废弃煤矿周边农田蔬菜重金属富集及人群健康风险评价

刘菊梅 任艳霞 司万童 冉鱼林 李维霖 李佳佳 孙畅 兰宗宝

DOI：10.3969/j.issn.2095-1191.2023.06.022

摘要：【目的】研究廢弃煤矿周边农田蔬菜的重金属污染情况及人群健康风险，为煤矿毗邻区域蔬菜种植品种选择及农业资源开发提供参考依据。【方法】采用电感耦合等离子体发射光谱仪，测定渝西某废弃煤矿周边农田种植的9种蔬菜（野葱、青蒜、大葱、白萝卜、红薯、油菜、普通白菜、冬葵和豌豆叶）及各蔬菜对应根际土壤的7种重金属［铜（Cu）、锌（Zn）、铅（Pb）、镉（Cd）、铬（Cr）、镍（Ni）和锰（Mn）］含量，分析各蔬菜食用部分中重金属元素的富集程度，并运用健康风险指数（HRI）和危害指数（HI）评估食用上述蔬菜对儿童和成人健康的潜在危害。【结果】渝西某废弃煤矿周边蔬菜地土壤受Cu、Zn、Pb和Cd 4种重金属元素的复合污染，其中Cd含量高出重庆土壤背景值2.2～9.1倍，Pb和Cd的地积累指数显示已达中度污染及以上水平，普通白菜地的潜在生态风险指数最高，为302.635，具有较高的潜在生态风险。叶菜类（油菜、普通白菜、冬葵、豌豆叶）和香辛类（野葱、青蒜、大葱）蔬菜可食用部分中Pb、Zn、Cr和Ni含量较高，其中Pb和Ni元素单因子污染指数在各类蔬菜的累积值中是主要贡献元素，其贡献率分别在20.51%～48.73%和16.93%～42.59%。除野葱外，各种蔬菜富集重金属能力大小表现为叶菜类>块根类>香辛类。除青蒜和大葱外，食用其余7种蔬菜的HI均大于1，且HI表现为儿童高于成人，其中叶菜类蔬菜对儿童和成人的HI最大，Cr和Pb的HRI对HI贡献率大，分别为40.06%～64.97%和17.15%～33.52%，食用存在一定的人体健康风险。【结论】渝西某废弃煤矿的开采加重周边农田土壤中的重金属污染，导致蔬菜受重金属污染的程度不同，以叶菜类蔬菜的食用风险较大。建议在该煤矿区周边农田种植蔬菜时尽量不选择叶菜类蔬菜，以减少重金属的摄入。

关键词：煤矿；重金属；蔬菜；健康风险

中图分类号：S19；S151.93                        文献标志码：A 文章编号：2095-1191（2023）06-1810-09

Enrichment of heavy metals in vegetables and risk assessment of human health in the vicinity of an abandoned coal mine

LIU Ju-mei1，2， REN Yan-xia1， SI Wan-tong1，3，4*， RAN Yu-lin1， LI Wei-lin1，

LI Jia-jia1， SUN Chang1， LAN Zong-bao5*

（1College of Chemistry and Environmental Engineering，Chongqing University of Arts and Sciences/Chongqing Key

Laboratory of Environmental Materials and Remediation Technology，Chongqing  402160，China；2Nanjing Institute of

Environmental Science，Ministry of Ecology and Environment，Nanjing，Jiangsu  210042，China；3Chongqing Institute of Surveying and Monitoring for Planning and Natural Resources，Chongqing  401120，China；4Key Laboratory of Monitoring，Evaluation and Early Warning of Territorial Spatial Planning Implementation，Ministry of Natural Resources，Chongqing  401120，China；5Agricultural Science and Technology Information Research Institute，Guangxi Academy of Agricultural Sciences，Nanning，Guangxi  530007，China）

