重金属有哪些?花椒重金属含量有没有超标?花椒的重金属来自哪里?这些问题的答案,各位椒友知道吗?
实验样本来源
在陕西省12个花椒主产县(市)各选取1个花椒种植村(如表1)进行取样地选取,其中在渭南市华洲区下李村选取6个花椒取样地,旨在对比同一地区不同的管理模式下花椒园的产出情况,其他县(市)种植村各选取1个取样地,在每个取样地选取面积不小于33hm²成片花椒林地取样,共17个取样地。于2017年7月下旬,采用5点法在每块样地中设置5个样方,在每样方内花椒树4个方位剪花椒枝条剥取枝皮 0.2kg采摘鲜花椒叶0.5 kg、花椒果实0.5kg;再将5个样方相同样全部混合均匀,风干、去杂,将果实的果皮与种子分离,各称重0.5kg装袋标记、待测定。
根据采样地情况对不同样本进行编号,如表1所示。
花椒枝皮中6种重金属的含量
由表2可知,花椒枝条皮层中铜、铬、铅、镉的平均含量高,镉、铜、铅的BCF分别为3.579、0.539、0.228。
其中,铅在T2~T6、T12含量高。镉在T6、T15、T16 含量高。汞在6个处理中未检测出,检出的处理中含量均很低。砷在T16、T15、T6、T1含量高,T8~T13含量最低。铬 在T1~T3、T5、T17含量较高,T8~T13 含量最低。铜在T6含量最高,T1、T4、T5、T17含量最低。
可见,花椒枝条皮层对镉的富集作用明显,对铜的富集作用较强、对铅则弱;但T6中镉含量高达17.70mg/kg,可能是检测过程中样品被污染所致。此外,在17个花椒枝条皮层样中,除个别外汞、砷含量的变化范围差异较小,除少数试样外其余样地铅和铜含量的变化范围差异相对较小,说明花椒枝皮对汞、砷、铅和铜的吸收和积累水平与采样地无关;铬在枝皮中含量变化范围差异较大的原因除与采样地有关外,也可能与花椒品种有关,但采样时未能对花椒品种进行标注,因而铬含量和品种间的关系还应进一步研究。
花椒叶中6种重金属含量
由表3可知,在花椒叶中铜、铬、铅含量高,镉、铜、汞的BCF分别为 1.093、0.774、0.338,汞、砷、铜、铅的BTF*分别为5.000、2.351、1.436、0.410。
其中,T14~T15的铅含量高。镉仅在T14最高,T1、T2、T17、T3含量相对最低。汞和砷在T14、T16含量相对最高,其余样地除个别外含量变化差异不大。铬在 T2、T17 含量最高,其次为 T5,其余样地的含量变化差别不大。铜在T8~T13、T6、T3 含量相对较高,在T5、T4、T14 含量相对最低。
说明花椒叶对镉富集作用明显、对铜富集作用较强、对汞则弱,对汞、砷、铜积累作用较高,对铅则甚弱。此外,除少数样地外,其余样地铅、镉、汞和砷在花椒叶中含量变化范围较小,铬、铜含量变化范围较大,其原因可能与花椒枝皮中的铬相似。
花椒果皮中6种重金属含量
由表4可知,在花椒果皮与花椒叶中6 种重金属含量的变化趋势有相似性,花椒果皮中 镉、铜平均含量和BCF均较高,砷、汞、铜的BTF*相对较高。
其中,T14~T16的铅、镉、汞含量相对较高。砷在T14~T16、T5、T1,铬在T6、T5、T1、T2,铜在T5、T1含量相对较高。
说明,花椒果皮对镉有较强的富集作用,对砷、汞、铜有较强的积累作用。此外,除少数采样地中铅、镉、砷和铜外,其余样地6种重金属在花椒果皮中含量变化范围均较小。
花椒种子中6种重金属含量
由表 5可知,在花椒种子中铜平均含量最高,铬和铅次之 ;铜和镉的BCF,及铜、砷及铬的BTF*相对较高。铅在T13~T15, 镉在T14,铬在T15、T13、T17、T2,铜在T14含量较高。说明,花椒种子对铜及镉的富集性,对砷及铬吸收和积累作用较强。
花椒食用器官包括叶和果皮,花椒叶和果皮的重金属含量与食用安全相关。花椒林地土壤中的重金属由根系吸收后逐步输送或积累至枝皮、叶、果皮和种子。
国标中限量铅含量<3mg/kg、砷含量 <0.5mg/kg、汞含量<0.1mg/kg、镉含量<0.5 mg/kg、铬含量<1.0 mg/kg,铜含量<50mg/kg。
