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蒌蒿重金属富集特征与食用安全性研究



全 文 :中国蔬菜
★研究论文★            CHINAVEGETABLES           2006(1):6 ~ 8
潘静娴 ,上海师范大学生命与环境学院 , 200234, E-mail:panjingxian
@citiz.net
戴锡玲 ,陆勐俊 ,通讯地址同第 1作者
收稿日期:2005-07-15;修回日期:2005-11-30
基金项目:上海市教育委员会科学项目(04DB12)
蒌蒿重金属富集特征与食用安全性研究
潘静娴 戴锡玲 陆勐俊
摘 要 通过市场取样 , 结合土壤镉(Cd)本底值与 Cd污染介质试验 , 研究了青蒿和白蒿品种对 Cd、铬(Cr)、
铅(Pb)等重金属的富集特性和品种差异 ,以及作为茎叶菜食用的安全性。市场抽样显示 , 不同产地 、市场和品种的
蒌蒿食用部位均出现 Cd的富集 ,达 0.096 ~ 0.300mg· kg-1;土壤试验证明蒌蒿是一种 Cd、Zn的超量积累植物 ,品
种间差异不显著;盆栽试验证实蒌蒿根 、茎 、叶有强的 Cd富集性 , 器官 Cd含量为根 >茎 >叶 , 在 20 ~ 240 mg· kg-1
的污染砂土中 , 根 、茎 、叶的 Cd含量最高分别为 532.9、 207.1、106.5 mg· kg-1。按照无公害标准 , 蒌蒿重金属含量
超标 , 食用不安全。
关键词 蒌蒿 重金属 富集 食用安全性
  野生植物具有对某些环境污染物如重金属的蓄
积能力 〔1 ~ 5〕。蒌蒿(ArtemisiaselengensisTurcz.),为
菊科蒿属多年生草本植物 ,近年来作为野生蔬菜开
发利用 ,在江苏南京 、云南 、江西等地广泛栽培 。目
前蒌蒿的研究大多停留在营养水平 、栽培技术 、有效
成分提取以及采后保鲜等方面〔6 ~ 10〕。而对其重金
属富集和食用安全性方面的研究较少 。
本试验采用市场抽样调查 、土壤镉(Cd)本底值
和 Cd污染介质相结合的研究方法 ,研究蒌蒿对重
金属的富集能力和食用安全问题 ,旨在为蒌蒿的安
全食用提供可靠数据 ,也为其它野生蔬菜驯化栽培
提供参考。
1 材料与方法
1.1 材料
市场调查分析的蒌蒿购自上海市蔬菜批发市场
和超市;试验蒌蒿母本来自上海师范大学生物基地
的青蒿 、白蒿品种留种田 ,河砂扦插塘中育苗 ,土壤
试验为青蒿和白蒿 ,盆栽试验为白蒿 。
灌溉水为奉贤南桥自来水公司供应。 pH7.74 ,
EC0.56mS·cm-1 , Cd0.003 5、铅(Pb)0.017 1、砷
(As)0.000 7 mg·L-1 ,铬(Cr)、汞(Hg)未检出。灌
溉水重金属未超标 〔11, 12〕。
1.2 方法
1.2.1 市场抽检 蒌蒿大量上市的同一时段 ,分别
从上海龙华乐购超市 、华联超市 、联华超市 、上海七
宝蔬菜批发市场和上海农产品中心批发市场购买来
自不同产地的蒌蒿 ,每点购买同一批次蒌蒿茎 3份 ,
每份 0.3kg,送检 。
1.2.2 土壤试验 于 2003年 11月在上海师范大
学生物基地进行。土壤基本理化性状:pH7.2, EC
0.72 mS·cm-1 ,有机质 0.67 %,总 Cd0.177 mg·
kg-1 , Pb2.6mg· kg-1 , As8.85mg·kg-1 , Cr6.303
mg·kg-1 , Hg0.086 mg· kg-1 , Cu21.5 mg· kg-1 ,
Zn87.86 mg· kg-1。土壤质量符合产地环境标
准〔11〕 ,重金属含量未超标。土壤总面积 16.8 m2 ,小
区面积 2.8 m2 , 3次重复。灌溉至待播状态 。将生
根扦插苗按株距 20cm、行距 30cm定植于小区中 ,
萌出新枝后按常规管理 ,达到食用状态时收获 ,按器
官取样 ,洗出根系 ,烘干测定干物质量 ,并制成重金
属测定样品。
1.2.3 盆栽试验 于 2003年 12月 ~ 2004年 3月
在塑料大棚中进行 。称取清洁河砂 ,每盆 800 g,分
别添加 CdCO3 0、 20、40、60、 80、 100、 120、 140、 160、
180、200、240 mg· kg-1 ,制成不同含 Cd量的污染砂
—6—
土 12个处理 , 3次重复 。混匀装盆 ,灌溉至含水量
为田间持水量的 65 % ~ 75 %,插条直接扦插于盆
中 ,每盆 2株 ,放扦插塘生根 ,成活后搬进塑料大棚 。
生长期间保持含水量为 65 % ~ 75 %。 100 d后收
获 ,按根 、茎 、叶分别制样 ,洗出根系 ,烘干 ,制成重金
属测定样品 。
1.3 测定方法
