楊冰雪 方晨 馬勤 許振波

摘要 以浙江省某地區(qū)永久農(nóng)田保護區(qū)土壤為研究對象，隨機采集63個土壤混合樣，測試樣品中銅、鎳、鉻、鉛、鎘、鋅、汞、砷的含量;采用健康風(fēng)險評價法評價研究區(qū)域土壤中這8種重金屬對人體健康的影響。監(jiān)測結(jié)果表明，研究區(qū)域農(nóng)田土壤中重金屬平均值均超過土壤背景值，土壤中8種重金屬平均值全部低于農(nóng)用地土壤污染風(fēng)險篩選值，但個別點位出現(xiàn)Hg、As、Cu、Cd的含量超過農(nóng)用地風(fēng)險篩選值。健康風(fēng)險評價結(jié)果顯示，對于成人和兒童土壤中重金屬的潛在總非致癌風(fēng)險可以忽略，土壤中重金屬潛在總致癌風(fēng)險介于可接受的水平范圍內(nèi)。

關(guān)鍵詞 土壤;重金屬;污染;健康風(fēng)險評價

中圖分類號 X.825;X.53文獻標(biāo)識碼A文章編號0517-6611（2021）07-0066-04

AbstractTakingsoilinapermanentfarmlandprotectionareainZhejiangProvinceastheresearchobject，63soilmixedsampleswererandomlycollectedtotestthecontentsofcopper，nickel，totalchromium，lead，cadmium，zinc，mercuryandarsenicinthesamples.Thehealthriskassessmentmethodwasusedtoevaluatetheimpactofthese8heavymetalsinthesoilofthestudyareaonhumanhealth.Themonitoringresultsshowedthattheaveragevaluesofheavymetalsinthefarmlandsoilsinthestudyareaexceededthesoilbackgroundvalues，andtheaveragevaluesoftheeightheavymetalsinthesoilswerealllowerthantheagriculturallandsoilspollutionriskscreeningvalues，buttheHg，As，Cu，Cdcontentinindividualsitesexceededtheagriculturallandriskscreeningvalue.Healthriskassessmentresultsshowedthatthepotentialtotalnoncarcinogenicriskofheavymetalsinthesoilofadultsandchildrenwasnegligible，andthepotentialtotalcarcinogenicriskofheavymetalsinthesoilwaswithinacceptablelevels.

KeywordsSoil;Heavymetal;Pollution;Healthriskassessment

作者簡介 楊冰雪（1987—），女，山東臨沂人，工程師，碩士，從事水、氣、土壤中重金屬污染及評價研究。

土壤是經(jīng)濟社會可持續(xù)發(fā)展的物質(zhì)基礎(chǔ)，土壤環(huán)境質(zhì)量關(guān)系人民群眾身體健康[1]。近十多年來，隨著中國工業(yè)化的不斷加速，涉及重金屬排放的行業(yè)越來越多，包括礦山開采、金屬冶煉、化工、印染、皮革、農(nóng)藥、飼料等，再加上一些污染企業(yè)的違法開采、超標(biāo)排污等問題突出，使重金屬污染事件出現(xiàn)高發(fā)態(tài)勢，如2005年廣東北江韶關(guān)段鎘嚴(yán)重超標(biāo)事件、2006年湘江湖南株洲段鎘污染事故、2009年湖南省瀏陽市鎘污染事件。至于其他重金屬污染事件，僅“血鉛超標(biāo)”事件就已涉及陜西、安徽、河南、湖南、福建、廣東、四川、湖南、江蘇、山東等省[2-5]，土壤污染問題已成為社會關(guān)注的熱點。全國目前約有1.3萬hm2耕地受到Cd的污染，特別是華南、東南以及上海等地區(qū)的土壤大部分都遭受Cd污染，而在西南、西北、華中等地區(qū)的土壤也出現(xiàn)了Hg、As等重金屬污染[6-7]。土壤重金屬污染問題已成為國家、環(huán)境領(lǐng)域科研者關(guān)注的重點問題[8-9]。筆者對浙江省某地區(qū)永久農(nóng)田保護區(qū)土壤開展重金屬污染調(diào)查與評價，采用美國環(huán)保署推薦的健康風(fēng)險評價模型評價當(dāng)?shù)剞r(nóng)田土壤中重金屬對人體健康的影響，旨在為該區(qū)域農(nóng)田土壤重金屬污染防治提供參考依據(jù)。