Abstract：【Objective】Studying the heavy metal pollution and human health risks of farmland vegetables around abandoned coal mines would provide a reference for the selection of vegetable planting varieties in the vicinity of the coal mines and the development of agricultural resources around coal mines. 【Method】The heavy metal contents including copper （Cu）， zinc （Zn）， lead （Pb）， cadmium （Cd）， chromium （Cr）， nickel （Ni） and manganese （Mn） of Allium chrysanthum（wild onion），Allium sativum（garlic sprouts），Allium fistulosum（green Chinese onion），Raphanus sativus（white radish），Ipomoea batatas（sweet potato），Brassica napus（rape），Brassica pekinensis （Chinese cabbage），Malva verticillata（mallow），Pisum sativum（pea） leaf and corresponding rhizosphere soil were analyzed by inductively coupled plasma emission spectrometer. The pollution level of heavy metals in vegetables and their enrichment degrees were assessed，further the local vegetable potential health hazards to the public were evaluated using health risk index （HRI） and hazard index （HI）. 【Result】The soil around an abandoned coal mine in western Chongqing was mainly polluted by four heavy metals，namely Cu，Zn，Pb and Cd. The content of Cd was 2.2-9.1 times higher than the background value of Chongqing soil. The accumulation index of Pb and Cd showed that the soil was moderately polluted or above. The comprehensive ecological risk of Chinese cabbage plots was the highest （302.635），showing a high potential ecological risk. Compared with the relevant standards，the contents of Pb，Zn，Cr and Ni in edible parts of leafy vegetables （rape，Chinese cabbage，mallow and pea leaf） and aromatic vegetables （wild onion，garlic sprouts and green Chinese onion） were higher，and the single factor pollution index of Pb and Ni elements was the main contributing element in the cumulative value of all kinds of vegetables，with the contribution rates of 20.51%-48.73% and 16.93%-42.59%，respectively. Except for wild onion，the heavy metal enrichment ability of all kinds of vegetables showed the order of leaf vegetables>root tubers>spices. Except for garlic sprouts and green Chinese onion，the HIs of other seven kinds of vegetables were greater than 1，and the HIs of children were higher than those of adults. The HIs of leaf vegetables were the largest for children and adults，and the HRI of Cr and Pb were the main contributing elements of HI，with the contribution rates of 40.06%-64.97% and 17.15%-33.52%，respectively. There were certain human health risks with intaking them. 【Conclusion】The mining of an abandoned coal mine in western Chongqing aggravates the heavy metal pollution in the surrounding farmland soil，resulting in different degrees of heavy metal pollution in vegetables，thereinto consumption of leafy vegetables cause a higher risk. So，it is advised to choose not planting leafy vegetables in the farmland surrounding the coal mine area to reduce the intake of heavy metals.

Key words： coal mine； heavy metals； vegetables； health risk

Foundation items：National Natural Science Foundation of China （42103078）；Chongqing Natural Science Foundation （cstc2020jcyj-msxmX1011）； Science and Technology Research Project of Chongqing Municipal Education Commission （KJQN202001326）； Innovation and Entrepreneurship Training Project of Chongqing College Students（S202210642021）

