葉菜重金屬污染風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估與預(yù)防修復(fù)關(guān)鍵技術(shù)研究現(xiàn)狀及展望

中圖分類號(hào)：S636 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：1673-2871（2025）07-017-08

Research status and prospect on risk assessment and key technologies for the prevention and remediation of heavy metal pollution in leafy vegetables

ZHANG Shun'， CHEN Huanli1， MA Li， WANG Fang2， ZHANG He'，YANG Hailong'， ZHANG Xiaoyan'， LIU Chenghong'

（1.ZhengzoAgricaliencendchogeachitute，ngouo5，ennin;Collgeof FoodScienceglesityigoicallteite Tengzhou277599，handong，China）

Abstract：Demonstrate significant heavymetal contamination risks predominantly fromatmospheric sedimentation，agro chemicalapplications，and industrialpolution，etc.Comparedwithothervegetabletaxa，leafyegetables haveasigificantlyelevatedbio-accumulationofheavymetals.Itiscrucial forreducing suchcontaminationriskstoelucidating theabsorption，accumulation，and enrichment paterns of heavy metals in leafy vegetables，coupled with developing targeted phytoremediationstrategies againstcontamination.Whileextensiveresearch has beenconductedacrossglobalagricultural systemsonpoint-source heavy metalcontamination inleafyvegetables，investigations into non-point sourcepolution mechanisms and associated human health risk assessments remain significantly understudied.Acomprehensive review andanalysisoftheliteratureonheavy metalpolutioninmajorvegetablesandleafyvegetables，both domesticand internationalwasconducted.Theheavymetalpolution situationsof diferentvegetable types werecompared.It wasrevealed thatleafyvegetables weresubject tothemost severe heavy metalpollution，and there were marked inter-species divergence inheavy metal polltion among diferent kindsofleafyvegetables.To address heavy metalcontamination in leafy vegetables，strategiccultivationinlow-contamination farmlands isadvised.Research should prioritize elucidatingcontamination dynamics inopen-field versus facility-grown systems，whileconcurrentlyselecting low-accumulation cultivars andimplementing tailored agronomic practices.This integratedapproach efectivelyreduces contaminantlevels andestablishes a scientific framework for risk mitigation.

Key words： Leafy vegetable; Heavy metal; Polution; Prevention; Repair technology

隨著城鎮(zhèn)化與工業(yè)化的迅速發(fā)展，土壤環(huán)境、水環(huán)境、大氣環(huán)境重金屬污染時(shí)有發(fā)生，重金屬污染物從環(huán)境進(jìn)入蔬菜各器官，降低了蔬菜的品質(zhì)[2。耕地質(zhì)量、灌溉水質(zhì)量、空氣質(zhì)量與蔬菜安全生產(chǎn)關(guān)系密切，蔬菜安全生產(chǎn)已經(jīng)引起了社會(huì)各界的高度關(guān)注[3-4。重金屬污染源有工業(yè)生產(chǎn)污染、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)污染、車輛尾氣污染、生活垃圾滲出物污染等[5。大氣沉降的重金屬不但污染蔬菜葉片，也污染菜地土壤與地下水，土壤中的重金屬經(jīng)由根系被蔬菜吸收。蔬菜從大氣沉降、土壤與淺層地下水吸收積累重金屬物質(zhì)后進(jìn)入食物鏈，在人體中逐漸積累，危害人類健康，因此探明葉菜重金屬污染規(guī)律，對(duì)降低葉菜重金屬污染風(fēng)險(xiǎn)具有重要意義。

蔬菜是主要菜籃子產(chǎn)品之一，葉菜產(chǎn)量占我國(guó)蔬菜主產(chǎn)區(qū)蔬菜總產(chǎn)量的 32% 左右。蔬菜對(duì)重金屬元素的吸收、遷移、富集等是農(nóng)業(yè)環(huán)境生態(tài)研究的熱點(diǎn)之一[8-9]，葉菜重金屬污染主要來(lái)自于大氣交通污染、農(nóng)業(yè)污染、工業(yè)污染等，與其他蔬菜種類相比，葉菜對(duì)重金屬的吸收富集敏感性比其他類別蔬菜更高]。研究葉菜對(duì)重金屬吸收、累積、富集機(jī)制，對(duì)降低葉菜重金屬污染風(fēng)險(xiǎn)、生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)葉菜具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。筆者旨在深入探討葉菜重金屬污染狀況與葉菜重金屬污染健康風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估，提出菜地重金屬污染預(yù)防措施與菜地污染后的修復(fù)技術(shù)，并對(duì)葉菜重金屬污染防治存在的問(wèn)題及對(duì)策進(jìn)行探討，同時(shí)對(duì)葉菜重金屬污染風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估與預(yù)防修復(fù)技術(shù)研究進(jìn)行了展望。

