西安市不同蔬菜中重金属污染分析

马往校,孙新涛,段敏

(1.西北农林科技大学 食品科学与工程学院,陕西 杨凌712100;2.西北农林科技大学生命科学学院,陕西 杨凌712100)

随着我国城市化的发展,作为城乡结合部的市郊,也不可避免地受到城市发展的影响。一般城市近郊的菜区,受垃圾堆放、工业“三废”以及汽车尾气等诸多因素的影响导致环境污染。目前,环境污染已成为制约经济发展和人类健康与生存的头等大事,其中有毒重金属是重要的污染物之一[1],这些重金属进入蔬菜中会危害人体健康。因此,及时了解蔬菜中有害重金属的污染状况,对防治重金属污染,保障市民健康具有重要的现实意义。

1 材料与方法

1.1 材料

1.1.1 样品

分别在西安市西、北、东、南郊批发市场中随机抽取黄瓜、豇豆 、芹菜、茼蒿、辣椒、番茄、茄子、韭菜、生菜、油麦菜等夏季蔬菜10个品种80个样品。每个样品采集3 kg,四分法缩分、匀浆后冷冻待测。

1.1.2 仪器

AFS-1201双道原子荧光光度计(北京海光公司);汞、砷、铅、铬、镉高强度空心阴极灯;PE-5000型原子吸收分光光度计(美国Perkin Elmer公司)。

1.1.3 试剂

硝酸(优级纯);高氯酸(分析纯);过氧化氢(分析纯);盐酸(优级纯);待测元素标准溶液由国家钢铁材料研究院提供;本试验用水均为去离子水。

1.2 方法

1.2.1 检测方法

汞按 GB/T5009.17-2003进行,砷按GB/T5009.11-2003进行,铅按GB/T5009.12-2003进行,镉按GB/T5009.15-2003进行,铬按GB/T5009.123-2003进行。

1.2.2 评价标准

蔬菜的评价标准采用国家标准GB2762-2005(食品中污染物限量),标准见表1。

表1 食品中污染物限量Table1 Contaminating restriction value in foods

1.2.3 评价方法

采用超标率来评价蔬菜的污染状况。

其中:Ci-某类污染物在某种蔬菜中的超标率,ni-某种蔬菜某类污染物超标样品数,Ni-某种蔬菜采集的样本数。

2 结果与分析

2.1 10种蔬菜中重金属元素的积累状况

西安市10种蔬菜80个样品中5种重金属元素的检测结果如表2。由表2可知,80个蔬菜样品中砷和镉的总体合格率为100%,虽然检出率为65.6%,但其含量低于国家标准;汞超标率为2.5%,最高超标1.33倍;铬超标率为2.5%,最高超标1.41倍;10种蔬菜中普遍存在铅污染问题,铅总体检出率为100%,超标率为61.2%,含量较高出现在东郊胡家庙批发市场的茄子(1.606 mg·kg-1)和北郊朱宏路批发市场的韭菜(1.364 mg·kg-1)上,分别超出国家允许限量的8.03倍和6.82倍。5种重金属元素在10种蔬菜中的积累状况为:

汞:韭菜＞芹菜＞茼蒿＞油麦菜＞生菜＞豇豆＞辣椒＞茄子、黄瓜＞番茄

砷:茼蒿＞油麦菜＞芹菜＞生菜＞韭菜＞豇豆＞茄子＞黄瓜＞辣椒＞番茄

铅:韭菜＞茄子＞茼蒿＞生菜＞辣椒＞油麦菜＞番茄＞芹菜＞豇豆＞黄瓜

铬:茼蒿＞生菜＞油麦菜＞韭菜＞芹菜＞豇豆＞辣椒＞茄子＞番茄＞黄瓜

镉:韭菜＞豇豆＞茄子＞辣椒＞茼蒿、生菜、油麦菜＞芹菜＞番茄＞黄瓜

由此可见,韭菜对汞、铅和镉有较强的吸收富集能力,茼蒿对砷和铬有较强的富集能力。黄瓜、番茄和辣椒对这5种重金属元素的吸收富集能力最弱,污染最轻,这与2000年的报道一致[2]。

表2 10种蔬菜中汞、砷、铅、铬、镉的含量状况Table2 Contents of mercury,arsenic,lead,chromium,cadmium in 10 kind of vegetables

注:ND未检出Note:ND means Not detected.

