基于文献分析的贵州省土壤-刺梨系统重金属分布特征及质量评价
杨赏赏1, 黎晓星1, 周颖2, 周鑫伟2, 张珍明3, 张家春1,2     
1. 贵州中医药大学, 贵州贵阳 550025;
2. 贵州省植物园, 贵州贵阳 550004;
3. 贵州大学资源与环境工程学院, 贵州贵阳 550025
摘要: 为了解贵州省土壤-刺梨(Rosa roxburghii Tratt.)系统中重金属污染状况,保障刺梨品质及产业可持续发展,本研究通过文献分析,对贵州省不同地区、不同土壤类型下土壤-刺梨系统中5种重金属(Pb、Cd、Cr、As、Hg)的分布特征进行梳理,并依据相关标准对其污染状况进行评价。结果表明:(1)不同地区、不同土壤类型下,刺梨果和土壤中各重金属分布存在差异;(2)土壤中Cr含量极显著高于其他重金属,刺梨果中Pb、Cr含量显著高于其他重金属,刺梨果对Cd的富集作用显著高于其他重金属;(3)遵义市、盘州市土壤重金属污染及毕节市刺梨果重金属污染与其他地区相比较为严重,黄壤、红棕壤中重金属污染及沙壤中刺梨果重金属污染较为严重;(4)相关性分析表明,土壤中重金属元素间存在多元素交互作用。综上所述,贵州省土壤-刺梨系统中重金属污染呈现明显地域和土壤类型差异;土壤以Cr污染为主,刺梨果则Pb、Cr含量较高且对Cd富集能力强。
关键词: 贵州省    土壤    刺梨    重金属    
Distribution Characteristics and Quality Evaluation of Heavy Metals in Soil-Rosa roxburghii Tratt.System in Guizhou Province Based on Literature Analysis
YANG Shangshang1, LI Xiaoxing1, ZHOU Ying2, ZHOU Xinwei2, ZHANG Zhenming3, ZHANG Jiachun1,2     
1. Guizhou University of Traditional Chinese Medicine, Guiyang, Guizhou, 550025, China;
2. Guizhou Botanical Garden, Guiyang, Guizhou, 550004, China;
3. College of Resources and Environmental Engineering, Guizhou University, Guiyang, Guizhou, 550025, China
Abstract: In order to understand the heavy metal pollution in the soil-Rosa roxburghii Tratt.system in Guizhou Province and to ensure the quality of R.roxburghii Tratt. and the sustainable development of the industry, in this study the distribution characteristics of five heavy metals (Pb, Cd, Cr, As, Hg) in the soil-R.roxburghii Tratt. system in different regions and different soil types in Guizhou Province were systematically analyzed through literature analysis, and the pollution status was evaluated according to relevant standards. The results showed that: (1) There were differences in the distribution of heavy metals in R.roxburghii Tratt.fruit and soil in different regions and different soil types. (2) The content of Cr in soil was significantly higher than that of other heavy metals, the contents of Pb and Cr in R.roxburghii Tratt. fruit were significantly higher than those of other heavy metals, and the enrichment of Cd in R.roxburghii Tratt. fruit was significantly higher than that of other heavy metals.(3) The heavy metal pollution of soil in Zunyi City and Panzhou City and the heavy metal pollution of R.roxburghii Tratt. in Bijie City were more serious than other areas.The heavy metal pollution in yellow soil and red-brown soil and the heavy metal pollution of R.roxburghii Tratt.fruit in sandy soil were more serious.(4) Correlation analysis showed that there were multi-element interactions among heavy metal elements in soil.In summary, the heavy metal pollution in soil-R.roxburghii Tratt.system in Guizhou Province showed obvious regional and soil type differences.The soil was mainly polluted by Cr, while the content of Pb and Cr in R.roxburghii Tratt.fruit was high and the enrichment ability of Cd was strong.
Key words: Guizhou Province    soil    Rosa roxburghii Tratt.    heavy metals    

