高氟灌溉水对蔬菜不同组织中氟富集量的影响研究

王 婷 天津渤海职业技术学院

高氟灌溉水对蔬菜不同组织中氟富集量的影响研究

王 婷 天津渤海职业技术学院

本文对地处地下水型高氟区的天津市北辰区西堤头镇进行了调查，采集该高氟区和对照区的灌溉水样、整株蔬菜及其根周土进行实验，研究灌溉水和土壤中的氟对蔬菜氟残留量的影响。结果表明，在高氟水灌溉区，土壤中的水溶性氟是蔬菜中氟的重要来源，同一蔬菜的不同组织对土壤中水溶性氟的吸收、富集能力有明显区别。但植物吸收、富集土壤氟的具体生物化学机制仍有待深入研究。

氟；灌溉水；蔬菜；富集

地下水型氟中毒是我国危害最广地方性流行病之一。单从饮水途径看，我国开展的大面积降氟改水工作已取得明显效果。但在防治过程中，对食物氟的摄入及其危害却有所忽视。目前在饮水型氟中毒病区进一步探讨研究改水后食物氟对健康的影响及其预防措施是一个新的课题[14,62]。这一问题的核心实际就是农作物对水氟及土氟的富集效应。

1、样品采集

（1）在西堤头镇菜地大棚采集整株的各种蔬菜，每种蔬菜采5-6株，取其中5株平行测定；

（2）采集西堤头镇的菜地灌溉水。

2、样品预处理

（1）蔬菜样品处理：蔬菜用去离子水洗净，叶类将根、茎、叶、花分开，青萝卜块根部分将表皮和内心分开，分别晾干、切碎、混匀，各取100g样品，于80℃鼓风干燥，粉碎、过40目筛，放入聚乙烯塑料瓶中避光密闭保存、备用。

（2）各种水样都用聚乙烯瓶采集、保存。

3、测定方法及原理

（1）水样测定：

方法选择：选用氟离子选择电极法。

测定原理：当氟电极与含氟的试液接触时，电池的电动势随溶液中氟离子活度变化而变化（遵守Nemst方程)。当溶液的总离子强度为定值且足够时服从下列关系式：E= E0-2.303RT／F×lgCF-；E与lgCF-呈直线关系，2.303RT／F为该直线的斜率，亦为电极的斜率。待测氟离子浓度CF-<10-2mol/L时，活度系数为l，可以用浓度C-代替其活度

F

（2）蔬菜氟含量测定：

方法选择：酸直接浸提法-氟离子选择电极法。

测定原理：利用浸提液解离某些与待测元素结合的键，并使测元素或含待测元素的组分溶解，而从试样中将含有待测元素的部分浸提出。然后用氟离子选择电极法测定浸提液中氟含量，原理同上。

4、主要试剂和仪器

（1）氟化物标准贮备液：称取干燥冷却后的基准氟化钠0.2210g，用去离子水溶解后转移到1000ml容量瓶中，然后用水稀释到标线并混匀，放在塑料瓶里保存。此标准溶液含氟离子的浓度为100μg/mL。

（2）氟化物标准使用液(10μg/mL)：用无分度吸管吸取10mL氟化物标准工作贮备液于100mL容量瓶中，加水到标线并混匀。

（3）总离子强度缓冲液(TISAB)：称取58.8g二水合枸橼酸钠和85g硝酸钠，加到盛有500mL水的烧杯中，搅拌到溶解，用盐酸调节pH至5～6。然后转移到1000mL容量瓶中，用水稀释到标线并混匀。

（4）1mol/L 盐酸溶液；

（5）酸度计；

（6）氟离子复合选择电极；

（7）磁力搅拌器和磁力搅拌子。

5、试验过程

（1）水样测定：西堤头菜地与对照点均采平行水样五份，每份取30mL水样于50ml容量瓶中，加入10ml的TISAB溶液，放置片刻，用乙酸钠调节至近中性，用水稀释至标线，摇匀。将其转入100ml聚乙烯烧杯中，加磁力搅拌子，插入氟电极和甘汞电极，在不断搅拌下读取平衡电位(指电位值的改变每分钟小于0.5mV)测其电位值。然后在标准曲线上查出水样中氟离子的浓度。

