中国蔬菜重金属污染情况及防控措施
一、我国不同地域蔬菜重金属污染情况
统观全国范围内各大城市中蔬菜重金属污染研究工作可发现,部分城市中已存在不同程度的蔬菜重金属污染现象。
任艳军等研究发现,河北省秦皇岛市12.2%的蔬菜样品重金属含量超过限量标准,Cd 和 Cr 是主要的污染元素。
周根娣等研究发现,上海市蔬菜重金属污染以 Cd 和 Pb 为主,超标率分别为 13.3% 和 12.0% ,其次是 Cr 和 Hg,超标率分别为 4.6% 和 1.5%。
马往校等研究发现,陕西省西安市郊区蔬菜主要污染元素为 Pb,超标率 48.0% ,最高超标 6.9倍。
沈彤等研究发现,湖南省长沙市各主要蔬菜基地生产 的 13 个蔬菜种类 Pb 和 Cd 污染严重,超标率分别为 60%和51% 。
唐书源等研究发现 ,重庆市蔬菜重金属污染程度从强到弱依次为 Cd > Pb > Hg。
刘树庆等研究发现,河北省保定市蔬菜中Cd的检出超标率为89.3%。
杨红霞研究发现,山西省大同市蔬菜受 Hg、As、Pb、Cd 污染极其严重,在其检测的蔬菜中,Hg 的总检出率为 100%,平均含量为0.0075 mg/kg,白菜超标率最大,其最大超标 4.92 倍;As 的总检出率为100%,平均含量为 0.3385 mg/kg;Pb 的总检出率为100%,平均含量为0.408mg/kg;该地主要污染来源为污水灌溉。
王丽凤等研究发现,辽宁省沈阳市蔬菜重金属污染综合超标率为 36.1%。
张永志等研究发现,浙江省温州市蔬菜中的主要污染元素是 Cd,某些品种超标率高达50% ,蔬菜含量超过国家标准最高的 1.7 倍。
陈同斌等研究发现,北京市蔬菜 Pb 含量的综合超标率为 9.2%。
综上所述,我国大部分城市中重金属元素在蔬菜中的积累现象是明显存在的,一部分蔬菜中重金属含量甚至已经超过了食品卫生安全标准。由于各城市进行蔬菜重金属污染的评价标准不同,所以评价结果可能有一定的偏差。但从统计中也可以看出,工业发达地区的蔬菜重金属污染程度比其他城市严重,如广东省深圳市市售菠菜和芹菜中 Cd、Cr 的污染程度相较于其他城市明显偏高;湖北省武汉市售黄瓜和菠菜中的 Pb、As 的污染程度相较于其他城市也明显偏高。
二、蔬菜重金属污染成因分析
土壤是蔬菜通过根部吸收重金属的主要介质,其重金属含量直接影响蔬菜对该元素的吸收和累积,所以土壤重金属污染是蔬菜重金属污染的重要原因。
1、工业化污水和生活用水灌溉
在中国部分地区,会有大量未经处理或处理未达标的工业污水、城市生活用水直接排放到菜地中,导致菜地土壤重金属超标。如西安污灌土中的重金属含量明显高于正常土,其重金属累积强度系数在1.11~10.59之间。苏振旺等发现,河北邢台污灌区中心区域的菜地土壤 Cd 平均含量已超过国家标准数倍。
2、化学农药以及有机肥料的滥用
磷肥中含有多种微量元素,其中一些为有害元素,Cd 是情况较为严重的一种。何振立的研究结果表明,在人类活动对土壤 Cd 的贡献中,磷肥占 54% ~ 58%。磷肥在生产过程中磷矿石内金属杂质难以挥发,任何生产工艺都不可能完全消除重金属,这样长期施用磷肥会使有毒重金属进入土壤,进而在植物体内富集。张树清等发现,有机肥中也常含有一定量的重金属;刘荣乐等对中国 8 省( 市) 商品有机肥的调查结果显示,有机肥中各种重金属均出现了不同程度的超标。
3、采矿、冶炼、造纸和城市垃圾的排放
采矿、冶炼、造纸等活动产生的废弃未经处理或不达标排放,均将最终进入土壤和水体,并造成土壤或水体重金属含量超标。许炼烽等在天津市以施用城市垃圾肥料为主的菜田,检出土壤中的 Cu、Pb、Cd、As 含量高于背景值的 0.3 ~ 1.0倍,Hg 含量甚至高出 30 多倍。刘芳等研究大型炼锌厂周边土壤及蔬菜的汞污染情况时发现,炼锌厂周边土壤样品 Hg的超标率为78%,其中污染最严重区域土壤中的汞含量是背景点土壤的 29 倍,已达到重度污染;所有蔬菜样品的 Hg 含量超过无公害蔬菜重金属限量指标,最大超标 64.5 倍,说明炼锌厂 Hg 排放对其周边土壤和蔬菜的 Hg 污染均有显著影响 。
4、畜禽粪便
随着现代畜牧业的发展,饲料添加剂应用越来越广泛,而其中往往含有一定量如 Cu、Zn 等重金属。这些重金属随着畜禽粪便排出或加工成有机肥施用而污染着环境,这些畜禽粪便肥料中的重金属也会积累在土壤中,成为一种污染源。柳开楼等研究发现,红壤性水稻土施用猪粪 30 年后,Cu、Zn、Cr、As 含量显著增加。李影等进行盆栽试验时发现,牛粪、鸡粪与化肥配施使黑土中 Cu、Zn、Pb、Cd 不同程度地朝有效态比例增加。
