我国蔬菜重金属污染现状及研究进展

摘要目前蔬菜重金属污染日益严重，通过对我国蔬菜重金属污染的现状、危害、来源及研究进展等方面的论述，探讨了蔬菜重金属污染的治理措施，为下一步开展蔬菜重金属污染控制研究提供参考。

关键词蔬菜；重金属；污染；研究进展

中图分类号S181.3文献标识码A文章编号0517-6611（2015）06-255-03

重金属是密度大于5.0 g/cm3的一组金属元素，包括镉（Cd）、汞（Hg）、铅（Pb）、铬（Cr）、钡（Ba）等40多种。一般也包括As等毒性显著的类金属元素。这些元素能够在生态系统中迁移转化，对自然环境及人体健康造成危害，是重要的环境污染物之一。

蔬菜是人们日常生活中不可缺少的食物之一，为人体提供了多种矿物质和维生素，其质量的优劣直接关系到我国的“菜篮子”安全及人们的身体健康。但是随着现代工农业的发展，自然环境的恶化，工业“三废”的不合理排放，农药、化肥的不合理使用等，使得蔬菜及土壤重金属污染日益严重。并且重金属污染具有潜伏性、长期性、累积性、地域性、多样性、不可逆性、难治理性及后果严重性等特点，可通过食物链传递进入人体，危害人类身体健康。因此，研究蔬菜重金属污染已迫在眉睫，应引起高度重视。

1我国蔬菜重金属污染现状

近年来，UNDP、FAD及 WHO 等国际组织把蔬菜等食品中重金属污染作为全球食品污染监测计划中的重要项目之一[1]。我国北京、上海、广州、天津、南京、西安、深圳、长沙、郑州、洛阳、成都、重庆等地也都相继开展了蔬菜及土壤重金属污染状况调查研究工作，了解了我国蔬菜重金属污染的基本情况[2]。

中国科学院地理研究所的调查表明，北京市生产的蔬菜有30%重金属含量超标[3]。周艺敏等[4]检测了天津市郊4种蔬菜36个样品，结果表明重金属的检出率为100%，镉超标率为40%。王艳莉等[5]检测了南京市区940个蔬菜样品，发现叶菜类蔬菜重金属污染较重，豆类蔬菜含汞量最高超标12.4倍。李桂丽等[6]调查发现，西安市蔬菜Pb污染普遍，超标率为775%；Hg和Cr只在个别蔬菜中出现污染，超标率分别为 10%和 2.5%。李海华等[7]研究发现，郑州市近郊蔬菜重金属污染指数大部分高于3.0，污染比较严重。马瑾等[8]报道Pb是东莞市蔬菜重金属污染的主要元素，叶菜类蔬菜中 Pb 超标率最高，为20.9%；其次是 Cd 和 Hg，超标率分别为11.6%和 2.3%。秦文淑等[9-10]检测了广州市城区主要蔬菜市场12种蔬菜36个样品中重金属的含量，发现Cr、Pb、Cd是主要污染元素，其超标率分别为 38.9%、222%、13.9%。冯玉兰等[11]研究发现，兰州市8种蔬菜中，仅有韭菜中的Pb含量超标，其他蔬菜重金属含量均未超标，兰州市蔬菜重金属污染较轻。韦伟等[12]研究表明，贵州省清镇市蔬菜中，Cr、As、Cd、Pb、Hg均出现超标，其中Cd、Pb、Hg超标严重。据福建省农村环保能源总站调查发现，土壤Cd含量最低为0.83 mg/kg，最高为26.61 mg/kg，严重超出国家标准0.3 mg/kg[13]。王辉等[14]调查发现，Pb是洛阳市蔬菜重金属污染的主要元素，其超标率为36.3%。罗晓梅等[15]等研究表明，镉是成都地区蔬菜中的主要污染元素，在检测的9种蔬菜152个样品中，镉的超标率为29.4%，最高超标5.6倍。据报道环鄱阳湖区叶菜类蔬菜重金属含量超标率在 50%以上，其中白菜受Pb污染最为严重，超标率高达 85.2%，当地蔬菜重金属污染较为严重[16]。沈彤等[17]调查发现，长沙地区蔬菜中，Pb、Cd 污染严重，超标率分别为 60%和 51%。

