杭州市农田蔬菜中Cu、Zn和Pb污染评价及富集特性研究

主要对杭州市不同蔬菜中Cu、Zn和Pb污染状况及富集特性进行了研究.结果表明:4种蔬菜(小葱,韭菜,大蒜,茄子)的可食部位和非可食部位Pb含量均远远超过食品卫生标准.样本超标率达100%,蔬菜可食部位含Cu量和含Zn量均未出现超标现象,但部分蔬菜根系出现Cu、Zn超标现象.单因子污染指数评价结果表明,4种蔬菜可食部位Cu、Zn含量均属清洁水平,而韭菜根系Cu、Zn含量和小葱Zn含量均属轻污染水平,但4种蔬菜的可食部位Pb含量及根系Pb含量均属重污染水平;综合污染指数评价结果表明,4种蔬菜的重金属污染程度均属重度污染,且污染顺序为:小葱＞韭菜＞大蒜＞茄子.4种不同蔬菜的根系对土壤Cu、Zn、Pb及茎叶对土壤Pb均具有高富集能力,而不同蔬菜茎叶对土壤Cu、Zn多为中度富集,且不同蔬菜Pb富集系数大小顺序为:小葱＞韭菜＞大蒜＞茄子.     

14种叶菜类蔬菜对土壤中重金属吸收累积差异的分析与评价

为筛选低累积型蔬菜品种,科学预防蔬菜重金属污染,合理利用农田耕地资源,降低潜在的健康风险,采用盆栽试验和聚类分析方法,对14种叶菜类蔬菜吸收累积土壤中6种重金属(Cd,Cr,Cu,Ni,Pb,Zn)元素的能力差异进行分析与评价。结果表明,14种叶菜类蔬菜吸收累积重金属能力差异较大,其中菠菜Cd,Zn超标率均为33.33%,特菜Cd超标率为11.11%,其它品种重金属质量分数均符合食品中污染物限量标准(GB 2762—2012);富集系数均值由大到小的排列顺序为Cd,Cu,Zn,Ni,Cr,Pb,其中Cd富集系数均值为3.208,其它元素富集系数均值低于1,Pb富集系数均值最低,仅为0.033;转运系数均值除Ni,Zn高于1外,其它元素均低于1。聚类分析筛选结果表明,Cd低积累品种包括茴香、油菜、小白菜、茼蒿、韭菜;Cr低积累品种包括茼蒿、苦苣、空心菜、芹菜、茴香、苋菜;Cu低积累品种包括小白菜、油菜、生菜、油麦菜;Ni低积累品种包括油菜、小白菜、油麦菜;Pb低积累品种包括茴香、苋菜、茼蒿、香菜;Zn低积累品种包括小白菜、油麦菜、生菜、茼蒿、苦苣、空心菜、油菜、芹菜、茴香。油菜、小白菜为Cd,Cu,Ni,Zn低积累品种;茴香为Cd,Cr,Pb,Zn低积累品种;茼蒿为Cd,Cr,Pb,Zn低积累品种;苦苣、空心菜、芹菜为Cr,Zn低积累品种;茴香、苋菜、茼蒿为Cr,Pb低积累品种;生菜为Cu,Zn低积累品种;油麦菜为Cu,Ni,Zn低积累品种。14种叶菜类蔬菜中,6种重金属元素质量比与富集系数呈极显著正相关,表明重金属富集系数大小可以表征蔬菜吸收累积重金属能力的高低。研究提出,依据叶菜类蔬菜不同品种对重金属吸收富集和转运能力的差异,可在土壤重金属污染较为严重的区域选择种植低积累型蔬菜品种。     