0 引言

【研究意義】煤炭作为我国第一大能源物质，其需求量日益增加，致使煤矿开采力度逐年增大（Qin et al.，2015）。煤炭资源开发过程中会产生大量废水、废渣和粉尘，使得煤矿区，尤其是废弃煤矿区成为重大的环境污染源之一，引起广泛关注（Zheng et al.，2019）。目前已有大量关于我国蔬菜重金属污染的调查报告，尤其是某些工矿地区周围农田的蔬菜中重金属含量较高（陈亮等，2021）。不同蔬菜品种对重金属吸收累积差异明显，对人体影响程度也有差异（Zhou et al.，2016）。因此，从蔬菜品种筛选入手，探讨废弃煤矿区土地的安全利用，对废弃煤矿区农业资源开发和当地蔬菜的清洁生产具有重要意义。【前人研究进展】大量的重金属通过风化、粉尘、地表径流、渗滤等途径排放到煤矿区及周边的土壤中，威胁土壤和粮食安全，以及人群健康（Si et al.，2015；Hussain et al.，2019）。重金属污染具有不易察觉和潜在危害大的特点，重金属进入农田生态系统后会通过食物链富集而危害人体健康，其中粮食和蔬菜摄取是主要途径之一（栗利曼等，2016）。土壤环境因其具有复杂的空间异质性，致使土壤中不同重金属的生物有效性有所不同（涂春艳等，2020），土壤—植物复合系统中铬（Cr）和镉（Cd）元素迁移能力较强（王娟等，2020）；采矿和冶炼等人为活动使得当地大多数农作物受铅（Pb）和Cd的污染，蔬菜可食用部分Pb与Cd的危险指数较大（陈亮等，2021）。Hussain等（2019）发现陕西省某矿区土壤和当地种植粮食作物的污染水平高于限值，其中Cr、镍（Ni）、Pb、Cd等元素的非致癌性风险均高出成人和儿童的可接受水平，给当地居民的饮食健康带来风险。李武江等（2021）发现西南某煤矿区部分重金属在农作物中已达慢性中毒程度。因不同农作物生理特性的差异性，不同种类蔬菜对重金属富集能力有所不同，黄钟霆等（2022）发现湖南某关闭锰矿区周边农田玉米中各超标重金属含量均值均高于大米；相较于根块类蔬菜，湖南锑矿区叶菜类空心菜对Cd的富集系数最大（贾艳丽等，2022）；查燕等（2022）研究叶菜类蔬菜对重金属富集的特征，发现菠菜对于Cd富集能力强，苋菜对于锌（Zn）富集能力最强。【本研究切入点】目前国内关于矿区周边农田蔬菜重金属污染情况的研究主要包括污染来源、富集特征及健康风险评价等，但大多集中在对蔬菜类别的研究（李武江等，2021；贾艳丽等，2022；查燕等，2022），而未细化到品种筛选。此外，重庆地区耕地资源紧缺，受重金属污染的农田土壤修复过程长且成本高，有关重庆地区煤矿周边农田蔬菜重金属污染的研究鲜见报道。【拟解决的关键问题】以渝西某废弃煤矿周边农田中9种蔬菜及其根际土壤为研究对象，测定其重金属含量，利用单因子污染指数、地积累指数、生物富集系数、潜在生态风险指数和人群健康风险指数分析重金属在蔬菜可食用部分和根际土壤中的污染程度及其生物富集情况，评价通过食用蔬菜摄入重金属对当地居民健康造成的潜在危害程度，为煤矿周边区域蔬菜种植品种选择及农业资源开发提供参考依据。

1 材料与方法

1. 1 试验材料

以重庆某废弃煤矿周边农田种植的9种蔬菜为研究对象，分别为：香辛类3种，包括野葱（Allium chrysanthum）、青蒜（A. sativum）和大葱（A. fistulosum）；块根类2种，包括白萝卜（Raphanus sativus）和红薯（Ipomoea batatas）；叶菜类4种，包括油菜（Brassica napus）、普通白菜（Brassica pekinensis）、冬葵（Malva verticillata）和豌豆叶（Pisum sativum）。

1. 2 样品采集

随机采集3类蔬菜的可食用部分各3份，每份500 g，共计27份蔬菜样品带回实验室，用自来水和纯水依次清洗后晾干，105 ℃杀青至恒重后用石英研钵研磨，过60目筛备用。同时，采用四分法分别采集各类蔬菜根际土壤各3份，每份约500 g，共计27份土壤样品带回实验室，挑出杂质后室内自然风干，过100目筛备用。

1. 3 重金属测定

将处理好的蔬菜和土壤样品进行消解，经0.45 μm滤膜抽滤后，用电感耦合等离子体发射光谱仪（ICP-OES，ICAP6000，Thermo Fisher Scientific，USA）测定铜（Cu）、Zn、Pb、Cd、Cr、Ni和锰（Mn）共7种重金属含量。每个样品进行3次重复试验，测量期间使用各元素的标准品（钢研纳克检测技术股份有限公司）绘制标准曲线，并每隔9个样品使用中间标准品溶液进行1次数据校准，当回收率在（100±10）%以内时继续测定，否则重新测定。

