梅 潔，李 陽，王 燕

(南京師范大學泰州學院，化學與生物工程學院，江蘇泰州 225300)

近年來，隨著泰州地區(qū)經(jīng)濟的迅速發(fā)展，環(huán)境受到了嚴重影響，特別是土壤污染嚴重。土壤中重金屬含量超標對泰州地區(qū)農產品質量有重要影響。泰州地方環(huán)保部門和食品衛(wèi)生監(jiān)督部門對當?shù)厣a的農產品安全問題非常重視，對綠色、無公害農作物生長的土壤環(huán)境質量的監(jiān)測與評價也非常嚴格。

果園環(huán)境質量會直接影響果樹生長發(fā)育和果實品質，而土壤重金屬含量是綠色食品產地環(huán)境監(jiān)測中一項重要的評價指標[1]。當土壤中的重金屬積累到一定程度時就會對果園中土壤造成污染，進而影響果樹生長發(fā)育和果實品質，再通過食物鏈進入人體，從而對人體健康造成危害[2]。因此，監(jiān)測和評價果園土壤重金屬污染具有非常重要的意義。目前，國內外對果園土壤重金屬含量已有一些研究，如對我國山東蘋果主產區(qū)部分果園的土壤重金屬含量進行檢測，檢出鉛、鎘和汞等重金屬含量超標[3-5]；在美國，重金屬污染監(jiān)測已被納入果園的營養(yǎng)管理[6]，中國農業(yè)部在2000年也頒布了《綠色食品產地環(huán)境與技術條件》[7]。

筆者以泰州海陵區(qū)某草莓園為例，對其土壤中重金屬含量進行測定，并將測定值與土壤環(huán)境背景值進行比較，旨在研究該地區(qū)土壤中重金屬含量，為泰州地區(qū)果業(yè)的發(fā)展和果園生態(tài)環(huán)境質量的改善提供參考。該研究所測定元素含量參考1990年出版的《中國土壤元素環(huán)境背景值》[8]。

1 材料與方法

1.1樣品采集在草莓成熟季節(jié)采集土樣，時間為2016年12月1日，該草莓園為長方形田塊，具有地勢平坦等特點。用挖坑剖面取樣方法采集土壤樣品，按雙對角線法布點采樣，根據(jù)“代表性”原則，在草莓園地塊按方位選5個采樣點(東南、東北、中部、西南、西北)，在每個采樣點上，按層垂直向下挖取土壤。用鐵鍬向土層下挖15 cm左右，再用竹片去除邊緣約1 cm厚的土層，每個點取約1 cm厚的土壤(1 kg左右)，每個點所取土壤量基本相等，采樣完畢后將各點土樣分別裝入不同的塑料袋，并貼上相應標簽(東南CMDN、東北CMDB、中部CMZB、西南CMXN、西北CMXB)。

1.2樣品制備

1.2.1風干。將采回的土壤樣品平鋪在木盤中，攤成約2 cm厚的薄層，放于實驗室內風干。保持實驗室干燥通風，并防止污染，土壤標簽采用竹夾夾在相應木盤邊上，將風干后的土樣轉送樣品加工室制備。

1.2.2研磨與過篩。首先，將風干好的土樣倒入木盤中，壓碎，并不斷清除碎石、砂礫及植物根莖等雜質。用四分法縮分，將經(jīng)過縮分后的樣品，1份留作備用，另1份繼續(xù)研磨至全部通過200目尼龍篩，充分混合均勻后，分裝于特制塑料袋中，以備分析測試用。

1.3樣品預處理

1.3.1智能石墨消解法。稱取經(jīng)處理過的土壤樣品0.200～0.500 g(精確至0.001 g)于專用聚四氟乙烯消解管中，滴加少量水潤濕，加入10 mL硝酸、8 mL氫氟酸、3 mL高氯酸，待設備溫度升高至200 ℃時，將消解管放入加熱90 min，此過程消解管需要加蓋密封。冷卻10 min左右，再次向消解管中加入4 mL硝酸、1 mL氫氟酸，等溫度升到200 ℃，再加熱120 min，此過程消解管不需要加蓋。加熱結束后冷卻15 min，最后加入2 mL水、0.3 mL硝酸。取出消解管定容到50 mL容量瓶中加蓋搖勻，靜置約30 min取上清液測定，同時做空白試驗。

1.3.2王水水浴消解法。土壤中重金屬汞(Hg)測定采用王水水浴消解法，稱取經(jīng)處理過的土壤樣品0.200～1.000 g于50 mL具塞比色管中，加少許水潤濕，然后加入10 mL王水(鹽酸∶硝酸∶水=3∶1∶4)，將瓶塞蓋上后搖勻，置于沸水浴中消解2 h，取出冷卻至室溫，用稀釋液將其稀釋至刻度，搖勻后靜置，取上層清液待測，同時做空白試驗。

1.4pH測定稱取過篩后的土壤樣品10.000 g于50 mL燒杯中，加入25 mL蒸餾水，用玻璃棒劇烈攪拌2～3 min，靜置30 min，密封，以防止空氣中氨以及揮發(fā)性化合物影響。儀器校正：用pH分別為4.00、7.00、10.00的緩沖液對儀器進行校正，使標準緩沖液pH與儀器標度上的pH相一致，然后，把玻璃電極和甘汞電極插入土壤懸浮液中，測pH，每份樣品測完，即用去離子水沖洗電極，并用濾紙將水吸干。

1.5溶液配制

1.5.1標準溶液。Hg標準貯備液。

1.5.2混合標準溶液。Be、Ti、V、Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Cu、Zn、Se、Mo、Ag、Cd、Sb、Ba、Pb混合標準溶液，濃度為100.0 mg/L。

