摘要：根據(jù)2014年1月對(duì)江西省不同重點(diǎn)公路沿線農(nóng)田里白菜中的重金屬Pb及其相關(guān)環(huán)境因子的調(diào)查，重點(diǎn)研究了臨近公路土壤和蔬菜中重金屬Pb的分布特征及其與交通量間的關(guān)系。結(jié)果表明：國(guó)道以及國(guó)道以上級(jí)別的公路土壤中的Pb含量超過當(dāng)?shù)氐耐寥辣尘爸?，屬于污染區(qū)域；臨近公路蔬菜中的Pb含量雖然在國(guó)家限量標(biāo)準(zhǔn)范圍之內(nèi)，但單因子污染指數(shù)仍大于1，具有一定的潛在危害性；郊區(qū)土壤平均值低于當(dāng)?shù)氐谋尘爸担瑢儆跓o(wú)污染區(qū)域；臨近公路蔬菜中Pb含量很低，屬于綠色蔬菜。公路沿線交通環(huán)境是影響土壤理化性質(zhì)和蔬菜中重金屬分布的重要影響因素，其中的車輛流動(dòng)量是主導(dǎo)因素，車流量與土壤和蔬菜中Pb的含量呈現(xiàn)顯著正相關(guān)關(guān)系。

關(guān)鍵詞：公路；蔬菜；重金屬；特征；因素

中圖分類號(hào)：X53 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：0439-8114（2015）05-1186-04

DOI：10.14088/j.cnki.issn0439-8114.2015.05.040

Abstract： Based surveying Pb in cabbage in January 2014 and environmental factors in the farmland along the highway in Jiangxi province， Pb distribution in soil and vegetables and its relationship with the traffic flow of highway was studied. The results showed that Pb content of national road and the highway above national level were higher than that of local soil background values. These areas were classified into the contaminated area. Pb content of vegetables near the road was in the state-controlled range. Index of the single factor pollution was higher than 1， with certain potentially harmful. The average content of Pb in suburb soil was below the background value and classified into the pollution-free area. The content of Pb in suburb vegetables was very low. Road traffic environment was an important factor affecting soil properties and the distribution of heavy metals in vegetables. Traffic flow and the content of Pb in soils and vegetables was significantly positive correlated.

Key words： highway； vegetables； heavy metals； characteristic； factors

以往，人們主要關(guān)注蔬菜、瓜果的農(nóng)藥殘留與控制等問題，這是因?yàn)槟承┺r(nóng)藥對(duì)人體的危害表現(xiàn)為急性中毒。但重金屬殘留是一種慢性中毒，不容易被察覺，一旦發(fā)現(xiàn)則難以治療[1]。城市化、工業(yè)化進(jìn)程中礦山開采、金屬冶煉、工業(yè)廢水、化石燃料的燃燒、施用農(nóng)藥化肥、生活垃圾等人為因素和地質(zhì)侵蝕、風(fēng)化等天然因素均能引起重金屬的污染[2]。

公路作為人類賴以生存的依托條件，是人類生活必不可少的資源，中國(guó)人口大部分在公路沿線密布，公路對(duì)居民的影響至關(guān)重要。高速公路作為交通干線主要組成部分，連接了國(guó)家90%以上的大中型城市。公路重金屬污染屬于線源式污染，短時(shí)間內(nèi)毒性強(qiáng)，污染嚴(yán)重。長(zhǎng)期會(huì)在周圍環(huán)境中逐漸富集，潛在危害性強(qiáng)[3]，線源式污染比點(diǎn)源式污染流動(dòng)性強(qiáng)，難以控制。公路沿線農(nóng)業(yè)發(fā)達(dá)，蔬菜種植面廣，分布零散，但蔬菜的種植并不像大棚種植那樣嚴(yán)格控制生長(zhǎng)條件和營(yíng)養(yǎng)條件，易受到周圍環(huán)境因素的影響，而這些因素恰恰被老百姓所忽視，長(zhǎng)此以往會(huì)嚴(yán)重危害食用者的身體健康[4]。近年來(lái)關(guān)于不同土壤蔬菜中重金屬的污染和公路旁土壤重金屬的污染已有較深入的研究，孫清斌等[5]通過研究大冶礦區(qū)土壤-蔬菜重金屬污染特征得出礦區(qū)土壤不同重金屬污染程度及對(duì)人體健康的潛在危害風(fēng)險(xiǎn)。李仰征等[6]研究了公路旁土壤重金屬空間分布及其與理化性質(zhì)的關(guān)系，指出土壤重金屬水平方向分布總體表現(xiàn)為公路臨近區(qū)域積累較強(qiáng)。公路重金屬污染以Pb為主[7]，大量研究表明葉菜中Pb含量最大，本研究以公路臨近區(qū)域大白菜及土壤中重金屬為研究對(duì)象，得出其變化特征及影響因素，為解決臨近公路蔬菜安全利用和污染防治及當(dāng)?shù)鼐用耧嬍辰】祮栴}提供一定的參考依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 樣品采集

