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云南野生牛肝菌生长土壤汞含量分布特征



全 文 :第 8期
汞(Hg)是人体非必需的有毒重金属元素。除火山
喷发等自然因素外,世界范围内有色金属开采冶炼以
及煤炭燃烧释放等人为因素释放的 Hg,对大气、土
壤、水体等造成严重污染[1-2]。不仅如此,大气 Hg可经
长距离迁移沉降影响非工业地区环境质量[3]。
全球分布着 3个大型 Hg矿化带,云南位于环太
平洋汞矿化带[4]。调查显示,云南东南部、贵州等地区
以岩溶区为中心的低温成矿域内,土壤 Hg含量背景
《环境科学与技术》编辑部:(网址)http://fjks.chinajournal.net.cn(电话)027-87643502(电子信箱)hjkxyjs@vip.126.com
收稿日期:2015-10-15;修回 2015-12-25
基金项目:国家自然科学基金项目(31460538,31260496)
作者简介:张霁(1982-),男,助理研究员,硕士,研究方向为资源与环境生态学,(电子信箱)zjyaas@hotmail.com;*通讯作者,(电子信箱)boletus@
126.com。
Environmental Science & Technology
第 39卷 第 8期
2016年 8月
Vol. 39 No.8
Aug. 2016
张霁,Martyna Saba,Anna Wiejak,等. 云南野生牛肝菌生长土壤汞含量分布特征[J].环境科学与技术,2016,39(8):85-88. Zhang Ji,Martyna Saba,
Anna Wiejak,et al. Distribution characteristics of mercury in soil beneath wild grown boletaceae mushrooms in Yunnan [J]. Environmental Science &
Technology,2016,39(8):85-88.
云南野生牛肝菌生长土壤汞含量分布特征
张霁 1, Martyna Saba2, Anna Wiejak2, Jerzy Falandysz2, 王元忠 1*
(1.云南省农业科学院药用植物研究所,云南 昆明 650200; 2.格但斯克大学,波兰 格但斯克 80-308)
摘 要:人为因素释放的 Hg对环境造成严重污染,研究云南野生菌主产区土壤 Hg含量对于环境保护和食品安全具有重要意义。该
研究收集云南 10个地州的 57份牛肝菌生长土壤(0~10 cm)样本,并采用冷蒸气原子吸收光谱法对其 Hg含量进行测定。结果表明,不同
地区样本 Hg含量范围(mg/kg,以干重计算)分别为:0.036~3.2(玉溪)、0.089~1.2(楚雄)、0.075~2.5(大理)、0.22~1.1(昆明)、0.075~0.34(曲
靖)、0.36~0.98(红河)、0.12~1.3(迪庆)、0.30~0.83(保山)、0.047~0.53(普洱)、1.2(文山)。采自玉溪的土壤样本中 Hg含量变化范围最大。除
1份玉溪样本外,其他样本 Hg含量均高于中国土壤背景值(0.038 mg/kg),可能对野生菌中 Hg含量提高有一定影响。未来研究应着重考
虑土壤 Hg与牛肝菌 Hg之间的关系。
关键词:重金属; 土壤污染; 汞; 中国
中图分类号:X53 文献标志码:A doi:10.3969/j.issn.1003-6504.2016.08.014 文章编号:1003-6504(2016)08-0085-04
Distribution Characteristics of Mercury in Soil Beneath Wild
Grown Boletaceae Mushrooms in Yunnan
ZHANG Ji1, Martyna Saba2, Anna Wiejak2,
Jerzy Falandysz2, WANG Yuanzhong1*
(1.Institute of Medicinal Plants,Yunnan Academy of Agricultural Science,Kunming 650200,China;
2.University of Gdańsk,Gdańsk 80-308,Poland)
Abstract:Mercury (Hg) emissions from anthropogenic activities cause serious environmental contamination. It is very
important for environmental protection and food safety to investigate Hg content in soil beneath wild grown mushrooms in
Yunnan. In this study,57 soil samples (0~10 cm)beneath wild grown Boletaceae mushrooms were collected and Hg contents
were determined by cold -vapour atomic absorption spectroscopy method. Results showed that Hg contents (mg/kg,dry
weight)were 0.036~3.2 for Yuxi,0.089~1.2 for Chuxiong,0.075~2.5 for Dali,0.22~1.1 for Kunming,0.075~0.34 for
Qujing,0.36~0.98 for Honghe,0.12~1.3 for Diqing,0.30~0.83 for Baoshan,0.047~0.53 for Pu’er,and 1.2 for Wenshan,
respectively. The greatest variation of Hg contents was found in samples from Yuxi. Besides one sample from Yuxi,Hg
contents of others were all above Hg background value of soil environment of China,which is 0.038 mg/kg dw,it may have
impact in wild grown mushrooms. More studies should be done for finding the relationship between Hg in Boletaceae
mushrooms and in the soil they are beneath.
