(一)主要试验区
随机在武汉市的洪山乡、和平乡、永丰乡、东西湖开发区的张家墩公司和径河农场以及黄陂的武湖农场等菜农的蔬菜地采集春季蔬菜及相应的土壤。
(二)试验区的基本情况及周边环境
(1)洪山乡样点
在洪山乡的新路村、李家桥和板桥,分别采样,其灌溉水主要来自巡司河,巡司河与南湖、长江相通,沿路有许多化工厂等,在周边有一个皮革厂。经实地考查,蔬菜所用的有机肥多为人畜尿粪(每家菜地头差不多都有一个很大很深的圆池子),以种植芹菜、莴苣居多。
(2)和平乡武丰村样点
在和平乡武丰村的四、五、六队以及其农科所分别采样,灌溉用的水为地下水,偏碱性,水刚流出时呈现白色,稍时澄清,与打井的深浅有关系;其附近有一编织袋厂。蔬菜地有机肥的施用与洪山乡相似,以种植莴苣、韭菜居多。
(3)永丰乡三眼桥村样点
在三眼桥四队及东湖开发区的八片、九片分别采样。蔬菜基地基本上由外来人承包,肥料多为各种化肥;只要能治虫、防病的农药都在蔬菜上施用,并不考虑其可能带来的污染问题。灌溉所用的水来自汉江,而附近有一大型的啤酒厂——中德啤酒厂(原中美啤酒厂),其排放物对水质有严重的污染,据说,有时江里的鱼都能被毒死。以种植莴苣、萝卜居多。
(4)东西湖区张家墩公司采样点
张家墩公司蔬菜基地位于东西湖大堤旁边,附近无任何污染源,风景秀丽,以金银河水灌溉,无任何污染,是武汉无公害蔬菜地之一。有机肥的施用与洪山乡相似。以种植莴苣、小白菜居多。
(5)东西湖区径河农场采样点
在径河农场实验站采样。采用东流港的水灌溉,附近有一家奶油厂及小型的化肥厂,有一定的污染;种植最多的是萝卜、莴苣、小白菜等。
(6)黄陂区武湖农场
在武湖农场的湖墩村及熟地队分别采样,一般使用长江水灌溉;熟地一般使用井水灌溉,主要种植萝卜、莴苣、竹叶菜、苋菜等。
(三)不同蔬菜品种中重金属元素含量特征
对采集的46个蔬菜样品,按类别分为8种,并对测定结果进行统计分析(见表1.1)。
在检测的13种蔬菜中,Hg的总检测率为91.3%,在4种蔬菜上出现超标现象,它们分别为油麦菜、莴苣叶、芹菜叶、四季香葱,分别超标33%、16.7%、25%、16.7%,最高超标倍数分别为20.7、 1.99、 5.7、 4.34。
表1.1 不同蔬菜品种中重金属含量分布
续表
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(注:表中“0”代表“未检出”)。
在检测的13 种蔬菜中Cu 均未出现超标现象,总检出率为97.8%,根菜类平均含量为0.219mg/kg,叶菜类为0.354mg/kg。
Pb总检出率为100%,超标率为91.3%,最高超标8.44 倍,只在个别根块类未超标,但含量范围为0.185~0.19mg/kg,接近标准0.2mg/kg,总体来看,武汉市蔬菜严重受到铅的污染。
Cr总检出率为100%,超标率为71.7%,最高超标3.8倍,多表现在叶菜类,占总叶菜类的94.3%,污染程度相当严重,仅次于铅污染。
Cd仅发现什湖开发区的芹菜叶上超标,达1.28倍,可能是农药污染的缘故。
Zn未发现超标现象,总检测率为87%,最高浓度为8.5mg/kg,叶菜类锌的含量要高于根菜类。
As未发现超标现象,总检测率为39.1%,最高为0.4mg/kg。
综上所述,武汉市蔬菜受到铅、铬的严重污染,个别受到汞、镉污染。
大气污染可能是造成武汉市蔬菜中铅污染的主要原因,由于近年来武汉交通运输业兴旺发达,汽车排铅污染必然相当严重。铬和镉的污染,从分析结果看,叶菜类>根菜类,该污染主要来源于污水灌溉及施用含铬和镉的化肥、农药等;但从土壤、蔬菜中铬含量的相关性分析,莴苣、叶菜类成负相关,油麦菜、香葱、芹菜、萝卜、土豆成正相关,铬污染占叶菜类的94.3%,占根菜类的18.2%。
(四)不同区域蔬菜中重金属含量特征
对武汉市的洪山乡、和平乡、永丰乡、东西湖开发区、黄陂区所采集的46 个蔬菜样品中,Hg、Cu、Pb、Cr、Cd、Zn、As的含量进行统计分析(见表1.2),结果如下:
Hg:只有在永丰乡表现有超标的现象,说明武汉市蔬菜中汞的背景水平较低;不同的区域排序:永丰乡>洪山乡、和平乡>东西湖区、黄陂区,变异系数较大,分布不均匀。
Cu:5个区域36个采样点46个样本蔬菜中,铜的总体合格率为100%,说明武汉市蔬菜中铜的背景水平较低;不同区域中,和平乡的蔬菜中铜的含量略高于其他4个区域,东西湖区径河农场的蔬菜中铜的含量最低。
Pb:5个区域36个采样点46个样本蔬菜中,只有永丰乡及东西湖区的径河农场的污染率未达到100%,其余三个区域均达到100%,最高超8.44倍,而且在两个区域未被污染的蔬菜品种为白萝卜、土豆、莴苣茎,且数值达0.185~0.190,接近标准0.2,这说明武汉市蔬菜的铅的背景水平较高,也从另一方面说明根块类蔬菜吸收铅的能力较强。
