两种土壤中茄果类蔬菜镉富集特征及镉安全阈值研究.pdf

第3 3卷第3期 2 0 2 2年9月 中国计量大学学报 J o u r n a l o f C h i n a U n i v e r s i t y o f M e t r o l o g y V o l 3 3 N o 3 S e p 2 0 2 2 文章编号 2 0 9 6 2 8 3 5 2 0 2 2 0 3 0 4 5 3 0 8 D O I 1 0 3 9 6 9 j i s s n 2 0 9 6 2 8 3 5 2 0 2 2 0 3 0 2 0 收稿日期 2 0 2 1 0 8 2 5 中国计量大学学报 网址 z g j l c b p t c n k i n e t 基金项目 浙江省自然科学基金项目 N o L Y 1 9 C 0 2 0 0 0 1 2 0 2 0年度金华市科学技术研究项目 N o 2 0 2 0 2 0 3 5 国家重点研发 计划子课题 N o 2 0 1 7 Y F D 0 8 0 1 1 0 4 5 通信作者 朱 诚 1 9 6 3 男 教授 博士 主要研究方向为农产品安全控制 E m a i l p z h c h c j l u e d u c n 两种土壤中茄果类蔬菜镉富集 特征及镉安全阈值研究 杨佳敏1 贺希格都楞1 王飞娟1 丁艳菲1 江 琼1 韦何雯2 朱 诚1 1 中国计量大学生命科学学院浙江省海洋食品品质及危害物控制技术重点实验室 浙江杭州3 1 0 0 1 8 2 金华市食品药品检验检测研究院 浙江金华3 2 1 0 0 0 摘 要 目的 就南方地区轻度污染红壤及潮土对茄果类蔬菜展开土壤C d安全生产阈值研究 以期实现 对于中轻度污染农田的安全利用 合理进行蔬菜生产布局 方法 在C d处理0 0 1 0 2 0 3 0 6 1 0 1 5 3 0 m g k g 1条件下 利用盆栽试验研究潮土及红壤中番茄与茄子的转运系数 富集系数及安全生产阈值 结果 潮土中番茄 茄子C d安全阈值分别为0 5 9 3 0 2 8 4 m g k g 1 红壤中番茄 茄子C d安全阈值分别为 0 5 2 8 0 0 4 3 m g k g 1 结论 茄子的地上 地下部分对C d的富集能力普遍大于番茄 土壤类型对茄子C d 积累影响较大 与红壤相比 潮土中更适合种植茄果类蔬菜 关键词 茄果类蔬菜 镉 安全阈值 红壤 潮土 中图分类号 T B 9 9 文献标志码 A Studyoncadmiumaccumulationcharacteristicsandcadmium safetythresholdofsolanaceaevegetablesintwotypesofsoil Y A N G J i a m i n 1 B A O H e x i g e d u l e n g 1 W A N G F e i j u a n 1 D I N G Y a n f e i 1 J I A N G Q i o n g 1 W E I H e w e n 2 Z H U C h e n g 1 1 K e y L a b o r a t o r y o f M a r i n e F o o d Q u a l i t y a n d H a z a r d C o n t r o l l i n g T e c h n o l o g y o f Z h e j i a n g P r o v i n c e C o l l e g e o f L i f e S c i e n c e s C h i n a J i l i a n g U n i v e r s i t y H a n g z h o u 3 1 0 0 1 8 C h i n a 2 J i n h u a I n s p e c t i o n a n d T e s t i n g I n s t i t u t e o f F o o d a n d D r u g C o n t r o l J i n h u a 3 2 1 0 0 0 C h i n a Abstract Aims T h i s p a p e r a i m s t o s t u d y t h e s o i l C d s a f e t y p r o d u c t i o n t h r e s h o l d o f s o