长三角工业型城乡交错区蔬菜生产系统重金属平衡及健康风险

随着中国城市化进程的加快,城乡交错区重金属污染问题越来越受到人们的关注.本文以长三角无锡市城乡交错区某蔬菜基地为例,详细观测了两年期间(2003.7-2005.7)蔬菜生产系统中Cu、Pb、Zn、Cd等重金属元素的平衡状况,其目的是掌握该生产系统重金属的积累趋势,评价系统中土壤和蔬菜的健康风险.结果表明:该系统在管理过程中,重金属的输入途径有施肥和灌溉,有机肥施用是生产系统重金属输入的主要来源,占输入量的88.5% 以上.系统重金属年输入量较高,明显高于荷兰农业区水平,而Cu、Pb、Zn等元素年输出量明显较低,占输入量的10% 以下,表现为盈余.观测田块土壤中Cu、Pb、Zn、Cd含量均低于农田土壤二级标准但明显高于太湖地区人为土元素背景值,存在积累的趋势.蔬菜中重金属健康风险评价结果表明,在目前的生产条件下,叶菜类蔬菜重金属健康风险较高.     

城乡交错区小型蔬菜生产系统氮磷钾元素平衡状况——以南京和无锡为例

土壤中氮磷钾元素能否维持平衡是关系到养分管理及农业可持续发展的一个重要内容。本文以江苏省南京和无锡两个典型城乡交错区的小型蔬菜生产系统为例,研究了一年期间氮、磷、钾养分元素的平衡状况及其影响因素。结果表明:南京的蔬菜地以有机肥作为生产系统养分输入的主要来源,而无锡则是以化肥和有机肥,特别是化肥为其主要来源。与蔬菜收获带出的养分相比,两蔬菜生产系统的氮磷元素均存在明显的盈余,其中氮的盈余量南京地区明显大于无锡地区,磷的盈余量前者却低于后者,而钾元素在南京地区呈正平衡,无锡地区呈弱的正平衡或负平衡,说明无锡地区钾元素已出现明显的亏缺趋势。这种养分不平衡的状况是由肥料种类不同、劳动力投入的差异以及由此产生的管理方式的不同造成的,因此要促进城乡交错区农业的可持续发展,根据土壤养分平衡状况及其影响因素,开发合理的施肥技术十分必要。     

典型乡镇企业密集区土壤-蔬菜系统重金属分布与关联特征

土壤中有毒污染物的生物有效性及其在土壤－植物系统的迁移富集是当前研究的热点问题。该研究对乡镇企业密集地——东莞地区常见的7种叶菜类蔬菜及其相应土壤样品中的Cu、Zn、Cr、Ni、Pb等重金属元素的全量和稀盐酸可提取态进行了分析。结果表明：研究区蔬菜存在明显的有毒金属元素（Ni、Pb）超标和有益金属元素（Cu、Zn）缺乏问题,蔬菜重金属含量与土壤重金属总量和可提取态重金属含量均无显著的相关性,但可提取态含量的富集系数与蔬菜重金属含量具有显著相关性,其可以较好地指示土壤可提取态重金属向蔬菜系统的转移规律。不同品种蔬菜对各重金属的富集系数随可提取态重金属含量增加呈幂函数形式递减,且递减趋势与土壤中可提取态重金属含量范围密切相关。当数据量有限时,利用富集系数与对应可提取态重金属含量之间的回归模型对富集系数定量估值,其准确性要高于取相应的均值或中值。     

常德市典型蔬菜生产基地重金属污染特征及风险评价

为了解湘西北地区蔬菜生产基地的蔬菜和土壤中重金属污染状况,对常德市东江和芦山两个地区蔬菜生产基地的土壤和蔬菜中Cu、Cr、Ni、Zn和Pb等5种重金属含量进行分析,并评价了蔬菜中重金属对人体的健康风险。结果显示:蔬菜中Pb和Cr的超标率分别为100%和16%;土壤Cu、Cr和Ni平均含量东江地区远高于芦山;芦山地区Cr、Ni和Zn三者之间呈极显著相关,说明它们的同源性很高。富集系数结果表明不同蔬菜种类对重金属的富集水平处于不同级别,其中莴笋对各种重金属(除Cr外)的富集系数均在2%~5%之间,为中度富集水平。摄入值和THQ值计算结果表明:研究基地蔬菜中Pb和Cr存在一定的超标,但总体上蔬菜中重金属处于安全级别。     

长江三角洲典型地区水稻籽粒中重金属含量及空间分布特征

对张家港地区水稻籽粒中重金属元素Cu、Pb和Cd的含量及其空间变异性进行了研究.结果表明:与<国家食品卫生标准>(GB2762-2005)相比,张家港局部地区的水稻样品存在着Pb超标现象,超标样点主要出现在某些企业周围:Cu、Cd不存在超标情况,但在某些工厂企业周围含量较高,应当引起注意;空间分布上,水稻重金属Cu、Pb含量在雏形土地区明显高于人为土地区,而水稻中Cd的空间分布则相反;工业活动导致的土壤重金属含量异常对水稻中元素含量影响也较突出,不同类型的工厂企业对水稻重金属的影响不同,化工类企业周围的水稻重金属Cu和Cd含量要明显高,水稻重金属Pb在冶金类企业周围的含量要明显高;土壤重金属Cu、Cd全量对水稻Cu、Cd含量和富集有着明显的影响,土壤pH的变化对水稻中Cd元素的富集有明显的影响.这些结果为该市农产品质量安全的评价和针对性农业管理措施的开展提供了重要的基础资料和参考依据.     

