城市屋頂種植蔬菜重金屬風險探討

胡 偉，李伯鈞，邱樂豐，鄭錫良，龍文莉，陳百如，湯 勇*

(1.浙江省農業科學院浙江省創意農業工程技術研究中心，浙江杭州 310021;2.蕭山區農業技術推廣中心，浙江杭州 311203)

隨著屋頂農業在各地逐步推廣，其節能減排、美化環境、凈化空氣等作用越來越受到社會的關注。屋頂菜園作為屋頂農業的主要形式，還具有豐富城市“菜籃子”和滿足城市居民的個性化蔬菜需求的作用［1-5］。然而工業化和城市化的快速發展使許多地方的屋頂菜園暴露于城市污染環境中，危害種植蔬菜的質量安全。農業生產系統中重金屬來源復雜，既可來自于種植土壤、施用肥料和灌溉水源［6-7］，也可來自工業活動和汽車尾氣排放［8］。當前對于城市化導致蔬菜基地蔬菜生產重金屬污染風險已有較多研究，但這些研究大多集中于陸地蔬菜基地［9-11］，對于屋頂菜園這樣獨特的城區小尺度蔬菜種植系統的重金屬污染風險研究，國內外鮮見報道。

本文以杭州市為例，研究在市區內不同地點屋頂種植蔬菜的重金屬含量，通過與杭州市區主要蔬菜基地蔬菜中重金屬含量和國家蔬菜重金屬污染限量指標進行比較，評估城市屋頂種植蔬菜的重金屬污染風險，并分析潛在的重金屬污染來源，對防止屋頂種植蔬菜重金屬污染和保障人體健康具有重要的意義。

1 材料與方法

1.1 采樣地概況

采樣地1在杭州市石橋路143號，金禾家苑居民小區7幢屋頂菜園。該區域東側距離石橋路和秋實高架路150 m，南側距離德勝路和德勝高架路300 m，兩側道路均為杭州市交通主干道，日均通行汽車流量為12萬輛左右。該屋頂菜園位于大樓6層屋頂，高度與高架路面齊平，于2012年建成。

采樣地2在杭州市望江路與沙地路交叉口，望江家園東園37幢屋頂菜園。該區域東側距離錢江路160 m，西側距離秋濤路350 m，北側距離婺江路460 m，南側距離望江東路150 m，位于4條道路合圍之中。其中，秋濤路是杭州市南北交通主干道，日均通行汽車流量為10萬輛左右。該屋頂菜園位于大樓15層屋頂，于2014年初建成。

采樣地3在杭州市教工路208號，銀馬公寓1幢屋頂菜園。該區域北、西兩側分別距離文一路和教工路250 m和50 m，這兩條道路均為杭州市交通主干道，日均通行汽車流量為10萬輛左右。該屋頂菜園位于大樓30層屋頂，于2014年初建成。

以上3個采樣地均采用杭州樂成屋頂綠化工程有限公司配制的營養土作為基質進行蔬菜栽培，使用肥料為中鹽安徽“紅四方”復合肥、腐熟廚房垃圾和油菜籽餅，灌溉水源為自來水或凈化處理后的生活廢水。所有蔬菜于每年4月中旬播種或移栽，6月中旬收獲。

1.2 采樣方法

于2014年6月上旬選取上述3個樣本地屋頂作物中典型的葉菜類蔬菜和茄果類蔬菜等進行采集(表1)，共獲得14個樣品。

表1 采集樣品的蔬菜種類分布

樣品采集部位均為蔬菜的可食部分。葉菜類蔬菜去掉明顯腐爛和萎蔫部分，茄果類蔬菜取除去果梗后的整個果實，釆集量均為8～10個個體，同時注意采集樣品在空間分布上的均勻性。樣品采集的質量均不少于1 kg。

1.3 分析方法

蔬菜樣品先在含少量洗潔精的水中清洗，然后用自來水沖洗2～3次，去除附著的灰塵及其他污染物后，再用去離子水沖洗2～3次。清洗后的蔬菜樣品先在100℃下殺青30 min，再在50℃下烘干至恒質量，粉碎過0.25 mm塑料篩，然后樣品用高氯酸消化法消化，用石墨爐-原子吸收光譜法測定As，Cr，Cd和Pb含量，用原子熒光光度計法測定 Hg含量［12］。

