浙江省部分蔬菜基地土壤和蔬菜重金屬含量調(diào)查

汪玉磊，季天委，俞丹宏，肖鳴

(1.浙江省耕地質(zhì)量與肥料管理總站，浙江 杭州 310020； 2.浙江省農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)測(cè)試中心，浙江 杭州 310020)

蔬菜是人們?nèi)粘Ｉ钪胁豢扇鄙俚氖秤棉r(nóng)產(chǎn)品，產(chǎn)品質(zhì)量直接關(guān)系人體健康。蔬菜產(chǎn)地的土壤環(huán)境質(zhì)量是保障蔬菜質(zhì)量安全的前提和必要條件。自2016年《土壤污染防治行動(dòng)計(jì)劃》(“土十條”)實(shí)施以來，受污染耕地的安全利用就成為土壤污染防治的重要工作之一，其中，品種替代也是一項(xiàng)重要措施。學(xué)者們圍繞在重金屬含量超標(biāo)的土壤上篩選出可安全生產(chǎn)的蔬菜品種進(jìn)行了諸多研究[1-3]，研究發(fā)現(xiàn)，評(píng)價(jià)菜地土壤和蔬菜的質(zhì)量，在有限的耕地上種植合適的蔬菜品種，對(duì)于合理利用耕地、保障農(nóng)產(chǎn)品安全生產(chǎn)具有重要意義。本研究參考前期調(diào)查成果，選擇浙江省內(nèi)4個(gè)縣(區(qū))的蔬菜地作為調(diào)查對(duì)象，調(diào)查中輕度重金屬污染菜地土壤和蔬菜的重金屬含量，以期為重金屬污染蔬菜地的安全利用提供參考。

1 材料與方法

1.1 樣品采集與處理

2018年11—12月，在富陽區(qū)、桐廬縣、諸暨市、秀洲區(qū)蔬菜基地共采集26個(gè)土壤樣品和26個(gè)蔬菜樣品；2019年4月，在富陽區(qū)和桐廬縣蔬菜基地采集4個(gè)土壤和蔬菜樣品。采樣時(shí)均采用5點(diǎn)法。土壤樣品采集深度為0～20 cm，混勻后按4分法縮分為1個(gè)標(biāo)準(zhǔn)樣品。在采集土壤樣品的地塊，“點(diǎn)對(duì)點(diǎn)”采集蔬菜樣品的可食部位，混合后裝入塑料袋。具體的樣品分布如下：富陽區(qū)，采集土壤樣品9個(gè)，采集蔬菜樣品9個(gè)，品種分別為生菜、大白菜、芹菜、花菜、四季豆、紅蘿卜、蔥、土豆；桐廬縣，采集土壤樣品9個(gè)，采集蔬菜樣品9個(gè)，品種分別為芹菜、花椰菜、結(jié)球甘藍(lán)、青菜、萵苣、蘿卜、青蒜、茄子、辣椒；諸暨市，采集土壤樣品5個(gè)，采集蔬菜樣品5個(gè)，品種分別為白蘿卜、青菜、萵苣、蒿菜、娃娃菜；秀州區(qū)，采集土壤樣品7個(gè)，采集蔬菜樣品7個(gè)，品種分別為萵苣、生菜、油麥菜、青菜、包芥菜、蒿菜、大蒜。

將采集的土壤樣品置于干燥通風(fēng)處自然晾干，混勻后過20目篩用于測(cè)定土壤pH值和含水量，再用四分法縮分至約100 g土樣，過100目尼龍篩，用于測(cè)定土壤重金屬含量。

蔬菜樣品先用自來水沖洗干凈，再用去離子水洗3次，然后用濾紙吸干表面的多余水分，取可食部分用高速組織搗碎機(jī)制成勻漿，裝入聚乙烯樣品盒保存于-18 ℃冰柜內(nèi)待測(cè)。

