云南部分蔬菜中氟积累特征及其成因初步分析解析

1、生态环境 2004, 13(3): 327-329 Ecology and Environment 云南部分蔬菜中氟积累特征及其成因初步分析 何锋，段昌群基金项目：国家基础科学研究重大项目(2003CB145103-04)；国家自然科学基金项目(30270284);云南省自然科学基金重点项目(2002C0001Z); 云南大学重点科研项目(2002SM010Z) 作者简介：何锋(1978-)，男，硕士，从事污染生态学研究。E-mail: 通讯作者，E-mail: chqdua nynu .edu.c n 收稿日期：2004-03-09 ，侯永平 云南大学生命科学学院暨云南生物资源保护与利用国家

2、重点实验室培育基地，昆明云南650091 摘要：对云南蔬菜产区部分蔬菜进行了分析，发现氟残留量普遍超过了1 mg/kg。在所检测的蔬菜中，菠菜的水溶性氟平均 含量最高，为13.18 mg/kg。就叶菜类不同组织器官来看，氟的分布是：叶中的氟残留量根中的氟残留量 茎中的氟残留量 (以干质量计算)；就不同叶位来看，从老叶到幼叶氟残留量有逐渐下降的趋势。结合蔬菜产地的土壤分析结果，认为蔬菜中 氟残留量不仅与土壤氟含量有关，而且还可能与施肥状况、蔬菜类别有关。文章还提岀了减少蔬菜中氟残留量的对策。 关键词：云南；蔬菜；水溶氟；残留 中图分类号：X56文献标识码：A文章编号：1672-2175 (200

3、4) 03-0327-03 中，插入电极，磁力搅拌测定，读数稳定后记下数值 4，5 氟是人体必需的微量元素之一，人体内平均含氟量为 37 g/g，人体含氟量过多或不足，均不利于人体健康。各 种研究表明，大气、水、土壤中的氟超过一定浓度，对植物 的生长和内在品质将造成很大的影响。由于氟离子是容易被 蔬菜吸收和积累的一种阴离子，当蔬菜中氟含量较高(1 mg/kg)，人长期食用会影响人体健康，轻则形成斑釉齿，重 则导致慢性氟中毒，形成氟骨症等2，3。因此氟是很多国家 和地区重点检测的危险元素。 云南气候适宜，是我国冬早蔬菜重要生产基地2。区域 内某些地区氟的含量较高，这对蔬菜内在品质产生怎样的影 响

4、目前了解尚少。本研究通过调查分析云南部分大宗蔬菜中 氟离子积累状况，结合国内外蔬菜品质安全标准予以评价蔬 菜质量；同时跟踪样品来源地， 对产地进行土壤分析， 探讨 蔬菜氟积累的成因，为蔬菜生产合理布局种植结构、提高质 量提供科学依据。 1材料与方法 1.1 材料 蔬菜样品取自云南部分蔬菜主产区菜市场，其中部分蔬 菜样品直接来自几个大宗蔬菜产地。取回样品后，用蒸馏水 洗净，晾干后在 6080 C鼓风干燥，然后用植物粉碎机粉 碎，过1 mm筛，装入自封袋并标记，备用。 土壤样品取自蔬菜样品的相应产地，随机蛇形布点， 取030 cm 土层，用四分法获得所需土样，用GPS对采样 中心点定位。土样装袋标

5、记后，带回实验室风干，测定风干 土水分系数，磨碎过筛备用。 1.2 方法 蔬菜中的水溶氟采用 GB/T 5009.18-1996中的氟离子选 择电极法测定。称取1 g过1 mm筛的样品，置于50 ml容 量瓶中，加入10 ml浓度为1 mol/L的盐酸，浸提1 h。然后 加25 ml总离子强度缓冲液，加水到刻度，混匀。用标准溶 液校准氟电极斜率和空白， 校准后，把蔬菜处理液倒入烧杯 土壤中有机氮的测定：凯氏定氮法。土壤有效氮的测定： 碱解扩散法。土壤有效磷的测定： NaHCO3浸提比色法。土 壤速效钾的测定：乙酸铵浸提火焰光度法 。土壤水溶氟的 测定：氟电极法。 2结果与分析 2.1云南部分蔬

