大湾区根茎类蔬菜-农田土壤系统中10种重金属吸收特性及其种植安全性研究

为确保粤港澳大湾区农用地安全有效利用和蔬菜安全高质生产,有必要针对该区域农田土壤特性和主要蔬菜品种的重金属吸收特性开展相关研究。以大湾区5种常见的根茎类蔬菜芋头(Colocasia esculenta)、生姜(Zingiber officinale)、白萝卜(Raphanus sativus)、胡萝卜(Daucus carota)和莲藕(Nelumbo nucifera)为代表,开展了蔬菜-土壤对应的田间采样,测定了138对蔬菜及其产地土壤样品中10种重金属的含量并分析其相关性。结果显示,蔬菜中10种重金属的浓度大小为FeZnMnCuNiPbCrAsCdHg;而在土壤中的浓度大小依次为FeMnZnPbCrCuNiAsHgCd。结合我国内地、港、澳三地蔬菜及土壤重金属限量标准计算样品超标率后发现,同一元素的样品超标率在蔬菜和土壤中不一致的现象普遍存在。总体上为Cd、Cr、As、Hg这4种元素的土壤超标率高于蔬菜超标率,而Pb为蔬菜超标率略高于土壤超标率。由根茎类蔬菜对不同元素的富集系数可知,其对10种元素的吸收能力大致为CdZnCuMnNiAsPbHgCrFe。Cd元素相对其它元素而言更易被根茎类蔬菜吸收,而Fe元素相对来说更不易被根茎类蔬菜吸收。同一元素在蔬菜与土壤中的含量相关性呈显著正相关的仅为Cd、Hg和Ni,而其他7种元素在蔬菜与土壤中的含量相关性并不显著,说明大湾区根茎类蔬菜重金属污染来源存在多样性,对不同元素的吸收机制不同。土壤中各元素含量相关性显示,Cd、Cr、Pb、Cu、Fe、Mn、Ni、Zn含量之间都存在显著正相关,说明这几种元素来自同一来源的可能性很大,导致土壤和蔬菜重金属含量存在复合污染关系。总的来说,用现行标准评价大湾区根茎类蔬菜产地土壤质量时,极有可能将能种出安全根茎类蔬菜的土壤评价为有污染风险的土壤。有必要进一步制定针对大湾区农田及作物特性的土壤环境质量评价标准,在保障农产品质量安全的前提下使日益紧缺的土地资源得到充分利用。     

我国设施农田土壤重金属污染评价与空间分布特征

收集了1997年以来我国设施农田土壤重金属研究文献的数据并对其进行统计分析,评价我国设施农田土壤重金属污染现状及空间分布。结果表明我国设施农田土壤重金属含量呈现一定的空间分布规律,南部地区土壤Cd、Pb和Hg含量最高,北部地区土壤As、Cu、Zn和Cr含量最高,西北部地区土壤Ni含量最高。与HJ/T 333—2006《温室蔬菜产地环境质量评价标准》相比,设施农田土壤Cd含量超标最严重,其在南部、北部和西北部地区的超标率分别为41. 7%、54. 5%和11. 1%;其次是Pb,在3大区域的超标率分别为33. 3%、18. 2%和0。地累积指数评价结果显示我国设施农田土壤Cd污染最严重,其次为Hg污染。另外,随种植年限的延长,设施农田土壤重金属累积明显,且土壤重金属的累积量随土层加深呈下降趋势。就重金属的来源而言,我国设施农田土壤重金属来源以肥料,尤其是畜禽粪便有机肥为主。     

湖南某植烟土壤重金属含量及其生态风险评价

采集了湖南某植烟区表层土壤样品112份,测定了土壤中6种重金属元素的含量,并采用单因子污染指数法、综合污染指数法和潜在生态危害指数法对其污染状况进行评价.结果表明,植烟区土壤重金属平均含量分别为36.25(Cu)、69.78(Zn)、37.66(Pb)、0.36(Cd)、12.71(As)、0.27(Hg)mg·kg-1.6个元素的变异系数在32.57%—59.03%之间,属于中等变异,元素分布不均.污染评价结果表明,植烟区土壤重金属Cu、Zn、Pb、As的单因子污染指数平均值小于1,其污染较轻.而重金属Cd和Hg的超标率为54.46%和58.04%,土壤受到Cd和Hg污染.潜在生态风险指数评价结果显示植烟区土壤重金属属于轻度污染.相关性分析结果表明Cu、Zn、Pb和Cd之间呈显著相关性,As和Hg相关性显著,说明其同源性较高.来源分析表明,研究区Cu、Zn、Pb和Cd污染来源东北部主要为矿区污染,西南部主要是人为源,As主要来源为成土母质和生活源,Hg主要为大气污染源.     