1.2 樣品分析

土壤pH值用超純蒸餾水按土液質(zhì)量體積比1∶2.5的比例浸提，用pH計(jì)測(cè)定。土壤中的鉛(Pb)、鎘(Cd)含量參照GB/T 17141—1997，銅(Cu)、鋅(Zn)含量參照GB/T 17138—1997，鎳(Ni)含量參照GB/T 17139—1997，砷(As)含量參照GB/T 22105.2—2008，鉻(Cr)含量參照HJ 491—2009進(jìn)行測(cè)定。土壤中汞(Hg)含量的測(cè)定方法簡(jiǎn)述如下：稱取土樣0.1～0.2 g(精確至0.000 1 g)，用測(cè)汞儀測(cè)定。蔬菜中的As、Pb、Cd、Cr、Cu、Zn、Ni含量參照GB 5009.268—2016，采用電感耦合等離子體質(zhì)譜法進(jìn)行測(cè)定，Hg含量參照GB 5009.17—2014采用原子熒光光譜法進(jìn)行測(cè)定。

1.3 數(shù)據(jù)計(jì)算

根據(jù)土壤和蔬菜中的重金屬含量，分別計(jì)算檢出率、超標(biāo)率和分擔(dān)率。

1.4 重金屬污染評(píng)價(jià)

采用單因子污染指數(shù)和綜合污染指數(shù)進(jìn)行土壤、蔬菜的污染評(píng)價(jià)。

單項(xiàng)污染指數(shù)(Pi)以單項(xiàng)污染物的實(shí)測(cè)值與評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)相比，其比值表示該污染物的污染程度。

采用內(nèi)梅羅污染指數(shù)計(jì)算綜合指數(shù)(P)。

土壤中的重金屬評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)參照GB 15618—2018《土壤環(huán)境質(zhì)量 農(nóng)用地土壤污染風(fēng)險(xiǎn)管控標(biāo)準(zhǔn)(試行)》中的農(nóng)用地土壤污染風(fēng)險(xiǎn)篩選值選取，每種重金屬在不同蔬菜中的限量標(biāo)準(zhǔn)參照GB 2762—2017《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn) 食品中污染物限量》選取。

污染等級(jí)劃分。從Pi值來看：Ⅰ級(jí)，Pi≤1，無污染；Ⅱ級(jí)，15，重度污染。從P值來看：Ⅰ級(jí)，P≤0.7，清潔；Ⅱ級(jí)，0.73.0，重污染。

1.5 數(shù)據(jù)分析

利用Microsoft Excel 2010進(jìn)行數(shù)據(jù)的整理和統(tǒng)計(jì)分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 土壤重金屬含量及其污染評(píng)價(jià)

如表1所示，本試驗(yàn)所調(diào)查的耕層土壤樣品中，Cd、Cr、Pb、Hg、As、Cu、Zn、Ni的檢出率均為100%，變異系數(shù)以Pb最大，Hg次之，均超過50%。其中，Cd、Cu、Zn有部分樣品超標(biāo)，Cd超標(biāo)率最高，達(dá)80%，除秀洲外，其他3地的土壤樣品Cd含量均超標(biāo)1～3倍。調(diào)查的8種重金屬元素分擔(dān)率不同，說明其對(duì)土壤污染的貢獻(xiàn)不同，以Cd的貢獻(xiàn)最大。

表1 土壤樣品的重金屬含量

從表2可知，總體上，研究地區(qū)的土壤均達(dá)到輕污染，從單項(xiàng)污染的平均值來看，只有Cd達(dá)到輕微污染水平。分地區(qū)看：富陽土壤Cd含量較高，達(dá)到輕度污染水平，Cu、Pb為輕微污染；桐廬土壤Cd達(dá)輕度污染水平；諸暨土壤Cd為輕微污染；秀洲土壤Cu達(dá)到輕微污染。此外，調(diào)查各地的單項(xiàng)重金屬均為無污染水平。

表2 土壤樣品的重金屬質(zhì)量評(píng)價(jià)結(jié)果

2.2 蔬菜重金屬含量及其污染評(píng)價(jià)

