红托竹荪与覆土土壤重金属污染评价及迁移能力分析

李浪; 孙燕; 刘妮; 王玉珠; 潘高潮; 邹方伦

doi:10.19303/j.issn.1008-0384.2021.07.013

红托竹荪与覆土土壤重金属污染评价及迁移能力分析

李浪^1,,
孙燕^1, ,,
刘妮¹,
王玉珠¹,
潘高潮¹,
邹方伦²

1.
贵州科学院山地资源研究所，贵州　贵阳　550001
2.
贵州科学院生物研究所，贵州　贵阳　550009

基金项目: 国家十三五重点研发计划课题（2016YFC0502606）；贵州省科技计划项目（黔科合支撑〔2017〕5720）；贵州省2016年度高层次创新人才项目（〔2016〕21）；贵州科学院青年基金（黔科院J字〔2021〕23号）；贵州科学院创新人才团队能力提升工程（〔2019〕08）

详细信息

作者简介:
李浪（1992−），男，硕士，助理研究员，研究方向：食用菌及中药资源（E-mail：1475178890@qq.com）

通讯作者:
孙燕（1973−），女，硕士，副研究员，研究方向：食用菌及中药资源（E-mail：42008514@qq.com）

中图分类号: S 646.9
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出版历程
- 收稿日期: 2021-03-31
- 修回日期: 2021-06-17
- 刊出日期: 2021-07-27

Content and Migration of Heavy Metals in Dictyophora rubrovalvata and Soil

1.
Institute of Mountainous Resources, Guizhou Academy of Sciences, Guiyang, Guizhou　550001, China
2.
Institute of Biology, Guizhou Academy of Sciences, Guiyang, Guizhou　550009, China

摘要

摘要:
目的探讨红托竹荪与覆土土壤重金属元素含量之间的关系，以期为改善竹荪品质提供理论参考。
方法对红托竹荪中菌柄+菌裙、菌托、菌盖、覆土土壤中的5种重金属（Cd、Pb、Hg、As、Cr）进行含量测定，同时对红托竹荪及其覆土土壤重金属进行污染评价，分析红托竹荪中不同部位对这5种重金属的富集特性及各元素的相关性。
结果红托竹荪中重金属元素含量由高到低依次为Cd＞Cr＞As＞Pb＞Hg，变异系数变化范围为15.38%～65.66%，相对应的覆土土壤中重金属元素含量高低顺序为Cr＞Pb＞As＞Cd＞Hg。覆土土壤中5种重金属元素中仅Cd元素含量超标，其余4种元素均未超标。红托竹荪3个部位对元素Cd的富集系数均大于1.5，对元素As的富集系数均小于0.5，对元素Pb、Hg和Cr富集系数小于0.1。对红托竹荪中重金属元素进行的Pearson相关性统计显示，Pb与Cr在0.01水平（双侧）上显著相关，呈完全正相关关系，其他重金属元素之间的相关性都不明显，均未达到显著水平。对红托竹荪各重金属元素与覆土土壤重金属元素之间的相关性进行统计分析，结果显示除元素Hg呈正相关之外，其余4种元素均为负相关关系。
结论红托竹荪中以单因子污染指数分析，红托竹荪的3个部位均受到Cd重度污染，Hg含量属于清洁水平，Pb和As尚属清洁。以内梅罗综合污染指数分析，竹荪全部受到污染，且污染相当严重。红托竹荪对不同重金属元素的富集能力有明显差异，除Cd元素相对富集之外，其他的4种元素都相对贫化。由Pearson相关性分析可知Pb与Cr存在协同效应，其他重金属元素之间相关性不明显。
- 红托竹荪 /
- 重金属 /
- 含量 /
- 污染评价 /
- 迁移能力
Abstract:
Objective Relationship between heavy metal contents in Dictyophora rubrovalvata and the soil the mushrooms were cultivated on was analyzed to understand the migratory pattern and pollution control.
Method Contents of Cd, Pb, Hg, As, and Cr in stipe+skirt, receptacle, and cap of D. rubrovalvata as well as the overlying soil on the cultivation bed were analyzed to decipher the correlation between them.
Result Contents of the heavy metals in D. rubrovalvata ranked Cd＞Cr＞As＞Pb＞Hg with a coefficient of variation ranging from 15.38% to 65.66%, while that in the soil Cr＞Pb＞As＞Cd＞Hg. Among the 5 heavy metals, only Cd in soil exceeded the safety standard. The enrichment coefficients of Cd in the 3 parts of D. rubrovalvata surpassed 1.5, while that of As less than 0.5 and those of Pb, Hg, and Cr below 0.1. A significant Pearson correlation was found between Pb and Cr at P＜0.01 (bilateral), but not among other heavy metals.The correlation between heavy metal elements in D. rubrovalvata and heavy metal elements in soil was statistically analyzed,the results showed that the other four elements had negative correlation except Hg.
Conclusion The tested D. rubrovalvata was heavily contaminated with Cd, clean on Hg, and relatively clean on Pb or As. The Nemerow indexing put all parts of the D. rubrovalvata seriously contaminated by heavy metals. There were significant differences in the enrichment ability of different heavy metal elements. Except for the relative enrichment of Cd, the other four elements were relatively depleted. According to Pearson correlation analysis, there is a synergistic effect between Pb and Cr, and the correlation between other heavy metals is not obvious.
- Dictyophora rubrovalvata /
- heavy metal /
- content /
- pollution assessment /
- transfer capacity

