电子垃圾拆解区土壤-水稻系统重金属分布特征及健康风险评价

选取广东省贵屿镇为研究区域,测定土壤中15种金属(As、Be、Cd、Co、Cr、Cu、Hg、Li、Mn、Ni、Sb、Sn、Pb、V和Zn)的含量,并确定研究区域大米中重金属(As、Cd、Cr、Cu、Hg、Ni、Pb和Zn)的含量;运用多元统计分析法和人体健康风险评价模型研究土壤-水稻系统重金属分布特征和健康风险.结果表明,电子垃圾拆解区周边表层土壤中Hg、Sb、Sn具有明显的积累效应,Cd、Hg的平均含量超过了《土壤环境质量标准》(GB 156182-1995)Ⅱ级标准限值,贵屿镇相较于陈店镇、司马浦镇污染较严重.多元统计分析表明,Cu、Sb、Ni、Zn、Sn、Pb、Hg来源于周边电子垃圾拆解活动,Cd、Be来源于其他人为污染源,V、Li、Cr、Co、As、Mn来源于自然源.土壤-水稻系统重金属迁移积累于稻米中的重金属评价富集量符合国家食品卫生标准,富集能力CdZnCuNiAsCrHgPb.土壤重金属健康风险评估结果显示儿童更易受到重金属污染威胁,经手-口摄入是土壤暴露风险的主要途径,且各镇土壤重金属的非致癌风险和致癌风险均在可接受范围.贵屿镇通过摄取稻米途径所引起健康风险主要来自As、Cr、Cu、Ni元素.     

矿业活动影响区稻田土壤和稻米中重金属含量及健康风险

探讨了南丹矿业活动对周边稻田土壤和稻米中重金属含量的影响,并评估当地居民通过稻米摄入重金属的健康风险.对位于矿业影响区车河镇、大厂镇、长老乡以及对照区六寨镇的4个典型村庄居民进行为期3 d的入户膳食调查,同时采集稻田土壤样品56个和稻米样品90个,用原子荧光形态分析仪(AFS-9700)、石墨炉原子吸收分光光谱仪(AA 700)和电感耦合等离子发射光谱仪(Optima 7000)测定其重金属含量,并通过污染指数法和重金属摄入量评价居民膳食暴露的健康风险.结果表明,矿业活动影响区稻田土壤As、Sb、Cd、Pb、Cu和Zn的几何平均值分别为58.1、16.4、1.22、49.1、52.1和271mg·kg~(-1),除Pb外,其他元素均显著高于对照区稻田土壤相应重金属含量(P0.05),Nemero综合指数(PN)为3.14,属于重度污染水平.六寨、车河、大厂和长老地区稻米样品中Cd含量均超出标准限值,超出倍数分别为2.23、4.40、3.81和3.52倍,As也存在严重超标现象;居民Cd的摄入量高于FAO/WHO提出的重金属人均日摄入可允许限量标准(PTDI).说明南丹矿业活动对周边稻田土壤和稻米及人群健康的危害明显大于对照区人群,食用当地稻米对人体存在较大的健康风险.     

电子垃圾拆解区土壤重金属空间异质性及分布特征

在温岭电子垃圾拆解较为集中的区域系统采集90个土壤样品,研究土壤重金属的污染特征及空间异质性.结果表明,土壤重金属Cd、Cu、Zn、Pb和Ni的平均含量分别为0.38、35.13、121.38、35.40和28.13 mg·kg-1,与背景值相比较,这些重金属在研究区均有不同程度的累积,与国家二级标准相比,土壤重金属局部污染严重,尤其土壤Cd污染极为明显.土壤重金属Cd和Pb属于高度变异,其变异系数分别为121.05%和109.38%,其他重金属属于中度变异.地统计学空间插值和局部Moran'sⅠ指数结果表明土壤Cd、Cu、Zn和Pb的高值主要分布在大溪镇和泽国镇,这与电子垃圾拆解和其他的人为活动有关.土壤Ni的分布特征主要受到土壤母质的影响.重金属污染对当地生态和居民健康存在潜在的威胁.     

