西南典型菜地土壤重金属健康风险和毒性效应

为揭示我国西南典型蔬菜种植区土壤中重金属的污染特征及人体健康风险,选择通海县菜地土壤为研究对象,分析了土壤中Cd、As、Pb、Cr、Ni、Cu和Zn的积累特征,结合体外胃肠模拟法（SBRC）和胃上皮细胞（GES-1）毒性实验评估土壤中重金属生物可给性与人体健康风险,并利用细胞毒性研究验证健康风险.结果表明：菜地土壤中7种重金属仅Cd的平均含量超出农用地土壤污染风险筛选值（GB 15618-2018）,且变异系数（72.73%）最大;Cr、Cd和Zn的平均含量超出了云南省土壤背景值;土壤重金属生物可给性差异较大,Cd的生物可给性（35.31%）最高;研究区可能存在由重金属引起的致癌风险,非致癌风险不明显,Cr、As和Ni是致癌风险的主要贡献元素;基于生物可给性的综合非致癌风险（HI）和综合致癌风险（CR）均小于基于总量的评价结果;健康风险的细胞毒性验证实验表明生物可给态重金属暴露后抑制了细胞活性,改变细胞形态,诱发了明显的胃上皮细胞损伤.     

锌冶炼区菜地土壤和蔬菜重金属污染状况及风险评价

对黔西北地区某典型锌冶炼区菜地土壤和主要蔬菜进行取样调查,测定了土壤和蔬菜可食用部分Pb、Cd、Zn、Cu、As、Ni 6种重金属的含量,采用单项污染指数和综合污染指数法评价了土壤和蔬菜中重金属的污染状况,并分别采用潜在生态风险指数（RI）和目标危险系数法（THQ）评价了菜地土壤重金属污染的潜在生态风险和蔬菜中重金属对成人和青少年儿童的健康风险.结果表明,该区域菜地土壤已受到重金属的重度污染,且以Cd对综合指数的贡献最大,土壤Cd存在极强生态风险,研究区处于轻微、中等、强和很强的生态风险程度的采样点比例分别为2.0%、14.3%、35.7%和48.0%;在所采集的蔬菜样本中,土豆处于重度污染水平,芸豆处于中度污染水平;复合重金属健康风险指数评价结果表明,食用研究区域蔬菜对成人和青少年儿童健康产生负面影响的可能性很大.     

天津污灌区菜地土壤团聚体中有机碳和重金属含量特征

以天津某污灌菜地土壤为研究对象,分析干筛法所得不同粒径土壤团聚体颗粒中有机碳及重金属含量特征.结果表明,土壤团聚体粗大颗粒(2 mm)含量最大,约为70%.0.25～0.5 mm粒级团聚体中Cu、Zn、Cd和Pb含量最高,Cr含量在5～8 mm粒径团聚体中最高,As在不同颗粒中含量差异较小,不同重金属元素含量随土层深度增加而减小.污灌土壤中重金属富集因子表现为Cd Pb Zn Cu Cr As,在0.25～0.5 mm粒级团聚体颗粒中Cu、Zn、Cd和Pb分布因子最高,而5～8 mm粒径团聚体中重金属负载因子最大.土壤有机碳含量整体上随团聚体粒径增加表现为先增加后降低,不同粒径团聚体中Cu、Cd、Pb和As含量与有机碳含量呈显著正相关(p0.05).     