2重金属污染的危害

重金属污染是当今全球面临的一个严重的环境问题，在所有的污染元素中，镉以蓄积能力强、危害性大成为最受关注的对象之一。镉是蔬菜重金属污染的主要来源之一，它能够影响细胞膜的通透性、抑制电子转运、影响叶绿素含量、降低光合作用、伤害细胞系统，从而影响蔬菜生长发育和食用安全性。当镉进入人体时，可损害血管，导致组织缺血，引起许多系统的损伤；镉还可损害骨骼，干扰骨细胞钙化、减少肠道对钙的吸收、抑制胶原代谢，以引起骨代谢紊乱和骨质疏松。20世纪60年代，发生在日本的“痛痛病”就是因为人体中镉含量过多引起的，其特征就是骨软化和骨质疏松。此外镉还有致癌致畸致突变作用，对人体危害极大。

汞及其许多化合物对人体产生的毒性极大，其污染的特点是浓度低、范围广。对人体的神经系统、肾脏系统、免疫系统、肝脏等可产生严重的损害。当人因为饮用或食用受重金属汞污染的水和食物，体内重金属汞蓄积过多时，便会出现各种病症。举世震惊的日本“水俣病”，就是由于人长期食用受甲基汞毒害的鱼类而引起的中枢神经中毒症。这种症状开始表现为口齿不清、面部痴呆、全身麻木、运动失调，最后精神失常，身体弯曲至死亡。

铅是人们日常生活中最容易接触的重金属元素，一旦进入人体将很难排除，能直接伤害人的脑细胞，特别是胎儿的神经系统。可造成先天智力低下，对老年人则会造成痴呆。人体吸入过多铅会危害人的神经系统和呼吸系统，导致不同程度的铅中毒，临床特点为剧烈的腹绞痛、贫血、中毒性肝病、中毒性肾病、多发性周围神经病。表现为头晕、全身无力、肌肉关节酸痛、不能进食、便秘或腹泻、肝脏肿大、肝区压痛、黄疸、血压升高等症状。

铬是一种蓝白色多价金属元素，常见的有二价铬、三价铬和六价铬。铬的过量摄入对人体危害非常大，其毒性与存在的价态有关。如果人长期大量地摄入三价铬，容易得一些慢性的氧化性疾病，比如糖尿病、高血压这一类的疾病；由于抗氧化系统受到了损伤，又容易发生肿瘤等这种异常增生的疾病。与三价铬相比，六价铬毒性比三价铬大100倍；此外六价铬还具有强氧化性和腐蚀性，可通过多种途径进入人体，引起呼吸系统、消化系统、泌尿系统、生殖系统等多个系统器官的损伤。

由此可见，重金属对人体健康危害十分严重，并且其污染一旦出现将很难逆转，治理起来将有很大难度。

3蔬菜重金属污染的来源

3.1工业污染源工业污染源主要是点源污染，是由印染、采矿、纺织、冶炼、电镀、燃煤等工业的“三废”排放，导致水或土壤中重金属含量过高，造成生态环境恶化[18]。钟晓兰等[19]调查发现长江三角洲地区土壤Cd 污染严重，冶金电镀区以及化工区土壤中Cd、Cu、Ni、Pb、Co、Cr等重金属有效态很高。在沈阳张士灌区，由于污水灌溉历史悠久，灌溉水质不符合标准，造成菜地土壤Cd、Hg重金属污染[20]。通过对南京市典型工业区附近土壤污染状况调查研究，发现该区域已出现Cu、Zn、Pb、Cd、Hg 和 As 等重金属（类金属）污染，表明土壤重金属的富集与相关企业密切相关[21]。