刺梨(Rosa roxburghii Tratt.)为蔷薇科(Rosaceae)蔷薇属(Rosa L.)多年生野生落叶灌木,微酸微涩,香气浓郁,质地脆嫩,是我国药食同源的第三代名优水果。刺梨的花、果、叶、根、种子均可入药,具有健胃、助消化、滋补的功效,根皮具有止泻的功效[1]。此外,大量科学研究表明,刺梨含有多种丰富的营养成分和活性成分,如有机酸、超氧化物歧化酶(SOD)、黄酮、多酚、多糖、三萜等,具有促进胃肠消化、调节免疫功能、延缓衰老、抗癌、抗辐射、抗动脉粥样硬化、保护器官等生物学功能[2]。鉴于刺梨长期处于野生或半野生状态,在国际市场上供不应求,贵州省正积极推动其发展为全省“十二大重点产业”之一[3]

刺梨作为一种环境适应性强、栽培难度较低的作物,具有抗旱、耐贫瘠、易繁殖以及防治水土流失等优良特性。贵州省作为典型的喀斯特地貌区域,广泛引种和培育刺梨,不仅推动了刺梨产业的发展,还实现了生态、经济和社会效益的协同提升[4]。目前,贵州省的刺梨产品已广泛应用于食品、医药、保健品及日化用品等领域,市场前景广阔[5]。截至2023年,贵州省刺梨种植面积已达14万公顷,产量超过35万吨,产值达2.505亿美元,规模稳居全国首位,是刺梨种植第一大省[6]。然而,贵州喀斯特地区位于世界三大喀斯特发育区之一的中国南方喀斯特,生态脆弱性突出。该地区土壤成土能力差,土层较薄,一旦受到污染,容易造成石漠化[7]。近年来,种植户为提高农产品的产量和产值,盲目施用化肥和农药,加之矿山开采等活动,导致农产品重金属含量增加[8]。研究表明,喀斯特地区因其特殊的地貌和成土母质,土壤重金属含量显著高于非喀斯特地区[9]。例如,杨奇勇等[10]对云南省文山壮族苗族自治州广南县典型喀斯特区域的研究发现,该区土壤重金属含量不仅明显高于非喀斯特区域,而且各元素间存在显著相关性。因此,土壤重金属污染可能成为制约贵州省刺梨产业发展的关键因素。

为了解贵州省刺梨种植区的土壤重金属污染状况,本研究对土壤-刺梨系统中的5种重金属(Pb、Cd、Cr、As、Hg)在不同地区、不同土壤类型中的含量进行调查,依据相关标准对其污染情况进行评价,并对土壤-刺梨系统中的5种重金属进行相关性分析,探讨其可能的影响因素,旨在为贵州省刺梨产业的可持续发展提供科学依据。同时,本研究可为农民合理施肥和土壤管理提供指导,并为相关部门制定污染防治政策提供参考,从而降低重金属污染对环境和人类健康的潜在威胁。

1 材料与方法 1.1 数据来源 1.1.1 文献搜集

通过中国知网、X-MOL学术平台检索相关文献,对贵州省刺梨生长土壤重金属含量进行统计,搜集到7篇文献,共计790个土壤样品。对贵州省不同地区刺梨生长土壤中的5种重金属含量进行统计,搜集到2篇文献,共计606个土壤样品(遵义市6个、贵阳市19个、毕节市23个、盘州市558个)。对贵州省不同土壤类型各重金属含量进行统计,搜集到3篇文献,共计606个土壤样品(黄壤25个、红壤10个、石灰土13个、红棕壤558个)。对贵州省刺梨果中各重金属的含量进行统计,搜集到9篇文献,共计228个刺梨果样品。对贵州省不同地区刺梨果中重金属含量进行统计,搜集到4篇文献,共计90个刺梨果样本。对贵州省不同土壤类型刺梨种植地刺梨果中重金属含量进行统计,搜集到4篇文献,共计90个刺梨果样本。此外,对贵州省刺梨果对各重金属的富集系数进行统计,搜集到6篇文献,共计206个刺梨果样品。

