不同耕作类型下土壤-农作物系统中汞、砷含量与生态健康风险评价

摘要

针对废弃矿山遗留生态环境问题,选择贵州丹寨废弃金汞矿为研究区,基于野外系统样品采集,通过原子荧光法和电感耦合等离子体质谱法分析了区内土壤和农作物中的汞(Hg)、砷(As)浓度,采用单指标污染标准指数法、单因子污染指数法、潜在生态危害指数法和目标危险系数法评价了区内Hg、As污染程度及生态健康风险.结果显示:旱地土壤Hg、As平均浓度均超农用地土壤重金属风险筛选值,超标率分别为75.47％和67.92％;土壤Hg污染严重,总体呈极重污染级别,土壤As则以中—极重污染级别为主;玉米地上部分(以下简称玉米)Hg、As超标率分别为36.36％和4.55％,玉米Hg处于轻污染水平,玉米As总体未受污染.相比于旱地-玉米系统,水田土壤Hg的超标率和污染程度均更高,超标率高达89.19％,呈极重污染级别,而水田土壤As超标率仅为22.22％,As污染水平低于旱地土壤;水稻地上部分(以下简称水稻)Hg、As平均浓度均略超食品安全标准,超标率分别为54.55％和18.18％,水稻Hg、As污染均高于玉米,污染等级处于轻-中污染水平.生态健康风险评价表明,土壤Hg以极强生态风险为主、As以轻微生态风险为主;虽然土壤富集Hg,但其向农作物籽实的迁移量小,因此食用玉米和大米对人体健康尚不构成Hg非致癌风险.然而,水稻As富集导致食用大米对人群产生明显的As非致癌和致癌健康风险.该研究对保障矿区居民生活健康具有重要意义,研究结果可为矿区生态环境影响评估及生态恢复提供科学依据.