大气颗粒物对水芹和白菜可食部位铅镉砷累积的影响

近年来京津冀地区雾霾天气频发,大气颗粒物聚集为其主要原因之一.细颗粒物负载的重金属一定程度上会影响叶菜类蔬菜可食部位重金属的积累.本研究以水生和旱生叶菜类蔬菜水芹、白菜为主要对象,采用营养液培养和土壤培养试验,探索了不同生长环境下(生活区和工业区,以室内培养箱作为对照)蔬菜可食部位铅(Pb)、镉(Cd)、砷(As)的累积特征及大气颗粒物的贡献程度.结果表明,水芹、白菜可食部位Pb、Cd、As含量呈现工业区生活区对照的趋势(p0.05),其中工业区生长的水芹、白菜中Pb含量分别为对照的49.1倍和20.0倍,均超出我国食品安全标准中叶菜蔬菜铅的安全限值(GB 2762-2012).经分析工业区大气颗粒物对水芹、白菜Pb累积贡献率分别高达98%和93%,工业区大气PM_(2.5)中Pb质量浓度显著高出生活区24.3倍(p0.01),且土培白菜与大气PM_(2.5)中Pb含量呈极显著的正相关关系,这些均表明大气颗粒物对叶菜类蔬菜中铅富集的直接影响.此外,尽管大气颗粒物对水芹和白菜中Cd、As的累积贡献高达78.3%~99.3%,但工业区大气PM_(2.5)中Cd、As的质量浓度相对较低,因此,所有水芹、白菜样品中Cd、As含量均符合我国食品安全标准.综上所述,大气颗粒物直接影响着露地叶菜类蔬菜可食部位重金属的富集.     

不同种类蔬菜重金属富集特征及健康风险

蔬菜中重金属累积引发的健康风险逐渐被重视.通过文献查阅与实地样品采集,搭建了我国蔬菜-土壤系统重金属元素含量数据库,系统地分析了我国蔬菜可食部位中7项重金属含量特征和不同种类蔬菜对重金属的生物累积能力.此外,采用蒙特卡罗模拟评估了通过摄入4种类型蔬菜导致的非致癌健康风险.蔬菜可食部位ω(Cd)、ω(As)、ω(Pb)、ω(Cr)、ω(Hg)、ω(Cu)和ω(Zn)的平均值分别为0.093、 0.024、 0.137、 0.118、 0.007、 0.622和3.272 mg·kg^-1,其中5种有害元素的超标率为：Pb(18.5%)>Cd(12.9%)>Hg(11.5%)>Cr(4.03%)>As(0.21%).叶菜类蔬菜表现出较高的Cd富集能力,根茎类蔬菜表现出较高的Pb富集能力,其富集系数的平均值分别为0.264和0.262,而豆类蔬菜和茄果类蔬菜表现出较低的重金属富集能力.健康风险结果表明,蔬菜摄入的单项元素非致癌风险在可接受范围,其中儿童的健康风险高于成人.单项元素非致癌风险HQ平均值表现为：Pb>Hg>Cd>As&...     

吉林四平设施土壤和蔬菜中重金属的累积特征

选取吉林四平市典型设施蔬菜生产系统为研究对象,采集不同土地利用方式下的设施菜地、玉米地和森林土壤样本124份进行比较分析,同步采集设施蔬菜(81份)、肥料(50份)及灌溉水样品(10份),利用电感耦合等离子体质谱技术检测重金属含量,以揭示设施土壤及相应蔬菜中重金属的累积特征.结果表明,研究区域设施菜地中除铅(Pb)以外的重金属元素含量显著高于玉米地和林地,设施土壤重金属镉(Cd)、铜(Cu)、铬(Cr)、镍(Ni)、锌(Zn)均出现了不同程度的累积,研究区域不同类型土壤Cd平均含量为0.45 mg·kg-1,约42.8%的样本Cd超过温室蔬菜产地环境质量评价标准(HJ 333-2006),其他重金属均未出现超标现象;不同类型蔬菜比较,叶菜类Cd含量(以鲜重计)为0.033 mg·kg~(-1),明显高于果菜类,2.5%的蔬菜Cd超标,1.2%蔬菜存在Pb超标,其他重金属均未出现超标现象;随着设施利用年限的增加,土壤酸化愈加明显,设施土壤和蔬菜中重金属呈同步累积趋势;设施蔬菜重金属含量受土壤pH、有机质的显著影响;含高量重金属有机肥和化肥的大量施用是设施土壤重金属累积及设施蔬菜风险增加的重要原因.     