北京城市道路灰尘重金属污染的健康风险评价

道路灰尘是城市中一类重要的环境介质,人群可通过吸入、摄食及皮肤接触3种途径摄入灰尘中的污染物,长期暴露在灰尘环境中会对人体造成慢性伤害.为探索北京城市道路灰尘中重金属污染的潜在健康风险,本研究于2009年对北京城市道路网络地表灰尘进行调查并获得有效样品225个.研究测定了样品中常见重金属Cd、Cr、Cu、Mn、Ni和Pb的总含量,并应用美国环保署(U.S.EPA)人体暴露风险评价方法进行评价.结果表明,研究区域道路地表灰尘中重金属Mn、Ni的平均含量略低于北京市的土壤背景值,Cr含量略高于土壤背景值,Cu、Pb均值为背景值的2～3倍,Cd含量几乎超出背景值的5倍.不同途径重金属慢性每日平均暴露量排序为:手-口摄食途径>皮肤接触途径>吸入途径.重金属成人非致癌风险排序为Cr>Mn>Pb>Cu>Ni>Cd,儿童非致癌风险排序为Cr>Pb>Mn>Cu>Ni>Cd,均小于非致癌风险阈值;重金属致癌风险排序为Cr>Ni>Cd,均低于致癌风险阈值,其中以Cr和Pb的潜在健康风险最高.对比采样涉及的各行政区内儿童非致癌风险均值发现,风险值随城市功能区定位呈现梯度变化,即首都功能核心区>城市功能拓展区>城市发展新区.Cu、Ni和Pb的健康风险与人口密度、建筑用地等因子显著相关,其含量受人为活动的影响较大,应加强管理控制其风险.     

西南山地铅锌矿区耕地土壤和谷类产品重金属含量及健康风险评价

对西南山地某铅锌矿区耕地土壤（旱地和水田）和主要谷物类产品（小麦、玉米和稻米）进行取样调查,分别测定并分析了土壤和谷物中Pb、Zn、Cu、Cr、Cd、As等重金属的含量.同时,通过Nemero综合污染指数评价了矿区耕地土壤的污染状况,并利用MMSOILS风险评价模型评价了食用当地谷物类产品对成人和儿童造成的重金属健康风...     

典型锌冶金区蔬菜重金属的生物可给性及健康风险评价

为了探究冶金区蔬菜重金属污染状况及对人体的危害,以葫芦岛锌冶炼厂周围为研究区域,对8种典型蔬菜中重金属含量进行分析,采用体外胃肠模拟实验,测算出蔬菜中重金属的生物可给性,并以此修正健康风险评价计算方法.结果表明,蔬菜中各重金属的生物可给性在模拟胃阶段表现为:Cd(67.67%)Pb(50.70%)Cu(44.69%)Hg(3.09%);在模拟肠阶段表现为:Pb(48.90%)Cd(40.66%)Cu(32.88%)Hg(13.12%).由生物可给性校正后,人群通过饮食蔬菜途径摄入重金属的目标危险系数(THQ)顺序依次为:CdPbCuHg.基于胃肠阶段生物可给性计算的重金属单元素的目标危险系数(THQ)及多种重金属复合的目标危险系数(TTHQ)均小于1,但基于胃阶段生物可给性的Cd目标危险系数(THQ)仍然超过1,表明锌厂周围人群通过饮食蔬菜途径摄入重金属存在健康风险.成人的4种单元素THQ值和TTHQ值均高于儿童,说明成人通过饮食蔬菜途径摄入重金属的健康风险高于儿童.     

Heavy metals in rice and garden vegetables and their potential health risks to inhabitants in the vicinity of an industrial zone in Jiangsu, China

Contamination of soil and agricultural products by heavy metals resulting from rapid industrial development has caused major concern. In this study, we investigated heavy metal (Cu, Zn, Pb, Cr, Hg and Cd) concentrations in rice and garden vegetables, as well as in cultivated soils, in a rural-industrial developed region in southern Jiangsu, China, and estimated the potential health risks of metals to the inhabitants via consumption of locally produced rice and garden vegetables. A questionnaire-based survey on dietary consumption rates of foodstuffs showed that rice and vegetables accounted for 64% of total foodstuffs consumed, and over 60% of rice and vegetables were grown in the local region. Average concentrations of Cr, Cu, Zn, Cd, Hg and Pb were 0.75, 2.64, 12.00, 0.014, 0.006 and 0.054 mg/kg dw (dry weight) in rice and were 0.67, 1.18, 4.34, 0.011, 0.002 and 0.058 mg/kg fw (fresh weight) in garden vegetables, respectively. These values were all below the maximum allowable concentration in food in China except for Cr in vegetables. Leafy vegetables had higher metal concentrations than solanaceae vegetables. Average daily intake of Cr, Cu, Zn, Cd, Hg and Pb through the consumption of rice and garden vegetables were 5.66, 16.90, 74.21, 0.10, 0.04 and 0.43 μg/(kg·day), respectively. Although Hazard Quotient values of individual metals were all lower than 1, when all six metal intakes via self-planted rice and garden vegetables were combined, the Hazard Index value was close to 1. Potential health risks from exposure to heavy metals in self-planted rice and garden vegetables need more attention.     

