海南南山长寿区土壤微量元素含量分析

丁文慈 ，赵由之 ，赵彦龙 ，李丽芳，陈亮儒

(1 琼州学院理工学院，海南 三亚 572022;2 三亚碳计量与应用研究实验室，海南 三亚 572022;3 珠江流域水环境监测中心，广东 广州 510611;4 三亚南山小学，海南 三亚 572000)

在国内除南疆、巴马等地外，湖北钟祥、江苏如皋、四川彭山、都江堰、上海长兴岛、山东长清以及海南岛等地都有“长寿之乡”的美誉［1-3］.国内外对各长寿地区的研究表明，遗传因素、自然环境、社会文化和生活习惯是四个必要条件［1-5］，其中各地环境因子中特有的微量元素谱对调节内分泌、预防控制疾病起到重要作用，成为最重要的长寿要素之一［6-13］.土壤是生物赖以生存的最重要、最基本的要素，是微量元素进入有机体和人体的主要环境，为了解海南南山长寿区土壤中微量元素的特征，利用电感耦合等离子体质谱仪ICPMS 测定了海南南山长寿区耕作土与非耕作土壤中Be、V、Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Cu、Zn、As、Se、Mo、Ag、Cd、Ba、Tl、Pb 等17 种微量元素和常量元素Al 的含量，并与广西巴马、云南云龙、新疆和田、江苏如皋等长寿地区土壤微量元素的分布特征进行了对照研究.

1 实验方法

1.1 研究区域概况与样品采集 海南三亚南山村是全国著名的长寿之乡，全村共有10 个自然村，4500多人口，黎族.2008年统计全村100 岁以上的寿星10 人，80 岁以上的长寿老人有90 余人.南山村位于三亚市西偏北约40 公里南山(也称鳌山)北坡，基岩为燕山期早白垩纪世花岗岩，土壤发育浅，属花岗岩砖红壤.

土壤采样点1 位于南山小学校园内，主要种植蔬菜，代表耕作土.土壤深度约40cm，土壤剖面自上而下分为表层(A0)，淋溶层(A)，淀积层(B)，母质层(C)和基岩(D).采样点2 位于采样点1 以西100m 处，主要植被为灌木——竹林，代表非耕作土.土壤深度约20cm，土壤剖面分为表层(A0)，淋溶层(A)，淀积层(B)和基岩(D)，母质层发育不明显.取样时用木铲除去剖面表面1cm 土层，自下而上采样，装入牛皮纸袋.

1.2 样品预处理及质量控制 土壤样品于烘箱中105℃下干燥24h，冷却后置于硬质瓷砖表面，用擀面杖碾压破碎，实验过程中避免接触金属容器及制品，以免引入外源污染.用四分法取样-再破碎-再取样-再破碎，取10g 细粉末样品用玛瑙研钵精研至100 目左右，置于称量瓶中烘干恒重待用.实验中为了避免样品之间相互污染，未采取过筛操作，样品粒度控制以湿法消解样品至溶液透明无残渣为宜.

准确称取0.2500g 土样于聚四氟乙烯坩埚中，用几滴水润湿后，加入10ml HCl，于电热板上低温加热，蒸发至约剩5ml 时加入15ml HNO3，继续加热蒸至近粘稠状，再加入10ml HF，并继续加热蒸发至近干，最后加入5ml HClO4，并加热至白烟冒尽.样品呈白色或淡黄色不流动粘稠状，用1ml 盐酸和去离子水冲洗内壁及坩埚盖使样品充分溶解，冷却后定容至100ml.用0.22μm TEFLON 滤膜过滤至15ml AXYGEN 塑料离心管中待测.

1.3 样品测定 样品测定工作由珠江流域水环境监测中心完成.消解后的样品用Agilent 公司的7500a型电感耦合等离子体质谱仪(ICP-MS)测定，仪器的工作条件为:射频发射功率1200w，射频电压1.7v，采样深7.2mm，载气(Ar)流量1.1L/mim，泵速0.1rps，雾室温度2℃.所有实验用水均由Millipore Q-Element 纯水机制备，电阻率＞18.2MΩ·cm.

2 结果与讨论

2.1 海南南山长寿区土壤微量元素特征 用ICP-MS 检测到的海南南山长寿区土壤元素有常量元素Al 以及Be、V、Cr 等17 种微量元素(见表1)。含量最高的元素是Al 和Fe，大于8000μg/g;其次是Mn、Ba，含量在100μg/g 以上;大于10μg/g 元素依次是Zn、V、As、Pb、Cr;大于1μg/g 的有Cu、Co、Ni、Mo、Be;而Tl、Cd、Se、Ag 的含量均小于1μg/g.其中V、Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Cu、Zn、Se、Mo 等是人体必需的微量元素。总体来看，耕作土、非耕作土、基岩中各种微量元素含量大致持平，土壤各发育层中各种元素含量基本保持一致，可见南山土壤的成土历史上受风沙流水搬运引起的外源物质的输入和输出影响较小，其主要来源是基岩的风化.

表1 海南南山长寿区土壤微量元素含量(μg/g)

2.2 海南南山长寿区与其他长寿区土壤微量元素特征的对照研究 对比其他长寿区［13-18］，从图1 可以看出，除新疆和田土壤铁含量较低以外，高铁、高锰是各长寿区的主要特征，但南山土壤铁含量低于江苏如皋、云南云龙，锰含量低于广西巴马、新疆和田、江苏如皋和云南云龙.另外广西巴马、新疆和田、江苏如皋土壤中Co、Ni、Cu、Zn、Se 五种元素分布十分相似，海南南山土壤中Zn、Se 含量与上述三地相近，Co、Ni、Cu 含量则低于三地.这些元素对细胞代谢和酶活性有重要意义，是研究长寿与健康现象关注较多的元素，适量的上述元素可能与南山长寿现象有一定关系.

图1 海南南山和其他长寿地区土壤微量元素含量比较

在重金属污染方面，由图2 可以看出，除Hg 由于检测方法限制没有数据外，南山土壤中Cr、Ni、Cu、Zn、As、Cd、Pb 等元素含量均低于土壤环境质量一级标准，说明没有来自于环境本底和工农业生产的重金属污染.

图2 海南南山土壤微量元素含量与土壤环境质量一级标准比较

3 结论

海南南山长寿区土壤富含或含有V、Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Cu、Zn、Se、Mo 等人体必需的微量元素.其中高铁高锰的的特征与广西巴马、新疆和田、江苏如皋和云南云龙等长寿区相类似.无重金属元素污染，Cr、Ni、Cu、Zn、As、Cd、Pb 等元素含量均低于土壤环境质量一级标准.

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