典型城市化地区蔬菜重金属的累积特征与健康风险研究*

赵 慧, 何 博, 孟 晶, 周云桥, 史 斌, 王铁宇**

典型城市化地区蔬菜重金属的累积特征与健康风险研究*

赵 慧1,2, 何 博1,2, 孟 晶1, 周云桥1,2, 史 斌1, 王铁宇1,2**

(1. 中国科学院生态环境研究中心城市与区域生态国家重点实验室 北京 100085; 2. 中国科学院大学 北京 100049)

工业化和城市化带来的重金属污染对环境质量、食品安全、人体健康及社会经济可持续发展构成严重威胁和挑战。为了掌握典型城市化区域蔬菜生产的重金属污染特征与食用健康风险, 从而为快速城市化区域的农业实践提供依据, 本研究选取珠三角电镀、染织等工业密集典型城市化区域的蔬菜和土壤为研究对象, 通过采集蔬菜和表层土壤样品, 使用单因子污染评价和内梅罗综合污染指数法对蔬菜样品中Cd、Ni、Cr、As、Pb 5种重金属进行污染评价, 使用目标危害商数法进行健康风险评价。研究发现, 该地区菜地土壤存在Cd污染。研究区蔬菜中重金属的富集吸收能力为Cd>Ni>Cr>As>Pb, 叶菜类对Cd的富集最多, 豆角类对Ni的富集较多。单因子污染评价结果显示蔬菜中重金属超标率按大小排序为Ni>Cr>Cd>Pb=As, Ni、Cr和Cd超标率分别为10.53%、2.63%和1.32%, Pb和As均未超标; 综合污染指数的评价显示叶菜类样品处于轻度污染水平, 豆角类处于中度污染水平, 瓜类尚未受到重金属污染。健康风险评价结果表明, 叶菜类和豆角类的综合目标危害商数(TTHQ)均大于1, 长期食用叶菜类和豆角类会对健康造成影响, 成人和儿童的综合目标危害商数排序均为叶菜类>豆角类>瓜类, 儿童摄食蔬菜的重金属健康风险高于成人。总体来说, 研究区蔬菜重金属健康风险基本处于可接受范围, 但叶菜类Cd和豆角类Ni造成的健康风险需引起重视。

典型城市化区; 蔬菜; 重金属; 累积特征; 污染评价; 健康风险

蔬菜是人们日常生活中必不可少的副食品, 是人体摄入维生素、矿物质、膳食纤维等营养成分的主要来源, 也是极易受重金属污染和影响的农作物[1-4]。近年来受到城市化、工业化的影响, 土壤重金属污染已达到相当严重的程度[5], 并随着生物迁移在蔬菜等植物体内积累[6-8]。食物链污染是人类接触重金属的主要途径, 对于重金属在蔬菜中的积累以及对人体健康造成的危害, 各国学者都有广泛的研究。巴西科学家发现摄入含有重金属的蔬菜是这些元素进入人体的主要方式之一, 一旦进入, 重金属沉积在骨骼和脂肪组织中, 可引起一系列疾病[9]; 希腊科学家认为工业、农业和家庭活动造成重金属对生物圈的影响, 给农业土壤的安全合理利用带来了严重的问题, 生长在受污染环境中的植物会在高浓度下累积重金属, 食用植物性食品会对人体健康造成严重威胁[10]; 澳大利亚研究者发现冶炼厂附近种植蔬菜的危险增加[11]。厦门、宁波、重庆[12]、珠三角等多地进行的蔬菜重金属含量监测表明蔬菜中重金属污染程度较高[13], 已有学者报道蔬菜对某些重金属存在显著的吸收富集作用[14]。因此, 关于农产品污染尤其是因重金属污染而影响人体健康阻碍生态农业发展的研究日益引起关注和重视[15-16], 如何利用土壤发展生态农业, 降低重金属污染对人体健康造成的风险, 需要对重金属污染区域的农作物进行进一步的实证研究。

