云南部分蔬菜中氟積累特征及其成因初步分析

1、云南部分蔬菜中氟積累特征及其成因初步分析何 鋒，段昌群*，侯永平云南大學生命科學學院暨云南生物資源保護與利用國家重點實驗室培育基地，昆明 云南 650091摘要：對云南蔬菜產(chǎn)區(qū)部分蔬菜進行了分析，發(fā)現(xiàn)氟殘留量普遍超過了1 mg/kg。在所檢測的蔬菜中，菠菜的水溶性氟平均含量最高，為13.18 mg/kg。就葉菜類不同組織器官來看，氟的分布是：葉中的氟殘留量根中的氟殘留量莖中的氟殘留量（以干質(zhì)量計算）；就不同葉位來看，從老葉到幼葉氟殘留量有逐漸下降的趨勢。結(jié)合蔬菜產(chǎn)地的土壤分析結(jié)果，認為蔬菜中氟殘留量不僅與土壤氟含量有關(guān)，而且還可能與施肥狀況、蔬菜類別有關(guān)。文章還提出了減少蔬菜中氟殘留量的對策。

2、關(guān)鍵詞：云南；蔬菜；水溶氟；殘留中圖分類號：X56 文獻標識碼：A 文章編號：1672-2175（2004）03-0327-03氟是人體必需的微量元素之一，人體內(nèi)平均含氟量為37 g/g，人體含氟量過多或不足，均不利于人體健康1。各種研究表明，大氣、水、土壤中的氟超過一定濃度，對植物的生長和內(nèi)在品質(zhì)將造成很大的影響。由于氟離子是容易被蔬菜吸收和積累的一種陰離子，當蔬菜中氟含量較高（1 mg/kg），人長期食用會影響人體健康，輕則形成斑釉齒，重則導致慢性氟中毒，形成氟骨癥等2，3。因此氟是很多國家和地區(qū)重點檢測的危險元素。云南氣候適宜，是我國冬早蔬菜重要生產(chǎn)基地2。區(qū)域內(nèi)某些地區(qū)氟的含量較高，這

3、對蔬菜內(nèi)在品質(zhì)產(chǎn)生怎樣的影響目前了解尚少。本研究通過調(diào)查分析云南部分大宗蔬菜中氟離子積累狀況，結(jié)合國內(nèi)外蔬菜品質(zhì)安全標準予以評價蔬菜質(zhì)量；同時跟蹤樣品來源地，對產(chǎn)地進行土壤分析，探討蔬菜氟積累的成因，為蔬菜生產(chǎn)合理布局種植結(jié)構(gòu)、提高質(zhì)量提供科學依據(jù)。1 材料與方法1.1 材料蔬菜樣品取自云南部分蔬菜主產(chǎn)區(qū)菜市場，其中部分蔬菜樣品直接來自幾個大宗蔬菜產(chǎn)地。取回樣品后，用蒸餾水洗凈，晾干后在6080 鼓風干燥，然后用植物粉碎機粉碎，過1 mm篩，裝入自封袋并標記，備用。土壤樣品取自蔬菜樣品的相應(yīng)產(chǎn)地，隨機蛇形布點，取030 cm土層，用四分法獲得所需土樣，用GPS對采樣中心點定位。土樣裝袋標記后，

4、帶回實驗室風干，測定風干土水分系數(shù)，磨碎過篩備用。1.2 方法蔬菜中的水溶氟采用GB/T 5009.18-1996中的氟離子選擇電極法測定。稱取1 g過1 mm篩的樣品，置于50 ml容量瓶中，加入10 ml濃度為1 mol/L的鹽酸，浸提1 h。然后加25 ml總離子強度緩沖液，加水到刻度，混勻。用標準溶液校準氟電極斜率和空白，校準后，把蔬菜處理液倒入燒杯中，插入電極，磁力攪拌測定，讀數(shù)穩(wěn)定后記下數(shù)值4，5。土壤中有機氮的測定：凱氏定氮法。土壤有效氮的測定：堿解擴散法。土壤有效磷的測定：NaHCO3浸提比色法。土壤速效鉀的測定：乙酸銨浸提火焰光度法6。土壤水溶氟的測定：氟電極法7。2 結(jié)果與

