張家友，邢增富，岑 銳，王永紅，杜傳輝

（海南省海洋地質(zhì)資源與環(huán)境重點實驗室/海南省地質(zhì)調(diào)查院，海南?？?570206）

在海南島北部，分布大量的鐵質(zhì)磚紅壤，這些磚紅壤是由新生代基性火山巖作為成土母巖風(fēng)化形成。在形成過程中，由于地形地貌的影響，在部分區(qū)域地表形成了一層硬度大、厚度約1 m 的鐵帽，其上覆有0～3 m 厚度不等的紅土，下部為火山巖風(fēng)化土，形成了區(qū)域獨特的鐵質(zhì)磚紅壤[1]。分布區(qū)域主要位于海南省北部的澄邁、臨高、儋州等市縣[2]，面積約為200 km2。這種鐵質(zhì)障礙層嚴重影響了區(qū)域土地資源的開發(fā)利用和農(nóng)業(yè)生產(chǎn)。

近年來，在海南省自然資源和規(guī)劃廳等部門的支持下，開展了剔除鐵質(zhì)障礙層的土地和障礙層綜合利用試驗，以期為區(qū)域土地整治和高標(biāo)準農(nóng)田建設(shè)提供技術(shù)支撐。在移除鐵質(zhì)障礙層后，以下層風(fēng)化層土壤為基礎(chǔ)進行了土地重塑的土地整治，以此彌補表層紅土層較薄、耕作層深度淺的不足。同時，施有機肥、土壤調(diào)理劑等改良土壤，組成保肥保水、易于耕作、適宜作物生長的“蒙金土”?；鹕綆r磚紅壤在風(fēng)化成土成壤過程中由于母巖的影響，造成重金屬含量本底值較高，有關(guān)區(qū)域土壤重金屬含量，本課題組已做專門研究，另文報道，也可參照區(qū)域其他研究報道[3-6]。

重金屬含量是判斷農(nóng)產(chǎn)品安全性的重要指標(biāo)[7-8]。據(jù)報道，蔬菜、水果中重金屬含量的高低易受栽種土體重金屬含量的影響[9-10]。因此，鑒于本區(qū)域土壤重金屬含量本底值較高，需對蔬菜水果等農(nóng)產(chǎn)品加強檢測，以確保食品安全和人民生產(chǎn)生活安全。本文旨在探討剔除鐵質(zhì)障礙層，進行土地整治后，所生產(chǎn)的蔬菜、水果等農(nóng)產(chǎn)品的重金屬含量，以便為整治后土地的合理開發(fā)利用提供試驗數(shù)據(jù)和技術(shù)支撐。

1 材料與方法

1.1 樣品采集

樣品采集于海南省臨高縣博厚鎮(zhèn)大洋村開展土地整治的試驗田中。試驗田共分3 個地塊，面積約70 000 m2。采集的農(nóng)產(chǎn)品種類包括蘿卜苗、小芥菜、地瓜葉、木瓜、香蕉、木薯、韭菜、小蘿卜、甘蔗、花生、芋頭、菠蘿、水瓜、皇帝蕉等14個具有代表性的品種，共40件樣品。試驗田的種植和管理按照當(dāng)?shù)胤N植習(xí)慣進行。

樣品分別于各農(nóng)作物的收獲盛期進行采集，在采樣點地塊內(nèi)視不同情況選多點取樣，然后等量混勻組成一個混合樣品。樣品按照同品種農(nóng)作物類型同一成熟度、多株組合原則，單件樣品鮮重均大于1 kg。

1.2 樣品分析測試

分析指標(biāo)為Pb、Cd、Hg、As、Cr、Zn、Cr、Ni等8 項重金屬指標(biāo)。分析測試工作由海南省地質(zhì)分析測試中心采用電感耦合等離子體質(zhì)譜法、原子熒光光譜法等方法進行，有關(guān)測試方法、檢出限等指標(biāo)見表1。相關(guān)質(zhì)量控制方法及要求按《多目標(biāo)區(qū)域地球化學(xué)調(diào)查規(guī)范（1∶250000）》（DD 2005-01）、《生態(tài)地球化學(xué)評價樣品分析技術(shù)要求》（DD 2005-03）及補充規(guī)定執(zhí)行，方法的準確度及精密度均能滿足《生態(tài)地球化學(xué)評價樣品分析技術(shù)要求》（DD 2005-03）及補充規(guī)定的要求。

表1 農(nóng)產(chǎn)品分析方法及方法檢出限

1.3 農(nóng)產(chǎn)品重金屬污染評價方法

采用單因子污染評價指數(shù)法和內(nèi)梅羅綜合指數(shù)評價法對蔬菜和水果等農(nóng)產(chǎn)品中Cd、Hg、As、Pb、Cr污染程度進行評價。

