天津市近郊叶菜类蔬菜和菜地土壤重金属含量调查及风险评估

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天津市近郊农田土壤在城市的发展进程中,由于较长时间存在污水灌溉以及施加农药等多方面影响,土壤中的重金属含量逐渐升高。由于重金属元素本身具有滞留时间长、潜伏性和移动性差等特点,较难被微生物分解,长期积累会对农田生长作物产生不利影响。叶菜类蔬菜作为最容易受到污染的蔬菜种类,其体内重金属含量会通过饮食进入人体,进而威胁人类健康。本研究以天津市五个郊县农田为研究单元,共采集土壤样品140个,采集7种叶菜类蔬菜样品188个。对所采集的土壤样品进行理化分析包括pH、有机质含量、土壤阳离子交换量(CEC)三项测定,对土壤以及叶菜类蔬菜中重金属Cr、As、Cd、Pb、Hg五项进行含量分析。对所得的重金属数据运用单因子污染指数法和内梅罗指数法进行评价,得到如下结果:(1)天津市郊五区整体土壤呈碱性,有机质含量总体范围在18.91g·kg-145.44g·kg-1之间,顺序为津南区>东丽区>西青区>静海县>武清区。土壤阳离子交换量范围为14.82mol·kg-18.40mol·kg-1,含量由高到底顺序为津南区>东丽区>西青区>静海县>武清区。通过相关性分析发现土壤阳离子交换量与有机质含量具有极显著的正相关性(r=0.474,P<0.01),呈现出相同的分布趋势。(2)本次调查的五区域,五种重金属铬、砷、镉、铅、汞含量均高于天津土壤背景值。汞的含量高出背景值20倍,镉、铅分别高出背景值4倍和3倍。运用相关性矩阵分析发现,重金属铬、镉、铅、汞存在极显著关系,变化存在极显著的协同性,重金属砷只与汞存在显著关系,可能存在同源污染。(3)以国家土壤环境质量标准二级指标作为评价标准,用单因子污染指数法评价天津市郊土壤污染状况结果表明:研究区域铬、铅全部为清洁,西青区和武清区有轻度砷污染,占采样点的6%和20%。汞在西青区、津南区、东丽区有轻度污染,占采样点的26%、16%和64%。镉污染在东丽区最重,重度污染率为32%,中度污染率为24%,轻度污染率为20%,西青区重度污染率为6%,轻度污染率为20%,津南区轻度污染率为6%,武清区和静海县采样点不存在污染。(4)以国家土壤环境质量标准二级指标作为评价标准,用内梅罗污染综合指数法评价天津市郊土壤污染状况结果表明:西青区有31%的样点存在不同程度的污染,31%的土壤处于警戒级,38%的土壤属于安全级。津南区66%的土壤为安全级,警戒级为28%,污染率为6%。东丽区污染最为严重,25个采样点总污染率为76%,8%的样点属于警戒级,仅有16%的土壤属于安全级别。武清区和静海县采样点均未达到污染级别,警戒级分别为40%和7%,安全级土壤为60%和93%。(5)对7种蔬菜共188个鲜样的测定结果表明,除去部分样品未检出汞以外,样品中皆检出铬、砷、镉、铅、汞五种重金属元素,其中有5个样品检测出的铅含量超过国家食品中污染物限量(GB2762-2005)叶菜类蔬菜标准。(6)通过运用危害商数对叶菜类蔬菜人体摄入进行风险评估,蔬菜中的镉含量偏高,对人体会造成较大的伤害,而且对儿童的影响明显超过成人,应当引起重视。
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