关键词: 菠菜;砷;富集规律
砷及其化合物是剧毒污染物，可致畸、致突变、致癌。随着化学工业、有色金属开采和冶炼工业及电子工业的不断发展，含砷三废进入土壤环境中，成为重要的污染源。此外，区域地质异常，含砷农药和含砷量高的磷肥也使土壤的砷不断积累 [1] 。
FAO/WHO联合专家委员会将砷列为仅次于黄曲霉毒素的第二位优先研究的食品污染物。美国超级基金计划1226个待修复点中就有564个存在砷污染，急需有效的治理措施 [2] 。砷的开采、冶炼和工农业生产与应用都对土壤造成污染，甚至导致土地寸草不生、生态系统完全崩溃的恶果。土壤的砷污染在世界很多地区都很普遍，且治理难度很大。我国将砷列为第一类污染物，正在实施总量控制 [3] 。砷通过食物链进入体内对人体健康构成威胁。蔬菜作为人们日常生活必不可少的食物，在食物链中起着重要的作用，因此控制蔬菜中的As含量，为保障人们的食品安全有着重要的意义。许多研究表明菠菜对As具有较强的富集能力 [4，5] ，因此本文将其作为试验材料，通过盆栽试验模拟不同污染程度的土壤中种植的菠菜对As的富集规律，从而为指导无公害蔬菜的生产以及无公害蔬菜产地环境的评价提供参考。
1 材料和方法
1.1 试验材料
2004年3月，在浙江省农科院的农场里采集土壤样品，土壤经风干后，磨细过2mm筛，备用。测得土壤pH为6.9，As含量为10.46mg·kg -1 。 菠菜种子催芽处理:将买来的菠菜种子用去离子水浸种吸水后，均匀摊在搪瓷托盘内，盖上湿毛巾，3～4d后种子露白发芽后即可播种。
1.2 试验方法
根据土壤污染评价标准，土壤污染指数P i =C i /S i (其中C i 为土壤污染物实测含量，S i 为污染物的评价标准)。供试土壤pH为6.9，按照《NY5010-2001无公害食品蔬菜产地环境条件》的要求，土壤环境质量指标中As的评价标准为30mg·kg -1 。根据污染指数在原始土壤中添加As(Ⅴ)(Na 2 HAsO 4 ·7H 2 O溶液)，设定不同的污染等级。盆栽实验设五个处理，处理1:污染指数P i ≤0.7的为原始土壤，污染等级为安全;处理2:0.7
3的处理土壤，污染等级为重污染。每个处理设三次重复。为了弄清楚在菠菜的生长过程中As的含量变化，共分三个阶段进行取样。总共设计的盆栽数为45盆。
1.3 样品测定
菠菜盆栽试验从2004年10月10日开始，共设五个处理三次重复。栽种45d后，分别于2004年11月25日、12月5日、12月15日采样，每次采样包括土壤、菠菜，样品中的As的分析方法为:土壤用GB/T17134-1997规定的测定方法、蔬菜样品用GB/T5009.11-2003规定的测定方法。测定仪器为AFS-2202型原子荧光分光光度仪(北京海光产)。
2 结果与分析
2.1 不同时期样品的As含量变化 将三次采样所得样品在实验室进行分析，结果见表1、表2、表3。从这些结果中可见，在不同的生长时期，根、叶、土壤中的As含量变化不大。 表1 不同采样时间菠菜根中As的含量表2 不同采样时间菠菜叶中As的含量 表3 不同采样时间的土壤中As的含量
2.2 叶、根与土壤中As含量变化的关系
将三次取样所得的土壤、菠菜根样品中的As含量取其平均值，它们随不同处理的变化趋势见图1。菠菜叶片中的As含量的变化趋势见图2。
图1 不同处理的菠菜根、土壤中的砷含量 图2 菠菜叶中As的含量变化
从图1可见，随着不同处理的土壤污染程度的增加，菠菜根中As含量显著增加，两者的相关系数r为0.95，达到显著水平。从图2可见，随着土壤污染程度的增加，菠菜叶片中的As含量增加，但是这种增加的趋势不是线性关系，而是呈指数关系。比较根和叶中As含量的变化曲线可知，As在菠菜体内的转移规律与As在菠菜和土壤之间的转移规律明显不同，其中的原因值得进一步深入研究。从图2可知，从处理3开始，叶片中的As含量的急剧增加，这是否与菠菜体内的砷形态变化相关还不得而知。
2.3 叶片中As含量与污染指数之间的关系
