全 文 ：黔产红托竹荪基地土壤中重金属含量
及其生态危害风险评价
吴 迪 1，邓 琴 1，秦樊鑫 1，李存雄 1，罗 充 2*，吴 坤 3
（1. 贵州师范大学 贵州省山地环境信息系统与生态环境保护重点实验室，贵州 贵阳 550001；
2. 贵州师范大学，贵州 贵阳 550001；3. 贵州师范学院，贵州 贵阳 550001）
摘 要：以种植红托竹荪的基地土壤中重金属为研究对象，共采集19个基地的土壤样品，利用原子荧光法和原子吸收法测
其重金属的含量，对基地土壤中重金属的富集系数和生态危害系数以及生态危害指数进行了分析，采用了瑞典学者Lars
Hakanson潜在生态危害指数法对基地土壤中重金属的生态危害进行了评价。结果表明：土壤中铬和铅的含量较高，汞的含
量较低，其含量的大小顺序为Cr＞Pb＞As＞Cd＞Hg；镉对基地土壤生态环境已造成较强或很强的生态危害，砷、铅、铬等重
金属未对基地土壤造成生态危害。3、9、13、14和18号基地不适合作红托竹荪种植基地；1、2、7、8、12、15和16号基地符合
红托竹荪种植基地要求。
关 键 词：红托竹荪；土壤；重金属；生态危害；风险评价
中图分类号：S153 文献标识码：A 文章编号：0564-3945(2013)03-0719-04
收稿日期：2011-10-26；修订日期：2012-07-03
基金项目：贵州省社会发展攻关项目（黔科合SY[2009]3024号）、贵州省自然科学基金项目（黔科合J字[2010]2031号）和理论化学与分子模拟省部
共建教育部重点实验室开放课题基金项目（LKF1003）资助
作者简介：吴 迪（1977-），男，硕士，副教授，研究方向为环境分析化学。E-mail:wudi97@tom.com
*通讯作者：E-mail:gzluochong@sina.com
土 壤 通 报
ChineseJournalofSoilScience
第 44卷第 3期
2013年 6月
Vol .44 ,No .3
Jun . , 2013
竹荪是世界上最珍贵的食用菌之一，整个菌体显
得十分俊美、色彩鲜艳稀有珍贵，被人们称为“雪裙仙
子”、“山珍之花”、“真菌之花”、“菌中皇后。竹荪营养丰
富，香味浓郁，滋味鲜美，自古就被列为草八珍”之一[1]。
1983年，贵州科技人员开始对本地野生竹荪进行驯化
栽培；1985年驯化成功并向群众推广栽培技术。目前，
黔产红托竹荪已经占据了我国竹荪出口市场的90%以
上。国内外对竹荪研究得比较多的是它的营养价值[2]及
药用价值。竹荪中蛋白质含量20%以上，含有人体所
需的八种氨基酸[3]以及一些碳水化合物、矿物元素和
维生素。竹荪还有很高的药用价值，它含有一定量的
抗癌物质，具有防、治疗癌症的功效。例如：云南苗族
人患癌症的几率较低，与他们用竹荪与糯米一同泡水
食用有关。可以调节人体新陈代谢，降低血压，减少胆
固醇等。魏秀俭等[4]对竹荪中铁、铜、锌、硒等元素做了相
关研究，赵凯、王飞娟等研究红托竹荪菌托多糖的提取
及抗肿瘤活性，吴凡研究了红托竹荪人工栽培技术[5]，但
对其种植土壤中重金属生态影响方面的研究相对较
少。本文以黔产红托竹荪的基地土壤中的重金属为研
究对象，目的在于弄清其含量并分析其生态危害情况，
为进合理种植红托竹荪提供科学依据，为发展贵州山
区区域经济提供理论支持。
1 材料及试剂
1.1 仪器和试剂
AAnalyst 800原子吸收光谱仪，YY3 横向加热石
墨管，AS 800自动进样器；AF - 640原子荧光光谱仪；
MWS - 2微波消解系统；Human Nex Power 2000水纯
化系统；硝酸（GR），盐酸（GR），标准储备液购于国家
标准物质研究中心。
1.2 样品采集
竹荪基地土壤样品采样总体上采用网格法按照
《土壤环境质量监测技术规范》（NY/ T395 - 2000）要
求，运用全球卫星定位系统GPS定位，结合基地土地
面积大小、形状特征，梅花型布点，采集 0 ~ 20 cm表
层土壤，多个样点混合后用四分法取其1 kg左右带回
实验，样品经自然风干后磨碎过100目尼龙筛，装袋密
封备用，共采集土壤样品29个。
