江苏蔬菜产地土壤重金属污染现状调查与评价

农村生态环境　2005,21(1) :35-37,43　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　Rural Eco 2Environment

江苏蔬菜产地土壤重金属污染现状调查与评价

许学宏, 纪从亮　(江苏省农产品质量检验测试中心, 江苏南京　210036)

摘要:江苏苏南、苏中、苏北蔬菜产地土壤Cd 、Hg 、As 、Pb 、Cr 含量的检测结果表明, 该省蔬菜地土壤5种重金属平均含量除Cd 略高于20世纪80年代背景值外, 其他4种均未超出, 总体质量较好, 然而各检测点间差异较大, 特别是苏南部分地区污染较重, 且部分点Cd 、Hg 、As 远超过国家无公害蔬菜产地环境标准值(G B/T 18407. 1—2001) , 表明苏南部分产地已不适宜生产无公害蔬菜。以G B/T 18407. 1—2001为评价标准, 采用Nemerow 指数法进行评价, 全省土壤重金属平均综合污染指数为0. 54, 属1级安全。苏北、苏中、苏南分别为0. 30、0. 29、1. 20, 即苏南为3级土, 属轻污染, 苏北、苏中为1级土, 属安全。苏中、苏北明显好于苏南。全省有15%蔬菜地土壤已受不同程度重金属污染, 主要分布在苏南, 且Cd 、Hg 分担率较高。关键词:蔬菜; 土壤; 重金属; 污染; 评价

中图分类号:X 53; X 592　　文献标识码:A　　文章编号:1001-5906(2005) 01-0035-03

H eavy metal pollution survey of vegetable soil in Jiangsu Province and the countermeasures. Xue 2hong , JI Cong 2liang (Jiangsu Agro 2product Quality Inspection and T esting Center ,China ) , 2005,21(1) :35-37,43

Abstract :Determination of heavy metal (Cd ,Hg ,As of in s outh ,north and central Jiangsu Province (S J ,N J ,C J for short ) criteria and on the whole were g ood in quality , except Cd , which was its in the 1980s. But sharp differences existed between sam pling points. Heavy metal in s ome areas in S J and s ome sam pling sites were much higher than the national environ 2ment standard 2free vegetable fields (G B/T 18407. 1-2001) in Cd , Hg and As , suggesting that these areas are no longer fit for production of hazard 2free vegetable. With G B/T 18407. 1-2001as basis for evaluation and by using the Nemerow index method ,the mean integrated heavy metal pollution index of the s oils of the province was 0. 54,in Safety G rade 1,and of the s oils in N J ,C J and S J was 0. 30,0. 29and 1. 20,respectively ,suggesting that the s oils in S J was in Safety G rade 3,slightly pollut 2ed ,and the s oils in N J and C J in Safety G rade 1,safe for cultivation. Obviously ,the s oils in C J and N J were better than in S J in s oil quality. About 15%of the vegetable s oils were polluted with heavy metals and mainly distributed in S J. Cd and Hg were the major pollution contributors.

K ey w ords :vegetable ; s oil ; heavy metal pollution ; evaluation

　　许多研究[1-2]表明, 蔬菜的质量安全与产地土壤环境有密切关系, 江苏省政府大力推进“放心肉菜”工程建设, 提出从生产源头控制农产品污染。土壤是农产品生产的重要源头, 它主要受2类物质污染, 即重金属与残留农药, 目前我国无公害农产品和绿色食品认证工作均重点监测重金属镉(Cd ) 、汞(Hg ) 、砷(As ) 、铅(Pb ) 、铬(Cr ) 。重金属在土壤中的积累、迁移不仅影响植物、动物的生长发育, 而且通过食物链进入人体, 导致一些慢性病、畸形、癌症等发生。为了摸清江苏蔬菜产地土壤重金属的污染状况, 选择7个省辖市中有代表性的县(市) 进行土壤质量监测, 综合评价苏南、苏中、苏北蔬菜产地土壤

质量状况。

1　采样与检测方法

1. 1　样品采集与处理

选择苏北、苏中、苏南8个县域内有代表性的连

片蔬菜产地, 按50～200hm 2耕地面积设采样点1个, 分别设67、140、73个采样点, 共布点280个。用PVC 管或不锈钢土钻采集0—20cm 耕层土壤, 每1