菜地重金屬污染

1.1重金屬污染物種類及其危害

重金屬是指化學(xué)密度大于 4.5g?cm^-3 的金屬，包括Hg、Pb、Cd、Cr、Zn、Cu、Ni、Mn等]，由于As的化學(xué)性質(zhì)、對(duì)環(huán)境的危害和重金屬類似，因此通常被列入重金屬。重金屬共有45種，其中Cd、Hg、Pb、Cr、As含量是評(píng)估農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全的首要重金屬污染指標(biāo)[12-13]。進(jìn)入土壤的重金屬會(huì)降低葉菜品質(zhì)，影響菜地各類土壤生物的繁殖與代謝，并沿食物鏈轉(zhuǎn)移，在人體中富集，對(duì)人體健康產(chǎn)生不良影響[1416]。葉菜中重金屬主要來(lái)自于大氣干濕沉降和土壤中重金屬的積累、轉(zhuǎn)移與轉(zhuǎn)化。菜地重金屬污染特點(diǎn)是多種重金屬?gòu)?fù)合污染，污染持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)、隱蔽、范圍廣，無(wú)法被生物降解，有的重金屬雖然可以被蔬菜吸收轉(zhuǎn)化，但會(huì)導(dǎo)致蔬菜生理功能紊亂、營(yíng)養(yǎng)失調(diào)，有的可在蔬菜器官中富集，也可能轉(zhuǎn)化為毒害性更大的甲基化合物[17-18]。主要重金屬污染物種類及其危害詳見(jiàn)表1。

1.2 重金屬污染源

葉菜類蔬菜中的重金屬污染來(lái)源廣泛，包括交通污染、農(nóng)業(yè)污染、工業(yè)污染和生活垃圾污染等（表2）。

1.2.1交通污染交通污染是由汽車尾氣中所含的重金屬沉降造成的，汽車尾氣中含有 Pb.Cu.Zn 等，這些重金屬隨風(fēng)飄落進(jìn)入道路兩側(cè)菜地，造成重金屬污染，距離道路較遠(yuǎn)的菜地土壤重金屬污染相對(duì)較輕，據(jù)測(cè)算，大氣沉降的影響范圍為 10～110km菜地中As、Hg、Pb、Ni主要來(lái)自交通污染，交通運(yùn)輸對(duì)重金屬污染的貢獻(xiàn)率約為 39.26%^[19.20]"。

表1菜地主要重金屬污染物種類及其危害

Table1Typesandhazardsof main heavymetal pollutantsinvegetable fields

表2重金屬污染源

Table2Pollutionsourcesofheavymetal

1.2.2農(nóng)業(yè)污染過(guò)量使用化肥和化學(xué)農(nóng)藥會(huì)造成土壤重金屬污染，質(zhì)量較低劣的磷肥，包括過(guò)磷酸鈣、磷礦粉常常含有一定數(shù)量的As、Cd，過(guò)量施用這些肥料會(huì)造成這2種重金屬在菜地土壤中的積累，在某些地區(qū)，施用化肥是造成菜地土壤中Cd污染的主要途徑之一。此外，一些有機(jī)肥中含有較多的Cu、Zn，菜地大量施用有機(jī)肥會(huì)提高土壤中Cu、Zn含量?；瘜W(xué)農(nóng)藥中含有Cr、Cd、Pb、Hg、Cu、Zn 等，過(guò)量使用存在污染隱患，我國(guó)農(nóng)藥每年使用量達(dá)13萬(wàn)t，為全世界平均水平的2.5倍，農(nóng)藥的實(shí)際利用率不到 30% ，其余 70% 以上均作為污染物排放到環(huán)境，未被利用的農(nóng)藥中的重金屬將污染菜地土壤，因此菜地過(guò)量使用化肥、普通有機(jī)肥料與農(nóng)藥也是菜地重金屬污染物的重要來(lái)源，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)污染重金屬綜合貢獻(xiàn)率約為 17.23%^[21] 。

1.2.3工業(yè)污染在工業(yè)生產(chǎn)中，廢渣、廢水、廢氣中的重金屬及其化合物未經(jīng)處理，進(jìn)入附近菜地將造成重金屬污染。在金屬采礦及冶煉過(guò)程中產(chǎn)生的廢棄物含有類別較多的重金屬，并且含量較高，采礦廢棄物未經(jīng)處理直接排放，將造成比較嚴(yán)重的重金屬污染。工業(yè)廢水中含有的重金屬主要有Pb、Hg、Cd、Cr等，這些重金屬對(duì)生物體的毒性較強(qiáng)，微量的重金屬即可對(duì)蔬菜生態(tài)系統(tǒng)造成嚴(yán)重危害，工業(yè)污染對(duì)重金屬污染的貢獻(xiàn)率約為 43.51%^[22] 。

