黔产刺梨基地土壤重金属污染特征及健康风险评价

来源 :贵州师范大学 | 被引量 : 9次 | 上传用户:chengl1987
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本文以贵州省A地区有籽刺梨种植基地、B地区无籽刺梨种植基地为研究对象,调查刺梨基地七种重金属污染状况以及刺梨农产品对七种重金属的富集情况,对两个地区布设采样点,采集土壤以及刺梨农产品共计122份样品。对土壤样品采用三酸(HNO3-HClO4-HF)电热板消解法和BCR连续提取法进行总量以及形态分析测定,对植物样品采用微波消解法(HNO3-H2O2)进行总量分析测定。运用内梅罗综合指数法、污染负荷指数法、潜在生态指数法以及潜在健康风险指数法对研究区土壤的重金属污染进行评价;同时,采用富集系数法和潜在健康风险指数法研究土壤重金属在土壤—作物系统中的富集特征,旨在为研究区土壤、农产品的重金属污染防治与修复提供理论依据。主要研究结果如下:(1)研究区土壤受到了一定程度的污染,以贵州土壤背景值为参考,种植有籽刺梨的A地区七种重金属除Cr外,其它重金属元素都有一定程度超标,其元素超标率大小为:Hg>As=Cu>Cd>Zn>Pb;种植无籽刺梨的B地区七种重金属除Cr外,其它元素均存在超标现象,超标率大小为Hg>As>Cd>Zn>Pb>Cu。与国家土壤环境质量农用地土壤污染风险管控标准值比较发现,A地区除Cd、Zn元素外,其他重金属元素均未超过标准值,B地区除Cd、As元素外,其他重金属元素均未超过标准值。(2)内梅罗污染指数法结果表明:以国家管控值为标准两个地区受到不同元素不同程度的重金属污染,两地区主要受到Cd元素污染;以贵州背景值为标准A地区主要受到Hg、Zn元素的混合污染,B地区主要受到Hg、As元素的混合污染。污染负荷指数法表明:A、B地区均处于无污染状态。潜在生态风险指数法表明:A、B地区中除Hg存在一定的潜在生态风险外,其他元素均处于轻微生态水平,以环境综合风险指数来看,A、B地区各采样点均处于轻微生态风险水平。(3)A、B地区中除Cd外,其他元素均以残渣态为主,A地区Cd的可还原态占比最高,B地区Cd的酸可提取态占比最高,表明A、B地区Cd元素可能存在一定的潜在危害。RAC风险评价指数表明A地区中Cd的风险程度最高,处于中等风险水平,B地区中Cd的风险程度最高,处于高等风险水平,表明A、B地区Cd元素易受外界环境影响而转化。A、B地区要对Cd元素的污染来源与防治加以重视,防止Cd污染。(4)A、B两个地区不同种类的刺梨对重金属的吸收富集表现出一定的差异性,但大体相同。A地区中有籽刺梨对土壤重金属各元素富集系数大小顺序为:Cu>Zn>Cd>Hg>Pb>Cr>As。B地区中无籽刺梨对土壤重金属各元素富集系数大小顺序为:Cu>Cd>Zn>Hg>Pb>Cr>As。A、B地区均对Cu元素的富集能力最强,As元素最弱。(5)健康风险评价模型对A、B地区刺梨基地土壤重金属进行健康风险评价,结果表明:A、B地区各元素对成人的非致癌风险较低,总非致癌风险指数HI<1,表明对于成人各种重金属的总非致癌风险可以忽略;A、B地区各元素对儿童的非致癌风险较低,A、B区总非致癌风险指数HI小于1,表明对于儿童的总非致癌风险A、B地区可以接受;A、B地区Cd、Cr、As三种重金属对成人、儿童的致癌风险指数(CR)均小于10-6,表明对成人、儿童来说Cd、Cr、As元素的致癌风险均可以忽略。成人和儿童的总致癌风险指数(TCR)的值在10-6—10-4的风险阈值之间,表明总致癌风险在A、B地区对于成人和儿童没有健康危害。(6)健康风险评价模型对A、B地区刺梨农产品进行健康风险评价,结果表明:A、B地区中刺梨农产品的七种重金属THQ值均小于1,对人体不存在明显的健康风险;A、B地区农产品的总目标危害系数TTHQ均小于1,表明A、B地区刺梨农产品中重金属对人体没有产生健康危害。综上,不同地区土壤各重金属的分布特征存在明显差异,两个刺梨种植地区土壤受到七种重金属的污染程度较轻;长期食用研究区种植的刺梨对人体没有产生明显的健康危害。建议加强对研究区土壤重金属的污染预防、控制、管理力度。
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