工业城市不同功能区土壤和蔬菜中重金属污染及其健康风险评价

为了研究和评价工业城市不同功能区的土壤和蔬菜中重金属污染和健康风险状况,以株洲市为例,在工业区（石峰区）、农业区（芦淞区）和旅游区（大京风景区）分别采集土壤和蔬菜样品,分析重金属Cd、As、Pb、Hg、Zn、Cr和Cu的质量分数,并采用地质累积指数法（Igeo）和健康风险评价模型分别对土壤和蔬菜中重金属进行评价。结果表明：工业区、农业区和旅游区土壤中Cd、As、Pb、Hg、Zn、Cr和Cu的平均质量分数都超出湖南省土壤背景值,部分重金属甚至超出国家土壤环境质量二级标准。不同功能区土壤中重金属的地质累积指数（Igeo）表明：工业区、农业区和旅游区土壤受到不同程度的重金属污染,其中Cd和Hg的污染最为严重,污染程度依次是工业区〉农业区〉旅游区。不同功能区蔬菜中Cd、As、Pb和Zn的危害商（HQ）值都大于1.0,而Cu和Cr的危害商（HQ）都小于1.0。不同功能区蔬菜中重金属危害指数（HI）都大于10.0,尤其是工业区蔬菜的危害指数（HI）〉100.0,当地成年人食用受到重金属污染的蔬菜会导致严重的健康危害,其中Cd和As,是危害指数（HI）的主要贡献者,两者贡献率之和的范围为75%~89%,而Cr的贡献率几乎为0。     

我国蔬菜和蔬菜种植土壤的重金属污染现状与一般规律

本文对我国部分城市农用土壤和蔬菜重金属污染现状进行了综述,重金属污染在蔬菜种植土壤和蔬菜中主要是以Pb、Cd、Hg为主,且工业城市和人口密度大的城市尤为突出。分析了植物吸附重金属的一般规律与影响因素。为防治重金属污染提供了理论依据。     

Comparison of concentrations of mercury in ambient air to its accumulation by leafy vegetables: An important step in terrestrial food chain analysis

A biomonitoring network with leafy vegetables was established near a chlor-alkali plant in order to compare the accumulation of mercury to the atmospheric total gaseous mercury (TGM) concentration. Based on data obtained in the reference area the ‘normal’ mercury concentration in vegetables is between 0.6 and 5.4 μg kg⁻¹ FW. The effect detection limits (EDLs) are between 1.2 and 11.0 μg kg⁻¹ FW and the biological detection limits (BDLs), the lowest [TGM] that can be detected significantly, are between 3 and 4 ng m⁻³. The accumulation rate is lowest for lettuce and high for curly kale that proved to be an excellent accumulator and as such it is very useful for biomonitoring purposes. A comparison made in the 1980s between biomonitoring results with grass and the mercury concentration in leafy vegetables from private gardens nearby proved to be valid when applied to the current biomonitoring results with vegetables.     

北京市农作物虚拟水含量分布

采用灌溉定额法对北京市各区县粮食虚拟水含量和蔬菜虚拟水含量历年的分布进行了计算和分析,并将其与北京市地下水资源分布和开采状况进行了现状对比.结果表明:①各区县粮食虚拟水含量总体上均呈下降趋势,但延庆县的粮食生产会给当地地下水资源带来较大的压力;②顺义区、大兴区,平谷区蔬菜历年的虚拟水含量总体呈增长趋势,在全市蔬菜虚拟水总量中所占的比例依次逐渐增大,而海淀区、丰台区、朝阳区蔬菜历年的虚拟水含量在全市所占的比例呈逐渐减小趋势;③北京地区历年的粮食虚拟水含量总和整体呈现下降趋势,蔬菜虚拟水含量总和略呈增长趋势,但是二者虚拟水含量的总和呈现下降趋势,这与北京市近年来的农业种植结构调整政策是相符合的.     

多年蔬菜连作对土壤氨氧化微生物群落组成的影响

为揭示农业生产中长期大量施用化学肥料对土壤硝化过程微生物种群的影响及其与土壤硝化能力的偶联关系,本研究通过在长沙黄兴蔬菜基地采集长期连作蔬菜(20 a以上,VL)和短期蔬菜种植地(2 a左右,VS)表层土壤(0～20 cm),利用末端限制性片段多态性(T-RFLP)和实时定量PCR(Q-PCR)等手段系统研究了蔬菜连作对氨氧化细菌(ammonia-oxidizingbacteria,AOB)和氨氧化古菌(ammonia-oxidizing archaea,AOA)的组成和丰度的影响及其与土壤硝化势的偶联关系.结果表明,长期蔬菜连作显著使得土壤中AOB amoA的组成趋于单一,同时也影响了土壤中AOA amoA的群落组成;RDA分析结果表明,影响AOB amoA群落结构的主要土壤因素为土壤pH以及Olsen-P的含量.土壤中AOA amoA基因拷贝数明显高于AOB,平均为细菌丰度的6倍,但土壤硝化势(PNF)与土壤中AOB amoA基因丰度成显著的正相关,而与土壤中AOA amoA基因丰度没有显著的相关性.尽管多年蔬菜连作对AOB和AOA丰度的影响还不清楚,却使得AOB优势种群富集,土壤硝化能力增强.     

长期施用粪肥蔬菜基地蔬菜中典型抗生素的污染特征

利用高效液相色谱-串联质谱(HPLC-MS/MS)技术,分析了珠三角地区某长期施用粪肥蔬菜基地蔬菜中16种典型抗生素的含量,并初步评价其健康风险.结果表明,绝大部分抗生素不同程度被检出,检出率为11%～100%,大多数含量<5μg·kg-1(干重),最高为23.88μg·kg-1,平均为0.91μg·kg-1,以恩诺沙星、环丙沙星、磺胺二甲基嘧啶和磺胺嘧啶为主.各蔬菜样品中至少检出1种抗生素,最多达10种.蔬菜不同器官中喹诺酮类抗生素含量为地下部>地上部.人体通过食用研究区蔬菜摄入抗生素的量低于日允许摄入量(ADI),表明其健康风险较小,但多种抗生素的联合毒性及其耐药性问题不容忽视.     

