蘇北部分地區(qū)土壤-水稻系統(tǒng)中重金屬分配與食物安全風(fēng)險分析與模擬.pdf

1、土壤重金屬污染及其農(nóng)產(chǎn)品食物安全狀況是當(dāng)前我國社會和科學(xué)界關(guān)注的熱點(diǎn)問題。上世紀(jì)80年代以來，在經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展的同時，江蘇省的環(huán)境污染問題也日益突現(xiàn)。土壤質(zhì)量出現(xiàn)因污染而退化現(xiàn)象，特別是土壤中重金屬元素存在積累和活化的問題。蘇北地區(qū)作為我省重要的農(nóng)產(chǎn)品生產(chǎn)基地，正在規(guī)劃發(fā)展安全優(yōu)質(zhì)農(nóng)產(chǎn)品的綠色產(chǎn)業(yè)。因此，研究蘇北地區(qū)土壤中重金屬的污染狀況及在稻米中的遷移、富集，進(jìn)一步評價其在普遍食物結(jié)構(gòu)下的健康風(fēng)險顯得尤為重要。 本文分析了蘇北地

2、區(qū)的六個縣市(豐縣、沛縣、銅山市、睢寧市、楚州市、東海市)的98個農(nóng)田土壤及對應(yīng)的水稻稻谷樣品中的As、Cd、Cr、Cu、Hg、Ni、Pb、Zn等8種重金屬含量以及5種重金屬土壤中水溶態(tài)含量(包括Cd、Cu、Ni、Pb、Zn)，分別以國家綠色食品生產(chǎn)基地標(biāo)準(zhǔn)、無公害食品生產(chǎn)基地標(biāo)準(zhǔn)以及上世紀(jì)80年代的地區(qū)背景值為參照依據(jù)，分析評價了該地區(qū)土壤的重金屬污染程度和稻米的重金屬食品安全水平，并進(jìn)一步依據(jù)USEPA和WHO推薦的R<,f>D值，

3、結(jié)合我國居民平均食物消費(fèi)結(jié)構(gòu)評估了該地區(qū)土壤所產(chǎn)大米對人體的重金屬潛在暴露風(fēng)險f潛在暴露風(fēng)險指大米中重金屬的潛在暴露劑量占人體總允許吸收量的百分含量)；同時以土壤中重金屬固液相分配系數(shù)(K<,d>，指土壤重金屬全量與土壤水溶態(tài)重金屬含量的比值)、土壤基本理化性質(zhì)(包括土壤酸度、土壤有機(jī)質(zhì)SOM)以及稻米重金屬的富集系數(shù)(BCE，指植物中某種重金屬濃度與其在土壤中濃度的比值)為基準(zhǔn)，建立土壤基本理化性質(zhì)、土壤重金屬與稻米重金屬的污染預(yù)測數(shù)

4、學(xué)模型。主要研究結(jié)果如下： 該地區(qū)的土壤重金屬環(huán)境質(zhì)量總體上符合建設(shè)綠色食品生產(chǎn)基地的要求，屬于總體未明顯污染狀況，其含量As為9.08 mg·kg<'-1>、Cd為0.26 mg·kg<'-1>、Cr為63.05mg·kg<'-1>、Cu為21.28 mg·kg<'-1>、Hg為0.05 mg·kg<'-1>、Ni為30.25 mg·kg<'-1>、Pb為20.04mg·kg<'-1>、Zn為72.13 mg·kg<'-1>；

5、但在黃潮土上大米中Ni(含量為0.68 mg·kg<'-1>，超標(biāo)率為60％)以及砂姜黑土上大米中Ni(含量為0.81 mg·kg<'-1>，超標(biāo)率為80％)、Pb(含量為1.08 mg·kg<'-1>，超標(biāo)率為60％)(超標(biāo)率為超標(biāo)樣本數(shù)占總樣本數(shù)的百分含量)含量部分超出國家食品衛(wèi)生安全標(biāo)準(zhǔn)。依據(jù)USEPA(2000)推薦的ReD值和我國居民平均食物消費(fèi)結(jié)構(gòu)評估農(nóng)產(chǎn)品對于當(dāng)?shù)厝巳旱闹亟饘俦┞讹L(fēng)險，結(jié)果表明，供試地區(qū)所有土壤上大米中As

6、(4352％)、Cr(505％)、Pb(362％)、Ni(134％)以及東?？h砂姜黑土上大米Cd(150％)存在不同程度的潛在食物暴露風(fēng)險。 重金屬元素土壤固相一液相分配系數(shù)K<,d>與土壤pH的關(guān)系顯示在所測元素中土壤對Cd的固持能力較弱。土壤pH降低可以顯著提高重金屬在土壤液相中的分配，進(jìn)而促進(jìn)作物對重金屬的吸收和積累，因而土壤酸化日益擴(kuò)張的前提下，土壤中Cd存在著較大潛在作物污染風(fēng)險。建立了Cd、Cu、Ni、Pb、Zn等

7、元素的重金屬富集系數(shù)BCF、土壤K<,d>值與土壤重金屬全量Total、土壤pH、土壤有機(jī)質(zhì)含量的回歸方程: log<,10>(Kd)=a+ b·pH+ c·log<,10>(Total)+d·log<,10>(SOM)；log<,10>(BCF)=a+b·pH+c·log<,10>(Total)+d·log<,10>(SOM)。有可能通過測定以上參數(shù)進(jìn)而用來預(yù)測土壤重金屬及稻米稻米重金屬的污染，從而進(jìn)一步推測農(nóng)產(chǎn)品重金屬在食物中的趨勢