1.1.2 污染评价

采用单因素污染指数和内梅罗综合污染指数评价贵州省土壤及刺梨果重金属污染情况[11]。污染分级标准见表 1

表 1 污染分级标准 Table 1 Classification standard of pollution
序号
No.
单因素污染指数
Pi
内梅罗综合污染指数
P
污染等级
Pollution grade
污染水平
Pollution level
1 Pi≤0.7 P≤0.7 Security Clean
2 0.7<Pi≤1.0 0.7<P≤1.0 Cordon Still clean
3 1.0<Pi≤2.0 1.0<P≤2.0 Light pollution If the soil pollution exceeds the background value, it is regarded as mild pollution, and the crops begin to be polluted
4 2.0<Pi≤3.0 2.0<P≤3.0 Moderate pollution Soil and crops are moderately polluted
5 Pi>3.0 P>3.0 Heavy pollution Soil and crops have been seriously polluted

(1) 单因素污染指数

$ P_i=C_i / S_i \text {, } $

式中:Pi为污染物i的污染指数,Ci为污染物i的实测含量,Si为污染物i的评价标准。若Pi≤1.0,表明未受到人为污染;若Pi>1.0,表明受到人为污染,且指数越大,污染物累积污染程度越高。

(2) 内梅罗综合污染指数

$ P_{\text {综 }}=\sqrt{\frac{\left(\frac{1}{n} \sum\limits_{i=1}^n P_i^2\right)+P_{i(\max )}^2}{2}}, $

式中:P为内梅罗综合污染指数,Pi(max)为单项污染物的最大污染指数,n代表重金属的种类数。

土壤重金属污染等级以《土壤环境质量农用地土壤污染风险管控标准(试行)》(GB 15618-2018)[12]中的土壤污染风险筛选值为参比;刺梨果重金属污染等级以《药用植物及制剂外经贸绿色行业标准》(WM/T 2-2004)[13]中规定的刺梨果重金属限量值为参比。最后对土壤-刺梨系统中的5种重金属进行相关性分析。

1.2 数据处理与分析

采用Microsoft Excel 2019软件整理数据,采用SPSS 26.0软件进行统计分析,采用单因素方差分析(One-way ANOVA)进行差异显著性分析(P<0.05)。采用Origin 2024软件绘图,并用该软件的Correlation Plot插件进行相关性分析。

2 结果与分析 2.1 贵州省土壤- 刺梨系统中重金属含量

对贵州省土壤中5种重金属(Cr、Pb、As、Cd、Hg)的含量进行调查[11, 14-19],结果见图 1。土壤中各重金属含量大小排序为Cr>Pb>As>Cd>Hg,土壤中重金属Cr含量显著高于Pb、As、Cd、Hg(P<0.05),而重金属Pb、As、Cd、Hg的含量无显著差异(P>0.05)。对比贵州省土壤背景值(Pb=35.20 mg/kg、Cd=0.66 mg/kg、Cr=95.50 mg/kg、Hg=0.11 mg/kg、As=20.00 mg/kg),发现重金属Hg、Cd、Cr超出土壤背景值,分别超出100%、3.03%、3.37%。

Different small letters indicate significant differences(P<0.05). 图 1 贵州省刺梨生长土壤重金属含量 Fig.1 Heavy metal content in soil of Rosa roxburghii Tratt.planting field in Guizhou Province

对贵州省刺梨果中5种重金属(Cr、Pb、As、Cd、Hg)的含量进行统计[11, 14-18, 20-22],结果见图 2。刺梨果中各重金属含量大小排序为Pb>Cr>As>Cd>Hg,刺梨果中不同重金属之间的含量差异具有统计学意义;刺梨果中Pb、Cr含量显著高于其他重金属(P<0.05),但二者之间无显著差异。刺梨果中Pb的含量分别是Cr、As、Cd、Hg的1.29、4.85、10.50、63.00倍。

Different small letters indicate significant differences (P<0.05). 图 2 贵州省刺梨果中重金属含量 Fig.2 Heavy metal content in Rosa roxburghii Tratt.fruits in Guizhou Province