1.1.1 采樣點(diǎn)的設(shè)置 在江西境內(nèi)4條頗具代表性的交通道路及2個(gè)背景區(qū)域（郊區(qū)）進(jìn)行調(diào)查采樣，距離路基10 m內(nèi)，采集農(nóng)田土壤和大白菜。采樣點(diǎn)為滬昆高速、德昌高速、樂平206國(guó)道、玉山320國(guó)道、樂平郊區(qū)和新余郊區(qū)。

1.1.2 采集方法 蔬菜用多點(diǎn)混合法[8]采集，每個(gè)采樣區(qū)域采集蔬菜樣品6個(gè)，共獲取蔬菜樣品36個(gè)。農(nóng)田土壤樣品采于蔬菜生長(zhǎng)的根區(qū)土壤，即采集農(nóng)作物生長(zhǎng)的耕作層（0～20 cm）作為土壤樣品[9]。每個(gè)樣品在10 m×10 m正方形4個(gè)頂點(diǎn)和中心共5處各采集1 kg土壤，將5處土壤充分混勻后以四分法保留1 kg土壤作為該點(diǎn)樣品，每個(gè)采樣區(qū)域采集土壤樣品3個(gè)，共獲取土壤綜合樣18個(gè)。土樣經(jīng)自然風(fēng)干后剔除碎石、植物根系、有機(jī)殘?jiān)入s物，磨碎后，過20目尼龍篩，混勻備用[10]。

1.2 樣品處理和分析

1.2.1 樣品預(yù)處理 土壤樣品采用高壓密閉消解法[11]，蔬菜樣品的預(yù)處理選擇濕式消解法[12]。

1.2.2 樣品測(cè)定 Pb的測(cè)定選用石墨爐原子吸收光譜法[13]。

1.2.3 分析方法 單因子指數(shù)法可用于分析土壤和蔬菜中重金屬的污染程度，計(jì)算公式如下：

Pi=Ci/Si （1）

式中，Pi為污染物單因子指數(shù)；Ci為實(shí)測(cè)濃度，mg/kg；Si為土壤環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)或蔬菜國(guó)家限量值，mg/kg。Pi>1表示受到污染，Pi<1表示未受污染，Pi數(shù)值越大，表示污染越嚴(yán)重。Pb的土壤自然背景值為32 mg/kg，蔬菜中Pb國(guó)家限量標(biāo)準(zhǔn)為0.3 mg/kg。土壤環(huán)境質(zhì)量分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)見表1。

2 結(jié)果與分析

2.1 公路臨近區(qū)域土壤中Pb含量的分布特征

不同公路段土壤重金屬Pb的統(tǒng)計(jì)結(jié)果見表2。 高速及國(guó)道臨近公路土壤中Pb含量高于遠(yuǎn)離公路的郊區(qū)土壤。臨近公路蔬菜中Pb含量呈現(xiàn)為高速路高于國(guó)道，國(guó)道高于郊區(qū)。

以江西土壤自然背景值32 mg/kg為標(biāo)準(zhǔn)，滬昆高速和昌德高速臨近土壤重金屬Pb平均超標(biāo)分別是1.62和1.06倍，最高超標(biāo)為2.32和1.34倍，存在明顯的累積現(xiàn)象；樂平206國(guó)道臨近土壤重金屬Pb平均值未超過當(dāng)?shù)赝寥辣尘爸?，積累較弱；玉山320國(guó)道土壤Pb的平均值是當(dāng)?shù)乇尘爸档?.24倍，最高值是土壤背景值的1.39倍，存在較明顯的累積現(xiàn)象；樂平郊區(qū)、新余郊區(qū)土壤中Pb的最高值雖然超過了當(dāng)?shù)氐耐寥辣尘爸担瞧淦骄稻闯霎?dāng)?shù)氐耐寥辣尘爸?，不存在Pb累積現(xiàn)象。

