牛雪華

【摘 要】 本文搜集并分析了近年來(lái)我國(guó)城市蔬菜重金屬污染研究的主要成果，從蔬菜重金屬含量、蔬菜對(duì)重金屬的吸附規(guī)律、重金屬來(lái)源以及污染控制對(duì)策等方面進(jìn)行詳細(xì)梳理，并就未來(lái)我國(guó)蔬菜重金屬污染研究的發(fā)展趨勢(shì)提出了一些建議。

【關(guān)鍵詞】 蔬菜;重金屬;控制對(duì)策

【中圖分類(lèi)號(hào)】 X712 【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】 A

【文章編號(hào)】 2096-4102（2019）06-0063-03

近年來(lái)隨著我國(guó)城市化進(jìn)程加快，人類(lèi)活動(dòng)加劇，城市生活廢棄物和工廠(chǎng)“三廢”排放日益增多，使得城郊土壤受到一定污染，而重金屬和其他有毒有機(jī)物等污染物可以對(duì)人體造成巨大健康風(fēng)險(xiǎn)，引起廣泛關(guān)注。城市郊區(qū)往往是供應(yīng)城市農(nóng)副產(chǎn)品的主要基地，因此保護(hù)好城郊生態(tài)環(huán)境，保證農(nóng)副產(chǎn)品供應(yīng)的安全性是施政者所考慮的首要問(wèn)題。蔬菜是重要農(nóng)產(chǎn)品之一，而食用受到污染的蔬菜通常不會(huì)發(fā)生急性中毒，因此不如農(nóng)藥殘留污染那樣引發(fā)重視，但如果長(zhǎng)期大量食用，導(dǎo)致重金屬在人體累積，這種長(zhǎng)期而慢性的中毒過(guò)程更應(yīng)引起重視。

重金屬因具有持久性和難降解性，被稱(chēng)為化學(xué)定時(shí)炸彈，可以在城市土壤和植物中形成明顯的累積效應(yīng)，對(duì)市民身體健康造成直接威脅。有研究顯示，對(duì)包括Pb、Zn、Cd等在內(nèi)的重金屬過(guò)度暴露會(huì)導(dǎo)致兒童認(rèn)知不全、輕度癡呆和中樞神經(jīng)系統(tǒng)紊亂等癥狀。國(guó)外關(guān)于城郊蔬菜重金屬研究較早，研究也較為深入。例如Singh等通過(guò)調(diào)查新德里郊區(qū)的蔬菜重金屬污染現(xiàn)狀發(fā)現(xiàn)，菠菜中Cu、Zn、Pb、Cd等含量超標(biāo)，超標(biāo)率分別為13%、95%、78%和100%;George等對(duì)澳大利亞4個(gè)農(nóng)場(chǎng)46個(gè)采樣點(diǎn)的蔬菜進(jìn)行重金屬含量檢測(cè)，結(jié)果發(fā)現(xiàn)幾乎所有采自Boolaroo地區(qū)的蔬菜中Pb、Cd含量都超過(guò)了食品標(biāo)準(zhǔn)中Pb、Cd的限量標(biāo)準(zhǔn)。國(guó)內(nèi)相關(guān)研究雖起步較晚，但發(fā)展迅速，從最初的少數(shù)大城市逐漸擴(kuò)展至一般地級(jí)市，與國(guó)外差距也在不斷縮短。近年來(lái)，國(guó)內(nèi)蔬菜重金屬污染領(lǐng)域發(fā)表文獻(xiàn)不少，但重復(fù)研究居多，創(chuàng)新性不足。鑒于此，本文將詳細(xì)梳理目前國(guó)內(nèi)蔬菜重金屬研究進(jìn)展，并提出今后應(yīng)重點(diǎn)關(guān)注的幾個(gè)方面，以期為本領(lǐng)域未來(lái)研究發(fā)展提供一定借鑒。