1. 4 土壤重金属污染程度及生态风险评价

1. 4. 1 土壤重金属污染程度评价 土壤重金属污染程度使用地积累指数法进行评价。

Igeo=log2（[Cn1.5×BEn]）

式中，Igeo为地积累指数；Cn为测定样品中重金属n的含量（mg/kg）；BEn为重庆市土壤环境质量背景值，其中，Pb为29.62 mg/kg，Cd为0.29 mg/kg，Zn为84.72 mg/kg，Cu为25.64 mg/kg，Ni为30.29 mg/kg，Cr为73.57 mg/kg，Mn为482 mg/kg（任艳霞等，2021）；常量1.5为转换系数。Igeo<0，0级，表示无污染；0≤Igeo<1，1级，表示无—中度污染；1≤Igeo<2，2级，表示中度污染；2≤Igeo<3，3级，表示中度—强污染；3≤Igeo<4，4级，表示强污染；4≤Igeo<5，5级，表示强—极强污染；Igeo≥5，6级，表示极强污染（代静等，2017）。

1. 4. 2 土壤重金属污染生态风险评价 土壤重金属污染的潜在生态风险使用生态风险指数进行评价。

RI=[inEir]=[inTir]×[CiCin]

式中，RI为土壤中多种重金属潜在生态风险指数；n为重金属的种类数量；[Eir]为第i种重金属的潜在生态风险指数；Ci为单一元素实测含量；[Cin]为单一元素参比值，本研究以农用地土壤污染风险筛选值（5.5<pH≤6.5）作为参比值；[Tir]为第i种重金属元素的毒性系数，本研究中7种重金属（Pb、Cd、Cr、Zn、Cu、Ni和Mn）的毒性系数分别为5、30、2、1、5、5和2。RI<150表示低潜在生态风险，150≤RI<300表示中等潜在生态风险，300≤RI<600表示较高潜在生态风险，RI≤600表示极高潜在生态风险。[Eir]<40表示低潜在生态风险，40≤[Eir]<80表示中等潜在生态风险，80≤[Eir]<160表示较高潜在生态风险，160≤[Eir]<320表示高潜在生态风险，320≤[Eir]表示很高潜在生态风险（代静等，2017；司万童等，2017）。

1. 5 食用蔬菜的人群健康风险评价

1. 5. 1 单因子污染指数 单因子污染指数法是一种用于评价单一重金属元素污染程度的方法，是国内外普遍采用的方法之一。

Pi=Ci/Si

式中，Pi为单因子污染指数，Ci为污染物i的实测浓度（mg/kg），Si为污染物i的标准值（mg/kg）（代静等，2017）。

1. 5. 2 生物富集系数（BCF） 重金属的BCF计算公式如下：

BCF=C作物/C土壤

式中，C作物和C土壤分别为蔬菜及其根际土壤中的重金属含量（干重）（栗利曼等，2016）。

1. 5. 3 人群健康风险评价 健康风险指数（HRI）和危害指数（HI）量化摄入重金属对公众健康的潜在风险（Si et al.，2015）。根据各重金属的口服参考剂量（RfD）评估通过食用受污染的蔬菜而产生的健康风险。使用HI评估多种重金属的累积健康风险。HRI或HI<1表示暴露水平安全。

DIE=C重金属×D进食量/B平均体重

HI=[HRI]=DIE1/RfD1+DIE2/RfD2+···+DIEi/RfDi

式中，DIE為重金属日进食量；C重金属为蔬菜中重金属含量；D进食量为蔬菜日进食量，通过对当地居民的问卷调查，得出儿童（3～12岁）和成人（18～60岁）的人均蔬菜摄入总量分别为0.2300和0.3450 kg/d，其中儿童摄入香辛类、块根类和叶菜类比例约为0.5∶6∶3.5，分别为0.0115、0.1380和0.0805 kg/d，成人摄入香辛类、块根类和叶菜类比例约为1∶3∶6，分别为0.0345、0.1035和0.2070 kg/d；B平均体重为不同人群的平均体重，参考第五次国民体质监测公报，本研究中儿童按19 kg计，成人按63 kg计；RfD是对人每日暴露量的估计，认为低于该暴露量，不太可能具有明显的有害作用风险，Cr、Ni、Cu、Zn、Pb、Cd和Mn的RfD分别为0.003、0.02、0.04、0.3、0.004、0.001和0.14 mg/（kg·d）（栗利曼等，2016；张浩等，2020；陈亮等，2021）。

