镉（Cd）在土壤-植物系统中的迁移较为活跃^{[1, 2]}，土壤中的镉经作物吸收通过食物链对人和动物体产生潜在危害，同时镉也破坏农产品的营养成分，降低其营养价值^[3]。近年来随着我国工农业的快速发展，土壤-农作物镉污染越来越引起社会的关注。大量研究表明，我国部分农产品产区的土壤存在镉污染，如1990 年受镉污染的土壤就已超过1.3 万hm²，但对其污染面积和程度存在不同的认识^{[4, 5]}。以往很多研究都着重在工矿区周边或部分特定区域，如王凯荣等^[6]通过对中国16 个工矿污染区农田土壤和稻米中镉含量的调查分析，认为这些地方受镉污染的程度已相当严重，并主要由金属采矿废弃物及矿山废水造成。但目前一般农区土壤-农作物重金属污染状况更受关注，据部分农区的调查表明土壤-农作物镉的污染分布当前仍还是存散点状，而不是普遍性。如王昌全等^[7]研究表明，成都平原（广汉、德阳、新都等）13 个市（县、区）稻麦轮作区，稻米中镉含量超标达8.70%；郑袁明等^[8]对北京市菜地、稻田、自然土等595 个样地的土壤镉含量进行分析，与土壤基线值相比总超标率为3.2%，其中果园有9.5%样品超标。但是这些结论还需要更广范围的国家级、大流域级、省级等范围的土壤-作物重金属含量的长期动态监测和分析评价。

浙江省地处于长三角南翼，经济发达，城镇化水平高，各类中小企业在全省分布较广，环境压力大。同时浙江省人均耕地面积少，农产品产区的土壤-农作物安全问题尤为重要。本文通过对全省近40 个县的主要优势农产品产地的土壤-农作物对应采样分析，从而在宏观上掌握浙江土壤和作物镉含量的空间分布特征，评价其污染程度及其土壤-作物镉含量之间的相互关系，这对深入了解浙江省农田土壤-农作物镉污染现状以及采取相应措施具有现实意义。 1 材料与方法 1.1 样品采集与测定

研究区覆盖浙江省40 个县（市、区），按地理位置划分为浙北、浙中、浙南三区。其中浙北包括15个县（区），浙中包括18 个县（区），浙南包括7 个县（区）。根据各地优势农产品种植面积和主要品种分布等情况确定采样点数量，调查区共采取有效样点898 个（表 1）。

表 1 采样点分布概括 Table 1 Distribution of the samples

表选项

根据不同作物种植类型，采集不同深度的土壤样品。粮油类：0~20 cm；蔬菜类：0~15 cm；茶叶类：0~40cm；水果类：0~40 cm。采用等离子体质谱法测定土壤镉全量的含量。 1.1.2 农作物样品采集与测试

在土壤采样点相对应位置采集农作物样品，采样植株不少于20株，取植株可食用部分。按国家标准《食品中镉的测定方法》（GB/T 5009.15—1996）进行农作物样品测定。 1.2 评价方法 1.2.1 土壤评价标准和方法

根据《中华人民共和国土壤环境质量标准》（GB15618—1995），采用单项指数法进行评价，其计算方法为：

本文农作物评价所使用的标准以国家标准《食品中镉限量卫生标准》（GB 15201—1994）为主，其中规定了粮食、水果、蔬菜的食品含量标准。现行茶叶标准（国家及行标）指标较少，对于现行标准中没有的指标项，本研究以粮食相应元素标准值的5 倍作为茶叶的卫生质量评价标准。国内外无油菜籽卫生质量标准，由于本次测定的是油菜籽（包括油及残渣）中元素含量，采用食用油标准显然欠妥，故评价以粮食卫生标准中标准值的2倍作为油菜籽卫生质量评价标准。本文的农作物评价标准见表 2。

表 2 评价所采用的农产品卫生标准（mg·kg^-1） Table 2 Health standard for agricultural products（mg·kg^-1）

表选项

通过富集系数来衡量不同作物对Cd 吸收能力的差异，富集系数指作物可食用部分重金属含量与土壤重金属含量之比^[9]，来反映植物对重金属富集程度的高低或富集能力的强弱。 2 结果与分析 2.1 土壤镉含量统计结果

浙江调查区土壤中镉含量的平均值以衢州市最高，达0.28 mg·kg^-1，温州的泰顺县最低，为0.10 mg·kg^-1；全部样点的最大值出现在衢州市为2.80 mg·kg^-1，最小值为宁波慈溪市的0.05 mg·kg^-1，样点中最大值为最小值的56倍。另外绍兴、衢州和湖州土壤镉的变异系数较高，分别达65%、60.26%和52.14%，从而反映出当地土壤镉来源的复杂性，土壤镉可能受当地镉背景值影响较大或可能受到外来镉污染的干扰，局部地区存在镉的污染。此外大部分地区土壤镉变异系数较小，表明样点之间变化不大，数据离散程度不高。详见表 3。

表 3 各地区土壤镉含量统计结果（mg·kg^-1） Table 3 The statistic results of soil Cd content in different counties（mg·kg^-1）

