贵阳市高雁垃圾填埋场周边土壤和农作物重金属污染特征及健康风险评价

赵升 欧阳凯 罗绪强 王绍英 文翊 李宇佳 骆乐丹

摘要：本试验以贵阳市高雁城市生活垃圾卫生填埋场附近农田为研究区域，在此区域内采集5种农作物（大豆、玉米、青菜、莴笋、葱）及其根系周围的土壤样品，测定分析其Cd、Pb、Cr、Ni、Cu含量，并运用污染指数法、目标危险系数法（THQ）评估重金属污染程度及暴露人群健康风险。结果显示：（1）研究区土壤中Cd、Pb、Cr、Ni、Cu平均含量分别为4.14、58.91、289.29、44.21 mg/kg和94.20 mg/kg，相较于贵州省土壤元素背景值，Cd、Cr、Cu、Ni、Pb的超标率分别为527.27%、202.92%、194.38%、13.07%和67.36%．且土壤中的这5种重金属可能有相同的来源；（2）5种重金属向农作物可食用部分迁移能力依次为Cd>Ni>Cu>Cr>Pb，青菜对Cu、Cd、Pb的富集能力均大于其他几种作物，Ni、Cd分别向葱、莴笋迁移的能力较强，应尽量避免在重金属污染的土壤上种植蔬菜；（3）单因子污染指数分析表明，5种农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种农作物可食用部分均受到Cd污染，葱茎受到Cu污染；综合污染指数评价表明，5种农作物可食用部分受重金属污染程度依次为葱>莴笋>大豆>玉米>青菜，且均为重污染；（4） THQ值显示研究区暴露人群受Cr、Cd危害的可能性更大；玉米、葱、大豆、青菜、莴笋的多种重金属复合风险（TrHQ）值分别为21.85、65.77、20.10、19.37、17.83，均大于10.00．表明这5种农作物具有慢性毒性风险效应，长期食用这类农作物产品存在很大的健康风险，且对儿童健康造成的危害显著高于成人。综上表明，垃圾填埋场周边土壤及农作物重金属污染对周边生态环境和居民健康生活已构成严重威胁。

關键词：土壤；重金属；农作物；垃圾填埋场；污染特征；健康风险评价

中图分类号：S154.4：X53 文献标识号：A 文章编号：1001-4942（2023）02-0092-08

贵阳市高雁垃圾填埋场位于贵阳市乌当区南明河下游流域，距离市区16 km，占地面积将近89.2 hm2，主要地貌特征为溶蚀侵蚀低山沟谷。随着我国国民经济的发展和人民生活水平的不断提高，城市生活垃圾产量正在逐年增加，而填埋处理依旧是处理垃圾的主要途径。相关研究表明，垃圾填埋过程及填埋后产生的渗滤液中的重金属极易向周边环境（土壤和地下水等）迁移，导致周边环境中重金属含量超过背景值，使土壤和地下水受到污染。重金属元素在土壤环境中的可移动性差，雨水对它的冲刷作用较弱，微生物也很难将其降解。过量的重金属不仅会对土壤、农作物和地下水等产生重大影响，还将通过食物链危害人体健康。

垃圾填埋场渗滤液中含有的重金属元素在自然降雨的淋溶下会被释放到土壤中，不仅在土壤中累积，还可能转化为危害性更大的化合物，并通过食物链对暴露人群的生产生活带来一定的潜在危害。因此，探讨城市生活垃圾卫生填埋场附近土壤一农作物系统中重金属污染特性及其健康风险具有极其重要的理论和现实意义。

本研究以贵阳市高雁城市生活垃圾卫生填埋场附近农田为研究区域，在此区域内采集5种农作物（大豆、玉米、青菜、莴笋、葱）及其根系周围的土壤作为研究对象，对土壤和农作物进行重金属含量分析，并运用污染因子评价法、内梅罗综合污染指数法、富集系数和目标危险系数法等方法，探讨城市生活垃圾卫生填埋场运行后，对附近农田土壤生态环境安全和农作物健康安全的影响，以期为评估垃圾填埋场周边农田土壤生态环境安全、土地安全利用以及暴露人群的健康风险提供科学依据。

1材料与方法

1.1供试材料

选取贵阳市高雁城市生活垃圾卫生填埋场周边农田作为研究区域（东经106°48′12″-104°48′19″，北纬26°38′9″-26°38′25″），在研究区内选取人们经常食用的叶菜类蔬菜青菜（Brassica chinensisL）、根茎类蔬菜莴笋（Lactuca sativa， L var．angustata Irish ex Bremer）、葱（Allium， jistulosum）、玉米（Zea mays）和大豆[Glycine max（Linn.） Merr.]共5种农作物和根系周围的土壤为材料。

1.2样品的采集与制备

1.2.1农作物样品的采集与预处理 2019年6月下旬，在研究区采集5种农作物的根、茎、叶、果等不同器官，将样品存储在信封中尽快带回实验室。之后迅速将其表面尘土等污染物用自来水冲洗干净，去除不常食用部分，并用去离子水再次冲洗3次，放至70℃烘箱内烘干至恒重，研磨过筛（100目）后密封备用。