2.2 贵州省不同地区土壤- 刺梨系统重金属含量

对贵州省不同地区土壤中5种重金属(Cr、Pb、As、Cd、Hg)的含量进行统计[17-18],结果见表 2。遵义市、毕节市、盘州市土壤重金属含量大小排序一致,均为Cr>Pb>As>Cd>Hg,贵阳市土壤重金属含量表现为Cr>Pb>As>Hg>Cd。不同地区土壤中Pb含量大小排序为毕节市>盘州市>贵阳市>遵义市,毕节市Pb含量分别是遵义市、贵阳市、盘州市的1.29、1.26、1.05倍;Cd含量大小排序为盘州市>遵义市>贵阳市>毕节市,盘州市Cd含量分别是遵义市、贵阳市、毕节市的4.45、9.21、9.92倍;Cr含量大小排序为盘州市>遵义市>毕节市>贵阳市,盘州市Cr含量分别是遵义市、贵阳市、毕节市的3.17、4.99、4.19倍;Hg含量大小排序为盘州市>贵阳市>遵义市>毕节市,盘州市Hg含量分别是贵阳市、遵义市、毕节市的1.36、1.88、2.50倍;As含量大小排序为盘州市>贵阳市>毕节市>遵义市,盘州市As含量分别是遵义市、贵阳市、毕节市的2.45、2.22、2.27倍。对比贵州省土壤背景值,发现盘州市5种重金属均超出背景值。

表 2 贵州省不同地区刺梨生长土壤重金属含量 Table 2 Heavy metal content of Rosa roxburghii Tratt.planting soil in different region of Guizhou Province  Unit: mg/kg
地区
Region
重金属含量
Heavy metal content
Pb Cd Cr Hg As
Zunyi City 28.74 0.29 69.09 0.16 9.14
Guiyang City 29.59 0.14 43.86 0.22 10.11
Bijie City 37.15 0.13 52.27 0.12 9.89
Panzhou City 35.49 1.29 218.95 0.30 22.41
Mean 32.74 0.46 96.04 0.20 12.89
Background value of Guizhou Province 35.20 0.66 95.50 0.11 20.00

对贵州省不同地区刺梨果中5种重金属(Cr、Pb、As、Cd、Hg)的含量进行统计[11, 17, 22-23],结果见表 3。贵阳市刺梨果重金属含量大小排序为Cr>Pb>As>Cd>Hg,盘州市为Cr>Pb>As=Cd>Hg,毕节市为Pb>Cr>Cd>As,遵义市为Cr>Cd,黔东南为Cr>Hg。不同地区刺梨果中Pb含量大小排序为毕节市>贵阳市>盘州市,毕节市刺梨果中Pb含量分别是贵阳市、盘州市的2.38、12.40倍;Cd含量大小排序为毕节市>贵阳市>遵义市>盘州市,毕节市刺梨果中Cd含量分别是贵阳市、遵义市、盘州市的6.40、16.00、32.00倍;Cr含量大小排序为贵阳市>遵义市>毕节市>黔东南>盘州市,贵阳市刺梨果中Cr含量分别是遵义市、毕节市、黔东南、盘州市的1.05、1.40、1.43、4.50倍;As含量大小排序为毕节市>贵阳市>盘州市,毕节市刺梨果中As含量分别是贵阳市、盘州市的1.29、22.00倍;Hg含量大小排序为贵阳市>黔东南=盘州市。

表 3 贵州省不同地区刺梨果重金属含量 Table 3 Heavy metal content of Rosa roxburghii Tratt.fruits in different region of Guizhou Province  Unit: mg/kg
地区
Region
重金属含量
Heavy metal content
Pb Cd Cr As Hg
Zunyi City 0.02 0.60
Guiyang City 0.26 0.05 0.63 0.17 0.01
Bijie City 0.62 0.32 0.45 0.22
Panzhou City 0.05 0.01 0.14 0.01 0.00
Qiandongnan 0.44 0.00

2.3 贵州省不同土壤类型土壤- 刺梨系统重金属含量

对贵州省不同土壤类型中5种重金属(Cr、Pb、As、Cd、Hg)的含量进行统计[14, 17-18],结果见表 4。黄壤、石灰土、红棕壤中各重金属含量大小排序一致,均为Cr>Pb>As>Cd>Hg,红壤中各重金属含量大小排序为Pb>Cr>As>Hg>Cd。Pb含量大小排序为石灰土>红棕壤>黄壤>红壤;Cd、Hg含量大小排序为红棕壤>黄壤>石灰土>红壤;Cr、As含量大小排序为红棕壤>石灰土>黄壤>红壤。黄壤中重金属Hg、石灰土中重金属Pb、Hg和红棕壤中重金属Pb、Cd、Cr、Hg、As均超出贵州省土壤背景值。

