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        開(kāi)封市化肥河污灌區(qū)土壤蔬菜中Cd、V、Co和Cu污染評(píng)價(jià)

        2017-12-09 20:04:27王勝奎候園園
        科技視界 2017年24期
        關(guān)鍵詞:重金屬蔬菜土壤

        王勝奎 候園園

        【摘 要】通過(guò)對(duì)開(kāi)封市東郊污灌區(qū)土壤及蔬菜中重金屬污染現(xiàn)狀進(jìn)行調(diào)查研究,分別測(cè)定重金屬Cd、V、Co和Cu含量。研究結(jié)果表明,以《國(guó)家土壤環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》進(jìn)行評(píng)價(jià)土壤樣品受到不同程度的重金屬污染,主要為Cd污染,超標(biāo)率為48%,即近一半采樣點(diǎn)土壤Cd含量超出國(guó)家土壤環(huán)境質(zhì)量二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)。Cd含量分布明顯受與化肥河距離的影響,即距化肥河越近Cd含量越高,反之越低;V、Co和Cu的含量分布沒(méi)有呈現(xiàn)出明顯規(guī)律。蔬菜中重金屬含量與國(guó)家食品安全衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)對(duì)比得到,蔬菜樣品受到不同程度的重金屬污染,主要為Cd和Cu污染,超標(biāo)率分別為100%和13%??傮w表現(xiàn)為葉菜類重金屬含量高于根莖類蔬菜。

        【關(guān)鍵詞】污灌區(qū);重金屬;蔬菜;土壤

        0 引言

        水資源緊缺已成為我國(guó)大部分地區(qū)亟待解決的問(wèn)題。污水灌溉一方面利用污水資源發(fā)展農(nóng)業(yè)生產(chǎn),另一方面在某種程度上減輕水源污染[1]。污水灌溉使污水中的重金屬進(jìn)入土壤,造成土壤重金屬積累,進(jìn)一步污染蔬菜。近年來(lái)污水灌溉已成為我國(guó)農(nóng)田及農(nóng)副產(chǎn)品中重金屬含量超標(biāo)的重要原因之一[2]。艾建超等人通過(guò)對(duì)長(zhǎng)春市污灌區(qū)蔬菜重金屬現(xiàn)狀研究結(jié)果表明污水灌溉使土壤蔬菜受到不同程度的重金屬超標(biāo)[3]。長(zhǎng)期進(jìn)行污水灌溉容易使重金屬在土壤中累積,繼而對(duì)人體健康產(chǎn)生危害。污灌區(qū)土壤及農(nóng)作物重金屬的積累成為國(guó)內(nèi)外學(xué)者重點(diǎn)研究的領(lǐng)域[4-9]。隨著人們生活水平的提高,對(duì)蔬菜的品質(zhì)要求更高,為消除其對(duì)人體健康的潛在威脅,探究污水灌溉對(duì)蔬菜中重金屬含量具有極其重要的意義。

        1 材料與方法

        1.1 樣品的采集

        2016年12月對(duì)東郊化肥河污灌區(qū)附近種植的蔬菜以及蔬菜周圍的土壤進(jìn)行了采集和調(diào)查。本次采集一共分17個(gè)采樣點(diǎn),兩條路線,采集樣品78個(gè)。一條采樣路線北至李長(zhǎng)莊村,途徑邊村、前臺(tái)村、南至皮屯,采樣點(diǎn)主要分布在東平路東西兩側(cè),邊皮公路東西兩側(cè)200m左右。另一條采樣路線南至吳娘莊村,途徑東昌路、宴臺(tái)河村向東到達(dá)十里鋪村,對(duì)照樣品在馬灣村采集。采樣點(diǎn)主要分布在東昌路南北兩側(cè)以及吳娘莊、宴臺(tái)河和馬灣村的村邊農(nóng)田。對(duì)照樣品在馬灣村采集,其位于研究區(qū)的北1.8km,無(wú)明顯的工業(yè)污染。