6、菜中氟残留特征分析 抽测蔬菜的含氟量见表 1。从表1中可以看岀，蔬菜中 水溶氟的平均质量分数均超岀1 mg/kg。全部蔬菜氟含量范 表1云南部分蔬菜中水溶氟的质量分数 1)mg/kg 蔬菜 样品数 范围 平均值 标准差 大白菜 5 212.55 6.72 3.54 小白菜 6 4.615.85 9.53 3.6 青菜 6 617.9 8.9 0.99 生菜 7 0.424.6 10.22 7.39 菠菜 8 8.1522.3 13.18 4.16 芹菜 7 3.1520.7 12.76 4.41 韭菜 11 3.218.55 11.55 4.75 韭黄 3 8.812.05 10.58 1.3

7、5 葱 6 2.9510.3 7.28 2.45 萝卜 5 1.19.4 6.01 2.7 马铃薯 4 2.154.15 3.7 0.91 莲藕 4 2.055.95 3.45 1.49 1)以蔬菜干质量计算 围为0.424.6 mg/kg之间。叶类蔬菜中氟含量比根茎类蔬菜 高出很多。以菠菜中氟残留量为最高，平均约13.18 mg/kg， 其次是芹菜，为12.76 mg/kg。韭菜中氟残留量也高，为11.55 mg/kg。平均含量较低的是莲藕，为3.45 mg/kg，马铃薯中 平均含量为3.7 mg/kg。 2.2氟在蔬菜各部分的分布 对大白菜、小白菜、生菜、菠菜、芹菜、葱的各个部分 氟含量测

8、定结果见表2、表3和图1、图2。从这些测定结 果中可以看岀，氟在蔬菜各个部分的残留量有显著性差异。 表2表明大白菜和生菜中，从外侧的12叶的老叶到内 表2叶菜类各个叶片中氟残留量 mg/kg 蔬菜名称 平均含量 12叶 34叶 56叶 幼叶 大白菜 6.55 8.8 6.6 6.05 4.7 生菜 24.6 25.5 24.15 15.3 14.3 表3氟在小白菜和菠菜各个部分的分布 mg/kg 蔬菜名称 平均含量 老叶 幼叶 根 小白菜a 4.6 5.6 4.5 2.65 小白菜b 11.6 13.6 7.5 13.15 菠菜a 9.9 14.6 4.9 1.65 菠菜b 8.15 8.8

9、7.05 5.15 1）8 7 6 5 4 3 2 1 0 1=1 -小葱 三葱叶 工葱头 1 2 小葱各个部分 图1小葱中氟残留状况 30 25 20 15 10 5 0 U芹菜 U芹菜根 U芹菜茎 Li芹菜叶 侧的56叶及至菜心，氟的含量依次显著降低。 从表3可以 看岀，小白菜的老叶中氟残留量最高。而根部则岀现两类情 况, 一类是其含量在整个植株中最低，一类是根中的含量很 高，接近老叶，这可能是由于品种的差异，或者是与环境有 关系。菠菜中氟残留量情况是：老叶中的氟残留量幼叶中 的氟残留量 根中的氟残留量，其中，菠菜a中老叶的含量 是14.6 mg/kg，比幼叶高出约3倍，比根部高出近9倍。

10、 小葱各部分氟的含量见图1。从图1中可以看出，小葱 的地上部分氟含量显著高于葱头。芹菜各部分氟的含量见图 2。从图2中可以看出，氟在 3种芹菜中的分布情况都是： 叶中的氟残留量 根中的氟残留量 茎中的氟残留量。 2.3蔬菜产地土壤肥力及水溶性氟与蔬菜中氟残留量关系 蔬菜产地土壤肥力、土壤中水溶氟含量与蔬菜内水溶氟 含量的分析结果见表 4。从表4可以看出，9个大田样地的 水溶氟含量在1.238.69 mg/kg之间。各类蔬菜中氟含量范 围为0.420.7 mg/kg之间。 蔬菜品种不同，其氟的积累也是有所差异的。如表4 所示，在蔬菜产地 2 (其中心点的坐标：北纬 24422.5， 东经1029

11、59.2，海拔1 912 m)，土壤水溶性氟为 1.23 mg/kg，相应地块中西芹含氟量为 20.7 mg/kg，而距离该地 不太远的蔬菜大田(点1 )的土壤状况与点2相似，但是产 出的优质生菜中氟残留量却只有0.4 mg/kg，蔬菜中氟的积 累状况与蔬菜种类密切相关。从本研究中可以看岀，叶菜中 氟残留量比其它类蔬菜严重，而瓜果类和块根块茎类蔬菜中 残留量相对要低。 不仅如此，从表4中还可看岀这样一些基本的现象：当 土壤中有机氮和有效氮的含量越高，有效磷的含量适中时， 蔬菜中氟的积累量就可能越高； 蔬菜中氟的含量水平与土壤 中w(N) : w(P) : w(K)的这种比例密切相关。 3讨论

