達(dá)坂城區(qū)土壤、蔬菜中Cd含量的監(jiān)測(cè)分析及其相關(guān)性研究

李曉麗

1.新疆農(nóng)業(yè)大學(xué)食品科學(xué)與藥學(xué)學(xué)院，烏魯木齊 830052

2.達(dá)坂城區(qū)農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全檢測(cè)中心，烏魯木齊 830039

蔬菜是滿足人們?nèi)粘５臓I養(yǎng)平衡和膳食健康的基本食物，是餐桌上必不可少的農(nóng)產(chǎn)品。近年來，隨著城市化、工業(yè)化進(jìn)程，工業(yè)“三廢”的排放，農(nóng)藥、化肥的不合理使用等，蔬菜賴以生長(zhǎng)的土壤環(huán)境污染目益加重，致使蔬菜中重金屬含量也急劇增加，給人類健康帶來潛在的危害[1]。據(jù)統(tǒng)計(jì)，我國受重金屬污染的土壤面積已超過2000 萬hm2，占耕地面積的1/6[2]，其中城郊菜地土壤中Cd污染最為嚴(yán)重[3]，烏魯木齊四區(qū)產(chǎn)地土壤重金屬監(jiān)測(cè)結(jié)果也顯示，鎘污染程度最為嚴(yán)重[4]。土壤中Cd污染與蔬菜Cd污染存在一定的相關(guān)性，土壤中鎘（Cd）的生物有效性最高，且很容易發(fā)生遷移并被富集吸收至蔬菜體內(nèi)[5]，生態(tài)污染風(fēng)險(xiǎn)較大[6-7]。

達(dá)坂城區(qū)常年以種植馬鈴薯、蔥、洋蔥、胡蘿卜等根莖類蔬菜為主，根莖類蔬菜對(duì)Cd 的吸收、富集能力都比較強(qiáng)[8-9]，全面了解掌握達(dá)坂城區(qū)土壤、蔬菜Cd的污染現(xiàn)狀以及主要種植蔬菜吸收Cd的異同，合理進(jìn)行蔬菜生產(chǎn)布局，為蔬菜生產(chǎn)的持續(xù)發(fā)展、生產(chǎn)安全提供科學(xué)依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 供試材料

供試材料為來自達(dá)坂城區(qū)施肥結(jié)構(gòu)、生產(chǎn)過程管理水平基本相一致的6個(gè)蔬菜生產(chǎn)基地的土壤及蔬菜，蔬菜種類包括蔥、洋蔥、胡蘿卜、馬鈴薯及特色產(chǎn)品百合5種。

1.2 樣品采集與測(cè)定方法

梅花法采集土壤，取樣深度為0～20 cm，在土壤采樣位置取蔬菜樣品，做到同一采樣點(diǎn)同時(shí)間采取，取可食用部分。采用石墨爐原子吸收分光光度法(GB/T17141-1997)測(cè)定土壤Cd 含量，原子吸收光度法（GB/T5009.15-2014）測(cè)定蔬菜Cd 含量。

1.3 土壤、蔬菜重金屬Cd污染評(píng)價(jià)方法

土壤污染程度以NY／T391-2013《綠色食品產(chǎn)地環(huán)境質(zhì)量》中7.1土壤環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)旱田類各指標(biāo)限量作為評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，蔬菜以NY／T744-2012《綠色食品 蔥蒜類蔬菜》、NY／T745-2012《綠色食品 根菜類蔬菜》、NY／T1049-2015《綠色食品薯芋類蔬菜》Cd 含量限量值為評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，重金屬Cd 為蔬菜產(chǎn)地、產(chǎn)品嚴(yán)格控制指標(biāo)，本試驗(yàn)評(píng)價(jià)方法采用單項(xiàng)污染指數(shù)法[10]。計(jì)算方式如下：

Pi=Ci÷Si

式中：

Pi－監(jiān)測(cè)項(xiàng)目i的單項(xiàng)污染指數(shù);

Ci－監(jiān)測(cè)項(xiàng)目i的實(shí)測(cè)值；

Si－監(jiān)測(cè)項(xiàng)目i的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)值；

P＞1，監(jiān)測(cè)項(xiàng)目單項(xiàng)指標(biāo)超標(biāo)；

P≤1，監(jiān)測(cè)項(xiàng)目指標(biāo)未超標(biāo)。

1.4 數(shù)據(jù)處理

采用SPSS 和EXCEL 等統(tǒng)計(jì)軟件進(jìn)行相關(guān)性分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 土壤、蔬菜中重金屬Cd含量監(jiān)測(cè)與分析