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0. 引言

【研究意义】红托竹荪（Dictyophora rubrovalvata Zang,Ji et Liou）隶属鬼笔科（Phallaceae）、竹荪属（Dictyophora ），不仅营养丰富，味道鲜美，还具有防治多种疾病的功效^[1-2]，是一种常见的药食同源食用菌^[3]。但与此同时，相关研究表明食用菌富集重金属元素的能力明显高于一般植物^[4-5]，诸多大型真菌如平菇、香菇、羊肚菌等都具有富集重金属的能力^[6-7]。【前人研究进展】袁蕾等^[8]对地木耳的营养成分及铅汞含量分析得知，玉屏县地木耳营养成分营养价值高，但铅、汞2种重金属严重超标，不宜食用。高婧等^[9]采用微波消解ICP-MS测定香菇、牛肝菌、鸡冠菌、竹荪菌伞与菌柄中镉、铅的含量，结果表明各食用菌对镉的富集含量大于铅，牛肝菌富集镉最多，超限值情况最严重。富集的重金属不仅影响食用菌的生长，而且对人体健康也会造成潜在危害^[10]。当人体内聚集一定量的重金属后，将会引发癌症、儿童智力低下和骨质软化等多种疾病^[11-14]。付洁等^[15]对市售食用菌中重金属含量特征及其健康风险进行评价，其中平菇重金属含量达重度污染水平，其As平均含量超过标准限值0.62倍，食用菌中的As和Cd对人体健康构成明显风险，并且儿童摄入食用菌的潜在健康风险高于成人。【本研究切入点】关于红托竹荪与土壤重金属含量之间的关系有待深入探讨。【拟解决的关键问题】本研究测定分析红托竹荪不同部位（菌柄+菌裙、菌托、菌盖）及其覆土土壤中5种重金属元素含量状况，对红托竹荪及其覆土土壤重金属进行污染评价并计算其富集系数，同时分析重金属元素从土壤到竹荪的迁移能力，为合理改良覆土土壤，提高竹荪品质，以及为竹荪不同部位的合理开发利用提供理论依据。

1. 材料与方法

1.1 试验材料

于贵州省织金县某食用菌种植基地采集红托竹荪和覆土土壤样品。

1.2 仪器与试剂

1.2.1 仪器和设备

电感耦合等离子质谱仪（ICP-MS），原子吸收分光光度计（带有背景校正器），原子荧光光度计，火焰光度计，分析天平（感量0.1 mg和1 mg），微波消解仪（配有聚四氟乙烯消解内罐），恒温干燥箱，控温电热板，超声水浴箱，样品粉碎设备（高速粉碎机），马弗炉等。

1.2.2 试剂

硝酸，高氯酸，盐酸，硫酸，氢氟酸，氧化镧，氯化铯，过氧化氢，氢氧化钾，硼氢化钾（分析纯），金元素溶液（1000 mg·L⁻¹），氩气（＞99.995%），氦气（＞99.995%），Cd、Pb、Hg、As、Cr多元素标准溶液（国家钢铁材料测试中心钢铁研究总院购买）。除非另有说明，试验所用试剂均为优级纯，水为超纯水；所用玻璃器皿及聚四氟乙烯消解罐均用硝酸溶液（1+5）浸泡过夜，用自来水反复冲洗，再用超纯水冲洗干净。

1.3 样品处理方法

将采集到鲜竹荪分为菌柄+菌裙、菌托、菌盖，编号S₁、S₂、S₃，毛刷轻刷干净，于恒温烘箱60 ℃烘至恒量，粉碎后过100目筛保存备用。

采集的土壤样品混匀用四分法缩分，缩分后的土样经自然风干后，除去土样中石子和其他异物，用木棒研压、研磨，通过100目尼龙筛（除去2 mm以上的砂砾），混匀后备用，编号S₄。

