鄒鯉嶺，李昌盛，劉 迪

(1.云南國(guó)土資源職業(yè)學(xué)院，云南 昆明 650217；2.曲靖師范學(xué)院，云南 曲靖 655011)

【研究意義】隨著中國(guó)工業(yè)化和城市化的快速發(fā)展，汽車流量急劇增加，大量汽車尾氣排放所造成的重金屬污染被認(rèn)為是城市土壤污染的重要來(lái)源。汽車尾氣含有大量的重金屬污染物，通過(guò)排放會(huì)進(jìn)入到公路旁側(cè)土壤，長(zhǎng)期存在并積累，污染土壤后經(jīng)降雨淋濾作用，還會(huì)污染到地下水，并由土壤遷移到農(nóng)作物中[1]，重金屬在農(nóng)作物中富集后，通過(guò)食物鏈還會(huì)進(jìn)入人體內(nèi)富集，危害健康?！厩叭搜芯窟M(jìn)展】 國(guó)內(nèi)外大量研究表明，公路旁土壤重金屬污染的主要來(lái)源是交通工具，汽車的燃油、輪胎、發(fā)動(dòng)機(jī)、剎車等都會(huì)給沿路土壤帶來(lái)Pb、Cd、Cr等重金屬污染[2]?！颈狙芯壳腥朦c(diǎn)】采集昆明公路X013松馬段旁側(cè)農(nóng)耕地土壤及四季豆，檢測(cè)重金屬Pb、Cu和As，采用SPSS軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，對(duì)土壤及四季豆中重金屬污染狀況采用內(nèi)梅羅綜合污染指數(shù)法進(jìn)行評(píng)價(jià)?！緮M解決的關(guān)鍵問(wèn)題】對(duì)公路兩旁土壤及四季豆中重金屬分布規(guī)律和遷移轉(zhuǎn)化規(guī)律進(jìn)行研究。以期得到公路旁側(cè)種植農(nóng)作物的安全范圍，盡量降低重金屬元素進(jìn)入生物鏈循環(huán)的風(fēng)險(xiǎn)，更好的指導(dǎo)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)，保障大民眾的食物和身體安全健康[3]。

1 材料與方法

1.1 樣品的采集

采樣地點(diǎn)位于昆明公路X013松馬段兩側(cè)的農(nóng)田，除汽車外無(wú)其他明顯污染源，離公路的垂直方向5、20、50 m處分別設(shè)置3條和公路平行的線[4]，在平行線上再設(shè)置10 m寬的3 條等間距垂線，兩條線的交叉點(diǎn)作為樣品的采集點(diǎn)，采集四季豆及根系表層土壤(0～20 cm)樣品[5]，各采集27個(gè)樣品。

1.1.1 農(nóng)作物樣品的采集 對(duì)四季豆樣品采集，每個(gè)采樣點(diǎn)采集25根四季豆，并混成1個(gè)樣，共采集四季豆27個(gè)樣。采后立即裝入聚乙烯塑料袋中，并編號(hào)。

1.1.2 土壤樣品的采集 采集四季豆樣品的根系土壤，共采集土壤樣品27個(gè)。使用木質(zhì)工具，取0～20 cm的表層土壤，每個(gè)采樣點(diǎn)取5個(gè)樣，樣品充分混勻后用四分法直至土樣大約1 kg[5-6]，除去異物后裝袋。

1.2 樣品檢測(cè)

四季豆及土壤樣品送云南省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開(kāi)發(fā)局中心實(shí)驗(yàn)室檢測(cè)。

1.3 評(píng)價(jià)方法和標(biāo)準(zhǔn)

1.3.1 土壤重金屬污染評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn) 土壤 pH變化范圍為 5.5～6.5，故土壤重金屬污染狀況的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)采用GB 15618-2018《土壤環(huán)境質(zhì)量農(nóng)用地土壤污染風(fēng)險(xiǎn)管控標(biāo)準(zhǔn)(試行)》(5.5

評(píng)價(jià)土壤重金屬的污染情況采用內(nèi)梅羅綜合污染指數(shù)法，計(jì)算公式為式(1)[8]：

(1)