l a n a c e a e v e g e t a b l e s i n s l i g h t l y p o l l u t e d r e d s o i l a n d f l u v o a q u i c s o i l i n s o u t h e r n C h i n a t o r e a l i z e t h e s a f e u t i l i z a t i o n o f m o d e r a t e l y a n d s l i g h t l y p o l l u t e d f a r m l a n d a n d t o r e a s o n a b l y a r r a n g e v e g e t a b l e p r o d u c t i o n Methods U n d e r t h e c o n d i t i o n s o f C d t r e a t m e n t o f 0 0 1 0 2 0 3 0 6 1 0 1 5 a n d 3 0 m g k g 1 t h e t r a n s p o r t c o e f f i c i e n t e n r i c h m e n t c o e f f i c i e n t a n d t h e s a f e t y p r o d u c t i o n t h r e s h o l d o f t o m a t o e s a n d e g g p l a n t s i n f l u v o a q u i c s o i l a n d r e d s o i l w e r e s t u d i e d b y p o t e x p e r i m e n t s Results T h e s a f e t y t h r e s h o l d s o f C d i n t o m a t o e s a n d e g g p l a n t s w e r e 0 5 9 3 a n d 0 2 8 4 m g k g 1 r e s p e c t i v e l y T h e s a f e t y t h r e s h o l d s o f C d i n t o m a t o e s a n d e g g p l a n t s i n r e d s o i l w e r e 0 5 2 8 a n d 0 0 4 3 m g k g 1 r e s p e c t i v e l y Conclusions T h e a b o v e g r o u n d a n d t h e u n d e r g r o u n d p a r t s o f e g g p l a n t s g e n e r a l l y h a v e g r e a t e r C d e n r i c h m e n t c a p a c i t y t h a n t o m a t o e s S o i l t y p e s h a v e a g r e a t i m p a c t o n C d a c c u m u l a t i o n i n e g g p l a n t s S o l a n a c e a e v e g e t a b l e s a r e m o r e s u i t a b l e f o r p l a n t i n g i n f l u v o a q u i c s o i l t h a n i n r e d s o i l Keywords s o l a n a c e a e v e g e t a b l e s c a d m i u m s a f e t y t h r e s h o l d r e d s o i l f l u v o a q u i c s o i l 近年来 重金属污染的食品安全事件频频出 现 人们也越来越重视我国重金属污染所带来的 危害 1 4 随着工业的持续发展 重金属污染对土 壤 水源 大气的威胁也越来越严重 范围越来越 广 5 6 植物内可富集重金属 通过食物链后在其 它生物休内富集 水 食物 吸烟或其他均可成为 进入人体的途径 重金属在人体内蓄积到一定浓 度时 