5、分析2.1 云南部分蔬菜中氟殘留特征分析表1 云南部分蔬菜中水溶氟的質(zhì)量分數(shù)1) mg/kg蔬菜樣品數(shù)范圍平均值標準差大白菜5212.556.723.54小白菜64.615.859.533.6青菜6617.98.90.99生菜70.424.610.227.39菠菜88.1522.313.184.16芹菜73.1520.712.764.41韭菜113.218.5511.554.75韭黃38.812.0510.581.35蔥62.9510.37.282.45蘿卜51.19.46.012.7馬鈴薯42.154.153.70.91蓮藕42.055.953.451.49 1) 以蔬菜干質(zhì)量計算抽測蔬菜的

6、含氟量見表1。從表1中可以看出，蔬菜中水溶氟的平均質(zhì)量分數(shù)均超出1 mg/kg。全部蔬菜氟含量范圍為0.424.6 mg/kg之間。葉類蔬菜中氟含量比根莖類蔬菜高出很多。以菠菜中氟殘留量為最高，平均約13.18 mg/kg，其次是芹菜，為12.76 mg/kg。韭菜中氟殘留量也高，為11.55 mg/kg。平均含量較低的是蓮藕，為3.45 mg/kg，馬鈴薯中平均含量為3.7 mg/kg。2.2 氟在蔬菜各部分的分布對大白菜、小白菜、生菜、菠菜、芹菜、蔥的各個部分氟含量測定結(jié)果見表2、表3和圖1、圖2。從這些測定結(jié)果中可以看出，氟在蔬菜各個部分的殘留量有顯著性差異。表2表明大白菜和生菜中，從外

7、側(cè)的12葉的老葉到內(nèi)表3 氟在小白菜和菠菜各個部分的分布 mg/kg蔬菜名稱平均含量老葉幼葉根小白菜a4.65.64.52.65小白菜b11.613.67.513.15菠菜a9.914.64.91.65菠菜b8.158.87.055.15側(cè)的56葉及至菜心，氟的含量依次顯著降低。從表3可以看出，小白菜的老葉中氟殘留量最高。而根部則出現(xiàn)兩類情況，一類是其含量在整個植株中最低，一類是根中的含量很高，接近老葉，這可能是由于品種的差異，或者是與環(huán)境有關(guān)系。菠菜中氟殘留量情況是：老葉中的氟殘留量幼葉中的氟殘留量根中的氟殘留量，其中，菠菜a中老葉的含量是14.6 mg/kg，比幼葉高出約3倍，比根部高出近

8、9倍。表2 葉菜類各個葉片中氟殘留量 mg/kg蔬菜名稱平均含量12葉34葉56葉幼葉大白菜6.558.86.66.054.7生菜24.625.524.1515.314.3小蔥各部分氟的含量見圖1。從圖1中可以看出，小蔥的地上部分氟含量顯著高于蔥頭。芹菜各部分氟的含量見圖2。從圖2中可以看出，氟在3種芹菜中的分布情況都是：葉中的氟殘留量根中的氟殘留量莖中的氟殘留量。2.3 蔬菜產(chǎn)地土壤肥力及水溶性氟與蔬菜中氟殘留量關(guān)系蔬菜產(chǎn)地土壤肥力、土壤中水溶氟含量與蔬菜內(nèi)水溶氟含量的分析結(jié)果見表4。從表4可以看出，9個大田樣地的水溶氟含量在1.238.69 mg/kg之間。各類蔬菜中氟含量范圍為0.420

9、.7 mg/kg之間。蔬菜品種不同，其氟的積累也是有所差異的。如表4所示，在蔬菜產(chǎn)地2（其中心點的坐標：北緯245422.5，東經(jīng)1024959.2，海拔1912 m），土壤水溶性氟為1.23 mg/kg，相應(yīng)地塊中西芹含氟量為20.7 mg/kg，而距離該地不太遠的蔬菜大田（點1）的土壤狀況與點2相似，但是產(chǎn)出的優(yōu)質(zhì)生菜中氟殘留量卻只有0.4 mg/kg，蔬菜中氟的積累狀況與蔬菜種類密切相關(guān)。從本研究中可以看出，葉菜中氟殘留量比其它類蔬菜嚴重，而瓜果類和塊根塊莖類蔬菜中殘留量相對要低。不僅如此，從表4中還可看出這樣一些基本的現(xiàn)象：當土壤中有機氮和有效氮的含量越高，有效磷的含量適中時，蔬菜中氟

