污灌区不同种植方式下蔬菜生长过程中多环芳烃污染特征与健康风险评估

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多环芳烃(Polycyclic Aromatic Hydrocarbons,PAHs)是一类具有致癌性、致畸性、致突变性,广泛存在于不同环境介质(土壤、大气、水体等)中的典型持久性有机污染物,能够通过食物链进行生物积累。污水灌溉是造成农田土壤中PAHs积累的主要来源之一,在具有PAHs污染土壤中种植的农作物,因其安全问题关系到人类健康而被广泛关注。甘肃白银城郊蔬菜基地有50余年的污水灌溉历史,多年的污水灌溉导致PAHs积累在土壤中。近年来研究开始关注不同种植方式对PAHs等有机污染物的污染特征与风险的影响,然而尚未有定论。因此,通过严格控制实验探讨典型污灌区不同种植方式对土壤及蔬菜中PAHs污染特征与健康风险的影响,对指导农业生产与保障农产品安全具有重要意义。本文结合野外盆栽实验和室内分析等方法,从胡萝卜(Daucus carota L.)和小白菜(Brassica chinensis L.)的生长周期来探讨大棚和大田种植方式对蔬菜PAHs的吸收与转移,为污灌区优化农业种植方式以及减轻蔬菜PAHs污染提供一定的参考。主要研究结果如下:(1)从种植方式上看,大棚种植在一定程度上能够减轻土壤和蔬菜地上部分PAHs污染。从蔬菜种类上看,种植小白菜土壤中PAHs含量的均值要低于种植胡萝卜土壤,说明不同种类的蔬菜对土壤中PAHs的吸收能力有差异;两种蔬菜可食部分PAHs的含量和生物富集系数表现为:小白菜(叶菜类)>胡萝卜(根茎类)。从蔬菜不同生长时期来看,土壤和蔬菜中PAHs含量的变化有差异,土壤中PAHs含量随蔬菜生长时间的延长而下降;两种蔬菜由于种属差异,体内PAHs的变化趋势也有区别,两种种植方式下,胡萝卜地上和地下部分PAHs含量均随着胡萝卜的生长呈现先增高后逐渐降低或趋于平缓的趋势;小白菜地上部分PAHs含量呈现先增加后降低或趋于平缓的趋势,大棚种植的小白菜地下部分PAHs含量随生长期略有增加的趋势。从蔬菜不同部位来看,除大棚胡萝卜生长前期,两种蔬菜的地上部分PAHs含量均大于地下部分。从PAHs的组成结构来看,土壤和蔬菜中PAHs的组成相似,均以3~4环PAHs为主。(2)污灌区土壤、蔬菜中PAHs的主要来源为化石燃料、燃煤及生物质的高温燃烧。当地土壤中PAHs处于轻度污染,大棚栽培的方式在一定程度上有利于减轻土壤中PAHs的生态风险。终身致癌风险模型的评价结果表明,大棚和大田种植下的蔬菜对儿童、青少年和成人均有一定的潜在致癌风险;从种植方式上看,摄食大棚胡萝卜的ILCR值大于大田,而摄食大棚小白菜的ILCR值小于大田,说明大棚种植有利于减轻小白菜的潜在致癌风险,但摄食小白菜对人体所造成的潜在致癌风险大于胡萝卜;成人和儿童摄食蔬菜的致癌风险要高于青少年,女性摄食蔬菜的致癌风险略高于男性。
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