城郊复合污染区土壤-作物系统重金属迁移及健康风险分析-以开封东郊城乡结合带为例

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我国处于飞速发展时期,伴随着发展各类环境问题已然成为约束经济发展和危害人类健康的重要因素。土壤重金属污染因其独特的滞后性、难恢复性,已经成为大量学者的研究热点,主要由于土壤一旦被污染,便会引发一系列的连带效应:影响农产品质量和产量,通过径流致使地表及地下水遭受污染,甚至于通过食物链危及人体健康。开封东郊城乡结合带,作为联系城市与乡村的纽带,其结合了农业、工业于一体,近年来,由于水资源的匮乏,大量的农田灌溉使用工业生产产生的污废水,而该地区著名的污灌区也处于研究区范围内。因此,在多方面复合污染的多重威胁下,污染物对土壤及人类造成了怎样的危害,就是本研究的重点。  为了全面了解研究区土壤污染现状,于2013年对研究区表层土壤进行了采集,在对该研究区表层土样目标重金属(Zn、Cu、Cd、Pb)含量进行检测的基础上,本文就研究区土壤目标重金属的含量分布特征进行统计分析,且利用相关系数法就各元素之间的相关性进行分析发现,各元素相互之间的相关性都达到了极显著相关水平,说明该研究区土壤四种重金属存在极大程度的复合污染;然后利用单因子污染指数与内梅罗综合污染指数法对研究区各元素进行污染评价发现,该地区土壤中 Cd已经存在明显污染;最后通过反距离权重插值法,对研究区四种重金属进行空间变异特征分析,结果表明,四种重金属均在化肥厂和炼锌厂附近化肥河沿线上出现高峰值,且高值区域较大,表明重金属受人为活动影响较大。  其次,根据表层土壤空间分析结果,于2014年特甄选出23个典型样点。分不同典型样区进行土壤-小麦匹配采集,在对不同样区小麦根部土壤重金属的化学形态分析的基础上对各样区土壤重金属生物有效性进行分析,得出,Cd的生物活性及迁移性都为目标重金属最高,说明其在土壤中的稳定性最低,生物可利用性高。  最后,通过对小麦样品不同部位不同重金属含量的实测分析。就土壤-小麦系统中重金属迁移富集能力及相关性分析发现,小麦不同部位对重金属的富集能力不同,不同部位重金属含量与其根部土壤重金属含量之间有一定的相关性;然后,通过 EPA提出的健康评价模型,对小麦籽粒通过膳食途径造成的人体健康风险进行评价,发现,重金属Cd是该地区最主要的健康危害元素。  现如今,人类对粮食品质的要求已随着环境的污染逐渐增高。因此,研究复合污染作用下土壤-小麦系统中重金属的健康风险,不仅为该地区的环境污染治理提供依据,也对提高农产品质量、保证人类饮食安全和促进农业可持续发展具有重大意义。
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