植物中重金屬含量的測定

摘 要：采用火焰原子吸收分光光度計，測定云南曲靖某有色化工企業周邊植物和農貿市場的蔬菜共9種植物中Fe、Mn、Zn、Cu、Pb、Cr、Cd 7種元素重金屬的含量，結果顯示同一種類植物對不同的重金屬元素的富集能力不同，不同種類的植物對同一種重金屬元素的富集能力也不同。化工企業周邊的綠色蔬菜和植物中重金屬含量均偏高，其周邊綠色蔬菜中Pb、Cd、Cr含量均高于農貿市場的蔬菜，該企業化工生產過程中排放的各類廢棄物對其周邊環境造成了一定程度的污染。

關鍵詞：植物；重金屬；含量；標準；污染

隨著現代工業及科學技術的發展，環境污染加劇，各種污染問題越來越嚴重，而重金屬污染也是最大污染源之一。土壤是一種極為重要、富有生命的有限資源，它處于自然環境的中心位置，承擔著環境中大約90%的來自各方面的污染物。因為土壤資源大量的開發利用，化學產品的使用和污泥污水的農用，重金屬不斷積累在土壤中，這不僅影響土壤本身，還會通過土壤-植物系統將重金屬轉移到植物中，進而通過食物鏈進入到動物及人體中，危害其健康[1-3]。因重金屬在土壤-植物生產污染的過程具有長期性、隱蔽性和不可逆性的特點，一旦通過食物鏈進入生物體內，就難以排出[4，5]。文章以云南曲靖某有色化工企業的周邊綠色植物和曲靖某農貿市場的蔬菜為研究對象，采集了植物和蔬菜樣品共9份，分別測定各植物樣品中Cr、Cu、Fe、Zn、Mn、Pb、Cd 7種重金屬的含量，對該地區周邊土壤受重金屬影響的程度和對該地區的環境質量進行評價。

1 實驗部分

1.1 植物樣品的采集和測定方法

1.1.1 植物樣品采集

（1）采集對象：曲靖某有色金屬冶煉業為主的化工企業的周邊綠色植物和曲靖某農貿市場的蔬菜。

（2）采集方法：化工企業周邊的蒿子、野葵花植株和菠菜連根采集，卷心菜、大豆葉、青菜采集其莖葉部分，并裝袋；到農貿市場采購菠菜、青菜、卷心菜。

（3）采集數量：考慮到植物烘干后體積有較大的縮小且防止實驗過程意外情況發生，每個樣品都采集了約500g。

1.1.2 植物樣品風干、制備和保存

采集的植物樣品必須進行規范處理后才能進行測定分析，植物樣品的處理按照以下步驟進行：

（1）去除采集回的植物樣品上的雜物，用清水仔細洗凈。

（2）將植物樣品置于潔凈塑料紙上攤成薄層，于室外通風曬干。

（3）樣品曬干后再用烘箱于50℃烘至恒重，將其用研缽研細，用80目孔徑篩子篩濾，將濾出的細粉末密封袋中置于干燥器中待用，樣品袋上貼上標簽，注明樣號、采樣地點。

1.1.3 樣品測定方法

本研究是用硝酸-高氯酸消化各植物樣品后，用TAS-990F火焰原子吸收分光光度計對植物樣品金屬含量進行測定。

1.2 標準系列液的制備

（1）標準系列儲備液的制備

AAS儲備液的濃度均為lmg·mL-1。

（2）標準溶液配制

分別向100mL容量瓶中移入10mL上述各標準儲備液，加入5滴6mol·mL-1的鹽酸，用二次蒸餾水稀釋至刻度線，各元素標準溶液如上依次配制。

（3）標準系列液配制

向100mL容量瓶中用量管分別移入1mL、2mL、3mL、4mL、5mL上述標準溶液，用二次蒸餾水稀釋至刻度線，各元素標準系列溶液如上依次配。

1.3 實驗樣品的制備

用電子天平準確稱取2.000g各已研細的樣品于50mL潔凈的燒杯中，每個樣品平行稱取兩份。各樣品中加入24mL混酸（HNO3：HClO4=5：1），加蓋玻璃蓋浸泡過夜，再置于50℃電熱板上消解，消解至白煙散盡消化液樣品略呈淺黃色（若消化液呈棕黑色，使其冷卻后加混合酸繼續消解），當燒杯中溶液剩余1mL時停止加熱，然后冷卻，用蒸餾水潤洗燒杯多次，完全濾入50mL的容量瓶中，用潤洗溶液和蒸餾水定容至刻度線，混勻，同時作空白對照。各樣品平行處理兩份。

