海南南山長壽區土壤微量元素含量分析

丁文慈 ，趙由之 ，趙彥龍 ，李麗芳，陳亮儒

(1 瓊州學院理工學院，海南 三亞 572022;2 三亞碳計量與應用研究實驗室，海南 三亞 572022;3 珠江流域水環境監測中心，廣東 廣州 510611;4 三亞南山小學，海南 三亞 572000)

在國內除南疆、巴馬等地外，湖北鐘祥、江蘇如皋、四川彭山、都江堰、上海長興島、山東長清以及海南島等地都有“長壽之鄉”的美譽［1-3］.國內外對各長壽地區的研究表明，遺傳因素、自然環境、社會文化和生活習慣是四個必要條件［1-5］，其中各地環境因子中特有的微量元素譜對調節內分泌、預防控制疾病起到重要作用，成為最重要的長壽要素之一［6-13］.土壤是生物賴以生存的最重要、最基本的要素，是微量元素進入有機體和人體的主要環境，為了解海南南山長壽區土壤中微量元素的特征，利用電感耦合等離子體質譜儀ICPMS 測定了海南南山長壽區耕作土與非耕作土壤中Be、V、Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Cu、Zn、As、Se、Mo、Ag、Cd、Ba、Tl、Pb 等17 種微量元素和常量元素Al 的含量，并與廣西巴馬、云南云龍、新疆和田、江蘇如皋等長壽地區土壤微量元素的分布特征進行了對照研究.

1 實驗方法

1.1 研究區域概況與樣品采集 海南三亞南山村是全國著名的長壽之鄉，全村共有10 個自然村，4500多人口，黎族.2008年統計全村100 歲以上的壽星10 人，80 歲以上的長壽老人有90 余人.南山村位于三亞市西偏北約40 公里南山(也稱鰲山)北坡，基巖為燕山期早白堊紀世花崗巖，土壤發育淺，屬花崗巖磚紅壤.

土壤采樣點1 位于南山小學校園內，主要種植蔬菜，代表耕作土.土壤深度約40cm，土壤剖面自上而下分為表層(A0)，淋溶層(A)，淀積層(B)，母質層(C)和基巖(D).采樣點2 位于采樣點1 以西100m 處，主要植被為灌木——竹林，代表非耕作土.土壤深度約20cm，土壤剖面分為表層(A0)，淋溶層(A)，淀積層(B)和基巖(D)，母質層發育不明顯.取樣時用木鏟除去剖面表面1cm 土層，自下而上采樣，裝入牛皮紙袋.

1.2 樣品預處理及質量控制 土壤樣品于烘箱中105℃下干燥24h，冷卻后置于硬質瓷磚表面，用搟面杖碾壓破碎，實驗過程中避免接觸金屬容器及制品，以免引入外源污染.用四分法取樣-再破碎-再取樣-再破碎，取10g 細粉末樣品用瑪瑙研缽精研至100 目左右，置于稱量瓶中烘干恒重待用.實驗中為了避免樣品之間相互污染，未采取過篩操作，樣品粒度控制以濕法消解樣品至溶液透明無殘渣為宜.

準確稱取0.2500g 土樣于聚四氟乙烯坩堝中，用幾滴水潤濕后，加入10ml HCl，于電熱板上低溫加熱，蒸發至約剩5ml 時加入15ml HNO3，繼續加熱蒸至近粘稠狀，再加入10ml HF，并繼續加熱蒸發至近干，最后加入5ml HClO4，并加熱至白煙冒盡.樣品呈白色或淡黃色不流動粘稠狀，用1ml 鹽酸和去離子水沖洗內壁及坩堝蓋使樣品充分溶解，冷卻后定容至100ml.用0.22μm TEFLON 濾膜過濾至15ml AXYGEN 塑料離心管中待測.

1.3 樣品測定 樣品測定工作由珠江流域水環境監測中心完成.消解后的樣品用Agilent 公司的7500a型電感耦合等離子體質譜儀(ICP-MS)測定，儀器的工作條件為:射頻發射功率1200w，射頻電壓1.7v，采樣深7.2mm，載氣(Ar)流量1.1L/mim，泵速0.1rps，霧室溫度2℃.所有實驗用水均由Millipore Q-Element 純水機制備，電阻率＞18.2MΩ·cm.

2 結果與討論

2.1 海南南山長壽區土壤微量元素特征 用ICP-MS 檢測到的海南南山長壽區土壤元素有常量元素Al 以及Be、V、Cr 等17 種微量元素(見表1)。含量最高的元素是Al 和Fe，大于8000μg/g;其次是Mn、Ba，含量在100μg/g 以上;大于10μg/g 元素依次是Zn、V、As、Pb、Cr;大于1μg/g 的有Cu、Co、Ni、Mo、Be;而Tl、Cd、Se、Ag 的含量均小于1μg/g.其中V、Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Cu、Zn、Se、Mo 等是人體必需的微量元素。總體來看，耕作土、非耕作土、基巖中各種微量元素含量大致持平，土壤各發育層中各種元素含量基本保持一致，可見南山土壤的成土歷史上受風沙流水搬運引起的外源物質的輸入和輸出影響較小，其主要來源是基巖的風化.

表1 海南南山長壽區土壤微量元素含量(μg/g)

2.2 海南南山長壽區與其他長壽區土壤微量元素特征的對照研究 對比其他長壽區［13-18］，從圖1 可以看出，除新疆和田土壤鐵含量較低以外，高鐵、高錳是各長壽區的主要特征，但南山土壤鐵含量低于江蘇如皋、云南云龍，錳含量低于廣西巴馬、新疆和田、江蘇如皋和云南云龍.另外廣西巴馬、新疆和田、江蘇如皋土壤中Co、Ni、Cu、Zn、Se 五種元素分布十分相似，海南南山土壤中Zn、Se 含量與上述三地相近，Co、Ni、Cu 含量則低于三地.這些元素對細胞代謝和酶活性有重要意義，是研究長壽與健康現象關注較多的元素，適量的上述元素可能與南山長壽現象有一定關系.

圖1 海南南山和其他長壽地區土壤微量元素含量比較

在重金屬污染方面，由圖2 可以看出，除Hg 由于檢測方法限制沒有數據外，南山土壤中Cr、Ni、Cu、Zn、As、Cd、Pb 等元素含量均低于土壤環境質量一級標準，說明沒有來自于環境本底和工農業生產的重金屬污染.

圖2 海南南山土壤微量元素含量與土壤環境質量一級標準比較

3 結論

海南南山長壽區土壤富含或含有V、Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Cu、Zn、Se、Mo 等人體必需的微量元素.其中高鐵高錳的的特征與廣西巴馬、新疆和田、江蘇如皋和云南云龍等長壽區相類似.無重金屬元素污染，Cr、Ni、Cu、Zn、As、Cd、Pb 等元素含量均低于土壤環境質量一級標準.

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