楊 珍,吳 迪,王 芳,康 超,張 林*

(1.貴州師范大學 貴州省山地環(huán)境信息系統(tǒng)與生態(tài)環(huán)境保護重點實驗室,貴州 貴陽 550001;2.貴州省生物研究所,貴州 貴陽 550009)

土壤與白鬼筆重金屬及農(nóng)藥殘留污染評價

楊 珍1,吳 迪1,王 芳2,康 超2,張 林2*

(1.貴州師范大學 貴州省山地環(huán)境信息系統(tǒng)與生態(tài)環(huán)境保護重點實驗室,貴州 貴陽 550001;2.貴州省生物研究所,貴州 貴陽 550009)

為了解貴州地區(qū)白鬼筆重金屬及農(nóng)藥殘留污染狀況,對大方縣白鬼筆種植基地白鬼筆及其種植土壤中Pb、Cd、Cr、Cu、Zn、Hg、As含量及六六六、滴滴涕殘留量進行測定,并對其污染程度進行評價。結果表明,白鬼筆種植基地土壤重金屬平均含量表現(xiàn)為Cu>Cr>Zn>Pb>As>Cd>Hg，Pb、Cr、As、Zn含量均未超出貴州省土壤背景值和土壤環(huán)境質量二級標準極限值,其余重金屬含量均不同程度超標；菌托、菌柄、菌蓋中重金屬平均含量均表現(xiàn)為Zn>Cu>Pb>Cr>Cd>Hg>As，其中Cd、As、Zn含量在菌托、菌柄、菌蓋中均未超標，其他重金屬在不同組織中發(fā)生不同程度超標。白鬼筆及土壤中均未檢測出六六六、滴滴涕殘留，未受農(nóng)殘污染。從單因子污染指數(shù)來看,白鬼筆種植基地土壤中僅Cd的單因子污染指數(shù)平均值為1.99，屬輕微污染，其他重金屬的單因子污染指數(shù)平均值均小于1，處于無污染水平；白鬼筆中7種重金屬的平均單因子污染指數(shù)均小于1，說明其未受到這些重金屬的污染。從綜合污染指數(shù)來看,白鬼筆種植基地土壤受到了輕污染；白鬼筆菌托、菌柄處于非污染水平，菌蓋處于輕污染水平。

土壤； 白鬼筆； 重金屬； 農(nóng)藥殘留； 污染程度； 評價

白鬼筆(PhallusimpudicusL.),別名冬蓀、竹下菌、無裙竹蓀,屬鬼筆科、鬼筆屬真菌[1]。竹蓀屬和鬼筆屬是鬼筆科最典型的美味佳肴,其子實體碩大,其中短裙竹蓀、竹蓀以及白鬼筆等都是著名的食用或藥用真菌[2]。白鬼筆由菌托、菌柄、菌蓋組成,其菌柄、菌托和子實體可入藥[3-4],《全國中草藥匯編》和《中華本草》中記載,其藥性為甘、淡、性溫,有活血止痛、祛風除濕的功效,可用于治療風濕痛。

我國是世界上最大的食用菌生產(chǎn)國和出口國,但當前農(nóng)藥殘留、重金屬污染影響食用菌質量安全,制約著其產(chǎn)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展[5]。重金屬還可通過水—土壤—農(nóng)作物生態(tài)系統(tǒng)進入食物鏈,不能被生物降解,一旦進入環(huán)境或生態(tài)系統(tǒng)后存留、累積和遷移,可造成土壤、水體和作物污染,進入植物體內的重金屬會在植物體各個部位發(fā)生不同程度的累積,從而給人體健康造成危害[6-8]。目前，關于食用菌重金屬含量的研究主要集中在平菇、雙孢蘑菇、金針菇、雞腿菇、香菇、茶樹菇上[9-10]，不少地區(qū)存在食用菌重金屬超標現(xiàn)象，但關于白鬼筆重金屬含量的研究尚未見報道。為此,對貴州省大方縣仿野生種植白鬼筆及其種植土壤中的重金屬含量及農(nóng)藥殘留量進行檢測,并對其污染狀況進行評價,以期為防治白鬼筆重金屬污染、提高白鬼筆品質提供理論依據(jù)和技術支持。

