不同功能区蔬菜地土壤重金属污染特征及其风险评价

林小兵，武琳，王惠明，张秋梅，刘晖，郭乃嘉，黄欠如，周利军*

1. 江西省红壤研究所/国家红壤改良工程技术研究中心，江西 南昌 330046；2. 江西省农业生态与资源保护站，江西 南昌 330046；3. 江西省新余市农业科学研究所，江西 新余 338000

随着城市化、工业化和集约化农业的快速发展，工业“三废”、交通活动、污水灌溉、化肥及农药进入土壤环境，导致农田土壤重金属污染问题日益突出（Wang et al.，2011；Huang et al.，2019）。据报道中国的耕地土壤重金属点位超标率达19.4%，主要重金属污染元素为镉（Cd）、汞（Hg）、砷（As）、铅（Pb）和铬（Cr）等（Liang et al.，2014）。曾希柏等（2007）研究表明，中国蔬菜地土壤重金属超标也较为严重，全国蔬菜地约有24.1%样本存在Cd超标，Hg为10.3%，As为9.2%。蔬菜为人们提供各种维生素、膳食纤维、矿物质等营养成分（李如忠等，2013），但也极易受重金属污染和影响（陈小华等，2019），并通过食物链在人体富集（Cherfi et al.，2015），最终影响人体健康。

蔬菜生物量随土壤中重金属含量增加到一定值时出现显著减少，其生长也受到明显抑制，甚至出现死亡（徐笠等，2017；周雅等，2017），且蔬菜对某些重金属存在显著富集，不同蔬菜品种富集系数也不同（Wu et al.，2015；徐笠等，2017）。陈毛华等（2017）研究发现，蔬菜重金属污染的热点区域主要集中在工业集中区附近以及盛行风的下风向，工业发达地区因其工企业较多，污染源集中，大量工业“三废”和生活污水排放导致其蔬菜地土壤重金属污染严重（韦绪好等，2015；杨忠平等，2015）。人口密集和交通发达的城郊地区菜地土壤重金属也日渐严重（Khan et al.，2008），以长沙城郊蔬菜地土壤为研究对象发现有 43%的土壤样本中重金属元素超过当地背景值，呈现离市区距离的增加蔬菜地土壤重金属污染程度逐渐减弱的趋势（黄凤球，2014），柳云龙等（2012）研究也表明土壤重金属污染从城市到郊区呈现梯度变化。污水排灌也是引起蔬菜地土壤重金属富集的主要因素之一（吴开华等，2011），污灌区蔬菜地土壤及蔬菜重金属明显高于非污灌区（姚春霞等，2005），其中重金属元素Cr和Cd超标率为100%。充分掌握城市蔬菜地土壤重金属污染特征，关系着食品安全和农业可持续发展（赵慧等，2019），也是近年来研究的热点问题。

目前对蔬菜地土壤重金属污染特征及其评价，大多都是针对某一区域或部分区域内蔬菜地土壤重金属的调查研究，而较全面地对城市不同功能区内蔬菜地进行调查及其生态风险评估研究较少。本文以江西省某典型工业城市的工矿区、污水排灌区、城郊、一般农区等4个功能区内蔬菜地土壤为研究对象，研究了4个地区蔬菜地土壤中重金属Cr、Pb、Cd、As和Hg含量特征，并利用单因子污染指数法、内梅罗综合指数法、地累积指数法和潜在生态风险指数法等对5种重金属的污染状况进行了评价。为准确掌握城市不同功能区蔬菜地土壤重金属污染状况，对于保障蔬菜食用安全，合理布局蔬菜生产，促进蔬菜产业可持续发展提供数据支撑和理论依据。