杭州市和睦湿地农田蔬菜中Cu、Zn、Pb、Cd、Cr、Ni污染评价及富集特性研究

就杭州市和睦湿地农田土壤不同蔬菜中Cu、Zn、Ph、Cd、Cr和Ni污染状况及富集特性进行了研究．结果表明,所检6种蔬菜的茎叶和根系中平均含Cu量、含zn量以及含Cd量均未超标,而Pb含量远远超过了限量标准．从单项污染指数看,各蔬菜（雪菜、芥菜、大白菜、小白菜、蚕豆、萝卜茎叶中Cu、Zn、Cd、Cr、Ni均达清洁水平．但是,6种蔬菜的茎叶及根系中Pb污染均达重度污染程度．从综合污染指数看,6种蔬菜茎叶及根系重金属污染程度均属于重度污染,且各蔬菜茎叶的综合污染指数大小顺序为：蚕豆〉萝卜〉芥菜〉小白菜〉大白菜〉雪菜．不同蔬菜茎叶及根系对重金属的富集能力大小顺序均为Pb、Zn、Cu、Ni、Cr、Cd,各蔬菜茎叶对重金属Cu、Zn、Ni、Cr、Cd多为轻度富集,而对Pb则多为中度富集和高度富集,且不同蔬菜茎叶Pb富集系数大小顺序为：蚕豆〉萝卜〉芥菜〉小白菜〉大白菜〉雪菜,故和睦湿地农田土壤及蔬菜中的Pb污染应引起重视．     

干旱区绿洲土壤外源Pb对Cd/Zn复合污染土壤中Cd,Zn形态分布及再分配的影响

通过干旱区绿洲土壤Cd/Zn和Cd/Zn/Pb复合作用下的盆栽试验,对比研究了外源Pb的添加对Cd/Zn复合污染土壤中Cd,Zn的形态分布与再分配的影响.结果表明:两种组合下Cd,Zn的主要赋存形态都为碳酸盐结合态和铁锰氧化态,说明Pb的添加对Cd/Zn复合污染土壤中Cd,Zn的主要赋存形态无明显影响.Cd的全量是影响其可交换态、碳酸盐结合态和铁锰氧化态含量的主要因素,Zn的5种形态含量的主要影响因素都为Zn的全量.随着外源添加量的增加,Cd,Zn在土壤中的总再分配系数增大,结合强度系数减小,表明Cd,Zn的总量越大,各形态间的稳定性越低,潜在危害越大.两种组合比较可知,Pb的添加使Cd/Zn复合污染土壤中Cd的活性增强,Zn的活性减弱.     

Cd/Pb胁迫下油菜中重金属的分布、富集及迁移特征

采用盆栽试验,研究了干旱区绿洲土壤Cd/Pb复合胁迫下重金属在油菜中的分布、富集及迁移规律.结果表明:较低水平的Cd/Pb复合胁追水平(ω（Cd）<1.40×10^-6,ω（Pb）<300×10^-6)对油菜的生长具有促进作用,超过此临界值后具有逐渐增大的抑制作用;油菜各部位的重金属质量分数均与土壤中相应元素的胁迫水平呈显著正相关,均随着复合胁迫水平的增加而增加,吸收和迁移模式均为二次项;油菜不同部位对Cd,Pb的富集能力和迁移能力存在差异,对于Cd,茎叶富集能力较大,而对于Pb,根系富集能力较大;转运能力为Cd大于Pb,油菜能将根系吸收的Cd更多地转运到茎叶,而同时也将更多的Pb滞留在了根中.     

蕹菜吸收和积累Cd和Pb能力的品种间差异

 选育和利用在受污染的土壤中可食部位污染物含量达到食品卫生标准的农作物品种,即污染对策品种（pollution safe cultivar, 简称PSC）,是降低污染物经食物链危害人类健康的有效手段。该研究以蕹菜为对象,通过盆栽试验研究了Cd、Pb胁迫下不同蕹菜品种对Cd和Pb吸收积累的差异并探讨了筛选镉、铅污染对策品种（Cd+Pb-PSC）的可行性。结果表明：①与对照相比,无论是Cd还是Pb胁迫,均未引起蕹菜茎叶生物量的显著下降,相反促进了大部分品种茎叶生物量的增加,表明蕹菜对土壤Cd和Pb胁迫有一定的耐性,这可能掩盖土壤受Cd和Pb污染的情况而增加蕹菜受Cd和Pb污染的风险;②在Cd、Pb胁迫下,供试蕹菜品种茎叶Cd、Pb含量品种间差异均达到极显著（P<0.01）,且第一茬与第二茬的茎叶Cd、Pb含量分别呈显著（P<0.05）和极显著（P<0.01）相关;③在供试品种中,有2个品种既是Cd-PSC又是Pb-PSC,可看作Cd+Pb-PSC。这表明蕹菜茎叶吸收积累Cd和Pb的特性具有可再现性,受遗传基因控制,因而选育Cd+Pb-PSC是可行的。     

