武漢市蔬菜基地重金屬污染現狀調查

張媛媛 ，朱林耀 ，王孝琴 ，祝花 ，黃遠 ，譚啟玲 ，孔秋生 ，別之龍

（1.華中農業大學園藝林學學院/園藝植物生物學教育部重點實驗室，武漢，430070；2.長江蔬菜雜志社；3.武漢市蔬菜技術服務總站）

隨著城市化進程的加快，工業、農業的發展，排放的工業三廢及大量施用的農藥、化肥等越來越多，使菜地土壤重金屬含量超標嚴重，不僅對土壤生物種類的多樣性及生態環境的安全性產生威脅，具有一定的生態風險[1，2]，而且直接或間接為害人體健康[3，4]。據統計，2007年我國受污染的耕地已達1 000萬hm2[5]，其中土壤重金屬污染尤為突出[6]。環境污染的嚴重性使人們越來越意識到土壤尤其是菜地土壤重金屬污染評價的重要性，如北京、天津、上海和廣州等大城市于20世紀80年代就已系統地對郊區蔬菜的污染狀況開展了調查和研究[7]。近幾年來，湖南環洞庭湖區[8]、廣西桂林[9]、湖北武漢[10]等地也陸續開展了蔬菜基地重金屬污染現狀評價工作。調查結果顯示，環洞庭湖區典型蔬菜基地土壤Cd污染嚴重，超標率達到45%以上，Ni也有不同程度的超標[8]，雖然大多數城市蔬菜基地土壤重金屬含量低于國家土壤環境質量標準（二級）[11]，但土壤中Pb、Cd、Zn等重金屬含量均較高，且重金屬具有隱蔽性、長期性、累積性和不可逆性等特點[12]，因此必須予以重視。

武漢周邊地區蔬菜基地，是武漢市的蔬菜生產和供應的主要來源，與城郊居民的日常生活息息相關。為實現蔬菜從田間到餐桌的質量安全控制，提高蔬菜質量，全面調查了武漢市洪山區、蔡甸區、東西湖區以及新洲區的24個蔬菜基地土壤的pH值、EC值以及Cu、Zn、Pb、Cd 4種重金屬含量，對武漢近郊菜地土壤重金屬污染現狀進行了評價，提出相應的防治措施，以期為環境保護及無公害蔬菜生產的可持續發展提供科學依據。

1 材料與方法

1.1 樣品采集與處理

以武漢市江夏區、洪山區、蔡甸區、東西湖區、新洲區的24個蔬菜生產基地為監測樣點，按照《土壤環境監測技術規范》（HJ/T 166-2004）[13]布設監測點并采集0～20 cm耕層土壤，每個蔬菜生產基地采集不同位置、不同點數的土樣混合均勻，每個點獲得復合樣1份，共采集土壤樣品24份。

將所取土樣置于室內通風陰涼處風干，去除雜物，經100目篩后混勻，保存于采樣袋中，待測。

1.2 測定項目及方法

土壤浸提后用電導儀測定pH值和EC值；有機質含量參照鮑士旦[14]方法，用重鉻酸鉀容量法-外加熱法測定；樣品重金屬測定包括銅（Cu）、鋅（Zn）、鎘（Cd）和鉛（Pb），參照《土壤環境質量標準》（GB 15618-1995）[11]，將土壤經過鹽酸-硝酸-高氯酸消解后，原子吸收分光光度法測定。

2 結果與分析

2.1 不同菜地土壤理化性質和重金屬含量比較

表1顯示，除蔡甸區及其他區少量菜地土壤偏酸性外，其他菜地土壤大都呈中性或偏堿性。蔡甸區的有機質含量平均較高，新洲區的最低，其中蔡甸區張灣村蕹菜菜地土壤有機質含量最高，為30.22 g/kg，是新洲區雙柳先正達基地的4.6倍。參照湖北省土壤背景值（土壤的環境要素在未受人類明顯污染時，其化學元素的正常含量稱為土壤背景值，或土壤環境背景值）以及國家土壤背景值二級標準[15]，全部樣點土壤的 Cu、Zn、Cd、Pb 平均含量均在國家土壤背景值標準以內，且低于湖北省土壤背景值（Pb除外）。其中，新洲區的所有菜地土壤Pb含量低于湖北省土壤背景值，且遠遠低于國家土壤背景值。

2.2 不同區蔬菜生產基地重金屬含量差異

表2顯示，新洲區菜地土壤的Cu含量平均值最高，江夏區最低；洪山區菜地土壤的Zn含量最高，江夏區的最低；蔡甸區土壤中的Cd平均含量最高，為洪山區和新洲區的2倍；江夏區菜地土壤的Pb平均含量最高，新洲區的最低。但相同區不同取樣地點的重金屬含量差異較大，如新洲區雙柳鎮東家村的Cu含量是雙柳劉鎮村的17倍；東西湖區柏泉農場的Zn含量是走馬嶺四季豆菜地的34.9倍。

表1 武漢市不同蔬菜生產基地土壤理化性質和重金屬含量

3 結論與建議

3.1 結論

通過田間采樣和室內分析，試驗結果顯示，所調查的24個武漢市蔬菜基地土壤大部分呈中性或偏堿性，有機質含量差異較大，重金屬含量均低于國家土壤背景值二級標準，說明這些蔬菜基地不存在重金屬污染問題。但是洪山區菜地土壤Pb平均含量較高，可能是因為該地區處于武漢市中心繁華階段，車流量大，空氣質量較差，另外江夏區部分菜地土壤Pb含量也較高，這2個區進行蔬菜生產時應予注意。此外，洪山區洪山菜薹原產地，蔡甸區張灣村蕹菜基地、白菜基地和金雞苦瓜基地，東西湖區柏泉農場生菜基地土壤酸化比較嚴重，必須予以高度重視。