湖南市场和污染区稻米中As、Pb、Cd污染及其健康风险评价

为了更好地了解和评价湖南大米中As、Pb和Cd含量及其对人体的健康影响,在对湖南矿区和冶炼区水稻土壤重金属污染调查的基础上,分别以湖南各地市场大米和污染区当地生产的稻谷样品为例,对其进行重金属含量分析及对人体的健康风险评价.结果表明,湖南各地市场大米样品中As、Pb和Cd的平均含量分别是0.20、0.20和0.28mg·kg-1,其中,衡阳市场大米中的As、Pb和Cd含量最高,其次是株洲和湘潭市场的大米.污染区稻谷中As、Pb和Cd含量分布均为:谷壳糙米精米,污染区精米中As、Pb和Cd的含量分别是0.24、0.21和0.65mg·kg-1,其中,来自衡阳常宁市水口山铅/锌矿区的稻谷样品中的As、Pb和Cd含量最高,其次是株洲清水塘冶炼区和湘潭锰矿区的稻谷.与市场大米样品相比,污染区精米中As、Pb和Cd的平均含量比市场大米样品高.无论是市场大米样品,还是从污染区稻田采集的稻米,均以衡阳地区稻米中的As、Pb和Cd污染最为严重,其次为株洲和湘潭地区.在As、Pb和Cd的健康风险评价中,Cd是湖南各地稻米中影响人体健康的主要因子,株洲和湘潭的Cd污染区达到90%以上,其次是As和Pb.     

广东清远电子垃圾拆解区农田土壤重金属污染评价

简单粗放的电子垃圾回收活动给周边环境带来了一系列污染问题,污染物通过食物链的累积最终将对人体健康产生危害.为了解广东省清远市电子垃圾拆解地周边农田土壤重金属污染现状,在该市龙塘镇和石角镇电子垃圾拆解区域内采集22个农田土壤样品,并分析了土样中重金属的含量水平、空间分布特征和化学形态.结果表明,与广东省土壤背景值相比,农田表层0~20 cm土壤中Pb、Cu、Cd、Zn、Ni和Cr元素含量表现出不同程度的富集.从单项污染指数来看,72.7%的表层土壤样品存在一种或几种重金属超标,以Cd、Cu、Pb和Zn污染为主,其中Cd污染比例最高,其次是Cu,最后是污染比例相当的Pb和Zn.内梅罗综合污染指数分析发现68.2%的土壤样品受到重金属污染,其中更有53.3%为重污染等级.大部分重金属之间具有良好的相关性,简单粗放的回收活动成为电子垃圾拆解地周边农田重金属污染的重要来源.Cd、Pb、Zn和Cu在表层土壤中含量较高,深层土部分(20~100 cm)并未表现出随深度增加而显著降低的趋势.Cr和Ni元素在整个采样剖面中含量基本一致,无统计学意义上的差别.重金属化学形态分析结果显示Pb、Cu和Cd的活性形态比例范围分别为36.9%~90.6%、39.6%~93.9%和43.7%~99.6%,平均值分别为61.3%、65.3%和80.7%,绝大多数土壤样品中3种重金属活性形态在总量中的比例占到一半以上,具有极大的生态风险.     

电子废物拆解区典型用地土壤重金属分布特征

以广东清远的电子废物拆解区为研究对象,采集了遗留拆解场地,水稻田,蔬菜地,旱地和林地等5种用地类型土壤,分析了土壤基本理化指标和重金属含量.结果表明,各重金属元素含量高低总体呈现出：拆解场地 > 蔬菜地 > 水稻田 > 旱地 > 林地的趋势.其中,拆解场地的As、Cd、Cu、Hg、Pb和Zn均超过《土壤环境质量标准》（GB 15618–1995）二级标准,超标倍数最高的为Cd、Cu、Pb和Zn.蔬菜地和水稻田也出现不同程度的Cd和Cu超标,但林地与旱地的各元素含量均接近于背景值.在垂向分布上,受拆解活动直接影响的拆解场地中,各重金属含量随深度而显著递减,呈现出明显的表聚特征;而电子废物拆解活动影响较小的林地和旱地变化趋势不明显.冗余分析结果表明,研究区域土壤中重金属的迁移主要受土壤pH值、有机质和总磷的共同影响.各重金属元素的潜在生态危害风险程度处于轻微至极强,其中Cd和Cu的危害指数最高;各用地类型土壤的综合生态风险指数介于93（林地）~4750（拆解场地）,平均为1187,属于很强的风险水平.本研究的结果可为政府部门科学开展电子废物拆解综合整治和土地管理提供基础信息.     

