2011年7月
三 峡 环 境 与 生 态
EnvironmentandEcolointheThreeGores gyg
()Vol.33 No.4Sum.No.193
Jul.2011
滁州市土壤重金属污染及蔬菜生产安全性调查
*
杨 萍1,汪美英2,赵莉莉1,徐秀伟1
()滁州学院化学与生命科学系0安徽省滁州市2滁州学院化学与生命科学系,安徽省滁州市21.8级学生,39000;2.39000
摘 要:利用原子吸收分光光度法测定了滁州土壤样品和蔬菜样品中重金属镉、铜、锰和锌的含量,用单项污染指数法和多项内梅罗污染指数法判断了土壤污染程度和蔬菜的安全性。结果表明该市土壤重金属镉已达严重污染,其单项污染指数在3最高接近9内梅罗指数达到7达.5以上,.0,.477。金属铜以尾砂坝周围土壤含量最高,//,到4已接近尾砂中铜含量,其单项污染指数达到9达到严重污染标80.586mk20.496mk.612~12.410,~6gggg
以尾砂坝种植蔬菜中铜含量较高,且超过轻污染和重污染指标,韭菜中富集的重金属最高,超过准;4种蔬菜样品,蔬菜中安全含量标准,达到重污染。土壤中重金属含量与蔬菜中金属含量之间除韭菜与土壤中含量相关性达到极显著水平外,其他各蔬菜与土壤重金属含量未到达显著水平。土壤重金污染;韭菜;空心菜;小白菜;污染评价 关键词:
X825,X56 文献标识码:A 中图分类号:
()文章编号:16742842201104000704---InvestiationofHeavMetalPollutioninSoilandSafet gyy
ofVeetableProductioninChuzhou g
1211
,YANGPinWANG MeiZHAOLiliXU Xiueiin -y - -w g,g,
(,,,1.Classof2008,MaorofLifeScienceDeartmentofChemistrandLifeScienceChuzhouUniversitChuzhou239000,China jpyy
,,)ofChemistrandLifeScienceChuzhouUniversitChuzhou239000,China2.Deartment yyp
:,aerAbstractInthisthesoilandfourkindsofveetablesofChuzhoucitwereinvestiated.Usinatomicab -ppgygg
,,m,sortionsectrohotometrthecontentofcadmium,coerananeseandzincwasmeasuredinthesesamles pppyppgpollutionThesoildereeandtheveetablesafetwereestimated.Theresultsshowedthatcadmiumcontamination pggy ollutionollutionofthesoilsamleshadreachedseriousinChuzhoucit.Thecadmiumindexwasfrom3.5to9.0 pppyandNemerowindexwas7.477.CoercontaminationofsoilsamleatLanatailinsdam wasthehihestcon -pppgygg
,//tentfrom480.586mkto620.496mk.Andthesinleindexwasfrom9.612to12.410.Thesoilollution gggggp ,wasbadlollutedbcoercontaminationinthisdam,Astotheveetablessamlesthecoercontentwasthe ypyppgppp