称取样品0.2 g（精确至0.001 g）于干净干燥的聚四氟乙烯微波消解内罐中，依次往消解内罐中加入硝酸、盐酸和氢氟酸后置于电子控温加热板上，100 ℃条件下预消解0.5 h，取下消解罐，待冷却后补加适量的酸，混匀，将消解罐加盖后置于微波消解仪中，根据仪器说明书中对于样品的消解参数及文献[16]采用不同程序升温的微波消解程序，消解完全后取出消解罐，将其置于赶酸仪上赶酸（120 ℃），待消解内罐中溶液剩余大约1 mL时停止赶酸，将消解液转移至50 mL容量瓶中，并用1%硝酸溶液洗涤消解内罐，合并洗涤液，最后以1%的硝酸溶液定容至50 mL容量瓶中，摇匀备用，同时做样品空白^[17-19]。

1.4 样品含量测定

红托竹荪不同部位重金属元素依据食品安全国家标准测定，其中镉、铅、砷和铬依据GB 5009.268—2016测定，汞依据GB 5009.17—2014测定；土壤中重金属元素含量依据国家环保土壤质量标准进行测定，其中镉和铅依据GB/T 17141—1997测定，汞依据GB/T 22105.1—2008测定，砷依据GB/T 22105.2—2008测定，铬依据HJ 491—2009测定。测试过程中进行样品加标回收试验。

1.5 重金属污染评价依据及方法

土壤环境重金属含量污染评价能准确地反映土壤环境质量的真实状况，可为环境规划和土壤环境污染综合整治提供科学依据^[20]。采用《土壤环境质量标准》（GB 15618—2018）中规定的农用地土壤污染风险筛选值对红托竹荪覆土土壤重金属污染状况进行评价（表1）^[21]。

表 1 农用地土壤污染风险筛选值

Table 1. Risk assessment score on soil pollution for agricultural land　　　　　　　　　　　　　（单位：mg·kg⁻¹）

元素 Element	农用地土壤污染风险筛选值 Risk screening value of soil pollution in agricultural land
元素 Element	pH≤5.5	5.5＜pH≤6.5	6.5＜pH≤7.5	pH＞7.5
Cd	0.3	0.3	0.3	0.6
Pb	70	90	120	170
Hg	1.3	1.8	2.4	3.4
As	40	40	30	25
Cr	150	150	200	250

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红托竹荪中镉、铅、汞、砷依据国家食品安全标准^[22]进行安全性评价，目前铬没有可参照的卫生标准，不做污染评价。具体的重金属限量标准值详见表2。检测结果的评价采用单因子污染指数法和内梅罗综合污染指数法来评价红托竹荪受重金属污染的程度。

表 2 农产品中重金属限量标准

Table 2. Standard safety limits on heavy metals in agricultural products

农产品A griculture products	元素 Element	限量标准 Limited standard/（mg·kg⁻¹）
食用菌 Edible fungi	Cd	0.2
	Pb	1.0
	Hg	0.1
	As	0.5

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单因子污染指数计算方法为：

${{{P}}_{{i}}} = \frac{{{{{C}}_i}}}{{{S_i}}}$

(1)

其中，P_i：食用菌中重金属i单项污染指数；

C_i：食用菌中重金属i的实测值，mg·kg⁻¹；

S_i：食用菌中重金属i的限量值，mg·kg⁻¹。

P_i＞1表明受到污染，P_i越大表明污染程度越高。但单因子污染指数只能代表某一种重金属的环境质量状况，不能突出高质量分数重金属对环境质量的影响作用，因此还需要采用内梅罗综合污染指数法进行评价。内梅罗综合污染指数法计算方法为：

${P_{\rm{N}}} = \sqrt {\frac{{P_{{\rm{iave}}}^2 + P_{{\rm{i}}\max }^2}}{2}}$

(2)

其中，P_N：内梅罗综合污染指数；

P_iave：单因子污染指数平均值；

P_imax：最大单因子污染指数。

根据综合评价指标对农产品的污染等级进行划分，具体划分标准^[23]见表3。

表 3 内梅罗综合污染指数法评价等级

Table 3. Evaluation grades of Nemero comprehensive pollution indexing method

等级划分 Gradation	综合污染指数 Comprehensive pollution index	污染等级 Pollution degree	污染水平 Pollution level
Ⅰ	P_N≤0.7	安全 Safe	清洁 Clean
Ⅱ	0.7＜P_N≤1.0	警戒级 Alert level	尚清洁 Relatively clean
Ⅲ	1.0＜P_N≤2.0	轻度污染 Slight pollution	开始受污染 Start to be polluted
Ⅳ	2.0＜P_N≤3.0	中度污染 Moderate pollution	受中度污染 Moderately polluted
Ⅴ	P_N＞3.0	重度污染 Heavy pollution	受污染已相当严重 Heavy polluted

