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.     

大宝山矿区重金属污染对人体健康风险的研究

以广东省大宝山重金属污染矿区癌症高发村上坝为研究区域,测定了上坝村31户饮用井水,13种58个蔬菜样品,26户大米样品中Pb、Zn、Cd、Cu的含量以及人体尿样、血样中Cd的含量.系统地评价了通过饮食途径(井水、蔬菜和大米)重金属暴露接触对人体的健康风险.研究结果表明,上坝污染区31户井水中分别有12口井水的Zn和14口井水的Cd含量超过生活饮用水水质标准; Pb、Zn、Cd在蔬菜中的含量分别为国家蔬菜卫生标准限值的4.0、1.1、5.6倍,在大米中的含量为国家粮食卫生标准限值的7.0、3.4、2.9倍.重金属暴露接触对人体健康风险评价结果表明,通过大米摄入的Pb、Zn、Cd、Cu的THQ(Target hazard quotients)靶标危害系数均大于1,饮食摄入重金属途径中大米对人体健康已构成巨大的潜在风险,蔬菜中Cd和Pb也具有潜在风险;饮用井水中几种重金属的THQ值均小于1,说明井水中重金属对污染区居民健康风险很低,因而Pb、Cd和Zn通过大米的摄入是造成当地居民健康风险的主要原因.重金属暴露接触对儿童的健康风险高于成年人.上坝村居民血Pb负荷水平远低于国家卫生部Pb接触限值,但尿Cd和血Cd含量平均值分别为3.41 μg·g-1(肌酐Creatine,Cr)和4.69 μg·L-1,略高于国内外其它非污染地区的平均水平.     

常熟市高风险区水稻籽粒重金属污染特征及评价

为研究长江三角洲经济高速发展区域粮食安全问题,于2005年采集了常熟市10个城镇高风险区农田的155个水稻籽粒样品,分析了稻米和稻壳中Cd?Cr?Cu?Pb?Zn?Ni?Hg和As的含量,并分别评价了样品的污染程度及其安全水平.结果表明,在10个城镇稻米与稻壳样品中,重金属含量顺序基本一致,部分重金属分布特征存在差异.以单因子污染指数法评价,稻米中Pb?Hg?Ni和Cd超标,其中Pb最为严重,超标率达29.7%;其次为Hg,超标率为20.6%.稻壳中As和Pb超标,超标率分别为3.2%和1.3%.稻米样品综合污染指数为0.30~3.50,污染稻米占28.4%,以新港镇稻米重金属综合污染指数平均值1.42为最高,已达轻度污染,其他城镇都没有达到污染水平;稻壳样品综合污染指数范围为0.15~2.46,污染稻壳占3.2%,所有城镇中稻壳综合污染指数均值都为安全级.稻米中重金属对人体暴露风险评价结果表明,该区稻米中Cu和Zn存在潜在食物安全风险,而Pb也有部分城镇出现潜在风险.     

电子垃圾拆解地稻田土壤和稻米中重金属污染评估

As、Cd、Cu、Pb等重金属是废旧电子电器产品(电子垃圾)拆解过程释放的一类重要的有害化学物质.大米是电子垃圾拆解地居民主要的食物,大米中的重金属含量直接关系到当地居民的食品安全和健康风险.本研究测定了广东省清远市电子垃圾拆解地4个拆解点稻田土壤和稻米中As、Cd、Cu和Pb的含量水平,并评估了土壤中重金属的生态风险和当地居民食用大米中的重金属的健康风险.电子垃圾拆解地稻田土壤中As、Cd、Cu和Pb的平均含量分别为8.9~9.4、0.73~1.94、75~195和54~87 mg·kg~(-1),稻米中As、Cd、Cu和Pb的平均含量分别为0.11~0.17、0.11~0.66、7.54~21.6和0.27~0.42 mg·kg~(-1)(以稻米干重计).电子垃圾拆解地土壤和稻米中Cd、Cu和Pb的含量是对照区的2~15倍,但As的含量与对照区无显著性差异.土壤中重金属的生态风险评估结果显示,电子垃圾拆解地稻田土壤中的Cd具有极强生态风险.当地居民膳食暴露风险评估结果提示,电子垃圾拆解地当地居民大米中的Cd和Cu可能存在较高健康风险,且Cd具有较高的致癌风险.     

