论文部分内容阅读
为了解贵州遵义松林Ni-Mo多金属矿区土壤重金属污染状况及周围居民通过农作物摄入重金属的健康风险水平,并初步探讨矿区重金属的迁移过程,本研究采集矿区旱地土、水稻土、森林土及粮食类(玉米、水稻、甘薯)和蔬菜类农作物(白菜、辣椒、萝卜)样品,采用电感耦合等离子质谱仪(ICP-MS)分析样品中的Cu、Zn、Ni、Mo、V含量,选择内梅罗综合污染指数法评价矿区土壤重金属Cu、Zn、Ni、Mo、V的复合污染状况,采用美国国家环保署(US EPA)推荐的健康风险评价模型评价矿区居民通过农作物摄入Cu、Zn、Ni、Mo、V的健康风险水平。本研究主要获得如下结论。(1)贵州遵义松林Ni-Mo多金属矿区小竹流水矿点旱地土Cu、Zn、Ni、Mo、V平均含量分别为64.3、251、254、78.3和500 mg·kg-1,水稻土相应元素的平均含量分别为55.0、236、209、10.7和314 mg·kg-1,森林土相应元素的平均含量分别为59.8、207、80.5、35.0、462 mg·kg-1;团山堡矿点旱地土Cu、Zn、Ni、Mo、V平均含量分别为55.3、215、133、20.9和269 mg·kg-1,水稻土相应元素的平均含量分别为57.7、234、164、14.8、277 mg·kg-1。2个矿点3种类型土壤Cu、Zn、Ni、Mo、V含量均超过贵州省土壤背景值中相应元素的含量值,Cu、Zn和Ni含量均高于《土壤环境质量—农用地土壤污染风险管控标准(试行)》(GB 15618-2018)的污染风险筛选值,矿区不同类型土壤均存在明显的多种重金属富集现象。(2)矿区粮食类和蔬菜类农作物均存在重金属超标现象,其中水稻Ni和Mo的平均含量分别为2.85和2.57 mg·kg-1,分别为限量标准6.5和3.6倍;玉米Mo平均含量为0.980 mg·kg-1,为标准限量的1.4倍;甘薯Ni平均含量为18.0,为标准限量的45倍;白菜Zn、Ni和Mo平均含量分别为44.3、2.36和4.28 mg·kg-1,分别为限量标准的2.2、7.87和5.9倍;辣椒Zn、Ni和Mo平均含量分别为21.2、2.53和4.47mg·kg-1,分别为限量标准的1.06、8.4和6.2倍;萝卜Cu、Zn和Ni平均含量分别为3.17、41.7、9.38mg·kg-1,分别为限量标准的2.1、31.3和5.0倍。(3)内梅罗综合污染指数法评价结果显示,矿区小竹流水和团山堡矿点旱地土、水稻土和森林土均遭受Cu、Zn、Ni、Mo、V的污染,其中Mo元素污染最为严重,Ni和V元素次之,Cu和Zn元素污染则相对较轻。矿区旱地土、水稻土和森林土6种重金属内梅罗综合污染指数(NIP)平均值分别为19.9、4.8和10.9,对应的污染程度分别为重度污染、中度污染和重度污染。(4)健康风险评价结果显示,Cu、Zn、Ni、Mo和V通过6种农作物(水稻、玉米、甘薯、白菜辣椒和萝卜)摄入人体的危险商值(THQ)值分别为0.626、0.707、0.132、3.619和25.143,存在Mo和V非致癌健康风险。从各农作物的5种重金属综合健康风险指数来看,水稻、玉米、甘薯、白菜、辣椒和萝卜的THQ值分别为15.209、1.540、1.515、8.430、0.319和3.213,除辣椒外(THQ<1),其余农作物均存在一定程度的非致癌健康风险。造成研究区周围居民非致癌健康风险的主要污染物为V和Mo,主要通过水稻和白菜摄入。(5)通过对矿区牛蹄塘组黑色页岩及Ni-Mo多金属矿石重金属富集特征、不同介质重金属含量差异和土壤重金属相关性的分析。矿区黑色页岩及其Ni-Mo多金属矿石富集多种重金属元素,土壤亦富集相应的元素,且富集元素之间具有显著的相关性。表明遵义松林Ni-Mo多金属矿区存在重金属黑色页岩、Ni-Mo多金属矿石-土壤的迁移过程。本研究的上述研究结果表明,贵州遵义松林Ni-Mo多金属矿区土壤富集多种金属元素,造成旱地土、水稻土和森林土较为严重的重金属富集。生长于矿区土壤之上的农作物普遍存在重金属超标现象,当地居民通过食用农作物摄入过量的重金属元素,存在一定程度的非致癌健康风险。