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1.6 富集能力的表征

植物会对其覆土土壤元素进行选择性吸收和富集，红托竹荪菌柄+菌裙、菌托、菌盖对其覆土土壤的富集能力用富集系数C_Si来表征，相应的计算公式如下：

${{{C}}_{{\rm{Si}}}} = \frac{{{C_{\rm{P}}}}}{{{C_{\rm{S}}}}}$

(3)

其中，C_Si：红托竹荪某一部位富集系数；

C_P：红托竹荪中某一部位重金属元素含量（mg·kg⁻¹）；

C_S：覆土土壤中重金属元素含量（mg·kg⁻¹）。

1.7 Pearson相关性分析及数据分析

采用SPSS 20.0及Excel 2007对红托竹荪中重金属元素进行Pearson相关性数据统计和其他数据处理分析。

2. 结果与分析

2.1 方法考察

检测元素时须选择干扰少、灵敏度高的谱线进行分析，避免共存元素产生的谱线引起光谱干扰。通过对仪器相关参数的设定然后对Cd、Pb、Hg、As、Cr五种重金属元素进行测定，其结果见表4。从表4可以看出，相关系数在0.9986～0.9998；检出限在0.001～5.000 mg·kg⁻¹；所测各样品元素的RSD在0.2%～9.7%；加标回收率在91.80%～107.00%。表明选取实验方法可满足实验测试要求。

表 4 试验方法考察结果

Table 4. Results of experimentation

元素 Element	测定波长 Measuring wavelength/nm		相关系数 Correlation coefficient		线性范围 Linear range/（μg·L⁻¹）		检出限 Detection limit/（mg·kg⁻¹）		RSD/%				加标回收率 Recovery rate/%
元素 Element	竹荪 D. rubrovalvata	土壤 Soil	竹荪 D. rubrovalvata	土壤 Soil	竹荪 D. rubrovalvata	土壤 Soil	竹荪 D. rubrovalvata	土壤 Soil	S1	S2	S3	S4	竹荪 D. rubrovalvata	土壤 Soil
Cd	111	228.8	0.9994	0.9996	0.5～5.0	0.5～2.5	0.001	0.01	0.2	2.1	0.6	5.4	100	92.30
Pb	208	238.3	0.9998	0.999	0.5～5.0	5.0～50.0	0.005	0.1	8.2	0.3	9.7	4.8	100	91.80
Hg	253	253.7	0.9998	0.9995	0.1～1.0	0.2～1.6	0.001	0.002	0.2	2.3	2.6	5.3	104	107.00
As	75	193.7	0.9986	0.9998	0.5～5.0	10～50	0.002	0.01	2.8	4.6	4.9	1.2	98	95.20
Cr	52	357.9	0.9991	0.9991	0.5～5.0	200～2000	0.01	5	9.3	0.4	1.5	4.5	101	94.80

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2.2 红托竹荪及其覆土土壤重金属元素含量测定

按表4试验方法分别对竹荪不同部位和覆土土壤进行测定，其中红托竹荪不同部位测定结果见表5。从表5看出，红托竹荪中不同重金属元素含量差别较大，变化范围为0.0035～8.680 0 mg·kg⁻¹。总体来看，红托竹荪中的Cd含量较大，Pb、As、Cr次之，Hg含量最低。各重金属元素平均含量由高到低依次为Cd＞Cr＞As＞Pb＞Hg。从变异系数（coefficient of variation）看，变化范围为15.38%～65.66%，表明不同部位元素含量差异较大。S₁（菌柄+菌裙）中Cd含量最高，达到8.68 mg·kg⁻¹，是其他两个部位的近3倍；S₂（菌托）中除Hg外其他4个元素含量均超过了1 mg·kg⁻¹；与菌托相比，S₃（菌盖）中各元素含量略微低于S₂（菌托）。

表 5 红托竹荪不同部位重金属元素含量

Table 5. Contents of heavy metals in parts of D. rubrovalvata　　　　　　　　　　　　　　　　（单位：mg·kg⁻¹）

编号 Number	Cd	Pb	Hg	As	Cr
S₁	8.6800	0.6890	0.0035	1.6800	1.2200
S₂	3.5300	2.4000	0.0046	1.7500	2.0800
S₃	3.1400	1.0400	0.0035	0.9000	1.3900
平均值 Average value	5.1167	1.3763	0.0039	1.4433	1.5633
标准差 Standard deviation	3.0921	0.9037	0.0006	0.4718	0.4554
CV/ %	60.43	65.66	15.38	32.69	29.13