兰州市大气PM10中重金属和多环芳烃的健康风险评价

以现场采样监测和问卷调查方式,结合美国环保局推荐的健康风险评价模型,对兰州市大气PM₁₀中重金属、PAHs及其健康风险进行了研究.结果表明:兰州市大气PM₁₀中重金属和PAHs具有明显的季节特征,冬季高于夏季;人群对重金属和PAHs的日均暴露剂量在9.60×10^-5~1.06×10^-3 mg·kg^-1·d^-1之间,儿童的日均暴露剂量高于成人,男性高于女性;Zn和4环及4环以上的PAHs对总暴露剂量的贡献率较高.无论致癌风险还是非致癌风险,研究区均高于对照区,男性高于女性,其中,男性儿童致癌风险最高,预期寿命损失为2.17 d.冬季研究区和对照区的致癌风险均高于美国EPA推荐的可接受风险水平.     

贵阳市某蔬菜地养殖废水污灌土壤重金属、抗生素复合污染研究

养殖废水灌溉农田易造成重金属、抗生素复合污染,从而引发环境健康风险.对贵阳市乌当区长期污灌蔬菜地土壤进行调查研究,探究长期污灌条件下土壤重金属、抗生素复合污染状况.同时,采用电感耦合等离子体质谱仪(ICP-MS)对Zn、Cd、Pb、As和Cr含量进行测定,采用超声波提取,固相萃取-高效液相色谱-串联质谱分析的方法对抗生素进行测定.结果表明,与对照组比较,污灌土壤Cd呈积累趋势,Zn、Pb、As含量降低,Cr含量变化不大.Zn、Cd、Pb、As和Cr的污染指数分别为0.59、2.20、0.21、0.86、0.27,Cd达到中度污染水平.污灌土壤Cd、Pb以可还原态为主,Zn、As、Cr以残渣态为主,与对照相比,污灌土壤可还原态重金属普遍升高,其中,可还原态Cd从5.56%增加至57.2%,可还原态Pb从34.5%增加至52.3%.污灌土壤中四环素类、磺胺类和喹诺酮类抗生素含量明显增加,总量范围分别为0.14~15.8、0.26~8.03、0.31~32.8μg·kg~(-1),未污灌对照土壤的四环素类、磺胺类未检出,喹诺酮类含量为0.77~1.13μg·kg~(-1).相关分析结果显示,重金属Pb和Zn与3类抗生素呈正相关关系,存在复合污染现象,而Cd、As和Cr与抗生素之间没有显著的相关关系.     

Assessing the health risk of heavy metals in vegetables to the general population in Beijing, China

A systematic survey of As, Cd, Cr, Cu, Ni, Pb and Zn concentrations in vegetables from 416 samples (involving 100 varieties) in Beijing was carried out for assessing the potential health risk to local inhabitants. The results indicated that the metal concentrations in vegetables ranged from < 0.001 to 0.479 g/g fresh weight (fw) (As), < 0.001 to 0.101 g/g fw (Cd), < 0.001 to 1.04 g/g fw (Cr), 0.024 to 8.25 g/g fw (Cu), 0.001 to 1.689 g/g fw (Ni), < 0.001 to 0.655 g/g fw (Pb) and 0.01 to 25.6 g/g fw (Zn), with average concentrations of 0.013, 0.010, 0.023, 0.51, 0.053, 0.046 and 2.55 g/g fw, respectively. The results showed that the concentrations of As, Cr, Cu, Cd, Pb and Ni in vegetables from open-fields were all significantly higher than those grown in greenhouses. In addition, in local-produced vegetables, all HMs except Zn were significantly higher than those in provincial vegetables. The estimated daily intake (EDI) of As, Cd, Cr, Cu, Ni, Pb and Zn from vegetables was 0.080, 0.062, 0.142, 3.14, 0.327, 0.283 and 15.7 g/(kg body weight (bw) d) for adults, respectively. Arsenic was the major risk contributor for inhabitants since the target hazard quotient based on the weighted average concentration (THQw) of arsenic amounted to 44.3% of the total THQ (TTHQ) value according to average vegetable consumption. The TTHQ was lower than 1 for all age groups, indicating that it was still safe for the general population of Beijing to consume vegetables.     

