土壤是非常重要的农业资源，也是重金属污染物的重要汇集地。污染物进入土壤的途径有很多，工厂、矿山的烟尘粉尘排放，肥料、农药、粪便的施用，污水的灌溉，固液废弃物、垃圾的堆放以及大气干湿沉降，都能造成污染物向土壤的输送。过去几十年，由于农药及化肥的大量使用、污水灌溉面积的扩大以及大气污染物增多并发生沉降，大量的金属元素被带入到土壤之中[1,2]。重金属可以通过各种形态向食品发生迁移，土壤中的重金属可以通过食物链被人体吸收，这对公众健康构成了极大的威胁。随着矿产资源的进一步开发和环境污染的多样化，大量的重金属元素释放到环境中，造成了比较严重的土壤和水质污染，同时直接导致农作物中重金属含量的升高。
1 材料与方法
1.1土壤和豌豆样品采集
分别在南K镇、大P镇、丙C镇、松Y镇采集旱地表层土壤（0~20 cm）和豌豆。每个专项区内随机布设采样点，土壤采样按多点混合法（同一地点采3~5 个样品，就地混合为一个样品）。土壤经自然风干后除去各种异物，将样品压碎，用玛瑙研钵研磨，过100目筛，保存待测。
1.2分析方法
1.2.1 土壤样品的测定方法
Pb、Zn、Cu、Cd的测定：称取0.2500g样于聚四氟乙烯坩埚中，用强酸分解样品，于电热板上分段加热至白烟冒尽，加5mL(1+1)王水提取，加水煮沸，冷却后定容至25mL，ICP-OES测定，浓度直读。
As 、Hg的测定：采用原子荧光法进行测定。称取0.2500g样，微波消解，定容至25mL,以KBH4为还原剂，原子荧光测定。
1.2.2 豌豆样品的测定方法
采用微波消解法，分别称取0.2500 g豌豆样品放入50 mL洁净干燥塑料消解管中，加入2 mL浓硝酸（优级纯）和双氧水为溶剂，静置过夜，然后将消解管随机放入微波消解仪进行消解。消解后，豌豆样品中重金属质量分数的检测方法与土壤重金属的一样。豌豆样品中重金属质量分数均以鲜重来计算。
1.3土壤中重金属污染评价
采用地质累积指数（Geo-accumulation index）对土壤污染程度进行评价，计算公式如下所示：
式中：Igeo 为土壤中元素n 的地质累积指数；Cn为样品中元素n的实测平均质量分数（mg·kg-1）；Bn 为元素n 的地球化学背景浓度，通常为全球页岩元素的平均质量分数（mg·kg-1）；1.5 为常数，是考虑到由于成岩作用可能会引起背景值的变动。
地质累积指数分为7 个级别，级别0-6分别为无污染、无污染-中度污染、中度污染、中度污染-强污染、强污染、强污染-极强污染、极强污染。
2.结果与讨论
2.1各镇豌豆土壤重金属的质量分数及污染评价
南K镇土壤重金属Cd、As、Pb、Hg、Zn和Cu的质量分数范围分别是0.034~1.59mg/kg,2.70~55.31mg/kg,23.2~157.9mg/kg,0.016~0.824mg/kg,31.7~499.8 mg/kg , 10.8~80.7 mg/kg。大P镇豌豆专项区土壤重金属Cd、As、Pb、Hg、Zn 和Cu的质量分数范围分别是0.02~1.33 mg/kg，5.78~127.84 mg/kg，18.4~306 mg/kg，0.051~0.882 mg/kg，34.3~274 mg/kg，12.0~76.7 mg/kg。丙C镇豌豆专项区土壤重金属Cd、As、Pb、Hg、Zn和Cu的质量分数范围分别是0.027~0.939 mg/kg，3.83~26.84 mg/kg，24.7~152.6 mg/kg，0.009~2.334 mg/kg，48.7~233 mg/kg，11.9~63.5 mg/kg。松Y镇豌豆专项区土壤重金属Cd、As、Pb、Hg、Zn和Cu的质量分数范围分别是0.031~0.32 mg/kg，2.11~23.77 mg/kg，18.3~149.1 mg/kg，0.048~1.239 mg/kg，42.2~176.5 mg/kg， 16.3~35 mg/kg。
从所研究的7种重金属元素的平均质量分数来看，南K镇的Cd、Zn和Cu的平均质量分数最高，而大P镇的As的平均质量分数最高，其中As最高质量分数达127.84mg/kg, Pb、Hg平均质量分数最高的是丙C镇，均大大超过了国家标准土壤环境质量标准。土壤中有部分重金属超出国家土壤环境质量二级标准，其中Cd 和Hg 的污染最为严重。
