農(nóng)村房前屋后種植果樹(shù)重金屬含量測(cè)定與分析

郭玉婧+袁軍

摘要：為了分析房前屋后堆放垃圾是否影響土壤和果樹(shù)果實(shí)重金屬含量，采用ASI、DTPA、HCl提取農(nóng)村房屋前后土壤中重金屬，分析提取量與3種果樹(shù)重金屬元素（Pb、Cd、Cu、Zn、Mn）含量的相關(guān)性，比較房前屋后和其他地點(diǎn)土壤和植物的重金屬含量差異。結(jié)果表明，不同提取劑對(duì)不同類(lèi)型土壤提取重金屬含量不同，房前屋后和非房前屋后土壤Pb含量差異性顯著；長(zhǎng)沙地區(qū)房前屋后果實(shí)中Cu含量顯著高于非房前屋后，湘潭地區(qū)房前屋后果實(shí)中Cu含量顯著低于非房前屋后，長(zhǎng)沙地區(qū)房前屋后的果實(shí)Zn含量顯著低于非房前屋后，株洲地區(qū)房前屋后果實(shí)中Mn含量顯著高于非房前屋后；長(zhǎng)沙地區(qū)土壤和果實(shí)中Zn含量顯著相關(guān)，相關(guān)系數(shù)0.846，株洲和湘潭地區(qū)土壤和果實(shí)Cd含量顯著相關(guān)，相關(guān)系數(shù)為0.775、0.721。與相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)照表明，果實(shí)中重金屬元素含量均在參考標(biāo)準(zhǔn)含量范圍內(nèi)，但土壤有污染情況，證明垃圾中的重金屬元素會(huì)進(jìn)入土壤，對(duì)土壤中重金屬元素含量造成影響，需要采取措施對(duì)農(nóng)村垃圾進(jìn)行無(wú)害化處理。

關(guān)鍵詞：農(nóng)村房前屋后；果樹(shù)；重金屬

中圖分類(lèi)號(hào)：S759.89 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：0439-8114（2017）22-4344-04

DOI：10.14088/j.cnki.issn0439-8114.2017.22.034

Abstract： In order to analyze whether the dumping of garbage in front of the house affects the heavy metal content of soil and fruit trees， using ASI， DTPA， HCl extraction of rural housing before and after the heavy metals in the soil， correlation Analysis Three Fruit and extracted amount of heavy metal elements （Pb， Cd， Cu， Zn， Mn） content， Comparison of the differences in heavy metal content between soil and plant in front of house and elsewhere. The results showed that the contents of Pb in different soils were different， and the contents of Pb in the house before and after the house were different. The content of Cu in the fruit before and after the house in Changsha was significantly higher than that in the non - housing front， and the content of Cu in the fruit of the house before and after Xiangtan was significantly lower than that in the non -， the content of Zn in the fruit of the house before and after in Changsha was significantly lower than that in the non -， the content of Mn in the fruit of the house before and after in Zhuzhou area was significantly higher than that in non -. There were significant correlations between Zn and Zn in soil and fruit， and the correlation coefficient was 0.846， and the Cd content in soil and fruit of Zhuzhou and Xiangtan were significantly correlated with the correlation coefficient of 0.775 and 0.721. Comparing with the relevant standard， the content of heavy metals in the fruit is within the reference standard content range， but the soil pollution， it is proved that the heavy metal elements in the garbage will enter the soil and affect the heavy metal content in the soil.The results of the study show that there is a need for measures to sanitize rural waste.

Key words： rural house front and rear； fruit trees； heavy metal

土壤中的金屬元素除來(lái)源于其母質(zhì)外，還來(lái)源于各種廢棄物、大氣沉降等[1]。中國(guó)農(nóng)民均有在村落房前屋后栽種果樹(shù)的傳統(tǒng)習(xí)慣，但多存在隨意栽種、人栽天管、雜亂無(wú)序等現(xiàn)象[2]。除此之外，農(nóng)村居民也有將垃圾堆積在房前屋后或者樹(shù)下的習(xí)慣[3]。農(nóng)村垃圾不進(jìn)行嚴(yán)格分類(lèi)處理，垃圾中含有的重金屬元素，不可避免地進(jìn)入土壤環(huán)境中[4-6]。生長(zhǎng)在重金屬污染土壤中的植物，其體內(nèi)必然會(huì)發(fā)生重金屬累集[7]。植物累積化學(xué)元素的情況之一就是由于某區(qū)域環(huán)境中元素含量高，該區(qū)域全部有機(jī)體中該化學(xué)元素的含量均高[8，9]。也有學(xué)者分析過(guò)污泥[10]、施用化肥[11]與土壤及植物中重金屬元素含量顯著相關(guān)，但是研究農(nóng)村垃圾處理方式與土壤和植物中重金屬含量關(guān)系的討論還鮮見(jiàn)報(bào)。了解農(nóng)村房前屋后果樹(shù)的果實(shí)重金屬含量是否與農(nóng)村處理垃圾等生活方式存在關(guān)系，探討房前屋后果樹(shù)果實(shí)的重金屬含量及來(lái)源，對(duì)果品安全生產(chǎn)及生活保障具有現(xiàn)實(shí)意義。