式中:(Ci/Di)max為土壤污染指數(shù)最大值；(Ci/Di)ave為土壤污染指數(shù)的平均值。

土壤的環(huán)境質(zhì)量分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)見(jiàn)表1[9]。

表1 土壤的環(huán)境質(zhì)量分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)

1.3.2 四季豆重金屬污染評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn) 采用國(guó)標(biāo)《食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)食品中污染物限量(GB2762-2017)》對(duì)四季豆Pb、As污染進(jìn)行評(píng)價(jià)[10]。Cu污染采用《食品中銅限量衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)(GB 15199-94)》進(jìn)行評(píng)價(jià)[11]。對(duì)四季豆重金屬的污染情況評(píng)價(jià)采用內(nèi)梅羅綜合污染指數(shù)法。用SPSS 22.0進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 土壤重金屬污染現(xiàn)狀及分析

由表2可知，距公路5 m處，土壤樣品Pb超標(biāo)率為100 %，污染指數(shù)P為1.63，說(shuō)明該處土壤受到Pb輕度污染，距公路20和50 m處土壤樣品超標(biāo)率為0,20 m處土壤Pb污染指數(shù)P為0.88，屬警戒線，50 m處土壤污染指數(shù)P為0.485，說(shuō)明該處土壤沒(méi)有受到Pb污染。3處的污染指數(shù)大小為5 m>20 m>50 m，即離公路越近土壤Pb的含量越高。分析土壤中的Pb含量主要是來(lái)源于汽車尾氣，離公路越近的土壤Pb含量越高。檢測(cè)距公路5、20和50 m處的土壤As。土壤中As的污染指數(shù)P分別為0.127， 0.0097和0.088，3處采樣點(diǎn)的P值都小于0.7，說(shuō)明土壤中As的含量沒(méi)有超標(biāo)，土壤沒(méi)有受到As污染。檢測(cè)距公路5、20和50 m處土壤Cu的含量均超標(biāo)，超標(biāo)率為100 %，5、20、50 m處土壤Cu污染指數(shù)P分別為6.156， 5.06和4.87，說(shuō)明土壤受到Cu嚴(yán)重污染，三處的污染指數(shù)大小為5 m>20 m>50 m，可以看出，離公路越近土壤Cu的含量越高。Cu主要來(lái)自剎車?yán)镆r的機(jī)械磨損[2]，取樣之地在某水廠附近，有大量的貨車在路邊停車裝運(yùn)，因此影響較大。

表2 不同距離土壤重金屬特征參數(shù)統(tǒng)計(jì)

2.2 四季豆重金屬污染現(xiàn)狀及分析

由表3可知，在距公路5 m處采集的四季豆樣品重金屬P超標(biāo)率為100 %，污染指數(shù)P為1.8,屬輕度污染。在20 m處的四季豆超標(biāo)率為66.7 %，污染指數(shù)P為1.03，屬輕度污染。在50 m處，采摘的四季豆超標(biāo)率為0，污染指數(shù)P為0.147，說(shuō)明該處四季豆沒(méi)有受到重金屬Pb污染。3處的污染指數(shù)大小為5 m>20 m>50 m，顯示，離公路越近四季豆Pb的含量越高。四季豆中Pb含量可能來(lái)源于土壤或汽車尾氣在空氣中的干濕沉降。在距公路5、20和50 m處采集的四季豆樣品中As均沒(méi)有超標(biāo)，超標(biāo)率都為0。污染指數(shù)分別為0.0126、 0.0106和0.0106，3處采樣點(diǎn)的P值都小于0.7，說(shuō)明土壤中As的含量沒(méi)有超標(biāo)，土壤沒(méi)有受到As污染。在距公路5、20和50 m處四季豆樣品中Cu均沒(méi)有超標(biāo)，超標(biāo)率都為0。污染指數(shù)P分別為0.095、 0.1445和0.126，3處采樣點(diǎn)的P值都小于0.7，土壤中Cu的含量沒(méi)有超標(biāo)，沒(méi)有受到Cu污染。3處Cu的P值為20 m>50 m>5 m，分析四季豆中的Cu可能與灌溉、化肥等因素有關(guān)。