珠江三角洲地区典型菜地土壤与蔬菜重金属分布特征研究

通过对珠江三角洲地区的广州市、佛山市、江门市和惠州市典型菜地土壤和蔬菜中重金属（Pb、Cr、Cd、As和Hg）含量及其土壤中有效态（Pb、Cr、Cd）含量的调查,分析蔬菜重金属污染状况与土壤重金属含量的相关性,探讨了土壤重金属含量、有效态含量与土壤理化性质的相关性。结果表明,菜地土壤主要受Pb、Cd、Hg污染。Pb、Cd主要以轻度污染为主;而Hg污染在广州市菜地土壤以轻度污染和重度污染为主,佛山市菜地土壤以中度污染和重度污染为主,江门市和惠州市菜地土壤以轻度污染为主。蔬菜主要受Pb、Cd、Hg污染,少数蔬菜受到Cr污染,但并未检测出蔬菜受As污染。蔬菜中重金属含量与土壤中Pb、Cr、Cd的总量、有效态含量之间呈显著正相关关系,与土壤中As、Hg的总量无显著相关性。土壤中Pb、Cr含量与土壤有机质含量、黏粒含量、粉粒含量均达到显著相关。土壤中有效Pb与有效锰含量呈显著负相关关系,土壤中有效Cr含量与土壤粘粒含量、有效铁含量呈极显著正相关关系。     

河北省典型蔬菜产区土壤和蔬菜中重金属累积特征研究

采用野外调查和室内分析相结合的方法,以河北省典型蔬菜产区永年、藁城、定州、青县和玉田等5个县为研究对象,调查研究土壤和蔬菜中重金属累积特征,分析不同设施类型和种植年限土壤重金属含量差异,对同一设施类型下土壤重金属含量与种植年限的关系进行分析和模拟。结果表明,与全国和河北省土壤重金属背景值相比,典型蔬菜产区土壤重金属累积明显的是Cd、Cu和Zn。参照农业部绿色食品产地环境质量标准(NY/T391—2000),河北省典型蔬菜产区土壤Cr和Cd的超标率分别为4.72%和6.60%,其它元素均不超标。除Cr外,所有蔬菜可食部位中重金属Cd、Pb、As、Hg均不超标(GB2762—2012)。设施蔬菜土壤中Cd、As、Cu和Zn平均含量均显著高于露地蔬菜。设施蔬菜土壤中Cr、Cd、As、Hg、Cu变异系数均明显高于露地蔬菜,Pb和Zn变异系数均明显低于露地蔬菜。随着种植年限增加,蔬菜土壤中Cd、Pb和Hg含量均呈明显上升趋势,且种植年限分别与土壤Pb和Hg含量呈极显著正相关。根据产地环境质量标准(NY/T391—2000)土壤中Pb和Hg含量限值,推测研究区蔬菜的Pb和Hg安全种植年限分别为239.41 a和64.72 a。     

崇明岛公路两侧蔬菜地土壤和蔬菜重金属污染研究

为了研究崇明岛公路两侧土壤和蔬菜重金属污染状况,采集陈海、北沿公路两侧蔬菜地土壤、蔬菜和路面灰尘样品,测定重金属Pb、Cd、Cu、Zn含量.结果表明,以上海市土壤环境背景值上限值为评价标准,所有土壤样品Pb、Cd、Cu和Zn的超标率分别为10.1%、25.4%、6.5%和8.7%;以HJ 332-2006 食用农产品产地环境质量评价标准中蔬菜地土壤环境质量评价指标限值(pH值6.5～7.5)为标准,Cd超标率在21.0%,仅有不到3%样品Pb含量超标,而没有样品Cu、Zn含量超标.以国家食品卫生标准中规定的重金属限量为标准,路侧蔬菜样品Pb含量超标率为43.2%,Cd为18.6%,Zn和Cu则小于5%.由此可见,崇明岛主要公路两侧土壤污染以Cd为主,而蔬菜污染则以Pb为主.在长期运营的前提下,低交通量公路两侧50 m范围内耕作层土壤和两侧作物会发生一定程度的重金属污染,路面灰尘是路侧土壤和蔬菜的潜在污染源.     