表 4 贵州省不同土壤类型中土壤重金属含量 Table 4 Heavy metal content in different soil type in Guizhou Province  Unit: mg/kg
土壤类型
Soil type
重金属含量
Heavy metal content
Pb Cd Cr Hg As
Yellow soil 31.18 0.36 69.62 0.16 13.08
Red soil 31.01 0.05 29.55 0.11 5.73
Limestone soil 43.28 0.21 74.98 0.12 14.04
Red-brown soil 35.49 1.29 218.95 0.30 22.41
Mean 35.24 0.48 98.28 0.17 13.82
Background value of Guizhou Province 35.20 0.66 95.50 0.11 20.00

对贵州省不同土壤种植下刺梨果中的5种重金属(Cr、Pb、As、Cd、Hg)含量进行统计[11, 17, 22-23],结果见表 5。黄壤中刺梨果重金属含量大小排序为Cr>Pb>As>Cd>Hg,沙壤中为Pb>Cr>Cd>As,石灰土中为Cr>Hg,红棕壤中为Cr>Pb>Cd=As>Hg。不同土壤种植下刺梨果中重金属Pb、Cd、As含量大小排序均为沙壤>黄壤>红棕壤,沙壤Pb含量分别是黄壤、红棕壤的2.38、12.40倍,沙壤Cd含量分别是黄壤、红棕壤的8.00、32.00倍,沙壤As含量分别是黄壤、红棕壤的1.29、22.00倍;Cr含量大小排序为黄壤>沙壤>石灰土>红棕壤,黄壤Cr含量分别是沙壤、石灰土、红棕壤的1.38、1.41、4.43倍;Hg含量表现为黄壤>石灰土=红棕壤。

表 5 贵州省不同土壤类型中刺梨果重金属含量 Table 5 Heavy metal content in different soil type of Rosa roxburghii Tratt.fruits in Guizhou Province  Unit: mg/kg
土壤类型
Soil type
重金属含量
Heavy metal content
Pb Cd Cr As Hg
Yellow soil 0.26 0.04 0.62 0.17 0.01
Sandy loam 0.62 0.32 0.45 0.22
Limestone soil 0.44 0.00
Red-brown soil 0.05 0.01 0.14 0.01 0.00

2.4 贵州省刺梨果中重金属富集特征

对贵州省刺梨果中5种重金属富集系数进行统计[14-18, 22],结果见图 3。刺梨果对各重金属的富集系数大小排序为Cd>Pb=Hg>Cr>As,刺梨果对Cd的富集显著高于其他重金属(P<0.05),而重金属Pb、Hg、Cr、As含量无显著差异(P>0.05)。Cd的富集系数分别是Pb、Hg、Cr、As的9.33、9.33、14.00、28.00倍。可见,刺梨果对不同元素有选择吸收性,刺梨果重金属的富集能力存在差异。

Different small letters indicate significant differences (P<0.05). 图 3 贵州省刺梨果中各重金属的富集系数 Fig.3 Enrichment coefficients of heavy metals in Rosa roxburghii Tratt.fruits in Guizhou Province

2.5 贵州省土壤- 刺梨系统中重金属污染评价 2.5.1 贵州省刺梨生长土壤重金属污染评价

贵州省刺梨生长土壤重金属污染评价结果[14, 17-18]表 6。参照GB 15618-2018[12],从单因素污染指数来看,贵州省各地区刺梨种植地土壤中5种重金属除遵义市Cd的Pi=0.97(0.7<Pi≤1.0)处于警戒线等级,以及盘州市Cd的Pi=4.30(Pi>3.0)处于重污染等级、Cr的Pi=1.46(1.0<Pi≤2.0)处于轻污染等级外,其余均处于安全等级;从内梅罗综合污染指数来看,遵义市土壤P=0.77(0.7<P≤1.0),处于警戒线等级;盘州市土壤P=3.37(P>3.0),处于重污染等级。综合分析,Cd是影响遵义市和盘州市土壤质量的首要因素。从单因素污染指数来看,贵州省不同土壤中5种重金属除黄壤Cd的Pi=1.21(1.0<Pi≤2.0)处于轻污染等级,以及红棕壤Cd的Pi=4.30(Pi>3.0)处于重污染等级、Cr的Pi=1.46(1.0<Pi≤2.0)处于轻污染等级外,其余均处于安全等级;从内梅罗综合指数来看,黄壤P=0.96(0.7<P≤1.0),处于警戒线等级;红棕壤P=3.37(P>3.0),处于重污染等级。综合分析,黄壤和红棕壤中Cd是影响土壤质量的首要因素。

