广西某多金属矿区典型农田重金属污染特征及健康风险评价

摘要

随着我国经济的快速发展,有色金属矿产资源被不断开发利用,致使矿山周边区域生态环境遭受到不同程度污染且呈现蔓延之势,给矿区周边农业生产带来了严重的威胁。为了探明多金属矿区对农田的污染现状及引起的健康风险,本研究以广西南丹县大厂镇多金属矿周边区域典型农田为研究对象,通过对研究区农田土壤污染特征及农作物重金属污染状况调查分析,并进行生态及健康风险评价,得出以下主要结果:
　　南丹大厂多金属矿区周边农田土壤所调查元素中主要重金属污染元素为:As、Cd、Zn和Pb,污染程度由矿区附近向周边逐渐降低,除村6几乎没受到污染外,其他村农田均受到不同程度重金属污染。矿区附近村3农田土壤污染最重,四种主要污染元素平均值分别为 As:625.1 mg/kg,Cd:15.6 mg/kg,Zn:1817 mg/kg,Pb:787 mg/kg;而距离矿区相对较远污染程度较低的村4,农田土壤中四种主要重金属污染元素平均值分别为As:65.1 mg/kg,Cd:0.43 mg/kg,Zn:176.6 mg/kg,Pb:103 mg/kg。潜在生态风险评价结果表明,村6农田土壤无生态风险;村4农田土壤的风险指数在150~300之间,存在中等潜在生态风险;村5农田土壤的风险指数在300~600之间,存在较强生态风险,其他调查村庄农田土壤的生态风险指数均大于600,存在极高潜在生态风险。而重金属污染元素风险由高到低的次序为:Cd>As>Zn>Pb。
　　多金属矿区周边农田土壤主要重金属污染元素(Cd、Cu、Pb、As和Zn)形态分析(BCR法)结果表明:不同采样点土壤中各重金属形态所占百分比不同,As、Zn、Cu的残渣态占主要比例,Pb、Cd的可还原态和可氧化态占主要比例,各重金属元素中最容易迁移和被吸收的元素为Cd和Pb,最难迁移的为As。影响重金属形态因素分析表明:pH值与Cu的可还原态和Zn弱酸提取态显著相关,对其他金属形态影响不显著。土壤速效养分元素中P与As、Cu和Zn的可还原态显著相关(P<0.01)。而速效养分N和P对重金属元素有效态影响较小,没有显著相关性。
　　多金属矿区周边作物重金属污染分析结果表明:作物中主要超标的重金属元素为Cd、Pb和As,蔬菜重金属污染最严重,主要是茄子、玉米和白菜。健康风险评价结果表明:非致癌重金属元素R值均小于1,则单个污染元素的非致癌风险对居民影响较小;距离矿区较近区域的HI值小于1,慢性非致癌风险小,但距离矿区相对较远区域的HI值大于1,存在一定的非致癌风险,这可能由于种植水稻缘故。调查区居民致癌风险指数均超过了美国环保总署规定的1×10-6~1×10-4的可接受范围,说明多金属矿区均存在较高的致癌风险。

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第1章 文献综述

1.1农田重金属来源与危害

1.2土壤重金属污染表征与评价

1.3选题背景和研究目的意义

1.4研究内容及技术路线

第2章 研究区概况、样品处理分析以及评价方法

2.1研究区概况

2.2样品的采集

2.3样品制备

2.4分析方法

2.5 农田土壤及农作物重金属评价方法

2.6本章小结

第3章 农田土壤重金属的污染特征分析

3.1农田土壤重金属含量及其水平分布特征

3.2农田土壤重金属污染分析

3.3 潜在生态危险指数法评价

3.4 本章小结

第4章 农田土壤中重金属形态及其影响因素

4.1农田土壤中Cd、Cu、Pb、As、Zn的形态分布特征

4.2农田土壤重金属各形态与重量的相关关系

4.3农田土壤理化性质对重金属形态分布的影响

4.4本章小结

第5章 农作物重金属污染评价及人体健康风险评估

5.1农作物重金属污染评价

5.2人体健康风险评估

5.3 本章小结

第6章 结论与展望

6.1全文总结

6.2展望

参考文献

个人简历、申请学位期间的研究成果及发表的学术论文

致谢