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蔬菜重金属污染调查与评价方法探讨

2018-02-03陈京都成强戴其根

现代农业科技 2018年1期
关键词:重金属蔬菜土壤

陈京都+成强+戴其根

摘要 蔬菜是我国居民膳食的重要组成部分,其质量安全关乎广大人民群众的健康。重金属污染是影响蔬菜质量安全的因素之一,如何减少重金属污染是社会关注和研究的热点。开展重金属污染调查与评价是降低蔬菜重金属污染风险的关键点。本文以我国蔬菜重金属含量现状为出发点,以蔬菜重金属含量存在品种和类型间的差异为理论基础,探讨了开展基于蔬菜的产地土壤重金属安全适宜性评价的一般方法,提出了筛选和利用蔬菜重金属污染-预防栽培品种,建立安全生产分级标准以及在确保质量安全的前提下最大限度地利用有限的耕地资源的蔬菜重金属污染预防方法。

关键词 蔬菜;土壤;重金属;适宜性评价

中图分类号 TS207.7 文献标识码 A 文章编号 1007-5739(2018)01-0243-02

由于工业的发展以及农业生产方式变化等因素的影响,一些低含量非农业系统污染物逐渐在农田土壤中累积,影响了农业生产的可持续性和农产品质量安全。重金属是农业环境中主要的污染物,由于其污染具有隐蔽性和不可逆的特征,修复土壤污染的成本高、过程漫长,且无法达到根治的目的,因而对农业环境造成严重危害。

蔬菜是我国居民膳食的重要组成部分,其质量安全关系到广大群众的身体健康。蔬菜重金属污染是我国农产品质量安全领域关注的热点问题,前人已经开展了大量的调查研究。

周焱[1]研究发现,沈阳市近郊受重金属污染农田上产出的大白菜中铅和镉的超标率分别达到100%和58.3%;杨胜香等[2]分析湘西花垣锰矿、铅锌矿区生产的部分蔬菜重金属含量发现,蔬菜铅、锌、镉的含量均超过蔬菜重金属含量的限量值,分别为限量標准的2.00~10.75、0.9~2.5、2.2~19.8倍;Wang 等[3]分析湘江沿岸栽培的48个蔬菜样品发现,镉、砷、铜、铅、镍和锌均有不同程度的超标;Cai等[4]2010年报道东莞蔬菜中铅和砷的超标率分别为16.3%和48.3%;王 旭等[5]全面分析了广东省蔬菜中重金属含量状况和污染分布特征,发现铅、镉、砷、汞和铬的超标率分别为19.7%、21.2%、17.8%、3.50%和1.40%;龚梦丹等[6]对杭州市30个主要菜地中5类共55种蔬菜中铜、锌、铅、铬、镉和砷含量进行调查,发现叶菜类蔬菜铜和铬以及茄果类和根茎类蔬菜铅超标现象较严重。

综上可知,不仅潜在污染区域存在蔬菜重金属含量超标的现象,常规区域生产的蔬菜重金属污染现状也不容乐观。因此,对蔬菜及其产地进行重金属污染调查与评价,对降低农产品被污染风险、确保农产品质量安全、保障广大人民群众舌尖上的安全具有重要意义。

1 重金属污染调查与评价的主要方法

开展科学、合理的蔬菜和产地土壤重金属污染调查与评价是降低重金属污染风险的重要手段。我国在土壤重金属污染评价方面开展了相关的研究工作,形成了土壤环境质量评价体系[7],对科学有效地评价蔬菜产地环境和科学指导蔬菜产地建设起到了积极的作用。目前,土壤重金属污染评价主要有以土壤重金属背景值、土壤环境质量标准(GB15618—1995)二级标准中关于重金属的限定值、土壤重金属有效临界值等为依据开展评价的方法[8-10]。

《农产品质量安全法》明确规定,不适宜特定农产品生产的区域应当禁止生产。土壤中重金属含量超出标准规定的限量值,则被视为污染土壤,不适宜进行蔬菜生产,面临退出农业生产的风险。上述评价方法未包含与之相对应的农产品可食用部分重金属含量等信息,忽视了蔬菜对重金属的吸收和富集存在差异的特性。虽然土壤受到重金属污染,通过上述评价方法评价结果为不适宜进行蔬菜生产,但可能生产出的蔬菜重金属含量符合国家食品卫生标准。因此,需要根据实际情况选择更合适的评价方法,利用评价结果合理调整品种布局,安全、合理、有效地利用现有的土地资源。

2 蔬菜重金属污染调查与评价方法探讨

目前,蔬菜产地主要以设施蔬菜为主,前期基础设施建设投入大、成本高,一旦建成需要运行多年,有的地方甚至规划建设永久性蔬菜基地。基地选址前环境评价不足,蔬菜栽培过程中肥料使用、灌溉水或其他因素引入重金属,都会造成产地土壤重金属污染。如果采用只考虑土壤因素的评价方法对蔬菜产地土壤进行安全适宜性评价,可能会造成耕地资源的浪费和不可挽回的损失。因此,要根据实际情况建立合理的蔬菜重金属评价方法,不仅可以在生产的产品符合食品安全标准的条件下合理有效地利用现有资源,还可以有力地推动《农产品质量安全法》的实施。

