工业城市不同功能区土壤和蔬菜中重金属污染及其健康风险评价课件.ppt

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1、工业城市不同功能区土壤和蔬菜中重金属污染及其健康风险评价城市工业化迅速发展，工业活动所产生的“三废”未经处理或随意排放，而导致生态破坏和环境污染的发生，其中重金属污染尤为严重。重金属难降解、易富集的特性，使得重金属在土壤中积累和在作物体内富集，严重影响了作物的生长和品质，并通过食物链进入动物和人体，是人体产生慢性中毒，对人类的生存和健康构成威胁。本研究以国家8大工业重点建设城市之一的株洲为例，在工业区，农业区和旅游区采集土壤和蔬菜样品，分析重金属Cd、As、Pb、Hg、Zn、Cr和Cu的质量分数，并采用地质累积指数和健康风险评价模型分别对土壤和蔬菜中重金属

2、进行评价分析。土壤和蔬菜样品采集依据株洲规划图，于2008年l0月分别在株洲的工业区(石峰区)、农业区(芦淞区)和旅游区(大京风景区)采集旱地表层土壤(0～20cm)和蔬菜样品(包菜)。每个功能区内随机布设采样点；土壤采样按多点混合法(同一地点采3-5个样品，就地混合为一个样品)。采集包菜样品是由于包菜是当地的时令蔬菜品种。将所采集的土壤和蔬菜样品运回到实验室后，土壤经自然风干后除去砂砾、植物根系等异物，用木棍将样品压碎，用玛瑙研钵研磨，过100目塑料筛，保存待测。蔬菜样品用蒸馏水洗净后，先在干燥箱中80～9O℃烘15～30min杀酶，然后在65℃继续烘干

3、96h，粉碎后待测。蔬菜样品中重金属质量分数均以鲜重来计算。分析方法土壤样品重金属Cd、Pb、Zn、Cr、Cu和As用HCL-HNO3一HCL04法消解(鲁如坤．土壤农业化学分析方)，Hg采用硫酸一硝酸催化消解，重金属Cd、Pb、Zn、Cr、Cu质量分数采用原子吸收分光光度计法(AA．630，Shimadz，日本)进行测定，As和Hg采用原子荧光法(AFS一2202，海光，中国)进行测定。蔬菜样品采用微波消解法。分别称取0．1-0．2g蔬菜样品放人50mL干燥且干净的塑料消解管中，加入2mL浓硝酸(优级纯)，静置过夜，然后将消解管随机放入微波消解仪(MAR

4、S5，CEMMicrowaveTechnologyLtd．USA)进行消解。蔬菜样品中重金属质量分数的检测方法与土壤重金属的相同。质量控制所有的玻璃瓶和塑料瓶都先用10％优质纯硝酸浸泡12h，然后用超纯水洗涤。在样品的消煮过程中，空白、土壤国家标准参比物质(GBW．07405)和标准样品灌木枝叶(GBW07603，国家标准物质中心)同时进行，以确保消煮过程及以后测定的准确度。土壤以及蔬菜中各元素的回收率分别为：Cd(90％-IO1％1、As(97％-102％)、Pb(87％-99％)、Hg(86％-93％)、Zn(90％-I12％)、Cr(92％-103％

5、)和Cu(85％-110％)；Cd(87％-96％)、As(96％~105％)、Pb(97％～103％)、Hg(87％-96％)、Zn(91％-108％)、Cr(83％~96％)和Cu(89％～106％)。评价方法1．5．1土壤中重金属污染评价采用地质累积指数(Geoaccumulationindex)对土壤污染程度进行评价，具体公式如下所示：式中：为土壤中元素i的地质累积指数；Ci为样品中元素i的实测平均质量分数(mg·kg)；Bi为元素i的地球化学背景浓度，通常为全球页岩元素的平均质量分数(mg·kg)，本文采用湖南省土壤背景值；1．5为常数，是考虑到

6、由于成岩作用可能会引起背景值的变动。地质累积指数可分为7个级别。地质累积指数与重金属污染水平如表1所示。表1地质累积指数与污染程度分级蔬菜中重金属的健康风险评为了研究某一成年居民通过食用蔬菜而带来的健康风险，本文采用健康风险评价模型对株洲市不同功能区蔬菜中重金属污染进行评价，具体公式见如下：ADD=(C×IR×ED×EF)／(BW×AT×365)(2)HQ=ADD／RfD(3)式中：ADD为每日单位体质量的摄人剂量(mg·kg-1·d-1)；C为污染物实测平均质量分数(mg·kg-1)；IR为通过不同途径的摄取速率(mg·day-1)；ED为暴露持续时间(

7、years)；EF为暴露频率(d·a-1)；BW为评价对象的平均体质量(kg)；AT为平均暴露时间(a)，相当于平均寿命；HQ为危害商；RfD为日参考剂量(mg·kg-1d-1)，参考剂量指使得暴露个人可以长时间持续暴露在这个水平而不受到危害的剂量。风险评价计算所涉及的主要参数值如下表2以及表3所示。假设烹饪对蔬菜中重金属的毒性无影响。当存在一种以上毒性物质时，彼此之问的相互作用应该引起重视。同一介质中潜在存在的有毒物质的毒性风险是叠加的。所以为了评价多种重金属对健康的危害，提出了由每种重金属的HQ相加得到的HI：；i=1，2，3⋯n(4)式中：HI为危害

8、指数，即各种污染物危害商的总和。如果HI≤1．0，表明人不会受到明