天津市郊农田土壤重金属积累特征及评价

以天津市郊农田土壤为研究对象,采集东丽、西青、津南和北辰4区水浇地、旱地和园地3种土地利用类型的327个土壤表层(0～20 cm)样品,分析测定土壤中As、Pb、Cd、Cr和Ni 5种重金属含量。结果表明,天津市郊农田土壤重金属As、Pb、Cd、Cr和Ni平均含量依次为10.01、33.71、0.32、56.95和33.50 mg·kg~(-1),除Cr含量外其他重金属元素含量均高于天津市土壤环境背景值,呈现一定的积累特征。以GB 15618—2018《土壤环境质量农用地土壤污染风险管控标准(试行)》为评价标准,As、Pb、Cd、Cr和Ni 5种重金属元素中仅Pb、Cd和As超标,超标率分别为3.06%、14.07%和0.31%,表明天津市郊一些农田土壤存在Cd污染,个别农田土壤存在Pb和As污染,其余重金属元素对农田土壤造成污染的风险很低。采用单因子污染指数法和内梅罗综合污染指数法对农田土壤重金属污染程度进行评价,结果表明,天津市郊土壤Cd污染处于警戒限水平,按区域划分,Cd在东丽区存在一定污染,按不同土地利用类型划分,Cd在园地存在一定污染,其余重金属元素均处于安全水平。总体而言,天津市郊农田土壤除了存在一定程度的Cd污染外,其他各重金属污染风险较低。     

某污灌区土壤与蔬菜重金属污染状况及健康风险评价

对安徽蚌埠某污灌区的土壤及蔬菜进行取样调查,分别测定其重金属As、Pb、Cr、Cd和Hg含量,利用单因子污染指数和内梅罗综合污染指数评价污灌区土壤及蔬菜的污染状况,并结合EPA MMSOILS模型评价了当地食用蔬菜对人体造成的健康风险。结果表明,研究区土壤中As、Pb、Cr、Cd和Hg含量平均值分别为4.182、3.685、1.397、0.381和0.151 mg·kg-1,与GB 15618—1995《土壤环境质量标准》中的Ⅱ级标准(pH值为6.5~7.5)相比,Cd含量超标,其单因子污染指数为1.27。土壤内梅罗综合污染指数为0.931,表明土壤污染情况已处于警戒范围内,主要因素是Cd污染。蔬菜中各重金属含量符合GB 2762—2012《食品中污染物限量》,各重金属含量由高到低分别为Pb、As、Cr、Cd和Hg。食用蔬菜中Pb、Cd、Hg和Cr对人体造成的健康风险均较低,风险指数分别为0.40、0.07、0.12和0.06,而As的风险指数达1.12,暴露风险较大。     

