摘 要:采用火焰原子吸收分光光度計(jì),測(cè)定云南曲靖某有色化工企業(yè)周邊植物和農(nóng)貿(mào)市場(chǎng)的蔬菜共9種植物中Fe、Mn、Zn、Cu、Pb、Cr、Cd 7種元素重金屬的含量,結(jié)果顯示同一種類植物對(duì)不同的重金屬元素的富集能力不同,不同種類的植物對(duì)同一種重金屬元素的富集能力也不同。化工企業(yè)周邊的綠色蔬菜和植物中重金屬含量均偏高,其周邊綠色蔬菜中Pb、Cd、Cr含量均高于農(nóng)貿(mào)市場(chǎng)的蔬菜,該企業(yè)化工生產(chǎn)過(guò)程中排放的各類廢棄物對(duì)其周邊環(huán)境造成了一定程度的污染。
關(guān)鍵詞:植物;重金屬;含量;標(biāo)準(zhǔn);污染
隨著現(xiàn)代工業(yè)及科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,環(huán)境污染加劇,各種污染問(wèn)題越來(lái)越嚴(yán)重,而重金屬污染也是最大污染源之一。土壤是一種極為重要、富有生命的有限資源,它處于自然環(huán)境的中心位置,承擔(dān)著環(huán)境中大約90%的來(lái)自各方面的污染物。因?yàn)橥寥蕾Y源大量的開(kāi)發(fā)利用,化學(xué)產(chǎn)品的使用和污泥污水的農(nóng)用,重金屬不斷積累在土壤中,這不僅影響土壤本身,還會(huì)通過(guò)土壤-植物系統(tǒng)將重金屬轉(zhuǎn)移到植物中,進(jìn)而通過(guò)食物鏈進(jìn)入到動(dòng)物及人體中,危害其健康[1-3]。因重金屬在土壤-植物生產(chǎn)污染的過(guò)程具有長(zhǎng)期性、隱蔽性和不可逆性的特點(diǎn),一旦通過(guò)食物鏈進(jìn)入生物體內(nèi),就難以排出[4,5]。文章以云南曲靖某有色化工企業(yè)的周邊綠色植物和曲靖某農(nóng)貿(mào)市場(chǎng)的蔬菜為研究對(duì)象,采集了植物和蔬菜樣品共9份,分別測(cè)定各植物樣品中Cr、Cu、Fe、Zn、Mn、Pb、Cd 7種重金屬的含量,對(duì)該地區(qū)周邊土壤受重金屬影響的程度和對(duì)該地區(qū)的環(huán)境質(zhì)量進(jìn)行評(píng)價(jià)。
1 實(shí)驗(yàn)部分
1.1 植物樣品的采集和測(cè)定方法
1.1.1 植物樣品采集
(1)采集對(duì)象:曲靖某有色金屬冶煉業(yè)為主的化工企業(yè)的周邊綠色植物和曲靖某農(nóng)貿(mào)市場(chǎng)的蔬菜。
(2)采集方法:化工企業(yè)周邊的蒿子、野葵花植株和菠菜連根采集,卷心菜、大豆葉、青菜采集其莖葉部分,并裝袋;到農(nóng)貿(mào)市場(chǎng)采購(gòu)菠菜、青菜、卷心菜。
(3)采集數(shù)量:考慮到植物烘干后體積有較大的縮小且防止實(shí)驗(yàn)過(guò)程意外情況發(fā)生,每個(gè)樣品都采集了約500g。
1.1.2 植物樣品風(fēng)干、制備和保存
采集的植物樣品必須進(jìn)行規(guī)范處理后才能進(jìn)行測(cè)定分析,植物樣品的處理按照以下步驟進(jìn)行:
(1)去除采集回的植物樣品上的雜物,用清水仔細(xì)洗凈。
(2)將植物樣品置于潔凈塑料紙上攤成薄層,于室外通風(fēng)曬干。
(3)樣品曬干后再用烘箱于50℃烘至恒重,將其用研缽研細(xì),用80目孔徑篩子篩濾,將濾出的細(xì)粉末密封袋中置于干燥器中待用,樣品袋上貼上標(biāo)簽,注明樣號(hào)、采樣地點(diǎn)。
