黃 艷

(福州市農(nóng)田建設與土壤肥料技術站，福建 福州 350001)

據(jù)環(huán)境保護部和國土資源部發(fā)布的全國土壤污染狀況調(diào)查公報[1]，無機污染物(無機重金屬污染)超標點位占全部污染點位的82%，其中重金屬鉻污染的點位超標率占1.1%。目前，關于蔬菜吸收鉻的機理、不同蔬菜品種對土壤鉻的吸收富集規(guī)律的研究較少，而這是建立鉻的土壤環(huán)境質(zhì)量基準不可缺少的。本文通過研究福建省8個縣(市)區(qū)28個蔬菜品種及其表層土壤的鉻含量狀況，分析土壤全鉻、有效鉻與蔬菜鉻之間的相關關系以及鉻在土壤－蔬菜體系中的轉(zhuǎn)移規(guī)律，為蔬菜重金屬鉻的污染防治提供依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 樣品采集和處理

樣品采集與處理借鑒林芬芳[2]、劉青付[3]的方法。樣品均采自田間作物及其種植土壤。采樣地包括龍巖市新羅區(qū)，南平市延平區(qū)，寧德市古田縣和蕉城區(qū)，福州市郊區(qū)、長樂、閩侯和福州瑯岐等地。選擇具有代表性的菜園土壤及蔬菜，蔬菜樣品包括12大類30多個品種，共采集土壤樣品、植株樣品各355個。田間采樣時首先選擇采樣小區(qū)和作物種類，然后在選定的采樣單元上采集蔬菜的可食用部分，每個采樣小區(qū)采集3～5個樣品組成一個混合樣品。同時采集相應耕作層土壤(略深于根系分布層，≤15 cm)組成混合樣品。新鮮蔬菜樣品先用0.2%鹽酸溶液洗滌，而后用去離子水洗凈后，適當濾干外表水分，稱鮮重，而后置于80～90 ℃鼓風干燥箱中烘15～30 min殺酶；接著置于烘干箱低溫烘干(約65 ℃)，必要時在微波爐中加速烘干，稱干重，并計算含水量。烘干后的植物樣品用不銹鋼粉碎機粉碎后過0.5 mm尼龍篩，儲存于密封塑料袋備用。土樣經(jīng)風干，去雜質(zhì)，磨細后，過2 mm篩，用網(wǎng)格法取少量過0.149 mm篩，儲存于密封的塑料袋中備用。

1.2 土壤和植物樣品鉻含量測定

土壤全鉻測定[4]：土樣經(jīng)硝酸-氫氟酸-高氯酸消解后，用火焰原子吸收分光光度法測定。

植株全鉻測定：植株樣品經(jīng)馬福爐灰化后加硝酸提取定容，用ICP測定。

土壤有效鉻測定：風干土樣加鹽酸(優(yōu)級純)振蕩提取后用ICP測定。

2 結(jié)果與討論

2.1 采樣區(qū)土壤、蔬菜可食部分鉻含量狀況

2.1.1 供試土壤鉻含量狀況 采樣區(qū)土壤全鉻含量為1.43～149.35 mg·kg-1，平均為53.61 mg·kg-1。根據(jù)2018年我國頒布的《土壤環(huán)境質(zhì)量標準》(B15618-2018)中標準值(pH＜6.5，農(nóng)田土壤鉻＜150 mg·kg-1)，各樣區(qū)土壤鉻含量均未超過國家二級標準，屬于安全級別。采樣區(qū)土壤有效鉻含量0.01～4.63 mg·kg-1，平均為 0.92 mg·kg-1。

