中国蔬菜土壤重金属含量和来源研究

摘 要：土壤既是农业生产最重要的自然资源，又是自然环境的构成要素。蔬菜作为人们主要的生活食物，其安全性不容忽视。文章针对中国近些年来蔬菜菜地土壤重金属污染状况和含量分析，对污染源进行研究。

关键词：中国；蔬菜土壤；重金属；来源；含量

1 研究方法

1.1数据来源

在这项研究中，相关统计数据主要来自研究土壤重金属中国蔬菜的数据库。国内期刊，包括《中国农业科学》、《土壤学报》、《生态学报》、《应用生态学报》、《中国环境科学》等农学，国外期刊，包括《Science of the Total Environment》等。

1.2 数据的统计与分析方法

因为该研究重金属在土壤服从对数正态分布和近似的对数正态分布，重金属含量用统计几何平均数和几何标准差，在这一过程中Crubbs排除离群值，用于样本的统计。该文献中的内容数据的同一区域中的多个研究中，在处理过程中检索到的部分，仅在试样被计算为为一个数据，而不是重复的统计信息。

2 结果与分析

2.1 中国蔬菜土壤重金属含量

在这项研究中，文献报道的菜地重金属含量进行了统计分析，结果表明，中国蔬菜土壤中铜、锌、铅、铬的含量变化幅度大，其中锌的含量差高达604.6 mg/kg；锌是含量最高的元素，为99.9 mg/kg，第二高的铬含量，再次是铅和有毒元素镉，汞含量一般为几到十几 mg/kg的范围内。

根据统计样本的频率分布的结果（图1），在所有的样品收集中，样品的Cu含量在38.9mg/kg以下，锌在115mg/kg下，铅在43.0mg/kg以下，镉为0.37mg/kg下，铬为80.9mg/kg以下，砷在13.0 mg/kg以下，汞为0.2mg/kg以下。重金属含量平均分别为：锌（99.0±1.70>铬（48.8±3.01）>铜（31.0±1.88）>铅（28.5±2.66）>镉（8.02±3.78）>铬（0.281±2.93）>汞（0.120±3.11）和土壤背景值1990年的比较（中国环境监测总站，1990），除了砷和铬，镉、汞、铜、铅、锌含量均高出278%、198%、50%、25%、48%，数据表明不同程度的重金属累积现象，比较中国蔬菜的土壤各种重金属，富集程度最高的元素是镉，超过当地土壤背景值统计样本达到84.9%之多；汞是富集比较低的。比较土壤环境质量中的重金属，发现土壤中镉的含量在中国蔬菜重金属含量超标率最高，在所有样本中超过24.1%；其次汞，样品超出其内容的比例为10.3%。各种重金属含量超标率顺序：镉>汞>砷>锌>铜>铬>铅，数据基本上反映了中国蔬菜土壤的重金属含量的当前状态。但是，考虑到国内的研究大多受到了大菜园的人类活动，以及重金属污水灌溉，质量好的蔬菜的土壤环境研究较少等原因，上述内容的结果可能比实际情况更高。

值得注意的是，根据数据中的菜地土壤造成的重金属含量的统计，土壤环境质量标准如果以加拿大方面为基础来计算，所有样品超标镉和汞率从24.1%、10.3 %下降到12.2%、0.2%，而铬、砷、铅超标率分别为1.0%、9.2%、0.4%，增幅为47.7%、34.5%和12.9%。依照荷兰土壤质量标准，结果发现，除了砷、铜和铅的超标率略高，镉、铬、锌，汞超标率显著降低，镉和汞超标率下降分别为1.9%和1.7%，只有少数样本超标。表明，虽然说世界各地对重金属的含量的已经非常重视，但是各国在土壤重金属的含量衡量标准上存在差异。相比之下，中国的标准，镉、汞的限制太严格，铅过于宽松，显然高估了中国菜地土壤中镉、汞超标，低估了铅。砷和铬标准的限制，在世界当前标准是不一样的。因此，因此，为全面客观评价中国土壤重金属的状况，需要加强相关标准的研究和修订，特别是要加强与吸收和利用农作物，人体健康风险相关环境质量标准的研究，建立与中国的国情相符的土壤环境质量标准。