1 材料与方法

1.1 研究区概况

研究区位于江西省中部偏西，属于赣西中低山与丘陵区，境内多山地，地貌以山地、丘陵、平原为主。属亚热带湿润性季风气候，四季分明，雨量充沛，气候温和，无霜期长。年平均气温17.7 ℃，年平均降雨量1595 mm，季节性降水变化大。河流较多，水系发达，属鄱阳湖水系。该城市工业较发达，三大产业结构比例为 5.6∶67∶27.4，工业化率达51.3%，城市化率达56.6%。农作物以双季稻为主，蔬菜种植面积8200 hm2，约占耕地面积的10%，主要蔬菜包括辣椒（Capsicum annuum）、茄子（Solanum melongena）、白菜（Brassica pekinensis）、萝卜（Raphanus sativus）、油菜（Brassica napus）、空心菜（Ipomoea aquatica）、黄瓜（Cucumis sativus）、西红柿（Lycopersicon esculentum）、土豆（Solanum tuberosum）、豆类等。工矿区、污水排灌区、城郊蔬菜地以有机肥和化肥为主，有机肥主要为猪粪、牛粪、鸡粪等畜禽粪便，施用量在 1—2.5 t·hm−2·a−1；化肥主要为复合肥，施用量在 150—300 kg·hm−2·a−1。一般农区蔬菜地以有机肥为主，施用量在 1—3 t·hm−2·a−1。

1.2 样品采集与测试

土壤样品采集于2017年10—12月期间，采集工矿区、污水排灌区、城市郊区和周边无明显污染源的一般农区多年种植蔬菜的0—20 cm表层土壤，随机选择有代表性的地块作为采样区，按5点取样法，混合后保证样品1 kg左右。每个地区按1 hm2（15亩）面积大小设置1个采样点，面积不足1 hm2也按一个点进行采样，共采集了230份土壤样品，其中工矿区56份、污水排灌区30份、城市郊区86份和一般农区 58份。采样过程中并记录采样点的地理特征及环境状况等。将采集土壤样品先自然风干，并挑出碎石、凋落物等杂物后过20目装瓶，于阴凉环境下保存至化验室检测。土壤重金属 Cr和Pb采用X射线荧光光谱法测定，土壤重金属Cd采用电感耦合等离子体发射光谱法测定，土壤重金属As和Hg采用原子荧光光谱法测定。

1.3 数据处理

运用Microsoft Excel 2010软件对数据进行前期处理，本试验数据计算和统计分析采用R语言统计软件（www.r-project.org，R 4.0.0）完成，不同地区蔬菜地土壤重金属差异的单因素方差分析采用R语言程序包vegan完成，并通过Tukey HSD检验法对各处理进行差异显著性检验，所有制图通过R语言软件程序包ggplot 2完成。根据反映离散程度的变异系数（CV）可对空间变异程度进行粗略分级（Bai et al.，2011），其中 CV＜10%为弱变异，10%＜CV＜100%为中等变异，CV＞100%为强变异。

1.4 研究方法

1.4.1 单因子指数法

单因子指数法指对单个污染因子的污染程度进行评价（郭平等，2005），其公式为：

Pi为第i种重金属单因子污染指数；Ci和Si分别为第i种土壤重金属的实测值和标准值。

1.4.2 内梅罗综合指数法

内梅罗综合指数法突出了高浓度污染物对环境质量的影响，同时兼顾单因子污染指数的平均值（郭平等，2005），其公式为：

(Ci/Si)ave和(Ci/Si)max分别为土壤中各重金属污染指数的平均值和最大值。

1.4.3 地累积指数法

地累积指数（Igeo）又称Muller指数，反映了单一重金属元素的污染水平，在计算过程中加入了岩石地质及其他因素的修正指数，充分考虑到人为活动对重金属污染的影响（Ji et al.，2008），其公式为：

Ci和Bi分别为第i种重金属的实测值和土壤中该重金属的地化学背景值。

1.4.4 潜在生态危害指数法

潜在生态危害指数法是由 Hakanson建立的一套评价重金属污染及其生态危害的方法，能综合反映重金属对生态环境的影响潜力（Hakanson，1980）。单种重金属的潜在生态危害系数：

Ci、Si、分别为第i种土壤重金属的实测值、参比值和毒性系数，毒性系数采用 Hakanson制定的标准化重金属毒性响应系数（Cr=2，Pb=5，As=10，Cd=30，Hg=40）。综合潜在生态危害指数：