2.1.2 采樣區(qū)蔬菜可食部分鉻含量 所有蔬菜鉻含量為0.001～0.321 mg·kg-1。不同種類蔬菜平均鉻含量(mg·kg-1FW)大小依次為莧菜(0.137)＞芹菜(0.091)＞地瓜(0.085)＞蓮藕(0.082)＞空心菜(0.059)＞白菜、包菜(0.058)＞蔥(0.055)＞絲瓜(0.053)＞芥菜(0.051)＞玉米(0.048)＞韭菜(0.045)＞春菜(0.044)＞大蒜、茄子(0.041)＞苦瓜(0.040)＞大白菜(0.039)＞花菜、豇豆、芋(0.035)＞菠菜(0.033)＞蘿卜、四季豆(0.032)＞芥藍菜(0.030)＞葫瓜(0.026)＞茭白(0.022)＞黃瓜(0.019)＞辣椒(0.014)＞西紅柿(0.013)。分析表明，不同類別的蔬菜平均鉻含量依次為：葉菜類(莧菜、芹菜)＞根莖類(地瓜、蓮藕、芋、蘿卜)＞瓜果類(葫瓜、黃瓜、西紅柿)。這與馬往校等[5]、李澤琴等[6]的研究結(jié)果相同。根據(jù)食品衛(wèi)生標準規(guī)定，蔬菜鉻最大允許限量為0.5 mg·kg-1(GB2762-2012)，采樣區(qū)蔬菜可食用部分鉻含量均未超標。

2.2 土壤鉻向蔬菜可食用部分的轉(zhuǎn)移

2.2.1 蔬菜鉻含量與土壤全鉻及有效鉻含量的關系 統(tǒng)計表明，蘿卜、空心菜與土壤全鉻間存在顯著相關性。蘿卜鉻含量(Y)與土壤全鉻(X)之間的回歸方程為：

采樣區(qū)蔬菜鉻含量與土壤有效鉻之間，大部分蔬菜相關性不顯著。其原因：一是鉻的有效度低，較難從土壤向植株轉(zhuǎn)移，這是相關性差的主要原因；二是土壤環(huán)境、施肥管理水平以及蔬菜生長狀況影響蔬菜對鉻的吸收。許煉烽等[7]研究表明，土壤鉻含量與蔬菜鉻含量的相關系數(shù)為0.336。

2.2.2 土壤鉻向蔬菜轉(zhuǎn)移的能力 研究表明，土壤元素的轉(zhuǎn)移系數(shù)不僅與作物品種有關，還可能與其含量有關[8—9]。王果等[8]認為，土壤有害元素的生物有效性或生物毒性與其在土壤中的有效量直接相關，而非全量，應以土壤有害元素的有效量來指示土壤有害元素的環(huán)境風險[10—12]。

本研究采用土壤鉻全量基轉(zhuǎn)移系數(shù)與土壤有效量基轉(zhuǎn)移系數(shù)分析蔬菜對鉻的富集能力。統(tǒng)計結(jié)果表明，采樣區(qū)蔬菜以鮮重計的土壤鉻全量基轉(zhuǎn)移系數(shù)的平均值為0.0002～0.0021(表1)；各類蔬菜以鮮重計的土壤鉻有效量基轉(zhuǎn)移系數(shù)平均為0.002～0.294(表2)。比較全量基和有效量基轉(zhuǎn)移系數(shù)，有效量基轉(zhuǎn)移系數(shù)與土壤有效鉻之間的相關性比全量基轉(zhuǎn)移系數(shù)與土壤全鉻之間的相關性更顯著，說明有效量基轉(zhuǎn)移系數(shù)比全量基轉(zhuǎn)移系數(shù)更為合理。因此，選取有效量基分析土壤鉻向蔬菜轉(zhuǎn)移能力。

表2表明，各種蔬菜的鉻有效量基轉(zhuǎn)移系數(shù)均隨土壤有效鉻的升高而降低。對大多數(shù)蔬菜種類而言，乘冪方程的擬合效果好于線性方程、指數(shù)方程、對數(shù)方程，說明大多數(shù)蔬菜的有效量基轉(zhuǎn)移系數(shù)隨土壤有效鉻的升高而呈冪函數(shù)降低。其中，達極顯著相關的有大白菜、白菜、空心菜、春菜、茄子、葫瓜；達顯著相關的有蘿卜、大白菜、白菜、空心菜、豇豆。土壤-植物系統(tǒng)中的鉻轉(zhuǎn)移系數(shù)不是一個常數(shù)，而是隨土壤鉻含量升高而降低的變量。

