國家蔬菜重金屬污染限量指標(biāo)，不存在重金屬污染風(fēng)險，可見城市屋頂種植蔬菜是安全的。對比杭州市區(qū)主要蔬菜基地種植的蔬菜表明，城市屋頂種植蔬菜中重金屬含量更低，這與屋頂種植蔬菜的栽培基質(zhì)、肥料與水源比陸地蔬菜基地安全性更高有關(guān)，而城市空氣污染對屋頂種植蔬菜重金屬污染風(fēng)險影響不大。

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