不同土壤下苋菜镉吸收规律及其阈值研究

以中国20种典型土壤和苋菜为研究对象,通过盆栽实验揭示不同土壤类型和不同浓度镉污染对苋菜镉累积的相关规律,寻求符合叶菜类卫生标准的土壤镉污染阈值。结果表明:土壤的理化性质不同,不同浓度镉处理对苋菜生长表现出多样性,或促进(盐碱土、黄棕壤和黄绵土)、或抑制(黑钙土和棕漠土)或没有显著影响(黄壤和红壤)。同种土壤条件下,苋菜可食部位镉含量随镉处理浓度增加而升高,而同一浓度处理下,则受土壤pH影响较大。当pH7.5时,随着pH的上升,重金属含量则随之降低。通过土壤理化性质与苋菜富集系数之间的回归方程,可得出符合国家食品卫生标准的土壤镉污染建议阈值,分别为0.3 mg/kg(pH6.5)、0.8 mg/kg(6.5pH7.5)和1.2mg/kg(pH7.5)。根据计算出的阈值,可以为叶菜类蔬菜种植区选择和污染农田土壤的治理提供科学依据。     

Trapp模型在典型区PCBs蔬菜吸收及人体健康风险评估中的应用

对某电子垃圾拆解地大气、土壤、蔬菜进行采样,分析其中PCBs的含量;根据获得的大气中气态及土壤中PCBs的含量,应用Trapp作物吸收模型对该地区叶菜类蔬菜中PCBs的含量进行模拟预测;根据模型机制,分析了叶菜类蔬菜中PCBs的来源、构成及影响蔬菜对PCBs吸收的因素;利用美国EPA人体健康风险评估方法,分析了环境中PCBs被蔬菜吸收后经食物链对人体健康的影响.结果表明,Trapp作物模型可较好地依据土壤及大气中PCBs含量预测叶菜类蔬菜中PCBs含量,实测值与预测值相近,蔬菜中7种PCBs总和实测值为51.2μg.kg-1,模型预测值为39.9μg.kg-1;大气中气态PCBs是叶菜类蔬菜中PCBs的主要来源,模型预测表明其贡献率高达98.8%;蔬菜吸收PCBs的途径、辛醇-水分配系数(Kow)及辛醇-大气分配系数(Koa)影响蔬菜中PCBs含量及构成比例;蔬菜吸收PCBs达到平衡所需时间与lgKow、lgKoa有很好的乘幂相关性,多元线性回归表明lgKoa是更重要的影响因素.大气气态PCBs被蔬菜吸收后对人体健康的致癌风险是气态PCBs的10 000多倍,非致癌风险则增加了近200倍,原因主要在于:一是蔬菜吸收、积累了空气中毒性更高的高氯代PCBs,经口摄入PCBs的毒性因子极大增加;二是成人每天食用蔬菜摄入PCBs的量相当于正常情况下成人通过呼吸空气摄入PCBs量的71倍多.     

青岛市城郊蔬菜中多环芳烃污染特征和健康风险评估

2016年5月在青岛市城郊的蔬菜基地采集表层土壤和蔬菜的可食部位,采用高效液相色谱紫外/荧光检测器串联方法对美国环保署优先控制的16种多环芳烃(PAHs)进行检测,分析了土壤和蔬菜中PAHs的含量、组成及两者含量间的关系,并评价了蔬菜中PAHs的健康风险.结果表明,土壤中16种PAHs的总含量(∑16PAH)范围为277.0~1548.1μg·kg~(-1),主要呈现PAHs轻、中度污染.蔬菜中∑16PAH的平均含量为222.6μg·kg~(-1),叶菜类、瓜果类和根茎类蔬菜中∑16PAH含量没有显著性差异.3类蔬菜中PAHs的组成均是以3环PAHs为主,比例达到51.4%~56.2%,但根茎类蔬菜中致癌PAHs所占比例高于叶菜类和瓜果类.叶菜类蔬菜中PAHs含量与土壤中PAHs含量具有显著的正相关关系(r=0.434,p0.05).蔬菜中PAHs的毒性主要来自于7种致癌PAHs,成年人通过摄食蔬菜产生的日平均PAHs暴露量高于其他人群,青岛市城郊部分品种蔬菜中的PAHs对人群存在潜在的致癌风险.     