基金项目:江苏省政府“江苏省农产品清洁生产创新研究与实施”项目(2002-1-1) 收稿日期:2004-05-21

36　　　　农　村　生　态　环　境　　　　　　　　　　　　　　　　　第21卷　

采样点采集5～10个样品, 组成1个土壤混合样,

再用四分法分出1kg 土样, 贴好标签, 带回实验室。经自然风干, 木棒粗磨, 过2mm 孔径尼龙筛, 去除砂石及生物残留, 然后取均匀土样300g , 研磨, 过0. 149mm 孔径尼龙筛, 装磨口瓶待测。1. 2　检测项目及方法

Pb 、Cd 、Cr 用原子吸收光谱法测定[3],Hg 、As 用

中。总体看, 苏南地区的重金属含量显著高于苏中

和苏北, 从全省5种重金属平均值看, 与1990年江苏土壤元素背景值[5]比较, 除Cd 高出46%外, 其他4种均未超出。但3地区均有部分点单项或多项超出背景值, 表明江苏蔬菜地土壤已存在一定程度的污染, 尤以苏南为重, 该地区土壤Cd 平均含量是背景值的3. 6倍, 最高达7. 7倍。与Cd 的背景值相比较, 苏南检测点超标占95%, 苏中占22. 1%, 苏北占14. 9%。从表1还可以看出, 江苏背景值除Hg 外, 其他均低于国家确定的土壤平均自然背景值。另对照国家无公害蔬菜产地环境要求中土壤标准控制值, 全省的总平均值都远低于该值, 但苏南有部分检测点Cd 、Hg 、As 超标严重, 其中Cd 最高污染超标达2. 3倍,Hg 达3. 7倍, As 达43%。

原子荧光法测定[4]。

2　结果与分析

2. 1　苏北、苏中、苏南蔬菜地土壤重金属含量

苏北、苏中、苏南蔬菜产地重金属含量见表1。按平均值高低排序,Cd 和Hg :苏南>苏中>苏北; As :苏北>苏南>苏中; Pb 和Cr :苏南>苏北>苏

表1　江苏蔬菜产地土壤重金属含量

T able 1　Contents of heavy metals in soils in south ,north , and central Jiangsu 产地

样本

数n

pH 值m in/max ave 4. 6/8. 87. 37. 2/8. 65. 8/8. 4

7. 5

0. 20

7. 5

0. 300. 300. 607. 87. 2

1)

mg ・kg -1

As

Pb

68

68. 45/51. 2

25. 7

26. 235. 0100. 0150. 0150. 0

77. 890. 0150. 0200. 0250. 0ave 22. 121. 7

Cr m in/max 9. 9/98. 2

ave 44. 5

Cd m in/max 0. 007/0. 2100. 030/0. 2500. 040/1. 0. 290. 150. 300. 501. 0ave 0. 0810. 087Hg m in/max 0. 001/0. 3400. 030/0. 2. 10. 015. 040. 030. 025. 00. 0. m in/6. 10

苏北67

苏中140苏南73全省280江苏背景值国家自然背景值3) 无公害标准4)

2)

307. 4. 42. 907. 18

23. 5/60. 039. 133. 0/89. 268. 3

47. 9

22. 5/106. 536. 5

1) m in/max :最小值/最大值,ave :平均值; 2) 中国环境监测总站. 中国土壤元素背景值. 北京:中国环境科学出版社,1990; 3) G B 15618—1995, 土

壤环境质量标准; 4) G B/T 18407. 1—2001, 农产品质量安全无公害蔬菜产地环境安全要求。

2. 2　不同地区蔬菜产地土壤重金属污染评价2. 2. 1　评价模式

[4]

按农业部《农田土壤环境监测技术规范》对检

22

) ()

　　P 综=

2

式中:P 综为综合污染指数(综合反映各污染物对土

测结果进行统计分析和评价。土壤重金属污染评价采用指数法, 指数法分单项污染指数法和综合污染指数法。

(1) 单项污染指数法[4]

单项污染指数法计算公式:

