设施叶菜类蔬菜重金属镉、铅和砷累积特征及健康风险评价

近年来京津冀地区春季扬沙、秋冬季节雾或霾频发,大气可吸入颗粒物尤其是PM2.5可负载镉铅砷等重金属,易被叶菜类蔬菜(叶菜)吸收并在可食部位累积,设施叶菜类蔬菜可食部位重金属的累积是否同样受大气沉降的影响.对此,以京津冀地区常见6种叶菜类蔬菜——菠菜、油麦菜、生菜、小白菜、茼蒿和茴香为主要对象,采用田间试验,探索了大棚叶...     

磷肥对砷污染土壤的植物修复效率的影响:田间实例研究

通过田间试验研究施用磷肥对砷超富集植物蜈蚣草(PterisvittataL.)生长和砷污染土壤修复效率的影响.结果表明,适量施用磷肥促进蜈蚣草的生长,显著提高其生物量,但过量施用磷肥对植物产量无贡献.随着磷肥施用量的增加,蜈蚣草地上部砷含量呈先增加后减少的趋势,理论上在施磷量为340kg·hm-2时,砷含量可达最高(1622mg·kg-1).磷的含量与施磷量呈极显著的正相关关系.施磷量为200kg·hm-2的砷累积量最高,是不施磷处理砷累积量的2 4倍及600kg·hm-2施磷量砷累积量的1 2倍.种植蜈蚣草7个月后,土壤总砷均有不同程度的下降,施磷量为200kg·hm-2的土壤中砷含量下降5 0mg·kg-1,土壤修复效率最高(7 84%).对照和600kg·hm-2施磷量处理的土壤修复效率分别为2 31%和6 63%.理论上达到最大土壤修复效率所需施磷量为369kg·hm-2.施用磷肥可以维持土壤有效态砷含量在蜈蚣草种植前后变化不大,保证蜈蚣草下个生育期对砷的吸收.这些结果说明施用磷肥是蜈蚣草等砷超富集植物在现场修复中的必要手段,优化施磷技术可大大提高砷污染土壤的修复效率.     

主成分分析磷、砷交互作用对水稻生长的影响

为探究不同磷效率水稻品种对磷、砷交互作用的耐受性及响应机制。试验采用一个耐低磷和一个低磷敏感水稻品种,设置3个磷水平,4个砷水平,用盆栽土培方法培养水稻幼苗,处理35 d后测定水稻的株高、叶宽、叶色、干重、磷含量、磷累积量、砷含量和累积量等指标,并进行主成分分析。结果表明,磷、砷处理对水稻株高等各指标影响较大。同一浓度砷处理时,提高磷处理浓度对砷毒害有一定的缓解作用,耐低磷水稻品种较磷敏感水稻品种表现出更好的缓解效果。同一磷水平,砷在较低浓度时对水稻生长具有刺激作用,水稻叶色、磷含量和磷累积量随砷浓度的增加呈先上升后下降的趋势。磷、砷浓度增加均能促进水稻对磷、砷的吸收及其在地上部的累积。主成分分析表明,磷_(150)砷_(25)处理下不同磷效率水稻各项生理指标最理想,高浓度磷处理水稻各项指标比较好,随着磷处理浓度的下降,各项指标逐渐变差。高浓度磷、砷处理,耐低磷水稻虽然吸收和累积相对较多的砷,但植株仍能保持较强的磷吸收和累积能力,耐受砷毒害,使植株株高、叶宽、叶色等生长指标受抑较小;磷敏感水稻株高、叶色和干重受影响最大,受害严重。     