生物质炭对磷镉富集土壤中两种元素生物有效性及作物镉积累的影响

以磷镉富集土壤(总Cd 0.94mg·kg~(-1)、全磷0.86g·kg~(-1))和低镉积累基因型红菜薹金秋红三号为供试材料,采用盆栽试验的方法,设置了绝对对照CK0(仅施NK无机肥)、相对对照CKp(施NPK无机肥)、生物质炭BC(BC+NK无机肥)和BC-CKp(BC+NPK)这4个处理,考察了土壤磷素和重金属Cd的生物有效性、植株可食部位生物量及其Cd累积特征和土壤基本性状等指标.结果表明,至作物收获时,添加生物质炭的BC和BC-CKp处理与未添加生物质炭的CK0和CKp处理相比,土壤有效Cd含量分别降低了8.23%和5.68%;同时土壤有效磷含量提高了11.60～16.26mg·kg~(-1).施加外源磷肥的CKp和BC-CKp处理土壤有效Cd含量与未施加磷肥的CK0和BC处理相比分别降低了31.43%和33.29%.除CK0处理外,其它3个处理(CKp、BC及BC-CKp)的红菜薹作物可食部位Cd含量均未超出我国食品安全国家标准(GB 2762-2017)中Cd的限定值0.1mg·kg~(-1).结果表明,将生物质炭输入到磷素富集的中、轻度Cd污染土壤中,能够同时实现土壤中重金属Cd钝化和磷素活化的双重功能;且在不额外使用磷素化肥的条件下,种植弱吸收低积累Cd的蔬菜作物基因型,既可以保证可食部位生物量增加,也可以使其可食部位重金属Cd含量满足食品安全国家标准.     

塑料工业区附近农田蔬菜DEHP的浓度水平及评价

对塑料厂工业区附近农田蔬菜进行了采样调查,应用GC/MS联机检测技术初步研究了5种蔬菜内部组织及其生长环境(大气和土壤)中邻苯二甲酸二(2-乙基己基)酯(DEHP)的浓度水平.结果表明,蔬菜可食用部分DEHP浓度为0.23～9.11mg/kg、平均鲜重含量为3.82mg/kg.蔬菜可食用部分中DEHP的鲜重含量为叶菜类果菜类根茎类.根据差异统计性分析可知生长环境和蔬菜品种影响DEHP在蔬菜组织和土壤中的浓度水平是显著的,大气沉降是蔬菜累积DEHP的最主要途径.植物累积DEHP的能力与其脂肪含量呈正相关,当脂肪含量相近时,表面粗糙或具有细密绒毛的叶片富集DEHP的能力较强.按照OEHHA建议人体每日允许摄入量0.05mg/kg,则塑料工业区蔬菜DEHP含量已经超出安全标准.     

南京郊区蔬菜中氟,硫,氯含量及评价

通过对南京郊区蔬菜可食部位的氟，硫，氯的监测分析，以便为有关部门制定防治大气和土壤污染物污染蔬菜的对策提供科学依据，经实验区和对照区的比较，该市郊区的蔬菜已受到轻－中度污染，尤以春菜受污染最重，但污染状况呈逐年下降的趋势；在各种蔬菜中氟，硫，氯的含量是不同的，一般规律是叶菜〉叶茎菜〉果菜，这一结论对蔬菜栽培布局具有重要的实践意义，即在重污染地区以栽种果类蔬菜为宜。     