一、城市蔬菜重金屬污染現(xiàn)狀

近年來(lái)，學(xué)者對(duì)我國(guó)多個(gè)城市郊區(qū)蔬菜重金屬污染做了大量研究（表1）。結(jié)果顯示，多數(shù)郊區(qū)蔬菜受到了不同程度的重金屬污染，重金屬含量總體表現(xiàn)為Zn>Cu>Pb>Cd>As>Hg。其中，以Pb和Cd超標(biāo)現(xiàn)象較為普遍，而As、Hg由于數(shù)據(jù)較少，超標(biāo)情況不明。按照評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，蔬菜重金屬含量大多高于無(wú)公害蔬菜標(biāo)準(zhǔn)，但基本與國(guó)家食品限量標(biāo)準(zhǔn)持平（表1）。若按王雅谷等劃定的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行評(píng)價(jià)，則表現(xiàn)為多地蔬菜中Cu含量較低，屬于1級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，Zn已經(jīng)達(dá)到四級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，Pb在四級(jí)以下，Cd屬于六級(jí)。盡管我國(guó)城郊蔬菜尚達(dá)不到無(wú)公害蔬菜標(biāo)準(zhǔn)要求，但基本符合中國(guó)食品污染物限線(xiàn)（表1）。然而有的蔬菜品種，雖然其平均含量未超標(biāo)準(zhǔn)，但個(gè)別樣品中的重金屬含量已達(dá)到了中等污染程度。

另外，蔬菜重金屬含量在城市之間差異較大，上海崇明、南京、昆明等的蔬菜重金屬含量超標(biāo)情況突出（表2），造成這種情況的原因主要是采樣點(diǎn)的差異。一些蔬菜采樣點(diǎn)周?chē)h(huán)境污染較重，如王初等在上海崇明島陳海公路兩側(cè)采集的蔬菜樣品，其重金屬含量較高，污染則以Pb為主，且隨著遠(yuǎn)離公路的距離而逐漸降低。陳亞華等在南京郊區(qū)礦冶區(qū)和污灌地采集的青菜樣品中的重金屬含量則更高，普遍高出評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)一個(gè)數(shù)量級(jí)（表1）。

二、蔬菜對(duì)重金屬的吸附規(guī)律研究

（一）蔬菜不同品種對(duì)重金屬的吸收差異

雖然蔬菜中都有重金屬檢出，但各蔬菜之間重金屬的含量差異較大，這也體現(xiàn)了蔬菜品種對(duì)重金屬吸附能力具有顯著影響。大量研究表明：蔬菜品種的吸附能力排序依次為：葉菜類(lèi)>根莖類(lèi)>瓜果類(lèi)。夏鳳英等對(duì)南京市郊葉菜類(lèi)（小白菜、空心菜、油麥菜、生菜等）重金屬檢測(cè)表明，其Zn、Cu、Cd和Pb含量明顯高于非葉菜類(lèi)（西蘭花、萵苣、辣椒、茄子等），該結(jié)果與馬瑾、鄭娜等人的研究結(jié)果一致。前人在對(duì)沈陽(yáng)市蔬菜重金屬含量研究中也得出類(lèi)似規(guī)律，并認(rèn)為這可能與葉菜類(lèi)蔬菜對(duì)重金屬等污染物吸收表面積較大有關(guān)。

另外，種植區(qū)域的不同也會(huì)對(duì)蔬菜重金屬含量產(chǎn)生巨大影響，體現(xiàn)在重金屬富集水平的高低不同，推測(cè)其與種植區(qū)土質(zhì)的理化性質(zhì)以及灌溉水的質(zhì)量有密切關(guān)系。通常情況下，根系土和灌溉水重金屬污染越重，蔬菜體內(nèi)累積程度越高，研究證明普通種植區(qū)蔬菜重金屬污染水平較污灌區(qū)低很多。