Key words:heavy metal;soil contamination;mercury;China
第 39卷
值为全国最高[5]。2010年的数据表明,云南 Hg人为排
放量为 58.81 t,占全国总排放量 7%[6]。因此研究云南
环境 Hg污染研究具有非常重要的意义。
云南又是野生食用菌资源最为丰富的地区之一,
野生菌种类占世界 40%以上,产量占全世界一半以
上[7-8]。其中牛肝菌是牛肝菌目(Boletales)具菌管或具
菌褶的一类大型真菌,因风味独特、营养价值高,极具
经济价值[9]。
由于部分野生菌具有富集重金属的能力,野生菌
中的重金属可通过进入食物链影响人体健康,野生菌
Hg含量调查一直是国内外研究热点[10-11]。Melgar等[12]
分析了西班牙 28种野生菌 Hg含量,结果发现牛肝菌
属 Boletus真菌富集 Hg能力最强。张丹等[13]分析了云
南及四川山区几种野生菌重金属富集能力,结果发现
美味牛肝菌 B. edulis对 Hg吸收最强,其子实体中 Hg
含量为 1.8 mg/kg干重。
Hg矿附近或受 Hg污染地区野生菌子实体中 Hg
含量更高[14-15]。前期研究发现,采自云南铅锌矿区黄褐
牛肝菌子实体中,Hg含量可达 6.51 mg/kg干重[16]。但
目前对于云南牛肝菌产区土壤 Hg含量的系统调查尚
未见报道。本研究通过测定云南牛肝菌主要产区内牛
肝菌生长土壤 Hg含量,了解土壤污染状况,为云南环
境保护及食品安全提供基础数据。
1 材料与方法
1.1 土壤样本采集
在 2011-2014年期间,于牛肝菌子实体生长季节
(6-9月)采集其生长土壤(0~10 cm)。经统计,研究地内
发现牛肝菌科(Boletaceae)下 Boletus属、Heimioporus
属、Leccinum 属、Suillus 属、Tylopilus 属等野生食用
菌,共计 20种。将每地点土壤混合,约 100 g,共计 57
份土壤样本(图 1)。样本带回实验室,去除异物,室温
阴干数天,之后 65 ℃烘干至恒重。粉碎、过筛 100目
筛,密封于全新聚乙烯自封袋中,置于干燥处,待测。
1.2 Hg含量测定
二次蒸馏水配置溶液,其余试剂均为分析纯。将
10 mg/mL Hg标准储备液配置为 1.0 mg Hg/mL标准
溶液,经逐级稀释,得到系列标准溶液。将空白、100、
150、200 μL 的 1.0 mg/mL Hg 标准溶液分别加入仪
器进行测定,建立标准曲线。
采用冷蒸气原子吸收光谱法(CV-AAS),在 850 ℃
条件下热解土壤样本并通过金汞齐化反应吸附样本
的总 Hg,并随载气进入吸收池测定土壤样本总 Hg含
量(测定波长为 296 nm)。测定仪器为MA-2000型直
接测汞仪(日本 Nippon Instruments Corporation),配自
动进样器。每样本重复测定 2~4次,计算平均值。方法
检出限(limit of detection,LOD)为 0.003 mg Hg/kg
dm,定量限(limit of quantification,LOQ)为 0.005 mg
Hg/kg dm。
为验证该方法可靠性和准确性,采用同样的方法
测定标准物质美味牛肝菌粉 CS-M-3(购于波兰核化
学与技术研究所)。结果表明,本方法对标准物质的测
定值为(2.833±0.023)mg/kg 干重(n=5),与其标准
值(2.849±0.104)mg/kg dw相吻合。同时,为消除不
同样本间的干扰,实验过程中每测定 3~5个土壤样本