1.5.3稀釋液。稱取0.200 g重鉻酸鉀(優(yōu)級純)，用少量水溶解，加入28 mL硫酸(優(yōu)級純)，用水稀釋至1 000 mL，搖勻。

1.5.4ICP-MS質譜調諧液。Li、Y、Ce、Tl、Co、Mg混合溶液，濃度為1 μg/L。

1.5.5ICP-MS內標溶液。Li6、Sc、Ge、Rh、In、Tb、Lu、Bi混合溶液，濃度為400 μg/L。

1.5.6純水。電阻率大于18.0 MΩ/cm。

1.6測定方法分別用電感耦合等離子體質譜(ICP—MS)法測定土壤樣品中的重金屬Be、V、Co、Se、Mo、Ag、Sb、Cr、Ni、Cu、Cd、Pb，采用電感耦合等離子體原子發(fā)射光譜(ICP—AES)法測定土壤樣品中的重金屬Ba、Mn、Ti、Fe、Zn，采用雙道原子熒光計測定土壤樣品中的重金屬Hg。

2 結果與分析

2.1pH測定結果從表1可以看出，土壤樣品的pH為6.66～6.84，符合國家土壤環(huán)境質量二級標準6.50～7.50，為中性土壤。

表1 土壤樣品的pH

2.2重金屬含量測定結果該次試驗中，重金屬Zn采用原液測定，其余土樣均要稀釋10倍測定。共8個土樣，5份草莓園土壤樣品，2份標樣，1份試劑空白。

將表2電感耦合等離子體質譜檢測數(shù)據(jù)與國家標準數(shù)據(jù)進行比較可以看出，大部分重金屬含量值符合標準，但其中Se含量嚴重超出土壤元素環(huán)境背景值。95%置信范圍內Se含量為0.047～0.993 mg/kg，而該草莓園土壤中Se含量均達2.000 mg/kg，土壤中含有少量的Se對植物生長發(fā)育有促進作用。在增加作物產量、提高農作物質量方面，Se也有著非常重要的作用。但是，若土壤中Se過量會抑制作物生長發(fā)育，可能會導致草莓出苗較弱，生長緩慢，產量下降，同時有機Se轉化率下降，甚至有副作用。主要原因可能是來自成土母質母巖及生物循環(huán)，此外還有肥料過度施用所致。

表2 電感耦合等離子體質譜(ICP—MS)檢測數(shù)據(jù)

根據(jù)我國4 000個表土樣品環(huán)境背景值中Ag含量在95%置信范圍為0.027～0.410 mg/kg。由表2可知，5個土壤樣品中重金屬Ag含量均略微高出土壤元素環(huán)境背景值。Ag具有殺菌消毒的作用，土壤中適量Ag的存在不僅對動植物有益，而且對人體健康也有好處。該土壤中Ag可能來源于大氣沉降。

根據(jù)我國4 000個表土樣品環(huán)境背景值中Cd含量在95%置信范圍為 0.017～0.333 mg/kg。從表2可以看出，CMDN、CMZB這2個土壤樣品中Cd含量分別為0.329、0.314 mg/kg，接近土壤元素環(huán)境背景值的最高限度，過量的Cd會影響草莓的生長發(fā)育，且草莓根系是受害最嚴重的器官，Cd污染使草莓結果的能力降低、果實品質下降,甚至會造成果實不能食用。

從表3可以看出，草莓園土壤重金屬Mn、Ti、Fe含量均低于國家標準。

Hg含量在95%置信范圍為0.006～0.272 mg/kg，若土壤中Hg含量高于0.500 mg/kg，即認為該土壤已受到Hg污染，Hg對生態(tài)環(huán)境產生破壞作用；土壤中Hg含量高于1.000 mg/kg時就會對生態(tài)造成較嚴重的影響，生長在這種土壤的植物，殘留Hg含量會超過食用標準。

表3 電感耦合等離子發(fā)射光譜儀(ICP-AES)檢測數(shù)據(jù)

從表4可以看出，草莓園土壤中重金屬Hg含量均遠遠超出國家標準。Hg污染來源非常廣泛，主要來源于汽車尾氣的排放、工業(yè)“三廢”的排放，含汞農藥、肥料的使用等，土壤中Hg含量超標不會對植物生長產生很大影響，但殘留在植物籽實中的Hg會通過食物鏈進入人體，從而危害到人體健康。土壤中Hg含量高，可能與草莓園長期施用農藥有很大關系，另外汽車尾氣的排放和大氣沉降等對土壤中Hg的累積也會有一定的影響。

表4 原子熒光儀測定數(shù)據(jù)

3 結論

該研究以智能石墨消解法和王水水浴消解法對泰州某草莓園土壤pH和土壤中18種重金屬進行測定，分別借助于ICP-AES、ICP-MS和AFS對土壤重金屬消解液中Cu、Zn、Pb、Cd、Cr、Ni等18種重金屬含量進行檢測，并與土壤元素環(huán)境背景值進行對比研究，結果表明土壤的pH符合國家土壤環(huán)境質量二級標準(6.50～7.50)，為中性土壤。土壤中除Cd、Hg、Se、Ag含量超出土壤元素環(huán)境背景值外，其他重金屬含量符合國家標準。盡管草莓園土壤中大部分重金屬含量沒有超標，但土壤中重金屬Hg含量遠遠超出國家標準，應引起環(huán)保等部門的重視，建議采取相關措施，降低土壤中Hg的含量，防止草莓園土壤質量惡化，確保草莓園生產的草莓優(yōu)質高效，讓市民能夠放心食用。

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