Risk assessment of heavy metals in soils and vegetables around non-ferrous metals mining and smelting sites, Baiyin, China

A field survey was conducted to investigate the metal and arsenic contamination in soils and vegetables on four villages （Shuichuan （SCH）, Beiwan （BWA）, Dongwan （DWA） and Wufe （WFE）） located along, Baiyin, China, and to evaluate the possible health risks to local population through foodchain. Results show that the most significantly contaminated soils occurred upstream at SCH where Cd, Cu and As concentrations exceeded maximum allowable concentrations for Chinese agricultural soil. Further downstream the degree of contamination semi-systematically decreased in concentrations of metal. Generally, the leafy vegetables were more heavily contaminated than non-leafy vegetables. Chinese cabbage is the most severely contaminated, the concentrations of Cd exceeded the maximum permit levels （0.05 mg/kg） by 4.5 times. Bio-accumulate factor also shows that an entry of Cd to food chain plants is the greatest potential. Furthermore, the estimated daily intake amounts of the considered toxic elements （Cd, Pb and Cu） from the vegetables grown at SCH and BWA and DWA have exceeded the recommended dietary allowance levels. Thus, the vegetables grown in three villages above, which affected by Baiyin mining and smelting have a health hazard for human consumption.     

基于GIS矿区土壤重金属生态环境及人体健康评价

结合调整评估阈的潜在生态风险评估和符合我国人体暴露特征参数的人体健康风险评价法,对我国典型多金属矿区—苏仙区的土壤重金属污染进行评价,并利用GIS分析了潜在生态风险等级空间分布,探究了成人及儿童致癌及非致癌健康暴露风险.结果显示,土壤中砷(As)、汞(Hg)、铜(Cu)、铅(Pb)、锌(Zn)5种重金属含量均超出背景值,且单因子污染指数均大于1,综合污染指数达11.6.单因子潜在生态风险评价结果显示,全境内Zn和Cu处于轻微污染及以下;As污染呈西北(中度)—东南(强烈)污染风险走向,中度污染风险等级面积是强烈污染风险等级面积的2倍,空间上看,As的强烈风险区域覆盖柿竹园大型矿区位置;Pb在大型矿区位置周围形成面状3级(重度)污染风险区;整个研究区Hg潜在污染风险处于重度及以上等级.综合潜在生态风险评价结果显示,全境土壤污染主要以重度及强烈等级为主,高风险(强烈等级)区域在空间上覆盖柿竹园大型矿区所在地,并向东南方向面状延伸至研究区边界处.人体健康风险评价显示,针对成年群体,研究区存在显著综合非致癌健康暴露风险,其中,As对非致癌健康暴露风险的贡献最大;对于儿童群体,As、Pb的儿童非致癌健康暴露风险显著,手口摄入是这两种重金属儿童非致癌风险的主要暴露途径;致癌重金属As对成人不存在显著致癌风险,但儿童的致癌健康暴露风险显著.     