1材料與方法

1.1土壤樣品的采集及處理

2019年3—6月對浙江省某地區(qū)的永久農(nóng)田保護區(qū)土壤進行采樣監(jiān)測。按照村莊的農(nóng)田布局，分塊隨機布點，在每個區(qū)塊采用“S”型路線隨機采集5～15個表層（0～20cm）土壤樣品，把各分點樣品混勻后，去除雜草根系及石礫，采用四分法取1kg土壤樣品裝入布袋中，同時記錄樣品標(biāo)簽及采樣記錄，共采集土壤混合樣品63個。樣品采集帶回實驗室，經(jīng)過自然風(fēng)干后，用瑪瑙研缽研磨后，分別過60目和100目的尼龍篩，作為待測樣備用。

1.2分析方法及質(zhì)量控制

重金屬全量的分析方法中鎘（Cd）、鉛（Pb）含量的測定采用GN/T17141—1997石墨爐原子吸收法;汞（Hg）和砷（As）含量的測定采用原子熒光光度法（GB/T22105.1、22105.2—2008）;鉻（Cr）含量的測定采用HJ491—2009火焰原子吸收法;銅（Cu）、鋅（Zn）含量的測定采用GB/T17138—1997;鎳（Ni）含量的測定采用GB/T17139—1997。使用儀器主要有AA-7003系列原子吸收分光光度計（北京東西分析儀器有限公司）、AFS-9310型原子熒光光度計（北京吉天儀器有限公司）。每批樣品每個樣品分析時均做20%平行樣品，并帶做國家標(biāo)準(zhǔn)土壤樣品（GSS-7平行雙樣），平行雙樣的最大允許偏差均滿足相應(yīng)要求，同時質(zhì)控樣品測定值均落在質(zhì)控樣保證值（在95%的置信水平）范圍內(nèi)[10]。

1.3健康風(fēng)險評價方法

健康風(fēng)險評價是基于風(fēng)險度衡量污染物對人體健康風(fēng)險，一般從非致癌和致癌2個方面效應(yīng)獲得相應(yīng)的毒性閾值和斜率系數(shù)，包括危害識別和劑量-反應(yīng)評估2個要素。對于非致癌效應(yīng)使用危害指數(shù)來表達，對于致癌效應(yīng)使用致癌風(fēng)險來表達[11]。Cu、Ni、Cr、Pb、Cd、Zn、Hg、As這8種重金屬都具有非致癌風(fēng)險，所以對這8種重金屬進行了非致癌風(fēng)險評價;Ni、Cr、Cd、As這4種重金屬對人體有較強的致癌風(fēng)險，因此對這4種重金屬進行致癌風(fēng)險評價。當(dāng)幾種污染同時對人體健康造成危害時，風(fēng)險的表達則是各個污染物的風(fēng)險之和。模型公式（1）～（7）中各參數(shù)的具體含義及數(shù)值見表1。

式中，HQ為非致癌風(fēng)險;CDI指評價日攝入量，mg/（kg·d）;RfD指不同途徑的攝入?yún)⒖紕┝?，mg/（kg·d）;HI指總非致癌風(fēng)險（當(dāng)有多種元素對人體產(chǎn)生非致癌風(fēng)險時，其各種元素的非致癌風(fēng)險加和為總非致癌風(fēng)險）;當(dāng)HQ或HI小于1時，表明非致癌風(fēng)險可以忽略，當(dāng)其大于1時，表明非致癌風(fēng)險不可忽略;CR為單元素的致癌風(fēng)險;SF為斜率因子，（kg·d）/mg;TCR為總致癌風(fēng)險（當(dāng)有多種元素同時對人體產(chǎn)生致癌風(fēng)險時，其各種元素的致癌風(fēng)險和為總致癌風(fēng)險）。一般認(rèn)為CR或TCR在10-4為最大可接受風(fēng)險水平，當(dāng)其不大于10-6表明其致癌風(fēng)險可以忽略;各元素的不同途徑攝入?yún)⒖紕┝亢托甭室蜃右姳?所示。

