趙普瑩 曹利名 趙群

摘 要 選取上海四處景觀效果較為穩(wěn)定的可食地景，采集表層土壤和蔬菜樣品，并對(duì)Pb、Cd、Hg、As四種重金屬進(jìn)行檢測(cè)和污染評(píng)價(jià)。結(jié)果顯示，宅旁菜地、世紀(jì)公園土壤屬于輕度污染，五厙基地、社區(qū)花園處于警戒線(xiàn)水平;宅旁菜地、世紀(jì)公園的As含量達(dá)到輕度污染;全部土壤樣本重金屬含量均未超過(guò)農(nóng)用地土壤污染風(fēng)險(xiǎn)篩選值標(biāo)準(zhǔn)，無(wú)潛在生態(tài)危險(xiǎn)。五厙基地、宅旁菜地、世紀(jì)公園產(chǎn)出的蔬菜重金屬含量均未超過(guò)限量指標(biāo)，可安全食用。

關(guān)鍵詞 可食地景;重金屬檢測(cè);污染評(píng)價(jià);食品安全;上海地區(qū)

中圖分類(lèi)號(hào)：S201.6 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A DOI：10.19415/j.cnki.1673-890x.2022.13.042

可食地景，是指運(yùn)用設(shè)計(jì)生態(tài)園林的技術(shù)方式來(lái)營(yíng)造果園、農(nóng)園，使其富有美感和生態(tài)價(jià)值[1]。城市中可食地景的運(yùn)用，不僅滿(mǎn)足人們對(duì)城市景觀生態(tài)性的需求，同時(shí)兼具生產(chǎn)性與食用性，是近年來(lái)城市景觀設(shè)計(jì)的熱門(mén)研究趨勢(shì)。2019年北京世園會(huì)百果園、百蔬園、百草園的展區(qū)[2]，2021年第十屆花博會(huì)（上海）中可食地景展園設(shè)計(jì)[3]，都是對(duì)可食地景發(fā)展的一次次嘗試。但可食地景的設(shè)計(jì)區(qū)域大多不是農(nóng)業(yè)用地，這些城市用地隨著工業(yè)、交通及城市發(fā)展，土壤中有害物質(zhì)尤其是重金屬污染不斷加重，在這類(lèi)土地上種植農(nóng)作物，重金屬會(huì)隨著生物富集作用在作物體內(nèi)積累而難以被降解，人類(lèi)食用這些作物，則可能會(huì)對(duì)身體健康造成損害，尤其是兒童受害則會(huì)更為嚴(yán)重[4]。

上海作為國(guó)內(nèi)率先開(kāi)展可食地景實(shí)踐的地區(qū)之一，在科研院所及中小學(xué)校的帶領(lǐng)下，踴躍出社區(qū)花園、空中菜園、公園菜園、庭院菜地等一系列可食用景觀形式[5]。本研究選取上海地區(qū)四處較為穩(wěn)定的可食用景觀，對(duì)其土壤和產(chǎn)出作物的重金屬含量進(jìn)行檢測(cè)，對(duì)種植蔬菜進(jìn)行安全性評(píng)估，為今后可食地景的發(fā)展提供理論依據(jù)。

1? 研究區(qū)概況

本研究選取四處可食地景進(jìn)行土壤及蔬菜樣品的重金屬檢測(cè)，分別為上海世紀(jì)公園蔬菜花園、鞍山四村第三小區(qū)“百草園”社區(qū)花園、松江區(qū)泖港鎮(zhèn)曹家浜570號(hào)宅旁菜地及上海農(nóng)林職業(yè)技術(shù)學(xué)院五厙基地。這四處采樣點(diǎn)分別代表可食地景四種常見(jiàn)形式：城市公園可食地景園區(qū)、社區(qū)花園、庭院菜地及城郊農(nóng)業(yè)園區(qū)。四處景觀運(yùn)營(yíng)主體不同，世紀(jì)公園蔬菜花園和五厙基地的運(yùn)營(yíng)主體是企業(yè)，管理維護(hù)相對(duì)專(zhuān)業(yè);“百草園”主要由社區(qū)居民共同建設(shè)維護(hù)，宅旁菜地則是由戶(hù)主親自維護(hù)，管理成效一般。不同管理主體對(duì)于土壤和作物食品安全的關(guān)注程度及采取措施也有所不同，值得對(duì)此進(jìn)行研究和對(duì)比。