对人体健康有害 在农业生产中 土壤重金属污染越来越受到 关注 因为作物生长和产量会受其不利影响 而且 由于在食物链中的传播而对食品质量 安全和人 类健康造成不利影响 7 9 因此 粮食及农业组 织 世界卫生组织 欧盟和其他国家的监管机构都 严格规定了蔬菜中重金属的允许浓度 1 0 1 1 例 如 在中国 叶菜类 根茎类蔬菜和其他蔬菜的鲜 重C d含量限值分别为0 2 0 1和0 0 5 m g k g 1 1 2 为了确保C d的食品安全 已经做出了 许多努力来建立土壤C d阈值的准则 这些准则 通常是以总C d浓度为基础的 1 3 在中国 在原 有的土壤环境质量标准 G B 1 5 6 1 8 1 9 9 5年 的 二级准则的基础上 土壤环境质量农用地土壤污 染风险管控标准 试行 G B 1 5 6 1 8 2 0 1 8 标准 对不同p H土壤的C d的限值进行了划分 但未对 不同的土壤类型和不同的植被类型进行区别 植 物对C d的吸收和转移不仅取决于土壤中C d的 总浓度 而且还取决于土壤性质 植物种类 年龄 和品种 根据理化性质的不同 土壤对重金属的 吸附作用存在较大的差异 土壤有机质含量越 高 土壤p H值越低 重金属吸附量越高 由于中 国幅员辽阔 土壤类型众多 设定单一的C d浓度 可能会导致高估或低估特定作物的C d污染及其 相关风险 综上 通过研究土壤重金属污染物可食用部 位的安全阈值 即根据各种食品中的标准污染物 限量 分析土壤与作物可食用部位对应的重金属 污染物的相关性 在不同的土壤中更准确地种植 不同的作物 从而可以更有效地控制污染 污染 重金属的安全阈值对于更有效的污染控制也尤为 重要 本研究就南方地区轻度污染红壤及潮土对 茄果类蔬菜展开土壤C d安全生产阈值研究 以 期实现对于中轻度污染农田的安全利用 合理进 行蔬菜生产布局 为今后相关领域科研项目的展 开打下基础 1 材料和方法 1 1 材料与试剂 供试土壤为南方地区中轻度污染的 p H酸 性的红壤 r e d e a r t h 和p H偏碱性的潮土 f l u v o a q u i c s o i l 红壤属铁铝土 第四纪红色黏土 第 三纪玄武岩 红沙岩 花岗岩等风化物为红壤主要 成土母质 通过脱硅富铁铝化过程及生物富集过 程后形成 采自浙江省台州市岭根村 1 2 1 2 3 1 7 5 2 E 2 8 5 6 3 3 6 N 潮土属半水成土 母质为洪 积 冲积 冲海积及海积沉积物 通过脱盐淡化 潴 育化和耕作熟化过程后形成的 采自浙江省杭州 市萧山区 1 2 0 3 4 2 8 4 3 E 3 0 1 4 1 3 9 N 土壤 理化性质见表1 土壤使用前经晾晒 磨碎过5 0 目筛 0 3 m m 确定石块 植物组织筛出干净后 备用 土壤处理在浙江省台州市农业科学院蔬菜 大棚内进行 在盆栽试验中 每种土壤C d处理 在8个水平上进行评价 分别为 0 0 1 0 2 0 3 0 6 1 0 1 5 3 0 m g k g 1 处理对应编号为S C d C K S C d 1 S C d 2 S C d 3 S C d 4 S C d 5 S C d 6 S C d 7 每个质量分数均设设置3个平行 原位 土装箱完毕后 加入相应质量分数的C d C l 2溶液 C d处理后 将箱内土壤搅拌均匀 根据气候情况 适当加水 土壤湿度控制在田间土壤含水量的 6 5 左右 为确保C d分布均匀 每隔1周整箱 翻土 直至稳定6 0 d 1 4 供试土壤蔬菜根据南方地区种植面积及前期研 究筛选出试验品种 筛选出种植蔬菜品种 茄果类 番茄品种为浙杂2 0 3 SolanumlycopersicumZ h e z a 2 0 3 茄子品种为引茄一号 SolanummelongenaL Y i n q i e N o 1 浙江勿忘农种业股份有限公司 454中 国 计 量 大 学 学 报第3 3卷 试剂 硝酸 H N O 3 G R 氢氟酸 H F A R 二胺四乙酸二钠 E D T A 氯化镉 C d C l 2 硝酸 铅 P b N O 3 2 等 纯度为9 9 采购于国药集团 化学试剂有限公司 表1 供试土壤理化性质 T a b l e 1 P h y s i c a l a n d c h e m i c a l p r o p e r t i e s o f s o i l u s e d i n e x p e r