1.2.4生活垃圾污染城鄉(xiāng)生活垃圾中的廢電池、碎燈管、殘留化妝品、彩釉舊碗碟等都含有一定數(shù)量的重金屬污染物，在降水后，其中的重金屬將隨雨水進(jìn)入土壤或地下水，對(duì)地表水或地下水造成重金屬污染，如果用重金屬污染的地下水灌溉菜地，將造成菜地重金屬污染。生活垃圾中所含的Cd與Hg 對(duì)蔬菜的危害最大，重金屬生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)依次為Cdgt;Hggt;Cugt;Pbgt;Crgt;Zn 。城市生活垃圾收集后一般在郊區(qū)集中焚燒處理，有些農(nóng)村生活垃圾也在收集后集中焚燒處理，垃圾焚燒后一部分重金屬隨著煙塵進(jìn)入大氣，然后沉降到菜地，導(dǎo)致菜地重金屬污染；有些區(qū)域生活垃圾隨意堆放，在降雨后，其中的重金屬污染物隨雨水進(jìn)入地下水，造成地下水重金屬污染，用地下水灌溉菜地后將提高菜地土壤重金屬含量[23]。通過(guò)精細(xì)處理回收垃圾中的金屬資源，合理填埋防止重金屬滲入土壤，可減輕重金屬污染。

1.3國(guó)內(nèi)外菜地重金屬污染研究情況

由于交通運(yùn)輸、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、工業(yè)生產(chǎn)、生活垃圾等因素影響，導(dǎo)致菜地重金屬含量超標(biāo)[10]。國(guó)內(nèi)外對(duì)菜地重金屬污染狀況進(jìn)行了研究，包括菜地重金屬污染的特征、重金屬污染風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估、重金屬污染防治修復(fù)等內(nèi)容[24]。

我國(guó)蔬菜重金屬污染較為嚴(yán)重，北京市蔬菜重金屬污染類型主要是Pb、Cd、Hg、As，其中蔬菜Pb超標(biāo)率最高，達(dá)到了 11.39%^[25] ；上海市郊蔬菜生產(chǎn)基地菜地 Cd，Hg，Zn 的累積指數(shù)要遠(yuǎn)高于土壤背景值；珠三角約 40% 的菜地土壤重金屬含量超標(biāo)，其中約 10% 的菜地重金屬含量嚴(yán)重超標(biāo)2；我國(guó)其他地區(qū)也有菜地重金屬含量超標(biāo)的報(bào)道，可見(jiàn)菜地重金屬污染較為普遍[24]。

國(guó)外對(duì)污水灌溉、交通運(yùn)輸?shù)犬a(chǎn)生的重金屬污染進(jìn)行研究，發(fā)現(xiàn)菜地中出現(xiàn)多種重金屬污染物。由于污水灌溉，印度瓦拉納西的菜地土壤被Cd、Cu、Mn污染；對(duì)位于澳大利亞伍倫汞布市以南的亞肯布拉港附近的菜地土壤檢測(cè)結(jié)果表明，菜地受到了Cu污染；烏干達(dá)首都坎帕拉高架橋周圍的菜地重金屬檢測(cè)結(jié)果顯示，Pb、Zn含量較高[28]。菜地重金屬主要來(lái)源于污灌、固體廢棄物淋溶、肥料與農(nóng)藥、大氣沉降等[27-28]。

2 重金屬污染對(duì)不同種類蔬菜的影響

2.1土壤污染對(duì)蔬菜重金屬含量的影響

不同的重金屬化學(xué)性質(zhì)差別較大，土壤受重金屬污染后，在蔬菜各器官中重金屬含量也不同，其中Pb與Cd含量較高。如菜地土壤Pb含量越高，蔬菜對(duì)Pb的吸收與累積量越大。在菜地土壤Pb背景值相同的情況下，葉菜類的Pb含量最高，根莖類中等，瓜果類最低[29]。通常蔬菜莖中Pb含量要高于根和葉，葉菜根的Pb含量低于葉，其原因是Pb難以在蔬菜器官中移動(dòng)，在大氣沉降、污水灌溉、施肥及其他土壤污染情況下，Pb在葉菜莖中逐漸累積，導(dǎo)致各器官中Pb含量不斷提升。瓜果類蔬菜對(duì)土壤中Cd的吸收量、累積量小于葉菜類與根莖類蔬菜。Cd在蔬菜體內(nèi)移動(dòng)性較強(qiáng)，在蔬菜生長(zhǎng)發(fā)育的過(guò)程中Cd不斷遷移，離土攘越遠(yuǎn)、遷移路徑越遠(yuǎn)的蔬菜器官，Cd的累積量越小，因此在蔬菜中Cd含量表現(xiàn)為根 gt; 莖 ：gt; 葉[30]。