1. 6 统计分析

采用SPSS 17.0和Excel 2010对试验数据进行统计处理和制图。

2 结果与分析

2. 1 蔬菜根际土壤重金属含量与地积累指数

由表1可知，渝西某废弃煤矿周边农田样地根际土壤中Cu（除油菜地）、Zn（除红薯地和油菜地）、Pb和Cd元素含量在各样地均超重庆土壤背景值，其中Cd含量高出重庆土壤背景值2.2～9.1倍。在普通白菜地的根际土壤中，Cd污染最严重，已超出农用地土壤污染风险管制值，Cu和Pb含量显著高于其他蔬菜地（P<0.05），且超农用地土壤污染风险筛选值。表明重金属元素（Cu、Zn、Pb和Cd）对农产品质量安全、农作物生长或土壤生态环境存在潜在风险。

地积累指数（图1）显示，各蔬菜样地土壤Pb和Cd污染均在中度污染及以上，其中普通白菜地、油菜地、冬葵地和豌豆叶地的Pd污染达强污染水平。Cu和Zn的地积累指数表现为无污染到中污染程度，Cr、Ni和Mn的地积累指数表现为无污染状态。

2. 2 蔬菜根际土壤潜在生态风险评价结果

使用潜在生态风险指数评价各蔬菜地土壤重金属复合污染的综合生态风险，结果（图2）显示，普通白菜地的综合生态风险最高（302.635），具有较高的潜在生态风险，大葱地、白萝卜地、油菜地、冬葵地和豌豆叶地为中等潜在生态风险（150≤RI<300）。

在所有样点上，Cd元素污染的单因子潜在生态风险指数最高，叶菜类蔬菜普通白菜地土壤中高达293.060，表现为高潜在生态风险，对综合生态风险的贡献率最大（表2）。本研究中单因子潜在生态风险指数计算以农用地土壤污染风险筛选值（5.5<pH≤6.5）（GB 15618—2018）作为参比值，由于目前Mn元素尚无该筛选，因此表2中无Mn的潜在生态风险指数。整体而言，叶菜类蔬菜地土壤重金属复合污染的潜在生态风险指数较高。

2. 3 蔬菜可食用部分中重金属含量与单因子污染指数

利用不同的卫生标准/污染物限量对各蔬菜可食部分中的重金属含量进行评估，结果（表3）显示，Cu含量均低于食品中污染物的限量，而Zn（除青蒜和大葱）、Pb、Cr和Ni均不同程度地超过对应的卫生标准/污染物限量，最高含量分别是对应卫生标准/污染物限量的3.93、11.77、9.32和17.47倍。重金属单因子污染指数计算结果（图3）显示，7种重金属单因子污染指数在各类蔬菜中的累积值表现为叶菜类>块根类>香辛类（除野葱外），其中Pb和Ni元素是主要的贡献元素，其贡献率分别在20.51%～48.73%和16.93%～42.59%。整体而言，野葱和油菜是9种蔬菜中重金属超标较严重的蔬菜，应持续关注。

2. 4 蔬菜可食用部分中重金属的BCF

BCF可反映重金属从土壤向作物的转移能力或作物富集重金属能力（栗利曼等，2016）。表4显示，Zn和Ni在蔬菜中的BCF较大，其中Zn在野葱中的BCF最大，达0.701；由BCF平均值可知，9种蔬菜富集重金属能力大小排序为野葱>油菜>普通白菜>豌豆叶>冬葵>红薯>白萝卜>青蒜>大葱。整体而言，除野葱外，蔬菜富集能力表现为叶菜类>块根类>香辛类。

