煤礦區(qū)果菜類蔬菜重金屬富集特征及污染風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)

<p>&nbsp;. &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp;， &nbsp; &nbsp; &nbsp;.（ &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp;） &nbsp; （ &nbsp; &nbsp; &nbsp;） ， （） ： &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp;： - &nbsp; &nbsp; ： - &nbsp; &nbsp; ：高楊（-） ，男（漢） ，安徽宿州人 ，碩士 ，講師 ，研究方向 ：資源與環(huán)境 &nbsp; &nbsp; ：安徽高校省級(jí)自然科學(xué)研究重點(diǎn)項(xiàng)目（KJA） ；宿州學(xué)院優(yōu)秀學(xué)術(shù)技術(shù)骨干項(xiàng)目（XJGG） ；安徽高校省級(jí)人文社會(huì) 科學(xué)研究重點(diǎn)項(xiàng)目（SKA） ；宿州學(xué)院重點(diǎn)科研項(xiàng)目（yzd） &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; ， &nbsp; ， &nbsp; &nbsp;（宿州學(xué)院 環(huán)境與測(cè)繪工程學(xué)院 ，安徽宿州 ） &nbsp; ： &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp;。 &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; ， &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp;（ &nbsp; 、 &nbsp; &nbsp; &nbsp;） &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; ， &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; ， &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp;。 &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp;Cd、Cr &nbsp;Ni &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; ， &nbsp; &nbsp;.mg·kg 、 .mg·kg &nbsp;.mg·kg ，Pb &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp;， &nbsp;.mg·kg ； &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; ， &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp;， &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; ， &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; ； &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp;CdPbNiCr ， &nbsp; &nbsp; Cd &nbsp; &nbsp; &nbsp; ， &nbsp;. ， &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp;PbNiCdCr ， &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; ， &nbsp;Pb &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp;， &nbsp;. ； &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp;， &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp;， &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; ； &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp;Cd、Cr &nbsp;Ni &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp;， &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; Pb &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp;。 &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; ， &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp;。 &nbsp; &nbsp;： &nbsp; &nbsp;； &nbsp; &nbsp; &nbsp;； &nbsp; &nbsp;； &nbsp; &nbsp; ； &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp;：X &nbsp; &nbsp; &nbsp; ：A &nbsp; &nbsp; &nbsp;： -（）- &nbsp; &nbsp;： .j cnki issn- &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp;， &nbsp; &nbsp; ， &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp;（ &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; ， &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; ， &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; ， &nbsp; &nbsp; &nbsp;） &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; ： ObjectiveThisstudywasaimedtorecognizethemigrationroutes ，enrichmentcharacteristics ，andpollution hazardsofheavymetalsinvegetationnearcoalmines MethodsThesampleswerecollectednearQiNancoalmines ， andheavymetalcontentsinthesoilanddifferentorgansoffruitsvegetables （cowpea ，eggplant ，andpepper）wereana- lyzed Richnessofheavymetalsatrootsystemandtransportationabilityinthefruitsindifferentvegetableswerecom - pared Pollutionlevelsandhealthrisksofheavymetalinediblepartsofvegetableswereevaluatedbyusingthecompre- hensivepollutionindexesandheavymetalexposureriskindexes ResultsResultsindicatedthattheaveragecontents ofCd ，Cr ，andNiat mg·kg ， mg·kg ，and mg·kg ，respectively ，insoilofcoalminingarea werehigherthantheaverageoccurrencevaluesinAnhuiprovinceandtheaveragecontentofPdat mg·kg was lowerthantheprovincialaveragevalues Asignificantdifferenceofheavymetalcontentswasobservedindifferentor- gansoffruitvegetables Thecontentsofheavymetalsinvegetableleavesandrootswereobviouslyhigher ，whileitwas thelowestinthefruitsofvegetables ，andthelevelsofheavymetalsrichnesswerevariousindifferentvegetablevarie- ties TheorderofrichnesscapacityintherootofvegetablesforthesoilheavymetalswasastoCd PbNiCr ，and Cdenrichmentfactorofeggplantwas Theleveloftransportcapacityofthevegetablefruitfortheheavymetals