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近年来,随着社会肉制品消费水平的提高,大量的集约化养殖区在各城市圈周边兴建起来,其中应用了大量的苯胂酸类化合物作为饲料添加剂。此类物质大部分并未被动物体所吸收利用,而是直接排泄至体外,富含此类化合物的动物粪便几乎全部被应用于农田肥料,这就使得大量的此类含砷化合物进入自然环境中,造成土壤等环境介质的As污染。而砷污染一经形成,很难在环境中消除,并最终通过食物链或地下水、地面水进入到人体并进而危害人类健康。本文对珠三角地区土壤中含As化合物的污染状况,空间分布特征及潜在生态风险做了分析和评估,并重点分析了本地区集约化养殖区对周边农业土壤的As污染造成的影响,通过不同的统计、评价方法,对比珠三角农业土壤在小尺度(集约化养殖区内)及大尺度(整个珠三角)范围内污染状况的不同,识别集约化养殖区内农业土壤As污染的可能来源。同时对其可能的农业污染源中的苯胂酸类饲料添加剂的污染状况做了进一步的探讨。 (1)珠三角土壤中存在As污染现象,总As的平均浓度为19.4±35.9mg/kg,分别有60%和50%的土壤样品超过广东省和我国的土壤环境As背景值。按照国家土壤环境质量标准,35%的土壤已经遭到了不同程度的As污染,其中人类活动密集区造成的As污染状况高于非人类活动密集区的As污染状况。通过用不同的生态风险评价指标对其进行潜在生态风险评估,表明珠三角地区表层土壤中存在不同程度的As污染,以中度偏下污染为主,地质累积指数污染程度较高,但潜在生态风险相对较低。 (2)通过研究珠三角地区表层土壤样品中总As的污染状况和对土壤中含As污染物和其他重金属元素的聚类分析发现:As与其他重金属元素的来源不同,总As污染主要分布在珠三角地区的非工业区内。工业污染并非珠三角地区土壤中As的主要污染来源。珠三角地区表层土壤中含As污染物的可能主要来源包括自然来源和人为来源,两者比重相当。 (3)在珠三角集约化养殖区内,土壤等环境介质中存在一定程度的As污染,在农业土壤中其平均砷污染浓度约为广东省背景砷浓度的两倍。与国家环境质量标准相比,有50%的农业土壤受到不同程度的As污染,主要为轻度污染。通过对其潜在生态风险指数的评估,结果表明本集约化养殖区目前农业土壤中As污染的潜在生态风险较低,主要为轻污染。 (4)利用As与其他元素间的相关性分析、聚类分析、主成份分析以及As与TOC间的相关性分析等方法,对比研究珠三角农业土壤在小尺度(集约化养殖区内)及大尺度(整个珠三角)范围内污染状况发现:集约化养殖区农业土壤As污染状况的高于整个珠三角地区农业土壤中的As污染,并且其来源不同。应用富含苯胂酸类饲料添加剂及其代谢产物的动物粪便作为农作物的肥料成为集约化养殖区内农业土壤的重要来源。 (5)通过对集约化养殖区内农业土壤等环境介质的As形态分析发现,土壤等样品中虽然仍以As(V)为主,但ASA成为土壤中主要的有机砷形态,表明本集约化养殖区周边环境确实受到了苯胂酸类饲料添加剂ASA的污染。虽然目前其潜在生态风险较低,但每年仍有大量的ASA等苯胂酸类饲料添加剂跟随动物粪便以肥料的形式被排入农业土壤中。同时ASA在排入环境之后会发生降解反应转化成无机As化合物。