2.2大氣沉降對(duì)蔬菜重金屬含量的影響

大氣沉降是蔬菜重金屬污染的另一種重要途徑。大氣沉降主要來(lái)自于汽車尾氣、工業(yè)廢氣、生活垃圾焚燒等，大氣沉降物中含有的重金屬會(huì)污染蔬菜。大氣中的重金屬可直接沉降到蔬菜的葉莖，主要被葉片吸收，重金屬也可沉降到土壤中被蔬菜吸收，又可以沉降到地表水中，用地表水灌溉蔬菜后被根系吸收。

大氣沉降是葉菜葉莖Pb污染的一個(gè)主要來(lái)源，借助葉片吸收的大氣沉降Pb含量大于從土壤中吸收的Pb含量[3。對(duì)大型煉Zn廠周圍的菜地，蔬菜重金屬含量檢測(cè)結(jié)果表明，測(cè)試的蔬菜樣品 Zn 含量均超過(guò)了無(wú)公害蔬菜的限量標(biāo)準(zhǔn)；蔬菜葉中 Zn 含量遠(yuǎn)比根大，因此蔬菜葉片中的Zn主要來(lái)自于大氣沉降[32]。

對(duì)上海市郊工業(yè)區(qū)周圍露地和設(shè)施生菜、莧菜、空心菜中的重金屬檢測(cè)結(jié)果顯示，露地蔬菜的重金屬含量均高于設(shè)施蔬菜，露地蔬菜可食用器官中Zn、Cr、Cu、Pb、Cd、Hg、As的含量 Π^（μ） ，后同）分別為7.32，0.91，0.52，0.007，0.029，0.002，0.014mg?kg^-1 ，其中 Zn，Cr，Cu，Cd，Hg 分別比設(shè)施蔬菜高 26.4% 、28.45，44.4%，33.9%，14.0%^[33] 。

綜上，對(duì)菜地土壤重金屬污染、大氣沉降重金屬污染研究結(jié)果表明，與其他種類蔬菜相比，葉菜重金屬含量較高。

3重金屬污染對(duì)不同種類葉菜的影響

3.1不同葉菜的重金屬積累量

盆栽種植小白菜、空心菜、莧菜、菠菜重金屬試驗(yàn)結(jié)果表明，可氧化態(tài)是葉菜中Pb的主要形態(tài)，可交換態(tài)與可還原態(tài)是葉菜中Cd的主要形態(tài)，可交換態(tài)和可還原態(tài)為葉菜器官中的活性重金屬形態(tài)，因此，Cd對(duì)葉菜的毒害作用大于Pb。重金屬抑制了空心菜、莧菜、菠菜種子發(fā)芽，重金屬濃度增加抑制了葉菜的生長(zhǎng)發(fā)育，使生長(zhǎng)周期變長(zhǎng)、產(chǎn)量降低[34]。

選擇易產(chǎn)生重金屬污染的14種葉菜，通過(guò)盆栽試驗(yàn)研究不同葉菜對(duì)重金屬的吸收積累規(guī)律，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，Cd在葉菜中的富集系數(shù)為3.208，Zn、Cu、Ni、Cr、Pb的富集系數(shù)低于1；Cd在小白菜、油菜、茴香、筒蒿、韭菜體內(nèi)的積累量較低； Zn 在生菜、芹菜、小白菜、油麥菜、筒蒿、空心菜、苦苣、油菜、茴香的積累量較低；Cu在小白菜、油菜、油麥菜、生菜體內(nèi)的積累量較低；Ni在油菜、小白菜、油麥菜體內(nèi)的積累量較低；Cr在筒蒿、空心菜、莧菜、苦苣、茴香、芹菜體內(nèi)的積累量較低；Pb在香菜、茴香、莧菜、筒蒿體內(nèi)的積累量較低。根據(jù)不同葉菜類品種對(duì)不同重金屬富集能力的差異，可在污染較為嚴(yán)重的菜地選擇種植重金屬低富集的葉菜種類[35]。