2.2 鄰近公路蔬菜中Pb含量特征

我國(guó)蔬菜重金屬的主要評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)如表3所示，1～4級(jí)可視為無(wú)公害綠色蔬菜，5級(jí)為國(guó)家食品安全限量標(biāo)準(zhǔn)。滬昆高速和德昌高速公路臨近區(qū)域蔬菜中Pb含量的平均值均超過了國(guó)家食品安全標(biāo)準(zhǔn)，其中超過國(guó)家限量的樣品分別占69.0%、78.0%，不宜食用；樂平206國(guó)道和玉山320國(guó)道蔬菜中Pb含量的平均值均大于0.2 mg/kg，超過了綠色蔬菜范疇但未超過安全標(biāo)準(zhǔn)，其中3～4級(jí)之間的樣品分別占47.6%、50.5%，說(shuō)明樣品區(qū)屬于中度或者輕度的污染區(qū)，存在較小的風(fēng)險(xiǎn)；樂平郊區(qū)和新余郊區(qū)蔬菜中重金屬Pb含量的平均值均小于0.2 mg/kg，其中在3級(jí)以下的分別占60.0%、49.3%，屬于無(wú)公害綠色蔬菜，適于廣大居民的食用。

2.3 不同公路段蔬菜和土壤中Pb的差異

臨近高速公路和國(guó)道蔬菜中Pb的單因子污染指數(shù)均大于1，而遠(yuǎn)離公路的郊區(qū)蔬菜中Pb的單因子污染指數(shù)均小于1；臨近公路蔬菜中Pb的單因子污染指數(shù)大于相應(yīng)土壤中Pb的單因子污染指數(shù)，而郊區(qū)蔬菜中Pb的單因子污染指數(shù)小于相應(yīng)土壤中Pb的單因子污染指數(shù)（表4）。蔬菜中Pb變異系數(shù)的平均值遠(yuǎn)大于土壤中Pb變異系數(shù)的平均值，以滬昆和德昌高速附近蔬菜表現(xiàn)最明顯，說(shuō)明蔬菜對(duì)Pb的富集作用比土壤對(duì)Pb的富集作用更復(fù)雜，公路對(duì)蔬菜中Pb的遷移具有很大的影響（表5）。

2.4 交通對(duì)蔬菜重金屬Pb的影響

蔬菜種植受到土壤、水體灌溉、施肥等諸多因素的影響，臨近公路的蔬菜種植受交通源的影響，不同公路段臨近蔬菜中Pb含量具有差異性，公路源中的車流量是污染蔬菜的主體因素。從本研究的結(jié)果來(lái)看，首先，臨近公路蔬菜受到不同程度的重金屬Pb的影響，其中滬昆高速公路沿線蔬菜中Pb含量最高，污染最嚴(yán)重，公路樣本區(qū)蔬菜中的Pb含量均超過了無(wú)公害蔬菜的限值，說(shuō)明臨近公路蔬菜中Pb污染具有一定的普遍性，這可能與交通污染源有關(guān)，交通環(huán)境重金屬的來(lái)源主要有機(jī)動(dòng)車尾氣的排放、燃油的蒸發(fā)、油料泄漏、汽車金屬部件和輪胎的磨檫磨損、瀝青或路面的磨損老化、融雪（冰）劑等道路維護(hù)化學(xué)物質(zhì)[16，17]。其次不同公路源對(duì)Pb的污染程度不同，如表4，根據(jù)單因子污染指數(shù)，蔬菜中Pb的污染程度表現(xiàn)為德昌高速>滬昆高速>樂平206國(guó)道>玉山320國(guó)道>新余郊區(qū)>樂平郊區(qū)，總體而言公路>郊區(qū)，高速、國(guó)道與鄉(xiāng)道最大的差異是交通量的不同，因此，蔬菜中Pb含量受交通量的影響，錢鵬等[18]的研究表明大氣顆粒物中Pb濃度隨車流量的增加而增加，證明了交通活動(dòng)是Pb等重金屬的主要來(lái)源，這與本研究的結(jié)果一致。