i m e n t 土壤 类型p H 有机质 g k g 1 全氮 速效钾 m g k g 1 有效磷 m g k g 1 全镉 m g k g 1 全铅 m g k g 1 潮土8 4 3 6 7 7 0 0 2 3 5 4 6 7 4 7 0 0 0 6 6 2 1 2 7 0 红壤4 7 7 1 3 6 0 0 0 3 4 4 4 0 0 0 4 7 0 0 4 3 9 2 1 8 3 1 2 试验方法 盆栽试验在台州市农业科学院蔬菜大棚内 进行 根据茄果类生长习性 将番茄 茄子播种 于育苗盆内育苗 待幼苗长至3 4片真叶时选 取长势一致的幼苗进行移苗 每盆移栽2株 所有处理设3个重复 大棚内培养 种植期间 根据天气温度适时进行通风 浇灌 施肥 除病 虫害 待作物成熟后开始收获 茄果类生长周期 3个月 1 3 镉含量的测定方法 蔬菜样品 待蔬菜成熟 茄子 番茄分为根 茎 叶 果实四部分采集 分别用去离子水洗净 根部需先利用2 0 m m o l L E D T A浸泡3 0 m i n 将样品放入1 0 5 烘箱中 杀青时间为3 0 m i n 后 置于9 0 烘箱中烘干 样品质量不再发生变化 后 记录可食用部位干重数据并研磨储存 参照 食品安全国家标准食品中镉的测定 G B 5 0 0 9 1 5 2 0 1 4 石墨炉法进行蔬菜中C d含量测定 参照 土壤质量铅 镉的测定石墨炉原子吸收分光 光度法 G B T 1 7 1 4 1 1 9 9 7 进行土壤中C d含 量测定 1 4 镉含量及富集系数 转运系数计算方法 样品中C d C C d 计算公式如下 C C d m g k g C样品 C空白 5 0m 样品 1 0 0 0 公式适用于原子吸收分光光度仪石墨炉法 C样品 1 0 9 代表样品测定的C d质量分数 C空白 1 0 9 代表对照组C d质量分数 m样品 g 代表 消化样品具体质量 5 0代表稀释倍数 1 0 0 0代表 单位换算进率 若实验采用火焰法测定 则需在 该式基础上乘以1 0 0 0 富集系数 b i o c o n c e n t r a t i o n f a c t o r B C F C d 用来表示番茄可食部位对C d的富集能力 1 5 计 算公式如下 富集系数 B C F C d C样品C d质量分数C 土壤C d质量分数 转运系数 t r a n s l o c a t i o n f a c t o r s T F 用来表 示蔬菜各部位对C d的转运能力 1 6 计算公式 如下 转运系数 T F C d C各部位C d质量分数C 部分C d质量分数 1 5 数据处理与分析 原始数据处理利用E x c e l进行 显著性分析 利用I B M S P S S S t a t i s t i c s 2 0软件进行 P 0 0 5 作图用G r a p h p a d P r i s m 8 0进行 2 结 果 2 1 不同浓度镉胁迫下茄果类蔬菜中吸收积累 及转运效率 如表2 在潮土中种植 浙杂2 0 3可食用部位 的C d质量分数范围在0 0 8 1 1 1 5 8 m g k g 1 D W 引茄一号可食用部位的C d质量分数范围在 0 0 4 5 3 9 2 7 m g k g 1 D W 在红壤中 浙杂 2 0 3可食用部位C d质量分数为0 0 3 5 1 7 1 8 m g k g 1 D W 引茄一号可食用部位C d质量分 数为0 2 8 8 4 6 2 1 m g k g 1 D W 茄果类蔬菜 可食用部位C d富集程度因土壤类型而异样 但 是茄果类蔬菜中空白处理组的可食用部位的C d 含量均为最小 高质量分数处理组C d含量基本 为最大 并且可食用部分C d含量随对应土壤中 C d质量分数增加而增加 通过W a l l e r D u n c a n法 分析可得存在显著差异 通过利用多因素方差分 析 L S D法分析可得 不同土壤类别 不同C d质 量分数处理间存在统计学差异 P 0 0 5 土壤类 别与不同C d质量分数处理之间存在交互作用 P 0 0 5 潮土 红壤培养下中浙杂2 0 3 引茄一 号可食用部位C d质量分数 红壤培养下茄果类 可食用部位C d质量分数均高于潮土 554第3期杨佳敏等 两种土壤中茄果类蔬菜镉富集特征及镉安全阈值研究 表2 不同土壤中茄果类蔬菜对Cd的富集系数 转运系数及干重Cd质量分数 T a