研究区是我国重要的加工制造和出口基地, 改革开放以来快速城市化让此地区积累了严重的重金属污染问题, 该区域大量化工、印染、电镀、造纸等工业企业在历史上工业“废水、废气、废渣”的大量排放, 农业上复合肥和畜禽粪便的大量使用, 冲积型地质成因中上游水道对其重金属的大量输送, 都使得研究区耕地土壤中重金属存在明显的积聚趋势。据2017年统计数据, 该研究区蔬菜种植2.22万hm2, 蔬菜产量50.51万t, 近年来研究区积极推进“放心菜” “菜篮子工程”等建设, 对研究区各单元蔬菜中重金属的污染特征进行分析和研究, 对于控制蔬菜质量, 确保市民生命安全, 实现研究区农业的可持续发展具有十分重要的意义。本文选择此典型区域, 通过采集叶类、豆角类和瓜类3大类蔬菜, 研究区域蔬菜重金属污染的暴露特征以及经口摄取蔬菜的健康风险, 以期掌握快速城市化区域蔬菜生产的重金属污染特征与食用健康风险, 这对提高研究区蔬菜质量、保障人们的食品安全及促进以人为本、绿色农业可持续生产有重要意义, 为快速城市化区域的农业实践提供依据。

1 材料与方法

1.1 研究区概况

研究区位于亚热带季风性气候的珠三角地区(22°11′~23°20′N, 113°09′~113°48′E), 年平均气温高于20 ℃, 属丰水地区, 以冲积平原为主, 低山丘陵台地错落其间的水乡地形地貌, 种植的粮食作物以水稻()为主, 经济作物以蔬菜、水果、花卉苗木为主。当地涉及重金属企业的历史排放, 复合肥的大量使用以及地质形成过程均不同程度影响研究区的重金属累积, 耕地土壤中重金属存在明显的积聚趋势。

1.2 样品采集与检测

本研究的点位布设遵循“空间均匀”和“局部加密”的原则, 样本由从群体中随机产生的个体组成。点位布设用棋盘式布点法并根据所调查的北部重点污染区域加密布点, 在采样过程中根据实际菜地位置做出调整, 确保采样位置和样品具有代表性。2018年5月在研究区露地蔬菜种植区随机采集3大类18个品种的蔬菜样品共76个, 每个点位保证采齐3大类蔬菜, 主要采集可食性部分, 采集后装入干净自封袋, 整个采集过程没有与金属工具接触。采集蔬菜时, 对蔬菜种植情况和周围环境作详细记录, 并在15个蔬菜点位分别采集0~20 cm表层土壤样品, 本研究采样点蔬菜种类与采样点分布见图1、表1。

图1 蔬菜和土壤采样点分布示意图

将所采集蔬菜样品先以自来水冲洗干净去除表面杂质, 用超纯水冲洗3次后用滤纸吸干表面多余水分, 切成小块放入烘箱105 ℃杀青45 min, 60 ℃烘干[17], 最后用玛瑙球磨机将烘干的蔬菜样品研磨成粉末, 装入干净塑料自封袋待测, 检测的目标重金属为Pb、Cd、Cr、As、Ni、Cu、Zn、Hg。

检测时, 称取蔬菜样品0.5 g, 加硝酸、高氯酸混合酸(2∶1)在150 ℃电热板上消煮至冒黑烟, 且体积小于3 mL, 再次加4 mL硝酸, 继续加热至近干, 最后加2 mL盐酸加盖加热至结晶状, 室温下冷却后利用0.5%硝酸定容, 通过电感耦合等离子体质谱仪(ICP-MS)测定。样品中Hg含量的测定参照USEPA 7473采用冷原子吸收测汞仪(DMA-80)测定, 分析过程以国家生物成分分析标准物质GBW 10048(GSB-26芹菜)进行分析质量控制, 质控和样品回收率均为75%~120%, 结果符合质量控制国家标准。

