汽车尾气对土壤和蔬菜中铅含量的影响.doc

汽车尾气对土壤和蔬菜中铅含量的影响
李其林1，王显军2
1. 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50 m以内）和对照区（离公路100 m以外）土壤和蔬菜铅含量的研究发现，在公路边50 m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
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1
55.316
1.720
3.1
黄南2
53.696
1.810
3.4
黄南3
70.244
0090
0.1
黄南4
47.804
4.090
8.6
黄南5
33.428
8.875
26.5
歌中1
37.160
1.950
5.2
歌中2
45.500
6.970
15.3
歌中3
52.580
8.830
16.8
歌中4
44.372
5.900
13.3
歌中5
40.760
9.945
24.4
歌中6
51.320
1.860
3.6
歌中7
42.716
0.185
0.4
歌中8
36.476
0.650
1.8
歌中9
41.600
0.465
1.1
对照区
黄南1

29.670
1.320
4.4
黄南2
26.255
0.075
0.3
黄南3
30.580
0.098
0.3
歌中1
35.890
1.256
3.5
歌中2
33.535
1.305
3.9
歌中3
34.650
0.998
2.9
歌中4
36.500
1.016
2.8
歌中5
38.805
1.428
3.7
歌中6
37.350
1.210
3.2

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200~500 mg/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100 mg/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50 m内的污染区和100 m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（0~20 cm），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20.000 g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2.000 g，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46.641 mg/kg、3.810 mg/kg，而对照区则为33.693 mg/kg、0.967 mg/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~ 0.193 mg/kg，平均值为0.114 mg/kg；干蔬菜中铅的质量分数范围为0.320~2.956 mg/kg，平均值为1.676 mg/kg。对照区鲜蔬菜中铅的质量分数范围为0.043~0.121 mg/kg，平均值为0.081 mg/kg；干蔬菜中铅的质量分数范围为0.484~2.017 mg/kg，平均值为1.181 mg/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。
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)1 1)
w(铅)2 2)
莴笋（污染区）
0.1451
2.3390
莴笋（对照区）
0.0918
1.5196
包白菜（污染区）
0.0351
0.4690
包白菜（对照区）
0.0478
0.5538
大葱（污染区）
0.1227
1.3922
大葱（对照区）
0.0887
0.9634
1) 以蔬菜鲜质量计算；2) 以蔬菜干质量计算
2.3 不同路况下土壤和蔬菜铅污染特征
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
/(mg·kg-1)
标准差
变异系数/%
污染区
黄南公路
土壤总铅
52.098
13.315
25.6

土壤有效态铅
3.317
3.418
103.0

蔬菜鲜重铅
0.118
0.063
56.2

蔬菜干重铅
1.732
1.054
60.9
歌中公路
土壤总铅
43.609
5.585
12.8

土壤有效态铅
4.084
3.842
94.1

蔬菜鲜重铅
0.111
0.053
47.7

蔬菜干重铅
1.637
0.869
53.1
对照区
黄南公路
土壤总铅
28.835
2.280
7.9

土壤有效态铅
0.498
0.712
143.0

蔬菜鲜重铅
0.083
0.022
26.5

蔬菜干重铅
1.189
0.416
35.0
歌中公路
土壤总铅
36.122
1.885
5.2

土壤有效态铅
1.202
0.168
14.0

蔬菜鲜重铅
0.080
0.028
35.0

蔬菜干重铅
1.176
0.593
50.4

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50 m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
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)1 1)
w(铅)2 2)
污染区
黄南1
莴笋
0.169
2.956
黄南2
莴笋
0.097
1.730
黄南3
莴笋
0.176
2.933
黄南4
包白菜
0.036
0.523
黄南5
包白菜
0.049
0.673
黄南6
大葱
0.107
0.903
黄南7
大葱
0.193
2.408
歌中1
莴笋
0.170
2.533
歌中2
莴笋
0.139
2.104
歌中3
莴笋
0.139
1.682
歌中4
莴笋
0.100
2.006
歌中5
莴笋
0.137
2.372
歌中6
莴笋
0.180
2.734
歌中7
包白菜
0.030
0.320
歌中8
包白菜
0.025
0.360
歌中9
大葱
0.103
1.193
歌中10
大葱
0.088
1.065
对照区
黄南1
莴笋
0.093
1.578
黄南2
莴笋
0.082
1.407
黄南3
包白菜
0.053
0.624
黄南4
大葱
0.103
1.146
歌中1
莴笋
0.089
1.432
歌中2
莴笋
0.075
1.164
歌中3
莴笋
0.121
2.017
歌中4
包白菜
0.043
0.484
歌中5
大葱
0.074
0.781
1) 以蔬菜鲜物质量计算；2) 以蔬菜干物质量计算
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.

Influence of vehicle exhaust on the contents of Pb in soil and vegetables

LI Qi-lin1, WANG Xian-jun2
1. Chongqing Monitoring Station of Agricultural Environmental Protection, Chongqing 400020, China;
2. Chemical Industry Research Institute of Chongqing, Chongqing 400021, China

Abstract: By analyzing the contents of Pb in soil and vegetables in polluted areas (within 50 m from the highway) and in contrast areas (out of 100 m from the highway), we find the contents of Pb in soil and vegetables are affected clearly by the vehicle exhaust in the polluted areas.
Key words: lead; vegetable; soil; vehicle exhaust