达坂城区土壤、蔬菜中Cd含量的监测分析及其相关性研究

李晓丽

1.新疆农业大学食品科学与药学学院，乌鲁木齐 830052

2.达坂城区农产品质量安全检测中心，乌鲁木齐 830039

蔬菜是满足人们日常的营养平衡和膳食健康的基本食物，是餐桌上必不可少的农产品。近年来，随着城市化、工业化进程，工业“三废”的排放，农药、化肥的不合理使用等，蔬菜赖以生长的土壤环境污染目益加重，致使蔬菜中重金属含量也急剧增加，给人类健康带来潜在的危害[1]。据统计，我国受重金属污染的土壤面积已超过2000 万hm2，占耕地面积的1/6[2]，其中城郊菜地土壤中Cd污染最为严重[3]，乌鲁木齐四区产地土壤重金属监测结果也显示，镉污染程度最为严重[4]。土壤中Cd污染与蔬菜Cd污染存在一定的相关性，土壤中镉（Cd）的生物有效性最高，且很容易发生迁移并被富集吸收至蔬菜体内[5]，生态污染风险较大[6-7]。

达坂城区常年以种植马铃薯、葱、洋葱、胡萝卜等根茎类蔬菜为主，根茎类蔬菜对Cd 的吸收、富集能力都比较强[8-9]，全面了解掌握达坂城区土壤、蔬菜Cd的污染现状以及主要种植蔬菜吸收Cd的异同，合理进行蔬菜生产布局，为蔬菜生产的持续发展、生产安全提供科学依据。

1 材料与方法

1.1 供试材料

供试材料为来自达坂城区施肥结构、生产过程管理水平基本相一致的6个蔬菜生产基地的土壤及蔬菜，蔬菜种类包括葱、洋葱、胡萝卜、马铃薯及特色产品百合5种。

1.2 样品采集与测定方法

梅花法采集土壤，取样深度为0～20 cm，在土壤采样位置取蔬菜样品，做到同一采样点同时间采取，取可食用部分。采用石墨炉原子吸收分光光度法(GB/T17141-1997)测定土壤Cd 含量，原子吸收光度法（GB/T5009.15-2014）测定蔬菜Cd 含量。

1.3 土壤、蔬菜重金属Cd污染评价方法

土壤污染程度以NY／T391-2013《绿色食品产地环境质量》中7.1土壤环境质量标准旱田类各指标限量作为评价标准，蔬菜以NY／T744-2012《绿色食品 葱蒜类蔬菜》、NY／T745-2012《绿色食品 根菜类蔬菜》、NY／T1049-2015《绿色食品薯芋类蔬菜》Cd 含量限量值为评价标准，重金属Cd 为蔬菜产地、产品严格控制指标，本试验评价方法采用单项污染指数法[10]。计算方式如下：

Pi=Ci÷Si

式中：

Pi－监测项目i的单项污染指数;

Ci－监测项目i的实测值；

Si－监测项目i的评价标准值；

P＞1，监测项目单项指标超标；

P≤1，监测项目指标未超标。

1.4 数据处理

采用SPSS 和EXCEL 等统计软件进行相关性分析。

2 结果与分析

2.1 土壤、蔬菜中重金属Cd含量监测与分析

对达坂城区6个蔬菜基地的35个土壤及5种主要蔬菜产品（葱、洋葱、胡萝卜、百合、马铃薯）进行监测，得到 70个数据（见表1），土壤 PH 值在7.1～8.74 之间。土壤、蔬菜样品中Cd 的检出率高达100%，表明重金属Cd 对蔬菜生产安全已经产生了一定影响。Cd 含量的单项污染指数均小于1，单项评价合格，说明达坂城区土壤中的Cd含量符合绿色食品生产对生态环境质量的要求，蔬菜产品Cd 含量符合国家绿色蔬菜质量安全标准要求。

表1 土壤—蔬菜中Cd的含量（mg/kg)

2.2 土壤Cd含量与蔬菜Cd含量相关性

以基地土壤与蔬菜中重金属Cd 含量的测定数据为基础，建立产地土壤Cd 含量与蔬菜中Cd含量的相关性数学方程，结果如表2。由表2可知，土壤中的重金属Cd 含量与葱、洋葱、胡萝卜、百合、马铃薯中重金属Cd含量呈显著正相关。

表2 土壤中Cd含量与蔬菜中Cd含量的相关性

2.3 蔬菜对Cd富集能力

蔬菜富集能力的实质是反映蔬菜从土壤中吸收重金属的能力[15]。用直线方程y＝bx＋a 中的b来判断。各种蔬菜的b值见表3，发现不同品种蔬菜的富集能力有差异。蔬菜对Cd 的富集能力排序为百合＞胡萝卜＞洋葱＞葱＞马铃薯。

表3 蔬菜对Cd的富集能力

3 结论与讨论

研究表明，不同种类的重金属，在土壤中有效性存在差异，在土壤－农作物系统中的转移及吸收规律明显不同，其中土壤中的Cd含量对蔬菜Cd含量影响最为严重[16]。这可能是研究区域土壤Cd污染程度及与蔬菜中Cd 含量相关性差异的主要原因。

达坂城区6个蔬菜基地35个土壤、5 种蔬菜中Cd 含量的单项污染指数均低于1，说明土壤中Cd的含量符合绿色蔬菜生产基地土壤质量标准，蔬菜产品Cd 含量符合国家绿色蔬菜质量安全标准要求。其中，土壤中有3个样品的Cd 含量接近标准限量值，对蔬菜的生产安全影响较大，镉污染源主要是以镉为原料的工业废水的排放及过量施用化肥，造成Cd沉积，建议对土壤Cd进行重点监测，并针对镉污染，查找污染源，制定有效的治理方案，对治理效果进行跟踪监测。

通过土壤中的Cd含量与蔬菜中Cd的含量进行相关性分析，发现土壤中的Cd 含量与根茎类蔬菜产品Cd 含量呈显著的正相关性，说明土壤中的Cd 含量直接影响蔬菜产品Cd 含量，土壤中Cd 含量对根茎类蔬菜质量影响较大，在选择生产基地时，应尽量避开土壤Cd 背景含量高的区域，避免种植对Cd 富集能力强的蔬菜品种，从而减少蔬菜产品中Cd 污染物的含量。富集能力表现为：百合＞胡萝卜＞洋葱＞葱＞马铃薯。百合富集能力最强，可能是因为其是多年生蔬菜，应选择土壤Cd 污染程度小的地块进行特色产品百合的种植。