RI为多种重金属的综合潜在生态危害指数；Ei为第i种土壤重金属的潜在生态危害系数。

土壤重金属单因子指数法、内梅罗综合指数法、地累积指数法和潜在生态危害指数法污染等级划分标准（赵杰等，2018）详见表1。

2 结果与分析

2.1 蔬菜地土壤重金属污染特征

不同功能区蔬菜地土壤重金属含量的描述性统计分析见表2。由表2可知，工矿区蔬菜地土壤重金属Cr、Pb、Cd、As和Hg的平均含量均超过江西省土壤环境质量背景值（以下简称背景值），且分别为背景值的1.81、1.76、5.40、3.35、2.00倍，表明该地区土壤重金属污染严重。工矿区仅有Cd的平均含量超过国家土壤环境质量关于蔬菜地标准值（以下简称标准值），为标准值的1.80倍，其他4种重金属元素平均含量均未超过国家标准值，但Cr、Pb、As和Hg仍有部分样品超标，其超标数分别为4、14、10、8，也表明这4种重金属元素均存在不同程度累积，会对该地区蔬菜产量和品质带来影响。由表2得，工矿区5种重金属元素的变异系数为 As＞Hg＞Pb＞Cd＞Cr，其中 As表现为强变异性，Hg、Pb、Cd和Cr均属中等变异。

表1 土壤重金属污染等级划分标准Table 1 Criteria of pollution grade of soil heavy metals

表2 城市不同功能区蔬菜地土壤重金属含量Table 2 Heavy metals contents of vegetable soil in different functional areas of the city

污水排灌区蔬菜地土壤重金属Pb、Cd和Hg的平均含量均超过江西背景值，且分别为背景值的1.45、3.80、2.13倍，土壤重金属污染较严重。污水排灌区仅有Cd的平均含量超过国家标准值，为标准值的1.27倍，其他4种重金属元素平均含量均未超过国家标准值，但 Pb仍有部分样品超标，其超标数为 11。5种重金属元素的变异系数为Hg＞Cd＞Pb＞As＞Cr，均属中等变异。

城郊蔬菜地土壤重金属Cr、Pb、Cd、As和Hg的平均含量均超过江西背景值，且分别为背景值的1.13、1.01、3.20、1.08和1.5倍，土壤重金属污染较为严重。城郊仅有Cd的平均含量超过国家标准值，为标准值的1.07倍，其他4种重金属元素平均含量均未超过国家标准值，且均无样品超标，5种重金属元素的变异系数为 Cd＞As＞Hg＞Pb＞Cr，均属中等变异。

一般农区蔬菜地土壤重金属Cr、Cd和Hg的平均含量均超过江西背景值，分别为背景值的1.09、2.20和1.88倍，但这5种重金属元素平均含量均未超过国家标准值，且均无样品超标，一般农区的 5种重金属元素变异系数为 Pb＞As＞Hg＞Cr＞Cd，均属中等变异。

2.2 不同功能区蔬菜地土壤重金属比较

从图1可以看出，城市不同功能区内蔬菜地土壤重金属含量不同。不同地区蔬菜地土壤重金属Cr之间存在显著差异（F=14.76，P＜0.001），表现为工矿区蔬菜地土壤重金属 Cr显著高于城郊、一般农区和污水排灌区，分别高出了 60.76%、66.46%和90.34%。不同地区蔬菜地土壤重金属Pb之间存在显著差异（F=7.65，P＜0.001），表现为工矿区蔬菜地土壤重金属 Pb显著高于污水排灌区、城郊和一般农区，分别高出了20.93%、74.56%和83.71%。不同地区蔬菜地土壤重金属Cd之间存在显著差异（F=8.02，P＜0.001），表现为工矿区蔬菜地土壤重金属Cd显著高于污水排灌区、城郊和一般农区，分别高出了42.11%、68.75%和145.45%。不同地区蔬菜地土壤重金属 As之间存在显著差异（F=6.58，P＜0.001），表现为工矿区蔬菜地土壤重金属 As显著高于城郊、一般农区和污水排灌区，分别高出了211.17%、250.30%和503.47%。不同地区蔬菜地土壤重金属Hg之间差异不明显（F=1.34，P=0.26）。

图1 不同功能区蔬菜地土壤重金属质量分数比较Fig. 1 Comparison of heavy metal contents in vegetable soil of different functional areas

