河南省几个重点城市蔬菜基地的土壤重金属状况调查

1、收稿日期:2007209229作者简介:付巧玲(19782 , 女, 河南扶沟人, 助理工程师, 硕士, 主要从事农业地质和地球化学研究工作。河南省几个重点城市蔬菜基地的土壤重金属状况调查付巧玲(河南省地质调查院, 河南郑州450001摘要:通过对郑州、洛阳、焦作、平顶山几个重点城市的蔬菜基地土壤安全性调查研究以及对比分析, 发现耕层土壤中重金属含量有明显超标现象, 主要是平顶山和巩义的镉超标以及洛阳的汞超标。通过对耕层和亚耕层土壤的重金属含量之间对比分析, 重金属镉、锌、铜、铅、汞等元素明显在耕层富集。关键词:蔬菜基地; 重金属; 土壤; 污染中图分类号:X53文献标识码:A 文章编号:10

2、0423268(2008 0420064203A Survey on Soil Heavy Metals in Vegetable Bases inMain Cities of Henan ProvinceFU Qiao 2(Henan Institute of Geological Abstract :A survey of vegetable bases in Zhengzhou , L uoyang of Henan province were carried out. It was found t hat t he content of t he top soil is higher

3、t han t he national standard. The content s of Cd ex 2ceeded t he standard in G ongyi and Pingdingshan ,and t he content s of Hg exceeded t he standard in L uoyang. The comparative analysis among t he content s of heavy metals in top soil and sub 2soil in 2dicated t hat t he heavy metals Cd ,Zn ,Cu

4、,Pb ,and Hg were obviously enriched in t he top soil. K ey w ords :Vegetable base ; Heavy metal ; Soil ; Pollution土壤环境质量是土壤容纳、吸收和降解各种环境污染物质并进而影响和保证人类及动植物健康的能力。近年来, 随着工业和农业的快速发展, 土壤环境质量下降及土壤遭受污染的问题日益突出, 严重影响到农产品的质量和人民群众的身体健康。城市郊区由于其优越的地理位置往往是城市最重要的蔬菜与副食品供应基地, 同时, 城市郊区往往也是遭受工业和农业污染最严重的地区13。我国各大城市郊区蔬菜均

5、存在不同程度的重金属污染, 镉、汞、铅的污染尤为严重4, 因此, 对河南省内郑州、洛阳、焦作、平顶山等几个重点城市郊区蔬菜基地的土壤中重金属含量水平及污染现状进行了调查研究, 以便在污染区种植对重金属不敏感的蔬菜或者为调整种植结构提供科学依据。1材料和方法1. 1布点根据土壤类型、土地利用现状及污染源分布三者兼顾的原则, 在河南省所辖的郑州、洛阳、焦作、平顶山等4个城市的永久性蔬菜基地(郑州市蔬菜基地选择了蔬菜种植比较集中的郑州郊区、巩义和中牟3个蔬菜种植面积集中的区域, 统称郑州蔬菜基462008年第4期地 , 共采集耕层土壤样品42个(其中9个样点分别采集耕层和亚耕层土壤样品 。1. 2取

6、样选择有代表性的蔬菜地, 耕层取样深度为020cm , 亚耕层取样深度为2050cm , 用“X ”或“S ”法取35个点混合成1个土样, 样品用布样袋包装并编号, 带回实验室, 经自然风干, 去掉砂砾及植物残体, 过筛, 四分法至1kg , 风干后压碎研磨过0. 154mm 筛待测。1. 3样品分析由河南省岩矿测试中心严格按照DD2005-03检测方法进行测试。本次分析项目主要有p H 和汞、镉、铅、砷、铬、铜、锌7种重金属元素。分析方法:铜、锌、铅、铬用ZSX100X 荧光光谱仪测定; 砷、汞用A FS -8130原子荧光光度计测定; 镉用M6石墨炉原子吸收分光光度计测定; p H 用P

7、HS -3C p H 计测定。1. 4评价标准对检测结果依据国家无公害蔬菜产地环境要求(G B/T18407. 1-2001 和农业部绿色食品产地环境技术条件(N Y/T39122000 和土壤环境质量标准(G B15168-1995 二级标准进行评价, 土壤环境质量标准的二级标准主要适用于一般农田蔬菜地、菜园、果园、牧场等土壤。具体标准内容见表1。表1无公害蔬菜生产基地土壤环境质量指标项目指标标准p H 值7. 5Cd 0. 30. 30. 6G B/T18407,1-2001Hg 0. 30. 51G B/T18407,1-2001As 403025G B/T18407,1-2001Pb

8、100150150G B/T18407,1-2001Cr 150200250G B/T18407,1-2001Cu 50100100G B/T18407,1-2001Zn200250300G B15168,1995注:各元素单位均为mg/kg2结果与分析2. 1不同区域土壤重金属含量47种重2。地点项目( 郑州p H 7. 98. 7. 20. 34. 4Cr 67. 2053. 09. 213. 7Cu 27. 642. 917. 78. 731. 5Zn 95. 6211. 455. 150. 452. 7Pb 29. 456. 016. 812. 743. 0Cd 0. 30. 70.