oftherootwasastheorderofPb NiCdCr Thetransfercoefficientsoftheeggplantfruitweresignificantlyhigh- erthanthatofcowpeaandpepper ，andthetransfercoefficientsforPbwasthelargestat Heavymetalpollution levelofvegetablesoilinthecoalminingareawasfairlyhigh ，andeggplantwassignificantlyaffectedbyheavypollu- tion ，whilecowpeaandpepperswereeasilyaffectedbyeitherlightormoderatepollution Noobvioushealthriskwas observedforresidentsincoalmineareathroughtheintakeofCd ，CrandNifromvegetables ，butitmightbeharmfulto thehealththroughtheintakeofPb ConclusionThereweresignificantdifferencesinthecharacteristicsofheavymetalen- richmentinfruitsvegetables ，andthevegetablesincoalminingareaswerecontaminatedbyheavymetalsatvariouslevels &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; ：Coalminingarea ，F(xiàn)ruitvegetables ，Heavymetal ，Enrichmentcharacteristics ，Pollutionriskassessment隨著工業(yè)化進(jìn)程的推進(jìn) ，各項(xiàng)生產(chǎn)活動(dòng)中廢物 的排放 、居民生活垃圾的堆積以及農(nóng)藥、化肥等化 工產(chǎn)品不合理的使用 ，都會(huì)帶來(lái)土壤中重金屬的積 累 ， ，富集到土壤中的重金屬使土壤環(huán)境惡化的 同時(shí) ，又通過(guò)各種形式向地表其它地區(qū)或圈層轉(zhuǎn) 移 ，包括通過(guò)淋溶作用遷移至臨近地區(qū)土壤或水 體 ，通過(guò)植物根系吸收轉(zhuǎn)移至生物圈等 ，被植物吸 收的重金屬元素就有可能通過(guò)食物鏈的形式最終 給人類健康帶來(lái)危害 ， 。蔬菜作為日常生活中 最常見(jiàn)和最重要的食品之一 ，受重金屬污染影響狀 況必然受到關(guān)注 ，此類研究從多方面開(kāi)展 ，較多研 究從不同類型地區(qū)蔬菜重金屬污染狀況進(jìn)行 ，包括 各類工礦區(qū) 、城市不同功能區(qū) 、城郊地 區(qū) 、 等多種地區(qū)的蔬菜重金屬污染調(diào)查與評(píng) 價(jià) ，目前 ，重金屬在土壤與蔬菜間的遷移 、轉(zhuǎn)換和富 集特征研究逐漸增多 ，包括蔬菜可食部分重金屬富 集特征研究 、蔬菜不同器官重金屬遷移轉(zhuǎn)運(yùn) 規(guī)律研究 ， 等 ，另外還有針對(duì)特定蔬菜種類或 蔬菜中某一重金屬元素的單項(xiàng)評(píng)價(jià)研究 。由 于受重金屬污染源 、形態(tài)特征、遷移方式及蔬菜不 同生理特性等多種因素的影響 ，各類研究結(jié)果呈現(xiàn) 出明顯的空間分異特征 ，鮮有對(duì)煤礦區(qū)蔬菜重金屬 遷移轉(zhuǎn)換研究與評(píng)價(jià) ，選擇宿州市祁南煤礦區(qū)為研 究區(qū) ，通過(guò)對(duì)樣區(qū)菜地土壤及果菜類蔬菜進(jìn)行采樣 測(cè)定 ，進(jìn)行菜地土壤和蔬菜的重金屬污染狀況評(píng) 價(jià) ，并探討果菜類蔬菜不同組織器官的重金屬分布 差異及轉(zhuǎn)移富集特征 ，以期為煤礦區(qū)蔬菜種植選擇 和農(nóng)產(chǎn)品安全生產(chǎn)提供一定參考 。 &nbsp; &nbsp; &nbsp; 宿州市位于安徽省北部 ，地處暖溫帶半濕潤(rùn)季 風(fēng)氣候區(qū) ，氣候溫和 ，四季分明 ，年平均氣溫為 . ，年均降水量為 mm左右 ，年內(nèi)分配不 均。全市農(nóng)業(yè)用地面積.萬(wàn)hm ，其中蔬菜種 植面積.萬(wàn)hm ， 年蔬菜產(chǎn)量.萬(wàn)t ， 常年主栽蔬菜品種 種左右 ，其中果菜類蔬菜主 要有辣椒、黃瓜、茄子、豆角、番茄、南瓜等。宿州市 地下煤炭資源儲(chǔ)量豐富 ，煤種齊全、質(zhì)地優(yōu)良 ，已探 明儲(chǔ)量.億t ，煤炭?jī)?chǔ)存面積占全市面積的五分 之一。