貴陽市高雁垃圾填埋場(chǎng)周邊土壤和農(nóng)作物重金屬污染特征及健康風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)

趙升 歐陽凱 羅緒強(qiáng) 王紹英 文翊 李宇佳 駱樂丹

摘要：本試驗(yàn)以貴陽市高雁城市生活垃圾衛(wèi)生填埋場(chǎng)附近農(nóng)田為研究區(qū)域，在此區(qū)域內(nèi)采集5種農(nóng)作物（大豆、玉米、青菜、萵筍、蔥）及其根系周圍的土壤樣品，測(cè)定分析其Cd、Pb、Cr、Ni、Cu含量，并運(yùn)用污染指數(shù)法、目標(biāo)危險(xiǎn)系數(shù)法（THQ）評(píng)估重金屬污染程度及暴露人群健康風(fēng)險(xiǎn)。結(jié)果顯示：（1）研究區(qū)土壤中Cd、Pb、Cr、Ni、Cu平均含量分別為4.14、58.91、289.29、44.21 mg/kg和94.20 mg/kg，相較于貴州省土壤元素背景值，Cd、Cr、Cu、Ni、Pb的超標(biāo)率分別為527.27%、202.92%、194.38%、13.07%和67.36%．且土壤中的這5種重金屬可能有相同的來源；（2）5種重金屬向農(nóng)作物可食用部分遷移能力依次為Cd>Ni>Cu>Cr>Pb，青菜對(duì)Cu、Cd、Pb的富集能力均大于其他幾種作物，Ni、Cd分別向蔥、萵筍遷移的能力較強(qiáng)，應(yīng)盡量避免在重金屬污染的土壤上種植蔬菜；（3）單因子污染指數(shù)分析表明，5種農(nóng)作物可食用部分均受到Cr，Ni、Pb的污染，除玉米果穗外其他4種農(nóng)作物可食用部分均受到Cd污染，蔥莖受到Cu污染；綜合污染指數(shù)評(píng)價(jià)表明，5種農(nóng)作物可食用部分受重金屬污染程度依次為蔥>萵筍>大豆>玉米>青菜，且均為重污染；（4） THQ值顯示研究區(qū)暴露人群受Cr、Cd危害的可能性更大；玉米、蔥、大豆、青菜、萵筍的多種重金屬復(fù)合風(fēng)險(xiǎn)（TrHQ）值分別為21.85、65.77、20.10、19.37、17.83，均大于10.00．表明這5種農(nóng)作物具有慢性毒性風(fēng)險(xiǎn)效應(yīng)，長期食用這類農(nóng)作物產(chǎn)品存在很大的健康風(fēng)險(xiǎn)，且對(duì)兒童健康造成的危害顯著高于成人。綜上表明，垃圾填埋場(chǎng)周邊土壤及農(nóng)作物重金屬污染對(duì)周邊生態(tài)環(huán)境和居民健康生活已構(gòu)成嚴(yán)重威脅。

關(guān)鍵詞：土壤；重金屬；農(nóng)作物；垃圾填埋場(chǎng)；污染特征；健康風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)

中圖分類號(hào)：S154.4：X53 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)號(hào)：A 文章編號(hào)：1001-4942（2023）02-0092-08

貴陽市高雁垃圾填埋場(chǎng)位于貴陽市烏當(dāng)區(qū)南明河下游流域，距離市區(qū)16 km，占地面積將近89.2 hm2，主要地貌特征為溶蝕侵蝕低山溝谷。隨著我國國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和人民生活水平的不斷提高，城市生活垃圾產(chǎn)量正在逐年增加，而填埋處理依舊是處理垃圾的主要途徑。相關(guān)研究表明，垃圾填埋過程及填埋后產(chǎn)生的滲濾液中的重金屬極易向周邊環(huán)境（土壤和地下水等）遷移，導(dǎo)致周邊環(huán)境中重金屬含量超過背景值，使土壤和地下水受到污染。重金屬元素在土壤環(huán)境中的可移動(dòng)性差，雨水對(duì)它的沖刷作用較弱，微生物也很難將其降解。過量的重金屬不僅會(huì)對(duì)土壤、農(nóng)作物和地下水等產(chǎn)生重大影響，還將通過食物鏈危害人體健康。

垃圾填埋場(chǎng)滲濾液中含有的重金屬元素在自然降雨的淋溶下會(huì)被釋放到土壤中，不僅在土壤中累積，還可能轉(zhuǎn)化為危害性更大的化合物，并通過食物鏈對(duì)暴露人群的生產(chǎn)生活帶來一定的潛在危害。因此，探討城市生活垃圾衛(wèi)生填埋場(chǎng)附近土壤一農(nóng)作物系統(tǒng)中重金屬污染特性及其健康風(fēng)險(xiǎn)具有極其重要的理論和現(xiàn)實(shí)意義。

本研究以貴陽市高雁城市生活垃圾衛(wèi)生填埋場(chǎng)附近農(nóng)田為研究區(qū)域，在此區(qū)域內(nèi)采集5種農(nóng)作物（大豆、玉米、青菜、萵筍、蔥）及其根系周圍的土壤作為研究對(duì)象，對(duì)土壤和農(nóng)作物進(jìn)行重金屬含量分析，并運(yùn)用污染因子評(píng)價(jià)法、內(nèi)梅羅綜合污染指數(shù)法、富集系數(shù)和目標(biāo)危險(xiǎn)系數(shù)法等方法，探討城市生活垃圾衛(wèi)生填埋場(chǎng)運(yùn)行后，對(duì)附近農(nóng)田土壤生態(tài)環(huán)境安全和農(nóng)作物健康安全的影響，以期為評(píng)估垃圾填埋場(chǎng)周邊農(nóng)田土壤生態(tài)環(huán)境安全、土地安全利用以及暴露人群的健康風(fēng)險(xiǎn)提供科學(xué)依據(jù)。

1材料與方法

1.1供試材料

選取貴陽市高雁城市生活垃圾衛(wèi)生填埋場(chǎng)周邊農(nóng)田作為研究區(qū)域（東經(jīng)106°48′12″-104°48′19″，北緯26°38′9″-26°38′25″），在研究區(qū)內(nèi)選取人們經(jīng)常食用的葉菜類蔬菜青菜（Brassica chinensisL）、根莖類蔬菜萵筍（Lactuca sativa， L var．a(chǎn)ngustata Irish ex Bremer）、蔥（Allium， jistulosum）、玉米（Zea mays）和大豆[Glycine max（Linn.） Merr.]共5種農(nóng)作物和根系周圍的土壤為材料。

1.2樣品的采集與制備

1.2.1農(nóng)作物樣品的采集與預(yù)處理 2019年6月下旬，在研究區(qū)采集5種農(nóng)作物的根、莖、葉、果等不同器官，將樣品存儲(chǔ)在信封中盡快帶回實(shí)驗(yàn)室。之后迅速將其表面塵土等污染物用自來水沖洗干凈，去除不常食用部分，并用去離子水再次沖洗3次，放至70℃烘箱內(nèi)烘干至恒重，研磨過篩（100目）后密封備用。