2 結果與分析

2.1 屋頂種植蔬菜的重金屬含量

由表2可知，參照國家蔬菜重金屬污染限量指標 (GB 2762—2012)，采集的14個蔬菜樣本的Hg，As，Pb，Cd和Cr含量均遠低于污染限量指標，其中Hg，As，Cd和Cr的平均值都在污染限量指標的10%以下，Pb的含量略高，但也僅為污染限量指標的28%。說明本研究中屋頂種植蔬菜不存在Hg，As，Pb，Cd和Cr的污染風險。

表2 屋頂種植蔬菜樣品重金屬含量檢測結果

2.2 屋頂與陸地種植蔬菜的重金屬含量比較

通過文獻查詢［13］，獲得杭州市區主要蔬菜基地蔬菜中重金屬含量監測分析結果，并與本研究中屋頂種植蔬菜的重金屬含量進行對比 (表3)。

表3 不同采樣地蔬菜重金屬含量比較

由表3可知，杭州市區陸地蔬菜基地種植的蔬菜中Hg，Pb，Cd和Cr含量均大幅高于屋頂種植蔬菜，尤其是陸地蔬菜基地種植的葉菜類蔬菜中的Pb含量已超出0.1 mg·kg-1的蔬菜Pb污染限量指標的37%，反映了杭州市區陸地蔬菜基地Pb污染的普遍性，而屋頂種植蔬菜則更為安全可靠。

相關研究表明，植物吸收的重金屬元素絕大部分來自栽培基質、肥料與水源，僅有極少量直接來自空氣［8］。蔬菜基地大部分靠近城市郊區，受工業、交通和污水灌溉等人為因素影響較大［14］，且部分菜農安全意識淡薄，為了提高蔬菜產量而大量使用化肥農藥［15］，導致蔬菜基地土壤中重金屬含量超標，從而使生長在這些污染土壤中的蔬菜存在重金屬污染風險。而屋頂蔬菜的種植者和消費者都為小區居民，具有較高的安全意識，種植基質、肥源和水源的可控性和安全性更高。雖然屋頂菜園位于城市中心地區，受空氣污染影響較大，但是隨著我國對空氣污染治理的重視和汽油質量的提高，城市空氣中重金屬元素含量極微，含有重金屬元素的微粒因質量偏重而沉積于近地面，對位于高處的屋頂菜園影響不大。

不同種類蔬菜中同種重金屬的含量差異較大，無論是屋頂菜園還是陸地蔬菜基地種植的葉菜類蔬菜中Hg，As，Pb，Cd和Cr檢測值均高于茄果類蔬菜，表明葉菜類蔬菜對重金屬的吸收富集能力要強于茄果類蔬菜。其他類似研究［13，15］結果說明，不同種類蔬菜的遺傳學、形態學和解剖學特征或離子運輸機制的生理學特性的不同導致了對土壤重金屬元素的吸收效應存在一定差異。

3 小結

通過調查研究及測定結果表明，杭州市城市屋頂種植蔬菜中Hg，As，Pb，Cd和Cr含量均遠低于國家蔬菜重金屬污染限量指標，不存在重金屬污染風險，可見城市屋頂種植蔬菜是安全的。對比杭州市區主要蔬菜基地種植的蔬菜表明，城市屋頂種植蔬菜中重金屬含量更低，這與屋頂種植蔬菜的栽培基質、肥料與水源比陸地蔬菜基地安全性更高有關，而城市空氣污染對屋頂種植蔬菜重金屬污染風險影響不大。

［1］ 李伯鈞，孫崇波，戚行江，等.屋頂造地農業利用可行性研究初報［J］.浙江農業學報，2012，24(3):449-454.

［2］ 李伯鈞，劉小麗，楊佩珍，等.屋頂農業與城市新菜籃子工程探討［J］.浙江農業科學，2012(5):643-648.

［3］ 李伯鈞，劉小麗，楊佩珍，等.屋頂菜籃子工程實施意義與發展前景［J］.中國園藝文摘，2012(9):33-35.

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