9、10. 260. 5Hg 118. 4396. 329. 3104. 488. 2As12. 42. 48. 616. 519. 1平顶山p H 6. 57. 55. 60. 69. 1Cr 65. 176. 049. 08. 913. 7Cu 31. 345. 221. 77. 423. 7Zn 91. 7121. 069. 418. 219. 9Pb 29. 036. 125. 93. 010. 5Cd 0. 51. 60. 10. 5116. 2Hg 170. 2388. 142. 1119. 670. 3As7. 51. 06. 29. 813. 1地点项目平均最大值最小值标准差CV

10、(% 洛阳p H 7. 98. 17. 70. 11. 8Cr 72. 886. 055. 011. 015. 14Cu 59. 492. 145. 415. 926. 8Zn 101. 5111. 081. 610. 510. 4Pb 77. 6102. 650. 322. 128. 6Cd 0. 30. 50. 20. 135. 7Hg 3240. 78213. 3393. 12895. 689. 4As13. 51. 610. 814. 812. 2焦作p H 7. 78. 07. 50. 22. 9Cr 66. 773. 063. 05. 58. 3Cu 49. 553. 647. 0

11、3. 67. 2Zn 107. 6121. 398. 812. 011. 2Pb 46. 754. 240. 96. 814. 6Cd 0. 40. 60. 20. 252. 1Hg 561. 8877. 2349. 0278. 749. 6As11. 20. 410. 811. 63. 8注:除Hg 单位为g/kg 外, 其余元素均为mg/kg由表2可以看出, 各区域的土壤p H 有明显差异, 平顶山土壤明显偏酸性, 只有个别点大于7, 基本都在7以下, 而其他3个城市的土壤都偏碱性。由于土壤的酸碱性和其他物理性质的差异造成土壤中的重金属具有较大差异。相对其他因素来说,p H 值对于土壤中重

12、金属含量的影响较大, 直接影响作物对其吸收。表2显示, 不同区域铬含量和变异系数相差不大, 洛阳和焦作的铜、铅、锌相对较高, 变异系数也相对较大, 与其工业化城市的发展关系密切。郑州蔬菜基地个别点锌较高, 巩义蔬菜基地锌远高于郑州郊区和中牟。平顶山重金属镉明显偏高, 最高点达1. 6, 最小值为0. 1。其他3个区域平均含量相差不大。重金属汞和铜、锌、铅相似, 也是洛阳和焦作较高, 且其汞含量的最小值和郑州与平顶山的最大值相近, 这说56河南农业科学明洛阳和焦作蔬菜基地的土壤质量较差。将蔬菜基地土壤的重金属的原始数据与表1的国家标准进行对比, 发现汞、镉有少数污染, 其他元素均不超标。镉超标主

13、要是在平顶山和巩义。据采样时调查发现, 巩义污灌特别严重, 污灌可能是巩义蔬菜基地镉超标的主要原因。平顶山镉超标地区附近没有人为污染源, 可能是当地土壤母质中含量较高所致, 具体原因还有待进一步研究。汞超标主要分布在洛阳, 对该地0200cm 内采集多个垂直剖面的土壤样品分析结果显示, 深层土壤含量更高, 经访问得知, 此区为古冶炼和古烧陶遗址, 古冶炼和古烧陶对当地土壤中的重金属含量影响程度较高, 范围较大。2. 2耕层和亚耕层土壤重金属含量由表3可以看出, 不论何种土壤类型和气候条件下, 研究区土壤耕层普遍高于亚耕层土壤,4个区域的7种重金属元素和p H 值的平均统计结果显示, 耕层的p

14、H 均低于亚耕层土壤, 而不论何种p H 条件耕层土壤的铜、锌、铅、镉、汞含量都高于亚耕层(洛阳汞除外 , 说明施肥、喷洒农药等人为活动或作物的选择吸收等原因影响着土壤重金属元素在耕层土壤的富集。耕层与亚耕层土壤重金属含量有一定差异。洛阳、平顶山、焦作耕层铬、砷含量高于亚耕层。洛阳汞含量表现为亚耕层高于耕层, 主要是人表3不同地区不同层位土壤重金属含量项目郑州耕层亚耕层差值洛阳耕层亚耕层差值平顶山耕层亚耕层差值焦作耕层亚耕层差值p H 7. 688. 2120. 537. 848. 1420. 306. 507. 4120. 917. 528. 2120. 69Cr 70. 0063. 676

15、. 3372. 2573. 2521. 0058. 3364. 6726. 3464. 0070. 0026. 00Cu 30. 0322. 507. 5362. 451. 9510. 4525. 3720. 674. 709025. 9022. 00Zn 105. 7069. 4036. 30102. 6884. 7817. 909343508065. 3037. 50Pb 30. 9323. 677. 2681. 3578. 582. 777322. 4018. 50Cd 0. 380. 150. 230. 130. 0. 040. 300. 120. 18As 13. 2711. 386

16、. 906. 9520. 0511. 3913. 0721. 68Hg113. 8057. 303334019. 232108. 90185. 2085. 17100. 03877. 20114. 7762. 50注:除Hg 单位为g/kg , 其余元素均为mg/kg为原因所致。3结论对几个地市级城市的蔬菜基地的调查发现, 城市蔬菜基地的土壤重金属状况不容乐观, 不同城市类型, 重金属污染状况有所不同, 工业城市蔬菜基地土壤污染相对严重。通过对不同层位的土壤重金属含量状况进行对比发现, 所有研究区大多数重金属元素均表现在耕层富集, 所以长期种植蔬菜的基地, 应注意适当的调整种植结构, 或种植对重金属表现不敏感的蔬菜。对于亚耕层中含量明显低于耕层含量的重金属元素, 采用翻土方法可在一定程度上降低其污染水平。通过与国家蔬菜基地的土壤标准进行对比发现, 河南省4个主要城市的蔬菜基地除郑州没有样点超标外, 其余城市均有不同程度的超标现象, 作为供应城市居民