呂玉發(fā) 張鐵牛

當(dāng)前，重金屬污染已成為全球面臨的一個(gè)嚴(yán)重的環(huán)境問(wèn)題，在所有的污染元素中，鎘以移動(dòng)性大、毒性高成為最受關(guān)注的對(duì)象之一。據(jù)農(nóng)業(yè)部農(nóng)業(yè)環(huán)境監(jiān)測(cè)總站的監(jiān)測(cè)結(jié)果，污灌區(qū)鎘污染面積最大，達(dá)3.85萬(wàn)公頃，占重金屬超標(biāo)面積的56.9％。污灌區(qū)生產(chǎn)的農(nóng)產(chǎn)品鎘超標(biāo)率達(dá)10.2％。

鎘在土壤中具有較強(qiáng)的化學(xué)活性，作物很容易吸收土壤中的鎘而進(jìn)入食物鏈，從而在人體中累積，產(chǎn)生毒害。研究表明，成人每天接觸鎘水平為30～50毫克，就會(huì)大大增加骨折、癌癥、腎功能紊亂和高血壓的風(fēng)險(xiǎn)，進(jìn)而影響人體健康。因此現(xiàn)在許多國(guó)家對(duì)鎘污染的問(wèn)題十分重視投入，大量資金研究鎘在“土壤一植物一人”食物鏈及人體健康中的行為，嚴(yán)格規(guī)定高鎘含量的作物不能進(jìn)入食物鏈中。

重金屬鎘是蔬菜污染的主要種類之一，它通過(guò)抑制蔬菜植物細(xì)胞分裂和伸長(zhǎng)刺激和抑制一些酶活性，影響其組織蛋白質(zhì)合成，降低光合作用，傷害細(xì)胞膜系統(tǒng)，從而影響蔬菜生長(zhǎng)發(fā)育和食用安全性。而且蔬菜重金屬鎘污染具有一定的隱蔽性，一般不會(huì)發(fā)生急性中毒，只有經(jīng)食物鏈作用在人體中不斷累積，才會(huì)危害人們的身體健康，所以，蔬菜重金屬鎘污染并不像蔬菜農(nóng)藥污染那樣備受人們關(guān)注卻潛伏更大的健康危害性。

1鎘污染對(duì)蔬菜的影響

1.1蔬菜中鎘的來(lái)源：蔬菜中的重金屬鎘含量的高低，主要取決于環(huán)境中重金屬鎘污染的輕重。一方面蔬菜可通過(guò)根系從土壤吸收并富集鎘，但實(shí)際上鎘在土壤中的含量非常低，只有0.01～2.00毫克／千克，平均值為0.35毫克，千克，所以土壤中的鎘主要來(lái)源于人為活動(dòng)，電鍍、顏料、塑料、合金、電池業(yè)均用到大量的鎘，占鎘的總消耗量90％。有色金屬的冶煉、礦石的煅燒、煤和石油的燃燒、各種含鎘物質(zhì)的燃燒(如垃圾、塑料的焚燒)、汽車輪胎和潤(rùn)滑油中的鎘、鍍鎘工藝、塑料熱穩(wěn)定劑、彩色熒光粉等生產(chǎn)或排放過(guò)程均可將含鎘廢物排入土壤造成鎘污染；過(guò)量、頻繁的使用農(nóng)藥；城市垃圾不經(jīng)任何處理即當(dāng)作肥料直接施用；污泥、污水的農(nóng)業(yè)利用，磷肥的施用以及采礦也會(huì)造成不同程度的土壤鎘污染，導(dǎo)致蔬菜鎘含量超標(biāo)。

另一方面，蔬菜也可通過(guò)葉片上的氣孔從空氣中吸收氣態(tài)或塵態(tài)的重金屬鎘，李其林等(2004)對(duì)大田蔬菜土壤監(jiān)測(cè)結(jié)果表明，萵筍、大蔥和小蔥鎘含量明顯高于非污染區(qū)，但同一地點(diǎn)土壤有效鎘與蔬菜鎘含量均無(wú)相關(guān)性，從而推斷大田蔬菜鎘污染與土壤關(guān)系較小，主要污染途徑源于葉片與空氣直接接觸，通過(guò)葉面呼吸作用不斷吸入大氣污染中的鎘。尚需進(jìn)一步對(duì)一些特殊蔬菜品種重金屬鎘污染來(lái)源及其吸收途徑深入研究。