2.3 蔬菜地土壤重金属污染评价

2.3.1 单因子污染指数法

从表3中蔬菜地土壤重金属单因子污染指数评价可以看出，以江西背景值为评价标准时，工矿区蔬菜地土壤重金属Cr、Pb和Hg的单因子污染指数平均值介于1—2之间，均属于轻微污染，Cd的单因子污染指数平均值为5.43，属于重度污染，这5种重金属元素超标率为 Cd＞Cr＞Hg＞As＞Pb，超标率分别达到了 96.43%、92.86%、85.71%、64.29%和57.14%，土壤中Cr、Hg和Cd累积富集情况较As、Pb严重。污水排灌区蔬菜地土壤5种重金属元素超标率为 Cd＞Pb＞Hg＞Cr＞As，超标率分别为 93.33%、66.67%、60.00%、26.67%和0，土壤中Cd、Pb和Hg污染程度分别属于中度、轻度和轻微。城郊蔬菜地土壤重金属Cr、Pb、As和Hg的单因子污染指数平均值介于1—2之间，均属于轻微污染，Cd的单因子污染指数平均值为3.17，属于中度污染，这5种重金属元素超标率为 Cd＞Hg＞Cr＞Pb＞As，超标率分别为97.67%、74.12%、60.47%、37.21%和34.88%，土壤中Cr、Hg、Cd累积富集情况较As、Pb严重。一般农区蔬菜地土壤 5种重金属元素超标率为Cd＞Hg＞Cr＞As＞Pb ，超 标 率 分 别 为 100.00%、96.55%、79.31%、34.48%和31.03%，土壤中Cd污染程度属于轻度，Hg和Cr污染程度轻微。

以国家土壤环境质量关于蔬菜地标准值为评价标准时，工矿区、污水排灌区和城郊蔬菜地土壤重金属元素Cd均属于轻微污染，但仍有部分土壤样品超标，其超标率分别为 67.86%、46.67%和30.32%，其他4种土壤重金属元素污染较小。一般农区蔬菜地5种土壤重金属均属于无污染。

2.3.2 地累积指数法

图2 不同功能区蔬菜地土壤重金属地累积指数比较Fig. 2 Comparison of geoaccumulation indexes of heavy metal sites in vegetable soil of different functional areas

表3 城市不同功能区蔬菜地土壤重金属单因子污染指数评价Table 3 Evaluated of single factor pollution index for vegetable soil heavy metals in different functional areas of the city

以江西背景值为标准，应用地累积指数法（Igeo）对城市工矿区、污水排灌区、城郊和一般农区蔬菜地土壤重金属污染进行评价。图2显示了研究区域蔬菜地土壤中5重金属的地累积指数值范围和平均值。从地累积指数平均值来看，研究区蔬菜地土壤重金属污染的强弱为 Cd＞Hg＞Cr＞Pb＞As，土壤中重金属Cd和Hg累积程度较严重，这与Cd和Hg超标率较高相一致。

参照表1地累积指数的划分等级和图2中Igeo评价箱状图，土壤重金属Cr表现为工矿区 (0.14)＞城郊 (−0.48)＞一般农区 (−0.51)＞污水排灌区(−0.71)，工矿区污染级别为1级，表示无污染到中度污染；重金属 Pb表现为工矿区 (−0.08)＞污水排灌区 (−0.23)＞城郊 (−0.64)＞一般农区 (−0.78)；重金属 Cd表现为工矿区 (1.53)＞污水排灌区 (1.02)＞城郊 (0.76)＞一般农区 (0.54)，工矿区和污水排灌区污染级别为2级，表示中度污染，城郊和一般农区污染级别为1级，表示无污染到中度污染；重金属As 表现为一般农区 (−0.74)＞城郊 (−0.77)＞污水排灌区 (−1.53)＞工矿区 (−3.10)；重金属 Hg 表现为一般农区 (0.25)＞工矿区 (0.12)＞污水排灌区(−0.03)＞城郊 (−0.12)，一般农区和工矿区污染级别为1级，表示无污染到中度污染。

