沈阳市张士地区植物中重金属污染现状研究

辛宏斌

(锦州市环境监测中心站，锦州 121001)

1 前 言

随着现代工农业的发展，重金属污染问题日趋严重。重金属污染，不同于其它类型污染，具有隐蔽性、长期性和不可逆转性等特点。重金属可直接对环境中植物和蔬菜造成污染，致使作物产量品质降低，并且在土壤中不易被淋滤，不能被微生物分解，有些重金属元素还可以在土壤中转化为毒性更大的有机金属化合物。在遭受污染的土壤中种植农产品或是用遭受污染的地表水灌溉农产品，能使农产品吸收大量有毒、有害物质，由此形成土壤—植物—动物—人体之间的食物链，严重损害了人们的身体健康。

沈阳市是我国的重要工业城市，重金属污染问题较为突出。特别是张士曾经是镉污染严重地区，经过多年之后，查明该地区重金属污染现状，对于防治重金属污染具有重要的现实意义。本文主要通过对沈阳市张士地区植物和蔬菜样品中重金属元素污染现状进行研究，来分析该地区典型重金属元素的污染程度，为环境预防做出积极的贡献，为环境治理提供参考数据。

2 实验部分

2.1 试验材料

样品是从该地区的农作物、未开发的草地和植物上进行采集的。如槐树花、律草、禾本科、蓼科和锦葵科等。将采集来的新鲜植物样品洗净，凉干，用去离子水反复冲洗，在105℃烘干，以备用。

2.2 仪器与试剂

AAnalystAA400 型原子吸收分光光度计(美国PE 公司)。

硝酸、高氯酸均为优级纯，购自国药集团化学试剂有限公司。所有用水均为二次去离子水。

2.3 样品预处理

将准备好的各种植物样品，分别称取5 克(准确到0.1mg)置于坩埚内，用1mol/L 硝酸润湿，放入马福炉，先在200℃炭化1 小时，随后逐步升温，(以50～80℃/小时速度升温)控制在600℃继续灰化，总灰化时间8～10h，待样品灰化完全，取出放冷，加5mL 硝酸、2mL高氯酸，在电热板上消化灰粉，蒸干，用1mol/L 硝酸溶解残渣，转入25mL 容量瓶，稀释至刻度，以备测定铜、铅、镉含量。

2.4 仪器分析条件

用火焰原子吸收分光光度法直接测定植物和蔬菜样品中的铜、铅、镉。AAS 测重金属元素的分析条件详见(表1)

2.5 标准曲线的测定

分别将配制好的镉、铜、铅标准样品，放入六个100mL 容量瓶中。按其标准溶液浓度，用0.2%HNO3稀释定容。

参数选择分析线和调节火焰，仪器用0.2%HNO3调零，用空白样校正后，测各组标准溶液的吸光度，按标准溶液的吸光度所对应的浓度绘制标准曲线。

表1 火焰原子吸收分光光度法测重金属元素的分析条件

表2 镉、铜、铅的线性范围

2.6 精密度的测定

以0.50mg/L 的标准溶液连续测量7 次，镉的标准偏差为0.0133，相对标准偏差为2.6%;铜的标准偏差为0.0066，相对标准偏差为1.3%;铅的标准偏差为0.0091，相对标准偏差为1.8%，详见表3。

表3 镉、铜、铅的精密度

3 植物上重金属元素的污染现状

3.1 植物中重金属元素含量

对张士未开发地区的植物进行采集，得出植物样品中重金属元素含量，见表4。

表4 植物样品中重金属元素含量

3.2 铜在不同植物上的富集

铜为常见元素，且是植物生理的必需元素。铜是植物体内许多辅酶的组成成分。所以植物体内铜的含量皆大大高于铅和镉的含量。分析不同植物中铜的含量，发现菊科中铜的含量最高。

3.3 铅在不同植物上的富集

市区大气中铅的最大污染源是机动车的尾气排放，占城市大气污染总排放量的88%，其次为含铅固体废弃物的焚烧和工业生产。市区植物上铅富积量的高低与大气中铅含量密切相关，并受土壤中铅浓度的制约。

对沈阳市张士地区植物(经清洗处理)中铅的含量分析发现，不同植物对铅的富集能力存在显著差异。在所调查的槐树植物中，树叶中铅的含量明显高于花中的铅含量。树叶之所以铅的富积量明显高于其它植物，其原因可能是:

(1)叶片为细小椭圆状，表面粘稠，对大气中含铅的飘尘和粉尘具有很强的吸附能力。

(2)叶片的龄级大于其它植物。

(3)基因和生理水平的差异。

3.4 镉在不同植物上的富集

镉主要来源于镉生产有关的矿业和冶金业，由于沈阳市张士地区排放镉的污染源较少，所以环境中镉的相对含量很低。植物内镉的富积量同样受大气和土壤中镉含量水平的制约，在所调查的8 种植物中，以菊科镉含量最高。禾本科植物对镉的富集能力明显高于藜科植物。

4 蔬菜中重金属污染状况

4.1 蔬菜样品重金属含量

蔬菜是人们日常生活中不可缺少的副食品，其质量的优劣直接关系到人们的身体健康，人们对无污染蔬菜的要求越来越强烈。为了了解沈阳市张士地区蔬菜污染状况，为生产无害蔬菜提供技术依据，现对几种新鲜蔬菜进行环境污染调查，结果见(表5)。

表5 蔬菜样品中重金属元素含量

表6 蔬菜中铜、铅、镉的限量指标(mg/kg)

4.2 蔬菜污染程度

与沈阳郊区蔬菜中铜、铅、镉的背景值相比，本次调查的各种蔬菜均已受重金属不同程度的污染。蔬菜中超标较大的元素是铅，其次是镉，铜无污染。

(1)五种蔬菜铅的平均值为1.419mg/kg，为标准的4.73 倍。在随机抽取的蔬菜中，铅含量均有不同程度的超标，污染占所测定重金属元素的首位。

(2)五种蔬菜中镉的平均含量为0.137mg/kg，为标准的0.69 倍。

(3)五种蔬菜中铜的平均含量为6.197mg/kg，铜在随机抽取的蔬菜中，其含量均在限量指标以下，未受到污染。

4.3 污染主要原因分析

造成沈阳市张士地区蔬菜中铅超标的主要原因很可能是大气污染。由于近年来交通运输业快速发展，汽车尾气排放相当严重，沈阳又是重工业城市，大气中重金属含量较高。

张士地区多年来绝大多数用浑河水灌溉，而浑河在张士地区两段城市及工业废水的大量排放使水受到污染，虽然，近几年对这两段的污水进行了处理，但并没有彻底改善，有些蔬菜仍然使用未经处理的水进行灌溉。

4.4 防治污染措施

根据调查结果分析，合理布局蔬菜基地，蔬菜基地尽量选择远离公路两侧的环境优良的区域。重金属污染防治的重点是控制铅和镉的污染，蔬菜中重金属污染以轻污染为主，但个别污染物铅等重金属亦具有潜在的威胁，尤其是重金属污染随着工业和乡镇企业生产的不断发展而增加，应引起重视。

5 结 论

通过对植物中重金属元素的富集研究，在所调查的槐树植物中，树叶中铅的含量明显高于花中的铅含量，菊科铜和镉含量最高。通过对蔬菜样品中重金属元素的分析，得出蔬菜中各元素平均含量顺序为Pb ＞Cu ＞Cd。