杭州蔬菜基地重金属污染及风险评价

为掌握杭州市蔬菜基地土壤中重金属污染状况,采用野外调查结合室内分析法,就杭州市10个区县30个蔬菜基地中203个土壤样品进行了Cu、Zn、Pb、Cd、Cr、As和Ni含量的分析及评价,并就重金属含量与土壤理化指标进行了相关分析.结果表明,杭州市菜地土壤中Zn、Cr、As、Ni含量均未超标,但部分土壤中Cu、Pb和Cd含量有超标现象.污染指数评价表明,杭州市菜地土壤重金属综合污染等级多为轻度污染,且主要以Cd污染为主.累积评价表明,杭州市菜地土壤重金属多呈中高度累积,亦主要由土壤Cd累积所致.潜在生态风险评价表明,杭州市菜地土壤中Cu、Zn、Pb、Cr、As和Ni的生态风险轻微,综合潜在生态风险处于中等水平,但Cd存在较强的潜在生态风险.相关分析表明,土壤中Cu、Zn、Pb、As、Cd含量受土壤理化性质影响较大.综上,杭州市要做好菜地土壤重金属的污染防治工作,尤其要防范Cd的污染风险.     

电子垃圾拆解区不同深度土壤重金属污染特征

以电子垃圾拆解区浙江台州温岭地区为研究对象,分别选择从事电子垃圾拆解时间较短和较长的A和B拆解点以及未从事电子垃圾拆解的C对照点,采集土壤剖面样品,测定不同深度土壤中重金属Cr、Ni、Cu、Zn、As、Cd、Pb的含量,评价污染状况,分析污染特征及来源。结果表明:重金属在各不同深度土壤中的含量均为电子垃圾拆解点高于对照点,土柱B比土柱A污染严重,在最上层土壤(0~5 cm)已有重金属为中度或重污染。电子垃圾拆解造成了该地区的土壤重金属污染,污染程度与从事拆解时间长短有关,不同深度土壤受污染情况不同。各重金属在土壤中垂直分布特征基本一致,一般为土壤最上层含量最高,含量随土壤深度的增加而减少。     

贵屿电子垃圾拆解管控前后河流及沉积物中重金属时空分布及潜在生态风险评价

电子垃圾的非正规拆解和回收已造成严重的水土环境污染,作为全球电子垃圾回收中心之一的广东汕头贵屿镇,在2012年集中管控前污染尤为严重.为评判近10年管控后的治污成效,本研究于2021年实测了贵屿镇河流及表层沉积物中的重金属含量,并与管控前文献数据进行了对比,探讨了重金属在水和沉积物中的时空变化及潜在生态风险.结果表明,贵屿镇电子垃圾拆解导致河流与沉积物中重金属存在不同程度的输入,广泛存在于电子产品中的Cu、Zn、Ni、Pb、Cd在很大程度上超出我国其他主要流域.与管控前相比,练江贵屿段上覆水和沉积物中重金属含量总体下降,溶解态Cu含量有所上升;北港河上覆水中重金属含量降幅均在70%以上,但沉积物中Cr、Cu、Pb含量升高;练江支流沉积物中Cd、Cr、Cu、Pb含量在管控后呈降低趋势,但Zn、Ni含量受其他人为活动的影响大幅上升.贵屿镇沉积物目前仍处于极高生态风险水平,其中,Cd和Cu的潜在生态风险最高,对电子垃圾拆解的污染管控仍需持续加力.     