硝化抑制剂对我国蔬菜生产产量、氮肥利用率和氧化亚氮减排效应的影响:Meta分析

我国蔬菜生产系统由于长期过量施肥导致氮肥利用率低和环境问题严重,氮肥配施硝化抑制剂是降低活性氮损失、增加蔬菜产量和提高氮肥利用率的有效策略,然而缺乏系统研究.基于数据整合分析的方法,系统分析了氮肥配施硝化抑制剂［双氰胺（DCD）、3,4-二甲基吡唑磷酸盐（DMPP）和2-氯-6-三氯甲基吡啶（NP）］对我国蔬菜生产的产量、植株氮吸收、氮肥利用率和氧化亚氮减排效应的影响,进一步揭示不同田间管理措施对其效果的影响.结果表明,氮肥配施硝化抑制剂能够显著提高蔬菜产量（9.2%）、植株氮吸收（10.4%）和氮肥利用效率（11.2%）,同时减少氧化亚氮排放（28.4%）.不同硝化抑制剂类型中,NP对增产效应和氧化亚氮减排效应的影响幅度最高,分别为16.1%和32.0%,其次是DMPP和DCD.硝化抑制剂在不同氮肥用量中能提高蔬菜产量（6.7%~14.7%）和减少氧化亚氮排放（14.6%~36.8%）.在中性和碱性菜地土壤中,硝化抑制剂的增产效应和氧化亚氮减排效应的影响幅度较酸性土大.硝化抑制剂在露地栽培、根菜类和叶菜类的条件下对产量的增加和氧化亚氮的减排效果较好.主成分分析表明,土壤总氮含量和土壤pH是影响硝化抑制剂对蔬菜产量形成和驱动氧化亚氮排放的主要因素.综上,硝化抑制剂是实现蔬菜系统提质增效、节肥减排的重要举措.同时,农户应根据土壤和田间管理措施选择适宜硝化抑制剂类型,以最大限度提高其有效性.     

稀土矿区土壤和蔬菜稀土元素含量及其健康风险评价

通过野外取样调查和室内ICP-MS测定,研究了福建省长汀县稀土矿区蔬菜地土壤(0 ～20 cm)及主要蔬菜中稀土元素的含量,同时评价了食用蔬菜对人体可能产生的健康风险.结果表明,蔬菜地土壤中稀土元素平均含量高于福建省背景值,芋头和空心菜中稀土元素的平均含量分别为3.68和0.92 mg·kg-1(鲜重),超过了蔬菜卫生标准限值(0.7 mg·kg-1).8种蔬菜中稀土元素含量的大小:芋头＞空心菜＞生菜＞上海青＞豆角＞茄子＞白萝卜＞大白菜;除芋头外,一般为多叶绿色蔬菜的稀土元素含量较高,而无叶蔬菜含量较低.矿区居民血液和头发中稀土元素的平均含量高于正常人,超标量达155.6和9.6倍,井水中稀土元素的平均含量是福州市饮用水的119倍.当地居民通过蔬菜和井水摄入的稀土元素终生日平均量为12.4699 mg·kg-1·d-1,超过稀土对人体亚临床损害剂量的临界值(6.0 ～6.7 mg·kg-1·d-1),当地居民面临着较大的健康风险.部分蔬菜对土壤中稀土元素具有较大的吸收和累积量,因此,当地居民应选择具有低积累量的蔬菜品种,以降低稀土元素对人体健康的危害.     

蔬菜镉(Cd)富集因子变化特征及其影响因素

本研究以湖南省攸县为例,测定重金属镉(Cd)在585个灌溉水样品和625对土壤蔬菜样品中的含量水平,结合农业与气象调查数据,应用典型相关分析及路径分析模型研究各环境因子对于Cd在土壤-蔬菜系统累积水平的影响.结果表明研究区灌溉水、土壤、蔬菜中Cd含量差异较大.蔬菜Cd富集因子(PUF)服从自然对数分布,有10%的概率大于1.土壤pH和土壤有机质对PUF有着显著的直接效应,土壤阳离子交换量,灌溉水pH,降雨量和氮肥施肥量通过与pH及土壤有机质的相关关系间接影响PUF变化.研究区土壤pH和土壤有机质含量较低,对于Cd在土壤-蔬菜系统中的累积风险应给予一定关注.     

我国东部沿海地区蔬菜中重金属累积分布特征及居民膳食暴露评估

采用电感耦合等离子体质谱仪(ICP-MS)分析了我国东部北方和南方沿海地区市售叶类、根茎类、瓜果类、豆类及食用菌5类蔬菜样品中6种有害金属元素(Cr、Ni、As、Cd、Hg和Pb)及5种人体必需金属元素(Mn、Fe、Cu、Zn和Se)的累积水平,并研究了其在不同蔬菜样品中的分布特征.结果表明,所有蔬菜样品中的6种有害金属水平均远低于国家食品安全标准规定的最高限量,居民食用这些蔬菜不存在明显的非致癌风险,但因食用蔬菜导致的无机砷暴露有10^-5水平的潜在致癌风险.蔬菜对有害金属和必需金属的累积呈现出明显的同步趋势(P <0.01).相比其他蔬菜,食用菌表现出对有害金属及必需金属更高的累积水平,提醒人们需加强对食用菌中重金属污染的监测工作.