酸雨地区蔬菜对重金属的吸收及重金属健康风险基准的估算

通过盆栽实验,以小白菜(上海青)、大白菜和萝卜为指示作物,研究了酸雨作用下Cu,Zn,Pb,Cd,Cr和Ni复合污染物在土壤-作物系统中的吸收与富集情况。结果表明,酸雨-重金属复合污染处理使Cu,Pb,Cr和Ni在蔬菜中积累量明显高于对照处理;Zn和Cd一般只有在复合污染处理中外源Zn或Cd含量较高时才明显高于对照处理。与对照相比,酸雨-重金属复合污染处理使Pb和Ni的富集系数增大,Cu的富集系数多数情况下增大,Cd的富集系数多数情况下减小,Zn和Cr富集系数的变化在不同蔬菜之间存在较明显的差异;重金属在不同蔬菜中的富集系数一般表现为萝卜>上海青>大白菜,蔬菜中不同重金属富集系数一般表现为Zn>Cd>Ni>Cu>Pb>Cr。酸雨-重金属复合污染条件下蔬菜中重金属积累量与其在土壤中总量之间的相关性均达到显著或极显著水平。以大宗蔬菜上海青、大白菜和萝卜为指示作物对酸雨地区蔬菜地中重金属的健康风险基准进行了估算,这对开展酸雨地区土壤重金属环境容量评价、重金属污染修复目标及地方性土壤环境质量标准的制订提供了参考依据。     

重金属在矿区土壤——蔬菜系统的吸收与迁移特性研究

重金属污染土壤的农产品安全倍受大家的关注。研究选择某铅锌矿区周边的蔬菜地,采集叶菜类蔬菜及土壤样品,研究Cd、Pb、Cu、Zn在土壤中的赋存形态及其在土壤-蔬菜系统中的迁移特性。结果表明,污染土壤中Cd、Pb、Zn超标,分别为国家标准限值的1.44～6.44倍、2.97～3.88倍和1.30～2.30倍。BCR连续提取结果显示,Cd、Pb以可还原态为主,Cu、Zn以可还原态和残渣态为主,可还原态Cd、Pb、Cu、Zn分别占总量的70.6%、79.0%、34.4%和38.1%;残渣态Cu、Zn分别占总量的34.6%和30.2%。酸可提取态Zn、Cd分别达13.2%和6.3%。供试蔬菜茎叶中Pb含量超标,为国家标准限值的1.50～5.83倍。蔬菜茎叶中Cd、Pb含量与其土壤中可还原态含量显著正相关,Cd含量与土壤酸可提取态Cd含量显著正相关。蔬菜Cd的富集系数(BCF)相对较高(0.61～3.34),其中水芹和香芹Cd、Pb、Zn的BCF值显著高于其他蔬菜。蔬菜中Zn的迁移系数(TF)较高(0.54～2.07)。叶用芥菜中Cd、Pb、Zn的TF值较高,分别为1.02、2.25、1.62。因此,在污染土壤蔬菜风险评价中需要考虑不同蔬菜品种对重金属吸的吸收迁移特性的差异。     

南京江北地区菜地土壤有效态重金属的含量及空间分异特征

在南京市浦口和大厂的5大主要功能区（工业区、交通干线、居民区、蔬菜生产基地和风景区）内共采集了75个菜地表层土壤样品,以Cd、Cu、Pb和Zn等典型污染重金属的有效态含量为基础,运用经典统计分析、主成分分析和地统计分析相结合的方法对菜地土壤重金属污染进行了评估。结果表明,菜地有效态Cd、Cu、Pb和Zn的平均含量以交通干线沿线（宁六公路泰山新村-南信大段）最低,工业区（南钢或扬子石化）最高,其他功能区的均介于两者之间。主成分分析将菜地土壤有效态重金属大致分为农业源和工业、生活源。从功能区菜地土壤污染总得分排序结果可以看出,宁六公路沿线（泰山新村-南信大段）菜地土壤环境质量最高,以下依次是龙王山风景区、盘城蔬菜基地和盘城镇,老工业区的扬子石化和南钢周边菜地土壤环境质量较差。研究区内菜地土壤有效态Cd、Cu、Pb和Zn的空间分布均具有中等强度空间相关性,不同有效态重金属在空间上具有明显的各向异性,其空间变异主要发生在北-南方向。有效态Pb的空间分布较离散,有效Cd、Cu和Zn的高值区大致都位于老工业区内。     