表 6 贵州省土壤重金属污染评价 Table 6 Evaluation of soil heavy metal pollution in soil in Guizhou Province
项目
Item
Pi P
Pb Cd Cr Hg As
Region Zunyi City 0.24 0.97 0.35 0.07 0.30 0.77
Guiyang City 0.25 0.47 0.22 0.09 0.34 0.40
Bijie City 0.31 0.43 0.26 0.05 0.33 0.37
Panzhou City 0.39 4.30 1.46 0.17 0.56 3.37
Soil type Yellow soil 0.29 1.21 0.40 0.07 0.38 0.96
Sandy loam 0.26 0.17 0.15 0.05 0.19 0.22
Limestone soil 0.36 0.70 0.37 0.05 0.47 0.59
Red-brown soil 0.39 4.30 1.46 0.17 0.56 3.37
GB 15618-2018 5.5<pH value≤6.5 90 0.3 150 1.8 40
6.5<pH value≤7.5 120 0.3 200 2.4 30

2.5.2 贵州省刺梨果重金属污染评价

贵州省刺梨果重金属污染评价结果[11, 17, 22-23]表 7。参照WM/T 2-2004[13],从单因素污染指数来看,贵州省各地区刺梨果中5种重金属除毕节市Cd的Pi=1.07(1.0<Pi≤2.0)处于轻污染等级外,其余均处于安全等级;从内梅罗综合指数来看,毕节市刺梨果P=0.88(0.7<P≤1.0)处于警戒线等级。可见,Cd是影响毕节市刺梨果质量的首要因素。从单因素污染指数来看,贵州省不同土壤种植下, 刺梨果中5种重金属除沙壤中Cd的Pi=1.07(1.0<Pi≤2.0)处于轻污染等级外,其余均处于安全等级;从内梅罗综合指数来看,沙壤种植下刺梨果的P=0.88(0.7<P≤1.0),处于警戒线等级。综上所述,沙壤中Cd是影响刺梨果质量的首要因素。

表 7 贵州省刺梨果重金属污染评价 Table 7 Pollution evaluation of heavy metals in Rosa roxburghii Tratt.fruits in Guizhou Province
项目
Item
Pi P
Pb Cd Cr As Hg
Region Guiyang City 0.05 0.17 0.09 0.05 0.14
Zunyi City 0.07
Bijie City 0.12 1.07 0.11 0.88
Qiandongnan 0.00
Panzhou City 0.01 0.03 0.01 0.00 0
Soil type Yellow soil 0.05 0.13 0.09 0.05 0.14
Sandy loam 0.12 1.07 0.11 0.88
Limestone soil 0.00
Red brown soil 0.01 0.03 0.01 0.00 0
WM/T 2-2004 5 5 0.3 2.0 0.2

2.6 贵州省土壤-刺梨系统中重金属相关性分析

对贵州省土壤-刺梨系统中的重金属进行相关性分析[11, 14-22],结果见图 4。土壤-刺梨系统中Pb与Cd呈显著正相关(P<0.05),Pb与Cr、As、Hg,Cd与Cr、As、Hg,Cr与As、Hg,As与Hg之间呈极显著正相关(P<0.01)。说明土壤中重金属元素之间的相关性不仅限于单一元素,还体现在多元素间的交互作用。

图 4 贵州省土壤-刺梨系统中重金属相关性分析 Fig.4 Correlation analysis of heavy metals in soil-Rosa roxburghii Tratt.system in Guizhou Province