對(duì)達(dá)坂城區(qū)6個(gè)蔬菜基地的35個(gè)土壤及5種主要蔬菜產(chǎn)品（蔥、洋蔥、胡蘿卜、百合、馬鈴薯）進(jìn)行監(jiān)測(cè)，得到 70個(gè)數(shù)據(jù)（見表1），土壤 PH 值在7.1～8.74 之間。土壤、蔬菜樣品中Cd 的檢出率高達(dá)100%，表明重金屬Cd 對(duì)蔬菜生產(chǎn)安全已經(jīng)產(chǎn)生了一定影響。Cd 含量的單項(xiàng)污染指數(shù)均小于1，單項(xiàng)評(píng)價(jià)合格，說明達(dá)坂城區(qū)土壤中的Cd含量符合綠色食品生產(chǎn)對(duì)生態(tài)環(huán)境質(zhì)量的要求，蔬菜產(chǎn)品Cd 含量符合國家綠色蔬菜質(zhì)量安全標(biāo)準(zhǔn)要求。

表1 土壤—蔬菜中Cd的含量（mg/kg)

2.2 土壤Cd含量與蔬菜Cd含量相關(guān)性

以基地土壤與蔬菜中重金屬Cd 含量的測(cè)定數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，建立產(chǎn)地土壤Cd 含量與蔬菜中Cd含量的相關(guān)性數(shù)學(xué)方程，結(jié)果如表2。由表2可知，土壤中的重金屬Cd 含量與蔥、洋蔥、胡蘿卜、百合、馬鈴薯中重金屬Cd含量呈顯著正相關(guān)。

表2 土壤中Cd含量與蔬菜中Cd含量的相關(guān)性

2.3 蔬菜對(duì)Cd富集能力

蔬菜富集能力的實(shí)質(zhì)是反映蔬菜從土壤中吸收重金屬的能力[15]。用直線方程y＝bx＋a 中的b來判斷。各種蔬菜的b值見表3，發(fā)現(xiàn)不同品種蔬菜的富集能力有差異。蔬菜對(duì)Cd 的富集能力排序?yàn)榘俸希竞}卜＞洋蔥＞蔥＞馬鈴薯。

表3 蔬菜對(duì)Cd的富集能力

3 結(jié)論與討論

研究表明，不同種類的重金屬，在土壤中有效性存在差異，在土壤－農(nóng)作物系統(tǒng)中的轉(zhuǎn)移及吸收規(guī)律明顯不同，其中土壤中的Cd含量對(duì)蔬菜Cd含量影響最為嚴(yán)重[16]。這可能是研究區(qū)域土壤Cd污染程度及與蔬菜中Cd 含量相關(guān)性差異的主要原因。

達(dá)坂城區(qū)6個(gè)蔬菜基地35個(gè)土壤、5 種蔬菜中Cd 含量的單項(xiàng)污染指數(shù)均低于1，說明土壤中Cd的含量符合綠色蔬菜生產(chǎn)基地土壤質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，蔬菜產(chǎn)品Cd 含量符合國家綠色蔬菜質(zhì)量安全標(biāo)準(zhǔn)要求。其中，土壤中有3個(gè)樣品的Cd 含量接近標(biāo)準(zhǔn)限量值，對(duì)蔬菜的生產(chǎn)安全影響較大，鎘污染源主要是以鎘為原料的工業(yè)廢水的排放及過量施用化肥，造成Cd沉積，建議對(duì)土壤Cd進(jìn)行重點(diǎn)監(jiān)測(cè)，并針對(duì)鎘污染，查找污染源，制定有效的治理方案，對(duì)治理效果進(jìn)行跟蹤監(jiān)測(cè)。

通過土壤中的Cd含量與蔬菜中Cd的含量進(jìn)行相關(guān)性分析，發(fā)現(xiàn)土壤中的Cd 含量與根莖類蔬菜產(chǎn)品Cd 含量呈顯著的正相關(guān)性，說明土壤中的Cd 含量直接影響蔬菜產(chǎn)品Cd 含量，土壤中Cd 含量對(duì)根莖類蔬菜質(zhì)量影響較大，在選擇生產(chǎn)基地時(shí)，應(yīng)盡量避開土壤Cd 背景含量高的區(qū)域，避免種植對(duì)Cd 富集能力強(qiáng)的蔬菜品種，從而減少蔬菜產(chǎn)品中Cd 污染物的含量。富集能力表現(xiàn)為：百合＞胡蘿卜＞洋蔥＞蔥＞馬鈴薯。百合富集能力最強(qiáng)，可能是因?yàn)槠涫嵌嗄晟卟?，?yīng)選擇土壤Cd 污染程度小的地塊進(jìn)行特色產(chǎn)品百合的種植。