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湘西是中国典型的低温矿床密集区之一,同时也是汞、铅等重金属的重要成矿带,本研究以湘西凤凰典型汞矿区及铅锌矿区为研究对象,通过矿区与非矿区对比,对环境样品如饮用水、蔬菜、稻米、稻米根系土以及居民头发、血液、尿液进行采样分析,研究其重金属污染分布状况及其在土壤-作物中的迁移转化过程,并分析了矿区居民重金属的主要暴露途径。结果表明:
凤凰县农村矿区地表环境中存在着多种重金属复合污染的情况,污染元素主要为Cd、Pb、Hg、As,这与此地区特殊的地质条件有关,人为扰动对本地区环境的影响较大;土壤中Cd、Pb、Zn、Hg之间、As和Se之间的相关关系均表现为显著的正相关,这与地质成矿条件以及各种矿产的伴生有关。矿区居民食用大米中Pb、Zn、Hg、As存在有着不同程度的超标,矿区内的居民食用蔬菜中均存在着Pb严重超标现象。稻壳中重金属的沉积量大于稻米;土壤-水稻体系内Cd、Zn、Se的转移系数较高,迁移能力较强,相关分析表明土壤是水稻累积Pb、Zn、As的主要来源。
研究区内的居民饮用水与蔬菜均处于安全水平,无非致癌风险;研究区居民食用大米中As有着明显的非致癌风险,铅锌矿区的Cd、Pb、Zn均存在非致癌风险;居民食用大米更是该地区非致癌风险暴露的主要途径;As为主要的致癌元素,具有潜在致癌风险。
矿区居民人体样品中(头发、血液、尿液)中的重金属含量明显高于对照区,血Pb、尿Pb、尿Cd含量明显高于国家标准参考值;青少年重金属暴露风险较大,Hg和As的含量有明显随年龄增长累积的趋势;相对而言,男性重金属暴露风险较大。血Pb和尿Pb、尿Cd与血Cd有显著的正相关关系,可以在评价相应重金属暴露程度上起到补充监测的作用。