Cd、Cr、Pb、As、Zn等重金属含量采用等离子发
射光谱法测定;土壤有机质含量采用 GB7173测定;
氟 (F)按 GB/T5009.18测定;亚硝酸盐按 GB/T
5 009.33测定;土壤 pH、EC按水土比 1 ∶5浸提风
干土样 24 h,分别用 pHS-3C型 pH计和 DOS-
11A型电导率仪测定 。
2 结果与分析
2.1 不同产地和市场的蒌蒿食用安全性评价
上海市场蒌蒿主要来自南京和云南 ,当地所产
不多 。表 1显示 ,所有市场抽样的蒌蒿均未检出
NO-2 ;F-、Hg、As、Cr、Pb含量差异不大。蒌蒿中的
NO-2 、F-、Hg、As、Cr、Pb含量均符合 NY/500X—
2001,仅有 Cd含量超过标准规定的最大允许残留
量(MRL, 0.05mg·kg-1),产品 Cd/标准 Cd最低为
1.92,最高为 6.00,平均为 3.34。据食品判定规
则〔13〕 ,只要有一项有毒有害物含量超标 ,就为不合
格产品。因此 ,上海市场 5个抽样地点销售的不同
产地蒌蒿食用均不安全 。
表 1 不同产地和市场蒌蒿有毒有害物含量 mg· kg-1
抽样地点 产地 Hg As Pb Cr Cd F NO-2
上海龙华乐购超市 云南 0.028 0.018 0.052 0.089 0.096 0.14 —
上海华联超市 云南 0.054 — 0.048 0.142 0.240 0.14 —
上海联华超市 上海 0.014 0.017 0.052 0.042 0.120 0.16 —
上海七宝蔬菜批发市场 南京 0.098 0.019 0.057 0.125 0.140 0.16 —
上海农产品中心批发市场 南京 0.057 0.020 0.061 0.095 0.300 0.15 —
  注:F以F-计 ,亚硝酸盐以 NaNO2计
2.2 土壤重金属本底值下蒌蒿重金属积累特征
在土壤重金属本底值下 ,不同蒌蒿品种及其器
官对 Cd、Cr、Pb、Cu、Zn等有相似的富集特性(表
2)。与土壤本底值比较 ,青蒿和白蒿品种的根系
Cd/土壤本底 Cd为 5.58 ~ 6.01,茎叶 Cd/土壤本底
Cd为 2.84左右。根系对 Zn有富集性 ,根系 Zn是
土壤本底的 1.53 ~ 1.60倍 ,茎叶 Zn仅为 0.74 ~
0.84倍 。Cr、Pb、Hg、As等均远低于土壤本底;从品
种看 ,青蒿和白蒿对重金属的富集没有明显差异;从
不同器官的富集性看 ,根系比茎叶的富集性强 。
结果表明 ,蒌蒿是一种 Cd、Zn尤其是 Cd的富集
型植物 ,在土壤 Cd含量非常低的情况下 ,可以吸收土
壤中的 Cd,在根系和茎叶 ,尤其是在根系中富集。我
国 Cd污染农田 12 000hm2 ,受污染农田土壤 Cd含量
高达 130mg·kg-1〔14〕 ,因此 ,从土壤重金属植物修复
看 ,蒌蒿可以作为一种新的 Cd超强积累植物。
表 2 土壤重金属本底值下蒌蒿不同品种
及其器官的重金属含量 mg·kg-1
品种 器官 Hg As Pb Cr Cd Cu Zn
青蒿 根系 0.034 — 0.889 0.137 1.064 37.77 140.5
茎叶 — — 0.424 0.091 0.504 35.41 73.6
白蒿 根系 0.023 — 0.781 0.095 0.987 32.45 134.5
茎叶 — — 0.389 0.081 0.499 31.52 64.8
土壤本底 0.086 8.85 2.600 6.303 0.177 21.50 187.9
2.3 Cd污染砂土中蒌蒿 Cd的富集
蒌蒿不同器官对 Cd的积累有较大差异(表 3)。
所有处理根的 Cd含量均是最高的 ,介质 CdCO3为
20 ~ 120 mg· kg-1 , 根 Cd/茎 Cd为 4.57 ~ 8.86,
CdCO3继续增至 240 mg· kg-1 ,该值稳定在 2.57 ~
2.96。根 Cd/叶 Cd为 3.13 ~ 10.43;茎 Cd/叶 Cd除
20、100、120 mg· kg-1处理小于 1之外 ,其它均大于
1,最大为 240 mg· kg-1处理(1.94)。
表 3 Cd污染砂土中萎蒿器官 Cd含量
CdCO3添加量
mg· kg-1
Cd含量 /mg· kg-1
根 茎 叶
100 110.7±0.03g 110.4±0.05h 110.3±0.01e
20 67.5±3.50f 12.7±0.18g 18.4±0.21d
40 126.3±1.68e 22.2±0.56f 20.4±0.48c
60 282.7±1.68e 31.9±0.56e 27.1±0.47c
80 295.3±2.13d 45.7±0.78e 34.8±0.35c