西南某铅锌矿区农田土壤重金属空间主成分分析及生态风险评价

以西南某铅锌矿区周边农田土壤作为研究对象,采集土壤表层(0~20 cm)149个土壤样品,分析测定了As、Cd、Cr、Cu、Hg、Ni、Pb、Zn共8种重金属含量.采用多元统计分析,揭示了研究区农田土壤重金属污染的主要来源及各元素之间的相关性;并应用Hakanson潜在生态风险指数法,对农田土壤生态风险进行评价.结果表明,研究区农田土壤重金属Cd、Pb、Zn含量相对处于极高水平,均值分别为15.56、419.4、933.4 mg·kg~(-1),污染十分严重;Hg和As的均值分别为0.13 mg·kg~(-1)和37.3 mg·kg~(-1),属于中度污染;Cu、Ni、Cr的均值分别为26.1、14.3、33.4 mg·kg~(-1),未超过云南省土壤环境背景值;多元统计分析结果显示Cd、Pb、Zn、Hg、As这5种元素来源相似,主要来源于矿山开采和工业活动;Cu、Ni、Cr这3种元素来源相似,主要是自然来源;研究区综合潜在生态风险指数RI的均值为2 294.8,整体上处于极高生态风险水平.矿区开采和工业活动对农田土壤造成了严重的重金属污染.     

广东鼻咽癌高发区土壤-作物系统重金属迁移特征及健康风险评价

为揭示广东鼻咽癌高发区土壤-作物系统重金属迁移特征及健康风险,选择鼻咽癌高发区四会市农田系统为研究对象,采集了稻谷和油麦菜样品及对应的土壤样品,在分析土壤和农作物样品中As、Cu、Hg、Mn、Ni、Pb和Cd这7种重金属含量及化学形态的基础上,采用统计学分析、污染指数评价法、迁移系数法和健康风险评价法等开展土壤-作物系统重金属的迁移特征及健康风险评价.结果表明,研究区农田土壤基本清洁（P_综=0.43）;土壤中Cd和Mn主要以生物可利用态存在,Hg主要以潜在可利用态存在,As、Cu、Ni和Pb主要存在于残渣态中.研究区油麦菜基本安全（P_综=0.48）,稻米污染指数（P_综=7.66）高于油麦菜,主要污染元素为Pb（PI=10.25）.研究区土壤中Cd和Cu更容易被油麦菜吸收富集,Cd、Cu和As更容易被稻米吸收富集,农田土壤重金属污染防治工作应特别关注Cd和Cu污染,对于稻田应同时关注As的污染.研究区成人和儿童食用油麦菜的非致癌风险指数（HI）均小于1,总致癌危害指数（Risk）均值小于1×10^-4,食用当地油麦菜的人体健康风险在可接受范围内.当地成人和儿童食用稻米的平均HI指数大于1,主要非致癌因子为Pb,食用稻米的Risk指数均高于1×10^-4,主要致癌因子为As,研究区人群食用当地稻米具有一定的健康风险,且对成人的威胁大于儿童.稻米中的As可能与当地鼻咽癌高发有关.     

湖南采矿区和冶炼区水稻土重金属污染及其潜在风险评价

对湖南省9个县市采矿区和冶炼区附近的水稻土中重金属Cd、As、Cu、Zn和Pb进行了调查和分析.结果表明,采矿区和冶炼区周围的水稻土中重金属Cd、As、Cu、Zn和Pb的含量呈对数正态分布.单因子污染指数法评价表明,在所调查的区域中,有6个县市矿区和冶炼区附近的水稻土受到Cd的严重污染,其它地区的水稻土分别受到Cd、As、Cu、Zn和Pb不同程度的污染,其中衡阳常宁市水口山铅锌矿区和株洲清水塘冶炼区附近的水稻土受到重金属的严重污染.潜在风险评价表明,采矿区和冶炼区周围的水稻土中Cd潜在风险参数最高,其次是Pb和As.衡阳常宁水口山铅锌矿、株洲清水塘冶炼区、娄底冷水江锡矿和湘潭锰矿附近的水稻土中重金属的潜在生态风险参数很高,具有很高潜在风险程度;永州道县冶炼区水稻土中重金属的潜在生态风险程度为较高程度;郴州柿竹园铅锌矿.常德石门雄磺矿、益阳赫山区金矿区和岳阳临湘铅锌矿区附近的水稻土的重金属潜在生态风险为中等程度.     