1 材料和方法

1.1 樣品采集及處理

白鬼筆樣品采自貴州省大方縣白鬼筆仿野生種植基地,去除表面泥土,將菌托、菌柄、菌蓋完整裝入樣品袋中并編號,帶回實驗室。先用自來水清洗表面泥土后,再用去離子水清洗,將菌托、菌柄、菌蓋分離后置于40 ℃鼓風干燥箱中烘干,粉碎,備用。

土壤樣品為白鬼筆樣品種植土壤,現(xiàn)場混合均勻后按四分法取約1 kg裝入樣品袋中,待土壤樣品自然風干后,置40 ℃鼓風干燥箱中烘干至恒質量,于瑪瑙研缽中研磨粉碎,過孔徑為0.284 mm尼龍篩,保存在樣品袋中,備用。

1.2 測定項目及方法

用原子吸收光譜法(石墨爐)測定土壤和白鬼筆中Pb、Cd、Cr、Cu含量,用火焰原子吸收光譜法測定土壤和白鬼筆中Zn含量，用原子熒光光譜儀AFS-933測定土壤和白鬼筆中Hg、As含量；用Agilent Technologies 6890N測定土壤和白鬼筆中的農(nóng)藥殘留量。

1.3 重金屬及農(nóng)藥殘留污染評價方法

白鬼筆重金屬污染評價以重金屬元素在食品中的衛(wèi)生標準(表1)為評價標準,土壤重金屬污染評價以土壤環(huán)境質量二級標準(GB 15618—1995)(表2)為評價標準。采用單因子污染指數(shù)法和內梅羅綜合污染指數(shù)法[11-14]對貴州大方種植基地土壤及白鬼筆重金屬污染情況進行評價。

表1 重金屬元素在食品中的衛(wèi)生標準

表2 土壤環(huán)境質量二級標準(GB 15618—1995) mg/kg

1.3.1 單因子污染指數(shù)法 單因子污染指數(shù)法是目前國內普遍使用的評價土壤、作物污染程度或土壤環(huán)境質量等級的方法,能全面地反映各污染物的污染程度[15-17]。土壤環(huán)境質量單因子污染指數(shù)法采用《全國土壤污染狀況評價技術規(guī)定》(環(huán)發(fā)[2008]39號)的規(guī)定，單因子污染指數(shù)計算公式如下，其等級劃分見表3。

Pi=Ci/Si

式中，Pi為單因子污染指數(shù)，Ci為污染物實測值，Si為污染物評價標準，i代表某種污染物。

1.3.2 內梅羅綜合污染指數(shù)法 內梅羅綜合污染指數(shù)法可用來評價某一研究點樣品中的多種重金屬的綜合污染水平,反映多種重金屬的復合污染水平。綜合污染指數(shù)計算公式[11-12]如下。

式中,P綜為各種重金屬的綜合污染指數(shù),Pimax為重金屬單因子污染指數(shù)的最大值,Piave為各重金屬單因子污染指數(shù)的平均值。食用菌重金屬污染等級劃分[12]見表4,土壤重金屬污染等級劃分[18]見表3。

表3 土壤重金屬污染分級

表4 食用菌污染指數(shù)等級劃分

2 結果與分析

2.1 白鬼筆及其種植基地土壤中重金屬含量

2.1.1 土壤中重金屬含量 由表5可知,白鬼筆種植基地土壤重金屬元素Pb、Cd、Cr、Hg、As、Cu、Zn的含量分別為24.32～34.90、0.39～0.81、40.30～121.40、0.31～0.48、4.47～11.84、80.56～114.65、82.00～97.00 mg/kg,平均值分別為28.16、0.60、94.41、0.37、7.56、96.11、92.47 mg/kg,重金屬元素平均含量表現(xiàn)為Cu>Cr>Zn>Pb>As>Cd>Hg。Pb、Cr、As、Zn含量均未超出貴州省土壤背景值和土壤環(huán)境質量二級標準上限值,其余重金屬含量均不同程度超標。與貴州省土壤背景值相比,Hg、Cu含量分別是貴州省土壤背景值的3.36、3.00倍。與土壤環(huán)境質量二級標準上限值相比,Cd、Hg、Cu含量分別是土壤環(huán)境質量二級標準上限值的2.00、1.23、1.92倍。白鬼筆種植基地土壤中7種重金屬元素含量的變異系數(shù)在4.31%～26.67%， Cd含量的變異程度最大，Zn含量的變異程度最小，除Zn含量的變異系數(shù)小于10%為弱變異外，其余均在10%～40%，屬低等變異[19-20]。