成都市近郊蔬菜地土壤Cd,Cu,Ni,Pb,Zn的污染评价

本研究选择成都市近郊蔬菜地采集表层(0~20cm)和底层(20cm)土壤样品,分析土壤中重金属(Cd,Cu,Ni,Pb,Zn)及其可交换态的质量分数,并利用单因子污染指数(Pi)、综合污染指数(P综合)、风险评价编码法(RAC)和Hakanson潜在生态风险指数法(R_I)评价重金属的污染程度和潜在生态风险水平.结果表明,表层和底层土壤中重金属质量分数差异没有统计学意义,均明显高于四川省土壤背景值,但低于国家土壤环境质量二级标准.表层土壤中可交换态重金属的质量分数高于底层.表层土壤中重金属整体上呈中等污染,而底层土壤呈轻度污染.RAC的结果表明土壤中Cd具有较高的迁移性,呈现出明显的潜在生态风险,Cu,Ni,Pb,Zn处于低风险水平.表层和底层土壤中重金属的潜在生态风险均表现为轻微风险水平.研究结果表明,成都近郊蔬菜地土壤重金属的污染和风险较高的区域主要分布于双流区和郫都区,较低区域主要分布于龙泉驿区.Cd是研究区需要进一步关注的重金属.     

番茄吸收和积累Zn能力的品种间差异

以番茄为对象,探讨Zn污染对策品种(Zn-Pollution Safe Cultivar,简称Zn-PSC)存在的可能性和PSC育种的可行性,以防止污染物经食物链危害人类健康。通过盆栽试验研究了32个番茄品种不同器官在Zn污染的土壤中积累Zn能力的差异。研究表明:①在Zn胁迫(552 m.gkg-1)和对照中,番茄根、茎、叶和果实Zn吸收积累规律均为:根>茎>叶>果实,番茄所有器官Zn质量分数均存在极显著的品种间差异(P<0.01),其中果实Zn质量分数的变异范围分别为1.58~5.83 m.gkg-1和0.29~0.78 m.gkg-1;②在Zn胁迫下,供试品种的果实Zn质量分数超标率仅为9.4%,说明番茄是不易受Zn污染的农作物种类,存在番茄的Zn-PSC;③番茄果实Zn质量分数品种效应的极显著性以及果实Zn质量分数的形态特征关联性初步表明番茄果实的Zn积累特性具有一定的遗传基础,因而证明PSC育种是可行的。     

秦皇岛市售叶菜类蔬菜中重金属含量状况及其健康风险分析

运用国家或FAO/WHO蔬菜卫生标准,采用目标危害系数(THQ)的方法,分别对秦皇岛市16种叶菜类蔬菜211份蔬菜样品中As,Cd,Cr,Cu,Ni,Pb,Zn等7种重金属元素的污染状况和当地居民摄食蔬菜导致的健康风险进行了评价和分析。结果表明,叶菜类蔬菜中As,Cd,Cr,Cu,Ni,Pb,Zn的平均质量分数为0.040,0.035,0.075,0.553,0.091,0.045,3.682 mg/kg,23.23%的样品重金属质量分数超过食品中限量卫生标准,重金属Cd是主要的污染元素;综合污染指数平均值为1.122±1.052,其中36.01%的蔬菜样品受到不同程度的重金属污染,其中芫荽、茴香、菠菜、雍菜、韭菜等蔬菜污染率分别为100.00%,85.72%,84.22%,83.33%,71.43%;目标危害系数(THQ)评价结果表明,秦皇岛市叶菜类蔬菜对成人和儿童暴露人群健康风险级别划分为3类:一类蔬菜品种,成人健康风险率为14.29%～37.50%,儿童健康风险率为23.53%～87.50%;二类蔬菜品种,成人健康风险率为0%～6.67%,儿童健康风险率为6.25%～33.33%;三类蔬菜品种,健康风险率为零。复合风险主要由重金属Cd元素引起,儿童因摄食叶菜类蔬菜导致的重金属健康风险大于成人。     

