城郊耕地蔬菜重金属含量特征与健康风险评价

doi:10.16178/j.issn.0528-9017.20213344

摘要/Abstract

摘要：

本文研究城郊中轻度污染耕地蔬菜中重金属累积特征,并评价重金属污染情况和健康风险,对城郊耕地的安全利用和蔬菜安全生产具有重要意义。在研究区域随机布点,采集蔬菜及土壤样品并检测重金属含量,通过单因子污染指数、内梅罗综合污染指数、相关性分析以及目标危害商数对蔬菜、土壤中As、Hg、Pb、Cd、Cr污染情况进行评价。结果表明,土壤中As、Hg、Cr及蔬菜中As、Cd、Cr为同一来源的可能性较大,但蔬菜和土壤重金属含量无明显相关性;不同地块蔬菜对5类重金属富集差异较大,其中鳞茎类对Pb、薯类对Cd、叶菜类对5种重金属均表现出较强的富集能力;鳞茎类的Pb、Cd单因子污染指数分别为2.014和1.300,分别达到了中度污染及轻度污染级别,远大于其他种类蔬菜,且内梅罗综合污染指数达到轻度污染级别。通过统计,Pb、Cd含量达到限量值50%以上的蔬菜占比分别为36.67%和28.33%,其中达到限量值90%以上约17.50%和14.17%,具有潜在Pb、Cd污染趋势。根据目标危害商数分析,Pb、Cd、Cr是造成该区域蔬菜重金属污染的主要因素,摄入鳞茎类、叶菜类、芸薹类蔬菜会对该地成人健康造成明显影响。

关键词: 蔬菜, 重金属, 污染评价, 累积特征, 安全利用

中图分类号:

S156

高晴盈, 张辉, 陈静静, 谢拾冰, 倪芝芝, 王亮. 城郊耕地蔬菜重金属含量特征与健康风险评价[J]. 浙江农业科学, 2022, 63(10): 2295-2301.

图/表 9

表1 样品品种及个数

分类	样本数	样品名称	样品个数
豆类	8	红扁豆	1
		刀豆	3
		扁豆	1
		毛豆	3
薯类	24	番薯	14
		山药	2
		芋头	8
直根类	9	白萝卜	8
		红萝卜	1
瓜果类	17	黄瓜	2
		蒲瓜	3
		丝瓜	12
鳞茎类	10	葱	4
		姜	4
		韭菜	2
茄果类	4	辣椒	2
		茄子	2
叶菜类	39	白菜	12
		番薯叶	3
		黄叶菜	2
		空心菜	4
		青菜	6
		山东白菜	1
		生菜	1
		香菇菜	3
		鸡毛菜	3
		油冬菜	4
芸薹类	9	芥菜	1
		球菜	8

表2 蔬菜中重金属含量

蔬菜种类	元素	含量范围/ (mg·kg^-1)	均值/ (mg·kg^-1)
豆类	As	0.001~0.001	0.001
	Hg	0.003~0.003	0.003
	Pb	0.010~0.079	0.032
	Cd	0.022~0.140	0.056
	Cr	0.011~0.260	0.083
薯类	As	0.001~0.001	0.001
	Hg	0.003~0.004	0.003
	Pb	0.010~0.740	0.110
	Cd	0.001~2.020	0.101
	Cr	0.012~0.360	0.065
直根类	As	0.001~0.001	0.001
	Hg	0.003~0.003	0.003
	Pb	0.010~0.220	0.066
	Cd	0.004~0.050	0.019
	Cr	0.015~0.160	0.052
瓜果类	As	0.001~0.001	0.001
	Hg	0.003~0.003	0.003
	Pb	0.020~0.100	0.034
	Cd	0.001~0.042	0.013
	Cr	0.011~0.130	0.042
鳞茎类	As	0.001~0.015	0.004
	Hg	0.003~0.007	0.004
	Pb	0.041~0.710	0.201
	Cd	0.007~0.140	0.065
	Cr	0.063~0.290	0.154
茄果类	As	0.001~0.001	0.001
	Hg	0.003~0.003	0.003
	Pb	0.010~0.026	0.016
	Cd	0.004~0.043	0.017
	Cr	0.021~0.046	0.034
叶菜类	As	0.001~0.099	0.009
	Hg	0.003~0.004	0.003
	Pb	0.026~1.040	0.199
	Cd	0.003~0.190	0.061
	Cr	0.045~2.760	0.324
芸薹类	As	0.001~0.001	0.001
	Hg	0.003~0.003	0.003
	Pb	0.005~0.044	0.024
	Cd	0.005~0.140	0.027
	Cr	0.011~0.230	0.080