,,hihestintheLanatailinsdam.TheveetableshadbeencontaminatedbcoerInallofveetablesamles ggyggyppgp theheavmetalcontentinorientalchiveswashiherthanotherveetables.Thechiveshadbeenbadlarlicollu -yggygp tedbheavmetalbutotherveetableshadbeenlihtlolluted. yyggyp
:;;;;arlicKewordsSoilheavmetalcontaminationOrientalchivesSwamMorninlorCabbaePollutionevalu -gypggygy ation
针对蔬菜品质和安全生产问题,各地对 近年来,
蔬菜主要生产基地土壤环境,及其生产的蔬菜中重
]17-,金属含量进行调查[调查数据已经成为指导蔬菜
金属铜及其伴生矿物对该坝坝每年因坝体水外泄,
区周围土壤的污染是显而易见的,加之滁州市水系、“特征使城市污水过度集中在该市“南湖”北湖”等污水灌溉引起的重金属富集对土壤重金属污水域,
染的影响也是严重的。上述地区恰好是滁州市重要的蔬菜生产集中区。为了评估尾沙坝周围和两湖地区土壤中主要重金属污染情况以及对这些地区生产获得滁州市的主要蔬菜中所含重金属含量进行测定,
土壤重金属污染的基础数据,对于评价滁州市土壤环境状况和蔬菜生产的安全性评估具有一定价值。
保障种类选择和指导市民正确选择不同类型蔬菜,食品安全的参考资料。
滁州市铜矿采矿企业在采矿活动中形成的尾沙
收稿日期:20110425--)基金项目:滁州学院大学生科研基金项目(2010xs052
:(),,,作者简介杨 萍1989-女安徽阜阳人滁州学院化学与生命
。生科班学生科学系08
通讯作者:汪美英,滁州学院高级实验师,邮箱:mwancz@yg126.com。
83卷 三 峡 环 境 与 生 态 3
,、盐酸和高氯酸(体积比)消解15∶2∶1,2h,
1 材料和方法
1.1 样品采集方法
010年9月~11月。主要对琅琊 采样时间为2
山铜矿尾砂坝及“两湖”周围土壤及其生产的蔬菜样锌、锰、和镉的含量进行调查研究,品内的重金属铜、
“分别在铜矿尾砂坝、南湖”市二院周围菜地和北湖蔬菜区设置3个采样点分别采集土壤与蔬菜样。蔬菜样品采集是在不同时期对采样点具有代表性的菜采集的蔬菜带回实验室用清水洗种进行随机采样,
净,并用去离子水冲洗。放到干燥箱内烘干,用粉碎贴上标签,并注明蔬菜品种和采样地,备用。机粉碎,
土壤样品的采集分别在土壤表层和耕作层进采集样品经四分法分样后,每样点采集的土样约行,
,为2剔除土样内动植物残体、石块等,进一步000g
备用。缩样品至约500g1.2 样品预处理
植物样与土壤样品经1约4g05℃恒重后称样,左右,蔬菜样和土壤样品放到大口三角瓶内,并加入
待样品完全被消解后消解液经冷却、过滤,转入到待测。50mL容量瓶内用5%稀定容,1.3 测定方法
采用原子吸收分光光度法测定样品中的重金属型号为WF含量。测试设备为原子分光光度计(X—
,北京瑞利分析仪器)具体测定方法参考文130,
]89-献[进行,测量值重复3次。
1.4 数据处理
实验数据的处理,经E并用xcel软件整理,sss15.0统计分析软件进行ANOVA检测。处理p
[10]
后数据与国家土壤质量标准(GB15618—1995)
11]和国家食品安全标准[做比较,采用指数法进行评
价,评价体系包括单项污染指数法和内梅罗指数法。
2 结果与分析
2.1 土壤重金属含量
滁州市土壤表层和耕作层中几种重金属含量如表1。
-1
·kmgg
表1 滁州市蔬菜地土壤重金属含量
采样点
尾砂坝外0-15cm土层尾砂坝外15-30cm土层北湖蔬菜区0-15cm土层北湖蔬菜区15-30cm土层二院蔬菜区0-15cm土层二院蔬菜区15-30cm土层)尾砂坝内土壤(对照2)尾砂混合样(对照1
国家标准
铜620.496a480.586b17.161c27.028c11.565c14.366c332.5987.650