Cr:在5个区域的蔬菜中,由Cr引起的污染仅次于铅,污染程度是:和平乡>洪山乡>永丰乡>东西湖径河农场>黄陂武湖农场>东西湖张家墩公司,其中以和平乡超标率达100%,最高超3.8倍;黄陂武湖农场超标率为57.1%;洪山乡与黄陂武湖农场变异系数较大,分布不均匀。
Cd:在5个区域的蔬菜中,由镉引起的污染仅表现在永丰乡,超标样品的平均含量为0.128mg/kg,超标率为11.1%,最高超标倍数为1.28倍,而且只表现在西芹的叶子上。镉的变异系数较大,分布不均匀。
Zn:五个区域的蔬菜均未受到锌污染,总检出率为93.48%,5个区域平均含量相比,和平乡>洪山乡>永丰乡>东西湖区>黄陂区;和平乡、永丰乡与黄陂区含量范围变异系数较大,分布不均匀。
As:5个区域的蔬菜中砷的总合格率为100%,总检出率为39.13%,从5个区域来看,变异系数极大,分布极不均匀。
表1.2 不同区域蔬菜中重金属污染状况
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表1.3 根菜类监测结果 (mg/kg鲜重)
表1.4 叶菜类监测结果 (mg/kg鲜重)
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表1.5 不同区域土壤中重金属污染特征(www.xing528.com)
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从五个区域蔬菜污染总体情况来看,永丰乡污染较严重,这是因为永丰乡菜农以汉江水灌溉,而汉江水近几年来污染较严重,再加上菜农施用农药、化肥等。另外,张家墩公司采样点的污染程度不符合当地菜农所言,这可能是农药的污染,其他几个区域污染程度相当。
(五)不同类型蔬菜中重金属含量特征
从表1.3、表1.4来看,总体来讲,叶菜类受污染的程度大于根菜类,根菜类未受到汞与镉的污染,而叶菜类则受到了轻微污染。在叶菜类中Pb 与Cr 的污染相当严重,分别占总叶菜类的100%与94.3%;而在根菜类中占81.8%与18.2%,较叶菜类轻一些。叶菜类受如此严重的污染,其原因值得深入分析。
(六)不同区域土壤中重金属污染特征
由表1.5 可知,六个区域的酸碱度各不相同,变化范围为4.96~8.15,就单个区域来看变化幅度不大,分布较均匀。
Hg:汞的总体合格率100%,最高浓度0.389mg/kg,接近标准0.4mg/kg,从5个区域来看,变化幅度较大的是和平乡,分布较不均匀。
Cu:铜的总体合格率100%,最高浓度57.585mg/kg,接近标准100mg/kg,从5个区域来看,变化幅度不大,分布较均匀。
Pb:铅的总体合格率100%,检出率100%,最高浓度32.402mg/kg,变化幅度较小,分布较均匀。
Cr:铬的总体合格率100%,检出率100%,最高浓度98.443mg/kg,变化幅度较小,分布较均匀。
Cd:5个区域采样点都严重受Cd污染,超标率达50%,最高浓度0.805mg/kg,超过标准0.3mg/kg2.68倍,其中以东西湖区张家墩公司污染最为严重,超过100%,其次和平乡达57.1%,其中以东西湖区的径河农场与黄陂的武湖农场变化幅度较大,分布不均匀。
Zn:锌的总体合格率100%,检出率100%,最高浓度147.75mg/kg,接近标准150mg/kg,东西湖的张家墩公司变异较大,分布较不均匀。
As:砷的总体合格率100%,检出率100%,最高浓度20.788mg/kg,标准30mg/kg,其中黄陂的五湖农场As的检出率为0.0%,洪山区变化幅度较大,分布不均匀。
综上所述,土壤Cd的污染相对较重,究其原因,一方面菜地土壤中的Cd含量与施用磷肥(过磷酸钙)有关,另一方面菜地土壤中的Cd含量与工业废水排放有关。
(七)武汉市各种(类)蔬菜中重金属含量与土壤中重金属含量关系
由表1.6可知,除四季香葱、芹菜叶中铬与所对应土壤中铬含量相关性显著,萝卜土豆类中砷对应土壤中铬含量相关性显著外,其他相关性皆不显著,这说明在受重金属污染的土壤上生长的蔬菜不一定受重金属污染,同时也说明土壤重金属含量与蔬菜重金属含量关系不大。
表1.6 蔬菜与所在土壤中重金属含量的相关系数
注:“—”代表“未检出”;“*”代表相关性显著。
表1.7 蔬菜中重金属元素的最高允许限量
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总之,蔬菜中重金属含量与所对应土壤中重金属含量的相关性不好,说明土壤重金属含量并不能反映其生物有效性。
(八)小结
(1)武汉市蔬菜受到了铅、铬的严重污染;铜、锌、砷未出现超标现象。
(2)武汉市蔬菜土受到了镉的严重污染;其他几种重金属元素均未出现超标现象。
(3)蔬菜中受到重金属污染以叶菜类最重,根菜类稍次之。
表1.8 土壤中重金属元素的最高允许限量
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