香河县农田土壤重金属污染生态与健康风险评价

来源 :北京林业大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:danxiaoni
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土壤是人类生产生活不可或缺的自然资源之一,随着人类物质需求的不断升级与城镇化建设的迅速发展,土壤重金属污染逐渐成为不可忽视的环境问题。县域农田作为供给本地与周边城市日常生活所需农产品的重要载体,探明土壤重金属含量分布特征、评价土壤重金属污染的生态环境与人体健康风险,能够为当地日后土地利用转化提供决策依据,为县域农田土壤重金属污染研究提供方法借鉴,对防控治理重金属污染、提高人居生产生活质量、促进社会健康稳定发展有重要意义。本文以河北省廊坊市香河县农用地表层土壤为研究对象,通过遥感影像与土地利用图斑,使用1km×1km网格布点,采集288个样点的表层土壤并测定重金属含量数据,运用SPSS进行基本统计分析,通过Arc GIS的插值功能分析八种重金属镉、铬、汞、镍、铅、砷、铜、锌的含量分布特征,利用单因子指数、内梅罗综合污染指数、地累积指数与人体健康风险指数对香河县农田土壤重金属污染状况进行综合评价。主要结论如下:(1)香河县农用地土壤p H值范围为7.25-9.42,属于碱性土,八种重金属含量平均值为镉0.14mg/kg、铬55.03 mg/kg、汞0.07 mg/kg、镍24.52 mg/kg、铅28.79 mg/kg、砷4.88 mg/kg、铜24.65 mg/kg、锌87.83 mg/kg,均呈偏态分布。土壤锌的全距、标准差、偏度、峰度均为八种重金属之最,其最大值表征该区域具有较高的污染风险。(2)使用反距离权重(IDW)插值法对土壤重金属含量分布特征进行研究,发现除镉分布特征为香河县东北部、西部、南部含量较高,其他区域较少外,其他七种重金属含量分布基本为北部较高、南部较低,其中安平镇镉平均含量最高;安头屯乡铬、汞、铅、铜、锌平均含量最高;渠口镇镍、砷含量最高。其中,安头屯乡南部在八种重金属含量的插值图中都属于重金属含量最高的区域,需要进行后续分析与重点关注。(3)使用单因子指数、内梅罗综合污染指数对土壤生态环境做评价,结果表明八种重金属的PI平均值都小于0.7,处于安全范围内,但镉、锌相对其他重金属元素有较高的富集。多数采样点P小于0.7,处于无污染状态,7.2%的采样点需要警戒污染风险;1%的采样点出现了轻度污染;1个采样点(89)已经达到中度污染,是污染最为严重的点。(4)使用地累积指数对土壤生态环境做评价,结果表明八种重金属地累积指数的最小值均小于0,其中砷的污染程度最小,汞地累积指数平均值在0-1的区间内,属于无污染-轻度污染,但从最大值来看,属于中度污染-高污染;锌的地累积指数平均值小于0,属于无污染,但最大值位于3-4区间内,属于强污染。八种重金属地累积指数的平均值只有汞大于0,可认为香河县在近一段时间内有新的汞污染源加入。(5)人体健康风险评价表明香河县成人非致癌健康风险指数(HI)范围是8.77×10-2-1.11×10-1,儿童非致癌健康风险指数(HI)范围是5.35×10-1-7.20×10-1,目前无明显非致癌健康风险;成人致癌健康风险指数(TCR)的范围是4.51×10-6-7.17×10-6,儿童致癌健康风险指数(TCR)的范围是4.33×10-5-6.92×10-5,有一定致癌风险,主要的致癌风险因子是砷,且土壤重金属污染对儿童有更高的致癌风险。日常生活中居民需要注意是否有由于慢性砷中毒引起的症状,并远离当地的砷污染源。
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