在本研究中,花椒叶中重金属超标的样地包括,T14~T16的铅含量为 3.836~ 12.712 mg/kg, T14~ T16、T4和T7的砷含量为0.573~2.030 mg/kg,T14、T16的汞含量为 0.190~ 0.270 mg/kg,T14的镉含量4.950 mg/kg,铬在全部样地平均含量为(2.360±1.176) mg/kg。
花椒果皮中重金属超标的样地包括,T14、T15的铅含量为3.020~6.910 mg/kg,T14 的镉含量为2.400 mg/kg,T6、T5、T1、T2 的铬 含量为 1.020~2.570 mg/kg。
虽然上述调查地部分重金属含量超标,但花椒叶和果皮的主要用途是调味料,在食品中添加量0.5%~1%,经食品稀释100~500 倍后,花椒中所含的重金属当不会危害人体健康。
以上研究结果表明,花椒叶中 铅、砷、汞、镉含量在部分样地超标,花椒叶中铬含量几乎在全部样地超标,花椒果皮中铅、镉和铬含量在部分样地超标。
土壤重金属来源
自然来源:
土壤是由岩石风化而来,不同的岩石含有各种重金属元素,成土母岩的化学元素决定了土壤中化学的最初含量,影响着土壤中重金属元素的环境背景值:同时母岩在形成土壤过程中的影响因素也影响着土壤中的重金属含量,如抗风能力强的石英质岩石对发育于其上的土壤中重金属含量起控制作用,然而抗风能力弱的碳酸盐类岩石对其上发育的土壤中重金属含量控制作用则不强。大气中重金属降尘也是影响土壤中重金属含量的主要自然因素之一。火山爆发、森林火灾、海浪飞溅、植被排出、风力扬尘等过程使很多重金属尘浮于空中。空气中的重金属元素部分被植物吸收,部分通过尘降进入水体、土壤。在自然界中土质污染也影响着土壤重金属的含量。在岩石圈深部,由于岩浆作用、质变作用等复杂的地球化学过程可能形成重金属富集的工业矿床,在矿床附近矿化地层发育的土壤,由矿床流出的富含重金属的地下水流动过程中形成的分散晕上发育的土壤,及以被搬运的矿化物质为母岩所发育的土壤重金属含量往往异常的高。
人为因素造成的土壤重金属污染:
在农业中,农药、化肥、污泥的施用,污水灌溉,是加剧土壤重金属污染的主要途径之一。在化肥中,其原料矿石本身的杂质及生产工艺流程的污染使其重金属的含量颇高,如:有的过磷酸钙肥料中的镉和砷含量较高,据广州市磷肥和石灰测定结果,镉含量为2~3mg/kg,砷含量为60~80ng/kg,汞含量为l~2ng/kg。在农药中以含汞、砷和铅的较多,如:含有机汞制剂有赛力散、西力升等,含有机砷制剂有稻脚青、苏农6401,含砷铅的砷酸铅、亚砷酸铅等,含其他重金属的农药有代森铅等。故长期施用化肥、农药可使土壤遭受重金属污染。部分猪粪中重金属含量也较高,花椒地使用时应慎重。
总结
本研究通过比较土壤与花椒各器官 6 种重金属含量,揭示出花椒枝皮中富集和积累作用镉>铜>铅,花椒叶中镉>铜>汞>砷>铅,花椒果皮中镉>砷>汞>铜,花椒种子中铜>镉;通过分析花椒各器官元素占土壤的比例表明,花椒叶中镉、铜、汞、铅、砷和铬含量为土壤的109.25%、77.4%、33.83%、9.37%、4.32%、3.58%,果皮中镉、铜、汞、铅、铬和砷含量为土壤的50.36%、32.07%、4.51%、4.26%%、1.48%、1.27%;比较土壤及花椒各器官中重金属元素含量的比率,同样揭示出花椒叶和果实的积累或富集性镉>铜>汞,铅和铬在花椒“枝皮—叶—果皮—种子”中呈递减梯度趋势,这类似于顺浓度梯度吸收效应。
花椒叶和果皮对镉、铜和汞有明显的吸收、积累和富集特性,对 砷、铅 和 铬 的富集和吸收能力弱,只要土壤不被砷、铅和铬污染,花椒叶和果实中的含量就应在安全范围内。
在本研究中发现少数样地花椒果皮中的 铅、镉、铜和砷及花椒种子中的铅、镉和铜含量高,多数样地花椒枝皮中 汞、砷、铅和铜含量变幅较小而铬含量变幅大,花椒叶中 铅、镉、汞和砷含量变幅较小而铬和铜含量变幅较大。
文献报道不同品种的植物对铅和镉积累特性不同,因此铬、铜、铅、镉和砷含量变幅大的原因是否与采样地或者花椒品种有关还待深入研究。
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