成都市不同蔬菜地土壤和蔬菜作物重金屬污染評估

肖欣娟，張 成，陳媛媛，李 根，劉思汐，王 科，鐘文挺，李 浩

(成都市農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣總站，成都 610041)

蔬菜在我國居民膳食結(jié)構(gòu)中占據(jù)重要位置，可為人體提供多種必需的多種維生素和礦物質(zhì)等營養(yǎng)物質(zhì)[1-2]。近年來，隨著生活觀念的轉(zhuǎn)變和生活水平的提高，人們對蔬菜攝入的占比也在提升，對蔬菜的營養(yǎng)成分和品質(zhì)要求也隨之提高。農(nóng)田、灌溉水源和大氣沉降中的重金屬在蔬菜中積聚，通過食物鏈進入人體，過量的重金屬將對人體產(chǎn)生危害。四川是全國重要的“冬春蔬菜”和“南菜北運”生產(chǎn)基地，蔬菜種植歷史悠久。成都市作為四川蔬菜重要的生產(chǎn)地和消費地，2018年蔬菜產(chǎn)量占比達到四川省的1/3[3]。蔬菜質(zhì)量的好壞不僅直接關(guān)乎人體健康，也與成都市的蔬菜招牌關(guān)系密切。因此，對成都市不同蔬菜地的土壤和蔬菜重金屬污染情況進行調(diào)查和評估，對保障成都市農(nóng)業(yè)安全生產(chǎn)和人體健康都有重要意義。

1 材料與方法

1.1 供試材料與樣品采集

供試土壤為成都市不同蔬菜地(彭州市、都江堰市、溫江區(qū)、郫都區(qū)、青白江區(qū)、金堂縣及四川天府新區(qū))的基礎(chǔ)土樣。2019年，用棋盤法在上述區(qū)域采集0～20cm耕作層，多點混勻，四分法保留1kg左右的混合樣，自然風(fēng)干后按指標要求過篩，測定土壤基礎(chǔ)六項和鎘(Cd)、汞(Hg)、砷(As)、鉛(Pb)、鉻(Cr)5種重金屬。在土壤采樣地對應(yīng)采集蔬菜，包括白菜、大蒜、兒菜和萵筍，蔬菜樣品采集后立即放進保溫箱帶回，在4℃冰箱備保存，用于Cd、Hg、As、Pb和Cr 5種重金屬的測定。

1.2 測定項目與方法

1.2.1 土壤樣品 土壤樣品測定指標包括：pH、有機質(zhì)、全氮、有效磷、速效鉀、CEC和重金屬Cd、Hg、As、Pb、Cr。pH測定借助pH計。有機質(zhì)的測定采用重鉻酸鉀容量法，全氮的測定采用凱氏蒸餾法，有效磷的測定采用碳酸氫鈉浸提-鉬銻抗比色法，速效鉀采用乙酸銨浸提-火焰光度法，陽離子交換量(CEC)的測定采用EDTA-乙酸銨鹽交換法。重金屬Cd、Hg、As、Pb和Cr的測定則使用原子熒光分光光度法和原子吸收分光光度法進行。

1.2.2 蔬菜樣品 蔬菜樣品測定指標為Cd、Hg、As、Pb和Cr 5種重金屬，測定方法同基礎(chǔ)土壤樣品。

1.3 蔬菜重金屬污染評價方法

本文采用單因子污染評價指數(shù)法和內(nèi)梅羅綜合指數(shù)評價法對成都市不同蔬菜地土壤和蔬菜作物中Cd、Hg、As、Pb和Cr污染程度進行評價。

1.3.1 單因子污染評價指數(shù)法 單因子污染評價指數(shù)法是根據(jù)該污染物的單項污染指數(shù)對某一污染物的的污染程度進行評估[4]。

式中，Pi為第i種重金屬的單因子污染指數(shù)；Ci為第i種重金屬的實測值，單位為mg/kg；Si為第i種重金屬的評價標準值，單位為mg/kg，土壤和蔬菜的重金屬標準值分別參照GB15618-2018《土壤環(huán)境質(zhì)量農(nóng)用地土壤污染風(fēng)險管控標準(試行)》和GB2762-2017《食品安全國家標準食品中污染物限量》，如表1和表2所示。

表1 農(nóng)用地土壤污染風(fēng)險篩選值(單位mg/kg)

表2 蔬菜重金屬污染評價限量值(單位mg/kg)

1.3.2 內(nèi)梅羅綜合指數(shù)法 內(nèi)梅羅綜合指數(shù)法突出了高濃度污染物對環(huán)境質(zhì)量的影響，能同時兼顧單因子污染物的平均值[4]。

(2)