1.3 样品分析方法
称取风干样品0.15 g左右（精确到0.0001 g），用少
许水润湿，加入消解液（硝酸∶高氯酸 = 4∶1）15 ml，湿法
消解，用0.15%的HNO3定容至50 ml，石墨炉原子吸收
法测定Cd、Pb、Cr。称取风干样品0.15g，用少许去离子
水润湿，加消解液（王水∶水=1∶ ）10ml，微波消解，冷却
后用5%的HCl定容50ml，原子荧光法测定Hg、As。
第 44 卷土 壤 通 报
图 1 基地土壤中重金属的含量比较
Fig.1 Comparisonofheavymetalscontentsinbasesoils
2 评价标准及方法
2.1 评价标准
本文采用土壤环境质量标准值 （二级）GB
15618-1995表1，土壤中重金属生态危害程度的划分
标准表。
2.2 评价方法
采用富集系数来衡量单种重金属的富集程度[6,7]，
富集系数（Cfi）的计算公式为：
Cfi= Cmi/Cni （1）
式中，Cmi 为基地土壤中重金属 i 含量的实测值
（见表3）；Cni为计算所需的参比值（环境背景值），本文
采用土壤环境质量标准（二级）为参比值，见表1。
采用瑞典学者Lars Hakanson潜在生态危害指数
法对黔产红找托竹荪基地土壤中重金属的潜在生态危
害进行评价[8~10]。根据该方法，某区域土壤中第 i种重
金属的潜在生态危害系数（Eri）以及土壤中多种重金
属的潜在生态危害指数（Ri）可分别表示为：
Eri= Tfi×Cfi （2）
Rj=
n
i=1
ΣEr （3）
式中，Tfi为重金属 i的毒性响应系数，反映其毒性
水平和生物对其污染的敏感程度。将式（1）~（3）归纳
起来可表达为：
Rj=
n
i=1
ΣTf× CmiCni （4）
3 基地土壤中重金属的含量分析
土壤的pH值利用酸度计测定，其值介于 6.5 ~
7.5之间，竹荪基地土壤中重金属的含量表4。竹荪基
地土壤中重金属的含量比较如图1，从图1和表2可
以看出，基地土壤样品中铬和铅的含量比其它重金属
的含量高，镉和汞的含量较低。重金属在基地土壤中
的含量大小总趋势为 Cr（111.37 mg kg-1）、Pb（74.34
mg kg-1）、As（20.63 mg kg-1）、Cd（1.06 mg kg-1）、Hg
（0.21 mg kg-1）。
表 1 土壤环境质量标准值（mg kg-1）
Table1 Environmentalqualitystandardforsoils
项目
Item
土壤HP值
镉
汞
砷
铅
铬
<6.5
≤0.30
≤0.30
≤40
≤250
≤150
6.5-7.5
≤0.60
≤0.50
≤30
≤300
≤200
>7.5
≤1.0
≤1.0
≤25
≤350
≤250
土壤环境质量标准值(二级)(Cni)
Environmentalqualitystandardforsoils（Ⅱ）(Cni)
表 2 土壤中重金属生态危害程度的划分标准
Table2 Criterafordegreesoftheecologicalriskofheavymetalsinsoil
生态危害系数或指数
Ecologyharmcoefficientorindex
Eri<40或Ri<150
40≤Eri<80或150≤Ri<300
80≤Eri<160或300≤Ri<600
160≤Eri<320或Ri>600
生态危害程度
D greesoftheecologicalrisk
轻微
中等
较强
很强
表 3 常见的几种重金属的毒性响应系数（Tfi）
Table３ Toxicityresponsecoefficient(Tfi)forcommontypesofheavymetals
重金属元素
Heavymetalelement
毒性响应系数
Hg
40
As
10
Cd
30
Cr
2
Pb
5
表 2 各国农业土壤中痕量元素的限量值(mg kg -1)
Table2 Limitedvaluesoftraceelementsintheagriculturalsoilquality
编号
No.
