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广西岩溶地区普遍存在高背景镉的情况,据前期调查发现,自然地理环境下有的地区土壤中镉浓度达20mg/kg以上,2013年镉米事件出现以后,土壤中镉污染成了倍受关注的问题。本文运用相关性分析方法、健康风险评价法、潜在生态风险指数法、地累积指数法等对广西典型高背景镉地区的总镉、有效态镉、土壤镉形态、农作物镉含量以及研究区的生态环境进行了研究分析和评价,结论如下:(1)研究区74个土壤采样点平均镉含量4.08mg/kg,超出国家土壤环境质量标准值0.3mg/kg 13.6倍;74个土壤样品中,有66个土壤样品镉含量超过0.3mg/kg,超标率为89.19%;镉含量最高值为21.88 mg/kg,超出国家标准72.9倍。高镉、中镉、低镉研究分区的平均镉含量分别为7.56mg/kg、3.38mg/kg、0.88mg/kg,分别超出国家标准25倍、11倍、2.9倍。研究区土壤性质较稳定,土壤有机质含量范围在2.10g/kg-59.49g/kg,平均值为38.55g/kg,属于矿质土壤;土壤pH值的范围在4.32-7.13之间,平均值为6.08,土壤呈偏酸性,pH值变异系数为10.45%,说明研究区土壤pH差异不大。土壤总镉含量与土壤pH相关性弱,土壤总镉含量与土壤有机质含量相关性弱,土壤pH与土壤有机质相关性弱。研究区镉含量高是由于自然背景高所致。研究区74个点,镉重度污染点占比60.8%;具体到高镉、中镉、低镉研究区中,镉重度污染点分别占比93%、80%、11.54%。高镉研究区镉污染最严重。(2)土壤有效态镉含量介于0.04mg/kg-4.13mg/kg之间,平均值为0.78 mg/kg;有效态镉占总镉平均比例为26%。有效态镉含量,高镉研究区>中镉研究区>低镉研究区。有效态镉含量占总镉百分比,低镉研究区>中镉研究区>高镉研究区。研究区土壤有效态镉与总镉的相关性程度,高镉研究区>中镉研究区>低镉研究区。研究区土壤有效态镉含量与总镉含量相关性非常高。高镉、中镉、低镉三个研究区的土壤有效态镉、土壤pH、土壤有机质这三个变量之间的相关性都很差,相关程度从平均水平上来看,呈现弱相关,基本上不相关。(3)研究区土壤镉五种形态含量,高镉研究区:铁锰氧化态>残渣态>可交换态>碳酸盐态>有机结合态。中镉和低镉研究区:残渣态>可交换态>铁锰氧化态>碳酸盐态>有机结合态。铁锰氧化态占38%,其余四种形态占总镉比例分别为:残渣态24%、可交换态20%、碳酸盐态9%、有机结合态8%。碳酸盐态镉和有机结合态镉含量非常接近。研究区土壤镉五种形态与土壤pH的相关系数,碳酸盐态>残渣态>铁锰氧化态>有机结合态>可交换态;可交换态镉与土壤pH在高镉和中镉研究区呈负相关,碳酸盐态镉与土壤pH相关性最高。镉背景越高,土壤镉五种形态与土壤有机质相关性越好;在高镉研究区,土壤镉五种形态与土壤有机质呈现接近高度相关;在中镉研究区,部分土壤镉形态开始与土壤有机质呈现负相关;在低镉研究区,土壤镉五种形态与土壤有机质全部呈现负相关,且相关程度不低,为中度偏低负相关。Tessier提取法的土壤镉五种形态与土壤粒径大小存在一定的关系,铁锰氧化态、残渣态、有机结合态的镉含量随着土壤粒径的减小而降低。碳酸盐态镉含量随着土壤粒径减小缓慢增加。可交换态镉含量随着土壤粒径减小呈现先降低后增加的趋势。大、中、小三种土壤粒径下的各种镉形态之间都是呈现高度相关的关系,总镉与铁锰氧化态的相关性最高,残渣态与其他形态相关性相对较差;与残渣态相关性最好的是总镉,与有机结合态相关性最好的是铁锰氧化态。(4)研究区甘蔗茎、玉米果实、花生果实、水稻果实、木薯果实平均镉含量均超标,超标率分别为64.1%、34.5%、41.2%、33.3%、75%;超标倍数分别为1.8倍、1.1倍、1.002倍、1.05倍、1.88倍。农作物不同部位镉含量总体呈现根>茎>叶>果实的情况。超标农作物主要集中在高镉研究区。(5)研究区土壤在经口摄入、皮肤接触、呼吸接触三种暴露途径下对人体产生的致癌风险和非致癌风险都很小。高镉研究区和低镉研究区的农作物会对人体产生镉健康风险,且对儿童的风险大于对成人的风险。(6)从研究区总体来看,两种生态风险评价方法综合下,研究区一半左右的区域属于镉极严重污染,且主要集中在高镉研究区。从污染程度来看,高镉研究区>中镉研究区>低镉研究区。从研究分区来看,高镉研究区镉污染相当严重;中镉研究区污染程度中等;低镉研究区有部分污染。