广州市蔬菜中重金属污染特征研究与评价

蔬菜是人们日常生活中必不可少的食物,但蔬菜受重金属污染会对人体健康造成直接的威胁.于广州市12个区(市)采集116个蔬菜样品,检测分析Cu、Zn、Pb、Cd、Ni、Cr这6种元素,通过单因子评估、内梅罗综合指数分析广州市蔬菜中重金属的超标因子与污染特征,采用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.结果表明,8种蔬菜中Cu与Zn的含量未超标;Cr的超标率高达91.67%;Pb超标蔬菜为莴苣、丝瓜、番茄和胡萝卜,超标率高达35.71%,以胡萝卜超标最为严重;Cd超标的蔬菜为番茄,超标率达31.25%;Ni超标的蔬菜包括油麦菜、空心菜与菜心,超标率最高为8.33%.8种蔬菜污染程度表现为:空心菜、油麦菜、菜心、白萝卜和胡萝卜均处于警戒级,而莴苣、丝瓜和番茄则处于安全级别;4类蔬菜的重金属综合污染程度呈现叶菜类肉质根类茎类菜茄果类的趋势.健康风险评估表明,广州市居民中日常多食用空心菜、菜心和油麦菜的人群重金属累积的健康风险较高,且经膳食摄入重金属Cr对人体健康可能会造成危害,摄入Cd对人体具有潜在的健康风险.经口摄入蔬菜重金属对儿童可能造成的暴露风险要高于成年人.     

曹妃甸采暖期和非采暖期PM2.5中不同重金属元素污染特征及健康风险评价

为探讨曹妃甸采暖期和非采暖期PM_2.5中Cr、Pb、As和Cd元素的污染特征、来源及健康风险,以华北理工大学曹妃甸校区为研究地点,于2017年12月—2018年10月采集98份PM_2.5样品.利用重量法测定空气中PM_2.5浓度,使用电感耦合等离子体质谱仪分析PM_2.5中4种重金属元素(Cr、Pb、As和Cd)的浓度;采用Wilcoxon Mann-Whitney U检验比较采暖期与非采暖期,以及PM_2.5超标日与非超标日各元素含量的差异,利用Kruskal-Wallis H检验法比较不同PM_2.5浓度分级下4种金属元素浓度差异,用PMF(正定矩阵因子分解)模型对4种重金属元素的来源及贡献率进行解析,并用美国环境保护局推荐的人体暴露健康风险评价模型进行健康风险评估.结果表明:①曹妃甸采暖期PM_2.5及Pb、As和Cd浓度均高于非采暖期,而Cr浓度略低于非采暖期.②PM_2.5超标日Pb、As和Cd浓度均高于非超标日,不同PM_2.5浓度级别下Pb、As和Cd浓度有所差异,且Pb、As和Cd浓度随PM_2.5浓度的增加而增加.③PMF模型源解析表明,燃煤源及交通源是曹妃甸采暖期PM_2.5金属元素主要来源,二者贡献率分别为50.4%和31.7%;工业源及交通源是非采暖期PM_2.5金属元素的主要来源,二者贡献率分别为47.4%和37.0%.④健康风险评价结果表明,采暖期和非采暖期4种重金属元素的非致癌风险值均小于1.采暖期3种致癌性重金属(Cr、As和Cd)对成年男性、成年女性和儿童青少年的致癌风险均高于人类可接受风险水平(1×10-6);非采暖期Cr和As对成年男性、成年女性和儿童青少年的致癌风险均高于人类可接受风险水平;重金属非致癌风险(Cr、Pb、As和Cd)和致癌风险(Cr、As和Cd)指数高低均呈成年男性>成年女性>儿童青少年的特征.研究显示,在采暖期和非采暖期曹妃甸PM_2.5中Pb、As和Cd浓度随PM_2.5浓度的增加而增加,燃煤源和工业源是其主要来源,Cr、As和Cd对人群存在一定的致癌风险.      

上海市郊工业区附近蔬菜中重金属分布及其健康风险

分析比较上海市郊工业区附近露天蔬菜样品清洗前后Cd、Zn、Pb、Cu、Hg和As含量,并利用目标危害商数对蔬菜可食部分进行健康风险评价.结果表明,清洗蔬菜样品中Cd、Zn、Pb、Cu、Hg和As的平均含量(以鲜重计)分别为0.023、4.444、0.112、0.826、0.004、0.094 mg·kg~(-1).苋菜对于重金属Cd、Zn、Pb和Cu的富集能力最大,而杭白菜对重金属Hg和As的富集能力最强.不同重金属在空间分布特征上没有表现出显著性差异.食用蔬菜前进行清洗可一定程度上降低摄食蔬菜导致的重金属危害风险.健康风险评价结果表明,As元素对TTHQ的贡献率均达到了55%以上,其余元素THQ均小于1,长期食用可能造成As健康风险.食用相同的蔬菜,儿童的健康风险高于成人.     