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
采样点
Sampling
point
阿烈村
二坡村
高粱村
马道子
陶家洞
桂花村
荷花村
花红村
猴场村
猫寨村
猫场村
姜寨村
墨峰村
糯冲村
坪寨村
团结村
以陌村
中营村
新街组
Hg
0.04
0.18
0.92
0.08
0.11
0.13
0.11
0.06
0.13
0.04
0.17
0.01
0.22
0.38
0.02
0.03
0.27
0.61
0.44
0.21
As
10.03
28.78
57.02
57.83
3.47
26.82
22.70
13.93
11.56
13.10
9.95
16.90
14.02
37.26
22.77
15.73
7.59
12.37
10.22
20.63
Cd
0.33
0.39
3.29
0.55
0.51
0.86
0.27
0.54
1.92
0.92
1.12
0.60
1.55
2.30
0.42
0.66
0.82
2.19
0.94
1.06
Cr
91.20
122.50
115.90
103.00
98.47
118.40
82.71
116.10
96.53
92.46
123.50
119.40
151.90
85.58
99.50
130.80
112.40
123.00
132.70
111.37
Pb
49.77
30.67
62.63
37.25
26.37
56.37
28.36
54.19
57.79
57.05
100.70
45.79
48.83
387.70
45.70
69.23
184.80
35.94
33.88
74.34
重金属含量 Cmi ContentsofheavymetalsCmi
平均值
720
3 期 吴 迪等： 黔产红托竹荪基地土壤中重金属含量及其生态危害风险评价
4 竹荪基地土壤中重金属的富集情况
及潜在生态危害分析
4.1 竹荪基地土壤中重金属的富集情况
因研究区域内土壤样品的pH值介于6.5 ~ 7.5之
间，所以以表1土壤环境质量标准值二级中各种重金
属的最大极限值为参比值 Cni，根据富集系数 Cfi的计
算公式（1）计算得各采样点重金属的富集系数如见
表5，它主要反映基地土壤的实际污染情况。从表5可
知，除7号基地外，其它基地均受镉污染，3、18号基地
已受汞污染，3、14号基地已砷污染，14、17号基地已受
铅污染。虽然基地土壤铬的含量较高，但还没有对土壤
环境造成污染。
4.2 竹荪基地土壤中重金属的潜在生态危害
潜在生态危害指数集中反映了耕作层土壤中重金
属的含量、种类、毒性水平及生态对重金属污染的敏感
性：① 耕作层土壤中重金属的含量，即潜在生态危害
指数值，应随重金属污染程度的加重而增大；②重金属
污染的种类，即受多种重金属污染的耕作层土壤的潜
在生态危害指数应高于受少数几种重金属污染的沉积
物；③ 重金属的毒性水平，即毒性高的重金属对潜在
生态危害指数的数值有较大的贡献；④ 生态对重金属
污染的敏感性，即对重金属污染敏感性大的生态应有
较高的潜在生态危害指数值 [11]。采用瑞典学者Lars
Hakanson 潜在生态危害指数法，根据公式（4）和表 3
重金属的毒性响应系数，计算得竹荪基地土壤各采样
点的重金属的潜在生态危害系数 Eri和危害指数 Ri见
表6。由表6潜在生态危害系数可知，除3、18号基地
汞的生态危害系数介于40 ~ 80之间，属中等生态危
害等级，其余基地汞的Eri均小于40；对于镉，1、2、7
号基地Eri小于40，4、5、8、12和16号基地的Eri均介
于40 ~ 80之间，属中等危害水平，其余11个基地镉
的生态危害系数都介于80 ~ 320之间，属较强 ~ 很强
生态危害等级，研究基地土壤中砷、铬、铅的Eri远小
于40，对土壤环境未造成潜在生态危害。
从危害指数分析重金属对基地土壤生态环境的危
害情况，3号基地生态危害指数（Ri）大于300，属强较
强生态危害地块，9、13、14和18号基地生态危害指数
150
5 结论
（1）重金属铬在基地土壤中的含量最高，但从生态
危害系数及生太危害指数来评价，铬未对土壤生态造
成危害，相反，镉的含量虽然不高，但镉对土壤生态环
境已造成较强或很强的生态危害。
（2）砷、铅、铬等重金属对研究基地未造成生态危
害，但土壤中铅大部分以Pb (OH)2、PbCO3、Pb (PO4)2等
难溶性盐及有机络合态存在，在土壤中的迁移能力比较
弱，导致铅污染大多停留在土壤表层，随土壤深度增加
表 5 竹荪基地土壤中重金属的富集系数
Table5 Enrichmentfactorofheavymetalsinbasesoils
编号
No.