b l e 2 C d e n r i c h m e n t c o e f f i c i e n t t r a n s f e r c o e f f i c i e n t a n d d r y w e i g h t C d c o n c e n t r a t i o n o f s o l a n a c e o u s v e g e t a b l e s i n d i f f e r e n t s o i l s 品种土壤类型处理编号 可食用部位镉 质量分数 m g k g 1 D W 富集系数转运系数 可食用部位根部可食用部位 番茄 浙杂2 0 3 潮土 S C d C K 0 0 8 1 0 0 1 i j 0 7 5 8 0 0 5 h i 1 8 6 2 0 1 3 j 0 4 0 7 0 0 3 a S C d 1 0 1 6 3 0 0 5 h i 0 8 7 1 0 2 5 f g h 4 3 3 4 0 1 0 h 0 2 0 1 0 0 6 c S C d 2 0 2 7 2 0 0 1 g h 0 9 9 3 0 0 5 e f g 3 7 0 7 0 0 4 i 0 2 6 8 0 0 1 b S C d 3 0 4 2 5 0 0 1 f 1 3 7 5 0 0 2 a b 4 4 9 3 0 0 7 h 0 3 0 6 0 0 1 b S C d 4 0 7 3 3 0 0 7 e 1 2 4 7 0 1 1 a b c 4 6 2 8 0 0 7 h 0 2 7 0 0 0 2 b S C d 5 0 9 8 1 0 1 0 d 1 0 7 0 0 1 1 c d e f 5 8 7 0 0 0 8 f g 0 1 8 2 0 0 2 c S C d 6 1 1 5 8 0 0 4 c 0 7 9 4 0 0 3 g h i 6 1 2 3 0 0 3 f 0 1 3 0 0 0 0 d S C d 7 1 0 2 0 0 0 1 d 0 2 9 0 0 0 1 k 4 6 9 2 0 2 1 h 0 0 6 2 0 0 0 e 红壤 S C d C K 0 0 3 5 0 0 1 j 0 4 7 7 0 0 6 j k 5 3 0 8 0 2 1 g 0 0 5 1 0 0 1 e S C d 1 0 1 6 5 0 0 2 h i 0 9 2 5 0 1 1 f g h 8 1 2 9 0 3 1 c 0 0 3 9 0 0 1 e S C d 2 0 2 8 9 0 0 3 g 1 2 9 3 0 1 2 a b 1 5 1 4 5 0 4 5 a 0 0 4 0 0 0 1 e S C d 3 0 4 4 7 0 0 1 f 1 2 1 7 0 0 3 a b c d 1 0 2 3 9 0 4 4 b 0 0 3 6 0 0 0 e S C d 4 0 8 0 9 0 0 8 e 1 1 4 6 0 1 2 b c d e 7 5 7 7 0 3 1 c d 0 0 3 7 0 0 1 e S C d 5 1 0 8 6 0 0 6 c d 1 2 4 8 0 0 7 a b c 7 7 0 2 0 1 5 c 0 0 3 1 0 0 0 e S C d 6 1 4 6 0 0 1 0 b 1 0 1 1 0 0 7 d e f 6 9 1 1 0 4 5 e 0 0 3 7 0 0 0 e S C d 7 1 7 1 8 0 0 7 a 0 5 8 6 0 0 3 i j 7 0 4 4 0 4 6 d e 0 0 2 4 0 0 0 e 茄子 引茄一号 潮土 S C d C K 0 0 4 5 0 0 0 m 0 4 1 9 0 0 0 j 1 2 7 6 0 0 3 l 0 3 2 8 0 0 0 f S C d 1 0 2 0 9 0 0 2 l m 1 1 1 7 0 0 2 i 3 4 9 6 0 1 1 h i 0 3 2 0 0 0 1 f S C d 2 0 3 8 4 0 0 2 k 1 4 0 0 0 0 2 h i 3 0 7 9 0 0 4 i j k 0 4 5 5 0 0 1 d e S C d 3 0 5 7 8 0 0 7 j 1 8 7 1 0 0 7 f g 3 9 7 1 0 0 5 h 0 4 7 1 0 0 2 d S C d 4 1 2 1 8 0 0 6 h 2 0 7 3 