1.2蔬菜中的鎘含量：歐盟委員會(huì)法規(guī)(EC)No466／2001的附件：“食品中某些污染物的最高水平”規(guī)定蔬菜的鎘限量是0.05～0.2毫克，千克鮮重；澳大利亞規(guī)定的葉菜類和塊根類蔬菜鎘限量是0.1毫克，千克，中國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB238—84蔬菜中鎘最高允許限量標(biāo)準(zhǔn)為0.05毫克／千克，(GB15201—94)也規(guī)定蔬菜鎘限量為0.05毫克，千克。從以上的規(guī)定可以看出各國(guó)對(duì)重金屬鎘在蔬菜中含量限制非常嚴(yán)格。羅曉梅等(2003)通過(guò)對(duì)成都地區(qū)的9種蔬菜152個(gè)樣品的可食部分中重金屬元素的分析研究，結(jié)果表明鎘是成都地區(qū)蔬菜中的主要污染元素之一，在檢測(cè)的蔬菜樣品中，鎘的超標(biāo)率為29.4％。丁愛(ài)芳等(2003)采集南京城郊零散菜地土壤和青菜配對(duì)樣品各18個(gè)，用原子吸收光譜儀測(cè)定了鎘的含量，結(jié)果表明，在城郊零散菜地土壤上種植的青菜，其葉中鎘含量的變化范圍為0.73～0.39毫克／千克，鎘含量全部超過(guò)國(guó)家食品衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)。按照我國(guó)居民平均食物消費(fèi)結(jié)構(gòu)進(jìn)行計(jì)算，食用這樣一些鎘污染嚴(yán)重的蔬菜而引起的健康風(fēng)險(xiǎn)高達(dá)42.17％。正因?yàn)檫@樣必須嚴(yán)格控制蔬菜中的鎘含量，一旦發(fā)現(xiàn)超標(biāo)就不能再食用。

1.3蔬菜累積鎘的特點(diǎn)：植物礦質(zhì)營(yíng)養(yǎng)具有基因型差異。同樣蔬菜對(duì)重金屬鎘的吸收、累積也具有基因型差異，這種差異是引起不同蔬菜品種中鎘含量差異的重要原因。另外，同—蔬菜品種的不同部位對(duì)于鎘的累積能力也不一樣，所以鎘含量也具有一定的差異。

不同的蔬菜品種累積鎘的能力不同，按照累積鎘量的高低，蔬菜可分為高富集、中富集和低富集3種。鎘對(duì)蔬菜的污染影響以葉菜類最大，果菜類次之，根菜及豆類最小，而瓜類均無(wú)超標(biāo)現(xiàn)象。羅曉梅等(2003)對(duì)成都地區(qū)蔬菜可食部分分析結(jié)果表明，對(duì)鎘的富集能力順序?yàn)椋翰げ耍厩鄄耍敬蟀撞耍揪虏耍军S瓜＞油菜＞花菜＞番茄＞甘藍(lán)。其中菠菜和芹菜的鎘超標(biāo)也最高。李學(xué)德等(2004)調(diào)查了合肥市市場(chǎng)出售的6類17種蔬菜中重金屬鎘的污染現(xiàn)狀，結(jié)果表明，合肥市的6類蔬菜中鎘含量差異較大，依次為蔥蒜類＞葉菜類＞根莖類＞豆類＞茄果類＞瓜類。馬往校等(2000)研究檢測(cè)9種蔬菜中鎘的污染狀況，結(jié)果表明，葉、根菜＞果菜，鎘在不同的蔬菜品種中的累積規(guī)律是芹菜＞韭菜＞萵筍＞甘藍(lán)、小白菜＞花菜＞西葫蘆、黃瓜、青椒，芹菜和萵筍對(duì)鎘具有較強(qiáng)的吸收富集能力，這兩種蔬菜鎘的超標(biāo)也最高。段敏等(1999)用原子吸收光譜法測(cè)定了陜西省部分城市17種蔬菜的152個(gè)樣品，得出鎘含量為芹菜＞韭菜＞萵筍＞青菜＞甘藍(lán)＞菜花＞蒜薹＞西葫蘆＞黃瓜、西紅柿、青椒、豆角。由以上研究結(jié)果可以看出，葉菜類蔬菜對(duì)鎘具有較強(qiáng)的富集能力，而果菜類和瓜菜類的富集能力相對(duì)較差。

同類蔬菜品種的不同部位累積能力也不同。李學(xué)德等(2004)調(diào)查的合肥市市場(chǎng)出售的蔬菜重金屬鎘含量表明同一蔬菜品種不同部位鎘含量差異也較大，在測(cè)定的蔬菜中，菠菜的鎘含量為葉片＞根＞莖稈；青菜中鎘的含量為葉片＞莖稈。黨秀芳等(1998)研究不同蔬菜品種累積鎘的特性，得出芹菜的莖和葉蓄積鎘的能力差異很大，葉比莖的富集系數(shù)高出3.3倍。由此可以看出，葉片相對(duì)蔬菜其他部位對(duì)鎘的富集能力更強(qiáng)。

2鎘污染蔬菜的防治對(duì)策

針對(duì)蔬菜中重金屬鎘污染的來(lái)源、含量和累積特點(diǎn)，可以采取一些基本的防治對(duì)策，如嚴(yán)禁使用未經(jīng)處理的含有鎘的工業(yè)“三廢”垃圾作肥；在重金屬鎘污染較嚴(yán)重的區(qū)域種植一些不富集或低富集鎘的蔬菜品種，以減少蔬菜鎘污染。但在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)實(shí)踐中，更多的是通過(guò)一些具體的農(nóng)藝調(diào)控措施來(lái)降低重金屬鎘對(duì)蔬菜的污染和毒害。采用的防治對(duì)策主要包括以下幾個(gè)方面。

