甘肅白銀東大溝流域農(nóng)田土壤重金屬污染現(xiàn)狀及其在土壤-作物-人體系統(tǒng)中的遷移轉(zhuǎn)化規(guī)律.pdf

1、農(nóng)田土壤中的重金屬污染物不僅干擾作物正常生長發(fā)育，影響糧食品質(zhì)，導(dǎo)致作物減產(chǎn)，而且可通過食物鏈途徑到達(dá)人體并在靶器官內(nèi)蓄積，最終嚴(yán)重威脅機(jī)體健康。近年來，中國政府及民眾對(duì)環(huán)保問題越來越重視，對(duì)治污工作的投資力度越來越大。2015年7月，國家財(cái)政部和環(huán)保部聯(lián)合發(fā)文，宣布擇優(yōu)支持全國范圍內(nèi)30個(gè)區(qū)域的重金屬污染治理工作，其中甘肅省白銀市因其嚴(yán)峻的污染形勢(shì)而位列重點(diǎn)治理區(qū)域之首。
　　本研究在調(diào)查甘肅白銀東大溝流域農(nóng)業(yè)區(qū)土壤重金屬Cd、

2、Cu、Pb、Zn、Cr、Ni、Mn污染現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上，繪制了這些土壤重金屬元素的空間分布圖，分析了土地利用類型對(duì)土壤重金屬水平的影響，并對(duì)其污染源進(jìn)行了深入的探究。通過檢測(cè)該地區(qū)土壤重金屬的生物可利用性和作物籽粒重金屬的生物可給性，利用線性回歸分析闡釋了重金屬元素在土壤-作物-人體系統(tǒng)中的遷移轉(zhuǎn)化規(guī)律，并評(píng)估了作物籽粒重金屬通過飲食暴露途徑對(duì)當(dāng)?shù)爻赡昴行跃用窨赡茉斐傻慕】碉L(fēng)險(xiǎn)。通過上述研究，得到的主要結(jié)果如下：
　　1、白銀東大溝流

3、域農(nóng)業(yè)區(qū)土壤中最主要的重金屬污染元素為Cd，其濃度遠(yuǎn)超當(dāng)?shù)赝寥辣尘爸狄约皣彝寥拉h(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)GB15618-1995中規(guī)定的安全閾值；此外，土壤中Cu、Pb、Zn三種元素的濃分別高于各自背景值，但并未超過相關(guān)安全閾值；而Cr、Ni、Mn三種元素的濃度則并不明顯高于各自背景值。
　　2、隨著與東大溝河道距離的增加，該地區(qū)農(nóng)田土壤中重金屬Cd、Cu、Pb、Zn的水平逐漸降低。土地利用類型對(duì)土壤重金屬水平有著明顯的影響——農(nóng)田土壤重金屬

4、濃度顯著高于非農(nóng)田土壤的（p<0.05），表明長期農(nóng)業(yè)活動(dòng)可使農(nóng)田土壤中重金屬水平提升。
　　3、白銀東大溝流域農(nóng)田土壤中重金屬Cd、Cu、Pb、Zn的首要污染源為東大溝污水。隨著環(huán)保意識(shí)的加強(qiáng)和治污工作的開展，該地區(qū)利用東大溝污水灌溉的模式已被廢除，引黃灌溉成為農(nóng)田土壤中重金屬污染物的主要來源，其次為農(nóng)化產(chǎn)品的施用。此外，大氣沉降對(duì)當(dāng)?shù)赝寥乐蠧d和Zn的積累也有一定的貢獻(xiàn)。4、白銀東大溝流域內(nèi)，東大溝上游靠近工業(yè)區(qū)的春小麥農(nóng)田系

5、統(tǒng)受重金屬污染的程度顯著高于東大溝中下游的玉米農(nóng)田系統(tǒng)和水稻農(nóng)田系統(tǒng)（p<0.05）。該地區(qū)土壤重金屬污染程度越重，其生物可利用性就越高；作物籽粒重金屬污染程度越重，其生物可給性也越高。
　　5、白銀東大溝流域農(nóng)田土壤中Cd、Cu、Pb、Zn四種元素的生物可利用性及其總量之間具有顯著正相關(guān)性（p<0.001）。DTPA（Diethylenetriaminepentacetic acid）提取態(tài)Cu、CH3COOH提取態(tài)Cd和Pb，

6、以及HCl提取態(tài)Zn和Ni分別是預(yù)測(cè)各元素被作物籽粒富集程度的最佳指標(biāo)（R2=0.549-0.971，p<0.001）。
　　6、RIVM（Rijksinstituut voor Volksgezondheid en Milieu）體外模擬消化實(shí)驗(yàn)結(jié)果發(fā)現(xiàn)，白銀東大溝流域作物籽粒中重金屬生物可給性濃度相對(duì)較低。Cd、Cu、Zn、Ni四種元素的生物可給性含量及其總量之間具有顯著正相關(guān)性（R2=0.518-0.666,p<0.001）

7、，可根據(jù)其總量推測(cè)出重金屬元素通過食物鏈途徑在當(dāng)?shù)鼐用耋w內(nèi)的暴露水平。
　　7、利用籽粒重金屬生物可給性濃度進(jìn)行健康風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)發(fā)現(xiàn)，長期食用當(dāng)?shù)爻霎a(chǎn)的春小麥和水稻可能會(huì)對(duì)機(jī)體產(chǎn)生不良健康效應(yīng)，尤其應(yīng)當(dāng)重視春小麥籽粒中的Pb和Cd元素。
　　綜上所述，本研究調(diào)查了甘肅白銀東大溝流域土壤中幾種主要重金屬元素的污染現(xiàn)狀，揭示了它們?cè)谕寥乐械目臻g分布及污染來源，為當(dāng)?shù)卣槍?duì)性地開展土壤重金屬污染防治工作提供了可靠的依據(jù)。本研究闡述了