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红托竹荪的栽培必须进行覆土环节，否则红托竹荪的营养生长（菌丝体生长）不能进入生殖生长（子实体生长），测定覆土土壤重金属元素，分析土壤元素迁移到竹荪中的能力，对提高竹荪品质有重要意义。覆土土壤中测定结果为Cd含量为1.52 mg·kg⁻¹，Pb含量为26.7 mg·kg⁻¹，Hg含量为0.198 mg·kg⁻¹，As含量为7.42 mg·kg⁻¹，Cr含量为134 mg·kg⁻¹。由此可知，土壤中5种重金属元素含量变化范围为0.198～134.000 mg·kg⁻¹，Cr含量最高，Pb次之，Hg最低，各重金属元素含量由高到低依次为Cr＞Pb＞As＞Cd＞Hg。其中含量最多的Cr元素是含量最少的Hg元素的670倍，这说明在覆土土壤中各种元素含量差异明显。对比红托竹荪及其覆土土壤重金属元素含量可知，红托竹荪中除Cd元素含量高于其覆土土壤中Cd元素外，其余4种重金属元素均低于其覆土土壤中重金属元素。

2.3 红托竹荪及其覆土土壤重金属污染评价

通过测定出的红托竹荪覆土土壤重金属元素含量与表1中《土壤环境质量标准》（GB 15618—2018）中规定的农用地土壤污染风险筛选值（6.5＜pH≤7.5）相比较，5种重金属元素中仅Cd元素含量超标，其余4种元素均未超标，Cd元素超标倍数为5.07倍，而Cr元素含量为134 mg·kg⁻¹，已经接近国家土壤环境质量标准《GB 15618—2018》（6.5＜pH≤7.5）中各Cr元素的限定值200 mg·kg⁻¹。

根据式（1）和式（2），计算出红托竹荪中重金属元素的单因子污染指数P_i和内梅罗综合污染指数P_N，结果详见表6。

表 6 红托竹荪不同部位重金属污染评价

Table 6. Evaluation of heavy metal pollution in parts of D. rubrovalvata

编号 Number	单因子污染指数P_i Single factor pollution index P_i				内梅罗综合污染指数P_N Nemero composite pollution index P_N	污染等级 Pollution degree	污染水平 Pollution level
编号 Number	Cd	Pb	Hg	As	内梅罗综合污染指数P_N Nemero composite pollution index P_N	污染等级 Pollution degree	污染水平 Pollution level
S₁	43.400	0.689	0.035	3.360	31.816	重度污染 Heavy pollution	受污染已相当严重 Heavy polluted
S₂	17.650	2.400	0.046	3.500	13.099	重度污染 Heavy pollution	受污染已相当严重 Heavy polluted
S₃	15.700	1.040	0.035	1.800	11.576	重度污染 Heavy pollution	受污染已相当严重 Heavy polluted

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从表6可以看出，以单因子污染指数分析，红托竹荪的3个部位菌柄+菌裙、菌托、菌盖中Cd含量的单项污染指数远远大于1，属于重度污染，表明红托竹荪中受Cd重金属污染已相当严重。不同部位的Hg含量的单项污染指数分别为：0.035、0.046、0.035，均小于1，属于清洁水平，表明红托竹荪中Hg含量均为安全等级。对比3个部位中的Pb和As单因子污染指数，除菌柄+菌裙中的Pb尚属清洁外，其余部位都受到不同程度的Pb和As污染。从表6中评价的4种重金属单因子污染指数可以看出，除Cd元素污染指数远远偏高外，其余3种元素尚属清洁水平，这提示我们要采取相应的措施进行治理与修复。

以内梅罗综合污染指数分析，菌柄+菌裙、菌托、菌盖的综合指数分别为：31.816、13.099、11.576，均大于3.0，为受污染已相当严重水平，属于五级污染，竹荪较其他农产品容易受到重金属的污染，这与菌类产品极易富集重金属有很大关系。同时食用菌生长环境、土壤中重金属含量是影响重金属污染程度的重要因素。从表6中可以看出，根据内梅罗综合污染指数的公式计算出来的数值，受极值单因子污染指数P_Cd的影响较大，因P_Cd值远远大于另外3组单因子污染指数值，造成内梅罗综合指数升高，因此还应该参考单因子污染指数来评价红托竹荪的污染情况。

