浙江省部分蔬菜基地土壤和蔬菜重金属含量调查

汪玉磊，季天委，俞丹宏，肖鸣

(1.浙江省耕地质量与肥料管理总站，浙江 杭州 310020； 2.浙江省农产品质量监督检验测试中心，浙江 杭州 310020)

蔬菜是人们日常生活中不可缺少的食用农产品，产品质量直接关系人体健康。蔬菜产地的土壤环境质量是保障蔬菜质量安全的前提和必要条件。自2016年《土壤污染防治行动计划》(“土十条”)实施以来，受污染耕地的安全利用就成为土壤污染防治的重要工作之一，其中，品种替代也是一项重要措施。学者们围绕在重金属含量超标的土壤上筛选出可安全生产的蔬菜品种进行了诸多研究[1-3]，研究发现，评价菜地土壤和蔬菜的质量，在有限的耕地上种植合适的蔬菜品种，对于合理利用耕地、保障农产品安全生产具有重要意义。本研究参考前期调查成果，选择浙江省内4个县(区)的蔬菜地作为调查对象，调查中轻度重金属污染菜地土壤和蔬菜的重金属含量，以期为重金属污染蔬菜地的安全利用提供参考。

1 材料与方法

1.1 样品采集与处理

2018年11—12月，在富阳区、桐庐县、诸暨市、秀洲区蔬菜基地共采集26个土壤样品和26个蔬菜样品；2019年4月，在富阳区和桐庐县蔬菜基地采集4个土壤和蔬菜样品。采样时均采用5点法。土壤样品采集深度为0～20 cm，混匀后按4分法缩分为1个标准样品。在采集土壤样品的地块，“点对点”采集蔬菜样品的可食部位，混合后装入塑料袋。具体的样品分布如下：富阳区，采集土壤样品9个，采集蔬菜样品9个，品种分别为生菜、大白菜、芹菜、花菜、四季豆、红萝卜、葱、土豆；桐庐县，采集土壤样品9个，采集蔬菜样品9个，品种分别为芹菜、花椰菜、结球甘蓝、青菜、莴苣、萝卜、青蒜、茄子、辣椒；诸暨市，采集土壤样品5个，采集蔬菜样品5个，品种分别为白萝卜、青菜、莴苣、蒿菜、娃娃菜；秀州区，采集土壤样品7个，采集蔬菜样品7个，品种分别为莴苣、生菜、油麦菜、青菜、包芥菜、蒿菜、大蒜。

将采集的土壤样品置于干燥通风处自然晾干，混匀后过20目筛用于测定土壤pH值和含水量，再用四分法缩分至约100 g土样，过100目尼龙筛，用于测定土壤重金属含量。

蔬菜样品先用自来水冲洗干净，再用去离子水洗3次，然后用滤纸吸干表面的多余水分，取可食部分用高速组织捣碎机制成匀浆，装入聚乙烯样品盒保存于-18 ℃冰柜内待测。

1.2 样品分析

土壤pH值用超纯蒸馏水按土液质量体积比1∶2.5的比例浸提，用pH计测定。土壤中的铅(Pb)、镉(Cd)含量参照GB/T 17141—1997，铜(Cu)、锌(Zn)含量参照GB/T 17138—1997，镍(Ni)含量参照GB/T 17139—1997，砷(As)含量参照GB/T 22105.2—2008，铬(Cr)含量参照HJ 491—2009进行测定。土壤中汞(Hg)含量的测定方法简述如下：称取土样0.1～0.2 g(精确至0.000 1 g)，用测汞仪测定。蔬菜中的As、Pb、Cd、Cr、Cu、Zn、Ni含量参照GB 5009.268—2016，采用电感耦合等离子体质谱法进行测定，Hg含量参照GB 5009.17—2014采用原子荧光光谱法进行测定。

1.3 数据计算

根据土壤和蔬菜中的重金属含量，分别计算检出率、超标率和分担率。

1.4 重金属污染评价

采用单因子污染指数和综合污染指数进行土壤、蔬菜的污染评价。

单项污染指数(Pi)以单项污染物的实测值与评价标准相比，其比值表示该污染物的污染程度。

采用内梅罗污染指数计算综合指数(P)。

土壤中的重金属评价标准参照GB 15618—2018《土壤环境质量 农用地土壤污染风险管控标准(试行)》中的农用地土壤污染风险筛选值选取，每种重金属在不同蔬菜中的限量标准参照GB 2762—2017《食品安全国家标准 食品中污染物限量》选取。