式中，P綜表示內(nèi)梅羅綜合污染指數(shù)，Pmax和Pave分別表示污染物單項污染指數(shù)最大值和平均值。

根據(jù)綜合污染指數(shù) P綜的大小，將土壤和蔬菜受重金屬污染的程度分為 5個等級(不同功能區(qū)和成都)，如表3所示。

表3 土壤和蔬菜受重金屬污染程度分級標準

2 結(jié)果與分析

2.1 成都市不同蔬菜地土壤基礎(chǔ)養(yǎng)分

表4為成都市7個不同地區(qū)蔬菜地的土壤基礎(chǔ)養(yǎng)分情況。從表中可以看出，以上7個地區(qū)的土壤pH范圍為5.84～7.84之間，平均值為6.88，總體處于中性水平。有機質(zhì)含量在16.99～33.69g/kg之間，平均值為26.04g/kg，屬于中等水平。全氮含量范圍為1.16～2.13g/kg，平均含量為1.80g/kg，整體處于豐富狀態(tài)。有效磷的含量在12.60～69.87mg/kg之間，平均含量為32.70mg/kg，各地區(qū)差異較大，但整體處于適量～很豐富的水平。速效鉀含量在38.00～220.00mg/kg之間，平均值為127.92mg/kg，各地區(qū)差異較大，大體處于適量-豐富水平。CEC含量范圍為10.50～17.50mmol/kg，均值為15.06mmol/kg，各地之間差異較小。

表4 不同蔬菜地土壤基礎(chǔ)養(yǎng)分

2.2 成都市不同蔬菜地土壤重金屬污染水平評價

以土壤環(huán)境質(zhì)量農(nóng)用地土壤污染風(fēng)險管控標準(GB15618-2018)中的農(nóng)用地土壤污染風(fēng)險篩選值為評價標準，采用單因子污染指數(shù)法和內(nèi)梅羅綜合指數(shù)法計算成都市7個不同蔬菜產(chǎn)地的土壤5種重金屬的污染指數(shù)，并在此基礎(chǔ)上進行污染水平評估。從表5可以看出，蔬菜地的土壤重金屬Cd、Hg、As、Pb和Cr的單因子污染指數(shù)和綜合污染指數(shù)均小于1，說明以上7個不同蔬菜產(chǎn)地的土壤重金屬Cd、Hg、As、Pb和Cr的污染程度處于安全等級，污染水平為清潔。從單因子污染指數(shù)看，5種重金屬的污染指數(shù)均值由大到小為Cd>As>Cr>Pb>Hg，說明重金屬Cd的污染程度相對最嚴重，其次為As、Cr和Pb，污染相對最輕的是Hg。從不同地區(qū)的綜合污染指數(shù)均值看，7個地區(qū)中天府新區(qū)的綜合污染指數(shù)最高，其次為青白江區(qū)、彭州市、都江堰市、金堂縣和郫都區(qū)，綜合污染指數(shù)最低的是溫江區(qū)。

表5 不同蔬菜地土壤重金屬污染水平評價

2.3 成都市不同蔬菜地蔬菜重金屬污染水平評價

以食品安全國家標準食品中污染物限量(GB 2762-2017)為評價標準，采用單因子污染指數(shù)法和內(nèi)梅羅綜合指數(shù)法計算成都市7個不同蔬菜產(chǎn)地的白菜、萵筍、兒菜和大蒜4種蔬菜的5種重金屬的污染指數(shù)。并在此基礎(chǔ)上進行污染水平評估，評價結(jié)果見表6?？梢钥闯?個地區(qū)不同蔬菜品種的不同重金屬的綜合污染指數(shù)均小于0.7，污染程度均處于安全等級，污染水平均為清潔。從不同蔬菜品種來看，白菜的單因子污染指數(shù)范圍在0.0095～0.1634之間，其中金堂縣、天府新區(qū)、都江堰市、郫都區(qū)、青白江區(qū)和溫江區(qū)的單因子污染指數(shù)以重金屬Hg最高。彭州市則是以重金屬Cd最高。采集自彭州市的萵筍的單因子污染指數(shù)在0.0490～0.8912之間，以重金屬Pb為最高，采集自都江堰市的兒菜的單因子污染指數(shù)在0.1170～0.9763之間，以重金屬Cd為最高，大蒜的單因子污染指數(shù)范圍在0.0206～0.3780之間，以重金屬Cr為最高。從綜合污染指數(shù)看，綜合污染指數(shù)最高的是都江堰市的兒菜，最低的是天府新區(qū)的白菜。

表6 不同蔬菜地蔬菜重金屬污染水平評價

3 結(jié)論

成都市不同地區(qū)的蔬菜地土壤和蔬菜中重金屬Cd、Hg、As、Pb和Cr具有不同的分布特征，但整體均處于安全程度，達到清潔水平。但本文僅選取了成都市7個地區(qū)的部分蔬菜為研究對象，以葉菜類蔬菜為主，但人體日常膳食結(jié)構(gòu)僅蔬菜攝入都種類繁多，因此并不能完全反映成都市蔬菜中重金屬的污染情況及對人體健康的影響，還需進行更全面、覆蓋更廣的調(diào)查研究。