P i =C i /S i

壤的不同作用) ; (P i max ) 2为土壤所有污染物中最大

2

单项污染指数平方; ( P i ) 为土壤所有单项污染指

数的平均值平方。

2. 2. 2　评价标准与评价结果

对照《农产品质量安全无公害蔬菜产地环境安

(G 全要求》B/T 18407. 1—2001) [3]标准(表2) 中控制指标, 采用指数法评价, 结果见图1。全省平均综合污染指数为0. 54, 属1级安全水平。苏北、苏中综合污染指数分别为0. 30、0. 29, 属1级, 为安全清洁水平; 苏南综合污染指数为1. 20, 属3级, 为轻污染。从图1可以看出, 全省蔬菜地土壤受重金属污染较轻, 总体较好, 其中苏北、苏中明显好于苏南。

式中:P i 为土壤环境中污染物i 的单项污染指数; C i 为土壤环境中污染物i 的实测数据; S i 为污染物i

的评价标准值; P i >1为污染。

(2) 综合污染指数法[4]

Nemerow 综合指数法计算公式:

　第1期　　　　　　　　　　许学宏等:江苏蔬菜产地土壤重金属污染现状调查与评价表2　蔬菜产地土壤污染分级标准

T able 2　G rades of environment pollution of vegetable soils 等级划定综合污染指数

P 综≤0. 71

0. 7

3

1. 0

37

(16. 9%) >Cr (16. 2%) >As (13. 5%) >Pb (11. 5%) 。

苏北的排序为Cd (26. 7%) >As (25. 7%) >Cr (21. 8%) >Pb (14. 9%) >Hg (10. 9%) ; 苏中的排序为Cd (30. 5%) >Cr (21. 7%) >Hg (16. 8%) =As (16. 8%) >Pb (14. 7%) ; 苏南的排序为Cd (53. 5%) >Hg (19. 1%) >Cr (11. 4%) >Pb (8. 0%) =As (8. 0%) 。

污染等级污染程度描述安全清洁警戒限尚清洁轻污染　中污染重污染

土壤污染物含量超标, 视为轻污染, 蔬菜开始受污染土壤、蔬菜受中度污染土壤、

蔬菜受严重污染

　

45

　

2. 0

P 综>3. 0

综合评价表明, 苏北以Cd 、As 污染物为主, 苏中以

Cd 、Cr 为主, 苏南以Cd 污染物为主, 全省蔬菜基地土壤质量综合指数以Cd 、Hg 污染物所占比例较高。

根据实地调查及有关资料分析, 蔬菜地污染的主要原因:一是大部分蔬菜地位于城镇附近, 特别是苏南传统菜区, 受多年工业“三废”影响, 尤其是小型电镀厂、金属加工厂“三废”的无序排放, 导致重金属类污染物含量较高; 苏北、苏中少部分检测点也与当地矿区、化工小企业乱排污有关。二是蔬菜生产为满足日益增长的生活需要, 因而农药, 导致污染物在土另外, , 如汞、。三是不同土壤类型及成土母质造成土壤性质的高度不均匀性, 致使土壤污染物的空间变异性差异较大, 对此还有待进一步研究。2. 3　蔬菜产品中重金属含量与土壤的关系

蔬菜产地土壤及其对应采集的蔬菜产品重金属含量的比较(表3) 表明2者有一定的相关性, 但相关不显著。5种重金属中Cd 在蔬菜中积累率最高, 其含量与土壤含量之比为0. 07, 相关系数为0. 6。土壤中重金属污染物分担率为Cd >Hg >Cr >As >Pb , 而蔬菜作物因对不同重金属吸收能力的差异, 分担率为Pb >Cd >Cr >As >Hg ,Pb 在蔬菜中的污染指数也较高, 部分地区出现超标, 这不仅与土壤质量有关, 可能还与其他铅污染(如大气等) 有关, 对此有待进一步研究。

图1　苏北、苏中、苏南3区蔬菜产地土壤

重金属单项、综合污染指数比较

Fig. 1　Comp arison betw een N J , CJ and SJ in 　　全省280个检测点中综合污染指数大于1的有

41个, 其中苏南40个、苏中1个, 按污染等级划分, 轻污染占11%, 中污染占3. 6%, 重污染占0. 4%, 表明全省有15%蔬菜产地受不同程度重金属污染。苏南40个点中属轻污染的29个, 占该地区总检测点的39. 7%; 属中污染的10个, 占13. 7%; 重污染1个, 占1. 4%。苏中有1个点的综合污染指数为1. 2, 属轻污染。苏北最高指数为0. 6, 属安全等级。2. 2. 3　蔬菜产地主要污染因子与来源