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.     

矿冶区重金属污染土壤肥力特征及生态修复潜力分析

通过对湖南长沙、株洲、衡阳和郴州地区典型矿冶区周边64个土壤样品的调查分析,结果表明,与我国《土壤环境质量标准》(GB15618-1995)III级标准(pH6.5～7.5)比较,典型矿冶区周边土壤中As、Cd、Pb和Zn含量的超标率分别为75.8%、75.8%、66.1%和71.0%,表现为多重金属污染。废弃地土壤中As、Cd、Cr、Cu、Pb和Zn含量显著高于菜地和水稻土壤中相应元素含量。典型矿冶区周边土壤整体呈酸性,质地较粘。土壤中有机质、碱解N、速效P、有效K含量范围分别为0.18～143g/kg、14.7～372、7.82～202、0.00～782mg/kg,其平均含量达到II级标准值的样品数分别占总样品数的93.7%、95.4%、100%和89.1%。土壤质地和肥力特征表明,典型矿冶区周边重金属污染土壤基本肥力总体水平较好,可以顺利开展其生态修复。     

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.     

矿山不同片区土壤中Zn、Pb、Cd、Cu和As的污染特征

根据某典型有色金属矿山生产过程的污染状况,将受污染的矿区土壤分为尾矿污染区、坑道废水污染区、污风降尘污染区和精矿运输污染区4种类型.选择该矿区受污染土壤样本28个,用等离子体原子发射光谱仪(ICP-AES)等方法分析了土壤重金属含量和形态特征.结果表明,该矿区土壤重金属Zn、Pb、Cd、Cu和As污染较为严重,土壤Zn、Pb、Cd、Cu和As平均含量分别达508.6mg·kg^-1、384.8mg·kg^-1、7.53mg·kg^-1、356mg·kg^-1 和44.6mg·kg^-1.不同片区间存在明显差别,污染强度以尾矿污染区最高,内梅罗综合指数为173,其次是精矿运输污染区和坑道废水污染区,污风降尘污染区污染较轻;各片区土壤的重金属元素以残余态为主,有机结合态比例最小,不同元素之间、不同片区土壤之间各形态所占比例差别不大.     

As污染区农民头发中As含量与环境中As含量的关系

为研究As污染区农民头发中As含量与环境中As含量的关系,采用分层整群随机抽样方式,抽取湖北省气型和污灌型As污染区6个村农民头发样660份,同时采集这6个村的饮用水、土壤、食物(大米、小麦、蔬菜、鸡蛋、鸡肉、猪肉)样品,用原子荧光光谱法测定As含量.研究结果表明,两种类型As污染区农民头发中As含量污染区明显高于对照区,农民头发中As含量有随着区域土壤和食品中As含量增高而相应增高的趋势.对不同年龄组研究表明,高龄组头发中砷含量最高,反映出人体慢性暴露As蓄积的现象,而污染区人群男女头发中As含量差异不显著.人发中As含量与饮水中As含量无显著相关性,而与土壤和主要食物(大米、小麦)中As含量有显著正相关.因此人发中As含量作为人体长期暴露生物标记物,可以反映区域环境污染的程度.     