1 研究方法

1.1 研究材料

選取長(zhǎng)株潭地區(qū)城鄉(xiāng)交界處的村落，主要選取房前屋后有垃圾堆放的村落的農(nóng)戶(hù)進(jìn)行調(diào)查，房前屋后的土壤掀開(kāi)表層垃圾，非房前屋后掀開(kāi)表層枯枝落葉等。土壤樣品用四分法采集，采樣深度20 cm，記錄坐標(biāo)、土壤類(lèi)型和果實(shí)類(lèi)型，房前屋后和非房前屋后土壤果實(shí)均設(shè)置3個(gè)平行樣品（表1）。將采集好樣品裝入土袋帶回實(shí)驗(yàn)室揀出碎石和植物殘?bào)w，攤在牛皮紙上風(fēng)干后過(guò)0.02 mm篩，充分?jǐn)嚢杈鶆?，用四分法取其中兩份，裝入塑封袋保存。

植物樣為土樣對(duì)應(yīng)的植株上東南西北4個(gè)方向外側(cè)中部的成熟果實(shí)共8個(gè)，用保鮮袋封裝。帶回實(shí)驗(yàn)室后，用蒸餾水洗凈，分離果實(shí)的果肉、果皮和果核，放入烘箱內(nèi)烘干后用粉碎機(jī)磨成粉末裝入塑封袋備用。

1.2 樣品處理

1.2.1 土壤樣品處理 分別用ASI[12]、DPTA[13]、HCl[13]3種浸提試劑對(duì)土壤樣品進(jìn)行浸提，每個(gè)樣品3個(gè)重復(fù)。在250 mL塑料瓶?jī)?nèi)放入處理好的待測(cè)土樣15.00 g，用分液器加50 mL浸提劑，將塑料瓶置于恒溫振蕩機(jī)上，在25 ℃下200 r/min振蕩1 h。取出后用定量濾紙干過(guò)濾，再將濾液過(guò)濾，收集此濾液待測(cè)。

1.2.2 植物樣品處理 用濃H2SO4-H2O2消煮法在DTD-40D型恒溫消解儀中消解：取0.150 0 g干樣，加入5 mL 98%濃H2SO4，放置過(guò)夜后將消煮管置于消解儀中加熱。90 ℃加熱30 min，冷卻5 min，滴7滴H2O2，升溫至95 ℃保持30 min，冷卻5 min，加6滴H2O2，升溫至290 ℃保持50 min，取出，冷卻，加10滴H2O2，升溫至300 ℃，直至溶液澄清透明。將消化液定容到100 mL，先稀釋濃硫酸，再定容，定容后轉(zhuǎn)移到白色塑料瓶保存。每個(gè)樣品3個(gè)重復(fù)。

1.3 重金屬檢測(cè)

待測(cè)液中重金屬含量檢測(cè)均用原子吸收光譜儀參照技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)測(cè)定。

1.4 測(cè)定及整理數(shù)據(jù)方法

所有數(shù)據(jù)均通過(guò)Excel 2003進(jìn)行整理，SPSS 22.0進(jìn)行分析處理得出結(jié)果。

2 結(jié)果與分析

2.1 土壤中重金屬含量分析

由表2可知，3個(gè)地區(qū)房前屋后和非房前屋后土壤Pb含量存在明顯差異；長(zhǎng)沙地區(qū)房前屋后和非房前屋后土壤中Cu含量差異；長(zhǎng)沙和湘潭地區(qū)房前屋后和非房前屋后土壤Mn含量差異明顯；房前屋后土壤Cd和Zn含量差異性不顯著。