不同处理的土壤的污染指数P i 与菠菜叶片中的As含量的相互关系如图3。
将土壤污染指数与叶片中As的含量的三次取样值进行回归分析得出以下回归方程:第一次取样的回归方程为:y=0.6632lnx+2.7331，r=0.951>r 0.01 (0.917)第二次取样的回归方程为:y=0.6511lnx+2.6989，r=0.968>r 0.01 (0.917)第三次取样的回归方程为:y=0.6684lnx+2.4772，r=0.975>r 0.01 (0.917)
由这三个回归方程可以看出，叶片中As的含量与土壤污染指数P i 之间的对数关系达到了极显著水平。这与韦朝阳、陈同斌等人对砷污染区芒草的研究结果相似 [2] 。
如果按照食品卫生限量标准(GB4810-94):As的允许限量指标为0.5mg·kg -1 计算，则由上面三个回归方程可得出相应土壤的污染指数分别为:2.27，2.25，2.01。根据污染指数的计算方法，土壤中As的含量可达:68.1，67.5，60.3mg·kg -1 ，平均为:65.3mg·kg -1 。但是 w(叶中As)/(mg/kg) 图3 叶中As含量与污染指数之间的关系
《NY5010-2001无公害食品蔬菜产地环境条件》中要求，土壤环境质量指标w(As)≤30mg·kg -1 ，两者相差2倍多。由于食品中的卫生限量标准是根据人体每周允许摄入量来制订的，而蔬菜的产地环境标准是根据土壤背景值调查资料设定的，两者之间没有直接的联系。但是在评价具体一种蔬菜的产地环境以及产品质量时，往往有可能出现产地环境不合格而产品合格的尴尬情况。这就要求加强两者之间联系的研究，从而制定合理的评价标准。
2.4 方差分析
2.4.1 F检验 将三次取样结果的平均值进行
F检验，其中叶片中As含量的F检验值为:F=33.20>F 0.01 =5.99，表明不同As污染程度的土壤对菠菜叶中As含量的影响有极显著的差异。而对菠菜根中As含量的F检验值为:F=170.13>F 0.01 =5.99，表明不同As污染程度的土壤对菠菜根中As含量的影响有极显著的差异。表4 菠菜叶片中的As含量变化的多重比较表
2.4.2 最小显著差数法(LSD检验法) 将三次取样结果的平均值，分别计算叶及根中LSD 0.05 、LSD 0.01 值，并制作多重比较表，见表4、表5。
3 结 论
(1)菠菜叶片中的As含量与土壤污染程度的增加而升高，两者之间的关系呈指数形式。
(2)根据叶片中As含量与土壤污染指数之间的指数回归方程，菠菜中As含量超过食品卫生限量标准时，土壤As的临界含量为60mg·kg -1 。这与现行的国家标准30mg·kg -1 高出2倍左右。
(3)土壤中As含量的变化对菠菜体内As含量的影响达到极显著水平。
(4)根及叶片中As含量的差异，这可能与砷在植物体内的价态变化有关，这方面的内容还需要研究。
参考文献:
[1]何振立.污染及有益元素的土壤化学平衡[M].北京:中国环境科学出版社，1998.
[2]韦朝阳，陈同斌.高砷区植物的生态与化学特征[J].植物生态学报，2002，26(6):695～700.
[3]齐文启，汪志国，孙宗光，等.关于As和Hg在环境中的形态及其监测分析[J].中国环境监测，2000，16(3):9～15.
[4]罗晓梅，张义容，杨定清.成都地区蔬菜中重金属污染分析与评价[J].四川环境，2003，22(2):49～51.
[5]蔡保松，陈同斌，廖晓勇，等.土壤砷污染对蔬菜砷含量及食用安全性的影响[J].生态学报，2004，24(4):711～717.
基金项目:“十五”国家重大科技专项“食品安全关键技术应用的综合示范”，温州市科技计划项目(N2004B014)
(1.农业部农产品质量监督检验测试中心(杭州)，浙江 杭州310021;
2.浙江省农业科学院农产品质量标准研究所，浙江 杭州310021;
3.温州市农产品检验测试中心，浙江 温州325000), 百拇医药(张永志 李劲峰 王钢军)