Distribution of Heavy Metals in Some Tree Leaves along the Main Road in an Agricultural Area

Four types of tree leaves were investigated (olive, fig, oak, and carob). The tree leaf samples, washed and unwashed, were analyzed for lead (Pb), cadmium (Cd), copper (Cu), and zinc (Zn) by atomic absorption spectrophotometry. Variable levels were found in these plants. In addition, all heavy‐metal concentrations of the samples were significantly higher than their counterparts of the control, indicating heavy‐metal pollution was taking place. Very high correlations were found between heavy metals in the same plant, between different plants, and between plants and soil, indicating common sources of heavy metals, possibly soil and soil pollution sources such as traffic. The accuracy of the analytical method used for heavy metals was checked by analysis of standard reference materials, rye grass (CRM 281) and spinach leaf (SRM 1570a). The percentages of recovery of both reference materials for Cd, Cu, Pb, and Zn were better than 93%.     

煤矿区周边农田土壤重金属积累特征及生态风险评价

为揭示开采活动对周边农田土壤重金属性质的影响,以贵州省织金县煤矿区废弃地周边农田土壤为研究对象,分别对距离矿区50 m、100 m、400 m的农田区A1、A2、A3表层土壤进行取样调查,分析了土样重金属含量及其分布特征,利用因子分析法对土壤重金属污染来源进行分析,分别采用内梅罗综合指数法、潜在生态危害指数法对其污染程度和生态风险进行评价。结果表明,农田区A1、A2、A3样点重金属含量均高于对照点,且距离矿区越近,农田土壤重金属积累越严重。因子分析结果表明,Cd、Cu、Ni、Zn主要来源于煤炭开采过程中的三废排放,Cr和Pb可能来源于成土母质,Hg、As可能来源于采矿产生的粉尘和当地煤炭燃烧产生的降尘。内梅罗综合指数评价结果表明,Hg、Cd、Cu、Cr是土壤重金属污染的主要因子,农田区A1、A2、A3的综合污染程度达到重污染水平的样点比例分别为66.7%、52.6%、6.2%;潜在生态危害指数评价结果表明,Cd、Hg是土壤重金属最主要的潜在生态风险因子,农田区A1、A2分别有50%、21.1%的样点处于强生态危害水平,内梅罗综合污染指数和潜在生态风险指数均表现为距离矿区越近,土壤重金属污染越严重,潜在生态风险越强。     

北京市农业土壤重金属状态评价

以北京市土壤重金属背景值为标准,对比分析了农业土壤中Cr、Ni、Cu、Zn、As、Cd、Ph、Hg 8种重金属的含量及累积情况,并采用单因子污染指数法和综合污染指数法进行了土壤重金属污染评价。结果表明,北京市农业土壤存在着一定的Cr、Cu、Zn、As、Cd累积趋势,其含量的平均值分别为53．61、21．95、65．42、9．14、0．125mg·kg^-1,比相应的背景值高79．9％、17．4％、13．8％、28．9％、5．0％;Ni和Pb的累积则不明显,平均值比相应的背景值低7．9％、29．2％,分别为24．84和19．04mg·kg^-1;而Hg含量的平均值与背景值一致,为0．08mg·kg^-1。从单因子评价结果来说,Cr污染指数在1．06-2．93之间,所有的样点都处于轻度或中度污染状态;As、Cu、Zn、Cd的污染指数相对较小,平均值分别为1．29、1．17、1．13、1．05,有50％以上的样点处于轻度污染状态;而Ni、Ph、Hg的污染指数均小于1,有60％以上的样点处于清洁或尚清洁状态,污染较轻。若从综合评价结果来说,综合污染指数处于0．96～2．16之间,平均值为1．45,几乎所有的土壤样点都属于轻度污染状态。     

城乡交错区蔬菜生态系统肥料利用率的模型模拟

GLEAMS是美国农业部开发的一个模拟农田氮磷循环的模型,主要用来评价农田管理措施的环境效益。本研究借助GLEAMS模型并基于几个典型施肥量的模型假设,模拟了南京市东郊小型蔬菜生态系统施肥量对作物养分元素吸收量的影响。结果表明,在研究区将有机肥的施入量因地而异的减少到现有施入量的45.2%～53.4%,并且将化肥的施入量减少到13.3%～96.9%,氮素吸收率可提高9.90～14.4个百分点,磷素吸收率可提高9.60～13.1个百分点。氮的淋溶量也减少到了原有量的26.5%～37.6%,同时每公顷蔬菜地可以节约施肥成本2080元～4400元。本模拟研究为提高蔬菜生产系统的经济效益和改善生态环境提供了重要的科学参考价值。