土壤样品放置于风干盘中, 摊成2~3 cm的薄层自然风干。在磨样室将风干的样品倒在研钵内压碎, 拣出杂质, 混匀, 并用四分法取压碎样, 过2 mm尼龙筛。过筛后样品全部置无色聚乙烯薄膜上, 并充分搅拌混匀, 再采用四分法取其两份, 一份交样品库存放, 另一份样品用于细磨。用于细磨的样品, 用球磨仪磨后全部过孔径0.15 mm(100目)筛, 混匀后备用。研磨混匀后的样品装于塑封无色聚乙烯塑料袋内, 并做好土壤标签。

土壤样品中Pb、Cd、Cr、As、Ni、Cu、Zn含量的测定中参照国家标准(HJ803—2016)王水提取-电感耦合等离子体质谱法对土壤进行前处理, 通过电感耦合等离子体质谱仪(ICP-MS)测定。土壤样品中Hg含量的测定参照USEPA 7473采用冷原子吸收测汞仪(DMA-80)测定。土壤样品5个编一组, 选取2个平行样, 2个全程序空白样品和2个平行质控样,双平行样测定结果的误差均在土壤环境监测技术规范(HJ/T166—2004)允许误差范围内, 空白样品与土壤样品采用相同的预处理方法进行制备与测定, 保证每组样品2个空白样, 其测定结果均低于测定下限。质控样品回收率均处于70%~125%, 检测过程中所使用的内标物质Ge的响应值介于70%~130%满足要求。检测全过程保证每5个样品回测标准曲线中间浓度, 满足测定结果浓度在标准浓度的90%~110%范围内。

表1 采集蔬菜品种与样本数

1.3 重金属污染评价标准与方法

1.3.1 蔬菜重金属评价限量标准

本研究蔬菜中Cr、As、Cd、Pb的临界值以GB 2762—2017《食品安全国家标准食品中污染物限量》的相关限量标准作为参照, Ni的临界值以USEPA规定的Ni摄入参考剂量()为0.02 mg∙kg-1∙d-1为参考, 成人体重以60 kg估算, 假设人群Ni的摄入都来源于蔬菜, 推算Ni超标临界值为0.75 mg·kg-1作为Ni评价标准。另外, 研究区蔬菜样品Hg未检出, 卫生部和国家标准化管理委员会于2011年废止GB13106—1991《食品中锌限量卫生标准》、GB15199—1994《食品中铜限量卫生标准》, 不再将Cu、Zn作为污染物指标, 因此本研究仅对Cr、Ni、As、Cd、Pb 5种重金属进行分析。

1.3.2 单项污染指数法

单项污染指数是一种评价污染程度的无量纲指数, 可以反映超标倍数和污染程度, 本研究采用单项污染指数法对蔬菜重金属污染状况进行评价。计算公式如下:

式中:P为单项污染指数,C为蔬菜中重金属实测浓度(mg·kg-1),S为蔬菜中重金属含量的评价标准值或参考值(mg·kg-1)。P≤1, 表示无污染; 1<P≤2, 表示轻度污染; 2<P≤3, 表示中度污染; 3<P, 表示重度污染, 且P越大受到污染越严重。

1.3.3 内梅罗污染指数法

内梅罗污染指数法是一种评价综合污染水平的方法, 本研究采用该方法评价采样点蔬菜样品重金属综合污染水平。计算公式如下:

P=C/S(3)

式中:综为内梅罗综合指数;为蔬菜单因子污染指数的平均值;为蔬菜单因子污染指数的最大值;P为蔬菜中重金属污染物单因子污染指数, 该指数反映某一重金属污染物超标倍数;C为蔬菜中重金属污染物含量(mg·kg-1);S为重金属污染物的评价标准。陈志良等[18]根据《绿色食品产地环境质量状况评价纲要(试行)》(1994年)中土壤污染等级划分标准制定蔬菜质量分级标准, 见表2。