珠江三角洲养殖鱼塘水体中重金属污染特征和评估

为了解珠江三角洲主要养殖环境中重金属含量及潜在生态危害程度,用电感藕合等离子质谱法和原子荧光法测定了肇庆、广州、惠州和茂名4市14个样点沉积物中7种元素的水体及底泥总量,并对底泥中主要重金属污染状况及潜在生态风险进行了评价。结果表明：养殖鱼塘水体中Cr质量浓度范围是nd-0.1011 mg·L-1,超标率为7.1%,Cu质量浓度范围为nd-0.1438 mg·L-1,超标率为64.3%,As质量浓度范围是0.0112-0.0812 mg·L-1,超标率为24.1%,Hg质量浓度范围是0.00004-0.00458 mg·L^-1,超标率为35.7%,Pb质量浓度范围为nd-0.0973 mg·L^-1,超标率为6.8%,其余Ni、Zn和Cd质量浓度范围分别为nd-0.0218、nd-0.0232和nd-0.00319 mg·L^-1,均未超渔业水质标准;底泥中重金属元素Cr、Cu、Zn、As、Hg、Cd和Pb的平均值分别为83.86、46.19、242.16、32.38、0.64、1.00和60.06 mg·kg^-1,地积累指数评价结果显示,表层沉积物重金属污染程度顺序为Cd＞Hg＞Zn＞Pb＞As＞Cu＞Cr,其中,Cd污染程度为中-强,是底泥污染最严重的元素。潜在生态风险指数分析,单项潜在生态风险指数生态风险均值排列顺序为 Hg＞As＞Cd＞Pb＞Cu＞Zn＞Cr。对区域综合潜在生态风险指数RI的贡献率最大的元素为Hg、As和Cd。4个市底泥潜在生态风险综合指数（RI）比较,惠州（290.13）＞广州（240.54）＞茂名（193.23）＞肇庆（116.40）。Hg和Cd是该水域污染和潜在生态风险最大的元素。     

福建省菜园土壤重金属的含量及其污染评价

采集了福建省26个县市158份菜园表层土壤样品,测定了土壤样品中重金属含量,采用单项及综合污染指数法对土壤重金属污染进行评价分析,并通过元素相关性分析和聚类分析,研究了菜园土壤重金属元素的赋存特征与区域分布.结果表明,福建省菜园土壤存在着不同程度的重金属污染,主要污染元素为Pb,Hg和Cd;元素相关性分析与聚类分析的结果表明:Cu,Zn,Ni和As具有伴随污染的特点,其污染源主要来自土壤母质和大量施用的农药和化肥;Cd,Pb和Hg在土壤中各聚成一类,说明它们在菜园土壤具有较独特的污染源,特别是Cd和Hg,其污染特征明显.而Pb和Cd虽有各自的污染源,但其污染具有一定的相关性.     

新乡市郊区大棚菜地土壤重金属Pb、Cd、Cr和Hg污染评价

科学评估菜地土壤重金属污染对保障食品安全和公众身体健康具有重要的现实意义。采用原子吸收光谱法和冷原子吸收光谱法,研究了新乡市郊区菜地土壤重金属Pb、Cd、Cr和Hg的质量分数,并参照HJ 333-2006《温室蔬菜产地环境质量评价标准》,对土壤重金属污染进行评价。结果表明：菜地土壤重金属Cd、Pb、Cr、Hg的平均质量分数分别为25.64、156.18、992.38、0.316 mg·kg-1。东黑堆、前河头、后河头和东水东菜地土壤重金属Cd、Pb、Cr均全部超标,其中以Cd污染最为严重,后河头土壤重金属Cd的质量分数达到33.78 mg·kg-1,超过土壤环境质量评价指标限值的111.6倍,东水东采样点次之,也超标66倍。除了前辛庄Hg污染超标127%以外,其他采样点重金属Hg均不超标。表层（0~10 cm）土壤重金属Hg质量分数高于耕层（10~20 cm）,其他重金属没有表现出明显的规律性。在不同季节,Cr质量分数随着季节变化逐渐递增,Hg质量分数则呈递减的趋势;Cd和Pb质量分数没有明显规律性。不同采样点综合污染指数以后河头的为最高,达到了82.49,其他依次为前河头、前辛庄、东黑堆、东水东。总体上讲,新乡市近郊菜地土壤重金属综合污染指数远远超过Ⅴ级的限值3.0,前河头、后河头和前辛庄菜地土壤都处于极高风险的重金属污染状态;东黑堆和东水东菜地土壤也处于高风险状态。     

衡阳市菜园使用的商品有机肥和有机废弃物中重金属含量状况调查

对衡阳市菜园使用的12个有机肥样品中的Zn、Cu、Cr、Pb、Cd、Ni、Hg和As的指标进行检测,样品中重金属总As、总Hg、总Pb、总Cd、总Cr等的含量按照中国NY525—2012有机肥料重金属限量指标,总Ni、总Cu、总Zn重金属参照德国腐熟堆肥中重金属限量标准进行分析,结果表明,除牛粪、菜籽饼肥外,有9个样品均发现有超限量值的重金属成分,超标样品数占总样品数的75%,超标的重金属成分以Cu和Zn较为普遍,分别占样品总数的75%和41.7%.而在超标程度方面,有两个样品的中的Cu和两个样品中的Cr均为严重超标.这些肥料使用不当,对菜园土和蔬菜品质产生不良影响,应给予关注.     