2.1調(diào)節(jié)土壤的pH值：許多研究表明，土壤中重金屬的活性與土壤pH值呈負(fù)相關(guān)，當(dāng)土壤pH值在6.5以上時(shí)，土壤中的重金屬活性會(huì)大大降低，因此提高土壤pH值，已經(jīng)成為降低土壤鎘含量，繼而降低蔬菜中重金屬鎘含量的重要措施。黃國(guó)鋒等(1999)認(rèn)為控制白菜吸收鎘的有效措施是提高土壤pH值，因而添加堿性土壤改良劑可降低重金屬?gòu)耐寥老虬撞说倪w移。祖艷群等(2003)通過(guò)大田調(diào)查的方法。研究了影響蔬菜中鎘含量的因素，結(jié)果表明，提高土壤pH

值有助于降低蔬菜中鎘的含量。因此對(duì)于土壤重金屬鎘污染嚴(yán)重的地區(qū)，提高pH值可能是一個(gè)降低蔬菜鎘含量的可行手段。

2.2施加土壤改良劑：施用土壤改良劑也可降低土壤重金屬鎘的活性。邱孝煊等(2000)在倉(cāng)山、新店兩鎮(zhèn)用石灰、廄肥、硫化鈉來(lái)降低蕹菜菜園土壤重金屬離子活性，試驗(yàn)結(jié)果表明土壤中鎘有效含量降低4.3％～14.5％，蔬菜中鎘含量下降了7.7％～23.1％，取得較明顯的降低蔬菜鎘污染的效果。劉傳平等(2004)采用溶液培養(yǎng)的方法，研究施加外源還原型谷胱甘肽(GSH)對(duì)鎘毒害的緩解作用，表明50Ixmol／L鎘處理下施加20毫克／升GSH可以緩解鎘對(duì)植物的毒害作用，促進(jìn)根系伸長(zhǎng)生長(zhǎng)，降低地上部鎘含量。臧惠林等(1987)研究表明，向菜田土壤施用石灰、高爐爐渣等均可明顯降低白菜莖葉內(nèi)的鎘含量。但另外有些報(bào)道向鎘污染土壤中投加一些改良物質(zhì)，會(huì)增加蔬菜中的鎘含量。如陳志軍(1997)在赤紅土中施用溶解性有機(jī)質(zhì)(稻稈發(fā)酵液中的有機(jī)質(zhì))后，生長(zhǎng)在該土壤上的蔬菜體內(nèi)鎘含量較不施稻稈DOM的顯著增加，加重了對(duì)蔬菜的危害程度。

2.3輪作和間作農(nóng)藝措施的應(yīng)用：根據(jù)污染程度和季節(jié)的不同，合理安排茬口，與習(xí)慣種植相比蔬菜中鎘含量有較大幅度降低，比如汪雅各等(1990)在以鎘為主不同程度污染的菜田進(jìn)行蔬菜重金屬低富集輪作試驗(yàn)，結(jié)果表明，低富集輪作與習(xí)慣種植相比，可使污染田塊的蔬菜鎘含量降低50％～80％，而且可明顯提高蔬菜的產(chǎn)量和產(chǎn)值。另在鎘污染區(qū)用非食用高積累鎘植物如印度芥菜、柳屬的蒿柳(Salix Viminals)和低富積鎘的蔬菜輪作，利用非食用的作物吸收土壤中重金屬鎘來(lái)降低食用蔬菜中的重金屬含量，也能有效減少重金屬通過(guò)食物鏈向人體的遷移。同時(shí)利用高積累鎘的植物和低積累鎘的蔬菜間作。由于高積累鎘的物種可以強(qiáng)烈吸收土壤中有效鎘的含量，也可以降低和它間作的低積累鎘蔬菜中鎘的含量。

3小結(jié)

綜上所述，不同蔬菜品種中鎘的含量差異很大，說(shuō)明不同的蔬菜對(duì)重金屬鎘富集特性不一樣。蔬菜可食部分鎘含量的差異，既與蔬菜本身的特性有關(guān)，即植物對(duì)鎘的吸收具有選擇和富集的特性，也與植物所處的環(huán)境有關(guān)(被動(dòng)吸收)。如果蔬菜可以強(qiáng)烈地富集有害元素鎘，種植蔬菜的地塊，應(yīng)選擇少含重金屬鎘的土壤，也應(yīng)盡量減少污水的灌溉；如果蔬菜是低富集鎘甚至拒鎘的品種，可以考慮在輕微鎘污染的土壤上種植，但是也應(yīng)配合農(nóng)藝調(diào)控措施的實(shí)施；對(duì)于鎘污染比較嚴(yán)重的土壤，則需通過(guò)工程技術(shù)和生物修復(fù)技術(shù)降低鎘達(dá)到安全標(biāo)準(zhǔn)以后，才能種植蔬菜作物。