1.1.3 樣品測(cè)定方法
本研究是用硝酸-高氯酸消化各植物樣品后,用TAS-990F火焰原子吸收分光光度計(jì)對(duì)植物樣品金屬含量進(jìn)行測(cè)定。
1.2 標(biāo)準(zhǔn)系列液的制備
(1)標(biāo)準(zhǔn)系列儲(chǔ)備液的制備
AAS儲(chǔ)備液的濃度均為lmg·mL-1。
(2)標(biāo)準(zhǔn)溶液配制
分別向100mL容量瓶中移入10mL上述各標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備液,加入5滴6mol·mL-1的鹽酸,用二次蒸餾水稀釋至刻度線,各元素標(biāo)準(zhǔn)溶液如上依次配制。
(3)標(biāo)準(zhǔn)系列液配制
向100mL容量瓶中用量管分別移入1mL、2mL、3mL、4mL、5mL上述標(biāo)準(zhǔn)溶液,用二次蒸餾水稀釋至刻度線,各元素標(biāo)準(zhǔn)系列溶液如上依次配。
1.3 實(shí)驗(yàn)樣品的制備
用電子天平準(zhǔn)確稱取2.000g各已研細(xì)的樣品于50mL潔凈的燒杯中,每個(gè)樣品平行稱取兩份。各樣品中加入24mL混酸(HNO3:HClO4=5:1),加蓋玻璃蓋浸泡過(guò)夜,再置于50℃電熱板上消解,消解至白煙散盡消化液樣品略呈淺黃色(若消化液呈棕黑色,使其冷卻后加混合酸繼續(xù)消解),當(dāng)燒杯中溶液剩余1mL時(shí)停止加熱,然后冷卻,用蒸餾水潤(rùn)洗燒杯多次,完全濾入50mL的容量瓶中,用潤(rùn)洗溶液和蒸餾水定容至刻度線,混勻,同時(shí)作空白對(duì)照。各樣品平行處理兩份。
1.4 樣品測(cè)定
標(biāo)準(zhǔn)工作曲線的繪制:
根據(jù)實(shí)驗(yàn)要求,將上述配制的7種元素的標(biāo)準(zhǔn)系列液用TAS-990F火焰原子吸收分光光度計(jì)測(cè)定其吸收值,以各個(gè)元素濃度含量為橫坐標(biāo),吸光度為縱坐標(biāo),繪制各元素工作曲線。
在儀器操作方法與繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線相同條件下,直接在標(biāo)準(zhǔn)曲線上查得Cr、Cu、Fe、Zn、Mn、Pb、Cd各植物樣品試液的濃度,植物樣品中污染物的檢測(cè)結(jié)果規(guī)定用mg/kg。
含量(mg/kg)=CV/m
式中:C-從標(biāo)準(zhǔn)曲線上查得元素的質(zhì)量濃度,μg/mL;m-稱量植物樣品質(zhì)量,g;V-植物樣品試液的總體積,mL。
2 結(jié)果與討論
2.1 樣品中各重金屬測(cè)試結(jié)果
在選定儀器工作條件下,用TAS-990F火焰原子吸收分光光度計(jì)測(cè)定樣品中重金屬元素濃度含量,實(shí)驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表1和表2。
根據(jù)表2各蔬菜樣品(干重)重金屬含量測(cè)定結(jié)果換算出其鮮重時(shí)的重金屬的含量,其結(jié)果如表3所示。
2.2 重金屬含量的分析
(1)由以上研究結(jié)果可知,同一種類植物和蔬菜對(duì)不同的重金屬元素的富集能力不同:
a.蒿子和野葵植株Fe>Mn>Zn>Cd>Pb>Cu>Cr;
b.大豆葉Fe>Zn>Mn>Cd>Pb>Cr>Cu;