如表3所示，采集的蔬菜樣品中，As的檢出率最低，只有50.0%，富陽區(qū)和桐廬縣的蔬菜樣品中大部分未檢出As；Cr的檢出率次低，為86.7%，其他6種重金屬元素的檢出率均為100%。參照GB 2762—2017，對(duì)蔬菜樣品中的Cd、Cr、Pb、Hg、As進(jìn)行污染評(píng)價(jià)。其中，有1個(gè)青蒜、1個(gè)蔥樣品的Cd含量超標(biāo)，超標(biāo)率6.67%，另有1個(gè)青蒜樣品的綜合指數(shù)在警戒限內(nèi)。

表3 蔬菜樣品的重金屬含量

經(jīng)測(cè)算，各地蔬菜中5種常見重金屬(As、Hg、Pb、Cd、Cr)對(duì)蔬菜污染的貢獻(xiàn)有所不同，但總體趨勢(shì)為Hg>Cd>Pb>Cr>As(表4)。

表4 各地蔬菜樣品的重金屬分擔(dān)率

2.3 蔬菜對(duì)土壤重金屬的吸收富集能力

定義蔬菜體內(nèi)重金屬含量與相應(yīng)土壤樣品的重金屬含量之比為富集系數(shù)。富集系數(shù)可以反映蔬菜從土壤中吸收重金屬的能力。將所調(diào)查的蔬菜樣品分為葉菜類、蕓薹類、莖類、豆類、塊根類、茄果類和鱗莖類，分別測(cè)算其對(duì)8種重金屬元素的富集系數(shù)(表5)。從所有蔬菜樣品對(duì)各重金屬元素富集系數(shù)的平均值來看，以Cd最高，As最低。不同種類蔬菜對(duì)不同重金屬的富集能力有差異：除蕓薹類對(duì)Cu、豆類和塊根類對(duì)Zn的富集系數(shù)最高外，其他種類蔬菜均是對(duì)Cd的富集系數(shù)最高。從變異系數(shù)來看，As、Cd最大，Ni、Cr和Pb次之，Hg和Zn則相對(duì)較小，Cu最小。分蔬菜種類來看，鱗莖類蔬菜對(duì)Cd的富集系數(shù)最高。研究表明，蔬菜中各重金屬元素的含量除了與蔬菜本身的生理特性和遺傳因素有關(guān)外，還與各重金屬元素在土壤-作物系統(tǒng)中的遷移轉(zhuǎn)化特點(diǎn)有關(guān)[4]。

表5 不同種類蔬菜對(duì)重金屬元素的富集系數(shù)

3 小結(jié)

從浙江省富陽區(qū)、桐廬縣、諸暨市、秀洲區(qū)蔬菜基地采集土壤和蔬菜樣品，進(jìn)行重金屬含量調(diào)查，結(jié)果顯示，4個(gè)研究區(qū)的供試土壤樣品重金屬污染綜合指數(shù)均達(dá)到輕污染。從單個(gè)元素看，只有部分Cd、Cu和Zn超過農(nóng)用地土壤污染風(fēng)險(xiǎn)篩選值，其中Cd達(dá)到輕微污染水平，其余未污染。分地區(qū)看，富陽土壤樣品Cd含量較高，達(dá)到輕度污染水平，Cu、Pb為輕微污染；桐廬土壤樣品Cd達(dá)輕度污染水平；諸暨土壤樣品Cd為輕微污染水平；秀洲土壤樣品Cu達(dá)到輕微污染水平。在調(diào)查的蔬菜樣品中，只有青蒜和蔥各1個(gè)樣品的Cd含量超過食品中污染物的限量標(biāo)準(zhǔn)，另有1個(gè)青蒜樣品的重金屬污染綜合指數(shù)處于警戒限內(nèi)，其他重金屬元素含量均在限量標(biāo)準(zhǔn)的可接受范圍內(nèi)。供試蔬菜樣品對(duì)不同重金屬元素的富集能力有差異，但整體來看，對(duì)Cd的富集系數(shù)最大，而對(duì)As的富集系數(shù)最低。各類蔬菜樣品中，鱗莖類蔬菜對(duì)Cd的富集系數(shù)最大。