龙岩市不同利用类型土壤及农作物Pb、Cd和As污染风险与贡献分析

以龙岩市2个典型地块为研究对象,采集了土壤样品174件及谷物类样品87件,利用污染指数法、 Hakanson潜在生态风险指数法和美国EPA人体暴露风险评价模型开展不同利用类型土壤及农作物Pb、 Cd和As的污染评价、生态风险评价和不同暴露途径下的健康风险评估,并对比分析Pb、 Cd和As对土壤及农作物污染风险的贡献.结果表明,Ⅰ区不同利用类型土壤及农作物Pb、 Cd和As的污染等级较低,Cd是主要土壤污染和生态风险因子,对土壤综合污染和综合潜在生态风险的贡献率分别为55.3%和60.2%.Ⅱ区土壤及农作物Pb、 Cd和As的污染等级较高,Pb和Cd是主要土壤污染和生态风险因子,对综合污染的贡献率分别为44.2%和51.6%,对综合潜在生态风险的贡献率分别为23.7%和67.3%.Pb是主要农作物污染因子,对薏米和水稻综合污染的贡献率分别为60.6%和51.7%.经口-土壤暴露途径下,2个典型地块土壤Cd和As对成人和儿童的致癌风险均在可接受范围内,Ⅰ区土壤Pb、 Cd和As的非致癌风险较小,Ⅱ区3种污染物对总非致癌风险的贡献率为：Pb(68.1%)>As(30.5%)>Cd...     

中国193个城市规划区土壤微量元素污染与健康风险

随着城市化进程的加快,城市表层土壤微量元素含量发生了不同程度的变化,城市土壤污染所引发的环境问题进一步凸显.为了系统研究我国31个省（自治区、直辖市）193个地级以上城市规划区表层土壤13种微量元素的含量特征、污染水平和暴露风险,利用地累积指数（I_geo）和综合污染指数（IPI）对土壤微量元素的污染水平进行了评价,采用美国环保署（USEPA）推荐的健康风险评估方法量化了居民暴露于城市土壤的健康风险.研究结果显示：城市规划区表层土壤As、Be、Cd、Co、Cr、Cu、Hg、Ni、Pb、Se、Tl、V和Zn等13个元素含量中位值分别是9.25、2.14、0.174、12.4、68.4、28.2、0.095、27.7、31.1、0.29、0.61、82.7和82.2 mg·kg^-1,相比于城市土壤背景值,Cd、Hg和Se是含量变化比较显著的元素.I_geo值表明城市规划区表层土壤污染最严重的是Hg,其次是Se和Cd,污染程度介于无污染至中度污染之间,其他元素无污染.综合污染指数IPI_N显示：全国有22个城市规划区土壤已达到重度污染,16个城市达到中度污染,湖南省株洲市是全国土壤污染最严重的城市.健康风险评估结果表明：郴州市、黄石市、株洲市、湘潭市和龙岩市等5个城市规划区土壤暴露对未成年人具有潜在非致癌风险,其中土壤Pb摄入是引发风险的主要因素.建议在综合污染已达中度到重度污染的城市开展详查,摸清土壤污染状况及污染地块分布,建立污染地块清单和优先管控名录,实施污染调控和修复治理.     

长株潭城市群秋季大气颗粒物及其重金属元素污染特征

为研究长株潭城市群大气颗粒物及典型元素污染特征,于2011年11月在长沙、株洲、湘潭三地采集TSP和PM₁₀样品,同期在北京进行采样,以分析颗粒物及其中重金属元素(Cr、Cd、Hg、Pb和As)质量浓度的分布特征. 结果表明:秋季长沙、株洲、湘潭三地的ρ(TSP)均低于北京,背景点(长沙沙坪站)最低,为(110±48)μg/m3. 株洲ρ(PM₁₀)与北京相近,略高于湘潭和长沙,但背景点ρ(PM₁₀)仍为最低. ρ(PM₁₀)/ρ(TSP)在70.26%~95.80%之间,平均值为85.90%. 长株潭城市群的ρ(Cr)、ρ(Hg)、ρ(As)、ρ(Cd)和ρ(Pb)在TSP中分别为37.7~60.7、0.2~1.5、22.7~92.0、4.2~36.8和142.9~508.3ng/m3,在PM₁₀中相应分别为20.4~33.5、0.1~1.0、20.6~74.2、3.8~31.9和126.1~432.4ng/m3. 长株潭城市群各采样点Cd在TSP和PM₁₀中的富集因子均最大,分别为475.8~4690.7和840.5~7489.8;其次为Hg、Pb和As;Cr的富集因子在TSP和PM₁₀中分别为7.8~33.3和9.1~33.6,均为最小.      