c.青菜Fe>Zn>Cd>Pb>Mn>Cr>Cu;
d.菠菜Fe>Zn>Cd>Mn>Pb>Cr>Cu;
e.卷心菜Fe>Zn>Mn>Cd>Cr>Pb>Cu;
f.農(nóng)家青菜Fe>Mn>Cd>Zn>Cu>Pb>Cr;
g.農(nóng)家卷心菜Fe>Mn>Cd>Zn>Pb>Cu>Cr;
h.農(nóng)家菠菜Fe>Zn>Mn>Cd>Pb>Cu>Cr。
(2)不同種類的植物和蔬菜對(duì)同一種重金屬元素的富集能力也不同,蒿子、大豆葉、農(nóng)家菠菜對(duì)Fe的富集能力較強(qiáng);菠菜、卷心菜、大豆葉對(duì)Zn的富集能力較強(qiáng);蒿子、野葵植株、卷心菜均對(duì)Mn、Pb的富集能力較強(qiáng);青菜、卷心菜、蒿子對(duì)Cd的富集能力較強(qiáng);野葵植株、青菜、菠菜對(duì)Cr的富集能力較強(qiáng);野葵植株、蒿子、大豆葉對(duì)Cr的富集能力較強(qiáng)。
(3)蔬菜中重金屬Cr、Cu、Fe、Zn、Mn、Pb、Cd 7種元素均有積累,其中Cu、Zn含量較低,遠(yuǎn)低于標(biāo)準(zhǔn)限量值,且為蔬菜生長(zhǎng)必需元素,不會(huì)對(duì)人體健康產(chǎn)生危害。部分蔬菜中Fe、Mn、Pb、Cr、Cd含量超過(guò)食品衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn),所測(cè)6種蔬菜樣品中Cd含量均嚴(yán)重超標(biāo),對(duì)比國(guó)家食品衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn),蔬菜樣品中的Pb、Cd含量高于Fe,較易被生物富集。
(4)有色化工企業(yè)的周邊綠色蔬菜中Pb、Cd、Cr含量均高于農(nóng)貿(mào)市場(chǎng)的蔬菜。眾所周知,蔬菜中的重金屬主要來(lái)源于整個(gè)生命周期過(guò)程中土壤、水和大氣環(huán)境中重金屬,有色化工企業(yè)的周邊綠色蔬菜主要來(lái)源于該郊區(qū)蔬菜生產(chǎn)基地,由大氣沉降物和污水排放中帶入的Pb、Cd、Cr污染物也在不斷增加,所以盡管所測(cè)結(jié)果Fe是易被蔬菜吸收富集的元素,但蔬菜中Pb、Cd污染超標(biāo)現(xiàn)象更為嚴(yán)重。
3 結(jié)束語(yǔ)
通過(guò)對(duì)以植物和蔬菜9種樣品的測(cè)定結(jié)果分析和評(píng)價(jià)表明,對(duì)于農(nóng)貿(mào)市場(chǎng)所測(cè)的白菜、菠菜、卷心菜樣品中Pb、Cd含量均遠(yuǎn)高于標(biāo)準(zhǔn)限量值,白菜和卷心菜中Fe、Mn含量略高,其可能受農(nóng)用化肥、農(nóng)藥噴施和污水灌溉影響較大。
有色化工企業(yè)的周邊綠色蔬菜和植物中重金屬含量均偏高,其周邊蔬菜中Pb、Cr、Cd的含量嚴(yán)重超過(guò)食品衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn),其他元素都有不同程度的超標(biāo)。一般情況下,若元素間的含量顯著相關(guān),說(shuō)明它們出自同一污染源的可能性較大,該化工企業(yè)化工生產(chǎn)過(guò)程中排放的各類廢棄物對(duì)其周邊環(huán)境造成了一定程度的污染。
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