5、大气污染
工矿活动、交通运输等排入大气中的重金属一方面可通过沉降进入土壤,在相应的区域内形成累积,造成土壤重金属污染。李其林等研究发现,公路运营会造成路侧土壤及作物的重金属污染。汽车排放废气中的 Pb 沉降造成公路两侧的土壤及种植地的蔬菜受到 Pb 污染。吴长年等研究发现,宁连高速公路两侧 200 m 范围内的土壤和小麦受到不同程度的重金属污染,其中土壤中 Pb、Cu、Ni 的最大累积系数分别为 1.94、1.82、1.69。土壤受到重金属污染的同时,蔬菜作物也会通过叶片从空气中吸收重金属元素造成自身重金属污染。
三、防控措施
1、选择性种植
由于不同种类的蔬菜对重金属富集能力具有差异性,所以在重金属污染的土壤中可以选择种植对污染元素富集能力低的蔬菜。李雪芳等研究发现,在 Cu 含量超标的土壤上建议种植芹菜、四季豆,在 Pb 含量超标的土壤上建议种植菠菜和芹菜,在 Cd 含量超标的耕地上建议种植胡萝卜、芹菜、茄 子、豇豆、莴苣和丝瓜;韩峰等研究发现,在 Hg 含量超标的土壤上建议种植豇豆、棒豆和辣椒。通过充分利用蔬菜对重金属吸收能力的差异和合理安排作物布局,使蔬菜最大限度地适应现存污染环境,这也是以后充分利用有限耕地的解决途径之一。选择种植对重金属富集能力较弱的蔬菜,不但能保证蔬菜食用的安全性,还可使土壤向蔬菜转移重金属的能力大大降低。
2、合理规划与控制
可以从污染源方面考虑采取相应措施避免重金属污染的发生。如做好城市蔬菜生产基地的选址,远离高速路或工业区;制订出一系列的相关环境法规,严格控制工业上“三废”的排放;控制菜园地的污水灌溉和污泥施用,对污泥、污水的重金属浓度以及土壤的重金属残留状况进行定期的监测;对存在严重重金属污染的菜田,要改为他用,不能继续种植;谨慎使用固体废弃物,在采用工业废渣做改土剂时,要检测其中重金属的含量工业废弃物与生活垃圾分开处理、堆放,施用的垃圾肥要经无害化处理;合理施用化肥,尽多施用无害的有机肥料,提高土壤的有机质含量,增强土壤对重金属的吸附能力,在酸性土壤上,可通过施含氧化钙(CaO)的产品等措施提高土壤 pH 值降低重金属离子活性。
3、生物修复
对重金属污染土壤采取合理物理、化学及生物措施进行修复。
这3种修复方法中,物理方法投资大,适合于小面积污染的治理;化学方法操作简单,但容易导致土壤肥力的下降和土壤理化性质的改变;生物修复是利用特定的动、植物或微生物吸收或钝化土壤重金属,以达到净化土壤或钝化土壤重金属( 减少生物有效性)的目的。
目前,如何应用各种修复方法解决土壤重金属污染问题,使其具有实践性和可操作性,已经成为我国环境保护工作者和科研工作者今后工作的重要内容。
只有用于蔬菜生产的农田土壤没有重金属污染,才能从根本上保证蔬菜的生产安全。
资料来源:李书幻 陈亚华 农业环境科学
厂连配两款土壤重金属污染治理产品简介:
1、碱性土壤调理剂
属于矿物类改良剂,来源于海洋生物活性物质,主要成分为CaO、MgO,较其他来源于矿产资源含氧化钙类化学调理剂更安全、环保,为碱性产品,能对酸性土壤进行调节,提高土壤PH值。在PH值下降的酸性土壤中,重金属离子溶解快、活性高、毒性强,本品通过对土壤PH值的调节和重金属的自身水解反应,降低重金属离子的浓度,有效降低重金属离子的活性,促进土壤中的重金属元素形成氢氧化物或碳酸盐结合态盐类沉淀,从而形成不易被植物吸收的化合物沉淀下来,达到对土壤重金属汞、镉、铅、砷、铬等的钝化作用,随着用量增加和土壤PH值的升高,钝化效果更加明显。
2、复合型土壤调理剂
属于有机类、矿物质类和生物类复合型修复或改良剂,可以改善微生物营养,同时和组合在一起的矿物质成分一样能提升微生物活性,改变土壤中根际微生物呼吸作用的速率,影响土壤中的碳循环,使土壤的理化性质发生改变,增加土壤中内在和外来微生物的生物量,从而影响根际微生物的种类及其在根际的定殖情况,通过定殖 、竞争 、共生和调节土壤的营养动态等活动影响植物的生长。本品对于重金属污染土壤植物修复效率的提高具有重要的辅助作用,主要通过合成 、分泌植物促生物质增加植物生物量,同时通过功能酶、铁载体、有机酸及生物表面活性剂等物质活化土壤重金属,从而增强植物提取效果。本品还能通过生物吸附和富集作用、溶解和沉淀作用、氧化还原作用改变重金属离子在土壤中的贮存形式,以缓解重金属对植物的毒害。