開封市化肥河污灌區(qū)土壤蔬菜中Cd、V、Co和Cu污染評(píng)價(jià)

王勝奎　候園園

【摘 要】通過對(duì)開封市東郊污灌區(qū)土壤及蔬菜中重金屬污染現(xiàn)狀進(jìn)行調(diào)查研究，分別測定重金屬Cd、V、Co和Cu含量。研究結(jié)果表明，以《國家土壤環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》進(jìn)行評(píng)價(jià)土壤樣品受到不同程度的重金屬污染，主要為Cd污染，超標(biāo)率為48%，即近一半采樣點(diǎn)土壤Cd含量超出國家土壤環(huán)境質(zhì)量二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)。Cd含量分布明顯受與化肥河距離的影響，即距化肥河越近Cd含量越高，反之越低；V、Co和Cu的含量分布沒有呈現(xiàn)出明顯規(guī)律。蔬菜中重金屬含量與國家食品安全衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)對(duì)比得到，蔬菜樣品受到不同程度的重金屬污染，主要為Cd和Cu污染，超標(biāo)率分別為100%和13%。總體表現(xiàn)為葉菜類重金屬含量高于根莖類蔬菜。

【關(guān)鍵詞】污灌區(qū)；重金屬；蔬菜；土壤

0 引言

水資源緊缺已成為我國大部分地區(qū)亟待解決的問題。污水灌溉一方面利用污水資源發(fā)展農(nóng)業(yè)生產(chǎn)，另一方面在某種程度上減輕水源污染[1]。污水灌溉使污水中的重金屬進(jìn)入土壤，造成土壤重金屬積累，進(jìn)一步污染蔬菜。近年來污水灌溉已成為我國農(nóng)田及農(nóng)副產(chǎn)品中重金屬含量超標(biāo)的重要原因之一[2]。艾建超等人通過對(duì)長春市污灌區(qū)蔬菜重金屬現(xiàn)狀研究結(jié)果表明污水灌溉使土壤蔬菜受到不同程度的重金屬超標(biāo)[3]。長期進(jìn)行污水灌溉容易使重金屬在土壤中累積，繼而對(duì)人體健康產(chǎn)生危害。污灌區(qū)土壤及農(nóng)作物重金屬的積累成為國內(nèi)外學(xué)者重點(diǎn)研究的領(lǐng)域[4-9]。隨著人們生活水平的提高，對(duì)蔬菜的品質(zhì)要求更高，為消除其對(duì)人體健康的潛在威脅，探究污水灌溉對(duì)蔬菜中重金屬含量具有極其重要的意義。

1 材料與方法

1.1 樣品的采集

2016年12月對(duì)東郊化肥河污灌區(qū)附近種植的蔬菜以及蔬菜周圍的土壤進(jìn)行了采集和調(diào)查。本次采集一共分17個(gè)采樣點(diǎn)，兩條路線，采集樣品78個(gè)。一條采樣路線北至李長莊村，途徑邊村、前臺(tái)村、南至皮屯，采樣點(diǎn)主要分布在東平路東西兩側(cè)，邊皮公路東西兩側(cè)200m左右。另一條采樣路線南至吳娘莊村，途徑東昌路、宴臺(tái)河村向東到達(dá)十里鋪村，對(duì)照樣品在馬灣村采集。采樣點(diǎn)主要分布在東昌路南北兩側(cè)以及吳娘莊、宴臺(tái)河和馬灣村的村邊農(nóng)田。對(duì)照樣品在馬灣村采集，其位于研究區(qū)的北1.8km，無明顯的工業(yè)污染。

1.2 樣品的分析測定方法

1.2.1 樣品前處理

蔬菜樣品先用自來水沖洗干凈，再用去離子水清洗3次，瀝水，稱鮮重，放入烘箱中100℃殺青1 h，于烘箱中65℃恒溫至蔬菜完全烘干，稱干重，計(jì)算含水率。然后將烘干后的蔬菜樣品研磨成粉末，收集于潔凈的樣品袋中編號(hào)待測。土壤樣品先清理碎石和雜草，放在陰涼處經(jīng)過自然風(fēng)干（不能暴曬）后用瑪瑙研缽研磨，分別過20目、60目、100目尼龍篩，將其裝入潔凈的樣品袋中并編號(hào)待測。

1.2.2 樣品的測定方法

土壤pH用pH計(jì)測定。稱取10目土壤10g于50 mL燒杯中并編號(hào)，加入25mL無二氧化碳水（土液比為1：2.5），用玻璃棒攪拌1～2min，靜止30min，用pH計(jì)測定樣品pH，記錄pH值和溫度值。

土壤重金屬測定首先稱取100目土壤0.1000g于消解管中，加10mL HNO3過夜，放入趕酸器上加熱至120℃，1h，冷卻10min；加3.5mLHF，加熱至140℃，1h，冷卻10min；加入2mL HCLO4，加熱到180℃，1h，冷卻30min，加入1mL 1：1 HNO3，將液體轉(zhuǎn)入50mL容量瓶，定容，過濾到小白瓶中，用電感耦合等離子體質(zhì)譜儀（ICP-MS）進(jìn)行測定。

蔬菜樣品也采用趕酸器消解，稱取樣品0.5g，加12mL HNO3放置10h，放入趕酸器加熱至120℃，1h，冷卻10min；加熱至140℃，1h，冷卻10min；加熱到160℃，1h，冷卻30min，將液體轉(zhuǎn)入50mL容量瓶，定容，過濾到小白瓶中，用ICP-MS進(jìn)行測定。