1.4 樣品測定

標準工作曲線的繪制：

根據實驗要求，將上述配制的7種元素的標準系列液用TAS-990F火焰原子吸收分光光度計測定其吸收值，以各個元素濃度含量為橫坐標，吸光度為縱坐標，繪制各元素工作曲線。

在儀器操作方法與繪制標準曲線相同條件下，直接在標準曲線上查得Cr、Cu、Fe、Zn、Mn、Pb、Cd各植物樣品試液的濃度，植物樣品中污染物的檢測結果規定用mg/kg。

含量（mg/kg）=CV/m

式中：C-從標準曲線上查得元素的質量濃度，μg/mL；m-稱量植物樣品質量，g；V-植物樣品試液的總體積，mL。

2 結果與討論

2.1 樣品中各重金屬測試結果

在選定儀器工作條件下，用TAS-990F火焰原子吸收分光光度計測定樣品中重金屬元素濃度含量，實驗結果見表1和表2。

根據表2各蔬菜樣品（干重）重金屬含量測定結果換算出其鮮重時的重金屬的含量，其結果如表3所示。

2.2 重金屬含量的分析

（1）由以上研究結果可知，同一種類植物和蔬菜對不同的重金屬元素的富集能力不同：

a.蒿子和野葵植株Fe>Mn>Zn>Cd>Pb>Cu>Cr；

b.大豆葉Fe>Zn>Mn>Cd>Pb>Cr>Cu；

c.青菜Fe>Zn>Cd>Pb>Mn>Cr>Cu；

d.菠菜Fe>Zn>Cd>Mn>Pb>Cr>Cu；

e.卷心菜Fe>Zn>Mn>Cd>Cr>Pb>Cu；

f.農家青菜Fe>Mn>Cd>Zn>Cu>Pb>Cr；

g.農家卷心菜Fe>Mn>Cd>Zn>Pb>Cu>Cr；

h.農家菠菜Fe>Zn>Mn>Cd>Pb>Cu>Cr。

（2）不同種類的植物和蔬菜對同一種重金屬元素的富集能力也不同，蒿子、大豆葉、農家菠菜對Fe的富集能力較強；菠菜、卷心菜、大豆葉對Zn的富集能力較強；蒿子、野葵植株、卷心菜均對Mn、Pb的富集能力較強；青菜、卷心菜、蒿子對Cd的富集能力較強；野葵植株、青菜、菠菜對Cr的富集能力較強；野葵植株、蒿子、大豆葉對Cr的富集能力較強。

（3）蔬菜中重金屬Cr、Cu、Fe、Zn、Mn、Pb、Cd 7種元素均有積累，其中Cu、Zn含量較低，遠低于標準限量值，且為蔬菜生長必需元素，不會對人體健康產生危害。部分蔬菜中Fe、Mn、Pb、Cr、Cd含量超過食品衛生標準，所測6種蔬菜樣品中Cd含量均嚴重超標，對比國家食品衛生標準，蔬菜樣品中的Pb、Cd含量高于Fe，較易被生物富集。

（4）有色化工企業的周邊綠色蔬菜中Pb、Cd、Cr含量均高于農貿市場的蔬菜。眾所周知，蔬菜中的重金屬主要來源于整個生命周期過程中土壤、水和大氣環境中重金屬，有色化工企業的周邊綠色蔬菜主要來源于該郊區蔬菜生產基地，由大氣沉降物和污水排放中帶入的Pb、Cd、Cr污染物也在不斷增加，所以盡管所測結果Fe是易被蔬菜吸收富集的元素，但蔬菜中Pb、Cd污染超標現象更為嚴重。

3 結束語

通過對以植物和蔬菜9種樣品的測定結果分析和評價表明，對于農貿市場所測的白菜、菠菜、卷心菜樣品中Pb、Cd含量均遠高于標準限量值，白菜和卷心菜中Fe、Mn含量略高，其可能受農用化肥、農藥噴施和污水灌溉影響較大。

有色化工企業的周邊綠色蔬菜和植物中重金屬含量均偏高，其周邊蔬菜中Pb、Cr、Cd的含量嚴重超過食品衛生標準，其他元素都有不同程度的超標。一般情況下，若元素間的含量顯著相關，說明它們出自同一污染源的可能性較大，該化工企業化工生產過程中排放的各類廢棄物對其周邊環境造成了一定程度的污染。

參考文獻

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[2]夏利亞，米俊卿.土壤重金屬污染及防治對策[J].能源環境保護，2011，25（4）：54-58.

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