0 0 6 f 3 5 4 9 0 2 5 h i 0 5 8 4 0 0 2 b c S C d 5 1 7 5 2 0 3 2 f 1 9 1 0 0 2 3 f g 3 3 2 3 0 0 8 h i j 0 5 7 5 0 0 7 b c S C d 6 2 3 2 6 0 0 4 e 1 5 9 6 0 0 6 g h 2 5 1 2 0 0 2 j k 0 6 3 5 0 0 3 b S C d 7 3 9 2 7 0 0 3 c 1 1 1 5 0 0 2 i 2 4 5 2 0 0 1 k 0 4 5 5 0 0 1 d e 红壤 S C d C K 0 2 8 8 0 0 4 k l 3 9 1 8 0 0 4 d 3 6 8 7 0 0 7 h i 1 0 6 3 0 1 5 a S C d 1 0 9 4 6 0 0 8 i 5 2 9 5 0 0 8 c 8 0 7 6 0 3 1 g 0 6 5 6 0 0 5 b S C d 2 1 4 8 2 0 0 1 g 6 6 2 9 0 0 1 a 1 5 1 5 6 0 4 5 c 0 4 3 7 0 0 1 d e S C d 3 2 2 5 3 0 1 0 e 6 1 3 3 0 1 0 b 1 2 4 6 9 0 2 8 d 0 4 9 2 0 0 2 c d S C d 4 2 7 2 9 0 0 8 d 3 8 6 7 0 0 8 d 1 0 4 0 0 0 1 4 e 0 3 7 2 0 0 1 e f S C d 5 4 6 0 0 0 0 4 b 5 2 8 6 0 0 4 c 1 8 3 9 0 1 1 0 a 0 2 8 7 0 0 0 f g S C d 6 4 6 2 1 0 0 1 b 3 2 0 0 0 0 1 e 1 6 7 8 3 0 4 9 b 0 1 9 1 0 0 0 g S C d 7 5 7 9 7 0 1 3 a 1 9 7 9 0 1 3 f g 9 2 9 4 0 5 6 f 0 2 1 3 0 0 5 g 注 表中同列数据 平均值 标准差 后不同小写字母表示差异显著 P 0 9 1 3 7号的R2 0 9 所有拟合 方程的相关性均达到极显著水平 P 0 0 1 综 合相关系数 显著性检验以及安全性考虑 茄果类 蔬菜在潮土 红壤中的镉阈值方程均选择二次函 数 图1 两类种植土壤性质差异较大 但随对 应土壤全量C d质量分数的增加 浙杂2 0 3 引茄 一号可食用部位中C d均呈现先增加后减少的趋 势 根据两种土壤种植的蔬菜中可食用部位C d 质量分数与对应土壤全量C d拟合的4组方程 并 且参考G B 2 7 6 2 2 0 1 2食品安全国家标准食品中 茄果类蔬菜污染物限量为C d 0 0 5 m g k g 1 浙 杂2 0 3失水率为7 4 8 6 引茄一号失水率 9 5 5 7 为可以得出两种不同土壤种植浙杂2 0 3 的土壤中全量C d的安全临界值分别为潮土中为 0 5 9 3 m g k g 1 红壤中0 5 2 8 m g k g 1 引茄一 号的土壤中全量C d的安全临界值分别为潮土中为 0 2 8 4 m g k g 1 红壤中0 0 4 3 m g k g 1 3 讨 论 随着工业 采矿等人为活动 C d污染范围正 在逐年扩大 1 7 1 9 被植物吸收 运输至不同部位 进而进入食物链 2 0 2 1 人类摄入的C d据前人研 究 7 0 以上来自蔬菜摄入 2 2 因此 降低蔬菜 可食用部位C d含量成为当务之急 以减少潜在 的健康风险 2 3 2 4 目前土壤C d污染的修复技术 发展快速 但有诸多局限性条件 如长期休耕 潜 在的二次污染风险 难以控制成本等 在实际种植 表3 茄果类蔬菜安全生产土壤全量Cd污染阈值 T a b l e 3 S a f e p r o d u c t i o n t h r e s h o l d o f t o t a l s o i l C d f o r t h r e e t y p e s o f s o l a n a c e o u s v e g e t a b l e s m g k g 1 品种土壤类型编号回归模型R2污染阈值 番茄 浙杂2 0 3 潮土1y 0 2 6 3x 0 3 6 2 0 5 0 7 1 0 9 5 2y 0 2 8 6 4x2 1 3 0 1x 0 0 2 0 6 0 