3.2大氣沉降對(duì)葉菜重金屬含量的影響

在空氣污染比較嚴(yán)重的地區(qū)，大氣中的 PM_2.5 可以負(fù)載Cd、Pb、As等重金屬，大氣中的 PM_2.5 負(fù)載Pb荷載量分別為Cd、As荷載量的42.6倍、8.4倍，可見(jiàn) PM_2.5 沉降的最重要重金屬污染物是 Pb ，可吸入顆粒物沉降到露地種植葉菜的葉片上后，這些顆粒物荷載的重金屬易被植物吸收，并累積在葉菜的莖葉中。幾種葉菜田間試驗(yàn)結(jié)果表明，Cd、Pb、As低積累型葉菜有筒蒿、小白菜、菠菜，Cd、Pb低積累型葉菜為茴香。如果土壤重金屬含量未超標(biāo)，設(shè)施栽培的菠菜、油麥菜、生菜、小白菜、筒蒿、茴香葉莖中Cd、Pb、As含量均未超過(guò)食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，無(wú)健康風(fēng)險(xiǎn)，但是筒蒿莖葉中As的累積對(duì)成人與兒童均可產(chǎn)生明顯的健康風(fēng)險(xiǎn)，除茴香外，其他5種葉菜莖葉Cd的累積對(duì)成人和兒童均有明顯的健康風(fēng)險(xiǎn)3。葉菜可食部分重金屬含量與大氣降塵關(guān)系密切，大氣沉降與揚(yáng)塵是蔬菜中As、Pb的主要來(lái)源，而葉菜中的Cd、Zn主要來(lái)自于土壤。莧菜對(duì)Zn、Hg、As、Cd富集能力最強(qiáng)，空心菜對(duì)Pb的富集能力最強(qiáng)。受大氣沉降影響，除空心菜外，大棚內(nèi)葉菜比露地葉菜污染輕，攝入健康風(fēng)險(xiǎn)小[20.37-38]。

選擇上海市郊葉菜種植區(qū)，用大田試驗(yàn)與沉降室降水模擬試驗(yàn)方法，研究了大氣濕沉降對(duì)露地與設(shè)施葉菜重金屬的污染情況，結(jié)果表明， Zn 、Cu、As、Cr、Hg、Cd的沉降通量分別為 189.07，22.41，11.08. 04.28，3.00，0.76，0.71μg?m^-2?d^-1 。露地種植的葉菜重金屬平均含量均高于大棚，除Cu、As外，葉菜其他重金屬含量均高于重金屬污染限值。從葉菜幼苗期到成熟期，參試的葉菜莖葉Pb積累量不斷降低，Hg 積累量則先升高后降低， Cu 積累量不斷降低。葉菜根部對(duì)重金屬的積累量變化規(guī)律不明顯[39]。

3.3施肥對(duì)葉菜重金屬含量的影響

化肥中的重金屬雜質(zhì)會(huì)通過(guò)施肥進(jìn)入土壤，進(jìn)而被葉菜吸收，導(dǎo)致重金屬含量增加。不同類型的有機(jī)肥對(duì)葉菜重金屬含量的影響亦不同，在純雞糞、純豬糞及其他商品有機(jī)肥施用量不同的情況下，小白菜的產(chǎn)量隨有機(jī)肥施用量的增加而提高，但菜地土壤和葉菜中的重金屬積累量也隨之增加。因此，施用精制有機(jī)肥可降低菜地與葉菜重金屬含量5]。

在葉菜生產(chǎn)中，為了追求高產(chǎn)，化肥施用量高，導(dǎo)致菜地土壤和葉菜重金屬含量較高。施用有機(jī)肥可提高有益微生物活性，改善土壤微生物學(xué)性質(zhì)，通過(guò)土壤微生物的吸附、轉(zhuǎn)化作用，降低菜地土壤的pH等，從而降低Pb、Hg的生物有效性，改善葉菜的生物學(xué)性狀。從土壤有效 Pb 、葉菜生物學(xué)性狀及品質(zhì)來(lái)看，精制有機(jī)肥配合化肥施用，土壤有益微生物的活性增強(qiáng)。因此施用精制有機(jī)肥料，配施化肥與生物肥料，可提高土壤養(yǎng)分的有效性，為葉菜及時(shí)提供均衡的營(yíng)養(yǎng)，并降低重金屬的有效性[40]。