（二）蔬菜不同部位對(duì)重金屬的吸收差異

根系土是蔬菜重金屬的主要來(lái)源，重金屬元素通過(guò)根吸收后，在根中迅速積累，繼而傳輸?shù)角o葉等部位，這導(dǎo)致了植株地上部分（莖葉等）要低于地下部分（根系）。例如，大白菜葉片中Cu、Zn、Cd含量顯著低于根系片，Cu濃度只有根系的1/6，Zn只有根系的1/2倍;南瓜根系重金屬累積程度更高，As、Pb、Hg根系累積的全株比例分別為87.3%、84.1%和78.7%，遠(yuǎn)高于葉片。然而，也有例外的作物，如蘿卜葉片對(duì)Pb和As具有更高的累積程度，達(dá)到根系的10倍;辣椒的葉片對(duì)Cd富集是所有部位中最高的。

（三）不同土壤對(duì)蔬菜吸收重金屬的影響

土壤理化特性（孔隙度、酸堿度、酶活性、有機(jī)質(zhì)等）的不同，會(huì)對(duì)土壤重金屬的轉(zhuǎn)移和累積產(chǎn)生重要影響。前人研究揭示了湖南省土壤種類(lèi)不同對(duì)重金屬富集規(guī)律為：灰菜園土>紅菜園土>潮菜園土，該研究體現(xiàn)了土壤類(lèi)型對(duì)蔬菜重金屬的控制性較強(qiáng)。

三、城市蔬菜重金屬污染的主要來(lái)源

（一）污水灌溉

通常情況下，受污染的水土?xí)?dǎo)致重金屬在土壤中富集，種植其上的蔬菜重金屬含量也較高。前人研究表明，天津市菜地（以污水灌溉方式根植），Cu、Zn、Pb在土壤中濃度是背景值3倍以上，Cd高達(dá)背景值10倍，Hg為背景值的125倍。同時(shí)，研究發(fā)現(xiàn)這些重金屬主要在表層土中富集（<40cm），而這一層正是植物根系最為發(fā)達(dá)的土層。姚春霞等對(duì)上海市污灌區(qū)所采集的9個(gè)蔬菜樣的重金屬檢測(cè)表明，Cd和Cr的超標(biāo)率均為100%，其中8個(gè)菜樣表明已遭受一定程度污染，1個(gè)菜樣為重污染，這主要與污灌區(qū)的種植模式有關(guān)。因此，污水灌溉和污泥施用是城郊蔬菜重金屬污染的重要因素。

（二）城市垃圾

垃圾的無(wú)序堆放也可能造成城市蔬菜重金屬含量過(guò)高。鑒于多數(shù)城市生活垃圾和生產(chǎn)垃圾尚未開(kāi)展分類(lèi)處理，其對(duì)蔬菜生產(chǎn)的影響不容忽視。施用城市垃圾造成的植株中重金屬超標(biāo)，早已被研究證實(shí)，以垃圾施用的菜田為例，其土壤Cu、Pb、As、Cr濃度明顯高于背景值，Hg竟高于背景值>30倍，在此上種植的蔬菜中重金屬含量則更高。因常年城市垃圾的施用，部分菜田“渣礫化”，這一定程度上降低了土壤黏粒對(duì)重金屬元素吸附能力，可能導(dǎo)致重金屬對(duì)蔬菜富集影響復(fù)雜化。

（三）大氣降塵

蔬菜生產(chǎn)基地大多位于城市郊區(qū)，而這也是很多工廠(chǎng)所在地。因此，位于工廠(chǎng)附近的菜田很容易受到大氣降塵的污染。其中，工業(yè)粉塵可導(dǎo)致蔬菜產(chǎn)量明顯減產(chǎn)，可能造成蔬菜重金屬濃度增加，高于食品衛(wèi)生基準(zhǔn)線(xiàn)的111-516倍。酸沉降地區(qū)種植的蔬菜的Hg污染隨沉降量的增加而累積，為降低土壤酸性而加入煤渣肥，可使根系土Hg濃度推高3倍以上。