10、的積累量就可能越高；蔬菜中氟的含量水平與土壤中w(N)w(P)w(K)的這種比例密切相關(guān)。3 討論表4 蔬菜產(chǎn)地土壤肥力、氟背景值及蔬菜中水溶氟殘留量采樣點平行數(shù)量w(有機氮)/(mgkg-1)w(有效N)/(mgkg-1)w(有效P)/(mgkg-1)w(速效K)/(mgkg-1)w(有效N)w(有效P)w(速效K)w(土壤水溶氟)/(mgkg-1)產(chǎn)地蔬菜w(蔬菜水溶氟) /(mgkg-1)點13220.653.18140.056.725.6040.086782.2821.8010.045.592.900.087生菜0.4點23227.552.72142.501.9611.110.0612

11、83.781.4610.081.991.230.063西芹20.7點3396.411.53101.101.105.600.015172.124.3310.0551.701.950.05大白菜13.85蘿卜9.4點43201.852.09166.304.180.12150.003240.472.3810.0011.458.420.14蘿卜6.55點53256.321.67113.521.603.570.068299.634.8110.032.648.690.072小白菜4.2點63206.162.46133.963.4721.030.062546.2515.1410.164.084.270.02

12、1花菜6.45點73151.953.5897.711.630.030.002106.012.8310.00031.097.690.037蓮藕2.7點83140.693.58157.043.281.730.03487.631.5310.0110.568.350.12小蓮花白4.45點93164.753.3799.711.0110.150.32115.092.9710.1021.153.150.01洋絲瓜1.6（1）從本研究來看，抽測蔬菜水溶氟的含量普遍高于1 mg/kg，超出了食品衛(wèi)生標準。造成蔬菜中氟含量偏高的原因有有以下幾個方面：其一，本研究所選擇的蔬菜主產(chǎn)區(qū)主要集中在紅壤區(qū)，土壤中的氟的背

13、景值較高，可達100500 mg/kg，其中水溶性氟往往占總量的3%4%，即植物可利用態(tài)為320 mg/kg，這些成為蔬菜等經(jīng)濟作物水溶性氟含量高的潛在基礎(chǔ)。例如，云南鳳慶滇紅茶葉中水溶性氟含量是27.5 mg/kg8。其二，氟的化學性質(zhì)比較活躍，容易在植物體內(nèi)遷移和積累。其三，種植蔬菜的土壤，往往具有較好的土壤肥力，而土壤中有效氮和有效磷的含量也影響著蔬菜中氟的含量水平。其原因是充足的養(yǎng)分促進蔬菜生長代謝旺盛，光合作用和蒸騰作用都加強，而蔬菜從土壤中吸收的水溶氟從根部通過蒸騰拉力隨水分向葉部運輸，在蔬菜地上部分累積的代謝也加強，所以高肥導致氟的高含量。其四，有些土壤本身氟背景值不高，但是由于

14、當?shù)厝税讶紵蟮臓t灰與肥料混用施入菜地，使菜地中水溶性氟含量比較高，從而使氟積累到植物產(chǎn)品中。這些外源性的氟往往集中在土壤表面，對植物的有效性很高，從而使蔬菜中的氟易于積累。這種現(xiàn)象在中國的農(nóng)村比較常見。這也是影響蔬菜氟含量的原因之一7。其五，很多蔬菜產(chǎn)地相對集中地分布在城鎮(zhèn)周圍，城鎮(zhèn)附近工業(yè)、農(nóng)村能源使用中的煤炭燃燒產(chǎn)生的氟污染，也影響著周邊一些大田中蔬菜的生長狀況和品質(zhì)，這也是導致蔬菜中氟含量高的因素。目前，我國常規(guī)蔬菜檢測中較少關(guān)注氟的超標問題。我國土壤氟的背景值為(478197.7) mg/kg，而在南方，種植蔬菜的土壤大多是水稻土，其氟的背景值往往較高，一般為(533157.8) m