9 7 4 0 5 9 3 红壤3y 0 5 9 8x 0 2 4 3 0 8 4 1 0 6 8 1 4y 0 3 1 4x2 1 5 3 1x 0 0 7 1 0 9 9 7 0 5 2 8 茄子 引茄一号 潮土5y 1 1 2 1x 0 2 7 3 0 9 3 6 0 1 7 6 6y 0 3 1 0 x2 2 2 4 4x 0 1 4 2 0 9 9 5 0 2 8 4 红壤7y 1 8 2 6x 1 2 8 9 0 7 7 9 8y 1 0 2 4x2 4 8 6 4x 0 2 6 5 0 9 4 3 0 0 4 3 754第3期杨佳敏等 两种土壤中茄果类蔬菜镉富集特征及镉安全阈值研究 图1 土壤全量Cd与茄果类蔬菜可食部Cd质量分数相关分析 F i g u r e 1 C o r r e l a t i o n a n a l y s i s b e t w e e n t o t a l C d i n s o i l w i t h C d c o n c e n t r a t i o n i n e d i b l e p a r t o f s o l a n a c e o u s v e g e t a b l e 仍难以完全实施 2 5 不同蔬菜作物对重金属富 集和吸收存在显著的差异 2 6 2 7 对于富集镉元素能 力强的蔬菜品种而言 其本身对C d吸收 转运的 能力也较其他品种蔬菜更强 2 8 2 9 可以根据其差 异 按照土壤重金属污染程度的不同合理规划 形 成重金属相对应的农作物布局 本试验针对南方常见红壤 潮土展开C d安 全阈值研究 茄果类蔬菜可食用部分C d含量随 对应土壤中C d总质量分数增加而增加 两种不 同土壤试验可得以下结论 同种茄果类蔬菜可食 用部位C d含量与土壤中C d全量正相关性 这与 前人对叶菜类蔬菜对C d累积的研究结果一 致 3 0 对比茄果类可食用部位C d含量 茄子吸 收C d能力明显强于番茄 在低质量分数C d环境 中 土壤类型对番茄可食用部分C d含量无显著 性影响 交互效应不存在显著性差异 但土壤类型 对茄子C d积累影响较大 重金属吸附受到土壤 的不同理化性质影响 并会产生较大的差异 吸附 能力越强的土壤 一般具有p H低 有机质含量高 的特点 试验所用红壤p H明显低于潮土 且有 机质含量较高 故潮土中更适合种植茄果类 蔬菜 据盆栽试验结果进行模型拟合 获得方程 污 染物限量中茄果类蔬菜C d 0 0 5 m g k g 1 F W 数据参考 食品安全国家标准食品中污染 物限量 G B 2 7 6 2 2 0 1 7 即得到两种不同土壤 中全量C d对应的最大限量 即阈值 潮土中番 茄 茄子C d安全阈值分别为 0 5 9 3 m g k g 1 0 2 8 4 m g k g 1 红壤中番茄 茄子C d安全阈值 分别为 0 5 2 8 m g k g 1 0 2 8 4 m g k g 1 均在 盆栽试验条件下模拟得出 同种类蔬菜对土壤环 境质量的要求可以通过阈值的不同体现 要求越 高 阈值越小 所以对于红壤而言 不适宜种植高 积累作物 通过分析不同土壤中C d全量与对应 854中 国 计 量 大 学 学 报第3 3卷 蔬菜可食用部位C d相关性 进而得到对应关系 根据已有标准中对应食品C d污染物标准限值 能更精确地得到不同土壤中C d污染的安全阈 值 进而获得对区域内不同类型土壤更精确划分 和有效的控制 但目前仍缺少大量不同类型蔬菜 针对不同类型土壤的阈值研究 在重金属污染严重的区域应避免种植叶菜类 蔬菜 以此来减少蔬菜中重金属的累积量 而更适 合种植根富集能力弱的根菜类或果菜类 韩峰 等 3 1 通过田间试验发现 芹菜 胡萝卜及茄子等 可食用部位C d积累少的蔬菜 可在贵州省内的 矿区中种植 其蔬菜地C d污染超标较为严重 而 棒豆 辣椒 豇豆可食用部位对H g富集能力较 低 在H g含量超标的种植农用地里明显更适合 生长 顾燕青等 3 2 提出 低积累品种的根茎类的 和叶菜类应在中轻度重金属污染土壤中种植 以 避免重金属高积累基因型蔬菜的生产 4 结 论 本研究通过盆栽实验发现茄果类蔬菜可食用 部位C d质量分数对应土壤C d质量分数拟合 方程 潮土 C d y番茄 0 2 8 6 4x2 1 3 0 1x 0 0 2 0 6 y茄子 0 3 1 0 x2 2 2 4 4x 0 1 4 2 红壤 C