3.2 建議

根據所得試驗結果以及無公害蔬菜生產的要求，應采取以下措施保障蔬菜產品質量安全，降低和控制土壤和蔬菜的重金屬含量。

①源頭控制重金屬污染源 土壤中重金屬主要來源于灌溉水、大氣沉降物[16]、工業“三廢”排放、汽車尾氣[17]等，應加強環境保護，減少有毒、有害物質的任意排放。

②合理規劃蔬菜生產基地 在規劃蔬菜生產基地之前，應對基地周邊的環境進行調查，如附近有無污染性的工廠，對水源、土壤的重金屬含量進行監測，應選擇3 km以內水源、土壤和空氣重金屬含量在國家標準規定范圍內、土壤有機質含量高的地塊[18]。

表2 武漢市不同區土壤重金屬含量差異

③科學配方施肥 農業生產過程中，除水源中可能含有重金屬外，施用的肥料中也含有一定量重金屬元素[19]。因此，在實際生產中，應采取測土配方施肥，合理、適時、適量施用化肥，盡量施用充分腐熟有機肥，減少肥料中的重金屬源。

④調節土壤pH值 Singh等[20]認為土壤中的重金屬活性與土壤pH值有關，pH值越高，重金屬被解吸的越少，活性越弱，越不易被植物吸收，反之越易向植物體內遷移。因此，應結合蔬菜對土壤pH值的要求采取合適的措施調節土壤pH值，如對于酸性土壤，可增施熟石灰、草木灰等[21]；對于堿性土壤，可使用燃煤煙氣脫硫副產物[22]、沸石[23]等。

[1]孔凡美，馮固，李曉林，等.土壤重金屬污染對叢枝菌根真菌產孢量的影響[J].應用與環境生物學報，2004（2）：218-222.

[2]朱永恒，濮勵杰，王宗英.蕪湖市郊土壤污染對土壤動物群落結構的影響[J].應用與環境生物學報，2005（3）：319-323.

[3]高樹芳，李斌，劉曉芳.有機-中性化技術對鎘鉛污染土壤春菜生長的影響[J].江西農業大學學報，2004（1）：123-126.

[4]賴發英，葉青華，涂淑萍，等.重金屬污染地區的植物調查與研究[J].江西農業大學學報，2004，26（3）：455-457.

[5]國土資源部.我國1.5億畝耕地遭污染[J].環境保護，2007（4B）：21.

[6]林玉鎖，李波，張孝飛.我國土壤環境安全面臨的突出問題 [J].環境保護，2004（10）：39-42.

[7]朱美英，羅運闊，趙小敏，等.南昌市近郊蔬菜基地土壤和蔬菜中重金屬污染狀況調查與評價 [J].江西農業大學學報，2004，27（5）：781-784.

[8]朱奇宏，黃道友，樊睿，等.環洞庭湖區典型蔬菜基地土壤重金屬污染狀況研究[J].農業環境科學學報，2007，26（增刊）：22-26.

[9]石卉，黃慧來，文建輝.桂林市蔬菜種植基地重金屬污染調查及分析[J].環境科學與技術，2007，30（7）：43-45.

[10]禹紅紅，胡學玉.武漢市郊區設施蔬菜地土壤重金屬含量及其生態風險[J].應用與環境生物學報，2012（4）：582-585.

[11]國家環保局環境科學研究院.土壤環境質量標準 GB 15618-1995[S].北京：中國標準出版社，1995.

[12]張楠.土壤重金屬污染的特點及防治措施探討[J].現代農業，2010（11）：22-23.

[13]國家環境保護總局.土壤環境監測技術規范 HJ/T 166-2004[S].北京：中國環境科學出版社，2004.

[14]鮑士旦.土壤農化分析.3版[M].北京：中國農業出版社，2000.

[15]中國環境檢測總站.中國土壤元素背景值[M].北京：中國環境科學出版社，1990.

[16]張乃明.大氣沉降對土壤重金屬累積的影響[J].土壤與環境，2001，10（2）：91-93.

[17]肖厚軍，李劍，閆獻芳.貴陽市郊區菜地土壤鉛含量及影響因素研究[J].農業環境科學學報，2008（1）：174-177.

[18]丁華榮，吳同書，韓樹林，等.無公害蔬菜基地選擇與生產技術[J].上海農業科技，2003（6）：78.

[19]陳林華，倪吾鐘，李雪蓮，等.常用肥料重金屬含量的調查分析[J].浙江理工大學學報，2009，26（2）：224-227.

[20]Singh B R,Kristen M.Cadmium uptake by barley as affected by Cd sources and pH levels[J].Geoderma,1998,84:185-194.

[21]王寧，李久玉，徐仁扣.土壤酸化及酸性土壤的改良和管理[J].安徽農學通報，2007（23）：48-51.

[22]李躍進，烏力更，蘆永興，等.燃煤煙氣脫硫副產物改良堿化土壤田間試驗研究[J].華北農學報，2004（S1）：10-15.

[23]李長洪，李華興，張新明.天然沸石對土壤及養分有效性的影響[J].土壤與環境，2000，9（2）：163-165.