污染等级划分。从Pi值来看：Ⅰ级，Pi≤1，无污染；Ⅱ级，15，重度污染。从P值来看：Ⅰ级，P≤0.7，清洁；Ⅱ级，0.73.0，重污染。

1.5 数据分析

利用Microsoft Excel 2010进行数据的整理和统计分析。

2 结果与分析

2.1 土壤重金属含量及其污染评价

如表1所示，本试验所调查的耕层土壤样品中，Cd、Cr、Pb、Hg、As、Cu、Zn、Ni的检出率均为100%，变异系数以Pb最大，Hg次之，均超过50%。其中，Cd、Cu、Zn有部分样品超标，Cd超标率最高，达80%，除秀洲外，其他3地的土壤样品Cd含量均超标1～3倍。调查的8种重金属元素分担率不同，说明其对土壤污染的贡献不同，以Cd的贡献最大。

表1 土壤样品的重金属含量

从表2可知，总体上，研究地区的土壤均达到轻污染，从单项污染的平均值来看，只有Cd达到轻微污染水平。分地区看：富阳土壤Cd含量较高，达到轻度污染水平，Cu、Pb为轻微污染；桐庐土壤Cd达轻度污染水平；诸暨土壤Cd为轻微污染；秀洲土壤Cu达到轻微污染。此外，调查各地的单项重金属均为无污染水平。

表2 土壤样品的重金属质量评价结果

2.2 蔬菜重金属含量及其污染评价

如表3所示，采集的蔬菜样品中，As的检出率最低，只有50.0%，富阳区和桐庐县的蔬菜样品中大部分未检出As；Cr的检出率次低，为86.7%，其他6种重金属元素的检出率均为100%。参照GB 2762—2017，对蔬菜样品中的Cd、Cr、Pb、Hg、As进行污染评价。其中，有1个青蒜、1个葱样品的Cd含量超标，超标率6.67%，另有1个青蒜样品的综合指数在警戒限内。

表3 蔬菜样品的重金属含量

经测算，各地蔬菜中5种常见重金属(As、Hg、Pb、Cd、Cr)对蔬菜污染的贡献有所不同，但总体趋势为Hg>Cd>Pb>Cr>As(表4)。

表4 各地蔬菜样品的重金属分担率

2.3 蔬菜对土壤重金属的吸收富集能力

定义蔬菜体内重金属含量与相应土壤样品的重金属含量之比为富集系数。富集系数可以反映蔬菜从土壤中吸收重金属的能力。将所调查的蔬菜样品分为叶菜类、芸薹类、茎类、豆类、块根类、茄果类和鳞茎类，分别测算其对8种重金属元素的富集系数(表5)。从所有蔬菜样品对各重金属元素富集系数的平均值来看，以Cd最高，As最低。不同种类蔬菜对不同重金属的富集能力有差异：除芸薹类对Cu、豆类和块根类对Zn的富集系数最高外，其他种类蔬菜均是对Cd的富集系数最高。从变异系数来看，As、Cd最大，Ni、Cr和Pb次之，Hg和Zn则相对较小，Cu最小。分蔬菜种类来看，鳞茎类蔬菜对Cd的富集系数最高。研究表明，蔬菜中各重金属元素的含量除了与蔬菜本身的生理特性和遗传因素有关外，还与各重金属元素在土壤-作物系统中的迁移转化特点有关[4]。

表5 不同种类蔬菜对重金属元素的富集系数

3 小结

从浙江省富阳区、桐庐县、诸暨市、秀洲区蔬菜基地采集土壤和蔬菜样品，进行重金属含量调查，结果显示，4个研究区的供试土壤样品重金属污染综合指数均达到轻污染。从单个元素看，只有部分Cd、Cu和Zn超过农用地土壤污染风险筛选值，其中Cd达到轻微污染水平，其余未污染。分地区看，富阳土壤样品Cd含量较高，达到轻度污染水平，Cu、Pb为轻微污染；桐庐土壤样品Cd达轻度污染水平；诸暨土壤样品Cd为轻微污染水平；秀洲土壤样品Cu达到轻微污染水平。在调查的蔬菜样品中，只有青蒜和葱各1个样品的Cd含量超过食品中污染物的限量标准，另有1个青蒜样品的重金属污染综合指数处于警戒限内，其他重金属元素含量均在限量标准的可接受范围内。供试蔬菜样品对不同重金属元素的富集能力有差异，但整体来看，对Cd的富集系数最大，而对As的富集系数最低。各类蔬菜样品中，鳞茎类蔬菜对Cd的富集系数最大。