河南某污灌区土壤-作物-人发系统重金属迁移与积累

开展污灌区土壤-作物-人发系统(SCHS)重金属迁移与积累研究,对于维护农田生态系统和人体健康具有重要意义.以河南某污灌区为例,采集土壤和小麦籽粒样品各27份、人发样品355份,用原子吸收法测定Cu、Zn、Pb、Cd含量,用二乙基二硫代氨基甲酸银分光光度法测定As含量,开展重金属在SCHS中的迁移与积累探讨.结果表明,污灌区土壤和小麦籽粒发生了不同程度的重金属污染.土壤Cu、Zn、Pb、Cd和As平均含量分别为40.63、203.47、22.10、1.84、26.87 mg·kg-1,小麦籽粒中上述重金属平均含量分别为10.10、25.83、0.87、0.56、0.35 mg·kg-1,都高于对照区.污灌区人发中上述重金属平均含量分别为14.11、143.13、13.24、0.19、1.97 mg·kg-1,高于对照区,人发多数重金属含量随年龄增长呈增加趋势,男性高于女性.污灌区人发对小麦籽粒重金属的富集系数(BAF人发/小麦)远大于小麦籽粒对土壤重金属的富集系数(BAF小麦/土壤),人发对大多数重金属的放大作用显著.在SCHS中,大多数重金属沿土壤→小麦籽粒→人发的迁移与积累曲线呈不规则"V"形,长期污灌样点的土壤和小麦籽粒重金属污染程度、人发重金属含量都高于"清污"混灌的样点.     

徐州北郊大气降尘重金属污染特征与风险评价

采集了徐州北郊第三、四季度大气降尘样品,分析了降尘中As、Cr、Cd、Pb、Cu的污染水平和健康风险.结果表明,研究区域降尘中Pb、Cu、Cr、As和Cd沉降通量分别为1.49,1.21,0.96,0.243mg/（m²·月）,以及9.23μg/（m²·月）.降尘中5种元素含量均超过当地土壤背景值,但未超过相关标准值.研究区域内Cu空间变异性最强（110.05%）,Pb的沉降通量最高,Cd最低,相较于国内其他工业城市,Cr、Cu的沉降通量偏高,Cd偏低.时间上,第三季度,5种重金属地累积指数排序为：Cu>Pb>Cd>As>Cr;第四季度则为Pb>Cu>Cd>As>Cr.其中Cu、Pb、Cd污染程度均在中度和偏重度以上,As介于轻度和偏中度污染,Cr为轻度污染.10处监测点各重金属均为轻微潜在生态风险,降尘中As对儿童存在一定的非致癌风险和经口摄入的致癌风险.     

徐州北郊大气降尘重金属污染特征与风险评价

采集了徐州北郊第三、四季度大气降尘样品,分析了降尘中As、Cr、Cd、Pb、Cu的污染水平和健康风险.结果表明,研究区域降尘中Pb、Cu、Cr、As和Cd沉降通量分别为1.49,1.21,0.96,0.243mg/（m²·月）,以及9.23μg/（m²·月）.降尘中5种元素含量均超过当地土壤背景值,但未超过相关标准值.研究区域内Cu空间变异性最强（110.05%）,Pb的沉降通量最高,Cd最低,相较于国内其他工业城市,Cr、Cu的沉降通量偏高,Cd偏低.时间上,第三季度,5种重金属地累积指数排序为：Cu>Pb>Cd>As>Cr;第四季度则为Pb>Cu>Cd>As>Cr.其中Cu、Pb、Cd污染程度均在中度和偏重度以上,As介于轻度和偏中度污染,Cr为轻度污染.10处监测点各重金属均为轻微潜在生态风险,降尘中As对儿童存在一定的非致癌风险和经口摄入的致癌风险.     

北京市凉凤灌区土壤重金属的积累及其变化趋势

其含量的几何平均值(0.147mg·kg-1)为北京市土壤Hg背景值(0.0576mg·kg-1)的2.5倍.除Cd、Ni外,其它5种重金属都存在不同程度的积累现象(超过基线值),Hg的超标率(超过基线值)高达34.5%;Pb、Cu次之,超标率分别为8.86%、8.33%;Zn、Cr、As污染相对较轻一些,超标率为2.41%、1.20%、1.19%;没有发现Cd、Ni污染问题.与20世纪70年代中期的调查结果比较发现,经过近30年后,该地区的土壤Hg、Pb、Cu、As含量分别增加了11.4%、40%、26%、9.0%.结果表明,污水灌溉是导致土壤重金属积累的重要原因之一,Hg、Pb是该灌区土壤中需要优先控制的重金属.     