單因子評價指數(shù)法（Pi），計算公式如下：

式中Pi為污染物i的污染指數(shù)；Ci為污染物i的測定值；Si為污染物i的評價限量值。蔬菜的重金屬限量值參照《食品安全國家標(biāo)準食品中污染物限量》（GB 2762—2022），如表2所示。

表2 蔬菜重金屬污染評價限量值 單位：mg·kg-1

多因子評價采用內(nèi)梅羅綜合污染指數(shù)法（P綜），計算公式如下：

式中P綜為綜合污染指數(shù)；Pi平均為各單項污染指數(shù)Pi的平均值；Pi最大為各單項污染指數(shù)Pi的最大值。

土壤環(huán)境質(zhì)量分級是土壤質(zhì)量評價的基本內(nèi)容，單因子評價指數(shù)法（Pi）和綜合污染指數(shù)法（P綜）污染程度分級為5級，見表3。

表3 單因子和內(nèi)梅羅綜合污染指數(shù)分級表

2 結(jié)果與分析

2.1 農(nóng)產(chǎn)品重金屬含量

重金屬含量分析測試情況如表4所示?？傮w來看，14 種蔬菜水果中Cr 含量在0.030～0.384 mg·kg-1，平均值為0.157 mg·kg-1，其中香蕉中含量最高，小蘿卜中含量最低；Ni 含量0.018～5.795 mg·kg-1，平均值為0.686 mg·kg-1，其中花生中含量最高，韭菜中含量最低；Cu 含量0.199～6.137 mg·kg-1，平均值為1.317 mg·kg-1，其中花生中含量最高，小蘿卜中含量最低；Zn 含量1.003～26.048 mg·kg-1，平均值為6.689 mg·kg-1，其中花生中含量最高，菠蘿中含量最低；Cd 含量0～0.022 mg·kg-1，平均值為0.005 mg·kg-1，其中花生中含量最高，木薯中含量最低；Pb含量0.001～0.08 mg·kg-1，平均值為0.025 mg·kg-1，其中小芥菜中含量最高，小蘿卜中含量最低；As含量0.001～0.048 mg·kg-1，平均值為0.012 mg·kg-1，其中花生中含量最高，甘蔗中含量 最低；Hg 含量0.001～0.005 mg·kg-1，平 均值 為0.002 mg·kg-1，其中花生中含量最高，香蕉中含量最低。

表4 蔬菜瓜果重金屬含量 單位：mg·kg-1

根據(jù)《食品安全國家標(biāo)準食品中污染物限量》（GB 2762—2022）的評價標(biāo)準，所涉14種農(nóng)產(chǎn)品在5種重金屬Cr、Cd、Pb、As、Hg 含量的限量評價中，均未超過規(guī)定標(biāo)準，符合質(zhì)量要求。

2.2 農(nóng)產(chǎn)品重金屬污染水平評價

以《食品安全國家標(biāo)準食品中污染物限量》（GB 2762—2022）為評價標(biāo)準，采用單因子污染指數(shù)法和內(nèi)梅羅綜合指數(shù)法評價了區(qū)域14種常見農(nóng)產(chǎn)品的重金屬污染指數(shù)；并在基礎(chǔ)上進行了污染水平評價，評價結(jié)果詳見表5。菠蘿、木瓜、香蕉等水果在As、Hg 等項目中參照蔬菜類指標(biāo)進行。

表5 不同蔬菜重金屬污染水平評價

14 種蔬菜水果等農(nóng)產(chǎn)品中Pb 單項污染指數(shù)分布于0.01～0.80；Cd 單項污染指數(shù)分布于0.01～0.07；Cr 單項污染指數(shù)分布于0.06～0.77；As 單項污染指數(shù)分布于0～0.10；Hg 單項污染指數(shù)分布于0.06～0.50；各單項污染指數(shù)評價均為安全、清潔。

木薯、甘蔗、小芥菜、花生、芋頭、韭菜、菠菜、地瓜葉、皇帝蕉、香蕉、木瓜、水瓜、小蘿卜、蘿卜葉等14 種蔬菜水果重金屬綜合污染指數(shù)分別為0.16、0.10、0.60、0.52、0.30、0.36、0.12、0.49、0.23、0.56、0.23、0.16、0.08、0.17，綜合污染指數(shù)評價結(jié)果均為安全清潔。