3 讨论

刺梨的花、叶、根茎、种子及果渣均蕴含丰富的活性成分,展现出多元化的食用与药用价值,开发潜力巨大[24]。有研究指出,刺梨在清除重金属污染方面表现卓越,能有效减轻重金属对人体的毒性影响,用于对抗重金属引起的副作用[25]。本研究结果表明土壤、刺梨果中各重金属的含量有差异,土壤中各重金属含量大小排序为Cr>Pb>As>Cd>Hg,Pb和As的含量没有超过贵州省土壤背景值,但仍可能对环境和人类健康构成潜在风险。对于超出土壤背景值的Cd、Cr和Hg,建议采取措施来降低这些重金属的环境风险。目前主要采用的土壤修复方法包括物理修复、化学修复和生物修复。其中,生物修复又分为植物修复和微生物修复,尤其适用于轻度和中度镉污染的农田生态系统[26]。贵州省刺梨果中各重金属含量大小排序为Pb>Cr>As>Cd>Hg。Pb作为毒性较大的重金属,其在刺梨果中的高含量可能对消费者健康构成威胁。因此,应对刺梨果的种植生产过程进行深入研究,找出Pb污染源,并采取相应的控制措施。

土壤中重金属的含量对农作物重金属成分的积累至关重要,其浓度直接决定了农产品的品质。然而,土壤与农作物之间重金属的迁移受到众多因素的复合影响,诸如作物种类,重金属的吸收部位,土壤中重金属的形态、污染程度,以及农作物对不同重金属的内聚过程和机理差异性[27-28]。相关性分析表明,土壤-刺梨系统中不同重金属间存在显著相关性,这表明重金属在土壤-刺梨系统中可能共享相似的来源或迁移途径。这种相关性可能与土壤相关性质以及人类活动等因素有关[29]。此外,不同土壤的理化性质各不相同,造成了重金属在不同类型及质地土壤中的迁移性存在差异。植物吸收重金属的过程还受到金属溶解度、土壤pH值、土壤种类和植物种类等多方面因素影响[30]

贵州省不同地区土壤重金属含量结果表明,遵义市的Cr含量最高,但Pb、Cd、Hg和As含量相对较低,这可能与该地区的工业布局和环境保护措施有关[31]。贵阳市的土壤重金属含量整体处于较低水平,这可能得益于该市较为严格的环境监管和污染控制措施。盘州市的土壤重金属含量普遍较高,尤其是Cd和Cr含量,这可能与当地工业活动频繁、矿产资源开发强度大等因素有关[32]。贵州省不同类型土壤重金属含量结果表明,Cr、Cd、Hg在红棕壤中的高含量可能与其土壤母质、成土过程或人为活动有关[33]。Pb在石灰土中的高含量可能与该土壤类型对Pb的吸附能力较弱有关,导致Pb更容易在土壤中累积[34]。贵州省不同地区刺梨果重金属含量结果表明,贵阳市刺梨果中Cr含量最高,但其Pb和Cd含量却低于毕节市,表明重金属污染的来源和分布具有复杂性。Hg在贵阳市刺梨果中的含量最高,而在黔东南和盘州市刺梨果中的含量相同且较低,这可能与这些地区的工业结构和污染控制水平有关。贵州省不同类型土壤中刺梨果重金属含量结果表明,沙壤Pb、Cd、As含量均高于其他土壤。这可能是由于其颗粒较粗、孔隙度大,更利于重金属的迁移和累积[35]。同种重金属在不同作物之间, 以及不同重金属污染物在相同农作物之间,重金属的富集能力也存在较大差异[36]。本研究结果表明刺梨果对重金属的富集系数大小排序为Cd>Pb=Hg>Cr>As,下一步将对刺梨果不同部位的重金属含量进行研究。

4 结论

贵州省土壤-刺梨系统中重金属污染呈现明显地域和土壤类型差异。土壤以Cr污染为主,刺梨果则Pb、Cr含量较高且对Cd富集能力强。遵义市、盘州市土壤污染及毕节市刺梨果污染相对严重;黄壤、红棕壤土壤污染及沙壤刺梨果污染较突出。针对贵州省刺梨种植地不同重金属污染情况可采取合适的修复方法,还可辅以相应农艺措施,增强对刺梨种植土壤重金属污染的修复。同时,应加强土壤环境监测,制定科学合理的土壤污染防治规划,为贵州省刺梨产业的可持续发展提供坚实保障。

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