稀土采矿治理地土壤和植被中稀土元素含量及其健康风险评价

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随着社会经济的高速发展,对各种自然资源的需求量不断增加,造成不同类型的受损生境以前所未有的速度不断产生,已引起了一系列环境问题和社会问题。在稀土矿的开采过程中,采矿废水的直接排放,使矿区土壤中积累大量的稀土元素,不仅造成土壤质量下降,生态系统退化,农作物减产,还通过食物链直接地威胁到人类健康。由于稀士元素进入农田土壤后,绝大部分残留在土壤表层,并长期性地影响土壤环境及其农作物,因此,稀土元素进入土壤后的转移与生态风险是当前关注的热点。本研究以福建省长汀县稀土矿区的植被恢复地和蔬菜地为研究对象,研究的主要成果:(1)稀土采矿治理地土壤中稀土元素的含量为507.40-841.37mg·kg-1,明显高于对照地1和对照地2。土壤中交换态的稀土元素的含量占总量的60.93%~98.02%,而残渣态的量仅为0.05%~5.95%。(2)治理地植物根中稀土元素含量范围40.27~986.01mg·kg-1,茎中含量范围为5.14~206.58mg·kg-1,叶中含量范围为6.81~2364.51mg·kg-1。芒萁各器官稀土元素的含量大小顺序为叶>根>茎,而其他植物为根>叶>茎。根据不同植物吸收和积累稀土元素的差异,可将矿区治理地植物分为富集型和根部囤积型植物,其中芒萁属于富集型植物,桉树、金茅、宽叶雀稗、木荷和油茶属于根部囤积型植物。(3)采矿区周围农田土壤中稀土元素含量的平均值为242.921168.981mg·kg-1,高于福建省背景值(223.47mg·kg-1)以及全国背景值(187.60mg·kg-1).(4)芋头和空心菜中稀土元素的平均含量分别为3.68和0.92mg·kg-1(鲜重),超过了蔬菜卫生标准限值(0.7mg·kg-1),其中芋头超标达4.26倍。八种蔬菜的稀土元素含量的大小:芋头>空心菜>生菜>上海青>豆角>茄子>白萝卜>大白菜;除芋头外,多叶绿色蔬菜的稀土元素含量较高,而无叶蔬菜含量较低。(5)矿区居民血液和头发中稀土元素的平均含量高于正常人,超标量达155.55和9.55倍,井水中稀土元素的平均含量是福州市饮用水的118.7倍。(6)根据当地居民每天对蔬菜和井水的食用量估算,其终生平均每天摄入的稀土元素量为12.47mg·kg-1·d-1,超过前人研究的稀土对人体亚临床损害剂量的临界值(6.0~6.7mg·kg-1·d-1),当地居民面临着较大的健康风险。
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