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
采样点
Sampling
point
阿烈村
二坡村
高粱村
马道子
陶家洞
桂花村
荷花村
花红村
猴场村
猫寨村
猫场村
姜寨村
墨峰村
糯冲村
坪寨村
团结村
以陌村
中营村
新街组
Hg
0.08
0.36
1.84
0.15
0.22
0.26
0.22
0.12
0.27
0.07
0.34
0.03
0.44
0.77
0.03
0.06
0.57
1.21
0.89
As
0.33
0.96
1.90
1.93
0.12
0.89
0.76
0.46
0.39
0.44
0.33
0.56
0.47
1.24
0.76
0.52
0.25
0.41
0.34
Cd
1.11
1.30
10.95
1.82
1.68
2.87
0.89
1.80
6.40
3.08
3.72
2.01
5.18
7.67
1.39
2.21
2.73
7.30
3.14
Cr
0.46
0.61
0.58
0.52
0.49
0.59
0.41
0.58
0.48
0.46
0.62
0.60
0.76
0.43
0.50
0.65
0.56
0.62
0.66
Pb
0.33
0.20
0.42
0.25
0.18
0.38
0.19
0.36
0.39
0.38
0.67
0.31
0.33
2.58
0.30
0.46
1.23
0.24
0.23b
重金属含量 Cfi ContentsofheavymetalsCfi 表 6 竹荪基地土壤中重金属的潜在生态危害系数（Eri）和危
害指数（Ri）
Table 6 Potential ecological risk factor (Eri) and hazard index (Ri) of heavy
metalsinbasesoils
编号
No.
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
采样点
Sampling
point
阿烈村
二坡村
高粱村
马道子
陶家洞
桂花村
荷花村
花红村
猴场村
猫寨村
猫场村
姜寨村
墨峰村
糯冲村
坪寨村
团结村
以陌村
中营村
新街组
Hg
2.96
14.7
73.6
6.16
8.64
10.48
8.64
4.96
10.72
2.96
13.44
1.12
17.52
30.72
1.36
2.32
21.52
48.56
35.44
As
3.34
9.59
19.01
19.28
1.16
.94
7.57
4.64
3.85
4.37
3.32
5.63
4.67
12.42
7.59
5.24
.53
4.12
3.41
Cd
33.40
39.00
328.60
54.60
50.50
86.00
26.70
54.10
192.10
92.30
111.70
60.40
155.30
230.10
41.60
66.20
82.00
19.00
94.30
Cr
0.91
1.23
1.16
1.03
0.98
1.18
0.83
1.16
0.97
0.92
1.24
1.19
1.52
0.86
1.00
1.31
1.12
1.23
1.33
Pb
.66
1.02
2.09
1.24
0.88
1.88
0.95
1.81
1.93
1.90
3.36
1.53
1.63
2.92
1.52
2.31
6.16
1.20
1.13
潜在生态危害系数(Eri)
Potentialecologicalriskfactor(Eri)
危害指数(Ri)
H zard
index(Ri)
42.37
65.56
424.53
82.31
62.16
108.48
44.68
66.67
209.56
102.56
133.05
69.87
180.64
287.02
53.07
77.38
113.33
274.11
135.60
721
第 44 卷土 壤 通 报
而急剧降低，如不加以防治，今后污染就不可避免。
（3）3号土壤的生态危害指数最大为425.53，属较
强生态危害，不符合竹荪种植基地要求。
（4）从生态危害系数、生态危害指数以及各基地土
壤中重金属的含量综合分析，3、9、13、14和18号基地
不适合作竹荪种植基地；1、2、7、8、12、15和16号基地
为最佳竹荪种植基地。
参考文献：
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生态危害风险评价[J]. 环境科学学报. 2008, 21(2): 18 - 23.
Heavy Metals Detection in Soils of Dictyophora rubrovalvata Base of
Guizhou Province and the Ecological Risk Assessment
WUDi1,DENGQin1,QINFan-xin1,LICun-xiong1,LUOChong2*,WUKun3
(1. Guizhou Normal University Guizhou Provincial Key Lab of Mountainous Environment, Guizhou, Guiyang 550001, China;
2. School of Biological Sciences, Guizhou Normal University, Guizhou, Guiyang 550001, China;
3. Department of Chemical Sciences, Guizhou Normal College, Guizhou, Guiyang 550018, China.)
Abstract: The heavy metals in soils of Dictyophora rubrovalvata bases of Guizhou Province were selected as the
research object in the paper. Soil samples from 19 bases were collected and the contents of heavy metals in the
samples were detected by use using AAnalyst800 and AF-640. The enrichment coefficients, ecological risk factors and
risk indices of the heavy metals in the base soils were analyzed. Ecological risk of the heavy metals was assessed by
the Lars Hakanson potential ecological risk index method. The results showed that the contents of chromium and lead
were in higher level, while that of the hydrargyrum was low, and they followed the order Cr>Pb>As>Cd>Hg. It is
shown from the risk indices that cadmium has done serious harm to the soil environment at the bases, while arsenic,
lead, chromium and other heavy metals do not show ecological risk to the base soils. The No. 3, 9, 13, 14, 18 bases
are not applicable for planting Dictyophora rubrovalvata, while No. 1, 2, 7, 8, 12, 15, 16 bases are fit for the
requirements of the bases.
Key words: Dictyophora rubrovalvata; Soil; Heavy metal; Ecological hazards; Risk assessment
722