来源于土壤和灌溉水的砷在水稻根表及其体内的富集特性

采用土壤-玻璃珠联合培养的方式,选择2个氧化能力不同的水稻品种YY-1、94D-64(品系)和采自浙江富阳的土壤(砷的本底值为13.8 mg·kg-1),并设灌溉清水和含砷水2个处理(即在分蘖期、拔节期、孕穗期、开花期和灌浆期5个生育阶段灌溉含砷污水,随灌溉水进入土壤中砷的浓度为3.2mg·kg-1),研究了砷在土壤-根表铁氧化物-水稻系统中的累积规律以及土壤和灌溉水对水稻秸秆和籽粒富集砷的贡献程度.结果表明,水稻的秸秆生物量及其籽粒产量并没有受到不同来源砷的显著影响;灌溉含砷水处理的两品系水稻根表铁氧化物沉积的数量(YY-1∶196 g·kg-1,94D-64∶75.8 g·kg-1)高于对照(YY-1∶175g·kg-1,94D-64∶60.1 g·kg-1),但差异不显著.然而,在水稻5个不同的生育期灌溉含砷水均显著增加了砷在其根表及其体内不同部位的富集(94D-64籽粒中砷含量除外).没有灌溉含砷水的对照其秸秆和籽粒中累积的砷来源于土壤,而砷处理的水稻其秸秆和籽粒中富集的砷则来源于土壤和灌溉的含砷水.土壤对YY-1和94D-64秸秆中富集砷的贡献率分别为76.5%和71.O%,灌溉水的贡献率分别为23.5%和29.0%,2个水稻品系之间没有明显差异.YY-1籽粒中的砷66.4%来源于土壤,33.6%来源于含砷灌溉水,灌溉水对该品系籽粒中砷的富集贡献率较高.另一品系94D-64籽粒中砷84.8%来源于土壤,15.2%由灌溉水贡献,灌溉水对此品系籽粒累积砷的贡献率较低.来源于土壤和灌溉水的砷在水稻籽粒中的富集没有超出我国的国家食品卫生标准(0.7 mg·kg-1).     

两个品种水稻对砷的吸收富集与转化特征及其健康风险

以2个水稻品种威优402号和Ⅱ优416号为实验材料,采用温室栽培方法研究对比两个品种水稻在人工添加砷处理(0、10、20和40mg·kg-1)和模拟自然砷污染(贵州高砷土和北京褐土的混合土,质量比为1∶1)胁迫条件下的生长发育状况,分析砷在水稻不同部位的累积、形态转化及其健康风险.砷处理显著地抑制了两个品种水稻的生长,水稻地上与地下部生物量、株高和穗数随砷处理水平的提高均出现明显的下降,但Ⅱ优416号的下降幅度明显低于威优402号.两个品种水稻籽粒中砷含量随砷处理水平提高也显著升高,人工添加砷各处理条件下,两个品种水稻稻谷中砷含量没有显著性差异;而在模拟自然砷污染土中,Ⅱ优416号稻谷中砷含量平均值为0.062mg·kg-1,明显低于威优402号稻谷平均值的0.278mg·kg-1.两个品种水稻各部位砷的转运系数在低砷处理时(10mg·kg-1)出现显著的升高,而在其他处理条件下保持不变.无论何种水稻品种,水稻各部位砷形态的组成和比例无显著性差异,水稻根、茎、叶中主要为无机砷,稻谷中无机和有机砷各占60%和40%.依据WHO相关建议标准,种植水稻品种Ⅱ优416号的健康风险要明显低于种植威优402号.     

桂林市菜地土壤和蔬菜砷含量调查与健康风险评估

通过对桂林市蔬菜和菜地土壤中砷含量状况的调查,研究了蔬菜和菜地土壤中的砷含量、富集特征及对人体的健康风险,并筛选出抗砷污染能力强的蔬菜品种.本研究在桂林市13个县区蔬菜种植基地和蔬菜批发市场共采集71种566个蔬菜样品,160个相对应菜地的土壤样品和32个背景土壤样品.研究发现,与背景土壤相比,桂林市菜地土壤没有明显的砷积累(平均积累指数为0.839),砷含量范围、算术均值、几何均值分别为5.55~132、23.4、21.4 mg·kg-1.蔬菜(鲜重)总砷含量范围、中值和几何平均值分别为5.34~49.7、24.0、22.2 mg·kg-1,均未超标,且叶菜类蔬菜中的砷含量高于根茎类和瓜果类.根据蔬菜砷富集系数的高低用层级聚类法分析,结果表明,西红柿、油麦菜、胡萝卜、生菜等18种蔬菜的抗砷污染能力最强.桂林市居民通过消费蔬菜的人均总砷摄入量为2.54μg·d-1,蔬菜消费只占总砷摄入量的7.07%左右,因此,对于大多数居民而言不存在明显的健康风险.     