4重金屬污染風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估

4.1菜地土壤重金屬污染評(píng)估

菜地土壤重金屬污染評(píng)估是土壤環(huán)境質(zhì)量評(píng)估的重要內(nèi)容之一，是科學(xué)制定土地利用計(jì)劃的前提[41]。選用科學(xué)的土壤質(zhì)量評(píng)估標(biāo)準(zhǔn)是菜地土壤重金屬污染評(píng)估的關(guān)鍵。土壤環(huán)境質(zhì)量評(píng)估常用的方法包括富集因子法、內(nèi)梅羅指數(shù)法、潛在生態(tài)危害指數(shù)法、地累積指數(shù)法，不同方法各有優(yōu)缺點(diǎn)，可根據(jù)研究目的，選擇合適的土壤環(huán)境質(zhì)量評(píng)估方法[42]。

4.2重金屬攝入量的健康風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估

國(guó)外對(duì)重金屬攝入風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行了深入研究，聯(lián)合國(guó)糧農(nóng)組織和世界衛(wèi)生組織下屬的食品添加劑聯(lián)合專家委員會(huì)將食品重金屬污染風(fēng)險(xiǎn)項(xiàng)目作為優(yōu)先的評(píng)估項(xiàng)目，歐盟也對(duì)食品重金屬污染進(jìn)行常態(tài)的專項(xiàng)評(píng)估，并提出了農(nóng)產(chǎn)品重金屬限量值。1976年，美國(guó)環(huán)保局根據(jù)土壤中陽(yáng)離子交換量的差異，提出了土類的重金屬容許量4]。

在國(guó)內(nèi)，黃澤春等[42運(yùn)用數(shù)學(xué)模型，對(duì)北京菜地王壤及蔬菜各器官 Zn 含量進(jìn)行了研究，預(yù)測(cè)了 Zn 對(duì)人體的健康風(fēng)險(xiǎn)。秦普豐等[43對(duì)湖南株洲工業(yè)區(qū)土壤與風(fēng)景區(qū)土壤重金屬含量進(jìn)行了對(duì)比分析。黃勇等集中研究了珠江三角洲土壤重金屬污染分布規(guī)律，對(duì)重金屬污染產(chǎn)生的健康風(fēng)險(xiǎn)開(kāi)展了初步評(píng)估。

由于食品安全越來(lái)越受到社會(huì)各界的關(guān)注，研究者越來(lái)越多地把重金屬風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估研究成果應(yīng)用到重金屬風(fēng)險(xiǎn)管理之中。國(guó)外構(gòu)建的重金屬風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估模型較多，國(guó)內(nèi)相關(guān)研究較少，并且較多地停留在概念性的描述與運(yùn)用簡(jiǎn)單的評(píng)估模型上，對(duì)重金屬污染風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估方法的研究較少，對(duì)人體食用蔬菜后重金屬攝入量評(píng)估的研究較少，也不太成熟[41-43]。因此可加強(qiáng)葉菜重金屬污染對(duì)人體健康影響的研究，確定科學(xué)的葉菜重金屬限量標(biāo)準(zhǔn)，也要加強(qiáng)重金屬面源污染研究，進(jìn)一步探討重金屬污染途徑、遷移規(guī)律等。表3中重金屬污染評(píng)估標(biāo)準(zhǔn)、評(píng)估方法和評(píng)估指標(biāo)可以作為葉菜重金屬風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估的依據(jù)。

5葉菜重金屬污染預(yù)防與修復(fù)技術(shù)

5.1 重金屬污染預(yù)防

5.1.1嚴(yán)格監(jiān)管污染源嚴(yán)格監(jiān)管重金屬污染源排污情況，加強(qiáng)源頭重金屬污染物無(wú)害化處理設(shè)備的研發(fā)與應(yīng)用，采用重金屬消減技術(shù)與控制技術(shù)，減少重金屬污染物的排放量，研究菜地重金屬污染物的承載容量與重金屬污染狀況，確保菜地土壤重金屬污染不超標(biāo)[45]。

5.1.2合理選擇葉菜品種不同的葉菜品種對(duì)重金屬的吸收積累量情況也不相同，可選擇種植對(duì)重金屬吸收積累量較低的葉菜品種。如依據(jù)不同葉菜對(duì)Cd吸收累積量的差異，可選擇種植Cd低積累量葉菜品種[46]

表3重金屬污染風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估

Table3 Heavymetal pollutionriskassessment

5.1.3合理布局蔬菜基地隨著城鎮(zhèn)化進(jìn)程的快速發(fā)展，蔬菜生產(chǎn)基地要考慮重金屬污染，可選擇遠(yuǎn)離重金屬污染源的耕地種植蔬菜，并進(jìn)行新建菜地環(huán)境質(zhì)量評(píng)估，觀測(cè)菜地及周圍環(huán)境質(zhì)量，大氣顆粒物中的重金屬含量、灌溉水與土壤的重金屬含量均不可超標(biāo)，不可在車流量較大的公路附近建設(shè)蔬菜基地。在空氣污染嚴(yán)重區(qū)域，可在設(shè)施中種植葉菜，減輕葉菜重金屬污染[47]。