表2 蔬菜质量分级标准

1.4 健康风险评价方法与指标

由于蔬菜中Cd、Pb、Hg、As、Ni 5种重金属主要通过摄食在人体中积累, 产生慢性的致癌或非致癌风险, 本研究为了解研究区居民通过食用蔬菜而带来的健康风险, 采用危害商法对该研究区3大类蔬菜作物的健康风险进行评价, 分别评估针对儿童和成人摄入蔬菜[19]的健康风险。单一重金属的目标危害商数(THQ)和综合目标危害商数(TTHQ)的计算公式[2-3]分别如下:

式中各指标物理意义及参考值如表3所示。

2 结果与分析

2.1 蔬菜重金属累积水平

研究区3大类蔬菜中Cr、Pb、Ni、As、Cd 5种重金属的累积水平和食品中5种重金属限量标准[20]见表3。总体而言, 研究区蔬菜重金属含量相对较低, Cr的累积量中值和均值按照大小排序均为豆角类>叶菜类>瓜类, 但均未超过限量标准。Pb的累积量中值和均值按照大小排序均为豆角类=叶菜类>瓜类, 只有瓜类未超过限量标准。Ni的累积量中值和均值大小排序均为豆角类>叶菜类>瓜类, 豆角类中Ni的累积量中值和均值都高于1994年全国食品卫生标准分委会评审通过的内控标准0.3 mg·kg-1, 均值高于根据RD推算的0.75 mg·kg-1, 叶菜类和瓜类未超过限量标准, 豆角类中Ni的风险值得进一步关注。As的累积量中值和均值按照大小排序均为叶菜类>豆角类>瓜类, 3类蔬菜均未超过限量标准。Cd的累积量中值和均值按照大小排序为叶菜类>瓜类=豆角类, 均未超过限量标准。由表4可知, 蔬菜中Ni、Cr浓度值相对最高, Cd、As、Pb浓度值相对较少, 叶菜类As、Cd浓度高于另外两类蔬菜, 豆角类中Ni浓度高于另外两类蔬菜。陈同斌等[4]对北京地区的蔬菜研究也证明云架豆类Ni富集系数较高, 且裸露地蔬菜中Ni含量显著高于设施蔬菜。可见, 不同种类蔬菜对重金属的富集有明显差异, 且本研究蔬菜样品均采自裸露地, 是造成各类蔬菜中Ni累积量较高的重要因素。

表3 人体健康风险模型参数取值[21]

表4 研究区蔬菜中重金属的累积量统计

2.2 土壤重金属含量与蔬菜中重金属富集

根据15个点位土壤重金属含量的统计结果发现, 5种重金属的含量除个别点位, 基本都超过研究区土壤背景值, 研究区土壤的pH处于偏酸性水平, Cr、Ni、As、Cd、Pb含量均值分别为49.57 mg·kg-1、32.13 mg·kg-1、16.96 mg·kg-1、0.50 mg·kg-1、45.89 mg·kg-1, 研究区土壤背景值为50.50 mg·kg-1、14.40 mg·kg-1、8.90 mg·kg-1、0.06 mg·kg-1、36.00 mg·kg-1。对照GB15618—2018 《土壤环境质量农用地土壤污染风险管控标准》[22]中筛选值, Cd有13个点位超标, Pb有1个点位超标, 其余重金属均未超过筛选值。土壤中就单个重金属超标情况来看, Cd的超标最显著, 其余重金属在土壤中污染程度较低。

从图2中不同采样点蔬菜与土壤中重金属含量可以看出, 蔬菜中5种重金属总量与土壤中5种重金属含量具有相似的规律, 蔬菜中Ni含量最高, 多数点位的豆角类中Ni含量显著高于其他两类蔬菜, 土壤中Cd含量较低, 但蔬菜中Cd含量显著增多,尤其叶菜类Cd含量显著高于其他两类蔬菜, 因此研究区在种植蔬菜时应考虑Ni、Cd等重金属含量状况, 避免选择豆角类蔬菜中抗Ni能力较差的蔬菜品种, 以及叶菜类中抗Cd能力较弱的蔬菜品种, 这与白玉杰等[23]研究结果一致。

