公路路域农作物重金属分布规律及污染特征研究——以西三和西阎高速公路为例

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陕西关中盆地公路两边往往分布着大量的农业用地,用以种植粮食和蔬菜等农作物。随着人们生活水平的提高,对于生存环境和食品质量的要求也愈来愈高,公路路域重金属污染对农作物安全和人体健康的影响倍受人们关注。因此,高速公路路域农作物重金属分布规律及农作物适宜种植范围值得探讨。  本文以包茂高速公路西安~三原段(以下简称西三高速公路)和西禹高速公路西安~阎良段(以下简称西阎高速公路)路域农耕地为研究对象,测定农作物中Cd、Pb、Cu、Zn、Cr的含量,对两条高速公路路域农作物中重金属分布规律和污染特征进行研究。利用SPSS18.0统计软件和Excel2007软件对农作物进行单因子污染指数、内梅罗综合污染指数、生物富集系数及转移系数、逐步回归分析、元素相关性分析和显著性检验等多元化的分析,并与国家卫生标准农作物重金属含量对比,得出污染状况。用曲线拟合的方式给出适宜公路路域葱种植的范围,以期减小重金属进入食物链的风险,为生产者及消费者的健康生活提供依据。  研究得出:  1.公路路域6种农作物不同器官中重金属元素的含量具有c(Zn)>c(Cu)、c(Cr)>c(Pb)>c(Cd)的基本规律。农作物中重金属含量的高低与距离分布并不是简单的线性负相关性,小麦和葱重金属含量总的变化趋势均为先随距离的增加分别出现一峰值,然后随距离的增加而逐渐下降。  2.小麦样地土壤的综合污染指数为1.09,而小麦麦粒重金属综合污染指数为0.33,表明小麦麦粒不会富集土壤中的重金属。小麦麦叶中Pb、Cd的含量远远大于其他部位中Pb、Cd的含量,并且麦叶表现出很强的Pb(转移系数4.96)、Cd(转移系数为1.70)转移能力,说明小麦不但能通过根系吸收土壤中的Pb和Cd元素,还能通过叶面吸收环境空气中的Pb和Cd。  3.葱在土壤并未受到污染的环境基质下,葱白、葱叶受到公路重金属的污染,说明葱对重金属有很强的吸收和积累能力。在香菜样地土壤已经受到重金属轻度污染的情况下,香菜中的重金属含量并未超过国家卫生标准限值,表示香菜并不吸收积累土壤中的重金属。在土壤基质污染并不严重的条件下,土豆块茎表现出很强的Pb、Cr吸收和积累能力。Cd和Cu在黄花菜叶中分布较多,Pb、Zn、Cr主要集中在黄花菜根部。说明黄花菜对Cd、Cu的吸收主要来自叶面,对Pb、Zn、Cr的吸收主要来自根部。洋葱中的重金属主要集中在洋葱根中,说明洋葱主要是通过根部吸收和富集土壤中的重金属。  4.西三、西阎高速公路路域小麦中重金属均未超过国家卫生标准,但在单个样地以背景值作为对照分析时,各个样地小麦已经不同程度的受到了重金属的影响,对小麦的安全已经构成潜在影响。葱样地的葱在以国家食品中限量卫生标准值作为评价标准的情况下达到轻污染状况,在以对照样区背景值作为对照的情况下,Pb和Cr分别超过对照值的18.10倍和5.42倍,说明高速公路运营对公路路域葱中的各种重金属产生了较大影响。  5.公路路域葱中Cd、Zn和Cr含量均受到Pb的影响,说明在重金属复合污染对植物生长的影响中,Pb是一个重要的因子。  6.对西三、西阎高速公路路域不同样地小麦重金属含量进行显著性差异分析,得出防护林、交通量和运营年限对小麦中重金属的含量有显著影响。  7.综合葱各种重金属的达标距离及样地距路基距离,为了保证葱的食用安全,建议西阎高速公路路域两侧在距路基82m范围内不宜种植葱。
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