2.3.3 潜在生态风险指数法

研究区蔬菜地土壤重金属的潜在生态风险系数如表4所示。以江西背景值作为参比时，工矿区蔬菜地土壤重金属潜在生态风险系数为Cd＞Hg＞As＞Pb＞Cr，其中以 Cd 的Ei最高，达到了很高生态危害程度，Hg存在85.71%中等及以上风险，As存在17.86%中等及以上生态危害程度。污水排灌区蔬菜地土壤重金属潜在生态风险系数为Cd＞Hg＞Pb＞As＞Cr，其中以 Cd 的Ei最高，达到了很高生态危害程度，Hg次之，60%为中等及以上生态危害程度。城郊蔬菜地土壤重金属潜在生态风险系数为 Cd＞Hg＞As＞Pb＞Cr，其中以 Cd 的Ei最高，达到了很高生态危害程度，Hg存在74.52%为中等及以上生态危害程度。一般农区蔬菜地土壤重金属潜在生态风险系数为 Hg＞Cd＞As＞Pb＞Cr，其中以 Hg和Cd的Ei最高，达到了中等生态危害程度。以国家标准值作为参比时，从整体数据看，研究区蔬菜地土壤重金属潜在生态风险系数为Cd＞Hg＞As＞Pb＞Cr，仅Cd的Ei最高，达到了中等生态危害程度，其他4种重金属的单项污染风险均较低。不同地区蔬菜地土壤重金属潜在生态风险系数表现为工矿区＞污水排灌区＞城郊＞一般农区。

表4 城市不同功能区蔬菜地土壤重金属潜在生态风险指数评价Table 4 Evaluated of potential ecological risk index for vegetable soil heavy metals in different functional areas of the city

2.3.4 内梅罗综合污染指数

表5为研究区蔬菜地土壤重金属内梅罗综合污染指数评价结果。以江西背景值为评价标准时，工矿区呈轻度污染、中度污染、重度污染的样品比例分别为17.86%、17.86%、60.71%，表明研究区土壤重金属总体累积情况相当严重。污水排灌区呈轻度污染、中度污染、重度污染的样品比例分别为33.33%、26.67%、33.33%，表明研究区土壤重金属总体累积情况比较严峻。城郊呈轻度污染、中度污染、重度污染的样品比例分别为55.81%、13.95%、20.93%，表明研究区土壤重金属总体累积情况也比较严峻。一般农区以轻度污染为主，占总样品比例分别为68.97%，但仍有部分样品属于中度污染，占样品总数的27.59%，需要注意该研究区土壤重金属污染加重。

以国家标准值为评价标准时，工矿区蔬菜地重金属污染程度主要为清洁，占样品总数的64.29%，但仍有部分样品属于中度和重度污染，分别占样品总数的3.57%和14.29%，可见工矿区部分区域重金属污染严重。污水排灌区蔬菜地重金属污染程度为清洁的样品占样品总数的46.67%，仍有一部分样品属于轻度和中度污染，分别占样品总数的33.33%和6.67%，可见污水排灌区部分区域重金属污染仍比较严重。城郊蔬菜地重金属污染程度主要为清洁，占样品总数的65.12%，但仍有部分样品属于中度和重度污染，分别占样品总数的6.98%和2.33%，可见城郊部分区域重金属污染较为严重。一般农区蔬菜地重金属污染程度主要为清洁，占样品总数的89.66%，少部分样品属于警戒线。整体上，研究区蔬菜地土壤重金属内梅罗综合污染指数评价表明工矿区污染严重，其次是城郊和污水排灌区，一般农区污染较轻。

2.3.5 综合潜在生态风险指数

从表6中综合潜在生态风险指数（RI）来看，以江西背景值作为参比时，工矿区蔬菜地土壤重金属RI为288.54，中等危害及以上程度达到85.71%，其中RI＞600的有10.71%，达到了很高生态危害程度。污水排灌区和城郊蔬菜地土壤重金属 RI分别为210.77和173.29，中等及以上危害分别为53.33%和 41.86%。一般农区蔬菜地土壤重金属 RI为156.92，轻微和中等危害分别为51.72%和48.28%。以国家土壤环境标准值作为参比时，仅工矿区蔬菜地土壤重金属有10.71%达到中等危害程度，其他几个地区均为轻微，属于低生态危害程度。