设置 1个空白实验。
1.3 数据处理
采用 PASW Statistics 18软件进行数据的统计分
析及绘图。
2 结果与分析
由图 2可知,57份样本中,24份 Hg含量(干重)为
0~0.25 mg/kg,20 份为 0.25~0.5 mg/kg,7 份为 0.5~
86
第 8期
1.0 mg/kg,4份为 1.0~1.5 mg/kg,2份超过 2.5 mg/kg。
表 1 为云南不同牛肝菌主产区土壤 Hg 含量变
化,数值均保留 2位有效数字。除文山仅收集到 1份
土壤样本,其 Hg含量为 1.2 mg/kg外,其他地区土壤
Hg含量中位数为 0.22~0.45 mg/kg之间。各地区土壤
Hg含量最高值从大到小依次为:玉溪>大理>迪庆>楚
雄>文山>昆明>红河>保山>普洱>曲靖,而土壤 Hg含
量最低值从小到大依次为:玉溪<普洱<大理<曲靖<楚
雄<迪庆<昆明<保山<红河<文山。结果说明采自玉溪
的牛肝菌生长土壤中 Hg含量变化范围最大。
张霁,等 云南野生牛肝菌生长土壤汞含量分布特征
表 1 云南主要牛肝菌产区土壤 Hg含量变化
Table 1 Variation of Hg content in soil samples beneath Boletaceae mushrooms in Yunnan
地区 样本数 采样地
土壤 Hg含量/mg·kg-1(干重)
牛肝菌种类
最小值 最大值 中位数
玉溪 20 30~49 0.036 3.2 0.23
美味牛肝菌(Boletus edulis)、
灰褐牛肝菌(B. griseus)、
黄褐牛肝菌(B. impolitus)、
华丽牛肝菌(B. magnificus)、
中华牛肝菌(B. sinicus)、
小美牛肝菌(B. speciosus)、
绒柄牛肝菌(B. tomentipes)、
栗色牛肝菌(B. umbriniporus)、
黄粘盖牛肝菌(Suillus collinitus)、
苦粉孢牛肝菌(Tylopilus felleus)
楚雄 8 7~9, 18~22 0.089 1.2 0.22
美味牛肝菌(B. edulis)、
灰褐牛肝菌(B. griseus)、
红网牛肝菌(B. luridus)、
小美牛肝菌(B. speciosus)、
栗色牛肝菌(B. umbriniporus)、
圆花孢牛肝菌(Heimioporus retisporus)
大理 7 4, 6, 13~17 0.075 2.5 0.32
肉褐牛肝菌(B. fulvus)、
灰褐牛肝菌(B. griseus)、
红网牛肝菌(B. luridus)、
华丽牛肝菌(B. magnificus)、
美网柄牛肝菌(B. purpureus)、
绒柄牛肝菌(B. tomentipes)、
栗色牛肝菌(B. umbriniporus)
昆明 4 26~29 0.22 1.1 0.40
褐盖牛肝菌(B. brunneissimus)、
美味牛肝菌(B. edulis)、
灰褐牛肝菌(B. griseus)、
小美牛肝菌(B. speciosus)
曲靖 4 5, 10~12 0.075 0.34 0.22
美柄牛肝菌(B. calopus)、
红柄牛肝菌(B. erythropus)、
中华牛肝菌(B. sinicus)、
栗色牛肝菌(B. umbriniporus)
红河 4 51~53, 55 0.36 0.98 0.44
绒柄牛肝菌(B. tomentipes)、
栗色牛肝菌(B. umbriniporus)、