表3 四季豆(鮮樣)重金屬含量及超標(biāo)率

續(xù)表3 Continued table 3

2.3 公路距離對(duì)四季豆及土壤中重金屬含量的影響及相關(guān)因素分析

由圖1可知，隨著離公路距離的增加，土壤、四季豆中Pb含量逐漸減少，變化趨勢(shì)一致，說(shuō)明四季豆Pb含量主要來(lái)源于土壤。由圖2可知，隨著離公路距離的增加,土壤中As含量逐漸減少，四季豆中As含量很少，距公路遠(yuǎn)近對(duì)四季豆中As含量影響不大，表明四季豆中少量的As不是來(lái)源于土壤。由圖3可知，隨著離公路距離的增加，土壤中Cu含量逐漸減少，四季豆中Cu的含量最大值出現(xiàn)在離公路20 m處，5 m處四季豆Cu含量最低，可以說(shuō)明土壤中Cu含量不會(huì)遷移到四季豆可食用部分。四季豆中Cu和土壤Cu不是同一個(gè)來(lái)源。

圖1 農(nóng)田土壤與四季豆中Pb含量與公路距離關(guān)系Fig.1 The relationship between the distance from road and Pb content in soil and kidney bean

圖2 農(nóng)田土壤與四季豆中As含量與公路距離關(guān)系Fig.2 The relationship between the distance from road and As content in soil and kidney bean

圖3 農(nóng)田土壤與四季豆中Cu含量與公路距離關(guān)系Fig.3 The relationship between the distance from road and Cu content in soil and kidney bean

3 討 論

在調(diào)查區(qū)域，距離公路5 m處，土壤和四季豆Pb超標(biāo)率均為100 %，都受到Pb污染，距公路20 m處，土壤污染等級(jí)為警戒線，四季豆屬輕度污染，距公路50 m處，土壤和四季豆均未受到Pb污染。根據(jù)污染指數(shù)顯示越靠近公路土壤Pb含量越高，賀婧[12]研究也有相同結(jié)果。隨著離公路距離的增加，土壤、四季豆中Pb含量逐漸減少，變化趨勢(shì)一致。說(shuō)明四季豆中的Pb主要來(lái)源為汽車尾氣排放。建議在距公路50 m外種植四季豆。

土壤和四季豆均未受到As的污染，土壤中As含量呈現(xiàn)隨遠(yuǎn)離公路而趨減，四季豆中As的含量很低，不受公路遠(yuǎn)近的影響。大部分研究公路旁土壤、農(nóng)作物重金屬污染都沒(méi)有測(cè)定As元素，本研究測(cè)定As，主要是由于該研究區(qū)域靠近陽(yáng)宗海，陽(yáng)宗海在2008年遭受嚴(yán)重的As污染[13],為研究陽(yáng)宗海周邊土壤、農(nóng)作物重金屬污染提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。

在調(diào)查區(qū)域，土壤受Cu污染嚴(yán)重，并隨遠(yuǎn)離公路而減輕，分析原因，Cu主要來(lái)自剎車?yán)镆r的機(jī)械磨損[2]，調(diào)查區(qū)域在某水廠附近，有大量的貨車在路邊停車裝運(yùn)，因此影響較大。雖然土壤Cu污染嚴(yán)重，但四季豆均未受到Cu污染，說(shuō)明土壤Cu沒(méi)有遷移轉(zhuǎn)化到四季豆可食用部分。四季豆中Cu的最高含量出現(xiàn)在距公路20 m處，距公路5 m處四季豆Cu含量最低，可以說(shuō)明土壤Cu和四季豆Cu不是同一來(lái)源，四季豆Cu可能和降塵、施肥等有關(guān)。

4 結(jié) 論

隨著公路距離的增加，土壤、四季豆中Pb含量逐漸減少。說(shuō)明四季豆中的Pb主要來(lái)源于汽車尾氣排放。建議在離公路50 m外種植四季豆。四季豆中As的含量非常低，不受公路遠(yuǎn)近的影響。土壤Cu污染嚴(yán)重，但四季豆均未受到Cu污染，可以說(shuō)明土壤Cu沒(méi)有遷移轉(zhuǎn)化到四季豆可食用部分。