污泥对区域生态环境的影响

对上海某乡因施用大量污泥而造成的污染状况作跟踪调查研究和质量评价。研究对象为土壤、水稻和蔬菜，被研究的污染元素为Ｃｄ、Ｚｎ、Ｃｕ、Ｐｈ、Ｎｉ、Ｃｒ、Ｈｇ和Ａｓ．结果表明，该乡土壤为复合污染，Ｃｄ、Ｚｎ、Ｃｕ是主要污染元素．污泥施用越多的地区，水稻、蔬菜受污染就越严重，尤以Ｃｄ污染最为突出，超过了允许卫生标准。确定了污染村、污染程度和污染面积。     

Risk assessment for safety of soils and vegetables around a lead/zinc mine

Concentrations of heavy metals (Pb, Zn, Cd, Cu) were determined in soils and vegetables (chrysanthemum, spinach and four cultivars of Chinese cabbage from the area adjacent to a Pb/Zn mine in Shaoxing, Zhejiang province, China, and compared with the Chinese National Standards for Soil Environmental Quality. The accumulation of heavy metals in cabbage cv. Siyuegreen was investigated at different distances from the center of the mine. The vegetable plantation soils were polluted with Pb, Cd, Cu and Zn, especially by Pb and Cd. The levels of Pb and Cd were 20 and 30 times higher than the permitted standards, indicating that this Pb/Zn mining area is unsuitable for agricultural use. Chinese cabbage, chrysanthemum and spinach had different enrichment coefficients. The enrichment coefficient of Cd from soil to roots of chrysanthemum was >80% and from roots to leaves of cabbage cv. Shanghaigreen was >120%. These vegetables were polluted by heavy metals and could not be regarded as safe for human consumption. Environmental accumulation of heavy metals in the vegetable plantation soils was proportional to heavy metal accumulation in vegetables and both were inversely proportional to the distance from the lead/zinc mine.     

合肥市城市土壤重金属元素含量及空间分布特征

研究了合肥市城市土壤中重金属的含量、空间分布特征及来源。结果表明,合肥市城市土壤中,Ni和As2种元素污染不明显,但受到Cu、Zn、Pb、Sr、Cd、Hg6种元素不同程度的污染,其中Hg污染最严重。Ni和As2种元素的分布主要受自然因素影响,Cu、Zn、Pb、Sr、Cd、Hg6种元素主要来源于人为输入。Zn,Cd,Pb3种元素的空间分布规律比较相似,表现为在东部工业区和老城区内明显出现富集。Cu和Hg2种元素在合肥市城市土壤中含量的分布规律比较相似,峰值出现在东部工业区、老城区、北部和南部交通干线交汇区。Zn、Cd、Pb、Cu、Hg5种元素可能主要来源于工业活动和交通污染。Sr元素峰值出现在老城区和工业区中间,主要交通干线沿线和交汇地区含量也较高,Sr元素可能主要来源于交通污染。     