2. 5 人群健康风险评价结果

比较各蔬菜可食用部分不同重金属HRI对HI的贡献率（图4）可知，Cr和Pb元素是主要的贡献元素，其贡献率分别为40.06%～64.97%和17.15%～33.52%。由于儿童与成人饮食结构和习惯不同，摄入3类蔬菜对儿童的HI表现为块根类>叶菜类>香辛类，其中块根类蔬菜中白萝卜对儿童的HI高达16.656；而对成人的HI表现为叶菜类>块根类>香辛类，其中叶菜类对成人的HI在9.672～12.352，是其他2类蔬菜的2.57～14.56倍（图5）。整体而言，叶菜类蔬菜对儿童和成人的HI较大，且儿童均大于成人，4种蔬菜的HI排序为油菜>冬葵>普通白菜>豌豆葉；除青蒜和大葱外，食用其余7种蔬菜的HI均大于1，表明食用当地种植的蔬菜存在潜在人体健康风险。

3 讨论

本研究结果表明，9种蔬菜地的土壤重金属中，Cu（除油菜地）、Zn（除红薯地和油菜地）、Pb和Cd 4种元素含量在各样地均超重庆土壤背景值，其中土壤Cd污染最严重，已超农用地土壤污染风险管制值，与任艳霞等（2021）关于渝西某煤矿区土壤受到多种重金属复合污染的研究结果一致。Hussain等（2019）收集陕西省各地煤矿区175份土壤和各类粮食作物样品，分析得出煤矿开采活动向土壤释放大量的有毒元素（Cr、Cu、Ni、Pb、Cd等），并指出大部分耕地、粮食和蔬菜均受到这些有毒元素不同程度的污染。可见煤矿开采会对人体健康和环境安全造成很大的风险。地积累指数可判别人为活动对环境的影响，是区分人为活动影响的重要参数（司万童等，2017）。本研究中，各蔬菜地土壤Pb和Cd的地积累指数较高，达中度污染以上，可见其与当地煤矿的开采有直接关系，与任艳霞等（2021）研究发现Pb在渝西某煤矿井口、煤矸石场和周边农田土壤中含量较高的结果一致。整体而言，蔬菜根际土壤潜在生态风险表现为叶菜类蔬菜地>块根类蔬菜地>香辛类蔬菜地（野葱除外），土壤重金属元素的复合污染在研究区普通白菜地呈现最高潜在生态风险，其原因有待进一步探究。

本研究中，蔬菜样地根际土壤中Cd污染严重，在各样地均已超农用地土壤污染风险管制值，而Cd在蔬菜（除油菜外）中的富集量均低于GB 2762—2017《食品安全国家标准 食品中污染物限量》；Cr和Ni（除白萝卜地、冬葵地外）在各样地均未超重庆土壤背景值，但在蔬菜中均已超出限值，与其生物富集能力有直接关系。本研究显示Cd元素的BCF较小，而Zn和Ni的BCF较大。综合因素导致叶菜类和香辛类蔬菜中的Pb、Ni和Zn含量较高。虽然Zn元素是人体必不可缺的有益元素，但摄入过多会变利为害，抑制人体对其他必需元素的吸收。BCF用于衡量土壤重金属被蔬菜吸收的难易程度，值越小表明蔬菜吸收重金属的能力越差，抗土壤重金属污染的能力则越强。相关研究表明，不同的蔬菜品种由于外部形态和内部结构在生理生化上存在差异，包括遗传特性、生理特性和生存因子等，使其不同部位对重金属的富集能力出现差异，新陈代谢旺盛器官（根和叶）对重金属的富集能力通常强于营养贮存器官（果实、籽粒和块根）（涂春艳等，2020）；不同种类蔬菜对Cd的富集能力大小表现为叶菜类>块根类（涂春艳等，2020；张浩等，2020）。本研究结果显示，除野葱外，蔬菜对重金属富集能力表现为叶菜类>块根类>香辛类。究其原因：一方面与煤矿区土壤重金属的积累有关，另一方面与煤矿区空气扬尘中污染物的大气沉降作用有关。叶菜类蔬菜的叶片面积大、蒸腾作用强，空气中气态和尘态重金属易富集于植物叶面，进而通过叶片气孔的吸收进入蔬菜体内（陈亮等，2021；黄钟霆等，2022）。

