(一)农作物根系土中重金属元素含量及其累积情况
各研究区内根系土样品统一采自0～20cm的耕作层。根系土中As、Cd、Cr、Cu、Hg、Ni、Pb和Zn8个主要重金属元素含量统计结果列于表6－10中。
与中国东部土壤生态地球化学基准值相比(朱立新等，2006)，除了以黑龙江－吉林为代表的东北黑土类型研究区以外，其他研究区根系土中主要重金属元素的平均含量与该研究区内土壤地球化学基准值相比都出现程度不同的累积(含量增高)。虽然黑龙江－吉林研究区也存在个别采样点根系土中某种元素的累积，如Cd含量的最大值是基准值的6倍，Hg含量的最大值是基准值的20倍;但从总体上讲，根系土中Cd、Hg等重金属元素的高含量点主要与点源污染有关，而不是普遍存在的面源污染问题，整个研究区根系土中没有出现大范围的重金属元素累积现象。
在山西研究区内，采集农作物根系土样品共计130件。统计结果显示，农作物根系土中Hg的累积幅度最大，平均含量为212×10－9，最高含量达到了5230×10－9，中位数也高出基准值许多。仅有少数根系土样品中Hg含量在基准值以下。Hg的累积在该研究区是普遍存在的。从研究区内根系土中Hg含量分布状况来看，高值区主要位于太原以北的繁峙试验区和太原以南的临汾试验区。
除Hg以外，Cd、Cu、Pb也出现了微弱的累积。Cd平均含量187×10－9、中位数168×10－9，均高于其基准值(113×10－9)，增高幅度不大，最大值为833×10－9。Cu平均含量32×10－6，中位数29×10－6，均高于其基准值(123×10－6);但增高幅度也不大，最大值为180×10－6。Pb平均含量33×10－6、中位数28×10－6，均高于其基准值(22×10－6);增高幅度也不大，最大值为155×10－6。
其他如As、Cr、Ni、Zn等元素的平均含量、中位数均与各自的基准值差异不大，表明这些元素在山西研究区农作物根系土中的累积程度普遍不大，只有少数采样点处出现较大幅度的累积。
以江苏为研究区的淮河以南、长江鄱阳湖下游及太湖流域地区，农作物根系土中出现累积现象最突出的元素也是Hg，平均含量538×10－9、中位数300×10－9，最高含量为5100×10－9。整个研究区内Hg累积最明显的试验区位于苏州市区北部。
除Hg在根系土中累积最明显之外，与各自基准值相比，该研究区根系土中As、Cd、Cr、Cu、Ni、Pb、Zn等元素的平均含量、中位数均有所增加，平均含量分别为基准值的2倍左右(表6－10)。表现出一定的累积，总体来看不如Hg累积明显。研究区内As、Cd等元素没有出现离群的极高值，各试验区间含量高于基准值的采样点分布也没有表现出明显的区域性。
以浙江－湖南为研究区的四川盆地－洞庭湖流域、鄱阳湖流域及东南沿海诸河杭州湾以南至闽江流域以北地区，农作物根系土中Cd的累积最为突出，平均含量1008×10－9、中位数480×10－9，最高含量达到28932×10－9。极高值出现的频率还比较高，主要出现在湖南研究区内，浙江研究区仅有6个点的Cd含量超过了1000×10－9。
浙江－湖南研究区农作物根系土中Hg的累积现象也比较突出。Hg的高含量主要分布在浙江研究区的宁波和绍兴两个试验区内。
从平均含量和中位数来看，浙江－湖南研究区内Cu、Pb和Zn也出现了不甚明显的累积，其中的最高含量也是属于个别情况的离群数值(表6－10)。
表6－10 研究区根系土中主要重金属元素含量统计参数
注:①Cd、Hg含量单位，10－9;其他元素含量单位，10－6。
综合所有研究区元素累积情况看，As和Cr两个元素含量的变化幅度最小，几乎不存在累积现象。As只在江苏研究区出现一个最高值253×10－6，在浙江－湖南研究区出现一个最高值99×10－6，在黑龙江－吉林研究区出现一个最高值25×10－6，其余试验区农作物根系土样品中As含量均在20×10－6以下。各研究区农作物根系土中Cr含量基本都处于基准值上下，最高值也没有达到基准值的3倍(表6－10)。
由上述各研究区内农作物根系土中重金属元素含量及累积状况中可以看到，与元素基准值相比，各研究区内农作物根系土中出现普遍含量增高和累积的元素均是Hg和Cd;其他元素如Cu、Pb、Zn等虽然也出现了含量增高和累积的现象，累积程度都不高;而As、Cr、Ni等元素除个别采样点以外，在农作物根系土中的累积均不明显。