图2 不同采样点蔬菜与土壤重金属含量水平

对研究区土壤与蔬菜中各种重金属含量进行相关性分析发现(表5),土壤中重金属含量与蔬菜重金属含量间无明显相关性, 此结果与前人的研究结果一致[24-26]。但从图2中可以看出蔬菜与土壤中5种重金属总量具有类似的累积趋势, 相关性较弱没有直接的线性关系可能是与重金属在土壤中的赋存形态、蔬菜作物的生物有效性有关, 这也解释了土壤中Cd含量较低但是蔬菜中, 尤其是叶菜类污染程度反而高的现象。因此, 今后对于重金属在土壤和农作物之间的相关关系的研究, 要考虑土壤的理化性质、不同重金属的化学形态以及生物吸收的有效性等内容[27]。

蔬菜中重金属的富集系数是指蔬菜中重金属含量与土壤中重金属含量的比值, 它可以大致反映蔬菜对重金属的吸收能力。富集系数越小说明蔬菜抗土壤中重金属污染的能力越强。图3为3大类蔬菜中重金属的富集系数。可以看出, 土壤与蔬菜重金属含量的相关程度因蔬菜种类和重金属种类有明显差异[28], 在5种重金属中蔬菜对重金属的吸收能力为Cd>Ni>Cr>As>Pb, 叶菜类对重金属Cd的富集较多[29], 远高于豆角类和瓜类; 豆角类对重金属Ni的富集现象较多, 高于叶菜类和瓜类; 其他3种重金属的富集系数差异较小, 整体为叶菜类>豆角类>瓜类。

2.3 蔬菜中重金属污染评价

就不同重金属对研究区蔬菜重金属评价结果可看出(表6): 5种重金属超标率排序为Ni>Cr>Cd>Pb= As。Cr单项污染指数最大值为1.54, 达轻度污染水平, Cr总超标率为2.63%, 可见蔬菜Cr污染情况较轻。Ni单项污染指数最大值为3.36, 有8个超标样品, 总超标率为10.53%, 其中轻度污染4个, 中度污染3个, 重度污染1个, 相较于其他4种重金属, Ni污染情况较重, 变异系数为1.35, 表明Ni含量分布具有一定的差异性。Cd单项污染指数最大值为1.96, 总超标率为1.32%, 变异系数为1.17, 表明重金属Cd含量分布具有一定的差异性。As和Pb单项污染指数均小于1, 无超标情况。

表5 土壤与蔬菜中重金属Pearson相关性分析

* 0.05水平下相关性显著(双尾显著检验)。* mean significant correlation at the level of 0.05 according to the double-tailed significance test.

图3 研究区土壤中重金属向蔬菜的富集系数

就不同类蔬菜样品的单项污染指数评价结果可发现(表7), 叶菜类中仅Cd超标, 瓜类无超标情况, 豆角类Ni和Cr有超标现象, 超标率Ni>Cr。从单项污染指数超标率来看, 豆角类污染高于叶菜类高于瓜类, Ni在蔬菜中的超标率最高, 其中豆角类污染水平高于叶菜类和瓜类。从内梅罗综合污染指数来看, 3大类蔬菜的综合污染情况为豆角类>叶菜类>瓜类, 豆角类的综合污染指数为2.39, 属于中度污染, 叶菜类的综合污染指数为1.39, 表明当地蔬菜开始受到重金属污染, 尚处于轻度状态, 瓜类蔬菜的综合污染指数为0.36, 表明蔬菜安全可食用, 尚未受到重金属污染。

另外, 对不同点位蔬菜中重金属进行内梅罗综合污染评价(表8)可知, 最大单因子为Ni、Cd、Cr在综合污染指数中占比分别为80%、13%、7%。其中1个点位处于中度污染, 6个点位处于轻度污染, 其余点位都处于安全状态, 未受到重金属污染。综合蔬菜中重金属含量、单因子污染指数以及内梅罗综合污染指数等指标, 可得Ni和Cd为蔬菜中重金属污染的特征污染物, 叶菜类和豆角类中均有超标样品需要引起重视。叶菜中Cd和豆角类中Ni的变异系数较显著, 显示出不同地区Cd污染空间分布有一定差异。Cd来源受外界干扰影响较大, 可能与当地的电镀[30]工业有关[19,31]。内梅罗综合污染指数法在评价中一定程度上夸大了Ni的影响[23,32-33], 使其对环境质量评价的灵敏度不够高, 因此下一步需要对摄食蔬菜途径所摄取的重金属对人体健康带来的风险进行评价。

