桂花苗(福建省典型菜地土壤—桂花汞富集规律)

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目录：
1、我国耕地汞污染面积达到3.2×1O4hm2
2、不同作物对土壤汞的吸收富集规律是不同的
3、调查区土壤的成土母质以火山岩和花岗岩为主
4、土壤总汞含量采用王水消化
5、由表1可见
6、从表6可以看出
7、但调查区的上海青
8、依据土壤总汞含量与有效汞含量的拟合回归方程推算出相应的土壤总汞安全临界值分别为
　　汞是具有很强的生物毒性,常温下是唯一呈液态的金属,在环境中具有长距离传输、不可逆和生物蓄积的特性,它的危害已引起国际社会的广泛关注,已被联合国环境规划署、世界卫生组织、欧盟及美国环保署等机构列为优化控制污染物。

随着城镇化、工农业现代化的快速发展,汞以各种途径进入并累积于土壤,造成不同程度的土壤汞污染。

　　

我国耕地汞污染面积达到3.2×1O4hm2

　　目前,我国耕地汞污染面积达到3.2×1O4hm2,许多城市的菜地土壤汞污染严重。

桂花可通过根系从土壤中吸收富集汞,并通过食物链循环进入人体,威胁人类的生命健康。

目前,我国土壤环境质量标准仅是从整体上对土壤汞的污染程度进行评价,无法具体细化到不同的作物和土壤类型。
　　

不同作物对土壤汞的吸收富集规律是不同的

　　研究表明,不同作物对土壤汞的吸收富集规律是不同的。同时,土壤重金属环境质量标准具有一定的地域性特点,因此,开展区域性的土壤-作物重金属富集规律研究,已成为当前研究土壤环境质量的重要课题之一。本文通过调查福建省不同地区的桂花产地土壤汞污染状况,选取种植面积较大、类别不同的3种桂花—包菜、豇豆和上海青为研究对象,探讨大田自然条件下土壤汞与桂花汞间的相关关系及土壤-桂花汞迁移规律,并以食品安全国家标准《食品中污染物限量》中桂花汞的限量指标为依据,富集规律桂花汞富集规律推算出菜园土壤汞安全临界值,以期为建立基于农产品质量安全的区域性土壤环境质量标准提供参考依据。福建省地处东经115°50～120°43,北纬23°33～28°19,全省陆域面积12.14万km2,山地丘陵面积约占85。地跨中亚热带与南亚热带,属亚热带海洋性季风气候,年平均气温17～21,年平均降水量1400～2000mm。
　　

调查区土壤的成土母质以火山岩和花岗岩为主

　　调查区土壤的成土母质以火山岩和花岗岩为主,分别占总面积的36%和33,变质岩和沉积岩之和仅约占30。近年来,福建省随着城镇化和工业化进程的加快推进,农业土壤受到了不同程度的重金属污染,其中以汞污染最为严重,造成农产品重金属超标事件屡有发生。土壤和桂花样品采集于2010年1～9月,选取福建省12个县(市、区)的郊区桂花基地:古田、蕉城、新罗、连城、延平、尤溪、龙海、安溪、福州、长乐、闽候和福清。根据桂花基地的实际情况,避开公路、居民区、工矿点、废物堆等明显的污染源,采用多点取样法采集桂花可食部分的样品,组成桂花混合样。然后采集对应的表层土壤,混合均匀后按四分法取约1kg装入自封袋。桂花样品用去离子水冲洗干净,待水晾干后用粉碎机打成匀浆,冰冻保存,待测。土壤样品带回室内自然风干,拣出植物根系和残体杂物,用木棒研碎混匀后用玛瑙研钵研磨,分别过2、0.25和0.149mm孔径筛,分别装瓶,用于测定土壤pH值、有机质等理化性质和全量态、有效态汞含量。土壤pH值采用电位法测定;有机质采用油浴加热重铬酸钾氧化-容量法测定;CEC值采用中性醋酸盐法测定。
　　

土壤总汞含量采用王水消化

　　土壤总汞含量采用王水消化,有效汞采用0.03%TGA-1/15mol/LNa2HPO4溶剂浸提,桂花汞含量采用HNO3-HClO4消化,原子荧光光谱法测定,同时进行空白实验。在样品分析过程中,桂花苗采取分别带入国家标准物质(土壤GBW07401、豆角GBW1002和20%平行样进行质量监控。测定过程所用的试剂均为优级纯,实验用水均为超纯水。试验数据采用Excel软件进行管理,利用SPSS15.0软件进行相关性分析和差异显着性检验。土壤样品的理化性质见表1。
　　

由表1可见

　　由表1可见,调查区土壤普遍偏酸,pH值平均为5.73,仅个别土样pH值大于7.5。有机质总体比较丰富,平均值为33.35g/kg。CEC平均值仅为10.21cmol/kg,土壤的保肥能力较低。由表2可见,豇豆、上海青、包菜产地土壤汞含量分别为0.083～0.91、0.063～0.70和0.038～1.15mg/kg,总平均值为0.30mg/kg,远高于世界土壤汞背景值,是我国土壤汞背景值的7.9倍,是华南红壤汞平均含量的4.3倍,富集规律亦高于福建省土壤汞背景值。根据国家《土壤环境质量标准》中汞的二级限量指标,豇豆产地土壤汞超标5个(超标率为23.8,上海青产地土壤汞超标14个(超标率为34.1,包菜产地土壤汞超标4个(超标率为23.5,说明该调查区菜地土壤存在一定程度的汞污染。