2.2 果實(shí)中5種重金屬含量分析

由表3～表5可知，除長(zhǎng)沙地區(qū)Cd含量、Zn含量、Mn含量，湘潭地區(qū)的Cu含量和Mn含量外，其余的房前屋后重金屬含量均高于非房前屋后。Paired-test檢驗(yàn)結(jié)果表明，3個(gè)地區(qū)房前屋后和非房前屋后的果實(shí)Pb含量差異性不顯著；3個(gè)地區(qū)房前屋后和非房前屋后的果實(shí)Cd含量差異性不顯著；長(zhǎng)沙地區(qū)房前屋后果實(shí)Cu含量顯著高于非房前屋后，湘潭地區(qū)非房前屋后果實(shí)Cu含量顯著高于房前屋后，株洲地區(qū)房前屋后和非房前屋后果實(shí)Cu含量差異性不顯著；長(zhǎng)沙地區(qū)非房前屋后的果實(shí)Zn含量顯著高于房前屋后，株洲和湘潭地區(qū)Zn含量差異不顯著；長(zhǎng)沙和湘潭地區(qū)房前屋后和非房前屋后的果實(shí)中Mn含量差異性不顯著，株洲地區(qū)房前屋后果實(shí)中Mn含量顯著高于非房前屋后。

2.3 不同浸提方法提取的土壤重金屬含量同果實(shí)重金屬含量的相關(guān)性

由表6可知，土壤中的重金屬提取有效態(tài)含量與果實(shí)中重金屬含量相關(guān)性不顯著。3個(gè)地區(qū)土壤和果實(shí)中Pb含量負(fù)相關(guān)，相關(guān)系數(shù)為-0.149、 -0.341、-0.308；株洲和湘潭地區(qū)土壤和果實(shí)中Cd含量顯著相關(guān)，相關(guān)系數(shù)為0.775、0.721；長(zhǎng)沙和湘潭地區(qū)土壤和果實(shí)中Cu含量負(fù)相關(guān)，相關(guān)系數(shù) -0.620、-0.170；長(zhǎng)沙地區(qū)土壤和果實(shí)中Zn含量顯著相關(guān)，相關(guān)系數(shù)0.846，株洲和湘潭地區(qū)土壤和果實(shí)中Zn含量負(fù)相關(guān)，相關(guān)系數(shù)-0.389、-0.356；長(zhǎng)沙和株洲地區(qū)土壤和果實(shí)中Mn含量負(fù)相關(guān)，相關(guān)系數(shù)-0.387、-0.510。

2.4 果實(shí)和土壤中重金屬含量與標(biāo)準(zhǔn)比較

土壤中重金屬含量不僅與母巖和成土母質(zhì)有關(guān)系，也受局部環(huán)境質(zhì)量和化學(xué)元素循環(huán)影響。標(biāo)準(zhǔn)是根據(jù)土壤養(yǎng)分含量豐缺指標(biāo)，一般植物中的元素含量結(jié)合國(guó)內(nèi)外資料和本地實(shí)際情況暫定的[13-15]。用3個(gè)地區(qū)果實(shí)重金屬含量平均值和提取土壤重金屬含量最大值的平均值與暫定標(biāo)準(zhǔn)比較。果實(shí)中重金屬元素含量均在標(biāo)準(zhǔn)含量范圍內(nèi)，沒(méi)有被污染；株洲和湘潭地區(qū)土壤中提取的有效Cd含量在很高水平內(nèi)，長(zhǎng)沙地區(qū)非房前屋后和湘潭地區(qū)土壤中Mn含量處在很高范圍內(nèi)（表7）。

3 結(jié)論與討論

研究結(jié)果表明，用不同浸提液浸提取的重金屬元素含量差異性不顯著，賀建群等[13]、李發(fā)生等[16]、甘國(guó)娟等[17]等研究結(jié)果顯示因土壤性質(zhì)、酸堿性等不同，不同方法提取結(jié)果有差異。部分地區(qū)房前屋后和非房前屋后果實(shí)中重金屬含量有差異，這是因?yàn)榫嚯x公路較近或受到空氣中污染物沉降的因素引起的[18，19]。土壤中和果實(shí)中重金屬含量相關(guān)性不顯著，這是因?yàn)樵谥参锊煌钠鞴賰?nèi)元素含量不同，不同植物對(duì)不同元素的吸收富集能力不一致[20]，提取的有效態(tài)金屬含量與植物富集情況不一致[21]。果實(shí)中重金屬元素含量均在標(biāo)準(zhǔn)含量范圍內(nèi)，沒(méi)有被污染，但土壤有污染情況，證明垃圾中的重金屬元素會(huì)進(jìn)入土壤，對(duì)土壤中重金屬元素含量造成影響。在農(nóng)村房前屋后堆放垃圾會(huì)對(duì)土壤中重金屬元素含量造成影響，造成土壤污染，本研究對(duì)提高農(nóng)民的污染防范意識(shí)，提高果實(shí)品質(zhì)，降低污染，建設(shè)美好農(nóng)村提供了一定事實(shí)依據(jù)。

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