3 討論

3.1 土壤重金屬含量與地質(zhì)背景

本次農(nóng)作物生產(chǎn)區(qū)域位于海南省臨高縣博厚鎮(zhèn)，土壤為火山巖磚紅壤，成土母巖為第四紀火山巖。土壤地球化學(xué)研究表明，土壤中重金屬含量Cr、Cu、Ni等元素含量較高，為典型的火山巖磚紅壤重金屬高背景值區(qū)域[3,11-12]。據(jù)調(diào)研報告，海南主要農(nóng)產(chǎn)品基地土壤8 種重金屬元素含量平均值均低于農(nóng)用地土壤污染風(fēng)險篩選值，相對于成土成壤地質(zhì)背景，沒有受到外源的污染[13]，對農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全、農(nóng)作物生長或土壤生態(tài)環(huán)境的風(fēng)險低，影響在可接受的范圍內(nèi)，一般不需要專門的整治或干預(yù)[14]。

3.2 海南省農(nóng)產(chǎn)品中重金屬含量對比

楊劍洲等人系統(tǒng)采集了海南省規(guī)?；N植園的農(nóng)產(chǎn)品如谷物、蔬菜和水果等673 件樣品，開展了Cu、Pb、Zn、Cr、Cd、As 和Hg 等7種重金屬研究，結(jié)果表明，農(nóng)產(chǎn)品中Cu、As 和Hg 低于國家食品限量標(biāo)準，Pb、Zn、Cr 和Cd 指標(biāo)存在超標(biāo)現(xiàn)象，但超標(biāo)率最大值為3.71%，農(nóng)產(chǎn)品單因子指數(shù)、內(nèi)梅羅指數(shù)及農(nóng)作物的危害指數(shù)（HI）較低，海南省農(nóng)產(chǎn)品具有良好的安全性[4]。農(nóng)產(chǎn)品的不同部位在生長的不同階段對不同重金屬的富集具有明顯的差異性[15-16]，例如弓秋麗等人對海南省瓊中縣的茶葉研究發(fā)現(xiàn)，茶樹各器官中，根部相對富集Pb、Cr、Cd 和Hg，葉片相對富集Cu 和Ni；在茶葉中，老葉相對富集Cr、Pb、Cd 和Hg，嫩芽相對富集Cu、Ni 和Zn，反映出重金屬在茶樹不同生長部位含量的差異。據(jù)認為與可食部分的植物體的結(jié)構(gòu)有關(guān)，綠葉蔬菜類葉片上分布著大量氣孔，其表面高蒸發(fā)量易導(dǎo)致污染物在葉菜中積累。

本研究采集的14 個品種40 件農(nóng)產(chǎn)品中，去除球莖類農(nóng)產(chǎn)品如花生、木薯等發(fā)現(xiàn)，綠葉蔬菜農(nóng)產(chǎn)品中如蘿卜苗、韭菜、地瓜葉、小芥菜等也相對富集Cu、Ni 和Zn 等元素，與弓秋麗等人的研究比較一致；花生、木薯等部分重金屬元素含量較綠葉蔬菜類等農(nóng)產(chǎn)品高，主要是花生、木薯干物質(zhì)含量高，生長周期長，相對植物之內(nèi)積累的金屬元素較高，但對照《食品安全國家標(biāo)準 食品中污染物限量》（GB 2762—2022），所有指標(biāo)都沒有超出限量標(biāo)準；綜合評價指數(shù)也屬安全清潔標(biāo)準，均在安全范圍內(nèi)。

據(jù)研究，農(nóng)產(chǎn)品的植株累計重金屬受農(nóng)作物種類、暴露途徑、生長年限、土壤性質(zhì)、重金屬有效態(tài)等多重因素的影響[17]。同時，農(nóng)產(chǎn)品對各種營養(yǎng)元素吸收富集不是一個常數(shù)，而是受可利用形態(tài)變化呈現(xiàn)遞減趨勢，尤其是對重金屬有一種自我保護機制[18]。

土地整治區(qū)域一般種植的作物為反季節(jié)瓜菜、熱帶水果、糧食（主要是水稻）等農(nóng)產(chǎn)品，這些農(nóng)產(chǎn)品具有生長周期短、成熟快的特點，根據(jù)本次樣品采集分析結(jié)果和相關(guān)研究來看，海南省農(nóng)作物受重金屬影響較弱，農(nóng)產(chǎn)品具有較好的食用安全性。

4 結(jié)論

1）海南鐵質(zhì)磚紅壤土地整治后的蔬菜水果等農(nóng)產(chǎn)品重金屬含量符合《食品安全國家標(biāo)準食品中污染物限量》（GB 2762—2022）有關(guān)限量要求，不存在超標(biāo)的指標(biāo)。

2）對照《食品安全國家標(biāo)準食品中污染物限量》（GB 2762—2022）采用單因子評價和綜合評價，各農(nóng)產(chǎn)品的污染指數(shù)均小于1，污染指數(shù)評價結(jié)果為安全清潔，農(nóng)作物受重金屬影響較弱，農(nóng)產(chǎn)品具有較好的食用安全性。