无公害基地土壤、蔬菜重金属健康风险评价及植物修复研究

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本文以安徽省主要有机蔬菜生产地(巢湖市)和县土壤、以及该区种植的当季可食部分的蔬菜为研究对象,采用网格法及GPS双重定位法以及多点随机方法对研究区土壤、当季可食蔬菜部位分别采样,并用常规方法对土壤pH值、有机质含量做了分析;用国家标准方法对棚室及露天菜地土壤、蔬菜中重金属(Cu、Zn、 Pb、Ni、Cr、Cd)的总量分别进行了分析测定;并且根据土地利用方式和pH值的不同分别对棚室及露天菜地土壤、当季可食蔬菜部位的污染状况用单因子指数法、内梅罗综合污染指数法以及模糊数学综合评价法进行了综合比较和评价;以国际放射防护委员会(ICRP, International Commission on Radiological Protection)给出的建议限定值为标准,对当季可食蔬菜部位进行了健康风险评价。研究结果表明:(1)镉、铅为研究区域的土壤主要污染物。露天研究区Pb、Cd、Zn受污染的采样点数分别达19、16和1个;棚室研究区Cd、Pb、Zn、Cu、Cr受污染的采样点数分别达26、21、11、7和1个。(2)应用内梅罗综合污染指数法,土壤重金属环境质量以国家二级标准评价,露天研究区92%的土壤样区属于清洁,8%的土壤样区属于尚清洁,土壤环境质量良好;而棚室研究区58%的土样属于清洁,23%的土样属于尚清洁,19%的土样属于轻度污染。(3)模糊数学综合评价结果。露天菜地研究区24个土样全部属于一级,棚室菜地研究区26个土样中属于一级的有25个占96%,二级的一个占4%。(4)通过对研究区蔬菜基地部分蔬菜的调查,并与国家食品卫生限量标准比较,研究区蔬菜中Ni、Zn、Cd、Cr、Pb、Cu的超标率分别为100%、95%、80%、60%、55%、20%,总体而言,叶菜和豆类蔬菜中重金属含量相对于其它蔬菜中同种重金属含量高。由于部分蔬菜中部分重金属元素超标污染严重所以导致该部分蔬菜的重金属综合污染严重。(5)蔬菜可食部位中各重金属元素平均富集系数大小为Cd>Zn>Cu>Ni>Cr>Pb。这与芜湖三山区、佛山市工业区周边、成都平原区、湘江中下游等农田蔬菜中重金属富集系数大小顺序基本一致。(6)研究区蔬菜样品中重金属化学致癌物超过了ICRP推荐标准,存在威胁人体健康的风险,非致癌污染物重金属个人年风险均低于ICRP的标准。蔬菜样品中重金属所致的健康风险主要来自化学致癌物Cd和Cr,而叶菜中Cd和Cr含量最高,因此该区应加强土壤Cd、Cr的防治,居民应减少叶菜类蔬菜的种植和摄入,或者在此类菜地多种植重金属富集能力较弱的瓜果类或改种其他经济作物如:观赏花卉,以保障当地出产蔬菜的品质和人民的饮食安全,降低健康风险。(7)经室内盆栽模拟实验证明,黑麦草对Cd,Pb具有一定的富集能力,黑麦草对Cd的吸收、富集、转移效果较Pb强,是对Cd污染土壤进行植物修复较理想的选择。
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