估算轉(zhuǎn)移系數(shù)是假設某一植物對土壤特定元素的吸收富集能力具有一個相對穩(wěn)定的特征值，因環(huán)境因素及生產(chǎn)管理水平的影響以及采樣和分析過程中的誤差使轉(zhuǎn)移系數(shù)產(chǎn)生波動，通過求取平均值或中位值可以消除這些因素的影響，得出可代表該植物對某元素富集能力的特征值[13]。各類蔬菜以鮮重計對土壤有效鉻的轉(zhuǎn)移系數(shù)在 0.002～0.294之間，按轉(zhuǎn)移系數(shù)(有效基)中位值把蔬菜對土壤有效鉻的轉(zhuǎn)移能力分三類：

第一類：有效量基鉻轉(zhuǎn)移系數(shù)＞0.05，鉻富集能力強，包含油菜、蘿卜、絲瓜、芥菜、豇豆、苦瓜、白菜、地瓜。

第二類：有效量基鉻轉(zhuǎn)移系數(shù) 0.03～0.05，鉻富集能力中等，包含大白菜、茭白、西紅柿、韭菜、包菜、四季豆、花菜、芹菜、蔥、芥藍菜、葫瓜、茄子、空心菜。

第三類：有效量基鉻轉(zhuǎn)移系數(shù)＜0.03，鉻富集能力低，包含黃瓜、大蒜、春菜、菠菜。

總體來看，瓜果類蔬菜對土壤鉻的富集能力較低，豆類、塊莖類蔬菜對土壤鉻的富集能力居中，而部分莖葉類和根莖類蔬菜對土壤鉻的富集能力比較高。蔬菜對鉻的轉(zhuǎn)移能力可能與鉻的累積、遷移規(guī)律有關。植物在其生長發(fā)育過程中，通過根和葉吸收鉻進入植物體內(nèi)，植物含鉻量一般以根部為最高，鉻在生物體內(nèi)的遷移能力較弱，無論是 Cr3+還是Cr6+，被植物吸收后大部分保留在根部，轉(zhuǎn)移到莖葉、籽粒中的很少。因此，塊莖類蔬菜對鉻的富集系數(shù)較高，富集能力較強，而籽粒、果實蔬菜中所含鉻較低。該結(jié)果與孫游云[14]、丁鵬等[15]、韓靜等[16]、張丹[17]的一致。本調(diào)查還表明，有少數(shù)同類但不同種蔬菜對鉻的富集能力也存在差異。

表1 蔬菜鉻轉(zhuǎn)移系數(shù)(全量基)與土壤全鉻的相關系數(shù)Table 1 Soil-to-plant transfer factors of Cr based on total Cr in soils

表2 蔬菜轉(zhuǎn)移系數(shù)(有效基)與土壤有效鉻的相關關系Table 2 Correlations between Soil-to-plant transfer factors of Cr(based on available Cr in the soils) with available Cr in the soils

3 結(jié)論

(1) 采樣區(qū)土壤鉻含量均未超過土壤環(huán)境質(zhì)量農(nóng)用地土壤污染風險管控國家標準，采樣區(qū)蔬菜可食部分鉻含量均未超過我國食品安全國家標準。

(2) 蔬菜品種可食用部分鉻含量與土壤有效鉻之間的相關性不顯著。這是由于鉻的有效度低，較難從土壤向植株轉(zhuǎn)移；土壤環(huán)境、施肥管理水平以及蔬菜生長狀況也影響蔬菜對鉻的吸收。有效量基轉(zhuǎn)移系數(shù)與土壤有效鉻之間的關系以乘冪方程進行描述最佳，土壤-蔬菜鉻轉(zhuǎn)移系數(shù)隨著土壤有效鉻含量的升高而降低。

(3) 瓜果類蔬菜對土壤鉻的富集能力較低，豆類、塊莖類蔬菜對土壤鉻的富集能力居中，而部分莖葉類和根莖類蔬菜對土壤鉻的富集能力比較高。鉻在蔬菜-土壤系統(tǒng)中的轉(zhuǎn)移規(guī)律可指導蔬菜的區(qū)域規(guī)劃種植，根據(jù)不同蔬菜種類對鉻轉(zhuǎn)移能力的差異，能夠有針對性地篩選或選育耐、抗鉻污染的品種。