100 298.4±1.58d 45.5±0.43e 84.3±0.47b
120 300.6±2.42d 65.8±1.24d 74.3±0.78b
140 302.4±2.31d 105.7±0.35c 96.6±0.32a
160 328.6±1.87c 118.8±0.45c 95.6±0.32a
180 392.4±1.98b 132.6±0.64b 98.8±0.45a
200 489.3±1.38a 175.9±0.47a 94.8±0.35a
240 532.9±2.45a 207.1±1.34a 106.5±1.01a
  注:表中不同小写字母表示差异显著(α=0.05)
根 、茎 、叶 Cd含量与介质中 Cd密切相关 ,介质
—7—
Cd量从 20 mg· kg-1增至 240 mg·kg-1 ,根 、茎 、叶
的 Cd含量均随之增加 ,达到了显著水平 ,但处理间
显著性不同 。根对 Cd的积累能力最强 ,根 Cd/介质
Cd为 3.26 ~ 7.24(按纯 Cd计);茎富集 Cd能力居
第二 ,茎 Cd含量平均为介质的 1.02倍;叶对 Cd的
积累最小 ,叶 Cd含量平均为介质的 0.91倍 。试验
结果再次证实了蒌蒿对 Cd的强富集性 ,且作为蔬
菜食用是不安全的。
3 结论
试验结果表明 ,蒌蒿是一种富集 Cd的植物 ,食
用部分 Cd的富集量基本与土壤 Cd含量接近 ,但土
壤 Cd标准(0.30 mg· kg-1)远高于蔬菜标准(0.05
mg·kg-1)〔11, 12〕 , 因此 , 即使在达标农田上栽培蒌
蒿 ,食用也不安全。此外 ,野生蔬菜驯化栽培前 ,应
先进行安全性评价。
参考文献
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14 蒋先军 ,骆永明 ,赵其国.Cd污染土壤的植物修复及其 EDTA调
控研究.土壤 , 2001(4):197 ~ 201
AbsorptiontoHeavyMetalandEdibleSafetyofSelengWormwood
PanJingxian, DaiXiling, LuMengjun(ColegeofBiologyandEnvironment, ShanghaiNormalUniversity, Shanghai
200234)
Abstract BysamplingfrommarketandexperimentsinsoilwithnaturalCdcontentandinpotedmediumwithCd
contaminated, theabsorptionforCd, Cr, Pb, Zn, Hg, AsandthediferencesbetweencultivarsandediblesafetyofSeleng
wormwoodwereinvestigated.MarketsamplesinShanghaimarketsfromthevariousproductiondistrictsshowedthatCdcon-
tentsinediblepartsofSelengwormwoodcouldreach0.3 mg· kg-1 whichishigherthan0.05mg· kg-1 ofupperlimitof
thevegetablestandards.Inthesoilexperiment, SelengwormwoodwasatypeofCdandZnaccumulatedplant, andthecon-
tentsoftheotherheavymetalswerebelowthelimit, buttherewasnosignificantdiferencebetweenQinghaoandBaihao.In
theCdcontaminatedsandymedium, therewasahighCdcontentintheroots, stemsandleavesofSelengwormwood, and
theorderforCdabsorptionfromhightolowinaboveorganswasthatroots, stemsandleaves.Themaximuminroots, stems
andleaveswas532.9, 207.1 and106.5mg· kg-1 whentheCdcontentinthemediumwas240mg· kg-1.Accordingto
thestandardsofnon-polutedproducts, Selengwormwoodcouldnotbeedible.
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