2? 材料與方法

2.1? 重金屬測(cè)定元素及其含量標(biāo)準(zhǔn)的選定

土壤重金屬的含量標(biāo)準(zhǔn)采用國(guó)標(biāo)《土壤環(huán)境質(zhì)量 農(nóng)用地土壤污染風(fēng)險(xiǎn)管控標(biāo)準(zhǔn)》（GB15618—2018）中農(nóng)用地土壤污染風(fēng)險(xiǎn)篩選值標(biāo)準(zhǔn)和管控值標(biāo)準(zhǔn)，以及上海市土壤重金屬環(huán)境背景值。蔬菜重金屬含量標(biāo)準(zhǔn)采用國(guó)標(biāo)《食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)食品中污染物限量》（GB2762—2017）中的各污染物限量指標(biāo)。土壤和蔬菜重金屬測(cè)定元素均選定Pb、Cd、Hg、As四種元素。

2.2? 樣本采集與測(cè)定方法

在四處區(qū)域各隨機(jī)選擇5個(gè)采樣點(diǎn)，用鏟子取0～10 cm表層土樣，放入自封袋內(nèi)，貼上標(biāo)簽。將各處區(qū)域采集的土壤樣品分別各自混合，剔除雜物，烘箱烘干，經(jīng)研磨后過(guò)120目尼龍篩，用于測(cè)量重金屬元素的含量。

蔬菜樣本選取每處研究區(qū)域共有的種類(lèi)——紅薯、辣椒和雞毛菜，在區(qū)域內(nèi)隨機(jī)采集可食用部位，經(jīng)四分法縮混后用清水洗凈，再用純水淋洗，晾干表面水分后備用。

土壤及蔬菜樣本的重金屬檢測(cè)參照表1國(guó)標(biāo)規(guī)定的方法進(jìn)行。

2.3? 樣本污染評(píng)價(jià)方法

土壤樣本采用地累積指數(shù)法、單因子指數(shù)法和內(nèi)梅羅綜合污染指數(shù)法進(jìn)行重金屬污染評(píng)價(jià)，并利用潛在生態(tài)危害評(píng)價(jià)法進(jìn)行綜合生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)。計(jì)算公式如下。

地累積指數(shù)法：[Igeo=log2Ci1.5Bi][]? ? ? ? ? ?（1）

（1）式中，Igeo為土壤重金屬元素的地累積指數(shù)，Ci為土壤樣本中重金屬元素i的濃度，Bi為元素i的環(huán)境背景值。

地累積指數(shù)法評(píng)價(jià)等級(jí)標(biāo)準(zhǔn)見(jiàn)表2。

內(nèi)梅羅綜合污染指數(shù)法：

[P=P2iavr+P2imax2]? ? （2）

（2）式中，P為綜合污染指數(shù)，Piavr為污染物污染指數(shù)的平均值，Pimax為污染物中單項(xiàng)污染指數(shù)的最大值。

內(nèi)梅羅綜合污染指數(shù)分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)見(jiàn)表3。

單項(xiàng)污染指數(shù)法：

Pi=ρi/Si? （3）

（3）式中，Pi為污染物的污染指數(shù)，ρi為污染物i的實(shí)測(cè)濃度（mg·kg-1），Si為污染物i的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)（mg·kg-1）。

單項(xiàng)污染評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)：Ⅰ級(jí)，Pi≤1，無(wú)污染;Ⅱ級(jí)，Pi≤2，輕微污染;Ⅲ級(jí)，Pi≤3，輕度污染;Ⅳ級(jí)，Pi≤5，中度污染;Ⅴ級(jí)，Pi>5，重度污染。

