Evaluation of soil heavy metal pollution characteristics and potential ecological risks in different vegetable production areas

doi:10.16178/j.issn.0528-9017.20241005

Abstract

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

CLC Number:

SHEN Qunchao, WENG Ying, GAO Danna, JIANG Kaijie. Evaluation of soil heavy metal pollution characteristics and potential ecological risks in different vegetable production areas[J]. Journal of Zhejiang Agricultural Sciences, 2025, 66(11): 2759-2763.

Figures/Tables 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