2.4 红托竹荪富集重金属元素能力分析

食用菌富集重金属能力很强，远远超过绿色植物，食用菌对重金属的富集作用方式主要有两种：生物作用和吸附作用。通过富集系数的大小来表征红托竹荪对土壤重金属元素的富集能力，根据公式（3）计算出红托竹荪对土壤矿质元素的富集系数。表7中富集系数是红托竹荪某一部位中元素与土壤中对应的重金属元素含量之比，反映元素从土壤→竹荪迁移的难易程度^[24-25]。从表7可以看出，红托竹荪对不同重金属元素的富集能力有明显差异。总体来看，红托竹荪3个部位对元素Cd的富集系数均大于1.5，说明红托竹荪3个部位对元素Cd有富集，尤其菌柄+菌裙部位富集系数超过3.0，表现为强烈富集。另外竹荪3个部位对元素As的富集系数均小于0.5，说明红托竹荪中该元素相对贫化，从土壤到竹荪中的迁移能力相对较弱。红托竹荪3个部位对元素Pb、Hg和Cr富集系数小于0.1，说明红托竹荪对这3个元素基本没有富集能力，表明这几种元素从土壤中迁移到竹荪中难度较大。比较不同部位对元素的富集能力，菌柄+菌裙部位中Cd元素是其他两个部位富集系数的2倍，菌盖部位中As元素是其他两个部位富集系数的一半，另外的3种元素在竹荪各部位中富集系数差异不是很大，大致遵从菌托＞菌盖＞菌柄+菌裙规律。

表 7 竹荪不同部位重金属元素富集系数（C_Si）

Table 7. Enrichment coefficients on heavy metals in parts of D. rubrovalvata

编号 Number	Cd	Pb	Hg	As	Cr
S₁	5.711	0.026	0.018	0.226	0.009
S₂	2.322	0.090	0.023	0.236	0.016
S₃	2.066	0.039	0.018	0.121	0.010
注：富集能力判别：C_Si＜0.5，贫化；0.5＜C_Si＜1.5，同一水平；1.5＜C_Si＜3.0，相对富集；C_Si＞3.0，强烈富集。 Notes: Degrees of pollutant accumulation: C_Si＜0.5, depletion; 0.5＜C_Si＜1.5, no significant changes; 1.5＜C_Si＜3.0, relative enrichment; C_Si＞3.0, intense enrichment.

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2.5 红托竹荪各部位重金属与覆土土壤各重金属元素的Pearson相关性分析

采用SPSS 20.0研究红托竹荪不同部位中重金属元素之间的相互关系以及红托竹荪各重金属含量与覆土土壤各重金属元素含量之间的相关性，对红托竹荪中重金属元素进行Pearson相关性数据统计。红托竹荪不同部位中重金属元素的相关性的Pearson值见表8。从表8中可以看出，红托竹荪不同部位中有些重金属元素之间存在协同效应，而有些元素之间相关性不大。从表8结果看出仅有Pb和Cr这一对元素呈相关关系，即Pb与Cr在0.01水平（双侧）上显著相关，呈完全正相关关系，可以推断这些元素在竹荪吸收累积过程中存在相互协同效应，即当其中一个元素含量增加时，另一个元素含量就会得到提升。除了Pb和Cr这两种元素呈完全正相关之外，其他重金属元素之间的相关性都不明显，均未达到显著水平。

表 8 竹荪不同部位重金属元素之间的相关性

Table 8. Correlation among heavy metals in parts of D. rubrovalvata

元素 Number	Cd	Pb	Hg	As	Cr
Cd	1
Pb	−0.610	1
Hg	−0.444	0.981	1
As	0.490	0.392	0.563	1
Cr	−0.604	1.000**	0.982	0.399	1
注：在0.01水平（双侧）上显著相关。 Notes: significant correlation at 0.01 level (bilateral).

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红托竹荪元素Cd与覆土土壤元素Cd之间的相关系数为−0.063，Pb相关系数为−0.752，Hg相关系数为0.866，As相关系数为−0.901，Cr相关系数为−0.757。由此可知，除元素Hg呈正相关之外，其余4种元素均为负相关关系，这5种元素不存在显著性相关关系，说明覆土土壤中这5种元素虽然对红托竹荪重金属含量有影响，但影响不是很大，这可能与红托竹荪本身的植物属性等其他因素有关。

3. 讨论与结论

栽培竹荪必须覆土，土壤是影响竹荪生长的主要环境因子之一。本研究通过对红托竹荪及其覆土土壤重金属元素含量的测定，分析各元素含量之间的关系，对红托竹荪及其覆土土壤重金属进行污染评价，同时探讨红托竹荪对土壤重金属元素的富集能力以及红托竹荪中各重金属元素之间的相互关系。

土壤中含有的重金属元素，在竹荪中都有。红托竹荪中各重金属元素平均含量由高到低依次为Cd＞Cr＞As＞Pb＞Hg，变异系数变化范围为15.38%～65.66%，表明不同部位元素含量差异较大，对应的覆土土壤中各重金属元素含量由高到低依次为Cr＞Pb＞As＞Cd＞Hg。