Health risk assessment of heavy metals in soils and vegetables from wastewater irrigated area, Beijing-Tianjin city cluster, China

The possible health risks of heavy metals contamination to local population through food chain were evaluated in Beijing and Tianjin city cluster, China, where have a long history of sewage irrigation. The transfer factors (TF) for heavy metals from soil to vegetables for six elements including Cu, Zn, Pb, Cr, As and Cd were calculated and the pollution load indexes (PLI) were also assessed. Results indicate that only Cd exceeded the maximum acceptable limit in these sites. So far, the heavy metal concentrations in soils and vegetables were all below the permissible limits set by the Ministry of Environmental Protection of China and World Health Organization. The transfer factors of six heavy metals showed the trend as Cd > Zn > Cu > Pb > As > Cr, which were dependent on the vegetable species. The estimated dietary intakes of Cu, Zn, Pb, Cr, As and Cd were far below the tolerable limits and the target hazard quotient (THQ) values were less than 1, which suggested that the health risks of heavy metals exposure through consuming vegetables were generally assumed to be safe.     

贵州遵义下寒武统黑色页岩区土壤重金属污染和人体健康风险评价

为清晰认识贵州遵义地区下寒武统牛蹄塘组底部黑色页岩区土壤及农作物重金属健康风险,以该黑色页岩区的表层土壤及农作物为研究对象,分析其重金属含量,采用单因子污染指数、内梅罗综合污染指数法和健康风险评价模型分别评价土壤和农作物重金属污染程度及健康风险,厘定主要的重金属污染物及其暴露途径.结果表明:①研究区土壤Cd、Cu、Ni和Zn平均含量均超过贵州省土壤元素背景值和GB 15168-2018《土壤环境质量农用地土壤污染风险管控标准（试行）》中土壤风险筛选值.研究区粮食类作物水稻中Cr、Ni、Zn含量,玉米中Cr、Pb含量,以及甘薯中Cr、Ni、Cd、Pb含量均超过国家相关标准中的标准限量;蔬菜类作物（白菜、辣椒、萝卜）中Cr、Ni、Zn、Cd和Pb含量均超过国家相关标准中的标准限量.②内梅罗综合污染指数法评价结果表明,研究区旱地土壤重金属综合污染等级为中度污染,内梅罗综合污染指数（NIP）为4.10,水田土壤则为重度污染（NIP=5.38）;粮食类农作物水稻、玉米和甘薯NIP值分别为10.7、8.99和36.9,重金属综合污染等级均为重度污染;蔬菜类农作物白菜、辣椒和萝卜NIP值分别为10.4、11.4和26.1,重金属综合污染等级均为重度污染.③健康风险评价模型结果表明,在摄食农作物、手口摄入和皮肤接触3种暴露途径下,研究区土壤和农作物重金属对成人和儿童的非致癌总风险指数（HI）分别为10.2和25.7,各重金属的非致癌风险大小排序为Cr > Pb > Cd > Ni > Zn > Cu.土壤Cd和Cr对成人和儿童的致癌健康风险均在可接受范围内;Ni存在一定的致癌健康风险.研究显示,贵州遵义地区下寒武统牛蹄塘组底部黑色页岩区土壤和农作物重金属复合污染已给当地居民造成一定程度的健康风险,摄食农作物是主要的重金属暴露途径,其中水稻和白菜中Cr、Cd和Pb是造成非致癌健康风险的主要污染物.      

典型锰矿区周边农田土壤-农作物重金属污染特征及生态风险评价

以湖南省某典型关停锰矿区为研究对象,采集了矿区周边（污染区）和远离矿区（对照区）的农作物及其对应的土壤样品,测定了Cr、 Mn、 Ni、 Cu、 Zn、 As、 Cd和Pb等8种重金属含量,利用ArcGIS空间插值和主成分分析法分析了土壤重金属的分布及主要来源,重点探讨了土壤及对应农作物间重金属迁移规律,采用单因子、综合污染指数法以及潜在生态风险指数法进行了生态风险评价.结果表明,污染区存在严重的Cd、 Zn、 As和Mn污染,其中旱田中的平均含量分别为6.22、 612.28、 37.72和1 506.2 mg·kg^-1,相较农用地风险筛选值,Cd、 Zn和As超标率分别为88.41%、 94.2%和84.06%, Mn的平均含量是湖南土壤背景值的3倍,水田污染相对较轻.由主成分分析可知农田土壤中Cd、 Zn和Mn的来源与锰矿开采有关,As可能来源于农业活动.污染区为重污染等级,Cd、 Mn和Zn是主要的污染因子,土壤中Cd存在极强的潜在生态风险,其余重金属具有轻微的潜在生态风险.研究区农作物主要存在Cr、 Pb和Cd超标且超标率在1.1%～37.3%,其中,玉...     