3.2农业及交通业污染源农药、化肥等农用化学品的不合理使用，均可能导致土壤重金属污染。硝酸铵、磷酸铵、复合肥中含有砷，磷肥含有镉，过量施用化肥可造成蔬菜及土壤重金属污染。此外，个别农药在其组分中含有Pb、Cd、Cu、Hg等重金属，如甲胺磷、波尔多液等，都将导致土壤中重金属元素的积累。

交通运输业的快速发展，产生大量的汽车尾气，也是土壤重金属污染原因之一。卢德亮等[22]认为机动车尾气的排放以及轮胎橡胶的磨损是造成哈尔滨市区土壤重金属污染的主要来源之一。李波等[23]调查表明，沪宁高速公路两侧土壤中污染元素主要有 Cu、Pb、Zn，其污染的原因是交通运输过程中产生大量的有害气体和粉尘。吴长年等[24]、李波等[25]报道，宁连高速公路两侧200 m范围内的土壤和小麦均受到不同程度的重金属污染，其中检测的小麦籽粒中Pb含量超标严重，最高超标 3.5 倍。

4蔬菜重金属污染的防治措施

如今，蔬菜重金属污染日趋严重，其污染原因主要是土壤污染。2014年政府工作报告首次明确提出要实施“土壤修复工程”，4月份通过的《环境保护法》修订案又增加了土壤修复的内容，足见我国对土壤污染的高度重视。鉴于目前蔬菜重金属污染的复杂性和难治理性，有关如何预防和控制蔬菜重金属污染的研究已成为当前热点，在综合前人研究的基础上，归纳出以下几种防治措施。

4.1化学修复措施主要是施用土壤改良剂。即在受重金属污染的土壤中施加生石灰、碳酸钙、硅酸钙、沸石等石灰性物质来增加土壤有机质和粘粒的含量，提高土壤pH和导电率，从而降低重金属的生物有效性。黄敏等[26]研究表明，草炭可以有效地降低土壤中Cd的有效态，从而提高其有机结合态比例。熊亚红等[27]调查表明，熟石灰、花生壳粉、草木灰等混合物能有效降低重金属对油菜和玉米的毒害作用。雷鸣等[28]通过野外稻田试验研究发现，硅肥不仅能降低水稻对Cd的吸收，而且对水稻的生长发育具有良好的促进作用。化学修复属于原位修复，该措施操作简单，投放方式简便易行，适合大面积地区施用，但只限于我国南方酸性土壤，并不适合在碱性土壤和As污染环境中施用，因为As在碱性土壤中趋于释放。

4.2物理修复措施主要有电动修复和电热修复等。前者是通过电化学和电动力学的复合作用（电泳、电渗、电迁移等），使土壤中的重金属离子和无机离子向电极区运输、集聚，然后进行集中处理或分离；后者是利用高频电压产生的电磁波和热能对土壤进行加热，使污染物从土壤颗粒内解吸并分离出来，从而达到修复的目的。两种方法都是原位修复技术，修复速度快，但是操作复杂，成本较高。

4.3工程修复措施主要包括客土、换土、翻耕等措施。客土是指在受污染的土壤上覆盖一层净土；换土是挖走污染较重的土壤换上新土；翻耕则是把污染较轻的下层翻至上层。这几种措施虽然治理彻底、效果稳定，但是操作复杂、费用较高，且容易破坏土壤原有的结构，引起土壤肥力下降，所以通常只用于污染较重的土壤。