会泽某铅锌矿周边农田土壤重金属生态风险评价

为了了解云南会泽某铅锌矿废周边农田土壤中重金属含量及潜在的生态危害程度,利用野外采样与实验室分析相结合的方法,以会泽某铅锌矿周边农田土壤（0-20 cm）为研究对象,分析其中7种的重金属（Cd、As、Pb、Cr、Cu、Zn和Hg）含量,并采用风险评价代码法和Hankanson潜在生态风险指数法评价对重金属污染程度与潜在生态风险进行评价。结果表明：7种重金属都存在超标或污染,其中Pb、As、Cd等的污染较为严重。统计学分析结果表明,Pb、As、Hg、Zn、Cd来源相同,铅锌矿冶炼污染物的排放可能是导致研究区域农田土壤重金属含量升高的主要原因。7种重金属化学形态也不尽相同：在重金属有效态中,Cd的水溶态和可提取态较高（平均值达到31.2%）;Pb、Cu和Zn可还原态、可氧化态这两部分含量较高,两部分之和的平均值分别可达到27.9%、30%和27.2%;Hg、As和Cr的残渣态含量较高,平均值分别为90.4%、72.9%和76.8%。风险评价代码评价结果表明,54.4%的样点Cd为高生态风险,45.6%的样点Cd为中度生态风险;100%的样点Zn为中度生态风险;Cu有41.2%的点位属于低生态风险,58.8%的点位属于中度生态风险;As和Pb主要以低生态风险为主（所占比例分别为92.6%和91.8%）;Hg主要以无生态风险为主（所占97.1%）。Hakanson潜在生态风险指数法结果表明,7种重金属潜在生态危害大小顺序为：Cd（331）〉Hg（127.5）〉Pb（43.6）〉As（14.9）〉Cu（9.3）〉Zn（2.3）〉Cr（2.1）。7种重金属的综合潜在生态风险指数（RI）的范围为58.2-1839.3。11%的采样点处于轻微生态风险程度,27.1%的采样点处于中等生态风险程度,46.3%的的采样点处于强生态风险程度,15.6%的采样点处于很强的生态风险程度。综上所述,该矿区周边农田土壤受到了严重的重金属污染,由此引起的重金属生态风险不容忽视?     

基于不同土地利用方式的深圳市农用地土壤重金属污染评价（Evaluation of the Heavy Metal Pollution in Different Agricultural Soils of Shenzhen City）

为探讨深圳市农林土壤重金属的污染现状,分菜地、果园、林地和荒地等4种不同的土地利用类型,共采集了52个表层土壤样品,采用原子吸收法测定了其重金属Cu、Pb、Zn、Cd、Cr和Ni全量,单项污染指数法和内梅罗综合指数法评价了6种重金属在土壤中的污染现状.评价结果显示,部分土壤样点存在较为严重的重金属污染,Cd的污染最为严重,Cu的污染最轻;不同用地类型下的污染等级不同,荒地处于尚清洁(警戒限)水平,菜地和林地处于轻度污染水平,果园处于中度污染水平,全市农用地土壤处于轻度污染水平.     

典型野生食用菌重金属含量及其人体健康风险评价

土壤重金属污染是影响生态环境、食品安全和人体健康的重要因素.云南省土壤重金属背景值较高,且矿产资源丰富、采矿活动频繁,导致土壤重金属含量较高.野生食用菌是高效重金属储积器,云南是中国野生食用菌最大产区.因此,本文以云南省8种典型野生食用菌为研究对象,探究其重金属含量(汞、镉、铅、锌、铜、砷)与分配特征,采用单因子污染指...     

中国大气颗粒物中金属元素环境地球化学行为研究

大气颗粒物金属污染已成为目前大气污染的研究热点之一。文章梳理、分析归纳了中国近年来大气颗粒中金属元素的环境地球化学方面的研究。目前研究较多的是Fe、Ca、Mg、Si等地壳元素和Cu、Pb、Cd、Zn、Hg等污染元素;大气颗粒物中对人体有害的Cu、Pb、Cd、As、Zn等污染较严重,而Cr、Mn、Co、Ni等污染较轻。大气颗粒物中金属含量随时间分布变化显著,总体上呈现冬季〉秋季〉春季〉夏季的特点,空间分布上一般北方燃煤城市大于南方一般城市;城市内部一般工业区〉交通区〉居民区〉郊区;金属元素在细粒径颗粒（〈2μm）中高,粗颗粒（〉2μm）中低,尤其以污染元素明显。污染元素与地壳元素的垂直分布规律差异较大。大气颗粒物中金属元素的富集程度与元素种类、区域类型、季节变化、粒径大小等有关。最后,提出应加强大气颗粒物中金属元素空间分布差异、时间分布的尺度及差异性研究;同时加强超细颗粒物的研究,以便建立大气颗粒物金属元素与人类健康关系的风险模型。