对比《土壤环境质量标准》（GB 15618—2018）中规定的农用地土壤污染风险筛选值，覆土土壤中5种重金属元素中仅Cd元素含量超标，其余4种元素均未超标。而对于红托竹荪本身而言，以单因子污染指数分析，红托竹荪的3个部位均受到Cd重度污染，Hg含量属于清洁水平，Pb和As尚属清洁。以内梅罗综合污染指数分析，竹荪全部受到污染，且污染相当严重，这是因为根据内梅罗综合污染指数的公式计算出来的数值，受极值单因子污染指数的影响较大，因P_Cd值远远大于另外3组单因子污染指数值，造成内梅罗综合指数升高，因此还应该参考单因子污染指数来评价红托竹荪的污染情况。

红托竹荪对不同重金属元素的富集能力有明显差异。总体来看，红托竹荪3个部位对元素Cd的富集系数均大于1.5，说明红托竹荪3个部位对元素Cd有富集。竹荪3个部位对元素As的富集系数均小于0.5，说明红托竹荪中该元素相对贫化，从土壤到竹荪中的迁移能力相对较弱。红托竹荪3个部位对元素Pb、Hg和Cr富集系数小于0.1，说明红托竹荪中对这3个元素基本没有富集能力，表明这几种元素从土壤中迁移到竹荪中难度较大。

对红托竹荪中重金属元素进行Pearson相关性数据统计，结果显示Pb与Cr在0.01水平（双侧）上显著相关，呈完全正相关关系，由此可知这两种元素在竹荪吸收累积过程中存在相互协同效应；其他重金属元素之间的相关性都不明显，均未达到显著水平。对红托竹荪各重金属元素与覆土土壤重金属元素之间的相关性进行统计分析，结果显示除元素Hg呈正相关之外，其余4种元素均为负相关关系，这5种元素不存在显著性相关关系。

表 1 农用地土壤污染风险筛选值

Table 1 Risk assessment score on soil pollution for agricultural land　　　　　　　　　　　　　（单位：mg·kg⁻¹）

元素 Element	农用地土壤污染风险筛选值 Risk screening value of soil pollution in agricultural land
元素 Element	pH≤5.5	5.5＜pH≤6.5	6.5＜pH≤7.5	pH＞7.5
Cd	0.3	0.3	0.3	0.6
Pb	70	90	120	170
Hg	1.3	1.8	2.4	3.4
As	40	40	30	25
Cr	150	150	200	250

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表 2 农产品中重金属限量标准

Table 2 Standard safety limits on heavy metals in agricultural products

农产品A griculture products	元素 Element	限量标准 Limited standard/（mg·kg⁻¹）
食用菌 Edible fungi	Cd	0.2
	Pb	1.0
	Hg	0.1
	As	0.5

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表 3 内梅罗综合污染指数法评价等级

Table 3 Evaluation grades of Nemero comprehensive pollution indexing method

等级划分 Gradation	综合污染指数 Comprehensive pollution index	污染等级 Pollution degree	污染水平 Pollution level
Ⅰ	P_N≤0.7	安全 Safe	清洁 Clean
Ⅱ	0.7＜P_N≤1.0	警戒级 Alert level	尚清洁 Relatively clean
Ⅲ	1.0＜P_N≤2.0	轻度污染 Slight pollution	开始受污染 Start to be polluted
Ⅳ	2.0＜P_N≤3.0	中度污染 Moderate pollution	受中度污染 Moderately polluted
Ⅴ	P_N＞3.0	重度污染 Heavy pollution	受污染已相当严重 Heavy polluted

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表 4 试验方法考察结果

Table 4 Results of experimentation

元素 Element	测定波长 Measuring wavelength/nm		相关系数 Correlation coefficient		线性范围 Linear range/（μg·L⁻¹）		检出限 Detection limit/（mg·kg⁻¹）		RSD/%				加标回收率 Recovery rate/%
元素 Element	竹荪 D. rubrovalvata	土壤 Soil	竹荪 D. rubrovalvata	土壤 Soil	竹荪 D. rubrovalvata	土壤 Soil	竹荪 D. rubrovalvata	土壤 Soil	S1	S2	S3	S4	竹荪 D. rubrovalvata	土壤 Soil
Cd	111	228.8	0.9994	0.9996	0.5～5.0	0.5～2.5	0.001	0.01	0.2	2.1	0.6	5.4	100	92.30
Pb	208	238.3	0.9998	0.999	0.5～5.0	5.0～50.0	0.005	0.1	8.2	0.3	9.7	4.8	100	91.80
Hg	253	253.7	0.9998	0.9995	0.1～1.0	0.2～1.6	0.001	0.002	0.2	2.3	2.6	5.3	104	107.00
As	75	193.7	0.9986	0.9998	0.5～5.0	10～50	0.002	0.01	2.8	4.6	4.9	1.2	98	95.20
Cr	52	357.9	0.9991	0.9991	0.5～5.0	200～2000	0.01	5	9.3	0.4	1.5	4.5	101	94.80