人群健康风险评价结果显示，除青蒜和大葱外，食用其余7种蔬菜对儿童和成人的HI均远大于1，超过人体可接受的重金属暴露水平，且儿童高于成人，其主要原因在于儿童日进食量与平均体重的比值高于成人。值得关注的是，在相同的重金属暴露水平下，由于儿童自身抵抗力差，发育阶段组织器官承受污染物的能力和解毒能力较成人弱，重金属的毒性效应会更明显（张浩等，2020；陈亮等，2021），因此应更多关注儿童健康。本研究中，各元素的HRI对HI贡献最大的是Cr元素，究其原因：一方面是在9种蔬菜中Cr含量明显高于GB 2762—2017《食品安全国家标准 食品中污染物限量》，另一方面Cr被世界卫生组织公认为毒性极强的元素之一（Munoz et al.，2005），其参考剂量［RfD=0.003 mg/（kg·d）］与其他元素相比较小，从而算得蔬菜中Cr的HRI较高，是HI的主要贡献元素。其次是Pb，Li等（2018）在研究湖南株洲一个大型铅锌冶炼厂附近居民通过食用蔬菜造成的重金属健康风险中发现，Pb和Cd对人体健康的危害最大，叶类蔬菜的污染通常较非叶类蔬菜更严重；且在冶炼厂周边4 km范围内，采集的52个蔬菜样品中超75%的Pb超标，本研究结果与之基本一致，进一步印证Cr和Pb重金属元素在蔬菜中污染问题的紧迫性。

整体而言，在废弃煤矿周边农田种植蔬菜存在一定的食品安全风险。本研究中，叶菜类蔬菜（油菜、普通白菜、冬葵和豌豆叶）的HI最大，而种植大葱、青蒜和白萝卜相对而言健康风险较低。各元素在不同介质中表现出不同的潜在危害，应持续关注该废弃煤矿区农田中Pb、Cd、Cr、Zn、Cu、Ni和Mn等重金属元素的生态毒性效应，尤其是Pb、Cd和Cr元素。此外，建议在废弃煤矿区开展农业生产的过程中，应综合考虑土壤中的重金属污染程度，以及不同蔬菜对重金属的富集特性，优化作物品种组合，以保障废弃煤矿毗邻区域农作物的清洁生产和煤矿区农业资源的合理化利用。本研究仅针对当地种植较多的叶菜类、块根类和香辛类蔬菜进行健康风险评价，并不是很全面，其他类别蔬菜的重金属污染监控也应同步关注，如茄果类、根菜类和豆荚类等，更好地为煤矿区周边蔬菜和其他粮食作物的清潔生产及居民健康风险管理提供数据支撑。

4 结论

渝西某废弃煤矿的开采加重周边农田土壤中的重金属污染，其中Pb和Cd的地积累作用最明显。各蔬菜对重金属的富集能力表现为叶菜类>块根类>香辛类（除野葱外），其中Pb和Ni的生物富集能力最强。食用当地种植的蔬菜存在潜在健康风险，其中食用叶菜类蔬菜的健康风险最高，与Cr和Pb相关的健康危害需重点关注，建议在煤矿毗邻区域种植蔬菜时尽量不选择叶菜类蔬菜，以减少重金属的摄入。

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（責任编辑 罗 丽）

收稿日期：2022-06-27

基金项目：国家自然科学基金项目（42103078）；重庆市自然科学基金项目（cstc2020jcyj-msxmX1011）；重庆市教委科学技术研究项目（KJQN202001326）；重庆市大学生创新创业训练项目（S202210642021）

通讯作者：司万童（1986-），https：//orcid.org/0000-0001-9006-5892，博士，教授，主要从事环境生物学研究工作，E-mail：siwt02@163.com；兰宗宝（1981-），https：//orcid.org/0000-0002-8643-3872，高级农业经济师，主要从事农业产业经济研究工作，E-mail：2448512409@qq.com

第一作者：刘菊梅（1985-），https：//orcid.org/0000-0001-7826-053X，博士，副教授，主要从事环境生物学研究工作，E-mail：liujm1225@126.com