表3 蔬菜重金属含量与土壤重金属含量的相关系数分析结果

样品	元素	相关系数(蔬菜)
样品	元素	As	Hg	Pb	Cd	Cr	As	Hg	Pb	Cd
蔬菜	Hg	-0.059
	Pb	0.595	0.214
	Cd	-0.004	0.073	0.420
	Cr	0.840	0.025	0.704	-0.001
土壤	As			-0.092	-0.156	-0.114
	Hg			-0.100	-0.181	-0.123	0.429
	Pb			0.024	-0.084	0.036	0.234	0.080
	Cd			-0.117	-0.045	-0.106	0.029	-0.090	-0.049
	Cr			0.058	0.229	-0.193	0.364	0.206	0.307	-0.179

表4 蔬菜重金属含量与土壤重金属含量的相关性(P值)分析结果

样品	元素	P值(蔬菜)					P值(土壤)
样品	元素	As	Hg	Pb	Cd	Cr	As	Hg	Pb	Cd
蔬菜	Hg	0.520
	Pb	7.460×1 $0 - 13 * *$	0.019^*
	Cd	0.969	0.429	1.778 78×1 $0 - 6 * *$
	Cr	3.620×1 $0 - 33 * *$	0.784	3.256 31×1 $0 - 19 * *$	0.987
土壤	As			0.588	0.355	0.500
	Hg			0.556	0.283	0.470	0.008^**
	Pb			0.888	0.620	0.832	0.163	0.638
	Cd			0.489	0.793	0.530	0.863	0.598	0.775
	Cr			0.731	0.173	0.253	0.027^*	0.221	0.064	0.289

表4 蔬菜重金属含量与土壤重金属含量的相关性(P值)分析结果

样品	元素	P值(蔬菜)					P值(土壤)
样品	元素	As	Hg	Pb	Cd	Cr	As	Hg	Pb	Cd
蔬菜	Hg	0.520
	Pb	7.460×1 $0 - 13 * *$	0.019^*
	Cd	0.969	0.429	1.778 78×1 $0 - 6 * *$
	Cr	3.620×1 $0 - 33 * *$	0.784	3.256 31×1 $0 - 19 * *$	0.987
土壤	As			0.588	0.355	0.500
	Hg			0.556	0.283	0.470	0.008^**
	Pb			0.888	0.620	0.832	0.163	0.638
	Cd			0.489	0.793	0.530	0.863	0.598	0.775
	Cr			0.731	0.173	0.253	0.027^*	0.221	0.064	0.289

表5 不同地块重金属含量及风险筛选值

地块编号	pH	含量均值/(mg·kg^-1)					风险筛选值/(mg·kg^-1)
地块编号	pH	As	Hg	Pb	Cd	Cr	As	Hg	Pb	Cd	Cr
1	5.20	5.5	0.219	88.5	0.251	35.2	40	1.3	70	0.3	150
2	6.66	6.4	0.221	67.7	0.216	54.2	30	2.4	120	0.3	200
3	5.09	8.3	0.750	88.5	0.115	77.0	40	1.3	70	0.3	150
4	4.84	5.4	0.312	94.6	1.983	108.7	40	1.3	70	0.3	150
5	4.79	6.4	0.143	68.9	0.193	40.8	40	1.3	70	0.3	150
6	5.53	7.7	0.383	133.3	2.663	86.3	40	1.8	90	0.3	200

图1 不同地块及蔬菜重金属富集系数 P—薯类;M—瓜果类;L—叶菜类;BB—鳞茎类;S—茄果类;BN—豆类;T—直根类;BL—芸薹类。

图2 不同蔬菜污染指数比较

表6 不同蔬菜重金属含量分布

比例	Pb/%	Cd/%	Cr/%
≥90%	17.50	14.17	6.67
≥50%	36.67	28.33	15.00

表7 不同种类蔬菜重金属目标危害商数

人群	蔬菜种类	THQ					TTHQ
人群	蔬菜种类	As	Hg	Pb	Cd	Cr	TTHQ
成人	豆类	0.018	0.023	0.050	0.306	0.151	0.548
	薯类	0.018	0.023	0.103	0.104	0.095	0.343
	直根类	0.018	0.023	0.186	0.071	0.076	0.375
	瓜果类	0.018	0.023	0.186	0.071	0.076	0.375
	鳞茎类	0.073	0.031	1.097	0.355	0.280	1.837
	茄果类	0.018	0.023	0.022	0.093	0.062	0.218
	叶菜类	0.164	0.023	1.087	0.333	0.590	2.197
	芸薹类	0.145	0.021	0.275	0.295	0.523	1.260
	均值	0.043	0.024	0.341	0.245	0.190	0.844
儿童	豆类	0.016	0.021	0.044	0.271	0.134	0.486
	薯类	0.016	0.021	0.152	0.489	0.105	0.783
	直根类	0.016	0.021	0.091	0.092	0.084	0.304
	瓜果类	0.016	0.021	0.047	0.063	0.068	0.215
	鳞茎类	0.065	0.028	0.278	0.315	0.249	0.934
	茄果类	0.016	0.021	0.022	0.082	0.055	0.196
	叶菜类	0.145	0.021	0.275	0.295	0.523	1.260
	芸薹类	0.016	0.021	0.033	0.131	0.129	0.330
	均值	0.038	0.022	0.118	0.217	0.168	0.563

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