12、(1)从本研究来看，抽测蔬菜水溶氟的含量普遍高于1 mg/kg，超岀了食品卫生标准。造成蔬菜中氟含量偏高的原 芹菜3 芹菜1芹菜2 图2芹菜中氟残留分布 表4 蔬菜产地土壤肥力、氟背景值及蔬菜中水溶氟残留量 采样点 平行数量 w（有机氮） -1 /（mg kg ） w（有效N） -1 /（mg kg ） w（有效P） -1 /（mg kg ） w（速效K） -1 /（mg kg ） w（有效N） : w（有 效P） : w（速效K） W（土壤水溶氟） -1 /（mg kg ） 产地蔬菜 w（蔬菜水溶氟） -1 /（mg kg ） 点1 3 220.65 3.18 140.05 6.72 5.6

13、04 0.086 782.28i21.80 1 : 0.04 : 5.59 2.90 0.087 生菜 0.4 点2 3 227.55 2.72 142.50+1.96 11.110.061 283.781.46 1 : 0.08 : 1.99 1.23 0.063 西芹 20.7 点3 3 96.41 1.53 101.101.10 5.60 ）.015 172.124.33 1 : 0.055 : 1.70 1.95 0.05 大白菜 13.85 萝卜 9.4 点4 3 201.85 2.09 166.30 4.18 0.121 5 0.003 240.47i2.38 1 : 0.001

14、: 1.45 8.420.14 萝卜 6.55 点5 3 256.32 1.67 113.521.60 3.57 ）.068 299.63 4.81 1 : 0.03 : 2.64 8.69 0.072 小白菜 4.2 点6 3 206.16 2.46 133.96 3.47 21.03 0.062 546.25 15.14 1 : 0.16 : 4.08 4.27 0.021 花菜 6.45 点7 3 151.95 3.58 97.71 1.63 0.03 ）.002 106.01 2.83 1 : 0.0003 : 1.09 7.69 0.037 莲藕 2.7 点8 3 140.69 3.

15、58 157.04 3.28 1.73 ）.034 87.63 1.53 1 : 0.011 : 0.56 8.35 0.12 小莲花白 4.45 点9 3 164.75 3.37 99.71 1.01 10.150.32 115.09+2.97 1 : 0.102 : 1.15 3.150.01 洋丝瓜 1.6 因有有以下几个方面： 其一，本研究所选择的蔬菜主产区主要集中在红壤区， 土壤中的氟的背景值较高，可达100500 mg/kg，其中水溶 性氟往往占总量的 3%4%，即植物可利用态为 320 mg/kg， 这些成为蔬菜等经济作物水溶性氟含量高的潜在基础。例 如，云南凤庆滇红茶叶中水溶性

16、氟含量是27.5 mg/kg。 其二，氟的化学性质比较活跃，容易在植物体内迁移和 积累。 其三，种植蔬菜的土壤，往往具有较好的土壤肥力，而 土壤中有效氮和有效磷的含量也影响着蔬菜中氟的含量水 平。其原因是充足的养分促进蔬菜生长代谢旺盛，光合作用 和蒸腾作用都加强，而蔬菜从土壤中吸收的水溶氟从根部通 过蒸腾拉力随水分向叶部运输，在蔬菜地上部分累积的代谢 也加强，所以高肥导致氟的高含量。 其四，有些土壤本身氟背景值不高，但是由于当地人 把燃烧后的炉灰与肥料混用施入菜地，使菜地中水溶性氟 含量比较高，从而使氟积累到植物产品中。这些外源性的 氟往往集中在土壤表面，对植物的有效性很高，从而使蔬 菜中的氟