潛在生態(tài)危害評(píng)價(jià)法：

[Cri=Ci/Bi] （4）

[Eri=Tri·Pri]? （5）

[RI=i=1nEri]? （6）

（4）（5）（6）式中，[Cri]為元素i的污染參數(shù)，[Eri]為元素i的潛在生態(tài)危害指數(shù)，[Tri]為元素i的毒性響應(yīng)系數(shù)，[Pri]為元素i的潛在污染指數(shù)，RI為多元素綜合潛在生態(tài)危害指數(shù)。其中，毒性相應(yīng)系數(shù)取值分別為：Cd=30，Pb=5，Hg=40，As=10[6]。

潛在生態(tài)危害指數(shù)分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)見(jiàn)表4。

3? 結(jié)果與分析

3.1? 可食地景土壤重金屬含量測(cè)定結(jié)果和超標(biāo)分析

由表5可見(jiàn)，四地的土壤樣品均可以檢測(cè)出Pb、Cd、Hg、As四種元素，與上海土壤重金屬環(huán)境背景值相比，宅旁菜地、世紀(jì)公園的As含量略高于背景值，分別為背景值的1.31倍、1.25倍，其余地點(diǎn)及其余重金屬含量均未超過(guò)背景值。四地土壤樣品重金屬含量均未超過(guò)《土壤環(huán)境質(zhì)量 農(nóng)用地土壤污染風(fēng)險(xiǎn)管控標(biāo)準(zhǔn)》中農(nóng)用地土壤污染風(fēng)險(xiǎn)篩選值標(biāo)準(zhǔn)，表明四地土壤對(duì)農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全的風(fēng)險(xiǎn)低。

3.2? 可食地景土壤污染等級(jí)評(píng)價(jià)

根據(jù)地累積指數(shù)法評(píng)價(jià)土壤樣品結(jié)果（見(jiàn)表6）可知，四地土壤樣品中四種重金屬的Igeo值均小于0，表明四種可食地景的土壤處于無(wú)污染水平。而根據(jù)內(nèi)梅羅綜合指數(shù)法評(píng)價(jià)各區(qū)域土壤（見(jiàn)表7），發(fā)現(xiàn)五厙基地、社區(qū)花園土壤污染處于警戒線(xiàn)水平，宅旁菜地、世紀(jì)公園的土壤屬于輕度污染。從單因子指數(shù)來(lái)看，宅旁菜地、世紀(jì)公園的As含量達(dá)到輕微污染水平，其余各地重金屬單項(xiàng)污染指數(shù)均屬于無(wú)污染水平。

3.3? 可食地景土壤潛在生態(tài)危害評(píng)價(jià)

從潛在生態(tài)危害指數(shù)法評(píng)價(jià)土壤樣本的結(jié)果（見(jiàn)表 8）可知，各區(qū)域中Pb、Cd、Hg、As四種重金屬潛在生態(tài)危害指數(shù)（Er）均小于40，屬于輕微污染水平，綜合潛在生態(tài)危害指數(shù)（RI）均小于150，屬于輕微生態(tài)危害。

3.4? 蔬菜重金屬含量測(cè)定集污染等級(jí)評(píng)價(jià)

《食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn) 食品中污染物限量》中的各污染物限量指標(biāo)列于表9，蔬菜重金屬含量測(cè)定結(jié)果列于表10。社區(qū)花園因近兩年種植的植物由蔬果轉(zhuǎn)為草藥及觀賞植物，所以本次的蔬菜樣本系從五厙基地、宅旁菜地及世紀(jì)公園采集?？梢钥闯?，三地的蔬菜樣本重金屬含量均未超過(guò)限量指標(biāo)，表明所有采集的蔬菜樣本均為安全可食用的。從各重金屬元素在蔬菜樣本的含量來(lái)看，As和Hg在蔬菜中的積累最小，五厙基地的蔬菜未檢測(cè)出Hg，As元素有被檢出但未達(dá)到檢測(cè)下限;世紀(jì)公園Hg、As元素均有檢出，但未達(dá)到檢測(cè)下限;宅旁菜地中Hg、As元素則均未檢出。Pb和Cd在不同種類(lèi)的蔬菜中的積累和污染指數(shù)有差異，雞毛菜和紅薯中Pb的單因子指數(shù)較高，而辣椒中Cd的單因子指數(shù)更高。