按土壤污染分担率[4](土壤中某项污染指数占各项污染指数之和的比例) 分析, 江苏省蔬菜产地土壤5项污染物分担率的排序为:Cd(41. 9%) >Hg

表3　江苏蔬菜产地土壤与蔬菜中重金属含量的比较

T able 3　H eavy metal contents in soils and vegetables

项目名称平均含量1)

无公害蔬菜标准[3]

As

Hg

mg ・kg -1

Cd

Cr

Pb

蔬菜

0. 015

土壤

7. 2

≤0. 5

蔬菜

未检出≤0. 01

土壤

0. 29

蔬菜

0. 037

土壤

0. 50

蔬菜

0. 63

土壤

69

蔬菜

0. 22

土壤

38

≤0. 05≤0. 5≤0. 2

1) n =71; 蔬菜以鲜样计, 土壤以风干样计。

(下转第43页)

　第1期　　　　　　　　　　孙兆海等:土壤铅污染对青菜和蕹菜生长及脲酶活性的影响

[7]　宋书巧, 吴欢, 黄胜勇. 重金属在土壤-农作物系统中的迁移转

43

[13]Lehn H , Bopp M. Prediction of heavy 2metal concentration in mature

plants by chem ical analysis of seedlings [J].Plant and S oil ,1987,101:9-14

[14]X ian X. E ffect of chem ical forms of cadm ium , zinc , and lead in polluted

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[15]Badawy SH , Helal MID , Chaudri AM ,et al. S oil s olid 2phase controls

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[8]　何峰, 涂从, 苗金燕. 土壤铅有效态临界含量的研究[J].农业环

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南京农专学报,1998,14(3) :22-27

[10]祖艳群, 李元, 陈海燕, 等. 蔬菜中铅镉铜锌含量的影响因素研

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[12]中国土壤学会. 土壤农业化学分析方法[M].北京:中国农业科

) , 男, 江苏铜山人, 硕士生, 主要从作者简介:孙兆海(1978—

技出版社,2000

事生态与环境保护的研究工作。

(上接第37页)

3　结论

(1) 通过5种主要重金属污染评价, 江苏省蔬菜

物根系、增施沸石粉等方法进行修复[7]。

致谢:、高芹、邵劲松、

、, 在此一并致谢。

:

[1]　赵其国, 周炳中, 杨浩, 等, 中国耕地资源安全问题及相关对策

地土壤环境质量总体较好, 除Cd 平均含量略高于背景值外, 其他4种均未超出, 但各检测点差异较大,

特别是苏南部分地区污染较重, 苏中、苏南。

(2) , 采用指数法评价, 0. 54, 属1级, 为安全等级; 苏南属3级, 为轻污染等

思考[J].土壤,2002,34(6) :293-302

[2]　赵其国, 周炳中, 杨浩, 等, 江苏省环境质量与农业安全问题研

究[J].土壤,2002,34(1) :1-8

[3]　G B/T 18407. 1—2001, 农产品质量安全无公害蔬菜产地环境安

级; 苏北、苏中属1级, 为安全等级。全省280个检

测点中1～2级占85%,3级占11%,4级占3. 6%,5级占0. 4%。分析表明苏南典型菜地部分点不符合无公害蔬菜生产要求, 应引起重视。全省蔬菜产地土壤重金属污染综合指数以Cd 、Hg 两种污染物所占比例较高。

(3) 根据土壤污染的不同程度, 首先要切实控制工业污染源, 防止污染范围扩大或发生新的污染; 其次, 依据土壤污染及作物对重金属的吸收特性, 调整种植结构[6], 制定适宜的耕地开发与治理发展规划, 减少污染物通过食物链对人体健康的危害; 第三, 对污染较重的土壤, 应采用选种不同作物、逐年清除作

全要求[S]

[4]　NY /T 395—2000, 农田土壤环境质量监测技术规范[S]

[5]　中国环境监测总站. 中国土壤元素背景值[M].北京:中国环境

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[6]　巫建华, 许学宏, 陈斌, 等. 江苏中部典型农区耕地环境质量评

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[7]　李海华, 刘建武, 李树人, 等. 土壤-植物系统中重金属污染及

作物富集研究进展[J].河南农业大学学报,2000,31(1) :29-33

) , 男, 江苏高邮人, 硕士, 高级农艺作者简介:许学宏(1970—

师, 从事农产品、产地环境质量监测与评价研究工作。