表5 白鬼筆種植基地土壤的重金屬含量 mg/kg

2.1.2 白鬼筆中重金屬含量及其相關性

2.1.2.1 重金屬含量及其分布 從表6可知,菌托、菌柄、菌蓋中重金屬平均含量均表現(xiàn)為Zn>Cu>Pb>Cr>Cd>Hg>As。 菌托、菌柄、菌蓋中Cd含量為0.32～0.61、0.21～0.75、0.14～0.41 mg/kg，As含量分別為0.02～0.17、0.02～0.23、0.02～0.15 mg/kg,Zn含量分別為24.10～24.24、10.59～23.34、16.19～25.64 mg/kg,分別與綠色食品食用菌NY/T 749—2003、食用菌衛(wèi)生標準GB 7096—2003、糧食衛(wèi)生標準NY 861—2004相比,菌托、菌柄、菌蓋中Cd、As、Zn含量均未超標。菌托、菌柄、菌蓋中Pb含量分別為1.49～1.68、1.79～1.94、0.82～2.63 mg/kg,與食用菌衛(wèi)生標準GB 7096—2003相比,其在菌托、菌柄、菌蓋中的超標率分別為0、0、16.67%。菌托、菌柄、菌蓋中Cu含量分別為4.78～5.25、5.93～9.44、12.46～13.46 mg/kg,與食品中Cu限量衛(wèi)生標準GB 15199—1994相比,其在菌托、菌柄、菌蓋中的超標率分別為0、0、100.00%。菌托、菌柄、菌蓋中Hg含量分別為0.05～0.83、0.01～0.91、0.02～0.12 mg/kg,與食用菌衛(wèi)生標準GB 7096—2003相比,其在菌托、菌柄、菌蓋中的超標率分別為7.14%、6.67%、0。菌托、菌柄、菌蓋中Cr含量分別為0.83～1.31、0.93～1.49、1.01～1.62 mg/kg,與食品中污染物限量標準GB 2762—2005相比,其在菌托、菌柄、菌蓋中超標率分別為0、0、15.38%。

統(tǒng)計數(shù)據(jù)(表6)顯示，Pb含量在菌柄中的變異系數(shù)小于10%，屬于弱變異，在菌托、菌蓋中的變異系數(shù)在10%～40%,屬低等變異；Cd、Cr、As含量在菌托、菌柄、菌蓋中的變異均為低等變異；Hg含量在菌蓋中變異系數(shù)為66.67%,屬中等變異,在菌托、菌柄中的變異均為低等變異;Cu含量在菌托、菌蓋中的變異系數(shù)均小于10%，屬弱變異，在菌柄中的變異系數(shù)為14.61，屬低等變異；Zn含量在菌托中的變異系數(shù)小于10%，屬弱變異，在菌柄、菌蓋中的變異系數(shù)均在10%～40%,屬低等變異?？傮w來看，白鬼筆不同部位重金屬含量的變異均為低等變異，這可能與來源地或者產(chǎn)地中的水及培養(yǎng)基有關[12]。

表6 白鬼筆不同部位重金屬含量

2.1.2.2 重金屬元素之間的相關性 從表7可知,白鬼筆中Pb含量與Cu含量、Cd含量與Zn含量分別呈極顯著、顯著正相關,說明其具有相同的來源,可能均來源于大氣沉降、土壤；Cr含量與Cu含量呈極顯著負相關。其他重金屬元素含量之間的相關性均不顯著。

