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海南省是我国热带经济作物、热带水果和反季节瓜果蔬菜的重要产地。胡椒业已成为海南省仅次于橡胶业的第二支柱产业。本文以海南省胡椒主要种植区-文昌市和琼海市为目标,依据不同成土母质类型在研究区选择了14个不同的胡椒种植地,共采得土壤样品108件,岩石样品15件,胡椒果实样品33件,分别测定样品中的Cu、Pb、Zn、Cd、Hg、As、Cr、Ni和Se等9种元素的含量,研究了土壤和胡椒果实中重金属含量水平、污染现状及食用的安全性,并进一步分析了胡椒种植地土壤中重金属的影响因素及与胡椒果实中重金属含量之间的相关关系。通过研究得到以下主要认识:
一、研究区种植地土壤均为强酸性土壤(pH<5.50),其中以玄武岩区种植地土壤酸性最强(pH:4.53-4.90)。相对《绿色食品产地环境质量标准(NY/T 391-2000)》和《土壤环境质量标准(GBl5618-1995)》,研究区范围内东阁镇、彬村山、阳江北、阳江中、阳江南及九曲江种植地土壤重金属P<,综合>均小于0.70,符合绿色及无公害生产要求。而玄武岩区5种植地(高塘村、蓬莱镇、南阳镇、南明村和三角庭)及迈号花岗岩区种植地土壤Cu、Cr、Ni相对均属超标,但这是由玄武岩风化铁质砖红壤中Cu、Zn、Cr、Ni为高背景所致。龙湾港和昌门两种植地土壤中Pb、As两元素相对标准亦存在超标现象,表明其受母质影响的同时受人类活动及外界环境条件影响较大。
二、胡椒果实中As元素全部未检出(<0.10mg/kg),部分样品Hg元素未检出(<0.005mg/kg)。整体来看,研究区胡椒果实对Cd、Cu累积能力最强,其次为Hg和zn,再次为Ni、Pb和Se,对Cr元素的富集能力最弱。研究区胡椒果实中Cu、Pb、cd、Hg、As等5种元素含量均达到《药用植物及制剂进出口绿色行业标准(WM2-2001)》要求。相对《无公害食品香辛料标准(NY5323-2006)》,仅有蓬莱镇和龙湾港两地果实Hg轻微超标;蓬莱镇、东阁镇、三角庭、高塘村、龙湾港和阳江南等6个种植地部分果实中Pb含量超标。
三、研究区土壤均属富硒水平,第四系沉积物区和花岗岩区较高(1.82-2.24mg/kg),其次为变质岩和玄武岩区(0.90-1.37mg/kg),沉积砂岩区种植地最低(0.60-0.69mg/kg)。但果实中Se含量较低(0.030-0.046mg/kg),仅少数果实样品达到或接近《恩施市富硒产品含硒标准((QB)Q/EFZ-01-93)》要求。
四、研究区胡椒果实与土壤中Cu、Ni两元素含量间相关性较强(r<,Cu>=0.724,r<,Ni>=0.778),其次为Cr和Se(r<,Cr>=0.391,r<,Se>=0.384),Zn和Hg呈弱的正相关但不显著(r<,Zn>=0.178,r<,Hg>=0.298),而Pb、Cd、As3元素间基本无相关性。胡椒果实中Cu-Ni和Cr-Ni间分别具有较好的相关性 (r<,Cu-Ni>=0.601,r<,Cr>-Ni>=0.723),其次为Cu-Cd (r<,Cr-Cd>=0.462)和 Zn-Hg(r<,Zn-Hg>=0.359),其他元素间相关性不显著。五、胡椒种植地土壤及果实中重金属元素含量随种植地土壤母质类型地带性分布不明显。而胡椒果实重金属元素生物吸收系数随土壤母质类型呈现显著的地带性分布特征。
整体来看,目前研究区胡椒种植地土壤环境质量状况良好。经研究发现,胡椒种植区土壤中Cu、Zn、Cr、Ni4元素在种植地土壤中的含量受母质影响较为显著。Pb、Cd、As3元素在种植地土壤中含量不仅受母质的影响,而且还受到人类活动等外界环境因素的明显影响;Se、Hg在种植地土壤中的含量除受到成土母质的影响外,还受到其他未知因素的影响,有待进一步研究。靠近交通干线胡椒种植地所产胡椒果实中Pb含量相应远离交通干线的种植地果实中Pb含量要高得多,表明研究区可能已受到汽车等交通运输工具的影响,有待进一步深入研究。总之,海南胡椒种植区在选址时应尽可能远离交通干线,同时要避免含重金属农药、化肥、有机肥及垃圾肥的施用。