3 讨论

冯英等（2018）的综述性研究表明我国蔬菜地土壤主要污染元素为Cd、Hg、Pb、As、Cr等，而南方蔬菜菜地土壤Cd污染最为严重，其次是Pb、Hg和As（赵小虎等，2017）。本次调查发现研究区内蔬菜地土壤Cd、Hg、Cr、Pb、As等5种重金属均有不同程度累积，以Cd和Hg富集最严重，均超过当地背景值，且工矿区、污水排灌区和城郊土壤Cd均超过国家标准值；总体上，研究区单因子污染和地累积指数大小呈 Cd＞Hg＞Cr＞Pb≈As趋势，潜在生态危害系数大小呈 Cd＞Hg＞As＞Pb＞Cr趋势。夏文建等（2015）的调查发现江西省26个县区蔬菜基地基本安全，但仍存在不同程度的汞、砷、铅污染，其超标率分别为 3.36%、5.93%、2.52%，主要原因为污水灌溉。而徐匡根等（2017）的研究发现2012—2014年江西省蔬菜中重金属污染总超标率3.6%，以铅、镉的污染为主，且铅、镉污染有逐年增高现象。傅智慧等（2013）的研究发现，浙江蔬菜地土壤重金属含量均超过浙江省土壤背景值，说明重金属污染已成为影响蔬菜种植的重要风险。张鹏帅等（2018）在福州市郊蔬菜地发现土壤中Cd存在较高的生态风险，孟敏等（2018）的调查发现我国设施农田土壤Cd含量超标最严重，其次是Pb，其在南部地区的超标率分别为 41.7%和 33.3%，地累积指数评价结果显示我国设施农田土壤Cd污染最严重，其次为 Hg污染，进一步分析发现我国设施农田土壤重金属来源以肥料，尤其是畜禽粪便有机肥为主。

表5 城市不同功能区蔬菜地土壤重金属内梅罗综合污染指数法评价Table 5 Overall evaluated for vegetable soil heavy metals in different functional areas of the city

表6 城市不同功能区蔬菜地土壤重金属综合潜在生态危害指数评价Table 6 Potential ecological risk index for vegetable soil heavy metals in different functional areas of the city

土壤性质、气候、灌溉水源、施肥水平等因素影响着蔬菜地土壤和蔬菜重金属累积（杨阳等，2017）。本研究中方差分析表明工矿区蔬菜地土壤Cr、Pb、Cd和As含量显著高于其他地区。以背景值为标准，内梅罗综合污染指数表明工矿区、污水排灌区和城郊分别存在60.71%、33.33%和20.93%的重度污染；综合潜在生态风险指数表明工矿区中等危害及以上达到85.71%，污水排灌区和城郊中等及以上危害分别为53.33%和41.86%。以标准值为参比时，只有工矿区有10.71%达到中等危害，其他地区属于低生态危害。龚梦丹等（2016）对杭州市调查发现该地区蔬菜地土壤重金属的综合累积程度多为中高度累积，综合潜在生态风险处于中等水平，且其Cd的单项累积程度相对较高，胡世玮等（2015）对杨凌地区的19个蔬菜地发现本区域污染总体评价为中等程度污染，重金属污染风险的主要来源是Pb和Hg，与本研究区结果相似。随种植年限增加，蔬菜地土壤Cd、Pb、Hg含量均呈明显上升趋势，且种植年限与土壤Pb和Hg呈极显著正相关（茹淑华等，2016），这说明蔬菜地土壤重金属污染是一个逐渐增加过程。

总体上，工矿区污染程度和潜在生态风险最严重，污水排灌区和城郊次之，重金属污染较为严重，一般农区较轻，但仍存在污染增加的趋势。戚洁等（2012）的研究表明人类活动在一定程度上影响土壤 As累积，生活区与农田土壤砷含量相似且显著大于绿地和荒地，且工厂区附近的土壤 As含量显著高于远离工厂区，罗成科等（2017）的研究表明与背景值相比，城市土壤重金属具有不同程度的累积效应和空间异质性的特征，除了成土母质的影响，人为污染源的贡献更显著，与工矿区、污水灌溉区和城郊蔬菜地土壤重金属相比，一般农区受人类活动较小，重金属污染也较轻。黄国勤（2011）对江西省城市近郊区、工业园区及乡镇企业等较为发达区域的调查发现周边耕地As、Cd、Hg超标，主要受污水灌溉和干湿沉降影响，其中重金属Cd、Hg还受交通影响。常文静等（2020）认为高强度城市化和工业化过程，是各种重金属污染区域分异和功能区分异的决定性因素，人为活动将城市分割成不同功能区如商业区、住宅区、工业区、郊区等，并由此带来不同重金属污染类型。李莲芳等（2018）通过肥料用量与土壤重金属进行相关分析发现土壤Cd含量与化肥施用水平间呈现显著正相关关系，说明化肥施用与土壤Cd的累积直接相关（茹淑华等，2016），这也是研究区重金属Cd污染严重的因素之一。本次调查中单因子指数法和地累积指数法主要反映了单一重金属元素的污染水平，内梅罗综合指数法和潜在生态危害指数法综合了多种重金属，并考虑土壤中重金属的含量、种类、毒性水平及环境。

