重金属镉污染对蔬菜的影响及防治对策

吕玉发 张铁牛

当前，重金属污染已成为全球面临的一个严重的环境问题，在所有的污染元素中，镉以移动性大、毒性高成为最受关注的对象之一。据农业部农业环境监测总站的监测结果，污灌区镉污染面积最大，达3.85万公顷，占重金属超标面积的56.9％。污灌区生产的农产品镉超标率达10.2％。

镉在土壤中具有较强的化学活性，作物很容易吸收土壤中的镉而进入食物链，从而在人体中累积，产生毒害。研究表明，成人每天接触镉水平为30～50毫克，就会大大增加骨折、癌症、肾功能紊乱和高血压的风险，进而影响人体健康。因此现在许多国家对镉污染的问题十分重视投入，大量资金研究镉在“土壤一植物一人”食物链及人体健康中的行为，严格规定高镉含量的作物不能进入食物链中。

重金属镉是蔬菜污染的主要种类之一，它通过抑制蔬菜植物细胞分裂和伸长刺激和抑制一些酶活性，影响其组织蛋白质合成，降低光合作用，伤害细胞膜系统，从而影响蔬菜生长发育和食用安全性。而且蔬菜重金属镉污染具有一定的隐蔽性，一般不会发生急性中毒，只有经食物链作用在人体中不断累积，才会危害人们的身体健康，所以，蔬菜重金属镉污染并不像蔬菜农药污染那样备受人们关注却潜伏更大的健康危害性。

1镉污染对蔬菜的影响

1.1蔬菜中镉的来源：蔬菜中的重金属镉含量的高低，主要取决于环境中重金属镉污染的轻重。一方面蔬菜可通过根系从土壤吸收并富集镉，但实际上镉在土壤中的含量非常低，只有0.01～2.00毫克／千克，平均值为0.35毫克，千克，所以土壤中的镉主要来源于人为活动，电镀、颜料、塑料、合金、电池业均用到大量的镉，占镉的总消耗量90％。有色金属的冶炼、矿石的煅烧、煤和石油的燃烧、各种含镉物质的燃烧(如垃圾、塑料的焚烧)、汽车轮胎和润滑油中的镉、镀镉工艺、塑料热稳定剂、彩色荧光粉等生产或排放过程均可将含镉废物排入土壤造成镉污染；过量、频繁的使用农药；城市垃圾不经任何处理即当作肥料直接施用；污泥、污水的农业利用，磷肥的施用以及采矿也会造成不同程度的土壤镉污染，导致蔬菜镉含量超标。

另一方面，蔬菜也可通过叶片上的气孔从空气中吸收气态或尘态的重金属镉，李其林等(2004)对大田蔬菜土壤监测结果表明，莴笋、大葱和小葱镉含量明显高于非污染区，但同一地点土壤有效镉与蔬菜镉含量均无相关性，从而推断大田蔬菜镉污染与土壤关系较小，主要污染途径源于叶片与空气直接接触，通过叶面呼吸作用不断吸入大气污染中的镉。尚需进一步对一些特殊蔬菜品种重金属镉污染来源及其吸收途径深入研究。

1.2蔬菜中的镉含量：欧盟委员会法规(EC)No466／2001的附件：“食品中某些污染物的最高水平”规定蔬菜的镉限量是0.05～0.2毫克，千克鲜重；澳大利亚规定的叶菜类和块根类蔬菜镉限量是0.1毫克，千克，中国国家标准GB238—84蔬菜中镉最高允许限量标准为0.05毫克／千克，(GB15201—94)也规定蔬菜镉限量为0.05毫克，千克。从以上的规定可以看出各国对重金属镉在蔬菜中含量限制非常严格。罗晓梅等(2003)通过对成都地区的9种蔬菜152个样品的可食部分中重金属元素的分析研究，结果表明镉是成都地区蔬菜中的主要污染元素之一，在检测的蔬菜样品中，镉的超标率为29.4％。丁爱芳等(2003)采集南京城郊零散菜地土壤和青菜配对样品各18个，用原子吸收光谱仪测定了镉的含量，结果表明，在城郊零散菜地土壤上种植的青菜，其叶中镉含量的变化范围为0.73～0.39毫克／千克，镉含量全部超过国家食品卫生标准。按照我国居民平均食物消费结构进行计算，食用这样一些镉污染严重的蔬菜而引起的健康风险高达42.17％。正因为这样必须严格控制蔬菜中的镉含量，一旦发现超标就不能再食用。

1.3蔬菜累积镉的特点：植物矿质营养具有基因型差异。同样蔬菜对重金属镉的吸收、累积也具有基因型差异，这种差异是引起不同蔬菜品种中镉含量差异的重要原因。另外，同—蔬菜品种的不同部位对于镉的累积能力也不一样，所以镉含量也具有一定的差异。

