不同蔬菜产区土壤重金属的污染特征与潜在生态风险评价

doi:10.16178/j.issn.0528-9017.20241005

摘要/Abstract

摘要：

为分析不同蔬菜产区土壤重金属污染特征与潜在生态风险,根据工业、交通和城镇化对农产品质量安全的影响,本研究将蔬菜生产区域划分为4类:普通农区、城市近郊农区、公路两侧农区和工业区附近农区。采集4类区域代表性土壤样点,比较铅、铬、镉、铜、汞、砷、锌、镍等8种重金属元素含量。结果显示,工业区附近农区受干扰最大,其次是城市近郊和公路两侧农区,普通农区受到的干扰最小。铅在公路两侧含量最高,镉、铬、铜、砷、镍在工业区附近含量最高,汞、锌在城市近郊含量最高。潜在生态风险评价结果表明,4类生产区域均处于轻微累积,累积现状排序为工业区附近农区>城市近郊农区>公路两侧农区>普通农区,且4类区域中的镉均达到中等累积,其他7种元素均为轻微累积,但是各区域仍然符合绿色食品生产要求。

关键词: 土壤, 重金属, 功能区, 潜在生态风险

Abstract:

To analyze the characteristics of heavy metal contamination and potential ecological risks in soils across different vegetable production areas, this study categorized vegetable production areas into four types based on the impacts of industry, transportation, and urbanization on the quality and safety of agricultural products: general agricultural areas, peri-urban agricultural areas, areas alongside highways, and areas near industrial zones. Representative soil samples were collected from these four categories to compare the content of eight heavy metal elements, including lead, chromium, cadmium, copper, mercury, arsenic, zinc, and nickel. The results showed that vegetable production areas near industrial zones were the most affected, followed by peri-urban agricultural areas, areas alongside highways, while general agricultural areas were the least affected. The lead content was the highest on both sides of the highway, cadmium, chromium, copper, arsenic, and nickel contents were the highest near industrial areas, and mercury and zinc contents were the highest in the suburbs of cities. The potential ecological risk assessment results indicated that all four types of vegetable production areas were in a state of slight accumulation, with the order of accumulation status being areas near industrial zones>peri-urban agricultural areas>areas alongside highways>general agricultural areas. In addition, cadmium in all four types of areas reached moderate accumulation, while the other seven elements were slightly accumulated. However, each area still meets the requirements for green food production.

Key words: soil, heavy metal, function area, potential ecological risk

中图分类号:

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图/表 4

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指标	轻微	中等	强	很强	极强
E_i	≤40	40~80	80~160	160~320	>320
I	≤150	150~300	300~600	>600

指标	轻微	中等	强	很强	极强
E_i	≤40	40~80	80~160	160~320	>320
I	≤150	150~300	300~600	>600

参考标准	利用方式	pH值	Cu含量	Pb含量	Cd含量	Cr含量	As含量	Hg含量	Zn	Ni
食品产地环境标准	旱地	<6.5	≤50	≤50	≤0.30	≤120	≤25	≤0.25	—	—
		6.5~7.5	≤60	≤50	≤0.30	≤120	≤20	≤0.30	—	—
		>7.5	≤60	≤50	≤0.40	≤120	≤20	≤0.35	—	—
宁波市自然背景值	—	—	21.100	28.100	0.123	62.100	7.200	0.255	99.800	28.800

参考标准	利用方式	pH值	Cu含量	Pb含量	Cd含量	Cr含量	As含量	Hg含量	Zn	Ni
食品产地环境标准	旱地	<6.5	≤50	≤50	≤0.30	≤120	≤25	≤0.25	—	—
		6.5~7.5	≤60	≤50	≤0.30	≤120	≤20	≤0.30	—	—
		>7.5	≤60	≤50	≤0.40	≤120	≤20	≤0.35	—	—
宁波市自然背景值	—	—	21.100	28.100	0.123	62.100	7.200	0.255	99.800	28.800

区域 (采样数)	Pb		Cd		Cr		Cu
区域 (采样数)	平均值/ (mg·kg^-1)	变异系数/%	平均值/ (mg·kg^-1)	变异系数/%	平均值/ (mg·kg^-1)	变异系数/%	平均值/ (mg·kg^-1)	变异系数/%
普通农区(n=22)	25.8±5.0 a	19.6	0.17±0.02 a	18.0	65.9±7.9 ab	12.0	29.4±5.3 b	18.0
工业区附近(n=23)	26.9±4.3 a	18.3	0.23±0.20 a	88.5	70.5±11.8 a	16.8	43.7±25.5 a	58.3
公路两侧(n=22)	32.4±19.7 a	60.7	0.18±0.06 a	34.1	62.0±10.4 b	16.8	29.8±7.4 b	24.8
城市近郊(n=21)	27.0±4.8 a	17.6	0.21±0.07 a	33.2	67.8±6.3 ab	9.3	39.8±15.8 ab	39.7
区域 (采样数)	Hg		As		Zn		Ni
区域 (采样数)	平均值/ (mg·kg^-1)	变异系数/%	平均值/ (mg·kg^-1)	变异系数/%	平均值/ (mg·kg^-1)	变异系数/%	平均值/ (mg·kg^-1)	变异系数/%
普通农区(n=22)	0.11±0.05 ab	49.7	6.78±1.50 b	22.2	97.3±20.3 a	20.8	30.0±4.2 ab	13.2
工业区附近(n=23)	0.08±0.03 b	38.9	8.43±1.17 a	34.9	111.6±4.06 a	36.4	34.4±6.2 a	18.1
公路两侧(n=22)	0.13±0.12 ab	90.5	6.13±1.43 b	23.3	93.5±21.5 a	23.0	28.7±5.9 b	20.6
城市近郊(n=21)	0.14±0.08 a	56.0	6.03±0.64 b	10.7	123.2±96.2 a	78.0	31.6±5.4 ab	17.1