农村房前屋后种植果树重金属含量测定与分析

郭玉婧+袁军

摘要：为了分析房前屋后堆放垃圾是否影响土壤和果树果实重金属含量，采用ASI、DTPA、HCl提取农村房屋前后土壤中重金属，分析提取量与3种果树重金属元素（Pb、Cd、Cu、Zn、Mn）含量的相关性，比较房前屋后和其他地点土壤和植物的重金属含量差异。结果表明，不同提取剂对不同类型土壤提取重金属含量不同，房前屋后和非房前屋后土壤Pb含量差异性显著；长沙地区房前屋后果实中Cu含量显著高于非房前屋后，湘潭地区房前屋后果实中Cu含量显著低于非房前屋后，长沙地区房前屋后的果实Zn含量显著低于非房前屋后，株洲地区房前屋后果实中Mn含量显著高于非房前屋后；长沙地区土壤和果实中Zn含量显著相关，相关系数0.846，株洲和湘潭地区土壤和果实Cd含量显著相关，相关系数为0.775、0.721。与相关标准对照表明，果实中重金属元素含量均在参考标准含量范围内，但土壤有污染情况，证明垃圾中的重金属元素会进入土壤，对土壤中重金属元素含量造成影响，需要采取措施对农村垃圾进行无害化处理。

关键词：农村房前屋后；果树；重金属

中图分类号：S759.89 文献标识码：A 文章编号：0439-8114（2017）22-4344-04

DOI：10.14088/j.cnki.issn0439-8114.2017.22.034

Abstract： In order to analyze whether the dumping of garbage in front of the house affects the heavy metal content of soil and fruit trees， using ASI， DTPA， HCl extraction of rural housing before and after the heavy metals in the soil， correlation Analysis Three Fruit and extracted amount of heavy metal elements （Pb， Cd， Cu， Zn， Mn） content， Comparison of the differences in heavy metal content between soil and plant in front of house and elsewhere. The results showed that the contents of Pb in different soils were different， and the contents of Pb in the house before and after the house were different. The content of Cu in the fruit before and after the house in Changsha was significantly higher than that in the non - housing front， and the content of Cu in the fruit of the house before and after Xiangtan was significantly lower than that in the non -， the content of Zn in the fruit of the house before and after in Changsha was significantly lower than that in the non -， the content of Mn in the fruit of the house before and after in Zhuzhou area was significantly higher than that in non -. There were significant correlations between Zn and Zn in soil and fruit， and the correlation coefficient was 0.846， and the Cd content in soil and fruit of Zhuzhou and Xiangtan were significantly correlated with the correlation coefficient of 0.775 and 0.721. Comparing with the relevant standard， the content of heavy metals in the fruit is within the reference standard content range， but the soil pollution， it is proved that the heavy metal elements in the garbage will enter the soil and affect the heavy metal content in the soil.The results of the study show that there is a need for measures to sanitize rural waste.

Key words： rural house front and rear； fruit trees； heavy metal

土壤中的金屬元素除来源于其母质外，还来源于各种废弃物、大气沉降等[1]。中国农民均有在村落房前屋后栽种果树的传统习惯，但多存在随意栽种、人栽天管、杂乱无序等现象[2]。除此之外，农村居民也有将垃圾堆积在房前屋后或者树下的习惯[3]。农村垃圾不进行严格分类处理，垃圾中含有的重金属元素，不可避免地进入土壤环境中[4-6]。生长在重金属污染土壤中的植物，其体内必然会发生重金属累集[7]。植物累积化学元素的情况之一就是由于某区域环境中元素含量高，该区域全部有机体中该化学元素的含量均高[8，9]。也有学者分析过污泥[10]、施用化肥[11]与土壤及植物中重金属元素含量显著相关，但是研究农村垃圾处理方式与土壤和植物中重金属含量关系的讨论还鲜见报。了解农村房前屋后果树的果实重金属含量是否与农村处理垃圾等生活方式存在关系，探讨房前屋后果树果实的重金属含量及来源，对果品安全生产及生活保障具有现实意义。

1 研究方法

1.1 研究材料

选取长株潭地区城乡交界处的村落，主要选取房前屋后有垃圾堆放的村落的农户进行调查，房前屋后的土壤掀开表层垃圾，非房前屋后掀开表层枯枝落叶等。土壤样品用四分法采集，采样深度20 cm，记录坐标、土壤类型和果实类型，房前屋后和非房前屋后土壤果实均设置3个平行样品（表1）。将采集好样品装入土袋带回实验室拣出碎石和植物残体，摊在牛皮纸上风干后过0.02 mm筛，充分搅拌均匀，用四分法取其中两份，装入塑封袋保存。

植物样为土样对应的植株上东南西北4个方向外侧中部的成熟果实共8个，用保鲜袋封装。带回实验室后，用蒸馏水洗净，分离果实的果肉、果皮和果核，放入烘箱内烘干后用粉碎机磨成粉末装入塑封袋备用。