祁南煤礦坐落在宿州市埇橋區(qū)南部的蘄縣 鎮(zhèn) ，距市區(qū)約km ，蘄縣鎮(zhèn)地下礦產(chǎn)資源豐富 ，境 內(nèi)煤炭探明儲(chǔ)量.億t ，蔬菜種植是蘄縣鎮(zhèn)農(nóng)業(yè) 結(jié)構(gòu)中的傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)類型 ，區(qū)內(nèi) 以上農(nóng)戶既經(jīng) 營(yíng)糧食作物又種植蔬菜。 &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp;. &nbsp; &nbsp; &nbsp; 樣品采集于年 月在祁南煤礦區(qū)進(jìn)行 ， 以煤礦生產(chǎn)區(qū)為中心選擇周邊 m范圍內(nèi)不同 位置蔬菜種植成片區(qū)域 ，采集種植類別較為普遍的 豆角（ &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; ）、茄子（ &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; - &nbsp; &nbsp; &nbsp;）和辣椒（ &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; ）三種果蔬類蔬 菜樣品各株 ，在每個(gè)植株采樣點(diǎn)采集土壤樣品 時(shí) ，在植株附近 . m的范圍內(nèi)采集 處 cm的土壤進(jìn)行多點(diǎn)混合 ，完成一個(gè)土壤樣品的 采集 ，并把土壤樣品和植株不同組織器官（根、莖、 葉和果實(shí)）分別保存于自封袋內(nèi)。共采集土壤樣品 個(gè) ，植株不同組織器官樣品組。 &nbsp;. &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp;帶回實(shí)驗(yàn)室的土壤樣品經(jīng)室內(nèi)避光環(huán)境 d自然風(fēng)干后 ，剔除雜質(zhì)碾磨過(guò) 目尼龍篩 ， 過(guò)篩后的土壤樣品經(jīng)HCl-HNO-HF-HClO 消 解 ，并定容至mL以備重金屬含量測(cè)定。蔬菜 樣品先用自來(lái)水清洗泥土等雜質(zhì) ，再用去離子水沖 洗遍 ，放入烘箱 殺青min ，其后在 充分烘干至恒重 ，將烘干后的樣品粉碎碾磨過(guò)過(guò) 目尼龍篩 ，過(guò)篩后的蔬菜樣品采用 HNO- HClO消解并定容待測(cè)。土壤和蔬菜樣品重金屬 含量的測(cè)定均采用原子吸收分光光度法測(cè)定（儀器 型號(hào)TAS FG ，普析通用 ，北京）。為保證測(cè) 試精確度 ，實(shí)驗(yàn)分析過(guò)程中使用器皿均經(jīng)過(guò) 稀硝酸溶液浸泡 h后的 次去離子水清洗 ，樣 （） 高楊等 ：煤礦區(qū)果菜類蔬菜重金屬富集特征及污染風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià) 品處理過(guò)程均使用優(yōu)級(jí)純?cè)噭?，為進(jìn)行樣品測(cè)定的 質(zhì)量控制還插入了土壤標(biāo)樣（GSS ）和植物標(biāo)樣 （GSV ）進(jìn)行對(duì)比試驗(yàn) ，測(cè)試結(jié)果符合要求。 &nbsp;. &nbsp; &nbsp; &nbsp;. 富集系數(shù)與轉(zhuǎn)運(yùn)系數(shù) 富集系數(shù)是通過(guò)植物體某重金屬含量與土壤 中該重金屬含量的比值來(lái)反映植物器官對(duì)土壤重 金屬吸收積累的能力 ，分析中可用來(lái)評(píng)價(jià)煤礦 區(qū)蔬菜根部對(duì)土壤重金屬的積累情況 ，計(jì)算公 式為 ： &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; （） 式中 ， &nbsp; &nbsp; 為根部富集系數(shù) ， &nbsp; 為蔬菜根部重金 屬含量 ， &nbsp; 為菜地土壤重金屬含量 ， &nbsp; &nbsp; 越大 ，說(shuō) 明蔬菜根部對(duì)土壤重金屬的吸收積累能力越大 ，抗 重金屬污染能力較弱 。 轉(zhuǎn)運(yùn)系數(shù)是通過(guò)植物地上部分器官與植物地 下根部該重金屬含量的比值反映重金屬?gòu)母肯?地上植物器官遷移轉(zhuǎn)運(yùn)的能力 ，分析中用來(lái)評(píng) 價(jià)果菜類蔬菜中根部向可食部分的轉(zhuǎn)運(yùn)情況 ，計(jì)算 公式為 ： &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp;（） 式中 ， &nbsp; &nbsp;為根部富集系數(shù) ， &nbsp; 為蔬菜果實(shí)重金屬 含量 ， &nbsp; 為蔬菜根部重金屬含量 ， &nbsp; &nbsp;越大 ，說(shuō)明 蔬菜根部向蔬菜果實(shí)遷移轉(zhuǎn)運(yùn)能力越大 。 . 綜合污染指數(shù) 綜合污染指數(shù)法 最初主要應(yīng)用于土壤或 沉積物重金屬污染評(píng)價(jià) ，當(dāng)前也廣泛應(yīng)用于蔬菜 重金屬污染評(píng)價(jià) ， ，該方法以單因子污染指 數(shù)為基礎(chǔ) ，綜合評(píng)估整體污染水平 ，且評(píng)價(jià)中突 出最大污染強(qiáng)度的單因子產(chǎn)生的影響 ，計(jì)算公 式為 ： &nbsp; &nbsp; &nbsp; （） &nbsp;綜 （ &nbsp;max &nbsp; &nbsp; ） （） 式中 ， &nbsp; 和 &nbsp;綜分別為單項(xiàng)因子污染指數(shù)和綜合 污染指數(shù) ， &nbsp;為土壤或蔬菜中第 &nbsp;種重金屬元素實(shí) 測(cè)值 ， &nbsp; 在評(píng)價(jià)土壤時(shí)為土壤環(huán)境背景值 ，在評(píng)價(jià) 蔬菜可食部分時(shí)參考中國(guó)食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)中食 品中污染物限量（GB ）限量值 ，Pb 、 Cd、Cr和 Ni在果菜類蔬菜的限量值分別為 .mg·kg 、. mg ·kg 、. mg ·kg 和 mg·kg ， &nbsp; &nbsp;和 &nbsp; &nbsp;分別為各單項(xiàng)因子污染指 數(shù)的最大值和平均值。污染等級(jí)劃分標(biāo)準(zhǔn)參照 表。 &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp;Ratingstandardsofcomprehensivepollutionindex 污染等級(jí) Pollutionlevel 安全 Security 警戒級(jí) Alertlevel 輕污染 Mildpollution 中污染 Moderatepollution 重污染 Heavypollution 單項(xiàng)污染指數(shù) Pi 剟 z . 覡 儋 . Pi Pi S Pi 噰 Pi &nbsp;綜合污染指數(shù) P綜 覡 . 覡 覡 . P綜 P綜 P綜 覡 P綜 垐 . 重金屬暴露風(fēng)險(xiǎn)指數(shù) 重金屬暴露風(fēng)險(xiǎn)指數(shù) 是通過(guò)食用蔬菜引起 重金屬攝入產(chǎn)生有害健康效應(yīng)而造成等效傷害的 危險(xiǎn)度指數(shù) ，主要根據(jù)重金屬平均攝入量和污染物 暴露參考劑量的對(duì)比評(píng)價(jià)受重金屬污染地區(qū)居民 的健康風(fēng)險(xiǎn) ，計(jì)算公式為 ： &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp;（） &nbsp; &nbsp; （ &nbsp; &nbsp;· &nbsp; ） &nbsp; （） 式中 ， &nbsp; &nbsp;為重金屬暴露風(fēng)險(xiǎn)指數(shù) ， &nbsp; &nbsp; 為通過(guò) 蔬菜進(jìn)入人體的重金屬平均日攝入量 ， &nbsp; &nbsp;為重 金屬污染物在某種暴露途徑下的日參考劑量 ，Pb、 Cd、Cr和Ni分別為 g·kg ·d 、 g·kg ·d 、 g·kg ·d 和 g·kg ·d ，參考劑量來(lái)源 于美國(guó)國(guó)家環(huán)保局（USEPA） ， &nbsp; &nbsp;為蔬菜攝入 率 ，根據(jù)中國(guó)居民膳食指南（）中建議每人保 證每天攝入 g蔬菜 ，取最低限 g ， &nbsp; 為蔬菜可食部分重金屬含量 ， &nbsp; 為人體平均體 重 ，按 kg計(jì)算。 &nbsp; &nbsp;值小于 ，說(shuō)明對(duì)人體沒(méi) 有明顯健康風(fēng)險(xiǎn) ， &nbsp; &nbsp;值大于 ，說(shuō)明存在一定健 康風(fēng)險(xiǎn) ，且 &nbsp; &nbsp;越大 ，健康風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)越高。 