贵州铜仁汞矿区农田土壤重金属污染风险评估和紫花苜蓿修复效果

摘要

本研究选定司前大坝作为研究区域，共采集和检测了39个表层土壤样品82个农产品样品（包括大米、蔬菜、猪肉、鱼肉和鸡蛋）中重金属含量，利用单项污染指数法、内梅罗综合污染指数法和潜在生态危害指数，评估土壤重金属污染状况；利用单项污染指数、目标危险系数和危害指数对农产品的重金属污染状况及其潜在的健康风险进行评估。同时，利用室内盆栽实验，研究不同品种紫花苜蓿在接种根瘤菌后对汞矿区汞镉污染土壤的修复效果。获得的主要结果如下：
　　（1）司前大坝表层土壤中As、Cd、Cr、Cu、Hg、Ni、Pb和Zn的平均含量分别为6.64、0.34、39.35、15.60、5.40、26.00、27.89和70.03 mg/kg。单项污染指数的评价结果显示司前大坝土壤Hg重度污染，Cd轻度污染；综合污染指数为1.02~73.68，其中79.5%的点位重度污染；综合潜在生态危害指数RI的均值为1439，表明司前大坝土壤中重金属存在很强的生态风险，其中Hg是其生态风险的主要来源。
　　（2）司前大坝土壤中Hg以难迁移和生物难以利用的残渣态为主，占总Hg的82.64%，而水溶态和可交换态所占比例仅为0.12%，故迁移性和生物可利用较差；Cd的形态以易迁移和生物利用的水溶态和可交换态为主，占总Cd的45.69%。
　　（3）司前大坝的农产品大米、蔬菜、猪肉、鱼肉、鸡蛋中Hg的平均含量分别为：9.53、5.38、146.2、155.5、61.74μg/kg；大米、蔬菜、猪肉、鱼肉中Cd的平均含量分别为34.19、24.76、8.32、25.00μg/kg，鸡蛋中Cd含量低于检出限。青菜、鸡蛋、猪肉和蒜苗Hg的单项污染指数分别为1.07、1.23、2.92和3.27，辣椒Cd的单项污染指数为1.29，表明青菜和鸡蛋受到Hg的轻度污染，猪肉受到Hg的中度污染，蒜苗受到Hg的重度污染，辣椒受到Cd的轻度污染。司前大坝居民经农产品摄入Hg、Cd的危害指数HI为1.52，当地居民长期食用这些农产品会对其健康造成不利影响。Hg的危害指数为1.03，占总危害指数的67.8%，是影响居民健康的主要因素。
　　（4）通过盆栽实验，结果表明根瘤菌可以促进紫花苜蓿的生长以及其对Hg和Cd的吸收积累，从而提高紫花苜蓿对汞镉污染土壤的修复效率，在添加根瘤菌后，对Hg和Cd修复效率最好的为巨能995。

目录

1 前言

1.1 研究背景

1.2 土壤重金属污染现状与危害

1.3 重金属污染土壤修复方法

1.4 紫花苜蓿

1.5 研究目的、研究内容和技术路线

2 材料与方法

2.1 研究区域概况

2.2 样品采集和处理

2.3 样品测试方法

2.4土壤重金属污染评价方法

2.5 农产品重金属污染评价方法

2.6 居民健康分析评估方法

2.7 紫花苜蓿植物修复盆栽实验方案

2.8数据分析

3 结果与讨论

3.1 司前大坝农田土壤重金属污染特征

3.2 司前大坝农田土壤汞镉形态分布特征

3.3 司前大坝农产品汞镉污染特征及当地居民健康风险评估

3.4 紫花苜蓿-根瘤菌对汞矿区汞镉污染土壤的联合修复效应

4 结论与展望

4.1 结论

4.2 本研究的主要特色和创新点

4.3 本研究的不足及展望

参考文献

致谢

附录