(二)土壤垂直剖面上重金属元素分布状况及异常成因
在农作物根系土中出现了Hg、Cd等重金属元素的累积，出现了明显的Hg、Cd元素异常，在这种情况下根据作者提出的总体研究思路，首要问题是要查明土壤垂直剖面上重金属异常组分的分布状态，进而判断异常的成因类型，为生态效应试验结果的解释提供依据。
由于黑龙江－吉林研究区内没有出现明显的重金属元素累积现象，故在该研究区内没有布置土壤垂直剖面工作。除黑龙江－吉林研究区之外，在山西、江苏、浙江－湖南3个研究区内，共布置土壤垂直剖面36个，采集土壤样品360件。
从土壤垂直剖面试验结果中发现，在山西、江苏、浙江－湖南3个研究区内，在农作物根系土中出现明显累积的Hg、Cd两个元素，除山西9号剖面Hg、江苏2号剖面Hg、江苏3号剖面Cd的表层累积不明显外，其他土壤剖面上重金属元素均表现出在土壤表层累积的特征。为此，为了从总体上了解土壤垂直剖面上重金属元素的分布状况，将各研究区内土壤垂直剖面的试验结果统一在一个剖面上讨论。
在山西研究区内布置土壤垂直剖面12个。试验结果表明(表6－11、图6－11)，在该研究区内出现明显表层累积的元素是Hg，其次是Cd，此外还有Zn。Hg表层累积现象最明显，Hg最高含量(120×10－9)出现在0～20cm表层土壤层中;随着深度加大Hg含量迅速降低，至80cm深度时降至30×10－9以下，与该研究区Hg基准值基本一致，而且保持这一含量水平直到剖面底部。Cd也表现出表层累积的特点，累积程度不高，平均最高含量出现在0～20cm土壤层中，其含量值只略高于该研究区内Cd的基准值。从垂直剖面上Cd含量分布形态看，Cd影响深度主要在0～40cm之内，其下Cd含量基本稳定在90×10－9以下。Zn只是从分布形态上看表现出表层累积的特点，如果用该研究区Zn基准值衡量，既便是在0～20cm表层土壤中Zn的含量也低于其基准值。表明既使Zn出现了表层累积的趋势，程度也很弱。其他元素As、Cr、Cu、Ni、Pb等基本没有出现表层累积现象，在整个土壤垂直剖面上含量变化很小，而且含量与各自的基准值相当。
表6－11 山西研究区土壤垂直剖面上元素分布情况统计表
注:①剖面及每个深度上样品数N=12;②Cd、Hg含量单位，10－9;其他元素含量单位，10－6。
江苏研究区内布置土壤垂直剖面8个。试验结果表明(表6－12;图6－12)，在该研究区内出现明显表层累积的元素是Hg，其次是Cd，此外还有Zn和Cr。Hg表层累积现象最明显，Hg的高含量(400×10－9)出现在0～60cm表层土壤层中;随着深度加大Hg含量迅速降低，至120cm深度时降至60×10－9以下，基本保持这一含量水平直到剖面底部。与该研究区Hg基准值(29×10－9)相比，在120cm深度以下土壤中Hg含量还是相对较高。Cd虽然也表现出表层累积的特点，累积程度不高，平均高含量出现在0～40cm土壤层中，其平均最高含量也只有该研究区Cd基准值的2倍。从垂直剖面上Cd含量分布形态看，Cd影响深度主要在0～40cm之内，其下Cd含量基本稳定在130×10－9上下。从分布形态上看，Zn、Pb、Cu也表现出表层累积的特点，累积程度较弱，其最高平均含量均略高于基准值各自的基准值。Zn、Pb、Cu的相对高含量出现在0～60cm土壤层中，在40～60cm深度以下，含量基本稳定在基准值水平。其他元素As、Cr、Ni等基本没有出现表层累积现象，在整个土壤垂直剖面上含量变化很小，而且含量与各自的基准值相当。
图6－11 山西研究区土壤垂直剖面上元素含量分布示意图样品数N=12
表6－12 江苏研究区土壤垂直剖面上元素分布情况统计表
注:①剖面及每个深度上样品数N=12;②Cd、Hg含量单位，10－9;其他元素含量单位，10－6。
图6－12 江苏研究区土壤垂直剖面元素含量分布图(N=8)