山西農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版） &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp;. &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp;采樣點(diǎn)土壤重金屬含量統(tǒng)計(jì)如表所示 ，可見(jiàn) Pb、Cd、Cr和 Ni的含量范圍分別為 . . mg ·kg 、. . mg ·kg 、 .mg·kg 、和 . . mg · kg ，平均含量分別為 . mg ·kg 、 .mg·kg 、.mg·kg 和 .mg· kg ，對(duì)比安徽省土壤重金屬含量的背景值 ， Cd、Cr和Ni的平均含量明顯高于背景值 ，其中所 有采樣點(diǎn)的Cd含量均高于背景值 ，Pb的平均值 低于背景值 ，有部分樣點(diǎn)的含量高于背景值 。從重 金屬含量的變異系數(shù)看 ，Pb和Cd的變異系數(shù)超 過(guò)了 ，分別為 .和 . ，屬?gòu)?qiáng)變異 ， Cr和Ni的變異系數(shù)分別為 . 、. ，處 于 的中等強(qiáng)度變異 ，說(shuō)明礦區(qū)菜地土 壤重金屬分布可能受到礦區(qū)生產(chǎn)活動(dòng) 、不同蔬菜類 型生理特性等因素的影響和干擾 。 &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; mg·kg &nbsp; &nbsp; &nbsp; Heavymetalcontentsinvegetablesoilaroundcoal miningarea 元素 Elements 平均值 Average 最大值 Max 最小值 Min 標(biāo)準(zhǔn)差 Standard deviation 變異系數(shù) Coefficientof variation 安徽省背景值 Backgroud valueinAnhui Pb 覡 覡 . 覡 覡 . 覡 覡 . . 覡 * . 枛 崓 . Cd 覡 覡 . 覡 覡 . 覡 覡 . . 覡 * . 枛 崓 . Cr 覡 覡 . 覡 覡 . 覡 覡 . . 覡 * . 枛 崓 . Ni 覡 覡 . 覡 覡 . 覡 覡 . . 覡 * . 枛 崓 . &nbsp;. &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp;果菜類蔬菜不同器官重金屬平均含量分布如 圖所示 ，可見(jiàn)不同蔬菜各器官重金屬含量差異明 顯。Pb在茄子各組織器官中都有較高的富集表 現(xiàn) ，其中茄子葉和根含量明顯高于其他蔬菜各器 官 ，分別為.mg·kg 和 .mg·kg ，在豆 角和辣椒果實(shí)中 Pb 含量相對(duì)較低 ，分別為 .mg·kg 和 .mg·kg 。Cd含量較高 &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp;Heavymetalcontentsindifferentorgansoffruitvegetables 主要集中在各類蔬菜的葉片 ，辣椒葉和茄子葉較 高 ，分別為 .mg·kg 和 .mg·kg ，豆角 和辣椒的果實(shí)中含量較低 ，分別為 .mg·kg 和.mg·kg ，而在蔬菜根和莖的含量相差不 （） 高楊等 ：煤礦區(qū)果菜類蔬菜重金屬富集特征及污染風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià) 大。Cr在辣椒和豆角的根部含量較高 ，分別為 .mg·kg 和 .mg·kg ，在這兩種蔬菜 的果實(shí)中含量較低 ，分別為 . mg·kg 和 .mg·kg ，在茄子的莖和葉的含量要高于其他 兩種蔬菜 ，分別為.mg·kg 和.mg·kg 。 Ni在辣椒各器官平均含量都高于其他兩種蔬菜 ， 辣椒葉含量最高 ，為.mg·kg ，豆角果實(shí)Ni 含量最低 ，為.mg·kg 。通過(guò)含量分析可知蔬菜葉和根的重金屬含量 明顯偏高 ，其中Pb、Cd和Ni在蔬菜葉中的含量為 最高 ，這與相關(guān)研究 、 中重金屬在蔬菜葉的富 集含量較高一致 ，可能存在兩方面原因 ，一是蔬菜 葉面單位質(zhì)量表面積大 ，葉面表面有氣孔 ，Pb、Cd 等重金屬元素可以通過(guò)空氣被植物葉所吸收 ， 煤礦區(qū)工業(yè)生產(chǎn)活動(dòng)頻繁 ，存在一定程度的大氣污 染 ，可能增加蔬菜葉對(duì)大氣中重金屬的吸收 ，另一 方面植物葉片進(jìn)行蒸騰作用通過(guò)葉面氣孔將水分 蒸騰到大氣中 ，植物葉面氣孔附近失水細(xì)胞從根系 及臨近葉肉細(xì)胞吸水 ，往復(fù)循環(huán) ，在吸水蒸騰的作 用過(guò)程中 ，蔬菜其他器官的重金屬在葉面富集。 