交通源可以通過影響土壤的中Pb含量和理化性質(zhì)間接影響蔬菜中Pb的含量，也可以以大氣沉降和漂移等途徑直接影響蔬菜中Pb的含量，公路源產(chǎn)生的重金屬Pb對(duì)蔬菜的污染程度高于對(duì)土壤的污染。大量的研究結(jié)果表明，公路源污染可以改變土壤的pH、有機(jī)質(zhì)、鹽度等理化性質(zhì)和重金屬的含量及其Pb的存在形態(tài)，進(jìn)而影響蔬菜等農(nóng)作物對(duì)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的吸收和重金屬在蔬菜等植物體內(nèi)的富集[19-20]。本研究結(jié)果表明，一方面，高速路和國(guó)道采樣區(qū)蔬菜中Pb的變異系數(shù)>土壤中Pb的變異系數(shù)，說(shuō)明蔬菜對(duì)Pb的富集和遷移作用明顯，同時(shí)也表明土壤并不是蔬菜中Pb的唯一來(lái)源，蔬菜中Pb一部分來(lái)自于機(jī)動(dòng)車輛尾氣的大氣顆粒物沉降和地面揚(yáng)塵的濺射，方鳳滿等[21]的研究表明蕪湖市三山區(qū)蔬菜中重金屬的積累并不完全決定于土壤重金屬的全量，這與本研究臨近公路蔬菜中Pb的污染特征具有相似性。另一方面，根據(jù)單因子污染指數(shù)，高速公路Pb的污染程度大于相應(yīng)土壤中污染程度，高速公路設(shè)有排水溝、防護(hù)林可以有效地減緩雨水沖涮和徑流帶來(lái)的污染[6]，可以近似認(rèn)為土壤Pb來(lái)自于含Pb顆粒物的大氣沉降，由于土壤面積大，土壤比表面積小，雨水稀釋度高，而蔬菜承載降水量較小，比表面積大，并且蔬菜可以從土壤中吸收Pb，所以在相應(yīng)的土壤背景值和蔬菜標(biāo)準(zhǔn)值一定的條件下，蔬菜中的Pb污染程度高于土壤中Pb的污染。

公路交通量不僅是構(gòu)成交通環(huán)境的主要因素，還是影響鄰近公路土壤和蔬菜中重金屬含量特征的主導(dǎo)因素，即交通量越發(fā)達(dá)、交通流量越大，其沿線土壤和蔬菜重金屬污染越嚴(yán)重，隨交通環(huán)境的變化，土壤和蔬菜中重金屬Pb的含量有顯著的相關(guān)關(guān)系，呈現(xiàn)一定的線性關(guān)系。本研究結(jié)果表明，首先，不同的公路重金屬含量表現(xiàn)出明顯的不同，對(duì)土壤而言滬昆高速>玉山320國(guó)道>德昌高速>樂平206國(guó)道>樂平郊區(qū)>新余郊區(qū)，對(duì)蔬菜而言德昌高速>滬昆高速>樂平206國(guó)道>玉山320國(guó)道>新余郊區(qū)>樂平郊區(qū)，整體而言臨近高速公路蔬菜中Pb含量>臨近一般公路蔬菜中Pb含量>郊區(qū)蔬菜中的Pb含量，表明交通流量大的區(qū)域土壤和蔬菜中重金屬Pb含量高，陳長(zhǎng)林等[22]的研究表明土壤兩側(cè)重金屬污染隨著運(yùn)營(yíng)時(shí)間的延長(zhǎng)和交通流量的增加而越來(lái)越強(qiáng)，這與本研究的蔬菜中的Pb含量的變化和污染具有相似性。其次，根據(jù)對(duì)這幾條公路交通流量的跟蹤調(diào)查，做出交通量與鄰近公路土壤和蔬菜中重金屬Pb的散點(diǎn)圖，添加變化趨勢(shì)曲線，如圖1和圖2所示。

鄰近公路土壤中的重金屬Pb和蔬菜中的Pb含量與交通量的線性關(guān)系非常好，R2值分別為0.906 0和0.820 7，呈現(xiàn)顯著的正相關(guān)關(guān)系。

3 小結(jié)與結(jié)論

1）蔬菜種植受到臨近公路的影響，不同的交通源對(duì)蔬菜中重金屬含量的影響存在著顯著差異， 國(guó)道及其國(guó)道級(jí)以上的公路臨近蔬菜中的Pb平均含量均超過了國(guó)家無(wú)公害綠色蔬菜的限值，屬于污染蔬菜，而郊區(qū)等遠(yuǎn)離公路的地區(qū)蔬菜中Pb平均含量的平均值小于0.2 mg/kg，在無(wú)公害蔬菜范疇之內(nèi)。

2）推測(cè)交通源運(yùn)營(yíng)過程中機(jī)動(dòng)車輛尾氣、路面瀝青、油料泄漏等污染源產(chǎn)生的Pb可以通過影響土壤中的Pb含量和理化性質(zhì)間接影響蔬菜中Pb的含量，也可以通過大氣沉降和漂移等途徑直接影響蔬菜中Pb的含量，公路源對(duì)蔬菜的污染程度高于對(duì)相應(yīng)土壤的污染程度。

3）交通流量構(gòu)成的交通環(huán)境對(duì)于公路沿線土壤和蔬菜的重金屬污染有非常密切的正相關(guān)關(guān)系，交通越發(fā)達(dá)、交通流量越大，其沿線土壤和蔬菜受重金屬污染越嚴(yán)重。土壤和蔬菜中重金屬Pb的含量和污染分布規(guī)律為：高速公路>一般公路>郊區(qū)。

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