浙江省部分蔬菜基地土壤和蔬菜重金屬含量調查

汪玉磊，季天委，俞丹宏，肖鳴

(1.浙江省耕地質量與肥料管理總站，浙江 杭州 310020； 2.浙江省農產品質量監督檢驗測試中心，浙江 杭州 310020)

蔬菜是人們日常生活中不可缺少的食用農產品，產品質量直接關系人體健康。蔬菜產地的土壤環境質量是保障蔬菜質量安全的前提和必要條件。自2016年《土壤污染防治行動計劃》(“土十條”)實施以來，受污染耕地的安全利用就成為土壤污染防治的重要工作之一，其中，品種替代也是一項重要措施。學者們圍繞在重金屬含量超標的土壤上篩選出可安全生產的蔬菜品種進行了諸多研究[1-3]，研究發現，評價菜地土壤和蔬菜的質量，在有限的耕地上種植合適的蔬菜品種，對于合理利用耕地、保障農產品安全生產具有重要意義。本研究參考前期調查成果，選擇浙江省內4個縣(區)的蔬菜地作為調查對象，調查中輕度重金屬污染菜地土壤和蔬菜的重金屬含量，以期為重金屬污染蔬菜地的安全利用提供參考。

1 材料與方法

1.1 樣品采集與處理

2018年11—12月，在富陽區、桐廬縣、諸暨市、秀洲區蔬菜基地共采集26個土壤樣品和26個蔬菜樣品；2019年4月，在富陽區和桐廬縣蔬菜基地采集4個土壤和蔬菜樣品。采樣時均采用5點法。土壤樣品采集深度為0～20 cm，混勻后按4分法縮分為1個標準樣品。在采集土壤樣品的地塊，“點對點”采集蔬菜樣品的可食部位，混合后裝入塑料袋。具體的樣品分布如下：富陽區，采集土壤樣品9個，采集蔬菜樣品9個，品種分別為生菜、大白菜、芹菜、花菜、四季豆、紅蘿卜、蔥、土豆；桐廬縣，采集土壤樣品9個，采集蔬菜樣品9個，品種分別為芹菜、花椰菜、結球甘藍、青菜、萵苣、蘿卜、青蒜、茄子、辣椒；諸暨市，采集土壤樣品5個，采集蔬菜樣品5個，品種分別為白蘿卜、青菜、萵苣、蒿菜、娃娃菜；秀州區，采集土壤樣品7個，采集蔬菜樣品7個，品種分別為萵苣、生菜、油麥菜、青菜、包芥菜、蒿菜、大蒜。

將采集的土壤樣品置于干燥通風處自然晾干，混勻后過20目篩用于測定土壤pH值和含水量，再用四分法縮分至約100 g土樣，過100目尼龍篩，用于測定土壤重金屬含量。

蔬菜樣品先用自來水沖洗干凈，再用去離子水洗3次，然后用濾紙吸干表面的多余水分，取可食部分用高速組織搗碎機制成勻漿，裝入聚乙烯樣品盒保存于-18 ℃冰柜內待測。

1.2 樣品分析

土壤pH值用超純蒸餾水按土液質量體積比1∶2.5的比例浸提，用pH計測定。土壤中的鉛(Pb)、鎘(Cd)含量參照GB/T 17141—1997，銅(Cu)、鋅(Zn)含量參照GB/T 17138—1997，鎳(Ni)含量參照GB/T 17139—1997，砷(As)含量參照GB/T 22105.2—2008，鉻(Cr)含量參照HJ 491—2009進行測定。土壤中汞(Hg)含量的測定方法簡述如下：稱取土樣0.1～0.2 g(精確至0.000 1 g)，用測汞儀測定。蔬菜中的As、Pb、Cd、Cr、Cu、Zn、Ni含量參照GB 5009.268—2016，采用電感耦合等離子體質譜法進行測定，Hg含量參照GB 5009.17—2014采用原子熒光光譜法進行測定。

1.3 數據計算

根據土壤和蔬菜中的重金屬含量，分別計算檢出率、超標率和分擔率。

1.4 重金屬污染評價

采用單因子污染指數和綜合污染指數進行土壤、蔬菜的污染評價。

單項污染指數(Pi)以單項污染物的實測值與評價標準相比，其比值表示該污染物的污染程度。

采用內梅羅污染指數計算綜合指數(P)。

土壤中的重金屬評價標準參照GB 15618—2018《土壤環境質量 農用地土壤污染風險管控標準(試行)》中的農用地土壤污染風險篩選值選取，每種重金屬在不同蔬菜中的限量標準參照GB 2762—2017《食品安全國家標準 食品中污染物限量》選取。