17、易于积累。这种现象在中国的农村比较常见。这 也是影响蔬菜氟含量的原因之一 7。 其五，很多蔬菜产地相对集中地分布在城镇周围，城镇 附近工业、农村能源使用中的煤炭燃烧产生的氟污染，也影 响着周边一些大田中蔬菜的生长状况和品质， 这也是导致蔬 菜中氟含量高的因素。 目前，我国常规蔬菜检测中较少关注氟的超标问题。我 国土壤氟的背景值为(478 97.7) mg/kg，而在南方，种植蔬 菜的土壤大多是水稻土，其氟的背景值往往较高，一般为 (533 57.8) mg/kg9。蔬菜种植往往是高肥条件，很容易导 致蔬菜中氟的超标。本研究发现研究区中的蔬菜氟普遍超 标，也说明了这个问题。类似的情况在徐州地区、

18、南京10 等地也比较普遍。我国要提高蔬菜的无公害生产水平，或进 入国际市场，必须高度重视这个问题。 (2) 考虑到成人每天摄入的氟可在1 mg以内，如果换 算成每天消耗的蔬菜鲜重，则人体日摄入氟远低于1 mg， 所以应该对国家标准进行调整，放宽限量标准值，或者划分 岀氟残留水平等级，才能与实际生产相对应10。而且，各 类蔬菜的含水量也有极大的差别，所以不能凭借烘干后在干 重水平进行统一评价，应该根据蔬菜含水量等的差异来对具 体蔬菜制定氟残留限量标准。 (3) 研究发现氟在所抽测的几类蔬菜中含量分布特征 是：叶菜类中的氟含量 根茎菜类中的氟含量。在叶类蔬菜 中。氟在老叶中的含量远高于幼叶中的含量

19、，可能是因为 与积累的时间有关系。同一蔬菜中，氟在各个部分分布的 总体特征是：叶中的氟含量 根中的氟含量 茎中的氟含量， 原因可能是水溶性氟从根部被吸收以后，随水分蒸腾拉力 到达叶片，水分从气孔散失，而氟到达叶部后最终在叶肉 细胞的液泡中贮存 。另外，大气中的氟也可以通过气孔进 入叶片而直接在叶部积累。 (4) 从本研究中得出的一般规律，认为在减少蔬菜中 氟的积累方面有以下几种方式可以借鉴： 其一，鉴于在同一蔬菜产区，有的蔬菜中氟积累量较高, 有的蔬菜中氟积累量较低，所以应该在生产中筛选岀低积累 氟的蔬菜种类和品种。 其二，针对不同产地的氟环境背景值，采用不同的对 策。在蔬菜生产中，首先要调查

20、分析蔬菜生产基地的环境 质量，对生产蔬菜的适宜性进行评价。在氟背景值低的地 区，蔬菜中氟积累低，适合种植多种蔬菜，可加大力度发 展蔬菜的种植。而在氟背景值高的地区，由于叶菜中氟积 累比其它类蔬菜要高，瓜果类和块根块茎类蔬菜中氟积累 相对要低，故在氟背景稍高的地区可种植瓜果类和块根块 茎类，而不适合种植叶类蔬菜。在氟背景值特别高的地区 和污染区，则不适合发展蔬菜种植业。在我国农村，人们 用炉灰和煤渣混入肥料施入菜地，提高了蔬菜地水溶性氟 的含量，这应该在生产中引起重视。 其三，鉴于农业中过量的营养在促进蔬菜的迅速生长 的同时，也可能提高了对氟的吸收和积累能力，因此在蔬 菜生产中要注意肥料的科学使

21、用。采用平衡施肥和精确施 肥，一方面可降低蔬菜中的氟含量，另一方面也可降低蔬 菜中硝酸盐和亚硝酸盐的含量，提高蔬菜的品质。 参考文献： 1 吴丽黛.氟对生态环境的影响J.生物学杂志,1998,15(3): 48-49. 2 中国农业科学院蔬菜研究所.中国蔬菜栽培学M.北京：农业出 版社,1987. 3 罗宏，杨志峰.湖北氟中毒流行的环境地理分析J.北京师范大学 学报,2000, 36(1): 122-166. 4 中国预防医学科学院.食品卫生国家标准汇编M.北京：标准出 版社,1999: 257-262. 5 王彤.离子选择性电极测定蔬菜中微量氟J.青岛大学师范学院 学报,1998, 15(2

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23、n of fluorine accumulation in some vegetables in Yunnan, China HE Feng, DUAN Cha ng-qu n, HOU Yon g-pi ng Laboratory for Conservation and Utilization of Bio-Resource and School of Life Sciences, Y unnan University, Kunming 650091, China Abstract: Fluorine in some vegetables of Y unnan had been determined in this paper,