四个乡镇的重金属污染中，Cd和Hg的污染较为严重，Cd达到污染3级，为中度污染-强污染；Hg达到污染2级，属于中度污染；其他重金属Igeo值范围都小于1，级别为0~1，属于无污染或无污染-中度污染的情况。
M市不同乡镇豌豆专项区土壤重金属污染评价结果表明，土壤受重金属影响强度顺序是南K镇Cd>Hg>Cu >Zn > Pb > As，大P镇Cd>Hg> Zn>Cu > Pb > As，丙C镇Cd>Hg>Cu > Pb > Zn > As，松Y镇Hg >Cd>Cu > Zn > Pb > As；可见，豌豆专项区中Cd 是不同乡镇土壤的主要污染元素，其次是Hg，这与龙永珍等[3]的报道类似。
2.2豌豆中重金属含量、迁移情况及健康风险评价
M市不同乡镇豌豆专项区豌豆中Cd、As、Pb、Hg、Zn和Cu 的平均质量分数及范围如表1所示。对比食品重金属限量可知，除了As、Zn、Cu未出现超标外，其他元素均有样品部分重金属元素不同程度地超标，丙C镇的豌豆Cd平均质量分数超标。
表1 乡镇豌豆专项区豌豆中重金属质量分数
四个乡镇中豌豆中Cd的平均质量分数范围为0.068~0.25 mg/kg，其中丙C镇的Cd平均质量分数超过相应的限量，另外三个乡镇豌豆中Cd均出现不同程度的超标情况。四个乡镇豌豆专项区中土壤重金属Cd的平均质量分数范围为0.15~0.396mg/kg。在自然界中，镉常与锌、铅共生。当环境受到镉污染后，镉可在生物体内富集，通过食物链进入人体，进而引起慢性中毒，最终导致骨骼病、痛痛病等。
四个乡镇中豌豆中As的平均质量分数范围为0.071~0.084 mg/kg，对比标准《食品中砷限量卫生标准》，这些豌豆专项区中未出现As超标情况，这与豌豆专项区中土壤本身As含量较低有关，污染级别为0-1，属于无污染范围。也可能因为As本身不易发生迁移，因为这些豌豆专项区土壤中As的平均质量分数范围6.00~20.50 mg/kg，对比豌豆中As的含量，可发现As在土壤豌豆系统中的迁移率非常低。
四个豌豆专项区的豌豆中仅丙C镇和松Y镇的豌豆部分出现汞超标情况。丙C镇17个样品中有一个样品出现超标，松Y镇17个样品中有两个样品出现超标，从统计学上来考虑，大部分样品都符合标准要求，超标样品并不构成主体。这四个豌豆专项区土壤重金属污染中除了镉污染外，汞的污染也较为严重，属于中度污染，这说明尽管土壤中汞污染较严重，但汞在土壤-豌豆系统之间几乎不存在迁移现象。
重金属Pb含量中仅丙C镇一个豌豆样品出现超标，为0.37 mg/kg，超过了标准值0.31 mg/kg。本项目采集丙C镇豌豆样品17个，仅一个样品超标，占1/17，并不构成主体。虽然丙C镇土壤Pb的污染相对其他豌豆专项区较严重，但结果显示Pb对豌豆的污染很小。这说明Pb在土壤-豌豆系统的迁移率非常低。
3 结论
1）M市不同乡镇豌豆专项区土壤重金属污染评价结果表明，土壤受重金属影响强度顺序是南K镇Cd>Hg>Cu >Zn > Pb > As，大P镇Cd>Hg> Zn>Cu > Pb > As，丙C镇Cd>Hg>Cu > Pb > Zn > As，松Y镇Hg >Cd>Cu > Zn > Pb > As；可见， Cd 是不同乡镇土壤的主要污染元素，其次是Hg。
2）四个乡镇豌豆专项区的土壤重金属污染最严重的是Cd，且重金属Cd极容易在土壤与豌豆系统之间迁移，豌豆样品中存在Cd超标现象，重金属Cd的污染存在较严重的安全隐患。丙C镇和松Y镇的土壤中汞含量相对较高，污染较严重，但汞在土壤-豌豆系统之间几乎不存在迁移现象，绝大部分豌豆样品的汞含量都符合食品重金属限量标准要求。
3）对比食品重金属限量可知，M市四个乡镇中，除了As、Zn、Cu未出现超标外，其他元素均有样品部分重金属元素不同程度地超标，其中，重金属Cd超标较严重，丙C镇的豌豆Cd平均质量分数超标，食用被重金属污染的豌豆会导致严重的健康危害。
参考文献
[1]吴新民,李恋卿,潘根兴等.南京市不同功能城区土壤中重金属Cu、Zn、 Pb、Cd的污染特征[J].环境科学,2003,30(14):105-111.
[2]陈同斌,黄铭洪,黄焕忠等.香港土壤中的重金属含量及其污染现状[J].地理学报,1997,52(3):228-236.
[3]龙永珍, 戴塔根, 邹海洋. 长沙、株洲、湘潭地区土壤重金属污染现状及评价[J]. 地球与环境，2008，36(3)：231-236.