        1.2 樣品的分析測(cè)定方法

        1.2.1 樣品前處理

        蔬菜樣品先用自來(lái)水沖洗干凈,再用去離子水清洗3次,瀝水,稱鮮重,放入烘箱中100℃殺青1 h,于烘箱中65℃恒溫至蔬菜完全烘干,稱干重,計(jì)算含水率。然后將烘干后的蔬菜樣品研磨成粉末,收集于潔凈的樣品袋中編號(hào)待測(cè)。土壤樣品先清理碎石和雜草,放在陰涼處經(jīng)過(guò)自然風(fēng)干(不能暴曬)后用瑪瑙研缽研磨,分別過(guò)20目、60目、100目尼龍篩,將其裝入潔凈的樣品袋中并編號(hào)待測(cè)。

        1.2.2 樣品的測(cè)定方法

        土壤pH用pH計(jì)測(cè)定。稱取10目土壤10g于50 mL燒杯中并編號(hào),加入25mL無(wú)二氧化碳水(土液比為1:2.5),用玻璃棒攪拌1~2min,靜止30min,用pH計(jì)測(cè)定樣品pH,記錄pH值和溫度值。

        土壤重金屬測(cè)定首先稱取100目土壤0.1000g于消解管中,加10mL HNO3過(guò)夜,放入趕酸器上加熱至120℃,1h,冷卻10min;加3.5mLHF,加熱至140℃,1h,冷卻10min;加入2mL HCLO4,加熱到180℃,1h,冷卻30min,加入1mL 1:1 HNO3,將液體轉(zhuǎn)入50mL容量瓶,定容,過(guò)濾到小白瓶中,用電感耦合等離子體質(zhì)譜儀(ICP-MS)進(jìn)行測(cè)定。

        蔬菜樣品也采用趕酸器消解,稱取樣品0.5g,加12mL HNO3放置10h,放入趕酸器加熱至120℃,1h,冷卻10min;加熱至140℃,1h,冷卻10min;加熱到160℃,1h,冷卻30min,將液體轉(zhuǎn)入50mL容量瓶,定容,過(guò)濾到小白瓶中,用ICP-MS進(jìn)行測(cè)定。

        2 結(jié)果分析

        2.1 污灌區(qū)土壤重金屬含量分析

        2.1.1 污灌區(qū)土壤重金屬含量分布

        開(kāi)封市污灌區(qū)土壤重金屬中Cd含量在0.20~2.50 mg/Kg范圍內(nèi)波動(dòng),算術(shù)平均值和變異系數(shù)分別為1.11和57.36%;V含量含量在34.07~364.94mg/g范圍內(nèi)波動(dòng),算術(shù)平均值和變異系數(shù)分別為80.06和47.60%;Co含量在7.68~22.92mg/Kg范圍內(nèi)波動(dòng),算術(shù)平均值和變異系數(shù)分別為10.45和16.14%;Cu含量在25.68~74.74mg/Kg范圍內(nèi)波動(dòng),算術(shù)平均值和變異系數(shù)分別為38.41和22.70%。結(jié)果表明與化肥河距離對(duì)土壤樣品中的重金屬Cd含量分布有較為顯著的影響,即距化肥河越近Cd含量越高,反之越低;V、Co、Cu含量無(wú)明顯規(guī)律。

        2.1.2 污灌區(qū)土壤重金屬含量與國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)土壤分析

        污灌區(qū)土壤樣品重金屬Cd含量平均值為1.11,為當(dāng)?shù)赝寥辣尘爸档?0.78倍,表明調(diào)查土壤Cd含量近一半超過(guò)國(guó)家土壤二級(jí)標(biāo)準(zhǔn),這一結(jié)果可能與當(dāng)?shù)厝藗兊幕顒?dòng)有關(guān),即使用污水灌溉的頻率及總量;V含量平均值為80.06,為當(dāng)?shù)赝寥辣尘爸档?.97倍,表明調(diào)查土壤V含量基本全部符合國(guó)家土壤二級(jí)標(biāo)準(zhǔn);Co含量平均值為10.45,為當(dāng)?shù)赝寥辣尘爸档?.81倍,表明調(diào)查土壤Co含量基本全部符合國(guó)家土壤二級(jí)標(biāo)準(zhǔn);Cu含量平均值為38.41,為當(dāng)?shù)赝寥辣尘爸档?.59倍,表明調(diào)查土壤樣品Cu含量全部符合國(guó)家土壤二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)。