d y番茄 0 3 1 4x2 1 5 3 1x 0 0 7 1 y茄子 1 0 2 4x2 4 8 6 4x 0 2 6 5 在盆栽试验条件下模拟得出的潮土中番茄 茄子C d安全阈值分别为0 5 9 3 m g k g 1 0 2 8 4 m g k g 1 红壤中番茄 茄子C d安全阈值分别 为 0 5 2 8 m g k g 1 0 0 4 3 m g k g 1 茄子的 地上 地下部分对C d的富集能力普遍大于番茄 对比茄果类可食用部位C d含量 茄子吸收C d能 力明显强于番茄 在低质量分数C d环境中 土壤 类型对番茄可食用部分C d含量无显著性影响 但土壤类型对茄子C d积累影响较大 与红壤相 比 潮土中更适合种植茄果类蔬菜 参 考 文 献 1 B I X P A N X Z H O U S S o i l s e c u r i t y i s a l a r m i n g i n C h i n a s m a i n g r a i n p r o d u c i n g a r e a s J EnvironmentalSci enceandTechnology 2 0 1 3 4 7 1 4 7 5 9 3 7 5 9 4 2 C H E N R Y E C R e s o l v i n g s o i l p o l l u t i o n i n C h i n a J Na ture 2 0 1 4 5 0 5 7 4 8 4 4 8 3 4 8 3 3 L I Z M A Z V A N D E R K U I J P T J e t a l A r e v i e w o f s o i l h e a v y m e t a l p o l l u t i o n f r o m m i n e s i n C h i n a P o l l u t i o n a n d h e a l t h r i s k a s s e s s m e n t J ScienceoftheTotalEnvironment 2 0 1 4 4 6 8 8 8 4 3 8 5 3 4 T E N G Y W U J L U S e t a l S o i l a n d s o i l e n v i r o n m e n t a l q u a l i t y m o n i t o r i n g i n C h i n a A r e v i e w J EnvironmentIn ternational 2 0 1 4 6 9 8 1 7 7 1 9 9 5 樊霆 叶文玲 陈海燕 等 农田土壤重金属污染状况及修复 技术研究 J 生态环境学报 2 0 1 3 2 2 1 0 1 7 2 7 1 7 3 6 F A N T Y E L W C H E N H Y e t a l R e v i e w o n c o n t a m i n a t i o n a n d r e m e d i a t i o n t e c h n o l o g y o f h e a v y m e t a l i n a g r i c u l t u r a l s o i l J EcologyandEnvironment 2 0 1 3 2 2 1 0 1 7 2 7 1 7 3 6 6 宋伟 陈百明 刘琳 中国耕地土壤重金属污染概况 J 水 土保持研究 2 0 1 3 2 0 2 2 9 3 2 9 8 S O N G W C H E N B L L I U L S o i l h e a v y m e t a l p o l l u t i o n o f c u l t i v a t e d l a n d i n C h i n a J ResearchofSoilandWater Conservation 2 0 1 3 2 0 2 2 9 3 2 9 8 7 Z H U A N G P M C B R I D E M B X I A H P e t a l H e a l t h r i s k f r o m h e a v y m e t a l s v i a c o n s u m p t i o n o f f o o d c r o p s i n t h e v i c i n i t y o f D a b a o s h a