沈陽市張士地區植物中重金屬污染現狀研究

辛宏斌

(錦州市環境監測中心站，錦州 121001)

1 前 言

隨著現代工農業的發展，重金屬污染問題日趨嚴重。重金屬污染，不同于其它類型污染，具有隱蔽性、長期性和不可逆轉性等特點。重金屬可直接對環境中植物和蔬菜造成污染，致使作物產量品質降低，并且在土壤中不易被淋濾，不能被微生物分解，有些重金屬元素還可以在土壤中轉化為毒性更大的有機金屬化合物。在遭受污染的土壤中種植農產品或是用遭受污染的地表水灌溉農產品，能使農產品吸收大量有毒、有害物質，由此形成土壤—植物—動物—人體之間的食物鏈，嚴重損害了人們的身體健康。

沈陽市是我國的重要工業城市，重金屬污染問題較為突出。特別是張士曾經是鎘污染嚴重地區，經過多年之后，查明該地區重金屬污染現狀，對于防治重金屬污染具有重要的現實意義。本文主要通過對沈陽市張士地區植物和蔬菜樣品中重金屬元素污染現狀進行研究，來分析該地區典型重金屬元素的污染程度，為環境預防做出積極的貢獻，為環境治理提供參考數據。

2 實驗部分

2.1 試驗材料

樣品是從該地區的農作物、未開發的草地和植物上進行采集的。如槐樹花、律草、禾本科、蓼科和錦葵科等。將采集來的新鮮植物樣品洗凈，涼干，用去離子水反復沖洗，在105℃烘干，以備用。

2.2 儀器與試劑

AAnalystAA400 型原子吸收分光光度計(美國PE 公司)。

硝酸、高氯酸均為優級純，購自國藥集團化學試劑有限公司。所有用水均為二次去離子水。

2.3 樣品預處理

將準備好的各種植物樣品，分別稱取5 克(準確到0.1mg)置于坩堝內，用1mol/L 硝酸潤濕，放入馬福爐，先在200℃炭化1 小時，隨后逐步升溫，(以50～80℃/小時速度升溫)控制在600℃繼續灰化，總灰化時間8～10h，待樣品灰化完全，取出放冷，加5mL 硝酸、2mL高氯酸，在電熱板上消化灰粉，蒸干，用1mol/L 硝酸溶解殘渣，轉入25mL 容量瓶，稀釋至刻度，以備測定銅、鉛、鎘含量。

2.4 儀器分析條件

用火焰原子吸收分光光度法直接測定植物和蔬菜樣品中的銅、鉛、鎘。AAS 測重金屬元素的分析條件詳見(表1)

2.5 標準曲線的測定

分別將配制好的鎘、銅、鉛標準樣品，放入六個100mL 容量瓶中。按其標準溶液濃度，用0.2%HNO3稀釋定容。

參數選擇分析線和調節火焰，儀器用0.2%HNO3調零，用空白樣校正后，測各組標準溶液的吸光度，按標準溶液的吸光度所對應的濃度繪制標準曲線。

表1 火焰原子吸收分光光度法測重金屬元素的分析條件

表2 鎘、銅、鉛的線性范圍

2.6 精密度的測定

以0.50mg/L 的標準溶液連續測量7 次，鎘的標準偏差為0.0133，相對標準偏差為2.6%;銅的標準偏差為0.0066，相對標準偏差為1.3%;鉛的標準偏差為0.0091，相對標準偏差為1.8%，詳見表3。

表3 鎘、銅、鉛的精密度

3 植物上重金屬元素的污染現狀

3.1 植物中重金屬元素含量

對張士未開發地區的植物進行采集，得出植物樣品中重金屬元素含量，見表4。

表4 植物樣品中重金屬元素含量

3.2 銅在不同植物上的富集

銅為常見元素，且是植物生理的必需元素。銅是植物體內許多輔酶的組成成分。所以植物體內銅的含量皆大大高于鉛和鎘的含量。分析不同植物中銅的含量，發現菊科中銅的含量最高。

