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成都经济区多目标区域地球化学调查在表层土壤中发现了大面积以镉为主的重金属污染区。大米Cd超过食品污染物限量标准的比例为20.23%,小麦为34.78%。大米、小麦镉、铅等元素含量与土壤全量呈正相关,与pH、有机质均呈负相关关系。土壤酸化将加剧农作物镉、铅等重金属超标。土壤和农产品超标区人发镉等重金属含量明显较高。
成都经济区表层土壤重金属人为源主要输入途径是大气干湿沉降、施肥、灌溉水。根据表层土壤Cd的输入通量(大气干湿沉降、灌溉水、化肥途径)和输出通量(农作物和下渗水)的计算结果,获得了研究区表层土壤Cd的年累积通量。建立了表层土壤重金属镉累积模型和不同类型表层土壤pH变化的预测模型。预测了5年、10年、15年、25年农田区表层土壤中Cd的含量和pH值变化情况。结果表明若不采取有效措施减少土壤中Cd的输入总量,20年以后,符合国家土壤环境质量标准的二级农耕土地和一级土地面积将迅速减少,酸性土壤面积所占比例可达13.64%,而弱酸性土壤面积比例为13.78%。
按照预测模型的计算,研究区水稻和小麦的安全性不容乐观。20年以后Cd超过食品污染物限量标准大米的比例将达到52.05%,小麦为51.72%。大米和小麦超标的分布区域非常一致,水稻和小麦超标率的增加趋势非常明显,这与表层土壤中Cd含量增加以及土壤酸化有着密切关系。
采用美国环保署(E.P.A.)提出的健康风险评价模型,主要考虑食入、呼吸、饮用水和皮肤接触途径,对成都经济区农田生态系统进行了健康风险评价,评价结果表明,各地区的非致癌风险指数都大于1,说明研究区存在一定的风险。德阳和成都的风险最高,二者的非致癌指数分别达到4.04和3.72,绵阳最低。研究区的健康风险主要是由食物暴露引起。以水稻和小麦在未来5年至20年的预测数据为基础,预测在未来的5年至20年里健康风险较高的地区为成都、德阳和乐山。
基于研究区农田土壤安全性危害要素的确定和预测,提出了大气、土壤治理和农作物种植规划建议。