不同的蔬菜品种累积镉的能力不同，按照累积镉量的高低，蔬菜可分为高富集、中富集和低富集3种。镉对蔬菜的污染影响以叶菜类最大，果菜类次之，根菜及豆类最小，而瓜类均无超标现象。罗晓梅等(2003)对成都地区蔬菜可食部分分析结果表明，对镉的富集能力顺序为：菠菜＞芹菜＞大白菜＞韭菜＞黄瓜＞油菜＞花菜＞番茄＞甘蓝。其中菠菜和芹菜的镉超标也最高。李学德等(2004)调查了合肥市市场出售的6类17种蔬菜中重金属镉的污染现状，结果表明，合肥市的6类蔬菜中镉含量差异较大，依次为葱蒜类＞叶菜类＞根茎类＞豆类＞茄果类＞瓜类。马往校等(2000)研究检测9种蔬菜中镉的污染状况，结果表明，叶、根菜＞果菜，镉在不同的蔬菜品种中的累积规律是芹菜＞韭菜＞莴笋＞甘蓝、小白菜＞花菜＞西葫芦、黄瓜、青椒，芹菜和莴笋对镉具有较强的吸收富集能力，这两种蔬菜镉的超标也最高。段敏等(1999)用原子吸收光谱法测定了陕西省部分城市17种蔬菜的152个样品，得出镉含量为芹菜＞韭菜＞莴笋＞青菜＞甘蓝＞菜花＞蒜薹＞西葫芦＞黄瓜、西红柿、青椒、豆角。由以上研究结果可以看出，叶菜类蔬菜对镉具有较强的富集能力，而果菜类和瓜菜类的富集能力相对较差。

同类蔬菜品种的不同部位累积能力也不同。李学德等(2004)调查的合肥市市场出售的蔬菜重金属镉含量表明同一蔬菜品种不同部位镉含量差异也较大，在测定的蔬菜中，菠菜的镉含量为叶片＞根＞茎秆；青菜中镉的含量为叶片＞茎秆。党秀芳等(1998)研究不同蔬菜品种累积镉的特性，得出芹菜的茎和叶蓄积镉的能力差异很大，叶比茎的富集系数高出3.3倍。由此可以看出，叶片相对蔬菜其他部位对镉的富集能力更强。

2镉污染蔬菜的防治对策

针对蔬菜中重金属镉污染的来源、含量和累积特点，可以采取一些基本的防治对策，如严禁使用未经处理的含有镉的工业“三废”垃圾作肥；在重金属镉污染较严重的区域种植一些不富集或低富集镉的蔬菜品种，以减少蔬菜镉污染。但在农业生产实践中，更多的是通过一些具体的农艺调控措施来降低重金属镉对蔬菜的污染和毒害。采用的防治对策主要包括以下几个方面。

2.1调节土壤的pH值：许多研究表明，土壤中重金属的活性与土壤pH值呈负相关，当土壤pH值在6.5以上时，土壤中的重金属活性会大大降低，因此提高土壤pH值，已经成为降低土壤镉含量，继而降低蔬菜中重金属镉含量的重要措施。黄国锋等(1999)认为控制白菜吸收镉的有效措施是提高土壤pH值，因而添加碱性土壤改良剂可降低重金属从土壤向白菜的迁移。祖艳群等(2003)通过大田调查的方法。研究了影响蔬菜中镉含量的因素，结果表明，提高土壤pH

值有助于降低蔬菜中镉的含量。因此对于土壤重金属镉污染严重的地区，提高pH值可能是一个降低蔬菜镉含量的可行手段。

2.2施加土壤改良剂：施用土壤改良剂也可降低土壤重金属镉的活性。邱孝煊等(2000)在仓山、新店两镇用石灰、厩肥、硫化钠来降低蕹菜菜园土壤重金属离子活性，试验结果表明土壤中镉有效含量降低4.3％～14.5％，蔬菜中镉含量下降了7.7％～23.1％，取得较明显的降低蔬菜镉污染的效果。刘传平等(2004)采用溶液培养的方法，研究施加外源还原型谷胱甘肽(GSH)对镉毒害的缓解作用，表明50Ixmol／L镉处理下施加20毫克／升GSH可以缓解镉对植物的毒害作用，促进根系伸长生长，降低地上部镉含量。臧惠林等(1987)研究表明，向菜田土壤施用石灰、高炉炉渣等均可明显降低白菜茎叶内的镉含量。但另外有些报道向镉污染土壤中投加一些改良物质，会增加蔬菜中的镉含量。如陈志军(1997)在赤红土中施用溶解性有机质(稻秆发酵液中的有机质)后，生长在该土壤上的蔬菜体内镉含量较不施稻秆DOM的显著增加，加重了对蔬菜的危害程度。

2.3轮作和间作农艺措施的应用：根据污染程度和季节的不同，合理安排茬口，与习惯种植相比蔬菜中镉含量有较大幅度降低，比如汪雅各等(1990)在以镉为主不同程度污染的菜田进行蔬菜重金属低富集轮作试验，结果表明，低富集轮作与习惯种植相比，可使污染田块的蔬菜镉含量降低50％～80％，而且可明显提高蔬菜的产量和产值。另在镉污染区用非食用高积累镉植物如印度芥菜、柳属的蒿柳(Salix Viminals)和低富积镉的蔬菜轮作，利用非食用的作物吸收土壤中重金属镉来降低食用蔬菜中的重金属含量，也能有效减少重金属通过食物链向人体的迁移。同时利用高积累镉的植物和低积累镉的蔬菜间作。由于高积累镉的物种可以强烈吸收土壤中有效镉的含量，也可以降低和它间作的低积累镉蔬菜中镉的含量。

3小结

综上所述，不同蔬菜品种中镉的含量差异很大，说明不同的蔬菜对重金属镉富集特性不一样。蔬菜可食部分镉含量的差异，既与蔬菜本身的特性有关，即植物对镉的吸收具有选择和富集的特性，也与植物所处的环境有关(被动吸收)。如果蔬菜可以强烈地富集有害元素镉，种植蔬菜的地块，应选择少含重金属镉的土壤，也应尽量减少污水的灌溉；如果蔬菜是低富集镉甚至拒镉的品种，可以考虑在轻微镉污染的土壤上种植，但是也应配合农艺调控措施的实施；对于镉污染比较严重的土壤，则需通过工程技术和生物修复技术降低镉达到安全标准以后，才能种植蔬菜作物。