Characteristics of atmospheric particles and heavy metals in winter in Chang-Zhu-Tan city clusters, China

To understand the pollution characteristics of atmospheric particles and heavy metals in winter in Chang-Zhu-Tan city clusters, China, total suspended particulate(TSP) and PM10samples were collected in cities of Changsha, Zhuzhou and Xiangtan from December 2011 to January 2012, and heavy metals of Cd, Pb, Cr, and As were analyzed. It shows that the average TSP concentration in Changsha, Zhuzhou and Xiangtan were(183 ± 73),(201 ± 84) and(190 ± 66) μg/m3respectively, and the average PM10 were(171 ± 82),(178 ± 65) and(179 ± 55) μg/m3respectively. The lowest TSP and PM10concentrations occurred at the background Shaping site of Changsha. The average ratio of ρ(PM10)/ρ(TSP) was 91.9%, ranging from 81.3% to 98.9%. Concerning heavy metals, in TSP samples, the concentration of Cr, As, Cd and Pb were 28.8–56.5, 18.1–76.3, 3.9–26.1 and 148.0–460.9 ng/m3, respectively, while in PM10samples, were 16.4–42.1, 15.5–67.9, 3.3–22.2 and 127.9–389.3 ng/m3, respectively. The enrichment factor of Cd was the highest, followed by Pb and As, while that of Cr was the lowest.     

大型古老锡矿影响区土壤和蔬菜重金属含量及其健康风险

对云南大型古老锡矿影响区的主要种类蔬菜及其土壤取样调查,测定分析As、Cd、Co、Cr、Cu、Ni、Pb和Zn含量,通过暴露风险分析评价食用当地种植蔬菜引起重金属对人体的健康风险.结果发现,与非矿业影响区比较,锡矿影响区的蔬菜地土壤重金属污染严重,其中以As污染最严重,土壤平均As含量为1 225　mg·kg^-1,Nemero指数平均为50.1.锡矿影响区的蔬菜食用部位的重金属含量超标严重,As和Pb尤为严重,其最高含量(以干重计)分别达856　mg·kg^-1及506　mg·kg^-1;各类蔬菜重金属含量表现出叶菜类＞根茎类＞果菜类的趋势;当地居民通过食用这些蔬菜引起的As和Pb的暴露风险非常高,暴露风险指数分别为158和13.3,对当地居民健康有极大的潜在危害.研究结果表明,有必要对当地的土壤和蔬菜重金属含量及其健康风险进行更为详尽的调查研究.     

长沙、株洲、湘潭地区土壤重金属污染现状及评价

在长株潭地区系统采集地表土样,对土壤中As、Zn、Cu、Pb、Ni、Cd、Cr进行分析,采用单因子指数法和综合指数法分别对土壤的污染状况进行评价。结果表明:AS、Cd、Cr、Pb、Zn显示了很强的富集且分布极不均匀,如Cd的变异系数高达212%,且已达到了严重污染的程度。这些重金属元素的污染严重度的排序为Cd>Zn>Pb>As>Cr>Cu>Ni。在空间分布上,污染严重度的排序为株洲>湘潭>长沙,且工业区明显大于非工业区;在受到极度污染的土壤类型中,以潮土所占的比例最大,红壤及稻田土次之。     