Size distribution, characteristics and sources of heavy metals in haze episod in Beijing

Size segragated samples were collected during high polluted winter haze days in 2006 in Beijing, China. Twenty nine elements and 9 water soluble ions were determined. Heavy metals of Zn, Pb, Mn, Cu, As, Cr, Ni, V and Cd were deeply studied considering their toxic effect on human being. Among these heavy metals, the levels of Mn, As and Cd exceeded the reference values of National Ambient Air Quality Standard （GB3095-2012） and guidelines of World Health Organization. By estimation, high percentage of atmospheric heavy metals in PM2.5 indicates it is an effective way to control atmospheric heavy metals by PM2.5 controlling. Pb, Cd, and Zn show mostly in accumulation mode, V, Mn and Cu exist mostly in both coarse and accumulation modes, and Ni and Cr exist in all of the three modes. Considering the health effect, the breakthrough rates of atmospheric heavy metals into pulmonary alveoli are： Pb （62.1%） 〉 As （58.1%） 〉 Cd （57.9%） 〉 Zn （57.7%） 〉 Cu （55.8%） 〉 Ni （53.5%） 〉 Cr （52.2%） 〉 Mn （49.2%） 〉 V （43.5%）. Positive matrix factorization method was applied for source apportionment of studied heavy metals combined with some marker elements and ions such as K, As, SO42- etc., and four factors （dust, vehicle, aged and transportation, unknown） are identified and the size distribution contribution of them to atmospheric heavy metals are discussed.     

厦门市大气PM_(2.5)中重金属污染特征及健康风险评价

用ICP-MS对厦门市夏冬两季城区和郊区PM_(2.5)(当量直径≤2.5 μm的颗粒物)及其中10种重金属(V、Cr、Mn、Co、Ni、Zn、As、Cd、Pb和Cu)含量进行测定,分析其污染特征,并对重金属的健康风险进行评价。结果表明,采样期间厦门市PM_(2.5)中重金属含量水平表现为ZnPbCuMnVAsNiCrCdCo,其中Zn、Pb、As、Cd和Cu富集因子远远大于10,受人为影响较严重。健康风险评价结果表明,PM_(2.5)中重金属的非致癌健康风险可以忽略;几乎所有重金属的致癌健康风险都高于最大可接受风险值10~(-6)。     

海南省集约化种植园中谷物、蔬菜和水果中重金属累积程度及健康风险

集约化种植园中植物有害元素的累积会危及人类健康.本研究共采集海南省典型集约化种植园中谷物、蔬菜和水果样品673份.分析了7种重金属（Cu、Pb、Zn、Cr、Cd、As和Hg）的分布特征,并采用单因子指数和内梅罗指数进行污染物评价.同时,结合中国营养学会推荐的日常膳食摄入量,分析重金属的膳食暴露风险.结果表明,673件农作物的Cu、As和Hg含量均低于国家食品限量标准,Pb、Zn、Cr和Cd的超标率分别为2.67%、3.71%、2.53%和3.71%.6类农作物的重金属综合污染程度表现为：叶类蔬菜 > 薯类 > 非叶类蔬菜类 > 豆类 > 水果 > 谷类.其中,叶类蔬菜中Cr的风险系数（HQ）显著高于其它类型农作物,并且大于1,表明通过叶类蔬菜摄入重金属具有潜在健康风险.薯类、非叶菜蔬菜类、豆类、水果类和谷类农作物的危害指数（HI）较低,表明这几类农作物更适合集约化生产模式.     