表选项

调查区中63.55%土壤符合土壤环境质量一级标准，89.31%土壤符合土壤环境质量二级标准。从图 1可见，在浙北、浙中、浙南3 个区域内，浙中土壤镉含量相对较高，浙北次之，浙南最低。镉含量较高的地方主要集中在衢州市北部、绍兴诸暨市南部和嘉兴市北部地区。衢州市、嘉兴市的大部分地区土壤镉含量都超过了土壤环境一级质量标准，杭州、台州、绍兴、金华市的部分调查区土壤镉含量超过了土壤环境一级质量标准，湖州的安吉县、宁波的慈溪市和温州的泰顺县的调查区内土壤镉含量都处于土壤环境一级质量标准之内。

图 1 调查区土壤镉含量分布 Figure 1 Spatial distribution map of soil Cd content in the research area

图选项

对土壤样点进行重金属污染评价后镉超标情况如表 4所示。浙北地区共有土壤样点428 个，其中超标点位32 个，超标率为7.48%；浙中地区共有土壤样点343 个，其中超标点位56 个，超标率为16.33%；浙南地区共有土壤样点127个，其中超标点位8 个，超标率为6.30%。3 个地区超标率从大到小为浙中>浙北>浙南。

表 4 土壤镉污染评价结果 Table 4 The result of Cd pollution in soil

表选项

对土壤样点镉污染指数进行克里格插值分析，得到浙江省调查区土壤镉污染评价指数分布图（图 2）。根据土壤镉污染指数，将土壤镉评价分为2 类，一类为P_i≤1，另一类为P_i>1。从图 2 中可以看到，土壤镉污染超标分布与土壤镉含量高低一致。调查区的绝大部分地区的镉含量都处于安全状态，污染主要集中在衢州市北部、绍兴市南部以及嘉兴市小部分区域。衢州市北部土壤Cd 超标源于当地母质，背景值高^[10]，导致当地土壤Cd含量高于其他地区。而绍兴市与嘉兴市的土壤Cd可能源自于当地众多的电镀、能源中小企业。

图 2 调查区土壤镉污染超标分布 Figure 2 Spatial distribution map of Cd pollution in research area

图选项

调查区农作物镉含量调查情况如表 5 所示。共有40 个样品超标，总体超标率为4.57%。以五大类农产品来分，超标率从高到低为蔬菜>油菜籽>水果>粮食>茶叶，分别为10.57%、7.77%、2.47%、1.72%和0.00%；以3 个调查区来分，超标率从高到低为浙北>浙中>浙南，分别为6.78%、3.20%、0.00%。茶叶中的所有样品镉含量均未超标；水果中，浙北和浙南均未检测到超标样品，浙中的147 个样品中检测到有7 个样品超标；蔬菜样品在5 类农作物中超标最严重，在取样的浙北和浙南地区均有超标现象。粮食的超标样品出现在浙中，97 个样品中共有3 个样品超标。油菜籽样品均来自于浙北地区，超标率为7.77%。

表 5 调查区农作物镉含量调查超标情况 Table 5 The statistic results of Cd content in polluted agricultural plants

表选项

不同农作物对镉的富集系数见表 6。在调查的19种农作物中，富集系数变化范围为0.002~0.257，不同种类农作物之间系数相差较大。富集系数大于0.2 的有早稻、晚稻、春茶、葡萄、番茄和毛豆；富集系数小于0.01 的有夏秋茶和茭白；富集系数大于0.01 小于0.1的有柑桔、胡柚、包心菜、萝卜、蒲瓜、四季豆、西兰花和芋艿；富集系数大于0.1小于0.2 的有油菜和青菜。从总体来看，虽然富集系数大于0.2 的作物中，除春茶外均为果实型作物，但是同样也有蒲瓜、四季豆、梨等果实型作物的富集系数相对较小。

表 6 农作物富集系数 Table 6 Results of Cd concentration index in agricultural plants

表选项

图 3 展现了土壤镉全量含量与作物镉含量的相 互关系。使用指数模型、线性模型、多项式模型、对数 模型、幂函数模型等尝试建立土壤-作物镉数学模型。 结果显示，土壤与果品、油菜籽、粮食、茶叶和蔬菜的 最大相关系数分别为0.14、0.23、0.04、0.17 和0.08，相 关系数均比较低，说明在研究区中土壤镉（全量）的含 量高低对作物吸收和作物可食部分体内镉含量的积 累关系并不显著。因此对于土壤镉有效态含量与作物 镉的关系还需作进一步研究。彭雨敏等^[11]在辽河流域 的研究表明土壤中镉全量含量与水稻、玉米、花生作 物的相关系数分别只有0.121、0.109 和0.207，但是土 壤镉有效态含量与作物镉的关系相对显著。

图 3 土壤镉全量含量与作物镉含量的相互关系 Figure 3 The relationship between the Cd content in soils and agricultural plants

图选项

（1）调查区土壤镉含量调查结果显示89.31%的 土壤处于安全范围内，污染比例为10.69%。土壤镉含 量的变化原因复杂多样，部分地区因地质背景特点或 由于点源污染引起土壤镉含量异常。从调查情况分 析，浙江省农产品产地土壤镉含量污染程度低，且无 严重污染区域。

（2）调查区内农作物样品检测结果超标率为 4.57%，不同类型的农作物间超标情况各不相同，蔬菜 的超标情况最严重，为10.57%，而茶叶无超标现象。

（3）浙江省土壤镉含量相对处于较低水平，其含 量的空间变异不足以引起作物的富集作用，因此土壤镉含量与作物可食部分镉含量的相互关系并不显著。 不同种类的农作物，重金属富集系数差异明显，变化 范围为0.002~0.257，但富集系数与作物的类型与检 测部位并无显著相关关系。