2.2 不同类蔬菜中重金属元素的积累状况

对10种蔬菜80个样品按绿叶菜类和茄果、瓜类的检测结果进行统计,如表3。由表3可知,40个绿叶菜中只有砷和镉合格率为100%;汞在芹菜和茼蒿中有超标,超标率为5.0%;铬在生菜和茼蒿中有超标[3],超标率为5.0%;铅在绿叶菜中超标比较严重,超标率高达80.0%,铅在绿叶菜中的积累状况为:韭菜＞茼蒿＞生菜＞油麦菜＞芹菜。40个茄果、瓜类蔬菜中只有铅出现超标,超标率为42.5%,铅在茄果、瓜类蔬菜中的积累状况为:茄子＞辣椒＞番茄＞豇豆＞黄瓜,由此可见,重金属污染主要集中在绿叶类蔬菜上,污染程度为绿叶菜类＞茄果、瓜类蔬菜,这与众多蔬菜重金属污染状况的研究结论是一致的[4～6],说明绿叶类蔬菜对重金属有较强的吸收富集能力。

表3 绿叶菜和茄果、瓜类蔬菜中5种重金属元素的含量状况Table 3 Content Features of Five Heavy Metals in greenery and melon vegetables.

项目Items汞砷铅铬镉Hg As Pb Cr Cd茄果、瓜类黄瓜 0.0004 0.023 0.240 0.015 ND豇豆 0.0008 0.025 0.291 0.067 0.0011辣椒 0.0006 0.012 0.404 0.035 0.0005番茄 0.0003 0.009 0.360 0.019 0.0002茄子 0.0004 0.022 0.550 0.032 0.0008¯X 0.0005 0.018 0.369 0.034 0.0006∑¯X 0.0025 0.091 1.845 0.168 0.0021超标率/% 0 0 42.5 0 0

3 讨论与结论

(1)造成西安市蔬菜重金属污染的主要原因有:①大气污染:大气污染主要是工业废气的排放,燃料燃烧和交通运输排放的废气等,这些废气通过植物的光合作用和呼吸作用把污染物直接带进植物体内,从而造成蔬菜的污染。②污水灌溉:西安市郊有些菜地由于缺乏井水和河水灌溉条件,菜农直接用工厂排出的工业污水进行灌溉,导致蔬菜受污染。③垃圾污染:城市垃圾的不合理施用是蔬菜受污染的原因之一,由于目前城市的工业废物和生活垃圾还没有完全分开堆放,而近郊的菜农多用垃圾作为肥料进行施用,虽然在一定程度上提高了土壤的养分,但其中的重金属也对土壤构成影响。

(2)针对西安市蔬菜的污染状况提出以下防治措施:①在农田重金属污染的土壤中施加化学改良剂,如石灰、碳酸钙等一方面可增加土壤的有机质及阳离子交换量的含量,另一方面可使重金属生成氢氧化物沉淀,从而降低土壤中重金属向食物链的转移[7,8],降低蔬菜中重金属的污染。②根据不同蔬菜品种对重金属积累的差异,合理布局蔬菜生产基地,在重金属污染较严重的区域有针对性地种植对重金属有较强抗性的品种,如种植茄果或瓜类蔬菜,减少绿叶菜的种植。③合理施用农药和化肥,提倡施用生物农药及用生物方法防治蔬菜的病虫害;提倡施用有机肥、腐植酸肥和微生物肥料,少用或不用化学合成肥料,施用的垃圾肥应进行无害化处理,确保施用安全。

(3)通过对西安市城区10个蔬菜品种80个样品中重金属汞、砷、铅、镉、铬的检测分析,结果表明:西安市城区蔬菜中砷和镉虽有检出,但都符合国家卫生标准(GB2762-2005)的限量规定,对蔬菜未造成污染;汞和铬的污染主要表现在个别绿叶菜(芹菜、茼蒿和生菜)中,超标率为2.5%;铅是整个城市主要的污染元素[9],超标率为61.2%。对不同类蔬菜中重金属元素的检测结果进行分析,绿叶类蔬菜中5种重金属元素的平均含量都高于茄果、瓜类蔬菜,它们对重金属有较强的累积能力,特别是韭菜、茼蒿和生菜。绿叶类蔬菜中除汞和铬有个别超标外,铅是主要的污染元素,超标率高达80.0%;茄果、瓜类蔬菜中只出现铅超标,超标率为42.5%。因此,铅的污染需要引起有关部门的重视,提早防范环境污染对于农业的潜在威胁。

[1]侯绪友,王允成.临沂地区蔬菜主要有害物质调查[J].农村生态环境学报.1995,11(1):63-64.

[2]马往校,段敏,李岚,等.西安市郊区蔬菜中重金属元素污染分析与评价[J].农业环境保护,2000,19(2):96-98.

[3]马往校,周乐,段敏,等.西安市蔬菜中重金属污染状况分析[J].西北农林科技大学学报:自然科学版,2003,31(6):178-180.

[4]田丽梅,臧山水.天津市污灌区蔬菜重金属污染调查及防治途径[J].天津农林科技,1999,(6):21-22.

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[7]钱进,王子健.土壤中微量金属元素植物可给性研究进展[J].环境科学,1995;16(6):73-75.

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[9]刘景红,陈玉成.中国主要城市蔬菜重金属污染格局的初步分析[J].微量元素与健康研究,2004,21(5):42-44.