另外，因氣候偏干旱，我國(guó)北方煙塵污染較重。煙塵污染對(duì)蔬菜影響的研究顯示，煙塵依靠落在蔬菜葉面被葉片組織吸收，進(jìn)而在蔬菜中累積。研究進(jìn)一步表明，京郊土壤重金屬Cd、Cu、Cr、Pb和Zn等濃度高于背景值1.7-40.2倍，造成蔬菜重金屬污染嚴(yán)重。其次，汽車(chē)尾氣排放，也導(dǎo)致公路兩側(cè)土壤和蔬菜Pb污染加重。王初等報(bào)道，即使交通流量不高的公路兩側(cè)也會(huì)出現(xiàn)程度不一的蔬菜重金屬污染，尤其兩側(cè)50m范圍最為突出，Cd、Pb超標(biāo)率分別達(dá)到21%和29%;而緊靠公路兩側(cè)蔬菜中Pb、Cd超標(biāo)率分別提高到43.2%和18.6%，這表明了交通源對(duì)路邊蔬菜重金屬來(lái)源的貢獻(xiàn)較大。另外，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)方式如化肥農(nóng)藥等的施用，也會(huì)造成蔬菜重金屬的部分殘留。很多研究顯示，磷肥中含有多種微量元素，其中一些為Cd等有害金屬，而磷肥生產(chǎn)過(guò)程中磷礦石內(nèi)重金屬雜質(zhì)難以揮發(fā)，造成重金屬污染。

四、研究展望

目前我國(guó)城市蔬菜重金屬污染相關(guān)研究較多，但研究手段和方法較為常規(guī)和單一。為改變此現(xiàn)狀，本研究建議可以從以下幾方面入手：

（一）加大對(duì)蔬菜重金屬污染研究的新方法引入力度

目前多數(shù)蔬菜重金屬文獻(xiàn)集中于污染物含量和簡(jiǎn)單評(píng)價(jià)方面，今后應(yīng)積極引進(jìn)新技術(shù)和手段，以深化對(duì)污染機(jī)理與污染來(lái)源的認(rèn)識(shí)。例如，利用地理統(tǒng)計(jì)學(xué)與GIS技術(shù)對(duì)區(qū)域重金屬污染進(jìn)行嚴(yán)密監(jiān)測(cè)，摸清空間分布規(guī)律，并進(jìn)一步揭示其空間變異規(guī)律等。此外，一些重金屬示蹤技術(shù)如鉛同位素、磁學(xué)響應(yīng)等手段也可以應(yīng)用到重金屬污染溯源研究中。

（二）制定完善的蔬菜食品衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)，科學(xué)評(píng)估攝食的健康風(fēng)險(xiǎn)

現(xiàn)有蔬菜衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)普適性不高，和國(guó)際相比其Cd、Hg標(biāo)準(zhǔn)可能過(guò)于死板嚴(yán)格，而Pb可能過(guò)于寬泛，相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)需要進(jìn)一步修訂，以建立新型土壤環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)體系。目前，居民蔬菜需求量增加，重金屬暴露風(fēng)險(xiǎn)也在提高，而科學(xué)評(píng)估蔬菜等的長(zhǎng)期攝入風(fēng)險(xiǎn)尤為重要，目前使用的方法主要為危害系數(shù)（Target Hazard Quotient，THQ）評(píng)估體系。

（三）加快蔬菜基因型差異對(duì)重金屬富集影響研究并嘗試馴化相關(guān)植物品種

通過(guò)調(diào)查研究選育對(duì)重金屬低富集且產(chǎn)量較高的蔬菜品種，并研究其低富集的遺傳原理，特別是對(duì)重金屬的吸收、轉(zhuǎn)運(yùn)的機(jī)理，進(jìn)一步推進(jìn)抗重金屬污染的基因型蔬菜品種的培育步伐，同時(shí)還可以發(fā)掘適合不同生長(zhǎng)環(huán)境條件的蔬菜重金屬修復(fù)資源，以直接用于降低土壤中的重金屬污染，從而保證蔬菜的食用安全。另外，對(duì)篩選出來(lái)的自然界中的超累積植物，如何用控制植物生長(zhǎng)的方法一方面促進(jìn)超累積植物的生長(zhǎng)，另一方面使其體內(nèi)的重金屬含量不降低，起到馴化栽培作用，這應(yīng)是相關(guān)學(xué)者將來(lái)應(yīng)關(guān)注的研究重點(diǎn)。

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