污染等級劃分。從Pi值來看：Ⅰ級，Pi≤1，無污染；Ⅱ級，15，重度污染。從P值來看：Ⅰ級，P≤0.7，清潔；Ⅱ級，0.73.0，重污染。

1.5 數據分析

利用Microsoft Excel 2010進行數據的整理和統計分析。

2 結果與分析

2.1 土壤重金屬含量及其污染評價

如表1所示，本試驗所調查的耕層土壤樣品中，Cd、Cr、Pb、Hg、As、Cu、Zn、Ni的檢出率均為100%，變異系數以Pb最大，Hg次之，均超過50%。其中，Cd、Cu、Zn有部分樣品超標，Cd超標率最高，達80%，除秀洲外，其他3地的土壤樣品Cd含量均超標1～3倍。調查的8種重金屬元素分擔率不同，說明其對土壤污染的貢獻不同，以Cd的貢獻最大。

表1 土壤樣品的重金屬含量

從表2可知，總體上，研究地區的土壤均達到輕污染，從單項污染的平均值來看，只有Cd達到輕微污染水平。分地區看：富陽土壤Cd含量較高，達到輕度污染水平，Cu、Pb為輕微污染；桐廬土壤Cd達輕度污染水平；諸暨土壤Cd為輕微污染；秀洲土壤Cu達到輕微污染。此外，調查各地的單項重金屬均為無污染水平。

表2 土壤樣品的重金屬質量評價結果

2.2 蔬菜重金屬含量及其污染評價

如表3所示，采集的蔬菜樣品中，As的檢出率最低，只有50.0%，富陽區和桐廬縣的蔬菜樣品中大部分未檢出As；Cr的檢出率次低，為86.7%，其他6種重金屬元素的檢出率均為100%。參照GB 2762—2017，對蔬菜樣品中的Cd、Cr、Pb、Hg、As進行污染評價。其中，有1個青蒜、1個蔥樣品的Cd含量超標，超標率6.67%，另有1個青蒜樣品的綜合指數在警戒限內。

表3 蔬菜樣品的重金屬含量

經測算，各地蔬菜中5種常見重金屬(As、Hg、Pb、Cd、Cr)對蔬菜污染的貢獻有所不同，但總體趨勢為Hg>Cd>Pb>Cr>As(表4)。

表4 各地蔬菜樣品的重金屬分擔率

2.3 蔬菜對土壤重金屬的吸收富集能力

定義蔬菜體內重金屬含量與相應土壤樣品的重金屬含量之比為富集系數。富集系數可以反映蔬菜從土壤中吸收重金屬的能力。將所調查的蔬菜樣品分為葉菜類、蕓薹類、莖類、豆類、塊根類、茄果類和鱗莖類，分別測算其對8種重金屬元素的富集系數(表5)。從所有蔬菜樣品對各重金屬元素富集系數的平均值來看，以Cd最高，As最低。不同種類蔬菜對不同重金屬的富集能力有差異：除蕓薹類對Cu、豆類和塊根類對Zn的富集系數最高外，其他種類蔬菜均是對Cd的富集系數最高。從變異系數來看，As、Cd最大，Ni、Cr和Pb次之，Hg和Zn則相對較小，Cu最小。分蔬菜種類來看，鱗莖類蔬菜對Cd的富集系數最高。研究表明，蔬菜中各重金屬元素的含量除了與蔬菜本身的生理特性和遺傳因素有關外，還與各重金屬元素在土壤-作物系統中的遷移轉化特點有關[4]。

表5 不同種類蔬菜對重金屬元素的富集系數

3 小結

從浙江省富陽區、桐廬縣、諸暨市、秀洲區蔬菜基地采集土壤和蔬菜樣品，進行重金屬含量調查，結果顯示，4個研究區的供試土壤樣品重金屬污染綜合指數均達到輕污染。從單個元素看，只有部分Cd、Cu和Zn超過農用地土壤污染風險篩選值，其中Cd達到輕微污染水平，其余未污染。分地區看，富陽土壤樣品Cd含量較高，達到輕度污染水平，Cu、Pb為輕微污染；桐廬土壤樣品Cd達輕度污染水平；諸暨土壤樣品Cd為輕微污染水平；秀洲土壤樣品Cu達到輕微污染水平。在調查的蔬菜樣品中，只有青蒜和蔥各1個樣品的Cd含量超過食品中污染物的限量標準，另有1個青蒜樣品的重金屬污染綜合指數處于警戒限內，其他重金屬元素含量均在限量標準的可接受范圍內。供試蔬菜樣品對不同重金屬元素的富集能力有差異，但整體來看，對Cd的富集系數最大，而對As的富集系數最低。各類蔬菜樣品中，鱗莖類蔬菜對Cd的富集系數最大。