淋洗修复后残留土壤中重金属的再释放及环境风险

淋洗修复后残留土壤中的重金属会因外界环境的改变可能会发生再释放过程而使环境风险增加,淹水是农田土壤常见的管理模式之一,然而淹水介导的土壤环境条件的改变对淋洗修复后残留农田土壤中重金属的再释放和环境风险的变化影响尚不清楚.因此,本研究开展了持续淹水培养（180 d）对经柠檬酸（CA）、EDTA、FeCl₃和HCl淋洗修复后残留土壤中Cd、Pb和Zn的有效性、形态分配和环境风险的影响研究.结果表明随着培养时间的延长,经CA、EDTA和HCl淋洗后土壤中有效态Cd含量呈先增加后减少的趋势,有效态Pb含量增加,有效态Zn含量减少.经FeCl₃淋洗后土壤中有效态Cd、Pb和Zn含量随培养时间延长而增加.形态分析结果表明,淹水会使土壤E_h降低而致使铁锰氧化物的溶解,因此导致可还原态Pb含量向弱酸提取态Pb转移是有效态Pb含量增加的原因;土壤弱酸提取态Cd含量变化与土壤有效态Cd含量变化基本一致;淹水对淋洗修复后Zn形态的影响较小.基于改进的潜在生态风险指数法评价结果表明淹水使CA、EDTA和HCl淋洗后土壤Cd、Zn环境风险和重金属环境总风险减少,使Pb的环境风险增加.淹水后FeCl₃淋洗后土壤Cd、Pb和Zn环境风险及重金属环境总风险增加.由于FeCl₃淋洗后的土壤重金属污染状况较低且环境总风险（低风险）明显小于其它3种淋洗剂淋洗的土壤,因此,FeCl₃可成为Cd-Pb-Zn复合污染土壤的淋洗剂选择,但是需关注其淋洗修复后残留土壤中重金属的再释放并采取调控措施.本研究结果可为农田重金属污染土壤合适淋洗剂的选择和淋洗法修复重金属污染农田土壤的效果评估提供更为合理的指导思路.     

基于生物可给性的某冶炼厂土壤重金属健康风险评价

为科学评价重金属污染场地的人体健康风险,以某冶炼厂土壤为研究对象,采用PBET(Physiologically-Based Extraction Test)和IVG(In-Vitro gastrointestinal)两种方法测定了As、Cd、Cu、Pb、Zn的生物可给性,并对比了只考虑重金属总量与基于生物可给性的人体...     

电子废弃物拆解厂排放多溴联苯醚和重金属的吸入性健康风险评估

以江苏某典型正规电子废弃物拆解厂为研究对象,在实测排放源数据的基础上,采用Calpuff大气扩散模式模拟其排放的多溴联苯醚(PBDEs)和重金属Pb、Cd大气浓度的区域与局部空间分布,进而对所排放PBDEs、Pb和Cd导致的健康风险进行评估.研究结果表明:在气象条件最为不利的情景下,污染物在东北、西南方向污染物扩散行为显著.PBDEs、Pb和Cd在区域空间范围的大气浓度最大值分别为3×10~(-6)、8.6×10~(-5)和3.6×10~(-6)μg·m~(-3),而局部范围的浓度则会高出一个数量级;其中BDE-209对于PBDEs的大气浓度贡献可达77%.在局部范围内,以HQ表达的PBDEs和Pb健康风险数值均在10~(-3)以下,非致癌健康风险极低;BDE-209和Cd的终生致癌风险最大值为1.10×10~(-12)与6.32×10~(-7),致癌风险可以忽略.该评估表明,正规操作的电子废弃物拆解厂的大气污染物不会对公共健康造成不可控风险.     

贵州草海沉积物重金属元素分布特征及健康风险评价

为研究贵州威宁草海重金属污染现状,对该区域内20个采样点表层沉积物中的6种重金属元素(Pb、Cd、Cu、Zn、Fe、Mn)进行检测和分析.结果表明,表层沉积物中Cd、Zn和Pb的含量分别为贵州省土壤背景值的32.44、614.45和185.30倍,主要来源为采矿及矿物加工.此外,县城污水排放对Cu分布有一定的影响.Cd...