典型蔬菜基地土壤重金属健康风险评价-《江苏农业科学》(2020年4期).docx

龙源版权所有 典型蔬菜基地土壤重金属健康风险评价作者：曹冉 孜比布拉·司马义 杨胜天 张兆永 斯琴来源：《江苏农业科学》2020年第04期 摘要：为了探究乌鲁木齐市典型蔬菜基地表层土壤重金属对人的健康风险，采集140份土壤样品进行重金属分析，结合实测土壤重金属数据和美国环境保护署（US EPA）推荐的健康风险评价模型，评价成人和儿童的健康风险。结果表明，重金属对儿童的HI（总非致癌风险）和TCR（总致癌风险）大于成人，各分区表现为粮食作物区>蔬菜作物区>油料作物区>水果区，砷（As）、铬（Cr）和铅（Pb）是各分区非致癌风险中较大的3个贡献因子，其中As、Cd也是各分区致癌风险中最主要的贡献因子。非致癌风险评价结果表明，重金属不会对成人健康造成危害，但可能对儿童健康造成危害。评价结果还表明，致癌风险处于人体可耐受的范围，As是最主要的致癌因子，镍（Ni）、Cr无致癌风险。用污染负荷指数（PLI）评价该区域污染程度的结果表明，该区域的整体污染程度比较小。 关键词：土壤;重金属;EPA;健康风险评估;GPS;污染负荷指数（PLI）;乌鲁木齐 中图分类号： X825文献标志码： A 文章编号：1002-1302（2020）04-0246-08 收稿日期：2019-01-22 基金项目：国家自然科学基金-新疆联合基金（编号：U1603241）;国家自然科学基金（编号;新疆地方公派出国留学成组配套项目（编号：117。 作者简介：曹冉（1993—），女，黑龙江牡丹江人，硕士研究生，主要从事环境地球化学研究。E-mail：gwhmdzy@163.com。 通信作者：孜比布拉·司马义，博士，教授，主要研究方向为城市发展与城市生态环境。E-mail：zibibulla3283@。 土壤重金属污染已经成为我国最突出的环境问题之一。蔬菜基地土壤重金属的累积会影响农产品质量[1]，且可以经过手-口摄入、呼吸和皮肤接触等途径进入人体，影响人类健康[2-3]。1986年美国环境保护署（US EPA）颁布了一系列有关健康风险评价的技术性文件、准则或指南，这一科学体系被世界多国和组织广泛采用[4-5]。目前，通过采用US EPA健康风险评价模型揭示重金属等污染物对人体的健康风险状况的研究已在土壤、大气降尘中广泛开展[6]。在对土壤重金属引起的健康风险进行评估时，手-口摄入在很多情况下被认为是主要的暴露途径[7]。地统计分析（Kriging插值）被广泛应用于分析土壤、大气降尘和沉积物中重金属的空间分布特征、环境风险等[8]。随着公众对健康风险意识的加强，蔬菜基地中重金属产生的健康风险成为国内外研究的热点[9]。已有关于乌鲁木齐蔬菜基地土壤重金属方面的大量研究，研究者已经针对土壤镍[10]、土壤铅[11]、土壤锌[12-13]的重金属含量、污染评价及空间分布等进行了研究。干旱区土壤环境更加脆弱，土壤更新周期长，易造成持续危害[14-15]。目前，专门针对干旱区绿洲乌鲁木齐蔬菜基地重金属的健康风险评估的研究仍较少。 新疆烏鲁木齐市在我国“一带一路”重大倡议中占据重要地位，其北郊主要是蔬菜产区，是乌鲁木齐主要的蔬菜基地，因此准确地评估该区域蔬菜基地土壤重金属的健康风险状况，对于无公害农业发展、城市人群健康保护以及地区农业发展都具有重要意义。本研究通过选取乌鲁木齐北郊蔬菜基地的土壤样品，采用US EPA推荐的健康风险评价模型，对土壤中重金属铜（Cu）、锌（Zn）、镍（Ni）、铬（Cr）、铅（Pb）、镉（Cd）、汞（Hg）、砷（As）经手-口摄入、呼吸摄入及皮肤接触3种暴露途径的健康风险进行评估，结合GIS（地理信息系统）地统计分析，以期揭示土壤中重金属对人的非致癌风险和致癌风险，旨在为干旱区脆弱的生态环境健康发展及人类健康等提供科学依据和参考。 1材料与方法 1.1研究区概况 乌鲁木齐市地处亚欧大陆腹地[16]，属温带大陆性气候，全年日照时数为2 400～3 000 h，年最高气温≥38 ℃，最低气温≤-20 ℃，年均降水量为260 mm。乌鲁木齐具有丰富的光热资源，其地形、土壤类型适合种植小麦、蔬菜、水稻等农作物，适合种植农作物的土地面积占总面积的4%，乌鲁木齐市典型蔬菜基地位于北郊的冲积平原上（图1），面积约为120 km2，蔬菜种植历史达30多年，主要为露天蔬菜地[17]。 1.2数据收集与处理 1.2.1采样点的设置和样品采集根据《土壤环境监测技术规范》[18]的相关要求及研究区的蔬菜基地作物分布、种植区特点，充分考虑风向、地形等因素，分区布设140个土壤采集点（采样点分布见图1）。采集点四周无高大遮挡物，并避开局部污染源，其中粮食作物区土壤样品47个，蔬菜作物区土壤样品71个，水果区土