表7 白鬼筆中重金屬元素含量之間的相關性

注：*、**分別表示在 0.05、0.01 水平上顯著、極顯著相關。

2.2 白鬼筆及其種植土壤中的農(nóng)藥殘留

試驗結果表明,菌托、菌柄、菌蓋及土壤中均未檢測出六六六、滴滴涕殘留,說明白鬼筆和土壤均未受農(nóng)殘污染,處于安全水平。

2.3 白鬼筆及其種植基地土壤的重金屬污染評價

2.3.1 土壤重金屬污染評價 由表8可知，從單因子污染指數(shù)來看,白鬼筆種植基地土壤中Pb、Cr、Hg、As、Zn的單因子污染指數(shù)均小于1,說明其對土壤未造成污染,土壤清潔,屬于安全水平；僅部分采樣點Cu的單因子污染指數(shù)大于1小于2,屬輕微污染，部分采樣點Cd的單因子污染指數(shù)大于2小于3,屬輕度污染,其余的均大于1小于2,屬輕微污染。從綜合污染指數(shù)來看,各樣點土壤中重金屬綜合污染指數(shù)級平均值均大于1小于2,屬輕微污染,表明土壤開始受到污染。從總體來看,白鬼筆種植基地土壤處于輕微污染水平。

表8 白鬼筆種植基地土壤中重金屬污染情況

2.3.2 白鬼筆重金屬污染評價 由表9可知，從單因子污染指數(shù)來看,白鬼筆7種重金屬元素的平均單因子污染指數(shù)均小于1，說明白鬼筆未受到這些重金屬的污染；僅菌蓋中Pb、Cu的單因子污染指數(shù)大于1小于2,屬輕污染。從綜合污染指數(shù)來看,菌托、菌柄中重金屬綜合污染指數(shù)均小于1，處于非污染水平；菌蓋中重金屬綜合污染指數(shù)為1.01，處于輕污染水平；綜合污染指數(shù)平均值為0.78，處于非污染水平?？傮w來看，白鬼筆處于非污染—輕污染水平。

表9 白鬼筆中重金屬污染情況

2.4 白鬼筆不同部位重金屬富集情況分析

為了說明土壤重金屬含量對白鬼筆各部位重金屬含量的直接作用,以及白鬼筆對重金屬吸收和累積的差異,采用富集系數(shù)(白鬼筆各部位重金屬含量與土壤中重金屬含量的比值)來衡量重金屬在土壤—白鬼筆各部位之間遷移能力的大小。白鬼筆不同部位對各種重金屬的富集系數(shù)如表10所示,對富集系數(shù)進行權重分析發(fā)現(xiàn),對重金屬的富集能力表現(xiàn)為Cd>Hg>Zn>Cu>Pb>Cr>As,體現(xiàn)了白鬼筆對7種重金屬富集能力的差別,白鬼筆對Cd的富集能力最強，Hg、Zn次之。Cd作為公認的對生物有毒害作用的重金屬,其在菌柄、菌托中的富集系數(shù)高于菌蓋,說明造成白鬼筆體內重金屬Cd污染的來源除了土壤因素之外,外界環(huán)境因素也對其污染產(chǎn)生了相對較大的影響。

表10 白鬼筆中不同部位重金屬元素富集系數(shù)

3 結論與討論

對白鬼筆菌托、菌柄、菌蓋及其種植基地中Pb、Cd、Cr、Cu、Zn、Hg、As 7種重金屬元素含量進行測定,結果表明,白鬼筆種植基地土壤重金屬平均含量表現(xiàn)為Cu>Cr>Zn>Pb>As>Cd>Hg，Pb、Cr、As、Zn含量均未超出貴州省土壤背景值和土壤環(huán)境質量二級標準上限值,其余均不同程度超標；菌托、菌柄、菌蓋中重金屬平均含量均表現(xiàn)為Zn>Cu>Pb>Cr>Cd>Hg>As，其中Cd、As、Zn含量在菌托、菌柄、菌蓋中均未超標，其他重金屬含量在不同組織中有不同程度的超標。白鬼筆及土壤中均未檢測出農(nóng)藥殘留，未受農(nóng)殘污染。從單因子污染指數(shù)來看,白鬼筆種植基地土壤中僅Cd的單因子污染指數(shù)平均值為1.99，屬輕微污染，其他6種重金屬的單因子污染指數(shù)平均值均小于1，處于無污染水平。白鬼筆中上述7種重金屬的平均單因子污染指數(shù)均小于1，未受到這些重金屬的污染。從綜合污染指數(shù)來看,白鬼筆種植基地土壤受到了輕污染；白鬼筆菌托、菌柄處于非污染水平，菌蓋處于輕污染水平。

