汽车尾气对土壤和蔬菜中铅含量的影响

生态环境2004,13(1):[e-mail]基金项目：重庆市农业局项目（2002-17）作者简介：李其林（1971－）男，硕士，农艺师。主要研究方向为重金属污染和生态环境保护。E-mail:[e-mail]收稿日期：2003-08-14汽车尾气对土壤和蔬菜中铅含量的影响李其林1，王显军21.重庆市农业环境保护监测站，重庆400020；2.重庆市化工研究院，重庆400021摘要：通过对公路边污染区（离公路50m以内）和对照区（离公路100m以外）土壤和蔬菜铅含量的研究发现，在公路边50m以内汽车尾气明显增加了土壤和蔬菜的铅含量；T检验结果表明污染区和对照区总铅含量有显著差异，有效态铅含量则无显著差异，说明土壤总铅转化为有效态铅是一个非常复杂的过程。蔬菜铅含量随蔬菜品种的不同而有较大的差异，污染区的莴笋、大葱铅含量明显高于对照区，对照区的包白菜铅含量高于污染区，这可能与不同蔬菜品种的生理特性有关。土壤铅绝对量的增加与车速、车流量有较大的关系；车速快、车流量大，则铅含量增加明显。蔬菜铅含量的增加受车流量、车速的影响不明显。关键词：影响；铅；蔬菜；土壤；尾气中图分类号：X53文献标识码：A文章编号：1672-2175（2004）01-0017-02矿山开采、金属冶炼、汽车废气是环境中铅的主要来源。大气的铅污染源主要是汽车废气。汽油中通常加入抗爆剂四乙基铅，汽油中铅的质量浓度为200~500mg/L；虽然近年来，市面上汽油已换成无铅汽油，但在广大农村仍有不少汽车使用含铅汽油。煤燃烧产生的工业废气也是大气铅污染的一个重要来源。煤炭燃烧后灰份约占20%，其中1/3灰份排入大气中形成飘尘，这些飘尘中铅的质量分数约为100mg/kg[1]。铅在土壤环境中易积累并能通过食物链得以富集而不易被自然净化[2]。本文试图研究汽车尾气对土壤和蔬菜的铅含量的影响，为有关的污染控制提供依据。1材料与方法试验设在重庆市郊的黄南公路（黄桷桠镇—老厂—南坪镇）和歌中公路（歌乐山镇—中梁山镇）沿线，分为离公路50m内的污染区和100m外的对照区，并对之进行布点采样。黄南公路为水泥路，路况好，车流量较大；歌中公路为石子路，路况差，车流量较小。土壤样品采自耕作层（0~20cm），蔬菜样品采自上市蔬菜。土壤和蔬菜均采集混合样品。每个土壤混合样品由10个分样品组成；所有采集回来的土壤样品经自然风干后，弃去杂物，磨细，过100目筛，装瓶备用。每个蔬菜混合样品由5~10株组成；蔬菜取食用部分洗净沥干，鲜样品经粗粉碎机粉碎成颗粒状后，称取20.000g样品，直接用硝酸和高氯酸消化；干样品则在65℃的烘箱中烘干，磨细过筛后，称取2.000g，用硝酸和高氯酸消化。土壤总铅采用王水和高氯酸消化，土壤有效态铅则根据土壤pH值而采用盐酸浸提法。分析仪器采用日立Z-5000型原子吸收分光光度计[3]。2结果与讨论2.1尾气对土壤铅含量的影响由表1可知，污染区土壤有效态铅含量与总铅含量的比值范围为0.1%~26.5%，平均值为8.8%；对照区土壤有效态铅含量与总铅含量的比值范围为0.3%~4.4%，平均值为2.8%。污染区总铅质量分数和有效铅质量分数平均值分别为46.641mg/kg、3.810mg/kg，而对照区则为33.693mg/kg、0.967mg/kg。土壤有效态铅含量与总铅含量的比值变化幅度以及绝对含量大小均表现出污染区高于对照区。T检验结果显示土壤总铅含量的t值为3.816，没有落入95%的信赖区间(5.891，20.005)，说明有显著差异；有效态铅含量的t值为2.346，落入95%的信赖区间(0.323，5.362)，说明没有显著差异。污染区和对照区土壤总铅含量的显著差异，说明汽车尾气明显增加了土壤铅的含量；有效态铅含量没有显著差异，说明土壤铅转化为有效态铅是一个复杂的过程。2.2尾气对蔬菜铅含量的影响由表2可知，污染区鲜蔬菜中铅的质量分数范围为0.025~0.193mg/kg，平均值为0.114mg/kg；干蔬菜中铅的质量分数范围为0.320~2.956mg/kg，平均值为1.676mg/kg。表1土壤中铅质量分数的分析结果样点编号w(总铅)/(mg·kg-1)w(有效态铅)/(mg·kg-1)w(有效态铅)/w(总铅)/%污染区黄南155.3161.7203.1黄南253.6961.8103.4黄南370.2440.0900.1黄南447.8044.0908.6黄南533.4288.87526.5歌中137.1601.9505.2歌中245.5006.97015.3歌中352.5808.83016.8歌中444.3725.90013.3歌中540.7609.94524.4歌中651.3201.8603.6歌中742.7160.1850.4歌中836.4760.6501.8歌中941.6000.4651.1对照区黄南129.6701.3204.4黄南226.2550.0750.3黄南330.5800.0980.3歌中135.8901.2563.5歌中233.5351.3053.9歌中334.6500.9982.9歌中436.5001.0162.8歌中538.8051.4283.7歌中637.3501.2103.218生态环境第13卷第1期（2004年2月）对照区鲜蔬菜中铅的质量分数范围为0.043~0.121mg/kg，平均值为0.081mg/kg；干蔬菜中铅的质量分数范围为0.484~2.017mg/kg，平均值为1.181mg/kg。污染区鲜蔬菜和干蔬菜中铅的含量均高于对照区。