3.3 鉛在不同植物上的富集

市區大氣中鉛的最大污染源是機動車的尾氣排放，占城市大氣污染總排放量的88%，其次為含鉛固體廢棄物的焚燒和工業生產。市區植物上鉛富積量的高低與大氣中鉛含量密切相關，并受土壤中鉛濃度的制約。

對沈陽市張士地區植物(經清洗處理)中鉛的含量分析發現，不同植物對鉛的富集能力存在顯著差異。在所調查的槐樹植物中，樹葉中鉛的含量明顯高于花中的鉛含量。樹葉之所以鉛的富積量明顯高于其它植物，其原因可能是:

(1)葉片為細小橢圓狀，表面粘稠，對大氣中含鉛的飄塵和粉塵具有很強的吸附能力。

(2)葉片的齡級大于其它植物。

(3)基因和生理水平的差異。

3.4 鎘在不同植物上的富集

鎘主要來源于鎘生產有關的礦業和冶金業，由于沈陽市張士地區排放鎘的污染源較少，所以環境中鎘的相對含量很低。植物內鎘的富積量同樣受大氣和土壤中鎘含量水平的制約，在所調查的8 種植物中，以菊科鎘含量最高。禾本科植物對鎘的富集能力明顯高于藜科植物。

4 蔬菜中重金屬污染狀況

4.1 蔬菜樣品重金屬含量

蔬菜是人們日常生活中不可缺少的副食品，其質量的優劣直接關系到人們的身體健康，人們對無污染蔬菜的要求越來越強烈。為了了解沈陽市張士地區蔬菜污染狀況，為生產無害蔬菜提供技術依據，現對幾種新鮮蔬菜進行環境污染調查，結果見(表5)。

表5 蔬菜樣品中重金屬元素含量

表6 蔬菜中銅、鉛、鎘的限量指標(mg/kg)

4.2 蔬菜污染程度

與沈陽郊區蔬菜中銅、鉛、鎘的背景值相比，本次調查的各種蔬菜均已受重金屬不同程度的污染。蔬菜中超標較大的元素是鉛，其次是鎘，銅無污染。

(1)五種蔬菜鉛的平均值為1.419mg/kg，為標準的4.73 倍。在隨機抽取的蔬菜中，鉛含量均有不同程度的超標，污染占所測定重金屬元素的首位。

(2)五種蔬菜中鎘的平均含量為0.137mg/kg，為標準的0.69 倍。

(3)五種蔬菜中銅的平均含量為6.197mg/kg，銅在隨機抽取的蔬菜中，其含量均在限量指標以下，未受到污染。

4.3 污染主要原因分析

造成沈陽市張士地區蔬菜中鉛超標的主要原因很可能是大氣污染。由于近年來交通運輸業快速發展，汽車尾氣排放相當嚴重，沈陽又是重工業城市，大氣中重金屬含量較高。

張士地區多年來絕大多數用渾河水灌溉，而渾河在張士地區兩段城市及工業廢水的大量排放使水受到污染，雖然，近幾年對這兩段的污水進行了處理，但并沒有徹底改善，有些蔬菜仍然使用未經處理的水進行灌溉。

4.4 防治污染措施

根據調查結果分析，合理布局蔬菜基地，蔬菜基地盡量選擇遠離公路兩側的環境優良的區域。重金屬污染防治的重點是控制鉛和鎘的污染，蔬菜中重金屬污染以輕污染為主，但個別污染物鉛等重金屬亦具有潛在的威脅，尤其是重金屬污染隨著工業和鄉鎮企業生產的不斷發展而增加，應引起重視。

5 結 論

通過對植物中重金屬元素的富集研究，在所調查的槐樹植物中，樹葉中鉛的含量明顯高于花中的鉛含量，菊科銅和鎘含量最高。通過對蔬菜樣品中重金屬元素的分析，得出蔬菜中各元素平均含量順序為Pb ＞Cu ＞Cd。