2結(jié)果與分析

2.1研究區(qū)域土壤重金屬含量特征分析

表3為研究區(qū)域內(nèi)采集的63個土壤混合樣本中8種重金屬元素的描述性統(tǒng)計特征，通過分析可知，采集的土壤樣本中8種重金屬的平均值均超過土壤背景值，另外從樣品超標(biāo)個數(shù)計依次為Pb=Cd>Hg>Ni>Cu=Zn>As>Cr，以均值超過背景值的倍數(shù)計依次為Hg>Cd>Cu>Pb>Ni>As>Zn>Cr，超標(biāo)倍數(shù)分別為4.67、2.71、2.27、2.05、1.80、1.50、1.36、0.91;土壤樣本中8種重金屬均值濃度均超過農(nóng)用地風(fēng)險篩選值，個別采樣點位所測值出現(xiàn)Hg、Cu、As、Cd、Zn超過農(nóng)用地風(fēng)險篩選值，但均為未超過對應(yīng)的風(fēng)險管控值，下一步針對土壤濃度超過農(nóng)用地風(fēng)險篩選值的點位應(yīng)加強土壤及農(nóng)產(chǎn)品的協(xié)同監(jiān)測，以保證農(nóng)產(chǎn)品的食用安全。

2.2研究區(qū)域土壤中重金屬的健康風(fēng)險評價

2.2.1重金屬的非致癌風(fēng)險評價。

研究區(qū)域采集樣品的重金屬非致癌風(fēng)險暴露劑量和健康風(fēng)險指數(shù)均值見表4，由表4分析可知，土壤中重金屬通過3種暴露途徑對于成人和兒童的非致癌風(fēng)險指數(shù)（HQ）均為土壤經(jīng)口攝入>皮膚接觸>呼吸攝入，通過計算，土壤中重金屬經(jīng)口攝入的HQ比通過皮膚接觸的風(fēng)險高數(shù)百倍，比經(jīng)呼吸攝入的風(fēng)險高幾千倍。對于成人和兒童，土壤中8種重金屬的HQ均值從大到小依次為As>Zn>Pb>Cr>Ni>Hg>Cu>Cd，8種重金屬的HQ值均小于1，表明土壤中8種重金屬對成人和兒童的潛在非致癌風(fēng)險均可以忽略，成人和兒童的土壤總非致癌風(fēng)險指數(shù)（HI）分別為1.82E-01、3.68E-01，均小于1，表明對于成人和兒童土壤中重金屬潛在總非致癌風(fēng)險可以忽略。

2.2.2重金屬的致癌風(fēng)險評價。

表5為研究區(qū)域采集樣品中重金屬致癌風(fēng)險暴露劑量和健康風(fēng)險指數(shù)均值，由表5分析可知，土壤中重金屬通過3種暴露途徑對于成人和兒童的致癌風(fēng)險指數(shù)（CR）均為土壤經(jīng)口攝入>皮膚接觸>呼吸攝入，通過計算，土壤中重金屬經(jīng)口攝入的CR比通過皮膚接觸的風(fēng)險高數(shù)千倍，比經(jīng)呼吸攝入的風(fēng)險高幾百萬倍。對于成人和兒童，土壤中4種重金屬的CR均值從大到小依次為As>Cd>Cr>Ni，其中成人的CRAs為1.25E-05>10-6，兒童的CRAs為6.03E-06>10-6，表明通過食用研究區(qū)域土壤中的重金屬As對成人和兒童致癌風(fēng)險不可忽略，成人和兒童的土壤總致癌風(fēng)險指數(shù)（TCR）分別為1.35E-05、6.47E-06，均大于10-6且低于10-4，表明對于成人和兒童土壤中重金屬潛在總致癌風(fēng)險介于可接受的水平范圍內(nèi)。

3結(jié)論

通過調(diào)查取樣及監(jiān)測分析表明，研究區(qū)域農(nóng)田土壤中重金屬平均值均超過土壤背景值，土壤中8種重金屬平均值全部低于農(nóng)用地土壤污染風(fēng)險篩選值，但個別點位出現(xiàn)Hg、As、Cu、Cd的含量超過農(nóng)用地風(fēng)險篩選值。根據(jù)《土壤環(huán)境質(zhì)量農(nóng)用地土壤污染風(fēng)險管控標(biāo)準(zhǔn)》（GB15618—2018）相關(guān)要求，對于個別土壤重金屬含量超過農(nóng)用地風(fēng)險篩選值，但均為未超過對應(yīng)的風(fēng)險管控值區(qū)域，下一步應(yīng)加強土壤及農(nóng)產(chǎn)品的協(xié)同監(jiān)測，以保證農(nóng)產(chǎn)品的食用安全。

健康風(fēng)險評價結(jié)果顯示，對于成人和兒童土壤中重金屬的潛在總非致癌風(fēng)險可以忽略，土壤中重金屬潛在總致癌風(fēng)險介于可接受的水平范圍。

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