有色冶炼园区道路扬尘中重金属污染特征及健康风险评价

为研究有色冶炼工业园区周边道路扬尘中重金属污染特征及其健康风险,在云南省蒙自地区采集了城市道路、有色冶炼工业园区道路以及隧道尘样品,通过再悬浮设备将尘样悬浮至Teflon滤膜上获得PM_(2.5)和PM_(10)样品,并利用ICP-MS分析了Cr、Mn、Ni、Cu、Zn、As、Cd和Pb这8种重金属的含量.结果表明,在PM_(2.5)中重金属的平均含量高于PM_(10).Pb、Cd、As和Zn在3种道路扬尘中平均含量最高,且在不同道路扬尘中平均含量差异表现为:隧道工业园区道路城市道路.隧道扬尘中Pb和As的平均含量高于其它重金属,在PM_(2.5)中达到92 338.3 mg·kg~(-1)和12 457.7 mg·kg~(-1);工业园区道路扬尘中Pb和Zn的平均含量最高,在PM_(2.5)中分别是4 381.7 mg·kg~(-1)和4 685.0 mg·kg~(-1);城市道路平均含量最高的重金属是Zn和Pb,在PM_(2.5)中为1 952.6 mg·kg~(-1)和1 944.8 mg·kg~(-1), 3种道路扬尘中Cu、Zn、As、Cd和Pb平均含量均高于云南省土壤背景值.富集因子分析和主成分分析结果显示:Cu、Zn、As、Cd和Pb在3种道路上均有明显富集,受到有色冶炼工业和交通源的显著影响;而Cr、Mn和Ni在3种道路上富集不明显,未受到明显的人为源影响.健康风险评价结果表明,摄食是主要的暴露途径;儿童的非致癌风险高于成人.在PM_(2.5)道路扬尘中所含有的As、Cd和Pb都会对成人和儿童造成非致癌风险,在PM_(10)工业园区道路和隧道扬尘中的As、Cd和Pb对人体有非致癌风险,城市道路中的As仅对儿童有非致癌风险.此外,隧道中的As具有致癌风险.     

浙江省蔬菜生产系统重金属污染生态健康风险

为了解浙江省蔬菜生产系统重金属污染情况和居民的膳食健康风险,选择浙江省典型的蔬菜生产基地作为研究区域,采集了102对蔬菜和土壤样本,分析了浙江省蔬菜生产系统重金属Cd、 Cu、 Pb、 Cr、 As、 Ni和Hg的分布和富集特征,并采用内梅罗综合污染指数、潜在生态风险指数和膳食暴露评估模型系统评价了蔬菜生产系统生态健康风险.结果表明,研究区土壤Cd超标严重,超标率为97.2%,土壤以中轻度污染风险为主,Cd污染风险最大,其次是Pb、 Cu和As.蔬菜中仅有少量豆类和瓜果类蔬菜Cd超标,超标率分别为12.5%和8.7%.不同种类蔬菜的重金属富集能力差异明显,总体表现为：叶菜>豆类>瓜果类>根茎类.浙江省居民食用本地蔬菜的非致癌风险和致癌风险都在可接受范围,儿童比成人更容易面临风险(P<0.01),Cd和Pb对健康风险的贡献率最高.浙江省蔬菜生产系统生产的蔬菜整体处于安全水平,但需要加强对Cd和Pb的污染源管控.     

山西省武乡县城大气PM2.5痕量重金属的生态和健康风险分析

为了解山西省武乡县城大气PM_(2.5)污染特征及PM_(2.5)中痕量重金属的生态和健康风险,在分析县城环境空气质量状况的基础上,分别于秋季(2014-10-22~2014-11-19)和冬季(2015-01-12~2015-02-13)在武乡县环境保护局楼顶用中流量采样器采集大气PM_(2.5)样品,每天换膜一次,利用称重法计算PM_(2.5)浓度,运用电感耦合等离子体原子发射光谱仪(ICP-AES)测定样品中As、Cd、Cr、Cu、Ni、Pb、Zn 7种元素含量,运用地累积指数法、生态风险指数法、相关性分析和主成分分析、美国环保署暴露模型等表征痕量重金属的污染程度、来源、潜在的生态和健康风险等.结果表明,冬季大气PM_(2.5)浓度是秋季的3倍左右,有65%的天数超过国家环境空气质量二级标准(GB 3095-2012);PM_(2.5)中痕量重金属来源主要包括燃煤和交通等人为源,贡献率分别为58.38%和18.73%,所测重金属浓度顺序为CuZnPbCrAsNiCd,其中Cd、Cu的生态风险指数、Cr的非致癌和致癌暴露风险大于其它金属.冬季燃煤增加和大气扩散条件差是武乡县城大气PM_(2.5)浓度超标以及造成痕量重金属生态和健康风险增大的主要原因.