秦皇岛市根菜类蔬菜中重金属含量及健康风险分析

参照国家或FAO/WHO蔬菜食品卫生标准,采用目标危害系数(THQ)的方法,分别对秦皇岛市蔬菜市场4种根菜类蔬菜45个蔬菜样品中As,Cd,Cr,Cu,Ni,Pb,Zn等重金属元素的污染状况和当地居民摄食蔬菜导致的健康风险进行了评价和分析。结果表明,根菜类蔬菜中As,Cd,Cr,Cu,Ni,Pb,Zn的平均质量分数分别为0.032,0.022,0.088,0.269,0.053,0.033,2.038 mg/kg,其中4.44%的蔬菜样品重金属含量超过蔬菜限量标准;根菜类蔬菜重金属综合污染指数大小范围为0.144～6.570,平均值为0.783±1.060,其中8.88%的蔬菜样品受到不同程度的污染,胡萝卜品种污染较为严重;根菜类蔬菜对成人和儿童暴露人群健康风险级别划分为2类:一类蔬菜品种,成人健康风险率为0～15.38%,儿童健康风险率为0～23.08%;二类蔬菜品种,健康风险率为零。复合健康风险因素主要由Cr元素引起,儿童遭受重金属的暴露风险高于成人。     

干旱区绿洲土壤Cd-Zn复合污染对胡萝卜的影响及富集迁移规律

以干旱区绿洲土壤为供试材料,通过盆栽实验探讨了Cd-Zn复合污染条件下,土壤重金属的形态变化及其在胡萝卜中的分布、累积和迁移情况.结果表明:随着重金属Cd-Zn复合胁迫质量分数的增加,低质量分数的Cd-Zn胁迫促进了胡萝卜的生长,高质量分数时明显抑制了胡萝卜的生长;Zn的碳酸盐结合态促进了胡萝卜对Zn的累积;胡萝卜对Cd,Zn的富集系数和转运系数及富集量系数和转运量系数的关系均为Cd>Zn,胡萝卜对重金属的迁移能力为Cd>Zn;胡萝卜对Cd,Zn的积累量与土壤中Cd,Zn胁迫量之间呈现多元非线性关系,Cd,Zn的交互作用因质量分数而异.     

鱼腥草耐铅、锌毒性和修复能力的研究

重金属复合污染是土壤污染主要类型之一,为了探明鱼腥草修复土壤重金属复合污染的能力,土培试验研究了Pb、Zn及其交互作用下鱼腥草累积Pb和Zn量的变化.结果表明,单一Pb胁迫下,鱼腥草根、茎、叶中Pb含量均随Pb处理浓度的增加极显著升高,Pb在鱼腥草体内的分配为茎>根>叶,且茎的迁移系数均大于1,茎和叶均具有较高的富集系数,显示鱼腥草对Pb具有较强的转运能力和富集能力.单一Zn胁迫下,鱼腥草根中Zn含量随Zn处理浓度的增加极显著升高,茎和叶中的Zn含量随Zn处理浓度的增加先上升后急剧下降,茎和叶对Zn的迁移系数随Zn处理浓度的增加先增大后急剧减小,茎对Zn的富集系数随Zn处理浓度的增加先升高后降低,叶的富集系数则呈逐渐降低的趋势.Zn对鱼腥草累积Pb表现为颉抗作用;Pb对鱼腥草累积Zn则是随着Pb添加量的增加表现为先促进,而当Pb添加量超过1000mg/kg后转为抑制,Pb、Zn在不同的浓度比及组合下对鱼腥草的生长和重金属累积会产生不同的交互作用类型.鱼腥草对Pb较强的耐性和富集能力为利用鱼腥草修复Pb污染土壤以及低Zn浓度的Pb-Zn复合污染土壤提供了可能.     