4? 討論與小結(jié)

4.1? 討論

隨著城市化進(jìn)程不斷加快，城市居民所占比例越來(lái)越高，但對(duì)于田園生活的向往總是難以割舍。前些年因居民私自破壞公路種菜、在社區(qū)綠地種菜的新聞屢見(jiàn)不鮮[7]。近年來(lái)，隨著國(guó)家給予社區(qū)農(nóng)園、都市菜園對(duì)緩解城市問(wèn)題、改善食品安全、促進(jìn)人際關(guān)系等方面的認(rèn)可[8]，可食地景也在城市公共綠化、居民社區(qū)綠化當(dāng)中逐漸興起。而可食地景選用的場(chǎng)地不屬于農(nóng)用地，存在一定土壤污染風(fēng)險(xiǎn)。土壤中的污染物會(huì)隨著生物富集作用積累在植物體內(nèi)，如果人們食用這類(lèi)果蔬，可能會(huì)對(duì)身體造成一定損害。如Pb的強(qiáng)親組織性會(huì)損害人體器官;Cd可以破壞鈣代謝，引起鈣缺乏，導(dǎo)致骨質(zhì)疏松、軟骨癥和骨折等癥狀[9]。因此，對(duì)于選作可食地景設(shè)計(jì)的場(chǎng)地，提前進(jìn)行重金屬污染檢測(cè)是十分必要的。

本次研究所選用的可食地景基本都持續(xù)3年以上，景觀已較為成熟。這些區(qū)域的土壤污染程度不嚴(yán)重，且產(chǎn)出蔬菜經(jīng)檢測(cè)也全部安全可食，但不代表所有可食地景所種植的果蔬均為安全的。受城市中工業(yè)、交通、生活等污染，城中及城郊零星的菜地已經(jīng)受到了不同程度的污染，如廣州城市菜地中Cd、Hg對(duì)于生態(tài)存在極強(qiáng)危害[10]，上海櫻桃河邊邊沿菜地Zn含量超標(biāo)等[11]。盡管在這些地方種植的果蔬中重金屬含量不一定超過(guò)限額標(biāo)準(zhǔn)[12-13]，但仍應(yīng)引起重視。

然而，對(duì)每一處可食地景設(shè)計(jì)前都進(jìn)行土質(zhì)檢測(cè)成本過(guò)于高昂，對(duì)非專(zhuān)業(yè)人士門(mén)檻過(guò)高。建議前期可采購(gòu)種植土覆于場(chǎng)地表面10～20 cm，之后利用樸門(mén)永續(xù)（Perma-culture）等健康、生態(tài)的方式進(jìn)行土壤改良，保證可食地景產(chǎn)出的作物健康、安全。

4.2? 小結(jié)

在上海地區(qū)四種可食地景類(lèi)型的土壤重金屬含量檢測(cè)中，宅旁菜地、世紀(jì)公園土壤屬于輕度污染，五厙基地、社區(qū)花園處于警戒線(xiàn)水平;宅旁菜地、世紀(jì)公園的As含量達(dá)到輕度污染;全部樣本重金屬含量均未超過(guò)農(nóng)用地土壤污染風(fēng)險(xiǎn)篩選值標(biāo)準(zhǔn)，表明這些可食地景產(chǎn)出的農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全風(fēng)險(xiǎn)低。通過(guò)對(duì)四處可食地景產(chǎn)出蔬菜的重金屬含量測(cè)定可知，所有蔬菜重金屬含量均未超過(guò)限量指標(biāo)，可安全食用。

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收稿日期：2022-04-21

基金項(xiàng)目：上海農(nóng)林職業(yè)技術(shù)學(xué)院中青年領(lǐng)軍人才項(xiàng)目（A2-0273-20-01-16）。

作者簡(jiǎn)介：趙普瑩（1992—），女，山西太原人，碩士，助教，主要從事景觀園藝及園藝產(chǎn)品采后研究。E-mail：zhaopuyin@163.com。