广西典型碳酸盐岩区农田土壤-作物系统重金属生物有效性及迁移富集特征

为揭示碳酸盐岩地质高背景区土壤重金属生态风险,选择广西典型的成土母岩为碳酸盐岩的土壤重金属高背景区,采集水稻籽实及对应根系土样品68套,在分析测试土壤、农作物籽实样品中砷(As)、镉(Cd)、铬(Cr)、铜(Cu)、汞(Hg)、镍(Ni)、铅(Pb)和锌(Zn)这8种重金属含量及土壤中重金属赋存形态的基础上,采用统计学、地累积指数、生物富集系数及相关性分析等方法开展土壤重金属生态风险研究.结果表明,研究区土壤中8种重金属平均含量明显高于全国和广西表层土壤的平均水平,其中Cd、As和Cr超过农用地土壤污染筛选值的比例分别达95. 6%、86. 8%和69. 1%,超过土壤污染管控值的比例分别为27. 9%、17. 6%和5. 9%.区内土壤中As、Cr、Cu、Ni、Pb和Zn主要以残渣态为主(残渣态占比 80%),显示出较低的生物活性; Cd的生物活性相对较高,生物有效态组分占20. 99%,但仍明显低于全国其它非碳酸盐岩地区的土壤; Hg的潜在生物有效态组分占44. 04%,然而土壤中Hg全量较低,因此其潜在生物有效态的绝对含量较低.与土壤相比,研究区水稻籽实中重金属超标率明显较低,仅部分样品中Cd、Cr、Pb超过国家食品限量标准,超标率分别为8. 8%、2. 9%和23. 5%.相关性分析显示,研究区土壤重金属全量与对应的水稻籽实中重金属含量不存在显著正相关关系.水稻籽实重金属生物富集能力普遍较低,8种重金属生物富集系数(BCF)的均值均小于0. 1,其中As、Cr、Hg、Ni和Pb的BCF均值小于0. 05.上述结果表明,对于碳酸盐岩等地质高背景区,相关部门在制定污染土壤管控政策时不能仅以土壤重金属全量作为衡量标准,应综合考虑金属赋存形态、生物活性及农作物超标率等因素.     

闽西南土壤-水稻系统重金属生物可给性及健康风险

结合简单的生物可给性提取法（SBET）与健康风险评价模型,研究了闽西南农田土壤-水稻系统中重金属的生物可给性及健康风险.结果表明,闽西南农田土壤和稻米中部分重金属已存在富集.土壤中Cd、Zn、Pb和Cu含量分别在32.4%、15.5%、14.1%和12.7%的区域超过农用地土壤污染风险筛选值（GB 15618-2018）.研究区稻米从土壤中富集重金属的能力为Cd > Zn > Cu > Ni > Hg > As > Cr > Pb.土壤和稻米中各重金属的生物可给性差异较大,且稻米中各重金属的生物可给性均大于土壤中对应重金属的生物可给性,稻米中重金属相对于土壤更容易被人体吸收.重金属对成人和儿童的综合非致癌风险指数（HI）分别为2.71和4.06,可能存在非致癌风险;重金属对成人和儿童的综合致癌风险指数（TCR）分别为1.42×10^-3和5.28×10^-4,可能存在致癌风险.非致癌风险主要由As贡献,而致癌风险主要由Cd贡献.重金属对儿童的非致癌风险高于成人,而致癌风险低于成人,可能与生理特征、暴露期限和饮食摄入量等有关.通过食物经口摄入可能是该地区土壤-水稻系统中重金属产生健康风险的主要途径,在重金属健康风险管理中应重点关注饮食暴露途径的风险.