海泡石修复重金属Pb、Zn、Cd复合污染的土壤

为研究海泡石对重金属Pb、Zn、Cd复合污染土壤的修复效果,通过盆栽实验,分析了海泡石对植物生物量,植物体内重金属浓度、P浓度以及土壤中重金属形态的影响。结果表明：重金属污染土壤中添加海泡石可显著促进玉米的生长及玉米对P的吸收,抑制土壤对重金属Pb、Zn、Cd的吸收。海泡石可显著降低土壤可交换态重金属浓度,增加碳酸盐结合态、铁锰氧化态、有机物结合态和残渣态重金属浓度,从而抑制植株对重金属的吸收,有效阻隔重金属在土壤-植物系统内的迁移。该物质具有较大的比表面积和较强的吸附能力,对重金属离子的吸附属于表面络合吸附和离子交换吸附,对重金属复合污染土壤具有较好的修复效果。     

东南景天组培苗对锌、镉及其复合污染土壤的修复效能分析

东南景天（Sedum alfredii Hance）是一种典型的Zn、Cd、Pb的超积累植物,也是一种极佳植物修复材料．本文采用盆栽实验方法,研究东南景天组培苗在几种不同Zn、Cd污染土壤上的生长情况,及其对土壤Zn、Cd的去除效果．预期研究结果可为今后利用东南景天组培苗治理Zn、Cd污染提供一些理论依据．取得主要研究结果:1）东南景天组培苗完整地保留了扦插苗对于重金属的耐受性,并且对于高质量分数的Zn、Cd的环境适应性更强．在3#污染土壤（w（Zn）约2 000 mg·kg?1）中,组培苗地上部分生物量是对照组的2.3倍;在4#污染土壤（w（Cd）约1344 mg·kg?1）中,组培苗地上部分生物量相比于对照组的生物量增加了16.4%．2）东南景天组培苗对复合污染土壤中的Zn、Cd有很强的吸收积累能力．在1#和2#复合污染土壤中,组培苗对Zn的富集系数分别达到9.69和11.09,对Cd的富集系数分别达到12.67和85.36．3）复合污染土壤中的Zn、Cd会发生一定的交互作用,从而影响东南景天组培苗对Zn、Cd的吸收和富集．土壤中低质量分数的Cd会促进植物对Zn的吸收,但Zn却会抑制植物对Cd的吸收富集．此外,生长在复合污染土壤中的东南景天组培苗体内Zn、Cd重金属的分布也会受到影响．      

复合胁迫下复羽叶栾树对Cd和Pb的吸收富集研究

通过盆栽(紫色土)试验,研究复合胁迫下, 2年生复羽叶栾树实生苗对Cd和Pb的吸收富集特征.结果表明:在复合胁迫下(Cd胁迫质量比不高于50 mg/kg, Pb胁迫质量比不高于2 000 mg/kg),植株内的Cd和Pb质量比随土壤Cd和Pb质量比的增加而增大;复羽叶栾树对Cd的吸收能力与转运能力均大于Pb;地上部对Cd和Pb的富集系数分别在0.102～0.548和0.061～0.406之间;随着土壤Cd质量比增大,复羽叶栾树对Cd的富集系数逐渐减小,对Pb的富集系数先增大后减小,对Cd和Pb转运系数均先减小后增大;在土壤Cd质量比50 mg/kg, Pb质量比500 mg/kg时,整株植物对Cd的累积量最大,为每株0.461 mg;在土壤Cd质量比10 mg/kg, Pb质量比2 000 mg/kg时,整株植物对Pb的累积量最大,为每株35.495 mg.     

福州市土壤Zn、Pb元素空间变异特征及影响因子分析

以福州市为研究区,系统采集了137个表层土壤样品,获得土壤总Zn和总Pb质量分数.采用多元统计和地统计方法结合GIS缓冲区分析对福州市土壤重金属Zn、Pb质量分数、空间变异特征及影响因子进行分析,发现Zn和Pb平均值均已超过福建省土壤背景值,土壤Zn、Pb存在一定的累积现象;空间分析表明,Zn和Pb都具有中等程度的空间自相关性,受结构性和随机性共同控制;普通克里金插值结果显示,福州市土壤中Zn主要呈块状分布,Pb主要呈带状分布;影响因子分析表明,Zn主要受土壤类型和工业区分布影响,此外还受到地形和小范围道路影响,Pb主要受到土壤类型和道路布局的影响.     