        2.2 污灌區(qū)蔬菜重金屬含量分析

        2.2.1 污灌區(qū)蔬菜重金屬含量分布

        污灌區(qū)蔬菜中重金屬含量Cd的含量在0.20~2.50 mg/Kg區(qū)間內(nèi)波動(dòng),算術(shù)平均值變異系數(shù)分別為1.20和52.35%,為對(duì)照組含量的1.92倍;V含量在42.86~124.23mg/Kg區(qū)間內(nèi)波動(dòng),算術(shù)平均值和變異系數(shù)分別為78.16和25.79%,為對(duì)照組含量的0.88倍;Co含量在7.69~13.11mg/Kg區(qū)間內(nèi)波動(dòng),算術(shù)平均值和變異系數(shù)為10.46和9.22%,與對(duì)照組含量無(wú)差異;Cu含量在25.68~74.74mg/Kg區(qū)間內(nèi)波動(dòng),算術(shù)平均值和變異系數(shù)分別為39.12和22.23%,為對(duì)照組含量的1.11倍。結(jié)果說(shuō)明污灌區(qū)蔬菜樣品重金屬含量與對(duì)照組Cd含量差異較大,V、Co和Cu無(wú)明顯差異。endprint

        2.2.2 污灌區(qū)蔬菜重金屬含量與食品衛(wèi)生安全標(biāo)準(zhǔn)分析

        污灌區(qū)蔬菜樣品重金屬Cd的的含量在0.32~53.08mg/Kg范圍內(nèi)波動(dòng),算術(shù)平均值和變異系數(shù)分別為1.10和272.01%,為蔬菜檢測(cè)衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)限值的10.48倍,超標(biāo)率為100%,表明蔬菜中Cd含量全部超標(biāo);V含量在7.16~41.54mg/Kg范圍內(nèi)波動(dòng),算術(shù)平均值和變異系數(shù)分別為5.50和100.31%;Co含量在0.10~2.57mg/Kg范圍內(nèi)波動(dòng),算術(shù)平均值和變異系數(shù)分別為0.96和592.97% ,V和Co表現(xiàn)為強(qiáng)變異;Cu含量在1.65~39.02mg/Kg范圍內(nèi)波動(dòng),算術(shù)平均值和變異系數(shù)分別為7.46和61.08%,為蔬菜檢測(cè)衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)限值的0.75倍,超標(biāo)率為13%,表明調(diào)查蔬菜樣品中的小部分受到Cu污染。

        3 結(jié)論

        (1)污灌區(qū)土壤Cd超標(biāo)率為48%,即近一半采樣點(diǎn)Cd含量超出國(guó)家土壤環(huán)境質(zhì)量二級(jí)標(biāo)準(zhǔn);V、Co、Cu符合國(guó)家土壤環(huán)境質(zhì)量二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)。

        (2)與化肥河的距離對(duì)土壤中重金屬含量影響顯著,其中對(duì)Cd含量分布最為明顯,即距化肥河越遠(yuǎn)Cd含量越低,距化肥河越近Cd含量越高;V、Co、Cu含量分布沒(méi)有表現(xiàn)出明顯的規(guī)律,可能受到人們活動(dòng)的影響。

        (3)污灌區(qū)土壤重金屬的不斷累積也導(dǎo)致其地上蔬菜受到不同程度的重金屬污染。所有采樣點(diǎn)蔬菜中Cd含量的超標(biāo)率達(dá)到100%,即全部超過(guò)國(guó)家食品衛(wèi)生安全標(biāo)準(zhǔn);Cu含量的超標(biāo)率為13%。

        (4)蔬菜中重金屬含量總體表現(xiàn)為葉菜類高于根莖類蔬菜。

        (5)蔬菜中重金屬污染和土壤重金屬污染不完全吻合,這是由于不同種類蔬菜的富集能力不一致。

        【參考文獻(xiàn)】

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