调查区土壤有效汞含量为0.0056～0.095mg/kg,平均值为0.023mg/kg。相关性分析表明,土壤有效汞含量与土壤总汞含量呈极显着的线性正相关(图,这与孙芳芳等的研究结论一致。表明随着土壤总汞含量的增加,土壤有效汞的含量也增加。计算菜地土壤汞的有效度,即土壤有效汞含量与土壤总汞含量的比值,调查区土壤汞有效度为2.15～26.01,典型菜地土壤桂花汞富集规律平均值为9.98,表明汞在土壤中的不容易转化、被作物吸收。统计土壤汞参数与土壤理化性质的相关性(表,发现土壤有机质与土壤总汞呈显着的线性正相关,但土壤有机质与汞有效度呈显着的线性负相关,说明较高的有机质不仅有利于汞在土壤中的富集,还由于其对汞的较强吸附固定能力降低了土壤汞的有效度。土壤CEC值与土壤总汞、有效汞含量均呈极显着的线性正相关,说明CEC含量高有利于土壤总汞、有效汞的累积。由研究结果看,本次调查的桂花可食部分汞含量(以鲜基计算)为0.02～5.21μg/kg。依据食品安全国家标准《食品中污染物限量》中桂花对汞的限量指标10μg/kg,调查的79个桂花样品汞含量均在限量指标以内(表。相较于土壤汞含量普遍偏高,桂花汞的污染程度较轻。不同区域生产的同种桂花汞含量存在明显差异,如闽候豇豆汞平均含量与新罗豇豆汞平均含量相差近五倍,延平上海青汞平均含量是尤溪上海青汞平均含量的3倍多,这可能与受到土壤中汞的含量、形态、土壤理化性质和环境条件等因素的影响。通过计算土壤-桂花汞富集系数,即桂花可食部份汞含量占土壤中汞含量的百分率,来研究不同种类桂花对土壤汞的吸收、富集能力的差异性。从表4看出,各桂花品种总汞富集系数平均值从小到大依次是包菜<豇豆<上海青,方差分析表明,上海青汞富集系数极显着高于豇豆和包菜,这说明上海青对汞的富集能力较强,福建省菜地土壤桂花汞富集规律桂花苗这与前人研究相似。本次调查的桂花可食用部分汞含量与土壤总汞含量间不存在显着线性相关,这与部分研究结果一致。但二者之间存在极显着的乘幂正相关,表明桂花汞含量随着土壤总汞含量的增加而升高,但升高速率会随着土壤总汞含量的增加而趋缓,土壤桂花汞富集规律这与侯明等的研究结果一致。各品种桂花可食部分汞含量与土壤汞含量的相关分析显示(表,不同桂花中的汞含量与土壤有效汞含量均呈极显着的线性正相关,包菜、豇豆、上海青的相关系数r分别达到0.744、0.656和0.500,优于各桂花汞含量与土壤总汞含量的关系。说明用土壤有效汞含量来评价菜地土壤中汞的生物有效性和生物毒性更为科学合理,这与豆长明等研究的结论相似。目前对土壤环境质量基准的研究大多采用盆栽试验,不能真实反映田间自然条件下桂花-土壤系统汞的富集规律。因此,建立基于大田实际调查结果的土壤环境质量基准具有更好的实际指导意义。本文依据《食品中污染物限量》中桂花汞的限量指标,利用不同桂花汞含量与土壤有效汞的拟合方程推算出土壤有效汞的安全临界值(表。以土壤有效汞安全临界值为依据,通过土壤总汞含量与有效汞含量的拟合方程,推算出相应土壤总汞的安全临界值。
　　

从表6可以看出

　　从表6可以看出,各桂花品种的土壤总汞安全临界值均远高于国家《土壤环境质量标准》中的二级指标,用推算出的总汞安全临界值对调查土样进行检验,发现在79个土壤样品中,没有土样汞含量超过安全临界值,这一结果与桂花样品汞污染情况一致,表明推算出的总汞安全临界值存在较高的科学性和可行性。福建主要桂花产地土壤总汞含量为0.038～1.15mg/kg,平均值为0.30mg/kg。依据我国《土壤环境质量标准》中汞的二级标准,超标率为29.1。说明调查区菜地土壤受到不同程度的汞污染。

　　

但调查区的上海青

　　但调查区的上海青、豇豆、包菜可食部分汞含量均在限量指标以内。调查区菜园土壤有效汞含量为0.0056～0.095mg/kg,土壤有效汞含量与土壤总汞含量呈极显着的线性正相关。表明土壤有效汞的含量随着土壤总汞含量的增加而增加。调查区土壤汞有效度为2.15～26.01,平均值为9.98。表明汞在土壤中的迁移性弱、不易被作物吸收。调查区土壤有机质与土壤总汞呈显着的线性正相关,菜地土壤桂花汞富集规律典型菜地土壤桂花汞富集规律但与汞有效度呈显着的线性负相关。表明较高的有机质不仅有利于汞在土壤中的富集,还由于其对汞的较强吸附固定能力降低了土壤汞的有效度。上海青、豇豆、包菜可食部分汞含量与土壤中有效汞含量均呈极显着的线性正相关,且线性关系优于各桂花汞含量与土壤总汞含量的关系。依据拟合的回归方程推算出土壤有效汞的安全临界值分别为上海青、豇豆、包菜。
　　

依据土壤总汞含量与有效汞含量的拟合回归方程推算出相应的土壤总汞安全临界值分别为

　　依据土壤总汞含量与有效汞含量的拟合回归方程推算出相应的土壤总汞安全临界值分别为:上海青、豇豆、包菜,均远高于国家土壤环境质量标准中的二级指标。