5.1.4改變土地利用方式把重金屬污染嚴(yán)重的菜地用于建設(shè)用地、造林、建苗圃與花圃、作為倉(cāng)儲(chǔ)用地等，選擇環(huán)境質(zhì)量較高的耕地種植葉菜[48]。

5.2 重金屬污染修復(fù)技術(shù)

5.2.1物理修復(fù)技術(shù)物理修復(fù)技術(shù)是根據(jù)土壤表層重金屬污染的特性，采用物理方法將重金屬污染的土壤表層去掉后，活化下層未被污染的土壤，或采用覆蓋法修復(fù)重金屬污染的土壤，缺點(diǎn)是工作量大，成本高。物理修復(fù)方法有去表土、換土、客土、深耕翻土、熱處理、電動(dòng)修復(fù)、玻璃化技術(shù)等[49]。5.2.2化學(xué)修復(fù)技術(shù)重金屬化學(xué)修復(fù)技術(shù)主要是向土壤中加入適量的化學(xué)試劑，使被污染土壤中的重金屬轉(zhuǎn)變?yōu)椴灰孜盏男螒B(tài)，降低重金屬生物有效性，或者使土壤中重金屬活化，提升重金屬的生物有效性，增加生物對(duì)土壤重金屬的吸收量，從土壤中移除重金屬污染物?；瘜W(xué)修復(fù)技術(shù)主要有固化、重金屬螯合劑修復(fù)、重金屬拮抗劑修復(fù)、表面活性清洗劑修復(fù)、重金屬提取等；石灰和生物炭體積比1：2混施 0.9kg?m^-2 和石灰 0.3kg?m^-2 處理均可明顯提高土壤 ΔpH ，降低菜地土壤中有效態(tài) Hg 、Cd、Cr、Pb含量， 0.225kg?m^-2 腐殖酸肥料處理可明顯降低菜地土壤中有效態(tài) Hg 含量。石灰和生物炭體積比1：2 混施 0.9kg?m^-2 處理降低了葉菜 Hg 、Cd、Cr含量[50]。

5.2.3生物修復(fù)技術(shù)植物修復(fù)是將重金屬?gòu)耐寥擂D(zhuǎn)移到植物體內(nèi)，然后采收加工植物地上部分，從而降低土壤中重金屬含量[5-52]?，F(xiàn)在已發(fā)現(xiàn)了500多種重金屬超富集植物，其中Cd超富集植物有圓錐南芥[53]、龍葵[54]等植物；Pb超富集植物有麻瘋樹(shù)[、裂葉荊芥[5等。但是由于大多數(shù)植物在重金屬污染嚴(yán)重土壤中無(wú)法正常生長(zhǎng)，植株小、生長(zhǎng)慢，難以達(dá)到提取土壤重金屬的目的。動(dòng)物修復(fù)是運(yùn)用土壤中的動(dòng)物吸收積累重金屬，從而實(shí)現(xiàn)降低土壤重金屬含量的目標(biāo)。

5.2.4微生物修復(fù)技術(shù)借助微生物細(xì)胞代謝、生物大分子吸收轉(zhuǎn)運(yùn)、生物吸附、沉淀、氧化還原等，降低土壤重金屬的遷移與轉(zhuǎn)化率，達(dá)到修復(fù)土壤重金屬的目的。菌根也可以降低宿主植物重金屬的危害，提高土壤重金屬的提取速度[]。

5.2.5生態(tài)修復(fù)技術(shù)重金屬生態(tài)修復(fù)技術(shù)充分利用生物的自身抗逆性，輔之以物理與化學(xué)技術(shù)，降低重金屬污染物對(duì)生物的脅迫作用?？赏ㄟ^(guò)種植能夠吸收重金屬的葉菜去除土壤中的重金屬，如油菜和韭菜等植物被證明能夠有效吸收土壤中的Cd、Pb。亦可篩選重金屬低積累葉菜品種與超積累植物間作、套作或輪作，結(jié)合優(yōu)化施肥措施和微生物、納米材料的應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)葉菜生產(chǎn)與土壤修復(fù)的雙重效果[58]。