2.1 蔬菜重金属含量的类型和品种差异

大量研究表明,蔬菜对重金属的吸收和富集存在类型和品种的差异。张 迪等[11]研究13个红菜薹品种、5个莴笋品种和4个芹菜品种对镉积累特征,发现镉含量存在种间和种内的显著性差异。欧阳喜辉等[12]报道不同种类的蔬菜对镉的吸收能力有显著性差异,叶菜类的吸收能力大于果菜类,油菜吸收镉的能力最强。韩 峰等[13]分析了镉、汞、砷、铅超标土壤上种植的12个蔬菜品种的重金属含量,发现黄瓜、芹菜分别对汞、镉的富集能力最强,各类蔬菜对砷和铅的富集能力较弱。杨 晖等[14]研究发现,蔬菜对重金属的富集能力表现为叶菜类>花菜类>根茎类>茄果类>禾谷类。

明确和掌握不同类型和品种的蔬菜对重金属吸收和富集的差异,是开展基于蔬菜的产地土壤重金属污染评价的基础。利用蔬菜对重金属吸收作用存在明显差异这一特征,在蔬菜重金属污染调查与评价的基础上,选择弱吸收、低积累的安全蔬菜品种[15],以降低重金属元素经农产品进入人类食物链的风险。

2.2 蔬菜与产地土壤重金属含量调查

明确蔬菜和产地土壤中重金属的污染情况,首先要对蔬菜和产地土壤的重金属污染情况进行全面调查。调查结果能否客观真实反映实际情况,关键是要采用科学的采样方法,确保样品具有代表性。在采集样品时要严格遵循蔬菜-土壤“点对点”和“ 同时”采样2个原则,这样才能确切地给出土壤中重金属对蔬菜质量影响的结果。“点对点”是指土壤和农产品的样品应该来自同一位点,而“同时”是指采集土壤样品的同时采集生长于该点的农产品[16]。endprint

蔬菜生长周期较短,同一地点1年内可能会种植不同类型的蔬菜,或者采用轮作的种植方法进行蔬菜的生产。因此,蔬菜样品的采集应该全年进行,品种要覆盖该基地土壤采样点的所有种植的蔬菜品种,这样才能客观真实地反映该区域的蔬菜生产实际情况。

2.3 蔬菜及产地土壤重金属污染评价

土壤污染评价方法较多,主要有单项污染指数法、综合污染指数法等,但上述方法计算过程较复杂,不能直接反应土壤的污染情况,因而建议采用直接比较法,即以土壤环境质量标准二级标准(GB 15618—1995)中重金属的限量值为依据对土壤进行对比分类,土壤重金属含量高于限量值的即为污染土壤,低于的则为清洁土壤。蔬菜重金属污染评价较简单,一般以食品中重金属含量限量值(GB 2762—2012)为依据,根据蔬菜重金属含量将蔬菜分为安全和不安全2类。将蔬菜和土壤的评价情况进行交叉对比,得出基于蔬菜的土壤重金属安全适宜性评价结果。这种评价方法不仅考虑了土壤重金属的污染情况,还考虑了不同类型和品种的蔬菜重金属含量的差异性,全面考察了重金属污染对各类蔬菜安全生产的影响,实现了对蔬菜产地适宜性进行综合评价的目的。

3 区域性污染-预防栽培品种的选择

以土壤重金属安全适宜性评价结果为依据,结合评价区域的土壤特性和蔬菜栽培情况,对产地进行品种的布局和调整,并进行重金属污染-预防栽培品种的筛选和培育工作。重金属污染-预防栽培品种是指种植在重金属污染土壤中,其可食用部分特定污染物含量低于国家卫生标准规定限值,可以用来食用而不会对人体健康造成危害的品种[17]。文典[18]研究发现,重金属吸收能力弱的蔬菜即使种植在重金属污染土壤中,其重金属含量依然在允许的范围之内。根据蔬菜及其产地土壤重金属适宜性评价结果,筛选和培育适合该产地种植的重金属污染-预防栽培品种,并建立品种数据库,不仅对蔬菜进行了安全生产等级划分,还可以在确保蔬菜质量安全的同时最大限度地合理利用耕地资源。

4 结语

基于蔬菜的产地土壤重金属污染评价方法,综合考虑了土壤和产品中重金属污染情况,评价结果更能真实地反映产地土壤的安全适应性,为蔬菜品种合理布局和产地合理规划提供依据。开展蔬菜和产地土壤重金属污染评价,不仅可以顺利推动《农产品质量安全法》中关于耕地分级制度的实施,还能在确保农产品质量安全的前提下有效利用有限的耕地资源。在开展重金属污染评价的同时,对蔬菜和产地土壤重金属来源进行分析,查明重金属的来源,建立污染物追溯体系,最大程度地阻止外来污染物进入农业生产体系,降低土壤受污染风险,保护有限的耕地资源[19-27]。

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