锰269.658b461.487a232.663c536.876a210.530c268.817c未测未测530
锌0.174a0.162a0.080b0.088b0.046b0.062b未测未测200
镉
2.494a2.686a1.376b1.356b1.146b1.070b未测未测0.3
)。对照1、对照2为研究早期采集的样品并进行重金属含量测定,故金属锰、锌和镉未予测定。小写字母为t测验结果(P<0.05 注:
滁州市铜矿尾矿坝周围土壤中重金属铜含量非
远远高于国家标准(关于土常高,GB15618—1995)壤中铜含量的安全极限,而且呈现出尾矿坝外含量最高,并向周围土壤递减之趋势。土壤中金属铜含量差异的显著性测验结果表明,金属铜含量在尾矿坝外含量最高,与滁州市其他地域土壤中铜含量差异达到显著水平,而其余地域土壤中铜含量间没有达到显著水平。说明金属铜污染主要来自于尾砂坝内尾砂及工业污水中的铜,且污染范围有限,暗示通过尾砂坝的拦截和污水的沉淀可以极大地降低外泄水中铜的含量。这从距离坝体稍远的北湖周围土壤中铜含)量远低于国家标准(得到印证。GB15618-1995
重金属镉含量也是在尾砂坝周围高,而其他地而金属镉含量远超于G域含量低,B15168-1995标准,其含量变化趋势与铜含量相同,是否意识着镉也是铜矿伴生矿物,由于对于尾矿中重金属测定时未测镉,就目前数据尚不能做出明确的结论。不过滁州市土壤中锰含量基本未达到国家(GB15618-)、标准,重金属锰表现为“北湖”尾砂坝外土壤1995“南湖”二院周围菜耕作层含量显著高于土壤表层、
地,且金属锰含量并没有表现出与尾砂坝及其外泄水存在一定关系。“北湖”周围土壤锰含量最高,说明其污染源主要来自滁州市其他工业和城市污水的聚集和污水灌溉引起。
总第14期(93期) 杨 萍,等:滁州市土壤重金属污染及蔬菜生产安全性调查9
3.2 土壤中重金属污染评价
利用单项污染指数和内梅罗指数进行污染评价。两项指数计算公式及其公式中代码含义如下:
iρ()1pi=
Si式中,Pi为的污染指数;i为土壤中污染物的实测浓ρ项污染指数的最大值;为土壤污染物污染指avr(Pi)数的平均值。土壤污染指数等级分级标准参见表根据土壤单项污染值与内梅罗指数的计算公式计2,
算出的采样点土壤污染指数见表3。
表2 土壤污染质量等级
等级划分
1 2 3 4 5
内梅罗指数.7p≤00.7<p≤11<p≤22<p≤3
污染等级安全警戒线轻污染中污染重污染
污染水平清洁尚清洁
土壤污染物超标,视为轻污染,
作物开始污染
土壤、作物受中度污染土壤、作物受污染已相当严重
/;评价标准S度(mkSi的评价标准,gg)i为污染物
12]13]-[
。在进行污染评价时参见土壤污染质量等级[
如果P1表示土壤未受到污染。P1表示土壤i≤i>已受到污染;污染程度越重。Pi越大,
22
[(avr(PaxPi)+mi)]()P=2
2
式中:为土壤污染物中单P为内梅罗指数;max(Pi)
{槡}P>3
表3 滁州市蔬菜地土壤中重金属污染指数
采样点
尾砂坝外0-15cm土层尾砂坝外15-30cm土层北湖蔬菜区0-15cm土层北湖蔬菜区15-30cm土层二院蔬菜区0-15cm土层二院蔬菜区15-30cm土层
内梅罗指数
单项污染指数Cu
12.410 9.612 0.343 0.541 0.231 0.287 9.199
单项污染指数Mn
0.509 0.871 0.439 1.013 0.397 0.507 0.841
单项污染指数Zn
8.70×10-4 8.10×10-4 4.00×10-4
单项污染指数Cd
8.3138.9534.5874.5203.8203.5677.477
4.40×10-4
2.30×10-4
3.10×10-4 7.68×10-4
已达 滁州市土壤中污染最为严重的重金属镉,