表6 蔬菜重金属单项污染指数(Pi)评价结果统计表

表7 不同蔬菜品种重金属污染评价结果统计表

表8 不同采样点位蔬菜重金属综合污染指数

2.4 基于蔬菜摄食的健康风险评价

对3大类蔬菜中5种重金属的健康风险评价结果(表9)显示, 摄食每类蔬菜对人体带来的健康风险具有显著差异。对单一重金属的目标危害商数(THQ)进行分析, 仅儿童摄食豆角类THQ大于1, 证明研究区儿童长期食用豆角类蔬菜会对健康造成影响。从综合目标危害商数(TTHQ)的分析可知, 叶菜类和豆角类在TTHQ中贡献很大, 研究区居民食用蔬菜的主要风险主要来源于叶菜类和豆角类。叶菜类Cd和Cr的健康风险占主导地位, 豆角类中Cr、Ni、As 在综合健康风险中占比较大, 豆角类中Ni的风险值上升, 这与陈同斌等[4]对北京市蔬菜的健康风险评价结果一致, 其结果证明云架豆Ni富集系数较高, 蔬菜Ni对北京市部分人群存在一定的健康风险。Cr在3大类蔬菜中的综合健康风险值都较高[31], 这个结果与杜景东等[34]的研究结果一致, 蔬菜的复合健康风险主要由Cr引起。虽然As在污染评价中没有占主导地位, 多数蔬菜点位没有超过食品卫生限量标准, 但是As的生理毒性较大, 所以健康风险评价中As需要引起重视[35-36], 这与周雅等[2]的研究结果一致, As容易被细胞吸收导致中毒, 长期食用受到As污染的蔬菜存在健康风险。

目标危害商数(THQ)和综合目标危害商数(TTHQ)

表9 蔬菜重金属的目标危害商数(THQ)和综合目标危害商数(TTHQ)

对不同种类蔬菜进行分析可以看出, 研究区成人和儿童食用蔬菜的TTHQ排序均为叶菜类>豆角类>瓜类, 摄食叶菜类和豆角类会对人群的健康造成影响, 食用瓜类蔬菜尚未对健康造成威胁。从不同的摄食人群来看, 儿童因摄食蔬菜导致的重金属健康风险高于成人[37], 这与王北洪等[38]的研究结果一致, 虽然儿童的日蔬菜摄入量低于成人, 但是儿童身体各组织器官尚未发育完全, 特别是代谢器官的功能性较弱, 这是造成儿童因摄食蔬菜导致更高健康风险的重要原因。

3 结论

本研究选取电镀染织等工业密集的城市为研究对象, 调查了农用地土壤和蔬菜作物中重金属Cr、Pb、Ni、As、Cd的污染状况, 进行了污染和健康风险的评价, 结果表明:

1)菜地土壤样品重金属含量按照农用地土壤风险筛选值作为评价标准, Cd的超标最显著, 其余重金属在土壤中污染程度较低。

2)叶菜类对Cd的富集较多, 豆角类对Ni的富集较多。单因子污染评价结果显示, Ni在蔬菜中的超标率最高, 豆角类污染水平高于叶菜类和瓜类。从Nemero综合污染指数来看, 综合污染情况为豆角类>叶菜类>瓜类, 豆角类属于中度污染, 叶菜类开始受到重金属污染, 目前尚处于轻度污染状态, 瓜类蔬菜安全可食用, 尚未受到重金属污染。健康风险评价结果表明, 叶菜类和豆角类的综合目标危害商数(TTHQ)均大于1, 研究区居民长期食用叶菜类和豆角类会对健康造成影响。成人和儿童的综合目标危害商数排序均为叶菜类>豆角类>瓜类, 儿童摄食蔬菜的重金属健康风险高于成人。总体来说, 研究区蔬菜安全问题值得关注, 食用蔬菜对人体具有一定的健康风险。