兰州市不同功能区表层土壤Cu,Zn,Pb污染特征分析

将兰州市分为商业区、工业区、文教区、农业区等4大功能区,在各功能区选择采集表层土壤样本共29个,用原子吸收光谱仪分析了Cu,Zn,Pb的全量,用综合污染指数法和聚类分析法对各功能区表层土壤重金属污染进行了评价,初步揭示了兰州市不同功能区Cu,Zn,Pb的污染特征.分析结果表明商业区表土重金属污染最严重;工业区、文教区、农业区污染程度较接近,其污染程度取决于交通运输、工业活动和农业活动;绿化带对重金属污染的影响也相当明显.     

巩义煤矿区周边土壤重金属积累特征研究

测定了巩义某煤矿区周边区域土壤中的重金属含量,并运用单因子污染指数、内梅罗综合指数及地质累计指数评价了该区域重金属污染特征。结果表明,该地土壤已出现多种重金属元素不同程度的累积,Cr,Ni,Cu,Zn,Cd,Pb和As的平均依次分别为59.9,32.23,31.46,99.29,0.32,113.14和8.23 mg/kg。单因子污染指数表明,7种元素单因子污染指数分别为0.95,1.18,1.57,1.59,1.60,5.07和0.84,Pb属重度污染,Ni,Cu,Zn和Cd属轻污染,As,Cr属安全水平。内梅罗综合指数指出,该区域土壤均存在不同程度的重金属污染,84%的采样点处于重污染水平。地质累计指数表明,该区域Pb平均级别属偏中污染,Zn,Cu平均级别均属轻污染,Cd,Ni,Cr和As元素平均级别均属无污染。     

干旱区绿洲土壤Cd-Zn与Cd-Zn-Pb复合污染对芹菜生长吸收特征影响的比较

通过盆栽试验对干旱区绿洲土壤Cd-Zn和Cd-Zn-Pb复合胁迫下芹菜对Cd,Zn的吸收积累和迁移规律进行了研究.结果表明:在Cd-Zn和Cd-Zn-Pb复合胁迫下,芹菜根系干重呈减小趋势,而茎叶干重则先增加后减小.Pb对芹菜的生长为先促进后抑制,对芹菜根系和茎叶吸收Cd,Zn具有一定的促进作用,促进了Cd,Zn从土壤到芹菜根系和茎叶的富集,对Cd,Zn从芹菜根系到茎叶具有一定的阻碍作用.     

南方典型酸性红壤区土壤重金属潜在生态风险评价

采集了南宁市江南区主要农田土壤样品4 956件,分析了As、Hg、Cd、Cr、Cu、Zn、Pb和Ni含量,应用地质累积指数、富集因子、污染指数和潜在生态风险指数,评价了研究区农业土壤重金属元素生态风险。结果表明,As、Hg、Cd、Cr、Cu、Zn、Pb和Ni含量平均值分别为25、0.13、0.31、155.64、26.77、80.02、48.36、22.49 mg/kg。土壤中重金属Cr和Cd含量平均值略高于国家土壤环境质量二级标准,其余元素平均值均低于标准值。重金属元素富集因子变化范围0.52~1.51,表明研究区元素以贫乏—弱富集为主。Cr和Pb平均值最高,分别有17%和19%样品富集因子大于2,表明局部地区土壤受到人为活动影响。地质累积指数和污染指数结果表明研究区局部区域受到Cr和Pb的污染。综合污染指数PLI平均值为1.03,整体平均水平属于无污染—轻度污染水平。无污染、轻度污染、中度污染、中—强污染、强污染和极强污染等级样品比例分别为63%、29%、4%、2%、1%和1%。单元数潜在生态风险指数顺序为HgCdAsPbNiCuCrZn,Hg和Cd生态风险较高。从综合潜在生态风险指数来看,8种重金属综合潜在生态风险指数平均值为96,属于轻微生态危害;轻微、中等、强和很强生态风险等级的样品比例分别为88.28%、9.12%、2.12%和0.48%。