湘江流域土壤重金属污染及其生态环境风险评价

采用美国TCLP(toxicity characteristic leaching procedure)提取重金属和内梅罗综合污染指数评价方法对湖南省湘江流域土壤重金属生态环境风险进行评价.沿湘江流域采集72个土壤样品,测定土壤中的6种主要重金属的总量、TCLP提取的有效态含量及土壤样品的污染级别.结果表明,湘江流域土壤As、Cd、Cu、Zn、Ni和Pb总含量分别在4.25～549.67、0.13～76.84、11.49～281.69、7.75～7 234.81、5.50～56.65和8.60～2 084.81 mg.kg-1范围之间,TCLP提取态含量分别在0.02～10.97、0.06～28.41、0.04～72.29、0.59～1 152.32、0.07～10.65和0.17～1 165.58 mg.kg-1范围内.TCLP提取的土壤Cd、Cu、Zn、Ni、Pb有效态含量分别与其总含量之间存在着显著的相关关系.72个土壤样品中属安全水平、警戒水平、轻污染水平、中污染水平和重污染水平所占的比率分别为60.52%、11.33%、5.65%、4.22%和18.38%,说明湘江流域土壤重金属污染存在着比较严重的生态环境风险.     

黔西北山区耕地重金属健康风险评价及环境基准

以贵州省西北某典型喀斯特山区耕地为研究区,通过对137组土壤-农作物协同样品中重金属（Cd、 Hg、 As、 Pb和Cr）含量进行检测,系统评价了区域土壤和农作物中重金属健康暴露风险,并基于物种敏感分布模型（SSD）反推区域耕地土壤环境风险基准值.结果表明：研究区玉米和水稻土壤均受到不同程度重金属（Cd、 Hg、 As、 Pb和Cr）污染,其中Cd为首要污染物,超标率在87%～445%之间,且玉米地>水稻田;与土壤重金属高污染水平相反,仅有3.51%和13.04%的玉米籽粒和稻米中Cd含量超过国家食品安全限量标准,重金属Cd累积能力为水稻>玉米.健康风险评价结果显示,重金属对研究区成人和儿童的致癌/非致癌风险均处于较低水平,稻米摄入的致癌风险略高于玉米,儿童的健康风险值均高于成人.研究区土壤环境基准值是基于保护95%（HC₅）和5%(HC₉₅)的作物品种安全所得的土壤风险值,玉米土壤Cd、 As、 Pb和Cr的HC₅值分别为0.67、 771.99、 40.85和609.88 mg·kg^-1     

株洲市大气降尘中元素特征及来源分析

为研究湖南省株洲市大气降尘中多种元素的分布特征以及来源,于2012年1~12月对株洲市12个点的大气降尘样品进行采集并对其中28种元素的含量进行分析.结果表明,株洲市城区各采样点大气降尘年沉降量为23.14~114.67 g·m~(-2),其中工业区和商住混合区年均值分别为89.46 g·m~(-2)和33.20 g·m~(-2),低于其它工业城市;工业区和商住混合区降尘中分别有10种元素(Na、Mg、Al、K、Ca、Ti、Mn、Fe、Zn、Pb)和8种元素(Na、Mg、Al、K、Ca、Ti、Fe、Zn)含量大于1 000 mg·kg~(-1),其中工业区2种重金属元素(Zn、Pb)含量超过10 000 mg·kg~(-1),远高于地壳中的含量.株洲市大气降尘主要来源为金属冶炼、地表扬尘、汽车尾气、建筑粉尘和与Mo、Ba元素相关的工业生产.相关性分析、主因子分析和迁移特征分析表明降尘中Mn、Fe、Co、Cu、Zn、As、Se、Ag、Cd、Sn、Sb、Tl、Pb等13种元素主要来自株洲市工业区废气排放,其中Cu、Zn、As、Ag、Cd、Se和Pb等7种元素污染严重,工业区重金属元素含量是土壤背景值中含量的7.4~4 079.4倍,商住混合区是土壤背景值的3.6~1 413.4倍,背景比值最高的为Cd元素.工业区的污染程度明显高于商住混合区.