哈尔滨市蔬菜硝酸盐污染现状及评价

用WHO/FAO规定的ADI值为评价标准,调查研究了哈尔滨市主要蔬菜品种硝酸盐污染状况.分析结果表明,硝酸盐含量依次为叶菜类＞根菜类＞白菜类＞豆类＞茄果类＞瓜菜.蔬菜的品种及不同部位间硝酸盐含量差异较大,不同部位硝酸盐累积量为:根＞茎＞叶＞果实.此外,相同部位不同部分的硝酸盐含量也存在较大差异.     

叶菜类蔬菜土壤铬(Ⅲ)污染阈值研究

以2种典型土壤（天津潮土与江西红壤）和9种常见叶菜（油菜、茼蒿、菠菜、生菜、芹菜、空心菜、苋菜、小白菜、油麦菜）为研究对象,通过盆栽试验揭示不同铬（Cr3＋）污染土壤和叶菜Cr累积的相关性规律,寻求符合绿色蔬菜生产要求的土壤Cr（Ⅲ）污染阈值.结果表明：叶菜属于对重金属富集能力较强的蔬菜,对叶菜重金属污染的评价应该重点考察食品卫生标准的临界值.通过叶菜与潮土及红壤中Cr（Ⅲ）含量之间的回归方程,可得出符合国家食品卫生标准的土壤Cr阈值预测区间,潮土为104.387～300.741mg·kg-1,红壤为157.621～401.031mg·kg-1.芹菜、苋菜和空心菜对土壤质量的要求较高,而茼蒿在土壤Cr含量超过土壤环境质量标准3级标准的情况下仍可达标.根据计算出的阈值,可以为叶菜类蔬菜基地建设的地点选择和污染农田土壤的治理目标提供科学依据.     

含砷废物资源化产品中砷的浸出特性与环境风险分析

分别以我国某地2种含砷废物(污泥和废渣)为研究对象,用EA NEN 7371实验方法分析其不同资源化产品(烧制砖、免烧砖和含砷水泥等)中As的有效量浸出特性,从环境风险的角度探讨了含砷废物资源化利用的可行性. 结果显示:含砷污泥进行烧砖处置后,其产品中As的有效量浸出率从15%左右升至60%～70%;含砷废渣与水泥进行混合粉磨共处置后,含砷水泥产品中As的有效量浸出率从60%～70%降至4%以下;含砷废渣制成免烧砖后,As的有效量浸出率从60%～70%降至10%左右. 表明含砷污泥不宜进行烧砖处置;而含砷废渣可根据含砷量,在控制掺加比例的条件下与水泥熟料共处置生产混合水泥或作为原材料生产免烧砖.      

叶菜对Cd的富集特征及敏感性分布

为了解不同土壤中不同品种叶菜对Cd的吸收富集特征及敏感性分布规律,通过盆栽试验研究了10种叶菜(油菜、空心菜、茼蒿、苋菜、菠菜、油麦菜、芹菜、生菜、韭菜、小白菜)在江西红壤和天津潮土中,对不同处理Cd浓度[空白,0 mg/kg,CK;低浓度,0.3 mg/kg,C1;高浓度,0.6 mg/kg,C2]下对Cd的富集,并对Cd的富集系数进行了敏感性排序.结果表明:高浓度Cd会抑制叶菜生长,株高和鲜质量显著变化;低浓度Cd处理对叶菜的生长具有“刺激作用”,大部分叶菜株高显著上升. w(Cd)为0.3 mg/kg时,在天津潮土中,油菜对Cd的富集系数最高为0.336,茼蒿的富集系数最低为0.014,芹菜的富集系数最低为0.022,得出油菜对不同浓度的Cd最敏感,芹菜和茼蒿较不敏感.在江西红壤中,苋菜对Cd的富集系数最高为1.165,芹菜的富集系数最低为0.103,得出苋菜和油菜对不同浓度的Cd较敏感,芹菜较不敏感.因此,可在天津潮土中种植茼蒿和芹菜,在江西红壤中种植芹菜,将茼蒿和芹菜作为不易吸收较高浓度Cd的叶菜品种.