2.2 不同区域菜地土壤重金属的分布

从不同的区域，我们把土壤中的重金属含量按东、西、中来统计，中国蔬菜菜地土壤镉、汞、锌、铜含量在东部地区较高；中部地区砷、铬、铅含量较高，东部地区最低。其中，相对于镉、汞的东部地区平均含量分别为0.37，0.19mg/kg，比中部和西部地区略高；至于铬、铅的含量东部平均比中部地区均超过196.3%、84.9%和37.2%。

由于重金属在土壤背景值的影响，以及各种排放源，土壤的重金属含量也出现出一定区域内富集特征。在这项研究中，局部土壤背景值进行比较，以计算该统计样本超过了不同区域的超标率，发现镉、汞、铜、锌的含量超过了东部地区，并且是逐渐由东向西减少。由于铬、砷、铅最高的是中部，西部最低，表明东部镉、汞、铜、锌等富集，而中部地区铬、铅的富集较突出，但在所有的重金属镉是更高的元素。镉、汞、铜、锌超标以东部地区为主，砷和铬的超标率相对较低；镉、汞、砷超标以中部地区为主，其他重金属富集也很明显；镉富集西部严重，然后是铜，还存在的其他重金属富集的问题。

相比于中国土壤环境质量II级标准，镉、汞含量样品的超标率东部地区分别为33.3%和16.6%，比中部地区显著高20.9%、4.2%；中部地区的菜土壤，镉超标率较高，分别为24.8%和21.9%。。西部地区菜地土壤中各种重金属除砷超标率高于东部外，其他重金属超标相对较轻，但不能忽视的是，菜地土壤砷、镉超标率达到10.9%、8.7%。

2.3 不同类型菜地的重金属含量状况

不同种类的蔬菜的土壤，由于耕作方法、土质的不同以及蔬菜的不同，它的含量和种类累积的趋势也有所不同。相关结果如图2所示。

从以上结果分析， 采矿/污水灌溉蔬菜地，砷、镉、汞、锌污染是最严重的，设施蔬菜的铜、铬的问题是最突出的，但应警惕镉和砷的问题。郊区蔬菜土壤污染最严重是铅，这可能是大部分蔬菜（如工业废弃物和汽车排放）受到人类活动的影响，导致相关菜地土壤铅含量也相应增加，因此，重点对采矿/污水灌溉菜地土壤重金属污染防治，加强对设施蔬菜、城郊蔬菜地土壤污染监测，有效的管理，采取合理措施，防止重金属富集和污染的积累。

3 蔬菜菜地土壤重金属主要来源

重金属含量超标影响因素很多，总体来说，可分为两种情况天然来源和人类活动源。但是，随着经济的快速发展，人类活动范围日益广泛，加之对环境的保护意识不足，造成严重环境污染，特别是重金属。资料显示与研究分析，含有重金属农用物资的投入和矿业投资活动是土壤中重金属的主要原因。

3.1部分污水灌溉区，大量的工业废水，城市生活用水未经处理或处理后未达到直接排放到菜园，从而导致重金属超标。如辽宁、河北、天津等区域土壤重金属含量超标，与不合理的污水灌溉有关。

3.2农药、肥料、农业化学品，例如塑料膜和有机肥料的使用，也是土壤中的重金属的主要来源之一。据估计，人类活动导致的土壤镉增加，磷肥占55%-59%。相比中国磷肥重金属含量较低，但日积月累也造成了大量的重金属积累。

3.3采矿、冶炼、造纸、交通运输等人类活动产生的废物排放未经处理，最终进入土壤和水质中，造成污染，从而构成了重金属含量超标。数据显示，1998年至2005年在工业废水中重金属国家总排放量中，就占据铜728.2吨，汞、镉排放量东部地区最高，菜地土壤重金属含量超标情况与这一数据相符。

4 结束语

通过对国内外相关文献中关于中国菜地土壤重金属研究文献的统计分析，初步明确了中国菜地土壤重金属的含量及区域分布特点、富集累积特征，也对重金属的来源有了明确的认识，对于不同的地区及相应的金属含量，要予以高度重视，切实解决，保证蔬菜无公害、绿色、健康。同时，在未来的发展道路上，要针对具体问题，做出持续的关注和研究。

参考文献

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