本研究区为新型工业城市，工业较发达，工业化率51.3%，矿产主要煤、铁、钨等，形成以钢铁冶炼、钢材深加工、装备制造为主的的钢铁产业链，近年来锂电产业及电子工业发展较快。蔬菜地 Cd污染主要来自工矿业废弃物、废气及灌溉水等，Hg污染主要来自大气降尘、有机肥及灌溉水等，矿产开采、冶炼过程及电子工业发展造成土壤中 As污染，城市化率达56.6%，对蔬菜瓜果类需求大，促使城市周边蔬菜地快速发展，而不合理的农药、化肥使用以及人类活动进一步加剧当地蔬菜地重金属污染。与其他区域相比，工矿区周边固体废渣较多，随着雨水冲刷进入农田，且大气沉降（酸雨）也是导致重金属污染的重要因素，调查点存在大量的钢铁、电子类企业，土壤重金属污染严重；其次调查区域工业历史久，对周边土壤影响时间较长。污水排灌区主要来自生活污水以及部分工业污水，污水中携带大量的重金属，随着灌溉进入蔬菜地土壤中。研究区城区面积较大，郊区蔬菜地较多，沿道路、河流分布，受汽车产生的尾气排放及化肥施用有关，同时也存在部分污水灌溉。一般农区远离城市、工业等，主要靠近村庄及道路，以施用农家肥为主，虽然本次调查一般农区蔬菜地重金属污染较轻，但仍存在土壤Cd和Hg超过背景值，可能与施肥措施（猪粪、牛粪、鸡粪等有机肥）以及靠近道路有关，需要注意重金属污染程度加重的趋势。

综上，研究区蔬菜地土壤重金属较为严重，其污染程度和生态风险呈加重趋势，以当地背景值相比，重金属Cd和Hg超标严重，特别是Cd污染问题突出。不同区域重金属污染不同，主要表现为工矿区蔬菜地土壤重金属污染最严重，污水排灌区和城郊较为严重，一般农区较轻。在前期调查基础上，需要进一步研究不同功能区不同品种蔬菜重金属富集情况，为保障蔬菜安全提供数据支撑和理论基础。针对土壤重金属污染严重地区，需要隔离污染源，禁止污水灌溉和垃圾肥，避免农药、含重金属化肥和动物粪肥等使用，远离道路降低汽车尾气影响；重度污染地区改变种植结构，种植苗木、花卉、果树等经济作物，中轻度污染地区使用低积累品种；有条件地区进行土壤重金属修复。

4 结论

（1）单因子指数法和地累积指数法均表明该地区蔬菜地土壤重金属Cr、Pb、Cd、As和Hg已有不同程度累积，其中以Cd和Hg富集情况最严重。

（2）以江西背景值为参比时，工矿区内梅罗综合污染指数（PN）平均值为6.71，表现为重度污染，潜在生态危害系数（Ei）平均值大小为 Cd＞Hg＞As＞Pb＞Cr，潜在生态危害综合指数（RI）为 288.54，中等危害及以上程度达到 85.71%。污水排灌区 RI为210.77，中等及以上危害为53.33%。城郊污水排灌区RI为173.09，中等及以上危害为41.86%。一般农区RI为156.92，中等危害为48.28%。

（3）以国家标准值为参比时，研究区Ei为Cd＞Hg＞As＞Pb＞Cr，仅 Cd 的Ei最高，达到了中等生态危害程度，其他重金属的单项污染风险均较低，只有工矿区RI有10.71%达到中等危害程度，其他几个地区均为轻微，属于低生态危害程度。

（4）总体上，蔬菜地土壤重金属污染程度和潜在生态风险表现为工矿区＞污水排灌区＞城郊＞一般农区，且工矿区土壤Cr、Pb、Cd和As显著高于其他地区。