6 存在問(wèn)題與展望

6.1 存在問(wèn)題

由于工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)與人類活動(dòng)的增加，菜地土壤重金屬污染時(shí)有發(fā)生。葉菜因可食部位與大氣和菜地土壤表面直接接觸，容易吸收并積累重金屬，在食用重金屬污染較為嚴(yán)重的葉菜后，將威脅人體健康。長(zhǎng)期攝入受重金屬污染的葉菜會(huì)對(duì)人體造成多種健康風(fēng)險(xiǎn)，如Pb、Cd等會(huì)對(duì)人的神經(jīng)系統(tǒng)、肝腎功能造成損害，尤其是兒童長(zhǎng)期攝入微量重金屬可能影響智力發(fā)育。

雖然國(guó)內(nèi)外對(duì)葉菜重金屬污染進(jìn)行了廣泛的研究，并取得了一定的成果，但是對(duì)重金屬點(diǎn)源污染研究較多，對(duì)面源污染研究較少，導(dǎo)致無(wú)法全面掌握葉菜重金屬污染規(guī)律。當(dāng)前對(duì)重金屬與人體健康的影響評(píng)估研究不成熟，對(duì)重金屬人體攝入限量值的研究不夠深入和細(xì)致。同時(shí)，現(xiàn)有重金屬污染修復(fù)技術(shù)成本高，在發(fā)生重金屬污染事件后，這些修復(fù)技術(shù)難以應(yīng)用。

6.2 展望

建議把重金屬污染預(yù)防作為重點(diǎn)工作來(lái)抓，減少重金屬污染物進(jìn)入葉菜生產(chǎn)系統(tǒng)的數(shù)量。加強(qiáng)重金屬面源污染研究，結(jié)合現(xiàn)有重金屬點(diǎn)源研究成果，客觀量化精確描述重金屬污染情況，選擇重金屬污染不嚴(yán)重的耕地種植葉菜，防止葉菜生產(chǎn)中重金屬含量超標(biāo)，重金屬污染嚴(yán)重的菜地可作為林地、花圃、建筑用地等。加強(qiáng)重金屬污染對(duì)人體健康的影響研究，精確制定重金屬人體攝入限量值等，為重金屬污染防治與相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的制訂提供科學(xué)依據(jù)。

在風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估方面，可綜合應(yīng)用多學(xué)科技術(shù)，深入分析重金屬的各種形態(tài)、價(jià)態(tài)以及在葉菜體內(nèi)的遷移轉(zhuǎn)化機(jī)制，借助物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)與人工智能深度融合，實(shí)現(xiàn)對(duì)葉菜生長(zhǎng)全周期重金屬污染風(fēng)險(xiǎn)的實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)精準(zhǔn)監(jiān)測(cè)與預(yù)警，構(gòu)建全方位數(shù)字化評(píng)估體系。

研究不同葉菜在露地與設(shè)施中種植后對(duì)重金屬的吸收、積累、富集規(guī)律，選擇適宜的葉菜品種，并采取適宜的葉菜栽培技術(shù)，降低環(huán)境中重金屬對(duì)于人體的危害?？稍诖髿馕廴据^嚴(yán)重區(qū)域，使用大棚或者溫室生產(chǎn)葉菜，降低大氣沉降對(duì)葉菜重金屬含量的影響。

可加強(qiáng)重金屬生態(tài)修復(fù)技術(shù)研究及應(yīng)用，不斷提高重金屬污染修復(fù)效率。物理修復(fù)有望在降低成本和減少環(huán)境擾動(dòng)的前提下實(shí)現(xiàn)高效修復(fù)，如開(kāi)發(fā)新型環(huán)保的土壤淋洗技術(shù)；化學(xué)修復(fù)會(huì)聚焦于研發(fā)綠色、靶向性強(qiáng)的螯合劑與鈍化劑，減少二次污染并提高修復(fù)效果持久性；生物修復(fù)利用基因編輯技術(shù)培育高效降解重金屬的微生物菌劑，結(jié)合合成生物學(xué)可設(shè)計(jì)構(gòu)建智能生物修復(fù)體系，如能根據(jù)重金屬濃度自動(dòng)調(diào)節(jié)修復(fù)功能的微生物群落，即可大幅提升修復(fù)效率。同時(shí)，把物理、化學(xué)、生物修復(fù)技術(shù)有機(jī)結(jié)合起來(lái)，完善高效、環(huán)保、低成本的綜合修復(fù)技術(shù)，針對(duì)不同污染程度與類型的土壤因地制宜地構(gòu)建綜合修復(fù)體系，用先進(jìn)的重金屬預(yù)防措施與科學(xué)的重金屬修復(fù)技術(shù)保障葉菜的安全生產(chǎn)。

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