（2）蔬菜中氟含量测定：每种蔬菜取五株平行样品，每株样品按根茎叶或表皮内心不同组织分别从制备好的样品中各取10.00g，用去离子水洗净的样品，粉碎后置于50ml容量瓶中，加10mL盐酸（1mol/L），密闭浸泡提取3h（不时轻轻摇动）。提取后加25ml总离子强度缓冲剂，加水至刻度，混匀，用氟离子选择电极法测定。

6、试验结果

（1）水样氟含量计算:

式中：r—半对数坐标纸上查出的氟离子浓度(mg/L)；

V—测量体积(mL)；

V1—吸取水样体积(mL)。

西堤头菜地灌溉水氟含量平均值（mg/L）=4.22±0.22,属于典型灌溉水高氟区。

（2）叶类蔬菜不同组织氟含量测定结果，见表1。

（3）青萝卜块根（食用部分）表皮和内心氟含量测定结果，见表2。

7、结果分析与讨论。

兰德的相关论文[1]已经证明蔬菜中的氟含量与土壤中水溶性氟含量存在显著相关性，而土壤中水溶性氟含量与灌溉水氟含量也存在显著相关性[2]，所以在高氟水灌溉环境下的各种蔬菜的含氟量都会受到灌溉水氟含量的显著影响。

从表1可以看出，总体上说，土壤中的水溶性氟在蔬菜体内的蓄积规律是根>叶>茎。

这是因为土壤中的水溶性氟，主要由蔬菜根部吸收进入其体内，并在根部富集。植物中，水通过导管的流动方向是从水势高处向水势低处流动，于是其中一部分氟随水分运输至植物各个组织。茎部细胞新陈代谢较慢，故而积累氟较少。但土壤中的氟进入蔬菜体内后还是主要集中在根部。

表1 叶类蔬菜根茎叶氟含量测定

表2 青萝卜块根表皮和内心氟含量测定

从表2可以看出，表皮中氟含量显著高于内芯。由于青萝卜食用部分生长期间埋于地下，所以受大气氟污染影响很小，可忽略。笔者分析认为，该测定结果可反映出青萝卜表皮可以较容易地直接从土壤中吸收可溶性氟进入，故而含量比内芯组织要丰富得多。对于以块根为主要食用部分的蔬菜是否都有此特点，还有待进一步研究论证。

总之，蔬菜不同组织对土壤水溶性氟吸收、富集能力存在差异, 总体上说，土壤中的水溶性氟在蔬菜体内的蓄积规律是根>叶（花）>茎。另外，Cooke等。[3]通过盆栽试验研究向日葵中氟的分布时，发现老叶中富集的氟不是固定不动的，有些可以转移到嫩叶中去。这一结果反映出氟在植物体内各组织中的分布是动态、相对的，测得的植物体内各组织中氟含量可能只是某一时的状况，植物的年龄是影响其对土壤氟富集能力的重要因素[2]，这也从另一方面给出了氟在植物体内分布情况难以统一的原因。总之，关于这个问题还有待于研究人员今后进一步的实验论证。

[1]兰德．温泉型氟中毒地区环境本底高氟对农作物及人体健康影响.硕士学位论文．南昌大学：环境科学与工程学院.2007

[2]吴代赦,吴铁,董瑞斌．植物对土壤中氟吸收、富集的研究进展．南昌大学学报．2008,30(2)：103-111

[3] Cooke J A，Johnson M S，Davison A W．Uptake and Translation of Fluoride in Helianthus Annus Grown in Sand Culture．Fluoride，1978，11(2)：76-88．

Study on the Enrichment of Fluorine of Different parts of the Same vegetables Which irrigated by High fluorine water

Wang Ting（Tianjin Bohai Vocational Technical College）

In this paper, we make an investigation in Xiditou Village,Beichen District of Tianjin, which is in high fluorine environment. We collect irrigative water,total vegetables and soils around their roots in this high fluoine area The results indicated that watersoluble fluorine in soil is one of the important sources of vegetable fluoride.. The ability of absorption and enrichment of water-soluble fluoride of different parts of the same vegetables had a clear distinction. But the biochemical mechanisms of absorption and enrichment of soil fluoride by plants need to be further studied.

Fluorine；Irrigated water；Vegetable；Enrichment

10.3969/j.issn.1001-8972.2011.005.029