到重度污染指标,这类土壤中生产的粮食和蔬菜的安全性均需要做进一步系统分析测定才能进一步评估。而金属铜只要在尾砂坝内外,及其周围土壤中严重污染,其余各样点铜污染未达到污染指标;金属锰污染具有点样污染的特征。2.3 蔬菜中重金属含量及其分布特点
4种蔬菜样品中重金属含量的测定数据见表4。
表4 滁州市蔬菜地种植的4种蔬菜中重金属含量
-1
·kmgg
续表4
蔬菜样二院周围小白菜二院周围空心菜二院周围萝卜尾砂坝韭菜尾砂坝小白菜尾砂坝空心菜
铜3.644 22.087 2.025 182.642 11.838 20.261
锰48.808 102.968 13.781 86.071 15.631 21.382
锌0.030 0.032 0.113 0.117 0.005 0.022
镉1.4551.5011.5632.5341.3470.898
蔬菜样北湖产韭菜北湖产小白菜北湖产空心菜北湖产萝卜二院周围韭菜
铜16.292 3.350 5.846 3.092 6.604
锰135.817 25.350 129.406 14.169 44.771
锌0.051 0.033 0.040 0.049 0.009
镉0.5840.4070.5570.6020.687
在滁州市几个采样点采到的蔬菜中,韭菜与空心菜相对表现出较高的重金属含量,各金属含量在不同的采样点和蔬菜种类上没有表现出一定的规律性。但蔬菜中重金属含量与土壤中重金属污染情况以及蔬菜对金属离子的富集能力密切相关,如韭菜/;中以尾砂坝点最高,达到1空心菜也82.642mkgg是以尾砂坝周围生产的相对较高。就对生物代谢影响最高的金属镉而言,以尾砂坝与南湖二院样点采
103卷 三 峡 环 境 与 生 态 3
集的蔬菜中金属含量较高。不同蔬菜种类中重金属含量与土壤样品中含量之间相关关系需做进一步验才能说明问题。证,
2.4 琅琊山铜矿区周围农田生产的蔬菜安全性评价
滁州市几种蔬菜的重金属污染指数见表5。
表5 滁州市蔬菜中重金属污染指数
蔬菜样北湖韭菜北湖小白菜北湖空心菜北湖萝卜市二院韭菜市二院小白菜市二院空心菜市二院萝卜尾砂坝韭菜尾砂坝小白菜尾砂坝空心菜p内梅罗指数
单项
污染指数Cu1.6292 0.335 0.5846 0.3092 0.6604 0.3644 2.2087 0.2025 18.2642 1.1838 2.0261
单项
污染指数Zn0.00255 0.00165 0.002 0.00245 0.00045 0.0015 0.0016 0.00565 0.00585 0.00025 0.0011
单项
污染指数Cd11.688.1411.1412.0413.7429.130.0231.2650.6826.9417.9639.084949
果参见表6。
表6 琅琊山铜矿区周围蔬菜地内及其生产的蔬菜体内重金属含量的相关性分析
重金属种类
不同土壤层
相关关系
R及显著性测验
0-15cm y=0.1051x+6.358.5646 r=0
铜
15-30cm y=0.1384x+5.024.5642 r=0 0-15cm .2333x+112.765r=-0.1212 y=0
锰
.0321x+44.256r=0.088515-30cm y=0
锌
0-15cmy=0.0218x+0.0435r=0.4893
15-30cmy=0.0244x+0.0431r=0.4738 0-15cm y=0.5559x+0.119.0316 r=0 15-30cm y=0.4536x+0.281.0278 r=0
镉
所有蔬菜样品与土壤中4种重金属含量相关性但从r显著性检测说明其r值均没有达到显著水平,值可以看出土壤中铜、镉与植物体内含量之间相关关系相对较大,而锰与锌含量中土壤与蔬菜中关系较小。韭菜、空心菜在重金属污染土壤中的生长量和金属富集系数相对较高,为进一步探索韭菜与空心菜体内重金属含量与土壤中重金属含量之间的关系,单独对这两种植物中重金属含量与土壤重金属含量之间的相关关系进行了分析。结果表明:韭菜体内铜、锰、锌、镉四种金属与相应种植地土壤层0~15cm中含量之间的相关关系为:.3085x+ y=0