1.2 样品处理

1.2.1 土壤样品处理 分别用ASI[12]、DPTA[13]、HCl[13]3种浸提试剂对土壤样品进行浸提，每个样品3个重复。在250 mL塑料瓶内放入处理好的待测土样15.00 g，用分液器加50 mL浸提剂，将塑料瓶置于恒温振荡机上，在25 ℃下200 r/min振荡1 h。取出后用定量滤纸干过滤，再将滤液过滤，收集此滤液待测。

1.2.2 植物样品处理 用浓H2SO4-H2O2消煮法在DTD-40D型恒温消解仪中消解：取0.150 0 g干样，加入5 mL 98%浓H2SO4，放置过夜后将消煮管置于消解仪中加热。90 ℃加热30 min，冷却5 min，滴7滴H2O2，升温至95 ℃保持30 min，冷却5 min，加6滴H2O2，升温至290 ℃保持50 min，取出，冷却，加10滴H2O2，升温至300 ℃，直至溶液澄清透明。将消化液定容到100 mL，先稀释浓硫酸，再定容，定容后转移到白色塑料瓶保存。每个样品3个重复。

1.3 重金属检测

待测液中重金属含量检测均用原子吸收光谱仪参照技术标准测定。

1.4 测定及整理数据方法

所有数据均通过Excel 2003进行整理，SPSS 22.0进行分析处理得出结果。

2 结果与分析

2.1 土壤中重金属含量分析

由表2可知，3个地区房前屋后和非房前屋后土壤Pb含量存在明显差异；长沙地区房前屋后和非房前屋后土壤中Cu含量差异；长沙和湘潭地区房前屋后和非房前屋后土壤Mn含量差异明显；房前屋后土壤Cd和Zn含量差异性不显著。

2.2 果实中5种重金属含量分析

由表3～表5可知，除长沙地区Cd含量、Zn含量、Mn含量，湘潭地区的Cu含量和Mn含量外，其余的房前屋后重金属含量均高于非房前屋后。Paired-test检验结果表明，3个地区房前屋后和非房前屋后的果实Pb含量差异性不显著；3个地区房前屋后和非房前屋后的果实Cd含量差异性不显著；长沙地区房前屋后果实Cu含量显著高于非房前屋后，湘潭地区非房前屋后果实Cu含量显著高于房前屋后，株洲地区房前屋后和非房前屋后果实Cu含量差异性不显著；长沙地区非房前屋后的果实Zn含量显著高于房前屋后，株洲和湘潭地区Zn含量差异不显著；长沙和湘潭地区房前屋后和非房前屋后的果实中Mn含量差异性不显著，株洲地区房前屋后果实中Mn含量显著高于非房前屋后。

2.3 不同浸提方法提取的土壤重金属含量同果实重金属含量的相关性

由表6可知，土壤中的重金属提取有效态含量与果实中重金属含量相关性不显著。3个地区土壤和果实中Pb含量负相关，相关系数为-0.149、 -0.341、-0.308；株洲和湘潭地区土壤和果实中Cd含量显著相关，相关系数为0.775、0.721；长沙和湘潭地区土壤和果实中Cu含量负相关，相关系数 -0.620、-0.170；长沙地区土壤和果实中Zn含量显著相关，相关系数0.846，株洲和湘潭地区土壤和果实中Zn含量负相关，相关系数-0.389、-0.356；长沙和株洲地区土壤和果实中Mn含量负相关，相关系数-0.387、-0.510。

2.4 果实和土壤中重金属含量与标准比较

土壤中重金属含量不仅与母岩和成土母质有关系，也受局部环境质量和化学元素循环影响。标准是根据土壤养分含量丰缺指标，一般植物中的元素含量结合国内外资料和本地实际情况暂定的[13-15]。用3个地区果实重金属含量平均值和提取土壤重金属含量最大值的平均值与暂定标准比较。果实中重金属元素含量均在标准含量范围内，没有被污染；株洲和湘潭地区土壤中提取的有效Cd含量在很高水平内，长沙地区非房前屋后和湘潭地区土壤中Mn含量处在很高范围内（表7）。

3 结论与讨论

研究结果表明，用不同浸提液浸提取的重金属元素含量差异性不显著，贺建群等[13]、李发生等[16]、甘国娟等[17]等研究結果显示因土壤性质、酸碱性等不同，不同方法提取结果有差异。部分地区房前屋后和非房前屋后果实中重金属含量有差异，这是因为距离公路较近或受到空气中污染物沉降的因素引起的[18，19]。土壤中和果实中重金属含量相关性不显著，这是因为在植物不同的器官内元素含量不同，不同植物对不同元素的吸收富集能力不一致[20]，提取的有效态金属含量与植物富集情况不一致[21]。果实中重金属元素含量均在标准含量范围内，没有被污染，但土壤有污染情况，证明垃圾中的重金属元素会进入土壤，对土壤中重金属元素含量造成影响。在农村房前屋后堆放垃圾会对土壤中重金属元素含量造成影响，造成土壤污染，本研究对提高农民的污染防范意识，提高果实品质，降低污染，建设美好农村提供了一定事实依据。

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