浙江－湖南研究区内布置土壤垂直剖面16个。试验结果表明(表6－13、图6－13)，在该研究区内出现明显表层累积的元素是Cd，其次是Hg，此外还有Zn、Pb、Cu、As等。Cd元素表层累积现象最明显，主要出现在0～20cm土壤层中，其平均最高含量达1000×10－9以上，明显高于该研究区内Cd的基准值;与相邻的20～40cm土壤层中Cd含量相比也高出许多。在20～80cm深度上，Cd含量较0～20cm土壤层有较大幅度降低，但仍高于80cm以下的土壤层;这表明Cd的表层累积深度在80cm左右。在80cm以下，Cd含量大体在150×10－9～190×10－9范围内波动，总体上略高于该研究区内Cd的基准值。Hg表层累积现象也比较明显，Hg最高含量(508×10－9)出现在0～20cm土壤层中，其下Hg含量依次降低，至60cm以下时Hg含量降低至90×10－9以下，直至与其基准值相当。从分布形态上看，Zn、Cu、Pb以及As均表现出表层累积的特点，累积程度较弱，其最高平均含量依次是164×10－6、68×10－6、80×10－6、18×10－6。相对高含量基本出现在0～40cm土壤层中;在40cm深度以下，含量总体稳定，略高于各自的基准值或与基准值相当。其他元素Cr、Ni等基本没有出现表层累积现象，在整个土壤垂直剖面上含量变化很小，而且含量与各自的基准值相当。
表6－13 浙江－湖南研究区土壤垂直剖面上元素分布情况统计表
续表
注:①剖面及每个深度上样品数N=12。②Cd、Hg含量单位，10－9;其他元素含量单位为10－6。
从上述试验结果中可以看到，在山西、江苏、浙江－湖南研究区内，土壤垂直剖面上重金属元素的分布状态因元素而异。在As、Cd、Cr、Cu、Hg、Ni、Pb、Zn重金属元素中，Hg、Cd两个元素分布特征最为明显，基本为表层累积型;其次是Zn、Pb、Cu、As等，也表现出程度不同的表层累积趋势。表层累积现象是平原区土壤中重金属元素含量分布的主要表现形式。通过多目标区域地球化学调查发现的众多重金属元素异常基本属于这种分布模式，即重金属异常组分在近地表土壤层中出现最大的累积，随着土壤层深度加大异常强度减弱，一般在几十厘米最大到100cm后异常消失。利用这种分布模式，基本可以判断异常组分的来源及累积途径(周国华等，2002;马生明等，2004;朱立新等，2005)。根据各研究区土壤垂直剖面上元素的分布形态，认为这些重金属元素的含量异常与人类活动的关系密切，尤其是出现在表层土壤中的高含量更是如此。此外，Cd等元素除人类活动影响以外，其含量分布可能还受到自然作用的控制。Cr、Ni等元素含量变化总体不大，基本与各自的基准值相当，表明这几个元素的含量分布主要受成壤母质及成壤作用过程等自然因素的控制，与人类活动基本无关。
图6－13 浙江－湖南研究区土壤垂直剖面元素含量分布图(N=16)(元素含量单位:Cd和Hg为μg/kg，其他元素为mg/kg)
按照常规认识，重金属元素在表层土壤中，即农作物根系土中累积，将对农作物中重金属元素含量产生影响。农作物根系土中重金属元素累积程度越大，农作物中重金属元素含量就应该更高，通过食物链对人体健康等带来的危害可能就更大。此前典型异常区生态效应试验结果并不完全支持这种认识。这样就引发了这样的疑问，即农作物根系土中重金属元素的累积到底会不会对农作物品质，具体说是农作物食品卫生质量造成影响。要回答这样的问题，就需要更全面更系统更深入的试验研究结果。为此，有必要选择更具代表性、更广泛的试验区开展有针对性的试验研究来确认农作物根系土中重金属元素含量与农作物食品卫生质量的相关性，也即农作物根系土中重金属元素的累积对农作物食品卫生质量产生的影响。
随着对餐桌安全的重视，人们在购买食品时也逐渐挑选经过有关部门认定的商品。面对各种食品包装上有机食品、绿色食品、无公害农产品，或者放心食品的字样，您分得清它们有哪些差别吗？
简单地说，有机食品也叫生态食品或生物食品，是一类真正源于自然、高营养、高品质的环保型安全食品，它的生产原料必须天然，而且在生产、加工环节，都禁止使用化学合成的农药、化肥、激素、抗生素，也禁止使用基因工程技术和相关的衍生物。有机食品是目前食品行业的最高标准。
相比国际通称的有机食品而言，绿色食品是我国政府主推的一个认证农产品，它是普通食品向有机食品发展的一种过渡产品，分为A级绿色食品和AA级绿色食品。其中，A级绿色食品生产中允许限量使用化学合成生产资料，而AA级绿色食品比A级绿色食品的要求更严格。
无公害农产品是食用农产品质量的起码要求，也是农产品准入的最低标准，比如，我们平日里说的放心菜就属于无公害标准，蔬菜中的农药残留、重金属、亚硝酸盐等有害物质的含量控制在国家允许的范围内，人们食用后对健康不会造成危害。
目前，国家承认的只有这三种农产品标识，有些农产品上贴有放心食品的字样，其实相当于无公害食品，如果没有无公害食品标识，那么放心食品字样就有可能是企业加的。