3)综合土壤和蔬菜的重金属污染状况, 确定Ni和Cd为蔬菜中重金属污染的特征污染物, 建议研究区在种植蔬菜时应考虑Ni、Cd等重金属含量状况, 避免选择豆角类蔬菜中抗Ni能力较差的蔬菜品种, 以及叶菜类中抗Cd能力较弱的蔬菜品种, 以优化作物生产和存在重金属污染土壤的利用。同时要严格管控当地农用地的土壤质量, 良好的土壤质量不仅可以提高作物产量, 还可以保证植物、动物和人类健康, 是实现绿色农业的前提。

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Accumulation characteristics and health risks of heavy metals in vegetables in typical urbanized areas*

ZHAO Hui1,2, HE Bo1,2, MENG Jing1, ZHOU Yunqiao1,2, SHI Bin1, WANG Tieyu1,2**

(1. State Key Laboratory of Urban and Regionl Ecology, Research Center for Eco-Environmental Sciences, Chinese Academy of Sciences, Beijing 100085, China; 2. University of Chinese Academy of Sciences, Beijing 100049, China)

Heavy metal pollution-related problems due to industrialization and urbanization are of great concern, and they pose severe threats and challenges to environmental quality, food safety, human health, and sustainable socioeconomic development. This study examined vegetables and soils in areas with intensive electroplating and dyeing industries. Vegetable and soil samples were collected, and single-factor pollution assessment and the Nemero comprehensive pollution index were used to evaluate the pollution levels of five heavy metals, i.e., Cd, Ni, Cr, As, and Pb, in vegetable samples. Further, the target hazard quotient method was used to assess health risk. Pollution by Cd was found in the vegetable soil in the study area. Enrichment and absorptive capacity of heavy metals in vegetable samples in the study area were in this order: Cd > Ni > Cr > As > Pb. Leafy vegetables had the highest Cd enrichment, whereas beans had the highest Ni enrichment. Single-factor pollution assessment revealed that the over-standard rate of heavy metals in the vegetable samples was in this order: Ni > Cr > Cd > Pb = As; moreover, the over-standard rates of Ni, Cr, and Cd were 10.53%, 2.63%, and 1.32%, respectively, and the content of Pb and As in the vegetable samples did not exceed the standard content. Nemero evaluation of the samples revealed that leafy vegetables had a mild level of pollution, beans had a moderate level of pollution, and melons were not contaminated by heavy metals. Health risk assessment revealed that the comprehensive target hazard quotient (TTHQ) of leafy vegetables and beans was >1 and that the long-term consumption of leafy vegetables and beans in the study area would adversely affect health. The TTHQ for adults and children was as follows: leafy vegetables > beans > melons. The health risks posed by the intake of heavy metals in food were higher for children than for adults. In general, the health risks posed by heavy metals in vegetables in the study area were within the acceptable range, but the health risks posed by Cd in leafy vegetables and Ni in beans need serious consideration.

Typical urbanized area; Vegetables; Heavy metals; Residual characteristics; Pollution assessment; Health risk

X82

2096-6237(2019)12-1892-11

10.13930/j.cnki.cjea.190199

* 国家重点研发计划项目(2018YFC1800301)和国家自然科学基金项目(41877509)资助

王铁宇, 主要研究方向为污染生态效应与修复。E-mail: wangty@rcees.ac.cn

赵慧, 研究方向为污染生态效应与修复。E-mail: huizhao2016_st@rcees.ac.cn

2019-03-18

2019-07-09

* This study was supported by the National Key Research and Development Project of China(2018YFC1800301) and the National Natural Science Foundation of China (41877509).

, E-mail: wangty@rcees.ac.cn

Mar. 18, 2019;

Jul. 9, 2019

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