T检验结果显示鲜蔬菜中铅含量的t值为1.671，没有落入95%的信赖区间(-0.008，0.073)，说明有显著差异；干蔬菜中铅含量的t值为1.497，没落入95%信赖区间(-0.187，1.177)，说明有显著差异。污染区和对照区的这种显著差异，说明汽车尾气明显地增加了蔬菜中铅的含量。2.3不同路况下土壤和蔬菜铅污染特征由表3可知，污染区黄南公路边的土壤总铅、土壤有效态铅、鲜蔬菜中的铅、干蔬菜中的铅的平均含量和变异系数均大于歌中公路边的；对照区黄南公路边的土壤总铅、有效态铅的平均含量和变异系数大于歌中公路边的，鲜蔬菜中的铅、干蔬菜中的铅的平均含量和变异系数与歌中公路边的接近。污染区黄南公路边的土壤总铅和有效态铅平均含量分别为对照区的180.7%、666.1%，歌中公路边的为对照区的120.7%、339.8%。因此，离黄南公路50m范围内的铅的污染程度远大于歌中公路边的，这同黄南公路路况好、车流量大、车速快有关。蔬菜铅含量在污染区和对照区的差异不明显，说明蔬菜铅含量既来自大气，也来自土壤吸附。此外，这种情况与蔬菜生长季节短也有较大的关系。2.4污染区和对照区同品种蔬菜铅污染特征由表4可知，同品种的蔬菜的铅含量受汽车尾气污染程度的不同而有差异。污染区莴笋、大葱的铅含量明显大于对照区的，但污染区包白菜的铅含量却小于对照区的。这可能与包白菜的生理特性有关，包白菜的形状为包裹状，受大气影响时间短、面积小。参考文献：[1]廖自基.环境中微量重金属元素的污染危害与迁移转化[M].北京:科学出版社,1989:70-73.[2]曹立新,李惕川,刘莹,等.公路边土壤和水稻中铅的分布、累积及临界含量[J].环境科学,1995,16(6):66-68.[3]鲁如坤.土壤农业化学分析方法[M].北京:中国农业科技出版社,2000:474-489.InfluenceofvehicleexhaustonthecontentsofPbinsoilandvegetablesLIQi-lin1,WANGXian-jun21.ChongqingMonitoringStationofAgriculturalEnvironmentalProtection,Chongqing400020,China;2.ChemicalIndustryResearchInstituteofChongqing,Chongqing400021,ChinaAbstract:ByanalyzingthecontentsofPbinsoilandvegetablesinpollutedareas(within50mfromthehighway)andincontrastareas(outof100mfromthehighway),wefindthecontentsofPbinsoilandvegetablesareaffectedclearlybythevehicleexhaustinthepollutedareas.Keywords:lead;vegetable;soil;vehicleexhaust表4污染区和对照区蔬菜中铅质量分数比较mg·kg-1项目w(铅)11)w(铅)22)莴笋（污染区）0.14512.3390莴笋（对照区）0.09181.5196包白菜（污染区）0.03510.4690包白菜（对照区）0.04780.5538大葱（污染区）0.12271.3922大葱（对照区）0.08870.96341)以蔬菜鲜质量计算；2)以蔬菜干质量计算表3不同路况下土壤和蔬菜中铅质量分数比较采样地点测定项目w/(mg·kg-1)标准差变异系数/%污染区黄南公路土壤总铅52.09813.31525.6土壤有效态铅3.3173.418103.0蔬菜鲜重铅0.1180.06356.2蔬菜干重铅1.7321.05460.9歌中公路土壤总铅43.6095.58512.8土壤有效态铅4.0843.84294.1蔬菜鲜重铅0.1110.05347.7蔬菜干重铅1.6370.86953.1对照区黄南公路土壤总铅28.8352.2807.9土壤有效态铅0.4980.712143.0蔬菜鲜重铅0.0830.02226.5蔬菜干重铅1.1890.41635.0歌中公路土壤总铅36.1221.8855.2土壤有效态铅1.2020.16814.0蔬菜鲜重铅0.0800.02835.0蔬菜干重铅1.1760.59350.4表2蔬菜中铅质量分数的分析结果mg·kg-1样点编号蔬菜名称w(铅)11)w(铅)22)污染区黄南1莴笋0.1692.956黄南2莴笋0.0971.730黄南3莴笋0.1762.933黄南4包白菜0.0360.523黄南5包白菜0.0490.673黄南6大葱0.1070.903黄南7大葱0.1932.408歌中1莴笋0.1702.533歌中2莴笋0.1392.104歌中3莴笋0.1391.682歌中4莴笋0.1002.006歌中5莴笋0.1372.372歌中6莴笋0.1802.734歌中7包白菜0.0300.320歌中8包白菜0.0250.360歌中9大葱0.1031.193歌中10大葱0.0881.065对照区黄南1莴笋0.0931.578黄南2莴笋0.0821.407黄南3包白菜0.0530.624黄南4大葱0.1031.146歌中1莴笋0.0891.432歌中2莴笋0.0751.164歌中3莴笋0.1212.017歌中4包白菜0.0430.484歌中5大葱0.0740.7811)以蔬菜鲜物质量计算；2)以蔬菜干物质量计算