土壤是人類賴以生存和發(fā)展的生產(chǎn)資料,也是人類社會最基本、最重要的自然資源之一[21]。因此,在食用菌的生產(chǎn)加工過程中至關重要,應杜絕污染源。食用菌作為人們喜愛的菜肴和食品,其食品質量安全問題越來越受到消費者的關注[22-25]。我國《食用菌衛(wèi)生標準》《無公害食品食用菌》《綠色食品食用菌》等國家及行業(yè)標準對食用菌中重金屬含量有明確的規(guī)定[26],把菌蓋和菌托去掉后方可食用。其食用的部分是菌柄,白鬼筆菌柄除Hg含量略超標外,其余重金屬含量合格率均已達到100%。

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Pollution Evaluation of Heavy Metals and Pesticide Residue in Soil andPhallusimpudicusL.

YANG Zhen1,WU Di1,WANG Fang2,KANG Chao2,ZHANG Lin2*

(1.Key Laboratory of Mountain Area and Protection of Ecological Environment of Guizhou Province,Guizhou Normal University,Guiyang 550001,China; 2.Guizhou Institute of Biology,Guiyang 550009,China)

In order to understand the pollution condition of heavy metal and pesticide residue inPhallusimpudicusand soil,the contents of Pb,Cd,Cr,Cu,Zn,Hg and benzex,DDT inPhallusimpudicusand its planting soil were measured in Dafang county,and the pollution degree was evaluated.The results showed that the order of average contents of heavy metals in the soil was Cu>Cr>Zn>Pb>As>Cd>Hg,Pb,Cr,As,Zn contents did not exceed the Guizhou provincial soil background values and second levels of soil environmental quality standard,and the rest exceeded the standard in different degree;average contents of heavy metals showed Zn>Cu>Pb>Cr>Cd>Hg>As in volva,stipe and pileus,Cd,As,Hg,Zn contents did not exceed the standard in bacteria,stipe and pileus,the other heavy metals in different tissues exceeded the standard in different degree.The residues of benzex,DDT were not detected inPhallusimpudicusand soil,indicating the soil andPhallusimpudicuswere not polluted.From the point of view of single factor pollution index,only the single factor pollution index of Cd was 1.99 in soil,the siol was at slight pollution level,the single factor pollution indexes of the other heavy metals were less than 1,the soil was at unpolluted level;the average single factor pollution indexes of 7 kinds of heavy metals were less than 1 inPhallusimpudicus,indicating thePhallusimpudicuswas not contaminated by these heavy metals.From the comprehensive pollution index,the soil was at light pollution level;the volva and stip were at unpolluted level,and the pileus was at the level of light pollution.

soil;Phallusimpudicus; heavy metals; pesticide residue; pollution degree; assessment

2016-05-10

國家科技部農(nóng)業(yè)科技成果轉化資金項目(2013F2001007)；貴州省食用菌工程中心項目(黔科合G字[2014]4002號)；貴州省科技廳農(nóng)業(yè)攻關項目(黔科合[2015]3017-2號)；貴陽市科技計劃項目(筑科合同[20141001]農(nóng)4號)；白云區(qū)科技局項目(白科合同[2014]77號)

楊 珍(1988-)，女，貴州修文人，在讀碩士研究生，研究方向： 生態(tài)環(huán)境分析與治理。 E-mail:1026884135@qq.com

*通訊作者：張 林(1958-),男，貴州貴陽人，高級工程師，本科，主要從事食藥用菌研究。E-mail:953827773@qq.com

X53;S646.2;X502

A

1004-3268(2016)10-0065-06