4.4生物修复是指利用微生物、植物和其他生物来吸收、富集或降解土壤中的重金属元素，以达到净化土壤的目的。主要包括植物修复和微生物修复两方面。有研究表明，三叶鬼针草、籽粒苋、商陆、印度芥菜、龙葵、日本鹰爪木[29]，以及油菜、野茼蒿、球果蔊菜、壶瓶碎米荠等[30-33]是积累Cd的最有效的植物。田伟莉等[34]发现白三叶、黑麦草这两种牧草对减少土壤重金属含量有一定效果。陈同斌等[35]发现蜈蚣草对As富集能力较强，在工程应用中具有较高的实际应用价值。目前，植物修复技术因其具有经济环保，效果明显等优点受到广泛重视，正成为世界环境修复技术中的一个前沿领域。

5研究展望

目前，国内外很多城市都存在蔬菜及土壤重金属污染问题，尤其是在工业发达和人口密集的城市，重金属污染问题尤为突出。因此，系统、全面地开展土壤重金属污染的调查和研究，制定合理、有效的防治措施，降低和控制蔬菜及土壤重金属污染已十分必要。以下几方面将是我国蔬菜重金属污染控制研究的重点。

5.1系统全面地开展蔬菜重金属污染的调查研究工作虽然我国对蔬菜重金属污染早有研究，但目前仍处于起步阶段，资料还很不完善，技术还不够成熟，所以需要系统全面地开展蔬菜重金属污染的调查与研究，可以结合现在的高科技手段，积极采取措施严格控制蔬菜重金属污染。

5.2优化产业结构，控制污染物的排放高投入、高消耗、高排放的粗放型产业结构加剧了土壤重金属的污染。严格控制工业“三废”排放，促进产业结构从粗放型向集约型转变，加大淘汰落后产能、节能减排等工作力度，促进全产业链整体升级，以便预防和控制蔬菜重金属污染。

5.3加强多学科协作与渗透虽然目前预防和控制蔬菜及土壤重金属污染的方法有很多，但大多数方法都仅限于单独使用，其效果往往并不是很理想；推动蔬菜及土壤重金属污染控制，加强多学科协作与渗透显得尤为重要，若能将这些单一措施配合使用，将会大大提高对蔬菜重金属污染的控制效果。

参考文献

[1] 覃志英，黄兆勇，陈广林，等.食品重金属污染的研究进展[J].广西预防医学，2003，50（9）：5-8.

[2] 王小骊，张永志，王钢军，等.蔬菜中有害元素污染研究进展[J].浙江农业学报，2004，16（5）：259-262.

[3] 周东美，郝秀珍，薛艳，等.污染土壤的修复技术研究进展[J].生态环境，2004，13（2）：234-242.

[4] 周艺敏，张金盛.天津市园田土壤和几种蔬菜中重金属含量状况的调查研究[J].农业环境保护，1990，9（6）：30-34.

[5] 王艳莉，谢国祥，郭宝福，等.南京市售蔬菜重金属污染状况及对人体健康风险分析[J].现代预防医学，2014，41（12）：2148-2150.

[6] 李桂丽，苏红霞，段敏，等.西安市蔬菜中重金属污染分析评价[J].西北植物学报，2008，28（9）：1904-1909.

[7] 李海华，张杰，申灿杰.郑州市近郊土壤和蔬菜中重金属污染状况调查与评价[J].生态环境，2007，13（1）：90-92.

[8] 马 瑾，万洪富，杨国义，等.东莞市蔬菜重金属污染状况研究[J].生态环境 2006，15（2）：319-322.

[9] 秦文淑，邹晓锦，仇荣亮.广州市蔬菜重金属污染现状及对人体健康风险分析[J].农业环境科学学报，2008，27（4）：1638-1642.

[10] 秦文淑.广州城区居民食用蔬菜重金属含量现状分析[J].广东轻工职业技术学院学报，2010，9（4）：17-21.

[11] 冯玉兰，周静.兰州市部分蔬菜重金属含量及健康风险评价[J].西北民族大学学报，2013，34（2）：76-80.

[12] 韦伟，金琳山.不同蔬菜的重金属污染评价与特征分析[J].长江蔬菜，2014，14（14）：55-57.