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表 5 红托竹荪不同部位重金属元素含量

Table 5 Contents of heavy metals in parts of D. rubrovalvata　　　　　　　　　　　　　　　　（单位：mg·kg⁻¹）

编号 Number	Cd	Pb	Hg	As	Cr
S₁	8.6800	0.6890	0.0035	1.6800	1.2200
S₂	3.5300	2.4000	0.0046	1.7500	2.0800
S₃	3.1400	1.0400	0.0035	0.9000	1.3900
平均值 Average value	5.1167	1.3763	0.0039	1.4433	1.5633
标准差 Standard deviation	3.0921	0.9037	0.0006	0.4718	0.4554
CV/ %	60.43	65.66	15.38	32.69	29.13

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表 6 红托竹荪不同部位重金属污染评价

Table 6 Evaluation of heavy metal pollution in parts of D. rubrovalvata

编号 Number	单因子污染指数P_i Single factor pollution index P_i				内梅罗综合污染指数P_N Nemero composite pollution index P_N	污染等级 Pollution degree	污染水平 Pollution level
编号 Number	Cd	Pb	Hg	As	内梅罗综合污染指数P_N Nemero composite pollution index P_N	污染等级 Pollution degree	污染水平 Pollution level
S₁	43.400	0.689	0.035	3.360	31.816	重度污染 Heavy pollution	受污染已相当严重 Heavy polluted
S₂	17.650	2.400	0.046	3.500	13.099	重度污染 Heavy pollution	受污染已相当严重 Heavy polluted
S₃	15.700	1.040	0.035	1.800	11.576	重度污染 Heavy pollution	受污染已相当严重 Heavy polluted

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表 7 竹荪不同部位重金属元素富集系数（C_Si）

Table 7 Enrichment coefficients on heavy metals in parts of D. rubrovalvata

编号 Number	Cd	Pb	Hg	As	Cr
S₁	5.711	0.026	0.018	0.226	0.009
S₂	2.322	0.090	0.023	0.236	0.016
S₃	2.066	0.039	0.018	0.121	0.010
注：富集能力判别：C_Si＜0.5，贫化；0.5＜C_Si＜1.5，同一水平；1.5＜C_Si＜3.0，相对富集；C_Si＞3.0，强烈富集。 Notes: Degrees of pollutant accumulation: C_Si＜0.5, depletion; 0.5＜C_Si＜1.5, no significant changes; 1.5＜C_Si＜3.0, relative enrichment; C_Si＞3.0, intense enrichment.

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表 8 竹荪不同部位重金属元素之间的相关性

Table 8 Correlation among heavy metals in parts of D. rubrovalvata

元素 Number	Cd	Pb	Hg	As	Cr
Cd	1
Pb	−0.610	1
Hg	−0.444	0.981	1
As	0.490	0.392	0.563	1
Cr	−0.604	1.000**	0.982	0.399	1
注：在0.01水平（双侧）上显著相关。 Notes: significant correlation at 0.01 level (bilateral).

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施引文献(9)

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0. 引言
1. 材料与方法
1.1 试验材料
1.2 仪器与试剂
1.2.1 仪器和设备
1.2.2 试剂
1.3 样品处理方法
1.4 样品含量测定
1.5 重金属污染评价依据及方法
1.6 富集能力的表征
1.7 Pearson相关性分析及数据分析
2. 结果与分析
2.1 方法考察
2.2 红托竹荪及其覆土土壤重金属元素含量测定
2.3 红托竹荪及其覆土土壤重金属污染评价
2.4 红托竹荪富集重金属元素能力分析
2.5 红托竹荪各部位重金属与覆土土壤各重金属元素的Pearson相关性分析
3. 讨论与结论

0. 引言
1. 材料与方法
1.1 试验材料
1.2 仪器与试剂
1.2.1 仪器和设备
1.2.2 试剂
1.3 样品处理方法
1.4 样品含量测定
1.5 重金属污染评价依据及方法
1.6 富集能力的表征
1.7 Pearson相关性分析及数据分析
2. 结果与分析
2.1 方法考察
2.2 红托竹荪及其覆土土壤重金属元素含量测定
2.3 红托竹荪及其覆土土壤重金属污染评价
2.4 红托竹荪富集重金属元素能力分析
2.5 红托竹荪各部位重金属与覆土土壤各重金属元素的Pearson相关性分析
3. 讨论与结论

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红托竹荪与覆土土壤重金属污染评价及迁移能力分析

作者简介: 李浪（1992−），男，硕士，助理研究员，研究方向：食用菌及中药资源（E-mail：1475178890@qq.com）

通讯作者: 孙燕（1973−），女，硕士，副研究员，研究方向：食用菌及中药资源（E-mail：42008514@qq.com）

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