Cr在蔬菜根部的含量為最高 ，Pb、Cd和Ni的根部 含量也僅次于蔬菜葉 ，說(shuō)明蔬菜根同樣是重金屬富 集作用明顯的器官 ，與銅陵礦區(qū)周邊蔬菜重金屬研 究 中可食部分為根類的蔬菜比果蔬類蔬菜有更 強(qiáng)的富集重金屬能力的結(jié)論一致 ，植物不同部位對(duì) 重金屬元素積累的狀況不同 ，通常是地下部分明顯 高于地上部分 ，植物根系和土壤有充分的接觸 ， 蔬菜對(duì)土壤中重金屬元素的吸收最先就是在根部 富集 ，其他地上器官的重金屬累積大多是通過(guò)根系 的傳輸 ，一般蔬菜各器官中果實(shí)的重金屬含量 最低 ，與研究區(qū)分析結(jié)果吻合 ，但不同蔬菜種類及 各器官形態(tài)差異會(huì)產(chǎn)生不同重金屬富集的表現(xiàn) ，如 研究中Cd在辣椒及Cr在茄子各器官含量中莖部 分高于根部分。 &nbsp;. &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp;果菜類蔬菜的根部富集系數(shù)和果實(shí)轉(zhuǎn)運(yùn)系數(shù) 如表所示 ，可見(jiàn)各類蔬菜對(duì)不同重金屬元素的富 集和轉(zhuǎn)運(yùn)能力存在明顯差異。從根部富集系數(shù)看 ， 蔬菜根部對(duì)土壤重金屬富集能力大小依次為Cd、 Pb 、Ni和Cr ，其中Cd的根部富集系數(shù)遠(yuǎn)大于其它 三種重金屬元素 ，茄子根富集系數(shù)最高 ，為 . ， 表明蔬菜根部對(duì)土壤中Cd吸收富集能力較強(qiáng) ，另 外茄子根對(duì)Pb的吸收能力明顯強(qiáng)于豆角和辣椒 ， Cr和Ni的富集系數(shù)差別不大。從果實(shí)轉(zhuǎn)運(yùn)系數(shù) 看 ，蔬菜果實(shí)對(duì)根部重金屬轉(zhuǎn)運(yùn)能力大小依次為 Pb 、Ni、Cd和Cr ，其中Cr的果實(shí)轉(zhuǎn)運(yùn)系數(shù)明顯低 于其他重金屬 ，說(shuō)明果實(shí)對(duì)蔬菜根中Cr的轉(zhuǎn)運(yùn)能 力較弱。茄子果實(shí)對(duì)各種重金屬的轉(zhuǎn)運(yùn)系數(shù)都遠(yuǎn) 大于豆角和辣椒 ，對(duì)Pb、Cd和Ni的轉(zhuǎn)運(yùn)系數(shù)分別 達(dá)到了.、.和 . ，豆角果實(shí)的轉(zhuǎn)運(yùn)系 數(shù)普遍較低。 &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp;TherootEnrichmentandfruittransfercoefficientsofheavymetalinfruitvegetable 元素 Elements BCFr TFf 豆角 Vignaunguiculata 茄子 SolanummelongenaL 辣椒 Capsicumannuum 豆角 Vignaunguiculata 茄子 SolanummelongenaL 辣椒 Capsicumannuum Pb a W . W M . N D . 覡 . 覡 覡 . 覡 覡 . Cd a W . W M . N D . 覡 . 覡 覡 . 覡 覡 . Cr a W . W M . N D . 覡 . 覡 覡 . 覡 覡 . Ni a W . W M . N D . 覡 . 覡 覡 . 覡 覡 . 從蔬菜生理學(xué)特征分析 ，茄子和辣椒的植株高度都 較低 ，高度一般不超過(guò)m ，豆角是蔓生型作物 ，莖 蔓長(zhǎng)度可以達(dá)到 m以上 ，豆角從根系到果實(shí)的 轉(zhuǎn)運(yùn)距離更長(zhǎng) ，使得豆角果實(shí)轉(zhuǎn)運(yùn)系數(shù)明顯低于茄 子和辣椒 。辣椒屬于淺根系作物 ，根系發(fā)育較弱 ， 也使其抗旱能力弱 ，而茄子根系發(fā)達(dá) ，根深可達(dá) mm ，橫向伸展可達(dá) mm ，根系吸收能力強(qiáng) ， 這種特性解釋了茄子的重金屬富集 、轉(zhuǎn)運(yùn)的整體能 力強(qiáng)于辣椒和豆角。 &nbsp;. &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp;煤礦區(qū)菜地土壤和蔬菜果實(shí)部分的污染指數(shù) 如表所示 ，土壤的綜合污染指數(shù)為 . ，為中 山西農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版） 污染等級(jí)水平 ，其中Cd的單項(xiàng)污染指數(shù)達(dá)到重污 染水平 ，Cr和Ni的單項(xiàng)污染指數(shù)為輕污染水平 ， 土壤Pb處于安全水平。蔬菜果實(shí)的評(píng)價(jià)結(jié)果存 在明顯差異 ，茄子的綜合污染指數(shù)最高 ，達(dá)到重污 染水平 ，單項(xiàng)污染因子除Cr外都屬輕污染及以上 級(jí)別 ，Pd的單項(xiàng)污染指數(shù)屬重污染 ；豆角和辣椒的 綜合污染指數(shù)分別為 .和 . ，分屬輕污染 和中污染等級(jí) ，兩種蔬菜的單因子污染指數(shù)情況相 似 ，Cd和Cr處于安全水平 ，Ni的單項(xiàng)污染指數(shù)都 為輕污染等級(jí) ，Pd的單因子污染指數(shù)有一定差別 ， 分屬中污染和中污染等級(jí) 。 &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; Heavymetalpollutionindexinsoilandfruitvege- tablearoundcoalminingarea Pi Pb Cd Cr Ni P綜 菜地土壤 覡 M . W M . 熱 覡 . 9/ . 槝 . 豆角果實(shí) 覡 M . W M . 熱 覡 . 9/ . 槝 . 茄子果實(shí) 覡 M . W M . 熱 覡 . 9/ . 槝 . 辣椒果實(shí) 覡 M . W M . 熱 覡 . 9/ . 槝 . 菜地土壤和蔬菜單項(xiàng)因子污染水平并不完全一致 ， 尤其Pb的污染水平出現(xiàn)了完全不同的結(jié)果 ，在土 壤中處于安全等級(jí) ，在蔬菜中卻出現(xiàn)了較高等級(jí)的 污染水平 ，分析存在兩種可能 ，一是果菜類蔬菜對(duì) 土壤中Pb的吸收轉(zhuǎn)運(yùn)能力很強(qiáng) ，帶來(lái)果實(shí)中Pb 的高富集 ，二是蔬菜果實(shí)中的Pb并不主要來(lái)源于 土壤 ，與上述分析蔬菜葉中重金屬含量較高原因類 似 ，通過(guò)大氣環(huán)境吸收或蔬菜其他器官轉(zhuǎn)運(yùn)。 &nbsp;. &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; 根據(jù)公式（）和（）計(jì)算通過(guò)蔬菜進(jìn)入人體的 重金屬平均日攝入量（ &nbsp; &nbsp; ）和重金屬暴露風(fēng)險(xiǎn)指 數(shù)（ &nbsp; &nbsp;）如表所示 ，蔬菜的各重金屬含量計(jì)算時(shí) 采用三類蔬菜可食部分的平均值 ，重金屬平均日攝 入量從大到小依次為Ni Pb Cr Cd。蔬菜不 同重金屬的健康風(fēng)險(xiǎn)存在差異 ，Cd、Cr和Ni的暴 露風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)都沒(méi)有大于 ，分別為 .、.和 . ，表明通過(guò)蔬菜攝入的這三種重金屬對(duì)人體 沒(méi)有明顯健康風(fēng)險(xiǎn) ，而Pb的暴露風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)最大 ， 為. ， &nbsp; &nbsp;值大于 表示存在健康風(fēng)險(xiǎn) ，說(shuō)明 煤礦區(qū)居民通過(guò)蔬菜攝入重金屬Pb可能給身體 健康帶來(lái)一定危害 ，茄子果實(shí)Pb含量高的表現(xiàn)尤 為突出 ，單項(xiàng)污染指數(shù)為最高 ，研究區(qū)應(yīng)考慮種植 其它果菜類蔬菜替代茄子。 &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp;Intakeandexposure risk index of heavy metal throughfruitvegetableconsumption Pb Cd Cr Ni CDIvg·kg ·d 譖 覡 . tj . &nbsp;. 覡 覡 . RfDg·kg ·d 覡 j 覡 HQv 譖 覡 . tj . &nbsp;. 覡 覡 . &nbsp; &nbsp;（）祁南煤礦區(qū)菜地土壤Cd、Cr和Ni的平均 含量明顯高于背景值 ，重金屬Pb的平均值低于背 景值 ，變異系數(shù)顯示Cr和Ni屬中等強(qiáng)度變異 ，Pb 和Cd為強(qiáng)變異 ，說(shuō)明礦區(qū)菜地土壤重金屬分布受 到礦區(qū)生產(chǎn)活動(dòng)、不同蔬菜類型生理特性等因素的 影響和干擾。 （）煤礦區(qū)果菜類蔬菜不同器官重金屬含量差 異明顯 ，蔬菜葉和根的重金屬含量明顯偏高 ，其中 Pb 、Cd和Ni在蔬菜葉中的含量為最高 ，果實(shí)的重 金屬含量最低 ，不同蔬菜種類會(huì)產(chǎn)生不同重金屬富 集的表現(xiàn)。 （）各類蔬菜對(duì)不同重金屬元素的富集和轉(zhuǎn)運(yùn) 能力存在明顯差異。蔬菜根部對(duì)土壤重金屬富集 能力大小依次為CdPbNiCr ，茄子根富集系 數(shù)最高 ，茄子根對(duì)Pb的吸收能力明顯強(qiáng)于豆角和 辣椒。蔬菜果實(shí)對(duì)根部重金屬轉(zhuǎn)運(yùn)能力大小依次 為PbNiCdCr ，茄子果實(shí)對(duì)各種重金屬的轉(zhuǎn) 運(yùn)系數(shù)都遠(yuǎn)大于豆角和辣椒。 （）煤礦區(qū)菜地土壤的綜合污染指數(shù)顯示為為 中污染等級(jí)水平。蔬菜果實(shí)綜合污染評(píng)價(jià)結(jié)</p>