15、g/kg9。蔬菜種植往往是高肥條件，很容易導致蔬菜中氟的超標。本研究發(fā)現(xiàn)研究區(qū)中的蔬菜氟普遍超標，也說明了這個問題。類似的情況在徐州地區(qū)7、南京10等地也比較普遍。我國要提高蔬菜的無公害生產(chǎn)水平，或進入國際市場，必須高度重視這個問題。（2）考慮到成人每天攝入的氟可在1 mg以內(nèi)，如果換算成每天消耗的蔬菜鮮重，則人體日攝入氟遠低于1 mg，所以應(yīng)該對國家標準進行調(diào)整，放寬限量標準值，或者劃分出氟殘留水平等級，才能與實際生產(chǎn)相對應(yīng)10。而且，各類蔬菜的含水量也有極大的差別，所以不能憑借烘干后在干重水平進行統(tǒng)一評價，應(yīng)該根據(jù)蔬菜含水量等的差異來對具體蔬菜制定氟殘留限量標準。（3）研究發(fā)現(xiàn)氟在所抽測的

16、幾類蔬菜中含量分布特征是：葉菜類中的氟含量根莖菜類中的氟含量。在葉類蔬菜中。氟在老葉中的含量遠高于幼葉中的含量，可能是因為與積累的時間有關(guān)系。同一蔬菜中，氟在各個部分分布的總體特征是：葉中的氟含量根中的氟含量莖中的氟含量，原因可能是水溶性氟從根部被吸收以后，隨水分蒸騰拉力到達葉片，水分從氣孔散失，而氟到達葉部后最終在葉肉細胞的液泡中貯存7。另外，大氣中的氟也可以通過氣孔進入葉片而直接在葉部積累。（4）從本研究中得出的一般規(guī)律，認為在減少蔬菜中氟的積累方面有以下幾種方式可以借鑒：其一，鑒于在同一蔬菜產(chǎn)區(qū)，有的蔬菜中氟積累量較高，有的蔬菜中氟積累量較低，所以應(yīng)該在生產(chǎn)中篩選出低積累氟的蔬菜種類和品

17、種。其二，針對不同產(chǎn)地的氟環(huán)境背景值，采用不同的對策。在蔬菜生產(chǎn)中，首先要調(diào)查分析蔬菜生產(chǎn)基地的環(huán)境質(zhì)量，對生產(chǎn)蔬菜的適宜性進行評價。在氟背景值低的地區(qū)，蔬菜中氟積累低，適合種植多種蔬菜，可加大力度發(fā)展蔬菜的種植。而在氟背景值高的地區(qū)，由于葉菜中氟積累比其它類蔬菜要高，瓜果類和塊根塊莖類蔬菜中氟積累相對要低，故在氟背景稍高的地區(qū)可種植瓜果類和塊根塊莖類，而不適合種植葉類蔬菜。在氟背景值特別高的地區(qū)和污染區(qū)，則不適合發(fā)展蔬菜種植業(yè)。在我國農(nóng)村，人們用爐灰和煤渣混入肥料施入菜地，提高了蔬菜地水溶性氟的含量，這應(yīng)該在生產(chǎn)中引起重視。其三，鑒于農(nóng)業(yè)中過量的營養(yǎng)在促進蔬菜的迅速生長的同時，也可能提高了對

18、氟的吸收和積累能力，因此在蔬菜生產(chǎn)中要注意肥料的科學使用。采用平衡施肥和精確施肥，一方面可降低蔬菜中的氟含量，另一方面也可降低蔬菜中硝酸鹽和亞硝酸鹽的含量，提高蔬菜的品質(zhì)。參考文獻：1 吳麗黛. 氟對生態(tài)環(huán)境的影響J. 生物學雜志, 1998, 15(3): 48-49.2 中國農(nóng)業(yè)科學院蔬菜研究所. 中國蔬菜栽培學M. 北京: 農(nóng)業(yè)出版社, 1987.3 羅宏, 楊志峰. 湖北氟中毒流行的環(huán)境地理分析J. 北京師范大學學報, 2000, 36(1): 122-166.4 中國預防醫(yī)學科學院. 食品衛(wèi)生國家標準匯編M. 北京: 標準出版社, 1999: 257-262.5 王彤. 離子選擇性電

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