[13] 黄金煌，王果.蔬菜对土壤镉富集能力的研究[J].福建农业科技，2001，12（3）：17-18.

[14] 王辉，王宜娟，黎星辉，等.洛阳市蔬菜基地土壤重金属含量对蔬菜安全性的影响[J].食品科学，2010，31（29）：369-372.

[15] 罗晓梅，张义容，杨定清.成都地区蔬菜中重金属污染分析与评价[J].四川环境，2003，22（2）：49-51.

[16] 刘尧兰，陈焕晟，蒋建华，等.环鄱阳湖区部分叶菜类蔬菜重金属污染评价与来源分析[J].安徽农业科学，2011，39（20）：12310-12312，12314.

[17] 沈彤，刘明月，贾来，等.长沙地区蔬菜重金属污染初探[J].湖南农业大学学报：自然科学版，2005，31（1）：87-90.

[18] 许延娜，牛明雷，张晓云.我国重金属污染来源及污染现状概述[J].资源节约与环保，2013（2）：55.

[19] 钟晓兰，周生路，李江涛，等.长江三角洲地区土壤重金属生物有效性的研究[J].土壤学报，2008，45（2）：240-248.

[20] 张勇.沈阳郊区土壤及农产品重金属污染的现状评价[J].土壤通报，2001，32（4）：182-186.

[21] 张孝飞，林玉锁，俞飞，等.城市典型工业区土壤重金属污染状况研究[J].长江流域资源与环境，2005，14（4）：512-515.

[22] 卢德亮，乔璐，陈立新，等.哈尔滨市区绿地土壤重金属污染特征及植物富集[J].林业科学，2012，48（8）：16-24.

[23] 李波，林玉锁，张孝飞，等.沪宁高速公路两侧土壤和小麦重金属污染状况[J].农村生态环境，2005，21（3）：50-53，57.

[24] 吴长年，王勇，赵磊，等.沪宁高速公路（镇江段）重金属污染的形态特征[J].环境化学，2004，23（4）：465-466.

[25] 李波，林玉锁，张孝飞，等.宁连高速公路两侧土壤和农产品中重金属污染的研究[J].农业环境科学学报，2005，24（2）：266-269.

[26] 黄敏，周开来，杨海舟，等.草炭对 Cd2+的吸附及其用于Cd污染土壤修复的实验研究[J].环境污染与防治，2014，36（4）：22-26.

[27] 熊亚红，冯梦龙，傅麒臻，等.一种重金属污染土壤改良剂的研究[J].安徽农业科学，2013，41（10）：4362-4364.

[28] 雷鸣，唐贞，杨仁斌，等.改良剂修复 Cd 污染稻田的研究[C].第五届全国农业环境科学学术研讨会论文集，2013：174-180.

[29] 苏慧，魏树和，周启星.镉污染土壤的植物修复研究进展与展望[J].世界科技研究与发展，2013，35（3）：315-319.

[30] 苏德纯，黄焕忠.油菜作为超累积植物修复镉污染土壤的潜力[J].中国环境科学，2002，22（1）：48-51.

[31] 李云，张世熔，张少卿，等.野茼蒿对镉的富集及其镉耐性[J].农业环境科学学报，2012，31（7）：1296-1302.

[32] 孙约兵，周启星，任丽萍.镉超富集植物球果菜对镉-砷复合污染的反应及其吸收积累特征[J].环境科学，2007，28（6）：1355-1360.

[33] 白宏锋，李晓明.超积累植物壶瓶碎米荠的镉富集[J].江苏农业学报，2012，28（1）：76-79.

[34] 田伟莉，柳丹，吴家森.动植物联合修复技术在重金属复合污染土壤修复中的应用[J].水土保持学报，2013，27（5）：188-192.

[35] 陈同斌，韦朝阳，黄泽春，等.砷超富集植物蜈蚣草及其对砷的富集特征[J].科学通报，2002，47（3）：207-210.43