,空心菜为:4.5234(r=0.9459).0882x+ y=0()。说明韭菜可以稳定地吸收并15.1102r=0.3914
可作为植物修复的候选材料。积累土壤中的重金属,
数据说明,所有蔬菜中只有韭菜具有强烈的重金属富集能力,但是土壤中过量的重金属含量仍然会引起蔬菜中金属离子的积累,蔬菜中重金属的富集对蔬菜食用安全性的影响仍然不能被忽视。
13.0375124.0044389 0
14]
按国家相关的食品卫生标准限量值[中Cu≤
、10.0(GB15199-1994)Zn≤20.0(GB13106-)和C指标来评价,1991d≤0.05(GB15201-1994)以及内梅罗P计算值按≤0.7、0.7~1.0、1.0~2.0、2.0~3.0和>3.0分别代表蔬菜中重金属含量属为安全、警戒线、轻污染、中污染和重污染等级标准。根据上述污染指数和蔬菜样品中重金属含量值,可以看出:滁州市主要蔬菜采集地采集的蔬菜中以C而且单项污染u富集量、Cd富集量最为严重,指数中铜积累指数以尾砂坝韭菜最为严重达到远超国家蔬菜中限量;镉单项污染指数最18.2642,高达到5远远超出国家指标;北湖种植的韭菜0.68,为轻度污染,市二院种植的空心菜为中度污染。2.5 蔬菜中重金属与土壤中重金属含量之间的相关性
蔬菜中重金属含量与土壤中金属含量之间存在一定的相关性,并由此可以判断植物对某种金属的富集能力。几种蔬菜体内金属含量与土壤中金属含量之间的相关关系中的相关系数及其显著性测验结
3 结 论
()滁州市土壤中最大污染物事重金属镉,这类1
污染物主要来自于城市其他工业生产活动与城市生活污水,因污水灌溉造成突然中金属物的积累;
()琅琊山铜矿生产中形成的尾砂坝及其工业2
废水是造成尾砂坝周围土壤中重金属铜污染和积累的主要;
()而重金属镉则表现出一定的点富集特征,并3
以“两湖”周围土壤中表现最为突出。品种不同对重金属的积累也有差异,韭菜和空心菜,尤其是韭菜中
(下转第46页)
463卷 三 峡 环 境 与 生 态 3
流域附近日趋严重的农业面源污染以及畜禽养殖污
3 结果分析和建议
从评价结果可以得出,临江河水质污染情况相各断面都很明显处于Ⅴ类水质级别。此外当严重,
从污染因子的权重计算过程中可知,TP和TN权重较大,污染因子以T表明临江河水P和TN为主,体富营养化十分严重。
因此通过以上水质评价可以看出重庆地区以临江河为代表次级河流污染形式严峻,尤其富营养化严重,为此笔者通过本文提出两点建议。
考虑污染原因,解决临江河为代表的次级河1.
流水质恶化的问题,归根到底要求来进行全面规划,充分发挥水体的自净能力,必须要求上游及沿最大限度地减少废水排放量,河企业不断改革工艺,
防止工业废水污染,要加大对不法排污企业的整治打击力度,冲破地方保护主义的防线,彻底清查环境违严肃查处一切危害水环境质量的违法行为。法行为,
引起河流富营养化的氮、磷来自于城市生活2.
和工业点源以及农业面源,而库区次级河流主要来
8]
。因此本文建议要加强对自沿河的农业面源污染[
染进行有效控制,如减少化肥的使用,增施有机肥生物肥;对沿岸的养殖场加强管理等等。从而减少二也可为三峡库区次级者对河流水体的污染。以此,河流的治理提供一定的借鉴。参考文献:
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国水利,2004,20:2324.-檵檵檵檵檵檵檵檵檵檵檵檵檵檵檵檵檵檵檵檵檵檵檵檵檵檵檵檵檵檵檵檵檵檵檵檵檵檵檵檵檵檵檵檵檵檵檵檵檵(上接第10页)
富集的金属量最多,一方面说明作为富集植物在今另一方面也说后污染土壤的治理中可以发回作用,
其重金属富集需引起足够的重视;明作为常用蔬菜,
小白菜对金属镉、锰的富集能力也不可忽视。铜矿公司应控制废水的排放。参考文献:
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