皱盖疣柄牛肝菌(Leccinum rugosicepes)
迪庆 3 1~3 0.12 1.3 0.23 美味牛肝菌(B. edulis)、
绒柄牛肝菌(B. tomentipes)
保山 3 23~25 0.30 0.83 0.45
灰褐牛肝菌(B. griseus)、
小美牛肝菌(B. speciosus)、
栗色牛肝菌(B. umbriniporus)
普洱 3 50, 56~57 0.047 0.53 0.43
美味牛肝菌(B. edulis)、
深褐牛肝菌(B. obscureumbrinus)、
类铅紫粉牛肝菌(T. plumbeoviolaceoides)
文山 1 54 - - 1.2 美味牛肝菌(B. edulis)
3 讨论
3.1 云南不同地区牛肝菌生长土壤 Hg含量特征
有色金属开采冶炼和煤炭燃烧是人为 Hg排放的
主要原因。Li等[17]分析了云南会泽铅锌矿区 Hg污染
情况,发现该地区表层土壤(0~20 cm)Hg含量为0.02~
2.58 mg/kg。根据 1999年的数据测算,云南原煤中
Hg 含量为 0.29 mg/kg,高于全国原煤的平均含量
0.19 mg/kg[18]。本研究中,除 1 份玉溪样本含量为
0.036 mg/kg dw外,其他样本 Hg含量均高于中国土壤
背景值(0.038 mg/kg dw)[5],且含量变化范围大。同一
地区样本数量越多,土壤 Hg含量差异越大,其中又以
玉溪为最。这可能与样本采集地周边人为活动程度有
关,具体影响因素尚待进一步研究。
87
第 39卷
高海拔地区对 Hg存在“诱捕效应”,导致山地环
境大气 Hg沉降随海拔增加而逐渐升高[19],这可能是
云南山区森林土壤中 Hg偏高的解释之一。Falandysz
等[20]也发现中国西南高海拔非工业区采集的野生菌
Hg含量相对较高。目前针对云南野生菌生长土壤的
报道较少,Wiejak等[21]发现在普洱分布的野生巨大口
蘑 Macrocybe gigantea生长土壤中,Hg含量为0.075~
0.24 mg/kg dw。
3.2 土壤 Hg含量与牛肝菌 Hg含量的关系
生长土壤 Hg含量与牛肝菌中 Hg含量是否存在
线性或非线性相关,还需更多的实验数据验证。因为
除环境之外,野生菌的物种特性也是影响其对重金属
的富集能力的一个重要因素。例如对蜡蘑属 Laccaria
野生菌对砷(As)积累的研究发现,当土壤 As含量近
似时,不同物种对 As的富集系数可相差 20倍以上[22]。
对波兰和白俄罗斯 4 种牛肝菌的调查发现,当表层
(0~10 cm)土壤 Hg平均含量在 0.02~0.17 mg/kg干重
时,菌盖中 Hg含量最高可达土壤 Hg含量的 210倍[23]。
而马培等[24]对四川西昌几种牛肝菌 Hg含量的调查显
示,被调查物种不具有富集 Hg的能力。
另一个需要注意的因素是分析方法。若使用不恰
当的方法,如采用电感耦合等离子光谱法(波长
194.163 nm)测定野生菌等样本 Hg含量,由于存在基
质效应(matrix effect),该方法不能得到准确的测定
结果[25]。
4 结论
牛肝菌生长土壤 Hg含量在不同地区、同一地区不
同地点之间均存在较大差异,其中来自玉溪的样本Hg
含量变化范围最大。绝大多数土壤样本 Hg含量都高
于中国土壤背景值。未来需对土壤 Hg来源以及土壤
Hg含量与牛肝菌中 Hg含量的关系开展进一步研究。
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