2 結(jié)果分析

2.1 污灌區(qū)土壤重金屬含量分析

2.1.1 污灌區(qū)土壤重金屬含量分布

開封市污灌區(qū)土壤重金屬中Cd含量在0.20～2.50 mg/Kg范圍內(nèi)波動(dòng)，算術(shù)平均值和變異系數(shù)分別為1.11和57.36%；V含量含量在34.07～364.94mg/g范圍內(nèi)波動(dòng)，算術(shù)平均值和變異系數(shù)分別為80.06和47.60%；Co含量在7.68～22.92mg/Kg范圍內(nèi)波動(dòng)，算術(shù)平均值和變異系數(shù)分別為10.45和16.14%；Cu含量在25.68～74.74mg/Kg范圍內(nèi)波動(dòng)，算術(shù)平均值和變異系數(shù)分別為38.41和22.70%。結(jié)果表明與化肥河距離對(duì)土壤樣品中的重金屬Cd含量分布有較為顯著的影響，即距化肥河越近Cd含量越高，反之越低；V、Co、Cu含量無明顯規(guī)律。

2.1.2 污灌區(qū)土壤重金屬含量與國家標(biāo)準(zhǔn)土壤分析

污灌區(qū)土壤樣品重金屬Cd含量平均值為1.11，為當(dāng)?shù)赝寥辣尘爸档?0.78倍，表明調(diào)查土壤Cd含量近一半超過國家土壤二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，這一結(jié)果可能與當(dāng)?shù)厝藗兊幕顒?dòng)有關(guān)，即使用污水灌溉的頻率及總量；V含量平均值為80.06，為當(dāng)?shù)赝寥辣尘爸档?.97倍，表明調(diào)查土壤V含量基本全部符合國家土壤二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)；Co含量平均值為10.45，為當(dāng)?shù)赝寥辣尘爸档?.81倍，表明調(diào)查土壤Co含量基本全部符合國家土壤二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)；Cu含量平均值為38.41，為當(dāng)?shù)赝寥辣尘爸档?.59倍，表明調(diào)查土壤樣品Cu含量全部符合國家土壤二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)。

2.2 污灌區(qū)蔬菜重金屬含量分析

2.2.1 污灌區(qū)蔬菜重金屬含量分布

污灌區(qū)蔬菜中重金屬含量Cd的含量在0.20～2.50 mg/Kg區(qū)間內(nèi)波動(dòng)，算術(shù)平均值變異系數(shù)分別為1.20和52.35%，為對(duì)照組含量的1.92倍；V含量在42.86～124.23mg/Kg區(qū)間內(nèi)波動(dòng)，算術(shù)平均值和變異系數(shù)分別為78.16和25.79%，為對(duì)照組含量的0.88倍；Co含量在7.69～13.11mg/Kg區(qū)間內(nèi)波動(dòng)，算術(shù)平均值和變異系數(shù)為10.46和9.22%，與對(duì)照組含量無差異；Cu含量在25.68～74.74mg/Kg區(qū)間內(nèi)波動(dòng)，算術(shù)平均值和變異系數(shù)分別為39.12和22.23%，為對(duì)照組含量的1.11倍。結(jié)果說明污灌區(qū)蔬菜樣品重金屬含量與對(duì)照組Cd含量差異較大，V、Co和Cu無明顯差異。endprint

2.2.2 污灌區(qū)蔬菜重金屬含量與食品衛(wèi)生安全標(biāo)準(zhǔn)分析

污灌區(qū)蔬菜樣品重金屬Cd的的含量在0.32～53.08mg/Kg范圍內(nèi)波動(dòng)，算術(shù)平均值和變異系數(shù)分別為1.10和272.01%，為蔬菜檢測衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)限值的10.48倍，超標(biāo)率為100%，表明蔬菜中Cd含量全部超標(biāo)；V含量在7.16～41.54mg/Kg范圍內(nèi)波動(dòng)，算術(shù)平均值和變異系數(shù)分別為5.50和100.31%；Co含量在0.10～2.57mg/Kg范圍內(nèi)波動(dòng)，算術(shù)平均值和變異系數(shù)分別為0.96和592.97% ，V和Co表現(xiàn)為強(qiáng)變異；Cu含量在1.65～39.02mg/Kg范圍內(nèi)波動(dòng)，算術(shù)平均值和變異系數(shù)分別為7.46和61.08%，為蔬菜檢測衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)限值的0.75倍，超標(biāo)率為13%，表明調(diào)查蔬菜樣品中的小部分受到Cu污染。

3 結(jié)論

（1）污灌區(qū)土壤Cd超標(biāo)率為48%，即近一半采樣點(diǎn)Cd含量超出國家土壤環(huán)境質(zhì)量二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)；V、Co、Cu符合國家土壤環(huán)境質(zhì)量二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)。

（2）與化肥河的距離對(duì)土壤中重金屬含量影響顯著，其中對(duì)Cd含量分布最為明顯，即距化肥河越遠(yuǎn)Cd含量越低，距化肥河越近Cd含量越高；V、Co、Cu含量分布沒有表現(xiàn)出明顯的規(guī)律，可能受到人們活動(dòng)的影響。

（3）污灌區(qū)土壤重金屬的不斷累積也導(dǎo)致其地上蔬菜受到不同程度的重金屬污染。所有采樣點(diǎn)蔬菜中Cd含量的超標(biāo)率達(dá)到100%，即全部超過國家食品衛(wèi)生安全標(biāo)準(zhǔn)；Cu含量的超標(biāo)率為13%。

（4）蔬菜中重金屬含量總體表現(xiàn)為葉菜類高于根莖類蔬菜。

（5）蔬菜中重金屬污染和土壤重金屬污染不完全吻合，這是由于不同種類蔬菜的富集能力不一致。

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